CN104541236A - 多点触摸感测装置 - Google Patents

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Abstract

用于显示屏的多点触摸感测面板装置，其包括面板和触摸探测器，该面板包括在多个交点处相互交叉的多个电隔离的导体。触摸探测器被布置成，通过探测在交点处交叉的导体之间通过电容耦合转移的能量的减少，以及通过与在给定交点处探测到的用户触摸相对应的该交点处探测到的电容耦合的能量的减少，来探测用户触摸。多个电隔离的导体中的每一个包括用绝缘涂层单独绝缘的导线。

Description

多点触摸感测装置
技术领域
本发明涉及用于触摸感测显示器中的、用来探测用户触摸输入的装置，并且尤其涉及用来探测用户多点触摸，即同时来自用户的一个或多个触摸输入的装置。
背景
配备有触摸感测显示器的个人计算设备已众所周知并被广泛使用。这种显示器允许用户通过“触摸输入”，即通过触摸通常被定位在显示屏上方的触摸感测面板，来控制设备。
所谓的“多点触摸”技术的最新进展使得多点触摸设备得以发展，由此设备的触摸感测显示器可以从用户的多个同时触摸中获得控制信息。多点触摸技术增加了用户对于设备的控程度，并增加了设备的有用性和满意度。
多点触摸技术的发展主要局限于相对小规模的个人计算设备，如智能电话和平板电脑。然而，人们认识到在其他领域提供多点触摸感测显示器可产生其他类型的改进的设备。
常规的多点触摸显示设备使用所谓的“互电容”技术，由此对通过电容耦合的能力从第一组导体(即电极)转移到第二组导体的电荷的电平进行监测。这种电荷转移的减少指示用户触摸。可以使用其他技术来探测用户触摸，如所谓的“自电容”技术，由此监测被布置成网格图案的被隔离的导体的电容的变化。然而，当试图在多个同时触摸之间进行区分时，基于自电容的技术执行效果不佳，因此并不适合于多点触摸应用。
常规的基于互电容的多点触摸显示设备包括覆盖在显示屏上的触摸感测面板。触摸感测面板包括第一阵列层和第二阵列层，该第一阵列层包括第一组导电元件并且该第二阵列层包括第二组导电元件。第一阵列层和第二阵列层由多个绝缘层分隔开并被定位在通常由玻璃制成的透明保护基板的下方。第一组导电元件和第二组导电元件由氧化铟锡(ITO)制成。当ITO被沉积成足够薄的层时，它变得透明并且通常被认为是用于被定位在显示屏上方的面板中的最好的材料。
第一阵列层的ITO导体被布置成在多个交叉点处与第二阵列层的ITO导体交叉。对由在各个交叉点处的第一层和第二层的ITO导体之间的电容耦合引起的电荷的转移进行监测。当在交叉点处探测到由电容耦合进行转移的电荷的电平下降时，探测出用户触摸(例如用户使手指或电容性触控笔与触摸感测面板紧密靠近或物理接触)。这是由原本会从一个导体层被转移到交叉点处的其他导体层而不是被转移到用户(或触控笔)的电荷引起的。
为了生产ITO导体，在基板上沉积一层ITO。接着，使用基于光刻的技术以蚀刻各个导体之间的间隙来蚀刻该层。
如上所述，当ITO被沉积为足够薄的层(例如厚度相当于250/300Ω/sq的电阻的ITO层)，它对于人眼基本透明，因此，高清晰度显示屏的光学呈现基本上不会因放置在基于ITO的多点触摸感测面板的顶部上而被削弱。
然而，使用ITO具有许多缺陷，这些缺陷使得它不太适合于制造其他类型的设备。
例如，虽然当ITO被沉积为足够薄的层时具有可接受的光学性能，但是其电阻率使得格外难于将ITO导体用于宽度大于500mm的多点触摸感测面板。超过这种尺寸，电阻使得必须使用格外高的功率的电子器件来将电荷“驱动”到导体中，这导致功率消耗增加。此外，随着导体的电阻增加，精确地测量多少电荷被电容地耦合在第一阵列层和第二阵列层之间变得更加困难。因此，为了制作更大尺寸的多点触摸感测面板，有必要“平铺”一系列离散的面板，从而增加了成本并且需要复杂的电子器件来控制平铺阵列。
此外，为了将ITO层沉积在基板上，使用所谓的“溅射”技术，由此将ITO微粒投射在形成薄层的基板上。溅射是昂贵且耗时的工艺并且必须在真空中执行。而且，难以持续地执行溅射，即提供一种均匀厚度和电阻率的ITO层。因此，ITO导体的特性(例如“线性”)可因设备的不同而不同。这就有必要调整控制每个单独设备的电子器件从而逐个设备地考虑到这些变化。
进一步地，使用光刻法需要生产昂贵的光刻掩膜。生产这类掩模的成本意味着制造使得测试新设计昂贵且开发少量的“定制的”触摸感测面板非常不实用的小体积的多点触摸感测面板通常是不经济的。
对于提供用于多点触摸设备的触摸感测面板的常规技术还存在缺点。例如，由于ITO的制造工艺和物理性能，很难提供除了均匀平坦的触摸感测面板以外的任何东西。这将多点触摸感测显示设备的使用限制于具有平坦的或基本平坦的显示屏轮廓的设备。
因为ITO由于其透明性一般被认为是制造多点触摸感测设备的导体的唯一适当的材料，所以努力解决上面讨论的缺点已经集中在调整ITO导体结构以减小其电阻率，以及调整基于ITO的制造工艺以使其成本更低并产生更持续沉积的ITO层。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供了一种用于显示屏的多点触摸感测面板装置，所述显示屏包括面板和触摸探测器，所述面板包括在多个交点处相互交叉的多个电隔离的导体。触摸探测器被布置成通过探测在交点处交叉的导体之间通过电容耦合转移的能量的减少，以及与给定交点处探测到的用户触摸相对应的该交点处探测到的电容耦合的能量的减少，来探测用户触摸。多个电隔离的导体中的每一个包括用绝缘涂层单独绝缘的导线。
根据本发明的第一方面，提供了一种基于互电容的多点触摸感测面板装置，它可以使用比常规技术更简单且成本更低的制造工艺来制造。更具体地，与常规技术相反，不是使用通过将ITO层沉积在非导电基板上且然后使用光刻法形成各个ITO导体而形成的电隔离的导体，相反根据本发明的这一方面的导体是由单独绝缘的导线形成。
已经认识到，虽然使用单独绝缘的导线可能在一定程度上损害了显示屏的美观(例如导线在设备安装于其上的显示屏的前方可以部分可见)，但是对于许多应用(如较大规模的设备，如公共显示屏或工业控制面板)单独绝缘的导线提供可接受的透明度，同时提供实质性的设计、制造和其他益处。
使用单独绝缘的导线而不是沉积并蚀刻的ITO大大简化了制造工艺，因为可以使用任何适当的导线布置工艺(如一种使用根据存储在CAD文件中的设计进行控制的绘图仪器的导线布置工艺)将导线简单地放置在面板基板上。可以制造根据本发明进行布置的多点触摸感测面板，而不需要预先生产昂贵的光刻掩模。通常的ITO多点触摸感测面板需要至少三个掩模：一个用于形成X-导体阵列、一个用于形成Y-导体阵列、以及一个用于形成用外部电子器件将X-导体和Y-导体连接的接触引线。根据本发明，无需生产任何掩膜。此外，根据本发明的这一方面，无需使用昂贵的和非持续的ITO溅射工艺。结果，制造“一次性”面板的成本略微不同于制造大体积的面板，并且可更加迅速地生产新的面板设计。
此外，ITO包含由于其稀少而昂贵的铟。抛开制造成本，根据本发明进行布置的多点触摸感测面板的原料成本通常低于等效的基于ITO的多点触摸感测面板。
此外，在常规的多点触摸感测面板中使用ITO导致黄色着色。如将理解的是，这可能对定位在这种多点触摸感测面板下方的显示屏上显示的内容的呈现具有不利影响。如将理解的是，因为根据本发明进行布置的多点触摸感测面板不需包含任何ITO，所以不存在由ITO引起的“泛黄”。
类似地，已知ITO特别能反射阳光。因此，基于常规ITO的多点触摸感测面板的性能在户外可能较差，因为来自面板后面的显示屏的光可被反射的阳光掩蔽。相反，因为根据本发明进行布置的多点触摸感测面板不需包含任何ITO，所以与由ITO引起的反射阳光有关的问题得以缓解。
此外，当使用导线时比当使用薄的ITO层时，所谓的“z-轴投影”(即用户手指或触控笔需要进行电容耦合充电并且从而记录触摸的导体远离导体阵列的距离)更大。结果，使用绝缘导线作为导体意味着导体通常被定位在其下的透明基板可以比可能基于ITO的导体厚得多。因此，根据本发明进行布置的多点触摸感测面板可以做成比常规的基于ITO的多点触摸感测面板更结实且有韧性。
在一些实施例中，多个电隔离的导体包括第一组X-平面导体和第二组Y-平面导体，每个交点在X-平面导体和Y-平面导体交叉的地方。在这些实施例的一些实例中，X-平面导体被布置成基本垂直于Y-平面导体。
在一些实施例中，导线包括金属导体材料，如铜、镍、钨或类似物。这些类型的导体的电阻率远低于ITO的电阻率。因此，各个多点触摸感测面板的尺寸可以远大于使用ITO的多点触摸感测面板的可能达到的尺寸，因为可以生产较大的导体阵列而阵列的电阻率不会变得过高。这意味着可以制作较大的设备而不需要“平铺”一组较小的面板。
在一些实施例中，多个电隔离的导体被布置为多个重复单元，每个单元包括一个或多个交点。通过以这种方式布置多个导体，可以产生导体的一般图案(并且储存为例如CAD文件)，其可容易地被缩放或操控，如增加尺寸、减小尺寸、裁剪、拉伸、压缩或任何其他这样的调整。因此，“基础”导体阵列图案可以快速且简单地适应于不同的应用，例如提供更大的多点触摸感测面板，尤其细长的多点触摸感测面板等等。而且，如果相同的一般图案用于导体阵列，那么提供该图案包括一组数量的交点，相同的触摸探测器(例如设备控制器IC)可用于探测用户输入触摸，而不论多点触摸感测面板的大小和尺寸(例如包括宽度高达2500mm的多点触摸感测面板)。
在一些实施例中，多个电隔离的导体相互层叠，在面板中形成单个导体阵列层。根据这些实施例中，导体可以被铺设在支撑基板上作为单层并在单独的制造步骤中。这导致比常规的多点触摸感测面板简单得多的结构，常规的多点触摸感测面板需要将X-平面中的导体沉积到与Y-平面中的导体完全分离的绝缘层上。
在一些实施例中，面板包括被定位在黏合剂层上的导体阵列层。在一些实例中，黏合剂层被定位成邻近保护基板层。在一些实例中，保护基板层由玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸类和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种制成。
在一些实施例中，电隔离的导体的导线的直径为8μm至18μm。
在一些实施例中，绝缘导线包括直径为5μm至10μm的钨线。已经发现，由钨制成的且具有该直径的导线提供良好的美观效果(即绝缘导线具有降低的可察觉性)，同时5μm至10μm的直径提供制造期间的防止断裂的良好水平的鲁棒性和抗性。
在一些实施例中，电隔离的导体的绝缘涂层包括聚氨酯涂层、聚酯涂层、聚酯酰亚胺涂层或聚酰亚胺涂层。在一些实施例中，电隔离的导体的绝缘涂层是厚度为3μm至4μm的涂层。
在一些实施例中，触摸探测器是控制器单元，该控制器单元被布置成通过在X-平面导体上发射脉冲并监测Y-平面导体中的一个或多个上的相应的脉冲能量来探测交点处的触摸，所述相应的脉冲由X-平面导体和一个或多个Y-平面导体之间的电容耦合而引起。与其他Y-平面导体相比，当控制器单元探测到Y-平面导体中的一个导体上的脉冲能量减少时，则在交点处探测到触摸，所述Y-平面导体中的一个导体对应于该交点。
在一些实施例中，面板是非平面的并且适用于相应的非平面显示屏。
根据本发明的第二方面，提供了一种多点触摸感测显示器，其包括多点触摸感测面板、显示屏和触摸探测器，该多点触摸感测面板包括在多个交点处相互交叉的多个电隔离的导体，该显示屏相对于多点触摸感测面板定位。触摸探测器被布置成通过探测在多点触摸感测面板的交点处交叉的导体之间通过电容耦合转移的能量的减少，以及与给定交点处探测到的用户触摸相对应的该交点处探测到的电容耦合的能量的减少，来探测用户触摸(例如，用户使他们的手指或导电性触控笔与多点触摸感测面板接近或物理接触)，所述触摸探测器被布置成基于探测到的用户触摸产生用于控制显示屏的多点触摸数据。多点触摸感测面板的多个电隔离的导体中的每一个包括用绝缘涂层单独绝缘的导线。
在权利要求中对本发明的各个另外的方面和特征进行了限定。
附图简要说明
现在将仅参考附图，通过实例的方式，描述本发明的实施例，其中相似的部件具有相对应的参考标记，并且其中：
图1提供了根据本发明的实施例的多点触摸感测面板装置的示意图；
图2a提供了根据本发明的实施例进行布置的导体阵列层的示意图；
图2b提供了显示根据本发明的实施例进行布置的多点触摸感测面板的视图的示意图；
图2c提供了显示根据本发明的实施例进行布置的导体阵列图案的实例的示意图；
图3提供了根据本发明的实施例进行布置的绝缘导线的横截面的示意图；
图4提供了根据本发明的实施例进行布置的多点触摸感测面板的示意图；
图5提供了图示根据本发明的实施例的用于制造导体阵列的导体阵列制造技术的示意图；
图6提供了图示根据本发明的实施例进行布置的触摸探测器单元的示意图；
图7提供了根据本发明的实施例进行布置的柔性导体阵列板的示意图；
图8提供了显示根据本发明的实施例的用于制造非平面多点触摸感测面板的轧制技术的实例的示意图；
图9提供了根据本发明的实施例进行布置的非平面多点触摸感测面板的示意图，以及
图10提供了根据本发明的实施例进行布置的连接到触摸探测器单元的非平面多点触摸感测面板的示意图。
详细说明
图1提供了根据本发明的实例的多点触摸感测面板装置101的示意图。多点触摸感测面板装置被设置成探测“多点触摸”输入，即来自用户的输入，包括同时的一个或多个触摸输入。
提供了包括导电阵列层103的多点触摸感测面板102，该导电阵列层103包括被布置到第一组X-平面导体和第二组Y-平面导体中的多条绝缘导线。每条导线用绝缘涂层单独绝缘。
来自X-平面导体组和Y-平面导体组的绝缘导线中的每一条经由柔性引线连接器107连接到触摸探测器单元104。触摸探测器单元104包括使其能够被连接到显示控制器105的输出108。显示控制器105被布置成控制显示屏106，多点触摸感测面板可以被定位在该显示屏106上。如将理解的是，显示控制器105通常是任何适当的显示控制设备，如个人计算机、游戏控制台、电视的控制电路等等。显示屏106是可以被定位成邻近多点触摸感测面板的任何显示装置。这些显示屏包括LCD显示屏、CRT显示屏、基于投影的显示屏等等。
如将理解的是，多点触摸感测面板102、触摸探测器单元104和显示屏一起形成多点触摸感测显示器。
导电阵列层103包括多个交点109，其中来自X-平面导体组的一条绝缘导线与来自Y-平面导体组的一条绝缘导线交叉。
在操作中，触摸探测器单元被布置成按顺序地在X-平面导体组的绝缘导线的每一条上产生电压脉冲并且同时监测在Y-平面导体组的绝缘导线的每一条上的电压电平。
通过在交点处的绝缘导线之间的电容耦合的能力，在给定的X-平面绝缘导线上产生的电压脉冲将在各个交点处与给定的X-平面绝缘导线交叉的所有的Y-平面绝缘导线上引起相应的电压脉冲。如本领域技术人员将理解的是，“在”交点处的电容耦合是指基本上在交点附近的电容耦合。在与X-平面绝缘导线交叉的每条Y-平面绝缘导线上的脉冲的大小将取决于在交点处的各绝缘导线之间的电容耦合的程度。
通常当没有用户触摸(即用户没有使任何部件，如用户手指或电容性触控笔，与多点触摸感测面板102紧密靠近或物理接触)时，在Y-平面绝缘导线上产生的电压脉冲将处于给定的基本上恒定的电平。然而，如果在交点处有用户触摸(即用户使部件，如身体部分或适当的电容性指向设备，与多点触摸感测面板102紧密靠近或物理接触)，那么来自X-平面绝缘导线上的电压脉冲的能量中的一些将通过电容性耦合被吸收到用户部件中。结果，在与脉冲X-平面绝缘导线交叉的特定的Y-平面绝缘导线处，存在测量的电压脉冲(即能量)的大小降低。
通过对X-平面绝缘导线的每一条按顺序地施加脉冲以及测量Y-平面绝缘导线上的相应的电压脉冲，触摸探测器可以确定在哪些交点处有用户触摸。触摸探测器以足够的频率对X-平面导体施加脉冲并且测量Y-平面导体上的相应的脉冲，这样使得可以探测在任何交点处的同时的用户触摸(即多点触摸)。
然后，触摸探测器单元104产生指示哪里有用户触摸的多点触摸数据，然后，所述多点触摸数据可以经由触摸探测器单元输出108被发送到显示控制器105，该显示控制器105被布置成根据多点触摸数据控制显示屏106。
例如，如果显示屏106正在显示图像，用户可以在与图像在显示屏106上显示的地方相对应的位置上将拇指和食指放置在多点触摸感测面板102上。然后，用户可以捻他们的手从而使拇指和食指在中心点周围旋转。通过如上所述的触摸探测器单元104探测该用户输入并且产生与用户的拇指和食指的位置和运动相对应的多点触摸数据并将其发送到显示控制器105。然后，显示控制器105可以被布置成确定在与显示图像的显示屏106的一个区域相对应的多点触摸感测面板的一个区域上进行了用户触摸，并因此确定用户已经选择了用于操作的图像。进一步地，然后显示控制器105可以被布置成通过例如旋转在显示屏106上显示的图像根据与以上描述的拇指/食指旋转运动相关联的操作改变图像的显示。
图2a提供了根据本发明的实施例进行布置的导体阵列层201的示意图。
如上所述，导体阵列层201包括被布置到绝缘导线200的X-平面组和绝缘导线202的Y-平面组中的多条绝缘导线。通常，X-平面组的绝缘导线被布置成基本垂直于Y-平面组的绝缘导线。
绝缘导线终止在终止点203处，并在这一点上被连接到一个或多个柔性尾部连接器(flexi-tail connector)以用于与触摸探测器单元电气连接。
通常，导体阵列201的第一部分204基本上被定位在接收来自用户的触摸输入的多点触摸感测面板的一个区域内。第二部分205包括连接到通向终止点的每一条绝缘导线的信号线，并且通常围绕着多点触摸感测面板的周边定位。通常，形成导体阵列中的导体的绝缘导线和相应的信号线由绝缘导线的相同的连续部分形成。
如图2a所示，Y-平面绝缘导线被直接铺设在X-平面绝缘导线上，即为了使绝缘导线彼此电隔离的目的，没有在X-平面绝缘导线和Y-平面绝缘导线之间提供中间层。如将理解的是，不必提供这样的层，因为每条单独的绝缘导线通过其绝缘涂层与另一条绝缘导线电隔离。
图2b提供了提供根据本发明的一个实施例进行布置的多点触摸感测面板206的更详细的视图的示意图。多点触摸感测面板206包括如例如参考图2a所解释的导电阵列层。导电阵列层包括第一部分204，如上所解释的，该第一部分204被定位在接收来自用户的触摸输入的多点触摸感测面板206的一个区域内。导电阵列层201还包括第二部分205，该第二部分205包括连接到通向终止点的每一条绝缘导线的信号线。连接到终止点的是柔性尾部连接器207。柔性尾部连接器207包括一系列连接引线209，这一系列连接引线209通常以平的平行形式进行布置。如将理解的是，每条连接引线对应于导电阵列层的一条绝缘导线。柔性尾部连接器207包括被固定到多点触摸感测面板206上的连接点208并且包括将信号线的端点电连接到连接引线的端点的多个粘合。如将理解的是，在图2a中没有示出终止点，因为它位于连接点208的下方。在柔性尾部连接器207的另一端(没有示出)处提供了用于连接每条连接引线和触摸探测器单元的适当的输入线的连接器。
尽管图2b中没有示出，在一些实例中，多点触摸感测面板可以连接到一个以上的柔性尾部连接器。例如，多点触摸感测面板可以被布置成使一个柔性尾部连接器用于X-平面绝缘导线和另一个柔性尾部连接器用于Y-平面绝缘导线。在另一个实例中，X-平面绝缘导线和Y-平面绝缘导线可以被划分为子集，并且多点触摸感测面板被布置成使得每个子集具有其自身的柔性尾部连接器。
图2a中所示的绝缘导线的布置是简单的直线网格图案。然而，将理解的是，提供了提供必需的交叉点的、可以使用X-平面绝缘导线和Y-平面绝缘导线的任何适当的布置。图2c提供了显示包括X-平面绝缘导线和Y-平面绝缘导线的导体阵列图案210的实例的示意图，该导体阵列图案210比图2a中所示的简单的直线网格图案更复杂。如将理解的是，导体阵列210包括多个重复单元211。在设计过程期间，可以设计并且然后重复各个单元(如图2c中所示的各个单元)以产生所需尺寸的导体阵列。通常，每个重复单元包括一个或多个交点。
图3提供了根据本发明的实例进行布置的绝缘导线的横截面的示意图。绝缘导线包括导电芯301和绝缘涂层302，该导电芯301包括例如金属导体(如铜、镍、钨)，该绝缘涂层302包括绝缘材料(如聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺或聚酰亚胺)。任何适当的材料都可用于绝缘涂层，所述任何适当的材料提供足够的柔性以承受制造工艺，并且可以在适当的温度下熔化掉以使得导电芯被粘合到柔性尾部连接器。在一些实例中，将染料添加到绝缘材料中以减小绝缘导线在多点触摸感测面板中在原位时的反射率。这可以具有尤其是在某些条件下(如在直接的阳光下)减小绝缘导线的可察觉性的效果。如下所述，在一些实例中，将润滑剂施加到绝缘导线的表面以降低当其被固定到表面时断裂的可能性。
导电芯不必由单一的金属导体制成。在一些实例中，导电芯可以包括镀有第二金属导体的第一金属导体。例如，导电芯可以包括镀金的钨芯。
绝缘导线、其所包括的导体和涂层的尺寸可以是例如通过希望与其他因素(如制造限制)相平衡的、减小导体阵列层的可察觉性(例如，如果绝缘导线太细，那么在制造期间它们容易断裂)而被确定的任何适当的尺寸。在一些实施例中，绝缘导线包括带有厚度为3μm至4μm的绝缘涂层的、直径在8μm至18μm之间的金属芯。已经发现，如此布置的绝缘导线足够小以提供最小化的可察觉性，同时具有足够大的尺寸以提供在使用下面描述的制造技术制造多点触摸感测面板期间所需的鲁棒性。
在一些实例中，针对较大尺寸的多点触摸感测面板选择带有直径朝向较大范围的导电芯的绝缘导线，以减小绝缘导线在制造期间(更大规模的多点触摸感测面板可能需要铺设更长的连续长度的绝缘导线，而增加在制造期间断裂的可能性)将折断的可能性。例如，针对宽度接近或大于1000mm的多点触摸感测面板，可以使用带有由铜制成的且直径为18μm的导电芯的绝缘导线。另一方面，在使绝缘导线的外观的可察觉性最小化具有更高的重要性并且多点触摸感测面板的制造不太可能导致绝缘导线的断裂(例如用于小规模的多点触摸感测面板)的一些实例中，选择带有较小直径的导电芯的绝缘导线。例如，带有直径为5μm至10μm的钨芯的绝缘导线可用于具有较小尺寸(例如宽度小于500mm)的多点触摸感测面板并且它们是可能由用户近距离观看或观看持续长的一段时间的触摸感测显示器的一部分。在一些实例中，这类具有较小尺寸的多点触摸感测面板可包括由直径为10μm的铜制成的绝缘导线。
通常，为了便于制造，每条绝缘导线将包括沿其整个长度的绝缘涂层302。然而，将理解的是仅需在需要与多点触摸感测面板的其他部件电隔离的绝缘导线的各部分上提供绝缘涂层。
图4提供了根据本发明的一个实施例进行布置的多点触摸感测面板401的示意图。多点触摸感测面板401包括导体阵列层402，该导体阵列层402包括例如如图2a所示进行布置并定位在其中导体阵列层402固定在其上的黏合剂层403上的绝缘导线。黏合剂层可以是任何适当的透明黏合剂，如本领域中已知的压敏黏合剂(PSA)或光学透明黏合剂(OCA)。多点触摸感测面板401还包括保护背衬层404，以及定位在黏合剂层上的保护基板405，该保护背衬层404包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。
如将理解的是，保护基板405、黏合剂层403和保护背衬层基本上都是透明的。
保护基板405可以由任何适当的透明材料(如聚碳酸酯、玻璃、丙烯酸类或PET)制成。保护基板405通常是暴露的以供用户触摸的层。
在图4中所示的多点触摸感测面板的示意图中没有示出以上参考图2a所述的信号线和终止点，然而，将理解的是这些部件通常被结合为多点触摸感测面板的一部分。
图5提供了图示根据本发明的实施例的可用于制造多点触摸感测面板的导体阵列层的技术的示意图。
包括保护基板501a和黏合剂层501b的基层501被定位在导线绘图装置502内。绘图装置502包括导线部署头503，该导线部署头503可以在铺设导线(如以上所述的绝缘导线)的黏合剂层501b的表面上方移动。当从导线部署头503中伸出的导线接触黏合剂层501b的黏合剂时，它被紧固到位。当导线通过导线部署头503被紧固到黏合剂层501b时，导线卷轴504分配导线。为了形成导体阵列，如形成如图2a所示的导体阵列，导线卷轴504将绝缘导线馈送到导线部署头503中，该导线部署头503铺设用于X-组导线或Y-组导线中的一组导线的绝缘导线，并且然后，在它的顶部，铺设用于X-组导线或Y-组导线中的另一组导线的绝缘导线。在一些实例中，将润滑剂施加到卷轴中的绝缘导线的表面，以减少导线从卷轴被部署时的断裂的可能性。一旦将所有的绝缘导线铺设并固定到黏合剂层501b，进行必要的切割以形成每条单独的绝缘导线。可以用手来完成切割；也可以通过将切割工具固定到导线部署头来完成，或者可以通过使用任何其他适当的技术来完成。
绘图装置502由计算机505进行控制。计算机505被编程以控制绘图装置502来铺设绝缘导线以形成如在计算机辅助设计(CAD)文件506中所说明的导体阵列层。如将理解的是，为了改变导体阵列的一些方面(例如尺寸、形状、阵列图案等等)，所有需要做的就是使用不同的和/或适合的CAD文件。
如上所述，保护基板501a可由任何适当的透明材料(如聚碳酸酯、玻璃、丙烯酸类、PET等等)制成。
一旦在黏合剂层501b上形成了导体阵列层，那么保护层则被添加到导体阵列层的顶部上。该保护层通常为PET膜。如将理解的是，保护基板501a通常将形成被用户触摸的多点触摸感测面板的外表面。
图6提供了图示根据本发明的实施例进行布置的触摸探测器单元601的部件的示意图。触摸探测器单元601经由柔性尾部连接器(没有示出)连接到包括如上所述的X-平面绝缘导线和Y-平面绝缘导线的多点触摸感测面板602。
触摸探测器单元601包括产生电压脉冲信号的电平生成电路603，所述电压脉冲信号被输入到多路复用器604，该多路复用器604经由柔性尾部连接器连接到多点触摸感测面板602的X-平面绝缘导线上。多路复用器604选择X-平面绝缘导线中的一条，并将电平生成电路603所产生的电压脉冲信号发送到所选择的X-平面绝缘导线上。如上所解释的，通过电容耦合将来自电压脉冲信号的能量转移到多点触摸感测面板602的Y-平面绝缘导线上。
Y-平面绝缘导线经由柔性尾部连接器连接到多路复用器阵列605中的多个多路复用器A、B、C中的一个上。每个多路复用器被连接到接收电路606a、606b、606c。在X-平面绝缘导线上传输电压脉冲信号时，多路复用器阵列605中的每个多路复用器被布置成将每个Y-平面绝缘导线连接到每个多路复用器所连接的接收电路606a、606b、606c。Y-平面绝缘导线被连接到接收电路606a、606b、606c的顺序可以是任何适当的顺序。在一个实例中，电平生成电路603和多路复用器604按顺序地将电压脉冲信号发送到每一条X-平面导线X1至X8上，同时多路复用器阵列605中的每一个多路复用器将第一输入A1、B1、C1连接到对应的接收电路606a、606b、606c。然后，电平生成电路603和多路复用器604按顺序地将电压脉冲信号发送到每一条X-平面导线X1至X8上，同时多路复用器阵列605中的每一个多路复用器将第二输入A2、B2、C2连接到对应的接收电路606a、606b、606c。然后，电平生成电路603和多路复用器604按顺序地将电压脉冲信号发送到每一条X-平面导线X1至X8上，同时多路复用器阵列605中的每一个多路复用器将第三输入A3、B3、C3连接到对应的接收电路606a、606b、606c。以这种方式，执行多点触摸感测面板的完整扫描。
如将理解的是，尽管图6所示的多点触摸感测面板602仅包括8条X-平面绝缘导线和9条Y-平面绝缘导线，但在大多数实现中，将有更多的X-平面导线和Y-平面导线(例如80条X-平面绝缘导线和48条Y-平面导线)。因此，将理解的是在大多数实现中，多路复用器阵列605中的每一个多路复用器将具有三个以上的Y-平面绝缘导线输入并且多路复用器604将具有八个以上的到X-平面绝缘导线的输出连接。
每个接收电路606a、606b、606c包括放大器607、峰值探测器608、峰值探测器充电开关609和放电开关610以及模数转换器611。
当接收电路接收电压脉冲信号时，该信号首先由放大器607放大。将峰值探测器充电开关609闭合，而峰值探测器放电开关610断开并且由峰值探测器608收集电荷。然后断开峰值探测器充电开关609并且由峰值探测器608收集到的电荷被输入到模数转换器611。模数转换器611输出与Y-平面绝缘导线上的电压峰值相对应的数字值。微处理器612接收该数字值。然后，闭合峰值探测器放电开关610并且在峰值探测器608中的电荷被放电。然后，峰值探测器充电开关609和放电开关610被复位，为来自下一个Y-平面绝缘导线的电压脉冲信号做好准备。
这个过程继续进行，直到已经测量了每一条Y-平面绝缘导线上的电压脉冲信号并作为数字值输出到微处理器612为止。然后，多路复用器604将电平生成电路603连接到下一条X-平面绝缘导线。这个过程继续进行，直到针对多点触摸感测面板602的所有的交点的数字值被发送到微处理器612为止。
一旦与每一条Y-平面绝缘导线上的电压脉冲相对应的所有数字值被输入到微处理器612中，微处理器将这些值转换成适当的格式，并且然后将与多点触摸感测面板602上探测到的多个用户触摸相对应的多点触摸数据输出到输出线613上。在一些实例中，多点触摸数据只包括一系列数据单元，每个数据单元与交点中的一个相对应并且包括两个数据值。第一数据值标识给定的交点，并且第二数据值指示来自电容耦合在该特定交点两端的电压脉冲的能量的量。
在一些实例中，微处理器执行进一步的处理以细化从接收电路接收的数据。在一些实例中，微处理器被布置成识别哪些交点可能已经经历用户触摸，并且然后控制触摸探测器在那些特定交点上执行另一系列的X-平面导体脉冲聚焦。
在一些实例中，触摸探测器单元被实现在分立集成电路(IC)封装中。然而，将理解的是在其他实例中，与触摸探测器单元601相关联的部件和功能以任何恰当的方式被分布在较大的系统中。
根据本发明的一些实例，提供了用于生产非平面多点触摸感测面板的技术。这样的多点触摸感测面板将适用于相应的非平面显示屏。
图7提供了根据本发明的实例进行布置的柔性导体阵列板701的示意图，并且它可以用来生成非平面多点触摸感测面板。
柔性导体阵列板701包括被定位在黏合剂层704上的导体阵列层702。
柔性导体阵列板701还包括被定位成邻近导体阵列层702的第一保护膜层703和被定位成邻近黏合剂层704的第二保护膜层705。在一些实例中，第一保护膜层703和第二保护膜层705中的每一个均包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。如将理解的是，根据参考图5所描述的技术可以将导体阵列层702定位并固定在黏合剂层704上。在这个实例中，参考图5所描述的基层501通常将包括第二保护膜层705和黏合剂层704。
导体阵列层的绝缘导线的导电芯和绝缘涂层通常包括金属导体(如铜、镍或钨)并且绝缘涂层由任何适当的韧性的绝缘材料(如聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺或聚酰亚胺)制成。绝缘导线通常具有如上参考图3所述的尺寸。
如将理解的是，固定在如上所述的黏合剂层上的导体阵列基本上是透明且有韧性的。换句话说，该阵列可以变形到远离平的平面构造的程度，而绝缘导线没有断裂。在韧性导体阵列板中的第一保护层和第二保护层的提供，帮助使导体阵列保持就位并在制造工艺期间对其进行操作的同时保护它。
为了生产非平面多点触摸感测面板，韧性导体阵列板被层压到非平面保护基板(如透明的聚碳酸酯基板、玻璃基板或丙烯酸类基板)上。
可以使用任何适当的技术将韧性导体阵列板层压到保护基板上。在一些实例中，这通过轧制技术来完成。
在图8中提供了显示轧制技术的实例的示意图。
图8示出了包括第一辊801和第二辊802的辊装置。辊通过间隙803被间隔开。辊装置的第一辊801和第二辊802被设置成沿相反的方向旋转。将(例如由玻璃、聚碳酸酯或丙烯酸类制成的)弯曲的透明保护基板804和(例如根据参考图7所描述的导体阵列板进行布置的)韧性导体阵列板805牵引通过辊801、802之间的间隙803。在一个实例中，弯曲的透明保护基板804具有预先施加到其内表面806的黏合剂(如PSA或OCA)。当将弯曲的透明保护基板804和韧性导体阵列板805牵引通过间隙803时，韧性导体阵列板805被压缩而抵靠弯曲的透明保护基板804并且通过弯曲的透明保护基板804的内表面806上的黏合剂粘合到其上。
在其他实例中，除了或代替预先施加到弯曲的透明保护基板804的内表面806的黏合剂，韧性导体阵列板805具有预先施加到其外表面807的黏合剂。
在一些实例中，加热辊801、802中的一者或两者以有助于韧性导体阵列板805粘合到弯曲的透明保护基板804。
在一些实例中，辊装置被设置成使得辊801、802之间的间隙803的尺寸可以变化以容纳不同厚度的韧性导体阵列板805和弯曲的透明保护基板804。
在一些实例中，为了向弯曲的透明保护基板804的内表面806预施加黏合剂层，弯曲的透明保护基板804通过带有黏合剂板的辊，该粘合剂板粘合至弯曲的透明保护基板804的内表面806。
图9提供了根据参考图8所描述的技术进行生产的非平面多点触摸感测面板901的示意图，该非平面多点触摸感测面板901包括被层压到弯曲的透明保护基板804的内表面上的韧性导体阵列板805。图8和9中的韧性导体阵列板805和弯曲的透明保护基板804的边缘基本上大小一致，但是将理解的是，在一些实例中，韧性导体阵列板805的面积小于透明保护基板804，因此弯曲的透明保护基板804的边缘将延伸超出韧性导体阵列板805的边缘。而且，在图9中所示的多点触摸感测面板的示意图中没有示出以上参考图2a所述的信号线和终止点，然而，将理解的是，这些部件通常被结合为多点触摸感测面板的一部分。
图10提供了参考图9描述的非平面多点触摸感测面板901的示意图，该非平面多点触摸感测面板901经由柔性尾部连接器1001连接到触摸探测器单元1002并相对于适当形状的非平面显示屏1003定位。非平面显示屏1003被耦合到显示控制器1004并受控于显示控制器1004。触摸探测器单元1002被布置成产生如上所述的多点触摸数据(例如参考图6)并将其发送到显示控制器1004。
在多点触摸感测装置和多点触摸感测显示器的背景下的术语“多点触摸感测”一般是指包括X-平面导体和Y-平面导体的导体阵列的装置和设备，可以使用如上所述的基于互电容的技术从该X-平面导体和Y-平面导体的导体阵列导出关于多个用户触摸的信息。然而，将理解的是，术语“多点触摸感测”也指包括导体阵列的触摸感测装置，该导电阵列如上所述并且可以使用基于互电容的技术从其导出触摸信息，但仅适于提供与在任何一个时间处的单个用户触摸相关的输出触摸信息。例如，可提供如图1或图10所示的多点触摸感测面板装置，不同之处在于，触摸探测器单元仅适于提供与单个探测到的用户触摸相对应的输出。换句话说，在本发明的背景下，“多点触摸感测”指探测同时的一个或多个用户触摸。
将理解的是，在一些实例中，以上所述的各种装置所包括的特定的组成部件为逻辑标记。因此，这些组成部件提供的功能可以以未必精确地符合以上所述和图中所示的形式的方式表现。例如本发明的各方面，尤其是在触摸探测器上运行的工艺可以以计算机程序产品的形式实现，该计算机程序产品包括指令(即，计算机程序)，所述指令可以在处理器上实现，被存储在数据子载体(如软盘、光盘、硬盘、EPROM、RAM、快闪存储器或者这些或其他存储介质的任何组合)上，或经由数据信号在网络(如以太网、无线网、因特网，或者这些或其他网络的任何组合)上传输，或以硬件实现为ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)或者适用于适配常规等效设备的其他可配置的或定制的电路。

Claims (18)

1.一种用于显示屏的多点触摸感测面板装置，其包括面板和触摸探测器，该面板包括在多个交点处相互交叉的多个电隔离的导体，所述触摸探测器被布置成，通过探测在所述各交点处交叉的所述导体之间通过电容耦合转移的能量的减少，以及通过与在给定交点处探测到的用户触摸相对应的该交点处探测到的电容耦合的能量的减少，来探测用户触摸，其中
所述多个电隔离的导体中的每一个包括用绝缘涂层单独绝缘的导线。
2.根据权利要求1所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述多个电隔离的导体包括第一组X-平面导体和第二组Y-平面导体，每个交点在X-平面导体与Y-平面导体交叉的地方。
3.根据权利要求2所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述X-平面导体被布置成基本垂直于所述Y-平面导体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述多个电隔离的导体被布置为多个重复单元，每个单元包括一个或多个交点。
5.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述多个电隔离的导体相互层叠，以在所述面板中形成单独的导体阵列层。
6.根据权利要求5所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述面板包括定位在黏合剂层上的所述导体阵列层。
7.根据权利要求6所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述黏合剂层被定位成邻近保护基板层。
8.根据权利要求7所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述保护基板层由玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸类和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种制成。
9.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述导线包括金属导体材料。
10.根据权利要求9所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述电隔离的导体的导线包括铜线、镍线或钨线中的任何一种。
11.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述电隔离的导体的所述导线的直径为8μm至18μm。
12.根据权利要求1至8中的任一项所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述导线包括直径为5μm至10μm的钨线。
13.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述电隔离的导体的所述绝缘涂层包括聚氨酯涂层、聚酯涂层、聚酯酰亚胺涂层或聚酰亚胺涂层。
14.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述电隔离的导体的所述绝缘涂层是厚度为3μm至4μm的涂层。
15.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述触摸探测器是控制器单元，该控制器单元被布置成通过在X-平面导体上发射脉冲并监测所述Y-平面导体中的一个或多个Y-平面导体上的相应的脉冲能量来探测交点处的触摸，所述相应的脉冲由所述X-平面导体和所述一个或多个Y-平面导体之间的电容耦合而引起，当所述控制器单元探测到所述Y-平面导体中的一个Y-平面导体上的脉冲能量减少时，在所述交点处探测到所述触摸，与其他Y-平面导体相比，所述Y-平面导体中的一个Y-平面导体在所述交点处与所述X-平面导体交叉。
16.根据任一项前述权利要求所述的多点触摸感测面板装置，其中，所述面板是非平面的并且适用于相应的非平面显示屏。
17.一种多点触摸感测显示器，其包括多点触摸感测面板、显示屏和触摸探测器，所述多点触摸感测面板包括在多个交点处相互交叉的多个电隔离的导体，所述显示屏相对于所述多点触摸感测面板定位，所述触摸探测器被布置成，通过探测在所述多点触摸感测面板的交点处交叉的所述导体之间通过电容耦合转移的能量的减少，以及通过与在给定交点处探测到的用户触摸相对应的该交点处探测到的电容耦合的能量的减少，来探测用户触摸，所述触摸探测器被布置成基于所探测到的用户触摸产生用于控制所述显示屏的多点触摸数据，其中
所述多点触摸感测面板的所述多个电隔离的导体中的每一个包括用绝缘涂层单独绝缘的导线。
18.一种基本如上文参考附图中的图1至图10所描述的多点触摸感测面板装置、或多点触摸感测显示器。
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