感測電極脊內插的製作方法
2023-05-31 18:11:41
專利名稱：感測電極脊內插的製作方法
感測電極脊內插
背景技術：
觸控螢幕顯示器能夠檢測有源或顯示區內的由手指或手寫筆所做的觸摸。使用觸 摸屏作為顯示器的一部分使得用戶能夠通過觸摸所述觸控螢幕而與電子應用程式交互作用。 顯示器可向用戶呈現圖像。此類圖像可包含用戶界面構造，例如，可通過觸摸來選擇、操縱 或致動的不同按鈕、圖像或其它區域。因此，觸控螢幕可為蜂窩電話、GPS裝置、個人數字助理 (PDA)、計算機、ATM機及其它此類裝置提供有效的用戶界面。觸控螢幕使用各種技術來感測來自手指或手寫筆的觸摸，例如電阻式、電容式、紅外 及聲學傳感器。在一種類型的基於電容式傳感器的觸控螢幕中，觸摸改變覆蓋顯示器裝置的 電極陣列中的節點處的電容。電容式觸控螢幕通常使用由電介質分離的一個或一個以上橫向 電極(驅動電極及感測電極)層。橫向電極的相交點形成節點。可使用電子器件在驅動電 極上驅動一連串電流脈衝。接著捕獲所述節點處的在每一脈衝期間積累的電荷且使用所述 電荷來確定一個或多個觸摸的位置。可使用例如氧化銦錫(ITO)或透明導電聚合物的透明導體來形成節點。一些電極 布局利用泛溢型驅動電極圖案以屏蔽感測電極免受來自例如液晶顯示器(LCD)的下伏顯 示器的電場幹擾。泛溢型圖案使用實體填充緊密間隔的鄰近驅動電極圖案且形成於感測電 極與顯示器之間的層中。在一些先前的觸控螢幕裝置中，最接近於IXD的電極層為驅動電極且在第一方向上 延續。感測電極包含橫切於驅動電極延續的脊且還包含在與驅動電極相同的方向上延續的 十字條。所述十字條可用於增加感測電極之間的距離使得不增加感測電極的數目便可提供 更大的觸控螢幕。然而，十字條增加電阻及寄生電容以及電極布局的複雜性。
發明內容
一種用於觸控螢幕的電極布局包含多個感測電極。每一感測電極具有彼此耦合的多 個脊，包含在相同方向上延續的主脊及至少一個間隔開的內插脊。一個感測電極的所述內 插脊經定位而鄰近相鄰感測電極的間隔開的內插脊以提供內插式感測電極。
圖1是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的電極圖案的示意性表示。圖2是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的替代感測電極圖案的示意性表不。圖3是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的又一替代感測電極圖案的部 分示意性表示。圖4是根據實例性實施例的不具有交疊導體的替代感測電極圖案的示意性表示。圖5是根據實例性實施例的具有多個感測電極內插脊的又一替代感測電極圖案 的示意性表示。圖6是根據實例性實施例的具有多個感測電極內插脊的又一替代感測電極圖案的示意性表示。
具體實施例方式描述利用感測電極脊內插的各種實施例。感測電極可由電耦合的主脊及多個內插 脊形成。電流感測電極的主脊可耦合到一個或一個以上間隔開的內插脊，其中鄰近感測電 極的主脊具有直接鄰近於所述電流電極的內插脊中的至少一者的至少一個間隔開的內插 脊以提供內插式感測電極。感測電極可耦合到感測電極的一個或兩個端上的感測線。所述 實施例可用於具有一個或一個以上電極層的設計中。圖1是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的部分電極圖案100的示意性表 示。以110、111、112、113及114指示多個縱向鄰近驅動電極。所述驅動電極被識別為\、 &、)(2、)(3及)(4，且在一個實施例中可形成於例如液晶顯示器(IXD)的顯示器裝置上方。所 述驅動電極可由氧化銦錫(ITO)或例如透明導電聚合物的其它透明導體形成於例如玻璃 的透明襯底上方。驅動電極布局可利用泛溢型驅動電極圖案以屏蔽感測電極免受來自下伏 顯示器的電場幹擾。泛溢型圖案可使用圖解說明為條形狀的實體填充驅動電極。顯示多個內插式感測電極120、121、122及123大體橫切於所述驅動電極延續。分 別將所述感測電極識別為W2及γ3。感測電極120包含主脊130及內插脊132，所述內 插脊與主脊130間隔開且經由感測線134電耦合到主脊130。感測線可由例如銅或其它金 屬的高導電材料形成。感測電極121為鄰近感測電極120的相鄰感測電極且包含主脊136 以及兩個內插脊138及140，所述兩個內插脊在主脊136的相對側上間隔開且通過感測線 141耦合。感測電極122也包含主脊142以及通過感測線147耦合的兩個間隔開的內插脊 144及146。還顯示感測電極123的內插脊148，其通過感測線149耦合到另一主及內插脊 (未顯示)ο感測電極120的內插脊132及感測電極121的內插脊138經安置而彼此鄰近，且 因此屏蔽彼此的相對邊緣且實質上阻止在相對邊緣與驅動電極之間形成邊緣電場，從而在 不增加耦合到控制電子器件160的感測線的數目的情況下提供感測電極的內插。驅動電極 也可經由驅動線耦合到控制電子器件160。在各種實施例中，所述控制電子器件可包含微控 制器及在所述微控制器的控制之下操作以向驅動電極提供脈衝且感測從感測電極轉移的 表示觸摸的所積累電荷的電路。類似地，感測電極121的內插脊140經定位而直接鄰近感測電極122的內插脊 144。內插脊146鄰近內插脊148。此鄰近內插脊圖案可在觸控螢幕100的表面上繼續，其中 所述圖案中的第一個及最後一個脊為主脊。其它驅動電極也可經形成以在觸控螢幕100的表 面上繼續。在一些實施例中，主脊及內插脊兩者可具有相同寬度，且與不具有十字條的先前 感測電極圖案中的6mm或更小相比，鄰近感測電極中的主脊之間的間隔可高達約IOmm或 至少10mm。在一些實施例中，次脊與對應主脊之間的間隔可為至少4mm或更小。在一些實 施例中，不使用十字條便獲得此間隔的能力可提供數個益處，例如減小的感測電極電阻、減 小的寄生電容及更少的感測線。缺少十字條還可減小電極圖案的可見度且可實現更薄的構 造。圖2是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的替代感測電極圖案200的示意性表示。顯示兩個感測電極210及212，每一感測電極分別具有成對的內插電極214、216及 218與220。感測電極210及212為雙重連接的，如相應感測電極的成對的感測線224、226 及228、230所指示。所述感測線將所述感測電極耦合到控制電子器件M0。此導致所述感 測電極的電阻的進一步降低。在一個實施例中，所述感測線布線在電極圖案200的一側上。 驅動電極及驅動線未顯示，但在各種實施例中可布線在電極圖案200的任一側上。圖3是根據實例性實施例的具有感測電極脊內插的又一替代部分感測電極圖案 300的示意性表示。為簡單起見僅顯示兩個感測電極310及312，但應理解可存在所圖解說 明的感測電極的兩個側上的其它感測電極連同對應驅動電極及驅動線。感測電極310包含 主脊314以及兩個內插脊315及316。感測電極312包含主脊318以及內插脊319及320。 在電極圖案300中，鄰近內插脊316及319經翻轉，使得感測電極312的內插脊319與其到 感測電極312的主脊318相比更接近於感測電極310的主脊314。類似地，感測電極310的 內插脊316更接近於感測電極312的主脊318。所述內插脊以與先前實施例的內插脊相同 的方式操作，從而屏蔽彼此的相對邊緣且實質上阻止在相對邊緣與驅動電極之間形成邊緣 電場。相對邊緣之間可存在少量的邊緣電場，其並非顯著因素。在一個實施例中，感測電極310通過感測線342耦合到控制電子器件340，且感測 電極312通過感測線344耦合到控制電子器件340。以346指示的感測線交疊可用於促進 感測線的布線。在其它實施例中，感測電極的兩個端可通過感測線以與圖2中的圖案200 中相同的方式耦合到控制電子器件340。在各種實施例中，所述圖案以感測電極的主脊結束 以增強響應線性。圖4是根據實例性實施例的不具有交疊導體的替代感測電極圖案400的示意性表 示。在其它實施例中，替代感測電極可具有位於所述感測電極的交替端上的感測線，從而緩 和對交疊的需要。如在圖案400中所見，四個主脊410、412、414及416可分別通過感測線 420,422,424及似6耦合到控制電子器件418。感測線420在圖案400的第一端上耦合到 至少一個內插脊430且還耦合到主脊410。感測線422在圖案400的第二端上耦合到主脊 412及內插脊432、434。類似地，感測線似4在圖案400的第一端上耦合到主脊414以及內 插脊436及438。感測線似6在所述圖案的第二端上耦合到主脊416及內插脊440。如在 圖3中的電極圖案中，在此實施例中，鄰近內插脊經翻轉。感測線到電極的交替端連接提供 不使用交疊線便將電極連接到控制電子器件418的能力。圖5是根據實例性實施例的具有多個感測電極脊內插的又一替代感測電極圖案 500的示意性表示。在圖案500中，三個主脊510、512及514可分別通過感測線520、522及 524耦合到控制電子器件(未顯示)。感測線520在圖案500的第一端上耦合到主脊510 以及至少兩個內插脊530及532。感測線522耦合到主脊512及主脊512的一側上的至少 兩個內插脊534、536以及主脊512的另一側上的至少兩個內插脊538及M0。類似地，感測 線5M耦合到主脊514以及主脊514的一側上的至少兩個內插脊M2544。在一個實施例 中，每一主脊之間安置至少兩組鄰近內插脊，例如主脊510與512之間的內插脊530、534及 532,536以及主脊512與514之間的內插脊538、542及M0544。圖6是根據實例性實施例的具有多個感測電極脊內插的又一替代感測電極圖案 600的示意性表示。在圖案600中，三個主脊610、612及614可分別通過感測線620、622及 624耦合到控制電子器件(未顯示)。感測線620在圖案600的第一端上耦合到主脊610以及至少兩個內插脊630及632。感測線622耦合到主脊612以及主脊612的一側上的至 少兩個內插脊634、636及主脊612的另一側上的至少兩個內插脊638及640。類似地，感 測線6M耦合到主脊614及主脊612的一側上的至少兩個內插脊642、644。在一個實施例 中，每一主脊之間安置至少兩組鄰近內插脊，例如主脊610與612之間的內插脊630、634及 632、636以及主脊612與614之間的內插脊638、642及640、644。在此實施例中，所述內插 脊以類似於圖3中的圖案300的方式的方式經翻轉。
權利要求
1.一種用於觸控螢幕的感測電極布局，所述布局包括多個感測電極主脊，其在第一方向上延伸；多個內插感測電極脊，其在所述第一方向上延伸且耦合到選定主脊並安置於相鄰主脊 之間。
2.根據權利要求1所述的電極布局，其中內插脊在觸摸之後即刻產生較小的電容改 變，其為所述主脊的電容改變的約一半。
3.根據權利要求1所述的電極布局，其中鄰近其它內插脊的所述內插脊屏蔽彼此的相 對邊緣且實質上阻止在這些相對邊緣與驅動電極之間形成邊緣電場。
4.根據權利要求1所述的電極布局，其中一個感測電極的至少一個內插脊通過鄰近感 測電極的所述內插脊與其主脊分離。
5.根據權利要求1所述的電極布局，其中相鄰感測電極的主脊分離至少10mm。
6.根據權利要求5所述的電極布局，其中內插脊與其對應主脊分離至少4mm。
7.根據權利要求1所述的電極布局，其中所述感測電極主脊及內插感測電極脊在所述 感測電極布局的第一端及第二端處耦合到感測線。
8.根據權利要求7所述的電極布局，其中在所述感測電極布局的所述第一端及第二端 中的每一者處耦合的所述脊產生減小的電極電阻。
9.根據權利要求1所述的電極布局，其中選定感測電極主脊及內插感測電極脊在所述 感測電極布局的不同端處耦合到感測線以避免交疊。
10.一種用於觸控螢幕的電極布局，所述布局包括多個縱向驅動電極，其布置成彼此鄰近的實體填充圖案且在相同方向上延續；多個感測電極，其與所述驅動電極分離且橫切於所述驅動電極延續，每一感測電極具 有彼此耦合的多個脊，其中至少兩個感測電極各自具有在相同方向上延續的主脊與至少一 個間隔開的內插脊，一個感測電極的所述間隔開的內插脊鄰近相鄰感測電極的間隔開的內 插脊。
11.根據權利要求10所述的電極布局，其中內插脊在觸摸之後即刻產生較小的電容改 變，其為所述主脊的電容改變的約一半。
12.根據權利要求10所述的電極布局，其中鄰近其它內插脊的所述內插脊屏蔽彼此的 相對邊緣且實質上阻止在這些相對邊緣與所述驅動電極之間形成邊緣電場。
13.根據權利要求10所述的電極布局，其中一個感測電極的至少一個內插脊通過鄰近 感測電極的所述內插脊與其主脊分離。
14.根據權利要求10所述的電極布局，其中相鄰感測電極的主脊分離至少10mm。
15.根據權利要求14所述的電極布局，其中內插脊與其對應主脊分離至少4mm。
16.根據權利要求10所述的電極布局，其中所述脊在所述感測電極的第一端及第二端 處耦合到感測線。
17.根據權利要求16所述的電極布局，其中在所述感測電極布局的所述第一端及所述 第二端處耦合的所述脊產生減小的電極電阻。
18.根據權利要求10所述的電極布局，其中選定脊在所述感測電極布局的不同端處耦 合到感測線以避免交疊。
19.根據權利要求10所述的電極布局，其中所述驅動電極與感測電極通過電介質層分1 O
20.根據權利要求10所述的電極布局，其中所述驅動電極與感測電極處於相同層中。
21.一種方法，其包括在顯示器裝置上方形成多個縱向驅動電極，所述驅動電極布置成彼此鄰近的實體填充 圖案且在相同方向上延續；形成與所述驅動電極分離且橫切於所述驅動電極延續的多個感測電極，每一感測電極 具有彼此耦合的多個脊，其中至少兩個感測電極各自具有在相同方向上延續的主脊與至少 一個內插脊，一個感測電極的所述內插脊鄰近相鄰感測電極的內插脊。
22.根據權利要求21所述的方法，其中形成多個縱向驅動電極包含使用透明導電材料。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述導電材料為氧化銦錫。
24.根據權利要求21所述的方法，其中形成多個感測電極包含使相鄰感測電極的中心 脊分離至少10mm。
25.根據權利要求21所述的方法，其中形成多個感測電極包含在更接近於第二相鄰感 測電極的所述主脊處形成第一感測電極的內插脊。
全文摘要
本發明涉及一種用於觸控螢幕的電極布局，其包含多個感測電極。每一感測電極具有彼此耦合的多個脊，包含在相同方向上延續的主脊及至少一個間隔開的內插脊。一個感測電極的所述內插脊經定位而鄰近相鄰感測電極的間隔開的內插脊以提供內插式感測電極。
文檔編號G06F3/044GK102043532SQ20101052006
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者埃薩特·伊爾馬茲 申請人:愛特梅爾公司