數字電阻型觸摸面板的製作方法
2023-06-22 05:50:56
專利名稱：數字電阻型觸摸面板的製作方法
技術領域：
本發明涉及數字電阻型觸摸面板。本發明具體涉及一種能夠提高視野區對陰影區(dead space)比例的數字電阻型觸摸面板。
背景技術：
諸如個人計算機、可移動的發送設備等信息設備採用各種各樣的輸入設備例如是鍵盤、滑鼠、數字轉換器等等來執行文本和其他圖表處理。隨著對移動並使用簡單的信息設備的需求不斷增加，為了開發比常規輸入設備易於攜帶並操作簡單的輸入設備，已經在研製諸如鍵盤和滑鼠等比較大的輸入設備的替代品。具體地說，大量的研究致力於通過可攜式輸入設備用觸摸物體例如是使用者的手指來輸入信息。近年來已經開發出不僅能滿足一般輸入功能還具有全新功能的耐用和可靠的輸入設備。
已經開發的觸摸面板是作為一種通過顯示面有效地與電子設備實現接口的手段。按照所採用的接觸物體類型(例如使用者的手指、鐵筆等等)以及用來確定接觸點位置(例如是接觸物體在操作中接近觸摸面板的位置)的方式，可以將觸摸面板大致劃分成電阻型、電容型、電磁(EM)型、表面聲波(saw)型和紅外線型觸摸面板。
由於電阻型觸摸面板剖面薄、尺寸小和低功耗的特性，它在諸如電子筆記本、個人數字助理(PDA)、移動PC等設備中普遍與液晶顯示(LCD)裝置集成在一起。
一般的模擬電阻型觸摸面板包括兩個相對布置並且被多個點狀墊片彼此分開預定距離的電阻片(即基板)。具體地說，電阻片通常是由厚度在0.1mm到0.2mm之間的薄膜型基板，厚度在0.2mm到2mm之間的玻璃基板，或是厚度在1mm到2mm之間的塑料基板形成的。在接觸物體(例如是使用者的手指，鐵筆等等)接觸到布置在顯示面上方的上基板的預定部位時(即在使用者產生一個接觸點時)，在上基板上形成的一個電極與下基板上形成的一個電極形成電路接觸。隨之就有一個對應著接觸點位置的可變電壓值傳送到一個計算接觸點坐標的控制單元。
與模擬電阻型觸摸面板不同，數字電阻型觸摸面板包括在上基板和下基板上形成的多個構圖的透明電極，從而形成一個透明電極的矩陣圖形。在接觸物體產生一個接觸點時，上、下薄膜上預定的構圖透明電極在接觸點上彼此形成電路接觸。隨之就有一個對應著接觸點位置的電壓值從上、下基板傳送到一個計算接觸點坐標的控制單元。
圖1表示現有技術中數字電阻型觸摸面板的示意圖。圖2表示沿圖1中A-A』線提取的截面圖。
參見圖1，現有技術的數字電阻型觸摸面板包括一個有尺度的(例如是矩形尺度)視野區V/A10，對應著一個LCD裝置(未表示)的視野顯示面，和圍繞視野區V/A10的外圍形成的一個陰影區15，其尺度對應著LCD裝置的非視野區域。
參見圖2，通過布置在陰影區15內的絕緣粘合劑材料21和22將下基板1粘合到上基板2上。在粘合的下、上基板1和2之間布置點狀墊片(未表示)。多個第一構圖透明電極40在上基板2的下表面上沿著第一方向延伸，而多個第二構圖透明電極30在下基板1的上表面上沿著第二方向延伸，其中第二方向與第一方向大致垂直。
在這種數字電阻型觸摸面板工作期間，從信號線7向多個第一構圖透明電極40各自提供一個唯一的電壓，使得當用接觸物體(例如使用者的手指、筆等等)接觸到上基板2的預定部位時，在對應著由接觸物體產生的接觸點的那一位置上多個第一構圖透明電極40之一就會與多個第二構圖透明電極30之一形成電路接觸。這樣就會有一個唯一的電壓值從下基板1傳送到信號線7，而傳送的電壓值對應著所產生的那一接觸點的X和Y坐標。由此可見，如果由接觸物體產生的接觸點處在觸摸面板中沒有形成多個第一和第二構圖透明電極40和30的區域內，就不可能確定接觸點的坐標。
圖3A和3B表示現有技術中數字電阻型觸摸面板的下、上基板和在其上形成的多個構圖透明電極的平面圖。
參見圖3A，多個第一構圖透明電極40形成在上基板2的視野區10內。另外，多個第一構圖透明電極40彼此相距預定的距離並且沿第一方向(例如是X-軸方向)在上基板2的表面上延伸。多條第一信號線7a布置在陰影區15內，用於向多個第一構圖透明電極40各自傳送唯一的電壓。
參見圖3B，多個第二構圖透明電極30形成在下基板1的視野區10內。另外，多個第二構圖透明電極30彼此相距預定的距離並且沿垂直於第一方向的第二方向(例如是Y-軸方向)在下基板1的表面上延伸。多條第二信號線7b布置在陰影區15內，用來傳送由多個第一構圖透明電極40之一提供並且由多個第二構圖透明電極30之一傳送的電壓。
通常，多個第一和第二構圖透明電極40和30是通過對一個例如銦錫氧化物(ITO)的透明導電層進行選擇性構圖而形成的，同時用低表面電阻材料例如是銀(Ag)形成多條第一和第二信號線7a和7b。多條第一和第二信號線7a和7b連接在各自的構圖透明電極40和30與設置在觸摸面板一側的一個柔性印刷電纜(Flexible Printed Cable)(FPC)薄膜(未表示)之間。
另外，用柔性塑料薄膜例如是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)形成上基板2，並用柔性PET薄膜或薄玻璃基板形成下基板1。通過用薄玻璃基板形成下基板1，能實現各向同性的光學特性。相應地，在薄玻璃基板上形成偏振板(未表示)能降低下基板1的反射比。然而，近來已經開發出具有各向同性光學特性的塑料薄膜並可以用做形成下基板1的材料。
然而，採用上述現有技術的數字電阻型觸摸面板仍有缺點，因為多條第一和第二信號線7a和7b必須向各自的構圖透明電極40和30提供電壓信號，其中多條信號線7a和7b連接到設置在觸摸面板一側的FPC薄膜。這樣就需要有過大的陰影區15才能容納多條第一和第二信號線，並且會不利地縮小視野區10的尺寸。另外，若是按圖3A和3B所示沿一個方向布置多條信號線，連接到距FPC最遠設置的構圖透明電極的信號線就要比其他信號線延長，從而造成所傳送的信號發生畸變。
發明內容
本發明為此提供了一種數字電阻型觸摸面板，能夠基本上消除因現有技術的局限和缺點造成的這些問題。
本發明的優點是提供了一種數字電阻型觸摸面板，通過對構圖電極提供電壓的信號線進行重組能夠提高視野區對陰影區的比例。
以下要說明本發明的附加特徵和優點，一部分可以從說明書中看出，或者是通過對本發明的實踐來學習。採用說明書及其權利要求書和附圖中具體描述的結構就能實現並達到本發明的目的和其他優點。
為了按照本發明的意圖實現上述目的和其他優點，以下要具體和廣泛地說明，一種數字電阻型觸摸面板例如是包括具有第一表面的第一透明基板；具有與第一表面相對的第二表面的第二透明基板；沿第一表面上的第一方向延伸的第一透明電極；沿第二表面上的第二方向延伸的第二透明電極，其中的第二方向與第一方向基本上垂直；連接到第一透明電極的第一信號線，其中可通過第一信號線向第一透明電極各自傳送唯一的電壓；以及連接到各自第二透明電極的第二信號線。
按照本發明的一方面，第一信號線例如是包括具有預定圖形的主線，和將第一透明電極連接到主線的輔助線。
按照本發明的另一方面，輔助線彼此間可以相距預定距離。
按照本發明的再一方面，數字電阻型觸摸面板進一步包括電源線，其中可以通過電源線向主線的相對兩端提供電源電壓和接地電壓。
按照本發明的又一方面，可以用具有第一電阻值的材料(例如是銦錫氧化物(ITO)等等)形成主線和輔助線，並可以用具有比第一電阻值低的第二電阻值的材料(例如是Ag等等)形成電源線。
按照本發明的另一方面，主線的預定圖形包括直線圖形。
按照本發明的再一方面，主線的預定圖形包括曲折圖形。
按照本發明的又一方面，觸摸面板可以與顯示裝置集成，其中的第一透明電極可以與顯示裝置的數據線基本上平行布置，而第二透明電極可以與顯示裝置的柵極線基本上平行布置。
按照本發明的另一方面，第一和第二透明電極各自的寬度可以與顯示裝置各個象素的寬度基本上相同。
應該意識到以上的概述和下文的詳細說明都是解釋性的描述，都是為了進一步解釋所要求保護的發明。
所包括的用來便於進一步理解本發明並且作為說明書一個組成部分的附圖表示了本發明的實施例，連同說明書一起可用來解釋本發明的原理。
在附圖中圖1表示現有技術中數字電阻型觸摸面板的示意圖；圖2表示沿圖1中A-A』線提取的截面圖；圖3A和3B表示現有技術中數字電阻型觸摸面板的下、上基板和在其上形成的多個構圖透明電極的平面圖；圖4A和4B表示按照本發明第一實施例原理的上、下基板和多個構圖透明電極的平面圖；圖5表示圖4A和4B中沿B-B』線提取的一個截面圖；圖6表示按照本發明第二實施例原理的數字電阻型觸摸面板中上基板的一個平面圖；以及圖7表示按照本發明第三實施例原理的數字電阻型觸摸面板中上基板的一個平面圖。
具體實施例方式
以下要具體描述在附圖中例舉的本發明最佳實施例。在有可能的情況下，所有附圖中都用相同的標號代表相同或相似的部件。
按照本發明的原理，所述的觸摸面板可以和一個顯示裝置例如是液晶顯示(LCD)裝置集成在一起。然而，本發明的原理顯然很容易延伸到將這種觸摸面板與基本上任何類型的顯示裝置集成在一起，例如是陰極射線管(CRT)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發光顯示器(ELD)、真空螢光顯示器(VFD)等等。
圖4A和4B表示按照本發明第一實施例原理的上、下基板和多個構圖的透明電極的平面圖。圖5表示圖4A和4B中沿B-B』線提取的一個截面圖。
參見圖4A和4B，多個第一構圖透明電極230可以布置在上基板210的第一表面上。多個第一構圖透明電極230還可以沿第一方向(例如是X-軸)彼此相距預定的距離，並且沿著與第一方向大致垂直的第二方向(例如是Y-軸方向)在上基板210的第一表面上方延伸。然而，按照本發明的另一方面，多個第一構圖透明電極230可以沿第二方向彼此相距預定的距離，並且沿著第一方向在上基板210的第一表面上方延伸。
多個第二構圖透明電極240可以布置在下基板220的第二表面上。多個第二構圖透明電極240還可以沿第二方向彼此相距預定的距離，並且沿著第一方向在下基板220的第二表面上方延伸。按照本發明的另一方面，多個第二構圖透明電極240可以沿第一方向彼此相距預定的距離，並且沿著第二方向在下基板220的第二表面上方延伸。
因此，多個第一和第二構圖透明電極230和240各自能夠檢測出所產生的接觸點的X-和Y-軸坐標。按照本發明的一方面，多個第一和第二構圖透明電極230和240彼此交叉所限定的尺度可以基本上對應著設置在觸摸面板下面的顯示裝置(未表示)中一個象素的尺度。
在所述觸摸面板的工作期間，當一個接觸物體(例如是使用者的手指、筆等等)在一位置處接觸到數字電阻型觸摸面板而產生一接觸點時，多個第一和第二構圖透明電極230和240中預定的電極就會在該接觸點處彼此形成電路接觸。這樣就能檢測到為這一接觸點位置規定的一個唯一的電壓，並且用該電壓來確定接觸點的坐標，以下還要詳細說明。
仍然參見圖4A，第一信號線260包括主線260a和多條輔助線260b。主線260a可以通過多條輔助線260b中各自的輔助線連接到多個第一構圖透明電極230的第一端部。按照本發明的另一方面，主線260a可以連接到多個第一構圖透明電極230，並可以向多個第一構圖透明電極230各自傳送唯一的電壓。按照本發明的再一方面，電源線270a和270b可以連接到主線260a的相對兩端，以向第一信號線260提供電源電壓Va和接地電壓GND。參見圖4B，多條第二信號線280可以電連接到各自的多個第二構圖透明電極240。
按照本發明的原理，第一信號線260及電源線270a和270b可以用具有預定電阻的材料形成。按照本發明的一方面，可以用具有較高電阻的金屬材料例如是銦錫氧化物(ITO)等形成第一信號線260及電源線270a和270b。這樣，按照本發明的原理，第一信號線260能夠對提供的電壓分壓，並且向多個第一構圖透明電極230傳送唯一的電壓。按照本發明的另一方面，可以用具有較高電阻的金屬材料形成第一信號線260，而用具有較低電阻的金屬材料例如是銀(Ag)等形成電源線270a和270b。因此，按照本發明的原理，能夠防止從電源線270a和270b傳送到第一信號線260的外部提供的電壓信號發生畸變，從而最大限度地減少了從第一信號線260提供給多個第一構圖透明電極230的信號的畸變。
如圖4A所示，第一信號線260及電源線270a和270b在第一陰影區150a內佔據上基板210的面積比如圖3A所示布置在陰影區15中相應部分的多條第一信號線7a的面積要小。如圖4B中所示，第二信號線280可以佔據下基板220上視野區100之外的面積(例如是在第二陰影區150b內)。這樣就能使視野區尺寸對圍繞視野區的陰影區所佔據面積尺寸的比例達到最大。
圖5表示圖4A和4B中沿B-B』線提取的一個截面圖。
參見圖5並如上所述，多個第一和第二構圖透明電極230和240可以分別形成在上、下基板210和220的第一和第二表面上。進而可以將多個第一和第二構圖透明電極230和240彼此垂直地布置。
按照本發明的原理，可以用例如PET等材料形成的柔軟薄膜提供上基板210以及用PET、薄玻璃基板等材料形成的柔軟薄膜提供下基板220而製成觸摸面板。可以通過分別在上、下基板210和220的第一和第二表面上沉積導電層，隨後對沉積的導電層進行照相平板印刷構圖，而形成上述多個第一和第二構圖透明電極230和240。接著通過布置在觸摸面板陰影區(例如是非顯示區)內的雙面粘合劑材料250將上、下基板210和220彼此粘合。
在上述觸摸面板的工作期間，可以從電源線270a和270b向主線260a的相對兩端施加一DC電壓。接著用主線260a對施加的電壓分壓，從而將唯一的電壓傳送到各個第一構圖透明電極230。按照本發明的一方面，可以按照主線260a的內部電阻值對傳送的電壓分壓。這樣，按照從電源線270a的電源電壓Va到通過輔助線260b連接到多個第一構圖透明電極230的主線260a各部分的距離，可以對施加的電壓分壓，並向多個第一構圖透明電極230傳送多個唯一電壓。
在上基板210的一個部位(即接觸點)接觸到接觸物體(例如是使用者的手指、筆等等)，多個第一構圖透明電極230之一在接觸點上與多個第二構圖透明電極240之一形成電路接觸。多個第二構圖透明電極240中電路接觸的那一電極就會輸出對應其接觸點位置的一個電壓。根據這一輸出電壓就能確定所產生的接觸點的X-和Y-軸坐標。
圖6表示按照本發明第二實施例原理的數字電阻型觸摸面板中上基板的一個平面圖。
參見圖6，按照本發明第二實施例的數字電阻型觸摸面板與上述按照本發明第一實施例的數字電阻型觸摸面板的不同之處在於，圖4A中所示多個第一構圖透明電極230的第一端部可以彼此連接以形成第一透明電極圖形230a。進而，按照本發明的第二實施例，可以通過電源線270a和270b向第一透明電極圖形230a的相對兩端施加電源電壓Va和接地電壓GND。
按照本發明的一方面，可以通過一條下面的線(lower line)連接圖4A中所示多個第一構圖透明電極230各自的第一端部而形成第一一透明電極圖形230a。按照本發明的另一方面，下面的線可以比多個第一構圖透明電極230中單獨的各個電極更窄。按照本發明的再一方面，下面的線可以用與透明電極230相同的材料製成。這樣，下面的線就能按照所述下面的線的內部電阻值對電源線270a和270b所傳送的電壓分壓，並且提供給第一透明電極圖形230a。
圖7表示按照本發明第三實施例原理的數字電阻型觸摸面板中上基板的一個平面圖。
參見圖7，按照本發明第三實施例的數字電阻型觸摸面板與上述按照本發明第一實施例的數字電阻型觸摸面板的不同之處在於，圖4A中所示第一信號線260的主線260a可以按曲折圖形260a形成。提供曲折的主線260a能夠延長多個第一構圖透明電極230中相鄰電極之間的導體長度。按照本發明的一方面，可以用電阻比ITO材料小的金屬材料形成主線260a。
按照本發明的原理，採用數字電阻型觸摸面板的優點在於，由彼此交叉的構圖透明電極230和240所限定的尺度可以基本上對應著本發明的觸摸面板下面所能布置的顯示裝置(未表示)象素的尺度。例如，由交叉的透明電極230和240所限定的面積可以和對應的象素麵積相同。這樣，由LCD面板所顯示的圖象的解析度就能基本上等於LCD面板通過觸摸面板所顯示的圖象的解析度。
還可以按照信號線的內部電阻對提供給信號線的電壓分壓。這樣，本發明的數字電阻型觸摸面板就能增大視野區相對於陰影區的尺寸。因此，這種數字電阻型觸摸面板適合用於小型觸摸面板。
本領域的技術人員能夠看出，無需脫離本發明的原理和範圍還能對本發明作出各種各樣的修改和變更。因此，本發明應該覆蓋在屬於權利要求書及其等效物範圍內對本發明的修改和變更。
權利要求
1.一種數字電阻型觸摸面板，包括具有第一表面的第一基板；具有與第一表面相對的第二表面的第二基板；沿第一表面上的第一方向延伸的多個第一透明電極；沿第二表面上的第二方向延伸的多個第二透明電極，其中的第二方向與第一方向基本上垂直；連接到多個第一透明電極的第一信號線，其中可以通過第一信號線向多個第一透明電極各自傳送唯一的電壓；以及各自連接到多個第二透明電極的多條第二信號線。
2.按照權利要求1所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，第一信號線包括相對於第一方向具有預定取向的主線；以及將多個第一透明電極連接到主線的多條輔助線。
3.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，多條輔助線彼此間相距預定距離。
4.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，進一步包括多條電源線，其中可以通過多條電源線向主線的相對兩端提供電源電壓和接地電壓。
5.按照權利要求4所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，主線和輔助線是用具有第一電阻值的材料構成的；並且多條電源線是用具有第二電阻值的材料構成的，其中的第二電阻值比第一電阻值低。
6.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，主線是銦錫氧化物(ITO)構成的。
7.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，多條輔助線是銦錫氧化物(ITO)構成的。
8.按照權利要求4所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，電源線是銀(Ag)構成的。
9.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，主線包括直線圖形。
10.按照權利要求2所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，主線包括曲折圖形。
11.按照權利要求1所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，觸摸面板與顯示裝置集成。
12.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，顯示裝置包括陰極射線管(CRT)。
13.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，顯示裝置包括等離子體顯示面板(PDP)。
14.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，顯示裝置包括電致發光顯示器(ELD)。
15.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，顯示裝置包括真空螢光顯示器(VFD)。
16.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，顯示裝置包括液晶顯示(LCD)裝置。
17.按照權利要求16所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，LCD裝置包括多條數據線；以及多條柵極線。
18.按照權利要求17所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，多個第一透明電極與多條數據線基本上平行布置；並且多個第二透明電極與多條柵極線基本上平行布置。
19.按照權利要求11所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，第一和第二透明電極與顯示裝置各個象素具有基本上相同的寬度。
20.按照權利要求19所述的數字電阻型觸摸面板，其特徵在於，第一和第二透明電極的寬度與顯示裝置的各個象素基本上相同。
21.一種觸摸面板，包括由沿著第一方向延伸的多個第一透明電極構成的第一透明電極圖形；沿著第二方向延伸的多個第二透明電極；連接到第一透明電極圖形相對兩端的多條電源線；以及連接到多個第二透明電極的多條第二信號線。
22.按照權利要求21所述的觸摸面板，其特徵在於，多個第一透明電極的第一端部被一條下面的線彼此連接。
23.按照權利要求21所述的觸摸面板，其特徵在於，多個第一透明電極包括與下面的線相同的材料。
全文摘要
一種數字電阻型觸摸面板包括彼此相對的第一和第二透明基板；沿第一透明基板的表面延伸的多個第一透明電極；沿第二透明基板的表面延伸的多個第二透明電極，其中的第一和第二透明電極彼此交叉；對施加的電壓分壓並且為各個第一透明電極提供唯一電壓的第一信號線；以及各自連接到多個第二透明電極的多條第二信號線。
文檔編號G06F3/045GK1503195SQ20031011369
公開日2004年6月9日 申請日期2003年11月19日 優先權日2002年11月20日
發明者洪熙政, 樸喜正 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社