专利名称：一种触摸屏屏体的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸屏技术，具体涉及一种触摸屏屏体。
背景技术：
触摸屏作为一种人机交互界面已经进入各个领域，尤其是在便携式电子设备和公 共查询设备中应用广泛。使用者使用手指或者触摸笔按压触摸屏，能够实现点击屏幕上的 某一功能按钮或者手写输入文字、图形等内容。从原理上来讲，触摸屏可以分为四个基本类型电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红 外线触摸屏以及表面声波触摸屏。其中，电阻式触摸屏是成本最低且应用最广泛的触摸屏。 无论是哪一种类型的触摸屏，都由触摸屏屏体及其触摸屏控制器组成。电阻式触摸屏根据其引出线数的多少而分为四线式电阻式触摸屏和五线式电阻 式触摸屏等。图1为五线式电阻式触摸屏屏体的截面结构示意图，五线式电阻式触摸屏屏 体主要包括下导电层、隔离层和上导电层。其中，隔离层由体积非常小且具有弹性的颗粒 组成，由于上导电层和下导电层之间的距离通常只有微米级，所以隔离层用于在使用者没 有按压时，隔离上导电层和下导电层。图2a和图2b分别为图1所示屏体中下导电层和上导电层相对表面的示意图。如 图2a所示，在下导电层上，与上导电层相对的表面覆盖有电阻层，电阻层的边缘分布有四 个电极201 ；如图2b所示，在上导电层上，与下导电层相对的表面的边缘，分布有一个电极 201’。如图1所示，上述下导电层上的电极和上导电层上的电极之间还存在两个绝缘层，这 两个绝缘层之间通过粘胶层连接在一起。图3为触摸屏控制器的结构示意图，触摸屏控制器包括开关模块、中断模块、控制 模块、模数转换模块和电源模块。其中，开关模块中包括分别位于X方向的两组开关管和位于Y方向的两组开关管，每个 开关管具有两个连线端和一个控制端。位于图示X方向一侧的电极所对应的开关管，其一 个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导电层上的一个电极，另一侧的电极所对应 的开关管，其一个连线端接地，另一个连线端连接下导电层上的一个电极。位于图示Y方一 侧的电极所对应的开关管，其一个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导电层上的 一个电极，另一侧对应的开关管，其一个连线端接地，另一个连线端连接下导电层上的一个 电极。所有开关管的控制端都与控制模块相连。中断模块接地并与屏体上导电层上的电极201’、下导电层上的任意一个电极201 连接，其内部还具有一个电源，其中上导电层上的电极201’连接内部电源，下导电层上任意 一个电极201与中断模块的接地线连接，当使用者按压上导电层、导致上导电层和下导电 层接触时，相当于通过该接触位置连接上导电层上的电极201’和下导电层上的电极201， 即中断模块的内部电源到地形成了一个通路，因此中断模块可以通过检测该通路是否形成 来判断当前上导电层上是否有触摸事件，判断有时向触摸屏控制器所在应用系统中的微处 理器发送中断信号。
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控制模块与开关模块中每个开关管的控制端连接，为图示简洁，图3中并未示出 控制模块与每个开关管控制端的连接关系。控制模块还与触摸屏控制器所在应用系统中的 微处理器连接，当触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器接收到中断模块发送的中断信 号、向控制模块发送指令时，控制模块先控制闭合X方向的所有开关管，在X方向上施加电 压，这时由于按压后上导电层和下导电层接触，按压位置在X方向的实际电压值将由上导 电层的电极输出给模数转换模块；然后控制模块控制断开X方向的所有开关管，再控制闭 合Y方向上的所有开关管，在Y方向上施加电压，同样地，按压位置在Y方向上的实际电压 值由上导电层的电极输出给模数转换模块。当然上述控制顺序也可以是先Y方向后X方向。模数转换模块与屏体上导电层上的电极201’连接，还与触摸屏控制器所在应用系 统中的微处理器连接。模数转换模块将上导电层的电极201’输出的X方向的电压值和Y 方向的电压值转换为数字信号后输出给触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器，由微处 理器根据该数字信号按照一定的对应关系得出当前按压位置的坐标。按照五线式电阻式触摸屏屏体的结构，如果使用者在上导电层同时按压两个位 置，即形成两个触摸点，依据以上介绍的触摸屏控制器的工作过程，当在下导电层上的X方 向或Y方向施加电压时，由于上导电层只具有一个输出电压值的电极201’，上导电层和下 导电层的两个接触位置之间的电阻相当于被短路，从上导电层上的电极201’输出的实际电 压值近似相当于对这两个按压位置实际电压值的平均，最后得到的位置信息为两个实际按 压位置的近似中间位置。将无法同时识别两个触摸点的准确位置，从而无法进行多个手指 相配合的手势识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题为现有技术中触摸屏，仅包括电阻式触感应装置，无法 同时识别两个触摸点的准确位置，从而无法进行多个手指相配合的手势识别。为解决现有技术中存在的问题，本发明的技术方案是这样实现的一种触摸屏屏 体，包括一至少具有第一对边缘的第一传导层，所述第一对边缘包括，第一边缘和第二边 缘，其中第二边缘与第一边缘大体上平行设置，当有电源加载至所述第一边缘和第二边缘 上时，在所述第一边缘和第二边缘之间的第一传导层上，产生有电压降；以及一通过第一间隔层与所述第一传导层分开的第二传导层，当第二传导层与第 一传导层接触时，第二传导层根据在所述第一边缘和第二边缘之间的第一传导层上产生的 电压降，产生一输出信号，输出信号的大小至少取决于传导区域中接触点，相对于所述第一 边缘和第二边缘的位置；以及一通过第二间隔层与所述第二传导层分开的第三传导层，所述第三传导层包 括复数个相互绝缘的传导区域；当所述复数个相互绝缘的传导区域与地之间存储有预定量 的电荷时，所述复数个相互绝缘的传导区域根据人体或导体的触碰或靠近，产生一输出信号。可见，本发明中将电阻式触摸屏屏体中，增加了具有划分为复数个相互绝缘的传 导区域的第三传导层，当所述复数个相互绝缘的传导区域与地之间存储有预定量的电荷 时，相互绝缘的传导区域根据人体或导体的触碰或靠近，产生一输出信号，由此便可使触摸屏在保留单点触控功能的基础上，能进一步实实现多个触摸点的识别。
图1为现有技术五线式电阻式触摸屏屏体的截面结构示意图；图2a为图1所示屏体中的下导电层上与上导电层相对的表面示意图；图2b为图1所示屏体中的上导电层上与下导电层相对的表面示意图；图3为现有技术触摸屏控制器的结构示意图；图4为本发明触摸屏屏体的第一种第三传导层包括的区域示意图；图5为本发明触摸屏屏体的第二种第三传导层包括的区域示意图；图6为本发明触摸屏屏体的第三种第三传导层包括的区域示意图；图7为本发明触摸屏屏体的侧视图；图8本发明实施例中第一传导层与第二传导层相对的表面示意图；图9为现有技术下导电层上施加电压后的电场线分布示意图；图10为本发明实施例中触摸屏控制器的结构示意具体实施例方式为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细的说 明。首先举出本发明提供的触摸屏屏体的一种具体实施例，在实施例中，触摸屏屏体 包括第一传导层、第二传导层和第三传导层，第一传导层、第二传导层和第三传导层的形状 均为矩形。图4为本发明实施例中触摸屏屏体的第一种第三传导层包括的区域示意图，该第 三传导层包括20个形状均为直角三角形、大小完全相同、相互绝缘的区域，每个区域中都 分布有一个用于输出信号的电极即输出端子，这些电极分布于第三传导层的边缘。当然，图4所示仅为一种具体的示例，图5和图6分别为本发明实施例中触摸屏屏 体的第二种和第三种第三传导层包括的区域示意图。图5示出的是第三传导层包括6个形 状均为矩形、大小完全相同、相互绝缘的区域。图6示出的是第三传导层包括17个相互绝 缘的区域，与图4和图5不同的是，图6所示区域的形状和大小并不完全相同。可见，本发明提供的触摸屏屏体中的第三传导层所包括的相互绝缘的传导区域， 可以根据实际需要设计成任意形状。图7为本发明触摸屏屏体的侧视图；本发明实施例子所提供的触摸屏屏体包括第 一传导层500，第一传导层500的上表面，附着有透明传导材料例如ITO或LEP。第一间隔 层601位于第一传导层500上，在一些实例中，第一间隔层601由一个弹性绝缘材料(透明 树脂膜，一般由丙烯酸树脂、分散剂和感光化合物组成)构成的二维微粒阵列构成。微粒阵 列将第一传导层和第二传导层分开以避免意外的接触。在一些实例中，微点空间阵列经过 一个精确控制点尺寸、高度和密度的过程涂布到第一传导层500。第一传导电极层501设于第一传导层500的边缘，与第一传导层500上附着的透 明传导材料电连接。在一些实施例中，第一传导电极层501，包含有2个或多个隔离的部 分，构成组电极，并且各部分均勻对称展开设置于第一传导层500的相对的边缘(如图8所示)。当电源电压的正极和负极连接到第一传导层500上2个相反边界的2个电极时，第一 传导层500上会有一个电压降并有电流流过。第一传导电极层501各部分在电阻层表面两两相对的边上对称分布，其中每条边 上至少具有3个电极，这主要是为了提高第一传导层的线性度。图9示出了现有技术屏体 第一传导层上施加电压后的电场线分布，由于下导电层上的电极分布较少，电极之间距离 较远，使得电场线分布不均勻，从而直接造成了电场线的弯曲，这种电场线弯曲称为枕形失 真。如果当前上导电层与下导电层的接触位置位于边缘，由于下导电层边缘处没有电场线 分布，将无法根据上导电层输出的电压值来准确判断触摸点的位置。因此本发明实施例在 下导电层的电阻层表面的每条边上布置至少3个电极，使得电极之间的距离较近，这样下 导电层上的电场线分布更加均勻，从而在第一传导层与第二层的接触位置位于边缘时，也 能够根据第二传导层输出的电压来准确判断触摸点的位置。当然在对下导电层线性度要求不高的场合，也完全可以使用与通常情况下的下导 电层一样的结构。如图7所示，本发明实施例子所提供的触摸屏屏体还包括，通过第一间隔层601与 第一传导层500分开的第二传导层400，第二传导层400的下表面，附着有透明传导材料例 如IT0或LEP。第二传导电极层401设于第二传导层400的边缘，并与透明传导材料电连 接。第一传导层500上有电压降时，通过对第二传导层400的按压，使第一间隔层发生形变， 由此第一传导层和第二传导层接触，第二传导层通过第二传导电极层输出触摸信号。两个绝缘体701分别附在第一传导电极层501和第二传导电极层401的相应一 端，从而两电极层501和401不会相互连接并避免了触摸面板在应用过程中存在潜在故障。 在一些实例中，两个绝缘体701通过一个双面胶层702结合在一起。如图7所示，本发明实施例子所提供的触摸屏屏体还包括，通过第二间隔层602与 第二传导层400分开的第三传导层300 ；第二间隔层602包括以预定的高度设置于所述第 二传导层上的层状弹性绝缘材料(透明树脂膜，一般由丙烯酸树脂、分散剂和感光化合物 组成)；第三传导层300的下表面附着有透明传导材料例如IT0或LEP，第三传导层300上的 虚线代表所述透明传导材料被分割成相互绝缘的区域，第三传导电极层301即出输出端子 分布于第三传导层300边缘。在一些实例中，该电极层划分为多个相互隔离的片段即输出 端子并且每片段，连接到第三传导层300中的一个传导区域，当第三传导层的某一传导区 域与地之间存储有预定量的电荷时，该传导区域根据人体的触碰或靠近，产生一输出信号， 该输出信号经过第三传导电极层301的一个片段传输到与触摸屏屏体相连接的微控制器。本发明实施例的具体工作原理为当用户需要进行多点触控时，将第一传导电极层和第二传导电极层接地，将第三 传导层的各相互绝缘的传导区域加载一电压，使相互绝缘的传导区域与地之间存储有预定 量的电荷，当用户以手指分别触摸各相互绝缘的传导区域时，由于人可以看作假象的接地 物(零电势体)，当人体与相互绝缘的传导区域接近或接触时，人体拉近相互绝缘的传导区 域与地之间的距离，改变了其与地之间的电容，引起了相互绝缘的传导区域与地之间存储 电荷的变化，从而产生一输出信号。当用户需要进行单点触控时，将第三传导上的的第三传导电极层接地；第二传导 层的第二传导电极层与触摸屏控制器中的微处理器电连接；并分别当电源电压的正极和负极连接到第一传导层500上2个相反边界的2个电极上。此时，以一定的压力按压第三传 导层，第三传导层以及第二分隔层发生形变，将上述压力传递给第二传导层；当第二传导层 与第一传导层，发生确定的点接触时，第二传导层产生一触摸位置信号，通过第二传导电极 层，传输至与触摸屏屏体相连接的微控制器。可见，本发明提供的触摸屏屏体，在原有的五线电阻触摸屏结构的基础上增加了 分成多个相互绝缘的传导区域的第三传导层，所述的多个相互绝缘的传导区域均分布有一 个电极。基于这种结构，用户可根据实际的需要，来对触摸屏的工作模式进行改变，使其既 可工作于电容感应模式，进行多点识别，方便实现手势判断，又可工作于电阻感应模式，方 便进行文字输入。其次，基于上述电阻式触摸屏屏体的结构，举出本发明电阻式触摸屏控制器的一 种具体实施例。图10为本发明实施例中电阻式触摸屏控制器的结构示意图，该触摸屏控制器包 括开关模块、控制模块、电源模块、微控制器；其中电源模块用于为触摸屏提供工作电压。 本发明实施例触摸屏屏体的第一传导电极层Xp、Xn, Yp、Υη，第二传导电极层Outl，第三传 导电极层Det均与开关模块相连接；开关模块根据控制模块发出的开关控制信号，控制各 电极层的电气连接状态，并将电极层输出的触摸信号传输至微控制器；开关控制信号由控 制模块根据微控制器的控制生成。下面进一步介绍触摸屏控制器控制触摸屏屏体的工作过 程
当用户需要触摸屏工作于电容状态时，用户向微控制器发出指令，控制模块根据 微控制器的控制生成开关控制信号，控制开关模块将第一传导电极层Xp、Xn，Yp、Yn，第二传 导电极层Outl接地，并将第三传导电极层Det接电源电压，使相互绝缘的传导区域与地之 间存储有预定量的电荷，当用户以手指分别触摸各相互绝缘的传导区域时，由于人可以看 作假象的接地物(零电势体)，当人体与相互绝缘的传导区域接近或接触时，人体拉近相互 绝缘的传导区域与地之间的距离，改变了其与地之间的电容，引起了相互绝缘的传导区域 与地之间存储电荷的变化，从而产生一输出信号。在一些实施例中，各电极层的电气连接状 态也可直接通过控制开关模块进行调整。当用户需要触摸屏工作于电阻状态时，用户向微控制器发出指令，控制模块根据 微控制器的控制生成开关控制信号，将第三传导电极层Det接地，将第二传导电极层Outl 接微控制器，并分时使X方向，Y方向的电极层与电源模块相连接。具体方式为第一时刻 使X方向上的电极层Xp接电源模块的正极、电极层Xp接电源模块的负极，使电极层Xp与 电极层Xn之间的传导层产生电压降，此时用户对触摸屏的按压力通过第三传导层及第二 分隔层施加于第二传导层上，使得第二传导层与第一传导层发生接触；由此产生X方向的 触摸位置信号，第二传导电极层Outl将X方向的触摸位置信号传输给微控器处理。Y方向 上的触摸位置信号与X方向的触摸位置信号类似，在此不再赘述。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种触摸屏屏体，包括一至少具有第一对边缘的第一传导层，所述第一对边缘包括，第一边缘和第二边缘，其中第二边缘与第一边缘大体上平行设置，当有电源加载至所述第一边缘和第二边缘上时，在所述第一边缘和第二边缘之间的第一传导层上，产生有电压降；以及一通过第一间隔层与所述第一传导层分开的第二传导层，当第二传导层与第一传导层接触时，第二传导层根据在所述第一边缘和第二边缘之间的第一传导层上产生的电压降，产生一输出信号，输出信号的大小至少取决于传导区域中接触点，相对于所述第一边缘和第二边缘的位置；以及一通过第二间隔层与所述第二传导层分开的第三传导层，所述第三传导层包括复数个相互绝缘的传导区域；当所述复数个相互绝缘的传导区域与地之间存储有预定量的电荷时，所述复数个相互绝缘的传导区域根据人体的触碰或靠近，产生一输出信号。
2.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第一边缘和第二边缘上分别 展开设置有第一组电极和第二组电极；当电源与所述第一组电极和第二组电极相连接时， 加载于所述第一组电极和第二组电极上的电压，使得所述第一组电极和第二组电极之间第 一传导层产生一电压降。
3.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述复数个相互绝缘的传导区域 为同一种形状。
4.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述复数个相互绝缘的传导区域 的形状至少为两种。
5.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述复数个相互绝缘的传导区域 的至少一个为多边形。
6.根据权利要求5所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述多边形为正多边形。
7.根据权利要求5所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述多边形为不规则多边形。
8.根据权利要求5所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述多边形可以为圆形、椭圆形、 三角形、长方形、正方形、六边形。
9.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第一、第二、和第三传导层的 材料为透明传导材料。
10.根据权利要求9所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述透明传导材料为氧化铟锡。
11.根据权利要求9所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述透明传导材料为发光聚合物。
12.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第一间隔层包括以预定的形 状、高度和密度设置于所述第一传导层上微粒形弹性绝缘材料，所述微粒形弹性绝缘材料 呈二维阵列分布。
13.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第二间隔层包括以预定的高 度设置于所述第二传导层上的层状弹性绝缘材料。
14.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，进一步包括多个输出端子，其中 每个输出端子与所述多个相互绝缘的传导区域的其中一个相连接。
15.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，进一步包括两层具有一第一表面 以及与第一表面相对的第二表面的绝缘层，其中所述绝缘层的第一表面附在所述第一传导层上，第二表面附在所述第二传导层上。
16.根据权利要求1所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第一传导层还包括第二对边 缘，所述第二对边缘包括一第三边缘和一第四边缘，其中第三边缘与第四边缘大体上平行 设置，当有电源加载至所述第三边缘和第四边缘上时，在所述第三边缘和第四边缘之间的 第一传导层上，产生有电压降；其中，第二传导层与第一传导层接触时，所述第二传导层产 生一输出信号，输出信号的大小至少取决于传导区域相对于所述第三边缘和第四边缘的位 置。
17.根据权利要求16所述的触摸屏屏体，其特征在于，所述第三边 缘与所述第一边缘 大体上垂直设置。
全文摘要
本发明提供一种触摸屏屏体，包括一至少具有第一对边缘的第一传导层，所述第一对边缘包括，第一边缘和第二边缘，其中第二边缘与第一边缘大体上平行设置，以及一通过第一间隔层与所述第一传导层分开的第二传导层，当第二传导层与第一传导层接触时，第二传导层根据在所述第一边缘和第二边缘之间的第一传导层上产生的电压降，产生一输出信号；以及一通过第二间隔层与所述第二传导层分开的第三传导层，所述第三传导层包括复数个相互绝缘的传导区域；当所述复数个相互绝缘的传导区域与地之间存储有预定量的电荷时，所述复数个相互绝缘的传导区域根据人体触碰或靠近，产生一输出信号。
文档编号G06F3/041GK101819479SQ20091010580
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者冯卫, 李东梅, 李奇峰, 杨云, 纪传瑞 申请人:比亚迪股份有限公司