在發(fā)射 tx 層具有用于互電容的非活性電極的傳感器圖案的制作方法
【專利摘要】公開了在發(fā)射TX層具有用于互電容的非活性電極的傳感器圖案。一種使用設(shè)置在發(fā)射（TX）電極之間或內(nèi)部并關(guān)于接收（RX）電極對(duì)齊的非活性電極均衡感應(yīng)陣列的互電容的裝置和方法。
【專利說明】在發(fā)射TX層具有用于互電容的非活性電極的傳感器圖案
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)還要求于2012年6月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/662525號(hào)的利益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及電容式感應(yīng)系統(tǒng)，且更具體地涉及電容式感應(yīng)系統(tǒng)的傳感器圖案。
【背景技術(shù)】
[0004]電容式感應(yīng)系統(tǒng)可以感應(yīng)在電極上產(chǎn)生的反映電容變化的電信號(hào)。這種電容變化可以指示觸摸事件(即，對(duì)象接近特定的電極)。電容式感應(yīng)元件可被用來代替機(jī)械按鈕、旋鈕和其他類似的機(jī)械的用戶界面控件。電容式感應(yīng)元件的使用允許消除復(fù)雜的機(jī)械開關(guān)和按鈕，提供了在苛刻的條件下的可靠的操作。此外，電容式感應(yīng)元件被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的客戶應(yīng)用中，在現(xiàn)有的產(chǎn)品中提供了新的用戶界面選項(xiàng)。電容式感應(yīng)元件的范圍可以從單一的按鈕到較大數(shù)目的被布置成用于觸摸感應(yīng)表面的電容式感應(yīng)陣列的形式。
[0005]采用電容式感應(yīng)陣列的透明的觸摸屏在今天的工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)是無處不在的。它們可以出現(xiàn)在手機(jī)、GPS設(shè)備、機(jī)頂盒、相機(jī)、電腦屏幕、MP3播放器、數(shù)字平板等。電容式感應(yīng)陣列通過測(cè)量電容感應(yīng)元件的電容，并尋找表示觸摸或?qū)щ娢矬w的存在的電容變化。當(dāng)導(dǎo)電物體(例如，手指、手或其它物體)接觸或靠近電容式感應(yīng)元件，電容變化和導(dǎo)電物體被檢測(cè)到。通過電路可以測(cè)量電容式觸摸感應(yīng)元件的電容變化。該電路將測(cè)得的電容式感應(yīng)元件的電容轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。
[0006]電容有兩種典型的類型:1)互電容，其中電容感應(yīng)電路使用電容器的兩個(gè)電極，2)自電容，電容感應(yīng)電路僅使用電容器的一個(gè)電極，其第二電極被連接到DC電壓電平。觸摸板具有這兩種類型(I)及(2)的分布式的負(fù)載電容及Cypress的觸摸解決方案使用其各種感應(yīng)模式單獨(dú)或混合地感應(yīng)這兩種電容。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明通過示例的方式在附圖的圖中示出，而不受其限制，其中:
[0008]圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的條帶傳感器圖案的典型的單位單元。
[0009]圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的當(dāng)手指接近單位單元時(shí)圖1的典型的單位單元。
[0010]圖3示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有虛設(shè)電極的條帶傳感器圖案的單位單元。
[0011]圖4示出典型的條帶傳感器圖案的等效電路。
[0012]圖5示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有虛設(shè)電極的條帶傳感器圖案的等效電路。
[0013]圖6示出了根據(jù)另一實(shí)施例的具有漂浮的虛設(shè)電極的條帶傳感器圖案的等效電路。
[0014]圖7示出了根據(jù)另一實(shí)施例的具有接地的虛設(shè)電極的條帶傳感器圖案的等效電路。
[0015]圖8示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有虛設(shè)電極和布線的3乘3陣列的透視圖。
[0016]圖9示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有虛設(shè)電極和布線的3乘3陣列的另一透視圖。
[0017]圖10示出具有接地的虛設(shè)電極的傳感器圖案的充電器噪聲等效電路。
[0018]圖11示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的位于TX電極之間的虛設(shè)電極。
[0019]圖12示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的位于TX電極內(nèi)的虛設(shè)電極。
[0020]圖13示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的第一組接地的虛設(shè)電極和第二組浮動(dòng)的虛設(shè)電極。
[0021]圖14示出根據(jù)另一實(shí)施例的位于TX電極之間的虛設(shè)電極。
[0022]圖15是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的操作具有非活性電極的感應(yīng)陣列的方法的流程圖。
[0023]圖16是示出電子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，其具有用于檢測(cè)接近具有非活性電極的電容式感應(yīng)陣列的觸摸物體和觸筆的存在的處理設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在下面的描述中，為了解釋的目的，闡述了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，顯然的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員沒有這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他實(shí)例中，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)沒有詳細(xì)示出，而是以方框圖示出，以避免不必要地模糊對(duì)本說明書的理解。
[0025]在描述中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用是指結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。位于本說明書的各個(gè)地方的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”并不一定指相同的實(shí)施例。
[0026]如本文所用的，傳感器圖案指感應(yīng)陣列的電極的布局。具體地，感應(yīng)陣列可以具有諸如發(fā)射(TX)電極的第一組電極，和諸如(RX)電極的第二組電極。本文所描述的實(shí)施例針對(duì)非活性電極(在本文稱為虛設(shè)電極)的傳感器圖案，其關(guān)于另一組電極諸如RX電極中的一個(gè)被設(shè)置，用于本文所述的各種優(yōu)點(diǎn)。例如，虛設(shè)電極可用于均衡在TX電極和RX電極之間測(cè)量的互電容的基準(zhǔn)電容值(這里也稱為基準(zhǔn)互電容或互電容的基準(zhǔn)值)。具體地，在沒有導(dǎo)電物體出現(xiàn)在感應(yīng)陣列上時(shí)，在RX電極和TX電極的交叉點(diǎn)(也稱為感應(yīng)元件或單位單元)的互電容可被測(cè)量。兩個(gè)感測(cè)元件之間的交點(diǎn)可以被理解為一個(gè)感應(yīng)電極與另一個(gè)感應(yīng)電極交叉或重疊同時(shí)保持彼此電隔離的位置。虛設(shè)電極是指像TX電極一樣沒有被驅(qū)動(dòng)的電極，并且不像RX電極一樣被用于感測(cè)。虛設(shè)電極可以被接地、漂浮(未連接到特定的電壓電勢(shì))，或兩者的組合。虛設(shè)電極可被視為分離的ITO孤島或小塊、接地小塊、漂浮小塊。虛設(shè)電極可以被集成在TX層，以及與TX層不同的單獨(dú)的層。如本文所述的，虛設(shè)電極與RX電極基本上對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，虛設(shè)電極以RX電極為中心，如兩者的中心軸對(duì)齊?？商鎿Q地，在其他配置中，虛設(shè)電極可以與RX電極對(duì)齊，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的。
[0027]下面關(guān)于圖1和圖2描述在條帶傳感器圖案(例如在觸摸屏設(shè)備中)中廣泛使用的一種類型的傳感器圖案。
[0028]圖1和2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的條帶傳感器圖案的典型的單位單元100。該結(jié)構(gòu)包括位于底部的銦錫氧化物(ITO)層的TX電極102和位于頂部ITO層的RX電極104。在該實(shí)現(xiàn)中，發(fā)射電極102 (圖1中僅示出了一個(gè)電極)被制成寬條的形式，其基本上填充底部ITO層。這可以完成以幫助阻止來自顯示器(例如，液晶顯示器(IXD))的噪音。該Rx電極104被制成窄帶的形式，諸如，例如，具有0.4毫米的寬度Wrxl05。TX電極102和RX電極104之間的靜態(tài)互電容被稱為互電容基準(zhǔn)Cml07。示意性地，Cml07可以分為Cprojectedl09和Cfringlll。Cprojectedl09是常數(shù)項(xiàng)，其由限制在RX電極104的底表面和TX電極102的頂表面之間的電場(chǎng)限定。Cprojectedl09的值在下面的等式中的并聯(lián)電容公式中找到:
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 以第一方向設(shè)置在第一平面的感應(yīng)陣列的第一組接收RX電極； 以第二方向設(shè)置的所述感應(yīng)陣列的第二組發(fā)射TX電極；及 設(shè)置在第二平面的第三組非活性電極，其中，所述第三組的各非活性電極關(guān)于所述第一組的相應(yīng)的各RX電極對(duì)齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述RX電極和所述非活性電極包括相同的寬度且所述非活性電極以所述第一方向設(shè)置在所述第二平面中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二組TX電極被設(shè)置在所述第二平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極被設(shè)置在所述第二組TX電極之間的間隙之間，且其中，所述第三組非活性電極與所述第二組TX電極是電隔離的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極被設(shè)置在所述第二組TX電極內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一組RX電極包括用于每個(gè)所述RX電極的一個(gè)或多個(gè)金屬帶，其中，所述第二組TX電極中的每一個(gè)包括金屬條，其中所述金屬條包括與所述RX電極對(duì)齊的多個(gè)槽，所述非活性電極被設(shè)置在所述槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括被設(shè)置在所述第二組TX電極之間以耦合所述第三組非活性電極的布線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極被耦合到大地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝`置，其中，所述第三組非活性電極是漂浮電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極的第一子集被耦合到大地，及所述第三組非活性電極的第二子集是漂浮電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一組RX電極被設(shè)置在第一銦錫氧化物ITO層中，及所述第二組TX電極被設(shè)置在第二 ITO層中，其中，絕緣層被設(shè)置在所述第一ITO層和所述第二 ITO層之間，其中，所述RX電極是RX帶及所述TX電極是TX條，其中，所述非活性電極是寬度大致相似于所述RX帶的寬度的帶，且其中所述帶的長(zhǎng)度小于兩個(gè)所述TX條的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括耦合到所述第一組RX電極和所述第二組TX電極的處理設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理設(shè)備被配置為測(cè)量所述第一組RX電極和所述第二組TX電極之間的互電容以檢測(cè)接近所述感應(yīng)陣列的導(dǎo)電物體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極被配置為均衡所述第一組RX電極和所述第二組TX電極之間的互電容的基準(zhǔn)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述第三組非活性電極耦合到大地，且其中，所述第三組非活性電極被配置為減少從外部噪聲源引入的噪聲。
16.—種電容式感應(yīng)陣列,包括: 第一層，所述第一層包括以第一方向設(shè)置的第一組多個(gè)電極； 第二層，所述第二層包括以第二方向設(shè)置的第二組多個(gè)電極及被設(shè)置成實(shí)質(zhì)上與所述第一組多個(gè)電極對(duì)齊的第三組多個(gè)非活性電極；及 絕緣層，所述絕緣層設(shè)置在所述第一層和所述第二層之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容式感應(yīng)陣列，其中，所述第三組多個(gè)非活性電極被配置為均衡所述第一組多個(gè)電極和所述第二組多個(gè)電極之間的互電容的基準(zhǔn)值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容式感應(yīng)陣列，其中，所述第一層和所述第二層是銦錫氧化物ITO，且其中，所述第一組多個(gè)電極和所述第三組多個(gè)非活性電極是帶及所述第二組多個(gè)電極是條。
19.一種方法,包括: 驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)TX電極上的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射TX信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)TX電極被以第一方向設(shè)置在感應(yīng)陣列的第一層中，其中，所述感應(yīng)陣列包括被設(shè)置在第二方向的一個(gè)或多個(gè)非活性電極；及 在一個(gè)或多個(gè)RX電極上測(cè)量在所述一個(gè)或多個(gè)TX電極和所述一個(gè)或多個(gè)RX電極之間的互電容，其中，所述RX電極被以第二方向設(shè)置在所述感應(yīng)陣列的第二層中，其中，所述一個(gè)或多個(gè)非活性電極實(shí)質(zhì)上關(guān)于所述一個(gè)或多個(gè)RX電極對(duì)齊。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括: 當(dāng)導(dǎo)電物體沒有接近所述感應(yīng)陣列時(shí)，確定基準(zhǔn)互電容；及 基于測(cè)得的互電容和所述基準(zhǔn)互電容，檢測(cè)接近所述感應(yīng)陣列的導(dǎo)電物體。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103513848SQ201310248769
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】歐勒山德·霍斯塔納 申請(qǐng)人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司