专利名称：具有介电层的触敏设备的制作方法
具有介电层的触敏设备技术领域
本发明主要涉及触敏设备，尤其涉及具有介电层的触敏设备。
背景技术：
目前，有多种类型的输入装置可以用于在计算系统中执行操作，例如按钮或按键、 鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。特别地，由于操作方便和功能很多并 且由于价格降低，诸如触摸屏之类的触敏设备正变得日益普及。触敏设备可以包括触摸传 感器面板，该面板可以是具有触敏表面的清晰或不透明的面板。在一些实例中，触敏设备还 可以包括诸如液晶显示器(LCD)之类的显示设备，该显示设备可以部分或者完全处于面板 之后，以使触敏表面可以覆盖显示设备可视区域的至少一部分，或者该显示设备也可以远 离面板，以使触敏表面可以与显示设备的可视区域对接。触敏设备可以允许用户通过用手 指、触笔或其他物体触摸通常由显示设备显示的用户界面(UI)指定的位置来执行各种功 能。一般来说，触敏设备能够辨识触摸事件以及该触摸事件在触摸传感器面板上的位置，然 后，计算系统能够根据触摸事件时显现的显示来解译该触摸事件，此后则可以基于该触摸 事件来执行一个或多个动作。当触摸到触敏设备的物体接地不良时，指示触摸事件的触摸输出值有可能是错误 的，或者在其他方面存在失真。当在设备上发生两个或更多个同时的触摸事件时，出现这种 差错或失真值的概率有可能进一步增加。
发明内容
本发明涉及一种触敏设备，所述触敏设备具有在覆盖层与触摸传感器层之间的介 电层。该介电层可以减小与物体触摸设备的不良接地相关联的负像素效应。为了实现这种 减小，该介电层可以将触敏设备的单位面积的电容减小到低于大约0. 0305皮法/平方毫 米。介电层的厚度可以是大约0.50毫米或更大，和/或其介电常数约为2. 3或更小。这种 减小触敏设备中的负像素效应的能力能够很有利地提供更快和更精确的触摸检测，并且还 可以通过不必重复进行那些受到不良接地状况影响的测量来节省电力。此外，该设备可以 更健壮地适配于用户或其他物体的不同接地状况。
图1示出的是根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的例示叠层。图2示出的是制造根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的例示方法。图3描述的是根据不同实施例的具有介电层的例示触敏设备中的负像素效应。图4示出的是根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的另一个例示叠层。图5示出的是可以结合根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的例示计算系 统。
具体实施例方式在以下关于不同实施例的描述中将会参考构成本发明一部分的附图，附图中以图 解方式显示了可以实施的具体实施例。应当理解，在不脱离不同实施例的范围的情况下，其 他实施例也是可以使用的，并且结构是可以改变的。本发明涉及一种触敏设备，所述触敏设备具有在覆盖层与触摸传感器层之间的介 电层。该介电层可以减小与物体触摸设备的不良接地相关联的负像素效应。在一些实施例 中，该介电层可以将设备的单位面积的电容减小到低于大约0. 0305皮法/平方毫米，由此 减小负像素效应。在一些实施例中，介电层的厚度可以是大约0. 50毫米或更大，以减小触 摸传感器层与不良接地物体之间的电容耦合，从而减小负像素效应。在一些实施例中，介电 层的介电常数可以是大约2. 3或更小，以便减小负像素效应。这种减小触敏设备中的负像素效应的能力能够很有利地提供更快和更精确的触 摸检测，并且还可以通过不必重复进行那些受到不良接地状况影响的测量来节省电力。此 外，该设备可以更健壮地适配于用户或其他物体的不同接地状况。术语“接地不良”、“未接地”、“未被接地”、“局部接地”、“接地不太好”、“接地不恰当”、“绝缘”以及“浮动”可以交换使用，以便表示在物体没有与触敏设备的接地端建立低阻 抗电耦合时可能存在的不良接地状况。术语“接地”、“正确接地”和“接地良好”可以交换使用，以便表示在物体与触敏设 备的接地端建立低阻抗电耦合时可能存在的良好接地状况。图1示出的是根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的例示叠层。在图1的示 例中，触敏设备100可以包括覆盖层110、介电层120、触摸传感器层130以及基础层140。 基础层140可以包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚合物材料，以便用其充当 基底。诸如玻璃之类的其他材料同样可以被用作基底。在一些实施例中，基础层140可以 具有大约25微米(μπι)的厚度。触摸传感器层130可以包括银、铜、氧化铟锡(ITO)等导 电材料，这些材料可以用于电容式检测设备100上的触摸。在一些实施例中，触摸传感器层 130可以包括一个或多个共同厚度约为80 μπι的导电材料层。触摸传感器层130可以沉积 在基础层140上。覆盖层110可以包括透明或不透明的材料，例如玻璃或塑料，以便充当用 于设备100的保护性和/或具有美感的覆盖物。在一些实例中，覆盖层110可以具有大约 0. 55毫米(mm)的厚度。该覆盖层110可以具有供用户和其他物体进行触摸的可触摸表面， 并且可以附着或装配在介电层120上。介电层120可以包括聚丙烯之类的坚固的聚合物材料，以便用其来充当电介质。 作为替换，介电层120可以包括聚丙烯塑料之类的可渗透聚合物材料，以便用其来充当电 介质。作为替换，介电层120可以包括诸如陶瓷混合物之类的复合材料，以便用其来充电电 介质。其他适当的材料同样可以被用作电介质。在一些实施例中，介电层120可以具有大 约0.50mm到大约0.60mm或更大的厚度。在一些实施例中，介电层120的介电常数可以是 大约2. 3或更小，或者更为优选的是大约1. 5或更小。介电层120可以附着、装配或以其他 方式沉积在覆盖层110与触摸传感器层130之间。在一些实施例中，介电层120可以是不 可形变的，由此在覆盖层110与触摸传感器层130之间保持基本恒定的距离。在介电层120 相对的表面上可以应用粘合层(未显示)，以便在一个表面上将介电层粘合到覆盖层110， 以及在相对表面上将介电层粘合到触摸传感器层130。该粘合层可以包括压力敏感粘合剂、环氧树脂、无气泡薄片等等。在一些实施例中，该粘合层中的每一个的厚度都可以是大约 50 μ m0应该理解的是，触敏设备的叠层并不局限于图1所示的叠层，而是可以包括根据 不同实施例的其他和/或附加层。图2示出的是制造根据不同实施例的具有介电层的触敏设备的例示方法。在图2 的示例中，基础层可以作为触敏设备的基底来提供O05)。触摸传感器层可以沉积在基础层 上010)。例如，该触摸传感器层可以一层或多层的形式印制在基础层上，以便形成用于电 容式检测触敏设备上的触摸的传感器。介电层可以附着或装配在触摸传感器层上015)。 例如，介电层可以印制在触摸传感器层上。作为替换，在附着或装配介电层之前，在触摸传 感器层上可以应用粘合剂，以便将介电层固定在触摸传感器层上。覆盖层可以附着或装配 在介电层上020)。在将覆盖层附着或装配到介电层之前，在介电层上可以应用粘合剂，以 便将覆盖层固定在介电层上。应该理解，用于制造具有介电层的触敏设备的方法并不局限于图2所示的方法。 根据不同的实施例，也可以使用其他和/或附加的方法。图1的介电层可以用于减小触敏设备中因为不良接地物体(例如用户)触摸设备 而导致产生的负像素效应。图3描述了根据不同实施例的具有介电层的例示触敏设备中的 负像素效应。在图3的示例中，触摸传感器层330可以包括像素阵列326(用椭圆形象征性 地示出)。当电激励像素326-a时，在像素上可以形成互电容Csig。此外，在被激励的像素 326-a上还可以形成从触摸传感器层330伸出的电场线。在被激励的像素上进行触 摸的手指350-a可以阻拦一些电场线。在这里，由于用户是不良接地的，因此，来自被阻拦 电场线的电荷会非预期地由手指350-a传回到触摸传感器层330，从而在手指与触摸传感 器层之间形成电容Cfa。同时，来自被阻拦电场线的电荷有可能因为手指350-b在未被激励 的像素3^-b进行触摸而被非预期地传回到触摸传感器层330，从而在手指与触摸传感器 层之间形成电容Cfb。结果，与在被激励的像素326-a上的互电容Csig减小预期值ACsig不同，Csig有可 能仅仅减小(Δ Csig- Δ Cneg)，其中C胃(Cfa和Cfb的函数)可以表示所谓的“负电容”，所述负 电容是由于来自被阻拦电场线的电荷因为用户的不良接地而被非预期地耦合到触摸传感 器层330而产生的。触摸信号仍旧可以指示在被激励的像素上的触摸，但其指示的 触摸量要少于实际发生的触摸量。同样，在未激励的像素3^-b上的手指350-b有可能非预期地将像素的电容增加 CMg，从而达到一个超出无触摸状况的电容，由此在未激励像素上表现出所谓的“负像素”或 是理论上的负触摸量。邻近像素和3^-b的像素同样可能遭遇到这种因为电容Cfa和Cfb而导致的 负像素效应，由此在这些像素上表现出理论上的负触摸量。用户接地不良的最终结果有可能是被触摸的激励像素(例如像素326-a)的触摸 信号可能会变弱，并且相邻像素(例如像素326-b和其他像素)有可能具有负触摸信号。为了减小这种负像素效应，如图3所示，在覆盖层310与触摸传感器层330之间可 以附着、装配或以其他方式设置介电层320。该介电层320可以减小来自被阻拦电场线的 电荷耦合回触摸传感器层330的数量。结果，可以减小手指350-a和350_b与触摸传感器层330之间的电容Cfa和Cfb，而这将会导致设备单位面积上的电容减小，由此减小像素3 上的负像素效应。介电层320可以通过将触敏设备的单位面积电容减小到一个足以减小设 备中的负像素效应的等级来实现该目的。在一些实例中，介电层320可以减少从触摸传感 器层330伸出的电场线，由此减小被手指阻拦的电场线的数量，并且由此降低触敏设备的 触摸灵敏度。但是，与介电层320减小负像素效应的益处相比，这种触摸灵敏度损失是很小 的。表1显示的是根据不同实施例的具有和不具有介电层的触敏设备的单位面积电 容的示例。
权利要求
1.一种触敏设备，包括覆盖层；触摸传感器层；以及介电层，所述介电层被设置在覆盖层与触摸传感器层之间并被配置成将触敏设备的单 位面积电容减小到低于大约0. 0305皮法/平方毫米。
2.根据权利要求1所述的触敏设备，其中覆盖层包括玻璃和塑料中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的触敏设备，其中触摸传感器层包括银。
4.根据权利要求1所述的触敏设备，其中介电层包括聚丙烯。
5.根据权利要求1所述的触敏设备，其中介电层包括被配置成不可变形的材料，以便 在覆盖层与触摸传感器层之间保持大约0. 50毫米或更大的距离。
6.根据权利要求1所述的触敏设备，其中介电层包括被配置成介电常数大约为2.3或 更小的材料。
7.根据权利要求1所述的触敏设备，其中介电层包括被配置成支撑粘合剂的材料，以 便粘合到覆盖层和触摸传感器层中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的触敏设备，还包括至少一个粘合层，其被配置成将介电层粘合到覆盖层和触摸传感器中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的触敏设备，还包括被配置成支撑具有至少一个印刷层的触摸传感器层的基础层。
10.一种触敏设备，包括具有可触摸表面的覆盖层；触摸传感器层；以及介电层，所述介电层具有大约0. 50毫米的厚度并被装配在覆盖层与触摸传感器层之 间，以便减小触摸传感器层与可触摸表面附近的未接地物体之间的电容耦合。
11.根据权利要求10所述的触敏设备，其中覆盖层具有大约0.55毫米的厚度。
12.根据权利要求10所述的触敏设备，其中触摸传感器层具有大约80微米的厚度。
13.根据权利要求10所述的触敏设备，还包括被配置成支撑触摸传感器层的第一基础层，所述第一基础层具有大约25微米的厚度；被配置成提供接地屏蔽的金属层，所述金属层具有大约10微米的厚度；以及与第一基础层相邻并被配置成支撑金属层的第二基础层，所述第二基础层具有大约 100微米的厚度。
14.一种触敏设备，包括被配置成感测物体触摸所述触敏设备的触摸传感器层；以及介电层，所述介电层具有大约2. 3或更小的介电常数并且附着在触摸传感器层之上， 以便基本减小触敏设备中与物体的接地状况相关联的负像素效应。
15.根据权利要求14所述的触敏设备，其中介电层被配置成基本减小在所述物体没有 接地时物体与触摸传感器层之间形成的电容的量值。
16.根据权利要求14所述的触敏设备，其中触摸传感器层包括至少一个印刷层，所述 印刷层被配置成形成电容并且在所形成的电容中具有与物体的触摸相关联的变化。
17.—种制造触敏设备的方法，包括在触敏设备的覆盖层与触摸传感器层之间提供介电层；以及使用介电层在触敏设备中形成低于大约0. 0305皮法/平方毫米的总单位面积电容。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括提供单位面积电容大约为0.0407皮法/平 方毫米的介电层。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括提供单位面积电容大约为0.0221皮法/平 方毫米的介电层。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括使用介电层在触敏设备中形成小于大约 0. 0187皮法/平方毫米的总单位面积电容。
全文摘要
本发明涉及一种在覆盖层与触摸传感器层之间具有介电层的触敏设备。介电层可以减小物体触摸设备的不良接地相关联的负像素效应。该介电层可以将设备的单位面积电容减小到大约0.0305皮法/平方毫米以下，由此减小负像素效应。此外，该介电层可以具有大约0.50毫米或更大的厚度，和/或其介电常数可以是大约2.3或更小，由此减小负像素效应。
文档编号G06F3/041GK102053749SQ20101052648
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年10月30日
发明者J·E·克拉一多, P·J·P·唐, S·J·乔伊 申请人:苹果公司