CN102498463A - 投射电容触摸敏感面板 - Google Patents

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Abstract

描述了一种触摸敏感面板，该触摸敏感面板包括第一传感器层、第二传感器层和集成在第一传感器层和/或第二传感器层中的至少一个屏蔽电极。所述至少一个屏蔽电极能用于抵消第一传感器层中的至少一个感测电极和第二传感器层中的至少一个感测电极之间的寄生电容。还描述了一种包括这种触摸敏感面板的触摸屏显示器和操作这种触摸敏感面板的方法。

Description

投射电容触摸敏感面板
技术领域
本发明一般地涉及用于实现触摸屏显示器的触摸敏感面板。具体地讲，本发明涉及使用投射电容技术执行触摸感测功能的触摸敏感面板。
背景技术
触摸屏显示器提供容易而直观的接口，通过该接口，用户能够控制在计算机或其它电子装置上执行的应用程序并与应用程序交互。例如，触摸屏显示器可以使用户能够通过简单地利用手指、触摸笔或其它物体触摸显示器选择对象或者移动显示于显示器的光标。通过把用户输入功能集成到显示器中，触摸屏显示器使得能够在没有单独的输入装置(诸如，键盘、鼠标、指示棒或者触摸板)的情况下操作电子装置。至少由于这个原因，触摸屏显示器正在变为用于便携式和手持式电子装置(包括但不限于个人数字助手(PDA)、移动电话和个人媒体播放器)的日益流行的接口，在便携式和手持式电子装置中，小巧和容易使用是很重要的。触摸屏显示器的日益流行也可以归因于导致提高的性能和降低的成本的触摸感测技术。
某些常规触摸屏显示器包括基本上透明的触摸敏感面板和连接到触摸敏感面板的控制器。触摸敏感面板位于显示器(诸如，液晶显示器(LCD)或其它类型的显示器)前面，从而触摸敏感面板覆盖显示器的可视区域。设计触摸敏感面板，以使它响应于物体(诸如，手指或触摸笔)的触摸或靠近记录状态的改变。控制器感测状态的改变并响应于此产生与触摸事件关联的数据。控制器把关于触摸事件的数据传送到主机处理系统，该主机处理系统把该数据解释为用户输入的形式。
存在用于实现触摸敏感面板的各种类型的技术。这些类型的技术包括电阻、电容、红外、表面声波、电磁和近场成像。在电容触摸敏感面板中，在集成在触摸敏感面板内的一个或多个电容节点周围建立静电场。物体(诸如，物体或触摸笔)的靠近或触摸以能够由控制器感测并测量的方式干扰一个或多个节点周围的静电场。投射电容触摸敏感面板是这样的面板：静电场投射在面板的表面上方，从而用户不需要为了记录触摸而物理地触摸触摸屏显示器。这提供了提高的灵敏度和减小的触摸屏显示器上的损坏。
在一种类型的投射电容触摸敏感面板中，电容节点包括由透明电阻材料(诸如，铟锡氧化物(ITO))形成的电极。图1描述使用分解图显示的这种触摸敏感面板100的例子。如图1中所示，电容节点包括沿第一方向延伸的一系列基本上平行的电极1121-11212和沿第二方向延伸的一系列基本上平行的电极1221-12220，其中第二方向基本上相对于第一方向正交。每组电极1121-11212和1221-12220形成在对应的透明基底116和126上，基底116和126中的每一个可包括例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜或玻璃。每组电极1121-11212和1221-12220经对应的一组导电迹线1141-11412和1241-12420连接到控制器，例如可使用金属或银墨实现导电迹线1141-11412和1241-12420。控制器经对应迹线对每个电极充电，由此导致静电场被投射在电极周围。当用户干扰特定电极周围的静电场时，由控制器经连接到该电极的迹线感测到这种干扰。
电极1121-11212、导电迹线1141-11412和基底116一起形成能够沿一个方向检测触摸的触摸屏面板100的第一传感器层102，该方向可任意地称为Y方向。类似地，电极1221-11220、导电迹线1241-12420和基底126一起形成能够沿另一方向检测触摸的触摸屏面板100的第二传感器层104，该另一方向可任意地称为X方向。第一传感器层102和第二传感器层104通常经中间粘合层(图1中未示出)层叠在一起，所述中间粘合层也可以用于在一个层的电极面对另一个层的电极的实现方式中隔离第一传感器层102的电极与第二传感器层104的电极。
第一传感器层102和第二传感器层104的每个电极包括一系列基本上菱形的段，这一系列基本上菱形的段由更小的基本上矩形的段连接。当第一传感器层102和第二传感器层104正确对准时，第一传感器层102的电极的基本上菱形的段和第二传感器层104的电极的基本上菱形的段之间的重叠最小。这表示在图2中，图2描述触摸敏感面板100的局部放大图200。这种布置有助于使每个电极在最大程度上暴露于触摸敏感面板100的表面，同时也有助于减小不同传感器层上的基本上菱形的段之间的电容耦合。然而，如图2中所示，第一传感器层102和第二传感器层104的电极的基本上矩形的部分重叠。因此，当在第一传感器层102上的电极和第二传感器层104上的电极之间存在电压差时(例如，当第一传感器层102上的电极充电并且第二传感器层104上的电极接地时，反之亦然)，寄生电容能够形成在每个电极的重叠的基本上矩形的部分之间。这种寄生电容能够干扰触摸敏感面板100的正确操作。例如，这种寄生电容可引起触摸敏感面板100的控制器部分把实际触摸事件解释为噪声，反之亦然。
为了解决这个问题，常规触摸敏感面板100包括附加层106，附加层106通常层叠于第二传感器层104的底部并包括形成在基底136上的电阻材料(诸如，ITO)的平板132。在另一实现方式中，平板132可形成在第二传感器层104的基底126的背面。平板132也经至少一个导电迹线(图1中未示出)连接到控制器。在触摸敏感面板100的工作期间，控制器以倾向于抵消可能在第一传感器层102和第二传感器层104上的重叠电极之间产生的寄生电容的方式把电流施加于平板132。层106可在现有技术中称为屏蔽层。包括层106以防止寄生电容的要求增加了制造触摸敏感面板100所需的材料的量以及成本。
图1中描述的触摸敏感面板设计的另一潜在问题在于：当光撞击第一传感器层102和第二传感器层104上的电极时，可能发生内部反射。例如，当用于形成电极的ITO的反射率与用于把第一传感器层102接合到第二传感器层104的粘合层的折射率不同时，能够发生这种反射。这种反射能够使用户可看见图案化的ITO，这是非常不希望出现的情况。为了解决这个问题，称为折射率匹配ITO的特定类型的ITO可用于形成电极。这种折射率匹配ITO的使用用于减小内部反射。然而，折射率匹配ITO通常比非折射率匹配ITO昂贵。另外，折射率匹配ITO仅以相对于某些其它形式的非折射率匹配ITO具有更高电阻的形式可用。这种相对较高电阻的ITO的使用可能需要更多电荷以用于驱动触摸敏感面板100的电极和/或可能导致沿着电极的各部分的减小的灵敏度。
因此需要一种解决与常规触摸敏感面板关联的一项或多项前述问题的用于触摸屏显示器的触摸敏感面板，诸如投射电容触摸敏感面板。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式提出以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选集。这种发明内容既不意图标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图限制要求保护的主题的范围。
在本文描述一种触摸敏感面板，该触摸敏感面板包括第一传感器层和第二传感器层以及集成在第一传感器层和/或第二传感器层中的至少一个屏蔽电极。所述至少一个屏蔽电极可用于抵消第一传感器层中的至少一个感测电极和第二传感器层中的至少一个感测电极之间的寄生电容。在第一传感器层和/或第二传感器层中的一个或多个集成屏蔽电极能够替代附加屏蔽层用于防止触摸敏感面板中的寄生电容，由此减小制造触摸敏感面板所需的成本和材料。另一方面，集成的屏蔽电极可以与单独的屏蔽层一起用在触摸敏感面板中以提供针对寄生电容的另外级别的保护。在本文还描述一种包括这种触摸敏感面板的触摸屏显示器和操作这种触摸敏感面板的方法。
在一种实现方式中，触摸敏感面板的多个屏蔽电极和感测电极使用相同的基本上透明的电阻材料实现，并以这样的方式实现于第一传感器层和/或第二传感器层中，即感测电极之间的空隙大部分由屏蔽电极填充。如果感测电极和屏蔽电极之间的空隙足够小，则能够减小通常由于用于形成感测电极的材料的折射率和用于把第一传感器层接合到第二传感器层的粘合层的折射率之间的差异而产生的内部反射。结果，诸如非折射率匹配的铟锡氧化物(ITO)的材料可用于实现感测电极和屏蔽电极，同时仍然保持可接受程度的面板透明度。这种非折射率匹配ITO能够较便宜并提供比常规用于使内部反射最小化的折射率匹配ITO更低的电阻。
具体地说，本文描述一种触摸敏感面板。该触摸敏感面板包括第一传感器层和第二传感器层。第一传感器层包括布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极。第二传感器层包括布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极和布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极。每个感测电极可产生用于感测触摸事件的静电场。所述至少一个屏蔽电极可用于抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
在触摸敏感面板的一种实现方式中，第二传感器层包括布置在第二基底表面上的多个屏蔽电极。所述多个屏蔽电极中的每一个布置在唯一一对所述第二多个感测电极之间并以基本上平行于唯一一对所述第二多个感测电极的方式延伸。所述第二多个感测电极和所述多个屏蔽电极中的每一个可包括一系列基本上菱形的段，这一系列基本上菱形的段由更小的基本上矩形的段连接在一起。
在触摸敏感面板的另一实现方式中，所述第一传感器层还包括：至少一个屏蔽电极，布置在第一基底表面上并且可用于抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
根据触摸敏感面板的实现方式，所述第一基底表面和第二基底表面可包括不同基底的表面，或者可包括单个基底的相对表面。此外，根据实现方式，所述第一基底表面和第二基底表面中的每一个可包括基本上透明的玻璃基底的表面或者基本上透明的聚酯薄的表面。
在触摸敏感面板的另一实现方式中，所述第一多个感测电极、第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极中的每一个由基本上透明的电阻材料形成。这种基本上透明的电阻材料可包括例如ITO，并且在某些实现方式中包括非折射率匹配ITO。
本文描述另一种触摸敏感面板。所述另一种触摸敏感面板包括第一多个感测电极、第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极。第一多个感测电极由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸。第二多个感测电极和所述至少一个屏蔽电极由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸。每个感测电极可产生用于感测触摸事件的静电场。所述至少一个屏蔽电极可用于抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
本文还描述了一种触摸屏显示器。该触摸屏显示器包括触摸敏感面板和控制器。触摸敏感面板包括第一传感器层和第二传感器层。第一传感器层包括布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极。第二传感器层包括布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极和布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极。控制器连接到所述第一多个感测电极、所述第二多个感测电极和所述至少一个屏蔽电极。控制器被构造为对所述第一和第二多个感测电极充电以在每个感测电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件，以及以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对所述至少一个屏蔽电极充电。
本文还描述了一种用于操作触摸敏感面板的方法。根据该方法，对布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极充电，以在所述第一多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。对布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极充电，以在所述第二多个感测电极中的每个感测电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极充电。
本文还描述了另一种触摸屏显示器。所述另一种触摸屏显示器包括触摸敏感面板和控制器。触摸敏感面板包括第一多个感测电极、第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极。第一多个感测电极由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸。第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸。控制器连接到所述第一多个感测电极、所述第二多个感测电极和所述至少一个屏蔽电极。控制器被构造为对所述第一和第二多个感测电极充电，以在每个感测电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件，以及以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对所述至少一个屏蔽电极充电。
本文还描述了另一种用于操作触摸敏感面板的方法。根据所述另一种方法，对由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸的第一多个感测电极充电，以在所述第一多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。对由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸的第二多个感测电极充电，以在所述第二多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对由第二层基本上透明的电阻材料形成的至少一个屏蔽电极充电。
以下参照附图详细描述本发明的另外的特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作。需要注意的是，本发明不限于本文描述的特定实施例。在本文提供这些实施例仅为了说明性的目的。基于本文包含的教导，对于本领域技术人员而言，另外的实施例将会变得清楚。
附图说明
包括在本文中并形成说明书的一部分的附图表示本发明并与描述一起进一步用于解释本发明的原理以及使本领域技术人员能够利用本发明。
图1是常规投射电容触摸敏感面板的分解图。
图2是图1的常规投射电容触摸敏感面板的局部放大图。
图3是可实现根据本发明的实施例的触摸敏感面板的系统的方框图。
图4是根据本发明实施例的触摸敏感面板的方框图。
图5是根据本发明实施例的触摸敏感面板的第一传感器层的俯视图。
图6是根据本发明实施例的触摸敏感面板的第二传感器层的俯视图。
图7是包括使用不同基底形成的第一传感器层和第二传感器层的根据本发明实施例的触摸敏感面板的侧面分解图。
图8是包括使用不同基底形成的第一传感器层和第二传感器层的根据本发明实施例的另一触摸敏感面板的侧面分解图。
图9是第一传感器层和第二传感器层形成在单个基底的相对侧的根据本发明实施例的触摸敏感面板的侧视图。
图10是第一传感器层和第二传感器层形成在单个基底的同一侧的根据本发明实施例的触摸敏感面板的侧视图。
图11是包括布置在第二传感器层上面的第一传感器层的根据本发明实施例的触摸敏感面板的方框图，其中仅第二传感器层包括至少一个屏蔽电极。
图12是包括布置在第二传感器层顶部的第一传感器层的根据本发明实施例的触摸敏感面板的方框图，其中仅第一传感器层包括至少一个屏蔽电极。
图13描述用于操作根据本发明实施例的触摸敏感面板的示例性方法的流程图。
根据以下结合附图阐述的详细的描述，本发明的特征和优点将会变得更清楚，其中相似标号始终指示对应元件。在附图中，相似标号通常指示相同、功能类似和/或结构类似的元件。元件首次出现的附图由对应标号中的最左面数字指示。
具体实施方式
A.介绍
下面的详细描述参照例示本发明的示例性实施例的附图。然而，本发明的范围不限于这些实施例，而是由所附权利要求定义。因此，附图中显示的实施例之外的实施例(诸如，示出的实施例的修改版本)仍然可以被包括在本发明中。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表示所描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例不是必须包括所述特定特征、结构或特性。此外，这些词语不必指示同一实施例。另外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否明确描述，认为结合其它实施例实现这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内。
B.示例性工作环境
图3是可实现根据本发明的实施例的触摸敏感面板的示例性系统300的方框图。系统300可包括使用触摸屏显示器的任何系统，包括但不限于某些个人计算机系统、ATM机、零售销售点终端、汽车导航系统、医疗监视器、工业控制系统和消费电子装置。在系统300代表消费电子装置的实施例中，消费电子装置可包括例如但不限于个人数字助手(PDA)、移动电话、智能电话、个人电子邮件装置、个人媒体播放器或者电话和数字媒体服务装置(诸如，Krzyzanowski等人的待决美国临时专利申请No.61/139,090中描述的电话和数字媒体服务装置)。
如图3中所示，系统300包括经图形适配器310以可通信的方式连接到显示器306的主机处理系统312。图形适配器310以公知的方式工作以从主机处理系统312接收命令并且响应于这种命令的处理把图形内容提供给显示器306。显示器306可包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器或者其它类型的显示器。
如图3中进一步所示，根据本发明实施例的基本上透明的触摸敏感面板304布置在显示器306上面。可布置触摸敏感面板304，以使它覆盖显示器306的整个可视区域。基本上透明的顶部玻璃302布置在触摸敏感面板304上面。粘合层或其它装置可用于把触摸敏感面板304固定于显示器306和/或把顶部玻璃302固定于触摸敏感面板304。顶部玻璃302保护下面的触摸敏感面板304并提供用户可利用手指、触摸笔或其它物体触摸的耐用表面。因为顶部玻璃302和触摸敏感面板304基本上透明，所以系统300的用户能够通过这些部件观看提供给显示器306的图形内容。
触摸敏感面板304以可通信的方式连接到控制器308，控制器308又以可通信的方式连接到主机处理系统312。如本文将会更详细所描述，触摸敏感面板304包括形成在一个或多个基底上的多个感测电极。控制器308构造为对所述多个感测电极中的每个感测电极充电，由此引起在每个感测电极周围创建对应的静电场。当用户利用物体(诸如，手指或触摸笔)按压顶部玻璃302或者使这种物体靠近顶部玻璃302时，该物体和一个或多个感测电极之间的电容耦合使所述一个或多个电极周围的静电场受到干扰。控制器308感测这种干扰并响应于此产生与触摸事件关联的数据。控制器308把关于触摸事件的数据传送到主机处理系统312，该主机处理系统312把该数据解释为用户输入的形式。
需要注意的是，在本文仅作为示例提供系统300。本领域技术人员将会理解，根据本发明的触摸敏感面板能够用于除图3中描述的系统之外的各种系统。
C.根据本发明实施例的示例性触摸敏感面板
图4是更详细地显示图3的触摸敏感面板304的方框图。如图4中所示，触摸敏感面板314包括第一传感器层402和第二传感器层404。第一传感器层402布置在第二传感器层404上面并以本文更详细地描述的方式固定于第二传感器层404。第一传感器层402包括可用于沿一个方向检测触摸事件的第一多个感测电极412和至少一个集成屏蔽电极414。第二传感器层404包括可用于沿另一方向检测触摸事件的第二多个感测电极414和至少一个集成屏蔽电极424。每个传感器层中所包括的所述至少一个屏蔽电极可用于抵消第一传感器层402中的至少一个感测电极和第二传感器层404中的至少一个感测电极之间的寄生电容。第一传感器层402和/或第二传感器层404中的集成屏蔽电极能够有益地替代附加的屏蔽层用于防止触摸敏感面板304中的寄生电容，由此减小制造触摸敏感面板304所需的成本和材料。另一方面，集成屏蔽电极可以与单独的屏蔽层一起用在触摸敏感面板304中以提供针对寄生电容的另外级别的保护。
第一传感器层402的一种实现方式的俯视图显示在图5中并且第二传感器层404的对应实现方式的俯视图显示在图6中。现在将描述这些实现方式中的每一种。需要注意的是，仅作为示例提供这些实现方式并且它们并不意图限制本发明。
如图5中所示，第一传感器层402包括布置在基底520的表面上并在基底520的表面上以单向方式延伸的一系列基本上平行的感测电极5121-51212。每个感测电极5121-51212包括由更小的基本上矩形的段连接的一系列基本上菱形的段，并且部分基本上菱形的段连接到每个纵向末端。感测电极5121-51212由在光学方面透明的电阻材料(诸如，铟锡氧化物(ITO)或锑锡氧化物(ATO))形成。基底520也在光学方面透明并且可包括例如玻璃或聚酯膜。在基底520包括聚酯膜的实施例中，聚酯膜可包括例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
每个感测电极5121-51212连接到对应的导电迹线5141-51412，导电迹线5141-51412也布置在基底520的表面上。导电迹线5141-51412可由银、铜、金或其它合适的导电材料形成。导电迹线5141-51412用于把感测电极5121-51212耦合到控制器308。控制器308经对应的导电迹线5141-51412对每个感测电极5121-51212充电，由此引起静电场投射于每个感测电极上方。当用户用物体(诸如，手指或触摸笔)压着顶部玻璃302或者使这种物体靠近顶部玻璃302时，一个或多个感测电极5121-51212周围的静电场受到干扰。这种干扰由控制器308经连接到所述一个或多个感测电极的导电迹线感测并记录为触摸事件。
感测电极5121-51212沿第一方向在基底520的表面上以平行方式延伸。因此，通过确定感测电极5121-51212中的哪一个已记录触摸，控制器308能够在基本上与第一方向正交的第二方向上确定触摸的近似位置。第一方向将会任意地在本文称为X方向并且第二方向将会任意地在本文称为Y方向。
另外如图5中所示，第一传感器层402还包括布置在基底520的表面上并在基底520的表面上以单向方式延伸的一系列基本上平行的屏蔽电极5161-51613。每个屏蔽电极5161-51613包括由更小的基本上矩形的段连接的一系列完整或部分基本上菱形的段。屏蔽电极5161-51613由在光学方面透明的电阻材料(诸如，ITO或ATO)形成，并优选地由与感测电极5121-51212相同的在光学方面透明的电阻材料形成。屏蔽电极5161-51613以这样的方式形成：屏蔽电极5161-51613的基本上菱形的段位于基底520上的空隙中，这些空隙存在于感测电极5121-51212的基本上菱形的段之间。
每个屏蔽电极5161-51613连接到单个导电迹线518，导电迹线518也布置在基底520的表面上。导电迹线518由银、铜、金或其它合适的导电材料形成，并优选地由与导电迹线5141-51412相同的材料形成。导电迹线518用于把屏蔽电极5161-51613耦合到控制器308。控制器308以倾向于抵消可能在第一传感器层202和第二传感器层204上的重叠感测电极之间产生的寄生电容的方式经导电迹线518把电流施加于屏蔽电极5161-51613。
屏蔽电极5161-51613沿基本上平行于感测电极5121-51212的方向在基底520的表面上延伸，并且近似与感测电极5121-51212一样长。因此，感测电极5121-51212和屏蔽电极5161-51613中的每个电极的第一端布置在基底520的表面的第一侧(在图5中显示为基底520的左侧)，而感测电极5121-51212和屏蔽电极5161-51613中的每个电极的第二端布置在基底520的表面的第二侧(在图5中显示为基底520的右侧)。如图5中所示，导电迹线518连接到屏蔽电极5161-51613的第一端，而导电迹线5141-51412连接到感测电极5121-51212的第二端。这种布局是有益的，因为随着与对应的导电迹线5141-51412相隔的距离增加，寄生电容倾向于沿着每个感测电极5121-51212增加。相反地，随着与导电迹线518相隔的距离增加，每个屏蔽电极5161-51613能够消除寄生电容的程度倾向于减小。因此，通过以这种方式把导电迹线连接到感测电极5121-51212和屏蔽电极5161-51613，屏蔽电极5161-51613的倾向于对消除寄生电容最有效的部分布置为靠近感测电极5121-51212的寄生电容倾向于最严重的部分。
在一种实现方式中，通过经溅射涂覆或其它合适工艺在基底520的表面上沉积一层ITO、ATO或其它基本上透明的电阻材料以及随后通过刻蚀掉感测电极5121-51212和屏蔽电极5161-51613之间的空隙，形成感测电极5121-51212和屏蔽电极5161-51613。通过在基底520的表面上沉积金属带并随后刻蚀掉金属带的多个部分，通过使用丝网屏蔽工艺在基底520上沉积导电墨水或者通过某种其它合适的工艺，可形成导电迹线5141-51412和518。
现在将描述图6中描述的第二传感器层404的示例性实现方式。如图6中所示，第二传感器层404包括布置在基底620的表面上并在基底620的表面上以单向方式延伸的一系列基本上平行的感测电极6121-61220。每个感测电极6121-61220包括由更小的基本上矩形的段连接的一系列基本上菱形的段，并且部分基本上菱形的段连接到每个纵向末端。感测电极6121-61220由在光学方面透明的电阻材料(诸如，ITO或ATO)形成。基底620也在光学方面透明并且可包括例如玻璃或聚酯膜，诸如PET膜。
每个感测电极6121-61220连接到对应的导电迹线6141-61420，导电迹线6141-61420也布置在基底620的表面上。导电迹线6141-61420可由银、铜、金或其它合适的导电材料形成。导电迹线6141-61420用于把感测电极6121-61220耦合到控制器308。控制器308经对应的导电迹线6141-61420对每个感测电极6121-61220充电，由此使得静电场投射于每个感测电极上方。当用户利用物体(诸如，手指或触摸笔)压着顶部玻璃302或者使这种物体靠近顶部玻璃302时，一个或多个感测电极6121-61220周围的静电场受到干扰。这种干扰由控制器308经连接到所述一个或多个感测电极的一个或多个导电迹线感测并记录为触摸事件。
感测电极6121-61220沿基本上与感测电极5121-51212在基底520的表面上延伸的第一方向正交的第二方向在基底620的表面上以平行方式延伸。因此，通过确定感测电极6121-61220中的哪一个已记录触摸，控制器308能够在第一方向上确定触摸的近似位置。如上所述，第一方向将会任意地在本文称为X方向并且第二方向将会任意地在本文称为Y方向。
另外如图6中所示，第二传感器层404还包括布置在基底620的表面上并在基底620的表面上以单向方式延伸的一系列基本上平行的屏蔽电极6161-61621。每个屏蔽电极6161-61621包括由更小的基本上矩形的段连接的一系列完整或部分基本上菱形的段。屏蔽电极6161-61621由在光学方面透明的电阻材料(诸如，ITO或ATO)形成，并优选地由与感测电极6121-61220相同的在光学方面透明的电阻材料形成。屏蔽电极6161-61621以这样的方式形成：屏蔽电极6161-61621的基本上菱形的段位于基底620上的空隙中，这些空隙存在于感测电极6121-61220的基本上菱形的段之间。
每个屏蔽电极6161-61621连接到单个导电迹线618，导电迹线618也布置在基底620的表面上。导电迹线618由银、铜、金或其它合适的导电材料形成，并优选地由与导电迹线6141-61420相同的材料形成。导电迹线618用于把屏蔽电极6161-61621耦合到控制器308。控制器308以倾向于抵消可能在第一传感器层202和第二传感器层204上的重叠感测电极之间产生的寄生电容的方式经导电迹线618把电流施加于屏蔽电极6161-61621。
屏蔽电极6161-61621沿基本上平行于感测电极6121-61220的方向在基底620的表面上延伸，并且近似与感测电极6121-61220一样长。因此，感测电极6121-61220和屏蔽电极6161-61621中的每个电极的第一端布置在基底620的表面的第一侧(在图6中显示为基底620的顶侧)，而感测电极6121-61220和屏蔽电极6161-61621中的每个电极的第二端布置在基底620的表面的第二侧(在图6中显示为基底620的底侧)。如图6中所示，导电迹线618连接到屏蔽电极6161-61621的第一端，而导电迹线6141-61420连接到感测电极6121-61220的第二端。这种布局是有益的，因为随着与对应的导电迹线6141-61420相隔的距离增加，寄生电容倾向于沿着每个感测电极6121-61220增加。相反地，随着与导电迹线618相隔的距离增加，每个屏蔽电极6161-61621能够消除寄生电容的程度倾向于减小。因此，通过以这种方式把导电迹线连接到感测电极6121-61220和屏蔽电极6161-61621，屏蔽电极6161-61621的倾向于对消除寄生电容最有效的部分布置为靠近感测电极6121-61220的寄生电容倾向于最严重的部分。
在一种实现方式中，通过经溅射涂覆或其它合适工艺在基底620的表面上沉积一层ITO、ATO或其它基本上透明的电阻材料以及随后通过选择性地刻蚀掉感测电极6121-61220和屏蔽电极6161-61621之间的空隙，形成感测电极6121-61220和屏蔽电极6161-61621。通过在基底620的表面上沉积金属带并随后选择性地刻蚀掉金属带的多个部分，通过使用丝网屏蔽工艺在基底620上沉积导电墨水或者通过某种其它合适的工艺，可形成导电迹线6141-61420和导电迹线618。
根据该实现方式，第一传感器层402和第二传感器层404上的感测电极和屏蔽电极之间的空隙可具有不同的尺寸。如果使这些空隙足够小(例如，在一个实施例中，0.07mm)，则能够减小原本由于电阻材料的折射率与粘合层的折射率之间的差异可能产生的内部反射，其中电阻材料用于形成第一传感器层402和第二传感器层404上的感测电极，粘合层用于把第一传感器层402接合到第二传感器层404。结果，诸如非折射率匹配铟锡氧化物(ITO)的材料可用于实现第一传感器层402和第二传感器层404上的感测电极和屏蔽电极，同时仍然保持可接受程度的面板透明度。这种非折射率匹配ITO能够较便宜并提供比常规用于使内部反射最小化的折射率匹配ITO更低的电阻。
如上所述，通过在第二层404上面沉积第一传感器层402并把第一传感器层402固定于第二传感器层404，形成触摸敏感面板304的实现方式。在这个过程期间，第一传感器402和第二层404优选地对准，以使第一传感器层402的感测电极5121-51212的基本上菱形的段和第二传感器层404的感测电极6121-61220的基本上菱形的段之间的重叠最小。这种布置有助于减小不同传感器层上的感测电极的基本上菱形的段之间的电容耦合。
图7是表示第一传感器层402可固定在第二层404上的一种方式的触摸敏感面板304的实现方式的侧面分解图。如图7中所示，一层基本上透明的粘合层706布置在基底520的第一表面712和基底620的第一表面722之间，第二传感器层404的各种元件704形成在基底620的第一表面722上。粘合层706用于把第一表面712固定于第一表面722和元件704。元件704包括感测电极6121-61220、屏蔽电极6161-61621以及导电迹线6141-61420和618。第一传感器层402的各种元件702形成在与基底520的第一表面712相对的基底520的第二表面714上。元件702包括感测电极5121-51212、屏蔽电极5161-51613以及导电迹线5141-51412和518。
图8是表示第一传感器层402可按照另一方式固定在第二层404上的触摸敏感面板304的另一实现方式的侧面分解图。如图8中所示，粘合层806布置在基底520的第一表面812和基底620的第一表面822之间，第一传感器层402的各种元件802形成在基底520的第一表面812上，第二传感器层404的各种元件804形成在基底620的第一表面822上。粘合层806用于把第一表面812和元件802固定于第二表面822和元件804以及在电气方面隔离元件802和元件804。元件802包括感测电极5121-51212、屏蔽电极5161-51613以及导电迹线5141-51412和518。元件804包括感测电极6121-61220、屏蔽电极6161-61621以及导电迹线6141-61420和618。
图9是表示第一传感器层402可按照另一方式固定在第二层404上的触摸敏感面板304的另一实现方式的侧视图。在图9显示的实现方式中，第一传感器层402和第二传感器层404形成在同一基底906的相对侧。具体地说，第一传感器层402的各种元件902形成在基底906的第一表面912上并且第二传感器层404的各种元件904形成在基底906的第二表面914上，其中第一表面912相对于第二表面914位于基底906的相对侧。元件902包括感测电极5121-51212、屏蔽电极5161-51613以及导电迹线5141-51412和518。元件904包括感测电极6121-61220、屏蔽电极6161-61621以及导电迹线6141-61420和618。因此，虽然以上结合图5和6的示例性实现方式阐述的第一传感器层402和第二传感器层404的描述提及不同基底520和620的表面，但应该理解，在一种实现方式中，基底520和620的表面可实际包括同一基底的相对表面。
图10是表示第一传感器层402可按照另一方式固定在第二层404上的触摸敏感面板304的另一实现方式的侧视图。在图10显示的实现方式中，第二传感器层404形成在基底1006上。具体地说，第二传感器层404的各种元件1004形成在基底1006的表面上。元件1004包括感测电极6121-61220、屏蔽电极6161-61621以及导电迹线6141-61420和618。介电层1008随后形成在基底1006的表面和元件1004上面。第一传感器层402随后形成在介电层1008上。具体地说，第一传感器层402的各种元件1002形成在介电层1008的表面上。元件1002包括感测电极5121-51212、屏蔽电极5161-51613以及导电迹线5141-51412和518。介电层1008因此有效地用作用于元件1002的基底并且还用于在电气方面隔离部件1002和1004。
在根据本发明实施例的触摸敏感面板的前面描述中，第一传感器层402和第二传感器层404中的每一个包括用于防止布置在第一传感器层402上的感测电极和布置在第二传感器层404上的感测电极之间的寄生电容的至少一个屏蔽电极。图11是包括布置在第二传感器层1104上面的第一传感器层1102的根据本发明实施例的另一触摸敏感面板的方框图，其中仅第二传感器层1104包括至少一个屏蔽电极。具体地说，如图11中所示，第一传感器层1102包括可用于沿一个方向检测触摸事件的第一多个感测电极1112。第二传感器层1104包括可用于沿另一方向检测触摸事件的第二多个感测电极1122和至少一个屏蔽电极1124。第二传感器层1104中所包括的所述至少一个屏蔽电极可用于抵消第一传感器层1102中的至少一个感测电极和第二传感器层1104中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
例如，在图11显示的实施例的一种实现方式中，除了屏蔽电极5161-51613和导电迹线518未形成在基底520上之外，第一传感器层1102基本上类似于图5中描述的第一传感器层402。例如，通过完全刻蚀掉感测电极5121-51212之间的电阻材料的区域而非仅部分蚀刻这些区域以创建屏蔽电极5161-51613，能够实现这一点。另外通过不沉积或印刷导电迹线518或者通过刻蚀掉原本用于创建导电迹线518的导电材料，能够实现这一点。另外根据这个例子，第二传感器层1104可基本上类似于图6中描述的第二传感器层404。前面的布置的一个优点在于：通过确保不存在可能与第二传感器层1104内的感测电极1122重叠的第一传感器层1102内的屏蔽电极，能够用于使第二传感器层1104内的感测电极1122在最大程度上暴露于触摸敏感面板304的表面。
图12是包括布置在第二传感器层1204上面的第一传感器层1202的根据本发明实施例的另一触摸敏感面板的方框图，其中仅第一传感器层1202包括至少一个屏蔽电极。具体地说，如图12中所示，第一传感器层1202包括可用于沿一个方向检测触摸事件的第一多个感测电极1212和至少一个屏蔽电极1214。第二传感器层1204包括可用于沿另一方向检测触摸事件的第二多个感测电极1222。第一传感器层1202中所包括的所述至少一个屏蔽电极可用于抵消第一传感器层1202中的至少一个感测电极和第二传感器层1204中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
例如，在图12显示的实施例的一种实现方式中，第一传感器层1202基本上类似于图5中描述的第一传感器层402。另外根据这个例子，除了屏蔽电极6161-61621和导电迹线618未形成在基底620上之外，第二传感器层1204可基本上类似于图6中描述的第二传感器层404。例如，通过完全刻蚀掉感测电极6121-61220之间的电阻材料的区域而非仅部分蚀刻这些区域以创建屏蔽电极6161-61621，能够实现这一点。另外通过不沉积或印刷导电迹线618或者通过刻蚀掉原本用于创建导电迹线618的导电材料，能够实现这一点。
D.根据本发明实施例的触摸敏感面板的操作的示例性方法
图13描述用于操作根据本发明实施例的触摸敏感面板的方法的流程图1300。流程图1300的方法可例如由系统300的控制器308实现以操作如前面参照图4-12所描述的触摸敏感面板304的各种实施例。然而，该方法不限于这些实施例。
如图13中所示，流程图1300的方法开始于步骤1302，在步骤1302，对第一传感器层中的第一多个感测电极充电以在所述第一多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。例如，继续参照一个先前描述的实施例，系统300的控制器308可对触摸敏感面板304的第一传感器层402中的第一多个感测电极412充电以在第一多个感测电极412的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。第一多个感测电极412可以是例如以上参照图5所描述的感测电极5121-51212。
在步骤1304，对第二传感器层中的第二多个感测电极充电以在所述第二多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。例如，继续参照一个先前描述的实施例，系统300的控制器308可对触摸敏感面板304的第二传感器层404中的第二多个感测电极422充电以在第二多个感测电极422中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件。第二多个感测电极422可以是例如以上参照图6所描述的感测电极6121-61220。
在步骤1306，以抵消第一多个感测电极中的至少一个感测电极和第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对第一和/或第二传感器层中的至少一个屏蔽电极充电。例如，继续参照一个先前描述的实施例，系统300的控制器308可以以抵消第一多个感测电极412中的至少一个感测电极和第二多个感测电极422中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对第一传感器层402中的至少一个屏蔽电极414和/或第二传感器层404中的至少一个屏蔽电极424充电。
E.结论
尽管以上描述了本发明的各种实施例，但应该理解，提供它们仅作为示例而非用于限制。本领域技术人员将会理解，在不脱离如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出形式和细节上的各种改变。因此，本发明的广度和范围不应该由任何上述示例性实施例限制，而是应该仅根据下面的权利要求及其等同物定义。

Claims (32)

1.一种触摸敏感面板，包括：
第一传感器层，包括布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极；
第二传感器层，包括布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极以及布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极；
其中每个感测电极能产生用于感测触摸事件的静电场，并且其中所述至少一个屏蔽电极能抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
2.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述至少一个屏蔽电极以减小内部反射的方式布置在第二基底表面上。
3.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第二传感器层包括布置在第二基底表面上的多个屏蔽电极，所述多个屏蔽电极中的每一个布置在所述第二多个感测电极中的相应一对感测电极之间并以基本上平行于所述第二多个感测电极中的相应一对感测电极的方式延伸。
4.如权利要求3所述的触摸敏感面板，其中所述第二多个感测电极和所述多个屏蔽电极中的每一个包括一系列基本上菱形的段，这一系列基本上菱形的段由更小的基本上矩形的段连接在一起。
5.如权利要求3所述的触摸敏感面板，其中所述第二多个感测电极中的每一个和所述多个屏蔽电极中的每一个具有位于第二基底表面的第一侧的第一端和位于第二基底表面的第二侧的第二端，并且其中所述第二多个感测电极中的每一个的第一端连接到能用于驱动感测电极的对应导电迹线，并且其中所述多个屏蔽电极中的每一个的第二端连接到能用于驱动屏蔽电极的导电迹线。
6.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一传感器层还包括：至少一个屏蔽电极，布置在第一基底表面上并且能用于抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
7.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一基底表面和第二基底表面包括不同基底的表面。
8.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一基底表面和第二基底表面包括单个基底的相对表面。
9.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一方向基本上与第二方向正交。
10.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一基底表面和第二基底表面中的每一个包括基本上透明的玻璃基底的表面。
11.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一基底表面和第二基底表面中的每一个包括基本上透明的聚酯膜的表面。
12.如权利要求1所述的触摸敏感面板，其中所述第一多个感测电极、第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极中的每一个由基本上透明的电阻材料形成。
13.如权利要求12所述的触摸敏感面板，其中所述基本上透明的电阻材料包括铟锡氧化物(ITO)。
14.如权利要求13所述的触摸敏感面板，其中所述ITO包括非折射率匹配ITO。
15.一种触摸敏感面板，包括：
第一多个感测电极，由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸；
第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极，由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸；
其中每个感测电极能产生用于感测触摸事件的静电场，并且其中所述至少一个屏蔽电极能用于抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容。
16.一种触摸屏显示器，包括：
触摸敏感面板，包括第一传感器层和第二传感器层，第一传感器层包括布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极，并且第二传感器层包括布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极以及布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极；
控制器，连接到所述第一多个感测电极、所述第二多个感测电极和所述至少一个屏蔽电极，所述控制器被构造为对所述第一和第二多个感测电极充电以在每个感测电极周围产生静电场，以便用于感测触摸事件以及以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对所述至少一个屏蔽电极充电。
17.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述至少一个屏蔽电极以减小内部反射的方式布置在第二基底表面上。
18.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第二传感器层包括布置在第二基底表面上的多个屏蔽电极，所述多个屏蔽电极中的每一个布置在所述第二多个感测电极中的相应一对感测电极之间并以基本上平行于所述第二多个感测电极中的相应一对感测电极的方式延伸。
19.如权利要求18所述的触摸屏显示器，其中所述第二多个感测电极和所述多个屏蔽电极中的每一个包括一系列基本上菱形的段，这一系列基本上菱形的段由更小的基本上矩形的段连接在一起。
20.如权利要求18所述的触摸屏显示器，其中所述第二多个感测电极中的每一个和所述多个屏蔽电极中的每一个具有位于第二基底表面的第一侧的第一端和位于第二基底表面的第二侧的第二端，并且其中所述第二多个感测电极中的每一个的第一端经对应的导电迹线连接到所述控制器，并且其中所述多个屏蔽电极中的每一个的第二端经导电迹线连接到所述控制器。
21.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一传感器层还包括布置在第一基底表面上的至少一个屏蔽电极，其中所述控制器还连接到布置在第一基底表面上的所述至少一个屏蔽电极并且还构造为以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对布置在第一基底表面上的所述至少一个屏蔽电极充电。
22.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一基底表面和第二基底表面包括不同基底的表面。
23.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一基底表面和第二基底表面包括单个基底的相对表面。
24.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一方向基本上与第二方向正交。
25.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一基底表面和第二基底表面中的每一个包括基本上透明的玻璃基底的表面。
26.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一基底表面和第二基底表面中的每一个包括基本上透明的聚酯膜的表面。
27.如权利要求16所述的触摸屏显示器，其中所述第一多个感测电极、第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极中的每一个由基本上透明的电阻材料形成。
28.如权利要求27所述的触摸屏显示器，其中所述基本上透明的电阻材料包括铟锡氧化物(ITO)。
29.如权利要求28所述的触摸屏显示器，其中所述ITO包括非折射率匹配ITO。
30.一种用于操作触摸敏感面板的方法，包括：
对布置在第一基底表面上并在第一基底表面上沿第一方向延伸的第一多个感测电极充电，以在所述第一多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件；
对布置在第二基底表面上并在第二基底表面上沿第二方向延伸的第二多个感测电极充电，以在所述第二多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件；
以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对布置在第二基底表面上的至少一个屏蔽电极充电。
31.一种触摸屏显示器，包括：
触摸敏感面板，包括由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸的第一多个感测电极以及由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸的第二多个感测电极和至少一个屏蔽电极；
控制器，连接到所述第一多个感测电极、所述第二多个感测电极和所述至少一个屏蔽电极，所述控制器被构造为对所述第一和第二多个感测电极充电以在每个感测电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件以及以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对所述至少一个屏蔽电极充电。
32.一种用于操作触摸敏感面板的方法，包括：
对由第一层基本上透明的电阻材料形成并且沿第一方向延伸的第一多个感测电极充电，以在所述第一多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件；
对由第二层基本上透明的电阻材料形成并且沿第二方向延伸的第二多个感测电极充电，以在所述第二多个感测电极中的每个电极周围产生静电场以便用于感测触摸事件；以及
以抵消所述第一多个感测电极中的至少一个感测电极和所述第二多个感测电极中的至少一个感测电极之间的寄生电容的方式对由第二层基本上透明的电阻材料形成的至少一个屏蔽电极充电。
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