用于大型觸摸屏的電極配置的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本公開涉及顯示裝置，并且更具體地涉及具有觸摸屏的顯示裝置。
[0002]基于互電容的觸摸傳感器通常包括矩陣型傳感器，其中驅(qū)動(dòng)電極陣列與接收電極陣列呈正交取向，這些陣列之間具有電介質(zhì)。相應(yīng)陣列的電極彼此交叉的區(qū)域可稱為節(jié)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電極在節(jié)點(diǎn)處電容耦接到接收電極，并且鄰近矩陣的手指或其它指向物體干擾所述耦接，從而允許利用相關(guān)聯(lián)的電子器件來感測并計(jì)算手指相對于矩陣的位置。
[0003]當(dāng)耦接到合適的電子器件時(shí)，諸如美國專利申請12/786，920“高速多點(diǎn)觸控裝置及其控制器(High Speed Mult1-Touch Device and Controller Therefor) ”中所描述的那些，此類傳感器可提供極快的響應(yīng)時(shí)間(延遲對于觸摸屏的臨時(shí)用戶來說實(shí)際上不明顯)和感測大量同時(shí)觸摸(四十個(gè)或更多)的能力。
[0004]然而，此類傳感器具有大小限制，這主要是由于信號靈敏度限制。隨著行信號線和列信號線的長度增大以適應(yīng)更大的大小，信號線的阻抗也增大，這降低了信號的信噪比特性。因此，基于互電容的觸摸傳感器大體限于較小的傳感器應(yīng)用。
[0005]一些制造商已經(jīng)通過有效地將他們的觸摸傳感器兩等分或四等分并且獨(dú)立地感測發(fā)生在每個(gè)相應(yīng)二分之一或四分之一中的觸摸事件而解決了這種大小限制問題。例如，美國專利申請公布2010/0156795描述電容觸摸屏面板，這些電容觸摸屏面板由兩個(gè)部分或四個(gè)部分組裝成平面布置，其中每個(gè)部分包括旨在用于耦接到電子器件的至少兩個(gè)所謂的“活動(dòng)”邊緣。
[0006]另一種方法是使用微線或更加適合于較長電極跨度的其它材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]用于互電容觸敏裝置中的傳感器包括呈矩陣型配置的驅(qū)動(dòng)電極和接收電極。感測電子器件通過多個(gè)端子區(qū)而不是僅一個(gè)端子區(qū)耦接到單獨(dú)的接收電極。在優(yōu)選實(shí)施例中，端子區(qū)與給定接收電極的分開的末端相關(guān)聯(lián)。
[0008]具體地講，在一個(gè)實(shí)施例中，描述一種觸敏設(shè)備，該設(shè)備包括:觸摸面板，該觸摸面板包括觸摸表面和限定電極矩陣的多個(gè)電極，該多個(gè)電極包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和多個(gè)接收電極，每個(gè)接收電極包括第一端子區(qū)和第二端子區(qū)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極在矩陣的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處電容耦接到每個(gè)接收電極，該面板被配置為使得觸摸表面上鄰近節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)給定節(jié)點(diǎn)的觸摸改變與該給定節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電極和接收電極之間的耦合電容；和控制器，該控制器包括多個(gè)感測部件，使得存在與每個(gè)接收電極相關(guān)聯(lián)的感測部件，并且其中與接收電極中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的感測部件通過控制線可通信地耦接到該至少一個(gè)接收電極的第一端子區(qū)和第二端子區(qū)二者。
[0009]此實(shí)施例和其它實(shí)施例在詳細(xì)說明中進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0010]圖1是觸摸裝置的示意圖；
[0011]圖2是用于觸摸裝置中的觸摸面板的一部分的示意性側(cè)視圖；以及，
[0012]圖3是耦接到單獨(dú)接收電極的感測部件的電路圖。
[0013]在這些附圖中，類似的參考標(biāo)號指示類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本公開涉及將觸敏裝置諸如矩陣電容觸摸屏的感測電子器件耦接到接收電極的新型裝置。具體地講，與每個(gè)接收電極相關(guān)聯(lián)的感測電子器件耦接到給定接收電極的兩個(gè)端子區(qū)(例如，兩個(gè)末端)。這種配置將任何給定接收電極的電阻路徑減小一半。在一些實(shí)施例中，可采用這種方法而無需另外的感測電子器件。
[0015]在圖1中，示出了示例性觸摸裝置110。裝置110包括連接至電子電路的觸摸面板112，為了簡便起見，將電子電路一起集合成標(biāo)記為114的單個(gè)示意框，且統(tǒng)稱為控制器。
[0016]雖然觸摸面板112示出為具有包括列電極116a_e的下部陣列和行電極118a_e的上部陣列的5X5矩陣，但是也可使用其它數(shù)量的電極和其它矩陣尺寸。面板112通常是大致透明的，以使得用戶能夠透過面板112來觀察物體，例如計(jì)算機(jī)、手持裝置、移動(dòng)電話或其它外圍設(shè)備的像素化顯示器。邊界120表示面板112的觀察區(qū)域，并且如果使用的話，還優(yōu)選地表示此顯示器的觀察區(qū)域。從平面圖視角看，電極116a-e、118a-e空間地分布在觀察區(qū)域120上。為了易于說明，這些電極被示出為較寬且顯眼，但實(shí)際上電極可較窄且用戶不易察覺。此外，這些電極可設(shè)計(jì)為在矩陣的節(jié)點(diǎn)附近處具有可變的寬度，如以菱形墊或其它形狀的墊的形式的增加的寬度，以便增大電極之間的邊緣場，從而增強(qiáng)電極間電容耦合的觸摸效果。在示例性實(shí)施例中，電極可以由氧化銦錫(ITO)、細(xì)小微導(dǎo)線的網(wǎng)狀物或其它合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成。從深度角度，列電極可位于與行電極不同的平面內(nèi)(從圖1的角度，列電極116a_e位于行電極118a-e的下面)，以使得列電極與行電極之間不進(jìn)行顯著的歐姆接觸，并且使得給定列電極與給定行電極之間的唯一顯著的電耦合為電容耦合。在其它實(shí)施例中，行電極和離散的列電極部件可設(shè)置在相同的基底上，在相同的層中，然后橋接跳線電極被配置為連接離散的列電極部件(通過電介質(zhì)而與列電極間隔開)，從而使用基本上單層結(jié)構(gòu)形成X電極和y電極。電極矩陣通常位于防護(hù)玻璃、塑料薄膜等的下面，使得電極受到保護(hù)而不與用戶的手指或其它觸摸相關(guān)工具發(fā)生直接物理接觸。此類防護(hù)玻璃、薄膜等的暴露表面可被稱為觸摸表面。
[0017]技術(shù)人員將認(rèn)識到用于配置控制器114以最終感測發(fā)生在觸摸表面上的觸摸的多種方法。在一個(gè)典型的布置中，控制器114被配置為使得驅(qū)動(dòng)信號被反復(fù)地注入到驅(qū)動(dòng)電極118a-e中(即，驅(qū)動(dòng)信號發(fā)生器每次一個(gè)地將信號注入到驅(qū)動(dòng)線中)。在驅(qū)動(dòng)給定行之后，由控制器114中所包括的電子器件對與每個(gè)接收電極(電極116a_e)相關(guān)聯(lián)的感測部件進(jìn)行取樣，這將為與該驅(qū)動(dòng)電極和接收電極陣列相關(guān)聯(lián)的交叉點(diǎn)所相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)(在這種情況下為5個(gè))確定觸摸相關(guān)數(shù)據(jù)。與每個(gè)接收電極相關(guān)聯(lián)的感測部件通常將包括具有以下輸出的模擬電子器件，該輸出隨注入到驅(qū)動(dòng)電極中的信號與接收電極的電容親合而變化。在由控制器查詢之后，感測部件可重置(根據(jù)它們的配置)，然后信號被注入到下一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極中，等等。這樣驅(qū)動(dòng)每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極與相關(guān)聯(lián)的感測的完整循環(huán)產(chǎn)生值矩陣。在值矩陣中，與電極交叉點(diǎn)處的較低電容耦合相關(guān)聯(lián)的樣本與位于觸摸表面附近或觸摸該觸摸表面的導(dǎo)電物體諸如一根或多根手指相對應(yīng)。
[0018]給定行電極和列電極之間的電容耦合主要隨著電極最靠近在一起的區(qū)域中的電極的幾何形狀而變化，該區(qū)域即驅(qū)動(dòng)電極和接收電極的交叉點(diǎn)。此類區(qū)域?qū)?yīng)于電極矩陣的節(jié)點(diǎn)，圖1中標(biāo)出了其中一些節(jié)點(diǎn)。例如，列(接收)電極116a和行(驅(qū)動(dòng))電極118d之間的電容耦合主要發(fā)生在節(jié)點(diǎn)122處，并且列(接收)電極116b和行(驅(qū)動(dòng))電極IlSe之間的電容耦合主要發(fā)生在節(jié)點(diǎn)124處。圖1的5X5矩陣具有25個(gè)此類節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)中的任何一個(gè)都可由控制器114通過以下方式來尋址:適當(dāng)?shù)剡x擇將相應(yīng)接收電極116a_e單獨(dú)地耦接到控制器的、與接收電子器件相關(guān)的控制線(分別地，接收控制線126a和126b)；以及適當(dāng)?shù)剡x擇將相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電極118a_e單獨(dú)地耦接到控制器的控制線128中的一個(gè)。
[0019]接收電極116a_e各自分別包括第一端子區(qū)133a和第二端子區(qū)133b (存在，但未在接收電極116b_e上示出)。驅(qū)動(dòng)電極118a_e被示出為每個(gè)僅通過一個(gè)這種端子區(qū)耦接到控制線128，但是其中驅(qū)動(dòng)線包括兩個(gè)端子區(qū)的其它配置諸如參照電極116a示出的配置也是可以的。來自一組控制線126b的控制線在端子區(qū)133a處耦接到接收電極116a的第一端子區(qū)。來自一組控制線126a的控制線在端子區(qū)133b處耦接到接收電極116a的第二端子區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，耦接到第一端子區(qū)133a和第二端子區(qū)133b的控制線一起耦接在控制器114內(nèi)以形成包括接收電極116a的電路，該電路然后耦接到感測部件(諸如美國專利申請12/786，920“高速多點(diǎn)觸摸裝置及其控制器(High Speed Mult1-Touch Device andController Therefor) ”中所描述的感測部件，該專利申請據(jù)此全文以引用方式并入)。感測部件大體涉及被配置為產(chǎn)生以下輸出的模擬電路，該輸出隨注入到驅(qū)動(dòng)電極中的驅(qū)動(dòng)信號與相應(yīng)接收電極的電容耦合而變化。
[0020]與端子區(qū)133a相關(guān)聯(lián)的控制線可耦接到控制器114中的相關(guān)聯(lián)第一感測部件。與端子區(qū)133b相關(guān)聯(lián)的控制線可耦接到控制器114中的相關(guān)聯(lián)第二感測部件。這種使每個(gè)接收電極的每個(gè)終端耦接到獨(dú)立感測部件的方法可允許更強(qiáng)的信號耦合至感測部件，但是會具有以下缺點(diǎn):使觸摸面板所需感測部件的數(shù)量加倍，即，接收電極與感測部件的比為1:2。另一種方法是使與端子區(qū)133b相關(guān)聯(lián)的控制線同與端子區(qū)133a相關(guān)聯(lián)的控制線耦接到同一感測部件(就以上實(shí)例而言，該同一感測部件通常是第一感測部件)，即，接收電極與感測部件的比為1:1。在參照圖3進(jìn)一步描述的這種配置中，接收電極的作用很像具有其一半寬度的接收電極，從而允許觸摸面板使與接收電極相關(guān)聯(lián)的尺寸加倍。例如，在具有16X9長寬比的觸摸面板上，水平電極可能是大小限制因子。在與接收電極的兩端相關(guān)聯(lián)的端子區(qū)處進(jìn)行連接可允許電極的長度加倍(其它因子諸如電極幾何形狀和電性質(zhì)是一樣的)。這是部分地因?yàn)闇p少了信號衰減問題，尤其是對在傳統(tǒng)單個(gè)連接點(diǎn)方案中本來距離控制線最遠(yuǎn)的電極。與將感測電子器件耦接到觸摸屏電極的僅一個(gè)終端相關(guān)聯(lián)的雜散電容問題同樣得以減少。將感測部件耦接到電極的兩個(gè)端子區(qū)還可將給定接收電極的有效電阻率減小大約一半。與每個(gè)接收電極相關(guān)聯(lián)的RC時(shí)間常數(shù)也得以減半，這可允許電路更快。例如，當(dāng)30