触摸面板电极设计的制作方法

专利名称：触摸面板电极设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸传感器面板，尤其涉及具有形成直线图案
(rectilinear pattern )的行和歹'J的电容式多点触摸(multi-touch )传
感器面板。
背景技术：
当前，许多类型的输入设备可用于在计算系统中执行操作，诸如 按钮或按键、鼠标、轨迹球、触摸面板、操纵杆、触摸屏等。尤其地， 触摸屏由于其操作的简单和通用性以及其不断下降的价格而正变得日 益流行。触摸屏可以包括触摸面板，触摸面板可以是具有触敏表面的 干净的(clear)面板。触摸面板可以被定位在显示屏前面，使得触敏 表面覆盖显示屏的可视区域。触摸屏可以允许用户通过简单地以手指 或指示笔触摸显示屏而进行选择和移动光标。 一般地，触摸屏可以识 别触摸以及触摸在显示屏上的位置，并且计算系统能够解释该触摸， 并且然后执行基于触摸事件的动作。
触摸面板可以包括能够检测触摸事件(手指或其他物体在触敏表 面上的触摸)的触摸传感器阵列。某些触摸面板可以能够检测多个触 摸(手指或其他物体几乎同时在不同位置处在触敏表面上的触摸)以 及邻近触摸(near touch )(位于其触摸传感器的近场检测能力内的手 指或其他物体)，并确定和追踪其位置。在本申请人于2004年5月6 日提交并于2006年5月11日作为美国公开申请No.2006/0097991而 公开的标题为"Multipoint Touchscreen "的共同未决美国申请 No.10/842，862中描述了多点触摸面板的例子，该美国申请的内容通过 引用被包含于此。
电容式触摸传感器面板可由电介质相对侧面上迹线的行和列形
6成。在迹线的"交叉点"处-迹线在该处在彼此之上和之下穿过(但 是彼此不形成直接电气接触)，迹线基本上形成两个电极。在显示设 备之上使用的传统触摸面板通常采用玻璃的顶层以及玻璃的底层，其
中在玻璃的顶层上蚀刻有氧化铟锡(ITO: indium tin oxide)或氧化 锡锑(ATO: antimony tin oxide)的透明列迹线，在玻璃的底层上蚀 刻有ITO的行迹线。然而，如果导体足够细(大约30微米)，则不 需要使用透明迹线。另外，如果不需要面板透明性(例如，不在显示 设备之上使用触摸面板)，则导体可由不透光材料、诸如铜制成。顶
;隔开:J"、'、-…、 、，" s
为了扫描传感器面板，可将激励施加于一行，而所有其他行保持 为DC电压电平。当一行被激励时，调制的输出信号可被电容性地耦 合到传感器面板的列上。列可以被连接到模拟通道(在此处也称为事 件检测和解调电路)。对于被激励的每个行，连接到列的每个模拟通 道产生输出值，该输出值代表调制的输出信号由于在位于被激励的行 和连接的列的交点处的传感器处所发生的触摸或悬停(hover)事件而 导致的改变量。在为传感器面板中每个列获得了模拟通道输出值之后， 激励新的行(再次将所有其他行保持为DC电压电平)，并且获得附 加的模拟通道输出值。当已经激励了所有行，并且已经获得了模拟通 道输出值时，称为已经"扫描"了传感器面板，并且可以在整个传感 器面板上获得触摸或悬停的完整"图像"。触摸或悬停的这个"图像" 可以包括面板中每个像素(行和列)的模拟通道输出值，每个输出值
代表在特定位置检测到的触摸或悬停的数量。
然而，某些传统的电容式触摸垫传感器已经表现出高于最佳数量 的噪声和热漂移。而且，当手指例如在触敏面板的表面上移动时，某
些传统的触摸垫传感器不提供线性或大体线性的响应。因此， 一些实 施例的目的是减小任何噪声和热漂移的影响，以及按照在触敏表面上 触摸的区域提供线性或大体线性的响应。

发明内容
根据某些实施例，可以创建具有由电介质材料形成的村底的多点 触摸传感器面板。导电材料的多个第一迹线可被定位在衬底的第一层 上。该多个第一迹线中的每一个可以包括沿着二维坐标系的第一维度 布置的第一中心迹线，以及在二维坐标系的第二维度中从第一中心迹 线垂直延伸的多个第一迹线分支。另外，导电材料的多个第二迹线可 被定位在衬底的第二层上。该多个第二迹线中的每一个可以包括沿着 第二维度布置的第二中心迹线，以及从第二中心迹线延伸的多个第二 迹线分支，并且这多个第二迹线分支中的至少一些可以包括从第二中 心迹线之一沿着第一维度垂直延伸的第一延伸分支，以及从第一延伸 分支沿着第二维度垂直延伸的至少一个第二延伸分支。在某些实施例 中，延伸驱动迹线中的至少一些可以还包括从第一部分垂直延伸的一 个或多个第二部分。驱动迹线可以横跨传感器面板的触敏部分形成相
互交叉的(interdigitated )图案。
根据其他的实施例，可以创建具有多个横跨触摸传感器面板布置 的矩形像素的电容式触摸传感器面板。每个像素可以包括感测 (sensing)迹线，感测迹线具有沿着二维坐标系的第一维度布置的中 心感测迹线以及从中心感测迹线垂直延伸的多个感测测分支。每个^象 素可以还包括驱动迹线，驱动迹线具有沿着二维坐标系的第二维度布 置的中心驱动迹线以及从中心驱动迹线延伸的多个驱动分支。在某些 实施例中，驱动分支中至少一些包括从中心驱动迹线垂直延伸的第一 部分以及从第一部分垂直延伸的一个或多个第二部分。驱动分支的第 二部分和感测分支可以彼此相关交叉。


图l示出了根据本发明某些实施例的可以使用电容式多点触摸传 感器面板操作的示例性计算系统；
图2a示出了根据本发明某些实施例的示例性电容式多点触摸面
板；图2b是根据本发明某些实施例的处于稳定状态(无触摸)情形 中的示例性像素的侧视图2c是根据本发明某些实施例的处于动态(触摸)情形中的示 例性像素的侧视图3是由玻璃顶层和玻璃底层形成的示例性电容式触摸传感器面 板的分解透视图，其中在玻璃顶层上蚀刻有ITO的透明列迹线，在玻 璃底层上蚀刻有ITO的行迹线；
图4示出了根据本发明某些实施例的利用双面ITO (DITO)衬 底制造的示例性电容式触摸传感器面板，其中该衬底具有在衬底的任 一侧面上形成的列和行ITO迹线，并且利用透明的粘合剂将该衬底粘 结在覆盖物(cover)和LCD之间；
图5是根据本发明某些实施例的示例性DITO衬底(仅出于说明 的目的而极大地放大了其厚度)的分解透视图，其中该DITO衬底具 有在任一侧面上形成的列和行；
图6示出了根据本发明某些实施例的示例性柔性电路，包括用于 在DITO衬底任一侧上分别连接到行和列迹线的柔性电路部分、以及 用于连接到主处理器的柔性电路部分；
图7是示例性DITO衬底(仅出于说明的目的而极大地放大了其 厚度)的分解透视图，该衬底具有在任一侧上形成的列和行、以及列 和行之间的小的隔离的方块以提供一致的外观；
图8示出了根据某些实施例的带有覆盖物和液晶显示器(LCD) 的示例性双面触摸面板的层叠结构；
图9是根据某些实施例的直线电极图案的顶视图IO是根据本发明某些实施例的示例性DITO衬底(仅出于说 明目的而极大地放大了其厚度)的透视图，其中示出了直线迹线图案；
图lla示出了根据本发明某些实施例的可以包括电容式触摸传感 器面板和能够连接到衬底两侧的柔性电路的示例性移动电话；并且
图lib示出了根据本发明某些实施例的可以包括电容式触摸传感 器面板和能够连接到衬底两侧的柔性电路的示例性数字音频播放器。
具体实施例方式
在以下对优选实施例的描述中参考附图，这些附图形成本说明书 的一部分，并且以示例方式示出了可以实现本发明的特定实施例。应 当理解，可以使用其他实施例，并且可以进行结构改动，而不脱离本
发明的优选实施例的范围。
多点触摸传感器面板及其相关的传感器面板电路可以能够检测 几乎同时发生的多个触摸(触摸事件或接触点)，并且识别和追踪它 们的位置。图1示出了可以用根据本发明的实施例的电容式多点触摸
传感器面板124操作的示例性计算系统100。可以利用新颖的制造方 法，利用具有形成在衬底任一侧上的列和行迹线的衬底创建多点触摸 传感器面板124。可以使用柔性电路来将传感器面板的任一侧上的列 和行迹线连接到其相关传感器面板电路。可以使用沿着衬底的边缘延 伸的由铜或其他高传导性金属构成的迹线来将行迹线引至衬底的与列 迹线相同的边缘，使得柔性电路可以被粘接到村底的直接相对侧上衬 底的相同边缘，从而使连接所需的面积最小，并且减小传感器面板的 整体大小。可以制造单个柔性电路来在衬底的相同边缘处连接到直接 相对侧面上的行和列。此外，可以加宽行迹线，以相对于调制的Vcom 层屏蔽列迹线。
计算系统100可以包括一个或多个面板处理器102和外围设备 104、以及面板子系统106。这一个或多个处理器102例如可以包括 ARM968处理器或具有类似功能和性能的其他处理器。然而，在其他 实施例中，取而代之，可由专用逻辑电路、诸如状态机实现面板处理 器功能。外围设备104可以包括、但不限于随机存取存储器(RAM) 或其他类型的存储器或存储设备、看门狗计时器(watchdog timer) 等。
面板子系统106可以包括、但不限于一个或多个模拟通道108、 通道扫描逻辑电路110和驱动器逻辑电路114。通道扫描逻辑电路110 可以访问RAMI 12，自主地(autonomously)从模拟通道读取数据，并且提供用于模拟通道的控制。该控制可以包括将多点触摸面板124 的列多路复用到模拟通道108。另外，通道扫描逻辑电路110可以控 制驱动器逻辑电路和被选择性地施加到多点触摸面板124的行的激励 信号。在某些实施例中，面板子系统106、面板处理器102和外围设 备104可被集成到单个特定用途集成电路(ASIC)内。
驱动器逻辑电路114可以提供多个面板子系统输出116，并且可 以提供驱动高电压驱动器的专用接口，其中高电压驱动器包括解码器 120和随后的电平移动器(level shifter)和驱动器级118，虽然可以在 解码器功能之前执行电平移动(level-shifting)功能。电平移动器和驱 动器118可以提供从低电压电平(例如，CMOS电平)到更高电压电 平的电平移动，从而提供更好的信噪比(S/N)以减小噪声。解码器 120可以将驱动接口信号解码为N个输出之一，其中N是面板中行的 最大数目。解码器120可被用于减少高电压驱动器和面板124之间所 需的驱动线的数目。每个面板行输入122可以驱动面板124中的一个 或多个行。在某些实施例中，驱动器118和解码器120可被集成到单 个ASIC内。然而，在其他实施例中，驱动器118和解码器120可被 集成到驱动器逻辑电路114内，并且在另外一些实施例中，可以完全 不需要驱动器118和解码器120。
计算系统IOO还可以包括主处理器128，用于接收来自面板处理 器102的输出，并执行基于该输出的动作，所述动作可以包括、但不 限于移动诸如光标或指针这样的对象、滚动或摇动(panning)、调节 控制设置、打开文件或文档、查看菜单、进行选择、执行指令、操作 连接到主机设备的外围设备、接听电话、进行电话呼叫、挂断电话、 改变音量或音频设置、存储诸如地址、常用号码、已接电话、未接电 话之类的关于电话通信的信息、登录到计算机或计算机网络、允许授 权个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与计算机桌面的用 户偏好配置相关联的用户简档、允许访问网页内容、运行特定程序、 加密或解码消息，等等。主处理器128还可以执行可能与面板处理无 关的附加功能，并且可被耦接到程序存储设备132和显示设备130，供UI的液晶显示器(LCD)。
如上所述，在某些实施例中，多点触摸面板124可以包括具有以 电介质隔开的多个行迹线或驱动线和多个列迹线或感测线(虽然也可 以使用其他感测介质)的电容式感测介质。在某些实施例中，电介质 材料可以是透明的，诸如玻璃，或者可由其他材料、诸如Mylar (聚 酯薄膜)形成。行和列迹线可由透明的导电介质、诸如ITO或ATO 形成，虽然也可以使用其他透明的或非透明的材料、诸如铜。在某些 实施例中，行和列迹线可以彼此垂直，虽然在其他实施例中，其他非 正交和非笛卡尔取向也是可能的。例如，在极坐标系中，感测线可以 是同心圆，并且驱动线可以是径向延伸的线(反之亦然)。因此，应 当理解，此处可能使用的术语"行，，和"列"、"第一维度"和"第 二维度，，、或"第一轴，，和"第二轴"旨在不仅包括正交网格(grid)， 而且还包括具有第一和第二维度的其他几何配置的相交迹线(例如， 极坐标布置的同心和径向线)。
在迹线的"交叉点"处，迹线基本上形成两个电极(虽然也可以 是不止两个迹线相交)，其中在"交叉点"处，迹线在彼此之上和之 下穿过(但是彼此不形成直接电气接触)。行和列迹线的每个交叉点 可以代表一个电容性感测节点，并且可被看作图像元素(像素)126， 这在多点触摸面板124被看作捕捉触摸"图像"时特別有用。(换言 之，在多点触摸子系统106已经确定在多点触摸面板中的每个触摸传 感器处是否已经检测到触摸事件之后，多点触摸面板中的发生了触摸 事件的触摸传感器的图案可被看作触摸"图像"(例如，触摸面板的 手指的图案))。在给定的行被保持为DC时，行和列电极之间的电 容表现为所有列上的杂散电容(stray capacitance )，并且当以AC信 号激励给定行时，行和列电极之间的电容表现为互电容Csig。可以通 过测量Csig的改变而检测手指或其他物体在多点触摸面板附近或上 的存在。多点触摸面板124的列可以驱动多点触摸子系统106中的一 个或多个模拟通道108 (此处也被称为事件检测和解调电路)。在某 些实施例中，每个列被耦接到一个专用的模拟通道108。然而，在其
12他实施例中，列可以是可通过模拟开关耦接到较少数量的模拟通道
108。
图2a示出了示例性电容式多点触摸面板200。图2a示出了在位 于行204和列206迹线的交叉点处的每个像素202处杂散电容Cstray 的存在(虽然出于简化附图的目的，在图2中仅示出了一个列的 Cstray)。注意，虽然图2a将行204和列206显示为基本上垂直，但 是如上所述，它们不必被如此定位。在图2a的例子中，AC激励 Vstim214正被施加到一行，而所有其它行连接到DC。激励使得电荷 通过交叉点处的互电容而被注入到列电极中。该电荷是Qsig = Csig x Vstm。每个列206可被选择性地连接到一个或多个模拟通道(见图1 中的模拟通道108)。
图2b是处于稳定状态(无触摸)情形中的示例性像素202的侧 视图。在图2b中，示出了以电介质210隔开的列206和行204迹线或 电才及之间的互电容的电场线208的电场。
图2c是处于动态(触摸)情形中的示例性像素202的侧视图。 在图2c中，手指212已经放置在像素202附近。手指212在信号频率 方面是低阻抗物体，并且具有从列迹线204到身体的AC电容Cfinger。 身体具有大约200pF的对地的自电容(self-capacitance to ground) Cbody，其中Cbody比Cfinger大得多。如果手指212阻挡行和列电 极之间的某些电场线208 (离开电介质并穿过行电极上的空气的那些 弥散场)，那些电场线通过手指和身体中固有的电容路径被分路到地， 并且因此，稳定状态信号电容Csig被减小ACsig。换言之，组合的身 体和手指电容起到将Csig减小ACsig (此处也可^皮称为Csig_sense ) 的作用，并且可以作为到地的分路或动态返回路径，从而在导致减小 的净信号电容时阻挡某些电场。像素处的信号电容变为Csig- ACsig， 其中Csig表示静态(无触摸)分量，而ACsig表示动态(触摸)分量。 注意，由于手指、手掌或其它物体不能阻挡所有电场，尤其是完全保 留在电介质材料内的那些电场，所以Csig- ACsig可以总是非零的。 另外，应当理解，当将手指更用力地或更完全地按压到多点触摸面板
13上时，手指可以趋于变得更平，从而阻挡越来越多的电场，并且因此
ACsig可以是可变的并且表示手指在面板上的按压程度(即，从"无 触摸"到"完全触摸"的范围)。
再次参考图2a，如上所述，Vstim信号214可被施加到多点触摸 面板200中的行，使得当存在手指、手掌或其它物体时，可以检测到 信号电容的改变。Vstim信号214可以被产生作为特定频率的一个或 多个脉沖串216，其中每个脉冲串包括多个脉沖。虽然脉冲串216被 显示为方波，但是也可以采用其它波形，诸如正弦波。可以出于噪声 减少的目的传输不同频率的多个脉沖串216，以检测和避免有噪声的 频率(noisy frequencies ) 。 Vstim信号214基本上将电荷注入到该行 中，并且可以在所有其它行被保持为DC电平时每次被施加到多点触 摸面板200的一个行。然而，在其它实施例中，多点触摸面板可以被 分为两个或更多个部分，其中Vstim信号214被同时施加到每个部分 中的一个行，并且该区域部分中的所有其它行保持在DC电压。
耦接到列的每个模拟通道测量在该列和行之间形成的互电容。该 互电容包括信号电容Csig和由于手指、手掌或其它身体部位或物体的 存在而产生的该信号电容的任何改变Csig_sense。在单个行正被激励 的同时，可以并行提供由模拟通道所提供的这些列值。如果已经获得 了列的所有表示信号电容的值，则可以激励多点触摸面板200中的另 一行，而将所有其它行保持为DC电压，并且可以重复列信号电容测 量。最后，如果Vstim已经被施加到所有行，并且已经捕获了所有行 中用于所有列的信号电容值(即，已经"扫描"了整个多点触摸面板 200)，则可以为整个多点触摸面板200获得所有像素值的"快照"。 该快照数据最初可被保存在多点触摸子系统中，并且稍后被转移出来 用于由计算系统中的其它设备(诸如主处理器)解释。当多个快照被 计算系统获得、保存和解释时，可以检测、追踪多个触摸，以及将其 用于执行其它功能。
如上所述，由于行可以或者被AC信号激励，或者被保持为DC 电压电平，并且因为列需要被连接到模拟通道以便调制的输出信号能
14够被检测、解调和转换为输出值，所以必须在传感器面板的电介质的 任一侧上形成与行和列的电连接。
图3是由玻璃顶层302和玻璃底层306形成的示例性电容式触摸 传感器面板300的分解透视图，其中在玻璃顶层302上蚀刻有ITO的 透明列迹线304,在玻璃底层306上蚀刻有ITO的行迹线308。顶部 和底部玻璃层302和306被作为行和列迹线之间电介质的干净的聚合 物间隔物310隔开。由于行和列彼此垂直，所以连接这些行和列的最 直接的方式是在传感器面板的一个边缘处粘接柔性电路312，并且在 传感器面板的相邻边缘上粘接另一柔性电路314。然而，由于用于这 些柔性电路312和314的连接区域不在传感器面板300的相同边缘上， 并且不在电介质310的直接相对侧面上，所以传感器面板必须被制作 为较大，以容纳这两个不重叠的连接区域。
由于在单个衬底的任一侧上形成列和行迹线不现实，所以如图3 所示，电容式触摸传感器面板通常在两块玻璃上形成行和列迹线。用 于在村底的 一 个侧面上形成ITO迹线的传统方法要求在制造处理期间 将衬底放置在辊子上。然而，如果衬底然后被翻转以在第二侧面上形 成ITO迹线，则辊子将破坏先前形成在衬底的第 一侧面上的任何迹线。 而且，当使用蚀刻来蚀刻掉部分ITO，以在衬底的一个侧面上形成迹 线时，传统地，整个衬底被j文置在蚀刻槽(etching bath )中，这将蚀 刻掉先前形成在村底的另 一侧面上的任何迹线。
图4示出了根据本发明的实施例的利用双面ITO (DITO)衬底 402制造的示例性电容式触摸传感器面板400，其中村底402具有分别 在村底的任一侧面上形成的列和行ITO迹线404和406，并且利用透 明粘合剂412将衬底402粘接在覆盖物408和LCD 410之间。可由玻 璃、塑料、玻璃/塑料的混合材料等形成村底402。可由玻璃、丙烯酸 树脂、蓝宝石等形成覆盖物408。为了分别连接列和行迹线404和406, 两个柔性电路部分414可在DITO 402的相同边缘处被粘接到直接相 对的侧面上，虽然也可以采用其它的粘接位置。
图5是根据本发明的实施例的示例性DITO衬底500 (仅出于说明的目的而极大地放大了其厚度)的分解透视图，其中该衬底具有形
成在任一侧面上的列502和行508。顶侧面上的列ITO迹线502中的 一些被路由到颈状收缩的(necked-down)连接器区域504，在该连接 器区域中，这些列ITO迹线被柔性电路部分506引出面板，其中柔性 电路部分506可被导电地粘接到DITO衬底500的顶部。在某些实施 例中，底侧面上的行ITO迹线508可被连接到沿着底侧面的边缘的边 延伸的细金属迹线510。金属迹线510可被路由到连接器区域512，该 连接器区域512可以与连接器区域504直接相对，或至少与连接器区 域504在DITO衬底500的相同边缘上。在DITO衬底500的相同边 缘处提供连接器区域504和512就可以允许使得衬底、并因此使得产 品更小。可以使用另一柔性电路部分514来将行ITO迹线508引出面 板。
可以利用多种制造方法在DITO衬底500的两个侧面上形成列和 行ITO迹线502和508。在一个实施例中，村底可被放置在制造机器 的辊子上，并且一层ITO可以被溅射(sputter )到DITO村底500的 第一侧面上，并且被蚀刻(例如，使用光刻技术)，以形成列迹线502。 然后，可以在列迹线502上涂敷光刻胶(photoresist)的保护涂层(例 如两层光刻胶)，并且可以翻转DITO衬底500，使得辊子仅接触在 第一侧面上涂敷的光刻胶，而不接触所形成的列迹线。然后，另一层 ITO可以被溅射到DITO衬底500的现在暴露的背侧面上，并且被蚀 刻，以形成行迹线508。
如果不需要金属迹线510，则可以剥离第一侧面上的光刻胶，以 完成处理。然而，如果在边缘处需要金属迹线510来连接行迹线508 并将它们引至村底的特定边缘，则可以在行迹线508上涂敷光刻胶的 保护涂层(例如，两层光刻胶)，从而保留边缘暴露。然后，可以在 光刻胶和暴露的边缘上溅射金属层，并且然后可以蚀刻金属层，以在 边缘处形成金属迹线510。最后，可以剥离所有剩余的光刻胶层。
还可以对上述处理进行微小的改变。例如，可以通过首先利用非 常简单的布局(geometry)对光刻胶进行图案化以在保留边缘区域暴露的同时仅覆盖DITO衬底的第二侧面的内部区域，来形成DITO衬 底的第二侧面的图案化。对于这种改变，首先溅射金属，然后剥离具 有简单布局的光刻胶，以仅保留边缘区域中的金属。然后，在DITO 村底的整个第二侧面上溅射ITO。第二光刻胶被涂敷并被图案化，以 形成用于电极图案的掩模。然后使用一系列蚀刻步骤，以在最顶端的 ITO层以及下面的金属层中形成电极图案。第一蚀刻步骤仅蚀刻ITO， 第二蚀刻步骤仅蚀刻金属层，这产生期望的电极布局。
图6示出了根据本发明的实施例的示例性柔性电路600，包括用 于分别在DITO衬底的任一侧面上连接行和列迹线的柔性电路部分 606和614，以及用于连接主处理器的柔性电路部分608。柔性电路600 包括电路区域602，其中多点触摸子系统、多点触摸面板处理器、高 电压驱动器和解码器电路(见图1) 、 EEPROM和某些基本上小的组 件(诸如旁路电容器)可以在该电路区域602上被安装和连接，以节 省空间。可由EMI (未示出)屏蔽电路区域602， EMI利用顶部和底 部屏蔽部分封闭电路区域602。底部可被粘附到设备的结构，以保护 电路区域。从这个电路区域602，柔性电路600可以通过柔性电路部 分606连接到DITO衬底的顶部，通过柔性电路部分614连接到DITO 衬底的底部，以及通过柔性电路部分608连接到主处理器。
图7是示例性DITO村底700 (仅出于说明的目的而极大地放大 了其厚度)的分解透视图，其中该DITO衬底具有在任一侧面上形成 的列702和行708。如图7所示，列迹线702可以大约为lmm宽，并 且迹线之间具有大约4mm的间隔；行迹线708可以大约为2mm宽， 并且行之间具有大约3mm的间隔。为了创建更一致的外观，可以在 DITO衬底700的任一侧面上的列和行迹线702和708之间形成ITO 的小的隔离的方块704，其中在ITO的隔离的方块之间具有窄的间隔
(例如，大约30微米)，从而DITO衬底的任一侧面提供类似于实心 ITO片(solid sheet of ITO )的一致外观。
图8示出了根据本发明的实施例的带有覆盖物802和液晶显示器
(LCD) 804的示例性双面触摸面板800的层叠结构。从顶部到底部，LCD 804可以包括偏光器806、顶部玻璃层808、液晶层810、底部玻 璃层812、偏光器814和背光(backlight) 816。
从顶部到底部，液晶层810可以包括RGB滤色器层(color filter layer) 818、平面化层(planarization layer ) 820、被称为Vcom层的 ITO的导电未图案化层(conductive unpatterned layer ) 822、聚酰胺 层(polyamide layer) 824、液晶层826和聚酰胺层828。在聚酰胺层 828之下是ITO矩形(rectangle )和TFT的层(此处总地被称为TFT 层830)，其中每个子像素(三个子像素构成一个像素) 一个ITO矩 形和TFT。
滤色器层818当被光照射时提供构成每个像素的三个RGB颜色， 其中颜色的比例确定该像素的颜色。可由干净的塑料形成平面化层 820，以平整颜滤色器层818的表面。Vcom代表"Voltage common"， 因为Veom层822为TFT层830的ITO子像素提供公共电压。Vcom 层822可以被保持为恒定的电压(使用恒定Vcom电压的LCD可被称 为DC或恒定Vcom LCD)，或以AC信号^L调制。聚酰胺层824和 828用于预对齐(pre-align)液晶层826中液晶的取向。为了为一个 像素创建颜色，TFT层830中每个子像素的ITO方块相对于Vcom层 822可以具有被施加给其的电压，这使得液晶对齐，并且允许来自背 光816的光穿过液晶层826并且穿过滤色器层818中的RGB滤色器。
如上所述，虽然Vcom层822可以被保持为恒定，但是在某些实 施例中，可由调制的信号驱动Vcom层(例如，从大约1到4伏的方 波)。然而，当由调制的信号驱动Vcom层822时，调制的信号可被 电容性地耦合通过双面触摸面板800底部上行836的稀疏(sparse) 导体(参见附图标记834)，并被耦合到列838上，从而在列上导致 噪声。注意，即使行836包括许多紧密地间隔开的ITO方块，行836 也被称为是"稀疏的"，因为方块被隔离，并且因此从屏蔽的角度看 作用可以忽略。还应注意，虽然调制的Vcom层822也,皮电容性地耦 合到行836上，但是因为驱动器电路正以低阻抗输出驱动行，所以任 何电容性耦合被分路到驱动器输出，并且具有可以忽略的作用。然而，列838被设计为感测触摸面板的AC电容的小的改变，因此来自调制 的Vcom层822的电容性耦合可以很容易地被看作在容纳列的模拟通 道处的噪声。
图9是根据本发明的某些实施例的直线电极图案卯0的顶视图。 类似于图3中所示的实施例，直线图案900可以包括多个行迹线卯2 和列迹线904。然而，与图3的实施例不同，如下所述，直线电极图 案900可以包括从行902和列904垂直延伸的附加的迹线部分。
进一步对于图9，每个列迹线904可以包括可以在y轴中垂直延 伸的中心列迹线卯6、以及多个列延伸迹线卯8，每个列延伸迹线908 在x轴中从中心列迹线906的两侧垂直延伸。以这种方式，每个列迹 线904可被描述为具有梯状(ladder-like)图案。每个行迹线卯2可 以包括可以在x轴中水平延伸的中心行迹线912、以及多个第一延伸 行迹线914，每个第一行延伸迹线从这多个中心行迹线912之一的两 侧在y轴中垂直延伸。每个行迹线902可以附加地还包括多个第二行 延伸迹线916，每个第二行延伸迹线916从第一延伸行迹线914之一 在x轴中垂直延伸(平行于中心行迹线912)。以这种方式，如图9 所示，直线电极图案900可被描述为具有互相交叉的行迹线卯2和列 迹线904。
根据某些实施例，图9所示的直线图案卯0可被认为是2x2像 素图案。每个像素可被定义为具有位于交叉点处(即，列和行重叠处) 的中心920,并且在每个相邻交叉点之间的一半内延伸。图9所示的 电极图案可以定义由相同大小的四个矩形像素定义的4个像素区域。 为了易于理解，图9仅示出了4个像素，但是应当理解，当需要时， 可以通过在x维度中、在y维度中或在这两个维度中重复像素图案， 增加更多像素。
图9所示的实施例在沿着中心列906的每个交叉点920之间具有 5个列延伸908，但是在其它实施例中可以使用更多或更少的列延伸 908。另外，图9在每个交叉点920之间示出了一个第一行延伸912， 并且每个第一行延伸914具有从其延伸的两个第二行延伸916;然而，在其它实施例中可以使用更多或更少的第一和/或第二行延伸914和 916。
下面描述根据某些实施例的图案卯0的示例性尺寸。行和列迹线 902和904的宽度可以分别在100到200微米的范围中(图9中的附 图标记A),并且在某些实施例中可以是150微米。y维度中相邻垂 直行迹线914之间的间隙B可以在100到300微米的范围内，并且在 某些实施例中可以是200微米。y维度中相邻行迹线916和列迹线卯8 之间的层到层间隙C可以是50到550微米，并且在某些实施例中是 200微米。x维度中相邻中心列卯4和行延伸916之间的层到层间隙D 可以是50到550微米，并且在某些实施例中是200微米。相邻列延伸 迹线908之间的间隙E可以是500微米。每个〗象素可以具有大约5000 微米的高度F、以及大约5000微米的宽度G。
根据某些实施例，可以构造图案卯0的行迹线902和列迹线904， 使得行迹线卯2和列迹线904之间的电容的主要部分可以位于电极(迹 线)的非重叠部分之间。这些实施例可以具有Csig与ACsig的更好的 比率，这可以导致更好的性能，因为与ACsig成比例(scale)的与感 测电路相关的热漂移误差可以对于Csig更小。其原因可以是由于重叠 区域被减小或最小化。
图案卯0的另一优点可以是，因为迹线大部分是水平的，所以图 案900可以容忍两层(行和列迹线)之间大的X失配(mismatch)， 并且仍然具有一致的或统一的Csig。另外，迹线间的Y间隙(诸如图 9中的间隙C)可以足够大，从而层间的Y失配仍然可以产生Csig的 可接受的小改变。
图案900的另一优点可以是，当例如手指在实现图案900的传感 器面板的表面上移动时，距离与响应的比率可以是连续的或近似连续 的。
也可以很容易地为更大或更小的Csig和ACsig调整图案。例如， 通过改变迹线的迹线宽度和它们的间隔，可以获得不同的Csig和 ACsig。在某些实施例中，为了实现最优的结果(例如，大的ACsig和小的Csig)，可以使迹线宽度最小化，并且可以使图9中的间隙C 近似地等于覆盖电极并且将其与手指隔开的电介质标签的厚度。
图IO是示例性DITO衬底1000 (仅出于说明的目的而极大地放 大了其厚度)的透视图，其中任一侧面上的行1002和列1004形成直 线图案，如直线图案卯0。应当注意，直线图案的使用不限于DITO 衬底，而是也可以被用于其他实施例中。例如，根据某些实施例的直 线图案可以被用于诸如参考图3所描述的使用多个层的传感器面板 中。
图lla示出了根据本发明的实施例的可以包括电容式触摸传感器 面板1124和能够连接到村底两个侧面的柔性电路1134的示例性移动 电话1136。可以利用这样的衬底制造传感器面板1124，即该衬底具有 例如使用图案卯0形成在衬底的任一侧面上的列和行ITO迹线，以及 沿着衬底的一个侧面的边缘形成的金属迹线，以允许将柔性电路连接 区域定位在衬底的相同边缘的相对侧面上。图llb示出了根据本发明 的实施例的可以包括电容式触摸传感器面板1124和能够连接到衬底 两个侧面的柔性电路1134的示例性数字音频/视频播放器1138。可以 使用这样的衬底制造传感器面板1124,即该衬底具有例如使用图案 900在衬底的任一侧面上形成的列和行ITO迹线，以及沿着衬底的一 个侧面的边缘形成的金属迹线，以允许柔性电路连接区域被定位在衬 底的相同边缘的相对侧面上。
虽然已经参考附图结合实施例完整地描述了本发明，但是应当注 意，对于本领域的技术人员而言，各种变型和修改是明显的。这样的
围内
2权利要求
1. 一种电容式触摸传感器面板，包括由电介质材料形成的衬底；位于所述衬底的第一层上的导电材料的多个第一迹线，所述多个第一迹线中的每一个包括沿着二维坐标系的第一维度布置的第一中心迹线以及在所述二维坐标系的第二维度中从所述第一中心迹线垂直延伸的多个第一迹线分支；和位于所述衬底的第二层上的导电材料的多个第二迹线，所述多个第二迹线中的每一个包括沿着所述第二维度布置的第二中心迹线以及从所述第二中心迹线延伸的多个第二迹线分支，所述多个第二迹线分支中的至少一些包括从所述第二中心迹线之一沿着所述第一维度垂直延伸的第一延伸分支，以及从所述第一延伸分支沿着所述第二维度垂直延伸的至少一个第二延伸分支。
2. 如权利要求1所述的电容式触摸传感器面板，其中所述多个第 一迹线的部分与所述多个第二迹线的部分互相交叉。
3. 如权利要求2所述的电容式触摸传感器面板，其中所述第一中心迹线在一个点处与所述第二中心迹线重叠。
4. 如权利要求1所述的电容式触摸传感器面板，还包括结合所述 传感器面板的计算系统。
5. 如权利要求4所述的电容式触摸传感器面板，还包括结合所述 计算系统的移动电话。
6. 如权利要求4所述的电容式触摸传感器面板，还包括结合所述 计算系统的数字音频播放器。
7. —种电容式触摸传感器面板，包括形成在电介质衬底上的传感迹线，每个所述传感迹线包括沿着二 维坐标系的第一维度布置的中心传感迹线以及沿着所述二维坐标系的 第二维度从所述中心传感迹线垂直延伸的多个延伸传感迹线；和形成在所述衬底上的驱动迹线，每个驱动迹线包括沿着所述第二维度布置的中心驱动迹线以及多个延伸驱动迹线，其中所述多个延伸 驱动迹线中的至少一些包括沿着第三维度布置的第一部分。
8. 如权利要求7所述的电容式触摸传感器面板，其中所述延伸驱 动迹线中的至少一些还包括从所述第一部分垂直延伸的一个或多个第 二部分。
9. 如权利要求7所述的电容式触摸传感器面板，其中所述传感迹 线和所述驱动迹线横跨所述传感器面板的触敏部分形成相互交叉的图 案。
10. 如权利要求9所述的电容式触摸传感器面板，其中所述中心传 感迹线和所述中心驱动迹线以垂直的角度重叠。
11. 如权利要求7所述的电容式触摸传感器面板，其中所述传感迹 线和所述驱动迹线形成多个连续的或基本连续的像素。
12. 如权利要求11所述的电容式触摸传感器面板，其中所述多个 像素中每一个的中心位于所述传感迹线和所述驱动迹线重叠处。
13. —种电容式触摸传感器面板，包括 横跨触摸传感器面板布置的多个矩形像素； 其中每个像素包括感测迹线，所述感测迹线具有沿着二维坐标系的第 一维度布 置的中心感测迹线以及从所述中心感测迹线垂直延伸的多个感测分支；和驱动迹线，所述驱动迹线具有沿着二维坐标系的第二维度布 置的中心驱动迹线以及从所述中心驱动迹线延伸的多个驱动分支。
14. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述中心 感测迹线和所述中心驱动迹线在所述像素的中心点处重叠。
15. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述驱动 分支中的至少一些包括从所述中心驱动迹线垂直延伸的第 一部分、以 及从所述第一部分垂直延伸的一个或多个第二部分。
16. 如权利要求15所述的电容式触摸传感器面板，其中所述驱动 分支的第二部分与所述感测分支彼此相互交叉。
17. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述多个 感测分支的第 一感测分支和第二感测分支分别限定所述像素的第 一侧 和第二侧，并且所述多个驱动分支的第一驱动分支和第二驱动分支分 别限定所述像素的第三侧和第四侧。
18. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述多个 感测分支中每一个与所述中心驱动迹线和所述多个驱动分支间隔开。
19. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述多个 像素以连续的形式被布置为横跨所述触摸传感器面板。
20. 如权利要求13所述的电容式触摸传感器面板，其中所述中心 感测迹线和所述中心驱动迹线以垂直的角度重叠。
21. —种具有电容式触摸传感器面板的移动电话，所述触摸传感器 面板包括由电介质材料形成的衬底；位于所述衬底的第一层上的导电材料的多个第一迹线，所述多个 第一迹线中的每一个包括沿着二维坐标系的第一维度布置的第一中心 迹线以及在所述二维坐标系的第二维度中从所述第一中心迹线垂直延 伸的多个第一迹线分支；和位于所述衬底的第二层上的所述导电材料的多个第二迹线，所述 多个第二迹线中的每一个包括沿着所述第二维度布置的第二中心迹线 以及从所述第二中心迹线延伸的多个第二迹线分支，所述多个第二迹 线分支中的至少一些包括从所述第二中心迹线之一沿着所述第一维度 垂直延伸的第一延伸分支、以及从所述第一延伸分支沿着所述第二维 度垂直延伸的至少一个第二延伸分支。
22. —种具有电容式触摸传感器面板的数字音频播放器，所述触摸 传感器面板包括由电介质材料形成的衬底；位于所述衬底的第一层上的导电材料的多个第一迹线，所述多个 第一迹线中的每一个包括沿着二维坐标系的第一维度布置的第一中心 迹线、以及在所述二维坐标系的第二维度中从所述第一中心迹线垂直延伸的多个第一迹线分支；和位于所述衬底的第二层上的所述导电材料的多个第二迹线，所述多个第二迹线中的每一个包括沿着所述第二维度布置的第二中心迹 线、以及从所述第二中心迹线延伸的多个第二迹线分支，所述多个第 二迹线分支中的至少 一 些包括从所述第二中心迹线之一 沿着所述第一 维度垂直延伸的第一延伸分支、以及从所述第一延伸分支沿着所迷第 二维度垂直延伸的至少一个第二延伸分支。
全文摘要
可以使用衬底创建多点触摸电容式触摸传感器面板，该衬底具有在衬底的分离的层上形成的列和行迹线。列和行迹线可以包括从中心迹线延伸并形成直线迹线图案的部分，其中列和行的部分相互交叉。迹线图案可以包括贯穿传感器面板连续布置的多个像素。以这种方式，传感器面板可以提供对触摸传感器面板上的触摸的线性或近似线性的响应。
文档编号G06F3/044GK101464758SQ20081018536
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月21日
发明者K·L·斯塔顿, S·P·霍特林 申请人:苹果公司