能够多点触摸的单层电容触摸面板的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种装置，其具有触摸面板(202)、互连(204)和触摸面板控制器(104)。触摸面板具有布置在多行和多列中的多个传感器。每行具有行电极，该行电极横跨触摸屏的部分延伸，并且通过路由网络耦合到沿着触摸面板的外围放置的行焊盘，并且每列具有多个列电极，该多个列电极与行电极中的至少一个交错，并且多个列电极中的每个通过路由网络耦合到沿着触摸面板的外围放置的列焊盘。互连(204)固定到触摸面板(202)并且耦合每个列焊盘和每个行焊盘。触摸屏控制器(104)具有耦合到互连的接口(106)和耦合到接口的控制电路。
【专利说明】能够多点触摸的单层电容触摸面板
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及触摸面板，更具体地涉及具有多点触摸能力的单层触摸面板。【背景技术】
[0002]转到图1和2，可看到传统系统100的示例。系统100总体上包括触摸面板102和触摸屏控制器104。触摸面板102具有由一组列电极(即电极105)形成的传感器阵列，其中每列的每个电极由带状电极(即带状电极107)耦合到一起；以及一组行电极(即电极109)，其中每行的每个电极由带状电极耦合到一起(即带状电极107)。用于每列的带状电极(即带状电极107)然后通过端子X-1到X-N耦合到触摸面板控制器104的接口或I/F106，而用于每行的带状电极(即带状电极109)通过端子Y-1到Y-M耦合到接口 106。接口 106能够与控制电路108通信。如在图2中更详细示出，接口 106—般由多路复用器或复用器202和激励器204组成。
[0003]在操作中，接口 106(其通常由控制电路108控制)选择并且激励列电极(即电极103)并且“扫描通过”行电极(即电极105)的行，以便来自触摸事件的触摸位置可被解析。作为示例，接口 204能使用激励信号EXCITE[j]和EXCITE[j+Ι]通过端子X-j和X_(j+1)激励两个相邻列，而接口 106从与端子Y-1关联的行接收测量信号。当对象(即手指)接近触摸面板时(其一般被视为触摸事件)，存在电容上的变化，并且控制器108能够解析触摸事件的位置。
[0004]可是传统的触摸面板(诸如触摸面板102)通常具有复杂结构。通常列电极和行电极(即电极105和109)以形成在其间的介电层而形成在两个分离的层中。即使形成电极(即电极105和109)的这些导电层一般对可见光谱光(即具有从大约380nm到大约750nm波长的光)透明，由于光通过触敏面板102投射，所以存在一些不透明和损耗。这意味着与单层触摸面板相比，双(或更多)层触摸面板(例如触摸面板102)具有更低的效率(因为更低的透明度)。
[0005]可是大多数传统单层触摸面板昂贵和/或繁琐。传统单层触摸面板利用桥层或复杂扇形设置。单层触摸面板可使用桥层，该层用于创建在触摸传感器和触摸面板外围或边缘之间的路由网络。如果桥层由透明导电材料(诸如铟锡氧化物)形成，则单层面板可能比双层触摸面板更昂贵，而如果桥层由不透明材料形成，则对于用户是可见的。另一方面，复杂的扇形设置可能具有大量通道。例如具有6列和10行的传感器区域或扇形，将使用60个分离的通道。此外，这些系统的分辨率很低，这意味着大多数传统单层触摸面板限于单个或双触摸能力。
[0006]因此，需要具有多触摸能力的单层触摸面板。
[0007]在美国专利6， 188，391、2006/0097991、2009/0091551、2010/0149108、2010/0156810和2010/0321326，以及在PCT公开W02009046363中公开了其它传统系统的
一些示例。
【发明内容】
[0008]因此本发明的实施例提供了一种装置。该装置包括衬底；盖板，其对可见光谱光基本上透明；导电层，其形成在衬底和盖板中的至少一个上，其中导电层对可见光谱光基本上透明，其中导电层包括:多个行电极；多组列电极，其中每一组列电极与来自多个行电极的相关行电极交错，以及路由网络，其耦合到每个行电极和每个列电极；绝缘层，其形成在衬底和盖板之间，以便将每个行电极与在其相关的列电极组内的每个列电极分离；以及多个焊盘，其中每个焊盘固定到衬底和盖板中的至少一个，并且其中每个焊盘耦合到路由网络，并且其中沿着衬底和盖板中的至少一个的外围放置每个焊盘。
[0009]在实施例中，导电层形成在衬底上。
[0010]在实施例中，导电层形成在盖板上。
[0011]在实施例中，装置进一步包括互连，其固定到衬底和盖板中的至少一个，并且耦合到每个焊盘。
[0012]在实施例中，每个列电极基本上是矩形的。
[0013]根据本发明的实施例，在每个列电极中基本上是菱形的。
[0014]在实施例中，多个焊盘进一步包括多组焊盘，并且其中每组焊盘包括:行焊盘，其通过路由网络耦合到其相关行；以及多个列焊盘，其通过路由网络耦合到其列电极组。
[0015]在实施例中，导电层由透明导电氧化物形成。
[0016]在实施例中，透明导电氧化物是铟锡氧化物(ITO)。
[0017]在实施例中，多组列电极以交替模式布置。
[0018]在实施例中，提供了一种装置。该装置包括:触摸面板，其具有:衬底；盖板，其对可见光谱光基本上透明；导电层，其形成在衬底和盖板中的至少一个上，其中导电层对可见光谱光基本上透明，其中导电层包括:多个行电极；多组列电极，其中每一组列电极与来自多个行电极的相关行电极交错，以及路由网络，其耦合到每个行电极和每个列电极；绝缘层，其形成在衬底和盖板之间，以便将每个行电极与在其相关的列电极组内的每个列电极分离；以及多个焊盘，其中每个焊盘固定到衬底和盖板中的至少一个，并且其中每个焊盘耦合到路由网络，并且其中沿着触摸面板的外围放置每个焊盘；互连，其固定到触摸面板并且耦合到每个焊盘；以及触摸面板控制器，其耦合到互连。
[0019]在实施例中，触摸屏控制器经配置检测三个或更多触摸事件。
[0020]在实施例中，提供了一种装置。该装置包括:触摸面板，其具有布置在多行和列中的多个传感器，其中每行具有行电极，所述行电极横跨触摸屏的部分而延伸，并且通过路由网络耦合到沿着触摸面板外围放置的行焊盘，并且其中每列具有多个列电极，列电极与行电极中的至少一个交错，并且每个通过路由网络耦合到沿着触摸面板外围放置的列焊盘，并且其中每个行电极和每列电极均由透明导电材料形成，并且由绝缘材料分离；互连，其固定到触摸面板并且耦合到每个列焊盘和每个行焊盘；以及触摸屏控制器，其具有:接口，其耦合到互连；以及控制电路，其耦合到接口。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1和2是传统系统的不例不图；
[0022]图3是在实施例中的系统的示例示图；[0023]图4是图3的触摸面板的示例示图；
[0024]图5和6是沿着横截面线1-1的触摸面板的横截面视图的示例；
[0025]图7、8和9是沿着横截面线I1-1I的触摸面板的横截面视图的示例；
[0026]图10是图3的互连的示例示图；
[0027]图11是图3的触摸面板的示例示图；
[0028]图12是图3的互连的示例示图；以及
[0029]图13和14是用于图3的触摸面板的菱形图案的示例。
【具体实施方式】
[0030]图3示出系统200的示例实施例。系统200除了触摸面板102已经由触摸面板202代替以外在结构上与系统100相似。此外，互连204已经被提供，以提供在触摸面板控制器104和触摸面板202之间的通信通道。
[0031]在图4中，可以更详细地看出触摸面板202(其对于图4被标记为202)的示例。如在示例中所示，触摸面板202-A是4乘4的传感器阵列，但是其它数量的传感器(诸如6x6、8x8或6x10)是可能的。行304-A1到304-A2每个分别具有行电极306-A1到306-A4，其横跨触摸面板202-A延伸，并且一般彼此平行。虽然这些行电极306-A1到306-A4示出为具有凹口(或“梳状”)的基本矩形，但是其它形状(诸如“波浪”形状)也是可能的。这些行电极306-A1到306-A4的每个分别通过路由网络耦合到行焊盘312-A1到312-A4。302-A1到302-A4中的每一列均包括与304-A1到304-A4中的每一行相关联的一组传感器(在该不例中是三个)。如所示，列电极 308-A1 到 308-A12、308-A13 到 308_Α24、308_Α25 到 308-Α36和308-Α37到308-Α48分别与行电极306-Α1到306-Α4交错，并且分别通过共用路由通道(其是路由网络的一部分)耦合到列焊盘316-Α1到316-Α4(在306-Α1到306-Α4中每一行的末端)。这些电极308-Α1到308-Α48也如所示具有基本矩形形状，但是也可使用其它形状(诸如图13和14的菱形示出的列302-C1到302-C3和302-D1到302-D3，以及行304-C1到304-C3和304-D1到304-D3)。此外，绝缘体310将行电极306-Α1和306-Α4彼此分离，并且将行电极306-Α1和306-Α4与列电极308-Α1到308-Α48分离，并且行电极306-Α1到306-Α4与列电极308-Α1到308-Α48 —般也由导电材料形成,该导电材料一般对可见光谱光(诸如铟锡氧化物、铝掺杂的氧化锌、镓掺杂的氧化锌或铟掺杂的氧化锌)是透明的。该结构还允许最多在传感器区域的三侧实施上没有边际。另外和可替代地，将列电极路由到触摸面板202-Α的相对端是可取的。作为示例，从列的一侧路由列传感器的一半，并且将列传感器的其余路由到列的另一侧。相邻的行可以交替的模式翻转(为降低复杂性，其允许在一端循环)。
[0032]存在将触摸面板202-Α分层的几种方式。通常，触摸面板202-Α以夹在衬底318和盖板322之间的传感器层形成。电极(即行电极306-Α1到306-Α4，以及列电极308-Α1到308-Α48)通常通过电子束蒸发、物理气相沉积(PVD)或溅射沉积形成在衬底318 (如在图5中示出)或盖板322 (如在图6中所示)上。当电极形成在盖板322上时，这可以通过施加基本均匀的导电层并且执行激光烧蚀以去除层的一部分来实现。粘合剂(诸如树脂)可用作用于绝缘体310的绝缘材料，以将盖板322和衬底318固定到一起。此外，衬底318可以包括照明元件(即发光二极管或LED)，或可以是透明板，并且还可包括防反射涂层或防反射膜320。同样，行焊盘312-A1到312-A4、列焊盘314-A1到314-A4、列焊盘316-A1到316-A4以及迹线326 (其可以是路由网络的一部分)可沿着触摸面板202A的外围被固定到或形成在衬底318 (如在图7中所示)或盖板322 (如在图8中所示)上。同样，沿着触摸面板202A的外围，盖板322可包括黑色掩膜层320，以将这些特征从用户观察中隐藏。该黑色掩膜层320可位于行焊盘312-A1到312-A4、共用焊盘314-A1到314-A4、列焊盘316-A1到316-A4以及迹线326之间(如在图8中所示)，或位于行焊盘312-A1到312-A4、共用焊盘314-A1到314-A4、列焊盘316-A1到316-A4以及迹线326的上面(如在图9中所示)。
[0033]如在图4中所示，用于306-A1到306-A4的每一行的行焊盘312-A1到312-A4、共用焊盘314-A1到314-A4以及列焊盘316-A1到316-A4被布置为级联布局。该级联布局允许在互连204-A(其在图10中可看出)上的触摸面板202-A和连接器408之间的直接连接(没有交叉)。通常，将互连204-A沿着触摸面板的外围固定到触摸面板202-A，使得行焊盘402-A1到402-A4、共用焊盘404-A1到404-A4以及列焊盘406-A1到406-A4可分别耦合到行焊盘312-A1到312-A4、共用焊盘314-A1到314-A4以及列焊盘316-A1到316-A4。按照该方法，列连接迹线也与行平行并且连接到合适的行传感器区域。
[0034]现转到图11和12，可以看出用于触摸面板202(其被标记为202-B)的另一个示例结构。在该结构中，列电极308-B1到308-B2被交错(类似于列308-A1到308-A48)并且交替，以便为304-B1到304-B2中的每行使用(在路由网络内的)多个路由通道。如在该示例中示出，列302-B2和302-B4使用“顶”路由通道，而列302-B1和302-B2使用“底”路由通道。其它结构也是可能的。作为使用该结构的结果，另一个模式通常用于共用焊盘314-B1到314-B4、行焊盘312-B1到312-B4以及列焊盘316-B1到316_B2(以及相应的共用焊盘404-B1到404-B4，行焊盘402-B1到402-B4，以及列焊盘406-B1到406-B2用于互连204-B)，其允许在触摸面板202-B和互连204B中的连接器408之间的直接连接。
[0035]本领域的技术人员将理解，对于上述可作出修改，并且在要求发明的范围内，许多其它实施例也是可能的。
【权利要求】
1.一种装置，其包括: 衬底； 对可见光谱光基本透明的盖板； 导电层，其形成在所述衬底和所述盖板中的至少一个上，其中所述导电层对可见光谱光基本透明，其中所述导电层包括: 多个行电极； 多组列电极，其中每组列电极与来自所述多个行电极的其相关的行电极交错，以及 路由网络，其耦合到每个行电极和每个列电极； 绝缘层，其形成在所述衬底和所述盖板之间，以便将每个行电极与其相关的列电极组内的每个列电极分离；以及 多个焊盘，其中每个焊盘被固定到所述衬底和盖板中的至少一个，并且其中每个焊盘耦合到所述路由网络，并且其中沿着所述衬底和盖板中的至少一个的外围放置每个焊盘。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述导电层形成在所述衬底上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述导电层形成在所述盖板上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置进一步包括互连，所述互连固定到所述衬底和盖板中的至少一个并且耦合到每个焊盘。
5.根据权利要求4所述的装置，其中每个列电极基本是矩形的。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述多个焊盘进一步包括多组焊盘，并且其中每组焊盘包括: 行焊盘，其通过所述路由网络耦合到其相关行；以及 多个列焊盘，其通过所述路由网络耦合到其列电极组。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述导电层由透明导电氧化物形成。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述透明导电氧化物是铟锡氧化物即ITO。
9.根据权利要求6所述的装置，其中以交替模式布置多组列电极。
10.一种装置，其包括: 触摸面板，其具有: 衬底； 对可见光谱光基本透明的盖板； 导电层，其形成在所述衬底和所述盖板中的至少一个上，其中所述导电层对可见光谱光基本透明，其中所述导电层包括: 多个行电极； 多组列电极，其中每组列电极与来自所述多个行电极的其相关的行电极交错，以及 路由网络，其耦合到每个行电极和每个列电极； 绝缘层，其形成在所述衬底和所述盖板之间，以便将每个行电极与其相关的列电极组内的每个列电极分离；以及 多个焊盘，其中每个焊盘被固定到所述衬底和盖板中的至少一个，并且其中每个焊盘耦合到所述路由网络，并且其中沿着所述触摸面板的外围放置每个焊盘；以及互连，其被固定到所述触摸面板并且耦合到每个焊盘；以及触摸面板控制器，其耦合到所述互连。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述导电层形成在所述衬底上。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述导电层形成在所述盖板上。
13.根据权利要求10所述的装置，其中每个列电极基本是矩形的。
14.根据权利要求10所述的装置，其中每个列电极基本是菱形的。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个焊盘进一步包括多组焊盘，并且其中每组焊盘包括: 行焊盘，其通过所述路由网络耦合到其相关行；以及 多个列焊盘，其通过所述路由网络耦合到其列电极组。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述导电层由ITO形成。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述触摸屏控制器被配置为检测三个或更多触摸事件。
18.根据权利要求15所述的装置，其中以交替模式布置多组列电极。
19.一种装置，其包括: 触摸面板，其具有布置在多个行和列中的多个传感器，其中每行具有行电极，所述行电极横跨所述触摸屏的部分延伸并且通过路由网络耦合到沿着所述触摸面板的外围放置的行焊盘，并且其中每列具有多个列电极，所述多个列电极与所述行电极中的至少一个交错并且每个通过所述路由网络均耦合到沿着所述触摸面板的外围放置的列焊盘，以及其中每个行电极和每个列电极由透明导电材料形成，并且由绝缘材料分离； 互连，其固定到所述触摸面板并且耦合到每个列焊盘和每个行焊盘；以及 触摸屏控制器，其具有: 接口，其耦合到所述互连；以及 控制电路，其耦合到所述接口。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述透明导电材料是ΙΤ0。
21.根据权利要求20所述的装置，其中以交替模式布置多组列电极。
【文档编号】G06F3/044GK104024999SQ201280052583
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】J·L·董仁博司 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司