CN111459344B - 触控设备及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控设备及其制作工艺，其中的触控设备包括环形外框及封闭所述环形外框一端开口的透明盖板，所述环形外框内部设置第一电极层与第二电极层，所述第一电极层与所述第二电极层相互平行且互不接触，所述第一电极层与所述第二电极层由填充于所述环形外框内部的透明绝缘填充层包裹；所述第一电极层包括平行的复数根第一金属丝，所述第二电极层包括平行的复数根第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝互不平行，所述第一金属丝、所述第二金属丝分别与所述透明盖板平行。该触控设备及其制作工艺，简化了触控屏结构及制作工艺，实现了材料成本与工艺成本的节约，同步降低了产品厚度而利于实现整机的轻薄设计目的。

Description

触控设备及其制作工艺

技术领域

本发明涉及触控屏技术领域，特别涉及一种触控设备及其制作工艺。

背景技术

电容式触控屏是一种应用较为广泛的触控屏方案，在各类智能交互显示设备中占据着主导地位。现有的电容式触控屏结构较为复杂，层叠较多，材料与工艺成本高昂，且厚度较难控制而造成触控设备的整机厚度偏大，不符合轻薄化的发展要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种触控设备及其制作工艺，简化了触控屏结构及制作工艺，实现了材料成本与工艺成本的节约，同步降低了产品厚度而利于实现整机的轻薄设计目的。

本发明提供的触控设备，包括环形外框及封闭所述环形外框一端开口的透明盖板，所述环形外框内部设置第一电极层与第二电极层，所述第一电极层与所述第二电极层相互平行且互不接触，所述第一电极层与所述第二电极层由填充于所述环形外框内部的透明绝缘填充层包裹；

所述第一电极层包括平行的复数根第一金属丝，所述第二电极层包括平行的复数根第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝互不平行，所述第一金属丝、所述第二金属丝分别与所述透明盖板平行，所述第一金属丝、所述第二金属丝分别用于连接外电路。

可选的，所述环形外框上设有成对设置并用于与外电路连接的复数个第一端子，成对的第一端子相对设置，任一第一金属丝一端固定于成对第一端子中的一者上、另一端固定于该对第一端子中的另一者上。

可选的，所述复数个第一端子之间互不接触；可选的，任一第一端子仅用于固定一第一金属丝。

可选的，所述第一端子嵌设于所述环形外框的周壁之中，所述环形外框的内周面设有第一出线口，所述第一金属丝的末端穿过所述第一出线口后固定于所述第一端子上；可选的，所述第一端子的连接端暴露于所述环形外框的外表面上。

可选的，所述环形外框上设有成对设置并用于与外电路连接的复数个第二端子，成对的第二端子相对设置，任一第二金属丝一端固定于成对第二端子中的一者上、另一端固定于该对第二端子中的另一者上。

可选的，所述复数个第二端子之间互不接触；可选的，任一第二端子仅用于固定一第二金属丝。

可选的，所述第二端子嵌设于所述环形外框的周壁之中，所述环形外框的内周面设有第二出线口，所述第二金属丝的末端穿过所述第二出线口后固定于所述第二端子上；所述第二端子的连接端暴露于所述环形外框的外表面上。

可选的，所述触控设备还包括保护壳体，所述保护壳体封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口。

可选的，所述触控设备还包括显示模组，所述显示模组封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口。

可选的，所述显示模组包括背光模块及液晶面板，所述液晶面板固定于所述透明绝缘填充层远离所述透明盖板的一侧表面，所述背光模块封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口。

可选的，所述透明绝缘填充层由透明绝缘光学胶填充形成。

可选的，所述透明绝缘填充层与所述透明盖板抵接。

可选的，所述第一金属丝的直径为10～20微米。

可选的，所述第二金属丝的直径为10～20微米。

本发明提供的触控设备的制作工艺，包括：

于一环形外框的内部分别布置第一电极层与第二电极层，所述第一电极层包括平行的复数根第一金属丝，所述第二电极层包括平行的复数根第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝互不平行，所述第一金属丝、所述第二金属丝分别与所述环形外框的端面平行；

取一透明盖板封闭所述环形外框的一端开口；

于所述环形外框的内部填充透明绝缘材料直至所述第一电极层与所述第二电极层被完全包裹。

可选的，所述环形外框具有成对设置并用于与外电路连接的复数个第一端子及成对设置并用于与外电路连接的复数个第二端子，所述于一环形外框的内部分别布置第一电极层与第二电极层包括：

将所述第一金属丝一端固定于成对第一端子中的一者上、另一端固定于该对第一端子中的另一者上；

将所述第二金属丝一端固定于成对第二端子中的一者上、另一端固定于该对第二端子中的另一者上。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

以复数根第一金属丝平行布置形成第一电极层，以复数根第二金属丝平行布置形成第二电极层，并以透明绝缘填充层填充包裹而实现第一电极层与第二电极层之间的绝缘保护，使第一电极层与第二电极层之间于交汇处形成互电容；上述构造以金属丝实现触控功能，节省了传统结构所需的两层透明导电薄膜及用于实现各层结构之间粘接的OCA水胶层，实现了材料成本的节约及工艺成本的节约，降低了触控屏的厚度而利于实现整机的轻薄设计目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的触控设备的结构示意图；

图2为图1中触控设备的M处结构示意图；

图3为图1中触控设备的俯视结构示意图；

图4为图1中触控设备的局部结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的触控设备的结构示意图；

图6为本发明实施例3提供的触控设备的制作工艺的工艺流程图。

主要元件符号说明：

1-环形外框，11-第一出线口，12-第二出线口，2-透明盖板，2A-第一胶层，31-第一金属丝，41-第二金属丝，5-透明绝缘填充层，6-第一端子，7-第二端子，81-背光模块，82-液晶面板。

具体实施方式

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～4，本实施例公开了触控设备的一种具体构造，包括环形外框1、透明盖板2、第一电极层、第二电极层及透明绝缘填充层5，大幅减少结构层数及材料用量。其中，触控设备可以是作为独立产品的触控屏，亦可是具有触控功能的交互设备(诸如触控式手机、平板电脑、笔记本电脑等智能设备)。

其中，环形外框1具有环形构造，一方面提供整体的结构支撑，另一方面内部形成用于容置第一电极层、第二电极层及透明绝缘填充层5的内腔。示范性地，环形外框1由型材制成。环形外框1的环形形状根据所需的产品形状决定，诸如方形环、圆环或其它异形环。

其中，透明盖板2封闭环形外框1的一端开口，封闭方式可具体为覆盖于环形外框1的端面上或嵌入填充于环形外框1的的该端开口之中，使该端开口得以实现严密封口。透明盖板2与环形外框1可通过多种连接方式固定，诸如粘接、螺接、销接等类型。示范性地，透明盖板2与环形外框1通过第一胶层2A(例如是OCA水胶)粘接固定。透明盖板2由透明材料制成，较常见地，可为玻璃盖板、高分子透明盖板等。

环形外框1内部设置第一电极层与第二电极层，第一电极层与第二电极层相互平行且互不接触。同时，第一电极层与第二电极层由填充于环形外框1内部的透明绝缘填充层5包裹，对第一电极层与第二电极层提供固定保护，并使第一电极层与第二电极层之间保持绝缘。

其中，第一电极层包括平行的复数根第一金属丝31，第二电极层包括平行的复数根第二金属丝41。第一金属丝31与第二金属丝41互不平行，且第一金属丝31、第二金属丝41分别与透明盖板2平行。相应地，第一金属丝31与第二金属丝41形成纵横交错分布，即第一金属丝31与第二金属丝41各自沿环形外框1的轴向之投影保持相交。于各交叉点，第一金属丝31与第二金属丝41之间形成互电容，使得第一电极层与第二电极层于上述各交叉点形成互电容。其中，第一金属丝31与第二金属丝41分别用于连接外电路(例如是驱动/控制电路)。

示范性地，第一金属丝31沿第一方向延伸而为一直型金属丝，第二金属丝41沿第二方向延伸而为另一直型金属丝，第一方向与第二方向相互垂直。示范性地，第一金属丝31的直径为10～20微米，既顾及结构强度与可靠性，又保证较小的尺寸而避免对视觉效果造成阻碍。类似地，第二金属丝41的直径为10～20微米。

示范性地，环形外框1上设有复数个第一端子6，该复数个第一端子6成对设置并用于与外电路(例如是驱动/控制电路)连接，任一第一金属丝31一端固定于成对第一端子6中的一者上、另一端固定于该对第一端子6中的另一者上。由此，任一第一金属丝31通过一对第一端子6连接至外电路中。其中，成对的第一端子6相对设置。

示范性地，复数个第一端子6之间互不接触。示范性地，任一第一端子6仅用于固定一第一金属丝31，形成一一对应的关系，保证分布及连接更为规律。

示范性地，第一端子6嵌设于环形外框1的周壁之中，环形外框1的内周面设有第一出线口11，第一金属丝31的末端穿过第一出线口11后固定于第一端子6上。其中，第一端子6的连接端暴露于环形外框1的外表面上，从而与外电路实现电性连接。第一端子6可为公座或母座，示范性地，第一端子6为母座，与外电路的公座插接固定，实现结构连接与电路连接。

示范性地，环形外框1上设有复数个第二端子7，该复数个第二端子7成对设置并用于与外电路(例如是驱动/控制电路板)连接，任一第二金属丝41一端固定于成对第二端子7中的一者上、另一端固定于该对第二端子7中的另一者上。由此，任一第二金属丝41通过一对第二端子7连接至外电路中。其中，成对的第二端子7相对设置。

示范性地，复数个第二端子7之间互不接触。示范性地，任一第二端子7仅用于固定一第二金属丝41，形成一一对应的关系，保证分布及连接更为规律。

示范性地，第二端子7嵌设于环形外框1的周壁之中，环形外框1的内周面设有第二出线口12，第二金属丝41的末端穿过第二出线口12后固定于第二端子7上；第二端子7的连接端暴露于环形外框1的外表面上，从而与外电路实现电性连接。第二端子7可为公座或母座，示范性地，第二端子7为母座，与外电路的公座插接固定，实现结构连接与电路连接。

示范性地，透明绝缘填充层5由透明绝缘光学胶填充形成。例如，透明绝缘光学胶为透明光学水胶(OCA水胶)，具有较佳的柔性。

示范性地，触控设备还包括保护壳体，保护壳体封闭环形外框1远离透明盖板2的一端开口，其封闭形式与透明盖板2类似，在此不再赘述。换言之，透明盖板2与保护壳体分居环形外框1的两端，使触控设备实现完整封装，可独立应用于触控功能。保护壳体可由不同的材料制成，诸如玻璃、塑料、金属等类型。示范性地，保护壳体与透明绝缘填充层5抵接，提供结构支撑。

使用时，当用户触摸到透明盖板2时，第一电极层与第二电极层于触摸点附近的耦合受到影响，使第一电极层与第二电极层之间于交汇处的电容量发生改变。根据该互电容的变化量，计算即得触摸点的二维坐标，从而确定触摸点的真实位置，实现触控功能。其中，第一电极层与第二电极层一者为用于发出激励信号的驱动电极、另一者为用于接收信号的接收电极。

本实施例的触控设备无需采用透明导电薄膜(一般由ITO或SNW纳米银丝材料制成，造价高昂)，相较于需要采用两层透明导电薄膜的传统结构，一方面减少了透明导电薄膜的用量，大幅降低了材料成本，另一方面减少了结构层数及用于粘接各结构层的OCA水胶用量，进一步降低材料成本、并降低工艺成本，进而使触控屏的厚度及产品整机厚度有效压缩，使轻薄设计得以实现。

实施例2

请结合参阅图1～5，本实施例公开了触控设备的一种具体构造，具有触控与显示的双重功能。本实施例与实施例1的区别在于，以显示模组取代保护壳体。其余相同之处，不再赘述。

示范性地，触控设备还包括显示模组，显示模组封闭环形外框1远离透明盖板2的一端开口，由显示模组提供显示功能，使触控设备为独立产品的电容式触控显示屏或具有触控显示功能的交互设备(诸如触控式手机、平板电脑、笔记本电脑等智能设备)。显示模组的封闭形式与透明盖板2类似，在此不再赘述。

示范性地，显示模组包括背光模块81及液晶面板82，液晶面板82固定于透明绝缘填充层5远离透明盖板2的一侧表面，背光模块81封闭环形外框1远离透明盖板2的一端开口。其中，背光模组一般包括背板及光源(例如是LED光源)。

实施例3

请结合参阅图1～6，本实施例公开了触控设备的一种制作工艺，用于制作实施例1或2所公开的触控设备，该制作工艺包括以下步骤：

步骤A：于一环形外框1的内部分别布置第一电极层与第二电极层。其中，第一电极层包括平行的复数根第一金属丝31，第二电极层包括平行的复数根第二金属丝41，第一金属丝31与第二金属丝41互不平行，第一金属丝31、第二金属丝41分别与环形外框1的端面平行。其中，第一金属丝31两端分别固定于环形外框1上，第二金属丝41两端亦分别固定于环形外框1上。

步骤B：取一透明盖板2封闭环形外框1的一端开口。透明盖板2可通过不同方式封闭环形外框1的一端开口，例如覆盖于环形外框1的一端端面上或嵌入式填充封堵环形外框1的一端开口等。透明盖板2可通过不同连接方式实现固定，较典型地，可采用光学胶实现粘接固定。

步骤C：于环形外框1的内部填充透明绝缘材料直至第一电极层与第二电极层被完全包裹。例如，将已被透明盖板2封闭一端的环形外框1倒置，使透明盖板2位于环形外框1的下方、环形外框1远离透明盖板2的一端开口位于上方，自位于上方的该端开口填充透明绝缘材料，直至透明绝缘材料没过第一电极层与第二电极层，随即使透明绝缘材料固化而成透明绝缘填充层5。

示范性地，环形外框1具有成对设置并用于与外电路连接的复数个第一端子6及成对设置并用于与外电路连接的复数个第二端子7，“于一环形外框1的内部分别布置第一电极层与第二电极层”具体包括：

步骤A1：将第一金属丝31一端固定于成对第一端子6中的一者上、另一端固定于该对第一端子6中的另一者上；

步骤A2：将第二金属丝41一端固定于成对第二端子7中的一者上、另一端固定于该对第二端子7中的另一者上。

需要说明的是，步骤A与步骤B不分先后，步骤A1与A2亦不分先后。补充说明，该制作工艺还可包括以下步骤：

将保护壳体或显示模组封闭环形外框1远离透明盖板2的一端开口。保护壳体或显示模组可通过不同连接方式固定于环形外框1的一端端面上，较典型地，可采用光学胶实现粘接固定，当环形外框1的内部填充包裹第一电极层与第二电极层的透明绝缘材料为光学胶时，可直接利用该透明绝缘材料粘接固定该保护壳体或显示模组。当采用保护壳体封闭时，即得仅具触控功能的纯触控屏产品；当采用显示模组封闭时，即得兼具触控功能与显示功能的触控显示屏产品。

上述工艺无需逐层粘接多层透明导电薄膜，极大地简化了结构工艺，减少了生产时间、提高了劳动生产率，从而节约了工艺成本。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例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者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.触控设备，其特征在于，包括环形外框及封闭所述环形外框一端开口的透明盖板，所述环形外框内部设置第一电极层与第二电极层，所述第一电极层与所述第二电极层相互平行且互不接触，所述第一电极层与所述第二电极层由填充于所述环形外框内部的透明绝缘填充层包裹；

所述第一电极层包括平行的复数根第一金属丝，所述第二电极层包括平行的复数根第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝互不平行，所述第一金属丝、所述第二金属丝分别与所述透明盖板平行；所述第一金属丝与所述第二金属丝各自沿所述环形外框的轴向之投影保持相交，于各交叉点，所述第一金属丝与所述第二金属丝之间形成互电容，通过所述互电容的变化感测触摸操作；所述第一金属丝、所述第二金属丝分别用于连接外电路。

2.根据权利要求1所述的触控设备，其特征在于，所述环形外框上设有成对设置并用于与外电路连接的复数个第一端子，成对的第一端子相对设置，任一第一金属丝一端固定于成对第一端子中的一者上、另一端固定于该对第一端子中的另一者上；所述复数个第一端子之间互不接触，任一第一端子仅用于固定一第一金属丝。

3.根据权利要求2所述的触控设备，其特征在于，所述第一端子嵌设于所述环形外框的周壁之中，所述环形外框的内周面设有第一出线口，所述第一金属丝的末端穿过所述第一出线口后固定于所述第一端子上；所述第一端子的连接端暴露于所述环形外框的外表面上。

4.根据权利要求1所述的触控设备，其特征在于，所述环形外框上设有成对设置并用于与外电路连接的复数个第二端子，成对的第二端子相对设置，任一第二金属丝一端固定于成对第二端子中的一者上、另一端固定于该对第二端子中的另一者上；所述复数个第二端子之间互不接触，任一第二端子仅用于固定一第二金属丝。

5.根据权利要求4所述的触控设备，其特征在于，所述第二端子嵌设于所述环形外框的周壁之中，所述环形外框的内周面设有第二出线口，所述第二金属丝的末端穿过所述第二出线口后固定于所述第二端子上；所述第二端子的连接端暴露于所述环形外框的外表面上。

6.根据权利要求1所述的触控设备，其特征在于，还包括保护壳体，所述保护壳体封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口。

7.根据权利要求1所述的触控设备，其特征在于，还包括显示模组，所述显示模组封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口；所述显示模组包括背光模块及液晶面板，所述液晶面板固定于所述透明绝缘填充层远离所述透明盖板的一侧表面，所述背光模块封闭所述环形外框远离所述透明盖板的一端开口。

8.根据权利要求1所述的触控设备，其特征在于，所述透明绝缘填充层由透明绝缘光学胶填充形成，所述透明绝缘填充层与所述透明盖板抵接；和/或，所述第一金属丝的直径为10～20微米；和/或，所述第二金属丝的直径为10～20微米。

9.触控设备的制作工艺，其特征在于，包括：

于一环形外框的内部分别布置第一电极层与第二电极层，所述第一电极层包括平行的复数根第一金属丝，所述第二电极层包括平行的复数根第二金属丝，所述第一金属丝与所述第二金属丝互不平行；所述第一金属丝与所述第二金属丝各自沿所述环形外框的轴向之投影保持相交，于各交叉点，所述第一金属丝与所述第二金属丝之间形成互电容，通过所述互电容的变化感测触摸操作；所述第一金属丝、所述第二金属丝分别与所述环形外框的端面平行；

取一透明盖板封闭所述环形外框的一端开口；

于所述环形外框的内部填充透明绝缘材料直至所述第一电极层与所述第二电极层被完全包裹。

10.根据权利要求9所述的触控设备的制作工艺，其特征在于，所述环形外框具有成对设置并用于与外电路连接的复数个第一端子及成对设置并用于与外电路连接的复数个第二端子，所述于一环形外框的内部分别布置第一电极层与第二电极层包括：

将所述第一金属丝一端固定于成对第一端子中的一者上、另一端固定于该对第一端子中的另一者上；

将所述第二金属丝一端固定于成对第二端子中的一者上、另一端固定于该对第二端子中的另一者上。

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