一种触摸屏组件及包含该组件的触摸屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种触摸屏组件，包括板状透明触摸介质和光学感应元件，所述光学感应元件通过透光的粘接固化材料粘接到所述触摸介质的非触摸面。本实用新型还提供一种触摸屏，包括具有控制电路和数据处理电路的电路板，所述电路板与上述触摸屏组件上的光学发射元件和光学感应元件连接。本实用新型上述技术方案中由于采用透光的粘接固化材料将红外发射管和红外接收管直接粘接到触摸面板例如玻璃的侧面，能够减少光损失，而且固定的光路不容易因为元器件的移动而受影响。
【专利说明】一种触摸屏组件及包含该组件的触摸屏
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触摸屏领域，尤其涉及一种受抑内全反射式触摸屏组件和包含该组件的触摸屏。
【背景技术】
[0002]触摸屏的应用越来越广泛，触摸屏是提供人机互动所必不可少的装置，目前的触摸技术包括红外触摸屏技术、表面声波触摸屏技术、电阻式触摸屏技术、电容式触摸屏技术及光学影像触摸屏，对于红外触摸屏有两种方式，一种是红外光网形成在触摸表面的上方，采用触摸物直接阻挡光线的方式进行识别；另一种是光网在透明介质中进行全内反射传播，利用触摸物影响全内反射的方式去识别触摸点；如图1所示，触摸屏包括发射器120(红外发射管)以及对应的检测器130 (红外接收管)，以及发射器120和检测器130之间的用于电磁信号的路径150，图中还示出了阻挡体142和140，避免电磁信号(例如红外光)从发射器120直接发送到检测器130。电磁信号在发射器120和检测器130之间传播的路径150包括一个或者多个在透明平板110的上表面112和/或下表面114上的全内反射152、154和156，透明平板110的折射率大于其外部的折射率，才使得发生全内反射，图2中示出当触摸物116触摸透明平板时光路发生的改变，当用户触摸透明平板110的上表面112时，一部分电磁信号在触摸区域被透射，继而被散射或者吸收，这样路径150被改变了，使得电磁信号的一部分不能到达检测器130，致使检测器130处的电磁信号下降到足够低的水平，从而使用户的触摸被检测到。这样就实现了触摸识别功能。这种方案由于光线在到达检测器130之前要经过空气、触摸面板的透明介质、空气，光信号衰减严重，尤其是在应用一对多扫描时，并不能像在空气中有效的接收光信号。检测器130检测到的信号强度较弱。这样要满足正常工作就必须采用功率较大的发射器，既增加了成本，也增加了能源损耗。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低光损耗的触摸屏组件和应用这种触摸屏组件的触摸屏。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种触摸屏组件，包括板状透明触摸介质和光学感应元件，所述光学感应元件通过透光的粘接固化材料粘接到所述触摸介质的非触摸面。
[0005]所述光学感应元件的接收面中心线与所述板状透明触摸介质的触摸面可以垂直、平行或倾斜。
[0006]所述光学感应元件部分表面粘接在所述触摸介质的非触摸面。
[0007]还可以包括光学发射元件，所述光学发射元件通过所述透光粘接材料粘接到所述触摸介质的非触摸面。
[0008]还可以包括遮挡物，所述遮挡物附着在粘接所述光学发射元件的所述触摸介质的非触摸面上。[0009]所述遮挡物可以为不透光的薄膜或反射膜。
[0010]所述遮挡物为横截面为三角形的柱体，在柱体与所述触摸介质侧面不接触的表面具有反光材料。
[0011]所述光学发射元件设置在所述触摸介质的侧面偏下方。
[0012]在所述光学发射元件的不与触摸介质粘接的方向设置光反射材料。
[0013]所述粘接固化材料可以是光环氧胶黏剂。
[0014]本实用新型还提供一种触摸屏，包括具有控制电路和数据处理电路的电路板，所述电路板与上述触摸屏组件上的光学发射元件和光学感应元件连接。
[0015]本实用新型上述技术方案中由于采用透光的粘接固化材料将红外发射管和红外接收管直接粘接到触摸面板例如玻璃的侧面，能够减少光损失，而且固定的光路不容易因为元器件的移动而受影响。 【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术无触摸状态下的光路图；
[0017]图2为现有技术有触摸状态下的光路图；
[0018]图3-图12为本实用新型各种实施例示意图。
[0019]图中:
[0020]120-发射器；130_检测器；150_电磁信号的路径；142、140_阻挡体；
[0021]110-透明平板；112-上表面；114-下表面；
[0022]152、154、156-全内反射光路；116-触摸物；
[0023]1-触摸面板；2_光接收管(光学感应元件)；3_粘接固化材料；
[0024]4-光接收管的管脚；5_触摸面板的侧面；6_遮挡物；
[0025]7、8、9_反射材料；10-横截面为三角形的柱体；22-光发射管。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合【具体实施方式】及附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]如图3所示，本实用新型的触摸屏组件包括触摸面板1、光接收管2 (光学感应元件)及透光的粘接固化材料3，附图标记4为光接收管2的管脚；其中，触摸面板采用玻璃材料，可是普通玻璃，也可以是钢化玻璃，透光的粘接固化材料3采用光环氧胶黏剂，光环氧胶黏剂与光学玻璃的折射率相近，一般为1.50~1.60，常用的光环氧胶粘剂的折射率为1.5505~1.5520。固化后的胶层无色透明或接近无色，对可见光和其他要求透过的特定光谱区域少吸收或不吸收，例如红外光和紫外光。为了进一步减少成本，粘接固化材料只需要将光接收管的一部分面积进行粘接。如图4所示，将光接收管直接利用少量的光环氧胶黏剂进行粘接即可。
[0028]下面对光环氧胶黏剂进行简单的介绍，光环氧胶黏剂配制所用的环氧树脂为无色透明、低黏度的环氧树脂，如E — 54^16)、D.E.R.332等，所选固化剂能室温固化，无色透明液体，一般选长碳链改性的胺类。例如螺环二胺(ATU)作固化剂，可减小固化时内应力，还有良好的耐光老化性能。由于双酚A型环氧树脂的折射率为1.6200~1.6500之间，高于光学玻璃的折射率，故此必须选择较低折射率的脂环族环氧稀释剂和长碳链的邻苯二甲酸酯类增塑剂。若能采用膨胀性聚合单体与环氧树脂一起固化，可使胶黏剂在固化过程中体积收缩趋于零，对于大直径光学零件的粘接，无内应力作用，不改变大型光学镜面(垂2.16m)的光学精度，不降低仪器的使用性能。制造环氧树脂混合物的方法还可以参考现有专利文献 CN102206324B 和 CN102604577A。
[0029]若于光环氧胶黏剂中加3?5份IOnm的纳米Si02组成复合环氧胶黏剂，仍保持高度透明性，折射率可调节，固化速度加快，固化物收缩率和热膨胀系数降低。还可大幅提高冲击强度和拉伸强度。
[0030]对于市面上的国产650光环氧胶黏剂，A组分由E — 51环氧树脂65质量份、690稀释剂18份、邻苯二甲酸二丁酯17份等组成，折射率1.5472。B组分为651低分子聚酰胺，淡黄色透明黏稠液体，胺值380?420mgK0H/g，折射率1.5152。A:B=10:2.5 (质量比)，混合后的折射率为1.5433?1.5437。60°C /18h固化，粘接玻璃的室温拉伸强度9.5MPa(玻璃破坏，胶层完好)，透光率>90.8%，固化收缩率2%。
[0031]美国环氧树脂技术公司(Epoxy Technology Inc)生产的双组分光环氧胶,能在室温下快速固化，表现出卓越的光学性能，该产品被推荐用于需要在室温下快速而便利地固化的通用胶。
[0032]图3中的光路是针对光接收管的光路，从图中可以看出，由于透光的粘接固化材料3的折射率与玻璃接近，而且透光率高，光接收管2对全反射的光能够进行高效的接收，而且由于紧密的固定在玻璃上，稳定性得到加强，占用的空间进一步缩小，如果采用扁平状接收管，能使触摸面板做的超薄超窄。
[0033]图3中所示实施例中光接收管的接收面中心线与玻璃平面(触摸面)垂直，不限于此，光接收管的放置方式还可以如图5、图6、图7所示，光接收管的接收面的中心线平行玻璃平面或倾斜朝向玻璃平面。
[0034]本实用新型触摸屏组件还可以将光发射管22固定在触摸面板上，如果图8所示，触摸屏组件包括触摸面板1(可以是玻璃板或透明聚合物材料板)、光发射管22、透光的粘接固化材料3及遮挡物6 (可以使遮挡膜，不透光的薄膜)；遮挡物6附着在粘接光发射管22的触摸面板I的侧面5上，用于遮挡光发射管22发射的平行于触摸面的光，防止没有经过全内反射的光直接被光接收管2接收，导致检测精度的降低。遮挡物6还可以是反射膜，将触摸面板I侧面的中间位置的光线反射后再利用，减少光损失。作为另外一种优选实施方式(如图9所示)，遮挡物6可以是横截面为三角形的柱体10，在柱体与玻璃侧面不接触的表面具有反光材料，且与触摸面板不接触的相邻两边能够将光发射管22发射的光线分别反射到触摸面板I的上、下表面，然后在上、下表面进行全内反射传播。
[0035]为了减少光损失，还可以在光发射管22的周围(不与触摸面板粘接的方向)设置光反射材料，如图10所示，在光发射管周边设置的反射材料7、8、9能够减少光损失，并非一定要在三个面上均设置光反射材料，只在其中一个面上设置光反射材料也可以减少光损失。同样，如图11所示，光接收管的周围也可以设置反光材料，增加接收光信号的强度。
[0036]作为另一种优选方式，可以将光发射管22设置在玻璃的侧面偏下方，如图12所示，透光的粘接固化材料3进行粘接，绝大部分光能量通过固化材料形成的侧壁全反射后入射到玻璃中。此时可以不必设置遮挡物6，但是还可以设置反射材料。[0037]利用本实用新型的上述触摸屏组件制作红外触摸屏时，只需要将包含控制电路和数据处理电路的电路板与上述红外发射管和红外接收管连接既可实现，此时光发射管为红外发射管，光接收管为红外接收管。具体如何连接属于很成熟的现有技术，这里就不再赘述。
[0038]上述实施例对应的附图中的光发射管或接收管为圆形头，但在实际应用中还可以采用现有的其它形状的发射管和接收管，例如扁平状或其它形状。触摸面板还可以采用透光的高分子聚合材料。
[0039]本实用新型的触摸屏组件不限于红外发射管和红外接收管，只要是具有光发射功能和光感应功能的元件均可替代。可以统称为光学发射元件和光学感应元件。
[0040]本实用新型上述实施例中由于采用透光的粘接固化材料将红外发射管和红外接收管直接粘接到触摸面板例如玻璃的侧面，能够减少光损失，而且固定的光路不容易因为元器件的移动而受影响。使得触摸屏的性能大大增强。
[0041]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种触摸屏组件，包括板状透明触摸介质和光学感应元件，其特征在于，所述光学感应元件通过透光的粘接固化材料粘接到所述触摸介质的非触摸面。
2.根据权利要求1所述的触摸屏组件，其特征在于，所述光学感应元件的接收面中心线与所述板状透明触摸介质的触摸面垂直、平行或倾斜。
3.根据权利要求1所述的触摸屏组件，其特征在于，所述光学感应元件部分表面粘接在所述触摸介质的非触摸面。
4.根据权利要求1所述的触摸屏组件，其特征在于，还包括光学发射元件，所述光学发射元件通过所述透光粘接材料粘接到所述触摸介质的非触摸面。
5.根据权利要求4所述的触摸屏组件，其特征在于，还包括遮挡物，所述遮挡物附着在粘接所述光学发射元件的所述触摸介质的非触摸面上。
6.根据权利要求5所述的触摸屏组件，其特征在于，所述遮挡物为不透光的薄膜或反射膜。
7.根据权利要求5所述的触摸屏组件，其特征在于，所述遮挡物为横截面为三角形的柱体，在柱体与所述触摸介质侧面不接触的表面具有反光材料。
8.根据权利要求4所述的触摸屏组件，其特征在于，所述光学发射元件设置在所述触摸介质的侧面偏下方。
9.根据权利要求4-8任一项所述的触摸屏组件，其特征在于，在所述光学发射元件的不与触摸介质粘接的方向设置光反射材料。
10.一种触摸屏，包括具有控制电路和数据处理电路的电路板，所述电路板与权利要求1-8中任一项所述的触摸屏组件上的光学发射元件和光学感应元件连接。
【文档编号】G06F3/042GK203480477SQ201320551800
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】金兆栋, 刘新斌 申请人:北京汇冠新技术股份有限公司