專利名稱：?jiǎn)螌佑|摸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及觸摸傳感器的領(lǐng)域，且特別是涉及電容傳感器。背景近年來(lái)，觸摸板或電容傳感器設(shè)備已變得日益增多地結(jié)合在各種行業(yè)和產(chǎn)品自 中。通常，這些傳感器具有同時(shí)檢測(cè)多個(gè)物體(例如手指)的能力。觸摸傳感器是用戶接口系統(tǒng)的昂貴的部分。觸摸傳感器的高成本的一個(gè)原因是平 統(tǒng)的傳感器使用在多個(gè)基板上形成的多個(gè)材料層或具有一系列“跳線”的單個(gè)基板來(lái)在f 獨(dú)的電極段之間形成電連接，并且使它們與和它們交叉的其余電極絕緣。附圖簡(jiǎn)述作為例子而不是限制在附圖的圖中示出本公開。

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的觸摸傳感器設(shè)備的簡(jiǎn)化平面圖；圖2是沿線2-2截取的圖1的觸摸傳感器設(shè)備的簡(jiǎn)化剖視圖；圖3是觸摸傳感器陣列的一個(gè)實(shí)施方式的平面圖；圖4是更詳細(xì)地示出圖3的觸摸傳感器陣列的一部分的平面圖；圖5是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖6是圖1的觸摸傳感器陣列的邊框部分的平面圖；圖7和圖8是分別沿線7-7和8-8截取的圖6的邊框部分的剖視圖；圖9、圖10和圖11是示出了觸摸傳感器陣列的邊框部分在其形成期間的一個(gè)實(shí)方 方式的平面圖；圖12是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖13是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖14是示出了觸摸傳感器陣列的邊框部分和柔性印刷電路(FPC)的示意性平豆 圖；圖15是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖16是示出了圖15的呈現(xiàn)細(xì)節(jié)A的觸摸傳感器陣列的一部分的平面圖；圖17是沿線17-17截取的圖16的觸摸傳感器陣列的剖視圖；圖18是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖19是示出了圖18中的呈現(xiàn)細(xì)節(jié)A的觸摸傳感器陣列的一部分的平面圖；圖20是示出了圖18中的呈現(xiàn)細(xì)節(jié)B的觸摸傳感器陣列的一部分的平面圖；圖21是示出了觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的平面圖；圖22是觸摸傳感器陣列的另一實(shí)施方式的一部分的平面圖23-25是圖22的觸摸傳感器陣列的側(cè)視圖；圖26-30是示出了根據(jù)各種可選的實(shí)施方式的傳感器電極的平面圖；及圖31是示出了電子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。詳細(xì)描述在本描述中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施方式”或“實(shí)施方式”的提及意指結(jié)合該實(shí)施方式描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式中。位于本描述中的不同地方的措辭“在一個(gè)實(shí)施方式中”不一定指的是同一實(shí)施方式。在下面的詳細(xì)描述中，為了解釋的目的，許多具體細(xì)節(jié)被闡明，以便提供對(duì)本申請(qǐng)的主題的透徹理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，所公開的實(shí)施方式、所主張的主題及它們的等同物可以被實(shí)踐，而無(wú)需這些具體細(xì)節(jié)。本詳細(xì)描述包括對(duì)附圖的參考，附圖形成了本詳細(xì)描述的一部分。附圖示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的圖解。在本文中也可稱為“實(shí)施例”的這些實(shí)施方式被足夠詳細(xì)地描述以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本文所描述的主張的主題的實(shí)施方式。實(shí)施方式可被組合，其它實(shí)施方式可被使用，或者結(jié)構(gòu)、邏輯以及電的變化可被做出，而不偏離所主張的主題的范圍和精神。應(yīng)理解，本文所描述的實(shí)施方式并不是用來(lái)限制本主題的范圍，而是更確切地使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`、完成和/或使用本主題。過(guò)去，已嘗試減少觸摸傳感器的層的數(shù)量，及因此減少觸摸傳感器的制造成本。有幾種可用的單層傳感器，其只適合于單個(gè)觸摸接收。這些傳感器通常使用一系列電極，所述電極的寬度從電極的一端到另一端線性地變化。使用沿電極的長(zhǎng)度的信號(hào)變化，沿電極的軸線的坐標(biāo)被確定。在與電極軸線垂直的方向上的坐標(biāo)通過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)字化方法來(lái)確定。單層多觸摸傳感器的另一種可能使用填充傳感器區(qū)域的焊盤的陣列并在自電容感應(yīng)模式中單獨(dú)地感測(cè)焊盤(或電極)中的每一個(gè)。然而,這需要針對(duì)感應(yīng)焊盤中的每一個(gè)的獨(dú)立的跡線和控制器芯片上的非常大量的測(cè)量通道和引腳，以對(duì)甚至小尺寸的傳感器得到可接受的準(zhǔn)確度。本發(fā)明的實(shí)施方式允許用于對(duì)感應(yīng)焊盤尋址，而不需要控制器上的不切實(shí)際地大的數(shù)量的測(cè)量端口或引腳。此外，實(shí)現(xiàn)沒(méi)有邊框的多觸摸傳感器的方法在本文中被公開，且這樣的傳感器的性能被論證。本文所描述的實(shí)施方式提供了一種觸摸傳感器設(shè)備和用于形成具有單層有效區(qū)域的觸摸傳感器設(shè)備的方法。此外，給觸摸傳感器設(shè)備提供布線方案以及同時(shí)檢測(cè)多個(gè)接觸點(diǎn)(即，“觸摸”)所需的層(或跡線)，所述布線方案使電線的數(shù)量最小化。作為結(jié)果，總的制造成本可被降低。圖1和圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的觸摸傳感器設(shè)備或電容感應(yīng)設(shè)備I的簡(jiǎn)化圖。在一個(gè)實(shí)施方式中，觸摸傳感器設(shè)備I是具有可見區(qū)域(或部分)2和不可見區(qū)域3的“觸摸屏”設(shè)備。觸摸傳感器設(shè)備I包括布置在觸摸傳感器陣列(或部件)5下方的液晶顯示器(LCD)面板4。如通常所理解的，可見區(qū)域2可對(duì)應(yīng)于觸摸傳感器陣列5的透明區(qū)域的尺寸和形狀，而不可見區(qū)域可對(duì)應(yīng)于觸摸傳感器陣列5的不透明區(qū)域，所述不透明區(qū)域可被外殼(未示出)覆蓋。觸摸傳感器陣列5包括通過(guò)粘合劑7貼到其與LCD面板相對(duì)的一側(cè)的覆蓋層(或保護(hù)層)6。觸摸傳感器設(shè)備I還包括從其延伸的柔性印刷電路(FPC)引線8，如下所述，柔性印刷電路(FPC)引線8可用于將電信號(hào)按規(guī)定路線發(fā)送到觸摸傳感器陣列10和從觸摸傳感器陣列10按規(guī)定路線發(fā)送電信號(hào)。
圖3是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的電容(或觸摸)傳感器陣列10的平面圖。觸摸傳感器陣列10包括基板12，基板12具有中心(或有效)部分14和在中心部分14的相對(duì)側(cè)上的靠近基板12的邊緣的外側(cè)(或邊框)部分16。基板12的中心部分14可對(duì)應(yīng)于觸摸傳感器設(shè)備2 (圖1)的可見區(qū)域，且基板12的外側(cè)部分16可對(duì)應(yīng)于觸摸傳感器設(shè)備2的不可見區(qū)域6。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板12由具有高的光透射率的電絕緣材料例如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其組合制成。
電極的陣列在基板12的中心部分14上形成，電極的陣列包括第一組(或多個(gè))電極(也稱為“第一電極”)18和第二組電極(也稱為“第二電極”)20。在圖3所示的實(shí)施方式中，第一電極18實(shí)質(zhì)上是“梳”狀的，具有如圖3所示的面向下的梳狀構(gòu)件。在所描繪的實(shí)施方式中，包括五個(gè)第一電極18，其被水平地布置(如圖3所示)并實(shí)質(zhì)上沿基板14的中心部分14的整個(gè)寬度延伸。應(yīng)理解其它實(shí)施方式可使用不同數(shù)量的電極的想法。
仍參照?qǐng)D3，第二電極20實(shí)質(zhì)上是“E”形的，且被布置成使得其構(gòu)件向上延伸(如圖3所示)。在所示的實(shí)施方式中，包括三十個(gè)第二電極20，其被布置在行(B卩，水平行)22 及列(即，垂直行)24中， 其中每個(gè)第二電極20與第一電極18中的一個(gè)相關(guān)。在所示的示例性實(shí)施方式中，每一行22中包括第二電極20中的六個(gè)，且每一列24包括第二電極20中的五個(gè)。在每一行22內(nèi)，第二電極20與相應(yīng)的第一電極18配對(duì),使得從第一電極18和第二電極20延伸的構(gòu)件是相互交錯(cuò)的。然而，圖3所示的特定的模式是示例性的，且可以不是相互交錯(cuò)的其它電極形狀是可能的。
如圖2所示，第二電極20的尺寸和形狀在基板12的整個(gè)中心部分14上改變。特別是，第二電極20的水平(如圖1所示)部分(或基底部分)25的厚度在更靠近基板12的中心處更大。
如將在下面更詳細(xì)描述的，第一電極18可用作“發(fā)射器”(TX)電極，而第二電極 20可用作“接收器”(RX)電極。然而，應(yīng)理解，這些角色在其它實(shí)施方式中可反轉(zhuǎn)。
現(xiàn)結(jié)合圖3參照?qǐng)D4，觸摸傳感器陣列10還包括在基板12上形成的(第一)多個(gè)導(dǎo)線或主跡線26。在所示的例子中，主跡線26橫穿基板12實(shí)質(zhì)上水平地延伸(如圖4所示)。如所示，主跡線26中的每一個(gè)在其第一端部連接到第一電極18中的相應(yīng)的一個(gè)或第二電極20中的一個(gè)且因此與第一電極18中的相應(yīng)的一個(gè)或第二電極20中的一個(gè)電接觸， 并且具有延伸到基板的外側(cè)部分16的一個(gè)中的第二端部。主跡線26可被認(rèn)為包括與第一電極18相關(guān)(即，接觸)的第一組和與第二電極20相關(guān)的第二組。
第一電極18、第二電極20和主跡線26可由銦錫氧化物(ITO)制成，且可以以實(shí)質(zhì)上平面的方式形成。也就是說(shuō)，盡管在圖3和圖4中未具體示出，但是第一電極18、第二電極20和主跡線2可具有實(shí)質(zhì)上相同的厚度(例如，300埃(A))，且實(shí)質(zhì)上位于同一平面中。
仍參照?qǐng)D3和圖4，絕緣材料(或主體或?qū)?28被耦合或附接到基板12的外側(cè)部分 16。絕緣材料28覆蓋延伸到基板12的外側(cè)部分16上的主跡線26的端部。絕緣材料28 可由例如環(huán)氧樹脂或樹脂材料制成，且具有沉積在基板12上的例如在5和25微米(u m)之間的厚度。應(yīng)注意，絕緣材料(或絕緣主體)28未在基板的中心部分14之上延伸。
(第二)多個(gè)導(dǎo)體或次級(jí)跡線30在基板12的兩個(gè)外側(cè)部分16之上的絕緣材料28 上形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，次級(jí)跡線30由銀制成。在所描繪的實(shí)施方式中特別關(guān)注的是，次級(jí)跡線30中的每一個(gè)電連接到與第一電極18中的一個(gè)相關(guān)的一個(gè)(且僅一個(gè))主跡線26或與在第二電極的列24的一個(gè)(且僅一個(gè))中的第二電極20相關(guān)的全部主跡線26。例如，特別參照?qǐng)D4，“第一”次級(jí)跡線30a (B卩，在圖4中從左向右數(shù))電連接到最頂端的第一電極18a (通過(guò)合適的主跡線26)，而“第六”次級(jí)跡線30b電連接到第二電極20的最左列24中的所有第二電極20。次級(jí)跡線30和主跡線26之間的剩余的電連接及因此剩余的電極18和20在圖3和圖4中被示出，并且與基板12的兩個(gè)外側(cè)部分16中的類似。絕緣材料28使每個(gè)次級(jí)跡線30與其它主跡線26 (即，特定的次級(jí)跡線30未電連接到的主跡線)電分離。例如，在圖4中，絕緣材料28使“第六”次級(jí)跡線30b與連接到第二電極20的主跡線26絕緣，所述第二電極20不在第二電極20的最左列24中。也就是說(shuō)，連接到第二電極20的不在最左列24中的主跡線26在“第六”次級(jí)跡線30b的下面延伸，而不產(chǎn)生到“第六”次級(jí)跡線30b的電連接。絕緣材料28的結(jié)構(gòu)連同次級(jí)跡線26的結(jié)構(gòu)一起將在下面被更詳細(xì)地描述。因此，次級(jí)跡線30提供了每一“對(duì)”第一電極18和第二電極20 (即，第一電極18中的一個(gè)和與該特定的第一電極18相關(guān)且相互交錯(cuò)的第二電極20中的一個(gè))的唯一的電連接。例如，再次參照?qǐng)D4，一個(gè)這樣的電極對(duì)可包括最頂端的第一電極18和頂行22中的最左側(cè)的第二電極20。通過(guò)次級(jí)跡線30，特別通過(guò)“第一”次級(jí)跡線30a和“第六”次級(jí)跡線30b給這對(duì)電極提供電連接。然而，通過(guò)最左側(cè)的次級(jí)跡線30和“第五”次級(jí)跡線30給包括最頂端的第一電極18和在頂行22中的右邊的下一第二電極20的電極對(duì)提供電連接，如圖4所示。還應(yīng)理解，觸摸傳感器陣列12可包括圖中未示出的一組額外的跡線。這組額外的跡線可用來(lái)提供地線，以電隔離第一電極18和連接到第二電極20的緊鄰的主跡線26。因此，接地跡線中的每一個(gè)可以以類似于相應(yīng)的主跡線26的方式電連接到次級(jí)跡線30中的一個(gè)。接地跡線可都被連接到同一次級(jí)跡線，該次級(jí)跡線用來(lái)將接地跡線連接到系統(tǒng)地線。在圖3和圖4所示的特定的例子中，三十對(duì)電極被包括，且唯一的電連接使用十二個(gè)次級(jí)跡線30被提供給所述電極對(duì)中的每一個(gè)，而基板12的中心(或有效)部分14僅包括在其上形成的結(jié)構(gòu)的單個(gè)層。應(yīng)注意，在其它實(shí)施方式中，絕緣材料28可以是附接到基板12的柔性基板，例如FPC0然而，在使用了 FPC的實(shí)施方式中，主跡線26和次級(jí)跡線30之間的電連接可以類似于上面描述及圖3和圖4中示出的那些跡線以及下面關(guān)于圖5-11所描述的那些跡線。換言之，當(dāng)示意性地被考慮時(shí)，圖3、圖4和圖5-11可被理解為在使用在基板12上形成的絕緣材料的實(shí)施方式以及使用FPC的實(shí)施方式中示出主跡線26和次級(jí)跡線30之間的電連接。在操作中，次級(jí)跡線30耦合到電子系統(tǒng)(其例子在下面被描述)(即，與電子系統(tǒng)有效地通信)。通常，通過(guò)將信號(hào)提供給第一電極18 (S卩，TX電極)中的一個(gè)同時(shí)將其它的第一電極18接地來(lái)操作電容傳感器陣列10。通過(guò)將被驅(qū)動(dòng)的第一電極18電耦合到與被驅(qū)動(dòng)的第一電極18相關(guān)的第二電極20，在與被驅(qū)動(dòng)的第一電極18相關(guān)的第二電極20中生成信號(hào)。由于在傳感器陣列10的那個(gè)部分上或附近的物體(例如，手指)的存在，在第二電極20中感生的信號(hào)可能改變。第二電極20中的信號(hào)變化表不第二電極20和相應(yīng)的第一電極之間的電容的變化(即，“互電容”)。此過(guò)程對(duì)第一電極18中的每一個(gè)和相關(guān)行的第二電極20中的每一個(gè)不斷重復(fù)。
在圖3所示的實(shí)施方式中，第二電極20的主跡線26被布線到基板12的長(zhǎng)(較長(zhǎng)) 側(cè)。如所示，連接到第二電極20的占據(jù)中心部分14的左側(cè)(B卩，更接近左邊的外側(cè)部分16) 的主跡線26延伸到左邊的外側(cè)部分16中。同樣，連接到第二電極20的占據(jù)中心部分14的右側(cè)(即，更接近右邊的外側(cè)部分16)的主跡線26延伸到右邊的外側(cè)部分16中。第一電極 18的主跡線26被布置成使得一些朱跡線(例如，對(duì)于中心部分14的上部區(qū)域中的第一電極 18)延伸到左邊的外側(cè)部分16中，而其余的主跡線26 (例如，對(duì)于中心部分14的下部區(qū)域中的第一電極)延伸到右邊的外側(cè)部分16中。這種布線方法可使側(cè)邊框的尺寸最小化，且還使傳感器行22之間的間隙的寬度最小化。
雖然圖3所示的“側(cè)”邊框拓?fù)淇墒褂迷诓Ａ闲纬傻腎TO來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是它可能最適合于PET上的ΙΤ0，因?yàn)樵谠撏負(fù)渲校髹E線26的長(zhǎng)度與下面描述的“底部”邊框拓?fù)湎啾仁窍鄬?duì)短的。此外，由于電極的幾何配置，在連續(xù)的行之間的間隙中有少得多的跡線。 因此，側(cè)邊框配置中的跡線可以更寬，且用于跡線的材料可具有更高的薄層電阻。通常，與 ITO/玻璃的薄層電阻相比，ΙΤ0/ΡΕΤ具有更高的薄層電阻。
此外，為了保持比ITO/玻璃技術(shù)更低的制造成本，光刻術(shù)通常不用來(lái)將ΙΤ0/ΡΕΤ 圖案化。因此，ΙΤ0/ΡΕΤ中的最小線寬和間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ITO/玻璃中的最小線寬和間隔。然而，在側(cè)邊框傳感器中，可容許較高的薄層電阻和更大的跡線寬度。因此，具有更大的ITO 薄層電阻和更寬的跡線的Ι /ΡΕΤ可對(duì)側(cè)邊框拓?fù)涫莾?yōu)選的。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的觸摸傳感器陣列10。與圖3所示的實(shí)施方式類似，圖5所示的觸摸傳感器陣列10包括具有有效部分14和邊框部分16的基板12。 然而，只有沿基板12的底部(如圖5所示)邊緣的一個(gè)邊框部分16被包括。觸摸傳感器陣列10還包括第一電極18和第二電極20的陣列。與圖3的基板相比，如圖5所示的基板12 被旋轉(zhuǎn)，使得列24對(duì)應(yīng)于第一電極18，且行22對(duì)應(yīng)于第二電極20。
因?yàn)橹挥幸粋€(gè)邊框部分16，所以所有主跡線26橫穿整個(gè)有效部分14從第一電極 18和第二電極20向基板12的底部延伸。在邊框部分16內(nèi)，主跡線26以與上面所描述的方式類似的方式電連接到次級(jí)跡線30(S卩，使得每個(gè)電極對(duì)通過(guò)唯一一對(duì)次級(jí)跡線30被提供電連接)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，由于跡線的電阻，圖5所示的實(shí)施方式可以更適合于更小的設(shè)備(例如，具有穿過(guò)例如10厘米或更小的有效區(qū)域14的對(duì)角線長(zhǎng)度)。
圖6、圖7和圖8更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基板12的外側(cè)部分16上的絕緣材料28、主跡線26和次級(jí)跡線30。所示的例子包括九個(gè)主跡線26，主跡線 26中的七個(gè)電連接到第一次級(jí)跡線30(圖7)，且主跡線26中的兩個(gè)(更遠(yuǎn)地延伸到絕緣材料28中)電連接到第二次級(jí)跡線30 (圖8)。電連接通過(guò)填充有導(dǎo)電材料34的通孔32產(chǎn)生。如在圖7中具體示出的，至少部分地由于在這些位置處形成的通孔32和導(dǎo)電材料34 的缺乏，主跡線26中的兩個(gè)通過(guò)絕緣材料28與次級(jí)跡線30中的第一個(gè)絕緣。
圖9、圖10和圖11示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的基板12的外側(cè)(或邊框)部分16和用于形成主跡線26和次級(jí)跡線30之間的連接的工藝。雖然未具體示出，但為了形成電極 (例如，圖3中的電極18和20)，一層透明的導(dǎo)電材料例如ITO或銀納米粒子薄膜可被沉積在基板12上(或之上)。所使用的沉積方法可取決于所選擇的材料。例如，如果材料為ΙΤ0，則該材料可通過(guò)真空濺射來(lái)沉積。如果材料是銀納米粒子，則該材料可通過(guò)各種技術(shù)例如浸潰法、旋涂等來(lái)沉積。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，導(dǎo)電材料的薄層電阻小于或等于50歐姆/平方米。然后，導(dǎo)電層可被圖案化。圖案化可通過(guò)各種方法實(shí)現(xiàn)。例如，抗蝕層可沉積在導(dǎo)電層上，且導(dǎo)電材料可在選定的區(qū)域中被化學(xué)地除去?？蛇x地，將導(dǎo)電層圖案化可通過(guò)使用諸如激光燒蝕和等 離子體蝕刻的方法將材料從選定區(qū)域中除去來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為另一備選方案，通過(guò)使用掩模，導(dǎo)電層可只沉積在基板12的期望區(qū)域上。換句話說(shuō)，導(dǎo)電材料可以以最終的期望圖案(即，以合適的形狀，以形成電極18和20及主跡線26)沉積。在這樣的情況下，不除去材料是必要的。作為另一備選方案，圖案可通過(guò)剝離工藝生成。在這樣的工藝中，掩模材料被敷設(shè)在選定區(qū)域上的裸基板12上，其中導(dǎo)電材料是不需要的。然后，導(dǎo)電材料被無(wú)差別地沉積在整個(gè)基板上。接著，掩模材料可從基板12中被化學(xué)地除去，以在選定區(qū)域中留下導(dǎo)電材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，完成的圖案具有30 μ m的最小線寬和IOym的最小間隔。現(xiàn)參照?qǐng)D9，圖案化被執(zhí)行，使得主跡線26延伸到基板12的外側(cè)部分16中。絕緣材料(或介電層)28沉積(例如，使用絲網(wǎng)印刷)在基板12的外側(cè)部分16上，使得主跡線26的端部被覆蓋。絕緣材料28包括一系列通孔32，通孔32中的每一個(gè)位于主跡線26的相應(yīng)的一個(gè)之上。介電材料28可以是任何可用的絕熱固化或UV固化油墨，例如LPI抗蝕劑和丙烯酸樹脂。現(xiàn)參照?qǐng)D10，通孔32接著被填充有導(dǎo)電材料，以在通孔32的每一個(gè)中形成導(dǎo)電通孔34，其與相應(yīng)的主跡線26接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成導(dǎo)電通孔34的導(dǎo)電材料是銀油墨或銅油墨。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用與用來(lái)形成次級(jí)跡線30相同的材料且在與用來(lái)形成次級(jí)跡線30相同的過(guò)程步驟期間來(lái)形成導(dǎo)電通孔34。在這樣的實(shí)施方式中，絕緣材料28足夠薄，以允許次級(jí)跡線30的材料流入通孔32中，并可靠地接觸主跡線26。然而，絕緣材料28可足夠厚，使得它不具有任何細(xì)孔或針孔。在優(yōu)選實(shí)施方式中，絕緣材料28在5-10 μ m厚之間。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，絕緣材料28是黑色的，并充當(dāng)觸摸傳感器陣列10周圍的裝飾帶。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，通孔最初填充有黑碳墨。然后，如圖11所示，次級(jí)跡線30在絕緣材料28上形成，每個(gè)次級(jí)跡線30在導(dǎo)電通孔34中的一個(gè)(或多個(gè))上延伸并接觸導(dǎo)電通孔34中的一個(gè)(或多個(gè))。因此，次級(jí)跡線30中的每一個(gè)通過(guò)導(dǎo)電通孔34電連接到主跡線26中的一個(gè)(或多個(gè))。因此，導(dǎo)電通孔34可代表接觸點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)，用于使次級(jí)跡線30電連接到相應(yīng)的主跡線26。應(yīng)注意，這些接觸點(diǎn)在基板12的中心部分14的外部(即，未定位在其上)。黑油墨可用作絕緣材料28，以隱藏外側(cè)部分16中的跡線和互連。如果觸摸傳感器設(shè)備是透鏡上傳感器(SOL)設(shè)計(jì)，則隱藏金屬跡線可能是合乎需要的。在透鏡上的傳感器是包括透鏡和放置在其底表面上的電極的觸摸傳感器設(shè)備。在這樣的實(shí)施方式中，黑油墨可用來(lái)隱藏次級(jí)跡線，且提供主跡線26和次級(jí)跡線30之間的隔離。黑油墨中的通孔32仍可顯示次級(jí)跡線30。為了防止這種情況，通孔32可填充有導(dǎo)電碳墨(其也是黑色的)。導(dǎo)電油墨的使用也便于主跡線26和次級(jí)跡線30之間的良好電連接的形成。其它顏色可用于絕緣材料28。例如，白色的絕緣層可被使用。在這樣的實(shí)施方式中，在次級(jí)跡線30形成之前，通孔32用白色的ITO油墨填充，白色的ITO油墨是ITO和白色顏料的混合物。白色的ITO也是導(dǎo)電油墨，且因此適合于形成導(dǎo)電通孔34。
在一個(gè)實(shí)施方式中，絕緣材料(或主體)28每當(dāng)必要時(shí)只被涂敷在主跡線26上，以避免不期望的接觸。這樣的實(shí)施方式便于減小用于互連的邊框的面積，減少用在工藝中的絕緣材料的量以及消除在產(chǎn)生主跡線26和次級(jí)跡線30之間的良好接觸時(shí)的任何潛在的困難，因?yàn)橥缀蛯?dǎo)電通孔是不需要的。圖12示出了根據(jù)另一實(shí)施方式的包括一行第二電極 20、主跡線26和基板12的外側(cè)部分16的這樣的實(shí)施方式。
如所示，因?yàn)橹髹E線26延伸到外側(cè)部分16中，所以主跡線26“成扇形展開”。即， 因?yàn)橹髹E線26延伸到基板12的外側(cè)部分16中，所以相鄰的主跡線26之間的距離增加。另外，在圖12所示的實(shí)施方式中特別關(guān)注的是絕緣材料(或主體)28的尺寸和形狀(例如，“多邊形”形狀)，這允許絕緣材料28適當(dāng)?shù)亟^緣并連接主跡線26和次級(jí)跡線30而沒(méi)有在其中形成的通孔和/或?qū)щ娡?。更具體地，絕緣材料28允許次級(jí)跡線30在合適的主跡線26 上通過(guò)，并保持與該合適的主跡線26絕緣。在所示的例子中，第一絕緣主體28用于選擇性地使連接到第二電極20的主跡線26與次級(jí)跡線30絕緣，而第二絕緣主體28用于選擇性地使連接到第一電極18的主跡線26與次級(jí)跡線30絕緣。
如所示,第一絕緣主體28被成形為具有多個(gè)層(tier)或部分,使得當(dāng)絕緣材料從基板12的中心部分14延伸時(shí)絕緣材料的寬度減小。此外，應(yīng)注意，兩個(gè)最外側(cè)的次級(jí)跡線 30未在第一絕緣主體28之上延伸。因此,第一絕緣主體28的尺寸和形狀允許所示的主跡線26中的每個(gè)電連接到次級(jí)跡線30中的僅僅一個(gè)，同時(shí)使所使用的絕緣材料的量最小化。 同樣，第二絕緣主體28使連接到第一電極18的主跡線26與除最外側(cè)的次級(jí)電極之外的所有次級(jí)電極絕緣，同時(shí)也使所使用的絕緣材料的量最小化。
為了減少邊框(或外側(cè)部分16)中的布線區(qū)域，邊框區(qū)域中的跡線寬度和跡線的間隔被最小化。在優(yōu)選實(shí)施方式中，10-50 μ m的金屬跡線線寬和10-50 μ m的間隔被用在邊框區(qū)域中。
當(dāng)跡線非常窄(例如10-50 μ m)時(shí)，在主跡線26和次級(jí)跡線30之間建立低的接觸電阻可能是困難的，除非該接觸區(qū)域足夠大。仍參照?qǐng)D12，在一個(gè)實(shí)施方式中，主跡線26的端部被“彎曲”成L形圖案，以增加主跡線26和次級(jí)跡線30之間的接觸區(qū)域。更具體地， 主跡線26的端部在實(shí)質(zhì)上與次級(jí)跡線30延伸的方向平行的方向上彎曲。
如參照?qǐng)D3所提到的，在一些實(shí)施方式中，第二電極20的基底部分25的寬度改變，以填充以其它方式創(chuàng)建的空隙空間。再次參照?qǐng)D12，最接近邊框的第二電極20 (S卩，第一個(gè)第二電極)使用短的主跡線26，且使用最小的基底部分寬度。下一個(gè)主跡線26被定位在至少第一主跡線26的寬度(例如10-50 μ m)加上距離第一個(gè)第二電極20的基底部分的最小間隔處，并且也可具有30-50 μ m的最小寬度。因此，下一個(gè)第二電極20的基底部分可具有比第一個(gè)第二電極20的基底寬度寬一個(gè)量的寬度，該量等于例如與相鄰主跡線26之間的距離組合的主跡線26的寬度。使用這樣的布局方法，每個(gè)隨后的第二電極20的基底可增加固定的量，該固定的量等于與跡線間隔組合的跡線寬度。
應(yīng)注意，組件在基板12上形成的順序可被改變。例如，再次參照?qǐng)D12，在絕緣主體 28和主跡線26被形成之前，次級(jí)跡線30可在基板12的外側(cè)部分16上形成。例如，次級(jí)跡線30可以以平坦的、平面的方式(即，不在絕緣主體28之上)在外側(cè)部分16上形成。然后，絕緣主體28可在次級(jí)跡線30上形成。然后，主跡線26 (連同電極18和20—起)可于是被形成，使得它們?cè)诮^緣主體28之上延伸，并以與上面所描述的方式類似的方式與次級(jí)跡線30連接。在這樣的實(shí)施方式中，主跡線26、次級(jí)跡線30和絕緣主體28之間的橫向空間關(guān)系可與圖12所示的類似。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的觸摸傳感器陣列10，其可特別好地適合于大屏幕應(yīng)用(例如，具有大于25cm的對(duì)角線長(zhǎng)度)。如當(dāng)將圖3和圖5所示的實(shí)施方式與圖13所示的實(shí)施方式比較時(shí)可以明顯的，圖13所示的實(shí)施方式是側(cè)邊框拓?fù)浜偷撞窟吙蛲負(fù)涞慕M合。也就是說(shuō)，盡管邊框(或外側(cè))部分16被定位在側(cè)面上，但是這兩個(gè)邊框部分16包括連接到第一電極18和第二電極20的主跡線26 (和次級(jí)跡線30)。當(dāng)與圖5所示的底部邊框拓?fù)湎啾葧r(shí)，圖13所示的實(shí)施方式可被認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)了 90度且關(guān)于穿過(guò)中心部分14延伸的中心線37 “鏡像”的底部邊框配置。然而，如所示，電極的每一行22只包括橫穿整個(gè)中心部分14延伸的一個(gè)第一電極18，其通過(guò)單獨(dú)的主跡線26連接到每個(gè)邊框部分16 (即，第一電極18被連接到這兩個(gè)邊框部分)。
、
如上所討論的，在其它實(shí)施方式中，跡線的多層布線可通過(guò)使用柔性印刷電路(FPC)(和/或FPC引線)來(lái)完成，柔性印刷電路包括具有在其上形成的一系列跡線(即，次級(jí)跡線)的柔性絕緣基板(即，由絕緣材料制成)。在這樣的實(shí)施方式中，F(xiàn)PC引線可在有效部分14的一個(gè)(或多個(gè))邊緣處耦合到基板(例如基板12)，且可被纏繞在基板12周圍，有效地除去了陣列的邊框部分16。圖14示意性地示出了使用了 FPC (和/或FPC引線)36的實(shí)施方式。如所示，與上述實(shí)施方式類似，基板12包括延伸到基板12的外側(cè)部分16上的主跡線26。然而，基板接合焊盤38 (例如，由ITO或銀制成)在主跡線26中的每一個(gè)的端部處形成。雖然未在圖14中具體示出，但是FPC36包括與一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層(例如，銅)交錯(cuò)的一個(gè)或多個(gè)柔性絕緣層(例如聚酰胺、聚酰亞胺或PET)，柔性絕緣層可形成(或蝕刻)為一系列跡線(B卩，次級(jí)跡線30)，所述一系列跡線在其端部具有FPC接合焊盤40。每個(gè)基板接合焊盤38電連接到唯一的FPC接合焊盤40。以與上述在基板材料28上形成的絕緣材料28類似的方式，主跡線26和次級(jí)跡線30之間的期望互連在FPC 36內(nèi)產(chǎn)生。例如，在圖14中示出的是，來(lái)自左邊的第二主跡線26通過(guò)FPC 36上的次級(jí)跡線30連接到來(lái)自左邊的第八主跡線26。連接到FPC 36上的芯片42并遇到連接到來(lái)自左邊的第二焊盤40的跡線30的其它次級(jí)跡線30將必須“跳過(guò)”該跡線(或保持與該跡線絕緣)，以避免不需要的電連接。這些跳躍在圖14中由參考數(shù)字44示意性地示出。在FPC中，通過(guò)使用在FPC引線上的兩個(gè)導(dǎo)電層和將所述兩個(gè)層互連的通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)這些互連。圖15-17示出了觸摸傳感器陣列10的實(shí)施方式，其可使用圖5所示的底部邊框拓?fù)洹Ｈ欢?，如所示，基?2被旋轉(zhuǎn)了 90度，使得邊框部分16被定位在基板12的右側(cè)上。在本實(shí)施方式中，F(xiàn)PC引線36用于按規(guī)定路線發(fā)送來(lái)自圖14所示的主跡線26的信號(hào)(例如，通過(guò)接合焊盤38和40)，以及連接到外部系統(tǒng)。如圖17中具體示出的，主跡線26和次級(jí)跡線30之間的電連接(在FPC 36上形成)經(jīng)由主跡線26的端部處的基板接合焊盤40、接合材料48、在FPC 36上形成的FPC接合焊盤40以及通過(guò)FPC 36 (其使FPC接合焊盤40和次級(jí)跡線30互連)形成的導(dǎo)電材料(或通孔)34來(lái)產(chǎn)生。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，在附接到基板12之前，F(xiàn)PC 36可被制造并配置(B卩，在FPC 36被附接到基板12之前，F(xiàn)PC接合焊盤40、導(dǎo)電通孔34和次級(jí)跡線30可選擇性地在FPC 36上形成)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，接合材料48是各向異性導(dǎo)電薄膜(ACF)，其包括分布在軟絕緣材料的基質(zhì)中的微觀導(dǎo)電球。當(dāng)壓力被施加時(shí)，球彼此接觸并形成電信號(hào)的導(dǎo)電路徑。當(dāng) ACF被放置在傳感器接合焊盤38和FPC接合焊盤40之間時(shí)，壓力只施加在垂直地陷在焊盤 38和40之間的區(qū)域中。因此，導(dǎo)電路徑僅在所述焊盤區(qū)域中(即，每個(gè)傳感器接合焊盤38 和相關(guān)的FPC接合焊盤40之間，即使ACF被放置在基板12上的相鄰的傳感器接合焊盤38 之間和/或FPC上的相鄰的FPC接合焊盤40之間)形成。
圖18-20示出了觸摸傳感器陣列10的實(shí)施方式，觸摸傳感器陣列10可與圖13所示的類似。即，圖15和圖16中的觸摸傳感器陣列10包括兩個(gè)邊框部分16。觸摸傳感器陣列10被布置成使得邊框部分16占據(jù)設(shè)備的頂部部分和底部部分。如圖19所示，頂部邊框部分16使用了在基板上形成的絕緣材料28，例如圖6-11所示的絕緣材料。然而，如圖20 所示，底部邊框部分16使用了 FPC引線36，其用于布線以及用于連接到外部系統(tǒng)。此外， 如圖19和圖20所示，一系列布線的跡線46 (其可類似于在絕緣材料上28形成的次級(jí)跡線 30)沿基板12的中心部分14的邊緣形成。布線的跡線46在頂部邊框部分16處電連接到絕緣材料28上的次級(jí)跡線30，并且電連接到FPC引線36內(nèi)的跡線。應(yīng)理解，在其它實(shí)施方式中，F(xiàn)PC還可用在頂部邊框部分16中，用于將信號(hào)從主跡線26按規(guī)定路線發(fā)送到布線的跡線46 (且不用于連接到外部系統(tǒng))。此外，雖然示出的實(shí)施方式被描繪為具有面向相同方向或被定向在相同方向上的所有第二電極，但在其它實(shí)施方式特別是用在大屏幕應(yīng)用中的實(shí)施方式中，電極可被布置成使得一些電極(例如，在基板12的一半上的電極)面向一個(gè)方向或被定向在一個(gè)方向上，而其余的電極被定向在相反的方向上。
此外，在一些實(shí)施方式中，具有引線的FPC也可用在頂部和底部邊框部分16中，用于按規(guī)定路線發(fā)送來(lái)自主跡線26的信號(hào)，并連接到外部系統(tǒng)(即，頂部邊框部分和底部邊框部分利用單獨(dú)的FPC/FPC引線)。這樣的實(shí)施方式的例子在圖21中示出。
圖22-25示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在圖22_25中特別關(guān)注的是絕緣材料28 在與(第一電極)基板12分離的第二基板50上形成。如所示，第二基板50通過(guò)FPC (或平坦的柔性連接器FFC)36連接到第一基板12。如本領(lǐng)域技術(shù)人員尤其是根據(jù)上述FPC的使用將認(rèn)識(shí)到的，圖22-25中的FPC36用來(lái)通過(guò)在第一基板12 (例如，靠近其邊緣或外側(cè)部分)上形成的接合焊盤、FPC 36上的跡線以及第二基板50上的接合焊盤和額外的跡線來(lái)將第一基板12上的主跡線26電連接到絕緣材料28上的次級(jí)跡線30。因此，圖22所示的次級(jí)跡線30可以與上面所描述的方式類似的方式電連接到第一基板12上的主跡線26。此外，雖然未具體示出，但應(yīng)理解，其它組件例如集成電路以及其它有源和無(wú)源組件可被安裝在(或附接到)第二基板12上。
此外，由于FPC 36的柔韌性質(zhì)(即，與第一和第二基板的剛性材料例如分別玻璃和印刷電路板相反)，第二基板50可被安裝在相對(duì)于第一基板12的不同方向和/或位置中。 這樣的方向和/或位置的例子在圖23-25中示出。
圖26-30示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的第一電極18和第二電極20的可選的形狀和布置。例如，圖26所示的實(shí)施方式包括第一電極18和第二電極20，其包括纏結(jié)的 “螺旋”結(jié)構(gòu)，與前面討論的“梳形”和“E”形結(jié)構(gòu)相反。然而，應(yīng)理解，其它形狀和布置也可被使用，如由圖27-30所示的各種實(shí)施方式示出的。
在其它實(shí)施方式中，不同的材料例如銅、鋁、銀或可被適當(dāng)?shù)貓D案化的任何合適的導(dǎo)電材料可用來(lái)形成電極。此外，F(xiàn)PC可用來(lái)形成電極。在這樣的實(shí)施方式中，F(xiàn)PC中的各種導(dǎo)電層可被適當(dāng)?shù)嘏渲?，以形成如上所述的電極的陣列，以及形成主跡線。因此，應(yīng)理解，電極、跡線和絕緣材料(或主體)都可由單個(gè)適當(dāng)配置的FPC形成。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，這樣的實(shí)施方式可以特別適用于非透明設(shè)備，例如鼠標(biāo)墊、跟蹤板、觸摸板等。此外，在其它實(shí)施方式中，基板可由可以不是透明的其它材料例如任何合適的塑料——包括乙烯基和聚酰胺制成，取決于特定的設(shè)備。在其它實(shí)施方式中，可通過(guò)使用可選的導(dǎo)電材料例如金屬網(wǎng)布置傳感器電極來(lái)形成傳感器。在本實(shí)施方式中，通過(guò)在PET基板上布置金屬網(wǎng)電極來(lái)形成電極。在可選的實(shí)施方式中，金屬網(wǎng)電極可布置在玻璃基板上。在另一實(shí)施方式中，可使用在PET上的銀納米線或在玻璃基板上的銀納米線來(lái)形成電極。在另一實(shí)施方式中，可通過(guò)將玻璃(或其它透明絕緣的)透鏡粘合到布置有傳感器圖案的另一玻璃上來(lái)形成傳感器。在又一實(shí)施方式中，可通過(guò)將玻璃(或其它透明的絕緣材 料)粘合到包含傳感器圖案的PET的板上來(lái)形成傳感器。因此，本文所描述的實(shí)施方式提供了一種電容傳感器設(shè)備，在該設(shè)備的有效部分中具有單層結(jié)構(gòu)，而多層結(jié)構(gòu)被用在邊框(或其它非感應(yīng))部分中，用于布線跡線。多層布線允許跡線的重復(fù)使用，使得該設(shè)備在驅(qū)動(dòng)該設(shè)備的電子系統(tǒng)上使用絕對(duì)最少數(shù)量的跡線和最少數(shù)量的引腳。相對(duì)于上述實(shí)施方式，行22 (例如圖3)之間的間隙由延伸到邊框部分(部分)16中的最大數(shù)量的主跡線26確定。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，優(yōu)選的是，通過(guò)使跡線寬度和跡線之間的間隔最小化來(lái)使間隙尺寸最小化。最小跡線寬度可由跡線的電阻和用于形成跡線的工藝的限制確定?？赏ㄟ^(guò)減小ITO的薄層電阻來(lái)最小化由ITO制成的跡線的寬度。在一些實(shí)施方式中，為了避免相鄰的行(或列)的第一和第二電極之間的交叉耦合，接地跡線可被形成，這將增加最小間隙尺寸。然而，當(dāng)基板是玻璃而不是PET時(shí)，ITO的更低的薄層電阻和更好的跡線寬度及間隔可被實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致相鄰電極之間的間隙尺寸減小。此外，可通過(guò)改變焊盤尺寸(S卩，第二電極20中的一個(gè)的寬度)來(lái)調(diào)整間距尺寸(即，兩個(gè)相鄰傳感器單元或電極的中心之間的距離)。但是，可以優(yōu)選地使用6mm或更小的間距。圖31示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的框圖，電子系統(tǒng)具有用于檢測(cè)導(dǎo)電物體的存在的處理設(shè)備。電子系統(tǒng)100包括處理設(shè)備110、觸摸傳感器板120、觸摸傳感器滑塊130、觸摸傳感器按鈕140、主處理器150、嵌入式控制器160和非電容傳感器元件170。處理設(shè)備110可包括模擬和/或數(shù)字通用輸入/輸出(“GPI0”)端口 107。GPIO端口 107可以是可編程的，且可耦合到可編程互連和邏輯(“PIL”)，PIL充當(dāng)GPIO端口 107和處理設(shè)備110的數(shù)字塊陣列之間的互連。處理設(shè)備110還可包括存儲(chǔ)器，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)105和程序閃存104。RAM 105可以是靜態(tài)RAM (“SRAM”)，且程序閃存104可以是可用來(lái)存儲(chǔ)固件(例如，由處理核心102可執(zhí)行的控制算法，以實(shí)現(xiàn)本文所述的操作)的非易失性存儲(chǔ)器。處理設(shè)備110還可包括耦合到存儲(chǔ)器和處理核心102的存儲(chǔ)器控制器單元(“MCU”)103。
處理設(shè)備110還可包括耦合到系統(tǒng)總線的一個(gè)或多個(gè)模擬塊陣列。模擬塊陣列也可被配置成實(shí)現(xiàn)各種模擬電路(例如ADC、DAC、模擬濾波器等)。模擬塊陣列也可耦合到GPIO 端口 107。
如所示，電容感應(yīng)電路101可被集成到處理設(shè)備110中。電容感應(yīng)電路101可包括模擬1/0，其用于耦合到外部組件，例如觸摸傳感器板120、觸摸傳感器滑塊130、觸摸傳感器按鈕140和/或其它設(shè)備。下面，電容感應(yīng)電路101和處理設(shè)備110被更詳細(xì)地描述。
本文所描述的實(shí)施方式不限于用于筆記本實(shí)現(xiàn)的觸摸傳感器板，而可用在其它電容感應(yīng)實(shí)現(xiàn)中，例如，感應(yīng)設(shè)備可以是觸摸屏、觸摸傳感器滑塊130或觸摸傳感器按鈕140 (例如電容感應(yīng)按鈕)。在一個(gè)實(shí)施方式中，這些感應(yīng)設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)電容傳感器。 本文所描述的操作不限于平板電腦、智能手機(jī)、觸摸屏手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(MID)、GPS導(dǎo)航設(shè)備、電子書、筆記本電腦指示操作，而可以包括其它操作，例如照明控制(調(diào)光)、音量控制、圖形均衡器控制、速度控制或需要漸進(jìn)或離散的調(diào)整的其它控制操作。還應(yīng)注意，電容感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的這些實(shí)施方式可結(jié)合非電容感應(yīng)元件來(lái)使用，這些非電容感應(yīng)元件包括但不限于選取按鈕、滑塊(不包括顯示器亮度和對(duì)比度)、滾動(dòng)輪、多媒體控制(不包括音量，曲目前進(jìn)等)、手寫識(shí)別和數(shù)字鍵盤操作。
在一個(gè)實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)100包括通過(guò)總線121耦合到處理設(shè)備110的觸摸傳感器板120。觸摸傳感器板120可包括多維傳感器陣列。多維傳感器陣列包括被組織為行和列的多個(gè)傳感器元件，例如上面所描述和在例如圖3、圖5和圖13中示出的傳感器陣列。在另一實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)100包括通過(guò)總線131耦合到處理設(shè)備110的觸摸傳感器滑塊130。觸摸傳感器滑塊130可包括一維傳感器陣列。一維傳感器陣列包括被組織為行或可選地組織為列的多個(gè)傳感器元件。在另一實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)100包括通過(guò)總線 141耦合到處理設(shè)備110的觸摸傳感器按鈕140。觸摸傳感器按鈕140可包括一維或多維傳感器陣列。一維或多維傳感器陣列可包括多個(gè)傳感器元件。對(duì)于觸摸傳感器按鈕，傳感器元件可耦合到一起，以檢測(cè)感應(yīng)設(shè)備的整個(gè)表面上的導(dǎo)電物體的存在?？蛇x地，觸摸傳感器按鈕140可以具有單個(gè)傳感器元件，以檢測(cè)導(dǎo)電物體的存在。在一個(gè)實(shí)施方式中，觸摸傳感器按鈕140可包括電容傳感器元件。電容傳感器元件可用作非接觸傳感器元件。這些傳感器元件當(dāng)被絕緣層保護(hù)時(shí)提供對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗。
電子系統(tǒng)100可包括觸摸傳感器板120、觸摸傳感器滑塊130和/或觸摸傳感器按鈕140中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合。在另一實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)100還可包括通過(guò)總線 171耦合到處理設(shè)備110的非電容傳感器元件170。非電容傳感器元件170可包括按鈕、發(fā)光二極管(“LED”)及其它用戶接口設(shè)備，例如鼠標(biāo)、鍵盤或不需要電容感應(yīng)的其它功能鍵。 在一個(gè)實(shí)施方式中，總線171、141、131和121可以是單個(gè)總線?？蛇x地，這些總線可被配置成一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的總線的任何組合。
處理設(shè)備110可包括內(nèi)部振蕩器/時(shí)鐘106和通信塊(“COM”)108。振蕩器/時(shí)鐘106將時(shí)鐘信號(hào)提供給處理設(shè)備110的組件中的一個(gè)或多個(gè)。通信塊108可用來(lái)使用信令協(xié)議通過(guò)主機(jī)接口(“I/F”)線151與外部組件例如主處理器150通信，信令協(xié)議例如但不限于I2C、SPI或USB?？蛇x地，處理塊110也可耦合到嵌入式控制器160以與外部組件例如主機(jī)150通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理設(shè)備110被配置成與嵌入式控制器160或主1機(jī)150通信，以發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。處理設(shè)備110可存在于公共載體基板例如集成電路(“1C”)裸片基板、多芯片模塊基板或類似物上?？蛇x地，處理設(shè)備110的組件可以是一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的集成電路和/或分立組件，在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，處理設(shè)備110可以是由加利福尼亞州San Jos的Cypress半導(dǎo)體公司制造的片上可編程系統(tǒng)(“PSoC ”)處理設(shè)備。可選地，處理設(shè)備110可以是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的一個(gè)或多個(gè)其它處理設(shè)備，例如微控制器、微處理器或中央處理單元、控制器、專用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)、專用集成電路(“ASIC”)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(“FPGA”)或類似設(shè)備。還應(yīng)注意，本文所述的實(shí)施方式不限于具有耦合到主機(jī)的處理設(shè)備的配置，而是可包括測(cè)量感應(yīng)設(shè)備上的電容并將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到主計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，在主計(jì)算機(jī)中，原始數(shù)據(jù)由應(yīng)用分析。實(shí)際上，由處理設(shè)備110完成的處理也可在主機(jī)中完成。電容感應(yīng)電路101可被集成到處理設(shè)備110的IC中，或可選地，集成在單獨(dú)的IC中?？蛇x地，電容感應(yīng)電路101的描述可被生成并編譯，用于合并入其它集成電路中。例如，描述電容感應(yīng)電路101的行為級(jí)代碼或其部分可使用硬件描述語(yǔ)言例如VHDL或Verilog生成，并存儲(chǔ)到機(jī)器可訪問(wèn)介質(zhì)(例如CD-ROM、硬盤、軟盤等)。此外，行為級(jí)代碼可被編譯成寄存器傳輸級(jí)(“RTL”)代碼、網(wǎng)表或甚至電路布局，并存儲(chǔ)到機(jī)器可訪問(wèn)介質(zhì)。行為級(jí)代碼、RTL代碼、網(wǎng)表和電路布局均代表不同級(jí)別的抽象，以描述電容感應(yīng)電路101。應(yīng)注意，電子系統(tǒng)100的組件可包括上述所有組件?？蛇x地，電子系統(tǒng)100可僅包括上述組件中的一些。在一個(gè)實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)100被用在筆記本電腦中?？蛇x地，電子系統(tǒng)100可被用在其它應(yīng)用例如移動(dòng)手機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(“PDA”)、鍵盤、電視機(jī)、遙控器、監(jiān)視器、手持多媒體設(shè)備、手持視頻播放器、手持游戲設(shè)備、或控制面板中。在這種情況下，導(dǎo)電物體是手指,可選地,這種技術(shù)可適用于任何導(dǎo)電物體,例如，導(dǎo)電門開關(guān)、位置傳感器、或觸筆跟蹤系統(tǒng)中的導(dǎo)電筆。雖然出于清楚理解的目的，上述例子有些詳細(xì)地被描述，但本發(fā)明不限于所提供的細(xì)節(jié)。有許多實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可選的方式。所公開的例子是說(shuō)明性的，而非限制性的。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，電容感應(yīng)設(shè)備被提供。電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分和外側(cè)部分的基板。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在中心部分基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。絕緣材料耦合到第一多個(gè)導(dǎo)線的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線耦合到絕緣材料。第二多個(gè)導(dǎo)線和絕緣材料被配置成使得第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的第二端部，且與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其余導(dǎo)線的第二端部絕緣。在另一實(shí)施方式中，電容感應(yīng)設(shè)備被提供。電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分和外側(cè)部分的基板。第一組電極在中心部分基板上形成。第二組電極在基板的中心部分上形成。第二組電極布置在一系列行中，且與第一組電極實(shí)質(zhì)上是共面的。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到第一組電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線在基板上形成。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到第二組電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。絕緣主體耦合到第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)的第二端部和第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)的第二端部。第三多個(gè)導(dǎo)線耦合到絕緣主體，使得每一個(gè)導(dǎo)線電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的一個(gè)的第二端部和與第二組電極的僅僅一行相關(guān)的第二多個(gè)導(dǎo)線的第二端部中的一個(gè)，且與第一組導(dǎo)線中的其余導(dǎo)線的第二端部及與第二組電極的其余行相關(guān)的第二多個(gè)導(dǎo)線的第二端部電絕緣。
在另一實(shí)施方式中，電容感應(yīng)設(shè)備被提供。電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分和外側(cè)部分的基板。第一組電極在中心部分基板上形成。第二組電極在基板的中心部分上形成。第二組電極布置在一系列行中，且與第一組電極實(shí)質(zhì)上上共面。第一多個(gè)導(dǎo)體在基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到第一組電極或第二組電極中的一個(gè)電極的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線耦合到基板。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)在基板的中心部分的外部的節(jié)點(diǎn)處電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一個(gè)，使得第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一組電極中的一個(gè)電極或第二組電極的一行中的多個(gè)電極。
在另一實(shí)施方式中，用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法被提供。多個(gè)電極在基板的中心部分上形成。該基板具有中心部分和外側(cè)部分。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)連接到多個(gè)電極中的至少一個(gè)并從多個(gè)電極中的至少一個(gè)延伸。絕緣材料在基板的外側(cè)部分上并且至少部分地在第一多個(gè)導(dǎo)線中的一些之上形成。第二多個(gè)導(dǎo)線在絕緣材料上形成，其中，第二多個(gè)導(dǎo)線和絕緣材料被配置成使得第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些，且與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線絕緣。
在另一實(shí)施方式中，用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法被提供。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在基板的中心部分上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。絕緣主體附接到與第一多個(gè)導(dǎo)線的第二端部相鄰的基板的外側(cè)部分。絕緣主體上的第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)通過(guò)絕緣主體與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其余導(dǎo)線的第二端部絕緣。
在另一實(shí)施方式中，用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法被提供。具有中心部分和外側(cè)部分的基板被提供。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在中心部分基板之上形成。第一多個(gè)跡線在基板上形成。第一多個(gè)跡線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。絕緣主體在基板的外側(cè)部分上形成。絕緣主體在其第一部分處具有第一寬度，且在其第二部分處具有第二寬度。第一寬度大于第二寬度。第二多個(gè)跡線在基板的外側(cè)部分上形成。第一多個(gè)跡線、第二多個(gè)跡線和絕緣材料被布置成使得第二多個(gè)跡線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)跡線中的至少一些，且與第一多個(gè)跡線中的其它跡線絕緣。
在另一實(shí)施方式中，電容感應(yīng)設(shè)備被提供。該電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分、第一外側(cè)部分和第二外側(cè)部分的基板。第一外側(cè)部分和第二外側(cè)部分在中心部分的相對(duì)側(cè)上。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在中心部分基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的第一外側(cè)部分或第二外側(cè)部分上的第二端部。第一絕緣主體耦合到基板的第一外側(cè)部分。第二絕緣主體耦合到基板的第二外側(cè)部分。第二多個(gè)導(dǎo)線被包括。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)耦合到第一絕緣主體或第二絕緣主體。第二多個(gè)導(dǎo)線、第一絕緣主體和第二絕緣主體被配置成使得第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到基板的相應(yīng)的外側(cè)部分上的第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的第二端部，并通過(guò)相應(yīng)的絕緣主體與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線絕緣。
在另一實(shí)施方式中，電容感應(yīng)設(shè)備被提供。電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分和外側(cè)部分的第一基板。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在第一基板的中心部分上。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在第一基板的外側(cè)部分上的第二端部。第二基板也被包括。第二多個(gè)導(dǎo)線連接到第二基板。至少一個(gè)絕緣主體耦合到第一基板和第二基板，其中，第二多個(gè)導(dǎo)線和所述至少一個(gè)絕緣主體被配置成使得第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些，并與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線絕緣。在另一實(shí)施方式中，用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法被提供。具有中心部分、第一外側(cè)部分和第二外側(cè)部分的基板被提供。第一外側(cè)部分和第二外側(cè)部分在中心部分的相對(duì)側(cè)上。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在中心部分基板上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上形成。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的第一外側(cè)部分和第二外側(cè)部分中更接近多個(gè)電極中的相應(yīng)一個(gè)的一個(gè)外側(cè)部分上的第二端部。第一絕緣主體附接到基板的第一外側(cè)部分。第二絕緣主體附接到基板的第二外側(cè)部分。第一絕緣主體和第二絕緣主體上的第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到在基板的相應(yīng)的外側(cè)部分上的第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)通過(guò)相應(yīng)的絕緣主體與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線絕緣。雖然為了清楚理解的目的，上述例子被略為詳細(xì)地描述，但本發(fā)明不限于所提供的細(xì)節(jié)。有許多實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可選的方式。所公開的例子是說(shuō)明性的，而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法，所述方法包括在基板的中心部分上形成多個(gè)電極，所述基板包括中心部分和外側(cè)部分；在所述基板上形成第一多個(gè)導(dǎo)線，所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)連接到所述多個(gè)電極中的至少一個(gè)并從所述多個(gè)電極中的所述至少一個(gè)延伸；在所述基板的所述外側(cè)部分上及至少部分地在所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的一些之上形成絕緣材料；以及在所述絕緣材料上形成第二多個(gè)導(dǎo)線，其中所述第二多個(gè)導(dǎo)線和所述絕緣材料被配置成使得所述第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些，并與所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線絕緣。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣材料包括多個(gè)開口，所述多個(gè)開口在所述第二多個(gè)導(dǎo)線中的一個(gè)和所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的一個(gè)之間穿過(guò)所述絕緣材料延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括在所述絕緣材料的所述多個(gè)開口的每一個(gè)中形成導(dǎo)電構(gòu)件，所述導(dǎo)電構(gòu)件使所述第二多個(gè)導(dǎo)線中的所述一個(gè)和所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的所述一個(gè)電互連。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣材料包括熱固化絕緣材料、紫外線固化材料或其組合。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣材料包括抗蝕油墨、丙烯酸樹脂或其組合。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述絕緣材料上形成所述第二多個(gè)導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料填充所述多個(gè)開口，以使所述第二多個(gè)導(dǎo)線中的所述一個(gè)和所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的所述一個(gè)電互連。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述導(dǎo)電構(gòu)件包括碳油墨、銀油墨、銅油墨、銦錫氧化物(ITO)或其組合。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第二多個(gè)導(dǎo)線包括銀、ITO或其組合。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述多個(gè)電極和所述第一多個(gè)導(dǎo)線每個(gè)包括ΙΤ0、銀納米粒子薄膜或其組合。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述基板包括玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET) 或其組合。
11.一種用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法，所述方法包括提供具有中心部分和外側(cè)部分的基板；在所述基板的所述中心部分上形成多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極；在所述基板上形成第一多個(gè)導(dǎo)線，所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到所述多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在所述基板的所述外側(cè)部分上的第二端部；將絕緣主體附接到與所述第一多個(gè)導(dǎo)線的所述第二端部相鄰的所述基板的所述外側(cè)部分；以及將所述絕緣主體上的第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的所述第二端部，所述第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)通過(guò)所述絕緣主體與所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線的所述第二端部絕緣。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述絕緣主體包括柔性絕緣基板，且其中，在將所述絕緣主體附接到所述基板的所述外側(cè)部分之前，所述第二多個(gè)導(dǎo)線在所述柔性絕緣基板上形成。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述絕緣主體包括柔性印刷電路(FPC)引線。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在所述基板的所述外側(cè)部分上形成多個(gè)接合焊盤，所述多個(gè)接合焊盤中的每一個(gè)電連接到所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的一個(gè)的所述第二端部。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述絕緣主體包括聚酰亞胺、PET或其組合，且其中所述第二多個(gè)導(dǎo)線包括銅、銀或其組合。
16.—種用于構(gòu)造電容感應(yīng)設(shè)備的方法,包括提供具有中心部分和外側(cè)部分的基板；在所述中心部分基板上形成多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極；在所述基板上形成第一多個(gè)跡線，所述第一多個(gè)跡線中的每一個(gè)具有電連接到所述多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在所述基板的所述外側(cè)部分上的第二端部；在所述基板的所述外側(cè)部分上形成絕緣主體，其中所述絕緣主體在其第一部分處具有第一寬度，且在其第二部分處具有第二寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度；以及在所述基板的所述外側(cè)部分上形成第二多個(gè)跡線，其中所述第一多個(gè)跡線、所述第二多個(gè)跡線和所述絕緣材料被布置成使得所述第二多個(gè)跡線中的每一個(gè)電連接到所述第一多個(gè)跡線中的至少一些，并與所述第一多個(gè)跡線中的其它跡線絕緣。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一多個(gè)跡線和所述絕緣主體被布置成使得所述絕緣主體的所述第一部分在所述第一多個(gè)跡線中的第一數(shù)量跡線的至少一部分上形成，且所述絕緣主體的所述第二部分在所述第一多個(gè)跡線中的僅僅第二數(shù)量跡線的至少一部分上形成，其中所述第一數(shù)量大于所述第二數(shù)量。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一多個(gè)導(dǎo)線被布置成使得隨著所述第一多個(gè)導(dǎo)線朝著所述基板的所述外側(cè)部分延伸，所述第一多個(gè)導(dǎo)線中的相鄰的導(dǎo)線之間的距離增加。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一多個(gè)跡線在所述基板的所述中心部分上實(shí)質(zhì)上在第一方向上延伸，且所述第二多個(gè)跡線實(shí)質(zhì)上在第二方向上延伸，所述第二方向?qū)嵸|(zhì)上垂直于所述第一方向。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一多個(gè)跡線的所述第二端部實(shí)質(zhì)上在所述第二方向上延伸。
全文摘要
本文所描述的實(shí)施方式提供了電容感應(yīng)設(shè)備及用于形成這樣的設(shè)備的方法。電容感應(yīng)設(shè)備包括具有中心部分和外側(cè)部分的基板。多個(gè)實(shí)質(zhì)上共面的電極在中心部分基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線在基板上。第一多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)具有電連接到多個(gè)電極中的一個(gè)的第一端部和在基板的外側(cè)部分上的第二端部。絕緣材料耦合到第一多個(gè)導(dǎo)線的第二端部。第二多個(gè)導(dǎo)線耦合到絕緣材料。第二多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)電連接到第一多個(gè)導(dǎo)線中的至少一些的第二端部，并與第一多個(gè)導(dǎo)線中的其它導(dǎo)線的第二端部絕緣。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102985900SQ201280001803
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者馬紹·巴達(dá)耶, 彼得·瓦維洛特索斯 申請(qǐng)人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司