CN1503195A - 数字电阻型触摸面板 - Google Patents

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Abstract

一种数字电阻型触摸面板包括彼此相对的第一和第二透明基板；沿第一透明基板的表面延伸的多个第一透明电极；沿第二透明基板的表面延伸的多个第二透明电极，其中的第一和第二透明电极彼此交叉；对施加的电压分压并且为各个第一透明电极提供唯一电压的第一信号线；以及各自连接到多个第二透明电极的多条第二信号线。

Description

数字电阻型触摸面板
本申请要求享有2002年11月20日递交的韩国专利申请P2002-72351号的权益，该申请的全文可供全面参考。
技术领域
本发明涉及数字电阻型触摸面板。本发明具体涉及一种能够提高视野区对阴影区(dead space)比例的数字电阻型触摸面板。
背景技术
诸如个人计算机、可移动的发送设备等信息设备采用各种各样的输入设备例如是键盘、鼠标、数字转换器等等来执行文本和其他图表处理。随着对移动并使用简单的信息设备的需求不断增加，为了开发比常规输入设备易于携带并操作简单的输入设备，已经在研制诸如键盘和鼠标等比较大的输入设备的替代品。具体地说，大量的研究致力于通过便携式输入设备用触摸物体例如是使用者的手指来输入信息。近年来已经开发出不仅能满足一般输入功能还具有全新功能的耐用和可靠的输入设备。
已经开发的触摸面板是作为一种通过显示面有效地与电子设备实现接口的手段。按照所采用的接触物体类型(例如使用者的手指、铁笔等等)以及用来确定接触点位置(例如是接触物体在操作中接近触摸面板的位置)的方式，可以将触摸面板大致划分成电阻型、电容型、电磁(EM)型、表面声波(saw)型和红外线型触摸面板。
由于电阻型触摸面板剖面薄、尺寸小和低功耗的特性，它在诸如电子笔记本、个人数字助理(PDA)、移动PC等设备中普遍与液晶显示(LCD)装置集成在一起。
一般的模拟电阻型触摸面板包括两个相对布置并且被多个点状垫片彼此分开预定距离的电阻片(即基板)。具体地说，电阻片通常是由厚度在0.1mm到0.2mm之间的薄膜型基板，厚度在0.2mm到2mm之间的玻璃基板，或是厚度在1mm到2mm之间的塑料基板形成的。在接触物体(例如是使用者的手指，铁笔等等)接触到布置在显示面上方的上基板的预定部位时(即在使用者产生一个接触点时)，在上基板上形成的一个电极与下基板上形成的一个电极形成电路接触。随之就有一个对应着接触点位置的可变电压值传送到一个计算接触点坐标的控制单元。
与模拟电阻型触摸面板不同，数字电阻型触摸面板包括在上基板和下基板上形成的多个构图的透明电极，从而形成一个透明电极的矩阵图形。在接触物体产生一个接触点时，上、下薄膜上预定的构图透明电极在接触点上彼此形成电路接触。随之就有一个对应着接触点位置的电压值从上、下基板传送到一个计算接触点坐标的控制单元。
图1表示现有技术中数字电阻型触摸面板的示意图。图2表示沿图1中A-A’线提取的截面图。
参见图1，现有技术的数字电阻型触摸面板包括一个有尺度的(例如是矩形尺度)视野区V/A10，对应着一个LCD装置(未表示)的视野显示面，和围绕视野区V/A10的外围形成的一个阴影区15，其尺度对应着LCD装置的非视野区域。
参见图2，通过布置在阴影区15内的绝缘粘合剂材料21和22将下基板1粘合到上基板2上。在粘合的下、上基板1和2之间布置点状垫片(未表示)。多个第一构图透明电极40在上基板2的下表面上沿着第一方向延伸，而多个第二构图透明电极30在下基板1的上表面上沿着第二方向延伸，其中第二方向与第一方向大致垂直。
在这种数字电阻型触摸面板工作期间，从信号线7向多个第一构图透明电极40各自提供一个唯一的电压，使得当用接触物体(例如使用者的手指、笔等等)接触到上基板2的预定部位时，在对应着由接触物体产生的接触点的那一位置上多个第一构图透明电极40之一就会与多个第二构图透明电极30之一形成电路接触。这样就会有一个唯一的电压值从下基板1传送到信号线7，而传送的电压值对应着所产生的那一接触点的X和Y坐标。由此可见，如果由接触物体产生的接触点处在触摸面板中没有形成多个第一和第二构图透明电极40和30的区域内，就不可能确定接触点的坐标。
图3A和3B表示现有技术中数字电阻型触摸面板的下、上基板和在其上形成的多个构图透明电极的平面图。
参见图3A，多个第一构图透明电极40形成在上基板2的视野区10内。另外，多个第一构图透明电极40彼此相距预定的距离并且沿第一方向(例如是X-轴方向)在上基板2的表面上延伸。多条第一信号线7a布置在阴影区15内，用于向多个第一构图透明电极40各自传送唯一的电压。
参见图3B，多个第二构图透明电极30形成在下基板1的视野区10内。另外，多个第二构图透明电极30彼此相距预定的距离并且沿垂直于第一方向的第二方向(例如是Y-轴方向)在下基板1的表面上延伸。多条第二信号线7b布置在阴影区15内，用来传送由多个第一构图透明电极40之一提供并且由多个第二构图透明电极30之一传送的电压。
通常，多个第一和第二构图透明电极40和30是通过对一个例如铟锡氧化物(ITO)的透明导电层进行选择性构图而形成的，同时用低表面电阻材料例如是银(Ag)形成多条第一和第二信号线7a和7b。多条第一和第二信号线7a和7b连接在各自的构图透明电极40和30与设置在触摸面板一侧的一个柔性印刷电缆(Flexible Printed Cable)(FPC)薄膜(未表示)之间。
另外，用柔性塑料薄膜例如是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)形成上基板2，并用柔性PET薄膜或薄玻璃基板形成下基板1。通过用薄玻璃基板形成下基板1，能实现各向同性的光学特性。相应地，在薄玻璃基板上形成偏振板(未表示)能降低下基板1的反射比。然而，近来已经开发出具有各向同性光学特性的塑料薄膜并可以用做形成下基板1的材料。
然而，采用上述现有技术的数字电阻型触摸面板仍有缺点，因为多条第一和第二信号线7a和7b必须向各自的构图透明电极40和30提供电压信号，其中多条信号线7a和7b连接到设置在触摸面板一侧的FPC薄膜。这样就需要有过大的阴影区15才能容纳多条第一和第二信号线，并且会不利地缩小视野区10的尺寸。另外，若是按图3A和3B所示沿一个方向布置多条信号线，连接到距FPC最远设置的构图透明电极的信号线就要比其他信号线延长，从而造成所传送的信号发生畸变。
发明内容
本发明为此提供了一种数字电阻型触摸面板，能够基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的这些问题。
本发明的优点是提供了一种数字电阻型触摸面板，通过对构图电极提供电压的信号线进行重组能够提高视野区对阴影区的比例。
以下要说明本发明的附加特征和优点，一部分可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了按照本发明的意图实现上述目的和其他优点，以下要具体和广泛地说明，一种数字电阻型触摸面板例如是包括具有第一表面的第一透明基板；具有与第一表面相对的第二表面的第二透明基板；沿第一表面上的第一方向延伸的第一透明电极；沿第二表面上的第二方向延伸的第二透明电极，其中的第二方向与第一方向基本上垂直；连接到第一透明电极的第一信号线，其中可通过第一信号线向第一透明电极各自传送唯一的电压；以及连接到各自第二透明电极的第二信号线。
按照本发明的一方面，第一信号线例如是包括具有预定图形的主线，和将第一透明电极连接到主线的辅助线。
按照本发明的另一方面，辅助线彼此间可以相距预定距离。
按照本发明的再一方面，数字电阻型触摸面板进一步包括电源线，其中可以通过电源线向主线的相对两端提供电源电压和接地电压。
按照本发明的又一方面，可以用具有第一电阻值的材料(例如是铟锡氧化物(ITO)等等)形成主线和辅助线，并可以用具有比第一电阻值低的第二电阻值的材料(例如是Ag等等)形成电源线。
按照本发明的另一方面，主线的预定图形包括直线图形。
按照本发明的再一方面，主线的预定图形包括曲折图形。
按照本发明的又一方面，触摸面板可以与显示装置集成，其中的第一透明电极可以与显示装置的数据线基本上平行布置，而第二透明电极可以与显示装置的栅极线基本上平行布置。
按照本发明的另一方面，第一和第二透明电极各自的宽度可以与显示装置各个象素的宽度基本上相同。
应该意识到以上的概述和下文的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。
附图说明
所包括的用来便于进一步理解本发明并且作为说明书一个组成部分的附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1表示现有技术中数字电阻型触摸面板的示意图；
图2表示沿图1中A-A’线提取的截面图；
图3A和3B表示现有技术中数字电阻型触摸面板的下、上基板和在其上形成的多个构图透明电极的平面图；
图4A和4B表示按照本发明第一实施例原理的上、下基板和多个构图透明电极的平面图；
图5表示图4A和4B中沿B-B’线提取的一个截面图；
图6表示按照本发明第二实施例原理的数字电阻型触摸面板中上基板的一个平面图；以及
图7表示按照本发明第三实施例原理的数字电阻型触摸面板中上基板的一个平面图。
具体实施方式
以下要具体描述在附图中例举的本发明最佳实施例。在有可能的情况下，所有附图中都用相同的标号代表相同或相似的部件。
按照本发明的原理，所述的触摸面板可以和一个显示装置例如是液晶显示(LCD)装置集成在一起。然而，本发明的原理显然很容易延伸到将这种触摸面板与基本上任何类型的显示装置集成在一起，例如是阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、真空荧光显示器(VFD)等等。
图4A和4B表示按照本发明第一实施例原理的上、下基板和多个构图的透明电极的平面图。图5表示图4A和4B中沿B-B’线提取的一个截面图。
参见图4A和4B，多个第一构图透明电极230可以布置在上基板210的第一表面上。多个第一构图透明电极230还可以沿第一方向(例如是X-轴)彼此相距预定的距离，并且沿着与第一方向大致垂直的第二方向(例如是Y-轴方向)在上基板210的第一表面上方延伸。然而，按照本发明的另一方面，多个第一构图透明电极230可以沿第二方向彼此相距预定的距离，并且沿着第一方向在上基板210的第一表面上方延伸。
多个第二构图透明电极240可以布置在下基板220的第二表面上。多个第二构图透明电极240还可以沿第二方向彼此相距预定的距离，并且沿着第一方向在下基板220的第二表面上方延伸。按照本发明的另一方面，多个第二构图透明电极240可以沿第一方向彼此相距预定的距离，并且沿着第二方向在下基板220的第二表面上方延伸。
因此，多个第一和第二构图透明电极230和240各自能够检测出所产生的接触点的X-和Y-轴坐标。按照本发明的一方面，多个第一和第二构图透明电极230和240彼此交叉所限定的尺度可以基本上对应着设置在触摸面板下面的显示装置(未表示)中一个象素的尺度。
在所述触摸面板的工作期间，当一个接触物体(例如是使用者的手指、笔等等)在一位置处接触到数字电阻型触摸面板而产生一接触点时，多个第一和第二构图透明电极230和240中预定的电极就会在该接触点处彼此形成电路接触。这样就能检测到为这一接触点位置规定的一个唯一的电压，并且用该电压来确定接触点的坐标，以下还要详细说明。
仍然参见图4A，第一信号线260包括主线260a和多条辅助线260b。主线260a可以通过多条辅助线260b中各自的辅助线连接到多个第一构图透明电极230的第一端部。按照本发明的另一方面，主线260a可以连接到多个第一构图透明电极230，并可以向多个第一构图透明电极230各自传送唯一的电压。按照本发明的再一方面，电源线270a和270b可以连接到主线260a的相对两端，以向第一信号线260提供电源电压Va和接地电压GND。参见图4B，多条第二信号线280可以电连接到各自的多个第二构图透明电极240。
按照本发明的原理，第一信号线260及电源线270a和270b可以用具有预定电阻的材料形成。按照本发明的一方面，可以用具有较高电阻的金属材料例如是铟锡氧化物(ITO)等形成第一信号线260及电源线270a和270b。这样，按照本发明的原理，第一信号线260能够对提供的电压分压，并且向多个第一构图透明电极230传送唯一的电压。按照本发明的另一方面，可以用具有较高电阻的金属材料形成第一信号线260，而用具有较低电阻的金属材料例如是银(Ag)等形成电源线270a和270b。因此，按照本发明的原理，能够防止从电源线270a和270b传送到第一信号线260的外部提供的电压信号发生畸变，从而最大限度地减少了从第一信号线260提供给多个第一构图透明电极230的信号的畸变。
如图4A所示，第一信号线260及电源线270a和270b在第一阴影区150a内占据上基板210的面积比如图3A所示布置在阴影区15中相应部分的多条第一信号线7a的面积要小。如图4B中所示，第二信号线280可以占据下基板220上视野区100之外的面积(例如是在第二阴影区150b内)。这样就能使视野区尺寸对围绕视野区的阴影区所占据面积尺寸的比例达到最大。
图5表示图4A和4B中沿B-B’线提取的一个截面图。
参见图5并如上所述，多个第一和第二构图透明电极230和240可以分别形成在上、下基板210和220的第一和第二表面上。进而可以将多个第一和第二构图透明电极230和240彼此垂直地布置。
按照本发明的原理，可以用例如PET等材料形成的柔软薄膜提供上基板210以及用PET、薄玻璃基板等材料形成的柔软薄膜提供下基板220而制成触摸面板。可以通过分别在上、下基板210和220的第一和第二表面上沉积导电层，随后对沉积的导电层进行照相平板印刷构图，而形成上述多个第一和第二构图透明电极230和240。接着通过布置在触摸面板阴影区(例如是非显示区)内的双面粘合剂材料250将上、下基板210和220彼此粘合。
在上述触摸面板的工作期间，可以从电源线270a和270b向主线260a的相对两端施加一DC电压。接着用主线260a对施加的电压分压，从而将唯一的电压传送到各个第一构图透明电极230。按照本发明的一方面，可以按照主线260a的内部电阻值对传送的电压分压。这样，按照从电源线270a的电源电压Va到通过辅助线260b连接到多个第一构图透明电极230的主线260a各部分的距离，可以对施加的电压分压，并向多个第一构图透明电极230传送多个唯一电压。
在上基板210的一个部位(即接触点)接触到接触物体(例如是使用者的手指、笔等等)，多个第一构图透明电极230之一在接触点上与多个第二构图透明电极240之一形成电路接触。多个第二构图透明电极240中电路接触的那一电极就会输出对应其接触点位置的一个电压。根据这一输出电压就能确定所产生的接触点的X-和Y-轴坐标。
图6表示按照本发明第二实施例原理的数字电阻型触摸面板中上基板的一个平面图。
参见图6，按照本发明第二实施例的数字电阻型触摸面板与上述按照本发明第一实施例的数字电阻型触摸面板的不同之处在于，图4A中所示多个第一构图透明电极230的第一端部可以彼此连接以形成第一透明电极图形230a。进而，按照本发明的第二实施例，可以通过电源线270a和270b向第一透明电极图形230a的相对两端施加电源电压Va和接地电压GND。
按照本发明的一方面，可以通过一条下面的线(lower line)连接图4A中所示多个第一构图透明电极230各自的第一端部而形成第一一透明电极图形230a。按照本发明的另一方面，下面的线可以比多个第一构图透明电极230中单独的各个电极更窄。按照本发明的再一方面，下面的线可以用与透明电极230相同的材料制成。这样，下面的线就能按照所述下面的线的内部电阻值对电源线270a和270b所传送的电压分压，并且提供给第一透明电极图形230a。
图7表示按照本发明第三实施例原理的数字电阻型触摸面板中上基板的一个平面图。
参见图7，按照本发明第三实施例的数字电阻型触摸面板与上述按照本发明第一实施例的数字电阻型触摸面板的不同之处在于，图4A中所示第一信号线260的主线260a可以按曲折图形260a形成。提供曲折的主线260a能够延长多个第一构图透明电极230中相邻电极之间的导体长度。按照本发明的一方面，可以用电阻比ITO材料小的金属材料形成主线260a。
按照本发明的原理，采用数字电阻型触摸面板的优点在于，由彼此交叉的构图透明电极230和240所限定的尺度可以基本上对应着本发明的触摸面板下面所能布置的显示装置(未表示)象素的尺度。例如，由交叉的透明电极230和240所限定的面积可以和对应的象素面积相同。这样，由LCD面板所显示的图象的分辨率就能基本上等于LCD面板通过触摸面板所显示的图象的分辨率。
还可以按照信号线的内部电阻对提供给信号线的电压分压。这样，本发明的数字电阻型触摸面板就能增大视野区相对于阴影区的尺寸。因此，这种数字电阻型触摸面板适合用于小型触摸面板。
本领域的技术人员能够看出，无需脱离本发明的原理和范围还能对本发明作出各种各样的修改和变更。因此，本发明应该覆盖在属于权利要求书及其等效物范围内对本发明的修改和变更。

Claims (23)

1.一种数字电阻型触摸面板，包括：
具有第一表面的第一基板；
具有与第一表面相对的第二表面的第二基板；
沿第一表面上的第一方向延伸的多个第一透明电极；
沿第二表面上的第二方向延伸的多个第二透明电极，其中的第二方向与第一方向基本上垂直；
连接到多个第一透明电极的第一信号线，其中可以通过第一信号线向多个第一透明电极各自传送唯一的电压；以及
各自连接到多个第二透明电极的多条第二信号线。
2.按照权利要求1所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，第一信号线包括：
相对于第一方向具有预定取向的主线；以及
将多个第一透明电极连接到主线的多条辅助线。
3.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，多条辅助线彼此间相距预定距离。
4.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，进一步包括多条电源线，其中可以通过多条电源线向主线的相对两端提供电源电压和接地电压。
5.按照权利要求4所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，
主线和辅助线是用具有第一电阻值的材料构成的；并且
多条电源线是用具有第二电阻值的材料构成的，其中的第二电阻值比第一电阻值低。
6.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，主线是铟锡氧化物(ITO)构成的。
7.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，多条辅助线是铟锡氧化物(ITO)构成的。
8.按照权利要求4所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，电源线是银(Ag)构成的。
9.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，主线包括直线图形。
10.按照权利要求2所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，主线包括曲折图形。
11.按照权利要求1所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，触摸面板与显示装置集成。
12.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，显示装置包括阴极射线管(CRT)。
13.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，显示装置包括等离子体显示面板(PDP)。
14.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，显示装置包括电致发光显示器(ELD)。
15.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，显示装置包括真空荧光显示器(VFD)。
16.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，显示装置包括液晶显示(LCD)装置。
17.按照权利要求16所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，LCD装置包括：
多条数据线；以及
多条栅极线。
18.按照权利要求17所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，
多个第一透明电极与多条数据线基本上平行布置；并且
多个第二透明电极与多条栅极线基本上平行布置。
19.按照权利要求11所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，第一和第二透明电极与显示装置各个象素具有基本上相同的宽度。
20.按照权利要求19所述的数字电阻型触摸面板，其特征在于，第一和第二透明电极的宽度与显示装置的各个象素基本上相同。
21.一种触摸面板，包括：
由沿着第一方向延伸的多个第一透明电极构成的第一透明电极图形；
沿着第二方向延伸的多个第二透明电极；
连接到第一透明电极图形相对两端的多条电源线；以及
连接到多个第二透明电极的多条第二信号线。
22.按照权利要求21所述的触摸面板，其特征在于，多个第一透明电极的第一端部被一条下面的线彼此连接。
23.按照权利要求21所述的触摸面板，其特征在于，多个第一透明电极包括与下面的线相同的材料。
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