CN113760119B - 一种低能见度金属网格触控传感器的设计方法 - Google Patents
一种低能见度金属网格触控传感器的设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113760119B CN113760119B CN202110569448.5A CN202110569448A CN113760119B CN 113760119 B CN113760119 B CN 113760119B CN 202110569448 A CN202110569448 A CN 202110569448A CN 113760119 B CN113760119 B CN 113760119B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grid
- touch sensor
- moire
- line
- lines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
本发明为一种低能见度金属网格触控传感器的设计方法。一种触摸屏,其具有显示装置和经由光学清澈粘合剂粘附到显示装置的触摸传感器;其中所述触摸传感器包括:透明基底、划分成通道的顶部金属网格、划分成通道的底部金属网格;所述顶部金属网格和所述底部金属网格中的每一个具有计算为避免一阶莫尔图案的线间距,且接着随机化所述线的交叉点以避免二阶莫尔图案。
Description
技术领域
本公开的实施例大体上涉及触摸屏。更具体地说,本公开的实施例涉及具有低可见度微网格图案的触摸传感器。
背景技术
启用触摸屏的系统允许用户通过屏幕上的手指触摸或触控笔运动来控制系统的各个方面。用户可以通过由触摸传感器所感测的手指或触控笔与显示装置上描绘的一个或多个对象直接相互作用。触摸传感器通常包含安置在基底上的导电图案,所述基底配置成感测手指或触控笔的确切位置。触摸屏通常用于消费者、商业以及工业系统。
一般来说,触摸屏由两部分构成:显示屏和触摸传感器——两者通常呈栅格的形式。无论使用哪种屏幕技术(LCD、LED、OLED等),显示屏是由栅格图案中的像素行构成的,例如,对于1080p HD显示器,1920行各自具有1080像素,或对于4k超HD显示器,3840行各自具有2160像素。触摸传感器也是由彼此相交的导线构成的栅格图案,以形成可寻址的接触点。
触摸屏的导电图案传统地由例如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料构成。然而,随着多触摸屏系统和大型显示器的出现,有利地是具有高导电微网格系统(例如,使用铜细线的导电金属网格系统)。铜是比例如ITO的透明导体好得多的导体。然而,高导电金属网触摸传感器存在许多挑战。众所周知,如果没有得到很好的保护,铜就会迅速降解。因此,在铜导体层上方镀覆例如钯或镍的第二层金属层,以帮助钝化铜和减少氧化。钯或镍的第二金属层用于降低从铜导体反射的光的可见度,但同时由于它们是不透明的而引起其它可见度问题。
一般来说,金属网格的设计要求金属线足够细,以致用户无法单独地看见它们。然而,由于它们的周期性设计,它们很容易形成莫尔图案。这些图案对用户将是可见的,因此应该避免。
由于重叠的相似重复图案之间的相互作用,莫尔图案(moirépattern)出现,且图案被移位、旋转或彼此具有略不同的间距。莫尔图案的视觉外观取决于栅格图案的特征和观察者的位置。触摸屏显示器具有容易形成莫尔图案的图案,所述图案对用户可见。重要的是,使触摸传感器的栅格对用户透明,以便不干扰用户观看所显示的图像。如果触摸传感器的栅格产生莫尔图案,即使形成栅格本身的导体对用户来说可能是不可见的,但莫尔图案也将是可见的。因此,适当的栅格设计需要避免产生莫尔图案。
发明内容
以下呈现一个或多个方面的简化概述,以便提供对这些方面的基本理解。本概述不是所有预期方面的广泛概述,且既不意图识别所有方面的关键或重要元素,也不意图描绘任何或所有方面的范围本概述的唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面的一些概念,作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本文中公开一种用于设计和制造具有导电金属微网格的触摸传感器的方法,所述导电金属微网格对于用户是不可见的,并且避免形成莫尔图案。所述方法提供一种传感器,所述传感器可以与显示屏集成而不会遮蔽所显示的图像,并且不会产生分散注意力的伪影。
在所公开的方面中,使用解析或数值方法来建模网格和显示像素的周期性设计,以达到最小化形成莫尔图案的周期性。接着将窗口边界放置在解接点(solution joint)处,并且在每一交叉点处插入随机化,以将交叉点从解处移动到窗口边界内的随机位置。约束窗口的大小可以选择为通过解析或数值方法得到的周期间距的分数。
在本公开的一个方面中,提供一种制造具有最小化莫尔图案的栅格的触摸传感器的方法。方法包括使用最小透射值和导电线的给定厚度来计算最小网格间距;使用给定网格规格来确定最大网格间距,所述最大网格间距确保网格的每一通道包括至少两条导电线;迭代计算触摸传感器的顶部栅格和底部栅格中的每两对导电线的莫尔网格间距以最小化莫尔图案;使用莫尔网格间距以产生顶部栅格设计和底部栅格设计;在顶部栅格设计和底部栅格设计的每一接点的位置处应用约束窗口;在约束窗口内随机地移位每一接点以产生随机顶部栅格和随机底部栅格;根据随机顶部栅格和随机底部栅格在透明基底上制造顶部栅格和底部栅格。方法还可通过首先找到一阶莫尔图案的莫尔网格间距解,且接着将莫尔网格间距解随机化以产生二阶莫尔图案的随机化解来进行。
在本公开的一个方面中,公开了一种具有最小化莫尔图案的栅格的触摸传感器。触摸传感器包括:透明基底;由催化剂光刻胶组合物构成的催化剂光刻胶图案层,催化剂光刻胶组合物包含光刻胶和催化剂纳米粒子;具有形成导电网格的导电图案的金属导电层,所述导电网格在催化剂光刻胶图案层上方具有多个接点;金属层上的金属钝化层;其中多个接点中的每一个的位置在约束窗口内随机化。
所公开方面包含一种导电网格触摸传感器,其包括:透明基底;顶部金属网格,其具有形成在透明基底的顶部表面上方的第一图案;底部金属网格,其具有形成在透明基底的底部表面上方的第二图案;其中顶部金属网格和底部金属网格中的每一个在多个接点处形成与第二组非直线相交的第一组非直线。每两个接点之间的分离距离随机化到10%的约束窗口,并且第一组和第二组的每两条非直线之间的间距产生大于50环每观看度的栅格空间频率。第一组非直线与第二组非直线中的每一个形成为一系列线段,每一线段从多个接点中的一个接点延伸到所述多个接点中的相邻接点。另外,线段中的每一个可以与非直线的其它线段不同的定向成角。
在本公开的其它方面,提供了一种具有带有金属导电微网的触摸传感器的触摸屏。触摸屏包括显示层(例如LCD、OLED等)和通过光学清澈粘合剂粘附到显示层的触摸传感器。触摸传感器包括:透明基底;具有多个顶部接点的顶部金属网格;具有多个底部接点的底部金属网格;其中多个顶部接点中的每一个和多个底部接点中的每一个的定位在约束窗口内被随机化。
为了完成前述和相关目的,一个或多个方面包括在下文中充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述一个或多个方面的某些说明性特征。然而,这些特征指示可采用各个方面的原理的各种方式中的一些,且此描述意图包含所有这些方面和其等效物。
附图说明
本公开的实施例是通过实例而非限制的方式在附图的图式中示出,在附图中,相似附图标号指示类似元件。
图1示出根据所公开实施例的用于实施网格设计的触摸屏的横截面。
图2是用于开发莫尔图案的解析解的线性栅格的简化示意图。
图3是将例如LCD或金属网格传感器的二维栅格建模为两个索引线光栅的叠加层的简化示意图。
图4是用于建模光透射率的简化示意图。
图5示出经切割以在通道之间形成具有电隔离的个别通道的图案。
图6是示出建模光栅线的简化示意图。
图7示出根据实施例的具有约束窗口的栅格设计的实例。
图8示出根据实施例的在随机化之后的所得栅格。
图9示出根据实施例的制造用于触摸传感器的金属网格的过程。
图10是示出根据实施例的制造触摸传感器的过程的流程图。
具体实施方式
将参考下文讨论的细节来描述本公开的各种实施例和方面,并且附图将示出各种实施例。以下描述和图式示出本公开,且不解释为限制本公开。描述许多具体细节以提供对本公开的各种实施例的透彻理解。然而,在某些情况下,不描述众所周知的或常规的细节以便提供对本公开的实施例的简洁讨论。
说明书中对于“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性可包含在本公开的至少一个实施例中。在本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。
现将参考图式描述本发明的触摸传感器和其制造方法的实施例。不同的实施例或其组合可用于不同的应用或实现不同的益处。取决于寻求实现的结果,可部分地或最充分地、单独地或与其它特征组合地利用本文中所公开的不同特征,从而平衡优势与要求和限制。因此,将参考不同的实施例强调某些益处,但不限于所公开的实施例。也就是说,本文中所公开的特征不限于其所描述的实施例内,但可与其它特征“混合和匹配”,且并入其它实施例中。
图1绘示可实施根据本公开的实施例的触摸传感器的触摸屏100的横截面。触摸屏100包含显示装置110(例如LCD、OLED等)和覆盖显示装置110的可视区域的至少一部分的触摸传感器130。在某些实施例中,光学清澈粘合剂(“optically clear adhesive;OCA”)或树脂140可以将触摸传感器130的底侧粘结到显示装置110的顶侧或面向用户的面。在其它实施例中,隔离层或气隙140可将触摸传感器130的底侧与显示装置110的顶侧分隔开。透明盖板透镜150可与触摸传感器130的顶侧重叠。透明盖板透镜150可由聚酯、玻璃或任何其它适合用作盖板透镜150的材料组成。在某些实施例中,OCA或树脂140可将透明盖板透镜150的底侧接合到触摸传感器130的顶侧或面向用户的面。透明盖板透镜150的顶侧面向用户,且保护触摸屏100的底层组件。另外,在本公开中,术语顶部或上部是指当触摸屏在使用时面向用户的面,而底部或下部指示远离用户的方向。
触摸屏100的组件和/或堆叠可基于应用或设计而变化,同时仍实施根据本公开的实施例的网格设计。举例来说,触摸传感器130或触摸传感器实施的功能可以集成到显示装置110的堆叠中(未独立地示出)。
图1中的标注示出触摸传感器130的一小部分的横截面和触摸传感器130的一般布局的俯视图。一般来说,触摸传感器130包括可大于显示装置的可视区域的透明基底102。透明基底102包含触摸感测区域103,在所述触摸感测区域103上形成顶部导电网格104和底部导电网格106。如由放大镜的画所示出,顶部网格104和底部网格106形成具有多个可寻址交叉点的栅格,所述交叉点也称为接点。在交叉点处感测传感器上的手指触摸或触控笔的位置,且将信号传输到接合垫区域107处的触点。柔性电缆108附接到接合垫区域的触点,以将信号传输到触摸屏的处理器。
将金属网格触摸传感器放置在LCD显示器或OLED显示器的顶部上表示两个叠加的重复结构,这产生不期望的莫尔图案。在叠加LCD和金属网格触摸传感器的重复结构时,所得莫尔图案是一系列可见的周期性明线和暗线。传感器设计的目标是消除或显著降低莫尔图案对观察者的可见度。理论上,莫尔图案可以通过重复图案的完美对准来消除。然而,这是不切实际的,因为显示器和传感器的图案不相同。然而,通过改变莫尔图案的周期,观察者可能几乎看不到莫尔图案。
人类视觉的对比灵敏度是所观察到的线的周期的函数。相对于视觉角度,眼睛对图案的灵敏度针对较高的线频率而迅速下降。最终达到需要1.0的对比度来检测的高空间频率,这称为高频截止。观察者无法检测到高于此截止频率的空间频率。金属网格触摸传感器设计者的目标是相对于重复的LCD图案调整重复的网格图案,使得所得的莫尔周期(或频率=1/周期)接近或超过高频截止。
高频截止发生在大约50环/观看角度。对于对角线大小为13“到17”的台式机或笔记本电脑显示器,典型的观看距离为400毫米到800毫米。在这个观看距离处,莫尔图案的高频截止将为140微米到280微米的条纹间距。因此,需要了解莫尔频率如何随着叠加在重复的LCD图案上的重复的金属网格图案的设计的而变化。
有许多研究莫尔效应的方法。在一些情况下,可从直接的解析考虑中找到解,而其它解可从数值上得出。指数方法可以用于寻找图案的特征点(最小值或最大值)的位置。指数方法和直接方法要求简化,例如简化的结构、较小角度、平滑函数(接近正弦曲线)等。
指数方程是计算条纹的特征位置的一种解析方法,意味着光栅的最小值和最大值的位置是已知的。在这种方法中,线光栅是由一系列细线(线族的草图)(即仅最大值(或最小值)的线框)建模的,其中忽略强度轮廓。莫尔带的线连接这些光栅的线族的交叉点。莫尔带出现在光栅叠加中,这是因为两个光栅的黑线彼此相交的区域比光栅线彼此之间的区域含有更少的黑色。因此,最可见的莫尔亮带沿连接最近相交点的线延伸。一旦这些交叉点的方程可以基于给定的族方程来计算,就可在技术上将莫尔带的方程得出为解析表达式。
图2是示出用于开发解析解的线性栅格的简化示意图。一个栅格由m索引的重复线定义,且另一网格由n索引的重复线定义。最亮的莫尔带和较低频率的莫尔带沿由索引线p定义的中心线出现。其它明亮的莫尔带沿由索引线q定义的中心线出现,但这些线的频率较高且亮度较低。
第p条线由条件p=m-n定义。使用这种关系以及m线和n线的方程,可以发现以下第p条莫尔线的间距(周期)方程。
莫尔周期的指数方程(1)表明,当T3小于T1并且取向角度(α)接近90度时,获得更高的莫尔图案频率。
图3是将例如LCD或金属网格传感器的二维网格建模为两个索引线光栅的叠加层的简化示意图。在叠加光栅的情况下,莫尔图案是倍增的。对于线光栅的四种组合,莫尔图案频率可以由方程式(1.0)建模为一阶。包括LCD的两个叠加线光栅和包括金属网格传感器的两个叠加的线光栅。
通过分析一定距离范围内的金属网格间距和一定角度范围内的网格角度,可建立T3和T4的理想间距以及α和β的角度值,从而产生接近或高于人类视觉高截止频率的莫尔图案频率。
如图1的标注中所示出,金属网格传感器包括在任一方向上偏移一半网格间距的顶部网格线和底部网格线。鉴于前网格线和后网格线都叠加在LCD栅格上,因此这具有使莫尔频率加倍的效果。
莫尔减少不是确定金属网格触摸传感器中的导体间距的唯一考虑因素。其它考虑因素是光透射率(导体(不透明)区域到开放(透明)区域)和每触摸传感器节点(通道)的网格导体电连接冗余。
图4是用于建模光透射率的简化示意图。根据图4,光透射率可以表示为:
假设所有线的线宽w相同。对于与间距T4大约相同的间距T3和比间距T3小得多的线宽w,方程式(2)变为:
透射率=1-2*w/T3 (3)
触摸传感器包括铜导体阵列,将所述铜导体阵列图案化以形成发送(Tx)和读取(Rx)通道。一个侧面上的图案形成Tx通道且另一侧面上的图案形成Rx通道,一起形成互电容触摸传感器。图案化的铜导体具有高达5微米的宽度以使其对用户为单独不可见的。采用4微米线宽(即w=4微米)为实例,透射率为90%并且间距T3为80微米。由于传感器的顶部和底部上都存在栅格,因此间距T3加倍到160微米。因此,金属网格触摸传感器的光透射率将确定导体间距T3和T4所允许的下限。每一触摸传感器通道中的导体电连接冗余是另一间距考虑因素。导体冗余增加传感器通道的导电性,且在制造期间损坏个别网格导体线的情况下提高了制造良率。触摸传感器将在两个层(顶部和底部)中具有电极(通道)行和列。通道的间距通常为3毫米到5毫米。导体可以具有多种几何形状,例如简单的“条(bar/stripe)”到更复杂的“互锁的菱形图案”。在金属网格触摸传感器中,个别通道是通过在网格的个别导体中图案化断裂而形成的,如图5中所示出。
图5的实例示出切割成个别通道的菱形图案,其中通道之间具有电隔离。触摸传感器通道电极的设计(大小和几何形状)将确定金属网格导体间距的最大间距,以便每触摸传感器通道具有至少两个冗余导体。
如以上所示,指数方法提供将显示器和金属网格触摸传感器建模为线光栅组合的直接方法。这允许相对于显示像素的导体间距和定向的设计最小化所产生的一阶莫尔图案的可见度。在实际实践中,金属网格导体线和显示像素之间的间距具有有限的宽度和特定的强度分布。另外,显示像素不是完美的矩形栅格。在LCD显示器中,定义像素的矩形将在角上具有一个凹口以用于薄膜晶体管控制像素。一些LCD没有矩形像素,尽管其具有重复的结构。有限宽度和非矩形结构为重复的结构并且将产生额外的较高阶莫尔图案。所产生的较高阶莫尔图案将具有较低对比度;然而,其可能处于人类视觉灵敏度范围内的空间频率。
图6是示出建模光栅线的简化示意图。光栅线具有宽度并且应该建模为矩形波函数。
矩形波函数可表示为傅里叶级数展开式(Fourier series expansion)。
二维栅格实际上包括具有较高阶频率或谐波的无穷级数的正弦波和余弦波。虽然有可分析由更复杂的重复结构产生的莫尔图案,且考虑到来自具有有限宽度的结构的较高阶谐波,但通常使用通过傅里叶变换而在频域中进行的数值计算模型来进行分析。然而,计算方法未必为触摸传感器导体网格间距和定向提供封闭的解。在另一方面,虽然指数方法提供直接的模型以处理最高对比度的一阶莫尔图案,但其并没有考虑由较高阶谐波或对矩形图案的修改而产生的莫尔图案。
为了解释较高阶莫尔图案,根据所公开的实施例,一旦获得解析或数值解来解释一阶莫尔图案,就将微小随机化引入到解中。举例来说,首先使用指数方法找到金属网格触摸传感器重复结构的设计,且接着将微小随机化引入到设计中。根据本实施例,设计将有效地破坏较高阶莫尔图案。
根据一个实施例,过程进行如下。一旦建立了初始网格间距和定向,就定义了约束窗口。约束窗口可以是大小为(c)×(d)的盒形、具有大小为(c)的长轴和大小为(d)的短轴的椭圆等。每一约束窗口都以所设计的网格线的交叉点(顶部和底部)为中心。约束窗口的尺寸定义为每一栅格方向上的间距的百分比或分数。
图7示出根据实施例的实例。对于4微米的线宽,使用90%的最小透射率来设计栅格。指数方法用于确定间距T3和间距T4。接着,对于每一交叉点(也称为网格线的接点),应用具有按间距百分比计算的大小的约束窗口。在本实例中,百分比为10%(尽管可将其设置得更低),因此约束窗口的大小为0.1T3×0.1T4。对于每一计算的栅格交叉点,在约束窗口内随机选择新的交叉点766。图8示出随机化之后的所得栅格。所得的网格间距和定向的微小随机化将有效地降低由有限宽度线谐波和非矩形显示像素几何形状产生的任何较高阶(二阶)莫尔图案的可见度。
如从图7和图8可看出,一阶解产生由与第二组直线相交的第一组直线构成的栅格的线间距。在图7中,第一组的所有线彼此平行,并且第二组的所有线彼此平行。注意,虽然图7示出以90度相交的线,但相交角θ可不同于90度。无论如何,每一接点处的相交角相同。
在随机化之后,栅格由与第二组非直线相交的第一组非主线构成,其中第一组和第二组中的每条线由连接在一起以形成线的多个直线段构成,每一线段定向在与线内的其它段不同的方向上,使得一条线上的段不平行于相邻线上的线段。另外,在随机化之后,栅格由在多个接点处与第二组线相交的第一组线构成,其中每一接点处的相交角不同于其它接点处的相交角。类似地,在每两个接点处之间存在不同的分离距离D1-Di和d1-dj。
图9示出制造用于触摸传感器的金属网格的过程。在本实例中,考虑了顶部栅格和底部栅格,因此存在四个线间距:用于顶部网格的两个线间距和用于底部网格的两个线间距。在步骤900处,基于透射率要求和线宽确定最小网格间距。期望透射率为至少90%。基于特定的通道几何形状建立最大网格间距,使得每一通道具有至少两条导电线。这种建立作为冗余措施以防制造缺陷。在步骤910到步骤925中,解析或竖直方法(例如指数方法)用于计算顶部栅格和底部栅格两者的每一对线的莫尔间距。对于栅格的线之间的不同间距值和不同角度,可重复进行这些计算中的每一个。在步骤930处,比较莫尔间距的结果以选择在正常观察距离下产生的空间频率大于50环每度的网格间距。注意,由于最终产品是触摸屏,因此可将正常距离视为不超过手臂的长度。在步骤935处,建立大小确定为所选择莫尔间距的分数的约束窗口。在本实例中,将其选择为莫尔间距的10%。在步骤940处,每一网格接点的位置在约束窗口内随机化。
图10是示出根据实施例的制造触摸传感器的过程的流程图。在步骤111中,催化剂光刻胶组合物是通过将催化剂纳米粒子分散到光刻胶中而形成的。这个步骤不一定形成过程的一部分,这是因为催化剂光刻胶可能已经由供应商预混合。在一些实施例中,催化剂纳米粒子的大小可在5纳米到250纳米的范围内,例如,催化剂纳米粒子可具有15纳米到25纳米的大小。纳米粒子可由棉条形成,并且可混合到标准的可商购的光刻胶中。
在步骤112处,催化剂光刻胶组合物涂覆到触摸传感器的透明基底上。在本实施例中,基底的两侧都形成有导电网格,因此两侧都涂布有催化剂光刻胶。在步骤113处,根据由本文中所公开的方法获得的设计来图案化催化剂光刻胶,以避免形成一阶莫尔图案和二阶莫尔图案。图案化是通过将具有随机设计的掩模暴露于UV辐射且接着显影催化剂光刻胶来进行的。
在步骤114处,金属层形成在图案化的催化剂光刻胶上方。这可以通过化学镀金属(例如铜)来进行。通过在光刻胶组合物中具有催化剂纳米粒子,且接着图案化光刻胶,催化剂纳米粒子将仅在显影的光刻胶上方形成核位点,从而形成网格设计。在步骤115中,可选的钝化层形成在所形成的网格上方。在铜网格的情况下,钝化层可由钯形成。所得的顶部金属网格和底部金属网格中的每一个具有由非直线和不同接点角度形成的随机接点。
因此,在所公开的方面中,提供一种制造具有最小化莫尔图案的导电微网格的触摸传感器的方法,所述方法包括:使用最小透射值和导电线的给定厚度来计算最小网格间距;使用给定的网格规格来确定确保网格的多个通道的每一通道包含至少两条导电线的最大网格间距;迭代计算触摸传感器的顶部栅格和底部栅格中的每两对导电线的莫尔网格间距以最小化莫尔图案;使用莫尔网格间距以产生顶部栅格设计和底部栅格设计;在顶部栅格设计和底部栅格设计的每一接点的位置处应用约束窗口;随机地移位约束窗口内的每一接点以产生随机顶部栅格和随机底部栅格;以及根据随机顶部栅格和随机底部栅格在透明基底上制造顶部栅格和底部栅格。
本公开还包括一种触摸屏,其具有:显示装置;触摸传感器,其位于显示装置上方;以及光学清澈粘合剂,其位于显示装置与触摸传感器之间;其中触摸传感器包括:透明基底;顶部金属网格,其具有在透明基底的顶部表面上方形成的第一图案;底部金属网格,其具有在透明基底的底部表面上方形成的第二图案;其中顶部金属网格和底部金属网格中的每一个在多个接点处形成与第二组线相交的第一组线,并且其中每两个接点之间的分离距离随机化为一组约束窗口。顶部金属网格和底部金属网格中的每一个可更包括将顶部网格和底部网格分离成多个通道的隔离条。第一组线和第二组线中的每条线可包括在多个接点的对应接点处连接的多个线段。一条线的每两条线段在接点处以与在所述线的其它接点处连接的其它线段不同的角度连接。线段中的每一个以与线的其它线段不同的定向成角。
在前述说明书中,已经参考本公开特定示范性实施例描述本公开的实施例。显而易见的是,可在不脱离如以下权利要求所述的更广泛的公开精神和范围的情况下对其进行各种修改。因此,将说明书和图式视为是说明性意义,而不是限制性意义。选择莫尔网格间距以产生大于50环每观看度的栅格空间频率。方法可包含将顶部栅格和底部栅格中的每一个制造为在多个接点处与第二组非直线相交的第一组非直线。方法可更包括在多个接点的每两个接点之间形成不同的分离距离和/或在多个接点中的每一个者处形成以不同角度与第二组非直线相交的第一组非直线。此外,方法可包括将顶部栅格和底部栅格中的每一个制造成一系列线段,每一线段从多个接点中的一个接点延伸到多个接点的相邻接点,且以不同的角度定向而形成每一线段。方法还可以包含在顶部栅格和底部栅格中的每一个中切割隔离条以产生多个通道。
虽然已经在实例实施例中公开了本公开,但本领域的普通·技术人员将认识到并理解,可在不脱离本公开的范围的情况下实施对所公开的实施例和其变体的许多添加、删除以及修改。本文中所描述的那些实施方案和实施例的广范围的变化是可能的。组件和/或特征可以添加、移除、重新布置或其组合。类似地,方法步骤可以添加、去除或/或重新排序。
同样地,本公开中所描述的实施方案的各种修改对于本领域的技术人员来说可能是显而易见的,并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下,本公开中所定义的一般原理可应用于其它实施方案。因此,权利要求并不意图受限于本文中所示的实施方案,而应被赋予与本文中所公开的本公开、原理以及新新颖的特性一致的最广泛范围。
因此,本文中对单数项目的引用包含可能存在多个相同项目的可能性。更具体地,如本文和所附权利要求中所使用,除非另外特定陈述,否则单数形式“一(a/an)”、“所述(said/the)”包括复数指示物。换句话说,文章的使用允许上文的描述以及下文的权利要求中的主题项目的“至少一个”。
此外,如本文中所使用,提及“项目列表中的至少一个”的短语是指那些项目的任何组合,包含单数。作为实例,“a、b或c中的至少一个”意图涵盖:a、b、c,a-b、a-c、b-c以及a-b-c。
本说明书中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可在单个实施例中以组合形式实施。相反,在单个实施例的上下文所中描述的各种特征也可在多个实施例中单独实施或在任何合适的子组合中实施。此外,尽管特征可在上文描述为以某些组合形式起作用,并且甚至最初要求如此,但在一些情况下,可从组合中删除一个或多个特征,并且所要求的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地,虽然操作可描述为以特定次序发生,但不应理解为要求以所描述的特定次序或以顺序次序执行这些操作,或者要求执行所有所描述的操作,以实现期望的结果。此外,未公开的其它操作可并入本文中所描述的过程中。举例来说,可在任何公开的操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个附加操作。在某些情况下,多任务处理和并行处理可能是有利的。此外,上文所描述的实施例中的各种系统组件的分离不应该理解为在所有实施例中都要求这种分离,且应理解,所描述程序组件和系统通常可以一起集成在单个产品中或者封装到多个产品中。此外,其它实施例也在以下权利要求的范围内。在一些情况下,权利要求中所列举的动作可以不同次序执行,且仍实现期望的结果。
本文中所使用的术语仅出于描述特定的实施例的目的,且不意图限制本发明。举例来说,如本文中所使用,除非上下文另有明确指示,否则单数形式“一(a/an)”和“所述”也意图包含复数形式。将进一步理解,当在本说明书中使用术语“包括(comprises/comprising)”时,规定所陈述的特征、步骤、操作、元件及/或组件的存在,但不排除一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。如本文中所使用,术语“和/或”包含相关联所列条目中的一个或多个的任何和所有组合,且可缩写为“/”。
为了易于描述,在本文中可使用例如“在.....之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述图式中所示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。将理解,除了图中所描绘的定向外,空间相对术语意图涵盖装置在使用或操作中的不同定向。举例来说,如果倒置图式中的装置,那么描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件将定向为在其它元件或特征“上方”。因此,示范性术语“在......之下”可以涵盖上方和在......之下两个定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向),且本文中所使用的空间相对描述符可相应地进行解释。类似地,除非另外特定指示,否则在本文中仅出于解释的目的使用术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等。尽管本文中可使用术语“第一”和“第二”来描述各种特征/元件(包含步骤),但除非上下文另有指示,否则这些特征/元件不应受这些术语限制。这些术语可用于区分一个特征/元件与另一特征/元件。因此,在不脱离本发明的教示地情况下,以下讨论的第一特征/元件可称为第二特征/元件,且类似地,以下讨论的第二特征/元件可称为第一特征/件。
Claims (19)
1.一种制造具有最小化莫尔图案的导电微网格的触摸传感器的方法,所述方法包括:
使用最小透射率值和给定的导电线厚度来计算最小网格间距;
使用给定网格规格来确定确保所述网格的多个通道的每一通道包含至少两条导电线的最大网格间距;
迭代计算所述触摸传感器的顶部栅格和底部栅格中的每两对导电线的莫尔网格间距,以最小化莫尔图案;
使用所述莫尔网格间距以产生顶部栅格设计和底部栅格设计;在所述顶部栅格设计和所述底部栅格设计的每一接点的位置处应用约束窗口;
在所述约束窗口内随机移位每一接点以产生随机顶部栅格和随机底部栅格;以及
根据所述随机顶部栅格和所述随机底部栅格在透明基底上制造所述顶部栅格和所述底部栅格。
2.根据权利要求1所述方法,其中栅格间距选择成产生大于50环每观看度的莫尔网格间距空间频率。
3.根据权利要求2所述的方法,包括将所述顶部栅格和所述底部栅格中的每一个制造为在多个接点处与第二组非直线相交的第一组非直线。
4.根据权利要求3所述的方法,更包括在所述多个接点中的每两个接点之间形成不同的分离距离。
5.根据权利要求3所述的方法,更包括在所述多个接点中的每一个处以不同角度形成与所述第二组非直线相交的所述第一组非直线。
6.根据权利要求3所述的方法,更包括将所述顶部栅格和所述底部栅格制造为一系列线段,每一线段从所述多个接点中的一个接点延伸到所述多个接点中的相邻接点。
7.根据权利要求6所述的方法,更包括以不同角度定向的所述线段中的每一个。
8.根据权利要求3所述的方法,更包括在所述顶部栅格和所述底部栅格中的每一个中切割隔离条以产生所述多个通道。
9.一种导电网格触摸传感器,其包括:
透明基底;
顶部金属网格,其具有形成在所述透明基底的顶部表面上方的第一图案;
底部金属网格,其具有形成在所述透明基底的底部表面上方的第二图案;
其中所述顶部金属网格和所述底部金属网格中的每一个在多个接点处形成与第二组非直线相交的第一组非直线;
其中所述第一组和所述第二组中的每两条非直线之间的间距产生大于50环每观看度的莫尔网格空间频率。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器,其中每两个接点之间的分离距离随机化到10%的约束窗口。
11.根据权利要求9所述的触摸传感器,其中所述第一组非直线在所述多个接点中的每一个处以不同的角度与所述第二组非直线相交。
12.根据权利要求9所述的触摸传感器,其中所述第一组非直线与所述第二组非直线中的每一个形成为一系列线段,每一线段从所述多个接点中的一个接点延伸到所述多个接点中的相邻接点。
13.根据权利要求12所述的触摸传感器,其中所述线段中的每一个以与所述非直线的其它线段不同的定向成角。
14.根据权利要求9所述的触摸传感器,其中所述顶部金属网格和所述底部金属网格中的每一个更包括限定多个通道的隔离条。
15.一种触摸屏,包括:
显示装置;
触摸传感器,其位于所述显示装置上方;以及
光学清澈粘合剂,其位于所述显示装置与所述触摸传感器之间;
其中所述触摸传感器包括:透明基底;顶部金属网格,其具有在所述透明基底的顶部表面上方形成的第一图案;底部金属网格,其具有在所述透明基底的底部表面上方形成的第二图案;其中所述顶部金属网格和所述底部金属网格中的每一个在多个接点处形成与第二组线相交的第一组线,其中所述第一组和所述第二组中的每两条线之间的间距产生大于50环每观看度的莫尔网格空间频率,并且其中每两个接点之间的分离距离随机化为一组约束窗口。
16.根据权利要求15所述的触摸屏,其中所述顶部网格和所述底部网格中的每一个更包括将所述顶部金属网格和所述底部金属网格分离成多个通道的隔离条。
17.根据权利要求16所述的触摸屏,其中所述第一组线和所述第二组线中的每条线包括在所述多个接点的对应接点处连接的多个线段。
18.根据权利要求17所述的触摸屏,其中一条线的每两条线段在接点处以与在所述线的其它接点处连接的其它线段不同的角度连接。
19.权利要求17所述的触摸屏,其中所述线段中的每一个以与所述线的其它线段不同的定向成角。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/891,393 US11157122B1 (en) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | Method to design low visibility metal mesh touch sensor |
US16/891,393 | 2020-06-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113760119A CN113760119A (zh) | 2021-12-07 |
CN113760119B true CN113760119B (zh) | 2022-12-23 |
Family
ID=78219050
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110441297.5A Pending CN113961091A (zh) | 2020-06-03 | 2021-04-23 | 用以设计低可见度金属网格触摸传感器的方法 |
CN202110569448.5A Active CN113760119B (zh) | 2020-06-03 | 2021-05-25 | 一种低能见度金属网格触控传感器的设计方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110441297.5A Pending CN113961091A (zh) | 2020-06-03 | 2021-04-23 | 用以设计低可见度金属网格触摸传感器的方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11157122B1 (zh) |
CN (2) | CN113961091A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102053751A (zh) * | 2009-10-29 | 2011-05-11 | 爱特梅尔公司 | 触摸屏电极配置 |
CN103907082A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-07-02 | 富士胶片株式会社 | 导电片以及触摸面板 |
CN104750302A (zh) * | 2013-09-10 | 2015-07-01 | 爱特梅尔公司 | 随机化网格设计 |
WO2015163364A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 三菱製紙株式会社 | 光透過性導電材料 |
TWM527572U (zh) * | 2015-12-18 | 2016-08-21 | 介面光電股份有限公司 | 具感測金屬網格之觸控面板 |
TW201635113A (zh) * | 2015-03-24 | 2016-10-01 | 優尼 畫素顯示器公司 | 具有隨機化節距的金屬網格觸控感測器 |
CN106896948A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 介面光电股份有限公司 | 触控面板及其制造方法 |
CN108292185A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-07-17 | 三菱制纸株式会社 | 透光性导电材料 |
CN109375823A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 一种金属网格结构与触摸屏 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101709631B1 (ko) * | 2012-12-18 | 2017-02-23 | 후지필름 가부시키가이샤 | 도전성 필름, 그것을 구비하는 표시 장치 및 도전성 필름의 패턴의 결정 방법 |
JP6145510B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-06-14 | 富士フイルム株式会社 | 導電性フィルム、それを備えるタッチパネル及び表示装置、並びに導電性フィルムの評価方法 |
KR102211968B1 (ko) * | 2013-12-02 | 2021-02-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 패널, 표시 장치 및 터치 패널의 제조 방법 |
JP6159688B2 (ja) * | 2014-06-25 | 2017-07-05 | 三菱製紙株式会社 | 光透過性導電材料 |
TWI515629B (zh) * | 2014-12-04 | 2016-01-01 | 介面光電股份有限公司 | 觸控面板及其感測電極 |
US20170269728A1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Rhombic mesh electrode matrix having periodic electrodes |
-
2020
- 2020-06-03 US US16/891,393 patent/US11157122B1/en active Active
-
2021
- 2021-04-23 CN CN202110441297.5A patent/CN113961091A/zh active Pending
- 2021-05-25 CN CN202110569448.5A patent/CN113760119B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102053751A (zh) * | 2009-10-29 | 2011-05-11 | 爱特梅尔公司 | 触摸屏电极配置 |
CN103907082A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-07-02 | 富士胶片株式会社 | 导电片以及触摸面板 |
CN104750302A (zh) * | 2013-09-10 | 2015-07-01 | 爱特梅尔公司 | 随机化网格设计 |
WO2015163364A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 三菱製紙株式会社 | 光透過性導電材料 |
TW201635113A (zh) * | 2015-03-24 | 2016-10-01 | 優尼 畫素顯示器公司 | 具有隨機化節距的金屬網格觸控感測器 |
CN108292185A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-07-17 | 三菱制纸株式会社 | 透光性导电材料 |
TWM527572U (zh) * | 2015-12-18 | 2016-08-21 | 介面光電股份有限公司 | 具感測金屬網格之觸控面板 |
CN106896948A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 介面光电股份有限公司 | 触控面板及其制造方法 |
CN109375823A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 一种金属网格结构与触摸屏 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
M. Terada ; N. Bludworth ; J. Moore ; J. Sulliva.A new deployment mechanism for reflector antennas.《2005 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium》.2005,第490-493页. * |
光电阴极金(尸专)网导电基底的研制;任永安等;《光子学报》;19800425(第04期);全文 * |
金属网格透明导电薄膜研究现状与应用分析;齐亮飞等;《材料导报》;20150910(第17期);全文 * |
银纳米线的合成及其在透明电极中的应用;李德;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》;20180915;第B014-19页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11157122B1 (en) | 2021-10-26 |
CN113760119A (zh) | 2021-12-07 |
CN113961091A (zh) | 2022-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6507222B2 (ja) | 導電性フイルムの評価方法 | |
CN102334091B (zh) | 触摸屏传感器和具有低可见度的覆盖微图案的图案化基材 | |
JP6503728B2 (ja) | 表示装置 | |
TWI634464B (zh) | 導電性膜、具備其的觸控面板及顯示裝置、以及導電性膜的評價方法 | |
JP6001089B2 (ja) | 表示装置及び導電性フイルムのパターンの決定方法 | |
US8797285B2 (en) | Panel | |
US9235309B2 (en) | Mesh sensor design for reduced visibility in touch screen devices | |
CN103353818B (zh) | 一种电容式触摸屏及显示装置 | |
KR102042711B1 (ko) | 정전식 터치 패널 장치 | |
JP6038294B2 (ja) | 導電性フィルム、それを備える表示装置及び導電性フィルムの配線パターンの評価及び決定方法 | |
WO2013146022A1 (ja) | 導電性フィルム、それを備える表示装置及び導電性フィルムのパターンの決定方法 | |
KR101615949B1 (ko) | 도전성 필름 및 그것을 구비하는 터치 패널과 표시 장치 | |
JP6265021B2 (ja) | タッチパネルセンサ、タッチパネル装置および表示装置 | |
CN113760119B (zh) | 一种低能见度金属网格触控传感器的设计方法 | |
JP6477079B2 (ja) | タッチパネルセンサ、タッチパネル装置および表示装置 | |
JP6610053B2 (ja) | タッチパネルセンサ、タッチパネル装置および表示装置 | |
JP2013142966A (ja) | タッチパネル用電極基材、タッチパネル及び画像表示装置 | |
JP6985376B2 (ja) | 静電容量タッチスクリーンミラーデバイス及び製造方法 | |
CN113838899A (zh) | 显示面板及显示装置 | |
JP2016103202A (ja) | タッチパネルセンサ、タッチパネル装置、表示装置およびタッチパネルセンサの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20230829 Granted publication date: 20221223 |
|
PP01 | Preservation of patent right |