面板式电容触摸屏制造技术

一种电容式触摸传感器排列成能够通过在背景信号上增加由触摸所产生的信号获得更高精度的触摸位置的分辨率。薄膜介质保护层包括可由各种厚度大约为或小于０．０３０英寸的各种材料，设置在电容式触摸传感器电路上。薄膜允许所产生的触摸更加接近于电容式触摸传感器电路，于是可响应触摸产生更强的信号。薄膜可以是透明的，也可以是不透明的，以及可以是刚性的，也可以是柔性的。本发明专利技术还提供一种适用于返回精确确定触摸位置的信号的系统。该系统接受来自控制器的电场，接受触摸，并且提供表示由触摸所引起的电场调制的信号，用于确定触摸的位置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容触摸屏装置。尤其是，本专利技术涉及薄型面板式电容触摸屏装置，该装置适用于在能够提供触摸其表面控制信号标志的设备使用。
技术介绍
触摸屏可以结合多种显示类型，包括阴极射线管(CRT)和液晶显示屏(即，LCD屏)使用，从而作为向计算机系统输入信息的部件。当放置在显示器上时，触摸屏允许用户触摸在对应所需图标或元件的位置屏幕来选择显示的图标或元件。随着计算机和其它电子设备的普及，触摸屏也已经成为越来越普及的数据输入接口。例如，现在，已经可以在车间、商店、制造设备、餐馆中发现触摸屏，也可以在手持个人数字助理、自动取款机、娱乐游戏机中发现触摸屏。通常，在相对较差的环境中使用近场图象(Near-Field-Imaging＝NFI)触摸屏，在这种环境中，触摸屏要承受不利环境的条件。简单的说，NFI装置不同于某些其它触摸屏，在其它触摸屏中，可以使用和寻址多个触摸敏感条，使得在触摸屏上的触摸可以编程的方式分解成屏幕上的指定条。NFI触摸屏可以非常好地适用于恶劣环境，是因为由NFI装置所提供的相对高的灵敏度使得可以具有相当厚的保护涂层来很好的保护其下层电路。其它触摸屏装置就不能很好的使用这类环境，因为它们较低的灵敏度妨碍了使用相对较厚的保护层。正如以上所描述的，NFI型触摸屏的特殊强度使得它能够在触摸屏可能暴露于恶劣环境条件的环境中变得越来越普及。在NFI装置允许相当厚度保护基片能够经受恶劣的环境地同时，触摸屏一般还会遇到非常高数量的滥用。因此，这些触摸屏通常容易受到损坏，并需要以比其它应用中的触摸屏高的时间间隔来更换。直至现在，这一直是在滥用环境中不适宜使用触摸屏的原因。
技术实现思路
本专利技术涉及一种NFI电容式触摸屏装置，该电容式触摸屏装置在传感器条上具有薄的介质薄膜。该薄的介质薄膜保护触摸屏的传感器条免受由于触摸所引起的损坏以及使得触摸传感器形成一个封闭单元。薄的介质薄膜的使用可以足以应对大多数使用并且使得触摸传感器可以比其它具有较厚介质涂层的单元更为灵敏。此外，NFI电容式触摸传感器装置的灵敏度允许在薄的介质层层上添加第二保护层，而不会妨碍随触摸的检测。这样，可以结合触摸传感器使用可去除的保护层，从而可以只替换可去除层而不再是整个触摸传感器。本专利技术的电容式触摸传感器包括三层保护下层的薄的介质薄膜，电容触摸传感器电路层，以及介质衬底层。介质衬底层可以是阴极射线管或者液晶显示器的外屏幕。电容式触摸传感器电路包括多个传感器条，该传感器条连接着适用于传递表示触摸的信号的引线。该层包括“叠层”，这是在制造过程中以添加的方式设置在可视表面上，或者可以作为可视表面的一部分。取决于所需的应用，该叠层可以是透明的，也可以是不透明的，并且可以是刚性的，也可以是柔性的。在本专利技术的另一方面，薄的介质薄膜小于大约0.030英寸厚。在本专利技术的另一方面，薄的介质薄膜进一步减薄，减小到在1,000和10,000埃之间的范围内。在本专利技术的其它方面，薄的介质薄膜包括片状材料，例如，聚碳酸酯或者丙烯酸。该片状材料可以是层叠的、粘结的、或者是设置在电容式触摸传感器层和介质衬底层上。在本专利技术的另外一个方面，薄的介质薄膜包括柔性薄膜材料，例如，聚酯。在本专利技术的另一方面，薄的介质薄膜可以是二氧化硅或者其它适用于沉积的基片。在本专利技术的另外一个方面，薄的介质薄膜可以采用喷雾、浸渍或者喷墨方式来制成。附图简述本专利技术的上述方面以及许多附加优点将随着参考下列详细描述的更好理解而变得更加容易意识到，下列附图只是示意图，而并不具备比例；附图包括图1是说明可以实现本专利技术环境的示意图；图2是具有薄的介质涂层的典型电容式触摸传感器的分解视图；图3是说明包括薄的介质薄膜和可去除保护元件的触摸传感器的剖面图；和，图4是根据本专利技术具有薄的介质涂层的典型电容式触摸传感器的示意图。具体实施例方式在本专利技术示范实施例的下列详细描述中，参考构成本专利技术部分的附图。详细的描述和附图说明了能够实现本专利技术的特殊示范实施例。这些实施例以充分详细的方式进行讨论，以便于本领域中的熟练技术人士能够实现本专利技术。应该理解的是，也可以在不背离本专利技术精神和范围的条件下，使用其它实施例，并且进行其它改进。因此，下列详细描述并不具有限制的含意，并且本专利技术范围只受附加的权利要求所定义。在整个说明和权利要求中，下列术语将采用与本文有关的明确含意，除非该内容采用清晰的其它定义。“一个”、“一件”和“所述”的含意具有多个的意思。“在…中”的含意可包括“在…中”和“在…上面”的意思。术语“连接”是指在连接事件之间的直接电气连接，而没有任何中间设备。术语“耦合”是指在连接事件之间的直接电气连接，或者通过一个或者多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“电路”是指以相互组合提供所需功能得方式来排列的一个或多个无源和/或有源元件。术语“信号”是指至少一个电流信号、电压信号或数据信号。参考附图，在所有的整个附图中，类似的标号表示类似的部件。因此，对单个的参考也包括对多个的参考，除非有其它阐述或者与本披露不相一致。简单的说，本专利技术涉及一种电容式触摸传感器装置，它可适用于在设备表面使用的，例如，LCD或CRT显示器，或者在触摸垫上使用。更具体的说，本专利技术涉及能够使得触摸位置具有更加精确的精度，它通过使用薄的介质薄膜在任意潜在背景影响(远场)下所产生的信号上增加触摸对传感器的(近场)所产生的相对信号来获得的这种背景影响的实例可以是有在触摸过程中所涉及到的人的其它部分，例如，手，或者能够接近于电容式触摸屏设备的用户解剖学的其它部分，例如，他们的手臂、头或者其它等等所产生的信号。在电容式NFI触摸屏设备中，控制器可以区分出由触摸所引起的所需近场效应和所不需要的远场效应之间的差别。在触摸和触摸传感器电路之间保护层的厚度可以直接影响所识别信号的强度。随着保护层厚度的增加，由触摸所产生的信号强度就会成比例降低。传统上，NFI触摸屏可以设计成在连接触摸屏的控制电路中具有足够的增益，以便于提供近场信号的适当检测，同时仍可适当地抑止远场效应。根据本专利技术，触摸传感器区分在近场信号和远场信号之间差别的能力大大增强，因为随着介质厚度的减小，近场到传感器条的相对距离与远场目标到传感器条的距离要减小得多，换句话说，将介质的厚度减小至50％，就等于将触摸装置和触摸传感器之间的距离减小至大约50％。然而，在任何远场贡献和触摸之间的距离就需要能够减小至小于50％，并且大多数可能只能减小一部分。例如，将介质的厚度从1mm减小至0.5mm时，就是将在触摸和传感器条之间的距离减小了50％。然而，如果远场的贡献(即，触摸手的手掌)离开传感器条50mm，则距离只减小了1％，即，减小至49.5mm。于是，减小介质的厚度允许使用减小的输入信号强度，该信号强度减小了远场的影响。另外，增加近场信号与远场信号的比例使得近场信号和远场信号可以更加容易地区分出。这两方面都有利于增加触摸的检测精度。此外，减小输入信号的强度可以降低功耗和降低由触摸屏所产生的电磁干扰。图1是说明电容式触摸传感器工作的基本原理的示意图。在图1中，触摸屏系统100包括触摸传感器101、控制器102、和计算机126。在该特殊实施例中，触摸传感器101包括电容式检测层，该检测层由薄的介质薄膜所覆盖的，例如，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于确定由触摸实现所引起触摸对设备触摸表面的位置的薄的面板式电容触摸屏，包括：介质衬底层；电容式触摸传感器电路，它包括多个传感器条，电容式传感器电路粘结在所述介质衬底层上；以及薄的介质薄膜，它具有第一表面和第二 表面，所述第一表面粘结在所述的电容式传感器电路和作为触摸表面取向的所述第二表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RC姆利甘，MS巴达耶，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]