具有图案化电隔离区的触摸传感器电极

申请号 CN201380008230.6 申请日 2013-02-11 公开(公告)号 CN104321725B 公开(公告)日 2017-07-28
申请人 3M创新有限公司; 发明人 罗格·W·巴顿; 比利·L·韦弗; 马修·W·戈雷尔; 布罗克·A·哈布莱;
摘要 本 发明 提供了一种 电极 层,所述电极层具有沿第一方向设置的多个大致平行的电极。至少一个电极具有沿所述第一方向的长度和沿横向于所述第一方向的第二方向从第一边缘到第二边缘的宽度。至少一个电极在其宽度上包括至少一个边缘区段、至少一个中间区段和至少一个中心区段,其中中间区段沿所述电极宽度设置在边缘区段与所述中心区段之间。至少一个电极边缘区段和中间区段包括沿所述电极长度被布置成图案的多个 电隔离 区。所述边缘区段的电极导电区域小于所述中间区段的电极导电区域。
权利要求

1.一种触摸屏传感器,包括:
第一电极层,所述第一电极层具有沿第一方向设置的多个大致平行的电极,其中至少一个电极具有沿所述第一方向的长度和沿横向于所述第一方向的第二方向从第一边缘到第二边缘的宽度,其中所述至少一个电极在其宽度上包括至少一个边缘区段、至少一个中间区段和至少一个中心区段,其中中间区段沿所述电极宽度设置在边缘区段与所述中心区段之间,其中至少一个电极边缘区段和中间区段包括沿所述电极长度布置成图案的多个电隔离区,其中改变所述电隔离区的分布以产生在所述边缘区段、所述中间区段与所述中心区段之间的总电隔离区区域上的密度差,其中所述边缘区段的电极导电区域小于所述中间区段的电极导电区域。
2.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述第一电极层包括不连续的微线材导体、图案化的金属和透明导电化物中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述电隔离区中的至少一些区包括与所述电极分离的间断的、漂浮的导电材料的区。
4.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中各个电极在其宽度上包括:由第一边缘界定的第一边缘区段;第一中间区段;中心区段,其中所述第一中间区段沿所述电极宽度设置在所述第一边缘区段与所述中心区段之间;第二中间区段;和由第二边缘界定的第二边缘区段,其中所述第二中间区段沿所述电极宽度设置在所述第二边缘区段与所述中心区段之间,其中第一电极边缘区段和第二电极边缘区段以及所述第一中间区段和所述第二中间区段各自包括沿所述电极长度布置成图案的多个电隔离区,其中各个边缘区段的电极导电区域小于所述中间区段的电极导电区域,并且各个中间区段的所述电极导电区域小于所述中心区段的电极导电区域。
5.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述电隔离区包括矩形、圆形、椭圆形、三形、或具有类似或不同尺寸的其它多边形形状。
6.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,包括第二电极层,所述第二电极层具有沿所述第二方向纵向设置的多个大致平行的电极,其中所述第一电极层和所述第二电极层由介电层分隔,并且其中第一多个电极和第二多个电极限定具有节点的矩阵,在所述节点处上部电极和下部电极相交。
7.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述中间区段的电极导电区域小于所述中心区段的电极导电区域。
8.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述中心区段包括沿所述电极长度布置成图案的多个电隔离区。
9.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中将所述中间区段的所述多个电隔离区中的至少一些区部分地设置在所述边缘区段内。
10.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中将所述边缘区段的所述多个电隔离区中的至少一些区形成为所述电极的所述边缘的一部分。
11.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述电隔离区包括不含导电材料的孔和通过1微米至20微米的间隙分离于所述电极的导电材料的区中的一者。
12.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中检测物体与所述电极导电区域的重叠区域的各个电极响应曲线作为所述检测物体的中心的函数显示出大致为高斯分布。
13.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述图案为重复图案。
14.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中各个电隔离的内部区的尺寸小于检测物体的尺寸。
15.根据权利要求1所述的触摸屏传感器,其中所述多个电隔离区中的每一个均小于
4mm2。

说明书全文

具有图案化电隔离区的触摸传感器电极

背景技术

[0001] 触摸屏传感器检测施加到触摸屏显示器的表面的物体(例如手指或触笔)的位置定位在触摸屏显示器的表面附近的物体的位置。这些传感器沿显示器的表面例如在平坦的矩形显示器的平面中检测物体的位置。触摸屏传感器的例子包括电容式传感器、电阻式传感器和投射电容式传感器。此类传感器包括覆盖该显示器的透明导电元件。导电元件与电子元件相结合,电子元件使用电信号以用探针探测导电元件,以便确定显示器附近或与显示器接触的物体的位置。
[0002] 在触摸屏传感器领域,需要在不降低显示器的光学质量或特性的情况下改善对透明触摸屏传感器的电特性的控制。典型的触摸屏传感器的透明导电区包括透明导电化物(TCO)诸如铟氧化物(ITO)的连续涂层,所述涂层表现出基于对电压源的接触的位置和区的总体形状的电势梯度。该事实导致对可能的触摸传感器设计和传感器性能的约束,并且需要如昂贵的信号处理电子器件或布置额外的电极这样的措施来改变电势梯度。因此,需要对与上述因素无关的电势梯度提供控制的透明导电元件。
[0003] 此外,在触摸屏传感器领域存在与导电元件的设计灵活性有关的额外的需求。使用图案化的透明导电氧化物(TCO)诸如铟锡氧化物(ITO)制造触摸屏传感器通常会对导体的设计进行限制。所述限制与对由具有各向同性的薄层电阻的单一值的透明薄层导体形成的所有导电元件进行图案化所产生的约束有关。
[0004] 还需要设计能够精确定位不同尺寸的检测物体(例如,手指、触笔等)的触摸屏传感器。一种现有方法是提供具有很窄电极的触摸传感器。然而,此构造导致具有高电阻(导致信号强度降低)和低制造良率的电极。发明内容
[0005] 根据本发明一个方面,触摸屏传感器包括电极层,所述电极层具有沿第一方向设置的多个大致平行的电极,其中至少一个电极具有沿所述第一方向的长度和沿横向于所述第一方向的第二方向从第一边缘到第二边缘的宽度,其中至少一个电极在其宽度上包括至少一个边缘区段、至少一个中间区段和至少一个中心区段,其中中间区段沿所述电极宽度设置在边缘区段与所述中心区段之间,其中至少一个电极边缘区段和中间区段包括沿所述电极长度被布置成图案的多个电隔离区,其中所述边缘区段的电极导电区域小于所述中间区段的电极导电区域。
[0006] 本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每个示例性的实施例或每种实施方式。随后的附图以及具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。

附图说明

[0007] 结合附图,通过以下对本发明的各种实施例的详细说明可以更全面地理解本发明,其中:
[0008] 图1为根据本发明的第一方面的电极的前视图。
[0009] 图2A为在典型电极上的处于不同位置处的小的检测物体及其对应响应曲线的图示。
[0010] 图2B为在若干典型电极上的处于不同位置处的小的检测物体以及对应响应曲线的另一个图示。
[0011] 图2C为在若干典型窄电极上的处于不同位置处的小的检测物体以及对应的响应曲线的另一个图示。
[0012] 图2D为大的检测物体的图示。
[0013] 图3A为在根据本发明的一个方面的图1的电极上的处于不同位置处的检测物体以及对应的响应曲线的图示。
[0014] 图3B为在一对电极上的处于不同位置处的检测物体以及对应的响应曲线的图示,所述一对电极被构造成类似于根据本发明的一个方面的图1的电极。
[0015] 图3C为在若干电极上的处于不同位置处的大的检测物体的图示,所述若干电极被构造成类似于图1的电极并且靠近在一起。
[0016] 图4为对典型电极的响应曲线(虚线)的形状与根据本发明的一个方面构造而成的电极的响应曲线的形状进行比较的响应曲线。
[0017] 图5A为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0018] 图5B为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0019] 图5C为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0020] 图5D为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0021] 图5E为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0022] 图5F为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0023] 图5G为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0024] 图5H为根据本发明的另一方面的电极的前视图。
[0025] 图6为根据本发明的另一方面的触摸传感器的第一电极层和第二电极层的图示。
[0026] 图7A-图7C为根据本发明的其它方面的不同类型的电隔离区的图示。
[0027] 图8为根据本发明的另一方面的基于微线材的电极布置的视图。
[0028] 图9为根据本发明由至少一个电极层构造而成的矩阵触摸传感器的例子的截面图。
[0029] 附图未必按比例绘制。附图中所用的类似标号是指类似组件。然而,应当理解,使用标号来指代定附图中的组件并非意图限制在另一个附图中以相同标号进行标记的组件。

具体实施方式

[0030] 在下面的说明中,参考形成本说明一部分的所附的一组附图并且其中以说明若干具体实施例的方式进行显示。应当理解,在不脱离本发明的范围或实质的前提下,可以设想出其它实施例并可进行实施。因此,以下的详细说明不具有限制性的意义。
[0031] 除非另外指明,否则本文所用的所有科学术语和技术术语都具有本领域中常用的含义。本文所提供的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语,并且并不意味着限制本公开的范围。
[0032] 除非另外指明,否则本说明书权利要求中所使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据由本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性而变化。
[0033] 以端点表述的数值范围包括在所述范围内的所有数值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及在所述范围内的任何范围。
[0034] 除非上下文另外明确指出,否则如本说明以及所附权利要求中所用的单数形式“一个”、“一个”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施例。除非上下文另外明确指出,否则如本说明以及所附权利要求中所用的术语“或”通常是以其包括“和/或”的含义被使用,。
[0035] 如本文所用,“可见光透明”是指对可见光的至少一种偏振态的至少60%能够透射的透射平,其中透射百分比被归一化为入射光(任选地为偏振光)的强度。在“可见光透明”含义范围之内的是,透射至少60%的入射光的制品包括局部阻止光线至低于80%(例如,0%)的透射率的微观结构(例如,具有最小维度的点、正方形或线条);然而,在这种情况下,对于包括微观结构并且宽度测量为微观结构的最小维度的1000倍的大致各向等大的区域,平均透射率大于60%。
[0036] 本公开涉及通过设计本文所述的导电电极材料或电极层来设计的具有电特性和光学特性的触摸屏传感器。具体地,如本文所述,电极层具有沿第一方向设置的多个大致平行的电极。至少一个电极(或,在一些情况下,形成该层的所有电极)具有沿第一方向的长度和沿横向于第一方向的第二方向从第一边缘到第二边缘的宽度。至少一个电极(或,在一些情况下,形成该层的所有电极)在其宽度上包括至少一个边缘区段、至少一个中间区段和至少一个中心区段,其中中间区段沿电极宽度设置在边缘区段与中心区段之间。至少一个电极边缘区段和中间区段(或,在一些情况下,电极层的所有电极边缘区段和中间区段)包括沿电极长度被布置成图案的多个电隔离区。边缘区段的电极导电区域小于中间区段的电极导电区域。
[0037] 在本发明一个方面中,电隔离区在尺寸和位置上分布成形成在传感器电极的中心处密度较大而在传感器电极的外边缘处密度较小的导电区域的密度分布。此结构允许对触摸位置进行更精确的内插–特别适用于其中使用诸如触笔或孩子的手指的小触摸物体的情形。
[0038] 存在通过并入本文所述的电极层针对触摸屏传感器形成的若干优点。在一些实施例中,可保持平均电极宽度,以使得电极电阻相对较低。电隔离的内部区的精细图案形成从一个电极边缘到电极中心或从一个边缘到另一个电极边缘的接触区域梯度。此电极结构可为用于将信息或指令触摸输入到电子装置(例如,计算机、平板计算机、蜂窝式电话等)中的接触传感器或接近传感器提供更好的精度,甚至在较小检测物体的情形下。这些传感器对可见光透明,并且可以与显示器直接组合使用,覆盖显示元件,并且与驱动显示器的装置接口(作为“触摸屏”传感器)。
[0039] 触摸传感器的感测区域是旨在覆盖的传感器区或覆盖信息显示器可见部分的区,所述区对可见光透明,以便允许看到信息显示器。信息显示器的可见部分是指信息显示器的具有可变信息内容的部分,例如显示器“屏幕”的被像素(例如液晶显示器的像素)占据的部分。
[0040] 本公开还涉及电阻式、电容式和投射电容式类型的触摸屏传感器。本文所述的电极层可用于与电子显示器集成在一起的投射电容式触摸屏传感器中。作为投射电容式触摸屏传感器的部件,电极层可用于实现高触摸灵敏度、多触点检测和触笔输入。
[0041] 图1显示本发明的第一方面,电极层100,在本文中也被简称为电极100。电极100大体上被设置成细长或长条形状,其具有长度“L”和通常比所述长度短得多的从边缘到边缘(此处边缘104与边缘106)测量的宽度“W”。在诸如用于显示器的触摸传感器的典型应用中,L可为约20mm至约3000mm,并且W可为约1mm至约10mm。电极层的相邻电极之间的间距或间隔可为约1mm至约10mm。
[0042] 电极100包括多个位于电极的不同区段中的电隔离区。在此例子中,标识五个分开的电极区段:第一边缘区段110、第二(中间)区段120、第三(中心)区段130、第四(中间)区段140和第五(边缘)区段150。每个区段伸展电极100的长度。虽然图1所示每个区段的宽度对于每个电极区段几乎相同,但在其它方面,每个单独区段的宽度可不同。此外,可利用更多或更少数目的电极区段。
[0043] 在图1所示例子中,第一组或群组电隔离区(诸如电隔离区115)形成于边缘区段110中。第二组电隔离区(诸如电隔离区125)形成于中间区段120中。第三组电隔离区(诸如电隔离区135)形成于中心区段130中。第四组电隔离区和第五组电隔离区形成于区段140和
150中,但为简明起见未标识。包括电隔离区的剩余电极材料用作通过附接到每个相应电极的电引线(图中未示出)与触摸传感器电路电连通的有源电极。电极或电极的区段中的此剩余电极材料的表面区域将在本文中被称为电极导电区域,或者有时被简称为导电区域。然而,应理解,隔离区也可含有导电材料,但此电隔离的导电材料不会有助于电极的导电特性或有源传感器响应。
[0044] 这些电隔离区可包括与电极分离的导电材料或一导电材料的完全缺失。下文更详细地描述电隔离区的若干实施例。此外,电隔离区的尺寸可根据电极宽度而不同。例如,在一些方面中,电隔离区的尺寸可从约50微米乘50微米(0.05mm)(例如,在小中心区段电隔离区情况下)变化为最大约2mm乘2mm(例如,在位于电极的边缘区段中的较大电隔离区的情况下)。在一些方面,每个电隔离的内部区的尺寸小于检测物体的尺寸。
[0045] 如图1所示,每组电隔离区具有多个各自具有不同形状的单独的电隔离区。在一些方面,所述多个电隔离区可在电极的给定区段上具有重复分布图案。在其它方面,所述多个电隔离区可随机布置于给定区段内或沿给定区段布置。在此构造中,内部区和剩余被连接、导电电极材料的整体密度可具有在给定区段上产生具有不同密度的区段的效果。此外,电隔离区的形状不仅限于附图中所示的矩形隔离区。
[0046] 此外,电隔离区的分布可以改变以产生边缘区段与中心区段之间的总电隔离区区域上的密度差。在一些方面,特定密度分布可通过改变类似大小的小电隔离区来实现。例如,许多小电隔离区可设置在边缘区段中,而较少的小电隔离区可设置在中心区段中。这些结构提供具有分布导电区域密度的电极。如下所示,这些专设计的区随着检测物体沿横向(边缘到边缘)方向在电极上移动而对检测物体提供不同密度的电极材料。因此,可根据物体在电极上的横向轴线的位置精确限定电极与检测物体之间的重叠量。
[0047] 在图1所示的例子中,一组电隔离区115设置在区段110,电极100的边缘区段(即,由边缘(此处边缘104)界定的区段)中。电隔离区115可具有与电隔离区125和135相比相对大的尺寸。在这方面,边缘区段110具有小于其相邻中间区段120的电极导电区域。类似地,电隔离区125可具有与电隔离区135相比相对大的尺寸。在这方面,中间区段120具有小于其相邻中心区段130但大于其相邻边缘区段110的电极导电区域。
[0048] 电隔离区115,125,135可具有不同的形状或图案(如在本文所述的许多实施例中所见)。具体地,图7A-图7C显示三种不同的电隔离区设计。在图7A中,电隔离区115a仅为缺乏导电材料的孔。相比之下,在图7B中,电隔离区115b包括通过例如约1微米至约20微米的间隙而与主电极分离的导电材料的区。在诸如图7C所示的另一个替代构造中,电隔离区115c包括与主电极分离的间断的、漂浮的导电材料的区。电隔离区可如图7B和图7C中所示由导电材料形成,但这些区不与电极的其余部分电连通,并且因此不被看做电极导电区域。
对给定本说明书的本领域中的技术人员显而易见,也可使用其它电隔离区构造。此外,电隔离区可具有矩形、圆形、椭圆形、三形或其它多边形形状。在另外的替代方面,同一电极区段内的电隔离区不需要共享同一形状,但可包括不同形状的图案。此外,在另一个替代方面,电隔离区可跨越不止一个电极区段(参见例如,图5D)。电隔离区可使用下文更详细地描述的图案化工艺中的一者或多者来形成。
[0049] 电极100由导电材料形成。在一些方面,导电材料包括金属。适用于形成电极的金属的例子包括金、、钯、铂、、镍、锡、合金以及它们的组合。在一些实施例中,电极可由透明氧化物材料形成,诸如铟锡氧化物(ITO)、透明导电有机材料(例如PEDOT)、薄膜纳米线材材料(例如得自Cambrios公司的银纳米线材或纳米管)以及微图案化的网状材料(诸如美国专利申请13/689935中所述的微图案化的网状材料,所述专利申请全文以引用方式并入本文中)。导体所具有的厚度可以在5纳米和5微米之间、或在10纳米和500纳米之间、或在15纳米和250纳米之间。在多个实施例中,导体的厚度小于1微米。在一些方面,导体的所需厚度可如本领域已知通过从所需薄层电阻开始并考虑到层几何形状(进而考虑到其对平面内的载流横截面的影响)以及导体的体电阻来计算。对于复杂的几何形状,本领域中存在可用于计算薄层电阻的计算方法,例如有限差分法或有限元法。可使用多种技术来测量薄层电阻,其中包括本领域已知的四点探针技术和非接触涡电流法。
[0050] 电极层可形成于可见光透明基板的表面上。透光性基板可由多种非聚合物材料中的任何材料构成,诸如玻璃,或各种热塑性聚合物材料和交联的聚合物材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、(例如双酚A)、聚二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯、纤维醋酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚烯,诸如双向拉伸的聚丙烯,其通常用于各种光学装置中。另外,基板可包括既具有有机组分又具有无机组分的杂化材料。
[0051] 触摸屏上的接触区域随触摸屏幕的物体(例如,人的手指、触笔或其它物体)的尺寸而变化。当接触区域的尺寸接近传感器电极的宽度,从而影响接触或触摸的位置精度时,接触区域变得更重要。
[0052] 可集成本发明传感器的可用显示器的例子包括液晶显示器、阴极射线管显示器、等离子体显示面板有机发光二极管显示器。
[0053] 如此前所述,常规电极设计的问题在于,随着检测物体的尺寸变得越来越小,可能难以精确地判断检测物体的位置。例如,如图2A所示,小检测物体被显示为在典型电极10上处于各种位置(50,50’,50”)。在电极下面,显示有响应曲线。响应曲线70例示作为检测物体的中心的函数的检测物体与导电电极区域的重叠区域。在此例子中,正使用直径为约3mm的小检测物体(诸如小触笔或孩子的手指)。电极10具有均匀导电区域和宽度(例如,具有>5mm的宽度)的标准电极构造。如图2A所示,重叠区域在位置50’处达到最大值,但不随着检测物体在电极10至位置50”上移动而变化。这样,无法精确分辨检测物体的位置。
[0054] 如图2B所示,三个标准电极10,10’,10”在电极层中被提供成具有很窄的间距。正使用直径为约3mm的小检测物体(诸如小触笔或孩子的手指)。随着检测物体在多个电极(参见例如位置50、50’、50”和50”’)上移动,响应曲线70显示在物体完全处于每个电极的宽度内时重叠区域保持不变。
[0055] 一种用于解决该分辨率问题的常规方法一直是提供设置有窄间距(<1mm至2mm)的窄电极(<1mm至2mm)。如图2C所示,正使用直径为约2mm至3mm的小检测物体(诸如小触笔或孩子的手指)。随着检测物体(参见例如,位置50,50’,50”)在多个电极(11,11’,11”)上移动,相应的响应曲线70指示在物体完全处于每个电极的宽度内时重叠区域保持不变。此外,窄电极形成高电阻,并且大量此类高电阻电极使电子控制变得更复杂,运行速度慢,并且更昂贵。
[0056] 此种常规方法对于大尺寸检测物体而言仍然成问题。例如,如图2D所示,利用直径大于12mm的大检测物体,例如,成人的手指。随着检测物体(参见位置60,60’)在多个窄电极11,11’,11”上移动,相应的响应曲线70指示当来自多个电极的重叠区域处于最大值下时此状况带来分辨检测物体位置的问题。
[0057] 如此前所述,诸如电极100的分布密度电极具有专门设计的区,所述专门设计的区随着检测物体沿横向方向在电极上移动而对检测物体提供不同密度的电极导电材料。图3A显示电极100的另一个视图。在此例子中,小检测物体显示为在电极100上处于各种位置(50,50’,50”)。在电极下面,显示有响应曲线。响应曲线75例示作为检测物体的中心的函数的检测物体与导电电极区域的重叠区域。在此例子中,正使用直径为约3mm的小检测物体(诸如小触笔或孩子的手指)。当检测物体处于电极100的边缘106(位置50)外侧时,响应曲线75中未指示不存在重叠。当检测物体被定位在电极100的区段150/区段140上(位置50’)时,响应曲线75中指示存在一些重叠。当检测物体被定位在电极100的中心区段130上(位置50”)时,响应曲线75中指示存在最大重叠。由于电极具有相对于电极边缘的作为检测物体的位置的函数的不同程度的导电,因而产生更清晰的响应曲线75(接近于高斯形状),由此重叠区域仅在电极100的中心处达到最大值。这样,虽然将存在一些非零重叠,但可使从最低点到最高点的重叠区域的变化最大化。因此,位置50’处的检测物体呈现不同于位置50”处的检测物体的重叠区域,从而增强内插真“触摸”位置以获得更精确结果的能
[0058] 图3B显示两个紧密间隔开的大致平行的电极100和100’。在此例子中,小检测物体显示为在电极100,100’上处于不同位置(50,50’,50”,50”’,50””)。在电极下面,显示有响应曲线75。响应曲线75例示作为检测物体的中心的函数的检测物体与导电电极区域的重叠区域。在此例子中,正使用直径为约3mm的小检测物体(诸如小触笔或孩子的手指)。当小检测物体处于电极100的边缘(位置50)外侧时,响应曲线75中指示不存在重叠。当检测物体被定位在电极100的中心区段上(位置50”)时,响应曲线75中指示存在最大重叠。当检测物体被定位在电极100的远边缘区段上(位置50”)时,响应曲线75中指示存在较小的非零重叠。当检测物体被定位在电极100’的中间区段上(位置50”’)时,响应曲线75中指示存在相当程度的重叠。当检测物体被定位在电极100’的远中间区段与远边缘区段之间(位置50””)时,响应曲线75中指示存在略小的重叠。由于电极具有相对于电极边缘的作为检测物体的位置的函数的不同程度的导电,因而产生更清晰的响应曲线75(接近于高斯形状),由此重叠区域仅在电极100,100’的中心处达到最大值,并且不同的非零重叠值可在检测物体位于电极
100,100’之间时测量到,从而允许对“触摸”进行更精确定位。类似地,尽管未显示,但更清晰的响应曲线同样对更大的检测物体提供更精确的位置检测。窄间隔同样可造成一些分辨率和电阻问题。
[0059] 图3C显示三个紧密间隔的、大致平行的电极100,100’,100”。在此例子中,大检测物体显示为在电极100,100’,100”上处于各种位置(60,60’)。在电极下面,显示有响应曲线75。响应曲线75例示作为检测物体的中心的函数的检测物体与导电电极区域的重叠区域。
在此例子中,正使用直径为约12mm至约14mm的大检测物体(诸如成人的手指)。当检测物体被定位在电极100的边缘(位置60)附近时,响应曲线75中指示有存在一些重叠。当检测物体被定位在电极100”的中心区段上(位置60’)时,存在电极100’与100”的物理重叠,从而导致响应曲线75中指示的最大值。由于电极具有相对于电极边缘的作为检测物体的位置的函数的不同程度的导电,因而产生更清晰的响应曲线75。与图2D所示的响应曲线相比,针对图3C的构造存在响应曲线之间的更多非最大重叠值,从而允许对“触摸”进行更精确地定位,但在某些应用中增加邻近电极之间的间隔距离可产生更优选的结果。
[0060] 图4显示标准均匀密度电极的响应曲线(虚线)与根据本发明的方面构造的分布密度电极的响应曲线(实线)的比较。对于分布密度电极而言,实响应曲线的形状更朝电极的中心集中,而此可能对电子控制器有益,因为重叠区域随着检测物体从一个电极转到下一个电极而变化会有助于精确地限定检测物体位置,因为触摸的位置是通过使用响应曲线的预定形状求出当前位置的内插算法计算出。
[0061] 此外,分布密度电极的响应曲线表现出比标准电极构造的最大重叠区域差(由A’至B’的垂直距离显示)大得多的最大重叠区域差(由从A至B的垂直距离显示)。因此,具有多个分布密度电极的电极层可提供更精确的物体位置信息。
[0062] 根据本发明的导体图案可通过任何合适的图案化方法产生,例如包括利用蚀刻的照相平版印刷法或利用电的照相平版印刷法(参见例如,美国专利5,126,007号;美国专利5,492,611号;美国专利6,775,907)。另外,导体图案可利用若干种其它示例性方法(下文将更详细地论述每种方法)中的一种方法来形成:
[0063] 1.激光固化掩模(在金属薄膜上固化掩模,并接着蚀刻);
[0064] 2.喷墨印刷(对掩模材料或对种子材料的喷墨印刷,以用于后续的金属电镀);
[0065] 3.凹版印刷(对种子材料的凹版印刷,以用于后续的金属电镀);
[0066] 4.微复制(在基板中形成微凹槽,然后填充导电材料或种子材料,以用于后续的金属电镀);或,
[0067] 5.微接触印刷(在基板表面上压印印刷或旋转印刷自组装单层(SAM)图案)。
[0068] 利用高容量的、高分辨率的印刷方法通常可以精确地放置导电元件,并另外允许导体按适合市售显示器像素的比例进行变化(伪随机地),以限制可能出现的其它光学异常(例如莫阿条纹图案(moiré patterns))。
[0069] 可使用激光固化掩模以通过用紫外激光器选择性地固化图案来形成具有电隔离区图案的电极。此种方法通常适用于基于薄膜(例如PET)或基于玻璃的基板。示例性激光固化掩模方法可包括下列步骤:
[0070] 1.用金属电镀基板(例如,将银或铜溅镀涂布到玻璃或PET膜上);
[0071] 2.将UV可固化掩模油墨均匀涂布(例如,旋涂浸涂)到经电镀的基板上;
[0072] 3.用激光固化印刷油墨的一部分,以在触摸传感器的活动区中形成电极,并且也可以固化将电极互连至连接器衬垫的线条(可以通过光掩模来减小激光器的光束宽度);
[0073] 4.移除(洗掉)未固化的油墨;以及
[0074] 5.通过蚀刻来移除在基板上电镀的金属,只留下掩模油墨下面的图案。
[0075] 可采用喷墨印刷法和种子油墨电镀法,用相对宽的种子油墨(催化剂油墨)线条来印刷所需图案,然后用UV激光器(类似于上述激光固化掩模法)选择性地固化,以形成电极。用于此方法的基板可为膜(例如PET)或玻璃。
[0076] 在一个示例性方法中:
[0077] 1.将种子油墨喷墨印刷到基板上;
[0078] 2.用激光来固化印刷油墨的一部分,以在触摸传感器的活动区中形成电极,并且也可以固化将电极互连至连接器衬垫的线条(可以通过光掩模来减小激光器的光束宽度);
[0079] 3.移除(洗掉)未固化的油墨;以及,
[0080] 4.对种子油墨的固化图案进行化学镀(用导电金属)。
[0081] 喷墨印刷方法使所用的油墨量最小化,因此凡是油墨(例如种子油墨)昂贵的场合,应当考虑这种方法。如果油墨成本相对较低,则可用均匀涂布整个基板的另一种方法(例如,旋涂或浸涂)代替喷墨印刷法。用于上述喷墨印刷方法和种子油墨电镀方法的油墨材料和方法可得自英国剑桥的导电喷墨技术卡柯洛塑料技术公司的分公司(Conductive Inkjet Technology division of Carclo Technical Plastics,Cambridge,UK)。
[0082] 凹版印刷需要将有待印刷的图像“蚀刻”到在筒上旋转的金属板内。当筒旋转时,经蚀刻的表面填充油油墨,然后当填充油墨的蚀刻板和膜彼此接触时,油墨就会在被印刷的薄膜表面上沉积。所述方法可包括用来自油墨槽的油墨线条印刷薄膜基板。将压印滚筒滚动抵靠在具有填充来自油墨槽的油墨的蚀刻剂的印刷筒上。此种方法可用来制作供稍后处理的材料或者可用来制作高容量传感器的特定X分量或Y分量。
[0083] 种子油墨(或催化剂油墨)可以通过上述方法中的任何一种来印刷。印刷和固化后,可将油墨与金属(诸如铜)化学镀到一起,从而导致高导电率。种子油墨制造商包括英国剑桥的导电喷墨技术公司(Conductive Inkjet Technology)(卡柯洛公司(Carclo)的分公司)和英格兰法恩伯勒的奎奈蒂克公司(QinetiQ Company)。新墨西哥州阿尔伯克的卡伯可印刷电子器件和显示器公司(Cabot Printable Electronics and Displays)制造可喷墨印刷的银导电油墨。
[0084] 微复制是可用来形成电极的另一种方法。微复制沟槽可以先填充种子油墨,然后再电镀(使用金属化层),以使其导电。作为另外一种选择,可用本身导电的油墨填充沟槽,从而无需电镀工艺。第三种替代方法是用金属来涂布基板,然后掩模凹槽(的底部)中的金属部分,然后蚀刻掉未被掩模的金属,(参见例如美国专利公开申请2011-0111182和2011-0100957)。可以改变沟槽的实际形状,以优化提供最低光学干扰水平的横截面形状和尺寸,同时仍确保高导电率和高生产产量。
[0085] 填充后的微复制沟槽会形成具有高纵横比(相对于掩模金属膜)的横截面的导体。这样可以在光学可见度最低的情况下实现最高的导电率(观察方向狭窄的横截面)。填充微复制沟槽的方法和具有高纵横比的理想沟槽形状在共同授予的美国专利公开申请(Gaides等人)US2007/0160811中有所描述。
[0086] 微接触印刷是可用于形成电极的另一种方法。微接触印刷是将自组装单层(SAM)图案压印或旋转印刷在基板表面上。所述方法表现出若干技术上重要的特征,包括形成非常微小比例的图案(例如,十分之一微米大小的特征尺寸)以及图案化的单层向金属、陶瓷和聚合物的图案化扩展的能力。
[0087] 示例性微接触印刷法的步骤如下:
[0088] 1.用金属涂布基板(例如,将银或铜溅镀涂布或电镀到玻璃或PET膜上);
[0089] 2.将自组装单分子层掩模压印到经电镀的基板上;以及,
[0090] 3.通过蚀刻来移除在基板上涂布的金属,只留下掩模下面的图案。
[0091] 微接触印刷法在例如美国专利(Kumar)5,512,131和共同待审专利公开申请(Zu)2009-0218310中有所描述。微接触印刷通常与基板无关。例如,基板可为PET、玻璃、PEN、TAC或不透明塑料。如本领域中已知的,微接触印刷可与金属沉积法结合使用,以产生添加的图案化方法(例如,包括化学镀)。
[0092] 图5A-图5H显示各种替代分布密度的电极构造。这些电极中的每种电极包括多个位于电极的不同区段中的电隔离区。如上所述,每个单独区段的宽度和区段数目可不同。图5A-图5H的电极中的每种电极的电隔离区可具有类似于上文所述的形状或分布密度。
[0093] 图5A显示替代的分布密度电极200。在此种构造中,电极200包括在边缘204,206之间设置成重复图案的多个电隔离区215,225。在此构造中,不存在设置在电极200的中心区段中的电隔离区。一组电隔离区215设置在电极200的边缘区段(即,由边缘界定的区段,此处右侧由边缘204界定)中。此外,电隔离区225部分地设置在电极200的边缘区段和中间区段两者内。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。这样,电极200的边缘区段具有小于相邻中间区段的电极导体区域。类似地,由于中心区段不具有电隔离区,因而中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区215,225可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0094] 图5B显示另一个替代分布密度电极300。在此构造中,电极300包括在边缘304,306之间设置成重复图案的多个电隔离区315,325。在此构造中,不存在设置在电极300的中心区段中的电隔离区。一组电隔离区315设置在电极300的边缘区段(即,由边缘界定于一侧上的区段,此处右侧由边缘304界定)中。此外,电隔离区325设置在电极300的中间区段中。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区315大于电隔离区325。这样,电极300的边缘区段具有小于相邻中间区段的电极导体区域。类似地,由于中心区段不具有电隔离区,因而中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区315,325可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0095] 图5C显示另一个替代分布密度电极400。在此构造中,电极400包括在边缘404,406之间设置成重复图案的多个电隔离区415,425。在此构造中,不存在设置在电极400的中心区段中的电隔离区。一组电隔离区415设置在电极400的边缘区段(即,由边缘界定于一侧上的区段,此处右侧由边缘404界定)中。此外,电隔离区425被部分地设置在电极400的边缘区段和中间区段两者中。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区415大于电隔离区425。这样,电极400的边缘区段具有小于相邻中间区段的电极导体区域。类似地,由于中心区段不具有电隔离区,因而中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区415,425可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0096] 图5D显示另一个替代分布密度电极500。在此构造中,电极500包括在边缘504,506之间设置成重复图案的多个电隔离区515,525a,525b,535。一组电隔离区515设置在电极500的边缘区段上(此处电隔离区515设置在边缘504上)。此外,电隔离区525a被部分地设置在电极500的边缘区段和中间区段两者中且电隔离区525b设置在中间区段中。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区515大于电隔离区
525a和525b。这样,电极500的边缘区段具有小于相邻中间区段的电极导体区域。电极500的中心区段包括电隔离区535,所述电隔离区具有至少与电隔离区525a和525b一样大的尺寸,但分布较为稀疏。中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区515,525a,525b,535可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0097] 图5E显示另一个替代的分布密度电极600。在此构造中,电极600包括多个在边缘604,606之间设置成重复图案的电隔离区615a,625a,625b,635。在此构造中,一组电隔离区
615a被形成为边缘604的一部分,由此边缘604并非如同在本发明的其它方面一样呈大致直线形状。这样,存在在边缘区段中小于在电极600的中间区段或中心区段中的电极导体区域。此外,电隔离区625a被部分地设置在电极600的边缘区段和中间区段两者中,并且电隔离区625b设置在中间区段中。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区615大于电隔离区625a和625b。电极600的中心区段包括电隔离区
635,所述电隔离区具有至少与电隔离区625a和625b一样大的尺寸,但分布较为稀疏。中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区615a,
625a,625b,635可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0098] 图5F显示另一个替代的分布密度电极700。在此构造中,电极700包括在边缘704,706之间设置成重复图案的多个电隔离区715,725,735。一组电隔离区715设置在电极700的边缘区段上(此处电隔离区715设置在边缘704上)。此外,电隔离区725设置在中间区段中。
电极700的中心区段包括在尺寸上小于电隔离区715和725的电隔离区735。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区715大于电隔离区725和735。这样,电极700的边缘区段具有小于相邻中间区段的电极导体区域。中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区715、725和735可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0099] 图5G显示另一个替代的布密度电极800。在此构造中,电极800包括在边缘804,806之间设置成重复图案的多个电隔离区815,825,835。在此构造中,一组电隔离区815被形成为边缘804的一部分,由此边缘804并非如同在本发明的其它方面一样呈大致直线形状。这样,存在在边缘区段中小于在电极800的中间区段或中心区段中的电极导体区域。此外,电隔离区825设置在中间区段中。电极800的中心区段包括在尺寸上小于电隔离区815和825的电隔离区835。其它组电隔离区形成于其它中间区段和边缘区段中,但为简明起见未标识。电隔离区815大于电隔离区825。中间区段具有小于其相邻中心区段但大于其相邻边缘区段的电极导体区域。电隔离区815,825,835可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0100] 图5H显示另一个替代的分布密度电极1100。在此构造中,电极1100包括设置成重复图案的多个电隔离区1115,1125,1135。与上文所述的其它实施例不同,电极1100具有从一个边缘到另一个边缘的不均匀的电隔离区分布。在此例子中,最靠近边缘1106的边缘区段具有大于最靠近边缘1104的边缘区段的电隔离区浓度。这样,此特定电极设计适于定位成作为电极层的端部电极。具体地,电极1100可被用作其中边缘1104设置在触摸屏传感器的最右端处或附近的边缘电极。类似地,如果电极1100的取向翻转,则电极1100可用于触摸屏传感器的最右端处或附近。在此构造中,一组电隔离区1115形成于最靠近边缘1104处。这样,存在在最靠近边缘1106的边缘区段中小于在电极1100的中间区段或中心区段中的电极导体区域。此外,电隔离区1115至少部分地设置在中间区段中。电极1100的中心区段包括在尺寸上小于电隔离区1115的电隔离区1125。在此构造中,电隔离区1135至少部分地设置在最靠近边缘1104的中间区段中,而最靠近边缘1104的边缘区段不包括任何电隔离区。因此,在此构造中,最靠近边缘1104的边缘区段中存在更多电极导体区域。电隔离区1115,1125,1135可具有诸如上文所述的不同形状或图案。
[0101] 此外,在本发明的某些方面,触摸屏传感器的电极层可包括一种特定构造的某些电极(例如,类似于电极200构造的电极)以及另一种特定构造的一个或多个其它电极(例如类似于电极1100构造的电极)。
[0102] 如上所述,本文所述的分布密度电极设计可被实施为用于显示装置的触摸传感器的一部分。图6例示阵列成两层以形成触摸传感器1300的水平(驱动)电极和垂直(接收)电极阵列。此触摸传感器构造提供具有由两组正交、电隔离的平行电极构成的矩阵结构的“全点可寻址”能力。在此构造中,垂直(接收)电极层包括多个具有类似于上文关于图5B所示电极300所述的结构的电极300a-300h。当然,电极100、200、400、500、600、700和800也可被用作接收电极。驱动电极包括电极305a-305e。此外,在此特定构造中,仅接收(垂直)电极包括电隔离区分布,而驱动(水平)电极可具有更均匀的结构。在其它实施例中,驱动电极和接收电极中任何一者或两者可包括电隔离区分布。在另一个实施例中,水平(驱动)电极可在其宽度上包括至少一个边缘区段、至少一个中间区段和至少一个中心区段,其中中间区段沿电极宽度设置在边缘区段与中心区段之间。每一电极边缘区段和中间区段可包括沿电极长度被布置成图案的多个电隔离区。边缘区段的电极导电区域小于中间区段的电极导电区域。
[0103] 电隔离区分布可在这两个电极层上为相同的或完全不同的。此外,水平(驱动)电极分布可顺着电极的长度变化以改变垂直(接收)电极下面的图案。
[0104] 包括水平(驱动)电极和垂直(接收)电极的这两个层可被图案化到透明基板的同一表面上或者它们可被图案化到同一基板的相对侧上。在其它实施例中,可将这两个层图案化到分开的基板上,然后再用粘合剂将分开的基板层压到一起。
[0105] 虽然上述电极设计通常是使用金属或透明氧化物材料(诸如铟锡氧化物(ITO))或透明导电有机材料(例如PEDOT)形成,但本发明的电极也可由导电材料网状图案形成。例如,图8例示包括电隔离区图案的电极构造的另一个实施例。图8的传感器电极900是由一致微图案构建而成,所述一致微图案包括:第一图案,所述第一图案是由具有第一特性平均单元间隔的第一网格构成;和第二图案,所述第二图案是由所述第一图案的网络改编而成,其中第二图案包括导电电极917f;以及第三图案,所述第三图案包括电极917f中的内部区915f,所述内部区具有各种不同的尺寸和形状。限定所述第二图案的单元的微线材均被提供成无间断且为连续导电的。电极917f的内部区915f变成不连续导电的并使用沿微线材的长度的图案中的间断与电极917f分离且不导电。对形成不连续导电线材图案的进一步说明提供于美国专利申请13/689935中,所述专利申请全文以引用方式并入本文中。
[0106] 关于图8所示的电极中的第二图案的单元间隔随沿传感器的位置而变化。靠近图8的左边缘和右边缘(边缘区段),导电第二图案的单元比下面网状图案的单元大四倍。更靠近图8所示的垂直中心线(电极的中间区段),第二图案的单元仅为第一图案的单元的三倍。包括图8中的上部结构第二图案的单元为矩形的。例如,被标记为“PP”的上部结构单元具有沿水平线为下伏网格的单元尺寸的四倍的宽度和沿垂直线为下伏网格的单元尺寸的八倍的高度。
[0107] 大致矩形上部结构单元仍可通过界定宽度为大约四个六边形单元宽且高度为八个六边形单元宽的下伏六边形单元集合来形成。在其中第一图案的网格由伪随机微线材网络形成的实施例中,导电第二图案也可被设计为伪随机微线材网络。在此随机实施例中,导电第二图案中的线材之间的平均距离不需要沿两个正交方向相等。
[0108] 沿图8的中心线,显示第二图案中的导电干线。此导电干线由沿垂直轴的单宽网格单元和相邻网格单元的轮廓构成。包括根据此中心列导电单元的第三图案的内部区的横向微线材保持作为间断迹线。
[0109] 对于图8所示的上部结构导电网格,电容变化已被提供为沿传感器电极的位置的函数。传感器电极的明显局部中心点位于QQ位置处。上部结构导电网格的密度随着指向物体朝离开垂直线的方向而水平移动经过QQ位置至左边或右边而下降。然而,随着手指朝离开水平线的方向垂直移动经过QQ,上部结构网格的密度变化非常小。上部结构网格的密度因此不具有随着距中心点QQ距离的各向同性变化。相反,图8的电极中所示的上部结构被设计成呈现具有围绕垂直中心线镜面对称的密度变化。
[0110] 针对图8所示电极的导电第二图案所示的单元间隔作为沿电极宽度的位置的函数而变化。本领域的技术人员应认识到,电极导电区域也与其单元间隔变化成反比在电极上变化。图8的边缘区段的导电区域小于中间区段的导电区域。
[0111] 图9显示由至少一个电极层构成并具有电隔离区图案的矩阵触摸传感器的例子的截面图。图9所示的实施例包括显示为层1010和层1016的两个电极层。最顶层1010(也被称为第一电极层)可包括类似于上文所述的电极层构成的电极层,诸如电极100,200,300,400,500,600,700,800,900和1100。最顶层1010是离检测物体最近(例如离手指或触笔最近)定位的层。在一个实施例中,顶层包括诸如电极300a到300h中所示的垂直(接收)电极阵列。如图9所示,层1010上的电极是从端面看到的,而底层1016上的电极是从侧面看到的。底层的电极可包括诸如电极305a-305e中所示的水平(驱动)电极阵列。1016上的“电极线”显示为实线,因为下部电极与上部电极正交。
[0112] 最顶层1010的电极(并且同样对于底层1016上的电极)被设置到透光性基板(优选挠性基板)上。如上所述,合适的基板包括PET或其它聚合物材料的薄片。示例性PET基板是得自特拉华州华盛顿市的杜邦公司(DuPont,Wilmington,Delaware)的ST504PET,所述PET基板测量的厚度为大约125微米,但也可利用其它厚度。
[0113] 在图9所示例子中,电极层1010显示为定位在其对应基板的底面上。在替代实施例中,电极层可设置到基板的顶面上,即,设置在离要检测的物体最近的表面上。
[0114] 设置在层1010下面的下一层1011包括可图案化的介电材料。合适的电介质可为溶液涂布到层1010的电极的表面上的UV固化丙烯酸酯材料。介电材料1011可被图案化成提供开口以有利于引线连接到电极层1010。
[0115] 设置在层1011下面的下一层1012包括后处理导体层。后处理导体层1012(并且与层1014类似)可为位于传感器的边缘处的丝网印刷(喷墨)导电引线,诸如用于将电极的端部连接到传感器电路的银墨。这些引线通常位于传感器的边缘处(在可视区域外侧),因为它们为不透明的。层1012和1014的后处理导电引线分别将层1010和1016中的多个电极中的每个电极连接到触摸感测控制电路上的连接点。在一个优选的实施例中,导电引线1012和1014连接到挠性印刷电路(FPC,图中未示出)。FPC的导体引线可借助于各向异性导电粘合剂附接到层1012和层1016的引线。
[0116] 设置在层1012下面的下一层1013包括粘合剂,诸如光学透明粘合剂。合适的光学透明粘合剂为得自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(St.Paul,Minnesota)的光学透明层合粘合剂8141(Optically Clear Laminating Adhesive 8141)。
[0117] 设置在层1013下面的下一层1014包括后处理导体层。层1014可如上文关于层1012所述而形成。设置在层1014下面的下一层1015包括可图案化的电介质。层1015可如上文关于层1011所述而形成。
[0118] 设置在1015下面的最后一层1016可包括第二电极层。层1016可包括类似于上文所述的电极层构成的电极层,诸如电极100,200,300,400,500,600,700,800和900。层1016可具有多个单独的电极以构成矩阵可寻址传感器。然而,层1016中的每个电极可包括在电极条带的边界内没有电隔离区的导电条带。
[0119] 在所示例子中,电极层1016显示为定位在其对应基板的顶面上。在替代实施例中,电极层可设置到基板的底面上,即,设置在离要检测的物体最远的表面上。
[0120] 图9的实施例是其中这两个电极层中的每一电极层设置在其自身的挠性基板上,随后再使用光学透明粘合剂1013将这两个基板层压到一起的实施例。在一个替代实施例中,这两个电极层1010和1016可设置到同一基板的相对表面上,在这种情况下,不需要粘合剂层1013。
[0121] 多层触摸传感器可形成如下。可使用光学透明粘合剂(诸如得自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司的光学透明层压粘合剂8141)将第一图案化的电极/基板和第二图案化的电极/基板粘附到一起,以产生多层构造。可使用手持式辊来层压这两个图案化的基板,以使导电迹线的某些区不含粘合剂。可使用光学透明层压粘合剂8141将所述多层构造层压到诸如厚浮法玻璃的基板,使得最顶上的电极层(例如,层1010)接近所述浮法玻璃。可将不含粘合剂的导电迹线区电连接到第一图案化的基板和第二图案化的基板。
[0122] 可使用集成电路以对透明传感器元件进行互电容测量。例如,可使用PIC18F87J10(亚利桑那州钱德勒市的微芯科技公司(Microchip Technology,Chandler,Arizona))、AD7142(萨诸塞州诺伍德市的模拟器件公司(Analog  Devices,Norwood,Massachusetts))和MM74HC154WM(缅因州南波特兰市的快捷半导体公司(Fairchild Semiconductor,South Portland,Maine))电路。PIC18F87J10可被用作系统的微控制器。此电路可控制对由MM74HC154WM电路驱动的感测条的选择。也可将AD7142电路构造用于进行适当的测量。校正值可如本领域已知被设定。这些校正值可从触摸屏到触摸屏而变化。此系统可驱动16个不同的条,并且AD7142电路可测量12个不同的条。AD7142的构造可包括选择要转换的信道的数量、测量的精度或速度、是否应施加电容补偿,以及模拟数字转换器的连接。AD7142的测量值为16位值,它表示透明传感器元件的矩阵内的导电条之间的交叉点的电容。
[0123] AD7142完成测量后会通过中断向微控制器发信号以告知其收集数据。然后,微控制器可通过SPI端口来收集数据。在接收到数据之后,微控制器可将MM74HC154WM电路递增至下一驱动线并清除AD7142中的中断以用信号通知MM74HC154WM电路采用下一组数据。在由上述进行采样可不断进行的同时,微控制器也可通过串行接口将数据发送给具有监视器的计算机。如本领域的技术人员所已知,此串行接口可允许简单的计算机程序呈现出来自AD7142的原始数据并查看触摸和无触摸之间的数值如何变化。例如,计算机程序可根据16位值在显示器上呈现不同的颜色。当16位值低于某个值时,基于校正,显示区可变成白色的。当高于这一阈值时,基于校正,显示区可变成绿色的。所述数据可以4字节标头(0xAAAAAAAA)、1字节信道(0x00–0x0F)、24字节数据(代表电容测量值)和回车(0x0D)的格式异步发送。
[0124] 本领域技术人员将会知道,本发明可以通过除本发明所公开的那些实施例之外的实施例加以实施。描述公开的实施例的目的是为了举例说明而不是限制,并且本发明仅受以下权利要求书的限制。
QQ群二维码
意见反馈