CN103268182A

CN103268182A - 一种电阻式触摸屏

Info

Publication number: CN103268182A
Application number: CN2013101785207A
Authority: CN
Inventors: 毛峡; 李娅强; 马寒军; 杨元胜
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-08-28

Abstract

本发明提出一种新型电阻式触摸屏，其包括：承载有第一导电薄膜的第一层基板，承载有第二层导电薄膜和第三层导电薄膜的第二层基板，承载有第四层导电薄膜和第五层导电薄膜的第三层基板，以及承载有两层导电薄膜的更多层基板，承载导电薄膜的玻璃基板；形成于第一基板下表面边缘的第一电极层，形成于第二层基板上、下表面边缘的第二电极层和第三电极层，以及形成于其他更多的每个基板的上、下两表面边缘的两个电极层，形成于玻璃基板边缘的电极层；在任意相邻两层基板之间印有用于将导电薄膜隔开的绝缘、透明的隔离点；各电极层与外部连接键连接的引线。本发明提供的电阻式触摸屏属于触摸屏领域，并且可以应用于可感受压力大小的触摸屏领域。

Description

一种电阻式触摸屏

技术领域

本发明属于触摸屏技术领域，尤其涉及感受触屏压力大小的应用领域。

背景技术

目前，触摸屏被广泛的应用于平板电脑，手机等各种电子设备中，对于电阻式触摸屏，其屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，复合薄膜由涂有导电涂层的玻璃基层，涂有导电涂层的塑料薄膜，以及在两导电层之间用于隔离绝缘的细小的透明隔离点这三部分构成。当手指接触屏幕，两层导电材料涂层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是电阻式触摸屏工作的基本原理。但是，目前的电阻式触摸屏的屏体部分只有两层导电薄膜，无论触屏压力大或者小，两层导电薄膜只有接触和被隔离两种状态，因此，目前的电阻式触摸屏无法识别施加到屏幕上压力的大小。

发明内容

发明目的：本发明为了克服现有电阻式触摸屏无法感知触屏压力大小的缺点，通过使用多层基板、导电薄膜结构，不同大小的压力施加到屏幕时会有不同层数导电薄膜相接触，进而使得不同层数工作面有电压输出，达到了感知触屏压力大小的目的。

本发明采用如下技术方案：

一种电阻式触摸屏，其包括：承载有第一导电薄膜的第一层基板，承载有第二层导电薄膜和第三层导电薄膜的第二层基板，承载有第四层导电薄膜和第五层导电薄膜的第三层基板，以及承载有两层导电薄膜的更多层基板，承载导电薄膜的玻璃基板；形成于第一基板的边缘的第一电极层，形成于第二基板上、下表面边缘的第二电极层和第三电极，以及形成于其他更多的每个基板的上、下两表面边缘的两个电极层，形成于玻璃基板边缘的电极层；在任意相邻两层基板之间印有用于将导电薄膜隔开的绝缘、透明的隔离点；各电极层与外部连接键连接的引线。

所述触摸屏的屏体结构最下方的基板为玻璃基板，其上表面承载有一层导电薄膜。

第一层基板，第二层基板……第n层基板均为透明、可弯曲、韧性较强的材料制成（通常为热塑性树脂），其中第一层基板可以是经过特殊化处理的防刮的树脂材料。

第一层基板位于触摸屏屏体结构的最上方，所述的第一层基板下表面承载有第一层导电薄膜。玻璃基板位于最下方，其上表面承载有导电薄膜。除所述第一层基板和玻璃基板外，其他基板的上、下两表面均承载有导电薄膜。

各基板贴合时可以使用双面胶带或者专用密封胶，也可以使用其他的固定、贴合方式。

所述电阻式触摸屏结构中，第一层基板及其承载的第一层导电薄膜，第二层基板及其承载的第二层导电薄膜，以及形成于第一层基板下表面边缘地第一电极层，形成于第二层基板上表面的第二层电极层，电极连接线，通过触摸屏控制器实现触屏时触摸点定位的功能。

第二层基板，第三基板，……第n层基板，都具有压力传感器的功能，实现了将施加到第一层基板的压力向下传递的作用。

第二层基板及其下表面承载的第三层导电薄膜，第三层基板及其上表面承载的第四层导电薄膜，以及形成于第二层基板下表面边缘的第三电极层，形成于第三层基板上表面边缘第四电极层，共同构成一个压力传感器工作单元，通过AD模块与CPU连接。不同压力大小施加到触摸屏时，会有不同数目的压力传感器单元工作。

当手指或者触屏笔接触到所述第一层基板时，这层基板会向下弯曲，并接触到第二层基板，第二层基板也会向下弯曲，若压力较大，第二层基板会向下弯曲接触到第三层基板，若压力较小，第二层基板则不会接触到第三层基板。所以，施加到触摸屏的压力大小不同可以使得不同层数的基板弯曲。压力越大，弯曲的基板层数越多，压力越小，弯曲的基板层数越少。

工作时，当手指或触屏笔接触到触摸屏，在触摸点位置的第一层基板会向下弯曲，和第二层基板产生接触，电阻发生变化，在X轴和Y轴两个方向产生信号，然后传送到触摸屏控制器，控制器侦测到这一接触并计算出X轴、Y轴的位置。若施加到触摸屏的压力较大，第二层基板向下弯曲并且与第三层基板接触，此时传感器工作单元输出一个接触信号，经AD转化，输入到CPU。由于不同大小的压力施加到屏幕时可以使得不同层数的基板发生弯曲，任意相对的两层导电薄膜相接触时传感器工作单元输出一个接触信号，CPU通过输入的接触信号多少判断施加到屏幕上的压力的大小。也就是说压力传感器单元输出的接触信号越多，弯曲的基板层数越多，施加到触摸屏的压力越大，反之越小。

本发明的主要特色：本发明通过使用层叠贴合放置的多层基板、导电薄膜结构，通过触摸屏物理结构的改进，利用塑料薄膜的韧性这一特性，使之作为压力传感器使用，并且可以通过合理使用外围电路实现感知触摸压力大小的功能。

本发明的效益与应用前景：本发明一方面可以应用于现有的触屏应用领域之中，提升应用性能；另外一方面，本发明可以实现感知触屏压力大小的这一功能，关于这一功能，可以作为一些绘图软件的硬件设备，也可以应用于“电子书法”，或者应用于娱乐功能，作为一些触屏游戏的硬件设备。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电阻式触摸屏中第二层基板下表面的电极结构示意图；

图3为本发明型实施例提供的电阻式触摸屏中第三层基板上表面的电极结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的问题、技术方案及效果更加清楚明白，以下结合附图，给出本发明的一个实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释，并不用于限定本发明。

工作时，若无压力施加到触摸屏，则承载于第一层基板111下表面的第一层导电薄膜112和承载于第二层基板上表面122的第二层导电薄膜121通过隔离点124隔开、绝缘，同时任意两层相对的导电薄膜都通过透明隔离点隔开，不会有接触。

若有较小压力施加到触摸屏上，第一层导电薄膜112和第二层导电薄膜121接触。第一层基板111及其承载的第一层导电薄膜112，第二层基板122及其承载的第二层导电薄膜121，以及形成于第一层基板下表面边缘地第一电极层，形成于第二层基板上表面的第二层电极层，电极连接线，通过触摸屏控制器实现触屏时触摸点定位的功能。在X轴和Y轴两个方向产生信号，然后传送到触摸屏控制器，控制器侦测到这一接触并计算出X轴、Y轴的位置。

若有较大压力施加到触摸屏上，第一层导电薄膜112和第二层导电薄膜121接触，同时第三层导电薄膜123和与其相对的承载于第三层基板上表面的第四层导电薄膜相接处。

如图2所示，外加电压于电极线23和24之间（例如加+3.3V电压），此时由于较大压力的作用，第三层导电薄膜123和与承载于第三层基板上表面的第四层导电薄膜相接处，图3所使得与电极31连接的电极线32就可以检测出电压输出，接线通过AD模块与CPU连接。

通过以上分析，第一层导电薄膜112和第二层导电薄膜121，通过触摸屏控制器实现触屏时触摸点定位的功能；第三层导电薄膜123和与其相对的第四层导电薄膜作为一个压力传感器单元工作，若此单元有压力输入则该传感器工作单元会输出接触信号；施加到触摸屏的压力大小不同时可以使不同层数的压力传感器单元工作，CPU通过传感器单元有电压输出层数不同判断触屏压力的大小。

Claims

一种新型电阻式触摸屏，其特点包括以下几个方面：

1.一种电阻式触摸屏，其包括：承载有第一导电薄膜的第一层基板，承载有第二层导电薄膜和第三层导电薄膜的第二层基板，承载有第四层导电薄膜和第五层导电薄膜的第三层基板，以及承载有两层导电薄膜的更多层基板，承载导电薄膜的玻璃基板；形成于第一基板下表面边缘的第一电极层，形成于第二基板上、下表面边缘的第二电极层和第三电极层，以及形成于其他每个基板的上、下两表面边缘的两个电极层，形成于玻璃基板边缘的电极层；在任意相邻两层基板之间印有用于将导电薄膜隔开的绝缘、透明的隔离点；各电极层与外部连接键连接的引线。
2.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：它包括多层基板，包括第一层基板、第二层基板、第三层基板、……、第n层基板以及玻璃基板，所述第一层基板、第二层基板、第三层基板、……第n层基板均为柔性可弯曲透明材料（通常为热塑性树脂）。
3.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：它包括多层导电薄膜，第一层基板的下表面承载第一层导电薄膜（通常为ITO导电层）；第二层基板的上表面承载第二层导电薄膜，所述第二层基板的下表面承载第三层导电薄膜；所述第三层基板的上表面承载第四层导电薄膜，所述第三层基板下表面承载第五层导电薄膜；第n层基板的上、下表面各承载有一层导电薄膜；玻璃基板的上表面承载有一层导电薄膜。
4.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：第一层导电薄膜和第二层导电薄膜由透明隔离点隔开，保持绝缘；第三层导电薄膜和第四层导电薄膜由透明隔离点隔开，保持绝缘；……承载于第n层基板下表面导电薄膜与玻璃基板上表面的导电薄膜由透明隔离点隔开，保持绝缘。
5.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：所述第n层基板层叠放置于玻璃基板上方，且与玻璃基板相邻，第n层基板下表面的导电薄膜与玻璃基板上表面的导电薄膜由透明隔离点隔开，保持绝缘。
6.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：层叠放置的每相邻的两层基板由双面胶带或者密封胶贴合。
7.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏，其特征为：用户可根据使用需求，塑料基板弹性、柔韧性等因素不同选择基板的层数n。