具有驱动电极和/或传感电极之间的突起的电容触摸面板

摘要

一种电容触摸面板，所述电容触摸面板包括细长型驱动电极，其被设置成相互紧挨并具有在相邻驱动电极之间的特征间隔。电容触摸面板还包括细长型传感电极，其被设置成跨越驱动电极相互紧挨并具有在相邻传感电极之间的特征间隔。驱动电极和/或传感电极具有突伸到相邻电极之间的间隔中的突起。传感电极之间的特征间隔可至少基本上大于驱动电极之间的特征间隔。传感电极可具有基于手指触摸直径的间距，并且触摸面板能够感应触摸直径基本上小于手指触摸直径的触控笔。

说明书

背景技术

触摸面板是一种人机接口（HMI），其允许电子装置的操作员使用诸如 手指、触控笔等的工具将输入信息提供给该电子装置。例如，操作员可使 用他或她的手指来操控电子显示器上的图像，所述电子显示器诸如被附连 至移动计算装置的显示器、个人计算机（PC）、或被连接至网络的终端。在 一些情况下，操作员可同时使用两个或多个手指来提供特殊指令，诸如： 通过使两个手指远离彼此移动而执行的放大指令；通过使两个手指朝向彼 此移动而执行的缩小指令；等等。

触摸屏是一种电子视觉显示器，其结合上覆于显示器的触摸面板来检 测屏幕显示区域内的触摸的存在和/或位置。触摸屏在诸如一体化计算机、 平板计算机、卫星导航装置、游戏装置、以及智能手机的装置中是常见的。 触摸屏使操作员能够直接与由下伏于触摸面板的显示器所显示的信息互 动，而不是间接与由鼠标或触摸板控制的指针互动。电容触摸面板经常与 触摸屏装置一起使用。电容触摸面板大体上包括诸如玻璃的绝缘体，所述 绝缘体被诸如铟锡氧化物（ITO）的透明导体涂覆。由于人体也是导电体， 所以触摸面板的表面将导致面板的静电场的畸变，这种畸变可测量成电容 的改变。

发明内容

公开了一种电容触摸面板，其使用诸如几何图案的构图来为触控笔和 手指两者提供空间分辨率。在一个或多个实施例中，电容触摸面板包括多 个细长型驱动电极，它们被设置成相互紧挨并在相邻驱动电极之间具有特 征间隔。电容触摸面板还包括多个细长型传感电极，它们被设置成跨越所 述多个驱动电极相互紧挨并在相邻传感电极之间具有特征间隔。多个传感 电极之间的特征间隔可至少基本大于多个驱动电极之间的特征间隔。驱动 电极和/或传感电极包括伸入相邻电极之间的间隔中的突起。在一些实施例 中，所述多个传感电极可具有基于手指触摸直径的间距，其中，当触控笔 在相邻传感电极之间的多个间隔中被使用时，触摸面板（例如，由于触控 笔和突起之间的电容）能够感应到触摸直径基本小于手指触摸直径的触控 笔。

该发明内容被提供以用简化形式来介绍所选择的概念，所述概念将在 以下具体实施方式部分中被进一步描述。该发明内容既非意在鉴别要求保 护主题的关键特征或基本特征，也非意在被用于协助确定要求保护主题的 范围。

根据本发明的一个方面，提供了一种互电容式投射电容触摸（PCT）面 板，包括多个细长型驱动电极，其被设置成相互紧挨，并包括在所述多个 细长型驱动电极的相邻细长型驱动电极之间的特征间隔；多个细长型传感 电极，其被设置成跨越所述多个细长型驱动电极相互紧挨，并包括在所述 多个细长型传感电极的相邻细长型传感电极之间的特征间隔，所述多个细 长型传感电极之间的特征间隔至少基本上大于多个细长型驱动电极之间的 特征间隔，所述多个细长型传感电极包括突伸到所述多个细长型传感电极 的相邻细长型传感电极之间的间隔中的多个突起。

优选地，所述多个细长型传感电极包括至少五毫米的间距。

优选地，所述多个突起的每个远离所述多个细长型传感电极逐渐变细。

优选地，所述多个突起延伸超过在所述多个细长型传感电极的相邻细 长型传感电极之间限定的中心线。

优选地，所述多个细长型驱动电极包括突伸到所述多个细长型驱动电 极的相邻细长型驱动电极之间的间隔中的多个第二突起。

优选地，所述多个第二突起的每个远离所述多个细长型驱动电极逐渐 变细。

优选地，所述多个第二突起延伸超过在所述多个细长型驱动电极的相 邻细长型驱动电极之间限定的中心线。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成互电容式投射电容触摸（PCT） 面板的方法，包括形成多个细长型驱动电极，其被设置成相互紧挨，并包 括在所述多个细长型驱动电极的相邻细长型驱动电极之间的特征间隔；形 成多个细长型传感电极，其被设置成跨越所述多个细长型驱动电极相互紧 挨，并包括在所述多个细长型传感电极的相邻细长型传感电极之间的特征 间隔，所述多个细长型传感电极之间的特征间隔至少基本上大于所述多个 细长型驱动电极之间的特征间隔，所述多个细长型传感电极包括突伸到所 述多个细长型传感电极的相邻细长型传感电极之间的间隔中的多个突起。

优选地，所述多个细长型传感电极包括至少五毫米的间距。

优选地，所述多个突起的每个远离所述多个细长型传感电极逐渐变细。

优选地，所述多个突起延伸超过在所述多个细长型传感电极的相邻细 长型传感电极之间限定的中心线。

优选地，所述多个细长型驱动电极包括突伸到所述多个细长型驱动电 极的相邻细长型驱动电极的间隔中的多个第二突起。

优选地，所述多个第二突起的每个远离所述多个细长型驱动电极逐渐 变细。

优选地，所述多个第二突起延伸超过在所述多个细长型驱动电极的相 邻细长型驱动电极之间限定的中心线。

根据本发明的又一方面，提供了一种互电容式投射电容触摸（PCT）面 板包括多个细长型驱动电极，其被设置成相互紧挨，并包括突伸到所述多 个细长型驱动电极的相邻细长型驱动电极之间的间隔中的多个第一突起； 多个细长型传感电极，其被设置成跨越所述多个细长型驱动电极相互紧挨， 并包括基于手指触摸直径的间距，所述多个细长型传感电极包括突伸到所 述多个细长型传感电极的相邻细长型传感电极之间的间隔中的多个第二突 起，并能够在触控笔用在所述多个细长型传感电极的相邻细长型传感电极 之间的间隔中时感应触摸直径基本上小于手指触摸直径的触控笔。

优选地，所述多个细长型传感电极的间距包括至少五毫米。

优选地，所述多个第二突起的每个远离所述多个细长型传感电极逐渐 变细。

优选地，所述多个第二突起延伸超过在所述多个细长型传感电极的相 邻细长型传感电极之间限定的中心线。

优选地，所述多个第一突起延伸超过在所述多个细长型驱动电极的相 邻细长型驱动电极之间限定的中心线。

附图说明

详细说明书是对参考附图的描述。在说明书和视图中的不同示例所使 用的相同的附图标记可表示类似或相同的术语。

图1示出了用于触摸面板的电极迹线的示意图，也示出了当工具相对 于曲线图的X-轴线在X-方向上移过触摸面板的传感电极时所产生的响应的 曲线图。

图2示出了用于触摸面板的电极的示意图，也示出了当工具相对于曲 线图的X-轴线在X-方向上移过触摸面板的传感电极时所产生的响应的曲线 图，其中传感电极包括根据本公开示例性实施例的重复突起。

图3示出了根据本公开示例性实施例的引入了具有传感电极和驱动电 极的触摸面板的触摸屏组件的等轴测分解图，其中传感电极和驱动电极包 括重复突起。

图4A示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电极和 驱动电极的俯视平面图，其中传感电极包括在传感电极和驱动电极之间延 伸超过中心线的重复突起。

图4B示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电极的 俯视平面图，其中传感电极包括重复突起，并且每个重复突起包括类似手 指的突起。

图4C示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电极和 驱动电极的俯视平面图，其中传感电极包括突起。

图4D示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电极和 驱动电极的俯视平面图，其中传感电极和驱动电极包括重复突起。

图4E示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电极和驱 动电极的俯视平面图，其中传感电极和驱动电极包括在传感电极和驱动电 极之间延伸超过中心线的重复突起。

图5A和5B示出了根据本公开示例性实施例的用于触摸面板的传感电 极和驱动电极的俯视平面图，其中传感电极和驱动电极被定位在单一层上， 其中跨接线连接驱动电极的多个部分，并且其中传感电极包括重复突起。

图6示出了根据本公开示例性实施例的形成触摸面板的方法的流程图。

具体实施方式

概述

X轴和Y轴交叉坐标中的ITO图案通常在基于互电容的电容式触摸面 板中使用。对于被用于感应手指触摸的电容触摸面板，平行迹线（竖直迹 线/列迹线和水平迹线/行迹线两者）之间的ITO间隔小于人手指的直径。因 为人手指的触摸直径在约五毫米到十毫米（5mm-10mm）的范围内，所以 ITO间隔通常小于五毫米（5mm），以用于为一个或多个手指的触摸提供足 够的触摸精确度，以及为包括两个或多个手指的触摸提供足够的分辨率（例 如，当手指以从中心到中心约10.5毫米（10.5mm）的距离隔开时）。

常常希望的是，允许触摸面板的操作员使用诸如触控笔的书写配件， 所述书写配件包括直径小于手指的大体尖锐的端部。但是，为了支持具有 例如约一至两毫米（1mm-2mm）触摸直径的触控笔，使用五毫米（5mm） ITO间隔的触摸面板的响应性可能由于下述原因而不可被接受：存在大量 “死区”，或触摸坐标不随着触控笔位置改变和/或触控笔信号太弱而不能在 相邻列之间被测出的区域，使得计算出的触摸坐标具有很大的跳变和不连 续性。例如，参考图1，触摸面板具有与驱动迹线58电容耦合的传感迹线 56，随着具有触摸轮廓50的工具移过所述触摸面板，传感迹线56的响应 将在工具在每个传感迹线之间移动时快速降低。在例如来自相邻电极的信 号之间的交叉点52降到低于触摸面板的噪声阈54时，这会导致信号丢失 和/或提供出不适于内插的信号。

对于大型触摸面板，使行和列中所使用的迹线维持五毫米（5mm）的 间距是不现实的，因为迹线的数量变得非常多，并且所述迹线将需要更多 触摸控制电路（例如，更多驱动器和相关数模（D/A）电路、更多低噪音放 大（LNA）电路、和/或更多模数转换（ADC）电路）。对于触摸面板，使 间距大于约五毫米（5mm）将同样地导致如上所述的不能充分跟踪手指触 摸的情况，这可以参考在手指配用的触摸面板上跟踪触控笔时的情况。

因此，描述了一种触摸面板，其使用诸如几何图案的构图来为触控笔 和手指两者提供空间分辨率。根据本公开所配置的电容触摸面板能允许触 控笔与下述触摸面板一起使用却不增加电容触摸面板中行和/或列的数量， 所述触摸面板具有为手指配置的行和/或列之间的间隔。例如，通过使用所 述ITO的几何图案，五毫米（5mm）的ITO迹线间距将能够支持一毫米 （1mm）的触控笔。另外，对于大型触摸面板，可使间距大于五毫米（5mm） （例如，支持手指）。因此，当支持触控笔和/或当支持大型面板时，所需触 摸控制电路和功率也不会受到显著影响。

示例性实施例

图2至5示出了根据本公开示例性实施例的示例性互电容式投射电容 触摸（PCT）面板100。电容触摸面板100能被用于与电子装置接口，所述 电子装置包括但不必然限于：大型触摸面板产品、一体化计算机、移动计 算装置（例如手持便携式计算机、个人数字助理（PDA）、膝上型计算机、 上网计算机、平板计算机，等等）、移动电话装置（例如，蜂窝电话和智能 手机）、便携式游戏装置、便携式媒体装置、多媒体装置、卫星导航装置（例 如，全球定位系统（GPS）导航装置）、电子阅读装置（eReader）、智能电 视（TV）装置、表面计算装置（例如，桌面计算机）、个人计算机（PC） 装置，所述电容触摸面板100还能用于与采用基于触摸的人机接口的其它 装置连接。

电容触摸面板100可包括ITO触摸面板，所述ITO触摸面板包括被设 置成（例如，沿着平行轨道、大体上平行的轨道，等等）相互紧挨的驱动 电极102（诸如交叉ITO驱动迹线/轨道）。在一些实施例中，可使用高导电 性且光学透明的水平和/或竖直脊/栅104来形成驱动电极102。栅104能降 低行迹线和/或列迹线的阻抗，从而使跨越面板的相移减小，并降低触摸控 制电路的复杂性。驱动电极102是细长型的（例如，沿着纵向轴线延伸）。 例如，每个驱动电极102可以沿着在支撑表面（诸如电容触摸面板100的 基底）上的一轴线延伸。驱动电极102具有间距106（例如，在相邻驱动电 极102的轴线之间基本重复的间隔）。在一些实施例中，驱动电极102还具 有特征间隔108，所述特征间隔108包括相邻驱动电极102的边缘之间的最 小距离。

电容触摸面板100还包括诸如交叉ITO传感迹线/轨道的传感电极110， 所述传感电极110被设置成（例如，沿着平行轨道，大体上平行的轨道， 等等）跨越驱动电极102相互紧挨。在一些实施例中，可使用高导电性和 光学透明的水平和/或竖直脊/栅104来形成传感电极110（例如，如上所述）。 传感电极110是细长型的（例如，沿着纵向轴线延伸）。例如，每个传感电 极110可沿着在支撑表面（诸如电容触摸面板100的基底）上的一轴线延 伸。传感电极110具有间距112（例如，在相邻传感电极110的轴线之间基 本重复的间隔）。

在一些实施例中，间距112基于手指的触摸直径。例如，相邻传感电 极110之间的间距112可以是从中心到中心地约五毫米（5mm）。但是，五 毫米（5mm）的间距112仅以示例的方式被提供，并非意味着这将对本公 开构成限制。因此，其它实施例可具有大于或小于五毫米（5mm）的间距 112。在一些实施例中，传感电极110还具有特征间隔114，所述特征间隔 114包括相邻传感电极110的边缘之间的最小距离。在一些示例中，特征间 隔114在垂直于传感电极110的方向上、在传感电极110的相邻边缘之间被 测出（例如，如图2所示），同时在其它实施例中，特征间隔114在传感电 极110的相邻边缘之间、相对于传感电极110以一角度被测出（例如，如 所示图4A）。

驱动电极102和传感电极110限定了坐标系统，其中每个坐标位置（像 素）包括形成在多个驱动电极102之一和多个传感电极110之一之间的每 个交叉点处的电容器。因此，驱动电极102被配置成被连接至电流源，以 在每个电容器处产生局部静电场，其中，在每个电容器处由手指和/或触控 笔所产生的局部静电场的变化将导致在相应坐标位置处与触摸相关的电容 减小。以这种方式，多于一个的触摸能在多个不同坐标位置处被同时（或 至少基本上同时）感应到。在一些实施例中，所述多个驱动电极102能被 电流源并联地驱动，例如一组不同的信号被提供给多个驱动电极102。在其 它实施例中，例如，多个驱动电极102能被电流源串联地驱动，其中一次 只驱动一个驱动电极102或电极102的子集（subset）。

传感电极110和/或驱动电极102包括一系列一个或多个突伸到相邻电 极之间的间隔内的翅部/突起116。在一些实施例中，传感电极110和/或驱 动电极102的栅104能作为用于突起116的脊。突起116远离传感电极110 和/或驱动电极102逐渐变细。例如，突起116能是重复的和三角形的（例 如，如图2、3、4A、4D、4E、5A和5B所示的锯齿形）。另外，突起116 能延伸超过在相邻传感电极110和/或相邻驱动电极102之间限定的中心线 118（例如，如图4A，4B，和4E所示，其中突起116被交错布置）。

突起116被配置成在X-方向和Y-方向上带有更宽阔和更线性的触摸轮 廓（例如，提供适于内插的信号）的电容触摸面板100。例如，参考图2， 随着具有触摸轮廓120的工具移过具有形成锯齿图案的突起116的电容触 摸面板100，电极的响应将随着工具移入多个传感电极110之间的多个间隔 中而更线性/减弱地更慢（例如，当与图1示出的列栅的布置方式相比较时）。 例如，触控笔在X-方向上移过迹线时可与相邻列迹线均匀变化地耦合，并 且计算出的触摸坐标更加均匀地改变，同时具有最小的死区。这能改善信 号接收，以使得来自相邻传感电极110的多个信号之间的交叉点122可维 持高于触摸面板的噪声阈124，从而形成多个坐标位置之间的恒定信号。因 此，根据本公开所配置的电容触摸面板100能与触摸直径基本小于手指触 摸直径的触控笔一起使用，即使触摸面板的多个电极包括基于手指触摸直 径的间距（例如，如上所述）。

突起116能被配置成为传感电极110和/或驱动电极102提供相对于电 极所占据的表面区域而言有所增加的周边。这种布置方式能为电极供应出 增加的边缘长度，这可减弱传感电极110和驱动电极102之间的交互电容， 以及增强传感电极110的边缘电容和传感电极110与诸如手指的工具之间 的交互电容。在一些实施例中，突起116可以是曲折型的。参考图4B，突 起116能占据大体上三角形的区域，所述区域具有大量基本/主要突起126， 一个或多个类似手指（窄矩形）的突起128从每个主要突起126伸出。这 种布置方式可随着工具移动远离一个电极和移向另一电极时，在例如手指 轮廓中提供出更线性的改变。应该被指出的是，虽然图4B示出了类似手指 的多个突起128之间的间隔自传感电极110的轴线起逐渐增大，但是类似 手指的多个突起128之间的间隔也可以自传感电极110的轴线起逐渐减小， 也可以相对恒定，或可以以交替、随机、或半随机的图案来增长和减小。 另外，应该被指出的是，类似手指的多个突起128本身可具有突起（例如， 表现出自相似性）。

参考图4C，多个突起116能占据大体矩形的区域，在所述区域中限定 了矩形间隙（例如，以“双栅”的形式）。这种布置方式可用于为触控笔模糊 尖锐的手指轮廓，并使轮廓的覆盖范围轻微延伸。应该被指出的是，驱动 电极102和传感电极110可分别具有不同形状的突起。例如，锯齿型突起 可供驱动电极102使用，而类似手指的突起可供传感电极110使用。另外， 一类/一层电极的不同行可具有不同的突起。例如，其中一行传感电极110 可具有类似手指的突起，而相邻行的传感电极110可具有锯齿型突起，等 等。在一些实施例中，用于图像零位调整（image zeroing）的动态降低噪声 阈也可以使用（例如，为触控笔延伸手指轮廓，等等）。

在一些实施例中，多个传感电极110的特征间隔114至少基本上大于 驱动电极102的特征间隔108。例如，可能希望的是，使多个传感电极110 之间的间隔维持比多个驱动电极102之间的间隔大，以减弱列至列的电容， 以及提供从传感电极110的边缘/侧部至驱动电极102的足够边缘电容。另 外，可能希望的是，使多个驱动电极102之间的间隔维持比多个传感电极 110之间的间隔小，以屏蔽传感电极110不受其它电路产生的噪声（例如， 来自下面的液晶显示器（LCD）屏的噪声，等等）影响。在一些实施例中， 传感电极110的特征间隔114在驱动电极102的特征间隔108的约两倍到 五倍（2-5x）之间。但是，该间隔仅以示例的方式提供，并非意在对本公开 构成限制。因此，传感电极110的特征间隔114能小于驱动电极102的特 征间隔108的两倍（2x）（例如，一点五倍（1.5x））、和/或大于驱动电极102 的特征间隔108的五倍（5x）（例如，十倍（10x））。

传感电极110与驱动电极102电绝缘（例如，使用介电层，等等）。例 如，传感电极110可被设置在一个基底上（例如，包括被布置在玻璃基底 上的传感层130），而驱动电极102可被设置在单独的基底上（例如，包括 被布置在另一基底的驱动层132）。在这种两层布置方式中，传感层130能 被布置在驱动层132之上（例如，相对于触摸表面）。例如，传感层130能 定位得比驱动层132更靠近触摸表面。但是，这种布置方式仅以示例的方 式被提供，并非意在对本公开构成限制。因此，其它布置方式能被提供， 其中，驱动层132定位得比传感层130更靠近触摸表面，和/或传感层130 和驱动层132包括在同一层。例如，在1.5层的实施例中（例如，驱动层 132和传感层130被包括在同一层上，但彼此被物理分隔），一个或多个跨 接线134能被用于将驱动电极102的多个部分连接在一起（例如，如图5A 和5B中所示）。类似地，跨接线能被用于将传感电极110的多个部分连接 在一起。

一个或多个电容触摸面板100能被包括在触摸屏组件138中。触摸屏 组件138可包括诸如LCD屏140的显示屏，其中传感层130和驱动层132 介于LCD屏140和结合层142之间，例如防护罩144（例如，玻璃）被附 连至结合层142上。防护罩144可包括防护涂层，防反射涂层，等等。防 护罩144可包括触摸表面146，操作员能在上面使用一个或多个手指、触控 笔等等将命令输入至触摸屏组件138。所述命令能被用于操控由例如LCD 屏140来显示的图像。另外，命令能用做至连接到电容触摸面板100的电 子装置，诸如多媒体装置或另一电子装置（例如，如上所述），的输入。

示例性加工过程

现在参考图6，描述了供应电容触摸面板的示例性技术，其中所述电容 触摸面板具有电极，所述电极具有在电极之间的间隔中延伸的突起。

图6描述了在示例性实施例中的加工过程600，所述加工过程600用于 供应出电容触摸面板，诸如如图2至5中所示和如上所述的电容触摸面板 100。在所述的加工过程600中，形成了被设置成相互紧挨的细长型驱动电 极（方框610）。例如，参考图2至5，诸如交叉ITO驱动迹线/轨道的驱动 电极102被设置成相互紧挨。驱动电极102能利用高导电性和光学透明的 水平和/或竖直栅104被形成在电容触摸面板100的基底上。在一些实施例 中，突起被形成在相邻驱动电极之间的间隔中（方框612）。例如，继续参 考图2至5，驱动电极102可包括突伸到相邻驱动电极102之间的间隔中的 一系列的一个或多个突起116。在一些示例中，驱动电极102的栅104可作 为用于突起116的脊。

接下来，形成了被设置成跨越驱动电极的相互紧挨的细长型传感电极 （方框620）。例如，继续参考图2至5，诸如交叉ITO传感迹线/轨道的传 感电极110被设置成跨越驱动电极102相互紧挨。传感电极110能通过使 用高导电性和光学透明的水平和/或竖直栅104被形成在电容触摸面板100 的基底上。然后，突起被形成在相邻传感电极之间的间隔中（方框622）。 例如，继续参考图2至5，传感电极110能包括突伸到相邻传感电极110之 间的间隔中的一系列的一个或多个突起116。在一些示例中，传感电极110 的栅104可作为用于突起116的脊。

结论

虽然用语言针对结构特征和/或加工过程操作来描述了保护主题，将被 理解的是，所附权利要求限定的保护主题并不必然限定在上述特定特征或 行为中。其实，上述特定特征和行为被公开以作为实施权利要求的示例形 式。