一種觸摸屏組件及包含該組件的觸摸屏的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種觸摸屏組件，包括板狀透明觸摸介質(zhì)和光學(xué)感應(yīng)元件，所述光學(xué)感應(yīng)元件通過(guò)透光的粘接固化材料粘接到所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。本實(shí)用新型還提供一種觸摸屏，包括具有控制電路和數(shù)據(jù)處理電路的電路板，所述電路板與上述觸摸屏組件上的光學(xué)發(fā)射元件和光學(xué)感應(yīng)元件連接。本實(shí)用新型上述技術(shù)方案中由于采用透光的粘接固化材料將紅外發(fā)射管和紅外接收管直接粘接到觸摸面板例如玻璃的側(cè)面，能夠減少光損失，而且固定的光路不容易因?yàn)樵骷囊苿?dòng)而受影響。
【專利說(shuō)明】一種觸摸屏組件及包含該組件的觸摸屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及觸摸屏領(lǐng)域，尤其涉及一種受抑內(nèi)全反射式觸摸屏組件和包含該組件的觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸屏的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，觸摸屏是提供人機(jī)互動(dòng)所必不可少的裝置，目前的觸摸技術(shù)包括紅外觸摸屏技術(shù)、表面聲波觸摸屏技術(shù)、電阻式觸摸屏技術(shù)、電容式觸摸屏技術(shù)及光學(xué)影像觸摸屏，對(duì)于紅外觸摸屏有兩種方式，一種是紅外光網(wǎng)形成在觸摸表面的上方，采用觸摸物直接阻擋光線的方式進(jìn)行識(shí)別；另一種是光網(wǎng)在透明介質(zhì)中進(jìn)行全內(nèi)反射傳播，利用觸摸物影響全內(nèi)反射的方式去識(shí)別觸摸點(diǎn)；如圖1所示，觸摸屏包括發(fā)射器120(紅外發(fā)射管)以及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器130 (紅外接收管)，以及發(fā)射器120和檢測(cè)器130之間的用于電磁信號(hào)的路徑150，圖中還示出了阻擋體142和140，避免電磁信號(hào)(例如紅外光)從發(fā)射器120直接發(fā)送到檢測(cè)器130。電磁信號(hào)在發(fā)射器120和檢測(cè)器130之間傳播的路徑150包括一個(gè)或者多個(gè)在透明平板110的上表面112和/或下表面114上的全內(nèi)反射152、154和156，透明平板110的折射率大于其外部的折射率，才使得發(fā)生全內(nèi)反射，圖2中示出當(dāng)觸摸物116觸摸透明平板時(shí)光路發(fā)生的改變，當(dāng)用戶觸摸透明平板110的上表面112時(shí)，一部分電磁信號(hào)在觸摸區(qū)域被透射，繼而被散射或者吸收，這樣路徑150被改變了，使得電磁信號(hào)的一部分不能到達(dá)檢測(cè)器130，致使檢測(cè)器130處的電磁信號(hào)下降到足夠低的水平，從而使用戶的觸摸被檢測(cè)到。這樣就實(shí)現(xiàn)了觸摸識(shí)別功能。這種方案由于光線在到達(dá)檢測(cè)器130之前要經(jīng)過(guò)空氣、觸摸面板的透明介質(zhì)、空氣，光信號(hào)衰減嚴(yán)重，尤其是在應(yīng)用一對(duì)多掃描時(shí)，并不能像在空氣中有效的接收光信號(hào)。檢測(cè)器130檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度較弱。這樣要滿足正常工作就必須采用功率較大的發(fā)射器，既增加了成本，也增加了能源損耗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種降低光損耗的觸摸屏組件和應(yīng)用這種觸摸屏組件的觸摸屏。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種觸摸屏組件，包括板狀透明觸摸介質(zhì)和光學(xué)感應(yīng)元件，所述光學(xué)感應(yīng)元件通過(guò)透光的粘接固化材料粘接到所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
[0005]所述光學(xué)感應(yīng)元件的接收面中心線與所述板狀透明觸摸介質(zhì)的觸摸面可以垂直、平行或傾斜。
[0006]所述光學(xué)感應(yīng)元件部分表面粘接在所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
[0007]還可以包括光學(xué)發(fā)射元件，所述光學(xué)發(fā)射元件通過(guò)所述透光粘接材料粘接到所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
[0008]還可以包括遮擋物，所述遮擋物附著在粘接所述光學(xué)發(fā)射元件的所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面上。[0009]所述遮擋物可以為不透光的薄膜或反射膜。
[0010]所述遮擋物為橫截面為三角形的柱體，在柱體與所述觸摸介質(zhì)側(cè)面不接觸的表面具有反光材料。
[0011]所述光學(xué)發(fā)射元件設(shè)置在所述觸摸介質(zhì)的側(cè)面偏下方。
[0012]在所述光學(xué)發(fā)射元件的不與觸摸介質(zhì)粘接的方向設(shè)置光反射材料。
[0013]所述粘接固化材料可以是光環(huán)氧膠黏劑。
[0014]本實(shí)用新型還提供一種觸摸屏，包括具有控制電路和數(shù)據(jù)處理電路的電路板，所述電路板與上述觸摸屏組件上的光學(xué)發(fā)射元件和光學(xué)感應(yīng)元件連接。
[0015]本實(shí)用新型上述技術(shù)方案中由于采用透光的粘接固化材料將紅外發(fā)射管和紅外接收管直接粘接到觸摸面板例如玻璃的側(cè)面，能夠減少光損失，而且固定的光路不容易因?yàn)樵骷囊苿?dòng)而受影響。 【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)無(wú)觸摸狀態(tài)下的光路圖；
[0017]圖2為現(xiàn)有技術(shù)有觸摸狀態(tài)下的光路圖；
[0018]圖3-圖12為本實(shí)用新型各種實(shí)施例示意圖。
[0019]圖中:
[0020]120-發(fā)射器；130_檢測(cè)器；150_電磁信號(hào)的路徑；142、140_阻擋體；
[0021]110-透明平板；112-上表面；114-下表面；
[0022]152、154、156-全內(nèi)反射光路；116-觸摸物；
[0023]1-觸摸面板；2_光接收管(光學(xué)感應(yīng)元件)；3_粘接固化材料；
[0024]4-光接收管的管腳；5_觸摸面板的側(cè)面；6_遮擋物；
[0025]7、8、9_反射材料；10-橫截面為三角形的柱體；22-光發(fā)射管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合【具體實(shí)施方式】及附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0027]如圖3所示，本實(shí)用新型的觸摸屏組件包括觸摸面板1、光接收管2 (光學(xué)感應(yīng)元件)及透光的粘接固化材料3，附圖標(biāo)記4為光接收管2的管腳；其中，觸摸面板采用玻璃材料，可是普通玻璃，也可以是鋼化玻璃，透光的粘接固化材料3采用光環(huán)氧膠黏劑，光環(huán)氧膠黏劑與光學(xué)玻璃的折射率相近，一般為1.50~1.60，常用的光環(huán)氧膠粘劑的折射率為1.5505~1.5520。固化后的膠層無(wú)色透明或接近無(wú)色，對(duì)可見(jiàn)光和其他要求透過(guò)的特定光譜區(qū)域少吸收或不吸收，例如紅外光和紫外光。為了進(jìn)一步減少成本，粘接固化材料只需要將光接收管的一部分面積進(jìn)行粘接。如圖4所示，將光接收管直接利用少量的光環(huán)氧膠黏劑進(jìn)行粘接即可。
[0028]下面對(duì)光環(huán)氧膠黏劑進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，光環(huán)氧膠黏劑配制所用的環(huán)氧樹(shù)脂為無(wú)色透明、低黏度的環(huán)氧樹(shù)脂，如E — 54^16)、D.E.R.332等，所選固化劑能室溫固化，無(wú)色透明液體，一般選長(zhǎng)碳鏈改性的胺類。例如螺環(huán)二胺(ATU)作固化劑，可減小固化時(shí)內(nèi)應(yīng)力，還有良好的耐光老化性能。由于雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的折射率為1.6200~1.6500之間，高于光學(xué)玻璃的折射率，故此必須選擇較低折射率的脂環(huán)族環(huán)氧稀釋劑和長(zhǎng)碳鏈的鄰苯二甲酸酯類增塑劑。若能采用膨脹性聚合單體與環(huán)氧樹(shù)脂一起固化，可使膠黏劑在固化過(guò)程中體積收縮趨于零，對(duì)于大直徑光學(xué)零件的粘接，無(wú)內(nèi)應(yīng)力作用，不改變大型光學(xué)鏡面(垂2.16m)的光學(xué)精度，不降低儀器的使用性能。制造環(huán)氧樹(shù)脂混合物的方法還可以參考現(xiàn)有專利文獻(xiàn) CN102206324B 和 CN102604577A。
[0029]若于光環(huán)氧膠黏劑中加3?5份IOnm的納米Si02組成復(fù)合環(huán)氧膠黏劑，仍保持高度透明性，折射率可調(diào)節(jié)，固化速度加快，固化物收縮率和熱膨脹系數(shù)降低。還可大幅提高沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。
[0030]對(duì)于市面上的國(guó)產(chǎn)650光環(huán)氧膠黏劑，A組分由E — 51環(huán)氧樹(shù)脂65質(zhì)量份、690稀釋劑18份、鄰苯二甲酸二丁酯17份等組成，折射率1.5472。B組分為651低分子聚酰胺，淡黃色透明黏稠液體，胺值380?420mgK0H/g，折射率1.5152。A:B=10:2.5 (質(zhì)量比)，混合后的折射率為1.5433?1.5437。60°C /18h固化，粘接玻璃的室溫拉伸強(qiáng)度9.5MPa(玻璃破壞，膠層完好)，透光率>90.8%，固化收縮率2%。
[0031]美國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)公司(Epoxy Technology Inc)生產(chǎn)的雙組分光環(huán)氧膠,能在室溫下快速固化，表現(xiàn)出卓越的光學(xué)性能，該產(chǎn)品被推薦用于需要在室溫下快速而便利地固化的通用膠。
[0032]圖3中的光路是針對(duì)光接收管的光路，從圖中可以看出，由于透光的粘接固化材料3的折射率與玻璃接近，而且透光率高，光接收管2對(duì)全反射的光能夠進(jìn)行高效的接收，而且由于緊密的固定在玻璃上，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，占用的空間進(jìn)一步縮小，如果采用扁平狀接收管，能使觸摸面板做的超薄超窄。
[0033]圖3中所示實(shí)施例中光接收管的接收面中心線與玻璃平面(觸摸面)垂直，不限于此，光接收管的放置方式還可以如圖5、圖6、圖7所示，光接收管的接收面的中心線平行玻璃平面或傾斜朝向玻璃平面。
[0034]本實(shí)用新型觸摸屏組件還可以將光發(fā)射管22固定在觸摸面板上，如果圖8所示，觸摸屏組件包括觸摸面板1(可以是玻璃板或透明聚合物材料板)、光發(fā)射管22、透光的粘接固化材料3及遮擋物6 (可以使遮擋膜，不透光的薄膜)；遮擋物6附著在粘接光發(fā)射管22的觸摸面板I的側(cè)面5上，用于遮擋光發(fā)射管22發(fā)射的平行于觸摸面的光，防止沒(méi)有經(jīng)過(guò)全內(nèi)反射的光直接被光接收管2接收，導(dǎo)致檢測(cè)精度的降低。遮擋物6還可以是反射膜，將觸摸面板I側(cè)面的中間位置的光線反射后再利用，減少光損失。作為另外一種優(yōu)選實(shí)施方式(如圖9所示)，遮擋物6可以是橫截面為三角形的柱體10，在柱體與玻璃側(cè)面不接觸的表面具有反光材料，且與觸摸面板不接觸的相鄰兩邊能夠?qū)⒐獍l(fā)射管22發(fā)射的光線分別反射到觸摸面板I的上、下表面，然后在上、下表面進(jìn)行全內(nèi)反射傳播。
[0035]為了減少光損失，還可以在光發(fā)射管22的周?chē)?不與觸摸面板粘接的方向)設(shè)置光反射材料，如圖10所示，在光發(fā)射管周邊設(shè)置的反射材料7、8、9能夠減少光損失，并非一定要在三個(gè)面上均設(shè)置光反射材料，只在其中一個(gè)面上設(shè)置光反射材料也可以減少光損失。同樣，如圖11所示，光接收管的周?chē)部梢栽O(shè)置反光材料，增加接收光信號(hào)的強(qiáng)度。
[0036]作為另一種優(yōu)選方式，可以將光發(fā)射管22設(shè)置在玻璃的側(cè)面偏下方，如圖12所示，透光的粘接固化材料3進(jìn)行粘接，絕大部分光能量通過(guò)固化材料形成的側(cè)壁全反射后入射到玻璃中。此時(shí)可以不必設(shè)置遮擋物6，但是還可以設(shè)置反射材料。[0037]利用本實(shí)用新型的上述觸摸屏組件制作紅外觸摸屏?xí)r，只需要將包含控制電路和數(shù)據(jù)處理電路的電路板與上述紅外發(fā)射管和紅外接收管連接既可實(shí)現(xiàn)，此時(shí)光發(fā)射管為紅外發(fā)射管，光接收管為紅外接收管。具體如何連接屬于很成熟的現(xiàn)有技術(shù)，這里就不再贅述。
[0038]上述實(shí)施例對(duì)應(yīng)的附圖中的光發(fā)射管或接收管為圓形頭，但在實(shí)際應(yīng)用中還可以采用現(xiàn)有的其它形狀的發(fā)射管和接收管，例如扁平狀或其它形狀。觸摸面板還可以采用透光的高分子聚合材料。
[0039]本實(shí)用新型的觸摸屏組件不限于紅外發(fā)射管和紅外接收管，只要是具有光發(fā)射功能和光感應(yīng)功能的元件均可替代?？梢越y(tǒng)稱為光學(xué)發(fā)射元件和光學(xué)感應(yīng)元件。
[0040]本實(shí)用新型上述實(shí)施例中由于采用透光的粘接固化材料將紅外發(fā)射管和紅外接收管直接粘接到觸摸面板例如玻璃的側(cè)面，能夠減少光損失，而且固定的光路不容易因?yàn)樵骷囊苿?dòng)而受影響。使得觸摸屏的性能大大增強(qiáng)。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸屏組件，包括板狀透明觸摸介質(zhì)和光學(xué)感應(yīng)元件，其特征在于，所述光學(xué)感應(yīng)元件通過(guò)透光的粘接固化材料粘接到所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏組件，其特征在于，所述光學(xué)感應(yīng)元件的接收面中心線與所述板狀透明觸摸介質(zhì)的觸摸面垂直、平行或傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏組件，其特征在于，所述光學(xué)感應(yīng)元件部分表面粘接在所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏組件，其特征在于，還包括光學(xué)發(fā)射元件，所述光學(xué)發(fā)射元件通過(guò)所述透光粘接材料粘接到所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏組件，其特征在于，還包括遮擋物，所述遮擋物附著在粘接所述光學(xué)發(fā)射元件的所述觸摸介質(zhì)的非觸摸面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸屏組件，其特征在于，所述遮擋物為不透光的薄膜或反射膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸屏組件，其特征在于，所述遮擋物為橫截面為三角形的柱體，在柱體與所述觸摸介質(zhì)側(cè)面不接觸的表面具有反光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏組件，其特征在于，所述光學(xué)發(fā)射元件設(shè)置在所述觸摸介質(zhì)的側(cè)面偏下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的觸摸屏組件，其特征在于，在所述光學(xué)發(fā)射元件的不與觸摸介質(zhì)粘接的方向設(shè)置光反射材料。
10.一種觸摸屏，包括具有控制電路和數(shù)據(jù)處理電路的電路板，所述電路板與權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的觸摸屏組件上的光學(xué)發(fā)射元件和光學(xué)感應(yīng)元件連接。
【文檔編號(hào)】G06F3/042GK203480477SQ201320551800
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】金兆棟, 劉新斌 申請(qǐng)人:北京匯冠新技術(shù)股份有限公司