TWI522932B - 電容性感測器、裝置及方法 - Google Patents

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傑利 夏克
伊薩特 耶魯馬茲
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愛特梅爾公司
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Description

電容性感測器、裝置及方法
本發明係關於一觸控位置感測器，且特定而言係關於一電容性感測器。
一觸控位置感測器可偵測一手指或另一物件(諸如，一尖筆)之一觸控之存在及位置。舉例而言，一觸控位置感測器可偵測一觸控在該觸控位置感測器之一外部介面之一區內之存在及位置。在一觸敏顯示器應用中，觸控位置感測器使得能夠與顯示於螢幕上之內容直接互動而非藉助一滑鼠或觸控墊間接地互動。
觸控位置感測器可附接至具有一顯示器之裝置或提供作為具有一顯示器之裝置之部分，該等裝置諸如電腦、個人數位助理(PDA)、衛星導航裝置、行動電話、可攜式媒體播放器、可攜式遊戲控制臺、公共資訊亭及銷售點系統。觸控位置感測器亦已用作器具上之控制面板。
存在若干種不同類型之觸控位置感測器，諸如電阻式觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕、電容性觸控螢幕等。舉例而言，一電容性觸控螢幕可包含一絕緣體，其以一特定圖案塗佈有一透明導體。當一手指或其他物件觸控螢幕之表面時，電容存在一改變。此電容改變可被發送至一控制器以供處理從而判定該觸控之位置。
亦存在若干種不同類型之指紋感測器。實例包含光學指紋感測器、熱指紋感測器及電容性指紋感測器。
所揭示之電容性感測器實例可判定一觸控之存在及位置且可判定一指紋圖案。
各圖以實例方式而非以限制方式繪示根據本發明教示之一或多個實施方案。在各圖中，相似元件符號指代相同或類似元件。
在以下詳細闡述中，以實例方式陳述眾多特定細節以便闡釋相關教示。為了避免使本發明教示之態樣不必要地模糊，已在一相對高層級上闡述了熟習此項技術者眾所周知的彼等方法、程序、組件及/或電路。
現在詳細參考在附圖中所圖解說明且在下文所論述之實例。
圖1圖解說明具有一基板101之一電容性感測器100。電容性感測器100包含具有一觸控感測區103A之一電容性觸控位置感測器103及具有一指紋感測區105A之一電容性指紋感測器105。
觸控位置感測器103可經組態以偵測藉由一手指、尖筆或類似物之一觸控之存在及位置。指紋感測器105可經組態以判定一指紋之圖案，可比較該圖案與一或多個所儲存指紋圖案以判定所判定指紋圖案與所儲存指紋圖案之間是否存在一匹配。舉例而言，所儲存指紋圖案可包含一或多個特定使用者之一或多個指紋圖案，以識別該使用者。所儲存指紋圖案可包含一手之特定手指(包含一食指、一中指、一無名指、一小手指及一拇指)之全體圖案，供區別不同手指。
光可透射穿過觸控位置感測器103，使得觸控位置感測器103之一使用者可看見自觸控位置感測器103下方之一光源(諸如，一背光或一顯示器)發射的光。另一方面，指紋感測器105在觸控感測區103A外部且因此可或可不透射光。
與電容性感測器100一起使用之實例性顯示器包含(但不限於)液晶顯示器、電子墨水顯示器、有機發光二極體顯示器、電漿顯示器及陰極射線管顯示器。
在圖1之實例中，觸控位置感測器103及指紋感測器105分別連接至單獨的印刷電路107及印刷電路109。印刷電路107及印刷電路109可係撓性印刷電路(FPC)。FPC可提供兩個感測器103及105之電極至兩個控制單元之連接。在其他實例中，觸控位置感測器103及指紋感測器105兩者可藉助一單個連接器連接至一共同FPC以用於連接至一控制單元。
觸控位置感測器103及指紋感測器105可各自獨立地選自任何適合之電容性感測器，包含互電容及自電容感測器。自電容感測器包含個別電極。如下文多數實例中所論述之互電容型感測器具有驅動電極及感測電極。兩個電容性感測器之電極可形成於該兩個感測器所共同之至少一個基板上，諸如圖1之實例中之基板101。
圖2a至圖2c中之每一者展示(舉例而言)用於圖1之感測器103及105中之任一者之一電容性感測器之驅動電極201(x)及感測電極201(y)之一配置。
參照圖2a，一電容性感測器之驅動電極201(x)及感測電極201(y)可經配置而在基板211之同一表面上彼此電隔離。應瞭解，感測電極及驅動電極可具有任何形狀及配置。舉例而言，驅動電極201(x)可環繞感測電極201(y)。電容性感測通道203係形成於感測區中驅動電極201(x)與感測電極201(y)之邊緣毗鄰之區域處。
在其他實例中，一電容性感測器之驅動電極201(x)及感測電極201(y)可配置於一絕緣基板之對置表面上，使得該基板提供驅動電極與感測電極彼此之電隔離。將關於圖2c詳細地論述具有一個基板之此一電容性感測面板結構之一實例。在另一實例中，驅動電極201(x)及感測電極201(y)可形成於不同基板上，其中驅動電極與感測電極之間提供有一絕緣體。將關於圖2b詳細地論述具有兩個基板之此一電容性感測面板結構之一實例。
首先參考展示一電容性感測面板結構之相關層之圖2b，驅動電極201(x)可提供於一第一基板211a上，且感測電極201(y)可提供於一第二基板211b上。驅動電極201(x)與感測電極201(y)藉由一非導電材料(舉例而言，一光學透明黏附劑)層207間隔開。電容性感測通道形成於電容性耦合節點處，該等電容性耦合節點存在於環繞驅動電極201(x)與感測電極201(y)彼此交越且藉由非導電材料207分離之處的局部區域中。一節點感測區囊括由一驅動電極與一感測電極之一交越形成之每一或實質每一相交點。儘管此實例中未展示，但某些實施方案可包含一透明覆蓋薄片。該透明覆蓋薄片可藉由一適合材料(諸如，一光學透明黏附劑)附接至感測面板之其他元件且與其間隔開。
在展示一電容性感測面板結構之相關層之圖2c中所圖解說明之另一配置中，感測電極201(y)及驅動電極201(x)係形成於同一基板211c之對置表面上。基板211c可由一絕緣材料形成。電容性感測通道形成於電容性耦合節點處，該等電容性耦合節點存在於環繞驅動電極201(x)與感測電極201(y)彼此交越且藉由絕緣基板211c分離之處的局部化區域中。一透明覆蓋薄片209可與感測電極201(y)間隔開。一適合材料(諸如，一光學透明黏附劑層207)提供透明覆蓋薄片209與電極201(y)及基板211c之間的間隔且將透明覆蓋薄片209接合至電極201(y)及基板211c。
各種基板中之每一者及/或該覆蓋薄片可由一透明不導電材料(諸如，玻璃或一塑膠)形成。在可需要電容性感測面板之撓性之情形下，塑膠基板及覆蓋薄片可係適合的。適合塑膠基板材料之實例包含(但不限於)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及聚碳酸酯(PC)。用於透明覆蓋薄片209之適合塑膠材料之實例包含(但不限於)聚碳酸酯及聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。
圖2b及圖2c表示可形成一互電容型觸控感測面板之驅動電極及感測電極之結構之兩個不同實例。亦可使用其他結構。在圖2b及圖2c之實例中，驅動電極201(x)及感測電極201(y)可形成觸控感測區中之類似於圖2a中所展示之圖案之一圖案。關於稍後之實例論述可使用如圖2b及圖2c中所展示之彼等中之任一者之結構之數個其他電極圖案。
再次參考圖1，電容性指紋感測器105可實施為電容性觸控位置感測器103之一較小標度版本。在指紋感測器105中，在偵測器之通道處偵測一指紋之個別脊。相比而言，觸控位置感測器103可經組態以偵測一手指或尖筆之位置。除了以一較小標度且提供一較高電極密度以外，指紋感測器可使用類似於用以形成觸控位置感測器103之方法及材料之方法及材料來形成。電容性觸控位置感測器103及電容性指紋感測器105兩者之電極可(舉例而言)使用圖2a至圖2c中所展示之基板及電極配置中之任一者形成於一或多個共同基板上。如稍後論述，用於形成感測器103、105之電極之某些或所有處理步驟可相同。
圖3圖解說明圖1之電容性感測器100之另一實例性電極配置，在此情形下，包含觸控位置感測器103及指紋感測器105兩者之電極。在圖3之實例中，觸控位置感測器103包含驅動電極301(x)及感測電極301(y)，驅動電極301(x)及感測電極301(y)(舉例而言)以類似於圖2b及圖2c中之任一者中所圖解說明之方式之一方式形成於為該兩個感測器所共同之一或多個基板之不同表面上。指紋感測器105包含形成於該一或多個共同基板之不同表面上之驅動電極303(x)及感測電極303(y)。展示驅動電極連接線305自驅動電極301(x)引出以用於連接至一FPC，諸如圖1中之107。感測電極連接線307經提供以將感測電極301(y)連接至該FPC。僅以一實例方式展示該等連接線之圖案。指紋感測器105之電極303(x)及303(y)可藉由連接線連接於類似於圖1中之FPC 109之一FPC上。
該等驅動電極及感測電極之寬度可取決於將在其中使用觸控位置感測器103之觸敏應用。互電容觸控位置感測器103之驅動電極及/或感測電極可高達約20 mm寬。在使用一透明導電材料(諸如ITO)之一實例中，感測電極可大於約0.2 mm寬且驅動電極可大於約3 mm寬。在使用細金屬線之一實例中，每一線可大於約1 μm，但電極寬度可仍介於約3 mm或更大之範圍中。類似尺寸可應用於一自電容觸控位置感測器之電極。
觸控位置感測器103之驅動電極301(x)及感測電極301(y)可各自由一導電材料形成。適合透明材料包含透明無機及有機導電材料，諸如ITO(氧化銦錫)、ATO(氧化銻錫)、氧化錫、PEDOT或其他導電聚合物及碳奈米管或金屬奈米線灌注之材料。
若使用一透明導電材料(諸如，ITO)來形成驅動電極301(x)，則每一電極可由該透明導電材料之固體區塊形成。對於驅動電極301(x)，可使毗鄰電極之間的空間盡可能地窄(舉例而言)以增強感測電極301(y)對因下伏顯示器而出現之雜訊的屏蔽。參照圖1，感測區103A之至少90%可由驅動電極之透明導電材料覆蓋，且毗鄰驅動電極301(x)之間的間隙可不大於300微米。在此一實例中，實質上每一相交點之整個區可受到固體驅動電極區塊屏蔽。
在其他實例中，觸控位置感測器103之驅動電極301(x)及感測電極301(y)中之一者或兩者可由一不透明導電材料之細線之一網狀或其他圖案形成，該不透明導電材料經定大小及圖案化以允許光透射穿過網狀電極。適合不透明導體材料包含銅、銀、金、鋁、錫及適合用於導電佈線之其他金屬。該等細線可自約1微米寬一直至約20微米寬。每一電極可包含形成有適當電極寬度之細線之一網狀或其他圖案。較窄線可減小肉眼之可見性。一電極層之電極之細導電線可經形成以使得一電極材料覆蓋高達約10%之觸控感測區103a。提供實例性範圍中之覆蓋之寬度及間距達成感測面板之良好透明度。組態線圖案以朝向該範圍之較低端(舉例而言，3%左右或更低)減小覆蓋百分比，增加透明度且減小可察覺變暗或顯示器品質之其他損失。
如同觸控位置感測器103之電極，圖3之指紋感測器105之驅動電極303(x)及感測電極303(y)可形成於不同表面上。指紋驅動電極303(x)可形成於與觸控位置感測器103之驅動電極301(x)相同的基板表面上，且指紋感測電極303(y)可形成於與觸控位置感測器103之感測電極301(y)相同的基板表面上。
在此實例中，指紋驅動電極303(x)及感測電極303(y)可由一導電材料之細線形成，該導電材料可係一不透明導電材料，諸如一金屬。然而，可使用一導電透明材料來形成指紋驅動電極303(x)及感測電極303(y)，如上文關於觸控位置感測器103之電極所闡述。在某些實例中，該等電極線可自約1微米寬一直至約20微米寬，且電極線之間的間距可高達約200微米。指紋驅動電極303(x)及感測電極303(y)之細線可以與觸控位置感測器103之驅動電極301(x)及感測電極301(y)之線相同的方式形成。與觸控位置感測器103之電極相比，指紋感測器105之每一電極之寬度及間距可適於允許一指紋圖案之偵測。將瞭解，指紋判定及匹配之準確性將隨指紋感測區105A中之通道之數目而增加。指紋感測區105A中之通道之數目可至少部分地取決於指紋驅動電極303(x)及感測電極303(y)之寬度及間距。
觸控位置感測器103及指紋感測器105之電極可形成於相同基板表面上，如上文所闡述。此外，觸控位置感測器103及指紋感測器105之驅動電極及感測電極可分別由相同材料形成及/或在同一處理步驟中形成。舉例而言，驅動電極301(x)、303(x)可由一不透明導電材料(諸如，一金屬)之細線之一網狀或其他圖案形成。在此一實例中，驅動電極301(x)、303(x)可由不透明導電材料之細線之一圖案形成。由於觸控位置感測器103及指紋感測器105之電極在基板之相同之一或多個表面上，因此可經由類似處理步驟形成觸控位置感測器103及指紋感測器105之電極。
觸控位置感測器103之連接線305及/或307可在與指紋感測器105之連接線相同的處理步驟中形成及/或由與指紋感測器105之連接線類似之材料形成。用於形成感測器103及105中之一者之連接線之材料及/或處理步驟亦可用於形成感測器103及105中之另一者之電極。
在圖3之實例中，該觸控位置感測器及該指紋感測器兩者皆係互電容感測器，其中驅動電極及感測電極形成於該兩個感測器所共用之該基板或該等基板之不同表面上。然而，觸控位置感測器103及指紋感測器105可各自係任何適合形式之一電容感測器，且該兩個感測器可係相同或不同類型。可用作觸控位置感測器及指紋感測器中之一者或兩者之感測器之類型之實例包含：其中電極僅形成於一個表面上之自電容感測器；其中驅動電極及感測電極形成於同一表面上之互電容感測器；其中驅動電極及感測電極形成於不同基板之不同表面上之互電容感測器；及其中驅動電極及感測電極形成於同一基板之對置表面上之互電容感測器。
在其中觸控位置感測器103及/或指紋感測器105之電極形成於一個以上表面上之情形下，則可使用類似材料及/或類似處理步驟來在一個或兩個表面上形成觸控位置感測器及指紋感測器電極。
圖4圖解說明另一實例性電容性感測器400，電容性感測器400包含具有一觸控感測區403A之一觸控位置感測器403及具有一指紋感測區405A之一指紋感測器405。在此實例中，指紋感測器405在觸控感測區403A之周界內。此外，指紋感測器405及觸控位置感測器403可連接至一共同FPC407。在其他實例中，感測器403及405可連接至單獨FPC。圖4中之元件類似於圖3中之元件，然而，觸控感測區403A現在囊括指紋感測器405連同指紋感測區405A。
圖5展示圖4之電容性感測器400之一實例性電極配置。該觸控位置感測器包含驅動電極401(x)及感測電極401(y)，且該指紋感測器包含驅動電極405(x)及感測電極405(y)。兩個感測器之電極可形成於一或多個共同基板之不同表面上。觸控位置感測器403及指紋感測器405之電極可各自使用類似於上文參照圖1至圖3所闡述之材料及製程之材料及製程而以適當尺寸形成。由於指紋感測器405係在觸控感測區403A中，因此指紋感測器405可經形成以便滿足觸控位置感測器403之最小光學要求，諸如光透射係數。
在使用中，可在使用指紋感測器405判定一指紋之後解鎖資料及/或可啟動一應用程式，此後的一時間週期並不需要指紋感測。當不需要指紋感測時，指紋感測器405可與觸控位置感測器403組合用於觸控感測。因此，指紋感測器405可係可在一指紋感測模式與一觸控感測模式之間切換。指紋感測區405A之通道中之每一者可連同指紋感測區405A外部之通道一起使用，以使整個觸控感測區403A係觸敏的。
指紋感測區405A中之通道密度可高於多數觸控感測應用(諸如，感測一手指或一尖筆之存在及位置)所需要之通道密度。舉例而言，若指紋感測區405A含有供在一指紋感測模式中使用之n個指紋感測器通道，則來自此等通道之信號可經組合以便提供觸控感測模式中之m個通道，其中1m<n。此允許在不需要處理自指紋感測區405A中之所有通道接收之信號之情形下感測指紋感測區405A中之一觸控之存在及位置。
圖6圖解說明一實例性電容性感測器600，電容性感測器600包含具有一觸控感測區603A之一觸控位置感測器603及一指紋感測器605。在某些實例中，可辨識一個體之一指紋。在其他實例中，可辨識來自一個體之多個指紋。該等不同指紋可係一特定使用者之指紋，或感測器可使用指紋圖案區別並非一特定使用者所特有之一手之不同手指。
在電容性感測器600下方且經配置以用於穿過觸控感測區603A觀看之一顯示器可啟動一特定應用程式(其作為圖標607呈現至一使用者)及/或提供對特定資料之存取(在由指紋感測器605偵測到一特定指紋時，可將該特定資料解鎖)。舉例而言，判定一食指指紋圖案之一觸控可啟動應用程式(1)，判定一中指指紋圖案之一觸控可啟動一第二應用程式(2)，且判定一無名指指紋圖案之一觸控可啟動一第三應用程式(3)。在其他實例中，類似於圖4之實例中之感測器405之一或多個指紋感測器可在觸控感測區603A內且與一或多個圖標607對準。
圖7以剖面圖繪示一實例性電容性指紋感測器705之一部分及一手指700之一部分，以展示當手指700與指紋感測器705接觸且指紋感測器705操作以感測指紋之態樣時之該指紋。一手指700之指紋包含由間隙703分離之脊701。脊701以諸如螺紋、拱形及環形等圖案配置。當一手指700接近並接觸指紋感測器705時，感測器之一通道上方之脊701對該通道處之電容具有一較大影響。脊701之間的間隙703對一通道處之電容具有一較小影響或無影響。以此方式，可在指紋感測器705之通道處偵測一指紋之個別脊701。相比而言，觸控位置感測器可經組態以在觸控位置感測器之感測器通道處偵測一手指或尖筆及觸控物件之可能運動。
在另一實例中，在圖8中示意性地表示，一電容性感測器805之感測區805A可係可在一指紋感測模式與一觸控感測模式之間切換。在該指紋感測模式中，觸控感測區805A之任一或所有部分可用作一指紋感測器。在一觸控位置感測模式中，來自多個通道之信號可經組合以有效地提供較小數目個通道。
電容性感測器面板805包含以類似於較早實例之驅動電極及感測電極之一方式形成於一或多個共同基板之不同表面上之感測區805A中之驅動電極803(x)及感測電極803(y)。在此實例中，所有電極803(x)及803(y)以適於允許指紋感測之一標度及間距圖案化。電容性感測器面板805之一單位區中之通道之數目可足夠高以便以類似於較早實例中之指紋感測器但比在該等較早實例中之觸控位置感測器中高之一方式提供針對一指紋功能之解析度。
可操作電容性感測器面板805以在不同時間執行觸控感測及指紋感測。以與圖5之實例的操作在某種程度上類似之一方式，當感測器805在指紋感測模式中操作時，在判定一指紋之後可解鎖資料及/或可啟動一應用程式。然而，在此後的一段時間內，指紋感測可係不必要的且感測器805在一觸控位置感測模式中操作。圖8中所圖解說明之感測裝置或系統包含一控制單元850。控制單元850可與電容性感測器805通信。在指紋感測模式中，控制單元850可單獨處理所有通道上之信號以得到全解析度。在觸控位置感測模式中，控制單元850可組合通道群組之信號以便有效地提供用於感測觸控位置及移動之較小數目個通道。該較小數目個通道提供較低解析度，但可允許較快處理速度。
在圖8之實例中，控制單元850包含一驅動單元810、一感測單元820、一儲存裝置830及一處理器單元840。儲存裝置830可儲存供處理器單元840執行之程式化及用於處理器單元840之操作中或自處理器單元840之操作產生之資料。控制單元850可提供為一單個積體電路晶片，諸如一通用微處理器、一微控制器、一可程式化邏輯裝置/陣列、一特殊應用積體電路(ASIC)或其一組合。在另一實例中，驅動單元810、感測單元820及處理器單元840可全部以單獨控制單元形式來提供。
處理器單元840控制驅動單元810以將驅動信號供應至驅動電極803(x)，以便誘發與驅動電極803(x)相交之感測電極803(y)上之電荷。感測單元820經由感測電極803(y)感測各個相交點處之電荷，且感測單元820將表示節點電容之量測信號提供至處理器單元840。為允許在兩個不同感測模式中操作，在一個實例中，驅動電極803(x)經由一或多個第一切換元件870連接至驅動單元810且感測電極803(y)經由一或多個第二切換元件860連接至感測單元820。切換元件860、870由處理器單元840控制。
在指紋感測模式中，處理器單元840控制切換元件860及870以及驅動單元810及感測單元820，以實施感測器面板805上之所有相交點處之感測且提供全感測解析度。可驅動每一驅動電極803(x)，且可感測來自每一感測電極803(y)之信號。在觸控位置感測模式中，處理器單元840控制切換元件860及870以及驅動單元810及感測單元820，以經由較小數目個通道進行驅動及感測。可使用該等驅動電極及感測電極之選定子組。在此實例中，驅動信號應用於形成較小數目個驅動通道之驅動電極803(x)群組，且自形成較小數目個感測通道之感測電極803(y)群組感測信號。
在指紋感測模式中，處理器單元840可處理來自感測單元820之資料且判定一指紋之一形狀，以辨識一使用者之手的一特定手指及/或偵測一指紋之脊。處理器單元840之程式化可使得該處理器能夠比較一所感測脊圖案與儲存裝置830中所儲存之指紋形狀圖案資料，以偵測該手之哪一手指已觸控感測器面板805及/或使該所感測脊圖案與一特定已知指紋之圖案匹配。舉例而言，儲存裝置830中所儲存之指紋圖案資料可包含一或多個特定使用者之一或多個指紋圖案。除了儲存特定指紋圖案以外或替代儲存特定指紋圖案，儲存裝置830中所儲存之圖案資料可包含用於識別一特定手指(包含一食指、一中指、一無名指、一小拇指及一大拇指)之全體圖案，其可用於大體區別不同手指。在另一實例中，處理器單元840可經程式化以將所感測指紋圖案資料傳遞至其中併入有面板805及控制單元850之一裝置中之較高階邏輯，以允許該裝置之該較高階邏輯分析該所感測指紋圖案。
在觸控感測模式中，處理器單元840能夠處理來自感測單元820之資料且判定一觸控在面板805上之存在及位置。追蹤觸控移動可允許偵測一觸控示意動作。
上文關於圖1至圖8所論述之製造該等電容性感測器中之任一者之一製程包含將觸控位置感測器及指紋感測器之電極圖案化。在其中任一或兩個感測器之電極之一層包含ITO之情形下，將各別基板上之電極圖案化之製程可包含：在基板上之未經圖案化ITO上方沈積一正或負抗蝕劑；穿過適當圖案之一遮罩將該光阻劑曝露於UV光；藉由用一溶劑洗掉未曝露之抗蝕劑而使該抗蝕劑顯影；及使用一適合蝕刻劑將所曝露之ITO區蝕刻掉。可使用一適合溶劑將所曝露之光阻劑移除。
供在移除所曝露之ITO中使用之一適合蝕刻液體之一實例係一蝕刻酸。用於光阻劑之一適合移除液體之實例包含有機溶劑。可使用其他適合之正光阻劑及負光阻劑、蝕刻液體及光阻劑移除液體。
作為另一實例，可藉由使用具有適於形成上文所闡述之形狀中之任一者之電極之一圖案之一陰影遮罩將ITO濺鍍至一基板上來將ITO沈積於該基板上。
可使用印刷方法(諸如，噴墨或絲網印刷)將有機導電材料(諸如，PEDOT)圖案化。
可同時在相同處理步驟中形成由ITO或PEDOT形成且形成於同一基板之同一表面上之兩個感測器之電極。
圖案化一個或兩個感測器之一導電材料之細線可包含藉由穿過適當圖案之一遮罩之蒸發來沈積金屬或其他導電材料。
在其他實例中，可藉由一印刷製程來形成用於電極之細線金屬之圖案，在該印刷製程中(舉例而言)藉由噴墨印刷來印刷一導電材料或導電材料前體，以形成適當電極圖案。在其中使用一觸媒前體墨水之情形下，該製程涉及(舉例而言)藉由無電極電鍍來處理該前體墨水以將該前體墨水轉換成一最終導電材料。在另一實例中，基板可均勻地塗佈有一觸媒光敏墨水。可將穿過一光遮罩該墨水曝露於或將該墨水向量曝露於來自一雷射器或其他適合光源之UV光且用溶劑沖洗以洗掉未曝露之墨水。可將剩餘墨水浸沒於一金屬電鍍槽中以形成細導電線。可在市場上購得適合觸媒墨水。
在指紋感測器及觸控感測器兩者之電極由相同不透明導電材料之線形成且形成於同一基板之同一表面上之情形下，可同時在相同處理步驟中形成兩個感測器之該等電極。
儘管上文給出用於形成電容性觸控位置感測器及電容性指紋感測器之各種電極之某些實例性製程，但應瞭解，可結合本文中所提供之揭示內容來使用形成此等電極及導體之任何適合方式。
上文所闡述之電容性感測器可附接至眾多電子裝置。該等電子裝置之實例包含電腦、個人數位助理、衛星導航裝置、行動電話、可攜式媒體播放器、可攜式遊戲控制臺、公共資訊亭、銷售點系統及器具。此等類型之電子裝置中之至少某些電子裝置可包含用於執行程式指令之一中央處理器或其他處理裝置、一內部通信匯流排、用於碼及資料儲存之各種類型之記憶體或儲存媒體以及用於通信目的之一或多個網路介面卡或埠。
包含於如本文中所闡述具有一觸控位置感測器之電容性感測器中之一指紋感測器可提供如上文所闡述之一電子裝置之記憶體中所儲存之資料之增加之安全性。使用指紋感測器可因減少一使用者記憶一或多個使用者名稱及/或密碼之需要而簡化對此一電子裝置上所儲存之資料或可執行程式之可存取性。在一小或可攜式裝置中使用指紋感測器亦可因減少使用者在一小或可攜式裝置之一小鍵盤或觸控螢幕上鍵入一或多個使用者名稱及/或密碼之潛在棘手且耗時過程之例項而簡化可存取性。
可對前文中所闡述之實例做出各種修改，且可在眾多應用中應用任何相關教示，本文中僅已闡述該等應用中之某些應用。以下申請專利範圍意欲主張歸屬於本教示之真實範疇內之任何及所有應用、修改及變化形式。
1．．．應用程式
2．．．第二應用程式
3．．．第三應用程式
100．．．電容性感測器
101．．．基板
103．．．電容性觸控位置感測器
103A．．．觸控感測區
105．．．指紋感測器
105A．．．指紋感測區
107．．．印刷電路
109．．．印刷電路
201(x)．．．驅動電極
201(y)．．．感測電極
203．．．電容性感測通道
207．．．非導電材料/非導電材料層/光學透明黏附劑層
209．．．透明覆蓋薄片
211．．．基板
211a．．．第一基板
211b．．．基板
211c．．．基板
301(x)．．．驅動電極
301(y)．．．感測電極
303(x)．．．驅動電極
303(y)．．．感測電極
305．．．驅動電極連接線
307．．．感測電極連接線
400．．．實例性電容性感測器
401(x)．．．驅動電極
401(y)．．．感測電極
403．．．觸控位置感測器
403A．．．觸控感測區
405．．．指紋感測器
405A．．．指紋感測區
405(x)．．．驅動電極
405(y)．．．感測電極
407．．．共同撓性印刷電路
600．．．實例性電容性感測器
603．．．觸控位置感測器
603A．．．觸控感測區
605．．．指紋感測器
607．．．圖標
700．．．手指
701．．．脊
703．．．間隙
705．．．指紋感測器
803(x)．．．驅動電極
803(y)．．．感測電極
805．．．電容性感測器/電容性感測器面板
805A．．．觸控感測區
810．．．驅動單元
820．．．感測單元
830．．．儲存裝置
840．．．處理器單元
850．．．控制單元
860．．．第二切換元件
870．．．第一切換元件
圖1示意性地圖解說明包含一觸控位置感測器及一指紋感測器之一第一實例性電容性感測面板；
圖2a示意性地圖解說明一實例性電容性感測面板之一部分之一平面圖；
圖2b示意性地圖解說明使用兩個基板之一實例性電容性感測面板之驅動電極及感測電極之一配置之相關層之一剖面；
圖2c示意性地圖解說明使用一個基板之一實例性電容性感測面板之驅動電極及感測電極之另一配置之相關層之一剖面；
圖3示意性地圖解說明驅動電極及感測電極，其可用於如圖1之面板之一電容性感測面板中；
圖4示意性地圖解說明另一實例性電容性感測面板；
圖5示意性地圖解說明圖4之電容性感測面板實例之驅動電極及感測電極之一配置；
圖6示意性地圖解說明另一實例性電容性感測面板；
圖7係展示一實例性電容性指紋感測器及一手指之部分之一剖面圖；及
圖8示意性地圖解說明一電容性感測面板及一電極圖案之另一實例以及用於該實例性面板之一控制單元之一實例。
201(x)．．．驅動電極
201(y)．．．感測電極
203．．．電容性感測通道
211．．．基板

Claims (14)

  1. 一種電容性感測器，其包括：一觸控感測區及一指紋感測區；至少一個基板；一電容性觸控位置感測器，其包含於該至少一個基板上及該觸控感測區中，該電容性觸控位置感測器包括經組態以使得能夠偵測一觸控在該觸控感測區中之存在及位置之複數個電極；及一電容性指紋感測器，其包含於至少一個基板上及該指紋感測區中，該電容性指紋感測器包括經組態以使得能夠識別置於該指紋感測區中之一手指之指紋之複數個電極；其中該電容性指紋感測器之該複數個電極之一第一密度大於該電容性觸控位置感測器之該複數個電極之一第二密度。
  2. 如請求項1之電容性感測器，其中該指紋感測區在該觸控感測區外部。
  3. 如請求項1之電容性感測器，其中該指紋感測區在該觸控感測區內。
  4. 如請求項3之電容性感測器，其中該指紋感測區內之電極可在一指紋辨識模式與一觸控感測模式之間切換。
  5. 如請求項4之電容性感測器，其中該指紋感測器之至少兩個通道在該觸控感測模式中在操作上組合。
  6. 如請求項1之電容性感測器，其中： 該電容性觸控位置感測器之該等電極中之至少複數者包含於該基板之一表面上，且該電容性指紋感測器之該等電極中之至少複數者包含於該基板之該表面上。
  7. 如請求項1之電容性感測器，其中該觸控位置感測器之該等電極之一導電材料與該指紋感測器之該等電極之一導電材料為共同的。
  8. 如請求項7之電容性感測器，其中該共同導電材料包括一不透明導電材料。
  9. 如請求項7之電容性感測器，其中該共同導電材料包括一透明導電材料。
  10. 一種感測裝置，其包括：一電容性感測器，其包括：第一電極，其在該電容性感測器之一感測區中沿一第一方向延伸；一絕緣體；及第二電極，其藉由該絕緣體與該等第一電極分離，且在該電容性感測器之該感測區中沿不同於該第一方向之一第二方向延伸，該等第一電極與該等第二電極彼此交越(crossing over)以在該電容性感測器之該感測區中形成電容性感測通道，該等第一及第二電極經組態以在該電容性感測器之該感測區中提供電容性感測通道，該等電容性感測通道足以使得能夠識別置於該電容性感測器之該感測區 中之一手指之指紋；及一控制單元，其耦合至該電容性感測器之該等第一及第二電極且經組態以：在一指紋感測模式中處理自該等電容性感測通道獲得之第一數目個信號以識別置於該電容性感測器之該感測區中之該手指之該指紋；及在一觸控位置感測模式中處理自該等電容性感測通道獲得之第二數目個信號以偵測一觸控並判定該所偵測到之觸控在該電容性感測器之該感測區中之一位置。
  11. 如請求項10之裝置，其中該控制單元經組態以使得在該觸控位置感測模式中處理之信號之該第二數目小於在該指紋感測模式中處理之信號之該數目。
  12. 如請求項11之裝置，其中該控制單元經組態以在該指紋感測模式中處理自所有該等電容性感測通道獲得之信號，且在該觸控位置感測模式中處理藉由組合來自該等電容性感測通道之群組之信號形成的信號。
  13. 一種形成一電容性感測器之方法，該方法包括以下步驟：形成一第一導電層，該第一導電層包括至少一個基板上及在一觸控感測區中之一電容性觸控位置感測器之複數個第一電極及該至少一個基板上及在一指紋感測區中之一電容性指紋感測器之複數個第一電極；及形成一第二導電層，該第二導電層包括該至少一個基板上及在該觸控感測區中之該電容性觸控位置感測器之複數個第二電極及該至少一個基板上及在該指紋感測區 中之該電容性指紋感測器之複數個第二電極；其中該電容性指紋感測器之至少該等第一及第二電極以提供足夠用於感測觸控該指紋感測區之一手指之一指紋之一電容性感測通道密度之方式形成；其中：該基板係一絕緣基板，該形成該第一導電層之步驟形成該第一導電層，該第一導電層包含該絕緣基板之一第一表面上之該電容性觸控位置感測器之該等第一電極及該電容性指紋感測器之該等第一電極兩者，該形成該第二導電層之步驟形成該第二導電層，該第二導電層包含該絕緣基板之一第二表面上之該電容性觸控位置感測器之該等第二電極及該電容性指紋感測器之該等第二電極兩者，且該第二表面不同於該第一表面，以使得該基板在由該第一導電層形成之電極與由該第二導電層形成之電極之間提供電隔離。
  14. 如請求項13之方法，其中：該形成該第一導電層之步驟形成該第一導電層，該第一導電層包含一第一基板之一表面上之該電容性觸控位置感測器之該等第一電極及該電容性指紋感測器之該等第一電極兩者，且該形成該第二導電層之步驟形成該第二導電層，該第二導電層包含一第二基板上之該電容性觸控位置感測器 之該等第二電極及該電容性指紋感測器之該等第二電極兩者，該第二基板與該第一基板分離。
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