CN110114745A - 用于电容式触摸传感器的电极图案 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电容式触敏设备，所述电容式触敏设备包括设置在触敏查看区域内的多个电极。间隔开的导电第一电极沿第一方向延伸，并且间隔开的导电第二电极沿不同的第二方向延伸。电隔离的导电第一多边形岛设置在每对相邻的第一电极之间，并且电隔离的导电第二多边形岛设置在每对相邻的第二电极之间。当从顶部平面图查看时，除了多个离散的间隔开的开口区之外，所述触敏查看区域被第一电极、第二电极、第一岛和第二岛中的至少一个覆盖，每个开口区位于第一多边形岛和第二多边形岛中的至少一个的顶点处。

Description

用于电容式触摸传感器的电极图案
技术领域
本公开整体涉及触敏装置，并且涉及与此类装置相关的过程和系统。
背景技术
触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指向装置的需求，允许用户方便地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户通过只是在由图标标识的位置处触摸即显触摸屏，就可进行一系列复杂的指令。
已经发现电容式触摸感测装置在多个应用中极为奏效。在许多触敏装置中，当传感器中的导电物体电容耦合到导电性触摸工具(诸如用户的手指)时，感测输入。一般来讲，每当两个导电构件彼此贴近但未实际触摸，两者间便形成电容。就电容式触敏装置而言，当物体诸如手指接近触摸感测表面时，电容在物体以及邻近物体的感测点之间形成。通过检测每个感测点处电容的改变并记录感测点的位置，感测电路可识别多个对象并确定所述对象当在触摸表面上移动时的特性。
发明内容
一些实施方案涉及包括触敏查看区域的电容式触敏设备。多个电极设置在触敏查看区域内。多个间隔开的导电第一电极设置在触敏查看区域中，并且沿第一方向延伸。多个间隔开的导电第二电极设置在触敏查看区域中，并且沿不同的第二方向延伸。多个电隔离的导电第一多边形岛设置在每对相邻的第一电极之间。多个电隔离的导电第二多边形岛设置在每对相邻的第二电极之间。当从顶部平面图查看时，除了多个离散的间隔开的开口区之外，触敏查看区域被第一电极、第二电极、第一岛和第二岛中的至少一个覆盖，每个开口区位于第一多边形岛和第二多边形岛中的至少一个的顶点处。
一些实施方案涉及电容式触敏设备。触敏设备的上部电极层包括多个间隔开的导电上部电极。触敏设备的下部电极层包括多个间隔开的导电下部电极。每个上部电极和下部电极包括交替的菱形感测部和矩形连接部。上部电极和下部电极限定电极矩阵，该电极矩阵在上部电极和下部电极的连接部交叉处具有矩形节点。当从顶部平面图查看时，在每个矩形节点的每个顶点处存在其中不包括导电部的区，该区具有在约0.001mm2至约0.01mm2范围内的面积。
本申请的这些方面和其他方面从下面的详细描述将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上面的总结理解为是对所要求保护的主题的限制，该主题仅仅由所附权利要求限定。
附图说明
图1示出了根据一些实施方案的电容式触敏设备的顶部平面图；
图2示出了根据一些实施方案的触敏设备的下部电极层的顶部平面图；
图3示出了根据一些实施方案的触敏设备的上部电极层的顶部平面图；
图4和图5示出了根据一些实施方案的堆叠的下部电极层和上部电极层；
图6示出了根据一些实施方案的下部电极层的第一多边形岛的顶部平面图；
图7示出了根据一些实施方案的上部电极层的第二多边形岛的顶部平面图；
图8示出了图6和图7的堆叠的下部电极层和上部电极层的顶部平面图；
图9示出了根据一些实施方案的用于形成电极和/或多边形岛的金属网；
图10示出了根据一些实施方案的用于形成电极和/或多边形岛的导电纳米线的互联网络；
图11为示出根据一些实施方案的电容式触敏设备的剖视图。
图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
电容式触摸传感器通常使用透明导电材料来形成触摸传感器电极。根据用于触摸传感器电极的导电材料的光学性质，电极图案(例如电极行和电极列)在成品触摸传感器中可见。本文所公开的实施方案涉及降低电极图案的可见度的方法。
图1描绘了具有触敏查看区域110的电容式触敏设备100的顶部平面图。在一些具体实施中，显示器(图1中未示出)可被布置成使得显示器通过触敏查看区域110是可视的。
触敏设备100包括多个间隔开的导电第一电极200，所述多个间隔开的导电第一电极200设置在触敏查看区域110中并且沿第一方向x延伸。多个间隔开的导电第二电极300设置在触敏查看区域110中并且沿第二方向y延伸，其中第二方向不同于第一方向x。
图2示出了包括第一电极200的下部电极层290的顶部平面图。图3示出了包括第二电极300的上部电极层390的顶部平面图。在一些实施方案中，每个第一电极200包括多个交替的较宽感测部210和较窄连接部220。每个第二电极300包括多个交替的较宽感测部310和较窄连接部320。每个较宽感测部210、310可以是菱形形状，并且每个较窄连接部220、320可以是矩形形状，如图2和图3所示。
多个电隔离的导电第一多边形岛400设置在每对相邻的第一电极200之间，如图2所指出的那样。每个第一多边形岛400与所有其他第一多边形岛电隔离。多个电隔离的导电第二多边形岛500设置在每对相邻的第二电极300之间，如图3所指出的那样。每个第二多边形岛500与所有其他第二多边形岛电隔离。可通过移除导电材料形成电隔离的岛来形成多边形岛400、500。多边形岛400、500降低触摸传感器的光学雾度。
根据一些实施方案，每个第一多边形岛400与所有其他第一多边形岛、所有第二多边形岛500、所有第一电极200和所有第二电极300电隔离。每个第二多边形岛500与所有其他第二多边形岛、所有第一多边形岛400、所有第一电极200和所有第二电极300电隔离。在一些配置中，至少一个第一多边形岛450和至少一个第二多边形岛550为基本上正方形的形状，并且至少一个第一多边形岛460和至少一个第二多边形岛560为基本上梯形的形状。
如图4最佳所示，当从顶部平面图查看时，除了多个离散的间隔开的开口区600之外，触敏查看区域110被第一电极200、第二电极300、第一多边形岛400和第二多边形岛500中的至少一个覆盖。每个开口区600设置在第一多边形岛400和第二多边形岛500中的至少一个的顶点410、510处。多个离散的间隔开的开口区600沿第一方向x和第二方向y形成重复图案。
多个导电第一电极200和第二电极300限定电极矩阵700，如图1所指出的那样。如图4和图5所示，每个第一电极200在电极矩阵的重叠区710处电容耦合到每个第二电极300。如图4和图5所示，在一些实施方案中，重叠区710可以是基本上矩形的。多个开口区600中的一部分开口区610可位于每个重叠区710的周边715上。在一些实施方案中，多个开口区600中的一部分开口区610可设置在重叠区710的每个顶点720处。
图6和图7分别更详细地示出了下部电极层290的第一多边形岛400和上部电极层390的第二多边形岛500。图8示出了包括开口区600的堆叠的下部电极层290和上部电极层390的平面图。根据一些实施方案，如图8所示，多个离散的间隔开的开口区中的每个开口区620由至少两个相邻的第一岛420(参见图4)和两个相邻的第二岛520(参见图7)限定。在一些实施方案中，多个离散的间隔开的开口区中的每个或至少一部分开口区620由至少三个相邻的第一岛420和三个相邻的第二岛520限定。在一些实施方案中，多个离散的间隔开的开口区中的每个或至少一部分开口区620由四个相邻的第一岛420和四个相邻的第二岛520限定。
在一些实施方案中，电极200、300中的部分或全部和/或多边形岛400、500中的部分或全部可包括金属网或导线的互连网络。例如，第一电极200、第二电极300、第一多边形岛400和/或第二多边形岛500中的一个或多个可包括金属网。图9示出了根据一些实施方案的用于形成第一多边形岛430的金属网435。
在一些实施方案中，第一电极200、第二电极300、第一多边形岛400和/或第二多边形岛500中的部分或全部包括导电纳米线的互连网络。图10示出了根据一些实施方案的用于形成第一多边形岛440的导电纳米线445的互联网络。
图11为示出根据一些实施方案的电容式触敏设备1100的剖视图。电容式触敏设备包括上部电极层390和下部电极层290。根据一些实施方案，上部电极层390和下部电极层290在同一衬底800的相对主表面810、820上形成。
例如，上部电极层包括多个间隔开的导电上部电极300，如图3所示。例如，下部电极层290包括多个间隔开的导电下部电极200，如图2所示。在一些配置中，上部电极300和下部电极200中的一个或两个包括交替的菱形感测部310、210和矩形连接部320、220，如图1和图2中最佳所示。上部电极300和下部电极200限定如图1的平面图所示的具有矩形节点710(参见图5)的电极矩阵700。上部电极300和下部电极200的连接部彼此交叉，使得当从顶部平面图查看时，在每个矩形节点710的每个顶点720处存在其中不包括导电部的区610。该区的面积可以在约0.001mm2至约0.01mm2、或约0.002mm2至约0.009mm2、或约0.003mm2至约0.008mm2、或约0.004mm2至约0.008mm2的范围内。
本文所公开的实施方案包括：
实施方案1.一种电容式触敏设备，所述电容式触敏设备包括：
触敏查看区域；
多个间隔开的导电第一电极，所述多个间隔开的导电第一电极设置在所述触敏查看区域中，并且沿第一方向延伸；
多个间隔开的导电第二电极，所述多个间隔开的导电第二电极设置在所述触敏查看区域中，并且沿不同的第二方向延伸；
多个电隔离的导电第一多边形岛，所述多个电隔离的导电第一多边形岛设置在每对相邻的第一电极之间；和
多个电隔离的导电第二多边形岛，所述多个电隔离的导电第二多边形岛设置在每对相邻的第二电极之间，使得当从顶部平面图查看时，除了多个离散的间隔开的开口区之外，所述触敏查看区域被第一电极、第二电极、第一岛和第二岛中的至少一个覆盖，每个开口区位于所述第一多边形岛和所述第二多边形岛中的至少一个的顶点处。
实施方案2.根据实施方案1所述的电容式触敏设备，其中所述多个导电第一电极和所述多个导电第二电极限定电极矩阵，每个第一电极在所述电极矩阵的重叠区处电容耦合到每个第二电极，其中所述多个开口区中的一部分开口区位于每个重叠区的周边上。
实施方案3.根据实施方案2所示的电容式触敏设备，其中每个重叠区为矩形的，并且所述多个开口区中的开口区设置在所述矩形重叠区的每个顶点处。
实施方案4.根据实施方案1至3中任一项所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔的开口区沿所述第一方向和所述第二方向形成重复图案。
实施方案5.根据实施方案1至4中任一项所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔开的开口区中的每个开口区由至少两个相邻的第一岛和两个相邻的第二岛限定。
实施方案6.根据实施方案1至4中任一项所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔开的开口区中的一部分开口区中的每个由至少三个相邻的第一岛和三个相邻的第二岛限定。
实施方案7.根据实施方案1至4中任一项所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔开的开口区中的一部分开口区中的每个由四个相邻的第一岛和四个相邻的第二岛限定。
实施方案8.根据实施方案1至7中任一项所述的电容式触敏设备，其中每个第一电极和第二电极包括多个交替的较宽感测部和较窄连接部。
实施方案9.根据实施方案8所述的电容式触敏设备，其中每个较宽感测部为菱形形状的，并且每个较窄连接部为矩形形状的。
实施方案10.根据实施方案1至9中任一项所述的电容式触敏设备，其中每个第一电极、第二电极、第一岛和第二岛包括金属网。
实施方案11.根据实施方案1至9中任一项所述的电容式触敏设备，其中每个第一电极、第二电极、第一岛和第二岛包括导电纳米线的互联网络。
实施方案12.根据实施方案1至11中任一项所述的电容式触敏设备，其中每个第一多边形岛与所有其他第一多边形岛、所有第二多边形岛、所有第一电极和所有第二电极电隔离。
实施方案13.根据实施方案1至12中任一项所述的电容式触敏设备，其中每个第二多边形岛与所有其他第二多边形岛、所有第一多边形岛、所有第一电极和所有第二电极电隔离。
实施方案14.根据实施方案1至13中任一项所述的电容式触敏设备，其中至少一个第一多边形岛和至少一个第二多边形岛为基本上正方形的形状，并且至少一个第一多边形岛和至少一个第二多边形岛为基本上梯形的形状。
实施方案15.一种电容式触敏设备，所述电容式触敏设备包括：
上部电极层，所述上部电极层包括多个间隔开的导电上部电极；
下部电极层，所述下部电极层包括多个间隔开的导电下部电极，每个上部电极和下部电极包括交替的菱形感测部和矩形连接部，所述上部电极和所述下部电极限定电极矩阵，所述电极矩阵在所述上部电极和所述下部电极的所述连接部交叉处具有矩形节点，使得当从顶部平面图查看时，在每个矩形节点的每个顶点处存在其中不包括导电部的区，所述区具有在约0.001mm2至约0.01mm2范围内的面积。
实施方案16.根据实施方案15所述的电容式触敏设备，其中所述区具有在约0.002mm2至约0.009mm2范围内的面积。
实施方案17.根据实施方案15所述的电容式触敏设备，其中所述区具有在约0.003mm2至约0.008mm2范围内的面积。
实施方案18.根据实施方案15所述的电容式触敏设备，其中所述区具有在约0.004mm2至约0.008mm2范围内的面积。
实施方案19.根据实施方案15所述的电容式触敏设备，其中所述上部电极和所述下部电极在同一衬底的相对主表面上形成。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征结构尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。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书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。由端点表述的数值范围的使用包括该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。
该发明的各种修改和更改对于本领域中的技术人员将是显而易见的，并且应当理解，该公开的范围不限于本文所阐述的例示性实施方案。例如，读者应当认为一个公开的实施方案中的特征部也可应用于所有其他公开的实施方案，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种电容式触敏设备，所述电容式触敏设备包括：
触敏查看区域；
多个间隔开的导电第一电极，所述多个间隔开的导电第一电极设置在所述触敏查看区域中，并且沿第一方向延伸；
多个间隔开的导电第二电极，所述多个间隔开的导电第二电极设置在所述触敏查看区域中，并且沿不同的第二方向延伸；
多个电隔离的导电第一多边形岛，所述多个电隔离的导电第一多边形岛设置在每对相邻的第一电极之间；和
多个电隔离的导电第二多边形岛，所述多个电隔离的导电第二多边形岛设置在每对相邻的第二电极之间，使得当从顶部平面图查看时，除了多个离散的间隔开的开口区之外，所述触敏查看区域被第一电极、第二电极、第一岛和第二岛中的至少一个覆盖，每个开口区位于所述第一多边形岛和所述第二多边形岛中的至少一个的顶点处。
2.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中所述多个导电第一电极和所述多个导电第二电极限定电极矩阵，每个第一电极在所述电极矩阵的重叠区处电容耦合到每个第二电极，其中所述多个开口区中的一部分开口区位于每个重叠区的周边上。
3.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔开的开口区沿所述第一方向和所述第二方向形成重复图案。
4.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中所述多个离散的间隔开的开口区中的一部分开口区中的每个由至少三个相邻的第一岛和三个相邻的第二岛限定。
5.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中每个第一电极、第二电极、第一岛和第二岛包括金属网。
6.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中每个第一电极、第二电极、第一岛和第二岛包括导电纳米线的互联网络。
7.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中每个第一多边形岛与所有其他第一多边形岛、所有第二多边形岛、所有第一电极和所有第二电极电隔离，并且每个第二多边形岛与所有其他第二多边形岛、所有第一多边形岛、所有第一电极和所有第二电极电隔离。
8.根据权利要求1所述的电容式触敏设备，其中至少一个第一多边形岛和至少一个第二多边形岛为基本上正方形的形状，并且至少一个第一多边形岛和至少一个第二多边形岛为基本上梯形的形状。
9.一种电容式触敏设备，所述电容式触敏设备包括：
上部电极层，所述上部电极层包括多个间隔开的导电上部电极；
下部电极层，所述下部电极层包括多个间隔开的导电下部电极，每个上部电极和下部电极包括交替的菱形感测部和矩形连接部，所述上部电极和所述下部电极限定电极矩阵，所述电极矩阵在所述上部电极和所述下部电极的所述连接部交叉处具有矩形节点，使得当从顶部平面图查看时，在每个矩形节点的每个顶点处存在其中不包括导电部的区，所述区具有在约0.001mm2至约0.01mm2范围内的面积。
10.根据权利要求9所述的电容式触敏设备，其中所述上部电极和所述下部电极在同一衬底的相对主表面上形成。
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