[發(fā)明專利]具有圖案化的電隔離區(qū)的觸摸傳感器電極

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380008230.6
• 申請(qǐng)日: 2013-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN104321725B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅格·W·巴頓;比利·L·韋弗;馬修·W·戈雷爾;布羅克·A·哈布萊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/044
• 分類號(hào): G06F3/044
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,李德山

背景技術(shù)

觸摸屏傳感器檢測(cè)施加到觸摸屏顯示器的表面的物體(例如手指或觸筆)的位置或定位在觸摸屏顯示器的表面附近的物體的位置。這些傳感器沿顯示器的表面例如在平坦的矩形顯示器的平面中檢測(cè)物體的位置。觸摸屏傳感器的例子包括電容式傳感器、電阻式傳感器和投射電容式傳感器。此類傳感器包括覆蓋該顯示器的透明導(dǎo)電元件。導(dǎo)電元件與電子元件相結(jié)合，電子元件使用電信號(hào)以用探針探測(cè)導(dǎo)電元件，以便確定顯示器附近或與顯示器接觸的物體的位置。

在觸摸屏傳感器領(lǐng)域，需要在不降低顯示器的光學(xué)質(zhì)量或特性的情況下改善對(duì)透明觸摸屏傳感器的電特性的控制。典型的觸摸屏傳感器的透明導(dǎo)電區(qū)包括透明導(dǎo)電氧化物(TCO)諸如銦錫氧化物(ITO)的連續(xù)涂層，所述涂層表現(xiàn)出基于對(duì)電壓源的接觸的位置和區(qū)的總體形狀的電勢(shì)梯度。該事實(shí)導(dǎo)致對(duì)可能的觸摸傳感器設(shè)計(jì)和傳感器性能的約束，并且需要如昂貴的信號(hào)處理電子器件或布置額外的電極這樣的措施來改變電勢(shì)梯度。因此，需要對(duì)與上述因素?zé)o關(guān)的電勢(shì)梯度提供控制的透明導(dǎo)電元件。

此外，在觸摸屏傳感器領(lǐng)域存在與導(dǎo)電元件的設(shè)計(jì)靈活性有關(guān)的額外的需求。使用圖案化的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)諸如銦錫氧化物(ITO)制造觸摸屏傳感器通常會(huì)對(duì)導(dǎo)體的設(shè)計(jì)進(jìn)行限制。所述限制與對(duì)由具有各向同性的薄層電阻的單一值的透明薄層導(dǎo)體形成的所有導(dǎo)電元件進(jìn)行圖案化所產(chǎn)生的約束有關(guān)。

還需要設(shè)計(jì)能夠精確定位不同尺寸的檢測(cè)物體(例如，手指、觸筆等)的觸摸屏傳感器。一種現(xiàn)有方法是提供具有很窄電極的觸摸傳感器。然而，此構(gòu)造導(dǎo)致具有高電阻(導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低)和低制造良率的電極。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，觸摸屏傳感器包括電極層，所述電極層具有沿第一方向設(shè)置的多個(gè)大致平行的電極，其中至少一個(gè)電極具有沿所述第一方向的長度和沿橫向于所述第一方向的第二方向從第一邊緣到第二邊緣的寬度，其中至少一個(gè)電極在其寬度上包括至少一個(gè)邊緣區(qū)段、至少一個(gè)中間區(qū)段和至少一個(gè)中心區(qū)段，其中中間區(qū)段沿所述電極寬度設(shè)置在邊緣區(qū)段與所述中心區(qū)段之間，其中至少一個(gè)電極邊緣區(qū)段和中間區(qū)段包括沿所述電極長度被布置成圖案的多個(gè)電隔離區(qū)，其中所述邊緣區(qū)段的電極導(dǎo)電區(qū)域小于所述中間區(qū)段的電極導(dǎo)電區(qū)域。

本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明的每個(gè)示例性的實(shí)施例或每種實(shí)施方式。隨后的附圖以及具體實(shí)施方式更具體地舉例說明了這些實(shí)施例。

附圖說明

結(jié)合附圖，通過以下對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)說明可以更全面地理解本發(fā)明，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電極的前視圖。

圖2A為在典型電極上的處于不同位置處的小的檢測(cè)物體及其對(duì)應(yīng)響應(yīng)曲線的圖示。

圖2B為在若干典型電極上的處于不同位置處的小的檢測(cè)物體以及對(duì)應(yīng)響應(yīng)曲線的另一個(gè)圖示。

圖2C為在若干典型窄電極上的處于不同位置處的小的檢測(cè)物體以及對(duì)應(yīng)的響應(yīng)曲線的另一個(gè)圖示。

圖2D為大的檢測(cè)物體的圖示。

圖3A為在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1的電極上的處于不同位置處的檢測(cè)物體以及對(duì)應(yīng)的響應(yīng)曲線的圖示。

圖3B為在一對(duì)電極上的處于不同位置處的檢測(cè)物體以及對(duì)應(yīng)的響應(yīng)曲線的圖示，所述一對(duì)電極被構(gòu)造成類似于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1的電極。

圖3C為在若干電極上的處于不同位置處的大的檢測(cè)物體的圖示，所述若干電極被構(gòu)造成類似于圖1的電極并且靠近在一起。

圖4為對(duì)典型電極的響應(yīng)曲線(虛線)的形狀與根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面構(gòu)造而成的電極的響應(yīng)曲線的形狀進(jìn)行比較的響應(yīng)曲線。

圖5A為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5B為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5C為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5D為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5E為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5F為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5G為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖5H為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電極的前視圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的觸摸傳感器的第一電極層和第二電極層的圖示。

圖7A-圖7C為根據(jù)本發(fā)明的其它方面的不同類型的電隔離區(qū)的圖示。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的基于微線材的電極布置的視圖。

圖9為根據(jù)本發(fā)明由至少一個(gè)電極層構(gòu)造而成的矩陣觸摸傳感器的例子的截面圖。