電容式傳感器裝置和具有電容式傳感器裝置的觸敏屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有至少一個(gè)電容式傳感器和施加到所述至少一個(gè)電容式傳感 器前側(cè)的涂層的電容式傳感器裝置。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及具有至少一個(gè)該種電容式傳感器裝置的觸敏屏。
【背景技術(shù)】
[0003] 通常從現(xiàn)有技術(shù)已知一種觸敏屏，通過(guò)所述觸敏屏，可通過(guò)觸摸所述屏而控制在 技術(shù)裝置上的程序執(zhí)行。在該方面，每個(gè)觸敏屏包括用于顯示圖像的顯示單元W及用于感 測(cè)操作者觸摸的電容式傳感器裝置。傳感器裝置W此方式設(shè)計(jì)W使得當(dāng)所述傳感器裝置被 在預(yù)設(shè)位置處觸摸時(shí)，執(zhí)行在圖像上的相同位置處W字母數(shù)字和符號(hào)表示的特定功能。
[0004] EP 1 811 364 A2公開了一種包括觸敏表面的顯示裝置，所述顯示裝置包括用于 確定觸摸或接近觸摸顯示裝置表面的對(duì)象（例如手指）的位置的層狀系統(tǒng)。在該種情況下， 層狀系統(tǒng)W此方式設(shè)計(jì)W使得能夠具有電容和電阻的評(píng)估能力。為此目的，層狀系統(tǒng)包括 電容層裝置和電阻層裝置，其中所述電容層裝置包括用作電容器電極的導(dǎo)電層和布置于該 層前側(cè)上的柔性絕緣體層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種與現(xiàn)有技術(shù)相比改進(jìn)的電容式傳感器裝置和具有該 種電容式傳感器裝置的觸敏屏。
[0006] 對(duì)于所述電容式傳感器裝置而言，根據(jù)本發(fā)明該目的通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征 來(lái)實(shí)現(xiàn)，W及對(duì)于觸敏屏而言，該目的通過(guò)權(quán)利要求10所述的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007] 電容式傳感器裝置包括至少一個(gè)電容式傳感器和施加到至少一個(gè)電容式傳感器 前側(cè)上的涂層。根據(jù)本發(fā)明，該涂層包括多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)，所述多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)由串聯(lián)電連接并 且W多級(jí)布置的多個(gè)電容層形成。
[000引由于具有串聯(lián)電連接的多個(gè)電容層的該個(gè)多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與由單個(gè)電容層所 形成的單級(jí)涂層相比之下減小的涂層總電容。因此，由涂層所產(chǎn)生的所謂干擾電容顯著減 小。該W特別有利的方式導(dǎo)致與由所獲得的單級(jí)涂層相比，電容式傳感器的有用信號(hào)在非 觸摸傳感器與觸摸傳感器之間的差的顯著增加。因此，觸摸狀態(tài)和非觸摸狀態(tài)能夠可靠地 彼此區(qū)分，其結(jié)果是，由于穩(wěn)健W及同時(shí)可重復(fù)的測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)不易出現(xiàn)故障的穩(wěn)健和可 靠的評(píng)估。此外，現(xiàn)在具有更大厚度的材料和/或具有特定性質(zhì)的材料能夠具有布置于電 容式傳感器與操作表面之間的能力。
[0009] 根據(jù)電容式傳感器裝置的一種配置，電容層直接施加到電容式傳感器的前側(cè)上或 施加到布置于電容式傳感器前側(cè)上的背襯層上。能夠容易地生產(chǎn)該種裝置。
[0010] 根據(jù)另一配置，電容層各自具有相同的單獨(dú)電容。因此，電容層的總電容可特別容 易地預(yù)先確定。在進(jìn)一步的配置中，電容層也可具有不同的單獨(dú)電容。
[0011] 在一種改進(jìn)中，電容層由塑料和/或金屬形成，因此其特征為高度的穩(wěn)健性。
[0012] 根據(jù)一種配置，導(dǎo)電層和/或臨界層由絕緣層隔開W防止擴(kuò)散或出于其它原因。 因此，能夠使用所有類型的層和可自由選擇順序的級(jí)和層狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是與具有較高干 擾電容的單級(jí)涂層相比獲得減小的總電容。在該種情況下導(dǎo)電層應(yīng)被理解成指非常薄的金 屬層或光學(xué)透明的金屬層。所述層具有低電阻并具有導(dǎo)電性。
[0013] 由于擴(kuò)散，存在導(dǎo)電層發(fā)生變化的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)絕緣層避免該擴(kuò)散。
[0014] 臨界層應(yīng)被理解成指例如在空氣存在下氧化的不穩(wěn)定的層。如果該些層涂覆有絕 緣層，特別是當(dāng)使用兩個(gè)絕緣層時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定和恒定的性能，并且能夠隨著時(shí)間將臨界 層的老化和變化最小化。
[0015] 在一種可能的配置中，電容層是透明的，其結(jié)果是電容式傳感器裝置適于在觸敏 屏中使用。
[0016] 此外，電容層特別地形成為漆層，所述漆層是例如W印刷方法施加的層。結(jié)果，電 容層可特別小的厚度和具有很小復(fù)雜性的非常簡(jiǎn)單的方式生產(chǎn)。
[0017] 根據(jù)一種可能的改進(jìn)，在每種情況下一層電絕緣層布置于電容層之間W使得電容 層彼此電絕緣，因此，使得所述電容層的單獨(dú)電容最小化并長(zhǎng)期地確保上述最小化。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的觸敏屏包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電容式傳感器裝置。
[0019] 由于電容式傳感器裝置涂層的多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)和由其導(dǎo)致的減小的干擾電容，用手 指或輸入輔助設(shè)備進(jìn)行的觸摸能夠被可靠地感測(cè)到，其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)不易出現(xiàn)故障地穩(wěn) 健控制禪聯(lián)到觸敏屏的技術(shù)裝置的程序執(zhí)行。輸入輔助設(shè)備可W是導(dǎo)電觸針或另外的特定 工具，例如適用于該種操作的假體。
[0020] 在一種有利的配置中，電容式傳感器裝置布置于顯示單元的前側(cè)或后側(cè)上。在該 種情況下，電容式傳感器裝置特別地W此方式設(shè)計(jì)W使得當(dāng)所述傳感器裝置在預(yù)設(shè)位置處 被觸摸時(shí)，執(zhí)行在由顯示單元所輸出的圖像上的相同位置處W字母數(shù)字和符號(hào)表示的特定 功能。在該種情況下，在顯示單元前方的多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)W及由此實(shí)現(xiàn)的控制面板使得能夠 實(shí)現(xiàn)所謂的黑色面板效果，其結(jié)果是能夠在同時(shí)最小化用戶界面上反射的情況下產(chǎn)生最佳 對(duì)比度結(jié)果。因此，可產(chǎn)生減少反射層和任何所需的光學(xué)效應(yīng)。相比之下，該些優(yōu)勢(shì)不能夠 通過(guò)具有最小干擾電容的單層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)或僅僅可通過(guò)設(shè)及非常大程度的復(fù)雜性才能實(shí) 現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 將參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中：
[0022] 圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的電容式傳感器裝置的第一示例性實(shí)施例的截面 視圖；
[0023] 圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的包括如圖1所示的電容式傳感器裝置的觸敏屏的 第一示例性實(shí)施例的截面視圖.
[0024] 圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的電容式傳感器裝置的第二示例性實(shí)施例的截面 視圖；化及
[0025] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的包括如圖3所示的電容式傳感器裝置的觸敏屏的第二示例 性實(shí)施例的截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在所有附圖中相互對(duì)應(yīng)的部分設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0027] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電容式傳感器裝置1的第一示例性實(shí)施例的截面視圖，所 述電容式傳感器裝置1包括電容式傳感器2。電容式傳感器2可W是任何類型的電容式傳 感器2,特別是當(dāng)由手指或輸入輔助設(shè)備觸摸時(shí)改變其電容的電容式傳感器2。在傳感器2 的觸摸和非觸摸狀態(tài)之間的該種電容改變用于控制在禪聯(lián)到所述電容式傳感器2的技術(shù) 裝置（未示出）上的程序執(zhí)行。
[002引電容式傳感器2在前側(cè)上設(shè)置有多級(jí)涂層3,多級(jí)涂層3由多個(gè)電容層3. 1至3. n 形成。電容層3. 1至3. n各自具有相對(duì)于彼此的電容禪聯(lián)并且在多級(jí)中布置成一個(gè)在另一 個(gè)之上，其結(jié)果是提供電容器的串聯(lián)電路。層3. 1至3. n可W是任何類型的層，在一種可能 的配置中，所述層由塑料和/或金屬形成并且所述層是透明的。
[0029] 在可能的實(shí)施例中，層3.1至3. n是導(dǎo)電的并且與彼此串聯(lián)地電連接。因此在該 實(shí)施例中，層3. 1至3. n也各自具有相對(duì)于彼此的電容禪聯(lián)并且W在多級(jí)中布置成一個(gè)在 另一個(gè)之上的方式形成電容器的串聯(lián)電路。
[0030] 在可能的實(shí)施例中，層3. 1至3. n是漆層。層3. 1至3. n例如W印刷方法直接施 加到電容式傳感器2,并且在未示出的實(shí)施例中直接施加到布置于電容式傳感器2前側(cè)上 的背襯板。
[0031] 在替代性的示例性實(shí)施例（在圖3中更詳細(xì)地示出）中，此外，在每種情況下，電 絕緣層II、12布置于層3. 1至3. n.之間。
[0032] 由于電容層3. 1至3. n的電串聯(lián)電路，與涂層3的單層或單級(jí)結(jié)構(gòu)相比，有效的總 電容Ctot根據(jù)W下等式減小，其中總電容Ctot的倒數(shù)等于電容層3. 1至3. n的各個(gè)電容 C1到化的倒數(shù)之和，所述等式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電容式傳感器裝置（1)，其具有至少一個(gè)電容式傳感器（2)和施加到所述至少 一個(gè)電容式傳感器（2)前側(cè)的涂層（3)，其特征在于，所述涂層（3)包括多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)，所述 多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)由串聯(lián)電連接并且以多級(jí)布置的多個(gè)電容層（3. 1至3. n)形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層（3.1至 3. n)直接施加到所述電容式傳感器（2)的所述前側(cè)或施加到布置于所述電容式傳感器（2) 的所述前側(cè)的背襯層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層（3.1 至3. n)均具有相同的單獨(dú)電容（C1至Cn)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層 (3. 1至3. n)由塑料和/或金屬形成。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層 (3. 1至3. n)是透明的。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層 (3. 1至3. n)是漆層。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，所述電容層 (3. 1至3. n)是以印刷方法施加的層。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，在每種情況下 一層電絕緣層（II，12)布置于電容層（3. 1至3. n)之間。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝置（1)，其特征在于，在每種情況下 至少一層絕緣層布置于導(dǎo)電層和/或臨界層之間。
10. -種觸敏屏（4)，其包括至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電容式傳感器裝 置⑴。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸敏屏（4)，其特征在于，所述電容式傳感器裝置（1)布置 于顯示單元（5)的前側(cè)或后側(cè)上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電容式傳感器裝置(1)，其具有至少一個(gè)電容式傳感器(2)和施加到至少一個(gè)電容式傳感器(2)前側(cè)的涂層(3)。根據(jù)本發(fā)明，涂層(3)包括多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)由以多層布置并且串聯(lián)電連接的多個(gè)電容層(3.1至3.n)形成。本發(fā)明還涉及包括至少一個(gè)這種電容式傳感器裝置(1)的觸敏屏(4)。
【IPC分類】G06F3-044
【公開號(hào)】CN104620209
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380041062
【發(fā)明人】T·賴因勒, M·蘇斯
【申請(qǐng)人】約翰遜控制器汽車電子有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2013年4月17日
【公告號(hào)】EP2859432A1, US20150185908, WO2013182342A1