CN103975293A - 触摸面板 - Google Patents

Abstract

所公开的是一种触摸面板。所述触摸面板包括：第一衬底；与所述第一衬底间隔开的第二衬底；在所述第一衬底与所述第二衬底中的至少一者上的用于检测位置的电极；以及具有弹性并且弹性随着所述电极诱发的电场变化的压电部件，其中所述压电部件包括基座以及分布在所述基座中的微粒，并且所述基座包括具有弹性的聚合物材料。

Description

触摸面板

技术领域

本公开涉及一种触摸面板。

背景技术

触摸面板是使用者输入装置的一种，用于通过感应使用者的触摸来确定输入以及输入位置。使用者可以通过手指或触笔来触摸或者按压触摸面板，如此来输入数据或信号。触摸面板可以是触摸垫，用来代替笔记本电脑或上网本中的鼠标；或者代替电子器械的输入开关。

触摸面板可以与显示器组合成一体。触摸面板安装在液晶显示器(LCD)、等离子体显示屏(PDP)或阴极射线管(CRT)等显示器的图像显示表面上，称作“触摸屏”。触摸屏可以与显示器一体形成为显示器的图像显示表面，也可以附接到显示器的图像显示表面上。

触摸面板可以代替像键盘等使用者机械输入装置，且其操作简单。

触摸面板可以根据所执行的应用的类型或阶段而向使用者提供不同类型的输入按钮。因此，触摸面板可以广泛地用作电子器械的输入设备，这些电子器械如自动取款机(ATM)、信息检索装置、自动售票机、移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字摄像机、便携式游戏机以及MP3播放器。

可以根据对使用者输入进行感应的方法，将触摸面板分成以下几类：电阻型触摸面板、电容型触摸面板、表面声波式触摸面板以及红外线型触摸面板。例如，电容型触摸面板便是通过感应由触摸或按压造成的指定位置的静电电容的变化，来确定所述指定位置是否发生了输入。然而，采用现有技术的触摸面板并不向使用者提供像输入感觉或触觉等输入感应。为了解决这个问题，已经提出一种方法，在触摸面板的底部安装振动电机。根据上述方法，当感应到输入时，触摸面板在振动电机的作用下整个振动，这样使用者就反馈到了输入感觉或触觉。

具体而言，如果触摸面板是采用流体粘变来提供输入感觉或触觉，那么流体可能会泄漏到触摸面板与衬底之间，使得触摸面板的可靠性降低。此外，向触摸面板填入恰当量的流体也很困难。

发明内容

[技术问题]

该实施例提供一种触摸面板，能够通过触摸感应向使用者提供各种输入感觉或点击感觉。

[技术解决方案]

根据一项实施例，提供一种触摸面板。所述触摸面板包括：第一衬底；与所述第一衬底间隔开的第二衬底；在所述第一衬底与所述第二衬底中的至少一者上的用于检测位置的电极；以及具有弹性并且弹性随着所述电极诱发的电场变化的压电部件，其中所述压电部件包括基座以及分布在所述基座中的微粒，并且所述基座包括具有弹性的聚合物材料。

[有利效果]

根据此实施例的触摸面板包括的所述压电部件包括所述基座以及所述微粒。因为基座包括具有弹性的聚合物材料，所以此实施例在工艺过程中具有优势。也就是说，可以避免因为基座是由流体形成而导致流体在电极之间流动的现象。根据此实施例，因为提供了适当量的基座，所以可以提高可靠性。

所述基座位于电极之间，充当绝缘体。基座支撑微粒，使得微粒可以分布在精确的位置。此外，当触摸面板上有负载施加时，基座的弹性改变，使得可以产生压电效应。

微粒之间的吸力可以随着电场发生改变。基座的弹性可以通过改变所述吸力而改变。

基座的折射率对应于微粒的折射率。也就是说，基座的折射率可以等于微粒的折射率。因此，压电部件可以是透明的。

附图说明

图1是显示根据此实施例的触摸面板的分解透视图。

图2是沿图1的线A-A’截得的截面图。

具体实施方式

下文是各实施例的描述，应理解，当将一个层、薄膜、区域、图案或结构称作在......(另一个衬底、另一个层、另一薄膜或另一图案)上或在……(另一个衬底、另一个层、另一薄膜或另一图案)下”时，它们可以“直接””也可以是“间接”位于这另一个层、另一薄膜或另一图案上，也可以存在一或多个中间层。每一个层的这种定位是结合附图来描述的。

各图中所示的元件的大小或厚度为达成清晰和方便的目的可能进行了夸大，因此可能无法完全反映实际的大小。

下文中，将参看附图详细描述各实施例。

参看图1和图2描述根据此实施例的触摸面板。图1是显示根据此实施例的触摸面板的分解透视图。图2是沿图1的线A-A’截得的截面图。

参看图1，根据此实施例的触摸面板包括第一衬底111、第二衬底112、电极114以及压电部件113。

第一衬底111可以位于触摸面板的下部。第一衬底111可以是触摸面板的基座衬底。

当触摸面板充当电子器械的触屏时，第一衬底111可以用作电子器械的显示表面，也可以是另外附接到电子器械的显示表面上的一个衬底。

即使在第一衬底111与第二衬底112之间施加预定的吸力或斥力，第一衬底111也不可遭改变。为此，第一衬底111可以由硬质材料来形成。例如，第一衬底111可以是由透明玻璃形成的玻璃衬底。然而，第一衬底111未必由硬质材料形成。例如，如果触摸面板是附接在硬质显示器的上部，那么第一衬底111可以由透明的聚合物薄膜形成。

第二衬底112可以与第一衬底111间隔开。

第二衬底112的顶表面是使用者在输入时供其触摸的使用者触摸表面。当第二衬底112受到预定力时，第二衬底112可以遭改变。例如，当使用者通过其手指或触笔触摸或者按压使用者触摸表面时，第二衬底112被改变。为此，第二衬底112可以由透明并且能够被改变的聚合物薄膜形成。所述聚合物不限于任何指定的类型。

第二衬底112被安置成与第一衬底111间隔开预定的间距，这样，在第一衬底111与第二衬底112之间便形成一个预定大小的间隙。这个间隙的大小可以随以下各项发生变化：驱动电压的电平、触摸面板主体的面积以及电极114的横截面积。

电极114设置在第一衬底111以及第二衬底112上。电极114是一对电极114。

电极114可以包括第一电极114a以及第二电极114b。详细地说，第一电极114a可以设置在第一衬底111上。第一电极114a可以包括沿第一方向形成的多个电极。

第二电极114b可以设置在第二衬底112上。第二电极114b可以包括沿与第一方向交叉的第二方向形成的多个电极。

这些电极114可以排列在整个表面上或部分表面上，成矩阵型。可以向矩阵型排列的电极114的预定组合施加驱动电压。

电极114的数目可以提供不同的输入强度感觉或点击强度感觉，这将在下文描述，具体是，改变电极114的数目、改变当所施加的驱动电压被释放时第二衬底112的位移大小，以及改变释放所施加的驱动电压的电极114的数目。

同时，参看图1，电极114可以形成为线型。

然而，此实施例不限于上文所述，而是可以与图1中所示不同，将电极114安置在第一衬底111与第二衬底112之间，成点型。第一电极114a和第二电极114b彼此交叉，可以安置在第一表面111和第二表面112的整个表面或部分表面上。电极114的图案可以是矩形等多边形或圆形。点型的电极114可以各自连接到可开关的有源设备上，使得点型的电极114可以通过可开关的有源设备响应于控制器提供的控制信号进行各自开关。

施加到电极114的驱动电压提供了用于部分地改变压电部件113的弹性的驱动力。驱动电压可以由安装在触摸面板上的电子器械的电源来供给。得到所施加的驱动电压的电极114的数目、当驱动电压被释放时第二衬底112的位移面积以及释放驱动电压的电极114的数目可以通过控制器(未图示)进行控制。

当向电极114施加驱动电压时，在第一衬底111与第二衬底112之间对应于对应电极114的位置的间隙处部分地诱发出电场。具体地说，当将具有预定电位的驱动电压连接到一个驱动电极114上，同时将另一个驱动电极114接地时，部分地诱发出电场。

同时，压电部件113可以位于第一衬底111与第二衬底112之间的间隙处。也就是说，压电部件113可以位于第一衬底111与第二衬底112之间。

压电部件113包括基座113a和微粒113b。

基座113a可以包括具有弹性的聚合物材料。聚合物材料包括一种交联。具体地说，这种聚合物材料中所含的聚合物链是物理或化学交联的。这种交联可以包括氢键、π键、共价键以及离子键。

这种聚合物材料的介电常数是3F/m或3F/m以上。

这种聚合物材料可以包括无定形橡胶。也就是说，这种聚合物材料具有无定形性质。因为这种聚合物材料具有无定形性质，所以便可以提供透明的压电部件113。

这种聚合物材料可以包括聚硅氧烷。例如，这种聚合物材料可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

这种聚合物材料可以包括官能团。具体地说，这种聚合物材料可以包括含有官能团的PDMS。

如一实例，这种聚合物材料可以是通过用苯基取代PDMS中的所有甲基得到的聚二苯基硅氧烷。聚二苯基硅氧烷表示成化学式1：

化学式1

另外，这种聚合物材料可以是聚甲基苯基硅氧烷，表示成化学式2：

化学式2

然而，此实施例不限于上文所述，这种聚合物材料还可以包括通过烷基、二醇基或苯基来取代聚二甲基硅氧烷的甲基得到的材料。

然而，此实施例不限于此。例如，这种聚合物材料可以包括各种类型的橡胶，它们具有透明和绝缘性质，介电常数是3F/m或3F/m以上。因此，这种聚合物材料可以包括聚氯乙烯、氨酯、环氧树脂、硅或异戊二烯。

基座113a可以位于电极114之间，充当绝缘体。另外，基座113a可以支撑微粒113b，使得微粒113b可以分布在各个精确的位置。另外，当触摸面板上有负载施加时，基座113a的弹性可以改变使得可以产生压电效应。

另外，因为基座113a包括具有弹性的聚合物材料，所以此实施例在工艺过程中具有优势。也就是说，可以避免基座113a是由流体形成时流体在电极114之间流动的现象。根据此实施例，因为提供了适当量的基座113a，所以可以提高可靠性。

微粒113b可以包括导电材料。也就是说，微粒113b可以包括介电常数很高、电荷量很大的材料。具体地说，微粒113b可以包括硅石。微粒113b可以包括表面经过磷酸处理的硅石。这些微粒可以包括通过将碳纳米管或导电聚合物涂覆到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或硅石上得到的材料。

微粒113b之间的吸力可以随着电场发生改变。具体地说，微粒113b之间的吸力是随着施加到触摸面板上的驱动电压诱发的电场而变化的。基座113a的弹性可以通过改变所述吸力而改变。也就是说，当触摸面板上有负载施加时，基座113a的弹性改变，使得可以产生压电效应。

微粒113b的直径可以介于50nm到10μm的范围内。当微粒113b的直径小于50nm时，微粒113b之间吸力的变化可能会不充分。当微粒113b的直径超过10μm时，微粒113b是人眼可见的，并且微粒113b可能过重而导致微粒113b分布不佳。

微粒与基座113a的体积比可以介于5％到30％的范围内。当微粒113b与基座的体积比小于5％时，微粒113b之间的吸力可能不充分。当微粒113b与基座之间的体积比大于30％时，微粒113b的分布可能不佳。

基座113a的折射率对应于微粒113b的折射率。也就是说，基座113a的折射率可以等于微粒113b的折射率。因此，压电部件113可以是透明的。

压电部件113的厚度可以介于100μm到4mm的范围内。当压电部件113的厚度小于100μm时，压电部件113的绝缘效应可能降低，导致电压结构可能被破坏。因此可能产生噪音，触摸面板的可靠性也可能会降低。当压电部件113的厚度大于4mm时，触摸面板的应力可能增加，可能导致触摸面板的加工困难。

本说明书中提到的所有“一个实施例”、“一实施例”、“实例实施例”等只表示结合此实施例描述的特定的特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施例中。这种短语出现在本说明书中的各个位置，但未必就都是指同一个实施例。另外，当结合任何实施例描述特定的特征、结构或特点时，认为，结合其他实施例来实现它们是在本领域技术人员的范围内的。

尽管参看诸多示例性实施例描述了各种实施例，但是应了解，本领域的技术人员可以设计许多其他落在本公开各原则的精神和范畴内的修改和实施例。具体而言，在本公开、附图和所附权利要求范畴内的主题组合配置的各组成部分和/或各配置是可以进行各种变更和修改的。除了各组成部分和/或各配置的变更和修改外，替代使用也是本领域的技术人员所熟知的。

Claims (17)

1.一种触摸面板，包括：

第一衬底；

与所述第一衬底间隔开的第二衬底；

位于所述第一衬底与所述第二衬底中的至少一者上的用于检测位置的电极；以及

具有弹性并且弹性随着所述电极诱发的电场变化的压电部件，

其中，所述压电部件包括基座以及分布在所述基座中的微粒，并且所述基座包括具有弹性的聚合物材料。

2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料包括交联。

3.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料的介电常数是3F/m或3F/m以上。

4.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料具有无定形性质。

5.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料包括聚硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

7.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料包括官能团。

8.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述聚合物材料包括含有官能团的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

9.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述微粒包括导电材料。

10.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述微粒包括硅石。

11.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述微粒的直径介于50nm到10μm的范围内。

12.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述微粒与所述基座的体积比介于5％到30％的范围内。

13.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述基座的折射率对应于所述微粒的折射率。

14.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述基座的折射率等于所述微粒的折射率。

15.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述压电部件的厚度介于100μm到4mm的范围内。

16.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述电极包括：

位于所述第一衬底上的第一电极，所述第一电极沿第一方向延伸；以及

位于所述第二衬底上的第二电极，所述第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸。

17.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述压电部件位于所述第一衬底与所述第二衬底之间。