本實用新型涉及電子領(lǐng)域,具體地涉及觸控屏以及電子設(shè)備。
背景技術(shù):
觸摸屏因具有易操作性、直觀性和靈活性等優(yōu)點,已成為個人移動通信設(shè)備和綜合信息終端如平板電腦和智能手機(jī)、超級筆記本電腦等的主要人機(jī)交互手段。觸摸屏根據(jù)不同的觸控原理可分為電阻觸摸屏、電容觸摸屏、紅外觸摸屏和表面聲波(SAW)觸摸屏等四種主要類型。其中電容觸摸屏具有多點觸控的功能,反應(yīng)時間快、使用壽命長和光透過率較高,用戶使用體驗優(yōu)越,同時隨著工藝的逐步成熟,良品率得到顯著提高,電容屏價格日益降低,目前已成為中小尺寸信息終端觸控交互采用的主要技術(shù)。目前的電容觸摸屏,不僅能感知屏體所在平面(X,Y軸二維空間)的觸摸位置,對于垂直于屏體平面(Z軸)的觸摸參數(shù),也能夠進(jìn)行感知,即能夠?qū)﹄娙萦|摸屏的觸摸壓力進(jìn)行感應(yīng)。
然而,目前具有壓力感應(yīng)功能的觸控屏,普遍存在制備工藝復(fù)雜、壓力感應(yīng)敏感度有待提高等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此,本實用新型的一個目的在于提供一種三維多點式觸控屏。
在本實用新型的一個方面,本實用新型提出了一種觸控屏。根據(jù)本實用新型的實施例,該觸控屏包括:保護(hù)蓋板;顯示模組,所述顯示模組設(shè)置在所述保護(hù)蓋板下方,所述顯示模組含有液晶顯示單元或有機(jī)發(fā)光顯示單元;觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu),所述觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)能夠與施加觸摸操作的物體形成觸摸電容,所述觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一觸控感應(yīng)層以及第二觸控感應(yīng)層,所述第一觸控感應(yīng)層設(shè)置于所述保護(hù)蓋板以及所述顯示模組之間或所述顯示模組內(nèi)部;以及壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu),所述壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一壓力感應(yīng)層及與所述第一壓力感應(yīng)層間隔設(shè)置的第二壓力感應(yīng)層,所述第二壓力感應(yīng)層為所述第一觸控感應(yīng)層,對所述第一觸控感應(yīng)層進(jìn)行分時檢測,在觸控檢測時段,通過檢測所述觸摸電容的變化確定觸控位置;在壓力檢測時段,通過檢測所述第一壓力感應(yīng)層以及所述第二壓力感應(yīng)層之間的電容變化確定觸控壓力。由此,有利于減小該觸控屏的厚度,簡化制備工藝。該觸控屏具有制備工藝簡單、觸控屏平整度好、感應(yīng)靈敏等優(yōu)點。
任選地,所述第一壓力感應(yīng)層與所述第二壓力感應(yīng)層之間具有可壓縮空間。在實際使用中,第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層的至少之一能夠隨垂直于屏體平面觸控力度的不同發(fā)生不同程度的變形,可壓縮空間可以為上述變形提供變形空間,從而使得第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層之間的電容隨兩層之間距離的改變而改變,進(jìn)而該觸控屏可以感知在不同位置上觸控壓力的變化,從而可以實現(xiàn)壓力感應(yīng)功能。
任選地,所述第一壓力感應(yīng)層設(shè)置于所述保護(hù)蓋板以及所述顯示模組之間、所述顯示模組內(nèi)或者所述顯示模組下方。由此,可以簡化該觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
任選地,所述顯示模組含有液晶顯示單元,所述液晶顯示單元自上而下依次包括:上偏光片、彩色濾光片、公共電極、液晶層、像素電極以及下偏光片,所述第一觸控感應(yīng)層設(shè)置于所述上偏光片以及所述彩色濾光片之間、所述液晶層以及所述像素電極之間,或者所述公共電極為所述第一觸控感應(yīng)層。由此,可以簡化該觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
任選地,所述顯示模組含有有機(jī)發(fā)光顯示單元,所述第一觸控感應(yīng)層設(shè)置于所述有機(jī)發(fā)光顯示單元的偏光片以及有機(jī)液晶層之間。由此,可以簡化該觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
在本實用新型的另一方面,本實用新型提出了一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括:觸控屏以及用于支撐所述觸控屏的中框,其中,所述觸控屏包括:保護(hù)蓋板;顯示模組,所述顯示模組設(shè)置在所述保護(hù)蓋板下方,所述顯示模組含有液晶顯示單元或有機(jī)發(fā)光顯示單元;觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu),所述觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)能夠與施加觸摸操作的物體形成觸摸電容,所述觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一觸控感應(yīng)層以及第二觸控感應(yīng)層,所述第一觸控感應(yīng)層設(shè)置于所述保護(hù)蓋板以及所述顯示模組之間或所述顯示模組內(nèi)部;以及壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu),所述壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一壓力感應(yīng)層及與所述第一壓力感應(yīng)層間隔設(shè)置的第二壓力感應(yīng)層,所述第二壓力感應(yīng)層為所述第一觸控感應(yīng)層,對所述第一觸控感應(yīng)層進(jìn)行分時檢測,在觸控檢測時段,通過檢測所述觸摸電容的變化確定觸控位置;在壓力檢測時段,通過檢測所述第一壓力感應(yīng)層以及所述第二壓力感應(yīng)層之間的電容變化確定觸控壓力。由此,可以采用不同觸控力度對屏幕進(jìn)行觸控,實現(xiàn)對電子設(shè)備進(jìn)行控制。該電子設(shè)備具有壓力觸控敏感度高、制備工藝簡單等優(yōu)點。
任選地,所述第一壓力感應(yīng)層與所述第二壓力感應(yīng)層之間具有可壓縮空間。在實際使用中,第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層的至少之一能夠隨垂直于屏體平面觸控力度的不同發(fā)生不同程度的變形,該可壓縮空間可以為第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層的至少之一提供變形空間,從而可以進(jìn)一步提高該電子設(shè)備的壓力感應(yīng)性能。
任選地,所述第一壓力感應(yīng)層設(shè)置于所述保護(hù)蓋板以及所述顯示模組之間、所述顯示模組內(nèi)或者所述顯示模組下方。由此,可以簡化觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化該電子設(shè)備的生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積。
任選地,所述顯示模組含有液晶顯示單元,所述液晶顯示單元自上而下依次包括:上偏光片、彩色濾光片、公共電極、液晶層、像素電極以及下偏光片,所述第一觸控感應(yīng)層設(shè)置于所述上偏光片以及所述彩色濾光片之間、所述液晶層以及所述像素電極之間,或者所述公共電極為所述第一觸控感應(yīng)層。由此,可以簡化該電子設(shè)備的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積。
任選地,所述第一壓力感應(yīng)層設(shè)置在所述中框上。由此,可以簡化該電子設(shè)備的結(jié)構(gòu),簡化生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積;可以利用中框提高第一壓力感應(yīng)層的平整度,從而可以提高該電子設(shè)備的壓力感應(yīng)靈敏程度。
附圖說明
圖1顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的觸控屏的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2顯示了根據(jù)本實用新型另一個實施例的觸控屏的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3顯示了根據(jù)本實用新型又一個實施例的觸控屏的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4顯示了根據(jù)本實用新型又一個實施例的觸控屏的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的液晶顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的有機(jī)發(fā)光顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7A-圖7F顯示了根據(jù)本實用新型實施例的第一壓力感應(yīng)層的電極結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8A-8B顯示了根據(jù)本實用新型實施例的壓力感應(yīng)電極形狀示意圖;
圖9顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的第一壓力感應(yīng)層、基板以及屏蔽層的結(jié)構(gòu)示意圖;以及
圖10顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明:
100:保護(hù)蓋板;
200:顯示模組;210:液晶顯示單元;220:背光單元;230:上偏光片;240:彩色濾光片;250:公共電極;260:液晶層;270:像素電極;280:下偏光片;
50:偏光片;60:封裝體;70:有機(jī)發(fā)光層;80:基板
220:背光單元;
310:第一壓力感應(yīng)層;320:第二壓力感應(yīng)層;10:壓力感應(yīng)電極;20:屏蔽線;30:感應(yīng)電極;40:驅(qū)動電極
400:可壓縮空間
500:屏蔽層;600:基板;710:第一觸控感應(yīng)層;720:第二觸控感應(yīng)層
1000:電子設(shè)備;1100:觸控屏。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,僅用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
在本實用新型的描述中,術(shù)語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“寬度”、“厚度”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型而不是要求本實用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型中,觸控屏、電子設(shè)備、保護(hù)蓋板或者第一壓力感應(yīng)層、第二壓力感應(yīng)層等結(jié)構(gòu)的“上表面”、“上方”等術(shù)語特指在實際使用中,觸控屏等設(shè)備或結(jié)構(gòu)朝向用戶的一側(cè),即用戶通過觸摸或壓力觸控對觸控屏或者電子設(shè)備實施操作的一側(cè)。
在本實用新型的第一方面,本實用新型提出了一種觸控屏。具體地,參考圖1,該觸控屏包括:保護(hù)蓋板100、顯示模組200、觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)以及壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)。其中,顯示模組200位于保護(hù)蓋板100下方,觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一觸控感應(yīng)層710以及第二觸控感應(yīng)層720,第一觸控感應(yīng)層710設(shè)置于保護(hù)蓋板100以及顯示模組200之間或顯示模組200內(nèi)部(圖中未示出)。壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320,第二壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)為第一觸控感應(yīng)層710。對第一觸控感應(yīng)層710進(jìn)行分時檢測,在觸控檢測時段,通過檢測觸摸電容的變化確定觸控位置;在壓力檢測時段,通過檢測第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320之間的電容變化確定觸控壓力。第二壓力感應(yīng)層320與第一壓力感應(yīng)層310電連接并形成壓力感應(yīng)電容。采用第一觸控感應(yīng)層710作為第二壓力感應(yīng)層320有利于節(jié)省成本,提高該觸控屏的集成程度,降低該觸控屏的厚度。總的來說,該觸控屏具有制備工藝簡單、觸控屏平整度好、感應(yīng)靈敏等優(yōu)點。
為了方便理解,下面首先對根據(jù)本實用新型實施例的觸控屏工作的原理進(jìn)行簡要說明:當(dāng)觸控屏受觸摸按壓時,第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320的至少之一會隨著保護(hù)蓋板100和顯示模組200等結(jié)構(gòu)一起發(fā)生形變,根據(jù)式I所示的電容計算公式:
C=εS/4πkd 式I
電容C與組成該電容的兩個極板(即第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320)之間介質(zhì)的介電常數(shù)ε、極板面積S以及極板之間的距離d有關(guān)(k為與真空電容率相關(guān)的常數(shù))。當(dāng)?shù)谝粔毫Ω袘?yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320之間距離發(fā)生變化(即式I中的d值)時,上述兩層之間形成的壓力感應(yīng)電容也發(fā)生變化,而上述距離的變化與施加在觸控屏上的壓力有關(guān)。因此,可以建立電容傳感器的電容變化信息與觸控屏的受力信息的相互關(guān)系數(shù)據(jù)庫。由此,可以實現(xiàn)對垂直于屏體平面的觸摸參數(shù)(即觸摸壓力)進(jìn)行感知。
下面對根據(jù)本實用新型的觸控屏的各個單元進(jìn)行詳細(xì)描述。
根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖2以及圖3,在第一壓力感應(yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320之間具有可壓縮空間400。可壓縮空間400可以在對觸控屏進(jìn)行按壓觸控時,可以為第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320提供發(fā)生形變的空間。由此,可以實現(xiàn)根據(jù)本實用新型實施例的觸控屏的壓力感應(yīng)功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,上述圖例中可壓縮空間400的位置僅為示例性的描述,在實際應(yīng)用中,可壓縮空間400只要位于第一壓力感應(yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320之間即可,可以為該觸控屏中一個模組之內(nèi)或者多個模組之間的間隙(即為空氣),也可以設(shè)置在一個模組之內(nèi)或者多個模組之間的空間,并填充有可變性的彈性材料,例如,可以在可壓縮空間400中填充泡沫、凝膠或者多孔材料。在本實用新型的實施例中,可壓縮空間400的厚度可以在0.05-0.5毫米之間,同一產(chǎn)品各不同位置之間的可壓縮空間400的厚度差異可以保持在0.02-0.2毫米之間,由此,能夠保證良好的均一性。
根據(jù)本實用新型的實施例,保護(hù)蓋板100設(shè)置在觸控屏的最上方,以便為根據(jù)本實用新型實施例的觸控屏的其他部件提供保護(hù)。根據(jù)本實用新型的實施例,保護(hù)蓋板100的具體材料不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對構(gòu)成保護(hù)蓋板100的材料進(jìn)行選擇。例如,根據(jù)本實用新型的具體實施例,保護(hù)蓋板100可以為玻璃、藍(lán)寶石、以及透明有機(jī)膜材(如聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物有機(jī)膜)構(gòu)成的。上述材料來源廣泛、容易獲得,能夠為該觸控屏提供具有足夠強(qiáng)度的保護(hù),且透光性能良好,不會影響該觸控屏的顯示功能。
需要說明的是,在本實用新型中,顯示模組200的具體類型不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。例如,根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖4以及圖5,顯示模組200可以具有液晶顯示單元210,可以為IPS、TN、STN等方式的顯示屏幕。具體地,根據(jù)本實用新型的具體實施例,液晶顯示單元210自上而下可以包括上偏光片230、彩色濾光片240、公共電極250、液晶層260、像素電極270以及下偏光片280等結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)根據(jù)本實用新型實施例的顯示模組的顯示功能。上述液晶顯示單元210中包括的各個部件的具體組成以及結(jié)構(gòu)不受特別限制,只要能實現(xiàn)顯示功能即可。此外,參考圖4,當(dāng)顯示模組200具有液晶顯示單元210時,顯示模組還可以具有背光單元220,以便實現(xiàn)顯示功能。或者,根據(jù)本實用新型的另一些實施例,顯示模組200可以為有機(jī)發(fā)光顯示單元。例如,可以采用主動式有機(jī)發(fā)光顯示單元,或被動式有機(jī)發(fā)光顯示單元。根據(jù)本實用新型的具體實施例,參考圖6,該有機(jī)發(fā)光顯示單元可以包括偏光片50、封裝體60、有機(jī)發(fā)光層70以及基板80等結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實用新型的實施例,第一壓力感應(yīng)層310可以設(shè)置于保護(hù)蓋板100以及顯示模組200之間、顯示模組200內(nèi)或者顯示模組200下方。由此,可以簡化該觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
具體地,根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖2,第一壓力感應(yīng)層310可以設(shè)置于顯示單元200之內(nèi)。由此,可以簡化該觸控屏的制備工藝,便于利用顯示單元內(nèi)部具有導(dǎo)電鍍層的結(jié)構(gòu)形成第一壓力感應(yīng)層310,從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
根據(jù)本實用新型的另一些實施例,參考圖4,當(dāng)顯示模組200具有背光單元220時,第一壓力感應(yīng)層310(圖中未示出)還可以設(shè)置于液晶顯示單元210以及背光單元220之間,或者設(shè)置在背光單元220內(nèi),也可以設(shè)置于背光單元220下方。由此,便于利用顯示單元內(nèi)部具有導(dǎo)電鍍層的結(jié)構(gòu)形成第一壓力感應(yīng)層310,或者利用液晶顯示單元210以及背光單元220下表面較為平整的基底,通過貼附導(dǎo)電膜的方式設(shè)置第一壓力感應(yīng)層310,從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積,提高第一壓力感應(yīng)層310的平整程度。
在本實用新型中,觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)可以具有本領(lǐng)域常用的觸控屏結(jié)構(gòu),例如可以為外掛式(包括但不限于OGS、GF、GFF、GF2等)、on-cell、in-cell等方式的觸控屏結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型的具體實施例,參考圖1,第一觸控感應(yīng)層710可以位于保護(hù)蓋板100以及顯示模組200之間,即采用外掛式結(jié)構(gòu)。由此,可以進(jìn)一步提高該觸控屏的集成程度,節(jié)省成本且有利于減小該觸控屏的厚度?;蛘?,當(dāng)現(xiàn)實模組200具有液晶顯示單元210時,參考圖5,可以將第一觸控感應(yīng)層710(圖中未示出)設(shè)置于上偏光片230以及彩色濾光片240之間,或者將第一觸控感應(yīng)層710(圖中未示出)設(shè)置于液晶層260以及像素電極270之間?;蛘?,采用公共電極250作為第一觸控感應(yīng)層710。當(dāng)現(xiàn)實模組200具有有機(jī)發(fā)光顯示單元時,參考圖6,可以將第一觸控感應(yīng)層710(圖中未示出)設(shè)置于偏光片50以及有機(jī)液晶層70之間,例如,可以設(shè)置于偏光片50以及封裝層60之間,即采用on-cell方式。由此,可以簡化該觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低觸控屏的體積。
需要說明的是,組成第一壓力感應(yīng)層310的具體材料以及具體結(jié)構(gòu)不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計。例如,根據(jù)本實用新型的實施例,第一壓力感應(yīng)層310可以由ITO、金屬網(wǎng)格(metal mesh)、納米銀絲導(dǎo)電膜、鍍有金屬的石墨烯層(如Cu、Ag鍍層,或者是金屬有機(jī)漿料,如銀漿、銅漿等)形成。第一壓力感應(yīng)層310的具體設(shè)置方式也不受特別限制,例如,根據(jù)本實用新型的實施例,可以通過在需要設(shè)置第一壓力感應(yīng)層的位置鍍導(dǎo)電層,然后通過蝕刻等方式形成具有預(yù)定電極圖案的第一壓力感應(yīng)層,也可以直接通過絲網(wǎng)印刷形成第一壓力感應(yīng)層。在本實用新型的一些實施例中,第一壓力感應(yīng)層可以形成在柔性基材(如PET、PC等透明有機(jī)薄膜材料等),也可以在柔性基材上形成凹槽,將第一壓力感應(yīng)層設(shè)置于凹槽中。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,為了提高壓力傳感效果,參考圖7A以及圖7B,第一壓力感應(yīng)層310的表面可以具有多個壓力感應(yīng)電極10,多個壓力感應(yīng)電極10構(gòu)成電極陣列。利用電極陣列對該觸控屏的不同位置的觸控壓力進(jìn)行獨立檢測,可以提高壓力檢測的靈敏程度。具體地,多個壓力感應(yīng)電極10可以均獨立地與第二壓力感應(yīng)層之間形成壓力感應(yīng)電容,以便反應(yīng)該觸控屏表面不同位點的電容值。例如,參考圖7A,第一壓力感應(yīng)層可以由多個規(guī)則排列的電極10構(gòu)成。通過調(diào)節(jié)每個鏤空電極的面積,可以調(diào)節(jié)每一個電極的原始電容值(即觸控屏表面未受觸控操作時的電容值)。利用上述多個規(guī)則排列的鏤空電極覆蓋需要進(jìn)行壓力傳感的區(qū)域,可以實現(xiàn)觸控屏監(jiān)測區(qū)域的檢測點均勻分布。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,上述多個壓力感應(yīng)電極10的具體形狀、排列方式以及數(shù)量不受特別限制,可以根據(jù)該觸控屏對于壓力傳感的敏感度的具體要求進(jìn)行設(shè)計。例如,參考圖7B,多個壓力感應(yīng)電極10的面積可以不全部相等。由于該觸控屏不同位置在受到垂直于觸控屏的觸控壓力時產(chǎn)生的形變程度不同,因此多個壓力感應(yīng)電極10的面積不全部相等有利于利用電極面積調(diào)節(jié)不同位置的初始電容,從而有利于增強(qiáng)該觸控屏上各個位置的壓力感應(yīng)靈敏程度。例如,根據(jù)本實用新型的具體實施例,由于觸控屏中央位置在受到壓力觸控時的形變較觸控屏邊緣處更大,位于觸控屏中央位置的壓力感應(yīng)電極10B的面積可以小于位于觸控屏邊緣的壓力感應(yīng)電極10A的面積。
為了進(jìn)一步提高該觸控屏的壓力觸控感應(yīng)效果,根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖7C,第一壓力感應(yīng)層還可以進(jìn)一步具有屏蔽線20。具體地,屏蔽線20可以環(huán)繞壓力感應(yīng)電極10設(shè)置。由此,可以利用該屏蔽線屏蔽相鄰的壓力感應(yīng)電極之間的信號以防止互相干擾,從而可以提高第一壓力感應(yīng)層對于壓力感應(yīng)的靈敏度以及準(zhǔn)確程度。
根據(jù)本實用新型的實施例,在具體的信號檢測過程中,可以直接或間接得測得由第一壓力感應(yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320形成的壓力感應(yīng)電容。例如,可以通過自容或者雙層互容的檢測方法直接測得前述的壓力感應(yīng)電容,或通過單層互容的檢測方法間接測得前述的壓力感應(yīng)電容。由于第二壓力感應(yīng)層320為第一觸控感應(yīng)層710,因此,在實際檢測過程中,需要對第一觸控感應(yīng)層進(jìn)行分時處理。具體地,當(dāng)采用on-cell方式設(shè)置觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)時,例如,當(dāng)?shù)谝挥|控感應(yīng)層710或者第二觸控感應(yīng)層720設(shè)置在上偏光片以及濾光片之間時,可以在觸控檢測時段以及壓力監(jiān)測時段分別對第一觸控感應(yīng)層710施加兩個不同的高頻信號,以便分別在不同的時段進(jìn)行壓力檢測以及觸控檢測。此時,壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)中的第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320之間形成互容型電容?;蛘撸梢栽谟|控檢測時段對第一觸控感應(yīng)層710施加一個高頻電壓,用于通過觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)檢測觸控位置;在壓力檢測時段,使第一觸控感應(yīng)層710,即第二壓力感應(yīng)層320接地,采用自容式電容進(jìn)行壓力檢測。當(dāng)采用in-cell方式設(shè)置觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)時,例如,當(dāng)?shù)谝挥|控感應(yīng)層710或者第二觸控感應(yīng)層720設(shè)置在液晶層與像素電極之間時,可以直接采用公共電極作為第一觸控感應(yīng)層710以及第二壓力感應(yīng)層320。此時,可以將公共電極分為三個檢測時段,即顯示時段、壓力檢測時段以及觸控檢測時段。在壓力檢測時段,可以在公共電極上施加0電壓,此時采用自容式電容進(jìn)行壓力檢測;或者,可以在壓力監(jiān)測時段對公共電極施加一個非零的電壓,壓力監(jiān)測時段以及顯示時段共用同一時段,此時采用互容式電容進(jìn)行壓力檢測,在觸控檢測時段對公共電極施加一高頻電壓信號,實現(xiàn)觸控檢測。
根據(jù)本實用新型的實施例,當(dāng)壓力檢測結(jié)構(gòu)采用互容或者自容式電容進(jìn)行壓力檢測時,第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320中電極的數(shù)量、形狀、排列方式以及連接方式不受特別限制參。具體地,根據(jù)本實用新型的實施例,當(dāng)采用互容式電容進(jìn)行壓力檢測時,參考圖7D,第一壓力感應(yīng)層310可以具有多個條狀鏤空的電極圖案的壓力感應(yīng)電極10(圖中10A-10D),可以將第一壓力感應(yīng)層310作為感應(yīng)層,而第二壓力感應(yīng)層320則作為驅(qū)動層。參考圖7E,第二壓力感應(yīng)層320可以具有與第一壓力感應(yīng)層310中的壓力感應(yīng)電極10垂直設(shè)置的電極,作為驅(qū)動電極40,以便實現(xiàn)該觸控屏的壓力感應(yīng)功能。需要說明的是,圖7D以及圖7E中所示出的第一壓力感應(yīng)層310或者第二壓力感應(yīng)層320的結(jié)構(gòu)僅為示例性的,第一壓力感應(yīng)層310或者第二壓力感應(yīng)層320中電極的數(shù)量、形狀、排列方式以及連接方式不受特別限制,只要能夠在第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320之間耦合形成互容型電容即可。例如,可以采用一對一的耦合方式,第一壓力感應(yīng)層310中的1個壓力感應(yīng)電極作為感應(yīng)電路與第二壓力感應(yīng)層320中的1個壓力感應(yīng)電極(作為驅(qū)動電路)耦合,從而可以實現(xiàn)對該觸控屏進(jìn)行壓力分區(qū)感應(yīng)?;蛘撸梢圆捎靡粚Χ嗟鸟詈戏绞?,即第一壓力感應(yīng)層310中的一個壓力感應(yīng)電極作為感應(yīng)電極與第二壓力感應(yīng)層320中的多個壓力感應(yīng)電極(作為驅(qū)動電路)耦合,或第一壓力感應(yīng)層310中的多個壓力感應(yīng)電極作為感應(yīng)電路與第二壓力感應(yīng)層320中的一個壓力感應(yīng)電極(作為驅(qū)動電路)耦合。
根據(jù)本實用新型的一些實施例,參考圖7F,第一壓力感應(yīng)層310上的壓力感應(yīng)電極還可以具有多個壓力感應(yīng)電極,并分別作為感應(yīng)電極30以及驅(qū)動電極40,耦合形成互電容,且第一壓力感應(yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320耦合,與第二壓力感應(yīng)層(即第一觸控感應(yīng)層710)形成壓力感應(yīng)電容。此時,當(dāng)該觸控屏受到外力按壓觸控時,第一壓力感應(yīng)層310由于發(fā)生形變,感應(yīng)電極30以及驅(qū)動電極40之間的距離發(fā)生變化,耦合形成的互電容(C1)將隨壓力發(fā)生變化;同時,由于第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320之間的距離也發(fā)生了變化,因此感應(yīng)電極30與第二壓力感應(yīng)層320之間的電容(C2)、驅(qū)動電極40與第二壓力感應(yīng)層320之間的電容均隨壓力發(fā)生變化(C3)。此時,第二壓力感應(yīng)層320(即第一觸控感應(yīng)層710)可以作為參考,通過計算統(tǒng)計C1、C2以及C3在按壓前后的變化,綜合計算該觸控屏所受到的壓力,從而可以提高該觸控屏的壓力感應(yīng)準(zhǔn)確程度。
根據(jù)本實用新型的另一些實施例,參考圖9,當(dāng)?shù)谝粔毫Ω袘?yīng)層310上未設(shè)置屏蔽線20,或屏蔽線20不足以屏蔽其余電極結(jié)構(gòu)對壓力感應(yīng)電極10的信號干擾時,該觸控屏還可以進(jìn)一步包括屏蔽層500以及基板600。具體地,根據(jù)本實用新型的實施例,屏蔽層500以及第一壓力感應(yīng)層310可以分別設(shè)置于基板600的上表面以及下表面,為第一壓力感應(yīng)層310提供有力的電磁屏蔽,從而可以提高該觸控屏的壓力感應(yīng)靈敏度以及準(zhǔn)確程度。在該觸控屏的制備過程中,只需將含有屏蔽層500以及第一壓力感應(yīng)層310的基板600貼附在保護(hù)蓋板100的下表面,再按照傳統(tǒng)的觸控屏制備工藝,將該集成有第一壓力感應(yīng)層310的保護(hù)蓋板100與其他模組進(jìn)行組裝,即可獲得根據(jù)本實用新型實施例的觸控屏。
具體地,根據(jù)本實用新型的實施例,基板600可以由PET、玻璃、PMMA、COP、COC、PC等材料形成,屏蔽層500可以為在基板600需要設(shè)置屏蔽層500的一面上設(shè)置整面ITO,也可以在基板600的相應(yīng)位置設(shè)置多條ITO線,相連兩條ITO線的間距可以為不大于1mm;或者,可以利用金屬網(wǎng)格、納米銀絲導(dǎo)電膜以及金屬鍍層形成根據(jù)本實用新型實施例的屏蔽層500。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,當(dāng)?shù)谝粔毫Ω袘?yīng)層310位于背光單元220上方時,為了不影響該觸控屏的顯示功能,第一壓力感應(yīng)層310、屏蔽層500以及基板600需為透明材料形成的。
根據(jù)本實用新型的實施例,為了簡化制備工藝,可以利用同一種導(dǎo)電材料在基板600的上下兩側(cè)表面制備屏蔽層500以及第一壓力感應(yīng)層310。例如,可以選用雙面鍍ITO的薄膜材料(即Double ITO膜),在薄膜材料的一面進(jìn)行電極圖案制作處理做為第一壓力感應(yīng)層310,另一面不需額外處理,用整面ITO做為屏蔽層500即可。由此,可以進(jìn)一步簡化根據(jù)本實用新型實施例的觸控屏的制備工藝。
根據(jù)本實用新型的實施例,在該觸控屏中,壓力感應(yīng)電極10可以為多邊形電極或者鏤空電極。例如,參考圖8A以及圖8B,壓力感應(yīng)電極10可以為菱形,也可以為正方形等多邊形、無規(guī)則電極塊(圖中未示出),也可以對壓力感應(yīng)電極10進(jìn)行鏤空處理。需要說明的是,圖8B中所示出的鏤空圖案僅為示例性的,不能理解為對本實用新型的限制。即鏤空電極10的鏤空區(qū)域的個數(shù)可以不為1個,鏤空區(qū)域的形狀除可以為正方形以外,還可以為長方形、圓形、三角形等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)觸控屏表面對于壓力觸控敏感程度的要求,對第一壓力感應(yīng)層310表面的壓力感應(yīng)電極圖案進(jìn)行設(shè)計,由此,便于調(diào)控該壓力感應(yīng)電極的初始電容值,防止按壓過程中發(fā)生電容信號溢出,從而可以提高壓力檢測的準(zhǔn)確性。
需要說明的是,上述觸控屏的實施例是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。例如,在上述實施例中,只要壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)310以及第二壓力感應(yīng)層320之間具有可壓縮空間400且能夠形成壓力感應(yīng)電容,并采用第一觸控感應(yīng)層710作為第二壓力感應(yīng)層320即可,壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)310以及可壓縮空間400的具體位置可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本實用新型的另一方面,本實用新型提出了一種電子設(shè)備。根據(jù)本實用新型的實施例,參考圖10,該電子設(shè)1000包括觸控屏1100以及用于支撐該觸控屏1100的中框(圖中未示出)。參考圖1,該觸控屏1100可以包括:保護(hù)蓋板100、顯示模組200、觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)以及壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)。其中,顯示模組200位于保護(hù)蓋板100下方,觸控感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一觸控感應(yīng)層710以及第二觸控感應(yīng)層720,第一觸控感應(yīng)層710設(shè)置于保護(hù)蓋板100以及顯示模組200之間或顯示模組200內(nèi)部(圖中未示出)。壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320,第二壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)為第一觸控感應(yīng)層710。對第一觸控感應(yīng)層710進(jìn)行分時檢測,在觸控檢測時段,通過檢測觸摸電容的變化確定觸控位置;在壓力檢測時段,通過檢測第一壓力感應(yīng)層310以及第二壓力感應(yīng)層320之間的電容變化確定觸控壓力。第二壓力感應(yīng)層320與第一壓力感應(yīng)層310電連接并形成壓力感應(yīng)電容。采用第一觸控感應(yīng)層710作為第二壓力感應(yīng)層320有利于節(jié)省成本,提高電子設(shè)備的集成程度,降低該電子設(shè)備的厚度??偟膩碚f,該電子設(shè)備具有制備工藝簡單、觸控屏平整度好、感應(yīng)靈敏等優(yōu)點。
根據(jù)本實用新型的實施例,觸控屏1100可以具有與前面描述的觸控屏相同的特征以及優(yōu)點,在此不再贅述。例如,根據(jù)本實用新型的實施例,第一壓力感應(yīng)層310與第二壓力感應(yīng)層320之間具有可壓縮空間。在實際使用中,第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層的至少之一能夠隨垂直于屏體平面觸控力度的不同發(fā)生不同程度的變形,該可壓縮空間可以為第一壓力感應(yīng)層以及第二壓力感應(yīng)層的至少之一提供變形空間,從而可以進(jìn)一步提高該電子設(shè)備的壓力感應(yīng)性能。
根據(jù)本實用新型的實施例,第一壓力感應(yīng)層310可以設(shè)置于保護(hù)蓋板以及顯示模組之間、顯示模組內(nèi)或者顯示模組下方。由此,可以簡化觸控屏的結(jié)構(gòu),從而可以簡化該電子設(shè)備的生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積。顯示模組可以含有液晶顯示單元,液晶顯示單元自上而下依次包括:上偏光片、彩色濾光片、公共電極、液晶層、像素電極以及下偏光片。第一觸控感應(yīng)層310可以設(shè)置于上偏光片以及彩色濾光片之間、液晶層以及像素電極之間,或者采用公共電極作為第一觸控感應(yīng)層310。由此,可以簡化該電子設(shè)備的結(jié)構(gòu),從而可以簡化生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積。根據(jù)本實用新型的實施例,第一壓力感應(yīng)層310可以設(shè)置在中框上。由此,可以簡化該電子設(shè)備的結(jié)構(gòu),簡化生產(chǎn)工藝、縮小電子設(shè)備體積。并且可以利用中框提高第一壓力感應(yīng)層310的平整度,從而可以提高該電子設(shè)備的壓力感應(yīng)靈敏程度。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個實施例”、“另一個實施例”等的描述意指結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。