CN110377183A - 一种球形电容式触摸屏及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球形电容式触摸屏，包括球形面板和粘贴在球形面板上的球形感应功能片。一种球形电容式触摸屏的制作方法，包括如下步骤，步骤1)制作成所需尺寸的球形面板；步骤2)制作粘贴在球形面板上的球形感应功能片；步骤3)将步骤2.4中横向电极功能片粘贴在步骤1的球形面板上；步骤4)将步骤2.6中纵向电极功能片粘贴在步骤3的球形面板上，形成球形电容式触摸屏。优点，球形触摸屏作为一个全新结构，可以应用在未来的智能汽车或其他智能机械的操作杆上。

Description

一种球形电容式触摸屏及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种球形电容式触摸屏及其制作方法。

背景技术

电容式触摸屏作为一种简单、便捷的人机交互方式。已经广泛应用于我们日常生活各个领域，如智能手机、智能手表、导航系统、数码相机、游戏设备、显示器、电器控制、医疗设备等等。通用的触摸屏技术包括适用于移动设备和消费电子产品的电阻式触摸屏和电容式触摸屏以及用于其他应用的表面声波触摸屏和红外线触摸屏。

电容式触摸屏因为具备多点触摸、灵敏度高的性能，不仅仅在消费电子应用上大放异彩，在其他领域的使用也越来越普及。

传统触摸屏的结构均为平面设计，近年来出现了部分弧形设计的触摸屏应用在洗衣机等大尺寸家电上。球形触摸屏作为一个全新结构，可以应用在未来的智能汽车或其他智能机械的操作杆上。

发明内容

本发明提出了一种球形电容式触摸屏，该触摸屏与一般传统的触摸屏设计相比，其结构从平面结构或弧面结构升级为球体结构；具体为：

一种球形电容式触摸屏，包括球形面板和粘贴在球形面板上的球形感应功能片。

对本发明技术方案的优选，透明基板可以是PET透明有机高分子材料或PC透明有机高分子材料。

对本发明技术方案的优选，透明导电层可以是ITO、IZO、纳米银、纳米碳管。

对本发明技术方案的优选，球形面板优选ABS塑料通过注塑工艺成型。

对本发明技术方案的优选，球形感应功能片通过柱面展开和锥面展开分别在其上设计出横向电极和纵向电极。

球形电容式触摸屏因为设计的结构是球体结构，所以球形面板材质优选ABS，通过注塑工艺成型。所述球形感应功能片，包括透明基板和基板上镀的透明导电层，透明基板可以是PET、PC等透明有机高分子材料，透明导电层可以是ITO、IZO、纳米银、纳米碳管等，作为优选方式，透明电极层为ITO层。

本发明提出一种球形电容式触摸屏的制作方法，该方案的设计原理是这样的：传统的触摸屏生产设备都只能加工制作平面的功能片，所以就需要将球体设计转化为平面设计。假想把球形的功能片划分为若干与它接近的可展开曲面的小块(柱面或锥面等)，按可展开曲面进行近似展开。通过柱面展开和锥面展开分别来在其上设计出横向电极和纵向电极。按照展开后的外形可以在平面的基板上，按现有的平面工艺进行后续工序的加工。最后用激光切割出需要的外形，最终组装成球形的触摸屏。

一种球形电容式触摸屏的制作方法，包括如下步骤

步骤1)选用ABS塑料通过注塑工艺成型制作成所需尺寸的球形面板；

步骤2)制作粘贴在球形面板上的球形感应功能片，具体思想为，传统的触摸屏生产设备都只能加工制作平面的功能片，所以就需要将球体设计转化为平面设计，先假想把球形感应功能片划分为若干与它接近的可展开曲面的小块，按可展开曲面进行近似展开成平面，在传统的触摸屏生产设备上加工出横向电极和纵向电极；

步骤2.1)在透明基板上镀透明电极层；

步骤2.2)设定触摸屏的电极宽度；

步骤2.3)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过柱面展开计算并形成横向电极的展开设计图面，横向电极的展开设计图面包括横向电极设计图、横向电路设计图和横向外形设计图；

步骤2.4)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.3中的横向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最后切割出外形，形成横向电极；

步骤2.5)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过锥面展开计算并形成纵向电极的展开设计图面，纵向电极的展开设计图面包括纵向电极设计图、纵向电路设计图和纵向外形设计图；

步骤2.6)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.5中的纵向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最终切割出外形，形成纵向电极；

步骤3)将步骤2.4中横向电极功能片粘贴在步骤1的球形面板上；

步骤4)将步骤2.6中纵向电极功能片粘贴在步骤3的球形面板上，形成球形电容式触摸屏。

本发明技术中提及的曲面的柱面展开和锥面展开为已知技术。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明球形电容触摸屏，作为一个全新结构，可以应用在未来的智能汽车或其他智能机械的操作杆上；本发明球形电容触摸屏可以采用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板加工。

附图说明

图1是实施例1的柱面展开的横向电极图。

图2是图1拼成的效果图。

图3是实施例1的锥面展开的纵向电极面。

图4是图3拼成的效果。

图5是在小块上粘贴两个电极的示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图5和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种球形电容式触摸屏，包括球形面板和粘贴在球形面板上的球形感应功能片。球形感应功能片通过光学胶水(LOCA)或者光学胶带(OCA)粘合在球形面板上，球形感应功能片通过柱面展开和锥面展开分别在其上设计出横向电极和纵向电极。球形电容式触摸屏因为设计的结构是球体结构，所以球形面板材质优选ABS，通过注塑工艺成型。所述球形感应功能片，包括透明基板和基板上镀的透明导电层，透明基板可以是PET、PC等透明有机高分子材料，透明导电层可以是ITO、IZO、纳米银、纳米碳管等，作为优选方式，透明电极层为ITO层。

一种球形电容式触摸屏的制作方法，该方案的设计原理是这样的：传统的触摸屏生产设备都只能加工制作平面的功能片，所以就需要将球体设计转化为平面设计。假想把球形的功能片划分为若干与它接近的可展开曲面的小块(柱面或锥面等)，按可展开曲面进行近似展开。通过柱面展开和锥面展开分别来在其上设计出横向电极和纵向电极。按照展开后的外形可以在平面的基板上，按现有的平面工艺进行后续工序的加工。最后用激光切割出需要的外形，最终组装成球形的触摸屏。

一种球形电容式触摸屏的制作方法，包括如下步骤

步骤1)选用ABS塑料通过注塑工艺成型制作成所需尺寸的球形面板；

步骤2)制作粘贴在球形面板上的球形感应功能片，具体思想为，传统的触摸屏生产设备都只能加工制作平面的功能片，所以就需要将球体设计转化为平面设计，先假想把球形感应功能片划分为若干与它接近的可展开曲面的小块，按可展开曲面进行近似展开成平面，在传统的触摸屏生产设备上加工出横向电极和纵向电极；

步骤2.1)在透明基板上镀透明电极层；

步骤2.2)设定触摸屏的电极宽度；

步骤2.3)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过柱面展开计算并形成横向电极的展开设计图面，横向电极的展开设计图面包括横向电极设计图、横向电路设计图和横向外形设计图；

步骤2.4)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.3中的横向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最后切割出外形，形成横向电极；

步骤2.5)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过锥面展开计算并形成纵向电极的展开设计图面，纵向电极的展开设计图面包括纵向电极设计图、纵向电路设计图和纵向外形设计图；

步骤2.6)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.5中的纵向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最终切割出外形，形成纵向电极；

步骤3)将步骤2.4中横向电极功能片粘贴在步骤1的球形面板上；

步骤4)将步骤2.6中纵向电极功能片粘贴在步骤3的球形面板上，形成球形电容式触摸屏。

实施例1

我们以一个直径50mm的球形电容式触摸屏的展开设计对球形电容式触摸屏的制作方法中的步骤2.3、步骤2.4、步骤2.5和步骤2.6作进一步说明。

直径50mm的球形电容式触摸屏，可知直径50mm的球形感应功能片的其周长经过计算可以知道是157mm，根据圆的周长计算公式π*D＝周长，得到。

触摸屏的每条电极宽度设计在4mm-10mm之间，这里我们选7mm。

定义，球的南北极的点分别用A和B指代，同时定义球上在正中0纬度上的一个点，展开后的两个端点分别用C和D指代。

如图1所示，对球形感应功能片进行柱面展开，设计横向电极。

由于C和D之间的距离等于一个周长，就是157mm，A和B之间的距离是半个周长，在这里就是77.5mm。

本实施例中要求在每个小块上都有两个横向电极，如图5所示，因此根据周长/(电极宽度*2)＝11，所以把这个球形感应功能片展开成11瓣，如图1所示。

如图3所示，对球形感应功能片进行锥面展开，设计纵向电极。

由于C和D之间的距离等于一个周长，就是157mm，A和B之间的距离是半个周长，在这里就是77.5mm。

本实施例中要求在每个小块上都有两个纵向电极，因此根据周长/(电极宽度*2)＝11，所以把这个球形感应功能片展开成11瓣，如图3所示。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种球形电容式触摸屏，其特征在于，包括球形面板和粘贴在球形面板上的球形感应功能片。

2.根据权利要求1所述的球形电容式触摸屏，其特征在于，透明基板可以是PET透明有机高分子材料或PC透明有机高分子材料。

3.根据权利要求1所述的球形电容式触摸屏，其特征在于，透明导电层可以是ITO、IZO、纳米银、纳米碳管。

4.根据权利要求1所述的球形电容式触摸屏，其特征在于，球形面板优选ABS塑料通过注塑工艺成型。

5.根据权利要求1所述的球形电容式触摸屏，其特征在于，球形感应功能片通过柱面展开和锥面展开分别在其上设计出横向电极和纵向电极。

6.权利要求1-5任一项所述的球形电容式触摸屏的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)选用ABS塑料通过注塑工艺成型制作成所需尺寸的球形面板；

步骤2)制作粘贴在球形面板上的球形感应功能片，具体思想为，传统的触摸屏生产设备都只能加工制作平面的功能片，所以就需要将球体设计转化为平面设计，先假想把球形感应功能片划分为若干与它接近的可展开曲面的小块，按可展开曲面进行近似展开成平面，在传统的触摸屏生产设备上加工出横向电极和纵向电极；

步骤2.1)在透明基板上镀透明电极层；

步骤2.2)设定触摸屏的电极宽度；

步骤2.3)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过柱面展开计算并形成横向电极的展开设计图面，横向电极的展开设计图面包括横向电极设计图、横向电路设计图和横向外形设计图；

步骤2.4)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.3中的横向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最后切割出外形，形成横向电极；

步骤2.5)依据所需尺寸的球形感应功能片以及电极宽度，通过锥面展开计算并形成纵向电极的展开设计图面，纵向电极的展开设计图面包括纵向电极设计图、纵向电路设计图和纵向外形设计图；

步骤2.6)利用传统的触摸屏生产设备和原有的平面工艺在透明基板上依据步骤2.5中的纵向电极的展开设计图面加工出透明电极和电路，最终切割出外形，形成纵向电极；

步骤3)将步骤2.4中横向电极功能片粘贴在步骤1的球形面板上；

步骤4)将步骤2.6中纵向电极功能片粘贴在步骤3的球形面板上，形成球形电容式触摸屏。