CN102778989A - 四线电阻触摸屏及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电阻式触摸技术领域，公开了一种四线电阻触摸屏及其制造方法。本发明中，通过使四线电阻触摸屏的第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等，使得四线电阻触摸屏在使用时能更容易检测双点触摸，且其制造方法简单，规模生产改造成本很低。进一步地，根据制造具体的电阻触摸屏时，其屏幕尺寸固定的要求，通过调整两个导电层的导电率和/或厚度，使两个导电层的电阻相等，可进一步简化制造方法，降低规模生产改造成本。

Description

四线电阻触摸屏及其制造方法

技术领域

本发明涉及电阻式触摸技术领域，特别涉及四线电阻触摸屏及其制造方法。

背景技术

触摸技术的兴起，给人们的工作和生活带来了巨大的便利。常用的普通四线电阻屏可以准确得到单点坐标，也有一些方法提到近似得到双点触摸信息。

通用的四线电阻屏结构示意图1如下所示，电阻式触摸屏则通过两层均匀的氧化铟ITO涂层101、102加上中间透明绝缘层103（一般为透明隔离颗粒）的方式，理论上将待检测区域划分为无穷多的探测点。传统上，为保持生产过程尽量简单，两个ITO层101、102采用相同材质的ITO膜来生产。但传统的方法没有考虑电阻屏在多点触摸领域的应用，因而并不是双点触摸效果最好的生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四线电阻触摸屏及其制造方法，使得四线电阻触摸屏能更容易检测双点触摸，且其制造方法简单，规模生产改造成本很低。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种四线电阻触摸屏，包含：

第一导电层、绝缘层、第二导电层；

所述绝缘层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间；

所述第一导电层具有第一正电极和第一负电极；

所述第二导电层具有第二正电极和第二负电极；

其中，所述第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等。

本发明的实施方式还提供了一种四线电阻触摸屏的制造方法，包含以下步骤：

提供绝缘层；

在所述绝缘层上形成第一导电层；

在所述绝缘层下形成第二导电层；

在所述第一导电层的两端形成第一正电极和第一负电极；

在所述第二导电层的两端形成第二正电极和第二负电极；

其中，所述第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过使四线电阻触摸屏的第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等，使得四线电阻触摸屏在使用时能更容易检测双点触摸，且其制造方法简单，规模生产改造成本很低。

另外，所述第一导电层的厚度d_x、电导率ρx和第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与所述第二导电层的厚度d_y、电导率ρ_y和第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}*\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏的屏幕尺寸确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

由于在制造具体的电阻触摸屏时，根据模具的要求，其屏幕尺寸是固定的，因此通过d_x与d_y取不同的值，ρ_x与ρ_y取不同的值使其满足一定的关系，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法，降低规模生产改造成本。

另外，所述第一导电层的厚度d_x与所述第二导电层的厚度d_y相等，所述第一导电层的电导率ρ_x、第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与所述第二导电层的电导率ρ_y、第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

上述实现方式，只需要选择导电层的导电材质，使ρ_x与ρ_y满足一定的关系，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法。

另外，所述第一导电层的电导率ρ_x与所述第二导电层的电导率ρ_y相等，所述第一导电层的厚度d_x、第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与所述第二导电层的厚度d_y、第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值。

上述实现方式，只需要选择导电层的导电材质，使d_x与d_y满足一定的关系，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法，降低规模生产改造成本。

附图说明

图1是现有的四线电阻触摸屏的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的双点触摸相对于没有触摸或者单点触摸的电阻变化示意图；

图4是根据本发明第五实施方式的四线电阻触摸屏的制造方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种四线电阻触摸屏，如图2所示，包含：第一导电层201、绝缘层203、第二导电层202；

绝缘层203位于第一导电层201和第二导电层202之间；

第一导电层201具有第一正电极X+和第一负电极X-；

第二导电层202具有第二正电极Y+和第二负电极Y-；

其中，第一导电层在第一负电极X-到第一正电极X+方向上的电阻与第二导电层在第二负电极Y-到第二正电极Y+方向上的电阻相等。

对于一块均匀材质的导体，其电阻计算公式为：

$R=\mathrm{\ρ}\frac{l}{S}$

其中，ρ为该导体材料的电导率，l为电流方向的长度，S为垂直于电流方向的横截面积。

对应于电阻触摸屏的第一导电层和第二导电层，参考图2所示，可以得到：

第一导电层在第一负电极X-到第一正电极X+方向上的电阻Rx（下文中简称为“第一导电层的电阻”）为：

$\mathrm{Rx}={\mathrm{\ρ}}_x\frac{W_x}{W_y*d_x}$

第二导电层在第二负电极Y-到第二正电极Y+方向上的电阻Ry（下文简称为“第二导电层的电阻”）为：

$\mathrm{Ry}={\mathrm{\ρ}}_y\frac{W_y}{W_x*d_y}$

其中，ρ_x为第一导电层的电导率，ρ_y为第二导电层的电导率，W_x为第一导电层在X- X+方向上的长度,W_y为第二导电层在Y- Y+方向上的长度,d_x为第一导电层的厚度，d_y为第二导电层的厚度。为了使Rx=Ry，通过调整ρ_x、ρ_y、W_x、W_y、d_x、d_y即可。

按图2所示意，双点触摸时，第一导电层201和第二导线层201的电阻平面在接触点之间是并联的；在检测双点触摸时，希望并联后的电阻相对于并联前的电阻的电阻值变化最大，也就是说，一方面，双点触摸时第一导电层的第一正电极X+和第一负电极X-之间的电阻，相对于没有触摸或者单点触摸时的电阻变化最大；另一方面，双点触摸时第二导电层的第二正电极Y+和第二负电极Y-之间的电阻，相对于没有触摸或者单点触摸时的电阻变化最大；而且其变化主要来自于双点触摸时产生的电阻并联，其简化模型如图3所示，假设第一导电层并联部分的电阻从没有触摸或者单点触摸时的r变成双点触摸时的r并联x，那么第二导电层并联部分的电阻则从x变成r并联x，电阻变化量的归一化值分别为：

$r_x=\frac{r-\frac{r*x}{r+x}}{r}=\frac{r}{r+x},$ $r_y=\frac{x-\frac{x*r}{x+r}}{x}=\frac{x}{x+r}$

假设r为常数，x为变数，为了使r_x和r_y均取得最大值，可以考虑使r_x和r_y的整体组合最优。显然，r_x随着x单调递减，r_y随着x单调递增，可用r_x和r_y为边长的矩形面积建模，当矩形面积取最大值时，x的取值即为使r_x和r_y均取得最大值的最佳值。假设r_x和r_y为边长的矩形面积为

$S=r_x*r_y=\frac{r}{r+x}*\frac{x}{x+r}$

对x求导，得到

$\frac{\mathrm{dS}}{\mathrm{dx}}=r_x^{\′}*r_y+r_x*r_y^{\′}=\frac{r(r-x)}{{(r+x)}^3}$

显然，

时，S有最大值，此时，x＝r；而且此结论在任意位置成立，故当R_x=R_y时，检测双点触摸时并联后的电阻相对于并联前的电阻的电阻值变化最大。因此，当第一导电层在X方向的平面电阻值Rx和第二导电层在Y方向的平面电阻值Ry相等时，该触摸屏可以达到最佳的双点触摸性能。

与现有技术相比，本发明实施方式通过使四线电阻触摸屏的第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等，使得四线电阻触摸屏在使用时能更容易检测双点触摸，且其制造方法简单，规模生产改造成本很低。

本发明的第二实施方式涉及一种四线电阻触摸屏。第二实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，由于在制造具体的电阻触摸屏时，根据模具的要求，其屏幕尺寸是固定的，因此，可以通过使两个导电层的厚度和电导率满足一定的关系，使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法，降低规模生产改造成本。。

具体地说，由于W_x和W_y为根据电阻触摸屏的屏幕尺寸确定的常数，为了使Rx＝Ry，即

${\mathrm{\ρ}}_x\frac{W_x}{W_y*d_x}={\mathrm{\ρ}}_y\frac{W_y}{W_x*d_y}$

通过变形，可得到 $\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}*\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2---\left(1\right)$

通过d_x与d_y取不同的值，ρ_x与ρ_y取不同的值使公式1成立，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等。

本发明的第三实施方式涉及一种四线电阻触摸屏。第三实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第三实施方式中，由于在制造具体的电阻触摸屏时，根据模具的要求，其屏幕尺寸是固定的，在两个导电层的厚度一致时，可以通过使导电率满足一定的关系，从而使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法。

具体地说，当W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数，且d_x=d_y时，由式1可得到

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

通过给ρ_x与ρ_y不同的取值使上式成立，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等。

本发明的第四实施方式涉及一种四线电阻触摸屏。第四实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，由于在制造具体的电阻触摸屏时，根据模具的要求，其屏幕尺寸是固定的，在两个导电层的导电率一致时，可以通过使厚度满足一定的关系，从而使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等，进一步简化制造方法，降低规模生产改造成本。

具体地说，当W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数，且ρ_x=ρ_y时，由式1可得到

$\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

通过给d_x与d_y不同的取值使上式成立，即可使第一导电层的电阻与第二导电层的电阻相等。

本发明第五实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的制造方法，如图4所示，包含以下步骤：

步骤401，提供绝缘层；

步骤402，在绝缘层上形成第一导电层；

步骤403，在绝缘层下形成第二导电层；

步骤404，在第一导电层的两端形成第一正电极和第一负电极；

步骤405，在第二导电层的两端形成第二正电极和第二负电极；

其中，第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的制造方法。第六实施方式与第五实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第六实施方式中，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

选择第一导电层和第二导电层的材质，调整第一导电层和第二导电层的厚度，使第一导电层的厚度d_x、电导率ρ_x和第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与第二导电层的厚度d_y、电导率ρ_y和第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}*\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，W_x和W_y为根据电阻触摸屏的屏幕尺寸确定的常数；d_x与d_y为不同取值；ρ_x与ρ_y为不同取值。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第七实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的制造方法。第七实施方式与第五实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第七实施方式中，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

调整第一导电层和第二导电层的厚度，使第一导电层的厚度d_x与第二导电层的厚度d_y相等；

选择第一导电层和第二导电层的材质，使第一导电层的电导率ρ_x、第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与第二导电层的电导率ρ_y、第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；ρ_x与ρ_y为不同取值。

由于第三实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

本发明第八实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的制造方法。第八实施方式与第五实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第八实施方式中，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

选择第一导电层和第二导电层的材质，使第一导电层的电导率ρ_x与第二导电层的电导率ρ_y相等；

调整第一导电层和第二导电层的厚度，第一导电层的厚度d_x、第一正电极X+与第一负电极X-之间的长度W_x，与第二导电层的厚度d_y、第二正电极Y+与第二负电极Ｙ-之间的长度W_y，满足下述关系：

$\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；d_x与d_y为不同取值。

由于第四实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第四实施方式互相配合实施。第四实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第四实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第四实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种四线电阻触摸屏，其特征在于，包含：第一导电层、绝缘层、第二导电层；

所述绝缘层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间；

所述第一导电层具有第一正电极和第一负电极；

所述第二导电层具有第二正电极和第二负电极；

其中，所述第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等。

2.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的厚度（d_x）、电导率（ρ_x）和第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的厚度（d_y）、电导率（ρ_y）和第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}*\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏的屏幕尺寸确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

3.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的厚度（d_x）与所述第二导电层的厚度（d_y）相等，所述第一导电层的电导率（ρ_x）、第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的电导率（ρ_y）、第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

4.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的电导率（ρ_x）与所述第二导电层的电导率（ρ_y）相等，所述第一导电层的厚度（d_x）、第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的厚度（d_y）、第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值。

5.一种四线电阻触摸屏的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

提供绝缘层；

在所述绝缘层上形成第一导电层；

在所述绝缘层下形成第二导电层；

在所述第一导电层的两端形成第一正电极和第一负电极；

在所述第二导电层的两端形成第二正电极和第二负电极；

其中，所述第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻与所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻相等。

6.根据权利要求5所述的四线电阻触摸屏的制造方法，其特征在于，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

选择所述第一导电层和所述第二导电层的材质，调整所述第一导电层和所述第二导电层的厚度，使所述第一导电层的厚度（d_x）、电导率（ρ_x）和第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的厚度（d_y）、电导率（ρ_y）和第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}*\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏的屏幕尺寸确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

7.根据权利要求5所述的四线电阻触摸屏的制造方法，其特征在于，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

调整所述第一导电层和所述第二导电层的厚度，使所述第一导电层的厚度（d_x）与所述第二导电层的厚度（d_y）相等；

选择所述第一导电层和所述第二导电层的材质，使所述第一导电层的电导率（ρ_x）、第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的电导率（ρ_y）、第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_x}{{\mathrm{\ρ}}_y}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述ρ_x与所述ρ_y为不同取值。

8.根据权利要求5所述的四线电阻触摸屏的制造方法，其特征在于，通过以下方式将第一导电层在第一负电极到第一正电极方向上的电阻，等同于所述第二导电层在第二负电极到第二正电极方向上的电阻：

选择所述第一导电层和所述第二导电层的材质，使所述第一导电层的电导率（ρ_x）与所述第二导电层的电导率（ρ_y）相等；

调整所述第一导电层和所述第二导电层的厚度，所述第一导电层的厚度（d_x）、第一正电极（X+）与第一负电极（X-）之间的长度（W_x），与所述第二导电层的厚度（d_y）、第二正电极（Y+）与第二负电极（Ｙ-）之间的长度（W_y），满足下述关系：

$\frac{d_y}{d_x}={\left(\frac{W_y}{W_x}\right)}^2$

其中，所述W_x和W_y为根据电阻触摸屏确定的常数；所述d_x与所述d_y为不同取值。

Images