无边缘单层触摸传感器的制造方法

无边缘单层触摸传感器的制造方法
【专利摘要】本申请案描述一种无边缘单层触摸传感器。一种触摸传感器包含衬底及安置于所述衬底的第一侧上的多个电极列。所述衬底包含第一端及与所述第一端相对的第二端。所述列各自包含一感测电极及若干驱动电极。所述列包含邻近于所述第一端的第一列、邻近于所述第二端的第二列，及一或多个内部列。所述触摸传感器还包含用于布线耦合到所述驱动及感测电极的轨迹的多个通道。用于所述第一列的轨迹布线在第一通道中，所述第一通道在所述第一列的与所述衬底的所述第一端相对的侧上。用于所述第二列的轨迹布线在第二通道中，所述第二通道在所述第二列的与所述衬底的所述第二端相对的侧上。用于所述内部列的轨迹分散在所述通道当中。
【专利说明】无边缘单层触摸传感器

【技术领域】
[0001] 本发明大体来说涉及触摸传感器。

【背景技术】
[0002] 导电驱动及感测电极阵列可形成具有一或多个电容性节点的互电容触摸传感器。 所述互电容触摸传感器可具有双层配置或单层配置。在单层配置中，驱动及感测电极可以 一图案安置于衬底的一侧上。在此配置中，跨越电极之间的空间或电介质而彼此电容性耦 合的一对驱动与感测电极可形成电容性节点。
[0003] 在用于自电容实施方案的单层配置中，垂直及水平导电电极阵列可以一图案安置 于衬底的一侧上。所述阵列中的导电电极中的每一者可形成电容性节点，且当物体触摸或 靠近到电极时，可在所述电容性节点处发生自电容的改变，且控制器可将所述电容的改变 测量为电压的改变或将所述电压提升到某一预定量所需要的电荷量的改变。
[0004] 触摸传感器在覆叠（举例来说）在显示屏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。
[0005] 存在不同类型的触摸传感器，例如（举例来说），电阻性触摸屏、表面声波触摸屏、 电容性触摸屏、红外触摸屏及光学触摸屏。本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的提及 囊括触摸屏，且反之亦然。电容性触摸屏可包含以一特定图案涂覆有实质上透明导体的绝 缘体。当物体触摸或靠近到电容性触摸屏的表面时，在触摸屏内所述触摸或接近的位置处 发生电容的改变。控制器处理所述电容的改变以确定触摸屏上的触摸位置。


【发明内容】

[0006] 在一个方面中，本发明涉及一种触摸传感器，其包括：衬底，其包括第一端及与所 述第一端相对的第二端；多个电极列，其安置于所述衬底的第一侧上，所述列垂直于在所述 第一端与所述第二端之间延伸的第一方向，每一列包括一感测电极及多个驱动电极，所述 多个列包括：第一列，其邻近于所述第一端；第二列，其邻近于所述第二端；及一或多个内 部列，其在所述第一与第二列之间；及多个通道，其在所述多个列之间，用于布线耦合到所 述多个列的所述驱动及感测电极的多个轨迹；其中：耦合到所述第一列的所述驱动及感测 电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述第一通道在所述第一列的与所述衬底的所 述第一端相对的侧上；耦合到所述第二列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在 第二通道中，所述第二通道在所述第二列的与所述衬底的所述第二端相对的侧上；且耦合 到所述一或多个内部列的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述多个通道当中。
[0007] 在另一方面中，本发明涉及一种包括触摸传感器的装置。所述触摸传感器包括：衬 底，其包括第一端及与所述第一端相对的第二端；多个电极列，其安置于所述衬底的第一侧 上，所述列垂直于在所述第一端与所述第二端之间延伸的第一方向，每一列包括一感测电 极及多个驱动电极，所述多个列包括：第一列，其邻近于所述第一端；第二列，其邻近于所 述第二端；及一或多个内部列，其在所述第一与第二列之间；及多个通道，其在所述多个列 之间，用于布线耦合到所述多个列的所述驱动及感测电极的多个轨迹；其中：耦合到所述 第一列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述第一通道在所述 第一列的与所述衬底的所述第一端相对的侧上；耦合到所述第二列的所述驱动及感测电极 中的每一者的轨迹布线在第二通道中，所述第二通道在所述第二列的与所述衬底的所述第 二端相对的侧上；且耦合到所述一或多个内部列的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述 多个通道当中；及一或多个计算机可读非暂时存储媒体，其体现在执行时经配置以控制所 述触摸传感器的逻辑。
[0008] 在又一方面中，本发明涉及一种触摸传感器，其包括：衬底，其包括第一端及与所 述第一端相对的第二端；多个电极行，其安置于所述衬底的第一侧上，所述行垂直于在所述 第一端与所述第二端之间延伸的第一方向，每一行包括一感测电极及多个驱动电极，所述 多个行包括：第一行，其邻近于所述第一端；第二行，其邻近于所述第二端；及一或多个内 部行，其在所述第一与第二行之间；及多个通道，其在所述多个行之间，用于布线耦合到所 述多个行的所述驱动及感测电极的多个轨迹；其中：耦合到所述第一行的所述驱动及感测 电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述第一通道在所述第一行的与所述衬底的所 述第一端相对的侧上；耦合到所述第二行的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在 第二通道中，所述第二通道在所述第二行的与所述衬底的所述第二端相对的侧上；且耦合 到所述一或多个内部行的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述多个通道当中。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1图解说明根据实例性实施例的具有实例性控制器的触摸传感器；
[0010] 图2图解说明根据实例性实施例的用于图1的触摸传感器的图案；
[0011] 图3图解说明根据实例性实施例的用于图2的触摸传感器图案的另一定向；且
[0012] 图4A到4H图解说明根据实例性实施例的用于图1的触摸传感器的另一图案。

【具体实施方式】
[0013] 图1图解说明具有实例性控制器12的实例性触摸传感器10。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。触摸传感器10及控制器12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 触摸传感器的提及囊括触摸传感器及其控制器两者。类似地，在适当的情况下，对控制器的 提及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包含一或多个 触敏区域。触摸传感器10包含安置于衬底上的驱动及感测电极的阵列，在一些实施例中， 所述衬底为电介质材料。
[0014] 在某些实施例中，触摸传感器10的衬底的一或多个部分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中的驱动电极、感测电极及其它导体全部地 或部分地由氧化铟锡（ITO)、铜或基于铜的材料、银或基于银的材料、基于碳的材料（例如， 石墨烯加碳纳米管、体效应单极二极管（bud)及导线）、导电聚合物或任何其它适当材料制 成。在特定实施例中，触摸传感器10中的驱动或感测电极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，所述导电材料的一或多个部分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 一或多个部分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。
[0015] 在某些实施例中，触摸传感器10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包含形成电容性节点阵列的驱动与感测电极阵列。在某些实施例中，驱 动电极与感测电极形成电容性节点。形成电容性节点的驱动与感测电极彼此靠近但并不彼 此进行电接触。而是，所述驱动与感测电极跨越其之间的间隙而彼此电容性耦合。向驱动 电极施加（即，通过控制器12)的脉冲或交变电压在感测电极上诱发电荷，且所诱发的电荷 量易受外部影响（例如物体的触摸或接近）。当物体触摸或靠近到电容性节点时，在所述电 容性节点处发生电容改变，且控制器12测量所述电容改变。通过测量整个阵列中的电容改 变，控制器12在触摸传感器10的触敏区域内确定触摸或接近的位置。
[0016] 在特定实施例中，一或多个驱动电极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，一或多个感测电极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，驱动线实质上垂直于感测线而延展。本文中，在适当的情况 下，对驱动线的提及囊括构成所述驱动线的一或多个驱动电极，且反之亦然。类似地，在适 当的情况下，对感测线的提及囊括构成所述感测线的一或多个感测电极，且反之亦然。
[0017] 在某些实施例中，触摸传感器10具有其中驱动及感测电极以一图案安置于衬底 的一侧上的单层配置。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形成电容性节点。在用于自电容实施方案的单层配置中，仅单 个类型（例如，驱动）的电极以一图案安置于衬底的一侧上。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。
[0018] 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。控制器12可操作以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。控制器12的某些实施例将关于触摸或接近输入的信息传递到 包含触摸传感器10及控制器12的装置的一或多个其它组件（例如一或多个中央处理单 元（CPU)或数字信号处理器（DSP))，所述一或多个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 合控制器。
[0019] 在某些实施例中，控制器12为一或多个集成电路（1C)，例如通用微处理器、微控 制器、可编程逻辑装置或阵列及专用IC(ASIC)。在一些实施例中，控制器12耦合到接合到 触摸传感器10的衬底的柔性印刷电路（FPC)，如下文所描述。控制器12的某些实施例包含 处理器单元、驱动单元、感测单元及存储单元。所述驱动单元向触摸传感器10的驱动电极 供应驱动信号。所述感测单元感测触摸传感器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并处理触摸传感器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。包含一或多个存储器装置的存储单元存储用于由处理 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控制器。
[0020] 安置于触摸传感器10的衬底上的导电材料轨迹14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耦合到控制器12。在某些实施例中，轨迹14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提供用于 将控制器12耦合到触摸传感器10的驱动电极的驱动连接，控制器12的驱动单元通过所述 驱动连接向所述驱动电极供应驱动信号。其它轨迹14提供用于将控制器12耦合到触摸 传感器10的感测电极的感测连接，控制器12的感测单元通过所述感测连接感测触摸传感 器10的电容性节点处的电荷。在某些实施例中，轨迹14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，轨迹14的导电材料为铜或基于铜的且具有约100 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的某些实施例还包含端接于触摸传 感器10的衬底的边缘处的接地连接器（类似于连接垫16)处的一或多个接地线（类似于 轨迹14)。
[0021] 在某些实施例中，连接垫16沿着衬底的一或多个边缘定位在触摸传感器10的触 敏区域外部。如上文所描述，在某些实施例中，控制器12在FPC上。在一些实施例中，连接 垫16由与轨迹14相同的材料制成且使用各向异性导电膜（ACF)接合到所述FPC。在某些 实施例中，连接18包含所述FPC上的将控制器12耦合到连接垫16的导电线，连接垫16又 将控制器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插入到机电连接器（例如零插入力线到板连接器）中；在此实施例中，连接18不 需要包含FPC。本发明涵盖控制器12与触摸传感器10之间的任何适合连接18。
[0022] 图2图解说明供在图1的实例性系统中使用的实例性单层触摸传感器10。在图2 的实例中，触摸传感器10包含界定触摸传感器10的触敏区域的驱动电极20A到20E及感 测电极22A到22T的阵列。在此实施例中，驱动电极20A到20E及感测电极22A到22T被 分组成垂直于在衬底的第一端41与第二端42之间延伸的第一方向31而延伸的列24。每 一列包含单个驱动电极20及一或多个感测电极22。轨迹14将驱动电极20及感测电极22 耦合到控制器12且被布线穿过通道28A到28D。尽管图2中图解说明了特定数目个列24、 驱动电极20、感测电极22及通道28,但其它实施例可具有任何适当数目个这些元件。此 夕卜，在一些实施例中，电极20可为感测电极且电极22可为驱动电极（即，可交换驱动电极 20及感测电极22的功能）。
[0023] -般来说，图2的实例性实施例提供无边缘单层触摸传感器，其提供胜过典型触 摸传感器的许多优点。通常，触摸传感器沿着所述触摸传感器的外边缘（例如，顶部、底部 及各侧）布线例如轨迹14的轨迹。此可为不合意的，因为其可致使沿着触摸传感器的边缘 的区对触摸较不敏感。然而，触摸传感器10沿着触摸传感器10的边缘利用尽可能靠近触摸 传感器10的边缘安置的列24 ( S卩，列24A及24E)。为此，触摸传感器10在通道28中布线 这些边缘列的轨迹14,通道28在所述列的与触摸传感器的边缘相对的侧上。举例来说，将 第一列24A的轨迹14布线于在列24A的与第一端41相对的侧上的第一通道28A中，且将 第二列24E的轨迹14布线于在列24E的与第二端42相对的侧上的第二通道28D中。接着 将内部列24(例如，列24B到24D)的轨迹以任何适当方式或配置分散于通道28当中。此 允许朝向触摸传感器10的边缘向外推动列24且因此提供沿着触摸传感器10的边缘的经 改进触摸敏感度。
[0024] 所述阵列的每一列24包含单个驱动电极20及邻近于所述列的驱动电极20安置 的一或多个感测电极22。作为一实例且不以限制方式，所述阵列的列24A包含驱动电极 20A，其中对应感测电极22A、22F、22K及22P邻近于驱动电极20A安置。将每一感测电极22 耦合到控制器12的轨迹14被布线穿过实质上平行于所述阵列的列24的通道28。作为一 实例且不以限制方式，将感测电极22A、22F、22K及22P耦合到控制器12的轨迹14A被布线 穿过通道28A。每一列24的驱动电极20电容性地耦合到所述列的一或多个邻近感测电极 22,且间隙32分离驱动电极20与感测电极22。
[0025] 电极（无论是驱动电极20还是感测电极22)为形成一形状（例如碟形、正方形、 矩形、其它适合形状或这些形状的适合组合）的导电材料区域。在特定实施例中，电极（例 如，22A及20C)的导电材料占据其形状的区域的约100%。作为一实例且不以限制方式，驱 动及感测电极（例如，22A及20C)连同电极连接器由氧化铟锡（ΙΤ0)制成，且在适当的情 况下，驱动及感测电极（例如，22A及20C)的ΙΤ0占据其形状的区域的约100%。在特定实 施例中，电极（例如，22A及20C)的导电材料占据其形状的区域的约50%。作为一实例且 不以限制方式，电极（例如，22A及20C)由ΙΤ0制成，且驱动及感测电极（例如，22A及20C) 的ΙΤ0以阴影线或其它适合图案占据其形状的区域的约50%。
[0026] 在特定实施例中，电极（例如，22A及20C)的导电材料占据其形状的区域的约 5%。作为一实例且不以限制方式，电极（例如，22A及20C)由金属（例如，铜、银或者基于 铜或基于银的材料）或其它导电材料细线制成，且导电材料细线以阴影线或其它适合图案 占据其形状的区域的约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）的形状全部地或部分地构成所述触摸 传感器的某些实施例的一或多个大型特征。那些形状的实施方案的一或多个特性（例如， 所述形状内的导电材料、填充物或图案，或将所述形状彼此电隔离或物理分离的构件）全 部地或部分地构成触摸传感器的某些实施例的一或多个小型特征。
[0027] 在特定实施例中，驱动电极20及感测电极22包含从主要电极线34突出且借此形 成毛虫状设计的个别电极齿36。在某些实施例中，特定列24中的每一感测电极22的电极 齿36邻近于所述列的对应驱动电极20的一或多个电极齿36且借此形成通过间隙32分离 的电容性耦合边缘。电极齿36可为交错或指状交叉的以增加一或多个感测电极22与对应 驱动电极20之间的电容性耦合边缘的数目。作为一实例且不以限制方式，感测电极22A、 22F、22K及22P的电极齿36与对应驱动电极20A的电极齿36指状交叉。感测电极与对应 驱动电极之间的电容性耦合由间隙32及电极齿36的边缘的尺寸确定。
[0028] 在一些实施例中，间隙32为实质上均匀的（例如，驱动电极20与感测电极22之间 的间隙32及其对应电极齿36为实质上相同宽度）。在其它实施例中，间隙32可为不均匀 的。另外，某些实施例包含具有实质上类似宽度的驱动电极20、感测电极22及电极齿36 (例 如，驱动电极20及感测电极22的电极齿36及主要电极线34的宽度为实质上相同的）。在 其它实施例中，驱动电极20、感测电极22及电极齿36不具有实质上类似宽度（例如，驱动 电极20及感测电极22的电极齿36及主要电极线34的宽度为实质上不相同的）。在一些 实施例中，间隙32实质上填充有为浮动（例如，不电耦合到例如驱动电极20或感测电极22 的任何某物）的填补形状46 (图4A-4H中所图解说明）。在此类实施例中，较小间隙将分 离填补形状46与所述电极。在某些实施例中，间隙32中的材料为与驱动电极20及感测电 极22相同的材料。虽然本发明描述及图解说明用于触摸传感器10的特定电极布置，但本 发明涵盖用于触摸传感器10的任何适合电极布置。
[0029] 在图2的所图解说明实施例中，形成驱动电极20、感测电极22、电极齿36、主要电 极线34等的各个部分的离散材料片的宽度以及那些片及触摸传感器10的其它部分之间的 间隔为不均匀的。在某些实施例中，那些片的宽度以及其及触摸传感器10的其它部分之间 的间隔为实质上均匀的。在其中那些片的宽度及其之间的间隔为实质上均匀的实施例中， 减少了视觉伪影，且与在不均匀传感器的情况下相比，通过所述传感器观看的图像受到较 少影响。在此类均匀传感器实施例中，可通过触摸传感器10的电极的各个部分的适当设计 及/或通过调整其之间的间隔来实现均匀性。作为仅一个实例，用以形成触摸传感器10的 电极的相同材料的经断开片可定位于触摸传感器10的任何开放空间中。举例来说，经断开 材料可放置于列24之间（例如列24A与24B之间等）的任何开放空间中。同样地，图3及 4A到4H中所图解说明的开放空间也可填充有此类经断开材料。用以填充触摸传感器10的 开放空间的此类经断开材料片不电连接到任何轨迹14且不用作电极。
[0030] 在某些实施例中，主要电极线34包含耦合到主要电极线34且从主要电极线34垂 直地突出的一或多个电极齿36。驱动电极20的电极齿36通常与一或多个感测电极22的 电极齿36指状交叉。举例来说，驱动电极20A的电极齿36与感测电极22A、22F、22K及22P 的电极齿36指状交叉（S卩，驱动电极20A的电极齿36沿着垂直于第一方向31的方向与感 测电极22A、22F、22K及22P的电极齿36交替）。
[0031] 间隙32以及阵列的其它区域内的相对于驱动电极20的特征大小具有大尺寸的空 隙的光学性质可具有不同于电极（感测电极22或驱动电极20)的光学性质的光学性质。当 观看在触摸传感器10下方的显示器时，可由于这些光学性质差异而发生光学间断点。在某 些实施例中，使用用以制作驱动电极20及感测电极22的导电材料以一方式实质上填充间 隙32及阵列的其它区域内的其它空隙使得将经填入区域与附近驱动电极20及感测电极22 或轨迹14电隔离。在特定实施例中，使用通过不导电间隙与相邻填补形状隔离的电极导电 材料的"填补"形状46来实质上填充间隙32及其它空隙。经隔离填补形状46可用于在视 觉上使驱动电极20及感测电极22的图案模糊，同时对邻近电极之间的边缘场具有最小影 响。因此，使用填补形状46可具有实质上类似于不具有填补形状的电场分布的电场分布。 在某些实施例中，在制造期间且使用与驱动电极20及感测电极22相同的工艺步骤来形成 填补，使得填补形状46由与驱动电极20及感测电极22相同的材料形成且具有与其实质上 相同的厚度及电性质。
[0032] 使用填补形状46填入间隙32及其它空隙减少在观看显示器时具有光学间断点的 区域的数目。在特定实施例中，使用金属、导电塑料、ΙΤ0或其它形式的导电材料（例如细 线金属）来形成填补形状。在某些实施例中，用以填入间隙32及其它空隙的材料取决于用 以制作驱动电极20及感测电极22的导电材料。作为一实例且不以限制方式，使用在驱动 电极20及感测电极22的制作期间形成的一系列经电隔离正方形来实质上填入间隙32及 其它空隙的某些实施例。虽然本发明描述或图解说明具有特定图案的特定填补形状46,但 本发明涵盖具有任何适合图案的任何适合填补形状。
[0033] 驱动电极20及感测电极22稱合到轨迹（例如，轨迹14A到14D),所述轨迹将所述 电极通信地耦合到控制器12。如上文所描述，控制器12通过轨迹14A到14D将驱动信号 传输到驱动电极20且从感测电极22接收感测信号以确定邻近触摸传感器10的物体（例 如，手指或手写笔）的位置。轨迹14被布线穿过邻近于一或多个列24的通道28。耦合到 外列（即，列24A及24E)的电极的轨迹被布线穿过位于所述列的与触摸传感器10的边缘 相对的侧上的通道28 (例如，通道28A及28D)。耦合到内部列（例如，列24B到24D)的轨 迹14分散于通道28当中，如下文更详细地论述。
[0034] 如上文所论述，触摸传感器10包含靠近触摸传感器10的边缘（例如，分别为第一 端41及第二端42)或在所述边缘处放置以便改进所述触摸传感器的边缘附近的触摸敏感 度的两个列24( S卩，第一列24A及第二列24E)。在一些实施例中，第一列24A包含由主要电 极线34及电极齿36形成的驱动电极20A。驱动电极20A的主要电极线34邻近于第一端 41且垂直于第一方向31。驱动电极20A的电极齿36在驱动电极20A的主要电极线34的 与衬底的第一端41相对的侧上（例如，在驱动电极20A的主要电极线34的右侧上）耦合 到驱动电极20A的主要电极线34。下文中可将驱动电极20A (及其它类似定向的电极，例如 感测电极22E、22J、220及22T)称为"指向右"或"右指电极"。类似地，第二列24E包含由 主要电极线34及电极齿36形成的驱动电极20E。驱动电极20E的主要电极线34邻近于衬 底的第二端42且垂直于第一方向31。驱动电极20E的电极齿36在驱动电极20E的主要电 极线34的与衬底的第二端41相对的侧上（例如，在驱动电极20E的主要电极线34的左侧 上）耦合到驱动电极20E的主要电极线34。下文中可将驱动电极20E(及其它类似定向的 电极，例如感测电极22A、22F、22K及22P)称为"指向左"或"左指电极"。
[0035] 如上文所论述，一些实施例包含一或多个内部列24 (例如，列24B到24D)。将内部 列24耦合到控制器12的轨迹14分散于通道28当中。举例来说，耦合图2中的触摸传感 器10的内部列24A到24D的轨迹14分散于通道28A到28D当中。特定来说，列24B包含 四个感测电极：22B、22G、22L及22Q。耦合到感测电极22Q (最底部感测电极22)的轨迹14 被布线穿过通道28A，且耦合到感测电极22B、22G及22L的轨迹14被布线穿过通道28B。列 24C包含四个感测电极：22C、22H、22M及22R。耦合到感测电极22M及22R(两个最底部感 测电极22)的轨迹14被布线穿过通道28B，且耦合到感测电极22C及22H的轨迹14被布线 穿过通道28C。列24D包含四个感测电极：22D、22I、22N及22S。耦合到感测电极22I、22N 及22S (三个最底部感测电极22)的轨迹14被布线穿过通道28C，且耦合到感测电极22D的 轨迹14被布线穿过通道28D。
[0036] 为了适应如上文所描述将轨迹14布线穿过各种通道28,某些实施例在内部列24 内具有不同的电极布置。举例来说，图2的实例性触摸传感器10的每一内部列24包含具 有并非与外列24 (例如，列24A及24E)的情况一样为一个笔直分段的主要电极线34的驱 动电极20。而是，内部列24的主要电极线34包含至少三个分段。举例来说，驱动电极20B 到20D的每一主要电极线34包含垂直于第一方向31的两个分段（例如，分段44A)及平行 于第一方向31的一个分段（例如，分段44B)。另外，某些实施例中的每一内部列24包含 左指及右指感测电极22两者。举例来说，列24B包含在分段44B上面的三个左指感测电极 22 (例如，感测电极22B、22G及22K)及在分段44B下面的一个右指感测电极22 (例如，感 测电极22Q)。列24C包含在分段44B上面的两个左指感测电极22 (例如，感测电极22C及 22H)及在分段44B下面的两个右指感测电极22 (例如，感测电极22M及22R)。列24D包含 在分段44B上面的一个左指感测电极22 (例如，感测电极22D)及在分段44B下面的三个右 指感测电极22(例如，感测电极22I、22N及22S)。尽管图2中图解说明内部列24的电极 20及22的某些布置，但其它实施例可具有这些电极的其它布置。举例来说，在某些实施例 中，主要电极线34可包含垂直于第一方向31的两个以上分段及平行于第一方向31的一个 以上分段。作为另一实例，某些实施例可包含三个以上内部列（如图4A到4H中所图解说 明），且在分段44B上面及下面的感测电极22可视需要而变化。本发明并不限于图2中所 图解说明的电极的所图解说明配置。
[0037] 在某些实施例中，触摸传感器10可包含接地线30。举例来说，图2的触摸传感器 10包含位于通道28内的接地线30,如所图解说明。在其它实施例中，可围绕列24的周界 包含接地线30,如图4A到4H中所图解说明。在一些实施例中，接地线可为渐缩的（即，在 一端上比在相对端上小），如图4A到4H中所图解说明。尽管图2到4H中图解说明某些接 地线30,但本发明预期接地线30的任何适当使用及图案。
[0038] 图3图解说明供在图1的实例性系统中使用的另一实例性单层触摸传感器。类似 于图2的实例，图3中的触摸传感器10的实施例包含界定触摸传感器10的触敏区域的驱动 电极20A到20E及感测电极22A到22T的阵列。然而，在此实施例中，驱动电极20A到20E 及感测电极22A到22T被分组成垂直于在衬底的第一端41与第二端42之间延伸的第一方 向31而延伸的行26,如所图解说明。每一行26包含单个驱动电极20及一或多个感测电极 22。轨迹14将驱动电极20及感测电极22耦合到控制器12且被布线穿过平行于行26延 展的通道28A到28D。
[0039] -般来说，图3的实例性实施例还提供无边缘单层触摸传感器，其提供胜过典型 触摸传感器的许多优点。触摸传感器10沿着触摸传感器10的边缘利用尽可能靠近触摸传 感器10的顶部及底部边缘安置的行26 ( S卩，行26A及26E)。为此，触摸传感器10在通道28 中布线这些边缘行的轨迹14,通道28在所述行的与触摸传感器的边缘相对的侧上。举例来 说，将第一行26A的轨迹14布线于在行26A的与第一端41相对的侧上的第一通道28A中， 且将第二行26E的轨迹14布线于在行26E的与第二端42相对的侧上的第二通道28D中。 接着将内部行26 (例如，行26B到26D)的轨迹分散于通道28当中。此允许朝向触摸传感 器10的边缘向外推动行26且因此提供沿着触摸传感器10的边缘的经改进触摸敏感度。
[0040] 图4A到4H图解说明供在图1的实例性系统中使用的另一实例性单层触摸传感 器。类似于图2的实例，图4A到4H中的触摸传感器10的实施例包含界定触摸传感器10的 触敏区域的驱动电极20及感测电极22的阵列。如同图2的实施例，驱动电极20及感测电 极22被分组成垂直于在衬底的第一端41与第二端42之间延伸的第一方向31而延伸的列 24,如所图解说明。每一列24包含单个驱动电极20及一或多个感测电极22。轨迹14将 驱动电极20及感测电极22通信地耦合到控制器12且被布线穿过平行于列24延展的通道 28A到28D。然而,在此实施例中，提供总共七个列24及六个通道28。另外,每一列24包含 九个感测电极22。其它差异包含环绕列24的接地线30、通道28内的渐缩接地线30及驱 动电极20与感测电极22之间的浮动填补材料的添加，如所图解说明。
[0041] 类似于图2的实例性实施例，图4A到4H的触摸传感器包含具有沿着第一方向31 量增加的面向右感测电极22的内部列24。更具体来说，列24B包含在两个面向右感测电 极22的顶部上的七个面向左感测电极22,列24C包含在三个面向右感测电极22的顶部上 的六个面向左感测电极22,列24D包含在五个面向右感测电极22的顶部上的四个面向左感 测电极22,列24E包含在六个面向右感测电极22的顶部上的三个面向左感测电极22,且列 24F包含在七个面向右感测电极22的顶部上的两个面向左感测电极22。感测电极22及驱 动电极20的此配置准许耦合到内部列24的电极的轨迹14分散于通道28当中，如先前所 描述。
[0042] 在一些实施例中，感测电极22可共享单个轨迹14。举例来说，图4G中的列24A及 24B的两个最底部感测电极22耦合到单个轨迹14,如所图解说明。在其它实施例中，感测 电极22各自耦合到单独轨迹14 (例如，感测电极22P及22Q耦合到单独轨迹14,如图2中 所图解说明）。
[0043] 如上文详细地描述，在一些实施例中，电极20为驱动电极且电极22为感测电极。 在其它实施例中，在一些实施例中，电极20为感测电极且电极22为驱动电极。本发明预期 电极20及22为驱动与感测电极的任何适合组合。另外，尽管所述图中图解说明了某一数 目个电极齿36,但本发明预期任何适合数目及密度的电极齿36。此外，尽管已图解说明驱 动电极20及感测电极22的特定毛虫状图案，但这些电极可由任何适当图案或形状形成。
[0044] 本文中，对计算机可读存储媒体的提及囊括拥有结构的一或多个非暂时有形计算 机可读存储媒体。作为一实例且不以限制方式，计算机可读存储媒体可包含基于半导体的 或其它集成电路（1C)(例如，现场可编程门阵列（FPGA)或专用IC(ASIC))、硬盘、HDD、混合 硬驱动器（HHD)、光盘、光盘驱动器（ODD)、磁光盘、磁光驱动器、软盘、软盘驱动器（FDD)、磁 带、全息存储媒体、固态驱动器（SSD)、RAM驱动器、安全数字卡、安全数字驱动器或另一适 合计算机可读存储媒体或者在适当的情况下这各项中的两者或两者以上的组合。计算机可 读非暂时存储媒体可为易失性、非易失性或在适当的情况下易失性与非易失性的组合。
[0045] 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。
[0046] 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。类似地，在适当的情况下，所附权利要求书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. 一种触摸传感器，其包括： 衬底，其包括第一端及与所述第一端相对的第二端； 多个电极列，其安置于所述衬底的第一侧上，所述列垂直于在所述第一端与所述第二 端之间延伸的第一方向，每一列包括一感测电极及多个驱动电极，所述多个列包括： 第一列，其邻近于所述第一端； 第二列，其邻近于所述第二端；及 一或多个内部列，其在所述第一与第二列之间；及 多个通道，其在所述多个列之间，用于布线耦合到所述多个列的所述驱动及感测电极 的多个轨迹； 其中： 耦合到所述第一列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述 第一通道在所述第一列的与所述衬底的所述第一端相对的侧上； 耦合到所述第二列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第二通道中，所述 第二通道在所述第二列的与所述衬底的所述第二端相对的侧上；且 耦合到所述一或多个内部列的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述多个通道当中。
2. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中所述驱动电极及所述感测电极各自包括： 主要电极线；及 多个电极齿，其耦合到且垂直于所述主要电极线； 其中针对所述多个列中的每一者，所述驱动电极的所述多个电极齿与所述感测电极的 所述多个电极齿指状交叉。
3. 根据权利要求2所述的触摸传感器，其中： 所述第一列的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第一端且垂直于所述第一 方向； 所述第一列的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第一列的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一列的所述感测电极的 所述主要电极线； 所述第二列的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第二端且垂直于所述第一 方向；且 所述第二列的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第二列的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二列的所述感测电极的 所述主要电极线。
4. 根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述一或多个内部列的所述感测电极的所 述主要电极线各自包括： 垂直于所述第一方向的多个分段；及 平行于所述第一方向的至少一个分段。
5. 根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述一或多个内部列的所述多个驱动电极 包括： 至少第一驱动电极，其中： 所述第一驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第一驱动电极的所述多个电极齿在所述第一驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一驱动电极的所述主要电极 线；及 至少第二驱动电极，其中： 所述第二驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第二驱动电极的所述多个电极齿在所述第二驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二驱动电极的所述主要电极线。
6. 根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述主要电极线及所述多个电极齿具有实 质上类似宽度。
7. 根据权利要求2所述的触摸传感器，其进一步包括在所述多个电极齿之间的实质上 均匀间隙。
8. 根据权利要求7所述的触摸传感器，其中所述间隙实质上填充有与所述主要电极线 及所述多个电极齿电隔离的导电材料。
9. 一种装置，其包括： 触摸传感器，其包括： 衬底，其包括第一端及与所述第一端相对的第二端； 多个电极列，其安置于所述衬底的第一侧上，所述列垂直于在所述第一端与所述第二 端之间延伸的第一方向，每一列包括一感测电极及多个驱动电极，所述多个列包括： 第一列，其邻近于所述第一端； 第二列，其邻近于所述第二端；及 一或多个内部列，其在所述第一与第二列之间；及 多个通道，其在所述多个列之间，用于布线耦合到所述多个列的所述驱动及感测电极 的多个轨迹； 其中： 耦合到所述第一列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述 第一通道在所述第一列的与所述衬底的所述第一端相对的侧上； 耦合到所述第二列的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第二通道中，所述 第二通道在所述第二列的与所述衬底的所述第二端相对的侧上；且 耦合到所述一或多个内部列的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述多 个通道当中；及 一或多个计算机可读非暂时存储媒体，其体现在执行时经配置以控制所述触摸传感器 的逻辑。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中所述驱动电极及所述感测电极各自包括： 主要电极线；及 多个电极齿，其耦合到且垂直于所述主要电极线； 其中针对所述多个列中的每一者，所述驱动电极的所述多个电极齿与所述感测电极的 所述多个电极齿指状交叉。
11. 根据权利要求10所述的装置，其中： 所述第一列的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第一端且垂直于所述第一 方向； 所述第一列的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第一列的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一列的所述感测电极的 所述主要电极线； 所述第二列的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第二端且垂直于所述第一 方向；且 所述第二列的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第二列的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二列的所述感测电极的 所述主要电极线。
12. 根据权利要求10所述的装置，其中所述一或多个内部列的所述感测电极的所述主 要电极线各自包括： 垂直于所述第一方向的多个分段；及 平行于所述第一方向的至少一个分段。
13. 根据权利要求10所述的装置，其中所述一或多个内部列的所述多个驱动电极包 括： 至少第一驱动电极，其中： 所述第一驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第一驱动电极的所述多个电极齿在所述第一驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一驱动电极的所述主要电极线；及 至少第二驱动电极，其中： 所述第二驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第二驱动电极的所述多个电极齿在所述第二驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二驱动电极的所述主要电极线。
14. 根据权利要求10所述的装置，其中所述主要电极线及所述多个电极齿具有实质上 类似宽度。
15. -种触摸传感器，其包括： 衬底，其包括第一端及与所述第一端相对的第二端； 多个电极行，其安置于所述衬底的第一侧上，所述行垂直于在所述第一端与所述第二 端之间延伸的第一方向，每一行包括一感测电极及多个驱动电极，所述多个行包括： 第一行，其邻近于所述第一端； 第二行，其邻近于所述第二端；及 一或多个内部行，其在所述第一与第二行之间；及 多个通道，其在所述多个行之间，用于布线耦合到所述多个行的所述驱动及感测电极 的多个轨迹； 其中： 耦合到所述第一行的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第一通道中，所述 第一通道在所述第一行的与所述衬底的所述第一端相对的侧上； 耦合到所述第二行的所述驱动及感测电极中的每一者的轨迹布线在第二通道中，所述 第二通道在所述第二行的与所述衬底的所述第二端相对的侧上；且 耦合到所述一或多个内部行的所述驱动及感测电极的轨迹分散在所述多个通道当中。
16. 根据权利要求15所述的触摸传感器，其中所述驱动电极及所述感测电极各自包 括： 主要电极线；及 多个电极齿，其耦合到且垂直于所述主要电极线； 其中针对所述多个行中的每一者，所述驱动电极的所述多个电极齿与所述感测电极的 所述多个电极齿指状交叉。
17. 根据权利要求16所述的触摸传感器，其中： 所述第一行的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第一端且垂直于所述第一 方向； 所述第一行的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第一行的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一行的所述感测电极的 所述主要电极线； 所述第二行的所述感测电极的所述主要电极线邻近于所述第二端且垂直于所述第一 方向；且 所述第二行的所述感测电极的所述多个电极齿在所述第二行的所述感测电极的所述 主要电极线的与所述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二行的所述感测电极的 所述主要电极线。
18. 根据权利要求16所述的触摸传感器，其中所述一或多个内部行的所述感测电极的 所述主要电极线各自包括： 垂直于所述第一方向的多个分段；及 平行于所述第一方向的至少一个分段。
19. 根据权利要求16所述的触摸传感器，其中所述一或多个内部行的所述多个驱动电 极包括： 至少第一驱动电极，其中： 所述第一驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第一驱动电极的所述多个电极齿在所述第一驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第一端相对的侧上耦合到所述第一驱动电极的所述主要电极线；及 至少第二驱动电极，其中： 所述第二驱动电极的所述主要电极线垂直于所述第一方向； 所述第二驱动电极的所述多个电极齿在所述第二驱动电极的所述主要电极线的与所 述衬底的所述第二端相对的侧上耦合到所述第二驱动电极的所述主要电极线。
20. 根据权利要求16所述的触摸传感器，其中所述主要电极线及所述多个电极齿具有 实质上类似宽度。
【文档编号】G06F3/044GK104216582SQ201410227910
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】马修·特伦德 申请人:爱特梅尔公司