具有改进的电极图案的接触感测器制造技术

一种接触感测器包括具有接触区的基板以及用以建立跨越该接触区的电场的串联电阻链。该电阻链包括多个导电电极，在其间形成重叠电阻。电极具有由接合处分隔开的内部部分。接触感测器还包括在接触区和电阻链之间的绝缘区。绝缘区由间隙分隔开，以提供多个至接触区的导电路径，由此使沿基板的来源侧的非线性波纹减至最少。一些间隙是在接触区和接合处之间形成的接合处间隙。导电岛位于接合处间隙内，在每个接合处间隙内提供电节点，由此避免等位线在接合处内聚集，并使沿基板的非来源侧的非线性波纹减至最少。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
涉及接触感测器技术，更具体地说，涉及电阻和电容接触感测器技术。
技术介绍
接触感测器是透明或不透明的输入装置，用于计算机和其他电子系统。如其名称所暗示的，接触感测器由使用者的手指或指示笔或一些其他装置的接触而启动。透明的接触感测器、特别是触摸屏通常设置在诸如阴极射线管(CRT)监视器和液晶显示器之类的显示装置上，以便建立触摸显示系统。这些系统越来越多地用于商业应用，诸如餐厅订位系统、工业流程控制应用、交互式博物馆展览、公用信息亭、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理和电子游戏。目前使用的主要接触技术是电阻、电容、红外线和声音技术。结合这些技术的触摸屏已经以具竞争力的价格提供高标准的性能。以上全都是透明装置，它们通过传送接触位置坐标到主控计算机来响应接触。触摸屏性能的一个重要方面是，在位于接触感测器上的触敏区域(即接触区)之内的所有位置处，真实的和测量的接触位置之间的接近对应关系。一种电阻触摸屏，特别是5线的电阻触摸屏，例如，位于加州Fremont的Elo TouchSystems公司的AccuTouchTM产品系列，已为许多触摸屏应用所广泛接受。在这些触摸屏中，来自手指或指示笔的机械压力导致塑料薄膜盖板弯曲，并与基础玻璃基板物理接触。该玻璃基板涂布有电阻层，在该层上，经由沿着基板周边设置的电极图案来激励电压梯度。经由电连接至涂布玻璃基板的四个角，相关的电子电路可以顺序地激励X和Y方向的梯度，如美国专利第3591718号所描述。盖板的下面具有导电涂料，提供在接触位置和电压感应电子电路之间的电连续性。关于5线电阻触摸屏的进一步详细说明，可参见美国专利No.4220815、4661655、4731508、4822957、5045644以及5220136。在典型的5线电阻触摸屏中，沿着基板的各个边框的电极图案在“来源”模式和“非来源”模式中工作。例如，图1和2说明一种触摸屏基板2，其中通过向沿着基板2的周边8延伸的电极图案6施加不同的角电压(在这种情况下，为5伏特)，在接触区4上产生相应的X和Y激励。箭头表示电流流过接触区4的方向，而虚线表示等位线，即，沿着这些线的电压是恒定的。为了得到理想的线性触摸屏性能，等位线完全是直线，如图1和2所表明的。电流的流动与这些等位线垂直，因此当等位线是直线时，电流的线是直的。如图1所示，X激励是通过传送电流经过接触区4(在边框电极图案6的右侧注入且在左侧收集)而产生的。也就是说，左侧和右侧是在X激励的“来源”(或吸收)模式中。理想地，对于X激励，没有电流从上下侧进入或离开接触区4。也就是说，上下侧是X激励的“非来源”。如图2所示，Y激励是通过传送电流经过接触区4(在边框电极图案6的上侧注入且在下侧收集)而产生的。也就是说，上下两侧是在Y激励的“来源”(或吸收)模式中。理想地，对于Y激励，没有电流从左侧和右侧进入或离开接触区4。也就是说，左右侧是Y激励的“非来源”。电子电路可以经由上述电压激励以及电流注入和电容结构从5线电阻触摸屏得到接触信息。还有一种9线的连接方案，可提供电子电路和四个角连接点中每一个之间的驱动和感测线连接。在美国专利申请第09/705383号中描述了这些和其他技术，特意将其通过引用结合于此。一种5线连接接触感测器利用具有不连续的重叠电阻的周边电极图案，例如Elo TouchSystems公司的AccuTouchTM产品，并公开于美国专利第5045644号中，特意将其通过引用结合于此。在这个实例中，通过接触区的相对侧上的周边电极图案之间的隔离线内的间隙来提供平行电阻电流路径。该电流路径在周边电极图案附近的接触区中产生不希望有的波纹非线性。因此，在这个区域中沿直线移动的手指将经历激励电压的变化，由此产生所测量坐标的变化(除非加以更正，否则会产生变化)。靠近上下电阻链的相当大的波纹限制了这个区域中的测量准确度，因此减少了有效接触区的大小。因此，已设计了一些电阻链来减少在接触区周边常见的波纹。美国专利申请第09/705383号公开了一种方法，该方法通过增加在电极边框与接触区之间的不连续电连接的密度，即增加隔离线内的间隙数，从而减少触摸屏基板的来源侧上的波纹非线性。问题在于，当增加电极边框与接触区之间不连续电连接的密度以改进来源侧上的线性时，它提供更多机会给在非来源侧上电流的寄生来源和吸收。在非来源侧上电连接的密度越高，往往使情况越糟。特别是，如果对于接触区比对于电极电压有更多的连接，则难以避免到相同电极电压的连接对，因而导致所需线性电压梯度的扭曲。实际上，在来源侧上大的线性改善会伴随在非来源侧上线性的适度减小。虽然这似乎是相当合理的工程折衷，但市场唯恐降低触摸屏性能的任何方面的任何事情。这个问题在美国专利申请第09/705383号中在概念上加以解决，解决方法是找到电极之间接合处上方的一些间隙，使得这些间隙内的有效电压处于相邻电极的电压之间。例如，图3显示电阻链48，它具有Z电极50，该电极具有重叠的外部和内部部分51、52，相邻电极的内部部分52最靠近接合处54。对于每个重叠电阻电极50有两个间隙56的绝缘区55的阵列与内部部分52平行。一些间隙56位于接合处54上方。如图4的等效电路中所示，这在概念上导致交流连接在两个相邻电极50之间分开，使得有效电压处于相邻电极50的电压之间，由此减少触摸屏的非来源侧上的波纹。非来源模式中流过串联电阻链的主要电流被标为“I”，而次要电流“i”流过接合处间隙区域，这在概念上等效于包含两个相等电阻的简单电阻分压器电路。因此，可以看出，间隙电压序列为VN-1、(VN-1+VN)/2、VN、(VN+VN+1)/2、VN+1...但是，已确定，相邻电极50之间的有效电压实际上并未分开。绝缘区55通常设置在非常靠近串联电阻链电极50之处，以便响应市场对于最小边框宽度的需求。结果是，间隙宽度通常比与串联电阻链电极50之间的间隔大得多。由于这样的长宽比，电极电压VN和VN+1就没有足够空间混合并提供平均电压(VN+VN+1)/2给触摸屏。实际上，接触区的等位线“看到”两个电极电压。因此，VN和VN+1等位线往往在电极50上终止，而且VN和VN+1之间的所有等位线在接合处54处聚集，如图5所示。这样，图3的电阻链48事实上具有如图6中说明的等效电路。因此，仍然需要改进具有不连续电阻结构的触摸屏的非来源侧的线性。
技术实现思路
本专利技术针对一种接触感测器，它利用接合处间隙中的导电岛，以便在间隙内提供真正的分压器，由此提供沿电阻链的线性改变电压序列。该接触感测器可以如例如5或9线的电阻接触感测器、电容接触感测器或任何需要串联电阻链的接触感测器那样工作。接触感测器包括基板，该基板具有由多个周边边缘所界定的电阻表面。在触摸屏的情况下，基板可以是透明的，或者可以是不透明的。电阻表面具有在周边边缘内部的接触区。接触感测器还包括靠近周边边缘的串联电阻链，用于建立跨越接触区的电场。电阻链包括多个导电电极(例如，Z-电极)，排列成与表面的电阻区串联，在其间形成重叠的电阻。每个电极具有面对接触区的内部部分，相邻电极的内部部分由接合处分隔开。接触感测器还包括在接触区和电阻链之间的电阻表面中的绝缘区(未提供电阻层的区域)的线性阵列。绝缘区由间隙、例如电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触感测器，包括：基板，具有由多个周边边缘所界定的电阻表面，所述电阻表面具有位于所述边缘内部的接触区；靠近周边边缘的串联电阻链，用于建立跨越所述接触区的电场，所述电阻链包括多个导电电极，它们排列成与所述表面的电阻区串联， 从而在其间形成重叠的电阻，每个电极具有面对所述接触区的内部部分，相邻电极的所述内部部分由接合处分隔开；在所述接触区和所述电阻链之间的所述电阻表面中的绝缘区的线性阵列，所述绝缘区由间隙分隔开，所述间隙中至少一个在所述接触区与至少一个接 合处之间形成；以及导电岛，位于所述至少一个接合处间隙内。

【技术特征摘要】
US 2002-4-16 60/373,022;US 2003-4-15 10/413,8251.一种接触感测器，包括基板，具有由多个周边边缘所界定的电阻表面，所述电阻表面具有位于所述边缘内部的接触区；靠近周边边缘的串联电阻链，用于建立跨越所述接触区的电场，所述电阻链包括多个导电电极，它们排列成与所述表面的电阻区串联，从而在其间形成重叠的电阻，每个电极具有面对所述接触区的内部部分，相邻电极的所述内部部分由接合处分隔开；在所述接触区和所述电阻链之间的所述电阻表面中的绝缘区的线性阵列，所述绝缘区由间隙分隔开，所述间隙中至少一个在所述接触区与至少一个接合处之间形成；以及导电岛，位于所述至少一个接合处间隙内。2.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，在所述接触区和两个相邻的内部部分之间形成两个间隙，以及所述至少一个接合处间隙处于所述两个间隙之间。3.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，所述基板实质上是透明的。4.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，在所述接触区和至少大部分所述内部部分之间形成非接合处间隙。5.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，在所述接触区和至少大部分所述接合处之间形成接合处间隙。6.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，还包括位于至少多个所述接合处间隙内的导电岛。7.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，所述电阻表面在所述间隙之内完全保持原状。8.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，所述绝缘区与所述电阻链平行。9.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，所述绝缘区阵列是一条线，其中已除去所述电阻表面，所述线与所述电阻链平行。10.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，所述电场是非线性的。11.如权利要求1所述的接触感测器，其特征在于，还包括设置在所述接触区上的介质涂层。12.一种接触感测器，包括基板，具有至少部分由一对相对周边边缘界定的电阻表面，所述电阻表面具有位于所述边缘内部的接触区；靠近每个周边边缘的串联电阻链，用于建立跨越所述接触区的电场，每个电阻链包括多个导电电极，它们排列成与所述表面的电阻区串联，以便在其间形成重叠的电阻，每个电极具有面对所述接触区的内部部分，相邻电极的所述内部部分由接合处分隔开；在所述接触区和所述相应电阻链之间靠近各电阻链的所述电阻表面中的绝缘区的线性阵列，所述绝缘区由间隙分隔开，所述间隙包括在所述接触区和所述接合处之间的接合处间隙；以及导电岛，位于所述接合处间隙其中至少一个内。13.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，在所述接触区和至少两个相邻的内部部分之间形成至少两个间隙，以及所述至少一个接合处间隙处于所述至少两个间隙之间。14.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，还包括位于至少多个所述接合处间隙内的导电岛。15.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，所述电阻表面在所述间隙之内完全保持原状。16.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，所述绝缘区阵列是一些线，其中已除去所述电阻表面，所述线与所述相应的电阻链平行。17.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，每个重叠电阻的多个导电路径在所述接触区和所述相应的电阻链之间形成。18.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，所述电场是非线性的。19.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，还包括设置在所述接触区上的介质涂层。20.如权利要求12所述的接触感测器，其特征在于，至少一个非接合处间隙没有导电元件，至少一个非接合处间隙具有导电岛，以及至少一个非接合处间隙具有从相邻电极的内部部分延...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL阿罗彦，DH沙夫，
申请(专利权)人：伊罗接触系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]