專利名稱：觸摸傳感器面板及其制造系統(tǒng)、及相應的手持式電子設備的制作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及用于計算系統(tǒng)的輸入設備，尤其涉及一種能夠在基底單面上
制造的觸摸傳感器面板。
背景技術：
當前，有很多種輸入設備可以用于在計算系統(tǒng)中執(zhí)行操作，這些輸入設備例如按鈕或按鍵、鼠標、軌跡球、觸摸傳感器面板、操縱桿、觸摸屏等等。特別地，觸摸屏由于其操作簡單且功能眾多，而且其價格也在不斷下降，因而正日益普及。觸摸屏可以包括觸摸傳感器面板，其中該面板可以是具有觸摸敏感表面的清潔面板(clear panel)。該觸摸傳感器面板可以位于顯示屏前方，由此觸摸敏感表面將會覆蓋顯示屏的可視區(qū)域。觸摸屏可以允許用戶通過借助手指或指示筆簡單觸摸顯示屏來做出選擇以及移動光標。通常，觸摸屏可以識別觸摸以及所述觸摸在顯示屏上的位置，而計算系統(tǒng)則可以解釋該觸摸，并在其后根據觸摸事件來執(zhí)行動作。 觸摸傳感器面板可以作為一個像素陣列來實現，該像素陣列是通過將多條感測(或稱"傳感")線路(例如列)與多條驅動線路(例如行)交叉形成的，其中所述驅動和感測線路是用電介質材料分離的。在一些觸摸傳感器面板中，行和列線路可以在不同基底上形成。由于處理必須在兩個不同的基底上執(zhí)行，因此這種觸摸傳感器面板的制造成本會很高。此外，使用兩個基底還會導致設備較厚。在其他觸摸傳感器面板中，驅動和感測線路可以在同一基底的正面和反面形成。但是，對行和列線路是在單個基底的反面和正面形成的觸摸傳感器面板來說，由于薄膜處理步驟必須在玻璃基底的兩側執(zhí)行，而這又需要在處理一個側面的時候為另一個處理過的側面提供保護性措施，因此，這種面板的制造成本同樣會很高。

實用新型內容本實用新型涉及一種用于檢測單個或多個觸摸事件( 一個或多個手指或其他物體在大致相同的時間和不同位置在觸摸敏感表面上的觸摸)的觸摸傳感器面板，其中該觸摸傳感器面板具有在基底單面上制造的共面單層觸摸傳感器。感測(或驅動)線路可以作為處于第一定向的柱形或Z字形圖案而在單個條帶中制造，并且驅動(或感測)線路可以作為處于第二定向的多邊形(例如磚塊形或五邊形)導電區(qū)域的行來形成。由于驅動和感測線路可以在同一層上制造，因此，制造成本可以降低，并且觸摸傳感器面板可以更薄。第一定向中的每一條感測(或驅動)線路都可以與觸摸傳感器面板的邊界區(qū)域中的單獨金屬跡線相耦合，并且第二定向中的每一個多邊形區(qū)域同樣可以與觸摸傳感器面板的邊界區(qū)域中的金屬跡線相耦合。邊界區(qū)域中的金屬跡線可以與驅動和感測線路在相同的基底側面形成。該金屬跡線可以允許將行和列線路都布線至基底的相同邊緣，由此可以將小型柔性電路結合到僅基底一面上的很小區(qū)域。 根據本實用新型，提供了一種觸摸傳感器面板，其特征在于，所述觸摸傳感器面板包括在單個層上形成并且在基底的一個側面上支撐的多個第一線路；在與所述多個第一線路相同的層上形成的多個多邊形區(qū)域；以及在與所述多個第一線路相同的層上形成并且鄰近所述多邊形區(qū)域布線的多個連接跡線，其中各連接跡線與不同的多邊形區(qū)域相耦合；其中所述多個第一線路和所述多個多邊形區(qū)域形成電容傳感器陣列。 根據本實用新型，在第一定向上與連續(xù)的多邊形區(qū)域相耦合的連接跡線沿著所述多邊形區(qū)域的兩側交替布線。 根據本實用新型，所述多個連接跡線沿著所述多邊形區(qū)域的一側布線。 根據本實用新型，所述觸摸傳感器面板還包括沿著基底的至少一個邊緣而在與所
述多個第一線路相同的基底側面形成的多個總線線路，其中每一個連接跡線與所述總線線
路中的一個相耦合。 根據本實用新型，所述多個多邊形區(qū)域是矩形的。 根據本實用新型，所述多個第一線路代表處于第一定向的多個感測線路，以及所述多個多邊形區(qū)域代表處于第二定向的多個驅動線路。 根據本實用新型，所述多個多邊形區(qū)域鄰近感測線路形成，其中每一個多邊形區(qū)域和相鄰感測線路形成觸摸傳感器面板的傳感器。 根據本實用新型，相同驅動線路中的每一個多邊形區(qū)域與相同總線線路相耦合。[0013] 根據本實用新型，每一個總線線路與至少兩個不同驅動線路中的多邊形區(qū)域相耦合，以使得在總線線路上呈現的電容更為均等。 根據本實用新型，所述觸摸傳感器面板還包括在與所述多個感測線路和多邊形區(qū)域的層不同的層上形成的基準接地平面，其中所述基準接地平面、感測線路和多邊形區(qū)域形成自電容觸摸傳感器面板。 根據本實用新型，所述觸摸傳感器面板集成在計算系統(tǒng)內部。 根據本實用新型，還提供了一種包含觸摸傳感器面板的手持式電子設備，其特征在于，所述觸摸傳感器面板包括在單個層上形成并且在基底的一個側面上支撐的多個第一線路；在與所述多個第一線路相同的層上形成的多個多邊形區(qū)域；以及在與所述多個第一線路相同的層上形成并且鄰近所述多邊形區(qū)域布線的多個連接跡線，其中各連接跡線與不同的多邊形區(qū)域相耦合；其中所述多個第一線路和所述多個多邊形區(qū)域形成電容傳感器陣列。 根據本實用新型，還提供了一種用于制造觸摸傳感器面板的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于在基底的一個側面的單個層上形成多個第一線路和第二線路的裝置，其中每一個第一線路作為處于第一定向的單個連續(xù)條帶形成，并且每一個第二線路作為處于第二定向的多個離散多邊形區(qū)域形成；以及用于將所述第一線路和所述離散多邊形區(qū)域中的每一個經由連接跡線耦合到多個總線線路的裝置，其中所述總線線路沿著基底的至少一個邊緣而在與所述多個第一線路相同的基底側面上形成，并且所述連接跡線鄰近所述多邊形區(qū)域布線并在與所述多個第一線路相同的層上形成；其中所述多個第一線路和所述多個第二線路在觸摸傳感器面板上形成電容傳感器陣列。 根據本實用新型，所述多個第一線路代表處于第一定向的多個感測線路，以及所述多個第二線路代表處于第二定向的多個驅動線路。 根據本實用新型，所述系統(tǒng)還包括用于鄰近感測線路形成所述多個多邊形區(qū)域的裝置，其中每一個多邊形區(qū)域和相鄰感測線路形成觸摸傳感器面板的傳感器。 根據本實用新型，所述系統(tǒng)還包括用于將每一個總線線路耦合到至少兩個不同
驅動線路中的多邊形區(qū)域，以基本上使得在總線線路上呈現的電容更為均等的裝置。 根據本實用新型，所述系統(tǒng)還包括用于在與所述多個感測線路和多邊形區(qū)域的
層不同的層上形成基準接地平面的裝置，其中所述基準接地平面、感測線路和多邊形區(qū)域
形成自電容觸摸傳感器面板。
在一些實施例中，連接跡線僅僅是沿著磚塊一側布線的(所謂的"單側引出
(single esc即e)"配置)。為了將一特定行中的磚塊耦合在一起，可以在單側引出配置中
將同樣用導電材料制成的連接跡線從磚塊開始沿著磚塊一側布線至特定總線線路。通過柔
性電路，可以使用用于每一條總線和用于列的連接來實現觸摸傳感器面板。 由于一些總線線路與其他總線線路相比有可能與磚塊具有較短的連接跡線，因此
某些總線線路的阻抗和電容有可能遠遠大于其他總線的阻抗和電容。由于這種不平衡性，
針對給定觸摸量的觸摸量度在整個觸摸傳感器面板范圍內未必是均等的。因此，在本實用
新型的一些實施例中，與特定總線線路相耦合的磚塊可以交錯(interleave),以使每一條
總線線路都呈現更均勻的平均阻抗和電容，從而有助于使得整個觸摸傳感器面板范圍內的
觸摸量度均等。 這種交錯還可以額外提供增加的功率均勻性。在沒有交錯的情況下， 一些驅動器有可能具有很小的電容性負載，而其他驅動器則有可能具有很大的電容性負載。為了確保能夠恰當驅動最大負載，所有驅動器都可以被設計成驅動最大電容性負載，由此導致對所有驅動器更高的電流需求，即便那些不驅動很大負載的驅動器也是如此。但是，通過使用交錯，每一個驅動器都可以具有更為適中并且大致相等的電容性負載，并且驅動器只需要被設計成驅動適中的電容性負載。 在一些實施例中，連接跡線是沿著磚塊兩側交替布線的(所謂的"雙側引出(double esc即e)"配置)。為了將一特定行中的磚塊耦合在一起，可以在雙側引出配置中將同樣用導電材料制成的連接跡線從磚塊開始交替地沿磚塊兩側布線至特定的下部總線線路或上部總線線路(但是應該理解，在其他實施例中，只有處于頂部或底部的單個總線線路組才是可以使用的)。下部總線線路、上部總線線路以及用于列的連接跡線可以沿著邊界區(qū)域布線，并且可以通過柔性電路實現觸摸傳感器面板。 對于很長的跡線來說，從連接跡線轉移到附近感測線路的Csig可達約6pF的數量級，這會降低動態(tài)范圍預算，并且有可能導致校準困難。相應地，Z字形的雙內插(doubleinterpolated)觸摸傳感器面板還可以進一步減小連接跡線與感測線路之間的寄生電容。代表驅動(或感測)線路的多邊形區(qū)域通常是以五邊形的形狀且以錯列(staggered)的定向而形成的，其中一些處于面板末端附近的多邊形區(qū)域是被截斷的五邊形。感測(或驅動)線路是Z字形的。所有連接跡線全都是在五邊形之間的通道中布線的。由于連接跡線沒有與任何感測(或驅動)線路并排延伸，而是代替地在五邊形之間延伸，因此，連接跡線與感測(或驅動)線路之間的寄生電容將會最小化，并且空間交叉耦合同樣也會最小化。

圖1A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板，其中該面板包括列、磚塊行以及只沿著磚塊一側布線的連接跡線。 圖1B示出了根據本實用新型實施例的圖1A的示例性觸摸傳感器面板的一部分的特寫視圖，其中顯示了在單側引出配置中使用連接跡線布線至總線線路的磚塊。[0029] 圖1C示出了根據本實用新型實施例的圖1A中的示例性觸摸傳感器面板的一部分，其中該部分包括與列CO和Cl相關聯的磚塊以及將磚塊耦合至總線線路的連接跡線。[0030] 圖2A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板的一部分的側視圖，其中顯示了連接跡線與總線線路之間的連接，其中20A表示0. IO帶有頂部和底部印刷屏蔽的單層柔性電路；20B表示黑掩模；20C表示連至接地IT0薄膜的柔性片；20D表示圖案化的金屬最大1歐姆/方塊)；20E表示低酸度PSA 0. 150 (與ITO兼容)；以及20F表示TP玻璃0. 50。 圖2B示出了根據本實用新型實施例的圖2A的示例性總線線路的一部分的頂視圖。 圖3示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板的一部分，其中該面板包括其連接跡線交錯的磚塊行。 圖4A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板，其中該面板包括列、磚塊行以及沿著磚塊兩側布線的連接跡線。 圖4B示出了根據本實用新型實施例的圖4A的示例性觸摸傳感器面板的一部分的特寫視圖，其中顯示了在雙側引出配置中使用連接跡線布線至下部總線線路的磚塊。[0035] 圖5AA、5AB、5BA和5BB示出了根據本實用新型實施例的示例性接地保護對電場線影響的頂視圖和側視圖，其中所述電場線是從導電材料的多邊形區(qū)域發(fā)出的，其中，5AA、5BA是頂視圖，5AB、5BB是側視圖。 圖5CA、5CB、5DA和5DB示出了根據本實用新型實施例的示例性接地保護對電場線影響的頂視圖和側視圖，其中所述電場線是從連接跡線發(fā)出的，其中，5CA、5DA是頂視圖，5CB、5DB是側視圖。 圖5EA、5EB、5FA和5FB示出了根據本實用新型實施例的示例性接地保護對電場線影響的頂視圖和側視圖，其中所述電場線是從多邊形導電區(qū)域發(fā)出的，并且通過連接跡線與感測線路相分離，其中，5EA、5FA是頂視圖，5EB、5FB是側視圖。 圖6示出了根據本實用新型實施例的示例性Z字形雙內插觸摸傳感器面板的一部分，其中該面板可以進一步減小連接跡線與列之間的寄生電容。 圖7示出了根據本實用新型實施例可用觸摸傳感器面板進行操作的示例性計算系統(tǒng)。 圖8A示出了可以包含根據本實用新型實施例的觸摸傳感器面板的示例性移動電話。 圖8B示出了可以包含根據本實用新型實施例的觸摸傳感器面板的示例性媒體播放器。
具體實施方式在關于優(yōu)選實施例的后續(xù)描述中將會參考形成所述描述的一部分的附圖，在這些附圖中例示了可以實現本實用新型的具體實施例。應該理解的是，在不脫離本實用新型實施例范圍的情況下，也可以使用其他實施例，并且可以進行結構變化。 本實用新型涉及一種用于檢測單個或多個觸摸事件( 一個或多個手指或其他物體在大致相同的時間和不同位置在觸摸敏感表面上的觸摸)的觸摸傳感器面板，其中該觸摸傳感器面板具有在基底單面上制造的共面單層觸摸傳感器。在互電容實施例中，每一個傳感器或像素都有可能是驅動與感測線路交互的結果。感測(或驅動)線路可以作為處于第一定向的柱形或Z字形圖案而在單個條帶中制造，并且驅動(或感測)線路可以作為處于第二定向的多邊形(例如磚塊形或五邊形)導電區(qū)域的行來形成。由于驅動和感測線路可以在同一層上形成，因此，制造成本可以降低，并且觸摸傳感器面板可以更薄。第一定向中的每一條感測(或驅動)線路都可以與觸摸傳感器面板的邊界區(qū)域中的單獨金屬跡線相耦合，并且第二定向中的每一個多邊形區(qū)域同樣可以與觸摸傳感器面板的邊界區(qū)域中的金屬跡線相耦合。邊界區(qū)域中的金屬跡線可以與驅動和感測線路在相同的基底側面形成。該金屬跡線可以允許將行和列線路都布線至基底的相同邊緣，由此可以將小型柔性電路結合到僅基底一面上的很小區(qū)域。 雖然本文主要是依照互電容多點觸摸傳感器面板來描述和例證本實用新型的一些實施例的，但是應該理解，本實用新型的實施例并不局限于此，而是還額外地適用于自電容傳感器面板以及單點觸摸傳感器面板。此外，雖然本文主要是依照驅動(或感測)線路和感測(或驅動)線路的正交排列來描述和例證傳感器面板中的觸摸傳感器的，并且其中所述驅動(或感測)線路是作為矩形磚塊行或五邊形形狀形成的，而感測(或驅動)線路是作為柱狀或Z字形圖案形成的，但是本實用新型的實施例并不局限于此，而是還額外適用于其他形狀的多邊形區(qū)域以及以其他圖案形成的線路。 圖1A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板100，其中該面板包括作為列106以及多行多邊形區(qū)域(磚塊)102形成的感測(或驅動)線路(C0 C5)，其中每一行磚塊都形成了一條單獨的驅動(或感測)線路(R0 R7)。在圖1A的示例中，連接跡線104僅僅沿著磚塊的一側布線(所謂的"單側引出"配置)。雖然所顯示的是具有六列八行的觸摸傳感器面板100，但是應該理解，任何列數和行數都是可以使用的。圖1A的列106和磚塊102可以用導電材料在共面單層內形成。 為了將一特定行中的磚塊102耦合在一起，可以在單側引出配置中將同樣用導電材料形成的連接跡線104從磚塊開始沿著磚塊一側布線至特定總線線路IIO(金屬總線線路)。在連接跡線104與相鄰列106之間可以形成一個用導電材料形成的接地隔離柱(isolation bar)108，以便減小連接跡線與列之間的電容耦合。通過柔性電路112，可以使用用于每一條總線線路110以及列106的連接來實現觸摸傳感器面板100。在觸摸屏實施例中，感測線路、驅動線路、連接跡線以及接地隔離柱可以用基本透明的材料制成，例如氧化銦錫(ITO)，但是也可以使用其他材料。ITO層可以在玻璃蓋的背面或單獨基底上的單個層上形成。 圖1B示出了根據本實用新型實施例的圖1A的示例性觸摸傳感器面板100的一部分的特寫視圖，其中顯示了如何在單側引出配置中使用連接跡線104將磚塊102布線至總線線路110。在圖1B中，較長的連接跡線104(例如跡線R7)有可能寬于較短的連接跡線(例如跡線R2)，以便使得跡線的總體電阻率均等，并且使得驅動電路呈現的總體電容性負載最小。[0048] 圖1C示出了根據本實用新型實施例的圖1A中的示例性觸摸傳感器面板100的一部分，其中該面板包括與列CO和CI相關聯的磚塊102以及將磚塊耦合至總線線路110的連接跡線104(被象征性地圖示為細線)。在以象征性的方式繪制并且僅出于例證目的而未按比例繪制的圖IB的示例中，總線線路BO耦合到磚塊ROCO (與鄰近列CO的BO最為接近的磚塊)和R0C1 (與鄰近列CI的BO最為接近的磚塊)。總線線路Bl與磚塊RICO (與鄰近列CO的BO第二接近的磚塊)和R1C1 (與鄰近列CI的BO第二接近的磚塊)相耦合。對其他總線線路來說，該圖案將會重復，以使總線線路B7耦合至磚塊R7C0 (與鄰近列CO的BO距離最遠的磚塊)以及R7C1 (與鄰近列CI的BO距離最遠的磚塊)。[0049] 圖2A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板200的一部分的側視圖，其中顯示了連接跡線204(玻璃上的圖案化IT0)與總線線路210之間的耦合。在圖2A中，在基底220 (例如厚度為500微米+/-50微米的玻璃)上可以形成總線線路210和焊盤218 (例如電阻率最大為1歐姆/方塊的金屬)。然后，在總線線路210和焊盤218上可以形成絕緣層214(例如最小厚度為3微米的有機聚合物)，并且可以對其進行圖案化來創(chuàng)建通孔216。隨后可在絕緣層214上形成連接跡線204并使之進入通孔216，以便在跡線與總線線路210之間建立連接。此外，在焊盤218上在位置222處還可以局部形成用以形成連接跡線204的相同導電材料，以便保護焊盤。在基底220的背面，可以在基底220上形成導電屏蔽層224(例如厚度為50微米+/-10微米的ITO)(包含0. 025 PSA的ITO薄膜0. 050)，用以屏蔽感測線路(在圖2A中并未顯示)。然后，可以在屏蔽層224上使用諸如25微米的PSA層之類的粘合劑來固定具有特定厚度(例如75微米+/-15微米)的防反射(AR)薄膜226 (包含0. 025的低酸度PSA的AR薄膜0. 075)。通過使用能夠形成導電結合的粘合劑228(例如各向異性的導電薄膜(ACF))(低溫ACF或導電粘膠)，可以將柔性電路212(0. IO帶有頂部和底部印刷屏蔽的單層柔性電路)附著于觸摸傳感器面板200的頂部和底部。最后，通過使用粘合劑232(例如厚度為150微米+/-25微米的低酸性壓敏粘合劑(PSA))，可以將觸摸傳感器面板200結合到覆蓋材料230(例如厚度為800 1100微米的玻璃)。 圖2B示出了根據本實用新型實施例的圖2A的示例性總線線路210的一部分的頂視圖。應該注意的是，在圖2B的示例中，在通孔216提供總線線路210與連接跡線之間連接的那一點上，頂部總線線路較寬(例如100微米)。 再次參考圖1C的示例，由于與總線線路B7(及其與磚塊R7C0和R7C1的連接跡線)相比，總線線路BO與磚塊R0C0和R0C1的連接跡線要短很多，因此，總線線路B7的阻抗和電容要遠大于總線線路BO的阻抗和電容。由于這種不平衡性，在整個觸摸傳感器面板的范圍內，用于給定觸摸量的觸摸量度會是不均等的。因此，在本實用新型的一些實施例中，與特定總線線路相耦合的磚塊可以交錯，以使每一條總線都呈現更為均勻的平均阻抗和電容，這樣有助于使得整個觸摸傳感器面板范圍內的觸摸量度更為均等。[0052] 圖3示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板300的一部分，其中該面板包括作為磚塊302形成的驅動(或感測)線路，并且所述磚塊的連接跡線304是交錯的。在以象征性的方式繪制并且出于清楚目的未按比例定標的圖3的示例中，總線線路B0耦合到磚塊R0C0 (與鄰近列CO的B0最為接近的磚塊)和R7C1 (與鄰近列Cl的B0距離最遠的磚塊)?？偩€線路Bl耦合到磚塊R1C0 (與鄰近列CO的B0第二接近的磚塊)和R6C1 (與鄰近列Cl的B0距離第二遠的磚塊)。對其他總線線路來說，重復這種耦合圖案，就如同與磚塊R7C0 (與鄰近列CO的BO距離最遠的磚塊)以及R0C1 (與鄰近列Cl的BO最為接近的磚塊)相耦合的總線線路B7所表明的那樣。通過如上文描述的那樣對與任何特定總線線路相耦合的磚塊進行交錯，每一條總線線路都會呈現更為均勻的平均阻抗和電容，這樣有助于使得整個觸摸傳感器面板范圍內的觸摸量度更為均等。但是應該理解，使用這種排列，給定總線線路要被激勵的磚塊的位置可以有很大改變。盡管如此，對最終的觸摸圖像的后處理可以識別出實際觸摸位置。 交錯處理還可以額外提供增加的功率均勻性。在沒有交錯的情況下， 一些驅動器有可能具有很小的電容性負載，而其他驅動器則可能具有很大的電容性負載。為了確?？梢郧‘旘寗幼畲筘撦d，所有驅動器都要被設計成驅動最大電容性負載，由此導致對所有驅動器更高的電流需求，即便對那些不用驅動很大負載的驅動器來說也是如此。但若使用交錯，每一個驅動器都可以具有更為適中且大致相等的電容性負載，使得驅動器只需要被設計成驅動適中的電容性負載。 圖4A示出了根據本實用新型實施例的示例性觸摸傳感器面板400，其中該面板包括作為列406形成的感測(或驅動)線路，作為磚塊行402形成的驅動(或感測)線路，以及沿著磚塊兩側布線的連接跡線404(被象征性地圖示為細線)(所謂的"雙側引出"配置)。在圖4A的示例中，感測(或驅動)線路(CO C3)可以作為列406形成，以及驅動(或感測)線路(R0 R7)可以作為磚塊行402形成，其中每一行磚塊形成單獨的驅動(或感測)線路。雖然所顯示的是具有四列八行的觸摸傳感器面板400，但是應該理解，可以使用任何列數和行數。圖4A的列406和磚塊402可以由導電材料在共面單層中形成。[0055] 為了將特定行中的磚塊402耦合在一起，可以在雙側引出配置中將同樣用導電材料形成的連接跡線404從磚塊開始交替地沿磚塊兩側布線至特定的下部總線線路410或上部總線線路414(但是應該理解，在其他實施例中，只有處于頂部或底部的單個總線線路組才是可以使用的)。在連接跡線404與相鄰列406之間可以形成用導電材料形成的接地保護416。下部總線線路410和上部總線線路414以及用于列406的連接跡線可以沿著邊界區(qū)域布線，并且可以通過柔性電路來實現觸摸傳感器面板400。 圖4B示出了根據本實用新型實施例的圖4A中的示例性觸摸傳感器面板400的一部分的特寫視圖，其中顯示了如何可以在雙側引出配置中通過使用連接跡線404而將磚塊402布線至下部總線線路410。在圖4B的示例中，雙側引出配置中的連接跡線404-R0-E可以直接布線至下部總線線路410，連接跡線404-R1-E可以沿著磚塊RO-E的右側布線，連接跡線404-R2-E可以沿著磚塊RO-E和Rl-E的左側布線，并且連接跡線404-R3-E可以沿著磚塊RO-E、 Rl-E和R2-E (未示出)的右側布線。 在圖4B的互電容雙側引出實施例中，每一個像素都可以用一列與兩個相鄰磚塊之間的互電容來表征。例如，用于R0-C3的像素或傳感器可以由磚塊RO-D與C3之間的互電容418以及由磚塊RO-E與C3之間的互電容420來形成。 如上所述，可任選的接地保護可以在圖4A和4B的每一個列的周圍形成，也可以在圖1A、1B、1C和圖3中的每一個列的周圍形成。在一個實施例中，這些列的寬度可以是大約1000微米，并且接地保護的寬度可以是大約250微米。使用接地保護的一個益處在于可以提高觸摸傳感器面板的觸摸事件檢測能力。
10[0059] 圖5AA、5AB、5BA和5BB示出了根據本實用新型實施例且處于導電材料多邊形區(qū)域502上的示例性接地保護500的效果的頂視圖和側視圖。 圖5AA、5AB示出的是沒有接地保護的示例。當導電材料的多邊形區(qū)域502或列504被激勵信號驅動時，在多邊形區(qū)域502與列504之間將會出現邊緣(fringing)電場線506。如側視圖所示，在該處理過程中，一些電場線有可能臨時離開玻璃蓋(cover glass) 508。電場線506包括近場線510，這類近場線通常不會離開玻璃蓋508，由此基本不會受到出現在玻璃蓋上或其附近的手指的影響。例如，近場線510可以產生大約2. 4pF的寄生電容Csig，但是在觸摸事件過程中，該寄生電容的變化ACsig可能僅僅是大約0. 05pf，而這只是一個大約2%的微小變化。電場線506還包括遠場線512，其中的一些遠場線有可能會臨時離開玻璃蓋506，并且有可能受到手指的阻斷(block)。與近場線510相比，遠場線512可以產生大約0. 6pF的Csig，但是在觸摸事件中寄生電容所經歷的變化ACsig大約是O. 3pF，這是一個大約50%的大得多的變化。這種大幅變化代表更好的信噪比(SNR)以及改進的觸摸事件檢測。 但是，由于在對多邊形導電區(qū)域502或列504進行激勵之時，近場線510和遠場線512都是存在的，因此，在上述示例中，所產生的總Csig大約是3. OpF，并且該寄生電容在觸摸事件過程中的總變化ACsig約為0.35pf，這代表僅僅約10%的變化。為了在觸摸事件過程中使得寄生電容的百分比變化增至最大，就希望將不受觸摸事件影響的互電容的量(也就是近場線510)減至最小，并且作為替代，盡可能多地依賴會被觸摸事件改變的互電容(也就是遠場線512)。 圖5BA、5BB示出的是具有接地保護500的示例。如圖5BA、5BB所示，通過將大多數近場線510直接分流到地面，而不是允許其耦合到感測線路504，并且由此保留的大多是受觸摸事件影響的遠場線512，接地保護500就可以減小驅動線路與感測線路之間的不希望有的互電容。在大多數遠場線512影響互電容值的情況下，觸摸事件中的電容變化有可能達到如上所述的50%，而這代表了改進的SNR。 圖5CA、5CB、5DA和5DB示出的是根據本實用新型實施例的連接跡線514上的示例性接地保護500的效果的頂視圖和側視圖。圖5CA、5CB示出的是沒有接地保護的示例。由于連接跡線514可以耦合到多邊形導電區(qū)域，因此，它同樣可以用激勵信號來驅動。在沒有接地保護的情況下，如圖5CA、5CB所示，近場線510可以耦合在相鄰的感測線路504上，由此將會導致在感測線路上出現非故意的電容變化。但是，在具有如圖5DA、5DB所示的處于恰當位置的接地保護500的情況下，近場線510可以被分流到接地保護而不是感測線路504，從而減小感測線路上的非故意的電容變化。 圖5EA、5EB、5FA和5FB示出了根據本實用新型實施例的多邊形導電區(qū)域502上的示例性接地保護500的效果的頂視圖和側視圖，其中該多邊形導電區(qū)域502通過連接跡線514與感測線路504分離的。在沒有接地保護的情況下，如圖5EA、5EB所示，近場線510可以耦合到感測線路504上，這會減小觸摸事件發(fā)生時感測線路上的電容百分比變化。但是，在具有如圖5FA、5FB所示的處于恰當位置的接地保護500的情況下，近場線510可以被分流到接地保護而不是感測線路504，由此保留的大多是受觸摸事件影響的遠場線512，從而增加了觸摸事件發(fā)生時感測線路上的電容百分比變化。 再次參考圖1A，前述接地隔離柱可以將連接跡線與感測線路之間的寄生電容Csig的量減至最小。然而對很長的布線跡線來說，從連接跡線轉移到感測線路的Csig仍然會有大約6pF的數量級，而這有可能減小動態(tài)范圍預算，并使校準處理難以進行。由于從連接跡線到感測線路的寄生電容多少會受到觸摸事件的影響，因此，它有可能還導致空間交叉耦合，即其中，觸摸傳感器面的某一區(qū)域中的觸摸事件可能導致該面板的遠端區(qū)域中的寄生電容減小以及明顯的(但卻是虛假的)觸摸事件的發(fā)生。 圖6示出了根據本實用新型實施例的示例性Z字形雙內插觸摸傳感器面板600的一部分，其中該面板可以進一步減小連接跡線與感測線路之間的寄生電容。在圖6的示例中，代表驅動(或感測)線路的多邊形區(qū)域602通常是五邊形且錯列定向，其中有一些靠近面板末端的多邊形區(qū)域是被截斷的五邊形。感測(或驅動)線路604是Z字形的，并且在感測(或驅動)線路與五邊形602之間具有接地保護606。所有連接跡線608全都布線在五邊形602之間的通道610中。在互電容實施例中，每一個像素或傳感器都是用五邊形與相鄰感測(或驅動)線路604之間形成的電場線616表征的。由于連接跡線608并不是與任何感測(或驅動)線路604并排延伸的，而是作為替代，在五邊形602之間延伸的，因此，連接跡線608與感測(或驅動)線路604之間的寄生電容減至最小，并且空間交叉耦合同樣也減至最小。先前，連接跡線608與感測(或驅動)線路604之間的距離僅僅是接地保護606的寬度，但在圖6的實施例中，該距離的寬度是接地保護加上五邊形602的寬度(這一寬度是沿其形狀長度所在方向而有所變化)。 如圖6的示例所示，在觸摸傳感器面板的末端，用于行R14的五邊形有可能被截
短。相應地，為R14計算的觸摸質心612有可能在y方向上相對其真實位置偏移。此外，在
x方向上，為任何兩個相鄰行計算的觸摸質心將會錯列開(彼此偏離) 一個偏移距離。但
是，在軟件算法中可以去除(deir即)這種不對準，以重新映射像素并移除失真。 雖然本文已經主要依照互電容觸摸傳感器面板來描述本實用新型的實施例，但是
應該理解，本實用新型的實施例同樣適用于自電容觸摸傳感器面板。在此類實施例中，基準
接地平面既可以在基底的背面形成，也可以與多邊形區(qū)域以及感測線路在基底的相同側面上形成，但是其與多邊形區(qū)域和感測線路用電介質隔開，此外它還可以處于單獨的基底上。在自電容觸摸傳感器面板中，每一個像素或傳感器相對基準接地具有自電容，并且所述自電容會因為手指的存在而改變。 圖7示出了可以包含如上所述的一個或多個本實用新型實施例的示例性計算系統(tǒng)700。計算系統(tǒng)700可以包括一個或多個面板處理器702和外設704、以及面板子系統(tǒng)706。外設704可以包括但不局限于隨機存取存儲器(RAM)或其他類型的存儲器或存儲、監(jiān)視計時器等等。面板子系統(tǒng)706可以包括但不局限于一個或多個感測通道708、通道掃描邏輯710和驅動器邏輯714。通道掃描邏輯710可以訪問RAM 712，從感測通道中自動讀取數據，并且對感測通道進行控制。此外，通道掃描邏輯710可以控制驅動器邏輯714，以便產生各種頻率和相位的激勵信號716，而這些信號則可以有選擇地應用于觸摸傳感器面板724的驅動線路。在一些實施例中，面板子系統(tǒng)706、面板處理器702和外設704可以集成在單個專用集成電路(ASIC)中。 觸摸傳感器面板724可以包括具有多條驅動線路和多條感測線路的電容性感測介質，雖然也可以使用其他感測媒體。在互電容實施例中，驅動線路與感測線路的每一個交叉點都可以代表一個電容性感測節(jié)點，并且可以被視為圖片元素(像素)726，后者在將觸摸傳感器面板724視為正在對觸摸的"圖像"進行捕捉的情況下尤為有用。換句話說，在面板子系統(tǒng)706確定了是否在觸摸傳感器面板內的各個觸摸傳感器上檢測到觸摸事件之后，就可以將發(fā)生觸摸事件的多點觸摸面板中的觸摸傳感器的圖案視為觸摸的"圖像"(例如手指觸摸面板的圖案)。觸摸傳感器面板724的每一條感測線路都可以耦合到面板子系統(tǒng)706中的感測通道(在這里也被稱為事件檢測和解調電路)。 計算系統(tǒng)700還可以包括主機處理器728，其中該處理器用于接收來自面板處理器702的輸出，并且根據這些輸出來執(zhí)行動作，其中所述動作包括但不局限于移動諸如光標或指針之類的物體，滾動或掃視(panning)，調整控制設置，打開文件或文檔，查看菜單，做出選擇，執(zhí)行指令，操作與主機設備相耦合的外圍設備，應答電話呼叫，發(fā)起電話呼叫，終止電話呼叫，改變音量或音頻設置，存儲與電話通信相關的信息(如地址、常撥號碼、已接來電、未接來電)，登錄計算機或計算機網絡，允許授權個人訪問計算機或計算機網絡的受限區(qū)域，加載與用戶首選的計算機桌面排列相關聯的用戶配置文件，允許訪問web內容，運行特定程序，加密或解碼消息等等。主機處理器728還可以執(zhí)行可能與面板處理不相關的附加功能，并且可以耦合到程序存儲器732和顯示設備730(諸如用于向設備用戶提供UI的LCD顯示器)。當部分或者全部位于觸摸傳感器面板之下時，顯示設備730連同觸摸傳感器面板724 —起可以形成觸摸屏718。 應該指出的是，上述功能可以由存儲在存儲器(例如圖7中的外設704之一)并由面板處理器702運行的固件來執(zhí)行，或者是由存儲在程序存儲器732中并由主機處理器728運行的固件來執(zhí)行。所述固件也可以在任何計算機可讀介質中存儲和/或傳輸，以便供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置和設備使用或與之結合使用，其中所述系統(tǒng)、裝置或設備可以是基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)、或是可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備中取得指令并執(zhí)行指令的其他系統(tǒng)。在本文中，"計算機可讀介質"可以是任何一種能夠包含或存儲供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或與之結合使用的程序的介質。計算機可讀介質可以包括但不局限于電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統(tǒng)、裝置或設備，便攜式計算機盤(磁性)，隨機存取存儲器(RAM)(磁性)，只讀存儲器(ROM)(磁性)，可擦寫可編程只讀存儲器(EPROM)(磁性)，便攜式光盤，例如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW，或是閃速存儲器，例如緊湊型閃存卡、安全數字卡、USB存儲設備、記憶棒等等。 固件還可以在任何傳輸介質中傳播，以便供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或與之結合使用，其中所述系統(tǒng)、裝置或設備可以是基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)、或是其他那些可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備中取出指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng)。在本文中，"傳輸介質"可以是任何能夠傳遞、傳播或傳輸那些可供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或與之結合使用的程序的介質?？勺x傳輸介質可以包括但不局限于電子、磁性、光學、電磁或紅外的有線或無線傳播介質。 圖8A示出了可以包含根據本實用新型實施例的觸摸傳感器面板824和顯示設備830的示例性移動電話836，其中該觸摸傳感器面板具有以如上所述的方式形成的行和列。[0075] 圖8B示出了可以包含根據本實用新型實施例的觸摸傳感器面板824和顯示設備830的示例性數字媒體播放器840，其中該觸摸傳感器面板具有以如上所述的方式形成的行和列。 對圖8A和8B中的移動電話及媒體播放器來說，由于觸摸傳感器面板能使這些設備對觸摸更為靈敏、纖薄和便宜，而這也正是能對消費者意愿和商業(yè)成功產生巨大影響的
重要消費者因素，因此，這些設備能夠從如上所述的觸摸傳感器面板中受益。 雖然本文已經通過參考附圖而對本實用新型的實施例進行了全面描述，但應該注
意的是，各種變化和修改對本領域技術人員來說都將變得顯而易見。這些變化和修改應該
被理解成包含在所附權利要求定義的本實用新型實施例的范圍以內。
權利要求一種觸摸傳感器面板，其特征在于，所述觸摸傳感器面板包括在單個層上形成并且在基底的一個側面上支撐的多個第一線路；在與所述多個第一線路相同的層上形成的多個多邊形區(qū)域；以及在與所述多個第一線路相同的層上形成并且鄰近所述多邊形區(qū)域布線的多個連接跡線，其中各連接跡線與不同的多邊形區(qū)域相耦合；其中所述多個第一線路和所述多個多邊形區(qū)域形成電容傳感器陣列。
2. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，在第一定向上與連續(xù)的多邊 形區(qū)域相耦合的連接跡線沿著所述多邊形區(qū)域的兩側交替布線。
3. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個連接跡線沿著所述 多邊形區(qū)域的一側布線。
4. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述觸摸傳感器面板還包括 沿著基底的至少一個邊緣而在與所述多個第一線路相同的基底側面形成的多個總線線路， 其中每一個連接跡線與所述總線線路中的一個相耦合。
5. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個第一線路是Z字形的。
6. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個多邊形區(qū)域中的大 部分區(qū)域是五邊形的。
7. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個連接跡線在所述多 邊形區(qū)域之間布線。
8. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個多邊形區(qū)域是矩形的。
9. 根據權利要求4所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個第一線路代表處于 第一定向的多個感測線路，以及所述多個多邊形區(qū)域代表處于第二定向的多個驅動線路。
10. 根據權利要求9所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述多個多邊形區(qū)域鄰近感 測線路形成，其中每一個多邊形區(qū)域和相鄰感測線路形成觸摸傳感器面板的傳感器。
11. 根據權利要求9所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，相同驅動線路中的每一個多 邊形區(qū)域與相同總線線路相耦合。
12. 根據權利要求9所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，每一個總線線路與至少兩個 不同驅動線路中的多邊形區(qū)域相耦合，以使得在總線線路上呈現的電容更為均等。
13. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述觸摸傳感器面板還包括 在與所述多個感測線路和多邊形區(qū)域的層不同的層上形成的基準接地平面，其中所述基準 接地平面、感測線路和多邊形區(qū)域形成自電容觸摸傳感器面板。
14. 根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其特征在于，所述觸摸傳感器面板集成在 計算系統(tǒng)內部。
15. —種包含根據權利要求1所述的觸摸傳感器面板的手持式電子設備。
16. —種用于制造觸摸傳感器面板的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 用于在基底的一個側面的單個層上形成多個第一線路和第二線路的裝置，其中每一個第一線路作為處于第一定向的單個連續(xù)條帶形成，并且每一個第二線路作為處于第二定向 的多個離散多邊形區(qū)域形成；以及用于將所述第一線路和所述離散多邊形區(qū)域中的每一個經由連接跡線耦合到多個總 線線路的裝置，其中所述總線線路沿著基底的至少一個邊緣而在與所述多個第一線路相同 的基底側面上形成，并且所述連接跡線鄰近所述多邊形區(qū)域布線并在與所述多個第一線路 相同的層上形成；其中所述多個第一線路和所述多個第二線路在觸摸傳感器面板上形成電容傳感器陣列。
17. 根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個第一線路代表處于第一定向 的多個感測線路，以及所述多個第二線路代表處于第二定向的多個驅動線路。
18. 根據權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于鄰近感測線路形 成所述多個多邊形區(qū)域的裝置，其中每一個多邊形區(qū)域和相鄰感測線路形成觸摸傳感器面 板的傳感器。
19. 根據權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于將每一個總線線 路耦合到至少兩個不同驅動線路中的多邊形區(qū)域，以基本上使得在總線線路上呈現的電容 更為均等的裝置。
20. 根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在與所述多個感 測線路和多邊形區(qū)域的層不同的層上形成基準接地平面的裝置，其中所述基準接地平面、 感測線路和多邊形區(qū)域形成自電容觸摸傳感器面板。
專利摘要本實用新型涉及觸摸傳感器面板及其制造系統(tǒng)、及相應的手持式電子設備。所述觸摸傳感器面板包括在單個層上形成并且在基底的一個側面上支撐的多個第一線路；在與所述多個第一線路相同的層上形成的多個多邊形區(qū)域；和在與所述多個第一線路相同的層上形成并且鄰近所述多邊形區(qū)域布線的多個連接跡線，其中各連接跡線與不同的多邊形區(qū)域相耦合；其中所述多個第一線路和所述多個多邊形區(qū)域形成電容傳感器陣列。因此，連接跡線與感測(或驅動)線路之間的寄生電容將會最小化，并且空間交叉耦合同樣也會最小化。
文檔編號G06F3/041GK201540548SQ200920008199
公開日2010年8月4日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權日2008年4月25日
發(fā)明者S·P·霍特林 申請人:蘋果公司