具有蓋板的觸摸傳感器及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請案涉及一種具有蓋板的觸摸傳感器及其系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種設(shè)備包括襯底、觸摸傳感器及蓋板。所述觸摸傳感器安置于所述襯底上。導(dǎo)電網(wǎng)格形成所述觸摸傳感器的部分，且所述導(dǎo)電網(wǎng)格包括金屬細(xì)線。所述蓋板耦合到所述觸摸傳感器且其厚度為至多0.55mm。
【專利說明】具有蓋板的觸摸傳感器及其系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明大體來說涉及觸摸傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]舉例來說，觸摸傳感器可在覆疊在顯示器屏幕上的觸摸傳感器的觸敏區(qū)域內(nèi)檢測物體(例如用戶的手指或手寫筆)的觸摸或接近的存在及位置。在觸敏顯示器應(yīng)用中，觸摸傳感器可使得用戶能夠與顯示在屏幕上的內(nèi)容直接交互而非借助鼠標(biāo)或觸摸墊間接交互。觸摸傳感器可附接到以下各項(xiàng)或作為以下各項(xiàng)的一部分而提供:桌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能電話、衛(wèi)星導(dǎo)航裝置、便攜式媒體播放器、便攜式游戲控制臺(tái)、信息亭計(jì)算機(jī)、銷售點(diǎn)裝置或其它適合裝置。家用電器或其它電器上的控制面板可包含觸摸傳感器。觸摸傳感器可進(jìn)一步包含在汽車中。
[0003]存在若干種不同類型的觸摸傳感器，例如(舉例來說)，電阻性觸摸屏、表面聲波觸摸屏及電容性觸摸屏。本文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對觸摸傳感器的提及可囊括觸摸屏，且反之亦然。當(dāng)物體觸摸或接近電容性觸摸屏的表面時(shí)，可在觸摸屏內(nèi)所述觸摸或接近的位置處發(fā)生電容的改變。觸摸傳感器控制器可處理所述電容的改變以確定其在觸摸屏上的位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，本申請案提供一種設(shè)備，其包括:襯底；觸摸傳感器，其安置于所述襯底上；導(dǎo)電網(wǎng)格，其形成所述觸摸傳感器的部分，所述導(dǎo)電網(wǎng)格包括金屬細(xì)線；及蓋板，其耦合到所述觸摸傳感器，其中所述蓋板的厚度為至多0.55_。
[0005]在另一實(shí)施例中，本申請案提供一種系統(tǒng)，其包括:顯示元件，其可操作以呈現(xiàn)虛擬顯示；傳感器元件，其耦合到所述顯示元件，所述傳感器元件包括由導(dǎo)電網(wǎng)格形成的多個(gè)電極元件，所述傳感器元件可操作以檢測物體；蓋板元件，其耦合到所述傳感器元件，其中所述蓋板元件的厚度為至多0.55mm。
[0006]在又一實(shí)施例中，本申請案提供一種設(shè)備，其包括:觸摸傳感器，其包括形成多個(gè)電極的導(dǎo)電網(wǎng)格，所述多個(gè)電極包括:驅(qū)動(dòng)電極；及感測電極，其電容性耦合到所述驅(qū)動(dòng)電極；及蓋板，其耦合到所述觸摸傳感器，其中所述蓋板的厚度為至多0.55_。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1圖解說明具有觸摸傳感器的實(shí)例性裝置。
[0008]圖2圖解說明圖1的實(shí)例性裝置的實(shí)例性機(jī)械堆疊。
[0009]圖3圖解說明圖1的實(shí)例性裝置的實(shí)例性觸摸傳感器及實(shí)例性觸摸傳感器控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明描述具有觸摸傳感器的裝置。所述觸摸傳感器可包含厚度為至多0.55mm的蓋板。所述觸摸傳感器進(jìn)一步包含由布置成雙層網(wǎng)格的金屬細(xì)線形成的驅(qū)動(dòng)及感測電極，所述網(wǎng)格使得驅(qū)動(dòng)與感測電極之間的電場在觸摸傳感器的表面附近較均勻。由于較均勻的場，可將蓋板的厚度減小到0.55mm及低于0.55mm，而不會(huì)引入由其它材料(例如氧化銦錫)形成的觸摸傳感器將經(jīng)歷的不合意副效應(yīng)。這些問題包含濕氣敏感度及重發(fā)射效應(yīng)，所有這些均具有使裝置變得不可操作的可能性。
[0011]圖1圖解說明具有實(shí)例性觸摸傳感器120的實(shí)例性裝置100。觸摸傳感器120包含機(jī)械堆疊130。機(jī)械堆疊130包含蓋板110。蓋板110具有0.55mm及低于0.55mm的厚度。即使蓋板110具有0.55mm及低于0.55mm的厚度，濕氣敏感度及重發(fā)射效應(yīng)也可不致使裝置100及/或觸摸傳感器120不適當(dāng)?shù)夭僮鳌?br> [0012]裝置100可為智能電話、PDA、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、信息亭計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航裝置、便攜式媒體播放器、便攜式游戲控制臺(tái)、銷售點(diǎn)裝置、另一適合裝置100、這些裝置中的兩者或兩者以上的適合組合或這些裝置中的一者或一者以上的適合部分。本發(fā)明涵蓋具有擁有任何適合形狀(包含但不限于:全部地或部分地為平面的、全部地或部分地為彎曲的、全部地或部分地為柔性的或者這些形狀的適合組合)及任何適合大小的任何適合數(shù)目個(gè)任何適合表面的任何適合裝置100。
[0013]裝置100可具有觸摸傳感器120。觸摸傳感器120可檢測物體(例如用戶的手指或手寫筆)的觸摸或接近的存在及位置。觸摸傳感器120可在裝置100的一個(gè)或一個(gè)以上表面的部分上延伸。本發(fā)明涵蓋在任何適合數(shù)目個(gè)任何適合表面上具有擁有任何適合形狀及大小的任何適合數(shù)目個(gè)任何適合觸摸傳感器的裝置100。
[0014]觸摸傳感器120可包含機(jī)械堆疊130。機(jī)械堆疊130可含有各種材料層，例如機(jī)械堆疊130的頂部處的蓋板110、襯底(或多個(gè)襯底)及形成觸摸傳感器120的驅(qū)動(dòng)或感測電極的導(dǎo)電材料。蓋板110可為透明的且由適合于重復(fù)的觸摸的彈性材料(例如玻璃、聚碳酸酯或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))制成。在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器120的驅(qū)動(dòng)及感測電極以及襯底的設(shè)計(jì)允許蓋板110具有處于或低于0.55mm的厚度，而不會(huì)引入將致使裝置100不適當(dāng)?shù)剡\(yùn)轉(zhuǎn)及/或根本不操作的不合意副效應(yīng)。將參考圖2進(jìn)一步論述所述機(jī)械堆疊的設(shè)計(jì)。
[0015]圖2圖解說明圖1的實(shí)例性裝置100的實(shí)例性機(jī)械堆疊130。如圖2所提供，機(jī)械堆疊130可包含蓋板110、光學(xué)透明粘合劑(OCA) 210、包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的襯底230、驅(qū)動(dòng)電極225及感測電極220。機(jī)械堆疊130可耦合到裝置100的顯示器215。驅(qū)動(dòng)電極225、感測電極220及襯底230的設(shè)計(jì)可允許減小蓋板110的厚度，而不會(huì)引入通常由薄蓋板110導(dǎo)致的負(fù)面副效應(yīng)，例如濕氣敏感度及重發(fā)射效應(yīng)。通過減小蓋板110的厚度，可減小裝置100的大小。減小的大小可改進(jìn)便攜性及電池壽命。此外，通過減小蓋板110的厚度，可減少在構(gòu)造裝置100中所使用的材料的量。
[0016]機(jī)械堆疊130包含安置于襯底230的不同側(cè)上的驅(qū)動(dòng)電極225及感測電極220。驅(qū)動(dòng)電極225及感測電極220由金屬細(xì)線(FLM)或其它導(dǎo)電材料形成。驅(qū)動(dòng)電極225可正交于感測電極220布置。兩個(gè)FLM層可形成可借以檢測觸摸的傳感器。由于FLM的低電阻，降低了驅(qū)動(dòng)電極225及感測電極220的電阻，此有助于改進(jìn)觸摸檢測。此外，可對傳感器的布局(例如，驅(qū)動(dòng)電極225及感測電極220的大小、形狀、之間的距離及/或配置)進(jìn)獨(dú)摸傳感器120的與濕氣接觸的部分一樣，向應(yīng)。當(dāng)移除汗液時(shí)，觸摸傳感器120可能主汗液的情形。因此，觸摸傳感器120可能I與汗液接觸的區(qū)附近的觸摸。
1120可開始遭受重發(fā)射效應(yīng)的影響。當(dāng)用部分之間產(chǎn)生有效短路。所述短路可阻止莫傳感器120的觀點(diǎn)來看，這些短路或反觸I蟲摸傳感器120評估所接收信號(hào)時(shí)，觸摸傳；中未發(fā)生觸摸的情形區(qū)分開。從用戶的觀以上部分時(shí)變得無響應(yīng)。舉例來說，用戶可&望在顯示器上進(jìn)行放大。然而，重發(fā)射效換句話說，重發(fā)射效應(yīng)可阻止觸摸傳感器:發(fā)生觸摸與未發(fā)生觸摸之間區(qū)分。從用戶/或不能完全對用戶的觸摸做出響應(yīng)。
1|電極220且通過將驅(qū)動(dòng)電極225及感測電3、蓋板110的厚度而不會(huì)致使裝置100遭:第一 00\層210可具有約0.05臟的厚度；)可具有約0.05臟的厚度；第二 00\層210|'約0.05臟的厚度。作為又一實(shí)例，驅(qū)動(dòng)電1表面上且感測電極220可較靠近于顯示器:有由任何適合材料制成且具有任何適合厚矣堆疊130。
,一個(gè)以上部分可由聚對苯二甲酸乙二酯1的驅(qū)動(dòng)或感測電極可由金屬細(xì)線或其它導(dǎo)導(dǎo)電材料的一個(gè)或一個(gè)以上部分可為銅或9 10 4 111或小于10 4 111的寬度。作為另一實(shí)I或基于銀的且類似地具有約5 4 ！11或小于形成水平地或垂直地或以任何適合定向延220可共同形成水平地或垂直地或以任何淺可大致垂直于感測線而延續(xù)。本文中，在驅(qū)動(dòng)線的一個(gè)或一個(gè)以上驅(qū)動(dòng)電極225且的提及可囊括所述觸摸傳感器的電極，但不囊括所述電極安置于其上的襯底。
[0025]觸摸傳感器120可實(shí)施電容性形式的觸摸感測。觸摸傳感器120可包含形成電容性節(jié)點(diǎn)陣列的驅(qū)動(dòng)與感測電極陣列。驅(qū)動(dòng)電極與感測電極可形成電容性節(jié)點(diǎn)。形成電容性節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)與感測電極可彼此靠近但并不彼此進(jìn)行電接觸。而是，所述驅(qū)動(dòng)與感測電極可跨越其之間的空間而彼此電容性耦合。(通過觸摸傳感器控制器340)向驅(qū)動(dòng)電極施加的脈沖或交變電壓可在感測電極上誘發(fā)電荷，且所誘發(fā)的電荷量可易受外部影響(例如物體的觸摸或接近)。當(dāng)物體觸摸或接近電容性節(jié)點(diǎn)時(shí)，可在電容性節(jié)點(diǎn)處發(fā)生電容改變，且觸摸傳感器控制器340可測量所述電容改變。通過測量整個(gè)陣列中的電容改變，觸摸傳感器控制器340可在觸摸傳感器120的觸敏區(qū)域內(nèi)確定所述觸摸或接近的位置。
[0026]如上文所描述，觸摸傳感器120的電容性節(jié)點(diǎn)處的電容改變可指示所述電容性節(jié)點(diǎn)的位置處的觸摸或接近輸入。觸摸傳感器控制器340可檢測并處理所述電容改變以確定觸摸或接近輸入的存在及位置。觸摸傳感器控制器340可接著將關(guān)于觸摸或接近輸入的信息傳遞到裝置100的一個(gè)或一個(gè)以上其它組件(例如一個(gè)或一個(gè)以上中央處理單元(CPU))，所述一個(gè)或一個(gè)以上其它組件可通過起始所述裝置的功能(或在裝置100上運(yùn)行的應(yīng)用程序)來對所述觸摸或接近輸入做出響應(yīng)。本發(fā)明涵蓋關(guān)于任何適合裝置100及任何適合觸摸傳感器120具有任何適合功能性的任何適合觸摸傳感器控制器340。
[0027]觸摸傳感器控制器340可為一個(gè)或一個(gè)以上集成電路(IC)，例如通用微處理器、微控制器、可編程邏輯裝置或陣列、專用IC(ASIC)。在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器控制器340包括模擬電路、數(shù)字邏輯及數(shù)字非易失性存儲(chǔ)器。在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器控制器340安置于接合到觸摸傳感器120的襯底的柔性印刷電路(FPC)上，如下文所描述。在特定實(shí)施例中，多個(gè)觸摸傳感器控制器340安置于所述FPC上。在一些實(shí)施例中，所述FPC可不具有安置于其上的觸摸傳感器控制器340。所述FPC可將觸摸傳感器120耦合到位于別處(例如裝置的印刷電路板上)的觸摸傳感器控制器340。觸摸傳感器控制器340可包含處理器單元、驅(qū)動(dòng)單元、感測單元及存儲(chǔ)單元。所述驅(qū)動(dòng)單元可向觸摸傳感器120的驅(qū)動(dòng)電極供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述感測單元可感測觸摸傳感器120的電容性節(jié)點(diǎn)處的電荷并將表示所述電容性節(jié)點(diǎn)處的電容的測量信號(hào)提供到處理器單元。所述處理器單元可控制由驅(qū)動(dòng)單元向驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)并處理來自感測單元的測量信號(hào)以檢測且處理觸摸傳感器120的觸敏區(qū)域內(nèi)的觸摸或接近輸入的存在及位置。所述處理器單元還可追蹤觸摸傳感器120的觸敏區(qū)域內(nèi)的觸摸或接近輸入的位置改變。所述存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)用于由處理器單元執(zhí)行的編程，包含用于控制驅(qū)動(dòng)單元以向驅(qū)動(dòng)電極供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的編程、用于處理來自感測單元的測量信號(hào)的編程及在適當(dāng)?shù)那闆r下其它適合編程。雖然本發(fā)明描述具有擁有特定組件的特定實(shí)施方案的特定觸摸傳感器控制器，但本發(fā)明涵蓋具有擁有任何適合組件的任何適合實(shí)施方案的任何適合觸摸傳感器控制器。
[0028]安置于觸摸傳感器120的襯底上的導(dǎo)電材料軌跡310可將觸摸傳感器120的驅(qū)動(dòng)或感測電極耦合到也安置于觸摸傳感器120的襯底上的連接墊320。如下文所描述，連接墊320促進(jìn)將軌跡310耦合到觸摸傳感器控制器340。軌跡310可延伸到觸摸傳感器120的觸敏區(qū)域中或圍繞觸摸傳感器120的觸敏區(qū)域(例如，在其邊緣處)延伸。特定軌跡310可提供用于將觸摸傳感器控制器340耦合到觸摸傳感器120的驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)連接，觸摸傳感器控制器340的驅(qū)動(dòng)單元可經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)連接向所述驅(qū)動(dòng)電極供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。其它軌跡妾合到所述沖0。連接330可包含所述3的導(dǎo)電線，連接墊320又將觸摸傳感器控120的驅(qū)動(dòng)或感測電極。在另一實(shí)施例中，》線到板連接器)；在此實(shí)施例中，連接330丨器340與觸摸傳感器120之間的任何適合
I囊括一個(gè)或一個(gè)以上非暫時(shí)、有形計(jì)算機(jī)封方式，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體可包含基于半呈門陣列(沖以)或?qū)Ｓ冒?10)、硬盤、0)、磁光盤、磁光驅(qū)動(dòng)器、軟盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器狀1驅(qū)動(dòng)器、安全數(shù)字卡、安全數(shù)字驅(qū)動(dòng)器奢況下這各項(xiàng)中的兩者或兩者以上的組合。根據(jù)351 8.0.5 101的專利保護(hù)來說不合的提及在信號(hào)發(fā)射的暫時(shí)形式(例如，本身01的專利保護(hù)來說不合法的情況下將其排易失性或在適當(dāng)?shù)那闆r下易失性與非易失
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，其包括: 襯底； 觸摸傳感器，其安置于所述襯底上； 導(dǎo)電網(wǎng)格，其形成所述觸摸傳感器的部分，所述導(dǎo)電網(wǎng)格包括金屬細(xì)線；及 蓋板，其耦合到所述觸摸傳感器，其中所述蓋板的厚度為至多0.55_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器包括: 感測電極；及 驅(qū)動(dòng)電極，其電容性耦合到所述感測電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述感測電極安置于所述襯底的第一表面上且所述驅(qū)動(dòng)電極安置于所述襯底的第二表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述感測電極及所述驅(qū)動(dòng)電極由所述導(dǎo)電網(wǎng)格形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述蓋板包括玻璃及塑料中的至少一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以不將由與所述蓋板接觸的液體導(dǎo)致的效應(yīng)視為觸 摸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以在移除所述液體之后恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板的所述液體曾與之接觸的一部分上的觸摸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板上的至少兩個(gè)同時(shí)觸摸。
9.一種系統(tǒng)，其包括: 顯示元件，其可操作以呈現(xiàn)虛擬顯示； 傳感器元件，其耦合到所述顯示元件，所述傳感器元件包括由導(dǎo)電網(wǎng)格形成的多個(gè)電極元件，所述傳感器元件可操作以檢測物體； 蓋板元件，其耦合到所述傳感器元件，其中所述蓋板元件的厚度為至多0.55_。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)電極元件包括感測元件及電容性耦合到所述感測元件的驅(qū)動(dòng)元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述感測元件安置于襯底的第一表面上且所述驅(qū)動(dòng)電極安置于所述襯底的第二表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述蓋板元件包括玻璃及塑料中的至少一者。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件可操作以不將由與所述蓋板元件接觸的液體導(dǎo)致的效應(yīng)視為觸摸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件可操作以在移除所述液體之后恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板元件的所述液體曾與之接觸的一部分上的觸摸。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件可操作以恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板元件上的至少兩個(gè)同時(shí)觸摸。
16.—種設(shè)備,其包括: 觸摸傳感器，其包括形成多個(gè)電極的導(dǎo)電網(wǎng)格，所述多個(gè)電極包括: 驅(qū)動(dòng)電極；及 感測電極，其電容性耦合到所述驅(qū)動(dòng)電極；及蓋板，其耦合到所述觸摸傳感器，其中所述蓋板的厚度為至多0.55_。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以不將由與所述蓋板接觸的液體導(dǎo)致的效應(yīng)視為觸摸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以在移除所述液體之后恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板的所述液體曾與之接觸的一部分上的觸摸。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述觸摸傳感器可操作以恰當(dāng)?shù)貦z測所述蓋板上的至少兩個(gè)同時(shí)觸摸。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述感測電極安置于襯底的第一表面上且所述驅(qū)動(dòng)電極安置于所 述襯底的第二表面上。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK104049791SQ201410025166
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】埃薩特·伊爾馬茲, 賈利勒·謝赫 申請人:愛特梅爾公司