TW200529056A - Touch sensor with linearized response - Google Patents
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Description
200529056 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一般而言，本發明係關於在線性化電阻膜中之電場。本 發明尤其可應用於藉由繞觸摸敏感區域之周邊形成電極圖 案來線性化觸摸感測器之觸摸敏感區域中之電場。 【先前技術】 觸摸螢幕允許使用者方便地與電子顯示器系統建立介 面。舉例而言，使用者可藉由簡單地在由預先程式化之圖 標所識別之位置處觸摸螢幕來執行一連串複雜指令。可藉 由根據應用而重新程式化支持軟體來改變螢幕上之選單。 電阻性及電容性技術是用以偵測觸摸輸入之位置的兩種 普遍之觸摸感測方法。一般藉由施加電場至觸摸敏感區域 中之電阻膜來判定觸摸位置。對電連續之電阻膜而言，偵 ’貝J所知加觸摸之位置之精確性通常取決於該電阻膜中電場 的線性度。電場線性度通常可由在觸摸敏感區域周圍形成 電極圖案而改良。 【發明内容】 一般而言，本發明係關於線性化電阻膜中之電場。本發 明亦關於線性化觸摸感測器之觸摸敏感區域中的電場。 在本發明之一態樣中，觸摸感測器包括覆蓋觸摸敏感區 域之電阻膜。觸摸感測器進一步包括兩個或兩個以上大體 上平行之多邊形列的導電段，其安置於電阻膜上且圍繞觸 摸敏感區域。每一列之每一邊緣均具有安置於二末端導電 段之間的一或多個中間導電段。間隙將一列中的鄰接導電 98875.doc 200529056 段分離。-列中的一中間導電段與一鄰接列中的—中間導 電段完全重疊。二中間導電段之重疊部分界完全重属 區域。觸摸感测器進一步包括一安置於該完全重：：域： 之電阻膜中用於增加二中間導電段之間的電阻的離散絕緣 在本發明之另一態樣中，觸摸感測器包括覆蓋觸摸敏感 區域之電阻膜。觸摸感測器進—步包括兩個或兩個以上大 體上平行之多邊形列的離散導電段，其安置於電阻膜上且 圍繞觸摸敏感區域。每一列之每一邊緣均具有安置於二末 端導電段之間的—或多個中間導電段…列中的—中間導 諸與-鄰接列中的—中間導電段完全重疊。觸摸感測器 祕v匕括女置於该專中間導電段之一與電阻膜之間以 i曰加一中間導電段之間電阻的離散絕緣段。 *在本發明之另一態樣t，觸摸感測器包括一電阻膜。觸 摸感測器進—步包括安置於電阻膜之上的兩個大體上平行 】的離政導電段。間隙將每一列中鄰接之離散導電段分 、列中的一導電段與另一列中的一導電段完全重疊。 V電奴之間的重疊區域界定一完全重疊區域。一列中的 間隙與另一列中的一導電段重疊。該間隙與該導電段之 間的重豐區域界定一非重疊區域。完全重疊區域與非重疊 區域中每一者包括至少一離散絕緣段。 品在本發明之另-態樣巾，龍Μ ϋ包括覆蓋觸摸敏感 區域的一電阻膜。觸摸感測器進一步包括一安置於電阻膜 上且在觸摸敏感區域之周邊以線性化觸摸敏感區域中之電 98875.doc 200529056 場的線性化圖案。該線性化圖案包括多個邊且被組態成在 線性化圖案之一邊内的局部區域處傳導平行電流及垂直電 流。平行電流在局部區域處在平行於線性化圖案之該邊的 方向上流動。垂直電流在局部區域處在垂直於線性化圖案 之該邊的方向上流動。觸摸感測器進一步包括安置於局部 區域内的至少一離散絕緣段。該絕緣段實質上影響垂直電 流以控制沿著線性化圖案之該邊的電壓分配而不會實質上 I 影響平行電流。 在本發明之另一態樣中，觸摸感測器包括覆蓋觸摸敏感 區域之電阻膜。觸摸感測器進一步包括一安置於電阻膜上 的且圍繞觸摸敏感區域以線性化觸摸敏感區域中之電場的 多邊形線性化圖案。該線性化圖案包括多個邊且被組態成 在線性化圖案之一邊内的局部區域中提供平行電壓梯度及 垂直電壓梯度。平行電壓梯度在平行於局部區域處線性化 圖案之該邊的方向上。垂直電壓梯度在垂直於局部區域處 φ 線性化圖案之該邊的方向上。觸摸感測器進一步包括安置 於局部區域内的至少一離散絕緣段。該絕緣段實質上影響 垂直電麼梯度以控制沿著線性化圖案該邊之電壓分配而不 會實質上影響平行電壓梯度。 在本發明之另一態樣中，觸摸感測器包括覆蓋觸摸敏感 區域之電阻膜。觸摸感測器進一步包括兩個或兩個以上大 體上平行之多邊形列的導電段，其安置於電阻膜上且圍繞 觸摸敏感區域。每一列之每一邊緣均具有安置於二末端導 電段之間的一或多個中間導電段。間隙將一列中鄰接的導 98875.doc 200529056 電段分離。一列中的一中間導電段與一鄰接列中的一中間 導電段完全重疊。二中間導電段之重疊部分界定一完全重 疊區域。一列中的一間隙與一鄰接列中的一導電段重疊。 該間隙與該導電段之間的重疊區域界定一非重疊區域。觸 摸感測器進一步包括用於增加該等重疊區域中至少一者之 電阻的構件。在二中間導電段之間量測完全重疊區域中的 電阻。在間隙與導電段之間量測非重疊區域中的電阻。 【實施方式】 本發明一般而言係關於藉由在電阻膜上形成一電極圖案 來線性化電阻膜中之電場。本發明尤其可應用於利用電極 圖案來線性化觸摸敏感區域中之電場以更精確地判定所施 加觸摸之位置的觸摸感測器。 觸摸螢幕基於以下普遍原理運作··當施加觸摸時，閉合 一否則為斷開之電路。閉合電路中產生的訊號之特性允許 對觸摸位置進行偵測。可利用各種技術來偵測觸摸位置。 一此種技術為電阻性技術。在電阻性觸摸中，所施加之觸 摸使否則為實體上分離之兩個電阻膜彼此直接實體接觸。 實體接觸會閉合一否則為斷開之電子電路，藉此導致產生 以電阻方式耦合的電訊號。產生之訊號的特性允許對觸摸 位置進行偵測。 電容性技術是另一種普遍用來偵測觸摸位置之技術。在 此情況下，當使導電觸摸器具（諸如使用者之手指或導電鐵 筆）足夠靠近電阻膜以允許二者之間的電容性耦合時，產生 λ號產生之訊號的特性允许對觸摸位置進行偵測。 98875.doc 200529056 本發明尤其可應用於利用電阻性或電容性技術之觸摸螢 幕，其中在觸摸敏感區域中的電阻膜之一平面中的一或多 個方向上線性化電場。美國專利案第4，198,539號、第 4,293,734號、4,371，746號、第 4,822,957號、第 5，G45,644號、 第6，163,313號及第6,593,916號揭示了安置於觸摸敏感區域 之周邊上的線性化電極圖案。共同擁有之美國專利申請案 第議69,391號及第1G/748,573號揭示了詩改良觸摸面板 之線性度的電極圖案。詳言之，USSN〇9/169,39it揭示的 電極圖案包括安置於電阻層之邊界上的多列導電段，其中 每列具有至少兩個導電段，該等導電段中之每一者面向一 鄰接列中的三個導電段之至少一部分。 本發明描述一種改良（例如）觸摸感測器之觸摸敏感區域 中的電場之線性度的線性化圖案。詳言之，根據本發明之 一態樣，在由線性化圖案所圍繞之整個區域上線性化電 場。在此情況下，線性化圖案之一或多個内邊緣可形成等 電位。同樣，在根據本發明之一態樣的觸摸感測器中，觸 摸感測器之觸摸敏感區域可延伸於由線性化圖案所圍繞之 整個區域。 線性化圖案可為具有複數個邊的多邊形，其中每兩個鄰 接邊在-多邊形頂點處相交。線性化圖案可安置於觸摸感 測器之觸摸敏感區域周圍。 多邊形線性化圖案可包括多列離散導電段，其中每一列 可具有相同之多邊形形狀’且其中該等列之相應邊緣可大 體上彼此平行。多邊形線性化圖案之列可為同中心。線性 98875.doc 200529056 化圖案之每一列可包括複數個離散導電段，一列中的導電 段由間隙所分離。線性化圖案之每-列具有複數個邊緣， 其中該列之每兩個鄰接邊緣在列頂點處相交。 一離散導電段可與-鄰接列中的-離散導電段完全重 疊’從而在二重疊之導電段之間界定一"完全重疊”區域。 因此，完全重疊區域在一邊上以一列中的一整個離散導電
段為界且在相對邊上以—鄰接列中的—離散導電段之至少 一部分為界。 線性化圖案中之離散導電段可與鄰接列中的離散導電段 ㈣地重疊，重疊區域在二重疊之導電段之間界定一 ”部分 重遣區域。部分重疊區域在一邊上以一列中的一離散導電 段之刀為界，且在相對邊上以一鄰接列中的一離散導 電段之一部分為界。 線性化圖案可進一步具有”非重疊"區域，其中非重疊區 域係由一列中的一間隙與一鄰接列中的一離散導電段之至 少一部分之間的重疊區域所界定的區域。當一列中的一間 隙與一鄰接列中的一間隙重疊時，”非重疊，，區域亦可存在。 根據本發明之一態樣，可藉由將絕緣段安置於線性化圖 案之完全重疊區域或非重疊區域中來改良觸摸敏感區域中 之電場的線性度。藉由將絕緣段適當地置放於此等區域 中，可實現線性等電位線，其延伸越過包圍於線性化圖案 内之大部分區域或甚至整個區域，同時大體上保持觸摸敏 感區域上的線性訊號梯度。 圖1說明根據本發明之一較佳實施例之觸摸面板1〇〇之一 98875.doc -10- 200529056 糊圖解俯視圖。圖!係為論述所顯示之元件之目的而繪 製且口此，其不一定成極佳比例。觸摸面板][〇〇包括一覆 蓋-觸摸敏感區域120之電阻膜110。觸摸敏感區域120係由 一周邊130所界定。觸摸面板1〇〇進一步包括一安置於電阻 膜*上且圍％觸摸敏感區域120之線性化圖案140。同樣， 觸摸敏感區域12()被包圍於線性化圖案14()之内。線性化圖 案140可/、有夕邊形形狀，其中該多邊形具有複數個邊，鄰 接之邊在夕邊形頂點相交並形成角。舉例而言，線性化圖 案140可具有一沿x軸線定向之邊140A及一沿y軸線定向之 邊140B。邊14〇八及14〇B藉由在多邊形頂點14〇_丨處相交而 形成角。線性化圖案之邊可為直的或彎曲的。舉例而言， 線性化圖案140之邊可以沿著每一邊以拱形向内或向外彎 曲。此外’可將線性化圖案之角修圓。 線性化圖案140包括多個大體上平行之列的離散導電 段，該等離散導電段與電阻膜11〇電接觸。詳言之，圖^展 示了第一列離散導電段150、第二列離散導電段16〇、第三 列離散導電段17〇，及第四列離散導電段丨8〇。第一列丨5〇 亦為線性化圖案14〇之最外部列。列160、170及180中每一 列均為線性化圖案i 4〇之一内部列。此外，列i 8〇為線性化 圖案140之最内部列。線性化圖案14〇之每一列均包括多個 邊緣’ 一列中每兩個鄰接之邊緣相交於一頂點處。舉例而 a ’列150之鄰接邊緣150-1與150-2相交於頂點i4(M處。就 慣例而言’對任何兩個給定之列，較靠近電阻膜110之周邊 109的列被稱為外部列，離周邊109較遠的列則被稱為内部 98875.doc 200529056 列。最外部列及最内部列分土 邊109最遠之列。 近周邊109之列及離周 多邊形可為任何多邊 _ 角形。 /狀，一般為正方形、矩形或三 線性化圖案14〇之每一 #道垂抓 幻之母一邊緣均包括安置於二末 知導電#又之間的一或多個中 T間導電奴。舉例而言，導電段 150C為最外部列15〇邊 、運緣15〇-1中的一中間導電段，導電 段而為列15〇之邊緣15(Μ中的—末端導電段，導電段 1糊為列15〇之邊緣150_2中的一末端導電段。末端導電 •k 50Α及150Β一者均罪近頂點14(Μ。舉另一實例，導電段 180Β及180C為列180之邊緣18(Μ中的二中間段，導電段 180Α則為同一邊緣中之靠近頂點14(Μ的一末端導電段。 此外，一列中之導電段由間隙所分離。舉例而言，列15〇 中之間隙150D將相同列中鄰接的導電段15〇八及15〇c分離。 觸摸感測器1 00進一步包括完全重疊區域、部分重疊區域 及非重疊區域。為便於說明，將參照展示觸摸感測器1〇〇 之一放大的例示性部分之圖2來描述該等區域。圖2展示鄰 接的列170及180之一部分。詳言之，圖2展示列170中由間 隙170C分離的中間導電段170A及170B。圖2亦展示列180中 分別由間隙180F及180G分離之中間導電段180B、180D及 180E。 導電段180B與導電段170A完全重疊，重疊的區域界定一 完全重疊區域181A。類似地，段180E及170B之間重疊的區 域界定一完全重疊區域181B。 98875.doc -12- 200529056 導電段180D與導電段17〇a及170B部分地重疊，重疊的區 域分別界定部分重疊區域1 82八及1 82B。 此外’間隙180F與導電段170A完全地重疊，重疊的區域
界疋一非重豐區域183A。類似地，間隙180G與導電段170B 完全重疊’重疊的區域界定一非重疊區域1 83B。此外，間 隙170C與導電段i8〇D完全重疊，重疊的區域界定一非重疊 區域183C。 泰根據本發明之一態樣，完全重疊區域丨8丨八及丨8丨B分別包 括絕緣段190C及190B，其安置於電阻膜11 〇中以增加相應之 το全重豐的導電段之間的電阻。詳言之，絕緣段丨9〇c增加 疋全重豐之中間段17〇人與1808之間的電阻，切絕緣段19〇]8 增加完全重疊之中間段17〇]3與18〇E之間的電阻。 此外’根據本發明之一態樣，觸摸感測器1〇〇中之一非重 疊區域包括一安置於電阻膜11〇中的絕緣段。舉例而言，圖 2展示了 女置於非重豐區域183C中之電阻膜11〇中之絕緣 # 段19〇A。絕緣段190A可安置於非重疊區域中之任意處。舉 例而言，如圖2中所示，絕緣段i 9〇A可安置於非重疊區域之 内部的某處。作為另一實例，絕緣段i 9〇A可沿一界定非重 疊區域之周邊的邊緣加以安置。舉例而言，絕緣段19〇八可 安置於導電段170八與17叩之間的間隙區域17〇c中。在圖2 中’母一絕緣段僅侷限於其相應的重疊區域中。舉例而言， 絕緣段190A係展示為僅侷限於非重疊區域183(：中。一般而 CF 、、、邑緣^又可延伸於其相應區域之外。舉例而言，絕緣段 190A可延伸超出（例如）區域183C，進入相鄰區域或 98875.doc •13- 200529056 182B或二者。作為另一實例，參看回圖1，絕緣段19〇e延伸 於一完全重疊區域之外並部分地延伸進入相鄰非重疊區 域。作為又一實例，絕緣段190D延伸於非重疊區域之外並 延伸進入一相鄰之部分重疊區域。 根據本發明之一態樣，較靠近最外部列1 50之絕緣段長於 離最外部列較遠之絕緣段。舉例而言，絕緣段190E長於絕 緣段190F，絕緣段190F長於絕緣段190B。 春 根據本發明之一態樣，絕緣段（諸如絕緣段190F)可為電 阻膜110中之空隙，意謂可藉由省略形成電阻膜丨1()之材料 的至少一部分來形成絕緣段。在塗覆形成電阻膜1丨〇之材料 期間，可藉由（例如）雷射切除、化學或機械蝕刻，或藉由遮 蔽對應於絕緣段的區域來省略形成電阻膜之材料。絕緣段 的一目的是增加形成含有絕緣段之區域的重疊段（或間隙） 之間的電阻。舉例而言，參看圖2，絕緣段19〇B增加完全重 疊的中間導電段180E與170B之間的電阻。亦可由增加該等 φ 導電段之一的至少一部分（例如，與導電段1 80E完全重疊之 導電段170B之一部分）與電阻膜11〇之間的電阻來增加二導 電段之間的電阻。此可藉由（例如）在導電段17犯之一部分 與電阻膜110之間安置一離散的絕緣段來達成。 本發明之一些態樣將參照圖3加以進一步描述，圖3說明 了觸摸感測器300之圖解俯視圖。在本說明書中，用於多個 圖式中之相g參考數字係指具有相$或相似特徵及功能的 相同或相似的元件。觸摸感測器3〇〇包括一安置於電阻膜 110上的線性化圖案340。線性化圖案34〇僅侷限於外部周邊 98875.doc -14- 200529056 345八與内部周邊345]3之間。線性化圖案34〇可為（例如）參照 圖1所描述的線性化圖案。圖3展示_矩形線性化圖案，然 而線ϋ化圖案340-般而言可具有任何多邊形形狀。線性化 圖案340具有邊34(Μ、34〇_2、3抓3及34〇_4。線性化圖案 之每一邊均界定一沿著或平行於該邊的方向，及一垂直於 該邊的方向。舉例而言，邊34〇_1界定一沿著X軸線平行於 邊340-1的方向，及一沿著y軸線垂直於邊34〇_ι的方向。類 φ 似地，邊340_2界定一沿著y軸線平行於邊340-2的方向，及 一沿著X軸線垂直於邊34〇_2的方向。 為便於說明且不失一般性，對電阻性觸摸感測器3⑽描述 本發明之不同態樣，同時瞭解：根據本發明之任一實施例 之線性化圖案可用於任何受益於線性化電極圖案之觸摸技 術中以線性化觸摸敏感區域中之電場。通常藉由在觸摸敏 感區域上施加一差動訊號來啟動觸摸感測器之觸摸敏感區 域120。舉例而言，可藉由以下步驟來施加此種訊號：施加 • 電壓Vl至觸摸感測器之頂角301A及301D，及施加一不同電 壓V2至觸摸面板之底角301B及301C，從而導致將Vl-V2之差 動電壓Δν施加於觸摸感測器上。作為一實例且不失一般 性，假定V2小於V】。V2通常是地面電位，一般為零伏特， 然而V2可為不同之電位。％可為適合用於觸摸感測器中之 任何AC或DC電壓，一般為10伏特或更小，然而可使用其它 電壓。對AC場啟動訊號而言，圖3中所示之靜態情形可被 石忍為疋用於說明目的之瞬態圖（snapSh〇t in time)。 施加於觸摸感測器300上的差動電壓AV可導致經由觸摸 98875.doc -15- 200529056 敏感區域120流動之電流。所施加之差動電壓亦可導致觸摸 敏感區域120上的電壓梯度，其中圖3中所描述之特定實例 的梯度方向在V方向上。差動電壓較佳導致觸摸敏感區域 120中的一線性場，意謂等電位線為筆直的且較佳沿著乂軸 線定向。 線性化圖案340所執行之理想功能為沿著線性化圖案34〇 之邊340-2及340-4提供線性電阻，其導致沿著該等兩邊之每 -邊的線性電壓梯度。在此條件下，^動電壓^被平均分 割於角3〇1Α與301Β之間，及角3〇山與3〇1〇之間。此外，沿 著線性化圖案340之邊34G_2及34(Μ的電壓梯度較佳與觸摸 敏感區域120中的電壓梯度匹配。在此情況下，如圖3中所 示，諸如等電位線320Α及32GB之等電位線在觸摸敏感區域 12〇之内部及外部均為筆直的（根據定義，諸如線32〇八之等 電位線上的所有點均具有相同電位，例如，在此情況下為 VI至v2之範圍内的某一電廢)。同樣，可消除或大體上減少 自邊340-2及34(M流入觸㈣感區域12〇中的電流（諸如電 流330A及330B)’從而改良觸摸敏感區域中的場線性度。根 據本毛明之悲、樣’任何在線性化圖案34〇之邊3抓2戍 340-4内流動的電流均侷限於該邊之内，意即，任何此種電 流均侷限於内部周邊345B與外部周邊345八之間。 文良之場線f生度可允許擴展觸摸敏感區域㈣。舉例而 在等電位線筆直越過圍繞於内部周邊345B内（如圖3中 所說明，可由等電位線舰及纖所圍繞）之整個區域的情 兄下可擴展觸摸敏感周邊13〇以增加觸摸敏感區域所 98875.doc -16- 200529056 覆蓋之區域。同樣，周邊345B内的整個區域可經線性化且 對對觸摸敏感。觸摸敏感區域之此種擴展亦可導致觸摸咸 測器邊界減少。 線性化圖案340之另一理想功能為向觸摸敏感區域12〇提 供自邊340-1流至邊340-3的均勻電流於，其中均勻電流意謂 自邊340-1流入觸摸敏感區域12〇中的電流沿著邊“ο」或 (等效地）沿著X軸線之長度具有均勻的電流密度。在此情況 φ 下，線性化圖案340之内部邊緣沿著邊340-1或（等效地）内部 周邊345B之邊緣345B-1形成一等電位。同樣，所有自邊 340-1流入觸摸敏感區域12〇中的電流均可在垂直於邊緣 345B-：!、邊340-1或X軸線的方向上流動。類似地，底邊34〇-3 之邊緣345B-2形成一等電位。可將頂邊3^」及底邊34〇_3 分別視為經由觸摸敏感區域120流動之電流的電流源及電 流槽（current sink) ° 在線性化圖案340之一邊内的一局部區域中流動之電流 Φ 具有一在該局部區域位置處大體上平行於該邊流動的分 量，及一在相同位置處大體上垂直於該邊流動的分量。舉 例而言’在線性化圖案340之邊340-1内的局部區域31〇中流 動的電流具有一大體上平行於邊34〇_1(即，沿著X軸線）流動 之平行電流分量310A，及一大體上垂直於邊“ο。（即，沿 著y軸線）流動之垂直電流分量310B。作為另一實例，在線 性化圖案340之邊340-2内的局部區域3 11中流動的電流具 有一大體上平行於邊340-2(即，沿著y軸線）流動的平行電流 分量311A，及一大體上垂直於邊340_2(即，沿著χ軸線）流動 98875.doc -17· 200529056 的垂直電流分量3 11B。根據本發明之一態樣，一安置於線 性化圖案之一邊内的一局部區域中之離散絕緣段實質上影 響在局部區域中垂直於該邊流動之垂直電流，而不會實質 上影響在局部區域中平行於該邊流動之平行電流。舉例而 。’參看圖2，線性化圖案140之邊140A中的絕緣段190B可 貫質上影響局部區域18 1B中沿著y軸線流動之垂直電流，而 不會貫貝上影響在相同局部區域中沿著X軸線流動之平行 電流。 參看回圖3，在線性化圖案340中之局部區域内流動的電 沿著一電壓梯度流動。舉例而言，垂直電流3丨丨b對應於 垂直電壓梯度且沿著垂直電壓梯度流動，其中垂直電壓梯 度在局部區域3 11中且係定向於與局部區域3丨丨中電流3丨1B 相同之方向（即，X軸線）上。類似地，平行電流3丨丨a對應於 平行電壓梯度且沿著平行電壓梯度流動，其中平行電壓梯 度在局部區域311中且定向於與電流3 11A相同之方向（即，乂 軸線）上。類似地，垂直電流31〇B對應於定向於與電流3i〇b 相同之方向上的垂直電壓梯度，且平行電流31〇A對應於定 向於與電流3 1 0A相同之方向上的平行電壓梯度。同樣，根 據本發明之一態樣，線性化圖案34〇在該線性化圖案之一邊 内的一局部區域中提供平行及垂直之電壓梯度，其中平行 電梯度係在該局部區域處在平行於線性化圖案之該邊的 方向上之電壓梯度，且垂直電壓梯度係在該局部區域處在 垂直於線性化圖案之該邊的方向上之電壓梯度。此外，安 置於該局部區域中之離散絕緣段實質上影響該局部區域中 98875.doc -18- 200529056 之垂直電壓梯度，而不會實質上影響相同局部區域中之平 行電壓梯度。 如本發明之一實施例，一給定之列中的一或多個導電段 經由一或多個導電條電連接至一鄰接列中的一或多個導電 段。舉例而言，參看圖！，列180中之導電段18〇]〇經由導電 條101A及101B連接至鄰接列17〇中之導電段n〇D。導電條 101A及101B較佳由與導電段相同之材料製成。導電段較佳 具有大體上與導電段相同之薄片電阻，然而在本發明之一 些實施例中，一些或所有導電條可由不同於一些或所有導 電段之材料的材料製成及/或具有不同於一些或所有導電 段之薄片電阻的薄片電阻。 此外，根據本發明之一實施例，一離散絕緣段可經由一 或多個絕緣條（圖丨中未展示）連接至另一離散絕緣段，其中 絕緣條可安置於電阻膜i i 〇中。 線性化圖案之每一邊均可具有一中點並可終止於二末端 中。舉例而言，參看圖3，線性化圖案340之邊340·3具有一 中點340-3Α及二末端點3〇1Β及3〇lc，該二末端點3㈣及
3 01B及3 01C之間位於中間的點。 根據本發明之一實施例，線性化圖案34〇之一邊内的局部 區域中之垂直電壓梯度在離該邊中點較遠之局部 在離該邊中點較近之局部區域中大。舉例而言， 313中之垂直電壓梯度可大於局部區域312中的垂 區域中比 局部區域 直電壓梯 98875.doc -19- 200529056 此外’根據本發明之另一實施例，線性化圖案340之一邊 内的局部區域中之垂直電壓梯度在離該邊中點較遠之局部 區域中比在離該邊中點較近之局部區域中更易受到安置於 該局部區域中的一或多個絕緣段的影響。舉例而言，局部 區域313内的垂直電壓梯度可為Δν]，而局部區域312内的垂 直電壓梯度可為△%，其中局部區域312較靠近中點 340-3Α，局部區域313則離中點34〇_3Α較遠。根據本發明之 一實施例，安置於局部區域3 13内之一或多個絕緣段對垂直 電壓梯度的影響大於安置於局部區域312内之一或多個 絕緣段對垂直電壓梯度Δν2的影響。 根據本發明之一實施例，一給定列中導電段之數目可為 可數或偶數。此外，一給定列之一給定邊緣中的導電段之 數目可為奇數或偶數。此外，一對鄰接列之間的間隔不必 專於另一對鄰接列之間的間隔。舉例而言，參看圖1，列18 〇 與170之間的間隔dl、列17〇與16〇之間的間隔d2及列16〇與 1 5 0之間的間隔4不必相等，然而在本發明之一些實施例 中，A、（12及(13可大體上相等。 參看回圖3 ’觸摸感測器300進一步包括經由導電引線（諸 如例示性引線380A、380B、380C及380D)電連接至線性化 圖案340、電阻膜11〇及觸摸敏感區域12〇之電子設備39〇， 其中引線380人及38(^係連接至邊340-1，且引線380(：及 3 80D係連接至相對邊340-3。電子設備390藉由（例如）施加 一或多個訊號至線性化圖案340中的一或多個導電段（諸如 施加電壓％至圖1中的導電段150A及150B)而啟動觸摸敏感 98875.doc -20- 200529056 品或〇 α偵測施加至觸摸敏感區域㈣之輸入觸摸 置。 "電Ρ膜11G可由半導體、經摻雜之半導體、半金屬、 氧化物、、有機導體、導電聚合物料製成。例示性無機材 料=括導電氧化物，例如氧化銦錫（㈤）、氧化錫錄（ΤΑ。） 料。例示性有機材料包括碳填充墨及諸如聚料、聚苯 胺聚乙快及聚嘆吩之導電聚合物，諸如歐洲專利公告案 ΕΡ]-172·831-Α2中所揭示之材料。 、 導電1又可包括諸如銀、金、銅、鋁、鉛等等之金屬，或 ^屬之、、且σ |電&可包括碳或其它添加劑以使該等段導 電或導電性更大。可使用噴墨印刷、絲網印刷或任何其它 適於將導電段沉積於電阻膜上之方法來將該等導電段沉積 於電阻膜上。可使用微影、喷墨印刷或任何其它適當之圖 案化方法來圖案化該等導電段。 根據本發明之-實施例，不同導電段可具有不同之薄片 電阻或總導電率。舉例而言，外部列中之導電段的導電性 :大於内部列中導電段之導電性。作為另一實例，對於給 疋列中之給定邊緣而言，末端導電段之導電性可大於中部 導電段之導電性。-般而言，可藉由增加導電段之寬度、厚 度或藉由使用更導電之材料製造導電段來使其導電性更大。 為本發明之目的，可就來自線性電場之場偏離來界定場 線性度。可進一步就等電位線（特別是線性化圖案附近之等 電位線）之線性度及間隔之均勻性來界定場線性度。較佳將 觸摸敏感區域120中之電場線性化至以内，更佳為〇·5% 98875.doc -21 - 200529056 以内，甚至更佳為0.25%以内。
圖1中觸摸感測器100之數值模擬可導致觸摸敏感區域 120中的場線性度優於0.75%，其中觸摸敏感區域之周邊13〇 被擴展成包括線性化圖案140之最内部列。當觸摸敏感區域 120形成由線性化圖案140所圍繞之區域的99%時，場線性 度被進一步改良至優於〇 · 3 %。相反，一類似的但不具有任 何絕緣段的觸摸感測器之數值分析，在當觸摸敏感區域12 〇 包括線性化圖案140之最内部列時，會導致大約2%的場線 性度’且當觸摸敏感區域形成由線性化圖案14 〇所圍繞之區 域的99°/。時，會導致大約1 %的場線性。 根據本發明之一實施例，可藉由施加訊號（諸如電壓）至 線性化圖案340之不同導電段來啟動觸摸敏感區域。舉例而 吕，對矩形電極圖案而言，可藉由施加一訊號（諸如電壓Vi) 至沿著線性化圖案340之一邊的二末端導電段且施加一不 同訊號（諸如電壓VO至沿著線性化圖案34〇之一相對邊的 二末端導電段來啟動觸摸敏感區域。作為另一實例，對三 角形線性化圖案而言，可藉由施加一第一訊號（諸如電壓Va) 至&著δ亥二角形線性化圖案之第一邊的一或多個導電段、 々也刀口
OJJL· V 之第二邊的一或多個導電段且施加一第三訊號（諸如電 Vc)至沿著該三角形線性化圖案之第三邊的一或多個導 段來啟動觸摸敏感區域120，其中該等三個訊號（諸如電 Va、Vb&Vc)在量值或相位上可係不同，然而在一些情況 (诸如電容性觸摸感測器），電壓、％及％可具有相同 98875.doc -22- 200529056 量值及相位。 圖4說明根據本發明之一特定實施例之光學系統#⑽的圖 解側視圖。光學系統4〇〇包括一根據本發明之任一實施例之 觸摸感測器410及一用於顯示資訊至檢視位置43〇之顯示器 420。詳言之，觸摸感測器51〇包含一根據本發明之任一實 施例之用於線性化場之線性化圖案（圖4中未展示）。觸摸^ 測器410可為電阻性觸摸感測器、電容性觸摸感測器，或其 φ 可運用任何其它可受益於包含一根據本發明之任一實施例 之線性化圖案以改良場線性的觸摸感測技術。顯示器“Ο 之實例包括液晶顯示器、陰極射線管（CRT)顯示器、發光二 極體顯示器、電漿顯示器、有機發光顯示器、場發射顯示 器、場致發光顯示器、靜電印刷顯示器及其它適於形成影 像之顯示器。顯示器520可為圖形、文本或其它顯示資訊至 檢視位置43 0的標記。 儘管上文中詳細地描述了本發明之特殊實例以利解釋本 # 發明之各種態樣，但應理解，本發明並不限於該等實例之 特殊細節。相反，本發明將涵蓋在由所附申請專利範圍所 界定之本發明之精神及範疇内的所有修正、實施例及替代 方案。 【圖式簡單說明】 圖1說明根據本發明之一實施例之觸摸感測器的一部分 之圖解俯視圖； 圖2說明圖丨中所示之觸摸感測器之放大部分； 圖3說明一觸摸感測器之圖解俯視圖；及 98875.doc -23- 200529056
圖4說明根據本發明之另 視圖。 一實施例之光學系統的圖解側 ，除非另外指*，否則此文獻中所有數字及圖式均為圖解 性，^寸並不按比例且係為說明本發明之不同實施例之目 的而4擇。此外，在描述本發明之不同實施例時，有時以 ”頂部”、，，底部"、”左部”及"右部，，來描述元件之位置。此等 U用於_化對本發明之不同元件（諸如圖式中所說明 之元件）的說明。不應將其理解為對本發明之元件的有用定 向造成任何限制。 【主要元件符號說明】 100 、 300 、 410 觸摸感測器 101A、101B 導電條 109 、 130 周邊 110 電阻膜 120 觸摸敏感區域 140 > 340 線性化圖案 140A、140B 邊 140-1 頂點 150 第一列離散導電段 160 第二列離散導電段 170 第三列離散導電段 180 第四列離散導電段 150-1、150-2、180-1、 邊緣 345B-1、345B-2 98875.doc -24- 200529056 150A、150B、150C、 導電段 180A、180B、180C、 180D、180E、170A、
170B 、 170D 150D、170C、 間隙
180G、180F 190A、190B、190C、 絕緣段
190D、190E、190F
310、311、312，313 局部區域
301A、301D 301B、301C 310A 、 311B 310B 、 311B 320A、320B 330A、330B 340-1、340-2、340-3、340 340-3A 345A 345B
380A、380B、380C、380D 頂角 底角 平行電流/平行電流分S 垂直電流/垂直電流分量 等電位線 電流 4邊 中點 外部周邊 内部周邊 引線 390 電子設備 400 光學系統 420 顯示器 430 檢視位置 98875.doc -25-
Claims (1)
- 200529056 十、申請專利範圍： 1 · 一種觸摸感測器，其包含： 覆盘一觸模敏感區域之電阻膜； 由若干間隙所分離之兩個或兩個以上大體上平行之多 邊形列的導電段，其安置於該電阻膜上且圍繞該觸摸敏 感區域，每一列之每一邊緣具有安置於^末端導電段之 間的-或多個中間導電段，該等列其中之一列中的一第 中間導電段與一鄰接列中的一第二中間導電段完全重 豐，該第一中間導電段與該第二中間導電段之該等重疊 的部分界定一完全重疊區域；及 。、第離散絕緣段，其安置於該電阻膜之該完全重疊 區域中，以增加該第一中間導電段與該第三中間導電段 之間的電阻。士口請求項i之觸摸感測器，其中該觸摸敏感區域中的—電 場係經線性化至0.5%之内。 如請求項！之觸摸感測器，其進—步包含經組態以偵測一 施加至該觸摸敏感區域之輸入觸摸之一位置的電子設 4·如請求項1之觸摸感測器， 之該完全重疊區域中的一 5·如請求項1之觸摸感測器， 重疊區域中。 6·如請求項丨之觸摸感測器， 疊區域之外。 #進一步包含安置於該電阻膜 或多個額外的離散絕緣段。 其中該絕緣段係侷限於該完全 其中該絕緣段延伸於該完全重 98875.doc 200529056 7·如請求項1之觸摸感測器，其中一較靠近一最外部列的絕 緣段比一離該最外部列較遠之絕緣段為長。 8·如請求項1之觸摸感測器，其進一步包含： 該等列其中之-列中的一第三導電段，其與1接列 中的一第四導電段部分地重疊，該第三導電段與該第四 導電段之重疊的部分界定一部分重疊區域；及一第二離散絕緣段，其安置於該電阻膜之該部分重疊 區域中。 9·如請求項1之觸摸感測器，其進一步包含： 間隙，其與一鄰接列中 隙與該第五導電段之重 邊專列其中之一列中的一第一 的一第五導電段重疊，該第一間 疊的部分界定一非重疊區域；及 其女置於該電阻膜之該非重疊區 一第三離散絕緣段 域中。 丄u _ —種用於將資 11 如請求項1之觸摸感測器 種觸摸感測器，其包含·· 復盖一觸摸敏感區域之電阻膜· 兩個或兩個以上大體上平行之多邊形列的離散導電 其安置於該電阻膜上且圍繞該觸摸敏感區域，每一 列之每-邊緣均具有安置仏末端導電段之間的 個中間導電段，該等列其中之—列中的—第—中.間導電 段：：鄰接列中的一第二中間導電段完全重疊；及 ―第—離散絕緣段’其安置於該第—中間導電段與該 98875.doc 200529056 電阻膜之間，以增加該第一中間導電段與該第二中間導 電段之間的電阻。 12.如請求項10之觸摸感測器，其進一步包含經組態以偵測 一施加至該觸摸敏感區域的輸入觸摸之一位置的電子設 備。 A 13·如請求項10之觸摸感測器，其中該絕緣段之一部分未由 該第一中間導電段所覆蓋。 14 · 一種觸摸感測器，其包含： 一電阻膜；及 安置於該電阻膜上的兩個大體上平行之列的離散導電 段；分離每一列中鄰接的離散導電段之若干間隙；一列 I之一第一導電段與另一列中之一第二導電段完全重 璺，該第一導電段與該第-暮雷1 乐一 ¥電段之間之該重疊區域界 定一完全重疊區域；—列中之—第—間隙與另-列中之 一第二導電段重疊’該第_間隙與該第三導電段之間的 該重疊區域界定一非重疊區域· A，遠4完全重疊區域及非 重疊區域均包括至少一離散絕緣段。 15. 如請求項14之觸摸感測器，i 八T邊4至少一離散絕緣段 的至少其中之一係該電阻膜中之一空隙區域。 16. 如請求項14之觸摸感測器，复 ^ T忒4至少一離散絕緣段 第至：：：之一係安置於該電阻膜與該等第-、第二及 第一 ^電#又的其中一導電段之間。 1 7 · —種觸摸感測器，其包含： 一覆蓋一觸摸敏感區域之電阻膜； 98875.doc 200529056 女置於該電阻膜上的該觸摸敏感區域之周邊用於線 性化忒觸摸敏感區域中的一電場之線性化圖案，該線性 化圖案具有多個邊^其係經組態以在該線性化圖案之一 邊内的一局部區域處傳導一平行電流及一垂直電流，該 平行電流在平行於該局部區域處之該線性化圖案之該邊 的方向上流動’該垂直電流在垂直於該局部區域處之該 線性化圖案之該邊的方向上流動；及 置於該局部區域内的至少一離散絕緣段，該絕緣段 實貝上衫響该垂直電流以控制一沿著該線性化圖案之該 邊的電壓分配，而不會實質上影響該平行電流。 士”月求項1 7之觸摸感測器，其中該線性化圖案包括兩個 或兩個以上平行列的離散導電段，每一列均具有安置於 々末鳊V電段之間的—或多個巾間導電段，一列中之一 第田中間V電段與一鄰接列中之一第二中間導電段完全 重且忒局部區域為該第一中間導電段與該第二中間導 電#又之間的該重疊區域。 19· 一種觸摸感測器，其包含： 一覆蓋一觸摸敏感區域之電阻膜； 安置於β亥電阻膜上的該觸4莫敏感區域之周邊用於線 :生化忒觸摸敏感區域中的一電場之多邊形線性化圖案， ϋ亥線性化圖案具有多個邊且係經組態以在該線性化圖案 之邊内的-局部區域中提供一平行電壓梯度及一垂直 ^ β'梯S 4平行電壓梯度在—平行於該局部區域處之 只、、i ί生化圖案之该邊的方向上，該垂直電麼梯度在一垂 98875.doc 200529056 直於该局部區域處之該線性化圖案之該邊的方向上；及 安置於該局部區域内的至少一離散絕緣段，該絕緣段 貫枭上影響該垂直電壓梯度以控制一沿著該線性化圖案 之該邊的電壓分配，而不會實質上影響該平行電壓。 20·如請求項19之觸摸感測器，其中該垂直電壓梯度在該局 部區域離該邊之該中點較遠時比在該局部區域較靠近該 邊之該中點時更易受影響。 中該垂直電壓梯度在該局 比在該局部區域較靠近該 2 1 ··如請求項19之觸摸感測器，其 部區域離該邊之該中點較遠時 邊之該中點時更大。 覆蓋一觸摸敏感區域之電阻膜； 上平行之多 繞該觸摸敏 末端導電段 一第一中間 二中間導電 間導電段之 三列中之一 第三導電段 重疊區域界由若干間隙所分離之兩個或兩個以上大體 邊化列的導電段，其安置於該電P且膜上且圍 感區域4一列之每一邊緣均具有安置於二 之間的—❹個巾間導電段，-第-列中之 導電段與鄰接㈣—列之-第二列中之一第 段完全44 ’㈣—中間導電段與該第二中 該等重疊的部分界定—完全重疊區域；一第 第：間隙與一鄰接該第三列的第四列中之一 重$ ’ 8亥第一間隙與該第三導電段之間的該 定一非重疊區域；及 之 用於增加該完全重 一區域處的該電阻 受區域及該非重疊區域的至少其中 的構件’該完全覆蓋區域中之該電 98875.doc 200529056 阻係在該第一中間導電段與該第二中間導電段之間量測 到，該非重疊區域中之該電阻係在該第一間隙與該第三 導電段之間量測到。 23.如請求項22之觸摸感測器，其中該構件包括安置於該完 全重疊區域及該非重疊區域的至少其中之一區域内之該 電阻膜中的一或多個絕緣段。98875.doc
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