其中形成有介電結構的電容式觸摸面板的製作方法

2023-11-05 07:28:12

觸摸面板是允許電子裝置的操作者使用例如手指、觸筆等工具將輸入提供到所述裝置的人機界面(HMI)。舉例來說，操作者可使用其手指操控電子顯示器(例如附接到移動計算設備、個人計算機(PC)的顯示器或連接到網絡的終端機)上的圖像。在一些情況下，操作者可同時使用兩個或多於兩個手指提供獨特命令，例如通過使兩個手指遠離彼此移動來執行的放大命令；通過使兩個手指朝向彼此移動來執行的縮小命令；等等。

觸控螢幕是併入有覆在顯示器上面的觸摸面板以檢測屏幕的顯示區域內的觸摸的存在和/或位置的電子視覺顯示器。觸控螢幕在例如一體化計算機、平板計算機、衛星導航裝置、遊戲裝置和智慧型手機的裝置中是常見的。觸控螢幕使得操作者能夠與在觸摸面板下面的顯示器所顯示的信息直接交互，而非與受滑鼠或觸摸板控制的指針間接交互。電容式觸摸面板通常與觸控螢幕裝置一起使用。電容式觸摸面板大體上包含塗布有例如氧化銦錫(ITO)的透明導體的絕緣體，例如玻璃。由於人體也是電導體，因此接觸面板的表面導致面板的靜電場畸變，所述畸變可測量為電容改變。

技術實現要素：

揭示一種電容式觸摸面板，其包含形成於其中的介電結構以修改所述觸摸面板內的電容耦合。在一或多個實施方案中，所述電容式觸摸面板包含彼此緊挨著布置的細長驅動電極以及跨越所述細長驅動電極彼此緊挨著布置的細長傳感器電極。所述電容式觸摸面板還包含定位在傳感器電極上方的介電結構以修改所述電容式觸摸面板內的電容耦合。

提供此「發明內容」以依簡化形式引入下文在「具體實施方式」中進一步描述的一系列概念。此「發明內容」並不意圖識別所主張的標的物的關鍵或基本特徵，並且也不意圖被用作輔助確定所主張的標的物的範圍。

附圖說明

參考附圖描述「具體實施方式」。在描述和各圖中的不同例子中可使用相同參考標號指示類似或相同項。

圖1是說明根據本發明的實例實施方案的具有定位在傳感器電極上方的介電結構的觸摸面板的傳感器和驅動電極的俯視平面圖。

圖2是說明根據本發明的另一實例實施方案的具有定位在傳感器電極上方的介電結構的觸摸面板的傳感器和驅動電極的俯視平面圖。

圖3是說明根據本發明的另一實例實施方案的具有定位在傳感器電極上方的介電結構的觸摸面板的傳感器和驅動電極的俯視平面圖。

圖4是包括多種介電材料的介電結構的示意圖。

圖5是說明根據本發明的實例實施方案的併入有具有介電結構的觸摸面板的觸控螢幕組合件的分解的等距視圖。

圖6是說明根據本發明的實例實施方案的形成觸摸面板的方法的流程圖。

具體實施方式

綜述

投射電容式觸摸(PCT)觸摸面板包括觸控螢幕，其包括在玻璃片上成層狀的導電材料行和列矩陣。在一些情況下，PCT觸摸面板使用互電容技術，其使用由行電極(例如，跡線)和列電極(例如，跡線)在柵格的每一相交點處形成的互電容式傳感器(例如，電容器)。然而，在一些情況下，觸摸面板可包含許多個「盲區」，或其中觸摸坐標不隨觸摸位置改變和/或其中觸摸信號太弱以致於在相鄰列之間無法被測量的區域，從而導致所計算的觸摸坐標具有很大跳變和不連續性。

因此，揭示一種電容式觸摸面板，其包含形成於其中的介電結構以修改所述觸摸面板內的電容耦合。可使用介電結構選擇性地修改電容耦合和/或導引靜電位移場以增加與用戶的手指和/或觸筆的電容耦合，其可增加觸摸面板的靈敏度。因此，可使用介電結構定製此耦合的空間相依性。在一或多個實施方案中，所述電容式觸摸面板包含彼此緊挨著布置的細長驅動電極以及跨越所述細長驅動電極彼此緊挨著布置的細長傳感器電極。所述電容式觸摸面板還包含定位在傳感器電極上方的介電結構以修改所述電容式觸摸面板內的電容耦合。在一或多個實施方案中，介電結構包括可具有範圍介於從約十(10)納米到約一百(100)納米的厚度的介電材料。

實例實施方案

圖1到3和5說明根據本發明的實例實施方案的實例互電容觸摸面板100。電容式觸摸面板100可用以與包含(但不必限於)以下各項的電子裝置介接：一體化計算機、移動計算裝置(例如，手持可攜式計算機、個人數字助理(PDA)、膝上型計算機、上網本計算機、平板計算機等)、行動電話裝置(例如，蜂窩式電話和智慧型手機)、可攜式遊戲裝置、可攜式媒體播放器、多媒體裝置、衛星導航裝置(例如，全球定位系統(GPS)導航裝置)、電子書閱讀器裝置(eReader)、智能電視(TV)裝置、表面計算裝置(例如，臺式計算機)、個人計算機(PC)裝置，以及使用基於觸摸的人界面的其它裝置。

電容式觸摸面板100可包括ITO觸摸面板，其包含(例如，沿著平行軌線、大體上平行的軌線等)彼此緊挨著布置的驅動電極102，例如交叉杆式ITO驅動跡線(trace)/軌線(track)。在實施方案中，可使用高度導電、光學透明的水平和/或垂直脊/杆形成驅動電極102。所述杆可減少行和/或列跡線的電阻，從而使得跨越面板的相移減少並且減小觸摸控制器電路的複雜性。驅動電極102是細長的(例如，沿著縱向軸線延伸)。舉例來說，每一驅動電極102可沿著軸線在支撐表面(例如，電容式觸摸面板100的襯底)上延伸。驅動電極102具有間距(pitch)106(例如，在驅動電極102的相鄰軸線之間的基本上重複的間隔(spacing))。在實施方案中，驅動電極102還具有特性間隔108，其包括驅動電極102的相鄰邊緣之間的最小距離。

電容式觸摸面板100還包含跨越驅動電極102(例如，沿著平行軌線、大體上平行的軌線等)彼此緊挨著布置的傳感器電極110，例如交叉杆式ITO傳感器跡線/軌線。在實施方案中，可使用高度導電、光學透明的水平和/或垂直脊/杆(例如，如先前描述)形成傳感器電極110。傳感器電極110是細長的(例如，沿著縱向軸線延伸)。舉例來說，每一傳感器電極110可沿著軸線在支撐表面(例如，電容式觸摸面板100的襯底)上延伸。傳感器電極110具有間距112(例如，在傳感器電極110的相鄰軸線之間的基本上重複的間隔)。雖然傳感器電極110展示為具有「雙杆」配置，但應理解根據本發明可使用其它傳感器電極110配置(例如，「單杆」配置，電極具有突起部等)。

在實施方案中，間距112基於手指的觸摸直徑。舉例來說，相鄰傳感器電極110之間的間距112可為中心到中心約五毫米(5mm)。然而，僅作為實例提供五毫米(5mm)的間距112，並且不意在對本發明有限定性。因此，其它實施方案可具有大於或小於五毫米(5mm)的間距112。

驅動電極102和傳感器電極110界定坐標系統，其中每一坐標位置(像素113)包括形成在驅動電極102中的一者與傳感器電極110中的一者之間的每一相交點處的電容器。因此，驅動電極102經配置以連接到電壓源(或電流源)以用於在每一電容器處產生局部靜電場，其中由手指和/或觸筆在每一電容器處產生的局部靜電場的改變致使與對應坐標位置處的觸摸相關聯的電容的減少。以此方式，可在不同坐標位置處同時(或至少基本上同時)感測到多於一個的觸摸。在實施方案中，驅動電極102可受並聯的電壓源(或電流源)驅動，例如，其中一組不同信號提供到驅動電極102。在其它實施方案中，驅動電極102可受串聯的電壓源(或電流源)驅動，例如，其中一次一個地驅動每一驅動電極102或驅動電極102的子組。

如圖1到3中所展示，觸摸面板100包含安置在傳感器電極110上方的介電結構104。在一或多個實施方案中，介電結構104可具有範圍介於從約十(10)納米到約一百(100)納米的厚度以提供所需型式和/或導引電位移場。如圖4中所展示，介電結構104可包括多層介電材料。舉例來說，介電材料104可包含第一介電材料104(1)、第二介電材料104(2)、第三介電材料104(3)等。

在一些實施方案中，各種介電材料可包括相同介電材料、不同介電材料(相對於彼此)，或其組合。預期可基於觸摸面板100的要求選擇介電材料。在一些實施方案中，介電材料可包括五氧化鈮(Nb2O5)、二氧化鈦(TiO2)或類似者。舉例來說，可選擇具有範圍介於約二十(20)到約一百(100)的相對介電常數的介電材料以提供所需型式和/或導引電位移場。然而，在一些情況下，可使用具有較高介電常數的鐵電體(例如鈦酸鋇(BaTiO3))。介電材料經選擇以將電容耦合修改為所需型式和/或導引電位移場。因此，所需型式的電容耦合和/或靜電場可指定經選擇用於介電材料104的介電材料的類型。

如圖1和2中所展示，介電結構104可以多種方式經配置。舉例來說，如圖1中所展示，觸摸面板100包含以矩形配置經配置的介電結構104，並且如圖2中所展示，觸摸面板包含以菱形配置經配置的介電結構104。參考在圖2中展示的菱形配置，菱形圖案化的介電結構104提供從像素中心113逐漸變細。逐漸變細可提供靜電場的準確、光滑定位。在另一個實施方案中，如圖3中所展示，觸摸面板100包含以圓形配置經配置的介電結構104。預期根據設計的要求可使用其它形狀。

如圖5中所展示，傳感器電極110與驅動電極102(例如，使用介電層等)電絕緣。舉例來說，傳感器電極110可提供於一個襯底(例如，包括安置在玻璃襯底上的傳感器層114)上，且驅動電極102可提供於單獨的襯底(例如，包括安置在另一襯底上的驅動層116)上。在此雙層配置中，傳感器層114可安置在驅動層116上方(例如，相對於觸摸表面)。舉例來說，傳感器層114可定位於與驅動層116相比更靠近於觸摸表面處。然而，此配置僅作為實例提供且並不意在對本發明有限定性。因此，可提供其它配置，其中驅動層116定位於與傳感器層114相比更靠近於觸摸表面處，以及/或傳感器層114和驅動層116包括同一層。

一或多個電容式觸摸面板100可與觸控螢幕組合件118包含在一起。觸控螢幕組合件118可包含顯示屏幕，例如LCD屏幕120，其中傳感器層114和驅動層116定位在LCD屏幕120與接合層122之間，所述接合層例如具有附接到其的保護蓋罩124(例如，玻璃)。保護蓋罩124可包含保護塗層、抗反射塗層等。保護蓋罩124可包括觸摸表面126，操作者可在所述觸摸表面上使用一或多個手指、觸筆等將命令輸入到觸控螢幕組合件118。所述命令可用以操控例如LCD屏幕120所顯示的圖形。此外，所述命令可用作到連接到電容式觸摸面板100的電子裝置(例如多媒體裝置或另一電子裝置)的輸入(例如，如先前所描述)。

實例過程

現參考圖6，描述用於供應其中形成有介電結構的電容式觸摸面板的實例技術。

圖6描繪在實例實施方案中，用於供應電容式觸摸面板(例如，在圖1到5中所說明且在上文所描述的電容式觸摸面板100)的過程600。在所說明的過程600中，形成彼此緊挨著布置的細長驅動電極(框602)。舉例來說，參考圖1到5，驅動電極102(例如，交叉杆式ITO驅動跡線/軌線)彼此緊挨著布置。可在電容式觸摸面板100的襯底上使用高度導電、光學透明的水平和/或垂直杆形成驅動電極102。

接著，形成跨越驅動電極彼此緊挨著布置的細長傳感器電極(框604)。舉例來說，繼續參考圖1到5，傳感器電極110(例如，交叉杆式ITO傳感器跡線/軌線)跨越驅動電極102彼此緊挨著布置。可在電容式觸摸面板100的襯底上使用高度導電、光學透明的水平和/或垂直杆形成傳感器電極110。接著，如在圖6中所展示，在傳感器電極上方形成介電結構(框606)。舉例來說，如圖1到3中所展示，多個介電結構104形成於傳感器電極102上方。在一實施方案中，介電結構104經形成以使得介電結構104布置於觸摸面板100的像素中心113上方。在一或多個實施方案中，使用適合的沉積過程形成介電結構104。舉例來說，可使用適合的薄膜過程、厚膜過程或類似者形成介電結構104。在實例實施方案中，介電結構104直接形成於傳感器電極110上方。

結論

儘管已經以特定地針對結構特徵和/或過程操作的語言來描述標的物，但應理解，所附權利要求書中所界定的標的物未必限於上文所描述的具體特徵或動作。事實上，上文所描述的具體特徵和動作是被揭示作為實施權利要求書的實例形式。