[發明專利]用于感測裝置的集成無源電路元件

有效

• 申請號: 201180021511.6
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102859478B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 比利·L·韋弗;馬修·H·弗雷;祖麗君;克里斯汀·E·莫蘭
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06F3/041;H03K17/96
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

技術領域

提供可以用于觸摸屏顯示器中的感測裝置。

背景技術

觸摸屏傳感器可以檢測施用至觸摸屏顯示器表面的物體（例如手指或觸筆）的位置或位于觸摸屏顯示器表面附近的物體的位置。這些傳感器可以沿著顯示器表面（例如，在平坦的矩形顯示器的平面內）檢測物體的位置。觸摸屏傳感器的例子包括電容傳感器、電阻式傳感器和投射式電容傳感器。這類傳感器可以包括覆蓋顯示器的透明導電元件。導電元件可以與使用電信號探測導電元件的電子組件結合使用，以便確定靠近或接觸顯示器的物體的位置。

觸摸屏傳感器可用于電子裝置例如：移動電話、個人數字助理(PDA)、膝上型計算機中并且用作計算機系統的界面。最近，已開發出投射式電容觸摸傳感器技術，其允許用戶用不止一個手指與觸摸傳感器進行互動。可以測量在例如傳感器柵格上的每個單獨點處的電容改變，以精確確定一個或多個手指的一個或多個觸摸位置。但投射式電容觸摸傳感器依賴于傳感器中電容的極小改變。投射式電容觸摸傳感器的靈敏度可能受到來自例如傳感器附近的顯示裝置或來自該裝置外部的電磁輻射的雜散電磁輻射（例如，電磁干擾，EMI）的影響。

因此，需要這樣的投射式電容傳感器，其高度響應于用戶的輸入，但可以抵抗來自雜散電場的干擾。需要這樣的投射式電容傳感器，其十分緊湊、透明并且可以在多種的環境中使用。最后，需要這樣的投射式電容傳感器，其在價格、制備方法和電子有效面積方面是經濟的。

發明內容

一種在電容傳感器、尤其是投射式電容觸摸傳感器（如觸摸屏傳感器）中建立適應力的方法（如EMI容限）是將無源電路元件與電容傳感器集成。所謂與電容傳感器集成，意味著無源電路元件作為電容感測元件被支承在同一基底上。如下所述，集成無源電路元件可以起到一個或多個目的。通常，無源電路元件可以被集成到傳感器基底上，以便最小化在任何相關的柔性電路或印刷電路板包裝上分立電路元件的數目。所述相關的柔性電路或印刷電路板包裝可以與電容傳感器結合以構造電容觸摸感測系統。如本文所述，無源電路元件的集成對于投射式電容觸摸傳感器特別有用，例如根據對鄰近導電感測元件（如，存在于單獨層例如層合疊堆的基底上的導電感測元件；或存在于例如層合疊堆中單個絕緣基底的相對兩面上的導電感測元件）之間的互電容的測量的多觸點投射式電容傳感器。

在一個方面，提供一種電容傳感器，所述電容傳感器包括：基底，其具有表面；導電跡線的感測圖案，其設置在所述基底的所述表面上；和第一無源電路元件，其包含設置在所述基底的同一表面上的金屬導體。所述基底可以對可見光是透明的并且可以是聚合物的。導電跡線的感測圖案和第一無源電路元件可以包括相同的導電材料。所述無源電路元件可以是電阻器、電容器或電感器。所述傳感器可以具有另外的電路元件，所述另外的電路元件可以被布置為形成電子電路例如低通濾波器、高通濾波器或帶通濾波器。所有的上述無源電路元件均可以不含任何透明導電的金屬氧化物（TCO；例如，銦錫氧化物，ITO）或透明導電聚合物。

在另一方面，提供一種制備電容傳感器的方法，所述方法包括：提供基底，所述基底包含設置于其上的金屬涂層；以及蝕刻所述金屬，以形成設置在所述基底上的由導電金屬跡線構成的感測圖案；以及包含設置在所述基底的同一表面上的金屬導體的至少一個無源電路元件。所述方法還可以包括在所述蝕刻步驟之前使油墨壓模的凸起結構接觸所述金屬涂層。油墨壓模可以包括自組裝單層形成分子。

在本公開中：

“鄰近”指彼此接近的層—其間有三個或更少的層；

“導電的”是指體積電阻率介于約10^-6至1歐姆-cm之間的材料；

“將集成”或“集成”指將無源電路元件或電容感測元件直接放置或設置在基底的表面上；集成無源電路元件與分立無源電路元件大不相同，所述分立無源電路元件是例如必須接合至基底并電連接到基底（例如，焊料接合或引線鍵合）的片狀電阻器或片狀電容器；

“無源電路元件”指不含半導體材料作為其構造一部分的電路的元件；

“網狀結構”指導電跡線的二維網，例如，彼此正交伸展以產生矩形（如方形）網格的跡線；

“導電跡線”指導電材料的圖案中的窄線性圖案元件；例如，長度100微米且寬度2微米的導線；

“觸摸傳感器或感測”或“觸摸屏”指可以通過用一個或多個身體部位（即一個或多個手指）物理或近程觸摸（非直接—干擾電場）來激活的傳感器元件；和