專利名稱：透明電磁感應式手寫觸摸屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及手寫觸摸屏領域，尤其涉及電磁感應式手寫觸摸屏領域。
背景技術：
隨著觸摸屏在各種電器中的廣泛使用，能達到手寫輸入程度的觸摸屏也逾加受到各行業(yè)的重 視。在當前的手寫輸入技術領域里，已經(jīng)有紅外線式、電阻式、電容式、表面聲波式、光學影像式、影像 辯識式、電磁式、光點式、超音波式等多種觸控技術，其中以紅外線式、電阻式、電容式、表面聲波式和 電磁式這5種觸控技術最為通用。由于人們對手寫輸入的質(zhì)量要求越來越高，人們不僅在手寫輸入響應速 度、定位精度方面有很高的要求，而且在圖形分辨率、對比度等精細顯現(xiàn)方面也提出了實用化的要求，例 如書法、藝術繪畫、數(shù)字簽名領域的無失真手寫輸入，目前能滿足這種質(zhì)量要求的手寫輸入技術，只有電 磁式觸控技術能夠?qū)崿F(xiàn)。但是在通用的5種觸控技術中，其余4種觸控技術都能實現(xiàn)透明顯示，而電磁式 觸控技術是利用電磁筆對感應面板下的感應線圈產(chǎn)生的磁場變化所產(chǎn)生的微弱電流來進行定位的，由于傳 統(tǒng)的感應線圈的電磁接受部分是由橫豎絕緣交叉的網(wǎng)狀天線構(gòu)成的，而網(wǎng)狀天線一般是布設在印刷線路板 (PCB板)上的，是非透明直接顯示的，因此采用電磁式觸控技術的顯示器必須另外采用手寫板進行手寫 輸入轉(zhuǎn)換，大大制約了其性能優(yōu)勢和用途。并且印刷線路板必須是一塊完整的板，其天線面積的大小決定 著顯示屏上光標所能達到的范圍大小，因此其手寫板的尺寸大小直接取決于印刷線路板的大小。目前的電 磁式電子白板也是采用了電磁式觸控技術，但其印刷線路板是設置于電子白板的顯示屏背面的，電磁筆是 通過顯示屏再感應印刷線路板的，由于顯示屏與印刷線路板之間存在著一定距離，電磁筆的磁性必須通過 顯示屏才能被印刷線路板所感應，感應線圈才產(chǎn)生作用，其靈敏度較低、磁通量顯著加大，對電路的要求 增加、計算量增大，而且由于受到非透明顯示的制約，無法用于其它顯示領域，同時電磁式電子白板受印 刷線路板尺寸的制約， 一般只能到120吋左右。
目前在國內(nèi)還沒有相關單位研究開發(fā)出透明化的電感式觸摸屏，主要技術障礙就是感應線圈布線無法 實現(xiàn)透明化。在觸摸屏手寫輸入業(yè)界具有雄厚實力地位的和冠科技(北京)有限公司、北京漢王公司在電 磁式手寫板方面具有很強的技術優(yōu)勢，但也不能實現(xiàn)電感線圈透明化處理。申請?zhí)枮?3226103.9、申請日 期為2003年5月15日的實用新型專利《觸摸式真空熒光顯示器及其數(shù)字控制設備》中公開了一種在透明 的顯示面板外表面的顯示區(qū)域上貼附透明的薄膜電路，在非顯示區(qū)域上貼附透明和/或不透明的薄膜電路的 技術方案，該薄膜電路是由與信號處理芯片的不同引腳相連接的不同薄膜電路單元構(gòu)成。上述專利中的透 明薄膜電路是由至少一層透明導線膜構(gòu)成，透明導線膜是在透明基片或顯示面板表面上經(jīng)光刻蝕印而成的 金屬線膜。雖然這種透明薄膜電路能實現(xiàn)透明直接顯示，但上述專利中的針對不同熒光顯示區(qū)域的不同薄 膜電路單元的透明導線膜的金屬線模的樣式是固定的，且是與相應的信號處理芯片的引腳相連的，操作人 員僅能做到通過觸摸不同區(qū)域的薄膜單元，根據(jù)即時顯示的顯示信息進行操作控制。由于這種金屬線模是 一種薄膜電路單元，其尺寸僅與不同熒光顯示區(qū)域的大小相適配，無法適用于大范圍的透明顯示，且上述 專利僅適用于真空熒光顯示屏，并且只能進行功能操作的觸摸感應，無法定位觸摸信號的坐標位置和信號強度，就更談不上手寫輸入了。
在國外，美國SYNAPTICS (新思)公司最近新研制出一種電磁式觸摸屏，其工作原理是在電磁觸摸 筆中安裝LC諧振線圈，通過改變其與安裝有激勵線圈和感應線圈的觸摸屏之間的空間距離，使電磁場發(fā) 生變化從而計算出觸點的位置，因為這種觸摸屏是安裝在液晶顯示屏的后面，其實用性、通用性和推廣性 也受到制約
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電磁感應式手寫觸摸屏，其感應線圈部分能直接安裝在顯示屏前 面，實現(xiàn)大范圍的透明直接顯示，并能實現(xiàn)手寫直接輸入。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括玻璃基板和顯示屏，玻璃基板位于顯示屏前端，另有透明線路薄膜，該 透明線路薄膜是在透明基材上采用銅網(wǎng)曝光蝕刻工藝制成的縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜，該縱軸導線薄 膜和橫軸導線薄膜分前后兩層、其導線相互垂直交叉貼附于玻璃基板背面、對應顯示屏顯示區(qū)域的位置； 玻璃基板上對應顯示屏顯示區(qū)域的周邊裝配有跨線線路板，該跨線線路板的跨線線路與透明線路薄膜的縱 軸導線或橫軸導線分別相連，形成縱向感應線圈或橫向感應線圈，該跨線線路板上接入電路信號。
本發(fā)明與現(xiàn)有的電磁感應式手寫板及實用新型專利《觸摸式真空熒光顯示器及其數(shù)字控制設備》中的 技術方案相比，具有以下優(yōu)點-
1、 本發(fā)明的技術方案是在透明基材上覆銅，再在其上采用銅網(wǎng)曝光蝕刻』:藝蝕刻出極細化線徑的導 線，由于這些導線的線徑極細，人的肉眼很難感覺到它的存在，這樣制成的縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜 可以實現(xiàn)透明化，將其貼附在位于顯示屏前端的玻璃基板的背面，是完全不影響玻璃基板對顯示屏的顯示 透明性的。
2、 實用新型專利《觸摸式真空熒光顯示器及其數(shù)字控制設備》的技術方案中的透明導線膜僅是一個 薄膜電路單元，無法實現(xiàn)大范圍化，而且現(xiàn)有的導線薄膜布線中是無法實現(xiàn)跨線的。本發(fā)明通過一個獨立 裝配在玻璃基板上對應顯示屏顯示區(qū)域的周邊位置的跨線線路板，利用跨線線路板的跨線線路與透明線路 薄膜的縱軸導線或橫軸導線分別相連，來形成縱向感應線圈或橫向感應線圈，解決了導線薄膜布線不可跨 線的難題，使得本發(fā)明的透明線路薄膜的尺寸理論上可實現(xiàn)無限制化。
3、 本發(fā)明的縱向感應線圈和橫向感應線圈在通電之后，便會在玻璃基材的表面上產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的 磁場，在書寫時借由電磁筆筆端磁場的相互感應進行定位識別，從而達到手寫直接輸入的功能。
4、 此外透明線路薄膜上縱軸或橫軸的導線布線也有效避免了透明線路薄膜的布線復雜的問題，使導 線薄膜的制作成本大大降低。
5、 由于基于電磁式觸控技術的手寫輸入方式有很高的分辨率和靈敏度，在美術創(chuàng)作、制圖、繪畫、 動漫創(chuàng)作、書法藝術、廣告創(chuàng)作、數(shù)字簽名等方面都具有極高的仿真輸入功效，將電磁感應式手寫板升級 到電磁感應式手寫觸摸屏將使萁仿真輸入的功效得到更好地運用，大大提高了電磁式觸控技術的手寫輸入 技術的實用性和運用范圍，本發(fā)明可廣泛運用到會議、教育系統(tǒng)的電子書寫板、辦公類桌面顯示器及人機 界面一體化設備高精度仿真輸入等領域。本發(fā)明的透明線路薄膜上的導線線徑為10~20Wn。導線線徑(即線寬度)小于20Wn時，即使在透明 基材上密集布線后仍可達到88%以上的透過率，保證了透明線路薄膜的透明顯示性；當導線線徑小于lOMm 時，由于導線太細，其磁通量難以滿足感應要求，感應精度減低。
本發(fā)明的透明線路薄膜上的導線表面經(jīng)過黑化處理。這樣，在視覺上就更難以察覺到導線的存在。
本發(fā)明的縱向感應線圈或橫向感應線圈呈3線組以上排列。本發(fā)明采用跨線線路板與導線相接合的方 式形成感應線圈，其感應線圈的組合不受空間距離位置限制，當本發(fā)明的縱向感應線圈或橫向感應線圈呈 3線組以上排列時，具有倍數(shù)級提高圖形分辨率和感應靈敏度的效果。
總之，本發(fā)明適用于各種較大型的顯示器(如電腦顯示器、筆記本電腦、等離子及液晶電視等平板顯 示屏等)，是電磁感應式手寫板和手寫數(shù)碼版的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可取代傳統(tǒng)的電磁感應式手寫板直接在顯 示屏前端的玻璃基板上進行繪圖作畫，而且其制造成本較低，感應線圈的尺寸理論上可實現(xiàn)無限制化。
本發(fā)明的主要技術指標與國內(nèi)外的同類技術或產(chǎn)品比較的情況如下表:
觸摸屏類型電阻式電容式超聲波式紅外式電磁感應式透明電磁感應 式
工作原理測量電壓電容耦合聲波定位光波定位電磁諧振電磁諧振
觸摸方式筆、手點壓定 位金屬筆、手耦 合定位筆、手聲波阻 斷定位筆、手光波阻 斷定位電感筆諧振定 位電感筆諧振定 位
基礎材料玻璃+ ITO鍍 層玻璃+ITO鍍 層玻璃+超聲波 源玻璃+紅外光 管覆銅板蝕刻導 線玻璃+PET導 線
透明度65%-70%65%-70%88%88%不透明88%
分辨率最低中低中高高
筆跡濃淡粗細無變化無變化無變化稍有變化可變化可變化
反應速度慢慢稍慢快極快極快
抗干擾性好好差稍差好好
筆劃斷線出錯易出錯易出錯易出錯不易出錯不出錯不出錯
使用壽命ITO層易磨損ITO層易磨損發(fā)生器壽命衰 減紅外管壽命衰 減畫板表面易損 傷無衰減、表面 高硬度
顯示直觀性一般一般好好不可好
適合運用范圍普通機點擊識 別高端機文字錄 入較大屏幕板書大屏幕板書精細美工精細美工、大 屏板書
最大尺寸18英寸18英寸50英寸跟隨最大顯屏A3跟隨最大顯屏


以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳述 圖1是本發(fā)明的分解結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的縱軸導線薄膜的部分平面示意圖3是本發(fā)明的縱軸導線薄膜與跨線線路板的線路連接部分示意圖； 圖4是本發(fā)明的橫軸導線薄膜的部分平面示意圖5是本發(fā)明的橫軸導線薄膜與跨線線路板的線路連接部分示意圖；具體實施方式
請參閱圖1~圖5所示，本發(fā)明包括玻璃基板1、透明線路薄膜2和顯示屏3。透明線路 薄膜2是在如PET (polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)等的透明基材21上采用銅網(wǎng)曝光 蝕刻工藝制成的如圖2所示具有縱軸導線23的縱軸導線薄膜24和如圖4所示具有橫軸導線25的橫軸導 線薄膜26，其縱軸導線23和橫軸導線25的導線線徑為10~20tai，導線表面經(jīng)過黑化處理。該縱軸導線薄 膜24和橫軸導線薄膜26分前后兩層、其縱軸導線23和橫軸導線25相互垂直交叉貼附于玻璃基板1背面、 對應顯示屏3顯示區(qū)域的位置，貼附時可采用高壓消泡技術。玻璃基板1位于顯示屏3前端，其表面經(jīng)過 防反射處理，其上對應顯示屏3顯示區(qū)域的周邊裝配有跨線線路板11，該跨線線路板11包括如圖3所示 與透明線路薄膜2的縱軸導線23相連的縱軸跨線線路12和如圖5所示與透明線路薄膜2的橫軸導線25 相連的橫軸跨線線路13,形成縱向感應哮圈或橫向感應線圈，該縱向感應線圈或橫向感應線圈呈3線組排 列，也可呈3線組以上排列。該跨線線路板11上接入電路信號。
權(quán)利要求
1、透明電磁感應式手寫觸摸屏，其包括玻璃基板和顯示屏，玻璃基板位于顯示屏前端，其特征在于另有透明線路薄膜，該透明線路薄膜是在透明基材上采用銅網(wǎng)曝光蝕刻工藝制成的縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜，該縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜分前后兩層、其導線相互垂直交叉貼附于玻璃基板背面、對應顯示屏顯示區(qū)域的位置；玻璃基板上對應顯示屏顯示區(qū)域的周邊裝配有跨線線路板，該跨線線路板的跨線線路與透明線路薄膜的縱軸導線或橫軸導線分別相連，形成縱向感應線圈或橫向感應線圈，該跨線線路板上接入電路信號。
2、 如權(quán)利要求1所述的透明電磁感應式手寫觸摸屏，其特征在于該透明線路薄膜上的導線線徑為
3、 如權(quán)利要求2所述的透明電磁感應式手寫觸摸屏，其特征在于該透明線路薄膜上的導線表面經(jīng) 過黑化處理。
4、 如權(quán)利要求1~3之一所述的透明電磁感應式手寫觸摸屏，其特征在于該縱向感應線圈或橫向感應線圈呈3線組以上排列。
全文摘要
本發(fā)明公開一種透明電磁感應式手寫觸摸屏，其包括玻璃基板和顯示屏，玻璃基板位于顯示屏前端，另有透明線路薄膜，該透明線路薄膜是在透明基材上采用銅網(wǎng)曝光蝕刻工藝制成的縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜，該縱軸導線薄膜和橫軸導線薄膜分前后兩層、其導線相互垂直交叉貼附于玻璃基板背面、對應顯示屏顯示區(qū)域的位置；玻璃基板上對應顯示屏顯示區(qū)域的周邊裝配有跨線線路板，該跨線線路板的跨線線路與透明線路薄膜的縱軸導線或橫軸導線分別相連，形成縱向感應線圈或橫向感應線圈，該跨線線路板上接入電路信號。本發(fā)明具有以下優(yōu)點可實現(xiàn)透明直接顯示；尺寸理論上可實現(xiàn)無限制化；能手寫直接輸入；制作成本大大降低；適用領域廣泛。
文檔編號G06F3/041GK101630217SQ20091011174
公開日2010年1月20日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者余啟明, 宏 黃 申請人:歐浦登(福建)光學有限公司