具有集成传感器控制器的触摸及显示装置

摘要

本发明的实施例一般提供相比于传统输入装置具有较小总体物理尺寸和较低生产成本的输入装置，并最小化地受电干扰的影响。这里讨论的实施例包括具有传感器控制器的一输入装置，该传感器控制器布置成紧密接近于用于感测并获得输入对象位置信息的多个感测元件。在一个实施例中，该传感器控制器和至少部分传感器电极被布置在定位于一显示装置附近的两个透明衬底之间。在一些实施例中，该传感器控制器被布置在具有一感测区的衬底边缘区域，邻近定位的传感器电极被配置为经由该感测区来感测输入对象的存在。

权利要求

1.一种输入装置，包括：

第一衬底，其具有前表面和后表面，其中所述后表面位于相对于所述前表面的、所述第一衬底的一侧；

第二衬底，其具有第一表面；

多个传感器电极；以及，

传感器控制器，其通信地耦合到所述多个传感器电极，其中所述传感器控制器中的至少一部分和所述多个传感器电极的一部分被布置在由所述第一衬底的后表面和所述第二衬底的第一表面之间的重叠区所限定的容积中，并且其中所述传感器控制器配置成从所述多个传感器电极中的所述部分接收所产生信号并且通过一个或多个通信线路与显示控制器进行通信。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述传感器控制器及所述传感器电极的一部分布置在所述第一衬底的后表面上。

3.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述前表面是显示装置的观看面。

4.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述多个传感器电极被布置在所述第一衬底和所述第二衬底的至少一个之上。

5.根据权利要求1所述的输入装置，还包括传感器电极层，其实质上包括从由防碎膜层、抗静电膜层、偏振器膜层以及电极层所组成的组中选择的一个或多个组件，其中所述电极层包括所述多个传感器电极，该多个传感器电极包括多个发射器电极和多个接收器电极。

6.根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括被布置在所述第一衬底和所述第二衬底的仅一个之上的、多个导电布线迹线，其中所述导电布线迹线被耦合到所述传感器控制器以及被耦合到所述多个传感器电极。

7.根据权利要求1所述的输入装置，还包括传感器电极层，其包括一个或多个电极层，所述一个或多个电极层包含所述多个传感器电极，该多个传感器电极包括多个接收器电极和多条布线迹线，其中每条布线迹线配置成将接收器电极与所述传感器控制器进行连接。

8.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述第二衬底还包括处于与所述第一表面相对的所述第二衬底的一侧的第二表面，以及所述输入装置进一步包括被布置在第三衬底上的显示装置的活性层，其中所述第三衬底被耦合到所述第二衬底的所述第二表面。

9.根据权利要求8所述的输入装置，其中所述第三衬底包括薄膜晶体管(TFT)衬底，并且所述活性层为包括多个晶体管的薄膜晶体管(TFT)层。

10.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述多个传感器电极包括多个公共电极，并且其中所述多个公共电极中的至少一个被配置用于电容性感测并更新显示装置的显示，并且其中被布置在所述容积中的所述多个传感器电极的部分包括多个接收器电极，该多个接收器电极被配置为从所述多个公共电极中的至少一个接收产生的信号。

11.根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括：

布置在所述第一衬底后表面和所述第二衬底的所述第一表面之间的第一层，其中所述第一层具有第一厚度，并且包括极化层或防碎膜层，以及，其中所述传感器控制器具有第一表面、第二表面和被限定在所述传感器控制器的所述第一表面和所述传感器控制器的所述第二表面之间的传感器控制器厚度，并且所述传感器控制器厚度小于或等于所述第一厚度。

12.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述多个传感器电极被配置为感测在所述第一衬底的所述第一表面之上的感测区中的输入对象，以及，其中由所述第一衬底的所述后表面和所述第二衬底的所述第一表面之间的重叠区所限定的容积被布置在所述感测区边缘和所述第一或第二衬底边缘之间的所述重叠区所进一步限定。

13.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述传感器控制器具有第一表面、第二表面、限定在所述第一表面和所述第二表面之间的传感器控制器厚度、宽度和长度，其中所述宽度和长度每个沿平行于所述第一表面的方向测量并且在数量上不相等。

14.一种触摸屏，包括：

第一透明衬底，其具有前表面和后表面，其中所述后表面位于相对于所述前表面的、所述第一透明衬底的一侧；

第二透明衬底，其具有第一表面和第二表面，其中所述第二表面位于相对于所述第一表面的、所述第二透明衬底的一侧；

第三衬底，其具有至少部分显示装置被布置于其上的第一表面，其中所述第二透明衬底被布置在所述第一透明衬底的所述后表面和所述第三衬底的所述第一表面之间；

多个传感器电极；以及，

传感器控制器，其通信地耦合到所述多个传感器电极，其中所述传感器控制器的至少一部分和所述多个传感器电极的至少一部分被布置在所述第一透明衬底的所述后表面和所述第二透明衬底的所述第一表面之间所限定的容积中，并且其中所述传感器控制器配置成从所述多个传感器电极中的所述至少一部分接收所产生信号并且通过一个或多个通信线路与显示控制器进行通信。

15.根据权利要求14所述的触摸屏，其中所述至少部分显示装置进一步包括耦合到所述第三衬底的显示控制器，并且其中所述第一透明衬底为具有观看面的透镜。

16.根据权利要求14所述的触摸屏，其中所述多个传感器电极被布置在所述第一透明衬底和所述第二透明衬底的至少一个之上，并且其中所述多个传感器电极包括多个发射器电极和接收器电极中的至少一个。

17.根据权利要求14所述的触摸屏，其中所述显示装置包括薄膜晶体管(TFT)层，该层包括多个晶体管。

18.根据权利要求14所述的触摸屏，其中所述多个传感器电极包括多个公共电极，并且其中所述多个公共电极的至少一个被配置用于电容性感测以及更新所述显示装置的显示，并且其中所述多个传感器电极进一步包括多个接收器电极，所述多个接收器电极被配置为从所述多个公共电极的至少一个接收产生的信号。

19.根据权利要求14所述的触摸屏，其中所述多个传感器电极被配置为感测输入对象的位置，该输入对象布置在一感测区之上，该感测区形成在所述第一透明衬底的所述第一表面之上，并且其中限定在所述第一透明衬底的所述后表面和所述第二透明衬底的所述第一表面之间的所述容积被布置在所述感测区边缘和所述第一或第二透明衬底边缘之间的区域所进一步限定。

20.一种形成输入装置的方法，包括：

将第一透明衬底的第一表面耦合至第二衬底的第一表面，其中多个传感器电极被布置在所述第一透明衬底的所述第一表面和所述第二衬底的所述第一表面之间；并且，将被电耦合至所述多个传感器电极的传感器控制器耦合至所述第一透明衬底的所述第一表面或所述第二衬底的所述第一表面以使得所述传感器控制器被布置在所述第一透明衬底的所述第一表面和所述第二衬底的所述第一表面之间所限定的容积中，其中所述传感器控制器配置成从所述多个传感器电极接收所产生信号并且通过一个或多个通信线路与显示控制器进行通信。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个传感器电极包括多个公共电极，其中所述多个公共电极的至少一个被配置用于电容性感测以及更新显示装置的显示，并且其中所述多个传感器电极进一步包括多个接收器电极，所述多个接收器电极被配置用于从所述多个公共电极的至少一个接收产生的信号。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个传感器电极包括多个接收器电极和多个发射器电极中的至少一个。

说明书

具有集成传感器控制器的触摸及显示装置

技术领域

[0001] 本发明的实施例一般涉及用于感测在接近感测装置的感测区之上的输入对象的位置的方法及系统。

背景技术

[0002] 包括接近传感器装置(也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置)的输入装置广泛地用在多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括一感测区，通常由一表面区分，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可被用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器装置通常被用作较大计算系统的输入装置， 例如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫。接近传感器装置通常也被用于较小计算系统中，例如集成在便携式电话中的触摸屏。

[0003] 接近传感器装置典型地与其他支持组件(例如在电子或计算系统中找到的显示或输入装置)结合使用。在一些配置中，接近传感器装置被耦合到这些支持组件以提供期望的组合功能或提供期望的完全装置包。许多市场上有卖的接近传感器装置利用一种或多种电子技术，例如电容或阻性感测技术，来确定输入对象的存在、位置和或运动。典型地，接近传感器装置使用一列传感器电极来检测输入对象的存在、位置和/或运动。由于经常大量的传感器电极被用于以期望的精度感测输入对象存在和位置，以及也由于将这些传感器电极中的每个连接至电子或计算系统中的各种信号生成及数据收集组件的需要，与形成这些互连关联的花费、系统的可靠性和接近传感器装置的总体尺寸通常非期望地大。减小成形的电子装置中的电组件的花费和/或尺寸是在消费及工业电子行业中的普遍目标。应注意到，置于接近传感器装置上的花费和尺寸限制通常由所需的迹线数、所需的连接点数、连接组件的复杂性（例如连接器上的管脚数）以及用于使传感器电极与控制系统互相连接的弹性组件的复杂性产生。

[0004] 而且，用于使传感器电极与计算机系统互相连接的迹线长度越大，接近传感器装置更易受干扰，例如通常由其他支持组件生成的电磁干扰(EMI)。由这些支持组件提供的干扰会有害地影响由接近感测装置收集的数据的可靠性和准确度。目前的商业电子或计算系统普遍地寻求，通过使EMI生成组件远离接近感测装置、向装置包增加屏蔽组件、和/或改变显示处理方法，来找到最小化干扰量值的方法，这样使得系统更加昂贵和/或不必要地增加完全系统包的尺寸。

[0005] 因此，形成一个不昂贵的、可靠的以及能被集成在一期望尺寸电子系统中的接近感测装置的设备及方法成为一种需要。

发明内容

[0006] 本发明的实施例一般提供一种输入装置，其具有较小的总体物理尺寸、较低的生产成本，并通过最小化连接点数、连接器数、连接迹线长度并通过在用于形成该输入装置的结构中定位一传感器控制器IC来最小化电路元件的复杂性，从而改进了该输入装置的精度及可靠性。这里讨论的实施例中的一个或多个包括将一传感器控制器紧邻于用于感测并获得布置于该输入装置的感测区之上的输入对象的位置信息的多个传感器电极来安装。

[0007] 本发明的实施例可提供一种输入装置，包括具有一前表面和一后表面的第一透明衬底，其中该后表面位于与该前表面相对的、该第一透明衬底一侧；第二透明衬底，其具有第一表面、多个传感器电极、以及通信地耦合至该多个传感器电极的一传感器控制器，其中至少部分该传感器控制器以及该多个传感器电极的一部分被布置于由在该第一透明衬底后表面和该第二透明衬底的第一表面之间的重叠区所限定的一容积中。

[0008] 本发明的实施例还可提供一触摸屏，包括具有一前表面和一后表面的第一透明衬底，其中该后表面位于与该前表面相对的、该第一透明衬底一侧；具有第一表面和第二表面的第二透明衬底，其中该第二表面位于与该第一表面相对的、该第二透明衬底一侧；具有第一表面的第三衬底，在第一表面上布置有显示装置的至少一部分，其中该第二透明衬底布置于该第一透明衬底前表面和该第三衬底第一表面之间；多个传感器电极；以及通信地耦合至该多个传感器电极的一传感器控制器。该传感器控制器的至少一部分以及该多个传感器电极的至少一部分能布置于在该第一透明衬底后表面和该第二透明衬底的第一表面之间限定的一容积中。

[0009] 本发明的实施例还可提供一种形成输入装置的方法。该方法可包括将第一透明衬底的第一表面耦合至第二衬底的第一表面，其中多个传感器电极布置于该第一透明衬底的第一表面和该第二衬底的第一表面之间；以及将电耦合至该多个传感器电极的一传感器控制器耦合至该第一透明衬底的第一表面或该第二衬底的第一表面，以使该传感器控制器布置于在该第一透明衬底第一表面和该第二衬底的第一表面之间限定的一容积中。

附图说明

[0010] 为了使上面描述的本发明的特征能够以详细的方式来理解，通过参考实施例可获得上面简要总结的发明的更为具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。要注意，无论如何，因本发明可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本发明典型的实施例，不应因此被认为限定本发明的范围。

[0011] 图1为按照本发明的实施例的一示例输入装置的示意性框图。

[0012] 图2为按照这里描述的一个或多个实施例，可用于生成一输入装置的全部或部分感测区的、传感器电极图形的一部分的示意性视图。

[0013] 图3A为按照这里描述的一个或多个实施例，例示一输入装置的实例的示意图。

[0014] 图3B为按照这里描述的一个或多个实施例，例示一输入装置的实例的示意图。

[0015] 图4A为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0016] 图4B为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的放大的侧视截面图。

[0017] 图5A为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0018] 图5B为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0019] 图5C为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0020] 图6A-6C为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0021] 图7为按照这里描述的一个或多个实施例，用于感测输入对象的一输入装置的局部侧视截面图。

[0022] 图8A-8B为按照这里描述的一个或多个实施例，用于与液晶（LCD）显示装置协同使用的一输入装置的局部侧视截面图。

[0023] 图9A-9B为按照这里描述的一个或多个实施例，用于与有机发光二极管（OLED）显示装置协同使用的一输入装置的局部侧视截面图。

[0024] 为便于理解，尽可能地使用同样的标号来标明对附图而言是共同的相同元件。应预期到，在一个实施例中公开的元件可不经明确的叙述、而在其他实施例中可获益地使用。这里所指的附图不应被理解为按比例绘制，除非特别说明。同样，通常简化附图，并且省略细节或组件以便陈述和解释的清楚。附图及讨论服务于解释下面讨论的原理，其中类似的标注表示类似的元件。

具体实施方式

[0025] 下列详细描述本质上仅仅是示范性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和使用。而且，不存在由在先技术领域、背景、简述或下列详细描述中提出的任何表达的或暗示的理论所约束的意图。

[0026] 本发明的实施例一般提供一种输入装置，其具有较小的总体物理尺寸和较低的生产成本，并相对于传统输入装置最低限度地受电干扰的影响。这里讨论的实施例中的一个或多个包括一输入装置，其具有一传感器控制器，该传感器控制器布置成紧邻于包括用于获得输入对象位置信息的传感器电极的多个感测元件。在一个实施例中，该传感器控制器和至少部分该传感器电极布置于两个透明衬底之间，该两个透明衬底定位在一显示装置（或这里也被称为显示模块）内。在这种配置中，显示装置可被更新，而同时输入对象的存在能够通过该传感器控制器和该部分传感器电极的使用所检测。在一些实施例中，传感器控制器布置于衬底的边缘区，该衬底具有一感测区，邻近设置的传感器电极配置为在感测区中感测输入对象的存在。

[0027] 图1是按照本发明实施例的一示例输入装置100的框图。在图1中，输入装置100为一接近传感器装置（例如，“触摸垫”、“触摸传感器装置”），其配置为感测由定位在感测区120中的一个或多个输入对象140提供的输入。示例输入对象包括手指和触笔，如图1所示。
在本发明的一些实施例中，输入装置100可配置为向电子系统150提供输入。本文档中使用的术语“电子系统”（或“电子装置”）广义上指任何能够电子地处理信息的系统。电子系统的一些非限制性的示例包括所有尺寸和形状的个人电脑、例如桌上型电脑、膝上型电脑、上网本电脑、平板电脑、网页浏览器、电子书阅读器以及个人数字助手（PDAs）。电子系统的其他示例包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或键开关的物理键盘。电子系统150的进一步的示例包括外围设备，例如数据输入装置（例如远程控件和鼠标）和数据输出装置（例如显示屏和打印机）。其他示例包括远程终端、广告亭、视频游戏机器（例如视频游戏控制台、便携式游戏装置等）、通信装置（例如便携式电话，诸如智能电话），以及媒体装置（例如录音机、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相片框和数码相机）。此外，电子系统可能为输入装置的主机或从机。

[0028] 输入装置100能够实现为电子系统150的一物理部件，或能够物理地与该电子系统分离。视情况而定，输入装置100可使用下列任意一个或多个与电子系统150的部件通信：总线、网络、以及其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF以及IRDA。

[0029] 感测区120包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入装置100能够检测通过一个或多个输入对象140进行的用户输入。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区120沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区120沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测输入，该输入包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的所施加力或压力的输入装置100的输入表面相接触和/或它们的组合。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区120在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。

[0030] 输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入装置100一般包括一个或多个感测元件121，其用于检测用户输入。作为若干非限制性示例，输入装置100中的一个或多个感测元件121可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁声、超声和/或光学技术来检测输入对象140的位置或运动。一些实现配置成提供感测图像，该感测图像跨越一维、二维、三维或更高维的空间。

[0031] 图1中，处理系统110示为输入装置100的组成部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)的部分或全部和/或其它电路组件。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件共同位于例如输入装置100的感测元件121的附近。在其它实施例中，处理系统110的组件在物理上分离，其中一个或多个组件靠近输入装置100的感测元件121，而一个或多个组件在其它位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理单元上的软件以及与中央处理单元分离的一个或多个IC(也许具有关联固件)。
作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置
100。在其它实施例中，处理系统110还执行其它功能，例如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。

[0032] 处理系统110可实现为一组模块，该组模块操控输入装置100的不同功能。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者它们的组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。在一个示例中，模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如感测元件和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。在另一个示例中，模块包括：传感器操作模块，配置成操作感测元件以检测输入；识别模块，配置成识别诸如模式变更手势之类的手势；以及模式变更模块，用于变更操作模式。

[0033] 在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作，来响应感测区120中的用户输入(或者没有用户输入)。在一个示例中，动作包括变更操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能之类的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向电子系统中与处理系统110分离的中央处理系统，若这种独立中央处理系统存在的话)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息，用于对用户输入起作用，例如促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的感测元件121，以便产生电信号，该电信号指示感测区120中的输入(或者没有输入)。处理系统110可在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可数字化从感测元件121所得到的模拟电信号。作为另一个示例，处理系统110可执行滤波或者其它信号调节。作为又一个示例，处理系统110可减去或者以其它方式考虑数据的基准集合(例如基准图像)，使得信息反映所获取的电信号(例如感测图像)与基准之间的差。
作为又一些示例，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。

[0034] 本文所使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示范“零维”位置信息包括近/远或者接触/无接触信息。示范“一维”位置信息包括沿轴的位置。示范“二维”位置信息包括平面中的运动。示范“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其它示例包括空间信息的其它表示。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。

[0035] 在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或者由另外某种处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区120中的输入的冗余功能性或者某种其它功能性。图1示出感测区120附近的按钮130，其能够用于促进使用输入装置100来选择项目。其它类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置100可以在没有其它输入组件的情况下实现。

[0036] 在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区120重叠显示屏幕的工作区的至少一部分。例如，输入装置100可包括覆盖显示屏幕、基本上透明的传感器电极，并且提供用于关联电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示可视界面的任何类型的动态显示器，并且可包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)或者其它显示技术。输入装置100和显示屏幕可共享物理元件。例如，一些实施例可将相同电气组件的一部分用于显示和感测。作为另一个示例，显示屏幕可部分或全部由处理系统110来操作。

[0037] 应当理解，虽然在全功能设备的上下文中描述本技术的许多实施例，但是本技术的机制能够作为多种形式的程序产品(例如软件)来分配。例如，本技术的机制可作为电子处理器可读的信息承载介质(例如，处理系统110可读的非暂时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序来实现和分配。另外，本技术的实施例同样适用，而与用于执行分配的介质的特定类型无关。非暂时的电子可读介质的示例包括各种光盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息或者任何其它存储技术。

[0038] 一般来说，通过使用一个或多个感测元件121(图1)(感测元件121定位成检测输入对象的“位置信息”)，来监测或感测输入对象140相对于感测区120的位置。一般来说，感测元件121可包括一个或多个感测元件或组件，该一个或多个感测元件或组件用于检测输入对象的存在。如上所述，输入装置100的一个或多个感测元件121可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁声、超声和/或光学技术来感测输入对象的位置。虽然以下所提供的信息主要论述输入装置100的操作(输入装置使用电容感测技术来监测或确定输入对象140的位置)，但是这个配置不是要限制关于本文所述的本发明的范围，因为可使用其它感测技术。

[0039] 在输入装置100的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，一个或多个电压施加在相邻层之间。当输入对象140接触柔性第一层时，它可充分偏斜以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的接触点的电流或电压输出。这些所产生电流或电压输出可用于确定位置信息。

[0040] 在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合随后可用于确定定位在感测区120之上的输入对象140的位置信息。

[0041] 在输入装置100的一个实施例中，感测元件121是电容感测元件，其用于感测输入对象的位置。在输入装置100的一些电容实现中，将电压或电流施加到感测元件，以创建电极与地之间的电场。附近的输入对象140引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，该变化可作为电压、电流等的变化来检测。一些电容实现利用电容感测元件的阵列或者其它规则或不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测元件的部分可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，其中电阻片可以是电阻均匀的。

[0042] 一些电容实现利用基于一个或多个感测电极或者一个或多个传感器电极与输入对象之间的电容耦合的变化的“自电容”(或者“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，定位在传感器电极附近的至少部分接地的输入对象改变传感器电极附近的电场，因而改变传感器电极到地的所测量电容耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地)来调制传感器电极，并且通过检测传感器电极与至少部分接地的输入对象之间的电容耦合来进行操作。

[0043] 一些电容实现利用基于两个或更多感测元件(例如传感器电极)之间的电容耦合的变化的“互电容”(或者“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入对象改变在传感器电极之间创建的电场，因而改变所测量电容耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地)来调制，以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其它电磁信号)对应的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。

[0044] 图2是输入装置100的一部分的示意顶视图，该顶视图示出可用于感测感测区120中的输入对象的位置信息的传感器电极图案的一部分。为了说明和描述的清楚起见，图2示出简单矩形的图案，而没有示出所有互连特征和/或其它相关组件。虽然图2示出简单矩形的图案，但是这并不表示进行限制，以及在其它实施例中，可使用各种传感器电极形状。在另外某些实施例中，传感器电极260和传感器电极270的尺寸和/或形状可以是相似的。在一个示例中，如所示，这些传感器电极布置在传感器电极图案中，该传感器电极图案包括第一批多个传感器电极260(例如传感器电极260-1、260-2、260-3等)以及第二批多个传感器电极270(例如传感器电极270-1、270-2、270-3等)，第二批多个传感器电极270可布置在第一批多个传感器电极260之上、之下或者与第一批多个传感器电极260相同的层上。将要注意，图2的传感器电极图案备选地可利用各种感测技术，例如互电容感测、绝对电容感测、倒介电、电阻、电感、磁声、超声或者其它有用感测技术，而没有背离本文所述的本发明的范围。

[0045] 传感器电极260和传感器电极270通常相互欧姆地隔离。也就是说，一个或多个绝缘体分隔传感器电极260和传感器电极270，并且防止它们在可重叠的区域中相互电短接。在一些实施例中，传感器电极260和传感器电极270通过电绝缘材料(其布置在它们之间的跨接区域处)来分隔。在这类配置中，传感器电极260和/或传感器电极270可采用跳线(该跳线连接同一电极的不同部分)来形成。在一些实施例中，传感器电极260和传感器电极270通过一层或多层电绝缘材料来分隔。在另外某些实施例中，传感器电极260和传感器电极270通过一个或多个衬底来分隔，例如，它们可布置在同一衬底的相对侧上或者在层压在一起的不同衬底上。在另外某些实施例中，传感器电极260和传感器电极270的尺寸和形状可以是相似的。在各个实施例中，如稍后将更详细论述，传感器电极260和传感器电极270可布置在衬底的单层上。在又一些实施例中，其它电极(包括但不限于屏蔽电极)可布置成接近传感器电极260或270。屏蔽电极可配置成防护传感器电极260和/或传感器电极270免受干扰、例如附近的驱动电压和/或电流源。在一些实施例中，屏蔽电极可随传感器电极260和270一起布置在衬底的共同侧上。在其它实施例中，屏蔽电极可随传感器电极260一起布置在衬底的共同侧上。在其它实施例中，屏蔽电极可随传感器电极270一起布置在衬底的共同侧上。
在又一些实施例中，屏蔽电极可布置在衬底的第一侧上，而传感器电极260和/或传感器电极270布置在与第一侧相对的第二侧上。

[0046] 在一个实施例中，传感器电极260与传感器电极270之间的局部电容耦合的区域可称作“电容像素”。传感器电极260与传感器电极270之间的电容耦合随感测区(其与传感器电极260和传感器电极270关联)中的输入对象的接近性和运动而发生变化。

[0047] 在一些实施例中，“扫描”传感器图案，以确定这些电容耦合。也就是说，驱动传感器电极260，以传送发射器信号。可操作输入装置100，使得一次一个发射器电极进行传送，或者多个发射器电极同时进行传送。在多个发射器电极同时进行传送的情况下，这多个发射器电极可传送相同的发射器信号，并且实际上产生实际上更大的发射器电极，或者这多个发射器电极可传送不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可按照一个或多个编码方案(其使它们对传感器电极270的所产生信号的组合影响能够被单独确定)来传送不同的发射器信号。可单一或者多样地操作传感器电极270，以获取所产生信号。所产生的信号可用于确定电容像素处的电容耦合的测量，这些测量用于确定输入对象是否存在及其位置信息，如上所述。电容像素的一组值形成“电容图像”(又称作“电容帧”或“感测图像”)，“电容图像”表示像素处的电容耦合。可对多个时间周期来获取多个电容图像，以及它们之间的差用于得出与感测区中的输入对象有关的信息。例如，对连续时间周期所获取的连续电容图像能够用于跟踪进入、退出感测区以及在感测区中的一个或多个输入对象的运动。在各个实施例中，感测图像或电容图像包括在测量所产生信号(所产生信号采用跨感测区120分布的感测元件121的至少一部分来接收)的过程期间所接收的数据。所产生的信号可在一个时刻来接收、或者通过按照光栅扫描图案(例如按照预期扫描图案单独地顺次轮询各感测元件)、逐行扫描图案、逐列扫描图案或者其它有用扫描技术以扫描感测元件(其跨感测区120分布)的行和/或列来接收。在许多实施例中，由输入装置100来获取“感测图像”的速率或者感测帧速率在大约60与大约180赫兹(Hz)之间，但是根据预期应用能够更高或更低。

[0048] 在一些触摸屏实施例中，传感器电极260和/或传感器电极270布置在关联显示装置的衬底上。例如，传感器电极260和/或传感器电极270可布置在LCD的偏振器、滤色器衬底或者玻璃片上。作为一个具体示例，传感器电极260可布置在LCD的TFT(薄膜晶体管)衬底上，并且还可以或者可以不用于显示装置的显示操作中。作为另一个示例，接收器电极270可布置在滤色器衬底上、LCD玻璃片上、保护材料(保护材料布置在LCD玻璃片之上)上、透镜玻璃(或者窗口)上等。

[0049] 在一些触摸板实施例中，传感器电极260和/或传感器电极270布置在触摸板的衬底上。在这种实施例中，传感器电极和/或衬底可以是基本上不透明的。在一个实施例中，不透明材料可布置在传感器电极、衬底和/或输入区域120的表面之间。在一些实施例中，衬底和/或传感器电极可包括基本上透明材料。在各个实施例中，触摸板的一个或多个衬底可加纹理，以促进改进的用户输入。

[0050] 在那些实施例中，在传感器电极260和/或传感器电极270布置在显示装置中的衬底(例如滤色器玻璃、TFT玻璃等)上时，传感器电极可由基本上透明材料(例如ITO、ATO)来组成，或者它们可由不透明材料来组成，并且与显示装置的像素对齐(例如，布置成使得它们与像素点或者像素的子像素之间的“黑膜”重叠)。

[0051] 在一些触摸屏实施例中，如图3A所示，发射器电极包括一个或多个公共电极(例如分段“V-com电极”的段)，以下称作公共电极360，该公共电极360在更新显示屏幕的显示中使用。这些公共电极(例如图3A所示的参考标号360-1、360-2、360-3、…360-16)可布置在适当显示屏幕衬底上。例如，公共电极可布置在一些显示屏幕中的TFT玻璃上(例如共面转换(IPS)或面线转换(PLS))、一些显示屏幕的滤色器玻璃的底部(例如图案垂直配向(PVA)或多域垂直配向(MVA))等。在这类实施例中，公共电极也能够称作“组合电极”，因为它执行多个功能。在各个实施例中，各发射器电极包括一个或多个公共电极360。

[0052] 在一个配置中，如图3A所示并且下面进一步论述，传感器控制器320与接收器电极370耦合，并且配置成从接收器电极370接收所产生信号。在这个配置中，显示控制器333耦合到公共电极360，并且包括显示电路(未示出)，该显示电路配置用于更新显示装置(显示装置定位成接近接收器电极370)。显示控制器配置成通过像素源驱动器(未示出)将一个或多个像素电压施加到像素电极。显示控制器还配置成将一个或多个公共驱动电压施加到公共电极360，并且将它们作为公共电极来操作以用于更新显示装置。在一些实施例(例如行反转实施例)中，显示控制器还配置成与图像显示器的驱动周期同步地使公共驱动电压反转。显示控制器333还配置成将公共电极360作为发射器电极来操作以供电容感测。在一个实施例中，公共电极360配置成在接收器电极370从公共电极360正接收信号的同时被扫描。
在一些配置中，接收器电极370可与以上所述的传感器电极270相似。

[0053] 虽然图3A所示的处理系统110包括两个IC，但是处理系统110可采用更多或更少IC来实现，以控制输入装置395中的各种组件。例如，传感器控制器320和显示控制器333的功能可在一个集成电路中实现，其中集成电路能够控制显示模块元件(例如公共电极360)，并且驱动和/或感测传递给传感器电极和/或从传感器电极接收的数据(传感器电极可包括接收器电极370和公共电极360)。在各个实施例中，所产生信号的测量的计算和解释可在传感器控制器320、显示控制器333、主控制器350或者以上所述的某种组合中进行。将要注意，输入装置395可作为如上所述的较大输入装置100的组成部分来形成。在一些配置中，处理系统110可包括发射器电路、接收器电路和存储器，发射器电路、接收器电路和存储器布置在存在于处理系统110中的一个或者任何数量的IC之内，根据预期系统架构而定。

[0054] 在另一个实施例中，如图3B所示，传感器电极可包括多个发射器和接收器电极，该多个发射器和接收器电极在衬底301的表面的单层中形成。在输入装置的一个配置中，传感器电极的每个可包括一个或多个发射器电极360，发射器电极360布置成接近一个或多个接收器电极370。使用单层设计的跨电容感测方法可通过检测被驱动发射器传感器电极360中的一个或多个与接收器电极370中的一个或多个之间的电容耦合的变化进行操作，如以上类似所述。在这类实施例中，发射器和接收器电极可按照使得不要求用于形成电容像素的区域的额外层和/或跳线的方式来布置。在各个实施例中，发射器电极360和接收器电极370可通过下列步骤在衬底301的表面的阵列中形成：首先在衬底301的表面形成覆盖导电层，并且然后执行蚀刻图案化过程(例如光刻和湿法蚀刻、激光消融等)，该蚀刻图案化过程将发射器电极360和接收器电极370的每个相互欧姆地隔离。在其它实施例中，传感器电极可使用沉积和丝网印刷方法来图案化。如图3B所示，这些传感器电极可布置在阵列(其包括发射器电极360和接收器电极370的矩形图案)中。在一个示例中，用于形成发射器电极360和接收器电极370的覆盖导电层包括薄金属层(例如铜、铝等)或者薄透明导电氧化物层(例如ATO、ITO)，薄金属层或者薄透明导电氧化物层使用本领域已知的常规沉积技术(例如PVD、CVD)来沉积。在各个实施例中，图案化隔离导电电极(例如电浮动电极)可用于改进视觉外观。在又一些实施例中，第二导电层上的跳线和通孔可用于单独连接图案化的层。

[0055] 输入装置配置

[0056] 在许多实施例中，由于可用于确定输入对象的位置信息的感测元件(例如传感器电极)的通常基本上较大数量以及可用于将这些感测元件的每个连接到处理系统中的各种发射器和接收器的连接的基本上较大数量，接近传感器装置将与装置的感测区120部分关联的组件(例如传感器电极、显示图像生成装置)与用于控制这些组件的电子器件在物理上分隔。因此，在许多实施例中，接近传感器装置可将各种元件(适合于控制接近感测装置)分布到多个不同印刷电路板上，并且然后使用柔性线束和连接器将这些各种元件单独地相互连接。在许多实施例中，由于独立导电布线迹线(其连接到处理系统110中的各种电子组件)的较大数量、例如对于7英寸触摸屏大于50个独立导电布线迹线，互连组件、例如柔性电缆、多引脚连接器和其它包含这些导电布线迹线的支持组件可占所形成接近传感器装置和连接中的至少一个的零件和制造成本的较大百分比(例如，>50%)。如上所述，由于存在于许多接近传感器装置中较大数量的连接器和连接点的存在，通常不合需要地使系统的可靠性和接近传感器装置的总体尺寸较大。此外，在各个实施例中，具有许多连接的大柔性连接器的成本和柔性可降低。另外，在各个实施例中，到衬底的多层柔性互连和较大连接(例如到玻璃衬底的各向异性导电膜(ACF))可实质上增加传感器设计的成本。

[0057] 如上所述，许多实施例还将提供一种输入装置，该输入装置因通过将传感器控制器320(图3A-3B)定位在用于形成输入装置395的结构中所实现的最小化的连接点数量、连接器数量、导电布线迹线的长度和柔性电路元件的复杂度，而具有改进的精度、速度和可靠性。本文所述实施例的一个或多个包括将传感器控制器320安装成极接近多个传感器电极，该多个传感器电极用于感测和获取感测区120之上的输入对象的位置信息。

[0058] 在输入装置395的一个实施例中，如图4A和图4B所示，传感器控制器320以及传感器电极的至少部分布置在两个透明衬底之间。在一个实施例中，传感器电极布置在两个衬底之间，其中衬底中的至少一个是不透明的。例如，一个衬底可以是不透明夹层结构面板和/或安装构件。在各个实施例中，夹层结构面板可由多层(其中包括粘合层、塑料层和/或玻璃层)组成。在一个实施例中，传感器控制器320以及传感器电极的至少一部分布置在两个透明衬底(两个透明衬底接近可选显示元件409)之间。在一个实施例中，更新显示元件409，同时输入对象的位置信息能够由传感器控制器320以及传感器电极的一部分来检测。
在一些实施例中，传感器控制器320布置在衬底中与感测区120相邻的边缘区域中，其中通过感测区120，相邻定位的传感器电极(未示出)(布置在传感器电极层406中)配置成感测输入对象140的存在。

[0059] 图4A是能够用于感测输入对象140(其处于感测区120中)的传感器装置404的一个实施例的示意截面图。输入表面401可由第一衬底403、例如透镜或者夹层结构面板来提供，第一衬底403可包括玻璃或塑料材料(并且可以是不透明或者透明的)，布置在输入对象140与传感器装置404的传感器电极层406之间。传感器电极层406可包括包含传感器电极阵列的一层或多层，其中传感器电极阵列用于通过使用传感器控制器320(传感器控制器320布置成接近这些传感器电极)来确定输入对象140的位置信息。在一个实施例中，输入装置可包括第一衬底，其具有前表面以及在第一衬底中与前表面相对的一侧上形成的后表面，其中前表面处于第一衬底中布置输入对象的一侧上。在许多实施例中，衬底可包括多层，其中包括粘合层、基本上刚性层、基本上柔性层、基本上不透明层、基本上透明层等。输入装置还包括：第二衬底，其具有第一表面；以及传感器控制器，在通信上耦合到多个传感器电极。在一个实施例中，传感器控制器的至少一部分和多个传感器电极的一部分布置在通过第一衬底的后表面与第二衬底的第一表面之间的重叠区域所限定的容积中。在一个实施例中，第一和/或第二衬底可以是透明的。在另一个实施例中，第一和/或第二衬底可以是不透明的。在一个实施例中，传感器控制器以及传感器电极的一部分布置在第一衬底的后表面上。在另一个实施例中，传感器控制器以及传感器电极的一部分布置在第二衬底的第一表面上。
在一个实施例中，第二衬底可配置为“更刚性”衬底。

[0060] 传感器控制器320可包括传感器电路，传感器电路能够对各种电气组件(其存在于输入装置395中)接收、处理和/或传送模拟或数字信号，以处理、分配和/或控制从输入对象140(其布置在感测区120中)所接收的位置信息的至少一部分。传感器控制器320可包括传感器电路，其中包含多个逻辑元件、触发器、复用器、运算放大器、A/D转换器、D/A转换器、电流缩放器、混合器和/或其它有用电路元件，这些元件按照预期方式连接，以执行感测输入对象140的过程的某个部分。传感器控制器320一般配置成从存在于输入装置395中的各种组件接收输入，处理所接收输入，并且在必要时传递控制或命令信号，以执行感测输入对象
140的位置信息的过程的预期部分。

[0061] 在许多实施例中，现成IC芯片(其可适合形成传感器控制器320)一般包括其中包括装置封装的IC装置，装置封装包括小片以及接合到在小片表面所形成的连接点的多个引线，其全部至少部分封装在介电材料中，以保护小片和连接点免受外部环境影响。现成IC装置中的小片一般由较大半导体晶圆来形成，较大半导体晶圆在其上形成了各种装置IC层之后被分割或分开，以形成功能集成电路装置。这些IC组件(用于接收和处理来自感测元件的信号)因其尺寸而通常遥远地定位在独立印刷板(PCB)上(例如，覆盖于PCB上的水平空间)。在各个实施例中，在PCB上定位组件时，可使用表面安装技术SMT过程。通过使这些IC组件远离输入装置中的感测元件，它可变得更易受到电磁干扰(EMI)的影响，电磁干扰由其它支持组件(例如定位在输入装置100附近或之内的液晶显示器(LCD)组件)生成。但是，如上所述，由于所形成现成IC组件的尺寸和厚度，一般不可能将现成IC装置定位成比与第一衬底403的边缘405相邻的位置更为靠近，从而使输入装置395的宽度(图4A中的X方向)比大多数消费者和工业电子应用所期望的显著要大。在大多数常见应用中，期望边界区域宽度341(图
4)或者屏区(bezel region)小于大约5毫米(mm)，例如小于大约3 mm，以及更通常小于大约
2 mm。边界区域宽度341一般定义为输入装置395中从存在于显示装置409中的感测元件(其布置在传感器元件层406中)的最外沿406A或者显示屏幕的外沿(例如，显示元件层410的边缘)延伸到传感器装置404的边缘405的部分。

[0062] 因此，在一些实施例中，输入装置395包括：传感器电极层406，其包含一层或多层，该一层或多层包含传感器电极阵列；以及传感器控制器320，其至少部分布置在容积435(其在传感器装置404的第一衬底403与第二衬底408之间形成)中。在一个实施例中，第一衬底是透明衬底，其包括大约0.2 mm与1.0 mm之间的厚度的玻璃材料，或者是大约0.2 mm与1.5 mm之间的厚度的塑性材料。在另一个实施例中，衬底是不透明衬底。在传感器装置404的一个配置中，第二衬底408可以是透明衬底，例如滤色器玻璃衬底，其厚度在大约0.2 mm与1.0 mm之间。在各个实施例中，第二衬底(例如第二衬底502)可以是基本上柔性的。例如，在一个实施例中，第二衬底可以为大约0.05 mm至0.2 mm厚。第二衬底408可布置在形成显示装置409的至少一部分的组件附近或者与该组件耦合。在一个示例中，显示装置409包括：显示元件层410，例如包含场效应影响显示材料(例如液晶(LC)、有机发光二极管(OLED)或者受到电场或电流影响的其它显示材料)的层；以及第三衬底412(例如，TFT玻璃或密封材料)。在一个配置中，传感器电极层406可包括单层，其包含发射器392(图3B)和接收器电极391(图
3B)(它们布置在第一衬底403与第二衬底408之间)。在另一个配置中，传感器电极层406包括其中包含接收器和发射器电极、偏振器膜层(未示出)、抗静电膜层和/或防碎膜层(未示出)的一层或多层，该一层或多层布置在第一衬底403与第二衬底408之间。在各个实施例中，偏振器膜层可包括圆偏振器，其配置成降低下方图案化的传感器电极的可见度。此外，虽然图4A-4B中未示出，但是在各个实施例中，气隙可位于输入装置内。例如，气隙可处于第一衬底403与传感器电极层406之间、传感器电极层406与第二衬底408之间、第二衬底408与显示元件层410之间和/或显示元件层410与第三衬底412之间。在又一个配置中，传感器电极层406包括第一层(未示出)，该第一层包含接收器电极，而发射器电极布置在显示装置
409的层其中之一内。

[0063] 在本发明的一个实施例中，传感器电极层406包括至少多个接收电极(例如电极370)以及防碎膜层、抗静电膜层和偏振器膜层中的至少一个，并且因此在第一衬底403与第二衬底408之间所限定的距离425通常小于大约0.5 mm厚，更通常小于大约200微米(μm)，以及在一些情况下小于大约150 μm。因此，在输入装置的一个实施例中，传感器控制器320至少部分布置在容积435(该容积通过衬底403、408之间的距离425(图4)、边界区域宽度341(图4)以及两个衬底403、408中的较小衬底的边界区域的长度、例如衬底301的长度342(图
3A-3B)所限定，其中图3A-3B所示的衬底301是图4所示的第一衬底403或者第二衬底408)内。传感器控制器320可使用常规玻璃上芯片(COG)或者膜上芯片(COF)接合技术来接合到第一衬底403或第二衬底408的表面。在各个实施例中，传感器控制器320可具有导电“凸块”，以帮助COG或COF接合的接触。此外，传感器控制器320可具有在硅晶圆小片之上形成的导电重新布线层和图案化电介质。如下面将进一步论述，传感器控制器320可直接或间接耦合到与传感器电极耦合的迹线或者互连元件，其中传感器电极布置在传感器电极层406(传感器电极层布置在第一衬底403与第二衬底408之间形成的距离425中)内。

[0064] 图4B是按照本发明的一个实施例的传感器装置404的一部分的放大侧视截面图，其示意示出对传感器控制器320(其接合到第二衬底408的表面408A)进行的电连接和位置。在这个配置中，传感器装置404一般包括传感器控制器320，其通过使用各向异性导电层(ACF)膜418电耦合到传感器电极层417并且接合到第二衬底408的表面408A。在各个实施例中，其它方法可包括但不限于金属共晶接合、SMT和丝焊。在许多实施例中，传感器控制器
320包括多个连接点419(例如焊料块)，该多个连接点接合到传感器控制器320的IC部分的表面320A的一部分之上或之中所形成的电气元件，并且各单独电耦合到传感器电极层417的部分。在许多实施例中，连接点419包括多个分立金属区域，其具有厚度大约为5与50 μm之间的高度427。在各个实施例中，连接点419可沿传感器控制器320的表面320A按照预期图案、以大约10-50 μm的间距间隔开，并且包括至少与对处理系统110中的其它组件接收和传送信号所需的同样多的连接。

[0065] 传感器电极层417一般包括薄金属层(例如铝、铜、钼)或者薄透明导电氧化物(TCO)层(例如ITO、ATO)，薄金属层或者薄透明导电氧化物层具有厚度在大约0.1与10 μm之间的厚度429，并且可使用本领域已知的常规沉积技术来沉积。在一个实施例中，传感器控制器320中的连接点419的每个直接耦合到传感器电极层417的一个或多个部分，例如单层电极部件416的部分，其可包括接收器电极391和/或发射器电极392。如下面进一步论述，将要注意，单层电极部件416和传感器控制器302无需布置在第二衬底408之上和/或与其接合，并且因此，两者均能够布置在第一衬底403的表面之上和/或与其接合。

[0066] 在传感器装置404的一个实施例中，传感器控制器320的总厚度428通过化学机械抛光或研磨传感器控制器320的后表面472来变薄，使得其最终总厚度小于或等于距离425(该距离在衬底403与408之间所限定)。在一个配置中，传感器控制器320可包括IC芯片，IC芯片包括多层图案化导电和介电层(它们由单晶硅衬底来形成，以形成集成电路装置中的各种分立半导体器件)。在一个实施例中，传感器控制器320的总厚度428小于或等于距离425减去传感器电极层417的厚度429。在一些情况下，总厚度428可包括连接点419的高度
427以及传感器控制器320的IC部分的厚度431。在一个示例中，传感器控制器320的IC芯片部分的厚度428变薄到小于或等于大约500 μm、例如小于大约300 μm的厚度。在另一个示例中，传感器控制器320的IC芯片部分的厚度428变薄到小于或等于大约200 μm的厚度。另外，在一些配置中，连接点419可以没有如图4B所示布置在传感器电极层417之上，并且因此传感器控制器320的厚度可调整到等于厚度421，该厚度等于或小于距离425，如上所述。

[0067] 参照图3A和图3B，传感器控制器320还能够配置成使得它将契合在衬底301的开放水平区域(例如图4A中的X-Y平面)中，该区域通过边界区域宽度341的尺寸和衬底301的长度342来限定。因此，在本发明的一些实施例中，传感器控制器320按照矩形形状来形成，其中矩形形状包括长度346(图3A-3B)和水平宽度422(图3A-4B)，长度346和水平宽度422各沿与厚度428(图4)垂直的方向来测量。在许多实施例中，长度346将小于衬底(其上布置传感器控制器320)的长度342(图3A-3B)，以及水平宽度422小于接收器电极末端与衬底边缘之间的边界区域宽度341的尺寸。在一个示例中，长度346在大约5与15 mm之间，以及水平宽度422在大约1与大约5 mm之间。在一个示例中，传感器控制器320布置在距离344，使得它处于输入装置395的边界区域中。在一个实施例中，传感器控制器320布置成离衬底(例如第一衬底403)的边缘405(图3A和图4A)例如大约0与3 mm之间的距离344。在其它实施例中，距离
344可大于3 mm。将要注意，预计图3A-3B是输入装置395中的各种组件的互连和布局的示意表示，并且因此不是按比例来绘制或者意在限制衬底(其布置在输入装置395中)的表面上的各种组件的取向或定位。例如，导电布线迹线312和316一般示为比所需的要大得多，以便更清楚地突出输入装置395中的各种组件如何连接在一起。在一个实施例中，为了减小边界区域以及减小第一衬底(即透镜)的面积，传感器控制器320可配置成具有较大长宽比的矩形形状(例如，具有小于大约2 mm的宽度以及大于大约4 mm的长度)。

[0068] 在一个实施例中，如图3A-3B所示，处理系统110(其配置成操作输入装置395中的硬件)包括多个传感器电极、传感器控制器320和显示控制器333。在另一个实施例中，处理系统110(其配置成操作输入装置395中的硬件)包括多个传感器电极、传感器控制器320、主控制器350和显示控制器333。在一个实施例中，显示控制器333可以是主控制器350的组成部分。在许多实施例中，主控制器350还将包括用于形成电子系统150的至少一部分的其它必要组件，如上所述。

[0069] 在一个配置中，如图3A所示，传感器控制器320和传感器电极(例如接收电极370)布置在第一衬底或衬底301(即，图4A中的衬底403或408)上，以及显示控制器333布置在与第一衬底不同的第二衬底、例如衬底302(例如图4A中的衬底408或412)上。在另一个配置中，如图3B所示，传感器控制器320、接收电极370和发射器电极360布置在第一衬底或衬底301(例如图4A中的衬底403或408)上，以及显示控制器333布置在与第一衬底不同的第二衬底(例如图4A中的衬底408或412)上。在一些实施例中，传感器控制器320适合使用通信线路
321(其经过连接器332A和柔性电路351A)与主机350进行通信，以及显示控制器333适合使用通信线路322(其经过连接器332B和柔性电路351B)与主机350进行通信。柔性电路构件
351A和351B可以是常规柔性尾部，其包括柔性介电材料(该材料具有在一层或多层上形成的多个导电迹线)。通信线路321、322可适合提供系统地通路，并且分别在传感器控制器320与主机350或者显示控制器333与主机350之间传送下列中的一个或多个：功率、时钟/同步信息、参考信号和复用信号。

[0070] 在处理系统110的一个实施例中，传感器控制器320适合从接收器电极(例如电极370)接收信号，并且通过一个或多个通信线路(该通信线路可在连接两个控制器的柔性电路构件上形成)与显示控制器333进行通信。柔性电路构件可以是常规柔性尾部，其包括柔性介电材料(该材料具有在一层或多层上形成的多个导电迹线)。通信线路在柔性电路构件中形成，并且可适合在显示控制器333与传感器控制器320之间传送下列中的一个或多个：
功率、时钟/同步信息、参考信号和复用信号，以及还提供系统地通路。在一些情况下，时钟/同步信息是使传感器控制器320执行的过程与显示控制器333中的其它组件同步的信息，并且这个信息可通过使用通信链路321A在装置之间来传递。在一个实施例中，通信链路321A包括多个导电布线迹线(未示出)，导电布线迹线各单独耦合到传感器控制器320上的连接点和显示控制器333上的连接点。例如，同步信息可通过提供同步时钟、与显示更新状态有关的信息、与电容感测状态有关的信息、令显示更新电路进行更新(或者不更新)的指示、令电容感测电路进行感测(或者不感测)的指示等，来同步显示更新和电容感测。在一个实施例中，发射器电极(例如图3A中的电极360)中的每一个通过导电布线迹线312(其可在存在于输入装置395中的衬底、例如衬底302(图3A)上形成)连接到显示控制器333。另外，在一些情况下，传感器控制器320可包含用于形成显示控制器333的控制电子器件的至少一部分，其中显示控制器333用于向公共电极360(图3A)传递信号，以更新显示装置。

[0071] 如上所述，输入装置100可具有50个不同连接，这些连接耦合到传感器控制器320，以执行感测输入对象的位置信息的过程。例如，在一个实施例中，可对单层传感器中的各接收器电极(或者接收器电极组)确定发射器电极接触的独立向量。因此，在一个配置中，与其中通信线路延伸到传感器控制器320(其定位在衬底301的外部)的配置相比，当传感器控制器320布置在衬底301上时，这类大量连接能够全部在衬底301的区域中进行。因此，需要延伸到衬底301外部的组件的独立信号线的数量能够减少到少量(例如通信线路321的数量)的连接。衬底301外部的连接的减少数量能够极大地减少所形成输入装置395的成本和复杂度。将要注意，通过将传感器控制器320定位在衬底301上使用于将衬底301上形成的电路元件(例如电极360、电极370)与传感器控制器或者衬底外部的其它组件(例如主机350)连接的连接器的尺寸要小得多，增加系统的通信速度，并且降低输入装置100的成本和复杂度。

[0072] 在输入装置395的一个备选实施例中，如图3B所示，所有传感器电极(例如接收器电极370和发射器电极360)耦合到传感器控制器320。在这个配置中，传感器控制器320适合采用发射器电极来传送发射器信号并且采用接收器电极来接收所产生信号，以供确定感测区120中的输入对象140的位置信息。

[0073] 参照图3B，在一个实施例中，接收器电极370各通过使用导电布线迹线393连接到传感器控制器320。此外，各发射器电极370还通过使用导电布线迹线392连接到传感器控制器320。在一个示例中，接收器电极370、发射器电极360、导电布线迹线392和393全部由图案化单导电层(例如铜、铝、ATO、ITO)(该图案化单导电层在衬底301表面上形成)来形成。在一个实施例中，导电布线迹线392和393布置在第一衬底(或第一透明衬底)或者第二衬底(或第二透明衬底)上。此外，在各个实施例中，导电布线迹线可与传感器控制器320耦合，而无需使用感测区中或者边界区域中的“跳线”或“跨接”。在一个实施例中，导电布线迹线392、393与传感器控制器320耦合，使得任何外部连接(例如柔性电路351A)可连接到传感器控制器320。例如，导电布线迹线可耦合到传感器控制器320的第一、第二和/或第三边缘，以及柔性电路可耦合到传感器控制器的第四边缘。在一个实施例中，导电布线迹线可耦合到传感器控制器320中与连接柔性电路的相同的边缘。在一个实施例中，传感器控制器320中与柔性电路耦合的边缘接近衬底边缘，其中传感器控制器320布置在衬底上。

[0074] 虽然图3B示出发射器电极360和接收器电极370的配置，但是这个配置并不是要限制本文的公开，因为这些电极的每个能够配置成使得它们相互电隔离、成组连接或者按任何其它预期电连接配置进行连接，而没有背离本文所公开的本发明的基本范围。此外，在一个实施例中，发射器电极360可配置为接收器电极，而接收器电极370可配置为发射器电极。

[0075] 输入装置配置

[0076] 图5A示出输入装置395，其包括具有前表面以及第一衬底中与前表面相对一侧上的后表面的第一衬底501。在各个实施例中，第一衬底501是基本上透明的。输入装置395还包括具有第一表面的第二衬底502。在各个实施例中，第二衬底502是基本上透明的。输入装置395还包括传感器控制器320，传感器控制器320在通信上耦合到传感器电极层506的多个传感器电极。在一个实施例中，传感器控制器320的至少一部分和多个传感器电极506的一部分布置在通过第一衬底501的后表面与第二透明衬底503的第一表面之间的重叠区域所限定的容积435中。在一个实施例中，传感器控制器320以及传感器电极的一部分布置在第一衬底501的后表面上。在另一个实施例中，传感器控制器320以及传感器电极的一部分布置在透明第二衬底502的第一表面上。在一个实施例中，输入装置395包括集成显示装置和传感器装置404。在这个实施例中，第一衬底501(其与上述第一衬底403相似)配置成覆盖并且在物理上保护位于第一衬底501下面的组件。在一个示例中，第一衬底501可以是透镜(其包括玻璃或塑性材料)。在一些实施例中，第一透明衬底是偏振器，其位于感测元件之上(例如硬化偏振器)。第三衬底503可以是或者可以不是透明的，并且可载有活性层508。活性层508配置为电活性的，并且可被驱动，以引起电场的变化，这些变化用于形成能够由定位在第一衬底501的表面501A附近的人来查看的图像。例如，第三衬底503可以是薄膜晶体管(TFT)衬底，以及活性层可以是包括多个场效应晶体管的TFT层。显示IC、例如显示控制器
333在通信上耦合到各种电气组件(电气组件布置在第三衬底上)；以及在一些情况下显示IC可安装到第三衬底503或者位于其它位置，并且通过一个或多个连接器(也未示出)来耦合。第三衬底可包括诸如玻璃、刚性塑胶或柔性膜之类的材料(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺等)。

[0077] 第二衬底502位于第一衬底501与第三衬底503之间。第二衬底502和第三衬底503共同夹住电流影响(或者电场影响)的显示材料，例如液晶(LC)、有机发光二极管(OLED)材料或者电场所影响的另外某种显示材料。在一个实施例中，一个或多个传感器电极位于传感器电极层506(该层布置在第一衬底501与第二衬底502之间)中，并且可至少部分布置在第一衬底501和第二衬底502的任一个或两者上。配置用于控制这些感测元件121的传感器控制器320还至少部分位于第一与第二透明衬底之间所限定的容积435中，并且还可接合到第一衬底501和第二衬底502的任一个或两者。一般来说，传感器电极层506与上述传感器电极层406相似。传感器电极层506可包括包含传感器电极阵列的一层或多层，其中传感器电极阵列用于通过使用传感器控制器320(其布置成接近这些传感器电极)来感测输入对象140的位置信息。在一些示例中，传感器电极层506还可包括防碎膜、偏振层和/或抗反射材料。在一个实施例中，传感器控制器320可本地处理所接收传感器信号，并且因此减少需要被输出的信息量以及连接器的尺寸或者向处理系统中的其它组件传递信息所需的速度(例如串行接口的时钟速率)。在许多实施例中，将传感器控制器320定位在容积435(其如上所述限定在第一衬底501与第二衬底502之间)中还能够减少可影响或者耦合到从感测元件
121所接收的输出的EMI量。

[0078] 作为另一示例，一些实施例可以没有图5A所示元件的一部分，而一些实施例可包括其它元件。例如，滤色器可布置在第二衬底502的表面上，使得第二衬底502可称作滤色器衬底。作为又一个示例，在一些配置中，传感器电极的部分可布置在输入装置395的不同区域中，例如布置在更靠近第三衬底503的第二衬底502表面上或者显示装置的活性层508内。

[0079] 图5B示出图5A所示实施例的变化的一个示例。具体来说，图5B所示的传感器控制器320和显示控制器333均定位并且接合到传感器装置404的一部分。传感器控制器320至少部分布置在容积435(其限定在第一与第二透明衬底501、502之间)中。传感器控制器320和显示控制器333在物理上附连到不同衬底(例如第一或第二透明衬底501、502和第三衬底503)的部分。传感器控制器320可接合到第一或第二透明衬底501、502，以及显示控制器333可使用COG或COF接合技术来接合到第三衬底503。传感器控制器320电连接到传感器电极(其布置在传感器电极层506中)的至少一部分，以及显示控制器333电连接到活性层508A-B(其在显示装置中形成)的至少一部分。在一个实施例中，传感器控制器320耦合到至少多个接收器电极，以及显示控制器333耦合到活性层(其包括配置用于显示更新和电容感测的多个组合电极)。

[0080] 在一个实施例中，如图5B所示，第二衬底502没有遍布显示控制器333，因为显示控制器333高于在第二衬底502与第三衬底503之间形成的空间。但是，在一些实现中，第二衬底502可遍布显示控制器333，并且具有一个或多个穿孔、凹陷或者它们两者，以便允许显示控制器333契合在第二衬底502与第三衬底503之间形成的高度522中。

[0081] 在一个示例中，如图5B所示，传感器控制器320和显示控制器333布置在感测区120的相对侧上。将显示控制器333定位在与传感器控制器320相对但在其附近的一侧上可根据系统的其余部分的配置、在导电布线迹线的布线方面提供某些优点，并且还实现输入装置395的更薄总层叠。但是，在另一个示例中(参见图7)，传感器控制器320和显示控制器333还可布置在感测区120的同一侧上。

[0082] 图5C示出图5A所示的输入装置395的一个配置，该配置利用第四衬底504(其定位成接近第一衬底501)。第四衬底504可以或者可以不是透明的，但是用于覆盖传感器控制器320及其连接点。在一些情况下，第四衬底504可包括“隐藏材料”，该隐藏材料用于通过表面
501A来遮掩传感器控制器320的视野。第四衬底504可包括屏、壳体或者输入装置395中的组件的部分，例如用于将传感器装置404附连到输入装置395的另一部分的安装支架的一部分。在这个配置中，传感器控制器320至少部分布置在容积435(其限定在第二衬底502与第四透明衬底504之间)中。

[0083] 作为输入装置395的变化的又一些示例，图6A-6B示出用于安装图5A所示的传感器控制器320和感测元件121的许多备选方案中的两个。图6A中，传感器控制器320和感测元件121均安装到第一衬底501。在图6A-6C所示的配置中，传感器控制器320一般至少部分布置在容积435(其限定在第一衬底501与第二衬底502之间)中。具体来说，隐藏材料611(例如黑矩阵材料、着色树脂)布置在第一衬底501与传感器控制器320之间。在一个实施例中，感测传感器装置404包括第一衬底501、第二衬底502和传感器电极层606，它们包含传感器电极(其布置在它们之间)的至少一部分。传感器电极层606(其与上述传感器电极层506相似)可包括：一层或多层，用于帮助感测区120之上的输入对象的位置信息的收集；和/或用于改进输入装置395的光学特性或安全性方面的组件。在一个配置中，感测元件121(未示出)布置在传感器电极层606的第一层607(其布置在第一衬底501上)中。第一层607可包括图案化单导电层，例如上述传感器电极层417。附加材料层605(其存在于传感器电极层606中)可包括光学透明粘合剂(OCA)层、偏振器层、防碎层和/或布置在第一层607之上的其它类似材料。

[0084] 在输入装置395的一个实施例中，传感器电极层606的厚度624大于或等于传感器控制器320的所形成厚度428，或者传感器控制器320的厚度428加上隐藏材料611的厚度625(例如1-20 μm)。在一个示例中，第一层607是厚度在大约1与10 μm之间的传感器电极层417，以及附加材料层605包括厚度在大约100与250 μm之间的偏振层和/或防碎膜层。一般使传感器控制器320、隐藏材料611以及随其堆叠的任何其它材料的层叠比距离425(其在第一衬底501与第二衬底502之间形成)要薄或者与其同样薄。虽然图6A-6C所示的距离425包含气隙626，但是这个配置不是要限制关于本文所公开的本发明的范围，因为传感器装置
404可包括一种配置，其中传感器电极层606与如图5A所示的第一衬底501和第二衬底502两者密切接触。在各个实施例中，传感器电极层可层压或者接合到第一衬底501和/或第二衬底502。

[0085] 在一个实施例中，如图6B所示，传感器控制器320和传感器电极层606安装在第二衬底502上。隐藏材料611能够布置在第一衬底501上，以及传感器控制器320能够布置在第二衬底502上。第一层607(其可包括传感器电极(未示出))布置在第二衬底502上，以及附加材料层605布置在第一层607上。一般来说，布置在第一层607中的传感器电极(未示出)经过布线并且电耦合到传感器控制器320，如上所述。如图6B所示，在一个实施例中，传感器电极层606的厚度624大于或等于传感器控制器320的所形成厚度428，或者传感器控制器320的所形成厚度428加上隐藏材料611的厚度625(例如0.1-20 μm)。在另一个实施例中，隐藏材料可布置在透镜之上。

[0086] 图6C示出传感器装置404的配置，其中第一层布置在第一衬底501上，以及附加材料层605和传感器控制器320耦合到第二衬底502。在一个配置中，隐藏材料611也布置在第一衬底501中与传感器控制器320相对的表面上。在这种情况下，传感器控制器320通过使用独立跳线(未示出)、导线(未示出)或者其它常见互连技术，来电连接到传感器电极(其在第一层607中形成)。如图6C所示，在一个实施例中，附加材料层605的厚度605A大于或等于传感器控制器320的所形成厚度428。

[0087] 在输入装置395的一个实施例中，如图7所示，传感器控制器320通过柔性电路725在通信上耦合到显示控制器333。在这个配置中，传感器控制器320至少部分布置在容积435(其限定在第一衬底501与第二衬底502之间)中。如图7所示，传感器控制器320和显示控制器333在物理上附连到不同衬底(例如第二衬底502和第三衬底503)的部分。柔性电路725一般配置成电耦合传感器控制器320和显示控制器333，它们安装在独立衬底、例如第二衬底502和第三衬底503上。在一个配置中，柔性电路725连接到在第二和第三衬底上形成的导电布线(例如传感器电极层417)，并且因此提供将传感器控制器320连接到显示控制器333所需的各种连接。在这个配置中，传感器控制器320和显示控制器333能够使用同步机制321A来同步，如上所述。此外，如本文所述，层508和506可用于感测显示装置的感测区120中的输入对象140。另外，为了防止噪声、电干扰和/或电短接，在一些情况下，例如在使用电容传感器时，感测元件121可与显示控制器333共享参考电压。

[0088] 图8A-8B示出包含用于形成LCD显示器820、821的至少一部分的一个或多个组件的输入装置395的两种形式以及用于传感器控制器320和其它组件的一些特定安装备选方案。一般来说，图8A所示的输入装置395可包括第一衬底501、传感器电极层606、第二衬底502、LCD显示元件808、第三透明衬底803和背光模块815。LCD显示元件808可包括滤色器层808A、公共电极层808B(其包含公共电极360)、液晶包含层808C、TFT层808D和衬垫808E(其用于封装存在于LCD显示元件808中的各种层)。在一个实施例中，如图8A所示，第一衬底501是覆盖衬底，第二衬底502是滤色器衬底，第三衬底803是TFT衬底，传感器控制器320安装到滤色器衬底(其在一些情况下可以是衬底502)的表面，以及显示控制器333安装到第三衬底803的表面。在另一个实施例中，如图8A所示，第一衬底501是覆盖衬底，第二衬底502是滤色器衬底，第三衬底803是TFT衬底，传感器控制器320安装到第一透明衬底(覆盖衬底)的表面，以及显示控制器533安装到第三衬底803的表面。在一个配置中，在传感器电极层606中形成的附加材料层605包括偏振层。背光模块815可包括偏振层815A和背光装置815B(该背光装置
815B将光线传递给LCD显示元件808)。

[0089] 因此，在图8A所示的配置中，传感器控制器320(其布置在第一衬底501与第二衬底502之间所形成的容积435中)配置成与布置在第一层607中的接收器电极(未示出)、例如接收器电极370(图3A)进行通信，以及显示控制器333配置成驱动布置在公共电极层808B中的公共电极(未示出)、例如公共电极360(图3A)。公共电极(其布置在公共电极层808B中)能够是组合电极，该组合电极还配置成在传感器操作期间将信号传递给接收器电极(其布置在第一层607中)。在一个示例中，一个或多个传感器电极布置在滤色器衬底之上，以及这些感测元件可配置为发射器和/或接收器电极。

[0090] 图8B示出输入装置395的一个备选形式，其包含用于形成第二种类型的LCD显示器821(其通常称作共面转换(IPS)、边缘场转换(FFS)或者面线转换(PLS)LCD技术装置)的一个或多个组件。在这个配置中，传感器控制器320至少部分布置在容积435(容积435限定在第一衬底501与第二衬底502之间)中。如图8B所示，IPS LCD显示器821一般没有包含公共电极层808B(其与TFT层808D分隔)。因此，LCD显示器821不同于图8A所示的LCD显示器820的配置，因为它没有包含独立公共电极层808B，并且因此显示控制器533将主要与公共电极(其在TFT层808D中形成)进行通信，以及传感器控制器320连接到传感器电极(其布置在第一层
607中)。在各个实施例中，一个或多个传感器电极(可以包括或者可以不包括基本上不透明材料)可经过图案化和/或在滤色器玻璃上旋转地对齐，以便降低图案化传感器电极对显示装置(例如子像素)的亮度的视觉影响。

[0091] 图9A-9B示出包含用于形成有机发光二极管(OLED)显示器908的至少一部分的一个或多个组件的输入装置395的两种形式以及用于传感器控制器320和其它组件的一些特定安装备选方案。一般来说，图9A所示的输入装置395可包括第一衬底501、传感器电极层606、第二衬底502、OLED显示元件908和第三透明衬底503。在这个配置中，传感器控制器320至少部分布置在容积435(其限定在第一衬底501与第二衬底502之间)中。在一个示例中，第一衬底501是覆盖衬底，第二衬底502是密封衬底，以及第三衬底503是TFT衬底。OLED显示元件908可包括滤色器层908A、公共电极层908B(其包含公共电极360)、有机发光二极管材料层908C和TFT层908D。在一个示例中，传感器控制器320安装在密封衬底上，以及显示控制器
333安装在第三衬底503(例如TFT衬底)上。在另一个示例中，传感器控制器320安装在覆盖衬底上，以及显示控制器333安装在第三衬底503(例如TFT衬底)上。附加材料层605可包括偏振器层，该偏振器层为了光学原因而布置在第二衬底502与第二衬底502之间，并且还可包括滤色器或者层压或粘合层。在这个配置中，一个或多个公共电极可位于第二衬底502与第三衬底503之间，并且与TFT层908D结合使用以控制从有机LED材料的光发射。公共电极也可以是组合电极，其能够配置用于感测输入。例如，公共电极也可配置为发射器电极360。一个或多个传感器电极布置在第二衬底502之上，并且这些传感器电极可配置为发射器和/或接收器电极。图9B所示的输入装置395的实施例与图9A相似，除了滤色器层908A在OLED显示元件908中不存在，而是可替代偏振器层或者被添加到偏振器层(偏振器层布置在附加材料层605中)。备选地，在一个实施例中，滤色器层可存在于OLED面板中。

[0092] 如以上所述，描述了包括集成触摸屏的输入装置100的许多实施例。一些实施例包括第一透明衬底、第二透明衬底和第三衬底。第一透明衬底可配置成在使用期间位于更靠近用户的眼睛，以及在一些情况下可以是透镜，或者有时称作窗口玻璃。第三衬底可载有活性层(其配置成改变电场)。第三衬底可以是TFT衬底，以及活性层可以是TFT层。显示控制器可在通信上耦合到第三衬底，安装到第三衬底，和/或位于远离第三衬底。第二透明衬底位于第一透明衬底与第三衬底之间。第二透明衬底和第三衬底共同夹住电场影响的显示材料(例如液晶(LC)、有机发光二极管(OLED)材料或者电场所影响的另外某种显示材料)。多个感测元件121的至少一部分至少部分位于容积435(其限定在第一与第二透明衬底之间)中，并且可布置在第一和第二透明衬底的任一个或者两者上。传感器控制器320(其配置用于控制这些感测元件121)位于第一与第二透明衬底之间或者第一透明衬底与第四衬底(图5C)之间，并且可布置在第一透明衬底或者第二透明衬底上(或者布置到第四衬底)。传感器控制器320可配置成契合在容积435(其在第一与第二透明衬底之间形成)内。在另一个配置中，传感器控制器320可配置成完全契合在容积435(其在第一与第二透明衬底之间形成)内。例如，传感器控制器320可将目标定为至少与位于第一与第二透明衬底之间的其它材料的层叠同样薄。

[0093] 提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明本技术及其特定应用，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本技术。本领域的技术人员将会知道，提供上述说明和示例只是用于说明和举例。所提出的描述不是意在穷尽性的或者将本技术局限于所公开的精确形式。虽然前面所述针对本发明的实施例，但是可设计本发明的其它和进一步实施例，而没有背离其基本范围，以及本发明的范围通过以下权利要求书来确定。