具有高密度大型特征设计的触摸传感器的制造方法

具有高密度大型特征设计的触摸传感器的制造方法
【专利摘要】本申请案涉及一种具有高密度大型特征设计的触摸传感器。在一个实施例中，一种触摸位置感测面板包括感测区域，所述感测区域包括：衬底；多个第一电极，其在第一层中，所述多个第一电极包括导电网格且沿第一方向布置，所述第一层具有形成于其中的第一多个间隙；多个第二电极，其在第二层中，所述多个第二电极包括导电网格且沿第二方向布置，所述第二层具有形成于其中的第二多个间隙，其中所述多个第一电极及所述多个第二电极重叠以形成多个节点，且其中所述多个间隙中的每一者以大体直线从所述感测区域的一侧延展到所述感测区域的相对侧。
【专利说明】具有高密度大型特征设计的触摸传感器

【技术领域】
[0001] 本发明大体来说涉及触摸传感器。

【背景技术】
[0002] 举例来说，触摸传感器可在覆叠在显示器屏幕上的触摸传感器的触敏区域内检测 物体（例如用户的手指或手写笔）的触摸或接近的存在及位置。在触敏显示器应用中，触 摸传感器可使得用户能够与显示在屏幕上的内容直接交互而非借助鼠标或触摸垫间接交 互。触摸传感器可附接到以下各项或作为以下各项的一部分而提供：桌上型计算机、膝上型 计算机、平板计算机、个人数字助理（PDA)、智能电话、卫星导航装置、便携式媒体播放器、便 携式游戏控制台、信息亭计算机、销售点装置或其它适合装置。家用电器或其它电器上的控 制面板可包含触摸传感器。
[0003] 存在若干种不同类型的触摸传感器，举例来说，电阻性触摸屏、表面声波触摸屏及 电容性触摸屏。本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的提及可囊括触摸屏，且反之亦然。 当物体触摸或接近电容性触摸屏的表面时，可在触摸屏内所述触摸或接近的位置处发生电 容的改变。触摸传感器控制器可处理所述电容的改变以确定其在触摸屏上的位置。


【发明内容】

[0004] 本发明提供一种触摸位置感测面板，其包括：感测区域，其包括：衬底；多个第一 电极，其在第一层中，所述多个第一电极包括导电网格且沿第一方向布置，所述第一层具有 形成于其中的第一多个间隙；多个第二电极，其在第二层中，所述多个第二电极包括导电网 格且沿第二方向布置，所述第二层具有形成于其中的第二多个间隙；其中所述多个第一电 极及所述多个第二电极重叠以形成多个节点；且其中所述多个间隙中的每一者以大体直线 从所述感测区域的一侧延展到所述感测区域的相对侧。
[0005] 本发明还提供一种触摸位置感测面板，其包括：感测区域，其包括：衬底；多个第 一电极，其在第一层中，所述多个第一电极包括导电网格且沿第一方向布置，第一层具有形 成于所述网格中的第一多个间隙，所述第一电极中的至少一者、所述多个第一电极中的至 少一者通过所述第一多个间隙中的一间隙与所述多个第一电极中的邻近电极分离；多个第 二电极，其在第二层中，所述多个第二电极包括导电网格且沿第二方向布置，所述第二层具 有形成于所述网格中的第二多个间隙，所述多个第二电极中的至少一者通过所述第二多个 间隙中的一间隙与所述多个第二电极中的邻近电极分离；其中所述多个第一电极及所述多 个第二电极重叠以形成多个节点；且其中所述多个间隙中的每一者以大体直线从所述感测 区域的一侧延展到所述感测区域的相对侧。

【专利附图】

【附图说明】
[0006] 图1图解说明根据特定实施例的触摸传感器及触摸传感器控制器；
[0007] 图2图解说明根据特定实施例的触摸传感器沿着线2-2的横截面；
[0008] 图3A、3B及3C图解说明根据常规方法的感测及驱动电极的布置；
[0009] 图4A、4B及4C图解说明根据本发明的特定实施例的感测及驱动电极的另一布 置；
[0010] 图5A、5B及5C图解说明根据本发明的特定实施例的感测及驱动电极的另一布置； 且
[0011] 图6A、6B及6C图解说明根据本发明的特定实施例的感测及驱动电极的另一布置。

【具体实施方式】
[0012] 图1图解说明根据特定实施例的触摸传感器及触摸传感器控制器。触摸传感器10 及触摸传感器控制器12可检测物体在触摸传感器10的触敏区域内的触摸或接近的存在及 位置。本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的提及可囊括触摸传感器及其触摸传感器控 制器两者。类似地，在适当的情况下，对触摸传感器控制器的提及可囊括所述控制器及其触 摸传感器两者。在适当的情况下，触摸传感器10可包含一个或一个以上触敏区域或感测区 域。触摸传感器10可包含安置于可由电介质材料制成的一个或一个以上衬底上的驱动与 感测电极的阵列（图2到6A、6B及6C中的电极102及103)或单个类型的电极的阵列。本 文中，在适当的情况下，对触摸传感器的提及可囊括所述触摸传感器的电极及所述电极安 置于其上的衬底两者。或者，在适当的情况下，对触摸传感器的提及可囊括所述触摸传感器 的电极，但不囊括所述电极安置于其上的衬底。
[0013] 电极（无论是驱动电极还是感测电极）可为形成一形状（例如碟形、正方形、矩 形、四边形、其它适合形状或这些形状的适合组合）的导电材料区域。一个或一个以上导电 材料层中的一个或一个以上切口可（至少部分地）形成电极的形状，且所述形状的区域可 (至少部分地）由那些切口限界。在特定实施例中，电极的导电材料可占据其形状的区域的 约100%。作为一实例且不以限制方式，在适当的情况下，电极可由氧化铟锡（ΙΤ0)制成，且 所述电极的ΙΤ0可占据其形状的区域的约100%。在特定实施例中，电极的导电材料可占据 其形状的区域的实质上小于100%(例如，约5%)。作为一实例且不以限制方式，电极可由金 属或其它导电材料（例如，铜、银或者基于铜或基于银的材料）细线制成，且导电材料细线 可以阴影线、网格或其它适合图案实质上占据小于其形状的区域的100%(例如，约5%)。虽 然本发明描述或图解说明由形成具有特定填充物（具有特定图案）的特定形状的特定导电 材料制成的特定电极，但本发明涵盖由形成具有任何适合填充物（具有任何适合图案）的 任何适合形状的任何适合导电材料制成的任何适合电极。在适当的情况下，触摸传感器的 电极（或其它元件）的形状可全部地或部分地构成所述触摸传感器的一个或一个以上大型 特征。触摸传感器的一个或一个以上大型特征可确定其功能性的一个或一个以上特性。那 些形状的实施方案的一个或一个以上特性（例如，所述形状内的导电材料、填充物或图案） 可全部地或部分地构成所述触摸传感器的一个或一个以上小型特征。触摸传感器的一个或 一个以上小型特征可确定触摸传感器的一个或一个以上光学特征，例如透射比、折射性或 反射性。
[0014] 机械堆叠可含有衬底（或多个衬底）及形成触摸传感器10的驱动或感测电极的 导电材料。作为一实例且不以限制方式，所述机械堆叠可包含在覆盖面板下方的第一光学 透明粘合剂（0CA)层。所述覆盖面板可为透明的且由适合于重复的触摸的弹性材料（例如 玻璃、聚碳酸酯或聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA))制成。本发明涵盖由任何适合材料制成的 任何适合覆盖面板。第一光学透明粘合剂层可安置于覆盖面板与具有形成驱动或感测电极 的导电材料的衬底之间。所述机械堆叠还可包含第二光学透明粘合剂层及电介质层（其可 由PET或另一适合材料制成，类似于具有形成驱动或感测电极的导电材料的衬底）。作为替 代方案，在适当的情况下，可代替第二光学透明粘合剂层及电介质层而施加电介质材料的 薄涂层。第二光学透明粘合剂层可安置于具有构成驱动或感测电极的导电材料的衬底与电 介质层之间，且所述电介质层可安置于第二光学透明粘合剂层与到包含触摸传感器10及 触摸传感器控制器12的装置的显示器的气隙之间。仅作为一实例且不以限制方式，所述覆 盖面板可具有约1_的厚度；第一光学透明粘合剂层可具有约〇. 〇5_的厚度；具有形成驱 动或感测电极的导电材料的衬底可具有约〇. 〇5_的厚度；第二光学透明粘合剂层可具有 约0. 05mm的厚度；且所述电介质层可具有约0. 05mm的厚度。虽然本发明描述具有由特定 材料制成且具有特定厚度的特定数目个特定层的特定机械堆叠，但本发明涵盖具有由任何 适合材料制成且具有任何适合厚度的任何适合数目个任何适合层的任何适合机械堆叠。作 为一实例且不以限制方式，在特定实施例中，粘合剂或电介质层可替换上文所描述的电介 质层、第二光学透明粘合剂层及气隙，其中不存在到显示器的气隙。
[0015] 触摸传感器10的衬底的一个或一个以上部分可由聚对苯二甲酸乙二酯（PET)或 另一适合材料制成。本发明涵盖具有由任何适合材料制成的任何适合部分的任何适合衬 底。在特定实施例中，触摸传感器10中的驱动或感测电极可全部地或部分地由ΙΤ0制成。 在特定实施例中，触摸传感器10中的驱动或感测电极可由金属或其它导电材料细线制成。 作为一实例且不以限制方式，所述导电材料的一个或一个以上部分可为铜或基于铜的且具 有约5μηι或小于5μηι的厚度及约ΙΟμπι或小于ΙΟμπι的宽度。作为另一实例，所述导电 材料的一个或一个以上部分可为银或基于银的且类似地具有约5 μ m或小于5 μ m的厚度及 约10 μ m或小于10 μ m的宽度。本发明涵盖由任何适合材料制成的任何适合电极。
[0016] 触摸传感器10可实施电容性形式的触摸感测。在互电容实施方案中，触摸传感器 10可包含形成电容性节点阵列的驱动与感测电极阵列。驱动电极与感测电极可形成电容性 节点。形成电容性节点的驱动与感测电极可彼此靠近但并不彼此进行电接触。而是，所述 驱动与感测电极可跨越其之间的空间而彼此电容性耦合。（通过触摸传感器控制器12)向 驱动电极施加的脉冲或交变电压可在感测电极上诱发电荷，且所诱发的电荷量可易受外部 影响（例如物体的触摸或接近）。当物体触摸或接近电容性节点时，可在电容性节点处发 生电容改变，且触摸传感器控制器12可测量所述电容改变。通过测量整个阵列中的电容改 变，触摸传感器控制器12可在触摸传感器10的触敏区域内确定所述触摸或接近的位置。
[0017] 在自电容实施方案中，触摸传感器10可包含可各自形成电容性节点的单个类型 的电极的阵列。当物体触摸或靠近到电容性节点时，可在所述电容性节点处发生自电容改 变，且触摸传感器控制器12可将所述电容改变测量为（举例来说）将所述电容性节点处的 电压提升预定量所需要的电荷量改变。与互电容实施方案一样，通过测量整个阵列中的电 容改变，触摸传感器控制器12可在触摸传感器10的触敏区域内确定所述触摸或接近的位 置。在适当的情况下，本发明涵盖任何适合形式的电容性触摸感测。
[0018] 在特定实施例中，一个或一个以上驱动电极可共同形成水平地或垂直地或以任何 适合定向延展的驱动线。类似地，一个或一个以上感测电极可共同形成水平地或垂直地或 以任何适合定向延展的感测线。在特定实施例中，驱动线可大致垂直于感测线而延展。本文 中，在适当的情况下，对驱动线的提及可囊括构成所述驱动线的一个或一个以上驱动电极， 且反之亦然。类似地，在适当的情况下，对感测线的提及可囊括构成所述感测线的一个或一 个以上感测电极，且反之亦然。
[0019] 触摸传感器10可具有以一图案安置于单个衬底的一侧上的驱动与感测电极。在 此配置中，跨越一对驱动与感测电极之间的空间而彼此电容性耦合的所述对驱动与感测电 极可形成电容性节点。对于自电容实施方案，仅单个类型的电极可以一图案安置于单个衬 底上。除具有以一图案安置于单个衬底的一侧上的驱动与感测电极以外或作为此的替代方 案，触摸传感器10还可具有以一图案安置于衬底的一侧上的驱动电极及以一图案安置于 所述衬底的另一侧上的感测电极。此外，触摸传感器10可具有以一图案安置于一个衬底的 一侧上的驱动电极及以一图案安置于另一衬底的一侧上的感测电极。在此类配置中，驱动 电极与感测电极的相交点可形成电容性节点。此相交点可为其中驱动电极与感测电极在其 相应平面中"交叉"或彼此最靠近的位置。驱动与感测电极并不彼此进行电接触一而是其 跨越电介质在相交点处彼此电容性地耦合。虽然本发明描述形成特定节点的特定电极的特 定配置，但本发明涵盖形成任何适合节点的任何适合电极的任何适合配置。此外，本发明涵 盖以任何适合图案安置于任何适合数目个任何适合衬底上的任何适合电极。
[0020] 如上文所描述，触摸传感器10的电容性节点处的电容改变可指示所述电容性节 点的位置处的触摸或接近输入。触摸传感器控制器12可检测并处理所述电容改变以确定 触摸或接近输入的存在及位置。触摸传感器控制器12可接着将关于触摸或接近输入的信 息传递到包含触摸传感器10及触摸传感器控制器12的装置的一个或一个以上其它组件 (例如一个或一个以上中央处理单元（CPU)或数字信号处理器（DSP))，所述一个或一个以 上其它组件可通过起始所述装置的与所述触摸或接近输入相关联的功能（或在所述装置 上运行的应用程序）来对所述触摸或接近输入做出响应。虽然本发明描述关于特定装置及 特定触摸传感器具有特定功能性的特定触摸传感器控制器，但本发明涵盖关于任何适合装 置及任何适合触摸传感器具有任何适合功能性的任何适合触摸传感器控制器。
[0021] 触摸传感器控制器12可为一个或一个以上集成电路（1C)，例如通用微处理器、微 控制器、可编程逻辑装置或阵列、专用IC(ASIC)。在特定实施例中，触摸传感器控制器12包 括模拟电路、数字逻辑及数字非易失性存储器。在特定实施例中，触摸传感器控制器12安 置于接合到触摸传感器10的衬底的柔性印刷电路（FPC)上，如下文所描述。在特定实施例 中，多个触摸传感器控制器12安置于所述FPC上。在一些实施例中，所述FPC可不具有安 置于其上的触摸传感器控制器12。所述FPC可将触摸传感器10耦合到位于别处（例如装 置的印刷电路板上）的触摸传感器控制器12。触摸传感器控制器12可包含处理器单元、 驱动单元、感测单元及存储单元。所述驱动单元可向触摸传感器10的驱动电极供应驱动信 号。所述感测单元可感测触摸传感器10的电容性节点处的电荷并将表示所述电容性节点 处的电容的测量信号提供到处理器单元。所述处理器单元可控制由驱动单元向驱动电极的 驱动信号供应并处理来自感测单元的测量信号以检测且处理触摸传感器10的触敏区域内 的触摸或接近输入的存在及位置。所述处理器单元还可追踪触摸传感器10的触敏区域内 的触摸或接近输入的位置改变。所述存储单元可存储用于由处理器单元执行的编程，包含 用于控制驱动单元以向驱动电极供应驱动信号的编程、用于处理来自感测单元的测量信号 的编程及在适当的情况下其它适合编程。虽然本发明描述具有拥有特定组件的特定实施方 案的特定触摸传感器控制器，但本发明涵盖具有拥有任何适合组件的任何适合实施方案的 任何适合触摸传感器控制器。
[0022] 安置于触摸传感器10的衬底上的导电材料轨迹14可将触摸传感器10的驱动或 感测电极耦合到也安置于触摸传感器10的衬底上的连接垫16。如下文所描述，连接垫16 促进将轨迹14耦合到触摸传感器控制器12。轨迹14可延伸到触摸传感器10的触敏区域 中或围绕触摸传感器10的触敏区域（例如，在其边缘处）延伸。特定轨迹14可提供用于将 触摸传感器控制器12耦合到触摸传感器10的驱动电极的驱动连接，触摸传感器控制器12 的驱动单元可经由所述驱动连接向所述驱动电极供应驱动信号。其它轨迹14可提供用于 将触摸传感器控制器12耦合到触摸传感器10的感测电极的感测连接，触摸传感器控制器 12的感测单元可经由所述感测连接感测触摸传感器10的电容性节点处的电荷。轨迹14可 由金属细线或其它导电材料制成。作为一实例且不以限制方式，轨迹14的导电材料可为铜 或基于铜的且具有约1〇〇 μ m或小于100 μ m的宽度。作为另一实例，轨迹14的导电材料可 为银或基于银的且具有约100 μ m或小于100 μ m的宽度。在特定实施例中，除金属或其它 导电材料细线以外或者作为金属或其它导电材料细线的替代方案，轨迹14还可全部地或 部分地由ΙΤ0制成。虽然本发明描述由具有特定宽度的特定材料制成的特定轨迹，但本发 明涵盖由具有任何适合宽度的任何适合材料制成的任何适合轨迹。除轨迹14以外，触摸传 感器10还可包含端接于触摸传感器10的衬底的边缘处的接地连接器（其可为连接垫16) 处的一个或一个以上接地线（类似于轨迹14)。
[0023] 连接垫16可沿着衬底的一个或一个以上边缘定位在触摸传感器10的触敏区域外 部。如上文所描述，触摸传感器控制器12可在FPC上。连接垫16可由与轨迹14相同的材 料制成且可使用各向异性导电膜（ACF)接合到所述FPC。连接18可包含所述FPC上的将触 摸传感器控制器12耦合到连接垫16的导电线，连接垫16又将触摸传感器控制器12耦合 到轨迹14且耦合到触摸传感器10的驱动或感测电极。在另一实施例中，连接垫16可连接 到机电连接器（例如零插入力线到板连接器）；在此实施例中，连接18可不需要包含FPC。 本发明涵盖触摸传感器控制器12与触摸传感器10之间的任何适合连接18。
[0024] 在特定实施例中，触摸传感器10可具有多层配置，其中驱动电极以一图案安置于 衬底的一侧上且感测电极以一图案安置于所述衬底的另一侧上。在此配置中，一对驱动及 感测电极在驱动电极与感测电极的相交点处彼此电容性耦合。在特定实施例中，驱动及感 测电极的多层配置可满足关于触摸传感器10的构造的某些空间及/或形状约束。将关于 图2到6A、6B及6C进一步论述驱动及感测电极的多层配置的特定实施例及实例。
[0025] 图2图解说明根据特定实施例的触摸传感器10沿着图1中所图解说明的线2-2 的横截面。触摸传感器10包括机械堆叠1〇〇及显示器110。覆叠显示器110的机械堆叠 100包含衬底101、驱动电极102、多个感测电极103、多个间隙104、光学透明粘合剂105及 覆盖面板106。
[0026] 衬底101具有多个表面，包含面向显不器110的第一表面l〇la及面向覆盖面板 106的第二表面101b。衬底101可由透明的不导电材料形成，例如如结合图1所论述的玻璃 或塑料。驱动电极102位于衬底101的第一表面101a上，使得驱动电极102位于衬底101 与显示器110之间。在各种实施例中，驱动电极102与显示器110之间可存在气隙。此横 截面图提供一个驱动电极（驱动电极102)的长度的视图。在特定实施例中，多个驱动电极 102可位于衬底101与显示器110之间，其中长度大体平行于驱动电极102延展。驱动电极 可由任何适合材料形成，举例来说，包含如结合图1所论述的导电网格。多个驱动电极102 中的每一者可通过导电材料中的切口或间隙与一个或一个以上邻近驱动电极分离。邻近驱 动电极之间的间隙为导电材料（例如铜）线中的切口，且可尽可能窄以增强电极抵御由下 伏显示器引起的噪声的屏蔽能力。在一些实施例中，驱动电极之间的间隙可具有约ΙΟΟμπι 到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所述宽度可为大约10 μ m。
[0027] 感测电极103位于衬底101的第二表面101b上，使得感测电极103位于衬底101 与覆盖面板106之间。感测电极可由任何适合材料形成，举例来说，包含如结合图1所论述 的导电网格。每一感测电极103通过间隙104与邻近感测电极103分离。间隙104为导电 材料（例如铜）线中的切口且可尽可能窄。在各种实施例中，间隙104可具有约100 μ m到 5μπι的宽度，且在特定实施例中，所述宽度可为大约ΙΟμπι。此横截面图提供感测电极103 的宽度的视图。在某些实施例中，触摸传感器的感测电极的宽度可比如所图解说明的感测 电极103短或长。在各种实施例中，感测电极的宽度可针对所有感测电极大体相同或可针 对每一感测电极103变化。此外，在各种实施例中，可存在数目比本文中所图解说明的大或 少的感测电极。可由感测电极103与驱动电极102的重叠区段之间的电容性耦合形成电容 性节点。
[0028] 覆盖面板106借助光学透明粘合剂105附接到感测电极103。覆盖面板106可为 透明的且由如结合图1所论述的弹性材料制成。如所图解说明，由显示器110产生的光通 过机械堆叠100且可由触摸传感器10的用户通过覆盖面板106看到。
[0029] 在某些实施例中，可存在本文中未图解说明的额外组件。举例来说，可在机械堆叠 100内的各种层之间或在机械堆叠100与显示器110之间使用粘合剂。某些实施例可包含 第二衬底，且在某些情形中，感测电极可附接到第一衬底且驱动电极可附接到第二衬底。
[0030] 图3Α、3Β及3C图解说明根据常规方法的感测及驱动电极的布置。图3Α图解说明 可在触摸传感器10中使用的具有特定驱动电极图案的驱动电极层30的区段。在图3Α中， 展示两个邻近驱动电极102b及102c,连同驱动电极102a及102d的部分。
[0031] 每一驱动电极102a、102b、102c及102d包含多个趾部120。每一趾部120具有特 定长度及宽度。在特定实施例中，每一趾部120为实质上相同的长度及宽度。每一趾部120 从驱动电极的基本部分122延伸且通过一空间与相邻趾部120分离，所述空间的一部分被 邻近驱动电极的趾部占据，从而致使驱动电极102与邻近驱动电极指状交叉。
[0032] 在特定实施例中，驱动电极102a、102b、102c及102d由导电网格形成。导电材料 线或导电网格中的切口或沟道形成邻近驱动电极之间的间隙l〇4a。间隙104a将驱动电极 与邻近驱动电极电隔离。导电网格中的切口可形成任何适合配置的驱动电极，包含任何适 合形状的电极。
[0033] 图3B图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定感测电极图案的感测电极层 35的区段。在图3B中，展示两个邻近感测电极103b及103c，连同感测电极103a及103d 的部分。每一感测电极l〇3a、103b、103c及103d包含多个趾部130。每一趾部130具有特 定长度及宽度。在特定实施例中，每一趾部130为实质上相同的长度及宽度。每一趾部130 从感测电极的基本部分132延伸且通过一空间与相邻趾部130分离，所述空间的一部分被 邻近感测电极的趾部占据，从而致使感测电极与邻近感测电极指状交叉。
[0034] 在特定实施例中，感测电极103a、103b、103c及103d由导电网格形成。导电材料 线或导电网格中的切口或沟道形成邻近感测电极之间的间隙l〇4a。间隙104a将感测电极 与邻近感测电极电隔离。导电网格中的切口可形成任何适合配置的感测电极，包含任何适 合形状的电极。
[0035] 图3C图解说明通过将叉指式驱动电极102与叉指式感测电极覆叠（此形成一个 或一个以上电容性节点，举例来说，电容性节点140a及140b)形成的图案。如图3A中所 图解说明，驱动电极大体沿一个方向延展且耦合到结合图1及2所描述的衬底101的表面 101a。如图3B中所图解说明，感测电极大体沿正交于所述驱动电极的方向延展且耦合到如 结合图1及2所描述的衬底101的侧101b。因此，虽然驱动电极及感测电极不进行电接触， 但其能够电容性地耦合以在其中驱动电极与感测电极相交或覆叠的点处形成电容性节点。 在特定实施例中，驱动电极及感测电极可经配置以形成任何适合数目个节点及具有任何适 合面积的节点。驱动电极层30及感测电极层35的叉指式图案可提供对节点电容场的物理 内插且因此可改进所报告触摸坐标的准确度。
[0036] 虽然此方法可改进所报告触摸坐标的准确度，但所述叉指式图案使得难以在具有 可阻止或限制在导电网格中所需的极精确切口的某些空间或形状要求的触摸传感器中采 用。在采用具有某一尺寸的节点间距的导电网格的实施例中，使用叉指式设计可为困难或 不可能的。举例来说，如果电极的节点间距为4mm，那么电极的基本部分或脊线的节点间距 可为2mm，且从基本部分延伸的趾部的节点间距可为1mm。这些电极配置可产生有限的冗余 度或不产生冗余度，及/或可产生具有有限功能性或不具有功能性的触摸传感器，此两者 均为不合意的结果。为了解决这些挑战，本发明的教示认识到，可使用呈正交图案的不具有 一个或一个以上趾部的大体四边形电极。使用大体四边形电极可（举例来说）通过经改进 的冗余度而允许触摸传感器的经改进性能，且可允许电极配置在具有原本难以满足的空间 约束的触摸屏配置中的使用。图4A、4B及4C到6A、6B及6C图解说明此新方法。
[0037] 图4A、4B及4C图解说明根据本发明的特定实施例的驱动电极102及感测电极103 的另一布置。图4A图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定驱动电极图案102的驱 动电极层40的区段。驱动电极102e、102f及102g由导电网格形成且通过多个间隙104b 彼此分离。间隙104b为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切口，且 可尽可能窄。举例来说，间隙l〇4b可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所 述宽度可为大约10 μ m。驱动电极102e沿着长度150以宽度151大体从触摸传感器10的 一个边缘延伸到另一边缘。在此实施例中，驱动电极102e、102f及102g各自具有约相同的 长度及约相同的宽度。在各种实施例中，驱动电极的长度及宽度可变化且可取决于触摸传 感器的大小及形状。驱动电极102e、102f及102g不包含如同结合图3所图解说明且描述 的趾部的任何趾部，且为大体四边形形状且特定来说为大体矩形的。
[0038] 图4B图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定感测电极图案103的感测电 极层45的区段。感测电极103e、103f及103g由导电网格形成且通过多个间隙104b分离。 间隙104b为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切口，且可尽可能窄。 举例来说，间隙l〇4b可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所述宽度可为大 约10 μ m。感测电极103e沿着长度152以宽度153大体从触摸传感器10的一个边缘延伸 到另一边缘。在此实施例中，感测电极103e、103f及103g各自具有约相同的长度及约相同 的宽度。在各种实施例中，感测电极的长度及宽度可变化且可取决于触摸传感器的大小及 形状。此外，在某些实施例中，驱动电极102与感测电极103可具有约相同的长度及/或宽 度。感测电极103e、103f及103g不包含如同结合图3所图解说明且描述的趾部的任何趾 部，且为大体四边形形状且特定来说为大体矩形的。
[0039] 图4C图解说明通过将包括驱动电极102e、102f及102g的驱动电极层40与包括感 测电极l〇3e、103f及103g的感测电极层45覆叠形成的图案。如图4A中所图解说明，驱动 电极102大体沿一个方向延展且耦合到结合如图1、2及3所描述的衬底101的表面101a。 如图4B中所图解说明，感测电极103大体沿正交于驱动电极102的方向延展且耦合到如 结合图1、2及3所描述的衬底的表面101b。因此，虽然驱动电极102及感测电极103不进 行电接触，但其能够电容性地耦合以在其中驱动电极与感测电极相交或覆叠的点处形成电 容性节点。覆叠的驱动及感测电极的尺寸可影响节点的面积。举例来说，将驱动电极l〇2e 覆叠在感测电极103e上在相交点处形成电容性节点140e。电容性节点140e测定为约宽 度151X宽度153。将驱动电极102e覆叠在感测电极103f上在相交点处形成电容性节点 140f。由于感测电极具有约相同的宽度，因此电容性节点140f具有与电容性节点140e约 相同的面积且也测定为约宽度153 X宽度151。在特定实施例中，驱动电极102及感测电极 103可经配置以形成任何适合数目个节点及具有任何适合面积的节点。在特定实施例中，驱 动电极层40可包含适合于触摸屏10的面积的任何数目个驱动电极102,且感测电极层45 可包含适合于触摸屏10的面积的任何数目个感测电极103。
[0040] 图5A、5B及5C图解说明根据本发明的特定实施例的驱动电极102及感测电极103 的另一布置。图5A图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定驱动电极图案102的驱 动电极层50的区段。驱动电极102h、102i、102j及102k由导电网格形成且通过多个间隙 104c彼此分离。间隙104c为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切 口，且可尽可能窄。举例来说，间隙104c可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例 中，所述宽度可为大约10 μ m。驱动电极102h沿着长度160大体从触摸传感器的一个边缘 延伸到另一边缘。驱动电极102h具有宽度161。驱动电极102i也沿着长度160大体从触 摸传感器的一个边缘延伸到另一边缘。驱动电极l〇2i具有大于宽度161的宽度162。在此 实施例中，尽管驱动电极102h、102i、102 j及102k各自具有约相同的长度，但其具有可变的 宽度。在某些实施例中，驱动电极102h及102j以及102i及102k可各自分别具有约相同 的宽度。在其它实施例中，每一电极可具有独特宽度，而在特定实施例中，电极宽度可以规 则或不规则图案重复。驱动电极的长度及宽度可取决于触摸传感器的大小及形状。类似于 结合图4所描述的驱动电极，驱动电极102h、102i、102j及102k为四边形且相比于常规智 慧，并不利用趾状图案，此可允许在具有特定空间及大小约束的触摸传感器中的使用。
[0041] 图5B图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定感测电极图案103的感测电 极层55的区段。感测电极103h、103i、103j及103k由导电网格形成且通过多个间隙104c 彼此分离。间隙104c为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切口，且 可尽可能窄。举例来说，间隙l〇4b可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所 述宽度可为大约10 μ m。感测电极103h沿着长度163大体从触摸传感器的一个边缘延伸到 另一边缘。感测电极103h具有宽度164。感测电极103i也沿着长度163大体从触摸传感 器的一个边缘延伸到另一边缘。感测电极103i具有大于宽度164的宽度165。在此实施例 中，尽管感测电极103h、103i、103 j及103k各自具有约相同的长度，但其具有可变的宽度。 在某些实施例中，感测电极103h及103 j以及103i及103k可各自分别具有约相同的宽度。 在其它实施例中，每一感测电极103可具有独特宽度，而在特定实施例中，电极宽度可以规 则或不规则图案重复。在各种实施例中，感测电极103的宽度可约相同于、大于或小于驱动 电极102的宽度。感测电极103的长度及宽度可取决于触摸传感器10的大小及形状。类 似于结合图4所描述的感测电极，感测电极103h、103i、103j及103k为四边形且相比于常 规智慧，并不利用趾状图案，此可允许在具有特定空间及大小约束的触摸传感器中的使用。
[0042] 图5C图解说明通过将包括驱动电极102h、102i、102j及102k的驱动电极层50与 包括感测电极103h、103i、103j及103k的感测电极层55覆叠形成的图案。如图5A中所图 解说明，驱动电极102大体沿一个方向延展且耦合到如结合图1到4所描述的衬底101的 表面101a。如图5B中所图解说明，感测电极103大体沿正交于驱动电极102的方向延展 且耦合到如结合图1到4所描述的衬底101的表面101b。因此，虽然驱动电极102及感测 电极103不进行电接触，但其能够电容性地耦合以在其中驱动电极与感测电极相交或覆叠 的点处形成电容性节点。覆叠的驱动及感测电极的宽度可影响节点的面积。举例来说，将 驱动电极l〇2h与感测电极103h覆叠在相交点处形成电容性节点140h。电容性节点140h 测定为约宽度164X宽度161。将驱动电极102h与感测电极103i重叠在相交点处形成电 容性节点140j。电容性节点140j测定为约宽度165X宽度161。由于感测电极103i具有 小于感测电极103h的宽度164的宽度165,因此电容性节点140j具有小于节点140h的面 积。类似地，电容性节点140i由驱动电极102i与感测电极103h的相交点形成且测定为宽 度164X宽度162。由于驱动电极具有大于驱动电极102h的宽度161的宽度162,因此电容 性节点140i具有大于节点140h的面积。在特定实施例中，驱动电极102及感测电极103可 经配置以形成任何适合数目个节点及具有任何适合面积的节点。举例来说，某些电极配置 可产生各自具有相等面积的节点且某些电极配置可产生具有一个或一个以上面积的节点。 如先前所解释，在形成大体正交图案时利用趾状电极的方法可在具有某些特性的触摸传感 器中产生挑战，举例来说，在具有较小节点间距（例如4_)的触摸传感器中。使用非趾状 电极可避免这些挑战且在某些情形中可允许经改进的性能。举例来说，包含大体四边形或 非趾状电极的电极配置可允许所述配置内的经改进冗余度。包含大体四边形电极的电极配 置还可更容易及/或更经济地进行制造。在特定实施例中，驱动电极层50可包含适合于触 摸屏10的面积的任何数目个驱动电极102且感测电极层55可包含适合于触摸屏10的面 积的任何数目个感测电极103。
[0043] 图6A、6B及6C图解说明根据本发明的特定实施例的驱动电极102及感测电极103 的另一布置。图6A图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定驱动电极图案102的驱 动电极层60的区段。驱动电极1021、102m及102η由导电网格形成且通过多个间隙104d 彼此分离。间隙104d为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切口，且 可尽可能窄。举例来说，间隙l〇4d可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所 述宽度可为大约10 μ m。驱动电极102η沿着长度170大体从触摸传感器的一个边缘延伸 到另一边缘。在所图解说明区段的第一端（划界为端Α)处，驱动电极102η具有宽度171。 在所图解说明区段的第二端（划界为端Β)处，驱动电极102η具有宽度172。宽度171大于 宽度172。端A与端B处的宽度差致使驱动电极120η大体成形为四边形。
[0044] 如结合图2所解释，通常在一块导电网格中通过在所述网格中形成切口或沟道而 形成电极。切口有效地形成分离且邻近的电极。间隙l〇4d以大体恒定宽度从端Α延展到 端B。因此，电极102η的宽度变化可影响邻近电极的尺寸。如所图解说明，电极102m在端 A处具有宽度173且在端B处具有宽度174。宽度173小于宽度174。端A与端B处的宽度 差致使驱动电极l〇2m大体成形为四边形。在各种实施例中，所述驱动电极中的一些或全部 可在第一端及第二端处具有变化的宽度。在某些实施例中，从第一端到第二端的宽度变化 可以规则或不规则图案重复。驱动电极102的长度及宽度可取决于触摸传感器10的大小 及形状。由于驱动电极1021、102m及102η可以不具有趾状图案所需的精确切口的导电网 格形成，因此这些或类似电极可在具有特定空间及/或大小约束的触摸传感器中使用。
[0045] 图6Β图解说明可在触摸传感器10中使用的具有特定感测电极图案103的感测电 极层65的区段。感测电极1031、103m及103η由导电网格形成且通过多个间隙104d彼此 分离。间隙104d为导电网格（在特定实施例中，其可为铜导电网格）线中的切口，且可尽 可能窄。举例来说，间隙l〇4d可具有约100 μ m到5 μ m的宽度，且在特定实施例中，所述宽 度可为大约10 μ m。感测电极103η沿着长度175大体从触摸传感器的一个边缘延伸到另一 边缘。在所图解说明区段的第一端（划界为端C)处，感测电极103η具有宽度176。在所图 解说明区段的第二端（划界为端D)处，感测电极103η具有宽度177。宽度176大于宽度 177。端C与端D处的宽度差致使感测电极1031大体成形为四边形。
[0046] 间隙104d以大体恒定宽度从端C延展到端D。因此，电极1031的宽度变化可影响 邻近电极的尺寸。如所图解说明，驱动电极l〇3m在端C处具有宽度178且在端D处具有宽 度179。宽度178小于宽度179。端C与端D处的宽度差致使感测电极130m大体成形为四 边形。在各种实施例中，感测电极103中的一些或全部可在第一端及第二端处具有变化的 宽度。在某些实施例中，从第一端到第二端的宽度变化可以规则或不规则图案重复。感测 电极的长度及宽度可取决于触摸传感器的大小及形状。由于感测电极1031、103m及103η 可以不具有趾状图案所需的精确切口的导电网格形成，因此这些或类似电极可在具有特定 空间及/或大小约束的触摸传感器中使用。
[0047] 图6C图解说明通过将包括驱动电极1021、102m及102η的驱动电极层60与包括 感测电极1031、103m及103η的感测电极层65覆叠形成的图案。如图6Α中所图解说明，驱 动电极102大体沿一个方向延展且耦合到如结合图1到5所描述的衬底101的表面101a。 如图6B中所图解说明，感测电极103大体沿正交于驱动电极102的方向延展且耦合到如结 合图1到5所描述的衬底101的表面101b。因此，虽然驱动电极102及感测电极103不进 行电接触，但其能够电容性地耦合以在其中驱动电极与感测电极相交或覆叠的点处形成电 容性节点。覆叠的驱动及感测电极的宽度可影响节点的面积。举例来说，将驱动电极l〇2n 与感测电极1031覆叠在相交点处形成电容性节点1401。将驱动电极102η与感测电极103m 覆叠在相交点处形成电容性节点140m。类似地，将驱动电极102η与感测电极103η覆叠在 相交点处形成电容性节点140η。节点1401、140m及140η为大体四边形形状，但不共享相 同的近似面积，因为驱动电极1〇2η的宽度171及172、驱动电极102m的宽度173及174、感 测电极1031的宽度176及177以及感测电极103m的宽度178及179的变化影响节点的面 积。在特定实施例中，驱动电极102及感测电极103可经配置以形成任何适合数目个节点 及具有任何适合面积的节点。举例来说，某些电极配置可产生各自具有相等面积的节点且 某些电极配置可产生具有一个或一个以上面积的节点。在特定实施例中，驱动电极层60可 包含适合于触摸屏10的面积的任何数目个驱动电极102且感测电极层65可包含适合于触 摸屏10的面积的任何数目个感测电极103。
[0048] 特定实施例的技术优点可包含在触摸屏中使用以四边形形状的驱动电极及感测 电极的大体正交图案形成的导电网格的能力，且可包含多种改进，例如电极配置内的冗余 度的增加、具有小节点间距的配置的经改进的功能性及/或触摸传感器的经改进的总体功 能性。另外，将四边形形状的驱动及感测电极形成为导电网格可不需要特定形状的电极 (举例来说，包括一个或一个以上趾部的电极）所需的相同切割精确度。因此，可在具有可 阻碍其它电极的空间及/或形状要求的触摸屏中使用四边形形状的电极。此外，在某些实 施例中，使用四边形形状的电极还可导致制造成本的减少。使用如本文中所描述的四边形 形状的电极可提供生产速度的改进、可减少生产误差且可包含使用其它或较低成本导电网 格的能力。额外益处可包含其它物流与经济改进。
[0049] 虽然本发明图解说明触摸传感器10的数个配置，但这些图解说明未必按比例绘 制。出于描述性目的，已放大或扩大某些特征。举例来说，在特定图解说明中，出于解释性 目的，可能已增加或减小邻近电极的宽度变化。
[0050] 本文中，"或"为包含性而非互斥性，除非上下文另有明确指示或另有指示。因此， 本文中，"A或B"意指"A、B或两者"，除非上下文另有明确指示或另有指示。此外，"及"既 为联合的又为各自的，除非上下文另有明确指示或另有指示。因此，本文中，"A及B"意指 "A及B，联合地或各自地"，除非上下文另有明确指示或另有指示。
[0051] 本发明囊括所属领域的技术人员将理解的对本文中的实例性实施例的所有改变、 替代、变化、更改及修改。此外，在所附权利要求书中对经调适以、经布置以、能够、经配置 以、经启用以、可操作以或操作以执行特定功能的设备或系统或者设备或系统的组件的提 及囊括所述设备、系统、组件，不论其或所述特定功能是否被激活、接通或解除锁定，只要所 述设备、系统或组件经如此调适、经如此布置、能够如此、经如此配置、经如此启用、可如此 操作或如此操作即可。
【权利要求】
1. 一种触摸位置感测面板，其包括： 感测区域，其包括： 衬底； 多个第一电极，其在第一层中，所述多个第一电极包括导电网格且沿第一方向布置，所 述第一层具有形成于其中的第一多个间隙； 多个第二电极，其在第二层中，所述多个第二电极包括导电网格且沿第二方向布置，所 述第二层具有形成于其中的第二多个间隙； 其中所述多个第一电极及所述多个第二电极重叠以形成多个节点；且 其中所述多个间隙中的每一者以大体直线从所述感测区域的一侧延展到所述感测区 域的相对侧。
2. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述第一层中的所述多个第一电极 在所述衬底的第一侧上，且所述第二层中的所述多个第二电极在所述衬底的第二侧上。
3. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述导电网格包括铜。
4. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极包括形成于一块 导电网格中的多个电极，每一电极通过所述导电网格中的所述第一多个间隙中的一者与邻 近电极分离。
5. 根据权利要求4所述的触摸位置感测面板，其中所述导电网格占据所述多个电极中 的每一者的形状的等于或小于约5%的区域。
6. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的每一者具有 约相等的宽度及约相等的长度。
7. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第二电极中的每一者具有 约相等的宽度及约相等的长度。
8. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个间隙的第一间隙部分中的 每一者的第一宽度及第一长度为约相等的，且所述多个间隙的第二部分中的每一者的第二 宽度及第二长度为约相等的。
9. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的第一电极的 第一宽度大于所述多个第一电极中的第二电极的第二宽度。
10. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的第一电极 在沿着所述多个第一电极中的所述第一电极的长度的第一点处的第一宽度大于在沿着所 述第一电极的所述长度的第二点处的第二宽度。
11. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的至少一个 电极的宽度约等于所述多个第二电极中的至少一个电极的宽度。
12. 根据权利要求1所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的至少一个 电极的宽度大于所述多个第二电极中的至少一个电极的宽度。
13. -种触摸位置感测面板，其包括： 感测区域，其包括： 衬底； 多个第一电极，其在第一层中，所述多个第一电极包括导电网格且沿第一方向布置，第 一层具有形成于所述网格中的第一多个间隙，所述多个第一电极中的至少一者通过所述第 一多个间隙中的一间隙与所述多个第一电极中的邻近电极分离； 多个第二电极，其在第二层中，所述多个第二电极包括导电网格且沿第二方向布置，所 述第二层具有形成于所述网格中的第二多个间隙，所述多个第二电极中的至少一者通过所 述第二多个间隙中的一间隙与所述多个第二电极中的邻近电极分离； 其中所述多个第一电极及所述多个第二电极重叠以形成多个节点；且 其中所述多个间隙中的每一者以大体直线从所述感测区域的一侧延展到所述感测区 域的相对侧。
14. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述第一层中的所述多个第一电 极在所述衬底的第一侧上，且所述第二层中的所述多个第二电极在所述衬底的第二侧上。
15. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的每一者的 宽度及长度为约相等的。
16. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个间隙的第一间隙部分中 的每一者的第一宽度及第一长度为约相等的，且所述多个间隙的第二部分中的每一者的第 二宽度及第二长度为约相等的。
17. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的第一电极 的第一宽度大于所述多个第一电极中的第二电极的第二宽度。
18. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的第一电极 在沿着所述多个第一电极中的所述第一电极的长度的第一点处的第一宽度大于在沿着所 述第一电极的所述长度的第二点处的第二宽度。
19. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的至少一个 电极的宽度约等于所述多个第二电极中的至少一个电极的宽度。
20. 根据权利要求13所述的触摸位置感测面板，其中所述多个第一电极中的至少一个 电极的宽度大于所述多个第二电极中的至少一个电极的宽度。
【文档编号】G06F3/044GK104111762SQ201410150982
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】埃萨特·伊尔马兹 申请人:爱特梅尔公司