專利名稱：觸控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及資訊產品的熒幕輸入裝置，特別是指使用一觸控指示裝置接觸一觸控屏，來產生一位置訊號的觸控裝置。
習知的觸控熒幕的結構如
圖1所示，圖中顯示一觸控熒幕1至少包含玻璃層10、第一導電層11、第一絕緣層12、第一端子層13、隔離層14、第二端子層15、第二絕緣層16、第二導電層17以及薄膜層18等；其中第一導電層11與第二導電層17是以一種具有導電離子的材料鍍膜而成，一般可為氧化銦錫(ITOIndium Tin Oxide)，第一導電層11與第二導電層17以噴漿制程的方式分別與玻璃層10與薄膜層18結合，使玻璃層10與薄膜層18的表面分別皆具有導電性；之后，將第一絕緣層12與第二絕緣層16以電路印刷的方式分別附著于玻璃層10與薄膜層18上，由于第一絕緣層12與第二絕緣層16皆為一四邊環型的絕緣材料所構成，用于規范導電層的范圍，精確控制第一導電層11與第二導電層17的分布電場的均勻性；其中第一端子層13與第二端子層15同樣是采用導電性的材料(如銀漿)，以電路印刷的方式分別印刷于第一導電層11與第二導電層17之上，其中第一端子層13與第二端子層15分別具有一對相互平行的端子(第一端子層13包含端子131、端子132；第二端子層15包含端子151、端子152)，分別位于第一端子層13與第二端子層15的相對兩邊(由圖1所示，第一端子層13的端子131與端子132位于圖中X方向的兩邊；而第二端子層15的端子151與端子152位于圖中Y方向的兩邊)，每一端子至少包含一排線(端子131的排線133；端子132的排線134；端子151的排線153；端子152的排線154)，用于傳遞訊號之用；最后，將隔離層14再以電路印刷的方式印刷于第一導電層11之后，再將上述兩者相對貼合后即告完成；上述習知的觸控裝置的作動方式如下所述請參閱圖2，該圖為圖1中沿A-A’的剖面圖，圖中所示當習知的觸控裝置1尚未有使用者按下時，由于第一導電層11與第二導電層17的間有一隔離層14，隔離層14為復數個排列整齊的絕緣粒子140所構成，使第一導電層11與第二導電層17不會有任何的接觸，該觸控裝置1此時不會有任何的訊號輸出；請參閱圖3，若是有一使用者以手指20按下觸控裝置1的薄膜層18時，隨之薄膜層18的凹陷，會迫使第二導電層17亦跟著凹陷而接觸到第一導電層11，由于第一端子層13中，可以設計籍由排線133提供的端子131一+5伏特(Volt)的電壓，而藉由排線134提供的端子132一+0伏特(Volt)的電壓，可使得端子131與端子132之間會有一電位差(+5V)，故可使第一導電層11有一均勻分布的電場(0V～+5V)；此時，由第一導電層17凹陷而接觸到第一導電層11的接觸點21，便可以藉由第二端子層15讀出接觸點21于第一導電層11中電場的位置即為圖1中X方向的位置；在某個特定的時間內，切換成以第二端子層15中的端子151與端子152之間產生一電位差(+5V)，由第二導電層17凹陷而接觸到第一導電層11的接觸點21藉由第一端子層13讀出接觸點21于第二端子層15中電場的位置，即為圖1中Y方向的位置，根據上述的方式循序切換，即可得知當使用者一手指20按下習知觸控裝置1的某個位置時的x座標與Y座標相對于時間的關系，由此達到使用者利用該觸控裝置1輸入訊息給資訊產品的目的。
上述習知的觸控裝置雖然已經達成改良習知輸入裝置的方式，但卻仍舊有一些缺點尚待改進，如習知的觸控裝置的薄膜層的厚度很薄，所以非常脆弱，若是使用者的手指指尖太過尖銳，或者使用者甚至使用一些尖銳的物品(例如鉛筆、手工具等)來按壓觸控裝置時，將造成薄膜層龜裂，進而影響導電層中的電場不均勻而使偵測位置不準確，觸控裝置的誤差度將隨之提高；此外，習知觸控裝置的元件過多，加上繁瑣的制程，不僅造成制造者的負擔，也不易提高制造的效率。
本發明的觸控裝置至少包含至少包含觸控屏及觸控指示裝置；其中的觸控屏為一四邊型的屏幕，其至少包含一導電玻璃層，該導電玻璃層是將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子中而成，使其表面具有導電性；一端子層，為具有導電性的材料制成的電路，其中至少包含一對相互平行的端子，分別位于該導電玻璃層的相對兩邊，每一端子至少包含一排線；其中的觸控指示裝置，其一端為一具有導電性的材料所制成，另一端連接一訊號線，用以傳送訊號。該觸控裝置是利用該觸控屏的端子層提供一電位差，在該導電玻璃層中形成一均勻電場，當該觸控指示裝置接觸到該觸控屏時所偵測的電位，來提供一位置訊號。
其中該導電玻璃層系應用擴散制程(Diffusion)將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子之間。該端子層是應用電路印刷的方式附著于該導電玻璃層上。其中該端子層其中至少包含兩對相互平行的端子，上述四個端子分別位于該導電玻璃層的四邊，每一端子至少包含一排線。
本發明的觸控裝置其另一種實現方式為，該裝置至少包含至少包含觸控屏及觸控指示裝置；其中的觸控屏，為一四邊型的屏幕，該觸控屏至少包含一薄膜底層，為一可撓性材料制成的平板；一導電層，為一具有導電性的材料所構成，與該薄膜底層緊密結合；一端子層，為具有導電性的材料制成的電路，其中至少包含一對相互平行的端子，分別位于該導電層的相對兩邊，每一端子至少包含一排線；一硬化層，為一非導電性硬質材料制成，厚度小于10微米(μm)，位于該觸控屏的最上層，用以保護該導電層免于被破壞；其中的觸控指示裝置，其一端為一具有導電性的材料所制成，另一端連接一訊號線，系用以傳送訊號；該觸控裝置系利用該觸控屏的端子層提供一電位差，在該導電層中形成一均勻電場，當該觸控指示裝置接觸到該觸控屏時所偵測的電位，來提供一位置訊號。其中該觸控指示裝置的外形可為一筆型，便于使用者握持。
圖7為本發明的觸控裝置中的端子層，第二種端子排列態樣的示意圖；圖8為本發明另一實施例的觸控裝置的分解示意圖。
圖中符號說明1 習知觸控裝置10玻璃層11第一導電層 12第一絕緣層13第一端子層 131、 132端子133、 134排線 14隔離層140 絕緣粒子15第二端子層151、 152排線 153、 154端子16第二絕緣層 17第二導電層18薄膜層 20手指21接觸點 3 本發明的觸控裝置30觸控屏 300 導電玻璃層3000 表面3001 玻璃分子3002 導電離子301 絕緣層302 端子層 3021-3024端子3025-3028排線 3021’「口」字型端子3025’-3028’排線 303 端子保護層31觸控指示裝置310 觸控端311 訊號線 5 本發明另一實施例的觸控裝置50觸控屏 500 薄膜底層501 導電層 502 絕緣層503 端子層 504 硬化層51觸控指示裝置510 觸控端511 訊號線具體實施方式
請先參閱圖4，本圖為本發明實施例的觸控裝置3的分解示意圖。圖中所示觸控裝置3至少包含觸控屏30以及觸控指示裝置31；觸控屏30為一四邊型的屏幕，其中至少包含導電玻璃層300、絕緣層301、端子層302以及一端子保護層303等；其中該導電玻璃層300是應用擴散制程(diffusion)將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子中而成，請參閱圖5，圖中所示玻璃分子3001均勻整齊地排列，而導電離子3002則是整齊地安插在玻璃分子3001之間，如此，由于導電離子3002的游離電子仍舊可以在表面3000上適度的游移，而使導電玻璃層300的表面3000具有導電性，又不失玻璃原先具有的硬度；上述的導電離子3002仍舊可以采用如習知所述的氧化銦錫(ITOIndium Tin Oxide)，或者其他相同性質的材料，而擴散制程為一般半導體制程，在此不加以贅述；其中，絕緣層301如習知所述相同，可以電路印刷的方式附著于導電玻璃層300上，目的同樣是用于規范導電玻璃層300的范圍以精確控制導電玻璃層300的分布電場的均勻性，或者利用如半導體的蝕刻制程，將導電玻璃層300的外環部分蝕刻掉，產生如上述絕緣層301附著于導電玻璃層300一般相同的絕緣功效；其中端子層302同樣系采用如習知所述具導電性的材料(如銀漿)，以電路印刷的方式印刷于導電玻璃層300上；再以一四邊環型的絕緣材料所構成的端子保護層303覆蓋于端子302層上，系用于保護該端子層免于被破壞；本發明觸控裝置3的觸控指示裝置31的一端為觸控端310，是以具有導電性的材料所制成，其外形可為一筆型，以便于使用者握持；另一端則連接一訊號線311，系用以傳送訊號；本發明實施例的作動方式如下所述上述本發明的觸控裝置3中，以觸控指示裝置31取代習知的薄膜層加上導電層的結構，故本發明的端子層302則必須同時具有習知所述圖1中的第一端子層13與第一端子層15的功能；當觸控指示裝置31尚未接觸觸控裝置3中的觸控屏30之前，由于端子層302中，可以設計成如圖6所示的排列方式，至少包含兩對相互平行的長條型端子(如端子3021、3022、3023以及3024)，上述四個端子分別位于導電玻璃層300的四邊，每一端子至少包含一排線(如排線3025、3026、3027以及3028)；由排線3025提供的端子3021一+5伏特的電壓，而由排線3026提供的端子3022一+0伏特(Volt)的電壓，可使得端子3021與端子3022之間會有一電位差+5V)，使導電玻璃層300的表面有一均勻分布的電場(0V-5V)；當觸控指示裝置31接觸到導電玻璃層300的表面時，則可以藉由觸控指示裝置31偵測到導電玻璃層300的表面電場的電位輸出，來判斷觸控指示裝置31在觸控屏30上的X方向的位置訊號輸出在某個特定的時間內，切換成由排線3027提供的端子3023一+5伏特的電壓，而藉由排線3028提供的端子3024一+0伏特的電壓，使得端子3023與端子3024之間會有一電位差+5V)，此時，由觸控指示裝置31偵測到導電玻璃層300的表面電場的電位輸出，來判斷觸控指示裝置31在觸控屏30上的Y方向的位置訊號輸出；依上述方式循序切換，即可得的觸控指示裝置31在觸控屏30上的X座標與Y座標相對于時間的關系，藉此達到使用者利用該觸控裝置3輸入訊息給資訊產品的目的。
上述的端子層302中端子的排列方式也可以設計如圖7中所示，端子層302可以包含一「口」字型端子3021’，「口」字型端子3021’的四個角落上分別包含了四個排線3025’、3026’、3027’以及3028’；在一特定的時間間隔中，藉由排線3025’與3028’提供+5伏特的電壓，而由排線3026’與3027’提供一+0伏特(Volt)的電壓，可使得「口」字型端子3021’之間具有X方向的一電位差(+5V)，使導電玻璃層300的表面有一X方向均勻分布的電場(0V-5V)；在另一特定的時間間隔中，藉由排線3025’與3026’提供+5伏特的電壓，而由排線3028’與3027’提供一+0伏特(Volt)的電壓，可使得「口」字型端子3021’之間具有Y方向的一電位差(+5V)，使導電玻璃層300的表面有一Y方向均勻分布的電場(0V-5V)；依上述方式循序切換，當觸控指示裝置31接觸至觸控屏30時，也可得知觸控指示裝置31在觸控屏30上的X座標與Y座標相對于時間的關系，同樣達成如上述的目的。上述本發明的觸控裝置中，由于以觸控指示裝置來取代習知的薄膜層加上導電層的結構，搭配導電玻璃層的構造來取代習的導電層以噴漿方式涂布于玻璃層的方式，同時又以端子層來取代第一端子層與第二端子層的結構，使本發明的觸控裝置的整體制程簡化，兼具有降低成本及提高制造效率的優點；同時本發明的導電玻璃層的結構，可以避免觸控指示裝置的觸控端輕易地刮傷具有導電性的表面，而影響導電性的表面的均勻度，進而影響觸控裝置的準確性。
本發明的另一實施例請參閱圖8，圖中所示本發明另一實施例的觸控裝置5中同樣包含觸控屏50以及觸控指示裝置51等，其中觸控屏50中的絕緣層502、端子層503以及觸控指示裝置51等均與上述本發明的實施例所述結構與功能相同，而導電層501采用如習知所述的方式，以噴漿制程的方式均勻地附著在薄膜底層500上，該薄膜底層可以為一塑膠材質的薄膜所構成，使薄膜底層500的表面具有導電性，其中絕緣層502在此亦可以雷射切割的方式，將薄膜底層500上的導電層501切開來替代，使其具有如絕緣層502相同的絕緣功效；此外，為了防止觸控指示裝置51中的觸控端510會刮傷導電層501，故在觸控屏50的最上端覆蓋一硬化層504，該硬化層504可以塑膠涂布(Coating)的方式制成，其厚度需要小于10微米(μm)，才能確保觸控指示裝置51的觸控端510與導電層501可以電導通，同時具有保護導電層501免于受損的功效。
上述實施例中的觸控裝置采用薄膜底層上附著一導電層的方式，由于其薄膜底層具有可彎曲的特質，可以滿足觸控裝置應用于一具有曲率的熒幕上，且同時簡化觸控裝置的制程，同樣兼具有降低成本及提高制造效率的優點。
以上所述實施例僅系為說明本發明的技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，當不能以其限定本發明的專利范圍，即大凡依本發明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明的權利要求范圍內。
權利要求
1.一種觸控裝置，其特征在于該裝置至少包含一觸控屏，為一四邊型的屏幕，該觸控屏至少包含一導電玻璃層，該導電玻璃層是將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子中而成，使其表面具有導電性；一端子層，為具有導電性的材料制成的電路，其中至少包含一對相互平行的端子，分別位于該導電玻璃層的相對兩邊，每一端子至少包含一排線；一觸控指示裝置，其一端為一具有導電性的材料所制成，另一端連接一訊號線，用以傳送訊號；該觸控裝置是利用該觸控屏的端子層提供一電位差，在該導電玻璃層中形成一均勻電場，當該觸控指示裝置接觸到該觸控屏時所偵測的電位，來提供一位置訊號。
2.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于其中該導電玻璃層系應用擴散制程(Diffusion)將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子之間。
3.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該端子層是應用電路印刷的方式附著于該導電玻璃層上。
4.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層至少包含兩對相互平行的端子，上述四個端子分別位于該導電玻璃層的四邊，每一端子至少包含一排線。
5.如權利要求1或4所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層的端子為長條型，以使該導電玻璃層上的電場均勻化。
6.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層包含一「口」字型端子以及四個排線，該排線分別位于該「口」字型端子的四個角落上。
7.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該裝置至少包含一絕緣層，是為一四邊環型的絕緣材料所構成，位于該導電玻璃層與該端子層之間，用于規范該導電玻璃層的范圍，精確控制該導電玻璃層的分布電場。
8.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于其中可以利用半導體的蝕刻制程將該導電玻璃層的四邊環型部分蝕刻掉，而產生絕緣的功效。
9.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該裝置至少包含一端子保護層，為一四邊環型的絕緣材料所構成，位于該端子層的上方并覆蓋該端子層，用于保護該端子層免于被破壞。
10.如權利要求1所述的觸控裝置，其特征在于其中該觸控指示裝置的外形可為一筆型，便于使用者握持。
11.一種觸控裝置，其特征在于該裝置至少包含一觸控屏，為一四邊型的屏幕，該觸控屏至少包含一薄膜底層，為一可撓性材料制成的平板；一導電層，為一具有導電性的材料所構成，與該薄膜底層緊密結合；一端子層，為具有導電性的材料制成的電路，其中至少包含一對相互平行的端子，分別位于該導電層的相對兩邊，每一端子至少包含一排線；一硬化層，為一非導電性硬質材料制成，厚度小于10微米(μm)，位于該觸控屏的最上層，用以保護該導電層免于被破壞；一觸控指示裝置，其一端為一具有導電性的材料所制成，另一端連接一訊號線，用以傳送訊號；該觸控裝置系利用該觸控屏的端子層提供一電位差，在該導電層中形成一均勻電場，當該觸控指示裝置接觸到該觸控屏時所偵測的電位，來提供一位置訊號。
12.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該薄膜底層可以為一塑膠材質的薄膜所構成。
13.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該導電層是應用噴漿制程涂布在該薄膜底層上。
14.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層是應用電路印刷的方式附著于該導電層之上。
15.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層其中至少包含兩對相互平行的端子，上述四個端子分別位于該導電層的四邊，每一端子至少包含一排線。
16.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層的端子為長條型，以使該導電玻璃層上的電場均勻化。
17.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該端子層包含一「口」字型端子以及四個排線，該排線分別位于該「口」字型端子的四個角落上。
18.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于該裝置至少包含一絕緣層，為一四邊環型的絕緣材料所構成，位于該導電層與該端子層之間，用于規范該導電層的范圍，精確控制該導電層的分布電場。
19.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中可以利用雷射切割的方式，將該薄膜底層上的導電層切開，使其具有絕緣的功效。
20.如權利要求11所述的觸控裝置，其特征在于其中該觸控指示裝置的外形可為一筆型，便于使用者握持。
全文摘要
本發明的觸控裝置至少包含觸控屏及觸控指示裝置；其中觸控屏至少包含導電玻璃層、絕緣層、端子層及一端子保護層；其中導電玻璃層是應用擴散制程將復數個導電離子均勻地嵌入復數個玻璃分子中而成，來取代習知導電層以噴漿方式涂布于玻璃層；此外，以觸控指示裝置來取代習知的薄膜層加導電層的復雜結構，搭配以一端子層來取代習知兩端子層的結構，使本發明整體制程簡化，兼具低成本及制造效率高的優點；同時本發明的導電玻璃層的結構，可避免觸控指示裝置的觸控端輕易地刮傷具有導電性的表面，而影響導電性的表面的均勻度，進而影響觸控裝置的準確性。
文檔編號H01H13/70GK1412800SQ0114156
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月19日 優先權日2001年10月19日
發明者陳啟瑞 申請人:突破光電科技股份有限公司