[發明專利]一種結合了電容式觸控傳感器的裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201810104102.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108415631B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 賈斯汀·安東尼·察爾其;大衛·布倫特·咖爾德
• 申請（專利權）人: 晶門科技（中國）有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 深圳宜保知識產權代理事務所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

一種結合了電容式觸控傳感器的裝置及其制造方法，在電容式觸控傳感器裝置中，為了避免浮動觸控在互電容測量中導致信號反轉，使用了其互電容主要是由以間隙G隔開的驅動和感測電極的共同延伸的電極部分產生的電極圖案。該圖案的尺寸使得共同延伸的驅動和感測電極部分之間的間隙G和感測電極的寬度Wy的總和足夠小以避免信號反轉。即是，寬度Wy加上間隙G小于或等于從觸控傳感器電極到觸控表面的距離的4、3或2倍中的其中一個，該距離為觸控面板厚度h。

技術領域

本發明涉及位置敏感的電容式觸控傳感器，尤其是，但并不僅僅，涉及與顯示器集成以形成觸控屏的電容式觸控傳感器。

背景技術

以下簡稱為觸控傳感器的電容式觸控傳感器可以在表面上檢測物體(諸如用戶的手指或觸筆)的接近或觸控的存在和位置。觸控傳感器通常與顯示器組合以產生觸控屏。對于觸控屏，目前最常見的顯示技術是薄膜晶體管(TFT)液晶(LCD)顯示器和有機發光二極管(OLED)顯示器。在其它設備中，觸控傳感器并非與顯示器組合，例如，筆記本電腦的觸控板。觸控屏使用戶能夠通過圖形用戶界面(GUI)直接與屏幕上顯示的內容互動，而不是間接使用鼠標或觸控板進行互動。例如，觸控傳感器可以附接到或者作為移動電話，平板電腦或筆記本電腦的一部分。

觸控傳感器可以分為網格和矩陣類型。在矩陣類型中，電極陣列被布置在彼此電隔離的表面上，使得陣列中的每個電極提供其自身的觸控信號。因此，矩陣式觸控傳感器自然地適合于需要觸敏按鈕陣列的情況，例如在控制界面，數據輸入界面或計算器中。在網格類型中，有兩組一般配置為彼此正交的平行電極，通常稱為X和Y電極。多個節點以X和Y 電極對的交叉點(如平面圖所示)所定義，其中節點的數量是X電極和Y電極的數量的乘積。網格式觸控傳感器通常用于移動電話，繪圖板等的觸控屏。在早先的設計中，X和Y 電極被布置在介電層的兩側，因此它們彼此垂直地偏移了介電層的厚度，垂直的意義為正交于層的平面。在較近期的設計中，為了減小整體厚度，X和Y電極被沉積在介電層的同一側，即在單一層中，以在交叉點處局部沉積的介電材料薄膜來避免在X和Y電極之間短路。在US2010/156810A1中公開了這種單電極層設計，其全部內容通過引用納入了本文。

觸控傳感器還可以分為自電容和互電容類型。

在自電容的測量中，被測量的電容在介電觸控面板下方的電極與觸控手指，觸筆等之間，或者更確切地說，所述觸控增加所述電極的電容對形成該觸控IC測量電路的一部分的測量電容器的充電的影響。因此，所述手指和電極可以被認為是作為以所述觸控面板為介電的電容器的極板。

在互電容的測量中，相鄰的電極對被布置在觸控面板的下方，并形成名義上的電容器極板。觸控者以觸控物，其可以是有效的介電材料(例如干的手指或塑料觸筆)，或在某些情況下可能是導電的(例如濕手指或金屬觸針)通過替換環境(即在大多數情況下是空氣，但可能是水或某些其它氣體或液體)來改變與電極對相關的電容。電極對中的一個由驅動信號(例如脈沖串)驅動，并且該對的另一個電極感測該驅動信號。觸控的效應是衰減或放大在感測電極處接收到的驅動信號，即影響在感測電極處收集的電荷量。驅動電極和感測電極之間的互電容的變化提供了測量信號。要注意的是，在互電容網格傳感器中，存在將驅動電極標記為X電極和感測電極作為Y電極的慣例，盡管該選擇是隨意的。一個也許是較為清晰的經常使用的標記是類似于電信符號，將驅動電極標記為傳輸的“Tx”，并將感應電極標記為“Rx”，盡管該標簽當然是特定于互電容的測量。

目前用于手機的工業標準觸控屏依賴于操作相同的觸控傳感器以進行自電容和互電容測量，因為兩者都有利于獲得關于觸控的可以用于后期處理的附加信息以提高詮釋的可靠性。例如，互電容測量具有較高的抗噪聲能力，而自電容測量更易于詮釋，并可直接測量濕氣的存在。

圖1A是通過觸控面板垂直于該堆疊平面的平面中的示意橫截面，展示了涉及一對個別的X(驅動)和Y(感測)電極：X，Y的互電容測量。電場線以箭頭曲線示意地展示。

圖1B是通過與圖1A相同的觸控面板的同一平面中的示意橫截面，展示了涉及同一對X和Y電極X，Y的自電容測量。電場線用箭頭線示意地展示。