CN105849681A - 触摸传感器装置 - Google Patents

Abstract

本文描述的是电容感测装置和用于形成这样的装置的方法。电容感测装置包括基板和安置在所述基板的区域上以形成所述装置的有源部分的多个电极、第一组多个导体和第二组多个导体。所述多个电极中的每个和所述第一组和所述第二组多个导体中的至少一个包含沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。安置在所述基板上的所述第一组多个导体各自具有电连接至所述多个电极中的一个的端部。所述第二组多个导体形成布线通道，每个导体具有电连接至所述第一组多个导体中的一个的第二端部的端部，和电连接至所述第一组多个导体中的一个的第二端部的另一个端部。

Description

触摸传感器装置

相关申请

本申请是2014年3月28日提交的美国专利申请No.14/229,524的国际申请，其要求2013年9月10日提交的美国临时专利申请No.61/876,154的权益，所有所述专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及触摸传感器领域，并且特别涉及电容式传感器。

背景技术

近年来，触摸板或电容式传感器装置已经在各种行业和产品线中变得越来越集成。通常，这些传感器具有同时检测多个物体(例如，手指)的能力。

触摸传感器是用户界面系统的一个昂贵部件。触摸传感器的高成本的一个原因在于，常规传感器使用在多个基板形成的多层材料，或，具有一系列“跳线”以在单独的电极区段之间形成电连接并使电极与和其相交的其它电极绝缘的单一基板。

附图说明

本公开在附图的各图中，是通过示例的方法而不是通过限制的方法来说明的。

图1是根据一个实施例的触摸传感器装置的简化平面图；

图2是沿着线2-2截取的图1的触摸传感器装置的简化横截面图；

图3是触摸传感器阵列的一个实施例的平面图；

图4是更详细地示出图3的触摸传感器阵列的一部分的平面图；

图5是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图6是图1的触摸传感器阵列的边框部分的平面图；

图7和图8是分别沿着线7-7和8-8截取的图6的边框部分的横截面图；

图9、图10和图11是示出触摸传感器阵列的边框部分在其形成期间的一个实施例的平面图；

图12是示出触摸传感器阵列的进一步实施例的平面图；

图13是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图14是示出触摸传感器阵列和柔性印刷电路(FPC)的边框部分的示意性平面图；

图15是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图16是示出在图15的细节A上截取的触摸传感器阵列的一部分的平面图；

图17是沿着线17-17截取的图16的触摸传感器阵列的横截面图；

图18是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图19是示出在图18的细节A上截取的触摸传感器阵列的一部分的平面图；

图20是示出在图18的细节B上截取的触摸传感器阵列的一部分的平面图；

图21是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图22是触摸传感器阵列的另一个实施例的一部分的平面图；

图23-25是图22的触摸传感器阵列的侧视图；

图26-30是示出根据多个可选实施例的传感器电极的平面图；

图31是示出电子系统的一个实施例的框图；

图32A-C示出能够通过叠加两个图案产生的示例波纹图案；

图33是示出触摸传感器阵列的另一个实施例的平面图；

图34示出形成感测单元的一对示例电极；

图35A-C示出触摸传感器阵列的示例布线部分；和

图36-37是示出根据多个可选实施例的传感器电极的平面图。

具体实施方式

在本说明书中提及“一个实施例”或“一种实施例”是指结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在本描述中位于多个地方的短语“在一个实施例中”未必是指同一实施例。

在以下详细的描述中，出于解释的目的，阐述众多具体细节以便提供对本申请的主题的充分理解。然而，本领域技术人员显而易见的是，所公开的实施例、所要求保护的主题和其等效物可在没有这些具体细节的情况下实施。

具体实施例包括对附图的参考，所述附图形成详细描述的一部分。所述附图示出了根据示例性实施例的说明。这些实施例，在本文中也可称为“示例”，被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本文所述的所要求保护的主题的实施例。可组合所述实施例，可利用其它实施例，或者可在不脱离所要求保护的主题的范围和精神的情况下做出结构性、逻辑性和电气性的变化。应理解，本文所述的实施例并不旨在限制主题的范围，而是使得本领域技术人员能够实践、制造和/或使用所述主题。

过去已作出尝试来减少触摸传感器的层数目，并且因此降低触摸传感器的制造成本。存在若干可用的单层传感器，其仅适于单点触摸接收。这些传感器通常使用一系列电极，所述电极的宽度从电极的一个端部到另一个端部线性变化。使用沿着电极长度的信号变化，确定沿着电极轴的坐标。通过常规的数字化方法确定电极轴的垂直方向上的坐标。

单层多点触摸传感器的另一种可能性是使用填充传感器区域并以自电容感测模式单独地感测每个垫板(或电极)的垫板阵列。然而，这需要用于每个感测垫板的独立迹线和在控制器芯片上的非常大量的测量通道和引脚以得到对于甚至小尺寸的传感器可接受的精度。

典型的触摸传感器包括周期性重复元件(例如，电极)。当触摸传感器结合显示装置使用时，所述显示装置还可以包括其它周期性重复元件(例如，像素阵列)。使光通过两组重叠的重复元件(例如，电极和像素阵列)能够产生各种视觉效果和混叠。这种视觉效果的一个实例是波纹图案。当具有不同周期的两组线/网格/圆圈叠加时，显示器上的波纹图案能够以图像形式出现。具有闭合周期的重叠图案具有产生明显的波纹图案的高可能性。本公开的实施例可使用随机化图案来减少或消除对于结合显示器(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)等)使用的触摸传感器的波纹干涉。单层触摸屏传感器(例如，SLIM传感器)能够受益于本文描述的技术和结构。例如，SLIM传感器能够是单层氧化铟锡(ITO)触摸屏传感器。不同于常规解决方案，SLIM传感器能够具有单层，其中不存在额外的绝缘层或桥。某些SLIM传感器在传感器的有源区域中包括布线通道。这些传感器中的布线通道通常以周期性直线来形成。本文描述了用于使用随机化图案来减少或消除电极和/或布线通道的周期性的若干技术，其可减少或消除波纹干涉并改进光学质量。电容感测装置包括基板和安置在所述基板的将形成所述装置的有源部分的区域上的多个电极。每个电极包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。所述触摸传感器还包括安置在所述基板上的第一组导体。所述第一组导体中的每个具有电连接至电极中的一个的端部。所述触摸传感器还可包括形成布线通道的第二组导体。所述第二组导体中的每个具有电连接至所述第一组导体中的一个的第二端部的端部。第二组多个导体中的每个包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。

本发明的实施例可在控制器上没有不切实际的大量测量端口或引脚的情况下允许所述控制器对感测垫板定址。此外，本文公开了实现不具有边框的多点触摸传感器的方法，并且描述了这些传感器的性能。此外，本文描述的实施例可允许减少触摸传感器中的各种视觉效果和混叠。

触摸传感器装置的实施例可包括具有有源区域的单层。此外，所述触摸传感器装置被提供以使同时检测多个接触点(即，“触摸”)所需的线以及层的数目最小化的配线方案。结果，可减少总制造成本。本文描述的实施例还可提供用于形成具有随机化图案以减少或消除波纹干涉并改进光学质量的触摸传感器装置的方法。

图1和图2是根据一个实施例的触摸传感器装置或电容感测装置1的简化图。在一个实施例中，触摸传感器装置1是具有可视区域(或部分)2和不可视区域3的“触摸屏”装置。触摸传感器装置1包括布置在触摸传感器阵列(或组件)5下方的液晶显示器(LCD)面板4。如通常所理解，可视区域2可对应于触摸传感器阵列5的透明区域的尺寸和形状，而不可视区域可对应于触摸传感器阵列5的可被外壳(未示出)覆盖的不透明区域。触摸传感器阵列5包括通过粘合剂7贴附到其相对LCD面板的一侧的覆盖(或保护层)6。触摸传感器装置1还包括从其延伸的柔性印刷电路(FPC)尾8，如下所述FPC尾可用于向触摸传感器阵列10和从触摸传感器阵列10传送电信号。

图3是示出根据一个实施例的电容式(或触摸)传感器阵列10的平面图。触摸传感器阵列10包括基板12，基板12具有中心(或有源)部分14和接近基板12的边缘在中心部分14的相对侧上的外部(或边框)部分16。基板12的中心部分14可对应于触摸传感器装置2的可视区域(图1)，以及基板12的外部部分16可对应于触摸传感器装置2的不可视区域6。在一个实施例中，基板12由具有高光透射率的诸如玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的电绝缘材料或其组合制成。

电极阵列形成在基板12的中心部分14上，电极阵列包括第一组(或多个)电极(也称为“第一电极”)18和第二组电极(也称为“第二电极”)20。在图3中所示的实施例中，第一电极18是基本上“梳”形的，其具有如图3中所示的面朝下的梳构件。在所描绘的实施例中，包括五个第一电极18，第一电极18被水平布置(如图3中所示)并基本上在基板12的中心部分14的整个宽度上延伸。但应理解，其它实施例可使用不同数目的电极。

再参照图3，第二电极20是基本上“E”形的并且布置成使得其构件向上延伸(如图3中所示)。在所示实施例中，包括三十个第二电极20，其布置成行(即，水平行)22和布置成列(即，垂直行)24，所述行中的每个与第一电极18中的每个相关联。在所示的示例性实施例中，行22中的每个包括六个第二电极20，以及列24中的每个包括五个第二电极20。在每个行22内，第二电极20与相应的第一电极18相配对以使得从第一电极18和第二电极20延伸的构件是交叉指形的。然而，图3中所示的特定图案是示例性的，并且可以不是交叉指形的其它电极形状是可能的。

如图3中所示，第二电极20的尺寸和形状在基板12的整个中心部分14上变化。特别是，第二电极20的水平(如图1中所示)部分(或基底部分)25的厚度越接近基板12的中心就越大。

如下文将更详细地描述，第一电极18可用作“发送器”(TX)电极，以及第二电极20可用作“接收器”(RX)电极。然而，应理解，这些作用在其它实施例中可能逆转。

现结合图3参照图4，触摸传感器阵列10还包括形成在基板12上的(第一组)多个导体或主要迹线26。在所示示例中，主要迹线26在基板12上基本上水平延伸(如图4中所示)。如所示，主要迹线26中的每个在其第一端部部分连接至第一电极18中的相应一个或第二电极20中的一个并且因此与其电接触，并具有延伸到基板的外部部分16中的一个的第二端部部分。主要迹线26可被认为包括与第一电极18相关联(即，接触)的第一组和与第二电极20相关联的第二组。

第一电极18、第二电极20和主要迹线26可由氧化铟锡(ITO)制成并且可以基本上平面的方式形成。也就是说，虽然在图3和图4中未明确示出，但第一电极18、第二电极20和主要迹线26可具有基本上相同的厚度(例如，300埃())并且布置在基本上同一平面中。

仍参照图3和图4，绝缘材料(或主体或层)28耦合或贴附到基板12的外部部分16。绝缘材料28覆盖主要迹线26的端部部分，所述主要迹线26延伸到基板12的外部部分16上。绝缘材料28可由例如环氧或树脂材料制成并具有例如5至25微米(μm)的厚度，其沉积在基板12上。应注意，绝缘材料(或绝缘主体)28不在基板的中心部分14上延伸。

(第二组)多个导体或次要迹线30形成在绝缘材料28上，绝缘材料28在基板12的两个外部部分16上。在一个实施例中，次要迹线30由银制成。在所描绘的实施例中特别关注的是，次要迹线30中的每个电连接至与第一电极18中的一个相关联的任一个(和仅一个)主要迹线26，或者电连接至与第二电极的列24中的一个(和仅一个)中的第二电极20相关联的所有主要迹线26。

例如，具体参照图4，“第一”次要迹线30a(即，在图4中从左向右计数)电连接至最顶端的第一电极18a(通过适当的主要迹线26)，以及“第六”次要迹线30b电连接至第二电极20的最左列24中的所有第二电极20。次要迹线30与主要迹线26之间并且因此其余电极18和20之间的其余电连接示于图3和图4中，并且在基板12的两个外部部分16中是类似的。

绝缘材料28使每个次要迹线30与其它主要迹线26(即，特定次要迹线30未电连接至其的那些)电隔离。例如，在图4中，绝缘材料28使“第六”次要迹线30b与连接至不在第二电极20的最左列24中的第二电极20的主要迹线26绝缘。也就是说，连接至不在最左列24中的第二电极20的主要迹线26延伸到“第六”次要迹线30b下方而不造成到“第六”次要迹线30b的电连接。下文将更详细地描述绝缘材料28的构造以及次要迹线30的构造。

因而，次要迹线30为每“一对”第一电极18和第二电极20(即，第一电极18中的一个和与所述特定第一电极18相关联且呈交叉指形的第二电极20中的一个)提供唯一的电连接。例如，再次参照图4，一对这样的电极可包括最顶端的第一电极18和在顶行22中的最左侧第二电极20。通过次要迹线30，具体通过“第一”次要迹线30a和“第六”次要迹线30b这对电极被提供以电连接。然而，如图4中所示，包括最顶端第一电极18和至顶行22中右侧的下一个第二电极20的一对电极通过最左侧次要迹线30和“第五”次要迹线30被提供以电连接。

此外应理解，触摸传感器阵列12可包括图中未示出的一组额外迹线。这一组额外迹线可用于提供接地以电隔离第一电极18与连接至第二电极20的直接相邻的主要迹线26。因而，每个接地迹线可以与相应的主要迹线26类似的方式电连接至次要迹线30中的一个。所述接地迹线可以都连接至用于将所述接地迹线连接至系统接地的同一次要迹线。

在图3和图4中所示的特定实施例中，包括三十对电极，并且使用十二个次要迹线30向每一对提供唯一的电连接，而基板12的中心(或有源)部分14仅包括在其上形成的单层结构。

应注意到，在其它实施例中，绝缘材料28可为贴附到基板12的柔性基板，诸如FPC。然而，在利用FPC的一个实施例中，主要迹线26与次要迹线30之间的电连接可以与上文描述和在图3和图4中所示的那些以及下文关于图5-11所示的那些类似。换句话说，在利用形成在基板12上的绝缘材料的实施例以及利用FPC的实施例中，当示意性地考虑时，图3、图4和图5-11可理解为示出主要迹线26与次要迹线30之间的电连接。

在操作中，次要迹线30耦合至(即，可操作地连通)电子系统(其实施例描述于下文)。一般来说，通过由信号发生器向第一电极18中的一个(即，TX电极)提供信号而同时使其它第一电极18接地来操作电容式传感器阵列10。通过驱动的第一电极18与至所述驱动的第一电极18相关联的第二电极20的电耦合在与驱动的第一电极18相关联的第二电极20中生成信号。由于传感器阵列10的部分上或附近存在物体(例如，手指)，第二电极20中引起的信号可能改变。第二电极20中的信号改变指示第二电极20与相应的第一电极之间的电容变化(即，“互电容”)。对于第一电极18中的每个和第二电极20的相关联行中的每个连续地重复这个过程。

在图3中所示的实施例中，用于第二电极20的主要迹线26被布线至基板12的长(较长)侧。如所示，连接至占据中心部分14左侧(即，更接近于左侧的外部部分16)的第二电极20的主要迹线26延伸至左侧的外部部分16中。同样，连接至占据中心部分14右侧(即，更接近于右侧的外部部分16)的第二电极20的主要迹线26延伸至右侧的外部部分16中。用于第一电极18的主要迹线26被布置成使得一些(例如，用于中心部分14的上部区域中的第一电极18)延伸至左侧的外部部分16中，而其余主要迹线26(例如，用于中心部分14的下部区域中的第一电极)延伸至右侧的外部部分16中。这种布线方法可最小化侧边框的尺寸，以及也最小化传感器行22之间的间隙宽度。

虽然图3中所示的“侧”边框拓扑结构可使用形成在玻璃上的ITO来实施，但是它可能最适合PET上的ITO，如在这种拓扑结构中，主要迹线26的长度相比于下述“底”边框拓扑结构相对较短。此外，由于电极的几何配置，连续行之间的间隙中存在少得多的迹线。因此，侧边框配置中的迹线可以较宽，并且用于迹线的材料可具有较高的薄层电阻。通常，ITO/PET相比于ITO/玻璃具有较高的薄层电阻。

此外，为了保持制造成本低于ITO/玻璃技术，通常并不使用光刻法来图案化ITO/PET。因此，ITO/PET中的最小线宽和空间远远高于ITO/玻璃中的最小线宽和空间。尽管如此，在侧边框传感器中，可耐受更高的薄层电阻和更大的迹线宽度。因此，对于侧边框拓扑结构，具有较大ITO薄层电阻和较宽迹线的ITO/PET可以是优选的。

图5示出根据本发明的另一个实施例的触摸传感器阵列10。与图3中所示的实施例类似，图5中所示的触摸传感器阵列10包括具有有源部分14和边框部分16的基板12。然而，沿着基板12的底部(如图5中所示)边缘仅包括一个边框部分16。触摸传感器阵列10还包括第一电极18和第二电极20的阵列。如图5中所示的基板12已经相比于图3的基板12进行旋转以使得列24对应于第一电极18，以及行22对应于第二电极20。

因为只存在一个边框部分16，所以在整个有源部分14上，所有的主要迹线26从第一电极18和第二电极20向着基板12的底部延伸。在边框部分16内，主要迹线26以与上述类似的方式电连接至次要迹线30(即，使得通过唯一的一对次要迹线30每个电极被提供以电连接)。

本领域技术人员可理解，由于迹线的电阻，图5中所示的实施例可能更适合较小装置(例如，整个有源区域14上具有例如10厘米或更小的对角线长度)。

图6、图7和图8更详细地示出根据本发明的一个实施例的基板12的外部部分16上的绝缘材料28、主要迹线26和次要迹线30。所示示例包括九个主要迹线26，其中主要迹线26中的七个电连接至第一次要迹线30(图7)并且主要迹线26中的两个(更远延伸至绝缘材料28中)电连接至第二次要迹线30(图8)。通过填充有导电材料34的通孔32进行电连接。如图7中明确示出，至少部分地由于缺乏在那些位置形成的通孔32和导电材料34，主要迹线26中的两个通过绝缘材料28与次要迹线30中的第一个绝缘。

图9、图10和图11示出根据一个实施例的基板12的外部(或边框)部分16和用于形成主要迹线26与次要迹线30之间的连接的过程。虽然未明确示出，但为了形成电极(例如，图3中的电极18和20)，可将诸如ITO或银纳米粒子膜的透明导电材料层沉积在基板12上(或上方)。所用的沉积方法可能取决于所选择的材料。例如，如果所述材料是ITO，则所述材料可通过真空溅镀来沉积。如果所述材料是银纳米粒子，则所述材料可通过诸如浸渍法、旋涂法等的各种技术来沉积。在本发明的一个优选实施例中，导电材料的薄层电阻小于或等于50欧姆/平方。

然后可将导电层图案化。可通过各种方法来实现图案化。例如，可将抗蚀剂层沉积在导电层上，并且可在所选区域中化学地去除导电材料。可选地，可通过使用诸如激光烧蚀和等离子体蚀刻的方法从所选区域中去除材料来实现导电层的图案化。作为另一种可选方案，通过使用掩模，导电层可仅沉积在基板12的所需区域上。换句话说，导电材料可以最终所需的图案来沉积(即，呈适当形状以形成电极18和20以及主要迹线26)。在这种情况下，无需去除材料。

作为另一种可选方案，可通过剥离过程生成图案。在这个过程中，掩模材料被铺设在裸基板12上不需要导电材料的缺失区域上。然后将导电材料无差别地沉积在整个基板上。然后可从基板12上化学地去除掩模材料以在所选区域中留下导电材料。在本发明的一个优选实施例中，成品图案具有30μm的最小线宽和10μm的最小间距。

现参照图9，执行图案化以使得主要迹线26延伸至基板12的外部部分16中。将绝缘材料(或介电层)28沉积(例如，使用丝网印刷)在基板12的外部部分16上以使得主要迹线26的端部部分被覆盖。绝缘材料28包括一系列通孔32，其中通孔32中的每个位于主要迹线26的相应一个的上方。介电材料28可以是可用的任何绝缘热固化或UV固化油墨，诸如LPI抗蚀剂和丙烯酸树脂。

现参照图10，然后用导电材料填充通孔32以在每个通孔32中形成导电通孔34，导电通孔34与相应的主要迹线26接触。在一个实施例中，用于形成导电通孔34的导电材料是银油墨或铜油墨。

在一个实施例中，使用相同材料并在同一工艺步骤期间形成导电通孔34，这是由于所述材料用于形成次要迹线30。在这种实施例中，绝缘材料28足够薄以允许次要迹线30的材料流入通孔32中并进行与主要迹线26的可靠接触。然而，绝缘材料28可能足够厚以使得它不具有任何孔或针孔。在一个优选的实施例中，绝缘材料28的厚度为5-10μm。在另一个优选的实施例中，绝缘材料28是黑色的并充当触摸传感器阵列10周围的装饰带。在本发明的另一个实施例中，最初用黑色碳墨填充通孔。

然后，如图11中所示，次要迹线30形成在绝缘材料28上，其中每个次要迹线30在一个(或多个)导电通孔34上延伸并与其接触。因此，每个次要迹线30通过导电通孔34电连接至主要迹线26中的一个(或多个)。因而，导电通孔34可代表用于将次要迹线30电连接至相应的主要迹线26的接触点或节点。应注意到，这些接触点在基板12的中心部分14的外部(即，未位于上方)。

黑色油墨可用作绝缘材料28以隐藏外部部分16中的迹线和互连。如果触摸传感器装置是透镜上的传感器(SOL)设计，则可能需要隐藏金属迹线。透镜上的传感器是包括透镜和沉积在其底表面上的电极的触摸传感器装置。在这种实施例中，黑色油墨可用于隐藏次要迹线并提供主要迹线26与次要迹线30之间的绝缘。黑色油墨中的通孔32仍可显示次要迹线30。为了防止这种情况，通孔32可用导电碳墨(其也是黑色的)填充。导电油墨的使用也有助于主要迹线26与次要迹线30之间的良好电连接的形成。

其它颜色可用于绝缘材料28。例如，可使用白色绝缘层。在这种实施例中，在形成次要迹线30之前，用白色ITO油墨填充通孔32，所述白色ITO油墨是ITO和白色颜料的混合物。所述白色ITO也是导电油墨并且因此适于形成导电通孔34。

在一个实施例中，绝缘材料(或主体)28在任何必要时仅施加在主要迹线26上以避免不希望的接触。因为不需要通孔和导电通孔，这种实施例有助于减少用于互连的边框的面积，减少了在过程中使用的绝缘材料的量，并消除在制造主要迹线26与次要迹线30之间的良好接触中的任何潜在困难。图12示出这种实施例，根据另一个实施例包括一行第二电极20、主要迹线26，和基板12的外部部分16。

如所示，因为主要迹线26延伸至外部部分16中，所以主要迹线26“扇出”。也就是说，因为主要迹线26延伸至基板12的外部部分16中，所以相邻的主要迹线26之间的距离增加。此外在图12中所示的实施例中特别关注的是绝缘材料(或主体)28的尺寸和形状(例如，“多边形”形状)，所述尺寸和形状允许绝缘材料28适当地隔离并连接主要迹线26和次要迹线30而在其中不形成通孔和/或导电通孔。更具体地说，绝缘材料28允许次要迹线30在适当的主要迹线26上通过并保持与其绝缘。在所示实施例中，使用第一绝缘主体28来选择性地将连接至第二电极20的主要迹线26与次要迹线30绝缘，同时使用第二绝缘主体28来选择性地将连接至第一电极18的主要迹线26与次要迹线30绝缘。

如所示，将第一绝缘主体28成形以具有多个层次或部分以使得绝缘材料的宽度随着绝缘材料从基板12的中心部分14延伸而降低。此外，应注意到，两个最外面的次要迹线30不在第一绝缘主体28上延伸。因此，第一绝缘主体28的尺寸和形状允许所示每个主要迹线26电连接至仅一个次要迹线30，同时最小化所用的绝缘材料的量。同样，第二绝缘主体28将连接至第一电极18的主要迹线26与除了最外面的次要电极之外的所有次要电极绝缘，同时还最小化所用的绝缘材料的量。

为了减少边框(或外部部分16)中的布线区域，边框区域中的迹线宽度和迹线间距被最小化。在一个优选的实施例中，在边框区域中使用10-50μm的金属迹线线宽和10-50μm的间距。

当迹线非常窄(例如，10-50μm)时，除非接触面积足够大，否则可能难以建立主要迹线26与次要迹线30之间的低接触电阻。仍参照图12，在一个实施例中，主要迹线26的端部部分“弯曲”成L形图案以增加主要迹线26与次要迹线30之间的接触面积。更具体地，主要迹线26的端部部分在与次要迹线30的延伸方向基本上平行的方向上弯曲。

如关于图3所提及，在一些实施例中，第二电极20的基底部分25的宽度存在变化以填充以其它方式创造的空隙空间。再次参照图12，最接近于边框的第二电极20(即，第一个第二电极)使用短的主要迹线26并使用最小基底部分宽度。下一个主要迹线26以至少第一主要迹线26的宽度(例如，10-50μm)加上距第一个第二电极20的基底部分的最小间距来放置，并且也可具有30-50μm的最小宽度。因此，下一个第二电极20的基底部分以等于例如主要迹线26的宽度加上相邻的主要迹线26之间的距离的量可具有比第一个第二电极20基底宽度更宽的宽度。使用这种布局方法，每个随后的第二电极20的基底可增加固定量，所述固定量等于迹线宽度加上迹线间距。

应注意到，在基板12上形成组件的次序可改变。例如，再次参照图12，可在形成绝缘主体28和主要迹线26之前，在基板12的外部部分16上形成次要迹线30。例如，次要迹线30可以平坦的平面方式(即，不在绝缘主体28上方)形成在外部部分16上。绝缘主体28然后可形成在次要迹线30上方。然后，主要迹线26(以及电极18和20)然后可形成以使得它们在绝缘主体28上方延伸并以与上述方式类似的方式与次要迹线30连接。在这种实施例中，主要迹线26、次要迹线30和绝缘主体28之间的横向空间关系可以与图12中所示的横向空间关系类似。

图13示出根据本发明的另一个实施例的可以特别好地适于大屏幕应用(例如，具有大于25cm的对角线长度)的触摸传感器阵列10。当将图3和图5中所示的实施例与图13中所示的实施例比较时可显而易见的是，图13中所示的实施例是侧边框拓扑结构与底部边框拓扑结构的组合。也就是说，虽然边框(或外部)部分16位于侧面，但是两个边框部分16包括连接至第一电极18和第二电极20的主要迹线26(和次要迹线30)。当与图5中所示的底部边框拓扑结构比较时，图13中所示的实施例可被认为是旋转90度并围绕延伸通过中心部分14的中心线37呈“镜像”的底部边框配置。然而，如所示，每个电极行22仅包括在整个中心部分14上延伸的一个第一电极18，第一电极18通过分开的主要迹线26连接至每个边框部分16(即，第一电极18连接至两个边框部分)。

如上文所讨论，在其它实施例中，可通过使用柔性印刷电路(FPC)(和/或FPC尾)实现迹线的多层布线，所述迹线的多层布线包括具有在其上形成的一系列迹线(即，次要迹线)的柔性绝缘基板(即，由绝缘材料制成)。在这种实施例中，所述FPC尾可耦合至有源部分14的边缘(或多个边缘)处的基板(例如，基板12)，并且可包裹在基板12周围，有效地消除阵列的边框部分16。

图14示意性示出利用FPC(和/或FPC尾)36的实施例。如所示，与上述实施例类似，基板12包括延伸至基板12的外部部分16上的主要迹线26。然而，基板接合垫板38(例如，由ITO或银制成)形成在每个主要迹线26的端部部分。虽然在图14中未明确示出，但FPC 36包括与一个或多个导电层(例如，铜)交错的一个或多个柔性绝缘层(例如，聚酰胺、聚酰亚胺或PET)，所述导电层可形成(或蚀刻成)一系列迹线(即，次要迹线30)，所述迹线在其端部部分具有FPC接合垫板40。

每个基板接合垫板38电连接至唯一的FPC接合垫板40。以与上述在基板材料28上形成的绝缘材料28类似的方式，在FPC 36内进行主要迹线26与次要迹线30之间的所需互连。例如，在图14中，示出从左起第二个主要迹线26通过FPC 36上的次要迹线30连接至从左起第八个主要迹线26。连接至FPC 36上的芯片42并遇到连接至从左起第二个垫板40的迹线30的其它次要迹线30将必须“跳过”(或保持与其绝缘)所述迹线以避免不想要的电连接。这些跳跃在图14中由参考数字44示意性示出。在FPC中，通过使用在FPC尾上的两个导电层和互连两个层的通孔来实现这些互连。

图15-17示出触摸传感器阵列10的一个实施例，其可使用图5中所示的底部边框拓扑结构。然而，如所示，基板12已旋转90度以使得边框部分16位于基板12的右侧上。在这个实施例中，使用FPC尾36来传送来自图14中所示以及连接至外部系统这两者的主要迹线26(例如，经由接合垫板38和40)的信号。如图17中明确示出，经由在主要迹线26的端部部分的基板接合垫板40、接合材料48、在FPC 36上形成的FPC接合垫板40和通过FPC 36形成的导电材料(或通孔)34(其将FPC接合垫板40与次要迹线30互连)进行主要迹线26与次要迹线30(形成在FPC 36上)之间的电连接。如本领域技术人员将了解，FPC 36可在贴附至基板12之前被制造和配置(即，在将FPC 36贴附至基板12之前，FPC接合垫板40、导电通孔34和次要迹线30可选择性地形成在FPC 36上)。

在一个实施例中，接合材料48是各向异性导电膜(ACF)，其包括分布在软绝缘材料基质中的微观导电球体。当施加压力时，所述球体达到彼此接触并形成电信号的传导路径。当ACF沉积在传感器接合垫板38与FPC接合垫板40之间时，压力仅施加在垫板38与40之间垂直截留的区域中。因此，即使ACF沉积在基板12上的相邻传感器接合垫板38之间和/或FPC上的相邻FPC接合垫板40之间，传导路径也仅形成在垫板区域中(即，每个传感器接合垫板38与相关联的FPC接合垫板40之间)。

图18-20示出可与图13中所示的触摸传感器阵列类似的触摸传感器阵列10的一个实施例。也就是说，图15和图16中的触摸传感器阵列10包括两个边框部分16。触摸传感器阵列10被布置成使得边框部分16占据装置的顶部部分和底部部分。如图19中所示，顶部边框部分16利用形成在基板上的绝缘材料28，诸如图6-11中所示的那个。然而，如图20中所示，底部边框部分16利用用于布线以及用于连接至外部系统的FPC尾36。此外，如图19和图20中所示，沿着基板12的中心部分14的边缘形成一系列布线迹线46(其可以与绝缘材料28上形成的次要迹线30类似)。将布线迹线46电连接至顶部边框部分16处的绝缘材料28上的次要迹线30并且电连接至FPC尾36内的迹线。应理解，在其它实施例中，FPC也可用于顶部边框部分16中，以便从主要迹线26传送信号至布线迹线46(并且不连接至外部系统)。此外，虽然所示的实施例被描绘为使得所有第二电极面向或朝向同一方向，但是在其它实施例中，特别是在大屏幕应用中使用的那些，所述电极可被布置成使得一些(例如，基板12中的一半上的那些)面向或朝向一个方向，而其余朝向相反方向。

此外，在一些实施例中，具有尾的FPC也可用于顶部和底部边框部分16这两者中，以便进行从主要迹线26传送信号以及连接至外部系统这两者(即，所述顶部边框部分和所述底部边框部分利用分开的FPC/FPC尾)。这种实施例的一个示例示于图21中。

图22-25示出本发明的另一个实施例。在图22-25中特别关注的是绝缘材料28形成在与(第一电极)基板12相分开的第二基板50上。如所示，第二基板50通过FPC(或扁平柔性连接器(Flat Flex Connector)FFC)36连接至第一基板12。如本领域技术人员将理解，特别是鉴于上述FPC的使用，图22-25中的FPC 36用于经由第一基板12上形成的接合垫板(例如，接近其边缘或外部部分)、FPC 36上的迹线以及第二基板50上的接合垫板和额外迹线将第一基板12上的主要迹线26电连接至绝缘材料28上的次要迹线30。因而，图22中所示的次要迹线30可以与上述的方式类似的方式电连接至第一基板12上的主要迹线26。此外，虽然未明确示出，但应理解，其它组件可安装在(或贴附至)第二基板12，诸如集成电路，以及其它有源和无源组件。

此外，由于FPC 36的柔性性质(即，与第一和第二基板的诸如分别是玻璃和印刷电路板的刚性材料相反)，第二基板50可安装在相对于第一基板12的各种方向和/或位置中。这些方向和/或位置的示例示于图23-25中。

图26-30示出根据本发明的多个实施例的第一电极18和第二电极20的可选形状和布置。例如，图26中所示的实施例包括第一电极18和第二电极20，相对于先前所讨论的“梳”和“E”形结构，所述第一电极18和第二电极20包括交织“螺旋”结构。然而，应理解，如由图27-30和图36-37中示出的多个实施例所示，可使用其它形状、布局和布置。此外应理解，图27-30和图36-37中示出的多个实施例中的任何或所有特征可具有随机化的形状、布局和/或布置。在一些实施例中，第一电极18和第二电极20可为电极的重叠网状阵列。这样的网可具有通过波浪或锯齿形线段互连的波浪线的连续或随机布局。

在其它实施例中，可使用不同材料来形成电极，诸如铜、铝、银，或可被适当图案化的任何合适的导电材料。此外，FPC可用于形成电极。在这种实施例中，FPC中的多个导电层可适当配置以形成如上所述的电极阵列，以及形成主要迹线。因而，应理解，电极、迹线和绝缘材料(或主体)可都通过单个适当配置的FPC形成。如本领域技术人员将理解，这些实施例可特别适用于非透明装置，诸如鼠标垫、轨道垫、触摸板等。此外，在其它实施例中，取决于特定装置，基板可由诸如任何合适的塑料的其它材料制成，所述塑料包括可能不是透明的乙烯基和聚酰胺。

在其它实施例中，可通过使用可选的诸如金属网的导电材料布局传感器电极来形成传感器。在这个实施例中，通过将金属网电极安置在PET基板上来形成电极。在一个可选实施例中，金属网电极可安置在玻璃基板上。在另一个实施例中，电极可用PET上的银纳米线或玻璃基板上的银纳米线来形成。在实施例中，将两个网叠加，其中一个网是驱动网以及另一个网是接收网。

在另一个实施例中，可通过将玻璃(或其它透明绝缘)透镜接合至具有安置在其上的传感器图案的另一个玻璃上来形成传感器。还在另一个实施例中，可通过将玻璃(或其它透明绝缘材料)接合至包含传感器图案的PET薄片上来形成传感器。

因而，本文所述的实施例提供了在装置的有源部分中具有单层结构的电容式传感器装置，而在用于布线迹线的边框(或其它非感测)部分中使用多层结构。所述多层布线允许重复使用迹线，以使得所述装置使用绝对最小数目的迹线，和在驱动所述装置的电子系统上使用最小数目的引脚。

关于上述实施例，通过延伸至边框部分(多个边框)16中的最大数目的主要迹线26确定行22之间的间隙(例如，图3)。

如本领域技术人员将理解，优选的是通过最小化迹线宽度和迹线之间的空间来最小化间隙尺寸。可通过迹线电阻和用于形成迹线的工艺限制来确定最小迹线宽度。可通过降低ITO的薄层电阻来最小化由ITO制成的迹线的宽度。在一些实施例中，为了避免相邻行(或列)的第一电极与第二电极之间的交叉耦合，可形成将增加最小间隙尺寸的接地迹线。

然而，当基板是玻璃而非PET时，可达到较低的ITO薄层电阻和更好的迹线宽度和间距，其导致相邻电极之间的间隙尺寸减少。

此外，可通过改变垫板尺寸(即一个第二电极20的宽度)来调节间距尺寸(即，两个相邻的传感器单元或电极的中心之间的距离)。然而，可能优选的是，使用6mm或更小的间距。

图31示出根据本发明的一个实施例具有用于检测导电物体的存在的处理装置的电子系统的一个实施例的框图。电子系统100包括处理装置110、触摸传感器垫板120、触摸传感器滑块130、触摸传感器按钮140、主处理器150、嵌入式控制器160和非电容传感器元件170。处理装置110可包括模拟和/或数字通用输入/输出(“GPIO”)端口107。GPIO端口107可以是可编程的并且可耦合到可编程互连和逻辑(“PIL”)，PIL充当GPIO端口107与处理装置110的数字块阵列之间的互连。处理装置110还可包括存储器，例如随机存取存储器(“RAM”)105和程序闪存104。RAM 105可为静态RAM(“SRAM”)，以及程序闪存104可以是可用于存储固件(例如，可通过处理核102执行以实施本文所述的操作的控制算法)的非易失性存储器。处理装置110还可包括耦合到存储器和处理核102的存储器控制器单元(“MCU”)103。

处理装置110还可包括耦合到系统总线的一个或多个模拟块阵列。所述模拟块阵列还可被配置成实施各种模拟电路(例如，ADC、DAC、模拟滤波器等)。所述模拟块阵列也可耦合到GPIO 107。

如所示，电容感测电路101可被集成到处理装置110中。电容感测电路101可包括用于耦合至外部组件的模拟I/O，外部组件诸如有触摸传感器垫板120、触摸传感器滑块130、触摸传感器按钮140和/或其它装置。下文更详细地描述电容感测电路101和处理装置110。

本文所述的实施例不限于用于笔记本实现的触摸传感器垫板，但能够用于其它电容式感测实施中，例如，感测装置可以是触摸屏、触摸传感器滑块130或触摸传感器按钮140(例如，电容感测按钮)。在一个实施例中，这些感测装置可包括一个或多个电容式传感器。本文所述的操作不限于平板电脑、智能手机、触摸屏手机、移动互联网装置(MID)、GPS导航装置、电子书、笔记本指针操作，但能够包括其它操作，诸如照明控制(调光器)、音量控制、图形均衡器控制、速度控制或需要逐渐或离散调整的其它控制操作。此外应注意到，电容式感测实施的这些实施例可结合非电容式感测元件一起使用，包括但不限于选择按钮、滑块(例如显示亮度和对比度)、滚动轮、多媒体控制(例如音量、轨道前进等)、手写识别和数字键盘操作。

在一个实施例中，电子系统100包括经由总线121耦合到处理装置110的触摸传感器垫板120。触摸传感器垫板120可包括多维传感器阵列。所述多维传感器阵列包括组织成行和列的多个传感器元件，诸如上文描述的和例如在图3、图5和图13中示出的传感器阵列。在另一个实施例中，电子系统100包括经由总线131耦合到处理装置110的触摸传感器滑块130。触摸传感器滑块130可包括单维传感器阵列。所述单维传感器阵列包括组织成行或可选地组织成列的多个传感器元件。在另一个实施例中，电子系统100包括经由总线141耦合到处理装置110的触摸传感器按钮140。触摸传感器按钮140可包括单维或多维传感器阵列。所述单维或多维传感器阵列可包括多个传感器元件。对于触摸传感器按钮，所述传感器元件可耦合在一起以检测导电物体在感测装置的整个表面上的存在。可选地，触摸传感器按钮140可具有单个传感器元件以检测导电物体的存在。在一个实施例中，触摸传感器按钮140可包括电容式传感器元件。所述电容式传感器元件可用作非接触传感器元件。当通过绝缘层保护这些传感器元件时，这些传感器元件提供对恶劣环境的抵抗。

电子系统100可包括触摸传感器垫板120、触摸传感器滑块130和/或触摸传感器按钮140中的一个或多个的任何组合。在另一个实施例中，电子系统100还可包括经由总线171耦合到处理装置110的非电容传感器元件170。非电容传感器元件170可包括按钮、发光二极管(“LED”)和其它用户界面装置，诸如鼠标、键盘或不需要电容感测的其它功能键。在一个实施例中，总线171、141、131和121可为单个总线。可选地，这些总线可被配置成一个或多个分开的总线的任何组合。

处理装置110可包括内部振荡器/时钟106和通信块(“COM”)108。振荡器/时钟106向处理装置110的一个或多个组件提供时钟信号。使用信号传输协议，诸如但不限于I2C、SPI或USB，通信块108可用于经由主机接口(“I/F”)线151与诸如主机处理器150的外部组件通信。可选地，处理块110还可耦合到嵌入式控制器160以与诸如主机15的外部组件0进行通信。在一个实施例中，处理装置110被配置成与嵌入式控制器160或主机150通信以发送和/或接收数据。

处理装置110可处于常用的载体基板，诸如例如集成电路(“IC”)晶粒基板、多芯片模块基板等上。可选地，处理装置110的组件可为一个或多个分开的集成电路和/或离散的组件。在一个示例性实施例中，处理装置110可为由Cypress半导体公司(加州圣何塞)制造的芯片(“PSoC^TM”)处理装置上的可编程系统。可选地，处理装置110可为本领域普通技术人员已知的一个或多个其它处理装置，诸如微控制器、微处理器或中央处理单元、控制器、专用处理器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)等。

此外应注意到，本文所述的实施例不限于具有耦合到主机的处理装置的配置，但可包括测量感测装置上的电容并向主计算机发送原始数据的系统，其中，所述原始数据由应用来分析。实际上，还可在主机中完成由处理装置110完成的处理。

电容感测电路101可集成到处理装置110的IC中，或者可选地分开的IC中。可选地，可生成电容感测电路101的描述并将其编译以便并入其它集成电路中。例如，描述电容感测电路101的行为级代码或其部分可使用诸如VHDL或Verilog的硬件描述性语言来生成，并存储到机器可访问介质(例如，CD-ROM、硬盘、软盘等)中。此外，行为级代码能够被编译成寄存器传输级(“RTL”)代码、网表或甚至电路布局并存储到机器可访问介质。行为级代码、RTL代码、网表和电路布局都代表描述电容感测电路101的不同层次的抽象。

应注意到，电子系统100的组件可包括所有上述组件。可选地，电子系统100可包括仅一些上述组件。

在一个实施例中，电子系统100可用于笔记本电脑中。可选地，电子系统100可用于其它应用中，例如移动手机、个人数据助理(“PDA”)、键盘、电视机、遥控器、监视器、手持式多媒体装置、手持式视频播放器、手持式游戏装置或控制面板。

在这种情况下，导电物体是手指，可选地，这种技术可应用于任何导电物体，例如，导电门开关、位置传感器，或触笔跟踪系统中的导电笔。

图32A-C示出能够通过叠加两个图案产生的示例波纹图案。图32A示出通过叠加具有不同周期的两组平行线而产生的波纹图案。图32B示出通过叠加旋转一定角度的两组类似图案而产生的波纹图案。图32C示出通过将一个网格图案叠加在另一个网格图案上而产生的波纹图案。本文所述的触摸传感器的方面是针对减少或消除如在图32A-C中所示出的那些的波纹图案。

图33示出根据本发明的另一个实施例的触摸传感器阵列10。与图3中所示的实施例类似，图33中所示的触摸传感器阵列10包括具有中心部分14的基板12。图33进一步示出，任何电极和迹线可为任何形状、几何结构和尺寸并且能够布置在任何类型的布局或图案中。在实施例中，基板12包括一个或多个外部(或边框)部分(未示出)，其能够在中心部分14的任一侧上并接近基板12的边缘。在实施例中，基板12的一个或多个外部部分(未示出)可对应于触摸传感器装置2(图1)的不可视区域6(图1)。在一个实施例中，基板12由具有高光透射率的诸如玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的电绝缘材料或其组合制成。

电极阵列形成在基板12的中心部分14上，其包括第一组(或多个)电极(也称为“第一电极”)18和第二组电极(也称为“第二电极”)20。在图33所示的实施例中，第一电极18是基本上“梳”形的，其具有如图33中所示的面向旁路的梳构件。在所描绘的实施例中，包括呈三乘以三布置的九个第一电极18。基板12可包括任何数目的第一电极18，其能够基本上在基板12的中心部分14的整个宽度上延伸。但应理解，其它实施例可使用不同数目的电极。

仍参照图33，第二电极20是基本上“梳”形的并布置成使得其构件向旁路延伸(如图33中所示)。在所示实施例中，包括布置成行(即，水平行)22和列(即，垂直行)24的九个第二电极20，其中的每个与第一电极18中的一个相关联。在所示的示例性实施例中，行22中的每个包括三个第二电极20，以及列24中的每个包括三个第二电极20。在每个行22内，第二电极20与相应的第一电极18配对以使得从第一电极18和第二电极20延伸的构件是交叉指形的。然而，图33中所示的特定图案是示例性的，并且可以不是交叉指形的其它电极形状是可能的。例如，触摸传感器能够使用图26-30和图36-37中示出的电极形状和图案。

如本文所述，第一电极18可用作“发送器”(TX)电极，以及第二电极20可用作“接收器”(RX)电极。然而，应理解，这些作用在其它实施例中可能逆转。

触摸传感器阵列10还能够包括形成在基板12上的(第一组)多个导体或主要迹线26。在所示示例中，主要迹线26在基板12上基本上水平延伸(如图33中所示)。如所示，主要迹线26中的每个在其第一端部部分连接至第一电极18中的相应一个或第二电极20中的一个并且因此与其电接触，并具有延伸至基板的布线部分54中的第二端部部分。主要迹线26可被认为包括与第一电极18相关联(即，接触)的第一组和与第二电极20相关联的第二组。

第一电极18、第二电极20和主要迹线26可由氧化铟锡(ITO)制成并且可以基本上平面的方式形成。也就是说，虽然图33中未明确示出，但第一电极18、第二电极20和主要迹线26可具有基本上相同的厚度(例如，100埃())并且布置在基本上同一平面中。任何两个电极之间的距离可为任何距离。在一个示例中，任何两个电极之间的距离为10-80微米之间。在一些实施例中，第一电极18、第二电极20和主要迹线26可具有可变厚度，厚度范围可介于下限与上限之间(例如，介于10-30微米之间)。

在实施例中，如本文所述，绝缘材料(或主体或层)能够耦合或贴附到基板12(例如，在一个或多个外部部分处)。绝缘材料28覆盖主要迹线26的端部部分，所述主要迹线26延伸到基板的布线部分54上。

(第二组)多个导体或次要迹线30形成在基板12的布线部分54上。在一个实施例中，次要迹线30由银制成。在所描绘的实施例中特别关注的是，如结合图3和图4更详细地描述，次要迹线30中的每个电连接至与第一电极18中的一个相关联的任一个(和仅一个)主要迹线26，或者电连接至与第二电极的列24中的一个(和仅一个)中的第二电极20相关联的所有主要迹线26。次要迹线30能够是任何配置，并结合图34A-B对其进一步描述。

在实施例中，触摸传感器阵列10能够包括浮动、无源或非有源电极，在本文称其为假电极52，其相对于诸如第一电极18和/或第二电极20的其他组电极中的一个安置。假电极52是指未被驱动的电极，如TX电极，并且不被用于感测，如RX电极。在一些实施例中，假电极52能够用于均衡用于在第一电极18与第二电极20之间测量的互电容的基线电容值(也称为互电容的基线互电容或基线值)。假电极52能够是接地的、浮动的(未连接到特定电压电位)或两者的组合。假电极52可被认为是分离的ITO岛或片、接地片、浮动片。所述假电极能够集成在TX层中，以及与TX层分开的层中。假电极52能够与第一电极18或第二电极20基本上对准。在一个实施例中，假电极52以第一电极18为中心，例如对准两者的中心轴。可选地，如本领域普通技术人员所理解，在其它配置中假电极52能够与第二电极20对准。在进一步的实施例中，假电极52这样对准以在第一电极18与假电极52之间形成基本上恒定的间隙。在一些实施例中，当第一电极18与第二电极20之间的距离超过阈值时，在第一电极18与第二电极20之间形成假电极52。例如，第一电极18能够形成在并非直线的弯曲路径中。类似地，第二电极20也能够形成在不同于第一电极18的路径的弯曲路径中。因为第一电极18和第二电极20中的每个遵循不同的弯曲路径，所以两个电极18和20之间的距离沿着每个路径同样是可变的。换句话说，在第一点的两个电极18与20之间的距离可能不同于在第二点的两个电极18与20之间的距离。为了确保任何两个电极之间基本上均一的间隙，假电极52能够形成在基板12上的任何位置。在一些实施例中，添加假电极52以控制光学特性。在一些实施例中，当光通过触摸传感器阵列10时，假电极52形成在一个或多个位置上以允许基本上均一量的光通过触摸传感器阵列10。能够在触摸传感器阵列10的地带或区域中测量光或者能够作为整个触摸传感器阵列10上的聚集体来测量光。假电极52能够以任何形状、尺寸和图案形成。

布线部分54能够包括将每个次要迹线30与其它主要迹线26(即，特定次要迹线30未电连接至其的那些)电隔离的绝缘材料(未示出)。因而，次要迹线30为每“一对”第一电极18和第二电极20(即，第一电极18中的一个与第二电极20中的一个相关联并且第二电极20中的一个与特定第一电极18呈交叉指形)提供唯一的电连接。例如，第一和第二电极能够在一个平面中呈交叉指形。在一些实施例中，当第一电极的金属在第二电极的金属的其它部分之间延伸时，第一电极和第二电极呈交叉指形。

触摸传感器阵列10可包括一组额外迹线56，其用于提供接地以电隔离第一电极18与连接至第二电极20的直接相邻的主要迹线26。因而，每个接地迹线可以与相应的主要迹线26类似的方式电连接至次要迹线30中的一个。所述接地迹线可以都连接至用于将所述接地迹线连接至系统接地同一次要迹线。

如本文所述，在一些实施例中，触摸传感器阵列10的任何组件的形状、几何结构和路径能够是可变的(例如，第一电极18、第二电极20、导体26、导体30、假电极52、布线部分54、接地迹线56等)。例如，导体30的尺寸和形状在基板12的中心部分14上可变化。特别是，越接近基板12的中心或边缘，导体30的垂直部分(或基底部分)的厚度可能越大。所述形状能够是基本上为直线，曲线，角度或成角度线的组合，或其组合的群组。例如，所述电极可以是锯齿状的、圆形的，或两者的组合。在实施例中，不同的形状、几何结构和路径是随机或伪随机计算的。在一些实施例中，可计算任何形状、几何结构或路径并将其应用于触摸传感器阵列10的任何组件。例如，导体30可为沿着导体30的长度或一部分长度具有恒定或可变幅值的任何形状。在一些实施例中，一些限制被置于可使用的形状、几何结构或路径类型上。例如，上述实施例的幅值可能不超过覆盖触摸传感器阵列10的显示器的一个像素。在一些实施例中，随机变化的幅值是基于RGB显示器中的至少一个像素。在一些实施例中，随机变化的幅值等于像素的若干而非全部子像素的长度或宽度。在一些实施例中，组件的形状、几何结构或路径可重复。在一些实施例中，形状、几何结构或路径不重复。

图34示出根据本发明的一个实施例形成感测单元的一对示例电极18和20。虽然所示第一电极18包括三个“尖头”，但第一电极18可包括任何数目的尖头。所示电极18和20两者都具有拥有多个区段的“扭动”路径。在一些实施例中，第一电极18的扭动路径的每个区段能够与第二电极20的扭动路径的相应区段平行。如所示，感测单元包括隔离第一电极18与第二电极20的假电极52(例如，浮置电极)。在所示示例中，每个假电极52具有产生19个子区的18个切口。对于不同图案设计，假电极52和假子区的数目能够变化。此外所示出的是布线部分54和接地56，结合图35A-B对其进一步描述。

图35A-C示出根据本发明的实施例的触摸传感器阵列10的示例布线部分54。布线部分54能够被布置成最小化或去除布线部分54内的周期性。例如，为了最小化或去除周期性，布线部分中的电极形状和安置能够在任何方向(例如，水平地、垂直地)变化。图35A示出以适当引脚连接二十三个电极的布线部分54(例如，布线通道)，所述引脚安置在基板上其它地方或脱离基板安置。单个布线通道54可包括任何数目的迹线。例如，如所示，布线通道54包括二十二个次要迹线30和一个接地线56。在实施例中，布线通道54的数目等于传感器列的数目。例如，图33的触摸传感器阵列10示出三个传感器列并且因此包括三个布线通道54。每个通道中的迹线数目小于或等于触摸传感器阵列10的传感器单元的行数目。在一些实施例中，当触摸传感器面板具有双面布线配置时，迹线连接数目能够减少(诸如减少一半)。任何类型或形状的布线配置被细想。

图35B示出根据本发明的实施例具有多个次要迹线30的图案设计，每个在布线通道54内具有随机迹线路径。在实施例中，即使在位于相同布线通道54内时，次要迹线30也可具有不同宽度。如图35B中所示，次要迹线30a和30d比次要迹线30b和30c宽。沿着相同路径电极宽度可变化。相同电极可在触摸传感器阵列10上的不同位置(例如，底部、中部或顶部)具有不同宽度。沿着布线通道54的长度，相邻的次要迹线30之间的间隙或空间也能够变化。例如，次要迹线30a与30b之间的间隙小于次要迹线30c与30d之间的间隙。在实施例中，次要迹线30的宽度和相邻次要迹线30之间的间隙能够是啁啾的或被随机改变以减少周期性。在一个示例中，次要迹线30的宽度和相邻次要迹线30之间的间隙在相同布线通道54内从左到右或从上到下改变。

图35C示出根据本发明的实施例具有多个次要迹线30的图案设计，每个在布线通道54内具有可变厚度。每个次要迹线30的厚度能够以任何量存在变化。

图36-37是示出根据多个可选实施例的传感器电极的平面图。如所示，所述传感器电极能够包括感测电极20和驱动电极18的不同位置，诸如交错和细分的安置的组合。

虽然已经出于清楚理解的目的详细地描述了前述示例，本发明不限于所提供的细节。存在许多实施本发明的可选方法。所公开的示例是说明性而非限制性的。

因此，在一个实施例中，提供电容感测装置。所述电容感测装置包括具有中心部分和外部部分的基板。多个基本上共平面的电极在中心部分基板上。第一组多个导体在所述基板上。所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部部分和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。将绝缘材料耦合到第一组多个导体的第二端部部分。将第二组多个导体耦合到所述绝缘材料。所述第二组多个导体和所述绝缘材料被配置成使得第二组多个导体中的每个电连接至第一组多个导体中的至少一些的第二端部部分，并与第一组多个导体中的其它的第二端部部分绝缘。

在另一个实施例中，提供电容感测装置。所述电容感测装置包括具有中心部分和外部部分的基板。第一组电极形成在中心部分基板上。第二组电极形成在所述基板的中心部分上。所述第二组电极被布置成一系列行并且与第一组电极基本上共平面。第一组多个导体形成在所述基板上。所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组电极中的一个的第一端部部分，和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。第二组多个导体形成在所述基板上。所述第二组导体中的每个具有电连接至所述第二组电极中的一个的第一端部部分，和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。绝缘主体耦合到第一组多个导体中的每个的第二端部部分，和第二组多个导体中的每个的第二端部部分。第三组多个导体耦合到所述绝缘主体以使得每个电连接至第一组多个导体中的一个的第二端部部分中的一个，以及电连接至与第二组电极的仅一行相关联的第二组多个导体的第二端部部分中的一个，并且与第一组导体的其它的第二端部部分和与第二组电极的其它行相关联的第二组多个导体的第二端部部分电绝缘。

在进一步的实施例中，提供电容感测装置。所述电容感测装置包括具有中心部分和外部部分的基板。第一组电极形成在中心部分基板上。第二组电极形成在所述基板的中心部分上。所述第二组电极布置成一系列行并且与第一组电极基本上共平面。第一组多个导体在所述基板上。所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组电极或所述第二组电极中的一个电极的第一端部部分，和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。第二组多个导体耦合到所述基板。所述第二组多个导体中的每个在所述基板的中心部分外部的节点处电连接至第一组多个导体中的至少一个，以使得第二组多个导体中的每个电连接至第一组电极中的一个电极，或第二组电极的一行中的多个电极。

在进一步的实施例中，提供用于构建电容感测装置的方法。多个电极形成在基板的中心部分上。所述基板具有中心部分和外部部分。第一组多个导体形成在所述基板上。第一组多个导体中的每个连接至所述多个电极中的至少一个并从其延伸。绝缘材料形成在所述基板的外部部分上并且至少部分地在第一组多个导体中的一些上。第二组多个导体形成在所述绝缘材料上，其中所述第二组多个导体和所述绝缘材料被配置成使得第二组多个导体中的每个电连接至第一组多个导体中的至少一些，并且与第一组多个导体中的其它绝缘。

在进一步的实施例中，提供用于构建电容感测装置的方法。多个基本上共平面的电极形成在所述基板的中心部分上。第一组多个导体形成在所述基板上。第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部，和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。将绝缘主体贴附至与第一组多个导体的第二端部部分相邻的基板的外部部分。所述绝缘主体上的第二组多个导体中的每个电连接至第一组多个导体中的至少一些的第二端部部分。第二组多个导体中的每个通过绝缘主体与第一组多个导体中的其它的第二端部部分绝缘。

在进一步的实施例中，提供用于构建电容感测装置的方法。提供具有中心部分和外部部分的基板。多个基本上共平面的电极形成在中心部分基板上。第一组多个迹线形成在所述基板上。第一组多个迹线中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部部分，和在所述基板的外部部分上的第二端部部分。绝缘主体形成在所述基板的外部部分上。所述绝缘主体在其第一部分具有第一宽度以及在其第二部分具有第二宽度。所述第一宽度大于所述第二宽度。第二组多个迹线形成在所述基板的外部部分上。所述第一组多个迹线、所述第二组多个迹线和所述绝缘材料被布置成使得第二组多个迹线中的每个电连接至第一组多个迹线中的至少一些，并与第一组多个迹线中的其它绝缘。

在进一步的实施例中，提供电容感测装置。所述电容感测装置包括具有中心部分、第一外部部分和第二外部部分的基板。所述第一外部部分和所述第二外部部分在所述中心部分的相对侧上。多个基本上共平面的电极在中心部分基板上。第一组多个导体在所述基板上。第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部部分，和在所述基板的第一外部部分或第二外部部分上的第二端部部分。第一绝缘主体耦合到所述基板的第一外部部分。第二绝缘主体耦合到所述基板的第二外部部分。包括第二组多个导体。第二组多个导体中的每个耦合到第一绝缘主体或第二绝缘主体。所述第二组多个导体、所述第一绝缘主体和所述第二绝缘主体被配置成使得第二组多个导体中的每个电连接至所述基板的相应外部部分上的第一组多个导体中的至少一些的第二端部部分，并且使得第二组多个导体中的每个通过相应的绝缘主体与第一组多个导体中的其它绝缘。

在进一步的实施例中，提供电容感测装置。所述电容感测装置包括具有中心部分和外部部分的第一基板。多个基本上共平面的电极在所述第一基板的中心部分上。第一组多个导体在所述基板上。第一组导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部部分，和在所述第一基板的外部部分上的第二端部部分。还包括第二基板。将第二组多个导体连接至所述第二基板。将至少一个绝缘主体耦合到所述第一基板和所述第二基板，其中第二组多个导体和至少一个绝缘主体被配置成使得第二组多个导体中的每个电连接至第一组多个导体中的至少一些并与第一组多个导体中的其它绝缘。

在进一步的实施例中，提供用于构建电容感测装置的方法。提供具有中心部分、第一外部部分和第二外部部分的基板。所述第一外部部分和所述第二外部部分在所述中心部分的相对侧上。多个基本上共平面的电极形成在中心部分基板上。第一组多个导体形成在所述基板上。第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部部分，和在所述基板的第一外部部分和第二外部部分中的一个上的第二端部部分，所述第二端部部分更接近于所述多个电极中的相应一个。第一绝缘主体贴附到所述基板的第一外部部分。第二绝缘主体贴附到所述基板的第二外部部分。所述第一绝缘主体和所述第二绝缘主体上的第二组多个导体中的每个电连接至所述基板的相应外部部分上的第一组多个导体中的至少一些的第二端部部分。第二组多个导体中的每个通过相应的绝缘主体与第一组多个导体中的其它绝缘。

在进一步的实施例中，提供触摸传感器。所述触摸传感器包括基板和安置在所述基板的区域上以形成所述触摸传感器装置的有源部分的多个电极。所述多个电极中的每个包含沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。所述触摸传感器还包括安置在所述基板上的第一组多个导体。所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部。所述触摸传感器还能够包括形成布线通道的第二组多个导体。所述第二组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组多个导体中的一个的第二端部的第一端部。多个第二组多个导体中的每个包含沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。所述布线通道安置在所述触摸传感器装置的有源部分中。

虽然已经出于清楚理解的目的详细地描述了前述示例，但本发明不限于所提供的细节。存在许多实施本发明的可选方法。所公开的示例是说明性而非限制性的。

Claims (20)

1.一种触摸传感器装置，包括：

基板；

多个电极，所述多个电极安置在所述基板的将形成所述触摸传感器装置的有源部分的区域上，其中所述多个电极中的每个包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘；

第一组多个导体，所述第一组多个导体安置在所述基板上，所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部；以及

第二组多个导体，所述第二组多个导体形成布线通道，所述第二组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组多个导体中的一个的第二端部的第一端部，其中所述第一组多个导体中的至少一个或所述第二组多个导体中的至少一个包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘，其中所述布线通道安置在所述触摸传感器装置的所述有源部分中。

2.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述第二组多个导体中的每个与所述第二组多个导体中的其它绝缘。

3.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述第二组多个导体包括第一组导体和第二组导体，其中所述布线通道包括第一布线通道和第二布线通道，所述第一组导体形成所述第一布线通道以及所述第二组导体形成所述第二布线通道。

4.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极是基本上共平面的。

5.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述基板、所述多个电极和所述第二组多个导体是基本上共平面的。

6.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极中没有两个包括相同的非线性路径。

7.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极中的每个电极包括不同形状。

8.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极中的第一电极与所述多个电极中的第二电极之间的距离以不超过相对于所述触摸传感器装置安置的显示层的一个像素来变化。

9.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极包括安置在第一轴线上的第一组电极和安置在第二轴线上的第二组电极。

10.如权利要求0所述的触摸传感器装置，其中所述第一组电极和所述第二组电极包括多个交叉指形构件。

11.如权利要求0所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极包括安置在所述第一组电极与所述第二组电极之间的多个假电极。

12.如权利要求0所述的触摸传感器装置，进一步包括耦合至所述第一组电极的信号发生器和耦合至所述第二组电极的接收器，其中所述多个假电极是安置在所述第一组电极与所述第二组电极之间的浮置电极。

13.如权利要求12所述的触摸传感器装置，其中所述第一组电极沿着第一非线性路径形成以及所述第二组电极沿着第二非线性路径形成，其中当所述第一组电极与所述第二组电极之间的距离超过阈值距离时，所述多个假电极安置在所述第一组电极与所述第二组电极之间。

14.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述多个电极中的至少一个包括第一端部和第二端部，所述多个电极中的至少一个在所述第一端部与所述第二端部之间具有可变厚度。

15.如权利要求1所述的触摸传感器装置，其中所述第二组多个导体中的至少一个在所述第一端部与所述第二端部之间具有可变厚度。

16.一种触摸传感器装置，包括：

基板；

第一组电极，所述第一组电极安置在所述基板的将形成所述触摸传感器装置的有源部分的区域上，所述第一组电极具有第一不规则几何结构；

第二组电极，所述第二组电极安置在所述触摸传感器装置的所述有源部分上，所述第二组电极布置在一系列行中并且与所述第一组电极是基本上共平面的；

第一组多个导体，所述第一组多个导体安置在所述基板上，所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组电极中的一个的第一端部；和

第二组多个导体，所述第二组多个导体安置在所述基板上并形成布线通道，所述第二组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组多个导体中的一个的第一端部，所述第二组多个导体具有第二不规则几何结构，其中所述布线通道安置在所述触摸传感器装置的有源部分中。

17.如权利要求16所述的触摸传感器装置，其中所述第二组电极包括第三不规则几何结构。

18.如权利要求16所述的触摸传感器装置，其中第一几何结构包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。

19.一种用于构建触摸传感器装置的方法，包括：

提供基板；

形成安置在所述基板的将形成所述触摸传感器装置的有源部分的区域上的多个电极，其中所述多个电极中的每个包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘；

形成安置在所述基板上的第一组多个导体，所述第一组多个导体中的每个具有电连接至所述多个电极中的一个的第一端部；以及

在所述触摸传感器装置的将形成布线通道的所述有源部分上形成第二组多个导体，所述第二组多个导体中的每个具有电连接至所述第一组多个导体中的一个的第二端部的第一端部，其中所述第一组多个导体中的至少一个或所述第二组多个导体中的至少一个包括沿着非线性路径形成的至少一个不规则边缘。

20.如权利要求19所述的方法，其中形成所述多个电极包括：

在第一轴线上形成第一组电极；

在第二轴线上形成第二组电极；以及

在所述第一组电极与所述第二组电极之间形成一组假电极。