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CN205080527U - 触摸传感器面板 - Google Patents

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CN205080527U
CN205080527U CN201520657788.3U CN201520657788U CN205080527U CN 205080527 U CN205080527 U CN 205080527U CN 201520657788 U CN201520657788 U CN 201520657788U CN 205080527 U CN205080527 U CN 205080527U
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D·H·C·施
M·P·格伦坦尔
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Abstract

公开了一种触摸传感器面板。在一些示例中,该触摸传感器面板包括形成在第一层中的第一触摸像素电极,该第一触摸像素电极包括由一个或多个触摸像素间隙分开的多个电耦合的触摸像素段。在一些示例中,该触摸传感器面板包括形成在该第一层中并被耦合至第一触摸像素电极的感测连接,该感测连接被配置为将第一触摸像素电极耦合至感测电路。在一些示例中,触摸像素段和触摸像素间隙被配置为在触摸传感器面板上提供光学一致性。

Description

触摸传感器面板
技术领域
本公开一般涉及触摸传感器面板,并具体涉及用于减少触摸屏上的视觉伪像的触摸像素设计。
背景技术
许多类型的输入设备目前可用于执行计算系统中的操作,比如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等。特别地,触摸屏因其操作简易性和多功能性以及降低的价格而正变得越来越受欢迎。触摸屏可包括触摸传感器面板,其可以是带有触摸敏感表面的透明面板,和比如液晶显示器的显示设备,其可被部分或者全部放置在面板之后,使得触摸敏感表面可以覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、触摸笔或其它对象在通常由被显示设备显示的用户接口(UI)规定的位置处触摸触摸传感器面板来执行各种功能。通常,触摸屏可辨认出触摸传感器面板上的触摸以及该触摸的位置,并且计算系统然后可根据在触摸时刻的显示器显示内容理解该触摸,并然后可基于该触摸执行一个或多个操作。在一些触摸感测系统的情况中,不需要显示器上的物理触摸以检测触摸。例如,在一些电容型触摸感测系统中,用于检测触摸的边缘电场会延伸超出显示器的表面,并且接近该表面的对象可被检测为靠近该表面,而没有实际上接触该表面。
电容式触摸传感器面板可由大体上透明的导电板的矩阵形成,该导电板由诸如氧化铟锡(ITO)的材料制成。如上所述,电容式触摸传感器面板能够重叠在显示器上以形成触摸屏部分是由于其大体上的透明性。一些触摸屏可以通过将触摸感测电路部分集成到显示像素叠层(即,形成显示像素的堆叠材料层)中来形成。
发明内容
一些电容式触摸传感器面板可由大体上透明的导体板的矩阵形成,该导体板由诸如氧化铟锡(ITO)的材料制成,并且一些触摸屏可以通过将触摸感测电路集成到显示像素叠层(即,形成显示像素的堆叠材料层)中来形成。触摸屏上的透明导电板(例如,触摸像素或触摸电极)的布局可使得某些视觉伪像出现在触摸屏上。例如,触摸像素之外的区域可具有不同于触摸像素内的区域的ITO覆盖。此外,触摸像素的边缘可导致与显示像素的边缘形成光学干涉,该显示像素可存在于处于触摸像素下方的触摸屏的一层中。这些布局特征可导致在触摸屏上产生各种视觉伪像。本公开的示例提供用于减少这种视觉伪像的各种技术。在一些示例中,触摸屏的不同区域中的ITO覆盖大体上是相等的。在一些示例中,触摸像素的边缘和触摸屏上的其它特征被设计为非线性的,以减少与可能存在于触摸像素下方的显示像素之间的光学干涉。
本公开的一些示例针对触摸传感器面板。触摸传感器面板包括形成在触摸传感器面板的第一层中的第一触摸像素电极。该第一触摸像素电极包括由一个或多个触摸像素间隙分开的多个电耦合的触摸像素段。该触摸传感器面板还包括形成在该第一层中并被耦合到第一触摸像素电极的感测连接。该感测连接被构造成将第一触摸像素电极耦合到感测电路。触摸像素段和触摸像素间隙被构造在该触摸传感器面板上提供光学一致性。
优选地,在一些示例中,每个触摸像素段的形状和每个触摸像素间隙的形状大体上与第一触摸像素电极的边缘的布局匹配。优选地,在一些示例中,第一触摸像素电极的该边缘的布局包括非线性布局。优选地,在一些示例中,每个触摸像素段的宽度大体上等于每个触摸像素间隙的宽度。优选地,在一些示例中,该多个触摸像素段在第一触摸像素电极上的指定区域处被电耦合在一起。优选地,在一些示例中,该多个触摸像素段是通过位于跨第一触摸像素电极的各位置处的触摸像素段之间的多个连接来被电耦合在一起的。优选地,在一些示例中,跨第一触摸像素电极的该各位置是跨第一触摸像素电极的随机位置。优选地,在一些示例中,触摸传感器面板还包括形成在触摸传感器面板的第一层中的第二触摸像素电极和形成在该第一层中并被放置在第一触摸像素电极和第二触摸像素电极之间的一个或多个虚拟材料。第二触摸像素电极与第一触摸像素电极相邻放置。虚拟材料段具有大体上等于第一触摸像素电极中的触摸像素间隙的宽度和触摸像素段的宽度的宽度。优选地,在一些示例中,在虚拟材料段中该第一层的第一覆盖大体上等于在第一触摸像素中该第一层的第二覆盖。优选地,在一些示例中,感测连接包括一个或多个感测连接段,并且该一个或多个感测连接段具有大体上等于触摸像素段的宽度的宽度。优选地,在一些示例中,第一触摸像素电极的边界由该多个触摸像素段中的多个间隔所限定。优选地,在一些示例中,该多个触摸像素段中的间隔不沿轴对齐。优选地,在一些示例中,在第一触摸像素中该第一层的第一覆盖大体上等于在感测连接中该第一层的第二覆盖。优选地,在一些示例中,触摸传感器面板还包括多个触摸像素电极和多个感测连接。该多个触摸像素电极包括第一触摸像素电极并且形成在该第一层中。每个触摸像素电极具有带有非线性轮廓的至少一个边缘。该多个感测连接包括该感测连接。每个感测连接被耦合至触摸像素电极,并且每个感测连接具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。该一个或多个触摸像素间隙中的至少一个具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。优选地,在一些示例中,该非线性轮廓在第一方向上是周期性的。优选地,在一些示例中,触摸传感器面板还包括设置在该多个触摸像素电极之间的虚拟材料。该虚拟材料具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。优选地,在一些示例中,该多个触摸像素电极包括具有第一宽度的多个触摸像素段,并且该多个感测连接包括具有第二宽度的一个或多个感测连接段,该第一宽度大体上等于该第二宽度。
附图说明
图1A-1D示出了根据本公开的示例可以包括示例性触摸屏的示例移动电话、示例媒体播放器、示例个人计算机和示例平板计算机。
图2是示出根据本公开的示例的示例触摸屏的一种实现方式的示例计算系统的框图。
图3A示出根据本公开的示例的对应于自电容触摸像素电极和感测电路的示例性触摸传感器电路。
图3B示出其中公共电极可形成触摸感测系统的触摸感测电路的各部分的示例结构。
图4示出根据本公开的示例用于将触摸屏中的触摸像素电连接到感测通道的示例性结构。
图5示出根据本公开的示例其中感测连接可以处于触摸屏的同一层的示例性触摸屏布线结构。
图6示出根据本公开的示例的图5中的触摸屏的一个区域的第一修改布局。
图7示出根据本公开的示例的图5中的触摸屏的一个区域的第二修改布局。
图8示出根据本公开的示例的图5中的触摸屏的一个区域的第三修改布局。
图9示出根据本公开的示例的图5中的触摸屏的一个区域的第四修改布局。
图10示出根据本公开的示例的另一示例性触摸屏布线结构。
为便于理解,以下列出附图中部分附图标记所对应的元件:
217-感测信号;
219-控制信号。
具体实施方式
在各示例的以下描述中,参照了形成本文的一部分的附图,并且在附图中通过示出的方式显示了能够被实践的具体示例。应当理解,可以使用其它示例,并且可以在不脱离本公开示例的范围的情况下进行结构性的改变。
一些电容式触摸传感器面板可由大体上透明的导体板的矩阵形成,该导体板由诸如氧化铟锡(ITO)的材料制成,并且一些触摸屏可以通过将触摸感测电路集成到显示像素叠层(即,形成显示像素的堆叠材料层)中来形成。触摸屏上的透明导电板(例如,触摸像素或触摸电极)的布局可使得某些视觉伪像出现在触摸屏上。例如,触摸像素之外的区域可具有不同于触摸像素内的区域的ITO覆盖。此外,触摸像素的边缘可导致与显示像素的边缘形成光学干涉,该显示像素可存在于处于触摸像素下方的触摸屏的一层中。这些布局特征可导致在触摸屏上产生各种视觉伪像。本公开的示例提供用于减少这种视觉伪像的各种技术。在一些示例中,触摸屏的不同区域中的ITO覆盖大体上是相等的。在一些示例中,触摸像素的边缘和触摸屏上的其它特征被设计为非线性的,以减少与可能存在于触摸像素下方的显示像素之间的光学干涉。
图1A-1D示出了其中可以实现根据本公开的示例的触摸屏的示例系统。图1A示出了包括触摸屏124的示例移动电话136。图1B示出了包括触摸屏126的示例数字媒体播放器140。图1C示出了包括触摸屏128的示例个人计算机144。图1D示出了包括触摸屏130的示例平板计算机148。应理解以上触摸屏也可以在其他设备中实现,包括在可穿戴设备中实现。
在一些示例中,触摸屏124、126、128和130可以是基于自电容的。基于自电容的触摸系统可以包括可以被称作为触摸像素或触摸像素电极的导电材料的小板的矩阵。例如,触摸屏可包括多个触摸像素,每个触摸像素对应于触摸屏上触摸或接近性(即,触摸或接近性事件)要被感测所处于的具体位置。这样的触摸屏可被称作为像素化自电容触摸屏。在操作期间,触摸像素可以用AC波形来激励,并且触摸像素的自电容可被测量。当对象接近触摸像素时,触摸像素的自电容会改变。触摸像素的自电容的这种改变可以由触摸感测系统检测并测量,以确定多个对象在触摸或靠近触摸屏时的位置。
在一些示例中,触摸屏124、126、128和130可以是基于互电容的。基于互电容的触摸系统可以包括例如驱动区域和感测区域,比如驱动线和感测线。例如,驱动线可以被形成为行,而感测线可以被形成为列(例如,垂直的)。触摸像素可以在行与列的交叉点处被形成。在操作期间,行可以用AC波形来激励,并且互电容可以在触摸像素的行和列之间形成。当对象接近触摸像素时,耦合在触摸像素的行和列之间的一些电荷会取而代之地被耦合到对象上。跨触摸像素耦合的电荷的这种减少可导致行与列之间的互电容的净减少以及跨触摸像素被耦合的AC波形的减小。电荷耦合的AC波形的这种减小可由触摸感测系统检测并测量,以确定多个对象在触摸触摸屏时的位置。在一些示例中,触摸屏可以是多触摸、单触摸、投影扫描、全成像多触摸、电容式触摸等。
图2是根据本公开的示例示出示例触摸屏220的一种实现方式的示例计算系统200的框图。计算系统200可以被包括在例如移动电话136、数字媒体播放器140、个人计算机144、平板计算机148或者包括触摸屏的任何移动或非移动计算设备中,包括可穿戴设备。计算系统200可包括包含一个或多个触摸处理器202、外围设备204、触摸控制器206和触摸感测电路(以下更详细地描述)的触摸感测系统。外围设备204可包括但不限于,随机访问存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储装置、看门狗定时器等。触摸控制器206可包括但不限于,一个或多个感测通道208和通道扫描逻辑210。通道扫描逻辑210可以访问RAM212,自主地从感测通道208读取数据并提供对感测通道的控制。此外,通道扫描逻辑210可以控制感测通道208生成具有各种频率和相位的激励信号,如以下更详细描述地,这些激励信号可以被选择性地施加给触摸屏220的触摸像素。在一些示例中,触摸控制器206、触摸处理器202和外围设备204可以被集成到单个专用集成电路(ASIC)中,并且在一些示例中可与触摸屏220自身一起集成。
触摸屏220可以是自电容触摸屏,并且可包括触摸感测电路,该触摸感测电路可以包括具有多个触摸像素222的电容式感测介质(例如,像素化的自电容触摸屏)。虽然本公开的示例是在自电容触摸屏的上下文中描述的,应理解本公开的范围类似地延伸到其他类型的触摸屏,例如具有驱动和/或感测区域的互电容触摸屏。如上所述,触摸像素222可以被耦合到触摸控制器206中的感测通道208,可以由来自感测通道通过驱动/感测接口225的激励信号驱动,并且也可以由感测通道通过驱动/感测接口所感测。当触摸屏220被视作捕获触摸的“图像”时,标记用来将触摸(即,触摸像素222)检测为“触摸像素”的导电板会特别有用。换言之,在触摸控制器206已经确定了在触摸屏220中的各个触摸像素222处检测的触摸的量之后,触摸屏中发生触摸处的触摸像素的图案可被认为是触摸的“图像”(例如,触摸触摸屏的手指的图案)。
计算系统200还可包括用于接收来自触摸处理器202的输出并基于该输出执行操作的主机处理器228。例如,主机处理器228可被连接至程序存储装置232和显示器控制器,比如LCD驱动器234。LCD驱动器234可以在选择(栅极)线上对各个像素晶体管提供电压,并可以沿着数据线提供数据信号给那些相同的晶体管,以控制如以下更详细描述的像素显示图像。主机处理器228可使用LCD驱动器234以在触摸屏220上生成图像,比如用户接口(UI)的图像,并可使用触摸处理器202和触摸控制器206以检测触摸屏220上或附近的触摸。触摸输入可被存储在程序存储装置232中的计算机程序用来执行以下动作:可包括但不限于移动诸如光标或指针的对象、滚动或摇动、调节控制设置、打开文件或文档、浏览菜单、做出选择、执行指令、操作连接到主机设备的外围设备、回答电话呼叫、发出电话呼叫、结束电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信有关的信息(比如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络、准许被授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与用户对计算机桌面的优选布置相关联的用户简档、准许访问网络内容、运行具体程序、加密或解码消息等等。主机处理器228也可执行可能与触摸处理不相关的其它功能。
注意本文描述的一个或多个功能,包括电极和感测通道的配置和操作,可以由存储在存储器(例如,图2中的外围设备204之一)中并由触摸处理器202运行或被存储在程序存储装置232中并由主机处理器228运行的固件执行。该固件还可被存储和/或传送于任何非瞬时性计算机可读存储介质之中,以供以下系统或装置使用或供结合以下系统或装置一起被使用:指令运行系统、装置或设备,比如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令运行系统、装置或设备取回指令并运行该指令的其它系统。在本文的上下文中,“非瞬时性计算机可读存储介质”可以是能够包含或存储程序以供指令运行系统、装置或设备使用或供结合指令运行系统、装置或设备一起被使用的任何介质(不包括信号)。计算机可读存储介质可以包括但不限于:电的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、装置或设备,便携式计算机盘(磁的)、随机访问存储器(RAM)(磁的)、只读存储器(ROM)(磁的)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁的)、诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW的便携式光盘或诸如紧凑闪存卡的闪存存储器、安全数字卡、USB存储器设备、存储棒等等。
固件还可以在任何传送介质中被传播,以供以下系统或装置使用或供结合以下系统或装置一起被使用:指令运行系统、装置或设备,比如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备取回指令并执行该指令的其它系统。在本文的上下文中,“传送介质”可以是能够传输、传播或传送程序以供指令运行系统、装置或设备使用或供结合指令运行系统、装置或设备一起被使用的任何介质。传送介质可包括但不限于:电的、磁的、光学的、电磁的或红外的有线或无线传播介质。
图3A示出根据本公开的示例对应于自电容触摸像素电极302和感测电路314的示例性触摸传感器电路300。触摸像素电极302可对应于触摸像素222。触摸像素电极302可具有与之相关联的固有的到地自电容,并还具有在诸如手指305的对象接近或触摸电极时形成的附加到地自电容。触摸像素电极302的总到地自电容可以被示出为电容304。触摸像素电极302可被耦合到感测电路314(其可对应于感测通道208)。感测电路314可包括运算放大器308、反馈电阻312、反馈电容310以及输入电压源306,不过也可以采用其他结构。例如,反馈电阻312可被开关电容器电阻器替换,以便使由可变反馈电阻造成的任何寄生电容效应最小化。触摸像素电极302可被耦合到运算放大器308的反相输入。AC电压源306(Vac)可被耦合到运算放大器308的非反相输入。触摸传感器电路300可被配置成感测由手指或对象触摸或接近触摸传感器面板所引起的触摸像素电极302的总自电容304的变化。输出320可被处理器(例如触摸控制器206)用来确定接近性或触摸事件的存在,或者该输出可被输入到分立的逻辑网络,以确定触摸或接近性事件的存在。触摸传感器电路300可表示本公开的示例的触摸像素感测的结构和/或操作。
在一些示例中,触摸屏220可以是一体化触摸屏,其中触摸感测系统的触摸感测电路元件可被集成到显示器的显示像素叠层。触摸屏220中的电路元件可以包括例如可存在于LCD或其它显示器(例如OLED显示器)中的元件,比如一个或多个像素晶体管(例如,薄膜晶体管(TFT))、栅极线、数据线、像素电极和公共电极。在任何给定的显示像素中,像素电极和公共电极之间的电压可控制显示像素的亮度。像素电极上的电压可由数据线通过像素晶体管供给,该像素晶体管可由栅极线控制。注意电路元件不限于完整的电路部件,比如完整的电容器、完整的晶体管等,而是可包括电路的各部分,比如平行板电容器的两个板中的仅仅一个。图3B示出其中公共电极352可形成触摸感测系统的触摸感测电路的各部分的示例结构——在本公开的一些示例中,如上所述,这些公共电极可形成用来检测触摸屏350上的触摸图像的触摸像素。每个公共电极352(即触摸像素)可包括多个显示像素351,并且每个显示像素351可包括公共电极352的一部分,这可以是一些类型的LCD或其它显示器的显示像素的显示像素叠层(即,形成显示像素的堆叠材料层)中的显示系统电路的电路元件,这种类型的LCD或其它显示器可作为显示系统的一部分来操作以显示图像。
在图3B中示出的示例中,每个公共电极352可用作多功能电路元件,该多功能电路元件可操作为触摸屏350的显示系统的显示电路,并且还可操作为触摸感测系统的触摸感测电路。在该示例中,如上所述,每个公共电极352可操作为触摸屏350的显示电路的公共电极,并且还可操作为触摸屏的触摸感测电路。例如,公共电极352可在触摸感测阶段期间操作为触摸感测电路的触摸像素的电容部分。触摸屏350的其它电路元件可以通过例如开关电连接等形成触摸感测电路的一部分。更具体而言,在一些示例中,在触摸感测阶段期间,栅极线可被连接至诸如充电泵的电源,该电源可施加电压以使包含在触摸像素中的显示像素中的TFT保持在“关闭”状态。激励信号可被施加给公共电极352。如之前所讨论的,公共电极352的总自电容的变化可以通过运算放大器被感测到。公共电极352的总自电容的变化可取决于触摸对象(比如手指)到公共电极的接近性。以此方式,测量到的公共电极352的总自电容的变化可提供对触摸屏之上或附近的触摸的指示。
通常,触摸感测电路元件中的每一个可以是可形成触摸感测电路的一部分并可执行诸如形成显示电路的一部分的一个或多个其它功能的多功能电路元件,或者可以是可仅仅操作为触摸感测电路的单功能电路元件。类似地,显示电路元件中的每一个可以是可操作为显示电路并执行诸如操作为触摸感测电路的一个或多个其它功能的多功能电路元件,或者可以是可仅仅操作为显示电路的单功能电路元件。因此,在一些示例中,显示像素叠层中的电路元件中的一些可以是多功能电路元件,而其它电路元件可以是单功能电路元件。在其他示例中,显示像素叠层中的所有电路元件都可以是单功能电路元件。
此外,虽然本文的示例可将显示电路描述为在显示阶段期间操作,并将触摸感测电路描述为在触摸感测阶段期间操作,应当理解,显示阶段和触摸感测阶段可在同时被操作,例如部分地或完全地重叠,或者显示阶段和触摸感测阶段可以在不同时间操作。同样,虽然本文的示例将某些电路元件描述为多功能,而其它电路元件被描述为单功能,应当理解,电路元件在其它示例中不限于具体功能。换言之,在本文的一个示例中被描述为单功能电路元件的电路元件可在其它示例中被配置为多功能电路元件,反之亦然。
图3B的公共电极352(即,触摸像素)和显示像素351被示出为触摸屏350上的矩形或方形区域。然而,应理解公共电极352和显示像素351不限于所示出的这些形状、取向和位置,而是可以包括根据本公开的示例的任何合适的结构。
虽然在本公开中讨论集中于触摸屏,应理解本公开的示例的一些或者全部可类似地在触摸传感器面板(即,具有触摸感测电路没有显示电路的面板)中实现。然而,为了简便,本公开的示例是在并且将在触摸屏的上下文中描述的。
如上所述,本公开的触摸屏中的各触摸像素(例如,触摸像素222)的自电容可被感测,以采集跨触摸屏的触摸图像。为了允许感测各触摸像素的自电容,有必要将一个或多个电连接的线路布局在触摸屏的触摸像素中的每一个和触摸感测电路(例如,感测通道208)之间。应当注意,虽然本公开的示例被呈现在将触摸像素连接到感测通道的上下文中,应理解所述技术可被用于涉及到触摸屏部件的连接(例如,将互电容驱动线连接到驱动电路)的其它上下文中。
图4示出了根据本公开的示例用于将触摸屏400中的触摸像素402电连接到感测通道408的示例性结构。在一些示例中,感测通道408可位于与触摸屏分开的触摸控制器中,而在一些示例中,感测通道可位于触摸屏上。如上所述,触摸屏400可包括触摸像素402。为了容易描述,未示出触摸屏400的除了触摸像素402以外的部件。触摸像素402中的每一个可通过感测连接404和连接点406被电连接到感测通道408。在一些示例中,感测连接404可将触摸像素402连接到触摸屏上的一位置(例如,柔性电路连接区域),从该位置另一分开的连接(例如,柔性电路)可完成到感测通道408的连接(例如,当感测通道被定位于与触摸屏400分开时)。在一些示例中,感测连接404可将触摸像素402直接连接到感测通道408(例如,当感测通道位于触摸屏400上时)。在一些示例中,当感测连接404与触摸像素402位于触摸屏400的不同层中时(例如,当感测连接位于触摸像素之下时,或者当感测连接位于触摸像素上方时),连接点406可以是通孔。在这样的示例中,连接点406可允许触摸像素402与感测连接404之间、穿过一个或多个介于中间的层的电连接,该一个或多个介于中间的层可能存在于触摸屏400的触摸像素和感测连接之间。应理解,在一些示例中,感测连接404和触摸像素402可位于触摸屏400的同一层中(例如,在同一ITO层中),并且连接点406可简单地表示感测连接和触摸像素的电耦合。
图5示出了根据本公开的示例的示例性触摸屏500的布线结构,其中感测连接504可以与触摸像素502处于触摸屏的同一层。图5可示出具有四个触摸像素502的触摸屏500,但是应理解,所述示例的各个方面可类似地扩展到具有多于四个触摸像素的触摸屏。触摸像素502和感测连接504可以由同一处理层(例如,同一ITO层)形成。
触摸像素502可通过感测连接504被电耦合到感测通道508。在一些示例中,如所示,感测连接504可被放置于触摸像素502的列之间。在一些示例中,被放置在触摸像素502的相邻列之间的所有感测连接504可被耦合到触摸像素的相邻列的仅仅之一中的触摸像素。在一些示例中,被放置在触摸像素502的相邻列之间的感测连接504可被耦合到触摸像素的相邻两列中的一个或多个触摸像素。在一些示例中,感测连接504可被放置在触摸屏500或触摸传感器面板的有效区域(即,触摸屏/触摸传感器面板中与触摸屏/触摸传感器面板相关联的显示器显示图像的区域)中。
在图5所示的示例中,触摸像素502区域(例如,触摸屏500的在触摸像素之内的区域)、感测连接504区域(例如,触摸屏的在其中可放置感测连接的水平分开的触摸像素之间的区域)以及在触摸像素之间的其它区域(例如,触摸屏的在垂直分开触摸像素之间的区域)中的材料(例如ITO)覆盖和布局可以不同。例如,触摸像素502区域可具有大体上100%的材料覆盖,感测连接504区域可具有取决于区域中的感测连接504的数量、可小于100%的变化材料覆盖,并且在触摸像素之间的其他区域可具有大体上0%的材料覆盖。这种材料覆盖的差异会造成触摸屏500上的视觉伪像。此外,在一些示例中,由于触摸像素502和感测连接504可覆盖在显示像素的大体上规则的网格上(例如,红、绿、蓝显示像素的大体上规则的网格)以形成触摸屏,触摸像素和感测连接的大体上线性的边缘可导致与下方的显示像素形成云纹干涉图案;这种云纹干涉图案会将自身呈现在触摸屏500上作为视觉伪像。因此,提高跨触摸屏500的材料覆盖一致性以及减少触摸像素502和感测连接504布局中的大体上线性的边缘,以减少触摸屏上的视觉伪像并提高触摸屏的光学性能,会是有利的。同时,可随材料覆盖而变化的电气性能(例如,更大的材料覆盖可减少材料的表面电阻,这可对触摸屏500的各种触摸感测或显示功能有利),可以与光学性能进行平衡。
接下来的讨论提供用于在保持触摸屏500的令人满意的电气性能的同时提高触摸屏的光学性能的一些技术。将参照触摸屏500的区域501描述这些技术,但是应理解这些技术也可被延伸到触摸屏的其他区域。此外,如以上所提及的,虽然本公开中的示例是在像素化自电容触摸屏的上下文中进行描述的,但应理解,本公开的范围并不受限于此——下面描述的示例可类似地在其它类型的自电容触摸屏中以及在具有驱动和感测电极的互电容触摸屏中被实现。具体而言,本公开的示例可以在驱动电极和/或感测电极中被实现。
图6示出了根据本公开的示例的图5中的触摸屏500的区域501的第一修改布局。应理解以下提供的相对于触摸屏600的示出部分的讨论的一个或多个方面可被延伸到触摸屏的其他区域。触摸像素602(左上、右上、左下、右下)可对应于触摸像素502。触摸像素602可被区域610分开。区域610可包括由其可形成触摸像素602的材料(例如ITO)中的一个或多个间隙。在一些示例中,水平分开的触摸像素602之间的区域610可包括两个或更多个间隙,并且在垂直分开的触摸像素之间的区域610可包括单个间隙。水平分开的触摸像素602之间的区域610可包括虚拟(dummy)材料612。虚拟材料612可由形成触摸像素602的相同材料形成。虚拟材料612可具有类似于感测连接604和触摸像素602的布局。例如,虚拟材料612的形状可大体上镜像(例如,具有大体上同一形状、具有大体上同一图案和/或具有大体上同一曲率)触摸像素602和感测连接604的边缘的图案,以便在视觉上与触摸像素和感测连接相融合。虚拟材料612可由被一个或多个材料间隙分开的材料段(虚拟材料段)组成。一个虚拟材料段上的任意点(例如,中心)和另一虚拟材料段上的对应点(例如,中心)之间的距离可以被称作为虚拟材料段间距。区域610中虚拟材料612的存在可增大那些区域中的材料覆盖,以便降低相对于触摸屏600上的感测连接604和触摸像素602区域的材料覆盖不一致性。因此,可减少由材料覆盖不一致性导致的视觉伪像。
垂直分开的触摸像素602之间的区域610可小于水平分开的触摸像素之间的区域610,因为水平分开的触摸像素之间的区域610可包含感测连接604(以及可能的话包含其它感测连接)。感测连接604可将右上触摸像素602耦合到例如感测电路(例如未示出的感测通道508)。
为了减少与可设置在触摸屏600中的触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612下方的显示像素的云纹干涉,触摸像素、感测连接和虚拟材料的边缘可大体上是非线性的。在一些示例中,触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612的边缘可具有周期性的非线性设计/轮廓。在所示出的示例中,触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612的边缘可具有正弦型设计,但是应理解其它设计也被考虑。例如,触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612的边缘可具有周期性的、伪线性锯齿形设计。
在一些示例中,触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612的边缘相对于下方的显示像素布局的任何垂直轴的最大角度可以是偏离轴至少30度。例如,如果根据示出的x轴和y轴布置显示像素,在一些示例中,触摸像素602的上边缘和/或下边缘相对于x轴的最大角度可以是至少30度,并且触摸像素和感测连接604的右边缘和/或左边缘相对于y轴的最大角度可以是至少30度。在一些示例中,触摸像素602和感测连接604的边缘的设计的间距和/或幅度可以是基于下方的显示像素布局的(例如,基于显示像素的大小、显示像素的间隔、显示像素的形状等)。
各个触摸像素602、感测连接604和虚拟材料612之间的材料的间隙的宽度可以大体上跨触摸屏600为恒定的。例如,虚拟材料612之间的间隙的宽度可以大体上与垂直分开的触摸像素602之间的间隙的宽度相同。在一些示例中,材料中的间隙可以是用于制造触摸屏600的处理所允许的最小间隙(“最小处理宽度间隙”)。
与图5中的触摸屏500的布局相比,图6中的触摸屏600的布局可减少由可能跨触摸屏而存在的材料覆盖不一致性所造成的云纹干涉以及视觉伪像。但是,触摸像素602区域和感测连接604区域中的材料覆盖可依然保持大体上不同于触摸屏600的区域610中的材料覆盖。
图7示出了根据本公开的示例的图5中的触摸屏500的区域501的第二修改布局。图7的触摸像素702和感测连接704布局可大体上类似于图6的布局。然而,间隙714可形成在触摸像素702的材料中或者被添加到该材料中,以减少触摸屏700的触摸像素区域中的材料覆盖;作为结果,触摸像素区域中的材料覆盖水平可接近区域710中的材料覆盖水平。触摸像素702中形成的间隙可大体上镜像(例如,具有大体上同一形状、具有大体上同一图案和/或具有大体上同一曲率)触摸像素、虚拟材料712和感测连接704的边缘的图案,以保持跨触摸屏700的布局一致性。触摸像素702中的间隙可大体上遍布触摸像素全体而存在,除了触摸像素中的指定区域之外(在此情况中,沿触摸像素的上边缘和/或下边缘)——这些指定区域(例如区域716)可将可跨各个触摸像素而存在的材料的各个段(触摸像素段)电耦合在一起,以允许适当的触摸像素和/或触摸屏操作。一个触摸像素段上的任意点(例如,中心)和另一触摸像素段上的对应点(例如,中心)之间的距离可以被称作为触摸像素段间距。
与图6中的触摸屏600的布局相比,图7中的触摸屏700的布局可减少由可跨触摸屏而存在的材料覆盖不一致性所造成的视觉伪像,因为触摸像素702中的材料覆盖水平可接近区域710中的材料覆盖水平。但是,触摸像素702区域的表面电阻会由于仅仅几个指定区域(例如区域716)将触摸像素的各个部分电耦合在一起而显著增大。
图8示出了根据本公开的示例的图5中的触摸屏500的区域501的第三修改布局。图8的触摸像素802和感测连接804布局可以大体上类似于图7的布局。但是,如以上所提及的,因为只有触摸像素702的指定区域可允许触摸像素的所有段之间的电耦合,因此在一些示例中,触摸像素的表面电阻可能过大。为了减小触摸像素802的表面电阻,可存在于触摸像素中的间隙可被分割,如图8中所示——换言之,可在跨触摸像素的各个位置处添加材料段之间的连接以将触摸像素的段电耦合在一起。在一些示例中,这些分割/连接的放置可以是随机的。在一些示例中,这些分割/连接的放置不需要是随机的。这些连接可允许跨触摸像素802的材料段之间的分布式和重复电耦合。这可以减小触摸像素802的表面电阻,而同时还提供图7的触摸像素702和感测连接704布局的材料覆盖益处。
但是,在某些情况下,因为两个原因,图8中的触摸屏800的布局仍可以继续表现出视觉伪像。首先,感测连接804区域相对于其他区域的材料覆盖差异会继续造成触摸屏800上的视觉伪像。其次,垂直分开的触摸像素802之间的区域810的水平取向可与触摸屏上的大体上所有其他特征的垂直取向之间形成对比,这也可造成触摸屏800上的视觉伪像。
图9示出了根据本公开的示例的图5的触摸屏500的区域501的第四修改布局。图9的触摸像素902和感测连接904布局可以大体上类似于图8的布局。但是,图9中的任何材料段的宽度(无论在作为触摸像素段的触摸像素902区域、作为虚拟材料段的虚拟电极912区域还是作为感测连接段的触摸像素之间的区域910)可以跨触摸屏900大体上恒定。此外,图9中的材料中的任何间隙(无论在触摸像素902区域、虚拟电极912区域还是触摸像素之间的区域910中)的宽度可以跨触摸屏900大体上恒定。因此,感测连接904段的宽度可大体上与虚拟材料912段的宽度相同,这会进而大体上与触摸像素902段的宽度相同。在一些示例中,段的宽度和/或间隙的宽度可以是最小处理宽度;在一些示例中,这些宽度可以小于人眼的分辨率。一个感测连接段上的任意点(例如,中心)和另一感测连接段上的对应点(例如,中心)之间的距离可以被称作为感测连接段间距。
如果希望较厚的感测连接904来减小感测连接电阻,则可使用段之间的一个或多个随机或非随机放置的材料桥接来将材料的多个段耦合在一起,类似于在触摸像素902中所进行的处理。此外,在一些示例中,可将间隙插入到虚拟材料912段中,以在垂直方向(未示出)分割虚拟材料。以此方式,触摸像素902区域、感测连接904区域和虚拟材料912区域之间的材料覆盖差异可被显著地最小化,并且与这种材料覆盖差异相关联的视觉伪像可被显著减小。
在一些示例中,除了使材料段宽度大体上相等并使跨触摸屏900的间隙宽度大体上相等之外,垂直分开的触摸像素902之间的间隙910可如所示出那样被配置成与垂直分开的触摸像素的边界融合在一起。具体地,触摸像素902的边缘可由插入到垂直分开的触摸像素的触摸像素段之中的间隙所限定。这些间隙可被交错布置(例如,相邻触摸像素段中的间隙可被放置在不同的垂直位置处),以便减少在触摸屏900上出现的任何材料图案。在一些示例中,间隙可被随机地交错布置;在一些示例中,间隙可被非随机地交错布置(例如,交错布置成周期性图案)。
应当注意,在图6-9的任何示例中,触摸像素电极的形状、布局、结构、边缘、边界、间隙、沟槽或任何其它特征、虚拟材料、触摸像素之间的间隙和/或感测连接可被称作为触摸像素电极、虚拟材料、触摸像素之间的间隙和/或感测连接的“图案特征”。此外,如以上所提及的,图6-9的任何示例可被类似地延伸到互电容触摸屏/触摸传感器面板;具体而言,延伸到驱动区域、感测区域和/或耦合到互电容触摸屏/触摸传感器面板的驱动和/或感测区域的布线或走线。
应理解,本公开的示例可以在许多不同的触摸屏布线结构中实现。图10示出了另一种示例性触摸屏1000布线结构,其中本公开的示例可被实践。如所示出的那样,触摸像素1002可被耦合到感测连接1004,并且可将感测连接1004的线路布局为到接合焊盘1009。在一些示例中,可将感测连接1004的线路布局为直接到感测电路(例如,感测通道408);在一些示例中,可将感测连接的路线布局为到接合焊盘1009,其然后可通过另一连接(例如柔性电路)被电耦合到感测电路。以上所公开的示例的一个或多个方面可类似地在触摸屏1000的布线结构中被实现。
因此,本公开的示例提供了用于减少触摸屏上的视觉伪像并同时保持触摸屏的可接受的电气性能的一种或多种结构。
因此,根据以上内容,本公开的一些示例针对触摸传感器面板,包括:形成在触摸屏的第一层中的第一触摸像素电极,该第一触摸像素电极包括由一个或多个触摸像素间隙分开的多个电耦合触摸像素段;以及形成在第一层中并被耦合到第一触摸像素电极的感测连接,该感测连接被配置成将第一触摸像素电极耦合到感测电路,其中触摸像素段和触摸像素间隙被配置成在触摸传感器面板上提供光学一致性。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,第一触摸像素电极包括自电容触摸像素电极。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,每个触摸像素段的形状和每个触摸像素间隙的形状大体上与第一触摸像素电极的边缘的布局匹配。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,第一触摸像素电极的该边缘的布局包括非线性布局。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,每个触摸像素段的宽度大体上等于每个触摸像素间隙的宽度。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸像素段在第一触摸像素电极上的指定区域处被电耦合在一起。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸像素段是通过位于跨第一触摸像素电极的各种位置处的多个触摸像素段之间的连接来被电耦合在一起的。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,跨第一触摸像素电极的各种位置是跨第一触摸像素电极的随机位置。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸传感器面板还包括:形成在触摸屏的第一层中的第二触摸像素电极,该第二触摸像素电极与第一触摸像素电极相邻放置;和形成在该第一层中并被放置在第一触摸像素电极和第二触摸像素电极之间的一个或多个虚拟材料段,该虚拟材料段具有大体上等于第一触摸像素电极中的触摸像素间隙的宽度和触摸像素段的宽度的宽度。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,虚拟材料段中的第一层的第一覆盖大体上等于第一触摸像素中的第一层的第二覆盖。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,感测连接包括一个或多个感测连接段,并且该一个或多个感测连接段具有大体上等于触摸像素段的宽度的宽度。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,第一触摸像素电极的边界由该多个触摸像素段中的多个间隔所限定。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,该多个触摸像素段中的间隔不沿轴对齐。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,第一触摸像素中的第一层的第一覆盖大体上等于感测连接中的第一层的第二覆盖。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,感测连接被放置在触摸传感器面板的有效区域中。
本公开的一些示例针对触摸传感器面板,包括:形成在第一层中的多个触摸像素电极,其中每个触摸像素电极具有带有非线性轮廓的至少一个边缘;分开该多个触摸像素电极的多个触摸像素间隙,其中至少一个触摸像素间隙具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘;和多个感测连接,其中每个感测连接被耦合至触摸像素电极,并且每个感测连接具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,该非线性轮廓在第一方向上是周期性的。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,该触摸传感器面板还包括设置在触摸像素间隙中的虚拟材料,其中该虚拟材料具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,每个触摸像素电极包括具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘的多个间隙。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸像素电极中该多个间隙中的每一个大体上是相同的。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸像素电极和感测连接的材料覆盖大体上是相等的。除以上公开的示例的一个或多个以外或者作为其替代,在一些示例中,触摸像素电极包括具有第一宽度的多个触摸像素段,并且感测连接包括具有第二宽度的一个或多个感测连接段,该第一宽度大体上等于第二宽度。
本公开的一些示例针对一种制造触摸传感器面板的方法,该方法包括:在触摸传感器面板的第一层中形成第一触摸像素电极,该第一触摸像素电极包括由一个或多个触摸像素间隙分开的多个电耦合的触摸像素段;以及在该第一层中形成感测连接,该感测连接被耦合到第一触摸像素电极并被配置为将第一触摸像素电极耦合到感测电路,其中该触摸像素段和触摸像素间隙被配置为在触摸传感器面板上提供光学一致性。
本公开的一些示例针对一种制造触摸传感器面板的方法,该方法包括:在触摸传感器面板的第一层中形成第一触摸像素电极,其中每个触摸像素电极具有带有非线性轮廓的至少一个边缘;形成分开该多个触摸像素电极的多个触摸像素间隙,其中至少一个触摸像素间隙具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘;以及形成多个感测连接,其中每个感测连接被耦合到触摸像素电极,并且每个感测连接具有带有该非线性轮廓的至少一个边缘。
虽然已经参照附图完整地描述了本公开的示例,但要注意,对本领域技术人员来说,各种改变和修改将变得清晰。这种改变和修改要被理解成被包括在由随附权利要求所限定的本公开的示例的范围之内。

Claims (17)

1.一种触摸传感器面板,其特征在于,包括:
形成在触摸传感器面板的第一层中的第一触摸像素电极,所述第一触摸像素电极包括由一个或多个触摸像素间隙分开的多个电耦合的触摸像素段;以及
形成在所述第一层中并被耦合到所述第一触摸像素电极的感测连接,所述感测连接被构造成将第一触摸像素电极耦合到感测电路,
其中所述触摸像素段和所述触摸像素间隙被构造成在所述触摸传感器面板上提供光学一致性。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,每个触摸像素段的形状和每个触摸像素间隙的形状大体上与第一触摸像素电极的边缘的布局匹配。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器面板,其特征在于,第一触摸像素电极的所述边缘的布局包括非线性布局。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,每个触摸像素段的宽度大体上等于每个触摸像素间隙的宽度。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述多个触摸像素段在第一触摸像素电极上的指定区域处被电耦合在一起。
6.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述多个触摸像素段是通过位于跨第一触摸像素电极的各位置处的触摸像素段之间的多个连接来被电耦合在一起的。
7.根据权利要求6所述的触摸传感器面板,其特征在于,跨第一触摸像素电极的所述各位置是跨第一触摸像素电极的随机位置。
8.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,还包括:
形成在所述触摸传感器面板的第一层中的第二触摸像素电极,所述第二触摸像素电极与所述第一触摸像素电极相邻放置;和
形成在所述第一层中并被放置在第一触摸像素电极和第二触摸像素电极之间的一个或多个虚拟材料段,所述虚拟材料段具有大体上等于第一触摸像素电极中的触摸像素间隙的宽度和触摸像素段的宽度的宽度。
9.根据权利要求8所述的触摸传感器面板,其特征在于,在所述虚拟材料段中所述第一层的第一覆盖大体上等于在所述第一触摸像素中所述第一层的第二覆盖。
10.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述感测连接包括一个或多个感测连接段,并且所述一个或多个感测连接段具有大体上等于所述触摸像素段的宽度的宽度。
11.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,第一触摸像素电极的边界由所述多个触摸像素段中的多个间隔所限定。
12.根据权利要求11所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述多个触摸像素段中的间隔不沿轴对齐。
13.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,在所述第一触摸像素中所述第一层的第一覆盖大体上等于在所述感测连接中所述第一层的第二覆盖。
14.根据权利要求1所述的触摸传感器面板,其特征在于,还包括:
包括所述第一触摸像素电极的多个触摸像素电极,所述多个触摸像素电极形成在所述第一层中,其中每个触摸像素电极具有带有非线性轮廓的至少一个边缘;和
包括所述感测连接的多个感测连接,其中每个感测连接被耦合至触摸像素电极,并且每个感测连接具有带有所述非线性轮廓的至少一个边缘,
其中所述一个或多个触摸像素间隙中的至少一个具有带有所述非线性轮廓的至少一个边缘。
15.根据权利要求14所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述非线性轮廓在第一方向上是周期性的。
16.根据权利要求14所述的触摸传感器面板,其特征在于,还包括设置在所述多个触摸像素电极之间的虚拟材料,其中所述虚拟材料具有带有所述非线性轮廓的至少一个边缘。
17.根据权利要求14所述的触摸传感器面板,其特征在于,所述多个触摸像素电极包括具有第一宽度的多个触摸像素段,并且所述多个感测连接包括具有第二宽度的一个或多个感测连接段,所述第一宽度大体上等于所述第二宽度。
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