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    具有 复合 电极 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN200980136322.6

    申请日:

    2009.07.29

    公开号:

    CN102160020A

    公开日:

    2011.08.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/041申请日:20090729|||公开
    IPC分类号: G06F3/041 主分类号: G06F3/041
    申请人: 3M创新有限公司
    发明人: 伯纳德·O·吉安
    地址: 美国明尼苏达州
    优先权: 2008.08.01 US 61/085,693
    专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 陈源;张天舒
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980136322.6

    授权公告号:

    102160020B||||||

    法律状态公告日:

    2014.02.05|||2011.09.28|||2011.08.17

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了具有上电极和下电极的矩阵触摸板,所述上电极为由多个间隔开的微细线制成的复合电极,并且允许例如下电极发出的电场在所述微细线之间穿过,从而以电容方式与手指之类的触摸物体耦合。

    权利要求书

    1: 一种多层触摸板, 包括 : 第一层, 其包括透明触摸表面 ; 上电极层, 其包括由多个微细线导体构成的多个复合电极 ; 下电极层, 其包括多个电极, 所述上电极和下电极限定电极矩阵, 所述电极矩阵在所述 上电极和下电极相交处具有节点, 并且其中所述上电极层设置在所述第一层和所述下电极 层之间 ; 以及 电介质层, 其设置在所述上电极层和所述下电极层之间。
    2: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述复合电极构造为可被所述下电极层中 的所述电极发出的电场穿透, 以允许所述下电极层中的电极发出的所述电场穿过构成所述 上电极层中的复合电极的微细线导体之间的空间。
    3: 根据权利要求 2 所述的多层触摸板, 其中所述微细线导体为金属或合金。
    4: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述微细线的横截面尺寸小于 20 微米。
    5: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述微细线的横截面尺寸小于 10 微米。
    6: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述微细线的横截面尺寸小于 5 微米。
    7: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述微细线的横截面尺寸在 1 和 100 微米 之间。
    8: 根据权利要求 3 所述的多层触摸板, 其中所述下电极层的至少一些电极为 ITO。
    9: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述第一组电极的所述微细线覆盖所述上 电极层的表面面积的 2%或更少。
    10: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 还包括设置在任意所述层之间、 上方或下方的 一个或多个附加层。
    11: 根据权利要求 3 所述的多层触摸板, 其中所述上电极层的电极垂直于所述下电极 层的电极。
    12: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 其中所述微细线导体不是 ITO。
    13: 根据权利要求 3 所述的多层触摸板, 其中构成复合导体的所述微细线导体在所述 上电极层上大致均匀地间隔。
    14: 根据权利要求 3 所述的多层触摸板, 其中构成至少一种复合导体的所述微细线导 体的中心至中心间距小于 4mm。
    15: 根据权利要求 14 所述的多层触摸板, 其中构成至少一种所述复合导体的微细线导 体的数量在 2 至 10mm、 包括 2 和 10mm 的范围内。
    16: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 还包括 : 驱动电路, 其配置为电驱动所述下电极中的至少一个 ; 以及 接收电路, 其配置为感测指示所述上电极层中的电极和所述下电极层中的电极之间的 电容的信号。
    17: 根据权利要求 1 所述的多层触摸板, 还包括 : 驱动电路, 其配置为电驱动上电极层中的至少一个电极 ; 以及 接收电路, 其配置为感测指示所述下电极层中的至少一个电极和地参考电压之间的电 容的信号。
    18: 根据权利要求 14 所述的多层触摸板, 其中构成至少一个复合电极的所述微细线导 2 体包括导体桥。
    19: 一种识别触敏装置上的触摸或近触摸的位置的方法, 包括 : 使用电子控制器感测指示设置在矩阵型触摸传感器中的重叠上电极和下电极之间的 互电容变化的值、 感测靠近所述触摸传感器处出现物体而导致的互电容变化, 其中所述上 电极为由多个微细线导体构成的复合电极。
    20: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中所述复合电极可被所述下电极发出的电场穿 透, 从而允许所述下电极发出的所述电场穿过构成所述上电极层中的复合导体的所述微细 线导体之间的空间。
    21: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中所述微细线导体为金属或合金。
    22: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中所述微细线导体的横截面尺寸小于 10 微米。
    23: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中构成复合导体的所述微细线导体的所述中心至 中心间距小于 4mm。
    24: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中构成复合导体的所述微细线导体的数量在 2 和 10 之间。
    25: 根据权利要求 19 所述的方法, 其中所述下电极由 ITO 构成。

    说明书


    具有复合电极的触敏装置

        与相关申请案的交叉参考
         本 专 利 文 献 根 据 35U.S.C.§119(e) 要 求 于 2008 年 8 月 1 日 提 交 的 名 称 为 “Electric Field Pervious Electrodes” ( 电场可穿透电极 ) 的美国临时专利申请 No.61/085,693 的优先权, 该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
         技术领域 本发明总体涉及触敏装置, 尤其是依赖于用户手指或其他触摸工具与触摸装置之 间的电容耦合来识别触摸发生或触摸位置的触敏装置。
         背景技术
         触敏装置减少或消除了对机械按钮、 小键盘、 键盘和指针设备的使用, 因而用户可 以方便地与电子系统和显示器进行交互。例如, 用户只需要在由图标标识的位置触摸即显 触摸屏, 即可执行一系列复杂的指令。有若干类型的技术用于实现触敏装置, 包括 ( 例如 ) 电阻、 红外、 电容、 表面声波、 电磁、 近场成像等。人们已经发现电容触敏装置在大量应用中有很好的效果。在许多触敏 装置中, 当传感器内的导电物体电容性连接到导电性触摸工具 ( 例如用户的手指 ) 时, 可以 感应输入。一般来讲, 只要两个导电构件彼此靠近但未实际接触, 它们之间就会形成电容。 就电容触敏装置而言, 手指之类的物体接近触敏表面时, 该物体和靠近该物体的感测点之 间会形成微小的电容。通过检测每个感测点处电容的变化并记录感测点的位置, 感测电路 就能识别多个物体并确定当物体在整个触摸表面上移动时物体的特性。
         用于以电容方式测量触摸情况的已知技术有两种。第一种是测量对地电容, 其中 信号施加到电极上。 靠近电极的触摸导致信号电流从电极经过手指之类的物体流到电学接 地。
         用于以电容方式测量触摸情况的第二种技术是通过互电容。 互电容触摸屏将信号 施加到被驱动的电极上, 该电极通过电场以电容方式耦合到接收器电极??拷奈锾寤峒?小两个电极之间的信号耦合, 因为该物体会减小电容耦合。
         电容触敏装置通常包括矩阵形式的两个长窄电极阵列。 阵列可以位于两平行平面 上, 并由电极间的电介质分隔。必须在考虑性能的前提下平衡诸如电极电阻、 电极间 ( 互 ) 电容和电极对地电容等受传感器构造影响的电参数。例如, 电极之间的高寄生互电容可能 妨碍对由于触摸而发生的互电容微小变化进行的测量。 尽管可以通过增加电极间的电介质 厚度来减小寄生互电容, 但这会增加触摸传感器的厚度和重量, 并且减小触摸带来的电容 变化效应。
         设计触摸传感器时, 还需要考虑性能和构造的其他多个方面。 例如, 可能需要屏蔽 触摸信号, 使其免受附近电子组件发射的电磁干扰??梢韵喽杂谏系缂髡ッぞ呋蚴?指与下电极之间的电容耦合?;剐枰芄桓恿榛畹厣杓频嫉缭?, 并且有方法可以提供 改进的制造工艺来制造具有定制传感器和独特电极构型的触摸系统。
         发明内容 本专利申请公开了, 特别是, 能够使用适当电子器件检测同时或多次施加给触敏 装置不同部分的单次触摸或多次触摸的触敏装置。 符合本发明的触敏装置包括第一组复合 电极, 第二组电极发出的信号生成的电场可穿透该第一组复合电极, 使得电场穿透电极以 电容方式与触摸物体 ( 如手指 ) 耦合。第一组电极和第二组电极位于不同的平面, 并且可 以布置为形成矩阵型触摸传感器。 这类装置测量两组电极之间或一组电极与地之间的电容 耦合, 从而确定触摸事件的发生以及其位置。
         在一个实施例中, 描述了多层触摸板, 该触摸板包括 : 第一层, 其包括透明触摸表 面; 上电极层, 其包括由多个微细线导体构成的多个复合电极 ; 下电极层, 其包括多个电 极, 上电极和下电极限定电极矩阵, 该矩阵在上电极和下电极相交处具有节点, 其中上电极 层设置在第一层和下电极层之间 ; 以及电介质层, 其设置在上电极层和下电极层之间。 微细 线可以具有从 1 至 100 微米的不同宽度, 并且可以由金属或合金制成。
         在另一个实施例中, 描述了识别触敏装置上的触摸位置或近触摸位置的方法, 该 方法包括使用电子控制器感测指示设置在矩阵型触摸传感器中的重叠上电极和下电极之 间的互电容变化的值、 靠近触摸传感器处出现物体而导致的互电容变化, 其中上电极为由 多个微细线导体构成的复合电极。
         在一些实施例中, 本文描述的复合电极可以允许触摸事件和非触摸事件之间有更 大的互电容变化, 这意味着 ( 例如 ) 对触摸的敏感度更高并且噪声和寄生电容的影响更小。
         附图说明 结合附图并参照下文中多个实施例的具体实施方式, 可以更全面地理解和领会本 发明, 其中 :
         图 1 为触摸装置的示意图 ;
         图 2 示出了手指触及触摸表面的示例性传感器的剖视图, 其中一些上电极以电容 方式耦合至手指, 并且手指和上电极之间生成电场 ;
         图 3 示出了手指触及触摸表面的示例性传感器的剖视图, 其中一些下电极以电容 方式耦合至手指, 并且手指和下电极之间生成电场 ;
         图 4 为包括多个复合电极实施例的触摸传感器的示意图 ;
         图 4a 示出了具有跨接导体的平行导体的扩展视图 ;
         图 5a 示出了传感器基板的片段, 其平行导体位于基板上 ;
         图 5b 示出了传感器基板的片段, 其端部导体以电学方式连接平行导体以形成复 合电极 ;
         图 5c 示出了传感器基板的片段, 其端部导体以电学方式连接平行导体以形成复 合电极 ;
         图 5d 示出了传感器基板的片段, 其端部导体以电学方式连接平行导体以形成复 合电极 ;
         图 5e 示出了传感器基板的片段, 其端部导体以电学方式连接平行导体以形成复 合电极, 其中一些平行导体交错放置 ;
         图 5f 示出了传感器基板的片段, 其端部导体以电学方式连接平行网络导体以形 成复合电极 ;
         图 6 示出了示例性矩阵传感器的分解图, 其平行导体阵列布置在第二 ITO 电极阵 列上方 ;
         图 7a 示出了具有复合电极的示例性矩阵传感器的剖视图 ;
         图 7b 示出了具有与图 7a 所示不同的构造的示例性矩阵传感器的剖视图 ;
         图 8a 示出了具有复合上电极的触摸传感器的横截面 ;
         图 8b 示出了具有固体上电极的触摸传感器的横截面 ;
         图 9a 为比较复合上电极与手指间电容耦合以及固体上电极与手指之间电容耦合 的曲线图 ;
         图 9b 为比较使用对地电容测量法得到的、 在上电极为复合电极 ( 即电场可穿透 ) 以及上电极为固体电极时下电极与手指之间电容耦合的曲线图 ;
         图 9c 为示出导体间间距 ( 在上电极中 ) 与手指及上下电极间耦合的关系的曲线 图;
         图 9d 为示出随着玻璃和聚 ( 甲基丙烯酸甲酯 )(PMMA) 上基板厚度的增加, 上基板 的上下电极之间互电容变化的曲线图 ; 图 9e 为示出随着玻璃和 PMMA 上基板厚度的增加, 上基板的上下电极之间互电容 变化百分比的曲线图 ;
         图 10a 示出了两个复合电极彼此垂直取向的二维电极构造 ;
         图 10b 示出了复合上电极垂直于固体下电极取向的二维电极构造 ;
         图 10c 示出了固体上电极垂直于固体下电极取向的二维电极构造 ;
         图 11a 为示出了随着上基板厚度的变化, 由触摸导致的互电容变化的曲线图 ; 以 及
         图 11b 为示出了随着上基板厚度的变化, 由触摸导致的互电容变化百分比的曲线 图。
         在以下所示实施例的描述中, 参照了附图, 并通过举例说明的方式在这些附图中 示出在其中可以实施本发明的多种实施例。 应当理解, 在不脱离本发明范围的前提下, 可以 应用这些实施例, 并且可以进行结构上的修改。 附图和曲线图用于对本发明进行举例说明, 且未按比例绘制, 并且在一些附图中, 会出于举例说明的目的扩大尺寸。
         具体实施方式
         下面将结合附图对本发明进行更完整的描述, 其中示出了本发明的实施例。 然而, 本发明可体现为许多不同的形式, 且不应限于在这里给出的实施例 ; 相反, 提供这些实施例 是为了使本发明全面且完整, 并向本领域的技术人员完整传达本发明的范围。在说明书中 相同的附图标记表示相同的元件。
         在下列描述中, 以下定义用于阐明本发明中使用的术语 :
         地 (Gnd) 是指公共电基准点, 其可以为地球地的电压, 也可以为局部公共电压。
         互电容 (Cm) 为触摸传感器中两个电极之间的电容。
         对地电容为传感器电极和地之间的电容。寄生电容为不存在触摸的情况下的电容水平。
         触摸传感器包括一个或多个电极, 这些电极被构造为与导电性物体形成电容接触 以检测和 / 或定位该物体。
         印刷电路板 (PCB) 是指在基板上形成图案的电路。如本文所用, PCB 可以指由玻 璃纤维强化塑料制成的刚性 PCB, 或指柔性 PCB( 通常被称为柔性电路板 ), 或指本领域已知 的其他任何类型的 PCB。
         PMMA 是指聚 ( 甲基丙烯酸甲酯 ), 它是一种热塑性透明塑料, 是甲基丙烯酸甲酯的 合成聚合物。PMMA 也常常称为丙烯酸玻璃。
         图 1 示出了示例性触摸装置 110。装置 110 包括连接到控制器 114 的触摸板 112, 该控制器包括用于感测触摸板 112 附近发生的触摸和可能的近触摸的电路。触摸板 112 被 示出为具有由列电极 116a-e 和行电极 118a-e 组成的 5×5 矩阵, 但也可以使用其他电极数 量、 矩阵大小和电极构型。触摸板 112 可以几乎完全透明, 以使得用户能够透过触摸板 112 查看物体, 如计算机的像素化显示屏、 手持设备、 移动电话或其他外设。边界线 120 代表触 摸板 112 的观察区域, 并且在使用时还可以优选地代表此类显示屏的观察区域。在一个实 施例中, 从平面图的视角看, 电极 116a-e、 118a-e 在观察区域 120 上形成空间分布。 为了进行示意性的说明, 图 1 中的电极被示出为较宽且突出, 但在实施过程中它 们可以相对窄且不会引起用户注意。每个电极均可设计为具有不同宽度, 如以矩阵节点附 近菱形或其他形状焊盘的形式增加宽度, 以提高电极间的边缘电场从而增强触摸对于电极 对电极电容耦合的效果。在本发明的示例性实施例中, 一个或多个电极可以由电极 ( 或导 体 ) 的阵列构成, 如细线或微细线、 印刷导电迹线或导体网络, 如下文更加详细的讨论。如 本文进一步所述, 由多个导体构成的电极称为复合电极。
         在示例性实施例中, 电极可以由铟锡氧化物 (ITO)、 线材、 微细线或其他合适的导 电材料构成。形成导体的线材或微细线可以由 ( 例如 ) 铜、 银、 金制成。
         列电极 116a-e 可以与行电极 118a-e 处于不同的平面 ( 如列电极 116a-e 可以位 于行电极 118a-e 之下 ), 使得对应列和行之间不发生物理接触。电极矩阵通常位于防护玻 璃、 塑料薄膜等 ( 图 1 中未示出 ) 下, 使得电极受到?;ざ挥胗没种富蚱渌ッ喙毓?具发生直接物理接触。此类防护玻璃、 薄膜等的暴露表面可以称为触摸板 112 的触摸表面。
         给定行电极和列电极之间的电容耦合主要为电极彼此最靠近的区域中的电极的 几何尺寸的函数。此类区域对应于电极矩阵的 “节点” , 图 1 中标记了其中一些。例如, 列电 极 116a 和行电极 118d 之间的电容耦合主要发生在节点 122, 列电极 116b 和行电极 118e 之 间的电容耦合主要发生在节点 124。图 1 的 5×5 矩阵具有 25 个这样的节点, 其中任何一个 均可由控制器 114 通过适当选择一条控制线 126( 分别将对应的列电极 116a-e 耦合至控制 器 ) 和适当选择一条控制线 128( 分别将对应的行电极 118a-e 耦合至控制器 ) 寻址。
         用户手指 130 或其他触摸工具接触或近接触装置 110 的触摸表面时, 如触摸位置 131 处所示, 手指以电容方式耦合至电极矩阵。手指 130 从矩阵吸引电荷, 尤其是从最靠近 触摸位置的那些电极吸引电荷, 从而改变对应于最近节点的电极之间的耦合电容, 如图 2 和图 3 更为详细的表示。例如, 触摸位置 131 处的触摸最靠近对应于电极 116c 和 118b 的 节点。耦合电容的这种变化可由控制器 114 检测, 并被解释为 116a/118b 节点上或附近的 触摸??刂破骺梢员慌渲梦焖偌觳饩卣笏薪诘愕牡缛荼浠?( 如果有的话 ), 并且能够
         分析相邻节点的电容变化大小, 从而通过内插精确确定节点之间的触摸位置。 此外, 控制器 114 可被设计为检测同时或多次施加给触摸装置不同位置的多个不同触摸。因此, 例如, 如 果在手指 130 触摸的同时另一个手指 132 触摸装置 110 触摸表面的触摸位置 133, 或者如果 各次触摸至少在时间上重叠, 则控制器能够检测这两次触摸的位置 131、 133, 并且在触摸输 出 114a 上提供这些位置??刂破?114 能够检测的明显同时发生的或时间上重叠的触摸的 次数并不必限制为 2, 例如, 它可以为 3、 4 或更多, 具体取决于电极矩阵的大小。 美国专利申 请 No.61/182,366“High Speed Multi-Touch Device and Controller Therefor” ( 高速 多触摸装置及其控制器 ) 描述了可以在触敏装置中用于识别多个同时发生的触摸的位置 的示例性驱动方案。
         控制器 114 可以采用使其能够快速确定电极矩阵中一些或全部节点的耦合电容 的各种电路??楹驮?。 例如, 控制器优选包括至少一个信号发生器或驱动器。 驱动器将驱 动信号传输至一组电极, 该组电极称为驱动电极。在图 1 的实施例中, 列电极 116a-e 用作 驱动电极 ( 但也可以驱动行电极 118a-e)??刂破?114 施加给驱动电极的驱动信号可以一 次传输给一个驱动电极, 如按照从第一个到最后一个驱动电极的扫描顺序。在这些电极中 的每一个受到驱动时, 控制器监控其他电极组, 这些电极称为接纳电极 ( 行电极 118a-e)。 控制器 114 可以包括连接到所有接纳电极的一个或多个感测单元。根据传输到每个驱动电 极的每个驱动信号, 感测单元为多个接纳电极中的每一个生成响应信号。响应信号的变化 可以指示触摸或近触摸事件。 图 2 示出了传感器 210 的剖视图, 其中手指 231 触摸着触摸表面 239。上电极阵列 212 通过上基板 238 与触摸表面 239 分隔开距离 D1, 该上基板可以由聚碳酸酯、 聚对苯二甲 酸乙二醇酯 (PET)、 PMMA、 玻璃、 二氧化硅或其组合 ( 如涂覆在玻璃上的二氧化硅 )、 PET 硬 涂覆材料或任何其他适合的材料制成。就不透明的电容触摸焊盘而言, 上基板 238 可以为 玻璃纤维强化塑料 (FRP)( 如用于制造计算机板卡 ), 也可以为其他任何合适的材料。在图 2 所示的传感器构造中, 上电极阵列 212 通过下基板 213 与下电极阵列 214 分隔开距离 D2。 下基板 213 可以由可用于上基板 238 的任何材料或其他任何合适的材料制成。下电极阵列 214 的电极 ( 仅示出了其中一个 ) 可以 ( 例如 ) 彼此间隔一定距离, 该距离允许三个或更 多电极与触摸手指 231 进行可测量的电容接触。例如, 下电极阵列 214 可以具有 5-6mm 的 中心至中心间距或任何其他所需间距。在一些实施例中, 下电极阵列 214 中电极的宽度主 要由使它们之间非导电性间距最小的需求限制。下电极阵列 214 中的电极可以尽可能宽以 最大程度地与手指电容耦合。例如, 下基板 213 表面面积的 90%或更多、 95%或更多或者 98%或更多可以被下电极阵列 214 覆盖。
         上电极间隔开, 以允许来源于上电极阵列 212 中电极之间的下电极阵列 214 中的 电极的电场与触摸 ( 或附近 ) 手指耦合。上电极的宽度 ( 图 2 中的 W) 可以为 ( 例如 ) 中 心至中心间距 S 的 50%或更少。如果上电极阵列 212 中的电极由 ITO 制成, 则其最小宽度 通常由电极电阻限制。然而, 上电极阵列 212 中的电极可以为由细线、 微细线、 互连的微导 体网络、 印刷微导体或任何其他构型构成并且采用符合本发明的任何材料的复合电极。
         在图 2 中, 长电场虚线 232 代表上电极阵列 212 中的电极受到电信号激励时, 上电 极阵列 212 中的电极与手指 231 之间的电场 (E- 场 ) 耦合。该耦合穿过构成上电极阵列 212 的复合电极中的空间而发生。短电场虚线 234 代表上电极阵列 212 中的电极与下电极
         阵列 214 中的电极之间的电场耦合。一些短电场虚线 234 从上电极阵列 212 中的电极的下 表面耦合至下电极阵列 214 中的电极。其他短电场虚线 234( 主要是不靠近手指 231 的那 些 ) 代表边缘电场, 从上电极阵列 212 中的电极的上表面向上耦合, 并且向下弯曲以到达下 电极阵列 214 的电极。在手指 231 的正下方, 从阵列 212 中的电极的上表面发出的电场线 耦合至 ( 并且连接至 ) 手指 231, 因此它们中耦合至下电极阵列 214 中的电极的电场线更 少。
         当上电极阵列 212 的电极受到电信号激励时, 手指 231 通过阻抗相对较低的人体 对地电容 ( 如 400pf) 连接到地, 并且下电极阵列 214 的电极也通过寄生电容 ( 如 100pf) 连接到地。它们的阻抗均显著小于将手指 231 耦合至阵列 212 或阵列 214 中任何电极的电 容, 在示例性构型中, 所述电容可以在 ( 例如 )1pf 至 5pf 的范围内。这些电容值取决于距 离 D1 与 D2、 用于基板的材料以及上电极阵列 212 和下电极阵列 214 距离接地表面 ( 图 2 中 未示出 ) 的距离, 以及上电极阵列 212 和下电极阵列 214 的构型。相似地, 用电信号激励下 电极阵列 214 的电极会生成从下电极阵列 214 中的电极穿过上电极阵列 212 中的电极到达 手指 231 的电场。
         现在转到图 3, 长电场虚线 233 代表下电极阵列 214 中的电极和上电极阵列 222 中 的电极手指 231 之间的电场耦合。图 3 与图 2 相似, 不同的是在图 3 中, 上电极阵列 222 中 的电极并非如图 2 中一样为复合电极, 而是传统固体电极。电场线 233 主要从下阵列 214 的电极穿过与上电极阵列 212 的电极之间的空间耦合至手指 231。短电场虚线 235 代表下 电极阵列 214 的电极和上电极阵列 222 的电极之间的耦合。一些短电场虚线 235 从下电极 阵列 214 中的电极的上表面耦合至上电极阵列 222 中的电极的下表面。其他短边缘电场虚 线 235( 主要是不靠近手指 231 的那些 ) 从下电极阵列 214 中的电极的上表面向上耦合, 并 且向下弯曲以到达上电极阵列 222 的电极的上表面。长电场虚线 233 代表阵列 214 中的电 极的上表面与手指 231 的直接耦合, 因此弯曲至并且耦合至上电极阵列 222 中的电极的顶 部的长电场虚线 233 更少。
         注意, 如果上电极阵列 222 中的电极为固体电极, 则会阻断来自下电极 214 的电 场, 因此耦合至手指 231 的电场 233 主要在上电极 222 之间的空间中生成。然而, 如果上电 极可穿透, 如图 2 中的复合电极 212, 则它们就会允许电场穿过电极结构之间的空间。
         上电极阵列 ( 电极阵列 212 或 222) 和 / 或下电极阵列 214 的电极不必如图所示同 时受到激励, 但示出了从上电极阵列和下电极阵列 214 的电极发出的电场以便举例说明。
         图 4 示出了包括三个上复合电极 342、 343 和 344 的示例性触摸传感器 340, 这三 个电极的宽度均为 W。复合电极 342、 343 和 344 中的每一个均包括平行导体 355( 也在图 4a 的扩展视图 V1 中示出, 有时在复合电极的情况下称为中间导体 )。复合电极 342、 343 和 344 由宽度可以与每个复合电极内的中间导体的间距相等的空间间隔。导体的均匀间隔可 以导致整个传感器的光学均匀度, 因此肉眼不容易看到导体。导体 355 电连接以通过 ( 例 如 ) 端部导体 351 和 352 的一端或两端或可选地在中间位置 ( 图 4a 中的导体桥 359) 形成 复合电极。
         导体 355 的横截面尺寸可以小于 10 微米、 小于 5 微米, 并且在某些实施例中可以 小于 3 微米。具有这些直径的导体 355 可以得到足够的光学性能, 使得它们在具有透明触 摸表面的更小的显示器 ( 如实测对角长度小于 1 米的显示器 ) 上的可见度尽可能低。较大的导体横截面可以用于较大的显示器, 这些显示器可能具有较大的像素。导体可以为拉制 线、 微细线、 微触印刷的、 微封装的或可由其他任何合适的方法制成。微触印刷导体可以为 约 2 微米宽 ×100-200 纳米厚, 并且可以由银、 金或类似金属制成。微封装导体 355 的横截 面尺寸可以为约 3 微米 ×3 微米, 并且可以由铜或类似金属制成?;蛘?, 微导体可以由铜或 类似金属的拉制线制成, 其横截面尺寸可以为 ( 例如 ) 约 10 微米。微导体及其制备方法稍 后在本专利申请中有所描述。
         导体 355 之间间隔的尺寸 G1( 图 4a) 可以在 50 微米和 4mm 之间。 在一个实施例中, G1 可以在 0.5mm 和 1mm 之间。 导体之间的间距可以在复合电极 342 和 343 的整个长度 L 上存 在, 或可以使用电极 342 中的规则或随机间隔的连接器桥 359 缩短间距, 如图所示或如美国 专利申请 No.12/393,194 “Touch Screen Sensor Having Varying Sheet Resistance” (具 有可变薄片电阻的触摸屏传感器 ) 中所述, 该专利以引用方式并入本文中。为获得最佳电 学性能, 使上复合电极 342 和 343 的导体桥 359 尽可能小, 使得存在间距 ( 从而允许产生穿 过复合电极的电场 )。 在许多应用中, 间距的长边优选地与复合电极 342、 343 和 344 的长边 处于相同方向, 但也可以布置间距使其长边垂直于复合电极 342、 343 和 344 的长边。这些 原理适用于包括图案化为平行线或其他任何形状 ( 包括圆形、 六边形或正方形导体网络 ) 的导体网络的电极。 电极 358a、 358b 和 358c 为下电极的三种可选类型。在图 4 的图示实施例中, 这 些电极位于包括复合电极 342、 343 和 344 的平面下的分开的平行平面上。电极 358a 的导 体排列为互连六边形的各向同性网络, 它提供电容性质和一些屏蔽性质, 但与类似于电极 358b( 复合电极 ) 的平行导体电极相比, 在透明触摸表面上一定程度地可见。在示例性实 施例中, 电极 358c 由透明 ITO 膜制成, 电阻率为约 600Ω/ 平方或更小。电极 358c 在小于 1MHz 的频率下通常具有良好的光学性质和良好的屏蔽性质。在电极 358b 与复合电极 342、 343 和 344 相交处, 导体仅覆盖交点, 并且有电介质材料填充交点之间的间隙。这样可以将 电极 358b 与复合电极 342、 343 和 344 之间的互电容耦合最小化。 电极 358a 比 358b 的互电 容耦合更强, 这是因为其导体密度更高, 并且电极 358a 的导体图案中存在水平导体元件。 电极 358c 的互电容耦合强于电极 358a 或 358b。
         电 极 358a 和 358b 也 可 以 适 用 于 上 ( 可 穿 透 ) 复 合 电 极, 前提条件是导体间 间 距 ( 如 G1) 相 对 于 基 板 厚 度 更 宽, 因 此 电 场 将 从 下 方 电 极 穿 透。 诸 如 343、 344 和 358b 之类包括平行导体的复合电极也非常适用于交错电极构造, 如美国专利申请公开 No.2007/0074914A1“Interleaved Electrodes for Touch Sensing” ( 触敏交错电极 ) 中 所述, 该专利申请以引用方式并入本文中。
         复合电极 342、 343、 344 和 358b 的阻抗 ( 电阻性阻抗和电容性阻抗 ) 可以是各向 异性的。在这种情况下, 导体取向方向的电阻率 (Ω/ 平方 ) 通常最低。复合电极 342、 343、 344 和 358b 生成的近场电场 ( 特别是在尺寸 G1 的距离范围内 ) 将各向异性, 因此平行平面 上互相靠近的两个此类电极之间的每平方米电容 (C/M) 将取决于电极的相对角度, 平行电 极将产生最大的电容, 且垂直电极的互电容则最小。与导电性板状电极 358c 不同的是, 复 合电极 342、 343、 344、 358a 和 358b 可在一定程度上被电场穿透, 具体取决于每个电极中网 络的导体间距。
         在一个实施例中, 可穿透上复合电极 342、 343、 344 中的导体可以称为微细线,
         并且可以通过微触印刷制成, 如美国专利 No.5,512,131“Formation of Microstamped Patterns on Surfaces and Derivative Articles” ( 在表面形成微印刷图案及其衍生制 品 ) 和 7,160,583 “Microfabrication Using Patterned Topography and Self-Assembled Monolayers” ( 使用图案化表面特征和自组装单分子层的微加工 ) 中所述, 这两个专利均以 引用方式并入本文中。 上复合电极 342、 343、 344 可以微触印刷到上基板 ( 未示出 ) 上, 上基 板可以由玻璃、 PET 或任何其他合适的材料制成?;蛘?, 复合电极 342、 343、 344 可以通过微 触印刷涂敷到下基板 ( 未示出 )。下电极 358a-c 可以通过微触印刷 ( 如上文所述 ) 涂敷到 下基板 ( 未示出 ), 或可以施加微封装导体, 例如, 如美国专利申请 No.61/076731“Method of Forming a Microstructure” ( 形成微结构的方法 ) 中所公开, 该专利以引用方式并入 本文中, 或者可以使用 ITO 薄膜?;蛘?, 可以使用柔性印刷或纤维强化塑料 ( 即 PCB 材料 ) 上的铜导体。
         可以使用本领域中已知的互电容测量方法和电路, 通过测量指示复合上电极阵列 中每个导体和下电极阵列中每个电极之间的电容的信号, 来测量电场耦合。 就类似于图 1-4 所示的那些矩阵触摸传感器而言, 可以在施加任何触摸之前先测量节点处上电极和下电极 之间的互电容, 并且可以记录每个交点在没有触摸的情况下的电容水平。重复测量所有节 点的电容, 并且在发生触摸时, 计算一个或多个交点的无触摸状态和近触摸状态之间的电 容差值。触摸通常识别为大于预定阈值的电容变化。也可以用不同的阈值识别预触摸 ( 悬 浮 )。 制备复合电极
         图 5a 示出了传感器元件 540 的片段, 其平行导体 550-568 位于基板 580 上。在一 个实施例中, 导体 550-568 中的每一个均包括单个导体或多个平行导体或导体网络, 如结 合图 4 所描述。导体 550-568 彼此电隔离?;?580 可以包括刚性玻璃或 PMMA 片材、 PET 卷材或任何其他合适的材料。当 ( 例如 ) 难以与导体 550-568 电接触时, 可以使用易得的 导电性油墨将可选的接触焊盘 579 添加到基板 540 上的每个导体。
         美 国 专 利 申 请 No.12/393,185“Touch Screen Sensor” ( 触 摸 屏 传 感 器 )、 12/393,197“Touch Screen Sensor With Low Visibility Conductors” ( 具有低可见 度导体的触摸屏传感器 )、 12/393,194“Touch Screen Sensor Having Varying Sheet Resistance” ( 具有可变薄片电阻的触摸屏传感器 )、 12/393,201 “Methods of Patterning a Conductor on a Substrate” ( 在基板上图案化导体的方法” ) 和 61/076,736“Method of Forming a Patterned Substrate” ( 形成图案化基板的方法 ) 中另外描述了在基板 上制备各个导体的各种方法, 这些专利中的每一个都以引用方式并入本文中。美国专利 No.6,137,427“Multiple Input Proximity Detector and Touchpad System” ( 多输入接 近检测器和触摸板系统 ) 提供了制备包括薄铜线的导体的更多详细信息, 该专利以引用方 式并入本文中。
         在一个实施例中, 制备符合本发明的触摸传感器的方法的初始步骤是首先制造基 板 580, 其具有间隔固定距离的平行导体 550-568?;?580 的尺寸可以足够大以适合要制 造的最大触摸传感器的长度和宽度, 或者也可以为任何其他合适的尺寸。
         制造具有导体 550-568 的基板 580 后, 可将所选导体 550-568 电耦合在一起以形 成如图 5b-5f 所示的复合电极??梢酝ü嫉绮牧贤扛不蛴∷⒌交?540 上或通过其他
         任何合适的方法来连接导体 550-568。 例如, 相对于传感器基板 541( 图 5b) 的构造, 端部导 体 570 可以印刷到导体 550-568 和基板 580 上以形成三个复合电极, 每个复合电极均由六 个导体构成。如图 5c 和 5d 所示, 端部导体 572 可以连接其他数量的电极 550-568。端部导 体可以电连接任何所需数量的电极以形成可穿透复合电极的各种构型。 端部导体随后可以 电连接到连接器或通过互连器 573a 和 573b 直接连接到电子器件 ( 未示出 )。另外, 端部导 体 570 和 572 可以设置在位于导体 550-568 上并且通过导电性油墨电连接到导体 550-568 的 PC 板或柔性印刷电路上, 例如, 如美国专利申请公开 No.2007/0030254A1“Integration of Touch Sensors with Directly Mounted Electronic Components” ( 触摸传感器与直 接安装电子元件的集成 ) 中所述, 该专利以引用方式并入本文中。图 5e 示出了具有交错电 极图案的传感器元件 544 的构造。图 5f 中传感器基板 545 的构造示出了传感器元件 545 的例子, 该传感器元件包括具有导体 550-558 的基板 580, 其中每个导体均由蜂窝状线网络 构成。导体 550-558 通过端部导体 575 电连接以形成复合电极。电连接到复合电极的互连 器 573e 将电极连接到其他电子组件。
         如果传感器具有两层或更多层电极, 则这些层可以由相同基板 580 或不同基板制 成。例如, 矩阵传感器可以通过将上层电极与下层层合而制成 ( 如图 4 中相对于下复合电 极 342、 343 和 344 所示 )?;蛘?, 一组电极可以由本文所述的工艺制成, 而另一层电极可以 由其他工艺或使用不同材料 ( 如图案化 ITO 或任何其他所需材料 ) 制成。 传感器元件 ( 如图 5b-5f 中所示的 541、 542、 543、 544 和 545) 一旦形成后就可以切 割成一定尺寸, 并且可以将上下电极层层合在一起。层合可以在切割之前进行, 反之亦然。
         可以在制造传感器时将根据本发明制成的传感器定制为各种形状、 尺寸和构造。 例如, 图 5a 中的传感器元件 540 可以包括电极间隔 1mm 或其他任何合适的距离的基板 580( 如 PET)。传感器元件 540 随后可以被构造用于制造图 5b-5f 中所示的传感器元件 541、 542、 543、 544 或 545 中的任何一个或其他任何所需构造。图 5b 中的传感器元件 541 具有 5mm 宽的电极, 且图 5c 中的传感器元件 542 具有 8mm 宽的电极。传感器元件 543 具 有 5mm 宽的电极, 不同的是在边缘使用 1mm 宽的边缘电极 575 来改善传感器边缘附近的位 置内插。 “边缘条” 的其他实施例在美国专利申请公开 No.2008/0252608A1“Touch Sensor with Electrode Array” ( 具有电极阵列的触摸传感器 ) 中有所描述, 该专利以引用方式并 入本文中。传感器元件 544( 图 5e) 还具有边缘电极 575 和 5mm 宽的主电极, 它们均连接到 两个 1mm 宽的外电极, 这两个外电极与相邻电极的外电极交错。上文所述电极间距和宽度 中的每一个均可以根据本发明增大或减小。
         图 6 示出了示例性矩阵传感器 600 的分解图, 其具有布置在多个 ITO 电极 608 上 方的平行导体 605。尽管在图示实施例中平行导体 605 和 ITO 电极 608 彼此垂直, 但它们 可以形成任何所需角度。在图 6 中, 上平行导体 605 包括设置在基板 606 上的三十六个分 立 ( 未电连接 ) 的导体。这些分立的导体构成的组 ( 在该例子中, 每个组包含六个导体 ) 通过属于基板 620( 如印刷电路板 ) 的一部分的端部导体 621 电连接以形成复合导体。ITO 电极 608 涂覆到基板 610 上, 该基板可以为玻璃、 PET 或其他合适的材料。从 ITO 电极 608 到基板 625 上的端部导体 626 的电连接的比率为 1 ∶ 1( 与导体 605 的分组不同, 其比率为 6 ∶ 1)。端部导体 626 和 ITO 电极 608, 以及端部导体 621 和导体 605 之间的电连接可以通 过美国专利申请 No.11/377,976 “Integration of Touch Sensors with Directly Mounted
         Electronic Components” ( 触摸传感器与直接安装电子元件的集成 ) 中公开的方法 ( 该专 利在上文中以引用方式并入本文中 ) 或通过其他任何合适的方法 ( 如银基料热固化导电性 油墨 ) 形成。
         还可以通过提供穿过矩阵传感器 600 的层的通孔来形成该矩阵传感器中的电连 接, 从而接触导体 605 或电极 608。在电极 608 或导体 605 的一部分暴露的情况下, 可以通 过用焊料、 导电性糊剂、 连接器或耦合构件之类的导电材料填充该通孔来形成电连接, 使得 导体 605 或电极 608 通过电连接耦合到连接构件。电极 608 或导体 605 可以电连接至其他 电子元件或装置, 或电连接至用于确定手指触摸位置的控制器。
         图 7a 示出了标记为 “7a” 的传感器 600 的一部分的横截面非分解图??梢允褂谜?合剂 ( 未示出 ) 将下基板 610 层合到上基板 602, 或由其他任何合适的方法附接该下基板。 电连接 729 将传感器的各种元件连接到主处理器 ( 未示出 )。
         图 7b 示出了与图 7a 所示对照的传感器 600 的替代构造。特别的是, 移除了上基 板, 倒置了下基板 720, 从而使其上表面成为触摸表面。 电介质垫片 722( 可以为压敏粘合剂 (PSA) 片材 ) 层合在基板 606 和 610 之间。
         触摸传感器横截面模拟
         使用 Ansoft 公司 (Pittsburgh, PA) 以商品名 “Maxwell 软件” (Maxwell Software) 销售的模拟器软件版本 3.1.04 模拟了示例性触摸传感器的横截面中对地电容的变化。图 8a 和 8b 示出了使用该软件模拟的两个触摸传感器设计的横截面。 图 8a 包括符合本发明的 可穿透复合上电极, 图 8b 示出了采用传统固体上电极的触摸传感器的横截面。在图 8a 和 8b 中, 手指 831( 在该例子中, 手指 831 被模拟为盐水溶液层 ) 与上基板 811 接触, 并且以电 容方式耦合至下电极 804。在图 8a 中, 示出了复合导体的横截面, 其具有均匀间隔的导体 802。图 8b 示出了固体电极 822 的横截面。
         对于涉及对应于图 8a 和 8b 的传感器的所有测试, 除非另外指明, 否则均使用以下 参数 :
         参数 模拟的 PMMA 相对介电常数 模拟的玻璃相对介电常数 手指 831 尺寸 A10 尺寸 W10( 等于中心间距 ) 尺寸 W12( 在传感器横截面中居中 ) 导体 802 的尺寸 数值 3.4 5.5 在整个横截面 40 微米厚度上延伸的盐水层。 1.10 毫米 200 微米 550 微米 ×2 微米厚 4 微米宽 ×2 微米厚13102160020 A CN 102160026 上电极 802 和 822 中导体的材料 下电极横截面 804 的材料 下基板横截面 803 的材料 下基板 803 的厚度 下电极 804 上的信号 上电极 802 和 822 上的信号 手指 831 上的信号
         说明铜 铜 PMMA书11/13 页50 微米 1 伏特 0 伏特 0 伏特对地电容测量
         图 9a 和 9b 分别示出了上下电极与手指 831 之间的模拟的电场耦合 ( 电容 )。x 轴示出了上基板 811 的厚度, 单位为微米。厚度范围包括 50 至 400 微米, 这是 PET 卷材的 常见厚度, 也可以为 0.4mm, 它可以模拟 PMMA 刚性基板。图 9a 中上电极接模拟的 1V 信号, 而下电极接地 (0 伏特 )。图 9b 中下电极接模拟的 1V 信号, 而上电极接地。
         如本文所述, 图 8b 中的上电极 822 为 550 微米宽, 电极覆盖模拟区域的一半, 选择 该尺寸的部分原因是方便模拟。然而, 50%的覆盖百分比是用于测量对地电容的当前 ITO 电极的典型值。 互电容触摸系统的上电极可以覆盖少至传感器面积的 1%、 2%、 5%、 10%或 20%, 典型的上 ITO 复合电极的宽度在 1mm 至 4mm 的范围内。
         图 9a 示出上电极 802 耦合至手指 831 的电容小于宽电极 822 耦合至手指 831 的 电容, 并且随着基板厚度的增加, 这两个电容均减小。使用互电容方法时, 下寄生电容通常 会导致触摸造成的电容变化百分比较高。
         图 9b 比较了上电极为复合电极 ( 图 8a) 以及为固体电极 ( 图 8b) 时从下电极 804 耦合至手指 831 的电容。在该模拟期间, 上电极 802 和 822 为 0 伏特, 因此上电极会屏蔽从 下电极 804 耦合至手指 831 的一部分电场。与固体电极 822 相比, 可穿透上电极对下电极 804 和手指 831 之间电场的屏蔽更少, 从而改善从下电极 804 至手指 831 的耦合。
         图 9c 示出了 ( 上电极中 ) 导体间间距和从上下电极 104 的耦合之间的关系。该 模型基于图 8a 所示的传感器, 其中 D3 = D4 = 100 微米, 且 A10 = 1100 微米。W10 随着上 电极导体数量的变化而变化。根据该例子, 图 9c 示出, 对于此模拟中使用的导体, 如果构成 复合导体的上电极导体均匀间隔 ( 约相距 170 微米 ), 则触摸工具至上电极的电容耦合等于 触摸工具至下电极的耦合。一般来讲, 构成复合电极的导体之间的间距可以小于电极至触 摸表面之间距离的 2 倍。最佳导体间距还根据传感器基板的介电常数而有所不同。
         互电容测量
         图 9d 示出了与图 8a 和 8b 所示相对应的模拟传感器中上电极和下电极之间的模 拟电场耦合 ( 互电容 ) 的结果。上基板 811 被分别模拟为 PMMA 和玻璃。玻璃有时是优选 的, 因为其具有耐久性, 并且玻璃的介电常数通常高于 PMMA 的介电常数。50-100 微米范围
         内的玻璃可得自德国美因茨 Schott Glass 公司 ( 例如 Schott AF45 零碱薄玻璃和 Schott 0211 薄玻璃 )。 图 9d 示出由于存在手指 831 而导致的上下电极导体之间的互电容变化。 当 存在手指 831 时, 由于电场的一部分从上电极导体转移到手指, 因而互电容减小。给定上电 极的微导体之间的间距为 200 微米, 并且给定所测试触摸表面距离的范围, 则在触摸由导 体制成的电极期间的互电容变化明显高于固体电极 ( 负斜率更大 )。
         图 9d 还示出在上基板较薄时, 由导体制成的上电极可以更好地改善互电容触摸 测量?;サ缛萦氲继逯涞募渚嘁约吧匣宀牧系慕榈绯J泄?。对于薄的上基板, 更多 导体 ( 并且它们之间的间距更小 ) 的性能最佳, 但对于较厚的上基板, 导体之间更宽的间距 会导致改善的性能 ( 根据触摸导致的百分比变化 )。对于小于 200 微米的尺寸 D4( 图 8a 和 8b), 模拟的 200 微米上基板厚度得到了最佳结果, 对于最大约 300 微米的 D4, 该厚度得到了 良好性能。上电极和触摸表面之间的厚度 D4 可以小于上电极中导体之间间距的 2 倍。
         此外, 图 8a 的传感器的上下电极之间的互电容在非触摸状态下的基准水平为 200pf( 当基板 811 由 PMMA 制成时 ) 或 240pf( 当基板 811 由玻璃制成时 )。这显著小于图 8b 的传感器的对应值, 其电极间电容为约 350pf( 当基板 811 由 PMMA 制成时 ) 或 370pf( 当 其由玻璃制成时 )。 图 9e 示出了在存在和不存在触摸的情况下, 图 8a 和 8b 中传感器的上下电极之间 电容百分比变化。对于由多个微导体构成的复合电极, 更大电容变化与更低基准水平 ( 寄 生 ) 电容的组合在存在触摸时产生大得多的信号变化。
         二维触摸传感器模拟
         图 10a、 10b 和 10c 示出了用于二维电极模型 ( 而非图 9a-e 的横截面模型 ) 的互 电容模拟的传感器的示意图。使用了相同的模拟软件。图 10a、 10b 和 10c 分别示出了电极 排列 170、 171 和 172, 每个电极排列均包括互相垂直的两个电极 ( 在传感器排列 170 和 171 的情况下, 包括至少一个复合电极 ), 其中上电极垂直取向, 下电极水平取向。复合电极 161 和 162 均由四个间距相等的 0.18mm 直径的平行导线构成, 复合电极总宽度为 6mm。 电极 165 和 166 为 0.18mm 厚的导电片材。将导线、 导电片材和触摸工具近似视为理想导体以方便模 拟。在存在触摸工具时, 其触摸虚线正方形 163 表示的区域中的上电介质 ( 覆盖 ) 层。
         传感器 170 和 171 的剖视图与分别相对于图 8a 和 8b 所示的剖视图相似, 下电极 162 或 165 位于底部, 0.23mm 厚的 PET( 相对介电常数大致= 3) 电介质位于上下电极之间, 且由 0.23mm 厚的 PET( 相对介电常数= 3) 制成的顶部电介质覆盖层位于上电极 161 上。 在 一些模拟中, 向电介质覆盖层添加了额外的玻璃电介质 ( 相对介电常数= 6, 厚度= 1mm 或 2mm)。
         图 10c 的剖视图与图 8b 所示的剖视图相似, 下电极 165 位于底部, 0.23mm 厚的 PET( 相对介电常数= 3) 电介质位于上下电极之间, 包括 0.23mm 厚的 PET( 相对介电常数= 3) 的电介质覆盖层位于上电极 166 上。在一些模拟中, 向电介质覆盖层添加了额外的玻璃 电介质 ( 相对介电常数= 6, 厚度= 1mm 或 2mm)。
         图 11a 为示出三条曲线的曲线图。每条曲线上的数据点表示在触摸工具接触电介 质覆盖层以及不存在触摸工具时电极之间的互电容差值 (ΔCm)。 曲线将与不同覆盖层厚度 造成的 ΔCm 变化相对应的数据点连接起来。顶部电介质的模拟厚度为 :
         ·0.23mm 的 PET ;
         ·0.23mm 的 PET 加上 1mm 的玻璃 ; 以及
         ·0.23mm 的 PET 加上 2mm 的玻璃。
         根据图 11a 所示的曲线, 表明具有厚电介质覆盖层的传感器构造 172( 图 10c- 固 体上电极和下电极 ) 因触摸导致的互电容变化最大。 在覆盖层厚度相对较薄 ( 小于 0.25mm) 时, 固体电极上具有可穿透上电极的传感器构造 171( 图 10b) 具有更大的互电容变化, 这符 合图 9e 所示的较薄覆盖层的数据。传感器构造 170( 图 10a- 可穿透上下电极 ) 因触摸导 致的互电容变化最小。
         图 11b 的曲线图表明, 传感器构造 170( 图 10a) 由于两个电极之间寄生互电容静 态水平非常低 ( 约 0.12pf) 而导致的互电容百分比变化最大。传感器构造 172( 图 10c) 的百分比变化最低, 这是由于电极 165 和 166 交点处紧密靠近的两个电容器板导致的大寄 生互电容 ( 约 2.5pf) 所致。传感器构造 171( 图 10b) 的复合电极将寄生电容最小化为约 0.75pf, 从而使触摸导致的互电容变化为 8%至 32%, 具体取决于覆盖层厚度。
         检测的接近程度 ( 手指将减小电极间互电容的距离 ) 与复合电极中导体的间距成 比例 ( 如结合图 8a 中的距离 D4 的讨论 )。这可以用于有利于和协助确保直到手指非???近触摸表面或接触触摸表面时才会检测到触摸。 本专利申请涉及检测和定位靠近触摸传感器的手指。本发明不限于手指检测???以使用本文所公开的装置和方法检测由几乎任何导电材料制成的工具。除非另外声明, 否 则触摸中使用的手指或导电物体通过电容和 / 或电阻 ( 通常为数百至数千皮法 ) 接地。
        

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