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Verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht gemäß Art 35 U.S.C. § 119(e) den Vorteil der am 28. Oktober 2011 eingereichten vorläufigen U.S. Patentanmeldung Nr. 61/563007, die hiermit durch Verweis einbezogen wird.
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Technischer Bereich
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren.
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Hintergrund
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Ein Berührungspositions-Sensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objektes (wie z. B. eines Fingers eines Benutzers oder eines Stiftes) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereiches des Berührungssensors, der z. B. einem Anzeigebildschirm überlagert ist, detektieren bzw. erfassen. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann der Berührungspositions-Sensor dem Benutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem auf Anzeige Dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt, wie mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann angebracht sein auf oder Bestandteil sein von einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satelliten-Navigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielkonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassensystem oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann einen Berührungssensor enthalten.
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Es gibt eine Anzahl verschiedenartiger Berührungspositions-Sensoren, wie (beispielsweise) resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Im Folgenden kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm mit umfassen und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder Annäherung auftreten. Eine Steuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihren Ort auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Steuereinheit.
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2A–C stellen beispielhafte Netzmuster dar.
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3A–B stellen Draufsichten auf beispielhafte Elektrodenmuster mit Leitungskreuzungen dar.
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4 stellt eine beispielhafte Schnittansicht einer beispielhaften Leitungskreuzung dar.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Steuereinheit 12. Verweis auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen berührungsempfindlichen Bildschirm einschließen oder umgekehrt. Berührungssensor 10 und Steuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objektes innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereiches eines Berührungssensors 10 detektieren. Im Folgenden kann Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls sowohl den Berührungssensor als auch seine Steuereinheit umfassen. Desgleichen kann Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit gegebenenfalls sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor mit umfassen. Berührungssensor 10 kann gegebenenfalls einen berührungsempfindlichen Bereich oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden einer einzigen Art) beinhalten, die auf einem oder mehreren Substraten angeordnet sind, das/die aus einem dielektrischen Material bestehen kann/können. Im Folgenden kann Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls sowohl die Elektroden des Berührungssensors als auch das/die Substrat/e, auf dem/denen sie angeordnet sind, mit umfassen. Alternativ kann Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber das/die Substrat/e, auf dem/denen sie angeordnet sind, umfassen.
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Eine Elektrode (entweder eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, das eine bestimmte Form bildet, so beispielsweise eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck oder eine andere geeignete Form oder geeignete Kombination dieser Formen. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indium-Zinnoxid (ITO) bestehen, und das ITO der Elektrode kann gegebenenfalls ungefähr 100% der Fläche ihrer Form einnehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode, wie unten beschrieben, ungefähr 5% der Fläche ihrer Form einnehmen. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Elektroden aus konkretem leitfähigen Material beschreibt, die eine konkrete Form mit einer bestimmten Füllung in einem bestimmten Muster haben, sieht die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus beliebigem geeigneten leitfähigen Material vor, die beliebige geeignete Formen mit beliebigen geeigneten Füllungen mit beliebigen geeigneten Mustern bilden. Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmal/e des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaft/en der Implementierung dieser Formen (wie z. B. des leitfähigen Materials, der Füllungen oder der Muster innerhalb der Formen) kann/können als Ganzes oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale/e des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmal/e eines Berührungssensors kann/können eine oder mehrere Eigenschaft/en seiner Funktionalität bestimmen, und ein oder mehrere Mikromerkmal/e des Berührungssensors kann/können ein optisches Merkmal oder mehrere optische Merkmale des Berührungssensors, wie beispielsweise Durchsichtigkeit, Brechung oder Reflektion, bestimmen.
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Ein oder mehrere Abschnitt/e des Substrats von Berührungssensor 10 kann/können aus Polyethylen-Terephthalat (PET) oder anderem geeigneten Material bestehen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Substrat unter Verwendung von im Wesentlichen flexiblem Material hergestellt werden, so dass strukturelle Integrität des Substrats bei starker Verformung aufrechterhalten wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel ermöglicht ein aus im Wesentlichen flexiblem Material bestehendes Substrat, dass sich ein oder mehrere Abschnitt/e des flexiblen Substrats um eine Kante einer Fläche herum legt/legen. Die vorliegende Offenbarung sieht jedes geeignete Substrat vor, bei dem jeder geeignete Abschnitt aus beliebigem geeignetem Material besteht. In konkreten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in Berührungssensor 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder anderem leitfähigen Material bestehen.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden von Berührungssensor 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus optisch klarem Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem Material bestehen, das für wiederholte Berührung geeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat oder Poly(Methylacrylat) (PMMA)). Die vorliegende Offenbarung sieht alle geeigneten Abdeckpanele, bestehend aus jedem geeigneten Material, vor. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder anderen geeignetem Material, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, bestehen kann) oder eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material enthalten. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein, und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Gerätes, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 beinhaltet, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von 1 Millimeter (mm) haben, die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Anzahl von konkreten Schichten aus konkreten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung jeden geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Anzahl geeigneter Schichten, bestehend aus beliebigen geeigneten Materialien mit beliebiger geeigneter Dicke, vor. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den oben beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt an der Anzeige besteht.
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Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form von Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitäts-Implementierung kann Berührungssensor 10 ein Feld aus Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können aneinander nahe kommen, gehen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander ein. Stattdessen können die Ansteuer- und Ausleseelektroden über einen Spalt zwischen ihnen kapazitiv miteinander gekoppelt sein. Eine pulsierende bzw. Wechselspannung, die an die Ansteuerelektrode (durch Steuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung an der Ausleseelektrode induzieren, und die Menge der induzierten Ladung kann von äußeren Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Nähe eines Objektes) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an dem kapazitiven Knoten auftreten, und Steuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messen von Kapazitätsänderungen über das Feld hinweg kann Steuereinheit 12 den Ort der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereiches bzw. der berührungsempfindlichen Bereiche von Berührungssensor 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden eines einzigen Typs beinhalten, die jeweils einen kapazitiven Knoten bilden können. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten, und Steuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorgegebenen Betrag zu erhöhen. Wie bei einer Gegenkapazitätsimplementierung kann Steuereinheit 12 durch Messen von Kapazitätsänderungen über das Feld hinweg den Ort der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereiches bzw. der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen. Die vorliegende Offenbarung sieht gegebenenfalls jede beliebige geeignete Form kapazitiver Berührungserfassung vor.
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In konkreten Ausführungsformen kann/können ein oder mehrere Ansteuerelektrode/n zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen geeigneten Ausrichtung verläuft. Desgleichen kann/können ein oder mehrere Ausleseelektrode/n zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder beliebigen geeigneten Ausrichtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Weentlichen senkrecht zu Ausleseleitungen verlaufen. Im Folgenden kann Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektrode/n, die die Ansteuerleitung bildet/bilden, umfassen und umgekehrt. Desgleichen kann Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleseelektrode/n umfassen, die die Ausleseleitung bildet/bilden und umgekehrt.
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Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. Bei einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus Ansteuer- und Ausleseelektroden, die kapazitiv miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. In einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden nur eines Typs in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder als Alternative zu den in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordneten Ansteuer- und Ausleseelektroden kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite des Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle bzw. ein Schnittpunkt eines Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Ein derartiger Schnittpunkt kann eine Stelle sein, an der die Ansteuerelektrode und die Ausleseelektrode einander schneiden oder in ihren jeweiligen Ebenen am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind stattdessen über ein Dielektrikum an dem Schnittpunkt kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Konfigurationen bestimmter Elektroden, die bestimmte Knoten bilden, beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung jede beliebige geeignete Konfiguration aus beliebigen geeigneten Elektroden vor, die beliebige geeignete Knoten bilden. Darüber hinaus sieht die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Elektroden vor, die auf jeder beliebigen geeigneten Anzahl geeigneter Substrate in beliebigen geeigneten Mustern angeordnet sind.
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Wie oben stehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten von Berührungssensor 10 eine Berührungs- oder Annäherungseingabe an der Stelle des kapazitiven Knotens anzeigen. Steuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung detektieren und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Steuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponente/n (wie z. B. an eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheit/en (CPU) oder an digitale Signal-Prozessoren (DSP)) eines Gerätes übermitteln, das Berührungssensor 10 und Steuereinheit 12 beinhaltet, das sodann auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer Funktion des Gerätes (oder einer darauf laufenden Anwendung), die mit ihr verknüpft ist, antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit beschreibt, die eine bestimmte Funktionalität hinsichtlich eines bestimmten Gerätes und eines bestimmten Berührungssensors hat, sieht die vorliegende Offenbarung jede beliebige Steuereinheit vor, die beliebige geeignete Funktionalität hinsichtlich eines beliebigen geeigneten Gerätes und eines beliebigen geeigneten Berührungssensors hat.
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Steuereinheit 12 kann aus einer oder mehreren integrierten Schaltung/en (ICs) bestehen, wie beispielsweise aus Universalmikroprozessoren, Mikrokontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs) auf einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) bzw. Leiterplatte, die, wie weiter unten beschrieben, mit dem Substrat von Berührungssensor 10 verbunden ist. Steuereinheit 12 kann eine Prozessoreinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann den Ansteuerelektroden von Berührungssensor 10 Ansteuersignale zuführen. Die Ausleseeinheit kann Ladung an den kapazitiven Knoten von Berührungssensor 10 auslesen und Messsignale an die Prozessoreinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr der Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ansteuereinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereiches bzw. der berührungsempfindlichen Bereiche von Berührungssensor 10 zu erfassen und zu verarbeiten. Die Prozessoreinheit kann auch Änderungen der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs bzw. der berührungsempfindlichen Bereiche von Berührungssensor 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Prozessoreinheit speichern, die Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Zuführen der Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit und gegebenenfalls andere geeignete Programme einschließen. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit mit einer bestimmten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung jede beliebige geeignete Berührungssensorsteuereinheit mit jeder beliebigen geeigneten Implementierung mit beliebigen geeigneten Komponenten vor.
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Auf dem Substrat von Berührungssensor 10 angeordnete Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden von Berührungssensor 10 mit Verbindungsflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat von Berührungssensor 10 angeordnet sind. Die Verbindungsflächen 16 ermöglichen, wie weiter unten beschrieben, Kopplung der Leiterbahnen 14 mit Steuereinheit 12. Die Leiterbahnen können sich in den berührungsempfindlichen Bereich oder die berührungsempfindlichen Bereiche von Berührungssensor 10 hinein oder um ihn/sie herum erstrecken (beispielsweise an dessen/deren Kanten). Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Kopplung von Steuereinheit 12 mit Ansteuerelektroden von Berührungssensor 10 schaffen, über die die Ansteuereinheit von Steuereinheit 12 den Ansteuerelektroden Ansteuersignale zuführen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Auslese-Verbindungen zum Koppeln von Steuereinheit 12 mit Ausleseelektroden von Berührungssensor 10 schaffen, über die die Ausleseeinheit von Steuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten von Berührungssensor 10 auslesen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder anderem leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 zusätzlich oder als Alternative zu dünnen Leitungen aus Metall oder anderem leitfähigen Material ganz oder teilweise aus ITO bestehen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Leiterbahnen aus bestimmten Materialien mit bestimmten Breiten beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Leiterbahnen aus beliebigen geeigneten Materialien mit beliebigen geeigneten Breiten vor. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann Berührungssensor 10 eine oder mehrere Masseleitung/en beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Verbindungsfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats von Berührungssensor 10 (ähnlich wie die Leiterbahnen 14) endet/enden.
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Verbindungsflächen 16 können entlang einer oder mehrerer Kante/n des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs bzw. der berührungsempfindlichen Bereiche von Berührungssensor 10 angeordnet sein. Berührungssensorsteuereinheit 12 kann sich, wie oben beschrieben, an einer Leiterplatte befinden. Die Verbindungsflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen wie die Leiterbahnen 14 und können unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) an der Leiterplatte angeklebt oder angeschweißt sein. Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen auf der Leiterplatte 12 beinhalten, die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Verbindungsflächen 16 koppeln, die wiederum Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 sowie den Ansteuer- oder Ausleseelektroden von Berührungssensor 10 koppeln. In einer anderen Ausführungsform können die Verbindungsflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Kabel-Leiterplatten-Verbinder) verbunden sein. In dieser Ausführungsform muss Verbindung 18 keine Leiterplatte beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst jede beliebige geeignete Verbindung 18 zwischen Berührungssensorsteuereinheit 12 und Berührungssensor 10.
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2A–2C stellen beispielhafte Netzmuster bzw. -strukturen einer berührungsempfindlichen Schicht dar. Ein oder mehrere Einschnitt/e in den beispielhaften Netzstrukturen in 2A–2C kann/können (wenigstens teilweise) eine oder mehrere Form/en (beispielsweise Elektroden oder Füllbereiche) des Berührungssensors bilden, und der Bereich der Form kann (wenigstens teilweise) durch diese Einschnitte begrenzt werden. Die beispielhaften Netzstrukturen in 2A–2C können aus dünnen Leitungen aus Metall (beispielsweise Gold, Aluminium, Kupfer, Silber oder Material auf Gold-, Aluminium-, Kupfer- oder Silberbasis oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen) oder anderem leitfähigem Material bestehen. Bei dem Beispiel in 2A kann eine beispielhafte Netzstruktur 20 aus im Wesentlichen geraden Linien bzw. Leitungen 22A–B aus leitfähigem Material bestehen. Netzstruktur 20 kann unter Verwendung von zwei Gruppen 22A–B im Wesentlichen paralleler Leitungen aus leitfähigem Material ausgebildet werden, deren Ausrichtung um ungefähr 90° versetzt ist. Die Gruppen 22A–B aus leitfähigen Leitungen können im Wesentlichen rechtwinklige Schnittpunkte haben, die eine Anordnung rautenförmiger Netz-Zellen 24 in Netzstruktur 20 bilden.
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Netzstruktur 26 kann bei dem Beispiel in 2B aus zwei Gruppen im Wesentlichen nicht geradliniger leitfähiger Leitungen 28A–B mit unterschiedlicher Ausrichtung gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Strukturen 28A–B aus nicht geradlinigen Leitungen dazu dienen, lange geradlinige Abschnitte aus dünnem Metall mit einer Wiederholfrequenz zu vermeiden, wodurch eine Wahrscheinlichkeit des Entstehens von Interferenz oder Moiré-Mustern verringert wird. Das nicht geradlinige Muster der leitfähigen Leitungen 28A–B von Netzstruktur 26 kann streuen und damit die Sichtbarkeit von Reflektionen von den leitfähigen Leitungen 28A–B bei Beleuchtung mit auftreffendem Licht verringern. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann jede der leitfähigen Leitungen 28A–B von Netzstruktur 26 eine im Wesentlichen sinusartige Form haben. Die Gruppen 28A–28B im Wesentlichen nicht geradliniger leitfähiger Leitungen können im Wesentlichen nicht-rechtwinklige Schnittpunkte haben, die eine Anordnung von Netz-Zellen 29 in Netzstruktur 26 bilden. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte leitfähige Leitungen mit einer bestimmten Art Weg beschreibt bzw. darstellt, sieht die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungen vor, die jeder beliebigen Abweichung der Leitungsrichtung bzw. des Weges von einer geraden Linie folgen, wobei dies wellenförmige Linien oder Zickzack-Linien einschließt, jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
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Bei dem Beispiel in 2C kann die Netzstruktur 30 aus willkürlich angeordneten Mikrostrukturen bestehen. Durch Strukturen im Wesentlichen willkürlich angeordneter leitfähiger Leitungen 32 können Abschnitte aus dünnem Metall mit einer Wiederholfrequenz vermieden werden, so dass eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Interferenz oder Moiré-Mustern verringert wird. In bestimmten Ausführungsformen bildet Netzstruktur 30 im Wesentlichen ein Voronoi-Diagramm mit sogenannten fiktiven Saatpunkten (notional seeds) (nicht dargestellt), die Voronoi Sites innerhalb der Netz-Zellen 34 entsprechen, die Voronoi-Zellen entsprechen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann jeder Punkt entlang jeder leitfähigen Leitung 32 im Wesentlichen gleich weit von seinen zwei nächstliegenden fiktiven Saatpunkten entfernt sein. Die fiktiven Saatpunkte entsprechen keinem (leitfähigem oder anderen) Material in dem Berührungssensor, und die fiktiven Saatpunkte dienen dazu, die willkürliche Anordnung leitfähiger Leitungen 32 zu bestimmen. Des Weiteren wiederholen sich die willkürlich angeordneten Mikrostrukturen von Netzstruktur 30 möglicherweise im Wesentlichen nicht in Bezug auf eine Ausrichtung des Berührungssensors (beispielsweise horizontal, vertikal oder schräg).
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Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Netzstrukturen (beispielweise 20, 26 und 30) beschreibt bzw. darstellt, sieht die vorliegende Offenbarung jede beliebige geeignete Netzstruktur vor, die unter Verwendung jedes beliebigen geeigneten leitfähigen Materials hergestellt werden kann, das jede beliebige geeignete Anordnung aufweisen kann. Dünne Leitungen (beispielsweise 22A oder 32) aus leitfähigen Netzstrukturen (z. B. 20, 26 und 30) können den Flächenbereich einer Form in einem Schraffur-, Netz oder anderem geeigneten Muster einnehmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel haben die dünnen Leitungen (z. B. 22A oder 32) aus leitfähigem Material eine Gesamt-Leitungsdichte von weniger als ungefähr 10% einer Flächenausdehnung. So kann der Beitrag der leitfähigen Leitungen zur Dämpfung von Licht durch die Netzstruktur (z. B. 20, 26 und 30) hindurch innerhalb eines Bereiches von ungefähr 1% bis ungefähr 10% liegen. Dementsprechend kann, obwohl die leitfähigen Leitungen (z. B. 22A oder 32) opak sein können, die Lichtdurchlässigkeit von Elektroden, die unter Verwendung der Netzstruktur (z. B. 20, 26 und 30) ausgebildet werden, insgesamt 90% oder mehr betragen, wobei eine Verringerung der Durchlässigkeit aufgrund anderer Faktoren, wie beispielsweise dem Material des Substrats, vernachlässigt wird.
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3A stellt eine Draufsicht auf ein rautenförmiges Elektrodenmuster mit Leitungskreuzungen dar. Bei dem Beispiel in 3A ist/sind eine oder mehrere Elektrode/n 52 aus zwei oder mehr leitfähigen Bereichen 40 ausgebildet, die in einer ersten Richtung miteinander verbunden sind. Eine oder mehrere Elektrode/n 54 ist/sind aus zwei oder mehr leitfähigen Bereichen 42 ausgebildet, die in einer zweiten Richtung miteinander verbunden sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist. Jede Elektrode, z. B. 52, ist von benachbarten Elektroden, z. B. 52, die in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, durch einen Spalt in dem leitfähigen Material getrennt. Bei bestimmten Ausführungsformen können Elektroden 52 mit leitfähigen Bereichen 40, die in der ersten Richtung miteinander verbunden sind, als Ansteuerelektroden arbeiten, und Elektroden 54 mit leitfähigen Bereichen 42, die in der zweiten Richtung miteinander verbunden sind, können als Ausleseelektroden arbeiten. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden mit einer bestimmten Funktion beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Elektroden mit jeder beliebigen geeigneten Funktion vor.
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In bestimmten Ausführungsformen können Elektroden 52 und 54 unter Verwendung einer einzelnen Schicht aus leitfähigem Material in der gleichen Ebene, d. h. koplanar, ausgebildet werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Elektroden 52 und 54 unter Verwendung eines leitfähigen Netzes aus Leitungen aus leitfähigem Material ausgebildet werden, wie dies oben beschrieben ist. Des Weiteren kann die Form von leitfähigen Bereichen 40 und 42 unter Verwendung von Einschnitten in dem leitfähigen Netz hergestellt werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Einschnitte in dem leitfähigen Netz dazu dienen, im Wesentlichen quadratisch geformte leitfähige Bereiche 40 und 42 auszubilden. An Schnittpunkten 44 zwischen Elektroden 52, die in der ersten Richtung ausgerichtet sind, und Elektroden 54, die in der zweiten Richtung ausgerichtet sind, überspannt das leitfähige Material von Elektrode 54 das leitfähige Material von Elektrode 52 mit einer leitfähigen Leitungskreuzung. In einem nicht einschränkenden Beispiel enthalten die leitfähigen Leitungskreuzungen leitfähiges Material, das mit einem Teil von zwei benachbarten leitfähigen Bereichen 40 in Kontakt ist. Das leitfähige Material der leitfähigen Leitungskreuzungen kann von dem leitfähigen Material des leitfähigen Bereiches 42 durch ein dielektrisches bzw. nichtleitfähiges Material getrennt sein, wie dies weiter unten beschrieben ist. Obwohl die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen beschreibt bzw. darstellt, die bestimmte Elektroden überbrücken, sieht die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen vor, die beliebige geeignete Elektroden überbrücken.
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3B stellt eine Draufsicht auf eine schneeflockförmige Elektrodenstruktur mit Leitungskreuzungen dar. Bei dem Beispiel in Beispiel 3B ist/sind eine oder mehrere Elektrode/n 52 aus zwei oder mehr leitfähigen Bereichen 40 ausgebildet, die in einer ersten Richtung miteinander verbunden sind. Eine oder mehrere Elektrode/n 54 sind aus zwei oder mehr leitfähigen Bereichen 42 ausgebildet, die in einer zweiten Richtung miteinander verbunden sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist. Jede Elektrode, z. B. 52, ist, wie oben beschrieben, von benachbarten Elektroden, z. B. 52, die in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, durch einen Spalt in dem leitfähigen Material getrennt. In bestimmten Ausführungsformen können Elektroden 52, die aus leitfähigen Bereichen 40 ausgebildet sind, die in der ersten Richtung miteinander verbunden sind, als Ansteuerelektroden arbeiten, und Elektroden 54, die aus leitfähigen Bereichen 42 ausgebildet sind, die in der zweiten Richtung miteinander verbunden sind, können als Ausleseelektroden arbeiten. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden mit einer bestimmten Funktion beschreibt, sieht die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Elektroden mit jeder beliebigen geeigneten Funktion vor.
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Die Elektroden 52 und 54 können, wie oben beschrieben, unter Verwendung einer einzelnen Schicht aus leitfähigem Material, d. h. koplanar, ausgebildet werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Elektroden 52 und 54 unter Verwendung von Einschnitten in einem leitfähigen Netz aus Leitungen aus leitfähigem Material ausgebildet werden. Des Weiteren können mit Einschnitten in dem leitfähigen Netz rautenförmige leitfähige Bereiche 40 und leitfähige Bereiche 42 mit einem im Wesentlichen rechteckig geformten Abschnitt und einem Kreuzungsabschnitt ausgebildet werden, der im Wesentlichen senkrecht zu dem im Wesentlichen rechteckig geformten Abschnitt ist. In bestimmten Ausführungsformen dienen Einschnitte in dem leitfähigen Netz dazu, Vorsprünge auszubilden, die sich von jeder Seite des rautenförmigen leitfähigen Bereiches 40 aus erstrecken. Weiterhin dienen Einschnitte in dem leitfähigen Netz dazu, Vorsprünge auszubilden, die sich von dem im Wesentlichen rechteckig geformten sowie dem Kreuzungsabschnitt des leitfähigen Bereiches 42 aus erstrecken. Die Kombination von Elektroden 40 und 42 mit Vorsprüngen kann als ineinandergreifende bzw. verzahnte Vorsprünge beschrieben werden, durch die die aneinandergrenzende Umfangsränder der Elektroden 40 und 42 vergrößert werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung Elektroden beschreibt bzw. darstellt, die aus in bestimmter Weise geformten leitfähigen Bereichen ausgebildet sind, sieht die vorliegende Offenbarung beliebige in geeigneter Weise geformte leitfähige Bereiche vor, wobei dies Quadrate oder Rechtecke einschließt, jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
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Das leitfähige Material der Elektrode 54 überspannt, wie oben beschrieben, das leitfähige Material von Elektrode 52 an Schnittpunkten 44 zwischen den Elektroden 52 und den Elektroden 54 mit einer leitfähigen Leitungskreuzung. In einem nicht einschränkenden Beispiel sind die leitfähigen Leitungskreuzungen leitfähiges Material, das mit einem Teil von zwei benachbarten leitfähigen Bereichen 40 in Kontakt ist. Das leitfähige Material der leitfähigen Leitungskreuzungen kann von dem leitfähigen Material von Elektroden 54 durch ein dielektrisches bzw. nichtleitfähiges Material getrennt sein, wie dies unten beschrieben ist. Obwohl die Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen beschreibt bzw. darstellt, die bestimmte Elektroden überbrücken, sieht die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen vor, die beliebige geeignete Elektroden überbrücken.
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4 stellt eine Bittansicht einer beispielhaften Leitungskreuzung dar. Bei dem Beispiel in 4 überspannen Teile des leitfähigen Bereiches 42 den leitfähigen Bereich 40 über eine leitfähige Leitungskreuzung an Schnittpunkt 44 von Elektrode 52 und Elektrode 54. Eine dielektrische bzw. nichtleitfähige Schicht 46 ist über dem leitfähigen Material des leitfähigen Bereiches 40 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen kann die nichtleitfähige Schicht 46 über einem Teil der leitfähigen Bereiche 42 ausgebildet sein. Das leitfähige Material 48 der Leitungskreuzungs-Struktur verbindet Abschnitte zweier benachbarter leitfähiger Bereiche 42. Die dielektrische Schicht 46 trennt das leitfähige Material 48 der Leitungskreuzungs-Struktur von leitfähigem Material des leitfähigen Bereiches 40. In bestimmten Ausführungsform befindet sich das leitfähige Material 48 der Leitungskreuzungs-Struktur an der gleichen Seite von Substrat 50 wie die leitfähigen Bereiche 40 und 42. Obwohl die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen beschreibt bzw. darstellt, die bestimmte Elektroden überbrücken, sieht die vorliegende Offenbarung leitfähige Leitungskreuzungen vor, die beliebige geeignete Elektroden überbrücken.
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Ein Verweis auf ein computerlesbares, nichtflüchtiges bzw. Permanentspeichermedium kann hier gegebenenfalls eine halbleiterbasierte oder eine andere IC (wie z. B. ein feldprogrammiertes Gatter-Array (FPGA) oder eine ASIC), ein Festplatten-Laufwerk (HDD), ein Hybrid-Festplatten-Laufwerk (HHD), eine optische Platte, ein optisches Platten-Laufwerk (ODD), eine magneto-optische Platte, ein magneto-optisches Platten-Laufwerk, eine Floppydisk, eine Floppydisk-Laufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holografisches Speichermedium, ein Festkörper-Laufwerk, ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Karten-Laufwerk, ein anderes geeignetes computerlesbares, nichtflüchtiges Speichermedium oder eine geeignete Kombination derselben einschließen.
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Unter ”oder” wird hier ein inklusives Oder und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. ”A oder B” bedeutet hier daher, ”A, B, oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird, oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet ”und” sowohl jeder einzelne als auch alle insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird, oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. ”A und B” bedeutet hier daher ”A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Ebenso umfassen die beigefügten Ansprüche gegebenenfalls alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst in den beigefügten Ansprüchen die Bezugnahme auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.
