一种触摸屏及电子设备的制作方法

[0001]
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及到一种触摸屏及电子设备。


背景技术：

[0002]
目前，电子设备(例如手机、智能手表等)日新月异，以手机为例，对于手机外观与无线性能的要求也不断的提高。在强调高屏占比的大屏手机潮流下，需要在更小的空间内，摆设更多的天线以使其满足频带要求。
[0003]
在现有技术中，天线通常是以柔性电路板(flexible printed circuit，fpc)，激光直接成型(laser direct structuring，lds)的方式制成，或是形成于手机边框来进行信号的辐射，其中，当天线设置在手机边框时，天线的种类可以为倒f形天线(inverted-f antenna，ifa)、单极天线(monopole)或环形天线(loop antenna)。但随着对手机端的各项器件及其功能的要求不断提升，上述天线的设置方式已无法满足未来手机设计的需求。
[0004]
因此，如何结合高屏占比的手机趋势，来提升天线设计的自由度，使其不受限于当前天线净空区越来越小的困境，成为了未来手机领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
第一方面，本申请提供了一种触摸屏，该触摸屏主要包括依次层叠设置的外观结构层、天线层、触控层以及显示屏。其中，外观结构层可作为外观面，也可用作保护层。触控层具有可实现触控功能的触控区，除触控区以外的其它区域为触控层的非触控区，另外，触控层上设置有多条触控走线，该多条触控走线呈相互交叉设置，其交叉点形成于所述触控层的触控区，可作为触控走线的触控感应点。天线层上设置有天线，为了使本申请的触摸屏在使用时，能够实现触控感应效果，可使天线在触控层上的投影与触控点相交错，从而使触控感应点露出。采用本申请的技术方案，通过将天线和触控走线分别设置在不同的层结构上，可以使天线和触控走线在进行信号传输的过程中独立工作，互不影响，以达到较佳的信号传输的效果。另外，还可以通过对天线在天线层上的设置位置进行调整，以使天线不占用电子设备的边框的空间，从而有利于实现电子设备的窄边框的设计。
[0006]
在本申请一个可能的实现方式中，在具体设置天线时，可以使天线在触控层上的投影落在触控层的触控区的边界，或者也可以使其落在触控区与非触控区的交界处，这样可有效的减小天线在进行信号传输时，对触控层上的触控走线的信号传输的影响。
[0007]
在具体形成天线时，可将天线设置为相交错的多条金属网格线，该金属网格线的材质可以为银或者铜等。另外，为了使天线具有较好的信号传输性能，还可以对天线的线宽及线距进行调整，例如，使天线的线宽为1～10μm，相邻两条天线之间的线距为1～300μm，以将天线的方阻控制在5欧姆/
□
以下，从而使天线的辐射效率得到大幅提高，以有利于提升天线的信号传输的性能。
[0008]
相类似的，也可将触控走线设置为相交错的多条金属网格线，该金属网格线的材质也可以为银或者铜等。另外，还可使触控走线的线宽设置为1～10μm，将相邻两条触控走
线之间的线距设置为1～300μm，以将触控走线的方阻控制在1005欧姆/
□
以下。由于触控走线在进行信号传输时，对于方阻的要求不是很高，本技术方案中，将触控走线的方阻控制在上述的范围内，一方面可使其具有较佳的信号传输性能，另一方面，可使该触控走线便于加工，加工工艺便于管控。
[0009]
另外，还可以将触控走线设置为相交错的多条氧化铟锡电极图层线路。
[0010]
在本申请一个可能的实现方式中，还可以对天线层进行区域的划分，例如将天线层划分为天线区与非天线区，这样，天线设置于天线区。另外，还可以在非天线区设置不可进行信号传输的虚拟天线，该虚拟天线可为间断设置的金属网格线。通过在非天线区设置虚拟天线，可使触摸屏各部分的亮度一致，从实现触摸屏的各个部分的显示均一性，以达到较佳的视觉效果，有利于提升用户体验。
[0011]
第二方面，本申请提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括印制电路板以及第一方面的触摸屏，其中，印制电路板设置于触摸屏的显示屏的一侧。另外，印制电路板设置有信号线路，信号线路与天线层的天线信号连接。
[0012]
在一个可能的实现方式中，可在印制电路板上设置结构支架，然后将信号线路设置于结构支架上，或者，也可以将信号线路设置为金属弹片的形式，其中，信号线路的数量可根据要求进行设置，例如可为一个或多个。另外，在该实施例中，无论将信号线路设置为何种形式，均可将信号线路与天线层上的天线之间的最短距离设置为0.1mm～5mm的区间范围内，以使信号线路能够通过电容耦合馈入的方式，实现与天线之间的信号的有效传输。这样可以避免信号线路与天线层的直接连接，以避免因氧化等因素，导致直接接触电连接的接触点的阻抗不稳定的问题。
[0013]
第三方面，本申请还提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括印制电路板、第一方面的触摸屏，以及外壳，该外壳可以但不限于为金属外壳，只要能够实现信号的传输即可。其中，印制电路板设置于触摸屏的显示屏的一侧，外壳设置于触摸屏的周侧，且可以但不限于通过螺钉等紧固件固定于印制电路板。
[0014]
另外，印制电路板设置有信号线路，该信号线路与螺钉等紧固件相连，从而使信号线路可以通过螺钉及外壳实现与天线层上的天线的信号交互。其中，可以使外壳与天线层上的天线之间最短的距离设置为0.1mm～5mm，以使外壳能够与天线层上的天线通过电容耦合馈入的方式进行信号的传输。这样可以避免信号线路与天线层的直接连接，以避免因氧化等因素，导致直接接触电连接的接触点的阻抗不稳定的问题。
[0015]
第四方面，本申请还提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括印制电路板，以及第一方面的触摸屏，其中，印制电路板设置于触摸屏的显示屏的一侧。另外，印制电路板设置有信号线路，信号线路与天线层的天线信号连接。
[0016]
另外，信号线路通过一个信号排线与天线连接，信号线路通过另一个信号排线与触控走线连接；或，信号线路通过一个信号排线同时与天线及触控走线连接。在该实施例中，在具体设置信号线路时，可以使信号线路设置为固定于印制电路板的金属弹片，或者设置印制电路板的结构支架上。
附图说明
[0017]
图1为本申请一实施例的电子设备的结构示意图；
[0018]
图2为本申请另一实施例的电子设备的结构示意图；
[0019]
图3为本申请一实施例的触摸屏的层结构示意图；
[0020]
图4为本申请一实施例的触控层的结构示意图；
[0021]
图5为本申请另一实施例的电子设备的结构示意图；
[0022]
图6为本申请另一实施例的电子设备的剖示图；
[0023]
图7为本申请另一实施例的电子设备的立体结构示意图；
[0024]
图8为本申请另一实施例的电子设备的剖示图；
[0025]
图9为本申请另一实施例的电子设备的剖示图；
[0026]
图10为本申请另一实施例的电子设备的剖示图；
[0027]
图11为本申请另一实施例的触摸屏的层结构示意图；
[0028]
图12为本申请另一实施例的天线层的结构示意图；
[0029]
图13为本申请另一实施例的天线层与触控层组装的分解结构示意图；
[0030]
图14为本申请另一实施例的触控层的结构示意图；
[0031]
图15为本申请另一实施例的触摸屏的结构示意图；
[0032]
图16为图15中a处的局部结构放大图。
具体实施方式
[0033]
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
[0034]
传统的电子设备的天线通常是通过刻蚀或者fpc制成，然后再将做好的天线贴附于触摸屏上。由于，上述方法制成的天线为可视元件，因此其只能贴附于触摸屏的非可视区，这样无疑会使电子设备的边框较宽，不能满足高屏占比的要求。
[0035]
另外，对于触摸屏来说，目前，触摸屏的触控走线，通常是由氧化铟锡(indium tin oxide，ito)材料形成的电极图层线路。该ito电极图层线路可以为导电的透明线路，此透明线路可用于感应手指的触控操作。但一般ito的方阻约在100～300欧姆/
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之间，如将ito作为天线进行使用,会因为过大的方阻而难以获得良好的天线性能。基于此，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以但不限于为手机、平板电脑、掌上电脑(personal digital assistant，pda)、笔记本电脑，或者智能手表等电子设备。为了便于对本申请实施例提供的电子设备进行理解，下面结合附图以电子设备为可穿戴设备，例如智能手表为例，对本申请的电子设备进行详细说明。
[0036]
参照图1，本申请的一个实施例提供的电子设备，该电子设备包括触摸屏，该触摸屏具有可实现信号传输的天线101以及触控走线(图1中未示出)，其中，触摸屏包括触控区202和非触控区203，天线101可以设置于触摸屏的非触控区203。可以理解的是，天线101的具体设置形式可以有多种，其可以根据对天线101的频段的具体要求进行设置，例如在图1中，天线101可以设置为绕着非触控区203一圈的圆形，另外，天线101还可设置为图2中绕着非触控区203半圈的半圆形，当然天线101还可以为其它可能的形式，此处不再一一列举。通过将天线101设置于触摸屏的非触控区203，可避免天线101在进行信号传输时，造成对触控走线的信号传输的干扰。
[0037]
在图1或图2所示的电子设备中，其触摸屏的示例性结构可参照图3，该触摸屏主要
由层叠设置的外观结构层3、触控层2以及显示屏4构成，各层结构之间可以但不限于通过光学胶5(optically clear adhesive，oca)进行粘接。
[0038]
其中，可参照图4，触控层2可以包括基底6，触控走线201以及天线101均布置于基底6上。在形成触控层2时，可参照如下的步骤：首先，在触控层2的基底6上压印或刻蚀形成相互交叉的多条第一沟槽601，以及相互交叉的多条第二沟槽602，其中第一沟槽601形成于触控层2的非触控区，第二沟槽602形成于触控层2的触控区；然后，用液态金属填充各条第一沟槽601和第二沟槽602，其中液态金属可以为银浆或者铜浆；最后，第一沟槽601中的液态金属冷却凝固后形成天线101，第二沟槽602中的液态金属冷却凝固后形成触控走线201。
[0039]
由于，线宽越小方阻越大，线路越厚(将线路在沟槽内的高度定义为线路的厚度)方阻越小，这样可通过调整第一沟槽601的宽度l1，以及在第一沟槽601中形成的天线101的高度h1，以将天线101的方阻控制在5欧姆/
□
以下。这样，可使天线101的辐射效率得到大幅提高，从而有利于提升天线101的信号传输的性能。
[0040]
另外，还可通过调节第二沟槽602的宽度l2，以及在第二沟槽602中形成的触控走线201的高度h2，以将触控走线201的方阻控制在1005欧姆/
□
以下。由于触控走线201在进行信号传输时，对方阻的要求不是很高，本技术方案中，将触控走线201的方阻控制在上述的范围内，一方面可使其具有较佳的信号传输性能，另一方面，可使该触控走线201便于加工，加工工艺便于管控。
[0041]
参照图5，本申请另一个实施例提供的电子设备，该电子设备包括触摸屏，该触摸屏具有可实现信号传输的天线101以及触控走线，其中，触摸屏包括触控区202和非触控区203。与上述实施例不同的是，天线101可设置于触摸屏的触控区202。当然可以理解的是，在该实施例中，天线101的具体设置方式除了如图5中所示的形式之外，还可以为其它可能的形式，此处不再一一列举。
[0042]
而为了使天线101能够设置在触摸屏的触控区202，需要对触摸屏的结构进行调整。参照图6，图6为该实施例的电子设备的结构示意图，其中，该电子设备的触摸屏主要包括层叠设置的外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4。在本技术方案中，通过将天线与触控走线分别设置在不同的层结构上，可以将天线与触控走线有效的隔开，以避免天线在进行信号传输时，造成对触控走线的信号传输的干扰。
[0043]
除了上述触摸屏外，参照图6，在该实施例中，电子设备还可以包括印制电路板(printed circuit board，pcb 7)，其中，pcb 7设置于显示屏4的一侧。由于pcb 7上设置有多个金属元器件，采用本实施例时，可使天线层1与pcb 7的距离较远，这样可有效的增大天线层1的净空区，以减小pcb 7上的金属元器件对天线层1上天线的信号传输性能的影响。
[0044]
为了实现天线层1上的天线与pcb 7之间的信号传输，pcb 7朝向显示屏4的一侧还可以设置有结构支架701，用于与天线层1进行信号传输的信号线路702可设置于结构支架701，该信号线路702与天线层1上的天线之间最短的距离为0.1mm～5mm，以使信号线路702能够与天线层1上的天线通过电容耦合的方式进行信号的传输。从而避免信号线路702与天线层1的直接连接，以避免因氧化等因素，导致接触电连接的接触点的阻抗不稳定的问题。
[0045]
在另一些实施例中，可在pcb 7的两端各设置一个结构支架701，并在每个结构支架701上分别设置信号线路702，这样，可以使其中的一个信号线路702用于与天线层1上的天线进行信号的传输，使另一个信号线路702与触控层2的触控走线进行信号的传输。或者，
使两端的信号线路702分别针对不同的信号与天线层1进行交互。
[0046]
在具体将信号线路702设置于结构支架701时，参照图7，可以将结构支架701设置为与pcb 7连接的立方体结构，然后将信号线路702布置于该立方体结构的表面，可选的，将信号线路702布置于结构支架701靠近天线101的表面，以及结构支架701与pcb 7相连接的表面。另外，参照图6，可以将信号线路702的截面形状设置为l形或者u形等。可以理解的是，上述信号线路702的设置方式只是一些示例性的说明，而无论信号线路702设置为何种方式，均可将信号线路702与天线层1上的天线101之间的最短距离设置为0.1mm～5mm的区间范围内，以使信号线路702与天线101能够通过电容耦合馈入的方式实现信号的有效传输。
[0047]
参照图8，在本申请一个可能的实现方式中，电子设备可以包括外观结构层3、天线层1、触控层2、显示屏4以及印制电路板(printed circuit board，pcb 7)，其中，外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4可以顺次粘接，pcb 7设置于显示屏4的一侧。由于pcb7上设置有多个金属元器件，采用本实施例时，可使天线层1与pcb 7的距离较远，这样可有效的增大天线层1的净空区，以减小pcb 7上的金属元器件对天线层1的信号传输性能的影响。
[0048]
为了实现天线层1与pcb 7之间的信号传输，在本实现方式中，pcb 7朝向显示屏4的一侧设置有信号线路702，该信号线路702设置为固定于pcb 7的金属弹片，该金属弹片与天线层1上的天线之间最短的距离设置为0.1mm～5mm，以使金属弹片能够与天线层1上的天线通过电容耦合馈入的方式进行信号的传输。这样可以避免信号线路702与天线层1的直接连接，以避免因氧化等因素，导致直接接触电连接的接触点的阻抗不稳定的问题。
[0049]
另外，还可在pcb 7的两端各设置一个金属弹片，这样，可以使其中的一个信号线路702用于与天线层1上的天线进行信号的传输，使另一个信号线路702与触控层2的触控走线进行信号的传输。或者，使两端的信号线路702分别针对不同的信号与天线层1进行交互。
[0050]
与上述实施例相类似，在具体将信号线路702设置为金属弹片时，参照图8，可以将金属弹片制成的信号线路702的弯折后的截面形状设置为l形或者u形等。可以理解的是，无论上述信号线路702设置为何种方式，均可将信号线路702与天线层1上的天线之间的最短距离设置为0.1mm～5mm的区间范围内，以实现信号线路702与天线之间信号的有效传输。
[0051]
参照图9，在本申请另一个可能的实现方式中，电子设备除了包括外观结构层3、天线层1、触控层2、显示屏4以及印制电路板(printed circuit board，pcb 7)外，还可以包括外壳8，该外壳8可以但不限于为金属外壳，其只要能够实现信号的传输即可。其中，外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4可以顺次粘接，pcb 7设置于显示屏4的一侧，外壳8设置于由外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4形成的层结构的周侧。
[0052]
另外，外壳8可以但不限于通过螺钉703等紧固件固定于pcb 7，其中，螺钉703等紧固件与pcb 7上的信号线路相连，从而使信号线路可以通过螺钉703及外壳8实现与天线层1上的天线的信号交互。其中，可以使外壳8与天线层1上的天线之间最短的距离设置为0.1mm～5mm，以使外壳8能够与天线层1上的天线通过电容耦合馈入的方式进行信号的传输。这样可以避免信号线路与天线层1的直接连接，以避免因氧化等因素，导致直接接触电连接的接触点的阻抗不稳定的问题。
[0053]
参照图10，在本申请另一个可能的实现方式中，电子设备包括外观结构层3、天线层1、触控层2、显示屏4以及印制电路板(printed circuit board，pcb 7)。其中，外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4可以顺次粘接，pcb 7设置于显示屏4的一侧。
[0054]
为了实现天线层1与pcb 7之间的信号传输，在本实现方式中，pcb 7朝向显示屏4的一侧设置有信号线路702，该信号线路702可以设置为固定于pcb 7的金属弹片，或者设置于pcb 7的结构支架701上。
[0055]
在该实施例中，无论将信号线路702设置为哪种设置方式，均可将信号线路702通过信号排线704与天线层1上的天线进行连接。另外，如图10所示，还可使天线层1上的天线与触控层2上的触控走线共用一个信号排线704，或者，针对天线层1以及触控层2分别设置一个信号排线704，从而使天线与触控走线分别通过不同的信号排线704与信号线路702连接。可以理解的是，上述只是对pcb 7上的信号线路702的设置方式的一些示例性的说明。
[0056]
为了进一步使天线层上布置的天线，与触控层上布置的触控走线在进行信号传输的过程中能够独立工作，互不影响。还需要对触摸屏的天线，以及触控走线进行相应设置，以下结合附图对触摸屏的层结构，主要是天线层以及触控层的结构进行详细的说明。
[0057]
参照图11，图11提供了一种触摸屏，该触摸屏可以包括层叠设置的外观结构层3、天线层1、触控层2以及显示屏4。其中，外观结构层3可以但不限于为玻璃层，以在达到触摸屏的外观效果的同时，起到保护盖板的作用。天线层1上设置有天线，触控层2上设置有触控走线，而显示屏4可以但不限于为有机发光二极管(organic light emitting diode，oled)显示屏或者发光二极管(light emitting diode，led)显示屏。另外，各层结构之间的具体粘接方式不限，例如可通过光学胶5(optically clear adhesive，oca)进行粘接。
[0058]
参照图12，在具体设置天线层1时，天线层1包括基底6，以及通过金属网格电容触控技术(metal mesh)形成于基底6的天线，其中，基底6可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet)基材导电层。
[0059]
继续参照图12，在上述基底6上形成天线101的具体步骤可以为：首先，根据天线101在天线层1上的具体设置位置的要求，在pet基底6上压印或刻蚀形成相互交叉的多条第三沟槽603；然后，用液态金属填充各条第三沟槽604，其中液态金属可以为银浆或者铜浆；最后，液态金属冷却凝固后即形成天线101。
[0060]
另外，继续参照图12，可在上述工艺过程中通过调节第三沟槽603的尺寸，以使形成的天线101的线宽l1为1～10μm，将相邻两条天线101之间的线距l3设置为1～300μm。由于，线宽l1越小方阻越大，线路越厚(将线路在基底6沟槽内的高度定义为线路的厚度)方阻越小，这样可通过调整线宽l1，以及形成在第三沟槽603中的天线101的高度h1，以将天线101的方阻控制在5欧姆/
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以下。这样，可使天线101的辐射效率得到大幅提高，从而有利于提升天线101的信号传输的性能。
[0061]
继续参照图12，可以看出，如果只将天线101设置于天线层1的某一局部，当该天线层1用于触摸屏中时，天线101会对该局部的光线进行遮挡，从而使该局部的显示效果与其它部分有较大的差别，影响用户的使用的视觉效果，用户体验较差。
[0062]
为了解决上述问题，在本方案中，可以参照图13，通过上述工艺步骤在天线层1上形成整面的相互交错的金属网格线，然后将与触控层2的触控区相对的部分的金属网格线断开(以下将天线层上的断开的金属网格线称为虚拟天线102)，而将用作天线101的部分的金属网格线相连接。由于断开的金属网格线不能够进行信号的传输，这样，不仅可避免天线层1上位于触控区的金属网格线对触控走线201的信号传输的影响，还能够实现触控层2的各个部分的显示均一性，以达到较佳的视觉效果。
[0063]
另外，天线101的设置位置可以根据具体需要，或者根据触摸屏的各器件的布置方式来进行选择，其也可以通过对天线101的设置位置的调整，以使天线101不占用电子设备的边框的空间，从而有利于实现电子设备的窄边框的设计。可选的，参照图13，可以将天线101在触控层2上的投影落在触控层2的触控区的边界，或者也可以使其落在触控区与非触控区的交界处，这样可有效的减小天线101进行信号传输时，对触控层2上的触控走线201的信号传输的影响。
[0064]
对应的，参照图14，在具体形成触控层2时，其形成方式可以有多种，例如，采用ito在触控层2上形成透明的触控电极图层线路。或者也可以采用与上述形成天线的步骤相类似的方案，具体为：首先，在基底6上压印或者刻蚀形成相互交叉的多条第四沟槽604；然后，用液态金属填充各条第四沟槽604，其中液态金属可以为银浆或者铜浆；最后，液态金属冷却凝固后即形成触控走线201。与上述形成天线的方式不同的是，一并参照图13和图14，触控走线201可以是形成于触控层2的整面上的相互连接，且相交错设置的多条金属网格线。
[0065]
另外，继续参照图14，当触控走线201为交错设置的多条金属网格线时，也可将形成的触控走线201的线宽l2设置为1～10μm，将相邻两条触控走线201之间的线距l4设置为1～300μm，并通过调节在第四沟槽604中形成的触控走线201的高度，以将触控走线201的方阻控制在1005欧姆/
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以下。由于触控走线201在进行信号传输时，对于方阻的要求不是很高，本技术方案中，将触控走线201的方阻控制在上述的范围内，一方面可使其具有较佳的信号传输性能，另一方面，可使该触控走线201便于加工，加工工艺便于管控。
[0066]
这样，参照图13，可将上述形成的天线层1和触控层2通过oca进行粘接，其粘接形成的结构设置于触摸屏中的状态可参照图15。由图15可以看出，天线101可形成于触控区202与非触控区203的交界处，其可减小天线101进行信号传输时，对触控走线的信号传输的影响。
[0067]
另外，由于触摸屏是通过触控走线201的交叉点来当做触控感应点204，具体为，参照图16，当手指接触到触控感应点204时，可与触控走线201形成电容效应，从而实现触控感应效果。因此，在将天线层叠置于触控层之上时，需要使天线以及虚拟天线在触控层上的投影可以与触控点204相交错，以能够将触控感应点204露出，从而使天线在进行信号传输的过程中不影响触控走线201的触控感应。
[0068]
在本方案中，参照图15，通过在触摸屏的天线层上同时设置天线101以及虚拟天线102，不仅能够在使天线101，与触控层上布置的触控走线201在进行信号传输的过程中独立工作，互不影响，以达到较佳的信号传输的效果的基础上，还能够实现触摸屏的各个部分的显示均一性，以达到较佳的视觉效果，有利于提升用户体验。
[0069]
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。