觸控面板的製作方法
2023-10-30 07:28:57
專利名稱：觸控面板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸控面板，尤其涉及一種有利於提高顯示圖樣亮度的觸控面板。
背景技術：
現有的機電產品出於美觀和操作輕便的考慮，在控制面板中日益廣泛採用觸控方式，也就是在機電產品的面板上設置有顯示圖樣，再通過在面板下方設置電容或電阻式觸控傳感器來感應操作者手指的觸控位置，並轉換成相應的電信號傳送給一觸控控制電路， 該觸控控制電路可相應地控制對應的發光裝置的發光狀態，該發光裝置發出的光線可以照亮面板上的顯示圖樣，該觸控控制電路還可將相應的信號送給主控制電路來控制機電產品的工作狀態，從而有效地實現人機互動，提高機電產品的操控便利性。在中國臺灣專利TW97208965中揭露了一種觸控面板顯示設備，主要包含有一觸控控制電路，其電連接有至少一觸控傳感器以及對應之發光裝置，該觸控傳感器可以感應一近接訊號而傳遞給觸控控制電路，以控制該發光裝置之明滅；一主面板，該主面板之對應於前述發光裝置之位置設有光孔，發光裝置則是設置在光孔之一側邊；一銘板，在該銘板上設有面板之顯示圖樣；一導光裝置，設置於該光孔；當操作觸控傳感器使得發光裝置發光時，光線透過導光裝置平均地散射於光孔內並折射於銘板。在上述這種現有的觸控面板中，發光裝置發出的部分光線會從導光裝置的內表面向內散射到觸控控制電路板上，造成照射到顯示圖樣上的光線的衰減，從而需要增加發光裝置的發光強度才能夠確保顯示圖樣具有設定的光亮度，導致功耗的增加不利於節能環保。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於克服上述現有技術存在的不足，而提出一種觸控面板，其能夠在不增加發光裝置功耗的前提下，提高顯示圖樣的亮度。本實用新型針對上述技術問題而提出一種觸控面板，包括一主面板和裝設在該主面板下方的一發光觸控模塊；該主面板上設置有多個顯示圖樣；該發光觸控模塊至少包括一第一電路板，該第一電路板上設置有多個觸控傳感器、多個發光裝置以及多個導光件，該導光件與該發光裝置的側緣貼接在一起，以將該發光裝置發出的光均勻向上投射到顯示圖樣上；該發光觸控模塊還包括設置在該導光件下方的反光件，該反光件能夠將從導光件底面射出的光線反射回導光件，再進一步從顯示圖樣向上射出以提高顯示圖樣的亮度。該反光件是用反光油墨印製在該第一電路板上的一層反光膜，其貼接設置在該導光件的底面下方。該觸控傳感器是電容式的觸控傳感器，該反光膜可以直接印製在觸控傳感器的上方。該發光觸控模塊還包括設置在該主面板與第一電路板之間的一間隔件，該間隔件是用不透光的材料製成的，該間隔件在對應該主面板的顯示圖樣處設有上下貫通的容置孔用以對應收容導光件。該導光件的頂面是粗糙的霧面，而其底面是光滑面。該發光觸控模塊還包括一第二電路板及設置在該第二電路板上的一觸控控制電路，該第二電路板與第一電路板電性連接在一起，該第二電路板與第一電路板在空間上間隔一段距離，以減少該觸控控制電路對觸控傳感器的電磁幹擾。該發光觸控模塊還包括並列設置在該第一電路板一側的一顯示模塊，該第二電路板是設置在顯示模塊的底面，而構成觸控控制電路的電子元件是設置在第二電路板的背離該主面板的底面。該主面板上還設置有一組合觸控區域及與該組合觸控區域相對應的多個子顯示單元，該子顯示單元上設置有相應的顯示圖樣；該第一電路板在該組合觸控區域的下方對應設置有多個連續排列的觸控傳感器，並在這些子顯示單元的下方對應設置有發光裝置。該組合觸控區域呈環形，與該組合觸控區域相對應的各個觸控傳感器是以首尾相互銜接的方式沿旋轉方向連續排列在第一電路板上。該組合觸控區域所對應的各個觸控傳感器均為電容式觸控傳感器，其中相鄰的兩個觸控傳感器之間的分界線呈雁尾形。與現有技術相比，本實用新型的觸控面板的有益效果包括通過在該導光件的下方設置反光件，可以將發光裝置向下散射出導光件底面的光線重新反射回導光件，再進一步從顯示圖樣向上射出，從而能夠在不增加發光裝置功耗的前提下，提高顯示圖樣的亮度。
圖1是本實用新型的觸控面板一優選實施例的立體圖。圖2和圖3是本實用新型的觸控面板優選實施例的兩個不同視角的立體分解圖。圖4是本實用新型的觸控面板優選實施例在除去主面板後的俯視圖。圖5是圖4中的A-A向剖面圖。圖6是圖5中的B區域的局部放大圖。圖7是本實用新型的觸控面板優選實施例的立體分解圖。圖8是本實用新型的觸控面板優選實施例中第一電路板、顯示模塊與第二電路板的立體分解圖。圖9是本實用新型的觸控面板優選實施例中第一電路板的俯視圖。圖10是圖9中的C區域的局部放大圖，其中對觸控傳感器區域做了部分透視處理以示意出各個觸控傳感器的物理分布狀態。圖11是本實用新型的觸控面板的觸控控制電路的原理框架圖。圖12是本實用新型的觸控面板的觸控控制電路的主工作流程圖。圖13是本實用新型的觸控面板的觸控控制電路中的發光裝置控制電路的顯示驅動流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖，以應用在洗衣機上的觸控面板為例，對本實用新型予以進一步地詳盡闡述。如圖1至圖8所示，本實用新型的觸控面板包括一主面板1、裝設在該主面板1下方的一發光觸控模塊2以及裝設在該主面板1上的電源開關4。該觸控面板上主要設置有兩種不同類型的觸控顯示模式，第一類是較為傳統的觸控與顯示一體結合型，第二類是本實用新型獨創的組合觸控區域與組合顯示區域對應型。該主面板1是一透明的ABS塑料件，為一整體僅下端開口的框體結構，具有一基部 11和由該基部11的四周向下延伸出的側板12。該發光觸控模塊2是收容在該基部11與四側板12包圍形成的腔體內。該基部11隻在一個角落上開設有用於裝設電源開關4的開孔，在裝設到洗衣機中去時，只需要在開孔處進行必要的處理即可實現防水防塵，防止發光觸控模塊2受損。基部11上設有對應於上述第一類觸控模式的多個第一觸控顯示區域111、一顯示窗口 112以及對應於上述第二類觸控模式的一個第二觸控顯示區域113。第二觸控顯示區域113主要包括一環形的組合觸控區域114及與該組合觸控區域 114相對應的一組合顯示區域115，該組合顯示區域115包括設置在該組合觸控區域114左右兩側的多個子顯示單元118，每個子顯示單元118上印製有相應的功能顯示圖樣(圖未示出，其可以分別對應於洗衣機的一種洗衣模式)。第二觸控顯示區域113還包括位於環形的組合觸控區域114中央的一功能執行用觸控顯示區域116。基部11的下表面在不用透光的部位印刷有一層不透明的油墨，在需要透光的部位，比如第一觸控顯示區域111以及組合顯示區域115中的子顯示單元118由字符和/或圖案構成的顯示圖樣的背面，則印刷有一層透明的油墨，從而構成透明窗的效果，在沒有光照的情況下該顯示圖樣處呈黑色，在有光線從透明窗背面照射出來時，則相應的顯示圖樣可見。該發光觸控模塊2包括一第一電路板21、若干導光件22、若干反光件23、一間隔件對、一主電路模塊3以及裝設在該主電路模塊3上的一觸控控制電路25。參見圖4至圖8， 第一電路板21的頂面在主面板1的第一觸控顯示區域111的下方對應設置有第一觸控傳感器211和第一發光裝置212。第一電路板21的一側還形成有一缺口 213。參見圖9和圖10，第一電路板21在朝向主面板1的頂面還設置有對應於主面板1 的組合觸控區域114的多個第二觸控傳感器214、對應於功能執行用觸控顯示區域116的一第三觸控傳感器216、對應於組合顯示區域115的子顯示單元118的多個第二發光裝置215 以及對應於組合觸控區域114及功能執行用觸控顯示區域116的兩個第三發光裝置217。本實施例中的第一觸控傳感器211、第二觸控傳感器214及第三觸控傳感器216 都是電容感應式的觸控傳感器，而在其他實施例中也可能改為採用電阻感應式的觸控傳感器，這些觸控傳感器211、214、216可用於感應操作者的一近接信號(例如手指的觸碰)。其中在第一觸控顯示區域111與功能執行用觸控顯示區域116的下方僅一一對應設置有一個觸控傳感器；而在環形的組合觸控區域114的對應下方(參見圖10)，多個第二觸控傳感器 214是以首尾相互銜接的方式沿環形旋轉方向連續排列在第一電路板21的正面；這些第二觸控傳感器214共有八個，其中相鄰的兩個第二觸控傳感器214之間的分界線呈雁尾形，這種分界結構有利於減少相鄰的兩個第二觸控傳感器214之間的信號串擾；每一個第二觸控傳感器214是由設置在兩分界線之間的銅箔(圖未示出)與電氣的邏輯地組成的。第一發光裝置212、第二發光裝置215及第三發光裝置217優選採用LED (發光二極體)。導光件22是由PC塑料(聚碳酸酯)製成的，其對應設置在主面板1的各個第一觸控顯示區域111、組合觸控區域114、組合顯示區域115以及功能執行用觸控顯示區域116 的下方。其中導光件22的頂面優選採用粗糙的霧面，有利於達到向上均勻投射光線的效果；而底面優選採用光滑面，有利於通過全反射減少光線從底面逃出從而降低衰減。該導光件22的側緣與第一發光裝置212、第二發光裝置215或第三發光裝置217相貼接，從而可以將第一發光裝置212、第二發光裝置215或第三發光裝置217發出的光線平行地傳導到一定面積的範圍內，再通過頂部的霧面均勻地向上投射到主面板1的第一觸控顯示區域111、組合顯示區域115、組合觸控區域114或功能執行用觸控顯示區域116上，從而顯現出主面板 1上的功能顯示圖樣。反光件23是對應設置在導光件22的下方，其能夠將從導光件22底面散射出的光線再反射回導光件22的頂面，以提高顯示圖樣的亮度。參見圖6，反光件23優選是用反光油墨(例如白色油墨)印製在第一電路板21上的一層反光膜，其直接貼接設置在該導光件 22的底面下方，其中在第一觸控顯示區域111及觸控顯示區域116的反光件23是直接印製在第一觸控傳感器211或第三觸控傳感器216的上方。這種反光膜相對通常的反光結構具有成本低廉、結構輕薄的優點。通過在導光件22的下方設置反光件23進行反射，可以提高第一發光裝置212、第二發光裝置215及第三發光裝置217的發光效率，從而增加第一觸控顯示區域111、組合顯示區域115、組合觸控區域114以及功能執行用觸控顯示區域116的亮度，實現節能環保。間隔件M是設置在主面板1的基部11與第一電路板21之間，其是由不透光的材料(如黑色泡棉)製成的。該間隔件M雙面帶膠，其頂面與主面板1的下表面粘連，其底面與第一電路板21的上表面粘連。間隔件M可以對導光件22起到阻隔光線和定位的作用，以有效防止不同顯示區域之間發生串光和漏光的現象。間隔件M上對應設有多個上下貫通的容置孔對1，用以對應收容導光件22及第一發光裝置212、第二發光裝置215或第三發光裝置217於其內。參見圖11，觸控控制電路25主要包括一微處理器控制電路251和一發光裝置控制電路252。該微處理器控制電路251是由電源電路、微處理器及其附屬電路構成，微處理器可以優選採用型號為CY8C22545的單片機。該發光裝置控制電路252進一步可由移位寄存器、發光裝置驅動晶片及其它電子元件構成，移位寄存器的型號可以優選採用74HC595D，發光裝置驅動晶片的型號可以優選採用DS2003CMX。請一併參見圖12和圖13，微處理器控制電路251可實時監測上述各個第一觸控傳感器211、第二觸控傳感器214及第三觸控傳感器216的感應信號(在本實施例中對應於觸控傳感器的電容值)，並將其與設定的一閥值作比較，以判斷各觸控傳感器所對應功能按鍵的開關狀態，並把開關狀態信號發送到外部接口以驅動洗衣機進行相應的操作。另外，微處理器控制電路251還可以接收從外部接口發來的發光裝置(LED)顯示狀態控制信號，再轉換成驅動信號發送到發光裝置控制電路252。發光裝置控制電路252接收微處理器控制電路251發出的信號，按信號邏輯準確地驅動各個相應的發光裝置進入不同的發光狀態全亮、半亮、熄滅，從而在主面板1上顯示出不同的工作狀態。在實際應用中，當操作者的手指從上方開始接近主面板1上的其中一個第一觸控顯示區域111時，這個第一觸控顯示區域111下方的第一觸控傳感器211的感應信號(在本實施例中對應於觸控傳感器的電容值)就會開始逐漸增加並將該感應信號傳送給觸控控制電路25，當該觸控控制電路25監測到該第一觸控傳感器211的電容值超過設定的閥值時(此時手指已經觸碰到或非常貼近這個第一觸控顯示區域111的表面)，該觸控控制電路25就可以對應控制該第一觸控傳感器211側緣的第一發光裝置212由初始的半亮發光狀態改變為全亮發光狀態，從而改變主面板1第一觸控顯示區域111上功能顯示圖樣的背光狀態，並同時將該操作信息通知洗衣機以進行相應的操作。特別說明的是，在本優選實施例中，當操作者的手指移動到組合觸控區域114中的某一區域時，手指附近區域的幾個第二觸控傳感器214的電容值就會發生變化並將該感應信號傳送給觸控控制電路25，該觸控控制電路25再對這些感應信號進行加總計算，並通過感應檢測算法計算出感應信號變化最強烈的相鄰組合從而判斷出手指的觸控位置具體在哪一個第二觸控傳感器214的上方，本優選實施例還可以進一步具體到觸控位置是在那一個第二觸控傳感器214的交界邊緣部分的上方還是中段部分的上方，然後控制組合顯示區域115內與觸控位置相對應的子顯示單元118下方的第二發光裝置215由初始未被選中的第一發光狀態(在本實施例中對應於半亮發光狀態)改變為被選中的第二發光狀態(在本實施例中對應於全亮發光狀態)，而其他未被選中的子顯示單元118下方的第二發光裝置215仍然保持半亮發光狀態；這種設計方式使每一個物理的第二觸控傳感器214可以對應於組合顯示區域115中的兩個相應的子顯示單元118(每一個子顯示單元118對應於一種特定的洗衣模式)，因而組合觸控區域114中的八個第二觸控傳感器214可以對應到組合顯示區域115中的十六個子顯示單元118，從而可以降低第二觸控傳感器214的排布密度來降低製造難度和製造成本。當然，也可以採用其他感應檢測算法使第二觸控傳感器214與子顯示單元118建立不一樣的映射關係，例如初始值可以是任意一個子顯示單元118全亮發光顯示，而當手指每滑過一個第二觸控傳感器214就自動切換到下一個相鄰的子顯示單元118全亮發光顯示，而上一個子顯示單元118則恢復到半亮的狀態。這樣一來，當操作者的手指沿著組合觸控區域114旋轉移動時，組合顯示區域115內被選中的相應子顯示單元 118的第二發光裝置215就會依次全亮，而未被選中的子顯示單元118的第二發光裝置215 就會依次恢復到原來半亮的狀態，這種操作界面讓操作者可以很方便地在多種不同的洗衣模式進行切換和選擇。最後當操作者的手指落在功能執行用觸控顯示區域116後，第三觸控傳感器216可以感應到操作者手指的近接信號並將該感應信號傳送給該觸控控制電路 25，以控制第三發光裝置217全亮發光顯示，與此同時洗衣機就可以啟動按照選中的洗衣模式進行清洗，這種眩酷的操作界面相當靈動，有利於提供更好的用戶體驗從而提升家電的檔次，操作也極為便捷。該主電路模塊3包括一第二電路板31、一線纜連接器32和與該第一電路板21呈並列設置的一顯示模塊33。第二電路板31設置在第一電路板21的缺口 213的下方，與第一電路板21之間形成一高度差，從而在空間上間隔開一段距離，第二電路板31可通過連接器(圖未示出)與第一電路板21電性連接在一起。在本優選實施例中，該觸控控制電路25優選是設置在第二電路板31上。通過兩電路板21、31的分立，可以在空間上將這些第一觸控傳感器211、第二觸控傳感器214及第三觸控傳感器216與觸控控制電路25隔離，從而可以減少第二電路板31上的觸控控制電路25以及其他功率元件發出的電磁輻射對第一電路板21上的第一觸控傳感器211、第二觸控傳感器214及第三觸控傳感器216造成幹擾，從而防止觸控傳感器的電容值上下波動以致產生錯誤的感應信號，進一步導致觸控控制電路25出現誤判操作。線纜連接器32的一端可直接焊接在第二電路板31上，另一端可以與洗衣機中的其它電路相配接，比如與洗衣機中的電機控制板連接，從而將觸控控制電路25捕獲的有關操作信號送給洗衣機主控制電路來進行電機的運行控制。顯示模塊33是裝設在主面板1的基部11上的顯示窗口 112的對應下方。顯示模塊33可以是一 LED發光模塊，也可以是一 IXD發光模塊，通過顯示多種不同的發光圖案來提供洗衣機工作狀態的指示。顯示模塊33並列設置在第一電路板21 —側的缺口 213處。 優選地，第二電路板31是直接焊接在顯示模塊33的底面，而構成觸控控制電路25的電子元件是設置在第二電路板31的背離該主面板1的底面，將第二電路板31上的觸控控制電路25與第一電路板21的觸控傳感器設計成相互背離的結構也可以進一步減少觸控控制電路25對觸控傳感器的幹擾。另一方面，通過將顯示密度較高的顯示模塊33和具有觸控功能但顯示密度較低的發光觸控模塊2結合應用在一起，有利於改良觸控面板的按鍵布局和降低成本。與現有技術相比，本實用新型的觸控面板通過在導光件22的下方設置反光件23， 可以將發光裝置212、215、217向下散射出導光件22底面的光線重新反射回導光件22，再進一步從主面板1上的顯示圖樣向上射出，從而能夠在不增加發光裝置212、215、217功耗的前提下，提高第一觸控顯示區域111、組合顯示區域115以及功能執行用觸控顯示區域116 的顯示圖樣的亮度，有利於改善觸控面板的視覺效果和節能環保。上述內容僅為本實用新型的優選實施例，並非用於限制本實用新型的實施方案， 本領域普通技術人員根據本實用新型的主要構思和精神，可以十分方便地進行相應的變通或修改，例如將上述環形的組合觸控區域替換為其他的形狀(例如三角形或四邊形)的組合觸控區域或是將本實用新型的觸控面板推廣應用到其他機電產品上，因此本實用新型的保護範圍應以權利要求書所要求的保護範圍為準。
權利要求1.一種觸控面板，包括一主面板和裝設在該主面板下方的一發光觸控模塊；該主面板上設置有多個顯示圖樣；該發光觸控模塊至少包括一第一電路板，該第一電路板上設置有多個觸控傳感器、多個發光裝置以及多個導光件，該導光件與該發光裝置的側緣貼接在一起，以將該發光裝置發出的光均勻向上投射到顯示圖樣上；其特徵在於，該發光觸控模塊還包括設置在該導光件下方的反光件，該反光件能夠將從導光件底面射出的光線反射回導光件，再進一步從顯示圖樣向上射出以提高顯示圖樣的亮度。
2.依據權利要求1所述的觸控面板，其特徵在於，該反光件是用反光油墨印製在該第一電路板上的一層反光膜，其貼接設置在該導光件的底面下方。
3.依據權利要求2所述的觸控面板，其特徵在於，該觸控傳感器是電容式的觸控傳感器，該反光膜可以直接印製在觸控傳感器的上方。
4.依據權利要求1所述的觸控面板，其特徵在於，該發光觸控模塊還包括設置在該主面板與第一電路板之間的一間隔件，該間隔件是用不透光的材料製成的，該間隔件在對應該主面板的顯示圖樣處設有上下貫通的容置孔用以對應收容導光件。
5.依據權利要求1所述的觸控面板，其特徵在於，該導光件的頂面是粗糙的霧面，而其底面是光滑面。
6.依據權利要求1所述的觸控面板，其特徵在於，該發光觸控模塊還包括一第二電路板及設置在該第二電路板上的一觸控控制電路，該第二電路板與第一電路板電性連接在一起，該第二電路板與第一電路板在空間上間隔一段距離，以減少該觸控控制電路對觸控傳感器的電磁幹擾。
7.依據權利要求6所述的觸控面板，其特徵在於，該發光觸控模塊還包括並列設置在該第一電路板一側的一顯示模塊，該第二電路板是設置在顯示模塊的底面，而構成觸控控制電路的電子元件是設置在第二電路板的背離該主面板的底面。
8.依據權利要求1所述的觸控面板，其特徵在於，該主面板上還設置有一組合觸控區域及與該組合觸控區域相對應的多個子顯示單元，該子顯示單元上設置有相應的顯示圖樣；該第一電路板在該組合觸控區域的下方對應設置有多個連續排列的觸控傳感器，並在這些子顯示單元的下方對應設置有發光裝置。
9.依據權利要求8所述的觸控面板，其特徵在於，該組合觸控區域呈環形，與該組合觸控區域相對應的各個觸控傳感器是以首尾相互銜接的方式沿旋轉方向連續排列在第一電路板上。
10.依據權利要求9所述的觸控面板，其特徵在於，該組合觸控區域所對應的各個觸控傳感器均為電容式觸控傳感器，其中相鄰的兩個觸控傳感器之間的分界線呈雁尾形。
專利摘要一種觸控面板，包括一主面板和裝設在該主面板下方的一發光觸控模塊；該主面板上設置有多個顯示圖樣；該發光觸控模塊至少包括一第一電路板，該第一電路板上設置有多個觸控傳感器、多個發光裝置以及多個導光件，該導光件與該發光裝置的側緣貼接在一起，以將該發光裝置發出的光均勻向上投射到顯示圖樣上；該發光觸控模塊還包括設置在該導光件下方的反光件，該反光件能夠將從導光件底面射出的光線反射回導光件，再進一步從顯示圖樣向上射出以提高顯示圖樣的亮度。本實用新型的觸控面板有利於改善視覺效果和節能環保。
文檔編號G06F3/041GK202041935SQ201120149330
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者曾志華, 王強, 範炳權, 黎崇軍 申請人:東莞莫仕連接器有限公司, 莫列斯公司