CN1444759A - 采用组合布线跟踪的触摸屏面 - Google Patents

Abstract

制造触摸屏面的方法，其中，玻璃基片涂以电阻层(50)；导电的边沿电极图形(54)和导电的布线跟踪图形(56，58，64，68)施加在电阻层(50)上；对导电的边沿电极(54)和导电的跟踪线(56，58，64，68)进行电气隔离；绝缘的保护性边缘层施加在边沿电极(54)和跟踪线(56，58，64，68)上。提供一种触摸屏面，它包括在其一面涂以电阻层(50)的玻璃基片(52)；电阻层(50)上的边沿电极图形(54)；电阻层(50)上的布线跟踪图形(56，58，64，68)；布线跟踪图形(56，58，64，58)和边沿电极图形(54)之间电阻层(50)上的沟槽；以及边沿电极图形(54)与布线跟踪图形(56，58，64，68)上绝缘的保护性边缘层。

Description

采用组合布线跟踪的触摸屏面

相关申请

本申请与题目为“触摸屏的组合布线线束”，申请日为2000年2月2日的第60/179，874号专利申请相关。

发明领域

本发明涉及采用组合布线跟踪的触摸屏面，它取消了现有技术的体积大和不可靠的触摸屏面外部布线并降低触摸屏面组件的生产费用。

发明背景

触摸屏面一般由绝缘(如，玻璃)基片和配置在绝缘基片上的电阻层而组成。然后，在电阻层边沿上形成导电的边沿电极图形。导电电极以x，y方向形成正交电场通过电阻层。就基片而言，手指或触针触摸屏面活动区，就产生代表手指或触针位置的x，y坐标信号。这样，连接至触摸屏面的相关触摸屏面电路通过布线跟踪能确定触摸发生在基片上哪个位置。

一般，计算机程序在触摸屏面支配下对用户在监视器上产生一种选择(即，按这儿为“是”和按这儿为“否”)，导电的电极图形在用户接触触摸屏面时帮助检测出选择的为哪项。

有关上述申请涉及触摸屏面电阻层上改进的边沿电极图形。即将的申请涉及接至触摸屏面上的现有技术布线线束的改进。

现在一般有4根绝缘的单个导线，每根导线都沿着和环绕触摸屏面的边沿延伸至触摸屏面的每个角，在此将导线绝缘层除去，用手工将导线焊接至屏面的每个角上的终端电极。

通常也用一层或多层带把导线固定在屏面的边沿，在导线和屏面的边沿电极之间还有绝缘层，对导线和边沿电极进行电气隔离。

采用现有技术制作的器件有很多问题。焊点常常不十分可靠，而且在平滑表面上凸起焊点。还有将每根导线端部焊接至角电极上时会损坏电极，或甚至于使触摸屏面基片断裂。又，此组装工序的工作量大，费用也大。

为了降低噪声，噪声屏蔽可以放置在导线下。然而，噪声保护往往得不到满足。同时，组装好的触摸屏面没有光洁的外观。相反，导线上的带体积大和很显眼，影响触摸屏面的外观。

发明概述

本发明的目的是提供采用组合布线跟踪的触摸屏面。

本发明的另一目的是提供比现有技术的触摸屏面组件更可靠的采用组合布线跟踪的触摸屏面。

本发明的另一目的是提供外观更光洁且型面高度不大的触摸屏面。

本发明的另一目的是提供采用组合布线跟踪的触摸屏面的生产方法。

本发明的另一目的是提供一种能排除损坏触摸屏面角电极的可能性和损坏触摸屏面基片的可能性的采用组合布线跟踪的触摸屏面的生产方法。

本发明的另一目的是提供一种比现有技术方法的工作量小和费用少的采用组合布线跟踪的触摸屏面的生产方法。

本发明的另一目的是提供一种采用组合布线跟踪并在布线跟踪图形和边沿电极图形上采用保护涂层的触摸屏面。

本发明的另一目的是提供一种触摸屏面的生产方法，其中，边沿电极图形的导电银膏和布线跟踪图形是和保护涂层在一起烧制的，其结果是节约时间和成本。

根据本发明的更可靠的、工作量小的和费用较少的和从美学角度上更适意的型面高度不大的触摸屏面组件是采用组合布线跟踪来完成的，其中现有技术的各个单根导线由采用印刷法或其他一些方法直接沉淀在触摸屏面电阻层上的布线跟踪图形所替代，然后，通过激光蚀刻法或其他一些方法对布线跟踪图形和边沿电极图形进行电气隔离。

本发明特征在于触摸屏面的生产方法，它包括将玻璃基片涂以电阻层；将导电的边沿电极图形施加在电阻层上；将导电的布线跟踪图形施加在电阻层上，和对导电的边沿电极和导电的跟踪线进行电气隔离。

导电层一般是锡锑氧化物成份，玻璃基片是钠钙玻璃成份。

施加导电的边沿电极图形和布线跟踪图形的步骤一般包括将银/玻璃料涂膏按照边电极图形和布线跟踪图形的形状采用丝网印刷法印制至电阻层上。电气隔离步骤包括使用激光光束将在边沿电极和跟踪线之间的电阻材料切开。绝缘的保护性边缘层施加步骤包括在边沿电极和跟踪线上采用丝网印刷法印制绝缘材料。绝缘材料较佳的是硼硅酸铅玻璃成份。

屏面要经历升温的第一周期，燃烧掉任何有机材料，然后是升温停止周期，固化电极和跟踪线材料，和熔化绝缘的边缘层材料。

升温一般至500℃至525℃之间，第一周期约5分钟，停止周期约2至3分钟。

按照本发明的触摸屏面包括在其一面涂以电阻层的玻璃基片；电阻层上的边沿电极图形；电阻层上的布线跟踪图形；在布线跟踪图形和边沿电极图形之间的电阻层上有一沟槽，用以使布线跟踪图形与边沿电极图形电气隔离；以及在边沿电极图形和布线跟踪图形上的绝缘的保护性边缘层。

电阻层可以是锡锑氧化物成份，玻璃基片可以是钠碱玻璃成份。边沿电极图形和布线跟踪图形较佳地由银/玻璃涂膏成份形成。绝缘的保护性边缘层较佳地由硼硅酸铅玻璃成份形成。

附图简述

从下面描述的较佳实施例和附图中，本领域的熟练人员还可以发现其他的目的，特征和优点，其中：

图1是现有技术的触摸屏面组件的示意图；

图2是在边沿电极图形和布线跟踪图形由丝网印刷至电阻层之前的本发明的触摸屏面示意图；

图3是在边沿电极图形和布线跟踪图形由丝网印刷至触摸屏面之后的本发明的触摸屏面示意图；

图4是示出跟踪线如何与边沿电极图形的电极电气隔离的本发明的触摸屏面部分的侧面局部剖视图；

图5是在绝缘的保护性边缘层沉淀在边沿电极图形和布线跟踪图形上之后的本发明的触摸屏面部分的另一个截面图；

图6是示出有关生产本发明的触摸屏面的较佳烧制停止时间和温度的图表；和

图7是描绘按照本发明生产触摸屏面组件的方法的主要生产步骤的流程图。

较佳实施例描述

如现有技术所示，现有技术的触摸屏面10(图1)包括基片12，它通常含有绝缘层(如，玻璃)，在绝缘层的主要工作表面上的电阻层，以及电阻层上的导电边沿电极14和终端电极，一般称作角电极。在触摸屏面的每个其他角18，20和22也有附加的角电极(未示出)。按照事先制定的图形形式，沿着屏面10的各个边沿24，26，28和30反复地设置边沿电极14。

导线32，34，36和38延伸至各个角电极，将导线端的绝缘材料剥去，焊接至相应的角电极上，以便产生合适的电场通过屏面10的工作表面40。这样，例如导线32沿着屏面10的边沿24和26延伸至角18的角电极(未示出)；导线34沿着屏面10的边沿24延伸至角电极16；导线38沿着屏面10的边沿24和30延伸至角20的角电极(未示出)。导线36沿着屏面10的边沿24延伸至角22的角电极(未图示)。在一些现有技术实施例中，绝缘带和噪声隔离屏蔽层44设置在导线和边沿电极之间，以便对边沿电极14进行电气隔离。在贴近各个角电极的绝缘带上作一小孔，如图46所示，以便将各个导线端部焊至相关角电极上。另一个方法是绝缘带端部紧贴各个角电极。在其它实施例中，导线简单地由带匝绕在屏面10的边沿。在有些实例中，带层48和/或保护性(如，“Kapton”)带层50放置在导线上面。噪声隔离的屏蔽层44可置于边沿电极之上和导线32，34，36和38之下。

为了说明的缘故，图1中，边缘层44，48和50的厚度和宽度夸大了许多，基片12的厚度也夸大了。实际的触摸屏面厚度一般为1/8英寸或更薄些，层44，48和50基本上比它更薄，但导线32，34，36和38却使完成的组件看似有些笨重和不完美。

又，现有技术的触摸屏面10在有些情况下是不十分可靠的，因为各个导线和角电极之间的焊点会失效。又，将各个导线端部焊接至角电极上的行动会损坏电极，或甚至于使触摸屏面的基片破裂。此外，导线端部焊至角电极上和采用绝缘带将导线系在屏面的边沿上的这种组装工序工作量大，费用也大。

然而在本发明中，布线和保护层是作为触摸屏面的一部分而组合在一起的，所以触摸屏面不需要采用如现有技术的那种笨重的导线或各个带层。

按照本发明的触摸屏面48(图2)是采用真空溅射法将电阻层50(如锡锑氧化物)涂复在玻璃基片52(如钠碱玻璃成份)上而制成生的。涂层50的厚度小于1000埃，基片52的厚度一般在1至3毫米，对角线为15英寸，视应用而定。

导电的边沿电极图形54(图3)是采用导电的银/玻璃料涂膏(Du Pont7713)用丝网印刷法印刷至电阻层50上，同时布线跟踪图形56也是采用导电的银/玻璃料涂膏用丝网印刷法印刷至电阻层50上，见图7步骤100。

如图3所示，跟踪线58从结点60开始，沿着触摸屏面48的边沿延伸至边沿电极图形54的角电极62上。跟踪线64同样从结点60开始，沿着屏48的另一边沿延伸至边沿电极图形54的角电极66上。跟踪线68从结点60开始，延伸至角电极70上，而跟踪线72从结点60开始，延伸至边沿电极图形54的角电极74上。每条跟踪线高度一般为12至16微米，宽度在0.015英寸和0.025英寸之间。结点60是控制器接口的唯一的连接地方，产生的电场通过触摸屏面。

边沿电极图形54可采用相应的申请号为09/169,391的申请所揭示的图形形式，或美国专利No.4,198,539；4,293,734或4,371,746所揭示的形式，它们均结合在此作为参考。一般，边沿电极图形和布线跟踪图形在屏面48的边沿上只占3/8英寸，所以图3是未按比例的。

在120℃，5分钟的烘干工序将银/玻璃料涂膏烘干后，下一个步骤是将跟踪线与边沿电极图形的电极进行电气隔离，但角电极除外，在有2条或更多的跟踪线相邻时，这些跟踪线相互间也要电气隔离，见图7步骤102。

如图4所示，使用激光80切开跟踪线58和边沿电极图形54之间区域的电阻涂层50，其切开深度一般相当于(达到)玻璃基片52的顶部。这样，跟踪线58与边沿电极图形54就电气隔离，同样的技术适用于有2条或更多跟踪线的地方，对跟踪线58，72，68和64相互间进行隔离，也适用于将上述跟踪线与邻近每条跟踪线的边沿电极图形的边沿电极隔离。

在较佳实施例中，使用Q开关YAG激光器在电阻层50上形成0.008至0.010英寸宽的沟槽82。激光光束波长为1.06微米，平均功率为32瓦。也可使用其它的切开法或腐蚀法来实现电气隔离。在有些情况下，如果已提供电气隔离(如一些或少量电阻材料剩留着)，则沟槽82不需要完全贯穿电阻层50。

在下一个步骤中，绝缘的保护性边缘层86(图5)沉淀在跟踪线和边沿电极图形上，充填相邻跟踪线之间的沟槽，和充填在跟踪线和跟踪线附近的边沿电极之间的沟槽。在另一实施例中，绝缘材料只沉淀在跟踪线和跟踪线邻近的边沿电极之间的沟槽中。

在较佳实施例中，图7的步骤104，绝缘的硼硅酸铅玻璃成份(DuPontDG-150)用丝网印刷法印刷至布线跟踪图形和边沿电极图形上触摸屏面边缘区周围。经烧制后，边缘层86(图5)的宽度一般是1/2英寸，高度约12微米。

硼硅酸铅玻璃层86经过120℃，5分钟的烘干后(任选步骤)，它和边沿电极图形和布线跟踪图形的导电银/玻璃料涂膏一起烧制而固化，较佳地在同一时间，在一只红外线炉中进行，见图7步骤106。

在烧制步骤期间，在硼硅酸铅玻璃层完全固化之前，允许银/玻璃料涂膏和硼硅酸铅玻璃中的有机粘结剂逸出于外层，防止产生空穴和缺陷。

因此，在红外炉达到使银/玻璃料涂膏得以固化和硼硅酸铅玻璃完全熔化的最高温度之前，允许排气(outgassing)。

如图6所示，为了让溶剂蒸发和燃烧掉厚膜材料中的有机粘合剂，较佳燃烧曲线图由室温至500℃-525℃，时间5分钟所形成的斜面组成。斜面后面为500℃以上，2-3分钟的停止周期，使玻璃料中的玻璃熔化和银得以烧结。然后，基片带回到环境温度。如有需要，为了增加时间燃烧掉有机粘合剂，另加的燃烧曲线图由室温至300℃，停止周期在300℃-400℃之间6至10分钟所形成的斜面组成。停止周期后是第二个斜面，最高温度为500℃至525℃，停止周期很短或没有停止周期。然后将基片带回到环境温度。在燃烧前，进行另一次分开的烘干步骤来蒸发厚膜材料中的溶剂。烘干曲线图由120℃至135℃的停止周期为2～6分钟所形成的斜面组成。然后，基片带回到环境温度。绝缘的硼硅酸铅玻璃层有效地保护跟踪线和边沿电极，并使它们相互隔离。在现有技术中使用不雅观的绝缘带经常会剥离，使边沿电极和跟踪线得不到保护。又，边沿电极图形和跟踪线的涂膏和硼硅酸盐玻璃保护层是一起燃烧的，故免除了现有技术中分开的燃烧步骤。

燃烧后，通过喷射法和/或浸渍技术将硬涂层和/或防微生物和/或防划伤涂层涂复在触摸屏面活动区上(在保护性边缘层上可任选)，见图7步骤108，然后将布线电缆接至接点60(图3)，图7步骤110。

虽然本发明的特征示于一些附图中，而未出现在其他地方，这只是为了方便起见，因为根据本发明的各个特征可与任何其他持征，或与所有其他特征相结合在一起。词汇“包括”，“组成”，“具有”和“带有”等可以广义地全面地理解，而不限于任何事物的相互内在联系。又本申请中揭示的任何实施例均不认为是唯一可能的实施例。

对本领域的熟练人员来说，也会想到下述权利要求书范围内的其它实施例。

Claims (18)

1.一种制造触摸屏面的方法，包括：

在绝缘基片上涂复电阻层；

将导电的边沿电极图形施加在电阻层上和将导电的布线跟踪图形施加在电阻层上；

对导电的边沿电极和导电的跟踪线进行电气隔离；以及

在边沿电极和跟踪线之间至少施加一种绝缘材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

导电层是锡锑氧化物组份。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

绝缘基片是玻璃。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

施加导电的边沿电极圆形和布线跟踪图形的步骤包括将银/玻璃涂膏按照边沿电极图形和布线跟踪图形的形状用丝网印刷法印制至电阻层上。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

电气隔离步骤包括使用激光束切开在边沿电极与跟踪线之间的电阻材料，和各跟踪线之间的电阻材料。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

施加绝缘材料的步骤包括通过将绝缘材料组份丝网印刷至边沿电极和跟踪线上的方法将绝缘的保护性边缘层施加在边沿电极和跟踪线上。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

绝缘材料组份是硼硅酸铅玻璃成份。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对已施加的边沿电极，跟踪线和绝缘的边缘层进行烧制的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述烧制包括使屏面在第一周期经受高温以燃烧掉任何有机材料，然后是高温停止周期，固化电极和跟踪线材料并熔化绝缘的边缘层材料。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：

高温在500℃至525℃之间，第一周期约5分钟，停止周期约2至3分钟。

11.一种触摸屏面，包括：

在其一面涂以电阻层的基片；

在电阻层上的边沿电极图形；

在电阻层上的布线跟踪图形，和

形成于布线跟踪图形和边沿电极图形之间的电阻层上的沟槽，用以对布线跟踪图形和边沿电极图形进行电气隔离。

12.如权利要求11所述的触摸屏面，其特征在于：电阻层是锡锑氧化物成份。

13.如权利要求11所述的触摸屏面，其特征在于基片是玻璃。

14.如权利要求11所述的触摸屏面，其特征在于边沿电极图形由银/玻璃料涂膏组份形成。

15.如权利要求11所述的触摸屏面，其特征在于布线跟踪图形由银/玻璃料涂膏组份形成。

16.如权利要求11所述的触摸屏面，其特征在于还包括位于边沿电极图形和跟踪线上的绝缘的保护性边缘层。

17.如权利要求16所述的触摸屏面，其特征在于绝缘的保护性边缘层由硼硅酸铅玻璃成份所形成。

18.一种制造触摸屏面的方法，包括：

在绝缘基片上涂复电阻层；

将导电的边沿电极图形施加在电阻层上，并将导电的布线跟踪图形施加在电阻层上；

至少在跟踪线和边沿电极之间除去电阻层，使它们相互间电气隔离；

在跟踪线和边沿电极上施加绝缘材料以进行保护；以及

使边沿电极，跟踪线和绝缘材料同时一起烧制。

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