專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸面板及應(yīng)用該觸摸面板的觸摸輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸入裝置，特別涉及一種觸摸輸入裝置。
背景技術(shù)：
目前，電子裝置如手機(jī)、PDA (personal digital assistant，個(gè)人數(shù)字助理)、電子 相框等功能越來(lái)越強(qiáng)大，也越來(lái)越智能化。其中，在電子裝置的用戶(hù)輸入方面，電子裝置的 輸入設(shè)備由機(jī)械按鍵到觸摸按鍵，然后到觸摸屏，大大提高了電子裝置的易操作性。目前的觸摸裝置按其所采用的觸摸感應(yīng)技術(shù)大致分為電容式觸摸裝置、電阻式觸 摸裝置、表面聲波式觸摸裝置、紅外線觸摸裝置等。而其中由于電阻式觸摸屏成本較低，使 用比較廣泛。電阻式觸摸屏一般是在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層ITO透明氧化金屬導(dǎo)電層，最 外面的一層ITO涂層作為導(dǎo)電體，第二層ITO則經(jīng)過(guò)精密的網(wǎng)絡(luò)附上橫豎兩個(gè)方向的+5V 至OV的電壓場(chǎng)，兩層ITO之間以細(xì)小的透明隔離點(diǎn)隔開(kāi)。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，由于手指的 壓力使得兩層ITO導(dǎo)電層接觸而出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，從而可偵測(cè)用戶(hù)觸摸。然而，用戶(hù)需要對(duì)該電阻式觸摸屏施加壓力使得ITO層發(fā)生形變才能使得該兩層 ITO導(dǎo)電層接觸，這樣，在用戶(hù)多次對(duì)電阻式觸摸屏進(jìn)行點(diǎn)擊時(shí)，可能會(huì)損壞該觸摸屏。因此，有必要提供一種新型的觸摸輸入裝置，在偵測(cè)到用戶(hù)接觸該觸摸輸入裝置 時(shí)即可產(chǎn)生觸摸信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)操作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種觸摸輸入裝置，只要用戶(hù)接觸即能產(chǎn)生觸摸輸入，不需要用戶(hù) 對(duì)該觸摸屏產(chǎn)生壓力，從而防止觸摸屏由于用戶(hù)的用力點(diǎn)擊而損壞，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的 問(wèn)題。一種觸摸面板，包括一覆蓋層、第一 ITO電極層、一第二 ITO電極層以及一微膠囊 層。該第一 ITO電極層位于該覆蓋層之下，包括多個(gè)ITO電極。該第二 ITO電極層，包括 多個(gè)與該第一 ITO電極層電極一一對(duì)應(yīng)的ITO電極，該第一 ITO電極層上的電極與該第二 ITO電極層上的電極形成多個(gè)電極對(duì)。該微膠囊層位于該第一 ITO電極層以及該第二 ITO 電極層之間，該微膠囊層包括多個(gè)微膠囊，微膠囊位于該電極對(duì)之間，并與該每個(gè)電極電連 接。該些微膠囊包括多個(gè)正負(fù)電荷，且每一正負(fù)電荷分別包括在一絕緣材料中，當(dāng)人體觸摸 該觸摸面板時(shí)，該觸摸位置對(duì)應(yīng)的微膠囊中的正負(fù)電荷極化分布，從而使得與該微膠囊電 連接的ITO電極對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差。一種觸摸輸入裝置，包括一觸摸面板、一電壓偵測(cè)單元、一切換掃描器以及一控制 器。其中，該觸摸面板包括包括一覆蓋層、第一 ITO電極層、一第二 ITO電極層以及一微膠 囊層。該第一 ITO電極層位于該覆蓋層之下，包括多個(gè)ITO電極。該第二 ITO電極層，包括 多個(gè)與該第一 ITO電極層電極一一對(duì)應(yīng)的ITO電極，該第一 ITO電極層上的電極與該第二 ITO電極層上的電極形成多個(gè)電極對(duì)。該微膠囊層位于該第一 ITO電極層以及該第二 ITO電極層之間，該微膠囊層包括多個(gè)微膠囊，微膠囊位于該電極對(duì)之間，并與該每個(gè)電極電連 接。該些微膠囊包括多個(gè)正負(fù)電荷，且每一正負(fù)電荷分別包括在一絕緣材料中，當(dāng)人體觸摸 該觸摸面板時(shí)，該觸摸位置對(duì)應(yīng)的微膠囊中的正負(fù)電荷極化分布，從而使得與該微膠囊電 連接的ITO電極對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差。該電壓偵測(cè)單元用于偵測(cè)該電極對(duì)產(chǎn)生的電勢(shì)差。該切換 掃描器，位于該電壓偵測(cè)電路與該觸摸面板之間，用于依次選通該電壓偵測(cè)電路與該觸摸 面板上電極對(duì)的連接。該電壓偵測(cè)單元偵測(cè)該電極對(duì)有電勢(shì)差，則輸出該電極對(duì)所對(duì)應(yīng)坐 標(biāo)的坐標(biāo)值。該控制器，接收該坐標(biāo)值，并根據(jù)該坐標(biāo)值確定觸摸位置，從而控制響應(yīng)該觸 摸點(diǎn)的操作。從而，通過(guò)本發(fā)明的觸摸輸入裝置，只要用戶(hù)接觸即能產(chǎn)生觸摸輸入，不需要用戶(hù) 對(duì)該觸摸屏產(chǎn)生壓力，從而防止觸摸屏由于用戶(hù)的用力點(diǎn)擊而損壞。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中觸摸面板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式中微膠囊層與ITO電極層連接的示意圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式中ITO電極層的電極排布示意圖。圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式中觸摸輸入裝置的模塊架構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模塊圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明第一實(shí)施方式中觸摸面板的結(jié)構(gòu)示意圖。該觸摸面板10包 括一覆蓋層101、一第一 IT0(Indium tin oxide，氧化銦錫)電極層102、一微膠囊層103、 一第二 IT0電極層104以及一基板105。該覆蓋層101位于該觸摸層10表面，用于保護(hù)該 觸摸層10，該覆蓋層101為一導(dǎo)電材料制成，該第一 ITO層102位于該覆蓋層101之下，該 微膠囊層103位于該第一 ITO層102以及該第二 ITO層104之間，該第一、第二 ITO電極層 102、104包括多個(gè)均勻分布的ITO電極，該微膠囊層103與該第一 ITO層102以及該第二 ITO層104的ITO電極分別電連接。該基板105用于承載該覆蓋層101、該第一 ITO層102、 該微膠囊層103、以及該第二 ITO層104。請(qǐng)一并參閱圖2，為微膠囊層103與ITO電極層連接的示意圖。如圖2所示，該第 一、第二 ITO層102、104的ITO電極1020、1040——對(duì)應(yīng)即對(duì)稱(chēng)分布，從而該第一、第二 ITO 電極層102、104上ITO電極組成多個(gè)電極對(duì)204。該微膠囊層103包括多個(gè)平鋪在同一層 的微膠囊1030，在本實(shí)施方式中，該第一、第二 ITO層102、104的一 ITO電極對(duì)204間包括 一個(gè)微膠囊1030，在其他實(shí)施方式中，該ITO電極對(duì)204之間包括多個(gè)微膠囊1030。該微膠 囊1030由透明納米導(dǎo)電材料制成，與一電極對(duì)中的電極1020、1040分別電連接，該微膠囊 1030分別包括多個(gè)正負(fù)電荷，每一正負(fù)電荷均分別由絕緣材料包裹。當(dāng)該觸摸屏10被人體 觸摸時(shí)，由于人體帶有靜電，使得該觸摸位置對(duì)應(yīng)的微膠囊103中的該正負(fù)電荷極化分布， 即正負(fù)電荷分別分布在該微膠囊103的上下兩側(cè)，由于該ITO電極1020、1040與該微膠囊 103電連接，從而該ITO電極1020以及1040帶相反的電荷而產(chǎn)生電勢(shì)差。請(qǐng)參閱圖4，為ITO電極層電極排布示意圖。如前所述，該第一 ITO電極層102與 該第二 ITO電極層104上的電極1020、1040對(duì)稱(chēng)分布且形成多個(gè)電極對(duì)204，該電極對(duì)204的個(gè)數(shù)可根據(jù)觸摸面板的大小以及需要的觸摸點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行設(shè)置。每一電極對(duì)204映射一坐 標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)，在本實(shí)施方式中，該坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系，該電極對(duì)204以行和列進(jìn) 行定位，每對(duì)電極對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)(X，Y)。例如，如圖4所示，觸摸面板10上的電極對(duì)204呈 六行八列排列，從而該觸摸面板共可偵測(cè)6*8 = 48個(gè)觸摸點(diǎn)的位置，且第一行第一列(設(shè) 左下角第一個(gè)為第一行第一列)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)(XI，Yl)，第一行第二列對(duì)應(yīng)坐標(biāo)(XI，Υ2)，…， 即該觸摸面板10上的電極對(duì)204分別對(duì)應(yīng)了笛卡爾坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)。每一電極對(duì)204 中的電極1020以及1040均有導(dǎo)線引出，在圖4中僅示意出一條導(dǎo)線。在其他實(shí)施方式中， 該坐標(biāo)系可為極坐標(biāo)系等。請(qǐng)一并參閱圖5，為觸摸輸入裝置的模塊架構(gòu)圖。該觸摸輸入裝置1包括該觸摸面 板10、一切換掃描器20、一電壓偵測(cè)單元30以及一控制器40。其中，該切換掃描器20用 于依次選通該電壓偵測(cè)單元30與觸摸面板10上電極對(duì)的連接。在本實(shí)施方式中，該切換 掃描器20具體可為一雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，其包括兩個(gè)靜觸點(diǎn)與電壓偵測(cè)單元30的輸入端連接， 兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)用于分別連接每一電極對(duì)中的一個(gè)電極。其中，該切換掃描器20受一脈沖觸發(fā) 器(圖中未示)控制依次將該兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與圖4所示的電極對(duì)的導(dǎo)線連接，從而依次選通 該電壓偵測(cè)單元30與該ITO電極層上的電極對(duì)的連接。當(dāng)該切換掃描器20連接該電壓偵 測(cè)單元30的輸入端與一電極對(duì)時(shí)，該電壓偵測(cè)單元30偵測(cè)該電極對(duì)是否有電勢(shì)差產(chǎn)生，即 是否有觸摸輸入，如果有，則該電壓偵測(cè)單元30根據(jù)電極對(duì)與坐標(biāo)的映射關(guān)系確定該電極 對(duì)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，并將該坐標(biāo)值輸出至控制器40，該控制器40根據(jù)該坐標(biāo)值確定觸摸點(diǎn)的 位置，并執(zhí)行相應(yīng)的輸入功能，同時(shí)控制引起該顯示界面的變化。該切換掃描器20在一個(gè)掃描周期內(nèi)，依次切換該電壓偵測(cè)單元30與該第一 ITO 電極層102、該第二 ITO電極層104上所有電極對(duì)的導(dǎo)通，該電壓偵測(cè)單元30將該掃描周 期內(nèi)有電勢(shì)差的電極的坐標(biāo)發(fā)送至控制器40，該控制器40根據(jù)該坐標(biāo)值確定多個(gè)觸摸的 位置，并同時(shí)響應(yīng)該多個(gè)觸摸點(diǎn)的操作。由于該切換掃描器20切換速度以及電壓偵測(cè)單元 40處理速度很快，所以該多個(gè)觸摸可以視為被同時(shí)處理。請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明一實(shí)施方式中一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模塊圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1包括該 觸摸面板10，該切換掃描器20、該電壓偵測(cè)單元30、該控制器40、一顯示屏50以及一執(zhí)行 單元60。如前所述，該控制器40接收到該電壓偵測(cè)單元30所發(fā)送的坐標(biāo)值時(shí)，根據(jù)該坐標(biāo) 值對(duì)應(yīng)的顯示屏50所顯示的圖形用戶(hù)界面(GUI)而產(chǎn)生相應(yīng)的控制命令，該執(zhí)行單元60 接收該控制命令并執(zhí)行相應(yīng)的控制功能，同時(shí)該控制器40還控制該顯示屏50所顯示的圖 形用戶(hù)界面GUI的變化。例如，當(dāng)用戶(hù)觸摸的區(qū)域?yàn)橐灰魳?lè)播放圖標(biāo)，例如為“Δ”形狀，該 控制器40發(fā)出一播放控制命令，該執(zhí)行單元60執(zhí)行該音樂(lè)播放功能，同時(shí)該控制器40控 制將該顯示屏50所顯示的音樂(lè)播放圖標(biāo)切換為一停止播放圖標(biāo)，例如為“□”形狀。本發(fā)明提供一種新型的觸摸面板及觸摸輸入裝置，只要用戶(hù)接觸該觸摸面板即可 產(chǎn)生觸摸輸入，不需要用戶(hù)對(duì)該觸摸面板產(chǎn)生力的作用，從而防止用戶(hù)的點(diǎn)擊導(dǎo)致對(duì)該觸 摸輸入裝置的損壞。
權(quán)利要求
一種觸摸面板，包括一覆蓋層，其特征在于，該觸摸面板還包括一第一ITO電極層，位于該覆蓋層之下，包括多個(gè)ITO電極；一第二ITO電極層，包括多個(gè)與該第一ITO電極層電極一一對(duì)應(yīng)的ITO電極，該第一ITO電極層上的電極與該第二ITO電極層上的電極形成多個(gè)電極對(duì)；一微膠囊層，位于該第一ITO電極層以及該第二ITO電極層之間，該微膠囊層包括多個(gè)微膠囊，微膠囊位于該電極對(duì)之間，并與該每個(gè)電極電連接；其中，該些微膠囊內(nèi)含多個(gè)正負(fù)電荷，且每一正負(fù)電荷分別包裹在一絕緣材料內(nèi)，當(dāng)人體觸摸該觸摸面板時(shí)，該觸摸位置對(duì)應(yīng)的微膠囊中的正負(fù)電荷極化分布，與該微膠囊電連接的ITO電極對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，每一電極對(duì)映射到一坐標(biāo)系中的一個(gè) 坐標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的觸摸面板，其特征在于，該坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系中 的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板還包括一基板用于承載該 覆蓋層、該第一 ITO電極層、該第二 ITO電極層以及該微膠囊層。
5.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，該微膠囊為納米導(dǎo)電材料。
6.一種觸摸輸入裝置，一控制器，其特征在于，該觸摸輸入裝置還包括 一觸摸面板，該觸摸面板包括一第一 ΙΤ0電極層，包括多個(gè)ITO電極；一第二 ΙΤ0電極層，位于該基板之上，包括多個(gè)與該第一 ITO電極層電極一一對(duì)應(yīng)的 ITO電極，該位于第一 ITO電極層以及第二 ITO電極層的相互對(duì)應(yīng)的ITO電極組成一電極 對(duì)，每一電極對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)；一微膠囊層，位于該第一 ITO電極層以及該第二 ITO電極層之間，該微膠囊層包括多個(gè) 微膠囊，微膠囊位于該電極對(duì)之間，并與該每個(gè)電極電連接，其中，該些微膠囊包括多個(gè)正 負(fù)電荷，且每一正負(fù)電極分別包裹在一絕緣材料中，當(dāng)人體觸摸該觸摸面板時(shí)，該觸摸位置 對(duì)應(yīng)的微膠囊中的正負(fù)電荷極化分布，與該微膠囊電連接的ITO電極對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差； 一電壓偵測(cè)單元，用于偵測(cè)該電極對(duì)產(chǎn)生的電勢(shì)差；一切換掃描器，位于該電壓偵測(cè)電路與該觸摸面板之間，用于依次選通該電壓偵測(cè)電 路與該觸摸面板上電極對(duì)的連接；該電壓偵測(cè)單元根據(jù)電極對(duì)的電勢(shì)差，輸出該電極對(duì)所對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值； 該控制器，接收該坐標(biāo)值，并根據(jù)該坐標(biāo)值確定觸摸點(diǎn)的位置，并控制響應(yīng)該觸摸點(diǎn)的 操作。
7.如權(quán)利要求6所述的觸摸輸入裝置，其特征在于，該切換掃描器在一個(gè)掃描周期內(nèi)， 依次切換該電壓偵測(cè)單元與該第一 ITO電極層、該第二 ITO電極層上所有電極對(duì)的導(dǎo)通，該 電壓偵測(cè)單元將該掃描周期內(nèi)有電勢(shì)差的電極的坐標(biāo)發(fā)送至控制器，該控制器根據(jù)該坐標(biāo) 值確定多個(gè)觸摸的位置，并同時(shí)響應(yīng)該多個(gè)觸摸點(diǎn)的操作。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸輸入裝置，其特征在于，該切換掃描器為一受控的雙刀雙 擲開(kāi)關(guān)，包括兩個(gè)靜觸點(diǎn)與該電壓偵測(cè)單元的輸入端連接，兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)依次連接該觸摸面 板上的電極對(duì)，從而依次選通該電壓偵測(cè)單元與一電極對(duì)的連接。
9.如權(quán)利要求6所述的觸摸輸入裝置，其特征在于，該觸摸面板還包括一基板用于承 載該覆蓋層、該第一 ITO電極層、該第二 ITO電極層以及該微膠囊層。
10.如權(quán)利要求6所述的觸摸輸入裝置，其特征在于，該微膠囊為納米導(dǎo)電材料。
全文摘要
一種觸摸輸入裝置，該裝置包括一觸摸面板、一切換掃描器、一電壓偵測(cè)單元以及一控制器。其中，該觸摸面板包括一第一、第二ITO電極層，分別包括多個(gè)對(duì)稱(chēng)的ITO電極，該對(duì)稱(chēng)的ITO電極形成一電極對(duì)，每一電極對(duì)中包括多個(gè)微膠囊，該些微膠囊包括多個(gè)正負(fù)電荷，當(dāng)人體觸摸該觸摸面板時(shí)，該觸摸位置對(duì)應(yīng)的微膠囊中的正負(fù)電荷極化分布，從而使得與該微膠囊電連接的ITO電極對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差。該切換掃描器位于該電壓偵測(cè)電路與該觸摸面板之間，用于依次選通該電壓偵測(cè)電路與該觸摸面板上電極對(duì)的連接。該電壓偵測(cè)單元偵測(cè)該電極對(duì)是否有電勢(shì)差，如果有則輸出該電極對(duì)所對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值。該控制器根據(jù)該坐標(biāo)值確定觸摸點(diǎn)的位置，控制響應(yīng)該觸摸操作。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101989144SQ20091030536
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者楊松齡 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司