TW201447684A - 具有高密度巨集特徵設計之觸控感測器 - Google Patents

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Abstract

在一項實施例中，一種觸控位置感測面板包括一感測區域，該感測區域包括：一基板；複數個第一電極，其在一第一層中，該複數個第一電極包括導電網格且沿一第一方向配置，該第一層具有形成於其中之第一複數個間隙；複數個第二電極，其在一第二層中，該複數個第二電極包括導電網格且沿一第二方向配置，該第二層具有形成於其中之第二複數個間隙，其中該複數個第一電極及該複數個第二電極重疊以形成複數個節點，且其中該複數個間隙中之每一者以一大體直線自該感測區域之一側伸展至該感測區域之一相對側。

Description

具有高密度巨集特徵設計之觸控感測器
本發明大體而言涉及觸控感測器。
舉例而言，一觸控感測器可在覆疊在一顯示器螢幕上之觸控感測器之一觸敏區域內偵測一物件(諸如一使用者之手指或一手寫筆)之一觸控或接近之存在及位置。在一觸敏顯示器應用中，觸控感測器可使得一使用者能夠與顯示在螢幕上之內容直接互動而非藉助一滑鼠或觸控墊間接互動。一觸控感測器可附接至以下各項或作為以下各項之一部分而提供：一桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、衛星導航裝置、可攜式媒體播放器、可攜式遊戲控制台、資訊亭電腦、銷售點裝置或其他適合裝置。一家用電器或其他電器上之一控制面板可包含一觸控感測器。
存在若干種不同類型之觸控感測器，舉例而言，電阻性觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕及電容性觸控螢幕。本文中，在適當之情形下，對一觸控感測器之指稱可概括一觸控螢幕，且反之亦然。當一物件觸控或接近電容性觸控螢幕之表面時，可在觸控螢幕內該觸控或接近之位置處發生電容之一改變。一觸控感測器控制器可處理電容之改變以判定其在觸控螢幕上之位置。
在本發明之一項實施例中，一種觸控位置感測面板包括：一感測區域，該感測區域包括：一基板；複數個第一電極，其在一第一層中，該複數個第一電極包括導電網格且沿一第一方向配置，該第一層具有形成於其中之第一複數個間隙；複數個第二電極，其在一第二層中，該複數個第二電極包括導電網格且沿一第二方向配置，該第二層具有形成於其中之第二複數個間隙；其中該複數個第一電極及該複數個第二電極重疊以形成複數個節點；且其中該複數個間隙中之每一者以一大體直線自該感測區域之一側伸展至該感測區域之一相對側。
在本發明之另一實施例中，一種觸控位置感測面板包括：一感測區域，其包括：一基板；複數個第一電極，其在一第一層中，該複數個第一電極包括一導電網格且沿一第一方向配置，第一層具有形成於該網格中之第一複數個間隙，該等第一電極中之至少一者、該複數個第一電極中之至少一者藉由該第一複數個間隙中之一間隙與該複數個第一電極中之一毗鄰電極分離；複數個第二電極，其在一第二層中，該複數個第二電極包括一導電網格且沿一第二方向配置，該第二層具有形成於該網格中之第二複數個間隙，該複數個第二電極中之至少一者藉由該第二複數個間隙中之一間隙與該複數個第二電極中之一毗鄰電極分離；其中該複數個第一電極及該複數個第二電極重疊以形成複數個節點；且其中該複數個間隙中之每一者以一大體直線自該感測區域之一側伸展至該感測區域之一相對側。
2-2‧‧‧線
10‧‧‧觸控感測器
12‧‧‧觸控感測器控制器
14‧‧‧軌跡
16‧‧‧連接墊
18‧‧‧連接
30‧‧‧驅動電極層
35‧‧‧感測電極層
40‧‧‧驅動電極層
45‧‧‧感測電極層
50‧‧‧驅動電極層
55‧‧‧感測電極層
60‧‧‧驅動電極層
65‧‧‧感測電極層
100‧‧‧機械堆疊
101‧‧‧基板
101a‧‧‧第一表面
101b‧‧‧第二表面
102‧‧‧驅動電極
102a‧‧‧驅動電極
102b‧‧‧驅動電極
102c‧‧‧驅動電極
102d‧‧‧驅動電極
102e‧‧‧驅動電極
102f‧‧‧驅動電極
102g‧‧‧驅動電極
102h‧‧‧驅動電極
102i‧‧‧驅動電極
102j‧‧‧驅動電極
102k‧‧‧驅動電極
102l‧‧‧驅動電極
102m‧‧‧驅動電極
102n‧‧‧驅動電極
103‧‧‧感測電極圖案
103a‧‧‧感測電極
103b‧‧‧感測電極
103c‧‧‧感測電極
103d‧‧‧感測電極
103c‧‧‧感測電極
103f‧‧‧感測電極
103g‧‧‧感測電極
103h‧‧‧感測電極
103i‧‧‧感測電極
103j‧‧‧感測電極
103k‧‧‧感測電極
103l‧‧‧感測電極
103m‧‧‧感測電極
103n‧‧‧感測電極
104‧‧‧間隙
104a‧‧‧間隙
104b‧‧‧間隙
104c‧‧‧間隙
104d‧‧‧間隙
105‧‧‧光學透明黏合劑
106‧‧‧覆蓋面板
110‧‧‧顯示器
120‧‧‧趾部
122‧‧‧基本部分
130‧‧‧趾部
132‧‧‧基本部分
140a‧‧‧電容性節點
140b‧‧‧電容性節點
140e‧‧‧電容性節點
140f‧‧‧電容性節點
140h‧‧‧電容性節點
140i‧‧‧電容性節點
140j‧‧‧電容性節點
140l‧‧‧電容性節點
140m‧‧‧電容性節點
140n‧‧‧電容性節點
150‧‧‧長度
151‧‧‧寬度
152‧‧‧長度
153‧‧‧寬度
160‧‧‧長度
161‧‧‧寬度
162‧‧‧寬度
163‧‧‧長度
164‧‧‧寬度
165‧‧‧寬度
170‧‧‧長度
171‧‧‧寬度
172‧‧‧寬度
173‧‧‧寬度
174‧‧‧寬度
175‧‧‧長度
176‧‧‧寬度
177‧‧‧寬度
178‧‧‧寬度
179‧‧‧寬度
A‧‧‧端
B‧‧‧端
C‧‧‧端
D‧‧‧端
圖1圖解說明根據特定實施例之一觸控感測器及觸控感測器控制器；圖2圖解說明根據特定實施例之一觸控感測器沿著線2-2之一剖面；圖3A、圖3B及圖3C圖解說明根據一習用方法之感測及驅動電極 之一配置；圖4A、圖4B及圖4C圖解說明根據本發明之特定實施例之感測及驅動電極之另一配置；圖5A、圖5B及圖5C圖解說明根據本發明之特定實施例之感測及驅動電極之另一配置；且圖6A、圖6B及圖6C圖解說明根據本發明之特定實施例之感測及驅動電極之另一配置。
圖1圖解說明根據特定實施例之一觸控感測器及觸控感測器控制器。觸控感測器10及觸控感測器控制器12可偵測一物件在觸控感測器10之一觸敏區域內之一觸控或接近之存在及位置。本文中，在適當之情形下，對一觸控感測器之指稱可概括觸控感測器及其觸控感測器控制器兩者。類似地，在適當之情形下，對一觸控感測器控制器之指稱可概括該控制器及其觸控感測器兩者。在適當之情形下，觸控感測器10可包含一或多個觸敏區域或感測區域。觸控感測器10可包含安置於可由一介電材料製成之一或多個基板上之驅動與感測電極之一陣列(圖2至圖6A、圖6B及圖6C中之電極102及103)或一單個類型之電極之一陣列。本文中，在適當之情形下，對一觸控感測器之指稱可概括該觸控感測器之電極及該等電極安置於其上之基板兩者。另一選擇係，在適當之情形下，對一觸控感測器之指稱可概括該觸控感測器之電極，但不概括該等電極安置於其上之基板。
一電極(無論是一驅動電極還是一感測電極)可係形成一形狀(例如一碟形、正方形、矩形、四邊形、其他適合形狀或此等形狀之適合組合)之一導電材料區域。一或多個導電材料層中之一或多個切口可(至少部分地)形成一電極之形狀，且該形狀之區域可(至少部分地)由彼等切口限界。在特定實施例中，一電極之導電材料可佔據其形狀之 區域之大約100%。作為一實例且不以限制方式，在適當之情形下，一電極可由氧化銦錫(ITO)製成，且該電極之ITO可佔據其形狀之區域之大約100%。在特定實施例中，一電極之導電材料可佔據其形狀之區域之實質上小於100%(例如，大約5%)。作為一實例且不以限制方式，一電極可由金屬或其他導電材料(例如，銅、銀或者一基於銅或基於銀之材料)細線製成，且導電材料細線可以一陰影線、網格或其他適合圖案實質上佔據小於其形狀之區域之100%(例如，大約5%)。雖然本發明闡述或圖解說明由形成具有特定填充物(具有特定圖案)之特定形狀之特定導電材料製成之特定電極，但本發明涵蓋由形成具有任何適合填充物(具有任何適合圖案)之任何適合形狀之任何適合導電材料製成之任何適合電極。在適當之情形下，一觸控感測器之電極(或其他元件)之形狀可全部地或部分地構成該觸控感測器之一或多個巨集特徵。一觸控感測器之一或多個巨集特徵可判定其功能性之一或多個特性。彼等形狀之實施方案之一或多個特性(例如，該等形狀內之導電材料、填充物或圖案)可全部地或部分地構成該觸控感測器之一或多個小型特徵。觸控感測器之一或多個小型特徵可判定觸控感測器之一或多個光學特徵，諸如透射比、折射性或反射性。
一機械堆疊可含有基板(或多個基板)及形成觸控感測器10之驅動或感測電極之導電材料。作為一實例且不以限制方式，該機械堆疊可包含在一覆蓋面板下方之一第一光學透明黏合劑(OCA)層。該覆蓋面板可係透明的且由適合於重複之觸控之一彈性材料(例如玻璃、聚碳酸酯或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))製成。本發明涵蓋由任何適合材料製成之任何適合覆蓋面板。第一光學透明黏合劑層可安置於覆蓋面板與具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板之間。該機械堆疊亦可包含一第二光學透明黏合劑層及一介電層(其可由PET或另一適合材料製成，類似於具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板)。作為 一替代方案，在適當之情形下，可代替第二光學透明黏合劑層及介電層而施加一介電材料之一薄塗層。第二光學透明黏合劑層可安置於具有構成驅動或感測電極之導電材料之基板與介電層之間，且該介電層可安置於第二光學透明黏合劑層與至包含觸控感測器10及觸控感測器控制器12之一裝置之一顯示器的一氣隙之間。僅作為一實例且不以限制方式，該覆蓋面板可具有大約1mm之一厚度；第一光學透明黏合劑層可具有大約0.05mm之一厚度；具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板可具有大約0.05mm之一厚度；第二光學透明黏合劑層可具有大約0.05mm之一厚度；且該介電層可具有大約0.05mm之一厚度。雖然本發明闡述具有由特定材料製成且具有特定厚度之特定數目個特定層之一特定機械堆疊，但本發明涵蓋具有由任何適合材料製成且具有任何適合厚度之任何適合數目個任何適合層之任何適合機械堆疊。作為一實例且不以限制方式，在特定實施例中，一黏合劑或介電層可替換上文所闡述之介電層、第二光學透明黏合劑層及氣隙，其中不存在至顯示器之氣隙。
觸控感測器10之基板之一或多個部分可由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或另一適合材料製成。本發明涵蓋具有由任何適合材料製成之任何適合部分之任何適合基板。在特定實施例中，觸控感測器10中之驅動或感測電極可全部地或部分地由ITO製成。在特定實施例中，觸控感測器10中之驅動或感測電極可由金屬或其他導電材料細線製成。作為一實例且不以限制方式，該導電材料之一或多個部分可係銅或基於銅的且具有大約5μm或小於5μm之一厚度及大約10μm或小於10μm之一寬度。作為另一實例，該導電材料之一或多個部分可係銀或基於銀的且類似地具有大約5μm或小於5μm之一厚度及大約10μm或小於10μm之一寬度。本發明涵蓋由任何適合材料製成之任何適合電極。
觸控感測器10可實施一電容性形式之觸控感測。在一互電容實施方案中，觸控感測器10可包含形成一電容性節點陣列之一驅動與感測電極陣列。一驅動電極與一感測電極可形成一電容性節點。形成電容性節點之驅動與感測電極可彼此靠近但並不彼此進行電接觸。而是，該等驅動與感測電極可跨越其之間的一空間而彼此電容性耦合。(藉由觸控感測器控制器12)施加至驅動電極之一脈衝或交變電壓可在感測電極上感應一電荷，且所感應之電荷量可易受外部影響(例如一物件之一觸控或接近)。當一物件觸控或接近電容性節點時，可在電容性節點處發生一電容改變，且觸控感測器控制器12可量測該電容改變。藉由量測整個陣列中之電容改變，觸控感測器控制器12可在觸控感測器10之觸敏區域內判定該觸控或接近之位置。
在一自電容實施方案中，觸控感測器10可包含可各自形成一電容性節點之一單個類型之電極之一陣列。當一物件觸控或接近電容性節點時，可在該電容性節點處發生一自電容改變，且觸控感測器控制器12可將該電容改變量測為(舉例而言)將該電容性節點處之電壓提升一預定量所需要之一電荷量改變。與一互電容實施方案一樣，藉由量測整個陣列中之電容改變，觸控感測器控制器12可在觸控感測器10之觸敏區域內判定該觸控或接近之位置。在適當之情形下，本發明涵蓋任何適合形式之電容性觸控感測。
在特定實施例中，一或多個驅動電極可共同形成水平地或垂直地或以任何適合定向伸展之一驅動線。類似地，一或多個感測電極可共同形成水平地或垂直地或以任何適合定向伸展之一感測線。在特定實施例中，驅動線可實質上垂直於感測線而伸展。本文中，在適當之情形下，對一驅動線之指稱可概括構成該驅動線之一或多個驅動電極，且反之亦然。類似地，在適當之情形下，對一感測線之指稱可概括構成該感測線之一或多個感測電極，且反之亦然。
觸控感測器10可具有以一圖案安置於一單個基板之一側上之驅動與感測電極。在此一組態中，跨越其之間的一空間而彼此電容性耦合之一對驅動與感測電極可形成一電容性節點。對於一自電容實施方案，僅一單個類型之電極可以一圖案安置於一單個基板上。除具有以一圖案安置於一單個基板之一側上之驅動與感測電極以外或作為此之一替代方案，觸控感測器10亦可具有以一圖案安置於基板之一側上之驅動電極及以一圖案安置於該基板之另一側上之感測電極。此外，觸控感測器10可具有以一圖案安置於一個基板之一側上之驅動電極及以一圖案安置於另一基板之一側上之感測電極。在此等組態中，一驅動電極與一感測電極之一相交點可形成一電容性節點。此一相交點可係其中驅動電極與感測電極在其各別平面中「交叉」或彼此最靠近之一位置。驅動與感測電極並不彼此進行電接觸一而是其跨越一介電質在相交點處彼此電容性地耦合。雖然本發明闡述形成特定節點之特定電極之特定組態，但本發明涵蓋形成任何適合節點之任何適合電極之任何適合組態。此外，本發明涵蓋以任何適合圖案安置於任何適合數目個任何適合基板上之任何適合電極。
如上文所闡述，觸控感測器10之一電容性節點處之一電容改變可指示該電容性節點之位置處之一觸控或接近輸入。觸控感測器控制器12可偵測並處理該電容改變以判定觸控或接近輸入之存在及位置。觸控感測器控制器12可然後將關於觸控或接近輸入之資訊傳遞至包含觸控感測器10及觸控感測器控制器12之一裝置之一或多個其他組件(諸如一或多個中央處理單元(CPU)或數位信號處理器(DSP))，該一或多個其他組件可藉由起始該裝置之與該觸控或接近輸入相關聯之一功能(或在該裝置上運行之一應用程式)來對該觸控或接近輸入做出回應。雖然本發明闡述關於一特定裝置及一特定觸控感測器具有特定功能性之一特定觸控感測器控制器，但本發明涵蓋關於任何適合裝置及 任何適合觸控感測器具有任何適合功能性之任何適合觸控感測器控制器。
觸控感測器控制器12可係一或多個積體電路(IC)，例如一般用途微處理器、微控制器、可程式化邏輯裝置或陣列、特殊應用IC(ASIC)。在特定實施例中，觸控感測器控制器12包括類比電路、數位邏輯及數位非揮發性記憶體。在特定實施例中，觸控感測器控制器12安置於接合至觸控感測器10之基板之一撓性印刷電路(FPC)上，如下文所闡述。在特定實施例中，多個觸控感測器控制器12安置於該FPC上。在某些實施例中，該FPC可不具有安置於其上之觸控感測器控制器12。該FPC可將觸控感測器10耦合至位於別處(例如裝置之一印刷電路板上)之一觸控感測器控制器12。觸控感測器控制器12可包含一處理器單元、一驅動單元、一感測單元及一儲存單元。該驅動單元可將驅動信號供應至觸控感測器10之驅動電極。該感測單元可感測觸控感測器10之電容性節點處之電荷並將表示該等電容性節點處之電容之量測信號提供至處理器單元。該處理器單元可控制由驅動單元對驅動電極之驅動信號供應並處理來自感測單元之量測信號以偵測且處理觸控感測器10之觸敏區域內之一觸控或接近輸入之存在及位置。該處理器單元亦可追蹤觸控感測器10之觸敏區域內之一觸控或接近輸入之位置改變。該儲存單元可儲存用於由處理器單元執行之程式化，包含用於控制驅動單元以將驅動信號供應至驅動電極之程式化、用於處理來自感測單元之量測信號之程式化及在適當之情形下其他適合程式化。雖然本發明闡述具有擁有特定組件之一特定實施方案之一特定觸控感測器控制器，但本發明涵蓋具有擁有任何適合組件之任何適合實施方案之任何適合觸控感測器控制器。
安置於觸控感測器10之基板上之導電材料軌跡14可將觸控感測器10之驅動或感測電極耦合至亦安置於觸控感測器10之基板上之連接 墊16。如下文所闡述，連接墊16促進將軌跡14耦合至觸控感測器控制器12。軌跡14可延伸至觸控感測器10之觸敏區域中或圍繞觸控感測器10之觸敏區域(例如，在其邊緣處)延伸。特定軌跡14可提供用於將觸控感測器控制器12耦合至觸控感測器10之驅動電極之驅動連接，觸控感測器控制器12之驅動單元可透過該等驅動連接將驅動信號供應至驅動電極。其他軌跡14可提供用於將觸控感測器控制器12耦合至觸控感測器10之感測電極之感測連接，觸控感測器控制器12之感測單元可透過該等感測連接感測觸控感測器10之電容性節點處之電荷。軌跡14可由金屬或其他導電材料細線製成。作為一實例且不以限制方式，軌跡14之導電材料可係銅或基於銅的且具有大約100μm或小於100μm之一寬度。作為另一實例，軌跡14之導電材料可係銀或基於銀的且具有大約100μm或小於100μm之一寬度。在特定實施例中，除金屬或其他導電材料細線以外或者作為金屬或其他導電材料細線之一替代方案，軌跡14亦可全部地或部分地由ITO製成。雖然本發明闡述由具有特定寬度之特定材料製成之特定軌跡，但本發明涵蓋由具有任何適合寬度之任何適合材料製成之任何適合軌跡。除軌跡14以外，觸控感測器10亦可包含端接於觸控感測器10之基板之一邊緣處之一接地連接器(其可係一連接墊16)處之一或多個接地線(類似於軌跡14)。
連接墊16可沿著基板之一或多個邊緣定位在觸控感測器10之觸敏區域外部。如上文所闡述，觸控感測器控制器12可在一FPC上。連接墊16可由與軌跡14相同之材料製成且可使用一各向異性導電膜(ACF)接合至該FPC。連接18可包含該FPC上之將觸控感測器控制器12耦合至連接墊16之導電線，連接墊16繼而將觸控感測器控制器12耦合至軌跡14且耦合至觸控感測器10之驅動或感測電極。在另一實施例中，連接墊16可連接至一機電連接器(諸如一零插入力線至板連接器)；在此實施例中，連接18可不需要包含一FPC。本發明涵蓋觸控感 測器控制器12與觸控感測器10之間的任何適合連接18。
在特定實施例中，觸控感測器10可具有一多層組態，其中驅動電極以一圖案安置於一基板之一側上且感測電極以一圖案安置於該基板之另一側上。在此一組態中，一對驅動及感測電極在一驅動電極與感測電極之相交點處彼此電容性耦合。在特定實施例中，驅動及感測電極之一多層組態可滿足關於觸控感測器10之構造之特定空間及/或形狀約束。將關於圖2至圖6A、圖6B及圖6C進一步論述驅動及感測電極之多層組態之特定實施例及實例。
圖2圖解說明根據特定實施例之觸控感測器10沿著圖1中所圖解說明之線2-2之一剖面。觸控感測器10包括一機械堆疊100及一顯示器110。覆疊顯示器110之機械堆疊100包含一基板101、一驅動電極102、複數個感測電極103、複數個間隙104、一光學透明黏合劑105及一覆蓋面板106。
基板101具有複數個表面，包含面向顯示器110之一第一表面101a及面向覆蓋面板106之一第二表面101b。基板101可由一透明之不導電材料形成，例如如連同圖1一起論述之玻璃或一塑膠。驅動電極102位於基板101之第一表面101a上，以使得驅動電極102位於基板101與顯示器110之間。在各種實施例中，驅動電極102與顯示器110之間可存在一氣隙。此剖面圖提供一個驅動電極(驅動電極102)之長度之一視圖。在一特定實施例中，複數個驅動電極102可位於基板101與顯示器110之間，其中長度大體平行於驅動電極102伸展。驅動電極可由任何適合材料形成，舉例而言，包含如連同圖1一起論述之導電網格。複數個驅動電極102中之每一者可藉由導電材料中之一切口或一間隙與一或多個毗鄰驅動電極分離。毗鄰驅動電極之間的一間隙係導電材料(例如銅)線中之一切口，且可儘可能窄以增強電極抵禦由下伏顯示器引起之雜訊之屏蔽能力。在某些實施例中，驅動電極之間的一間隙可 具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。
感測電極103位於基板101之第二表面101b上，以使得感測電極103位於基板101與覆蓋面板106之間。感測電極可由任何適合材料形成，舉例而言，包含如連同圖1一起論述之導電網格。每一感測電極103藉由間隙104與毗鄰感測電極103分離。間隙104係導電材料(例如銅)線中之切口且可儘可能窄。在各種實施例中，間隙104可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。此剖面圖提供感測電極103之寬度之一視圖。在某些實施例中，一觸控感測器之感測電極之寬度可比如所圖解說明之感測電極103短或長。在各種實施例中，感測電極之寬度可針對所有感測電極大體相同或可針對每一感測電極103變化。此外，在各種實施例中，可存在數目比本文中所圖解說明的大或少之感測電極。可由感測電極103與驅動電極102之重疊區段之間的電容性耦合形成電容性節點。
覆蓋面板106藉助光學透明黏合劑105附接至感測電極103。覆蓋面板106可係透明的且由如連同圖1一起論述之一彈性材料製成。如所圖解說明，由顯示器110產生之光通過機械堆疊100且可由觸控感測器10之一使用者透過覆蓋面板106看到。
在某些實施例中，可存在本文中未圖解說明之額外組件。舉例而言，可在機械堆疊100內之各種層之間或在機械堆疊100與顯示器110之間使用黏合劑。某些實施例可包含一第二基板，且在某些情形中，感測電極可附接至第一基板且驅動電極可附接至第二基板。
圖3A、圖3B及圖3C圖解說明根據一習用方法之感測及驅動電極之一配置。圖3A圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定驅動電極圖案之一驅動電極層30之一區段。在圖3A中，展示兩個毗鄰驅動電極102b及102c，連同驅動電極102a及102d之部分。
每一驅動電極102a、102b、102c及102d包含複數個趾部120。每一趾部120具有一特定長度及寬度。在特定實施例中，每一趾部120係為實質上相同之長度及寬度。每一趾部120自一驅動電極之一基本部分122延伸且藉由一空間與一相鄰趾部120分離，該空間之一部分被一毗鄰驅動電極之一趾部佔據，從而致使一驅動電極102與毗鄰驅動電極指狀交叉。
在特定實施例中，驅動電極102a、102b、102c及102d由導電網格形成。導電材料線或導電網格中之切口或通道形成毗鄰驅動電極之間的間隙104a。間隙104a將一驅動電極與毗鄰驅動電極電隔離。導電網格中之切口可形成任何適合組態之驅動電極，包含任何適合形狀之電極。
圖3B圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定感測電極圖案之一感測電極層35之一區段。在圖3B中，展示兩個毗鄰感測電極103b及103c，連同感測電極103a及103d之部分。每一感測電極103a、103b、103c及103d包含複數個趾部130。每一趾部130具有一特定長度及寬度。在特定實施例中，每一趾部130係為實質上相同之長度及寬度。每一趾部130自一感測電極之一基本部分132延伸且藉由一空間與一相鄰趾部130分離，該空間之一部分被一毗鄰感測電極之一趾部佔據，從而致使一感測電極與毗鄰感測電極指狀交叉。
在特定實施例中，感測電極103a、103b、103c及103d由導電網格形成。導電材料線或導電網格中之切口或通道形成毗鄰感測電極之間的間隙104a。間隙104a將一感測電極與毗鄰感測電極電隔離。導電網格中之切口可形成任何適合組態之感測電極，包含任何適合形狀之電極。
圖3C圖解說明藉由將叉指式驅動電極102與叉指式感測電極覆疊(此形成一或多個電容性節點，舉例而言，電容性節點140a及140b)形 成之一圖案。如圖3A中所圖解說明，驅動電極大體沿一個方向伸展且耦合至連同圖1及圖2一起闡述之基板101之表面101a。如圖3B中所圖解說明，感測電極大體沿正交於該等驅動電極之一方向伸展且耦合至如連同圖1及圖2一起闡述之基板101之側101b。因此，雖然驅動電極及感測電極不進行電接觸，但其能夠電容性地耦合以在其中一驅動電極與一感測電極相交或覆疊之點處形成電容性節點。在特定實施例中，驅動電極及感測電極可經組態以形成任何適合數目個節點及具有任何適合面積之節點。驅動電極層30與感測電極層35之叉指式圖案可提供對節點電容場之實體內插且因此可改良所報告觸控座標之準確度。
雖然此方法可改良所報告觸控座標之準確度，但該叉指式圖案可使得難以在具有可阻止或限制在導電網格中所需之極精確切口之特定空間或形狀要求之觸控感測器中採用。在採用具有一特定尺寸之一節點間距之一導電網格之實施例中，使用一叉指式設計可係困難或不可能的。舉例而言，若一電極之節點間距係4mm，則電極之基本部分或脊線之節點間距可係2mm，且自基本部分延伸之趾部之節點間距可係1mm。此等電極組態可產生有限之冗餘度或不產生冗餘度，及/或可產生具有有限功能性或不具有功能性之一觸控感測器，此兩者皆係不合意之結果。為瞭解決此等挑戰，本發明之教示認識到，可使用呈一正交圖案之不具有一或多個趾部之大體四邊形電極。使用大體四邊形電極可(舉例而言)透過經改良之冗餘度而允許觸控感測器之經改良效能，且可允許電極組態在具有原本難以滿足之空間約束之觸控螢幕組態中之使用。圖4A、圖4B及圖4C至圖6A、圖6B及圖6C圖解說明此新方法。
圖4A、圖4B及圖4C圖解說明根據本發明之特定實施例之驅動電極102及感測電極103之另一配置。圖4A圖解說明可在觸控感測器10 中使用之具有一特定驅動電極圖案102之一驅動電極層40之一區段。驅動電極102e、102f及102g由導電網格形成且藉由複數個間隙104b彼此分離。間隙104b係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104b可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。驅動電極102e沿著一長度150以一寬度151大體自觸控感測器10之一個邊緣延伸至另一邊緣。在此實施例中，驅動電極102e、102f及102g各自具有大約相同之長度及大約相同之寬度。在各種實施例中，驅動電極之長度及寬度可變化且可取決於觸控感測器之大小及形狀。驅動電極102e、102f及102g不包含如同連同圖3一起圖解說明且闡述之趾部之任何趾部，且係大體四邊形形狀且特定而言係大體矩形的。
圖4B圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定感測電極圖案103之一感測電極層45之一區段。感測電極103e、103f及103g由導電網格形成且藉由複數個間隙104b分離。間隙104b係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104b可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。感測電極103e沿著一長度152以一寬度153大體自觸控感測器10之一個邊緣延伸至另一邊緣。在此實施例中，感測電極103e、103f及103g各自具有大約相同之長度及大約相同之寬度。在各種實施例中，感測電極之長度及寬度可變化且可取決於觸控感測器之大小及形狀。此外，在某些實施例中，驅動電極102與感測電極103可具有大約相同之長度及/或寬度。感測電極103e、103f及103g不包含如同連同圖3一起圖解說明且闡述之趾部之任何趾部，且係大體四邊形形狀且特定而言係大體矩形的。
圖4C圖解說明藉由將包括驅動電極102e、102f及102g之驅動電極層40與包括感測電極103e、103f及103g之感測電極層45覆疊形成之一 圖案。如圖4A中所圖解說明，驅動電極102大體沿一個方向伸展且耦合至如連同圖1、圖2及圖3一起闡述之基板101之表面101a。如圖4B中所圖解說明，感測電極103大體沿正交於驅動電極102之一方向伸展且耦合至如連同圖1、圖2及圖3一起闡述之基板之表面101b。因此，雖然驅動電極102及感測電極103不進行電接觸，但其能夠電容性地耦合以在其中一驅動電極與一感測電極相交或覆疊之點處形成電容性節點。覆疊之驅動及感測電極之尺寸可影響一節點之面積。舉例而言，將驅動電極102e覆疊在感測電極103e上在相交點處形成一電容性節點140e。電容性節點140e測定為大約寬度151×寬度153。將驅動電極102e覆疊在感測電極103f上在相交點處形成一電容性節點140f。由於感測電極具有大約相同之寬度，因此電容性節點140f具有與電容性節點140e大約相同之面積且亦測定為大約寬度153×寬度151。在特定實施例中，驅動電極102及感測電極103可經組態以形成任何適合數目個節點及具有任何適合面積之節點。在特定實施例中，驅動電極層40可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個驅動電極102，且感測電極層45可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個感測電極103。
圖5A、圖5B及圖5C圖解說明根據本發明之特定實施例之驅動電極102及感測電極103之另一配置。圖5A圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定驅動電極圖案102之一驅動電極層50之一區段。驅動電極102h、102i、102j及102k由導電網格形成且藉由複數個間隙104c彼此分離。間隙104c係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104c可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。驅動電極102h沿著一長度160大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。驅動電極102h具有一寬度161。驅動電極102i亦沿著一長度160大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。驅動電極 102i具有大於寬度161之一寬度162。在此實施例中，儘管驅動電極102h、102i、102j及102k各自具有大約相同之長度，但其具有可變之寬度。在某些實施例中，驅動電極102h及102j以及102i及102k可各自分別具有大約相同之寬度。在其他實施例中，每一電極可具有一獨特寬度，而在特定實施例中，電極寬度可以一規則或不規則圖案重複。驅動電極之長度及寬度可取決於觸控感測器之大小及形狀。類似於連同圖4一起闡述之驅動電極，驅動電極102h、102i、102j及102k係四邊形且相比於習用智慧，並不利用一趾狀圖案，此可允許在具有特定空間及大小約束之觸控感測器中之使用。
圖5B圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定感測電極圖案103之一感測電極層55之一區段。感測電極103h、103i、103j及103k由導電網格形成且藉由複數個間隙104c彼此分離。間隙104c係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104b可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。感測電極103h沿著一長度163大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。感測電極103h具有一寬度164。感測電極103i亦沿著一長度163大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。感測電極103i具有大於寬度164之一寬度165。在此實施例中，儘管感測電極103h、103i、103j及103k各自具有大約相同之長度，但其具有可變之寬度。在某些實施例中，感測電極103h及103j以及103i及103k可各自分別具有大約相同之寬度。在其他實施例中，每一感測電極103可具有一獨特寬度，而在特定實施例中，電極寬度可以一規則或不規則圖案重複。在各種實施例中，感測電極103之寬度可大約相同於、大於或小於驅動電極102之寬度。感測電極103之長度及寬度可取決於觸控感測器10之大小及形狀。類似於連同圖4一起闡述之感測電極，感測電極103h、103i、103j及103k係四 邊形且相比於習用智慧，並不利用一趾狀圖案，此可允許在具有特定空間及大小約束之觸控感測器中之使用。
圖5C圖解說明藉由將包括驅動電極102h、102i、102j及102k之驅動電極層50與包括感測電極103h、103i、103j及103k之感測電極層55覆疊形成之一圖案。如圖5A中所圖解說明，驅動電極102大體沿一個方向伸展且耦合至如連同圖1至圖4一起闡述之基板101之表面101a。如圖5B中所圖解說明，感測電極103大體沿正交於驅動電極102之一方向伸展且耦合至如連同圖1至圖4一起闡述之基板101之表面101b。因此，雖然驅動電極102及感測電極103不進行電接觸，但其能夠電容性地耦合以在其中一驅動電極與一感測電極相交或覆疊之點處形成電容性節點。覆疊之驅動及感測電極之寬度可影響一節點之面積。舉例而言，將驅動電極102h與感測電極103h覆疊在相交點處形成一電容性節點140h。電容性節點140h測定為大約寬度164×寬度161。將驅動電極102h與感測電極103i重疊在相交點處形成一電容性節點140j。電容性節點140j測定為大約寬度165×寬度161。由於感測電極103i具有小於感測電極103h之寬度164之一寬度165，因此電容性節點140j具有小於節點140h之一面積。類似地，一電容性節點140i由驅動電極102i與感測電極103h之相交點形成且測定為寬度164×寬度162。由於驅動電極具有大於驅動電極102h之寬度161之寬度162，因此電容性節點140i具有大於節點140h之一面積。在特定實施例中，驅動電極102及感測電極103可經組態以形成任何適合數目個節點及具有任何適合面積之節點。舉例而言，特定電極組態可產生各自具有相等面積之節點且特定電極組態可產生具有一或多個面積之節點。如先前所闡釋，在形成大體正交圖案時利用趾狀電極之方法可在具有特定特性之觸控感測器中產生挑戰，舉例而言，在具有一較小節點間距(例如4mm)之一觸控感測器中。使用一非趾狀電極可避免此等挑戰且在某些情形中可允許經 改良之效能。舉例而言，包含大體四邊形或非趾狀電極之一電極組態可允許該組態內之經改良冗餘度。包含大體四邊形電極之電極組態亦可更容易及/或更經濟地予以製造。在特定實施例中，驅動電極層50可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個驅動電極102且感測電極層55可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個感測電極103。
圖6A、圖6B及圖6C圖解說明根據本發明之特定實施例之驅動電極102及感測電極103之另一配置。圖6A圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定驅動電極圖案102之一驅動電極層60之一區段。驅動電極102l、102m及102n由導電網格形成且藉由複數個間隙104d彼此分離。間隙104d係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104d可具有大約100μm到5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。驅動電極102n沿著一長度170大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。在所圖解說明區段之一第一端(劃界為端A)處，驅動電極102n具有一寬度171。在所圖解說明區段之一第二端(劃界為端B)處，驅動電極102n具有一寬度172。寬度171大於寬度172。端A與端B處之寬度差致使驅動電極120n大體成形為一個四邊形。
如連同圖2一起闡釋，通常在一塊導電網格中藉由在該網格中形成切口或通道而形成電極。一切口有效地形成分離且毗鄰之電極。間隙104d以一大體恆定寬度自端A伸展至端B。因此，電極102n之寬度變化可影響毗鄰電極之尺寸。如所圖解說明，電極102m在端A處具有一寬度173且在端B處具有一寬度174。寬度173小於寬度174。端A與端B處之寬度差致使驅動電極102m大體成形為一個四邊形。在各種實施例中，該等驅動電極中之某些或全部驅動電極可在一第一端及一第二端處具有變化之寬度。在某些實施例中，自一第一端至一第二端之寬度變化可以一規則或不規則圖案重複。驅動電極102之長度及寬度 可取決於觸控感測器10之大小及形狀。由於驅動電極102l、102m及102n可以不具有趾狀圖案所需之精確切口之導電網格形成，因此此等或類似電極可在具有特定空間及/或大小約束之觸控感測器中使用。
圖6B圖解說明可在觸控感測器10中使用之具有一特定感測電極圖案103之一感測電極層65之一區段。感測電極103l、103m及103n由導電網格形成且藉由複數個間隙104d彼此分離。間隙104d係導電網格(在特定實施例中，其可係一銅導電網格)線中之切口，且可儘可能窄。舉例而言，間隙104d可具有大約100μm至5μm之一寬度，且在特定實施例中，該寬度可係約10μm。感測電極103n沿著一長度175大體自觸控感測器之一個邊緣延伸至另一邊緣。在所圖解說明區段之一第一端(劃界為端C)處，感測電極103n具有一寬度176。在所圖解說明區段之一第二端(劃界為端D)處，感測電極103n具有一寬度177。寬度176大於寬度177。端C與端D處之寬度差致使感測電極103l大體成形為一個四邊形。
間隙104d以大體恆定寬度從端C伸展至端D。因此，電極103l之寬度變化可影響毗鄰電極之尺寸。如所圖解說明，驅動電極103m在端C處具有寬度178且在端D處具有寬度179。寬度178小於寬度179。端C與端D處之寬度差致使感測電極130m大體成形為一個四邊形。在各種實施例中，感測電極103中之某些或全部感測電極可在一第一端處及一第二端處具有變化之寬度。在某些實施例中，自一第一端至一第二端之寬度變化可以一規則或不規則圖案重複。感測電極之長度及寬度可取決於觸控感測器之大小及形狀。由於感測電極103l、103m及103n可以不具有一趾狀圖案所需之精確切口之導電網格形成，因此此等或類似電極可在具有特定空間及/或大小約束之觸控感測器中使用。
圖6C圖解說明藉由將包括驅動電極102l、102m及102n之驅動電 極層60與包括感測電極103l、103m及103n之感測電極層65覆疊形成之一圖案。如圖6A中所圖解說明，驅動電極102大體沿一個方向伸展且耦合至如連同圖1至圖5一起闡述之基板101之表面101a。如圖6B中所圖解說明，感測電極103大體沿正交於驅動電極102之一方向伸展且耦合至如連同圖1至圖5一起闡述之基板101之表面101b。因此，雖然驅動電極102及感測電極103不進行電接觸，但其能夠電容性地耦合以在其中一驅動電極與一感測電極相交或覆疊之點處形成電容性節點。覆疊之驅動及感測電極之寬度可影響一節點之面積。舉例而言，將驅動電極102n與感測電極103l覆疊在相交點處形成一電容性節點140l。將驅動電極102n與感測電極103m覆疊在相交點處形成一電容性節點140m。類似地，將驅動電極102n與感測電極103n覆疊在相交點處形成一電容性節點140n。節點140l、140m及140n係大體四邊形形狀，但不共用相同之近似面積，因為驅動電極102n之寬度171及172、驅動電極102m之寬度173及174、感測電極103l之寬度176及177以及感測電極103m之寬度178及179之變化影響節點之面積。在特定實施例中，驅動電極102及感測電極103可經組態以形成任何適合數目個節點及具有任何適合面積之節點。舉例而言，特定電極組態可產生各自具有相等面積之節點且特定電極組態可產生具有一或多個面積之節點。在特定實施例中，驅動電極層60可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個驅動電極102且感測電極層65可包含適合於觸控螢幕10之面積之任何數目個感測電極103。
特定實施例之技術優點可包含在一觸控螢幕中使用以四邊形形狀之驅動電極及感測電極之一大體正交圖案形成之導電網格之能力，且可包含多種改良，諸如電極組態內之冗餘度之一增加、具有小節點間距之組態之經改良功能性及/或觸控感測器之經改良總體功能性。另外，將四邊形形狀之驅動及感測電極形成為一導電網格可不需要特 定形狀之電極(舉例而言，包括一或多個趾部之電極)所需之相同切割精確度。因此，可在具有可阻礙其他電極之空間及/或形狀要求之觸控螢幕中使用四邊形形狀之電極。此外，在某些實施例中，使用四邊形形狀之電極亦可導致製造成本之減少。使用如本文中所闡述之四邊形形狀之電極可提供生產速度之改良、可減少生產誤差且可包含使用其他或較低成本導電網格之能力。額外益處可包含其他物流與經濟改良。
雖然本發明圖解說明觸控感測器10之數個組態，但此等圖解說明未必按比例繪製。出於闡述性目的，已放大或擴大特定特徵。舉例而言，在特定圖解說明中，出於闡釋性目的，可能已增加或減小毗鄰電極之寬度變化。
本文中，「或」為包含性而非互斥性，除非內容脈絡另有明確指示或另有指示。因此，本文中，「A或B」意指「A、B或兩者」，除非內容脈絡另有明確指示或另有指示。此外，「及」既為聯合的又為各自的，除非內容脈絡另有明確指示或另有指示。因此，本文中，「A及B」意指「A及B，聯合地或各自地」，除非內容脈絡另有明確指示或另有指示。
本發明概括熟習此項技術者將理解的對本文中之實例性實施例之所有改變、替代、變化、變更及修改。此外，在隨附申請專利範圍中對經調適以、經配置以、能夠、經組態以、經啟用以、可操作以或操作以執行一特定功能之一設備或系統或者一設備或系統之一組件之指稱概括該設備、系統、組件，不論其或該特定功能是否被啟動、接通或解除鎖定，只要該設備、系統或組件經如此調適、經如此配置、能夠如此、經如此組態、經如此啟用、可如此操作或如此操作即可。
2-2‧‧‧線
10‧‧‧觸控感測器
12‧‧‧觸控感測器控制器
14‧‧‧軌跡
16‧‧‧連接墊
18‧‧‧連接

Claims (20)

  1. 一種觸控位置感測面板，其包括：一感測區域，其包括：一基板；複數個第一電極，其在一第一層中，該複數個第一電極包括導電網格且沿一第一方向配置，該第一層具有形成於其中之第一複數個間隙；複數個第二電極，其在一第二層中，該複數個第二電極包括導電網格且沿一第二方向配置，該第二層具有形成於其中之第二複數個間隙；其中該複數個第一電極及該複數個第二電極重疊以形成複數個節點；且其中該複數個間隙中之每一者以一大體直線自該感測區域之一側伸展至該感測區域之一相對側。
  2. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該第一層中之該複數個第一電極在該基板之一第一側上，且該第二層中之該複數個第二電極在該基板之一第二側上。
  3. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該導電網格包括銅。
  4. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極包括形成於一塊導電網格中之複數個電極，每一電極藉由該導電網格中之該第一複數個間隙中之一者與一毗鄰電極分離。
  5. 如請求項4之觸控位置感測面板，其中該導電網格佔據該複數個電極中之每一者之一形狀的等於或小於大約5%之一區域。
  6. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之每一者具有大約相等之寬度及大約相等之長度。
  7. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第二電極中之每一者具有大約相等之寬度及大約相等之長度。
  8. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個間隙之第一間隙部分中之每一者之一第一寬度及一第一長度係大約相等的，且該複數個間隙之第二部分中之每一者之一第二寬度及一第二長度係大約相等的。
  9. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之一第一電極之一第一寬度大於該複數個第一電極中之一第二電極之一第二寬度。
  10. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之一第一電極在沿著該複數個第一電極中之該第一電極之一長度之一第一點處之一第一寬度大於在沿著該第一電極之該長度之一第二點處之一第二寬度。
  11. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之至少一個電極之一寬度大約等於該複數個第二電極中之至少一個電極之一寬度。
  12. 如請求項1之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之至少一個電極之一寬度大於該複數個第二電極中之至少一個電極之一寬度。
  13. 一種觸控位置感測面板，其包括：一感測區域，其包括：一基板；複數個第一電極，其在一第一層中，該複數個第一電極包括一導電網格且沿一第一方向配置，第一層具有形成於該網格中之第一複數個間隙，該複數個第一電極中之至少一者藉由該第一複數個間隙中之一間隙與該複數個第一電極中之一 毗鄰電極分離；複數個第二電極，其在一第二層中，該複數個第二電極包括一導電網格且沿一第二方向配置，該第二層具有形成於該網格中之第二複數個間隙，該複數個第二電極中之至少一者藉由該第二複數個間隙中之一間隙與該複數個第二電極中之一毗鄰電極分離；其中該複數個第一電極及該複數個第二電極重疊以形成複數個節點；且其中該複數個間隙中之每一者以一大體直線自該感測區域之一側伸展至該感測區域之一相對側。
  14. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該第一層中之該複數個第一電極在該基板之一第一側上，且該第二層中之該複數個第二電極在該基板之一第二側上。
  15. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之每一者之一寬度及一長度係大約相等的。
  16. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個間隙之第一間隙部分中之每一者之一第一寬度及一第一長度係大約相等的，且該複數個間隙之第二部分中之每一者之一第二寬度及一第二長度係大約相等的。
  17. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之一第一電極之一第一寬度大於該複數個第一電極中之一第二電極之一第二寬度。
  18. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之一第一電極在沿著該複數個第一電極中之該第一電極之一長度之一第一點處之一第一寬度大於在沿著該第一電極之該長度之一第二點處之一第二寬度。
  19. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之至少一個電極之一寬度大約等於該複數個第二電極中之至少一個電極之一寬度。
  20. 如請求項13之觸控位置感測面板，其中該複數個第一電極中之至少一個電極之一寬度大於該複數個第二電極中之至少一個電極之一寬度。
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