CN109445627B - 曲面触控装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种曲面触控装置及曲面触控装置的制作方法，曲面触控装置包括：一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少二触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括至少一主干部，所述主干部为条状，所述主干部呈螺旋状设置。

Description

曲面触控装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及曲面触控装置及其制作方法。

背景技术

近年来，随着技术的进步，触控模组的用途已越来越广，从常见的提款机、智能型手机、平板电脑、到工业用的触控电脑等等。然，目前市场上主流的触控模组多为直板型，另有少数触控模组的曲面为仅边缘具有一定曲率的2.5D结构，拥有大曲率曲面(如球形曲面或椭球形曲面)的触控模组较为少见。

现有技术中，对于大曲率曲面的触控模组的记载较少，涉及其具体结构、制作方法的技术还有待完善。具体地，球形曲面的预期应用范围广泛，且球形曲面的应用场景与传统的直板型存在一定差异，设计一种应用广泛、制作方便且成本低廉的球形触控装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

一种曲面触控装置，包括：一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少二触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括至少一主干部，所述主干部为条状，所述主干部呈螺旋状设置。

一种曲面触控装置的制作方法，包括如下步骤：

提供一球形外壳，所述球形外壳包括两个半球形外壳；

提供一绝缘基材，在所述绝缘基材一侧表面制作具备一定预定线路的导电线路层以形成一原触控感测层；

对所述原触控感测层进行裁切以获得至少两个螺旋状的触控感测层；

将两个所述触控感测层分别贴附于两个所述半球形外壳的内表面；以及

将两个所述半球形外壳扣合。

本发明的曲面触控装置，通过在透明或半透明的中空球形外壳的内表面设置螺旋状的触控感测层，使得该球形触控装置具备简单有效的结构且制作过程简化以降低成本，且，触控感测层并非全面覆盖球形外壳的内表面的全部，使得触控感测层贴附于曲面触控装置，尤其是贴附于本实施例的球形触控装置时不易产生气泡。再者，通过将一个圆形的原触控感测层划分为两个相互缠绕的螺旋状的触控感测层，提升了原触控感测层的利用率，降低成本。

附图说明

图1为本发明的球形触控装置的立体示意图。

图2为本发明的球形触控装置的平面示意图

图3为本发明的球形触控装置的俯视示意图。

图4为本发明的球形触控装置的制作流程示意图。

图5为本发明的球形触控装置的触控感测层的平面示意图。

主要元件符号说明

球形触控装置	10
		球形外壳	11
上半球	111
		下半球	112
触控感测层	12
		主干部	121
夹角	θ

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

附图中示出了本发明的实施例，本发明可以通过多种不同形式实现，而并不应解释为仅局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更为全面和完整的公开，并使本领域的技术人员更充分地了解本发明的范围。

下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

第一实施例

于一实施例中，曲面触控装置为一球形触控装置10，如图1所示，是本发明的球形触控装置10的立体示意图。球形触控装置10包括一球形外壳11以及至少二触控感测层12，球形外壳11为中空结构，球形外壳11包括位于其壳体相对两侧的内表面及外表面，触控感测层12贴附于球形外壳11的内表面，触控感测层12包括至少一主干部121，主干部121为条状，主干部121呈螺旋状设置，触控感测层12可通过透明的粘胶粘附于球形外壳11的内表面，如光学胶(optical adhesive，OCA)。

球形外壳11为透明或半透明材料，于一实施例中，球形外壳11的材料可以为有机物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及环状烯烃共聚物(Cyclo-olefinpolymer，COP)；球形外壳11的材料也可以为无机物，如二氧化硅(SiO₂)。

球形外壳11包括上半球111及下半球112，上半球111及下半球112结构相同且对称分布，上半球111以及下半球112扣合以形成球形外壳11。将球形外壳11分为相互扣合的上半球111以及下半球112可使球形外壳11与其他元件之间的装配提供足够的操作空间。当然，在其他实施方式中，上半球111与下半球112也可为非对称分布，例如，上半球111较小而下半球112较大。

触控感测层12具备触控感测功能，可对球形外壳11表面的触控进行感测。触控感测层12可以为软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，该软性电路板可通过其表面的电路对触摸进行感测，触控感测层12还可以为其他具备触摸感测功能的结构，这些结构应至少包含用于感测触摸的导电材料，如氧化铟锡(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金属网格(Metal Mesh)。

如图2及图3所示，图2为本发明的球形触控装置10的平面示意图，图3为本发明的球形触控装置10的俯视示意图。

如图2所示，于一实施例中，球形触控装置10包括两个结构相同的触控感测层12，两个触控感测层12分别位于上半球111和下半球112的内表面，两个触控感测层12的触控感测层12具有相同的结构且关于球形触控装置10的球心对称。在其他实施例中，分别位于上半球111和下半球112上的两个触控感测层12可具备不同的结构，主干部121亦可依据具体需要调整为其他合理的布局。

如图3所示，于一实施例中，触控感测层12包括一主干部121，呈螺旋状设置的主干部121包括两端，主干部121的一端位于上半球111或下半球112的弧面的中心，主干部121在上半球111或下半球112的内表面上环绕弧面的中心设置，主干部121的另一端位于该主干部121形成的螺旋形的最外侧，主干部121上的任意一段对应的弧所对应的圆的半径均相等。在其他实施例中，主干部121上的任意一段对应的弧所对应的圆的半径均不相等，主体部121由上半球111或下半球112的弧面的中心向上半球111或下半球112的弧面的边界环绕延伸的方向上，主干部121上的任意一段对应的弧所对应的圆的半径逐渐增大。

如图2所示，主干部121在上半球111或下半球112的内表面上环绕弧面的中心呈螺旋状伸展的过程中，主干部121逐渐靠近上半球111与下半球112的交界线，主干部121延伸上升的旋转角度θ的取值范围可以为1°至90°。

于一实施例中，触控感测层12还可包括多个支干部，多个支干部由主干部121向外延伸形成，多个支干部位于主干部121同一侧，多个支干部间隔设置且形状相同，多个支干部的间隙相等。在其他实施例中，多个支干部位于主干部121同一侧，多个支干部间隔设置，每个支干部可与另一支干部的形状或尺寸相同或不相同，多个支干部的间隙不相等，支干部的形状可以为矩形或三角形，亦可为其他由规则图形拼凑形成的不规则图形。

球形触控装置10还包括一处理单元(图未示)，处理单元位于球形触控装置10内的中空区域中，处理单元大致位于球形外壳11的球心处，处理单元可通过导线同时与两个主体部121的任一端点电性连接。触控感测层12所感测的电信号传导至处理单元，处理单元可对触控感测层12的电信号进行分析。

当球形外壳11被握持或触摸时，触控感测层12被触摸而引起电信号变化，处理单元通过对触控感测层12发生变化的电信号进行分析以判断触摸的位置或者握持的方式，并据此提供不同的反馈方案。

本发明的球形触控装置10，通过在透明或半透明的中空球形外壳11的内表面设置螺旋状的触控感测层12，使得该球形触控装置10具备简单有效的结构且制作过程简化以降低成本，且，触控感测层12并非全面覆盖球形外壳11的内表面的全部，使得触控感测层12贴附于曲面触控装置，尤其是贴附于本实施例的球形触控装置10时不易产生气泡。

第二实施例

于一实施例中，曲面触控装置为一球形触控装置10。如图4所示，为本发明的球形触控装置10的制作流程示意图。

步骤S11：提供一球形外壳11，球形外壳11包括两个半球形外壳。

两个半球形外壳可扣合形成中空的球形外壳11，球形外壳11包括位于其壳体相对两侧的内表面及外表面，球形外壳11为透明或半透明材料。

步骤S12：提供一绝缘基材，在绝缘基材一侧表面制作具备一定预定线路的导电线路层以形成一原触控感测层。

步骤S13：对所述原触控感测层进行裁切以获得至少两个螺旋状的触控感测层。

将原感测层设置于机台上，使用该机台上的工业镜头抓取原触控感测层的位置坐标，然后通过一冲压刀头对原触控感测层进行冲压以获得如图5所示的两个触控感测层12，使得两个触控感测层12均呈螺旋状排布，一个触控感测层12设置于另一个触控感测层12的螺纹的空隙中，两个触控感测层12相互缠绕。

本实施例中，两个触控感测层12均包括主干部121，两个主干部121均为螺旋状，两个主干部121相互缠绕。在其他实施例中，触控感测层12还可包括多个由主干部121延伸而出的支干部，一个触控感测层12与另一个触控感测层12相互嵌合拼凑为一完整结构。

在其他实施例中，可通过激光裁切或气刀裁切的方式对原触控感测层进行裁切以获得两个触控感测层12。

待裁切完成且原触控感测层冷却后，将两个触控感测层12沿裁切线分离。

步骤S14：对触控感测层12的电路进行预处理。

触控感测层12上预留有与外部接触的电连接垫，使触控感测层12通过电连接垫与外部电子元件电连接。

步骤S15：将两个触控感测层12分别贴附于两个半球形外壳的内表面。

通过热压工艺将一触控感测层12的一端固定于任一半球形外壳的弧面的中心，通过旋转半球形外壳或触控感测层12中的至少一个将触控感测层12逐步压合至半球形外壳的内表面。将另一触控感测层12通过相同的工艺固定于另一半球形外壳的内表面。

步骤S16：将两个内表面粘附有触控感测层12的半球形外壳扣合以形成球形触控装置10。

可以理解的，在两个半球形外壳扣合之前，还可在球形外壳11的中空结构中设置其他电子元件，如设置一中央处理单元。

本发明的球形触控装置10，通过将一个圆形的原触控感测层划分为两个相互缠绕的螺旋状的触控感测层12，提升了原触控感测层的利用率，使得原触控感测层的利用率大于70％，且，通过旋转半球形外壳或触控感测层12中的至少一个将触控感测层12逐步压合至半球形外壳的内表面，提升了压合效率。

可以理解，虽然上述实施例以球形触控装置为例进行介绍，然并非限定本发明仅能用于为球形的曲面触控装置，本发明还可应用于其他曲面触控装置，例如橄榄形触控装置等。所述曲面触控装置包括一曲面外壳，所述一曲面外壳，所述曲面外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少二触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种曲面触控装置，其特征在于，包括：

一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；

至少二触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括至少一主干部，所述主干部为条状，所述主干部呈螺旋状设置；

所述球形外壳包括扣合以形成所述球形外壳的上半球及下半球，两个所述触控感测层分别贴附于所述上半球的内表面及所述下半球的内表面，其中一个所述触控感测层的所述主干部在所述上半球的内表面上呈螺旋状延伸，另一个所述触控感测层的所述主干部在所述下半球的内表面上呈螺旋状延伸；

所述触控感测层，其结构可以为软性电路板、氧化铟锡、金属网格其中之一；

所述触控感测层的数量为两个，且两个所述触控感测层的外形为互补的，两个所述触控感测层能够相互嵌合拼凑为一个完整且连续的图形。

2.如权利要求1所述的曲面触控装置，其特征在于：所述触控感测层还包括多个支干部，所述多个支干部由所述主干部向外延伸形成，所述多个支干部位于所述主干部同一侧。

3.如权利要求2所述的曲面触控装置，其特征在于：所述上半球及所述下半球的结构相同且对称分布。

4.如权利要求2所述的曲面触控装置，其特征在于：所述主干部的一端位于所述上半球或所述下半球的弧面的中心，所述主干部在所述内表面上环绕所述弧面的中心设置。

5.如权利要求4所述的曲面触控装置，其特征在于：所述主干部的任意一段对应的弧所对应的圆的半径均不相等。

6.如权利要求4所述的曲面触控装置，其特征在于：所述多个支干部间隔设置，所述支干部的形状相同。

7.一种曲面触控装置的制作方法，包括如下步骤：

提供一球形外壳，所述球形外壳包括两个半球形外壳；

提供一绝缘基材，在所述绝缘基材一侧表面制作具备一定预定线路的导电线路层以形成一原触控感测层；

对所述原触控感测层进行裁切以获得至少两个螺旋状的触控感测层；

将两个所述触控感测层分别贴附于两个所述半球形外壳的内表面；以及

将两个所述半球形外壳扣合；

由原触控感测层裁切形成的两个所述触控感测层均为螺旋状，使一个所述触控感测层位于另一个所述触控感测层的螺纹的空隙中。

8.如权利要求7所述的曲面触控装置的制作方法，其特征在于：将一所述触控感测层的一端固定于任一所述半球形外壳的弧面的中心，通过旋转所述半球形外壳或所述触控感测层中的至少一个将所述触控感测层逐步压合至所述半球形外壳的内表面。

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