專利名稱：具有介電層的觸敏設備的制作方法
具有介電層的觸敏設備技術領域
本發(fā)明主要涉及觸敏設備，尤其涉及具有介電層的觸敏設備。
背景技術：
目前，有多種類型的輸入裝置可以用于在計算系統(tǒng)中執(zhí)行操作，例如按鈕或按鍵、 鼠標、軌跡球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏等等。特別地，由于操作方便和功能很多并 且由于價格降低，諸如觸摸屏之類的觸敏設備正變得日益普及。觸敏設備可以包括觸摸傳 感器面板，該面板可以是具有觸敏表面的清晰或不透明的面板。在一些實例中，觸敏設備還 可以包括諸如液晶顯示器(LCD)之類的顯示設備，該顯示設備可以部分或者完全處于面板 之后，以使觸敏表面可以覆蓋顯示設備可視區(qū)域的至少一部分，或者該顯示設備也可以遠 離面板，以使觸敏表面可以與顯示設備的可視區(qū)域對接。觸敏設備可以允許用戶通過用手 指、觸筆或其他物體觸摸通常由顯示設備顯示的用戶界面(UI)指定的位置來執(zhí)行各種功 能。一般來說，觸敏設備能夠辨識觸摸事件以及該觸摸事件在觸摸傳感器面板上的位置，然 后，計算系統(tǒng)能夠根據觸摸事件時顯現的顯示來解譯該觸摸事件，此后則可以基于該觸摸 事件來執(zhí)行一個或多個動作。當觸摸到觸敏設備的物體接地不良時，指示觸摸事件的觸摸輸出值有可能是錯誤 的，或者在其他方面存在失真。當在設備上發(fā)生兩個或更多個同時的觸摸事件時，出現這種 差錯或失真值的概率有可能進一步增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種觸敏設備，所述觸敏設備具有在覆蓋層與觸摸傳感器層之間的介 電層。該介電層可以減小與物體觸摸設備的不良接地相關聯(lián)的負像素效應。為了實現這種 減小，該介電層可以將觸敏設備的單位面積的電容減小到低于大約0. 0305皮法/平方毫 米。介電層的厚度可以是大約0.50毫米或更大，和/或其介電常數約為2. 3或更小。這種 減小觸敏設備中的負像素效應的能力能夠很有利地提供更快和更精確的觸摸檢測，并且還 可以通過不必重復進行那些受到不良接地狀況影響的測量來節(jié)省電力。此外，該設備可以 更健壯地適配于用戶或其他物體的不同接地狀況。


圖1示出的是根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的例示疊層。圖2示出的是制造根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的例示方法。圖3描述的是根據不同實施例的具有介電層的例示觸敏設備中的負像素效應。圖4示出的是根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的另一個例示疊層。圖5示出的是可以結合根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的例示計算系 統(tǒng)。
具體實施例方式在以下關于不同實施例的描述中將會參考構成本發(fā)明一部分的附圖，附圖中以圖 解方式顯示了可以實施的具體實施例。應當理解，在不脫離不同實施例的范圍的情況下，其 他實施例也是可以使用的，并且結構是可以改變的。本發(fā)明涉及一種觸敏設備，所述觸敏設備具有在覆蓋層與觸摸傳感器層之間的介 電層。該介電層可以減小與物體觸摸設備的不良接地相關聯(lián)的負像素效應。在一些實施例 中，該介電層可以將設備的單位面積的電容減小到低于大約0. 0305皮法/平方毫米，由此 減小負像素效應。在一些實施例中，介電層的厚度可以是大約0. 50毫米或更大，以減小觸 摸傳感器層與不良接地物體之間的電容耦合，從而減小負像素效應。在一些實施例中，介電 層的介電常數可以是大約2. 3或更小，以便減小負像素效應。這種減小觸敏設備中的負像素效應的能力能夠很有利地提供更快和更精確的觸 摸檢測，并且還可以通過不必重復進行那些受到不良接地狀況影響的測量來節(jié)省電力。此 外，該設備可以更健壯地適配于用戶或其他物體的不同接地狀況。術語“接地不良”、“未接地”、“未被接地”、“局部接地”、“接地不太好”、“接地不恰當”、“絕緣”以及“浮動”可以交換使用，以便表示在物體沒有與觸敏設備的接地端建立低阻 抗電耦合時可能存在的不良接地狀況。術語“接地”、“正確接地”和“接地良好”可以交換使用，以便表示在物體與觸敏設 備的接地端建立低阻抗電耦合時可能存在的良好接地狀況。圖1示出的是根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的例示疊層。在圖1的示 例中，觸敏設備100可以包括覆蓋層110、介電層120、觸摸傳感器層130以及基礎層140。 基礎層140可以包括諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)之類的聚合物材料，以便用其充當 基底。諸如玻璃之類的其他材料同樣可以被用作基底。在一些實施例中，基礎層140可以 具有大約25微米(μπι)的厚度。觸摸傳感器層130可以包括銀、銅、氧化銦錫(ITO)等導 電材料，這些材料可以用于電容式檢測設備100上的觸摸。在一些實施例中，觸摸傳感器層 130可以包括一個或多個共同厚度約為80 μπι的導電材料層。觸摸傳感器層130可以沉積 在基礎層140上。覆蓋層110可以包括透明或不透明的材料，例如玻璃或塑料，以便充當用 于設備100的保護性和/或具有美感的覆蓋物。在一些實例中，覆蓋層110可以具有大約 0. 55毫米(mm)的厚度。該覆蓋層110可以具有供用戶和其他物體進行觸摸的可觸摸表面， 并且可以附著或裝配在介電層120上。介電層120可以包括聚丙烯之類的堅固的聚合物材料，以便用其來充當電介質。 作為替換，介電層120可以包括聚丙烯塑料之類的可滲透聚合物材料，以便用其來充當電 介質。作為替換，介電層120可以包括諸如陶瓷混合物之類的復合材料，以便用其來充電電 介質。其他適當的材料同樣可以被用作電介質。在一些實施例中，介電層120可以具有大 約0.50mm到大約0.60mm或更大的厚度。在一些實施例中，介電層120的介電常數可以是 大約2. 3或更小，或者更為優(yōu)選的是大約1. 5或更小。介電層120可以附著、裝配或以其他 方式沉積在覆蓋層110與觸摸傳感器層130之間。在一些實施例中，介電層120可以是不 可形變的，由此在覆蓋層110與觸摸傳感器層130之間保持基本恒定的距離。在介電層120 相對的表面上可以應用粘合層(未顯示)，以便在一個表面上將介電層粘合到覆蓋層110， 以及在相對表面上將介電層粘合到觸摸傳感器層130。該粘合層可以包括壓力敏感粘合劑、環(huán)氧樹脂、無氣泡薄片等等。在一些實施例中，該粘合層中的每一個的厚度都可以是大約 50 μ m0應該理解的是，觸敏設備的疊層并不局限于圖1所示的疊層，而是可以包括根據 不同實施例的其他和/或附加層。圖2示出的是制造根據不同實施例的具有介電層的觸敏設備的例示方法。在圖2 的示例中，基礎層可以作為觸敏設備的基底來提供O05)。觸摸傳感器層可以沉積在基礎層 上010)。例如，該觸摸傳感器層可以一層或多層的形式印制在基礎層上，以便形成用于電 容式檢測觸敏設備上的觸摸的傳感器。介電層可以附著或裝配在觸摸傳感器層上015)。 例如，介電層可以印制在觸摸傳感器層上。作為替換，在附著或裝配介電層之前，在觸摸傳 感器層上可以應用粘合劑，以便將介電層固定在觸摸傳感器層上。覆蓋層可以附著或裝配 在介電層上020)。在將覆蓋層附著或裝配到介電層之前，在介電層上可以應用粘合劑，以 便將覆蓋層固定在介電層上。應該理解，用于制造具有介電層的觸敏設備的方法并不局限于圖2所示的方法。 根據不同的實施例，也可以使用其他和/或附加的方法。圖1的介電層可以用于減小觸敏設備中因為不良接地物體(例如用戶)觸摸設備 而導致產生的負像素效應。圖3描述了根據不同實施例的具有介電層的例示觸敏設備中的 負像素效應。在圖3的示例中，觸摸傳感器層330可以包括像素陣列326(用橢圓形象征性 地示出)。當電激勵像素326-a時，在像素上可以形成互電容Csig。此外，在被激勵的像素 326-a上還可以形成從觸摸傳感器層330伸出的電場線。在被激勵的像素上進行觸 摸的手指350-a可以阻攔一些電場線。在這里，由于用戶是不良接地的，因此，來自被阻攔 電場線的電荷會非預期地由手指350-a傳回到觸摸傳感器層330，從而在手指與觸摸傳感 器層之間形成電容Cfa。同時，來自被阻攔電場線的電荷有可能因為手指350-b在未被激勵 的像素3^-b進行觸摸而被非預期地傳回到觸摸傳感器層330，從而在手指與觸摸傳感器 層之間形成電容Cfb。結果，與在被激勵的像素326-a上的互電容Csig減小預期值ACsig不同，Csig有可 能僅僅減小(Δ Csig- Δ Cneg)，其中C胃(Cfa和Cfb的函數)可以表示所謂的“負電容”，所述負 電容是由于來自被阻攔電場線的電荷因為用戶的不良接地而被非預期地耦合到觸摸傳感 器層330而產生的。觸摸信號仍舊可以指示在被激勵的像素上的觸摸，但其指示的 觸摸量要少于實際發(fā)生的觸摸量。同樣，在未激勵的像素3^-b上的手指350-b有可能非預期地將像素的電容增加 CMg，從而達到一個超出無觸摸狀況的電容，由此在未激勵像素上表現出所謂的“負像素”或 是理論上的負觸摸量。鄰近像素和3^-b的像素同樣可能遭遇到這種因為電容Cfa和Cfb而導致的 負像素效應，由此在這些像素上表現出理論上的負觸摸量。用戶接地不良的最終結果有可能是被觸摸的激勵像素(例如像素326-a)的觸摸 信號可能會變弱，并且相鄰像素(例如像素326-b和其他像素)有可能具有負觸摸信號。為了減小這種負像素效應，如圖3所示，在覆蓋層310與觸摸傳感器層330之間可 以附著、裝配或以其他方式設置介電層320。該介電層320可以減小來自被阻攔電場線的 電荷耦合回觸摸傳感器層330的數量。結果，可以減小手指350-a和350_b與觸摸傳感器層330之間的電容Cfa和Cfb，而這將會導致設備單位面積上的電容減小，由此減小像素3 上的負像素效應。介電層320可以通過將觸敏設備的單位面積電容減小到一個足以減小設 備中的負像素效應的等級來實現該目的。在一些實例中，介電層320可以減少從觸摸傳感 器層330伸出的電場線，由此減小被手指阻攔的電場線的數量，并且由此降低觸敏設備的 觸摸靈敏度。但是，與介電層320減小負像素效應的益處相比，這種觸摸靈敏度損失是很小 的。表1顯示的是根據不同實施例的具有和不具有介電層的觸敏設備的單位面積電 容的示例。
權利要求
1.一種觸敏設備，包括覆蓋層；觸摸傳感器層；以及介電層，所述介電層被設置在覆蓋層與觸摸傳感器層之間并被配置成將觸敏設備的單 位面積電容減小到低于大約0. 0305皮法/平方毫米。
2.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中覆蓋層包括玻璃和塑料中的至少一個。
3.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中觸摸傳感器層包括銀。
4.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中介電層包括聚丙烯。
5.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中介電層包括被配置成不可變形的材料，以便 在覆蓋層與觸摸傳感器層之間保持大約0. 50毫米或更大的距離。
6.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中介電層包括被配置成介電常數大約為2.3或 更小的材料。
7.根據權利要求1所述的觸敏設備，其中介電層包括被配置成支撐粘合劑的材料，以 便粘合到覆蓋層和觸摸傳感器層中的至少一個。
8.根據權利要求1所述的觸敏設備，還包括至少一個粘合層，其被配置成將介電層粘合到覆蓋層和觸摸傳感器中的至少一個。
9.根據權利要求1所述的觸敏設備，還包括被配置成支撐具有至少一個印刷層的觸摸傳感器層的基礎層。
10.一種觸敏設備，包括具有可觸摸表面的覆蓋層；觸摸傳感器層；以及介電層，所述介電層具有大約0. 50毫米的厚度并被裝配在覆蓋層與觸摸傳感器層之 間，以便減小觸摸傳感器層與可觸摸表面附近的未接地物體之間的電容耦合。
11.根據權利要求10所述的觸敏設備，其中覆蓋層具有大約0.55毫米的厚度。
12.根據權利要求10所述的觸敏設備，其中觸摸傳感器層具有大約80微米的厚度。
13.根據權利要求10所述的觸敏設備，還包括被配置成支撐觸摸傳感器層的第一基礎層，所述第一基礎層具有大約25微米的厚度；被配置成提供接地屏蔽的金屬層，所述金屬層具有大約10微米的厚度；以及與第一基礎層相鄰并被配置成支撐金屬層的第二基礎層，所述第二基礎層具有大約 100微米的厚度。
14.一種觸敏設備，包括被配置成感測物體觸摸所述觸敏設備的觸摸傳感器層；以及介電層，所述介電層具有大約2. 3或更小的介電常數并且附著在觸摸傳感器層之上， 以便基本減小觸敏設備中與物體的接地狀況相關聯(lián)的負像素效應。
15.根據權利要求14所述的觸敏設備，其中介電層被配置成基本減小在所述物體沒有 接地時物體與觸摸傳感器層之間形成的電容的量值。
16.根據權利要求14所述的觸敏設備，其中觸摸傳感器層包括至少一個印刷層，所述 印刷層被配置成形成電容并且在所形成的電容中具有與物體的觸摸相關聯(lián)的變化。
17.—種制造觸敏設備的方法，包括在觸敏設備的覆蓋層與觸摸傳感器層之間提供介電層；以及使用介電層在觸敏設備中形成低于大約0. 0305皮法/平方毫米的總單位面積電容。
18.根據權利要求17所述的方法，還包括提供單位面積電容大約為0.0407皮法/平 方毫米的介電層。
19.根據權利要求17所述的方法，還包括提供單位面積電容大約為0.0221皮法/平 方毫米的介電層。
20.根據權利要求17所述的方法，還包括使用介電層在觸敏設備中形成小于大約 0. 0187皮法/平方毫米的總單位面積電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在覆蓋層與觸摸傳感器層之間具有介電層的觸敏設備。介電層可以減小物體觸摸設備的不良接地相關聯(lián)的負像素效應。該介電層可以將設備的單位面積電容減小到大約0.0305皮法/平方毫米以下，由此減小負像素效應。此外，該介電層可以具有大約0.50毫米或更大的厚度，和/或其介電常數可以是大約2.3或更小，由此減小負像素效應。
文檔編號G06F3/041GK102053749SQ20101052648
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者J·E·克拉一多, P·J·P·唐, S·J·喬伊 申請人:蘋果公司