CN106406599A - 触摸输入装置及压力电极形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种能够检测触摸压力的触摸输入装置及用于该触摸输入装置的压力电极的形成方法。本发明的触摸输入装置包括：下部面形成有用于检测触摸压力的压力电极的显示模块及与所述压力电极相隔形成的基准电位层，所述触摸输入装置根据随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的电容变化量检测触摸压力。因此，本发明的触摸输入装置的厚度能够更薄且降低制造费用。并且，能够在不降低显示模块的清晰度(visibility)及透光率的前提下检测触摸位置与触摸压力。

Description

触摸输入装置及压力电极形成方法
技术领域
本发明涉及形成有压力电极且包括显示模块的触摸输入装置及压力电极形成方法，尤其涉及一种能够检测触摸压力的触摸输入装置及用于该触摸输入装置的压力电极的形成方法。
背景技术
为了操作计算系统而利用多种类型的输入装置。例如，按键(button)、键(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏等输入装置。其中，触摸屏简单容易操作，因此触摸屏在计算系统操作方面的利用率上升。
触摸屏可以构成触摸输入装置的触摸表面，触摸输入装置包括可以是具有触摸-感应表面(touch-sensitive surface)的透明板的触摸感测板(touch sensor panel)。这种触摸感测板可以附着在显示屏的前面，触摸-感应表面盖住显示屏中看得见的面。用户用手指等对触摸屏单纯触摸即可操作计算系统。通常，计算系统识别触摸屏上的触摸及触摸位置并解析该触摸，能够相应地执行运算。
此处，需要一种在不降低显示模块性能的同时能够检测触摸屏上受到触摸时的触摸位置及触摸压力大小的触摸输入装置。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种能够检测触摸位置与触摸压力的形成有压力电极且包括显示模块的触摸输入装置及压力电极形成方法。并且，本发明的目的在于提供具有更薄的厚度且能够降低制造费用的形成有压力电极且包括显示模块的触摸输入装置及压力电极形成方法。
本发明的另一目的在于提供一种能够在不降低显示模块的清晰度(visibility)及透光率的前提下检测触摸位置与触摸压力的形成有压力电极且包括显示模块的触摸输入装置及压力电极形成方法。
技术方案
为达成上述目的，本发明的触摸输入装置是能够检测触摸压力的触摸输入装置，包括下部面形成有用于检测触摸压力的压力电极的显示板及与所述压力电极相隔形成的基准电位层，所述触摸输入装置根据随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的电容变化量检测触摸压力。
并且，所述压力电极包括驱动电极与接收电极，所述电容变化量可以是随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的所述驱动电极与所述接收电极之间的互电容变化量。
并且，所述电容变化量可以是随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的所述压力电极的自电容变化量。
并且，所述显示板包括由玻璃或塑料构成的上部基板层及由玻璃或塑料构成的下部基板层，所述上部基板层与所述下部基板层之间具有液晶层或有机物层，所述压力电极可以形成于所述下部基板层的下部面。
并且，所述显示板可以是所述压力电极形成于所述下部基板层后，形成所述液晶层或有机物层，并形成所述上部基板层得到的。
并且，所述触摸输入装置还包括：检测触摸位置的触摸感测板，所述触摸感测板可以附着于所述显示板的上部或位于所述显示板的内部。
并且，所述显示板为LCD板，所述显示板与所述基准电位层之间可以具有背光单元。
并且，所述显示板可以是OLED板。
并且，所述触摸输入装置包括：覆盖层，其配置于所述显示板的上部；以及基板，其配置于所述显示板的下部且包括所述基准电位层；其中，所述距离通过仅配置在所述基板的边缘部分的支撑部件保持，所述边缘部分不形成所述压力电极，所述触摸表面受到触摸压力时所述覆盖层及所述显示板弯曲使得所述距离能够发生变化，所述距离可以随所述触摸压力的大小变化。
另外，为达成上述目的，本发明提供一种压力电极形成方法，是向包括由玻璃或塑料构成的上部基板层及由玻璃或塑料构成的下部基板层、位于所述上部基板层与所述下部基板层之间的液晶层或有机物层的显示板形成压力电极的方法，所述压力电极形成方法包括：向所述下部基板层的下部面形成压力电极的步骤；向形成的所述压力电极上形成绝缘层的步骤；向形成有所述压力电极与所述绝缘层的所述下部基板层形成保护层后翻转所述下部基板层的步骤；在翻转的所述下部基板层的上部面形成液晶层或有机物层的步骤；以及，在所述液晶层或有机物层的上部形成上部基板层的步骤。
并且，形成所述压力电极的步骤可利用光刻胶(photolithography)、抗蚀剂(etching resist)或蚀刻剂(etching paste)的蚀刻工序中任意一种形成所述压力电极。
并且，所述压力电极可以是用于检测随着相隔预定距离的所述压力电极与基准电位层之间的距离变化产生的电容变化量的电极。
并且，所述压力电极包括驱动电极与接收电极，可用于检测随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离变化产生的所述驱动电极与所述接收电极之间的互电容变化量。
并且，所述压力电极可用于检测随着其与所述基准电位层之间的距离变化产生的自电容变化量。
技术效果
根据如上构成的形成有压力电极且包括显示模块的触摸输入装置及压力电极形成方法，能够使厚度更薄且制造费用降低。并且，能够在不降低显示模块的清晰度(visibility)及透光率的前提下检测触摸位置与触摸压力。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的电容式的触摸感测板及用于执行其动作的构成的简要图；
图2a至图2e为显示根据本发明一个实施例的触摸输入装置中对于多种显示模块中触摸感测板的相对位置的概念图；
图3a及图3b显示本发明的触摸输入装置通过检测互电容(mutual capacitance)变化量检测触摸压力的方式与结构；
图4、图5a及图5b显示本发明的触摸输入装置通过检测自电容(selfcapacitance)变化量检测触摸压力的方式与结构；
图6a及图6b为显示形成于本发明的触摸输入装置的多种显示模块200的压力电极450、460或455的实施例的剖面图；
图7a至图7d为显示在本发明的触摸输入装置中显示模块的下部面形成压力电极的工序的示意图。
附图标记说明
100：触摸感测板 200：显示模块
300：基准电位层或基板 400：压力检测模块
具体实施方式
以下参照示出本发明特定实施例的附图具体说明本发明以确保能够实施本发明。通过具体说明附图所示的特定实施例使得本领域普通技术人员足以实施本发明。特定实施例以外的其他实施例虽互不相同，但并非相互排斥。另外，不得将下述具体说明理解为限定的意思。
对附图所示特定实施例的具体说明应视为与说明的附图相关联，附图视为关于整个发明的说明的一部分。关于方向或指向性的记载只是为了便于说明而已，目的并非以任意方式限定本发明的范围。
具体来讲，“下、上、水平、垂直、上侧、下侧、朝上、朝下、上部、下部”等表示位置的术语或其衍生词(如“向水平方向、向下侧、向上侧”等)应结合附图与相关说明进行理解。尤其，这些相对语是为了便于说明而已，并非要求本发明的装置应向特定方向构成或工作。
并且，“安装的、附着的、连接的、接合的、相互连接的”等表示构成之间相互结合关系的术语在没有其他记载的情况下，应理解为可表示个别构成要素直接或间接附着或连接或固定的状态，并且不仅包括可移动地附着、连接、固定的状态，还包括不可移动的状态。
本发明的触摸输入装置可用于智能手机、智能手表、台式电脑、笔记本、个人数字助理(Personal Data Assistant；PDA)、MP3播放器、相机、摄像机、电子词典等可便携电子产品乃至家庭电脑、电视、DVD、冰箱、空调、微波炉等家庭电子产品。并且，本发明的包含显示模块的可检测压力的触摸输入装置可用于工业控制装置、医疗装置等需要用于显示与输入的装置的所有产品，不受任何限制。
以下参照附图说明根据本发明实施例的触摸输入装置。以下说明例示电容方式的触摸感测板100及压力检测模块400，但可以适用能够通过任意方式检测触摸位置及/或触摸压力的触模感测板100及压力检测模块400。
图1为根据本发明一个实施例的电容式的触摸感测板100及用于执行其动作的构成的简要图。参照图1，根据本发明实施例的触摸感测板100包括多个驱动电极TX1至TXn及多个接收电极RX1至RXm，可包括驱动部120及感测部110，其中驱动部120为了所述触摸感测板100的动作而向所述多个驱动电极TX1至TXn施加驱动信号，感测部110接收包括关于触摸感测板100的触摸表面受到触摸时发生变化的电容变化量的信息的感测信号并以此检测有无触摸及/或触摸位置。
如图1所示，触摸感测板100可包括多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm。图1显示触摸感测板100的多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm构成正交阵列，但本发明不限于此，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以构成对角线、同心圆或三维随机排列等任意维排列及其应用排列。其中n及m是正整数，两者的值可以相同或不同，并且大小也可以因实施例而异。
如图1所示，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可排列成分别相互交叉。驱动电极TX可包括向第一轴方向延长的多个驱动电极TX1至TXn，接收电极RX可包括向交叉于第一轴方向的第二轴方向延长的多个接收电极RX1至RXm。
根据本发明实施例的触摸感测板100中，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可形成于同一层。例如，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可形成于绝缘膜(未示出)的同一面上。并且，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm也可以形成于不同的层。例如，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm也可以分别形成于一个绝缘膜(未示出)的两面，或者，可以使多个驱动电极TX1至TXn形成于第一绝缘膜(未示出)的一面，多个接收电极RX1至RXm形成于不同于所述第一绝缘膜的第二绝缘膜(未示出)的一面上。
多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以由透明导电物质(例如，由二氧化锡(SnO2)及氧化铟(In2O3)等构成的铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)或氧化锑锡(Antimony Tin Oxide；ATO))等形成。但这只是举例而已，驱动电极TX及接收电极RX也可以由其他透明导电物质或非透明导电物质形成。例如，驱动电极TX及接收电极RX可以由包括银墨(silver ink)、铜(copper)及碳纳米管(Carbon Nanotube；CNT)中至少一种的物质构成。并且，驱动电极TX及接收电极RX可以采用金属网(metal mesh)或由纳米银(nanosilver)物质构成。
根据本发明实施例的驱动部120可以向驱动电极TX1至TXn施加驱动信号。根据本发明的实施例，可以按向第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn按顺序一次向一个驱动电极施加驱动信号。上述施加驱动信号的过程可以再次重复进行。但这只是举例而已，其他实施例可以同时向多个驱动电极施加驱动信号。
感测部110可以通过接收电极RX1至RXm接收包括关于被施加驱动信号的驱动电极TX1至TXn与接收电极RX1至RXm之间生成的电容(Cm)101的信息的感测信号，并以此检测有无触摸及触摸位置。例如，感测信号可以是施加到驱动电极TX的驱动信号通过驱动电极TX与接收电极RX之间生成的电容(Cm)101耦合的信号。如上，可以将通过接收电极RX1至RXm感测施加到第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn的驱动信号的过程称为扫描(scan)触摸感测板100。
例如，感测部110可包括通过开关连接于各接收电极RX1至RXm的接收器(未示出)。所述开关在感测相应接收电极RX的信号的时间区间开启(on)使得接收器能够从接收电极RX感测到感测信号。接收器可包括放大器(未示出)及结合于放大器的负(-)输入端与放大器的输出端之间即反馈路径的反馈电容器。此处，放大器的正(+)输入端可连接接地(ground)。并且，接收器还可以包括与反馈电容器并联的复位开关。复位开关可以对接收器执行的从电流到电压的转换进行复位。放大器的负输入端连接于相应接收电极RX，可以接收包括关于电容(Cm)101的信息的电流信号后通过积分转换为电压。感测部110还可以包括将通过接收器积分的数据转换为数字数据的模数转换器(未示出：analog to digitalconverter；ADC)。随后，数字数据输入到处理器(未示出)，被处理成能够从中获取关于触摸感测板100受到的触摸的信息。感测部110包括接收器的同时还可以包括ADC及处理器。
控制部130可以执行控制驱动部120与感测部110动作的功能。例如，控制部130可以生成驱动控制信号后发送给驱动部120使得驱动信号在预定时间施加到预先设定的驱动电极TX。并且，控制部130可以生成感测控制信号后发送给感测部110使得感测部110在预定时间从预先设定的接收电极RX接收感测信号并执行预先设定的功能。
图1中的驱动部120及感测部110可以构成根据本发明实施例的能够检测触摸感测板100是否受到触摸及/或触摸位置的触摸检测装置(未标出)。根据本发明实施例的触摸检测装置还可以包括控制部130。根据本发明实施例的触摸检测装置可以集成于包括触摸感测板100的触摸输入装置1000中作为触摸感测电路的触摸感测IC(touch sensingIntegrated Circuit)上。触摸感测板100中的驱动电极TX及接收电极RX例如可以通过导电线路(conductive trace)及/或印刷于电路板上的导电图案(conductive pattern)等连接到包含于触摸感测IC的驱动部120及感测部110。触摸感测IC可以位于印刷有导电图案的印刷电路板，例如可以位于第一印刷电路板(以下称为“第一PCB”)上。根据实施例，触摸感测IC可以安装在用于触摸输入装置1000工作的主板上。
如上所述，驱动电极TX与接收电极RX的每个交叉点都生成预定值的电容(C)，手指之类的客体靠近触摸感测板100时这种电容的值可以发生变化。图1中所述电容(Cm)可以表示互电容。感测部110可以通过感测这种电学特性感测触摸感测板100是否受到触摸及/或触摸位置。例如，可以感测由第一轴与第二轴构成的二维平面构成的触摸感测板100的表面是否受到触摸及/或其位置。
进一步来讲，触摸感测板100受到触摸时可以通过检测被施加驱动信号的驱动电极TX检测触摸的第二轴方向的位置。同样，触摸感测板100受到触摸时可以从通过接收电极RX接收的接收信号检测电容变化，以此检测触摸的第一轴方向的位置。
以上具体说明的触摸感测板100为互电容式的触摸感测板，但根据本发明实施例的触摸输入装置1000中，用于检测是否受到触摸及触摸位置的触摸感测板100除上述方法以外还可以采用自电容方式、表面电容方式、投射(projected)电容方式、电阻膜方式、表面弹性波方式(surface acoustic wave；SAW)、红外线(infrared)方式、光学成像方式(optical imaging)、分散信号方式(dispersive signal technology)或声学脉冲识别(acoustic pulse recognition)方式等任意的触摸感测方式。
根据本发明实施例的触摸输入装置1000中，用于检测触摸位置的触摸感测板100可位于显示模块200的外部或内部。
根据本发明实施例的触摸输入装置1000的显示模块200可以是包含于液晶显示装置(Liquid Crystal Display；LCD)、等离子显示装置(Plasma Display Panel；PDP)、有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode；OLED)等的显示板。因此，用户可以一边视觉确认显示板显示的画面一边对触摸表面进行触摸执行输入行为。此处，显示模块200可包括控制电路，该控制电路使得从用于触摸输入装置1000工作的主板(main board)上的中央处理单元即CPU(central processing unit)或应用处理器(application processor；AP)等接收输入并在显示板上显示所需内容。这种控制电路可安装在第二印刷电路板(以下称为“第二PCB”)。此处，用于显示板200工作的控制电路可包括显示板控制IC、图形控制IC(graphic controller IC)及其他显示板200工作所需的电路。
图2a至图2e为显示根据本发明实施例的触摸输入装置中触摸感测板相对于显示模块的相对位置的概念图。
首先参照图2a至图2c说明触摸感测板100相对于利用LCD板的显示模块200的相对位置。
本说明书中附图标记200是指显示模块，但图2a至图2e及关于该图的说明中，附图标记200不仅可以表示显示模块，还可以表示显示板。如图2a至图2c所示，LCD板可包括具有液晶元件(liquid crystal cell)的液晶层250、位于液晶层250两端的包括电极的第一玻璃层261与第二玻璃层262、在与所述液晶层250相对的方向上位于所述第一玻璃层261的一面的第一偏光层271及位于所述第二玻璃层262的一面的第二偏光层272。此处，第一玻璃层261可以是滤色玻璃(color filter glass)，第二玻璃层262可以是薄膜晶体管玻璃(TFTglass，以下简称“TFT玻璃”)。
LCD板还可以包括用于执行显示功能的其他构成且可以变形，这是本领域技术人员的公知常识。
图2a显示触摸输入装置1000中触摸感测板100配置于显示模块200外部的情况。触摸输入装置1000的触摸表面可以是触摸感测板100的表面。图2a中可以作为触摸表面的触摸感测板100的面可以是触摸感测板100的上部面。并且根据实施例，触摸输入装置1000的触摸表面可以是显示模块200的外面。图2a中，能够作为触摸表面的显示模块200的外面可以是显示模块200的第二偏光层272的下部面。此处，为保护显示模块200，可以用玻璃之类的覆盖层(未示出)盖住显示板200的下部面。
图2b及2c显示在触摸输入装置1000中触摸感测板100配置于显示板200的内部。此处，图2b中用于检测触摸位置的触摸感测板100配置于第一玻璃层261与第一偏光层271之间。此处，触摸输入装置1000的触摸表面是显示模块200的外面，在图2b中可以是上部面或下部面。图2c显示用于检测触摸位置的触摸感测板100包含于液晶层250的情况。此处，触摸输入装置1000的触摸表面是显示模块200的外面，在图2c中可以是上部面或下部面。图2b及图2c中，可以用玻璃之类的覆盖层(未示出)盖住能够作为触摸表面的显示模块200的上部面或下部面。
以上说明了检测根据本发明实施例的触摸感测板100是否受到触摸及/或触摸位置，而利用根据本发明实施例的触摸感测板100不仅可以检测有无触摸及/或位置，还可以同时检测触摸压力大小。并且，可以进一步包括独立于触摸感测板100检测触摸压力的压力检测模块并以此检测触摸的压力大小。
以下参照图2d及图2e说明触摸感测板100相对于利用OLED板的显示模块200的相对位置。图2d中，触摸感测板100位于偏光层282与第一玻璃层281之间，图2e中，触摸感测板100位于有机物层280与第二玻璃层283之间。此处，第一玻璃层281可以由封装玻璃(Encapsulation glass)构成，第二玻璃层283可以由TFT玻璃(TFT glass)构成。由于以上对感测触摸进行了说明，因此此处只对其余构成进行简要说明。
OLED板是利用向荧光或磷光有机物薄膜导通电流时电子与空穴在有机物层结合而发光的原理的自发光型显示板，构成发光层的有机物决定光的颜色。
具体来讲，OLED利用的是在玻璃或塑料上涂布有机物并导通电流时有机物发光的原理。即，利用分别向有机物的阳极与阴极注入空穴与电子使得在发光层再结合时形成高能量态的励磁(excitation)，励磁降到低能量状态的过程中放出能量生成特定波长的光的原理。此处，光的颜色因发光层的有机物而异。
根据构成像素矩阵的像素工作特性，OLED具有线驱动方式的无源矩阵OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode；PM-OLED)与独立驱动方式的主动矩阵OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode；AM-OLED)。由于两者都不需要背光，因此能够使显示模块非常薄，随着角度具有一定的明暗比，基于温度的颜色再现性强，具有如上优点。并且，未驱动的像素不消耗电能，因此能够产生经济效益。
在工作方面，PM-OLED仅在扫描时间(scanning time)期间通过高电流发光，AM-OLED在帧时间(frame time)期间通过低电流保持持续发光的状态。因此，AM-OLED具有分辨率高于PM-OLED、有利于驱动大面积显示板、电能消耗小的优点。并且，由于可以内置薄膜晶体管(TFT)并分别控制各元件，因此能够得到精致画面。
如图2d及图2e所示，基本上OLED(尤其，AM-OLED)板包括偏光层282、第一玻璃层281、有机物层280及第二玻璃层283。此处，第一玻璃层281可以是封装玻璃，第二玻璃层283可以是TFT玻璃，但并不受限于此。
并且，有机物层280可包括空穴注入层(Hole Injection Layer；HIL)、空穴输送层(Hole Transfer Layer；HTL)、电子注入层(Emission Material Layer；EIL)、电子输送层(Electron Transfer Layer；ETL)及发光层(Electron Injection Layer；EML)。
以下对各层进行简单说明。HIL注入空穴，利用CuPc等物质。HTL的功能是移动注入的空穴，主要利用空穴移动性(hole mobility)良好的物质。HTL可以采用芳基胺(arylamine)、TPD等。EIL与ETL是用于注入和输送电子的层，注入的电子与空穴在EML结合而发光。EML是显示发光颜色的元件，由决定有机物寿命的主体(host)与决定色感与效率的掺杂物(dopant)构成。以上只是说明了包含于OLED板的有机物层280的基本构成，本发明不受有机物层280的层结构或元件等限制。
有机物层280插入到阳极(Anode)(未示出)与阴极(Cathode)(未示出)之间，在TFT为开(On)状态时向阳极施加驱动电流以注入空穴，向阴极注入电子，空穴与电子向有机物层280移动并发出光。
以上说明了根据本发明实施例的触摸感测板100检测触摸位置，但也可以通过根据本发明一个实施例的触摸感测板100检测有无触摸及/或位置的同时检测触摸压力大小。另外，可以进一步包括独立于触摸感测板100检测触摸压力的压力检测模块并以此检测触摸压力大小。以下说明利用压力检测模块检测触摸压力。
本发明的触摸输入装置1000通过上述触摸感测板100检测触摸位置，可以在显示模块200与基板300之间配置压力检测模块400检测触摸压力。
以下说明通过本发明的触摸输入装置1000的压力检测模块400检测触摸压力的方式及结构。
图3a及图3b显示通过检测互电容(mutual capacitance)变化量检测触摸压力的方式与结构。图3a及图3b所示的压力检测模块400包括例如由气隙(air-gap)构成的隔离层420，但根据其他实施例，隔离层420可以由冲击吸收物质构成或可以填充电介质(dielectric material)。
压力检测模块400可包括位于隔离层420内的压力电极450、460。此处，压力电极450、460可以通过多种方式形成于显示模块200的下部。后续将对此做进一步具体说明。压力电极450、460包含于显示板的背面，因此无论采用透明物质还是非透明物质均可。
为保持隔离层420，可沿着基板300上部边缘形成具有预定厚度的粘接带440。粘接带440可形成于基板300的所有边缘(例如四角形的四个边)，但也可以仅形成于其局部。例如，粘接带440可附着在基板300的上部面或显示模块200的下部面。为了使基板300与显示模块200的电位相同，粘接带440可以是导电带。并且，粘接带440可以是两面粘接带。根据本发明实施例的粘接带440可以由无弹性物质构成。根据本发明的实施例，向显示模块200施加压力的情况下显示模块200能够弯曲，因此即使粘接带440不随压力形变也能够检测触摸压力的大小。并且，本发明中用于保持隔离层420的方式不限于粘接带440，根据其他实施例，可以利用粘接带440以外的其他多种方式。
如图3a及图3b所示，用于检测压力的压力电极包括第一电极450与第二电极460。此处，可以使第一电极450与第二电极460中任意一个为驱动电极，另一个为接收电极。可以向驱动电极施加驱动信号并通过接收电极获取感测信号。施加电压时第一电极450与第二电极460之间可以生成互电容。
图3b为客体U施加压力的情况下压力检测模块400的剖面图。为了遮蔽噪声，可以使显示模块200下部面具有接地(ground)电位。通过客体U向触摸感测板100的表面施加压力的情况下，触摸感测板100及显示模块200能够发生弯曲。
因此，具有接地电位的基准电位层与压力电极图案450、460之间的距离d可以减小到d’。此处，边缘电容随着所述距离d减小而被显示模块200的下部面吸收，因此第一电极450与第二电极460之间的互电容可以减小。因此，可以从通过接收电极获取的感测信号中获取互电容的减小量并以此算出触摸压力的大小。
根据本发明实施例的触摸输入装置100，显示模块200在施加压力的触摸下能够发生弯曲。显示模块200弯曲时触摸位置可以发生最大变形。根据实施例，显示模块200弯曲时发生最大变形的位置与所述触摸位置可能不一致，但至少显示模块200中所述触摸位置能够发生弯曲。例如，触摸位置靠近显示模块200的外廓及边缘等位置的情况下，虽然显示模块200弯曲程度最大的位置与触摸位置可能不相同，但至少显示模块200中所述触摸位置能够发生弯曲。
此处为遮蔽噪声，基板300的上部面也可以具有接地电位。因此，为防止基板300与压力电极450、460发生短路(short circuit)，压力电极450、460可以形成于绝缘层上。
图4、图5a及图5b显示通过检测自电容(self capacitance)变化量检测触摸压力的方式与结构。
用于检测自电容变化量的压力检测模块400利用形成于显示模块200下部面的压力电极455。压力电极455被施加驱动信号的情况下，接收包含关于自电容变化量的信息的信号以检测触摸压力。
驱动部20向压力电极455施加驱动信号，感测部30可以通过压力电极455测定压力电极455与具有基准电位的基准电位层300(例如，基板)之间的电容检测有无触摸压力及大小。
驱动部20例如可以包括时钟生成器(未示出)及缓冲器(buffer)，以脉冲形式生成驱动信号并施加到压力电极455。但这只是举例说明而已，实际上可通过多种元件得到驱动部，驱动信号的形式也可以任意变形。
驱动部20与感测部30可以由集成电路(Integrated Circuit)构成，并且可形成于一个芯片(chip)上。驱动部20与感测部30可构成压力检测器。
为了便于检测压力电极455与基准电位层300之间的电容变化量，可以加大压力电极455与基准电位层300之间相对的面积。例如，压力电极455可以是板形状的图案。
关于自电容方式的触摸压力检测，虽然此处以一个压力电极455为例进行说明，但也可以包括多个电极，构成多个信道，确保发生多重触摸(multitouch)时能够检测多重的压力大小。
随着压力电极455与基准电位层300之间的距离发生变化，压力电极455与基准电位层之间的电容发生变化，感测部30感测关于这种电容变化的信息以检测触摸压力。
图5a显示根据本发明一个实施例的触摸输入装置1000的显示模块200与压力检测模块400的剖面。
与图3a及图3b一样，压力电极455可以配置成与基准电位层300相隔预定距离d。此处，压力电极455与基准电位层300之间可以配置能够随着客体U施加的压力发生变形(deformable)的物质。例如，配置于压力电极455与基准电位层300之间的可变形物质例如可以是空气(air)、电介质、弹性体及/或冲击吸收物质。
客体U下压构成触摸表面的构成(此处，是指显示模块200的上部面或触摸感测板100的上面)的触摸表面时，压力电极455与基准电位层300随着施加的压力彼此靠近，两者之间的相隔距离d减小。
图5b显示客体U施加压力的情况下显示模块200与压力检测模块400向下弯曲的状态。由于压力电极455与基准电位层300之间的距离从d减小至d′，从而产生电容变化量。具体来讲，压力电极455与基准电位层300之间生成的自电容值增大。如上所述，感测部30测定如上生成的自电容变化量，能够通过该自电容变化量判断有无触摸压力及其大小。
用于感测电容变化量的压力电极450、460或455可形成于显示模块200的下部面。图6a及图6b是显示形成于多种显示模块200的压力电极450、460或455的实施例的剖面图。
首先，图6a显示形成于利用LCD板的显示模块200的下部面的压力电极450、460或455。此处，根据互电容变化量检测触摸压力的情况下，驱动电极450与接收电极460形成于显示模块200的下部面(更具体来讲，形成于第二玻璃层262的下面)，根据自电容变化量检测触摸压力的情况下，压力电极455形成于显示模块的下部面(更具体来讲，形成于第二玻璃层262的下面)。
虽然图6a省略了触摸感测板100的相对位置，但可以适用图2a至图2c的实施例。简单来讲，触摸感测板100可以如图2a配置在显示模块200的外部。并且，可以如图2b或图2c配置在显示板200的内部，具体可以配置在第一玻璃层261与第一偏光层271之间或包含于液晶层250内。
图6a的实施例中，压力电极450、460或455可形成于显示模块200的下部面。更具体来讲，压力电极450、460或455可形成于第二玻璃层262的下部面。此处，压力电极450、460或455的图案可以通过显示工序形成。后续参照图7a至图7d对此进行说明。
另外，LCD板还具有背光单元(back light unit)275，图6a显示背光单元275设置于形成有压力电极450、460或455的第二玻璃层262的下部，但这只是一个实施例而已，实际上可通过多种方法构成背光单元275。
并且，根据电容变化量检测触摸压力时所用到的基准电位层300可以与压力电极450、460或455相隔预定距离。
然后，图6b显示形成于利用OLED板(尤其是AM-OLED板)的显示模块200的下部面的压力电极450、460或455。此处，根据互电容变化量检测触摸压力的情况下，驱动电极450与接收电极460形成于显示模块200的下部面(更具体来讲，是第二玻璃层262的下面)，根据自电容变化量检测触摸压力的情况下，压力电极455形成于显示模块的下部面(更具体来讲，是第二玻璃层262的下面)。
虽然图6b省略了触摸感测板100的相对位置，但可以适用图2d及图2e的实施例。简单来讲，触摸感测板100如图2d及图2e配置于显示模块200的内部，具体可以配置在第一玻璃层281与第一偏光层282之间，或配置在有机物层280与第二玻璃层283之间。
图6b的实施例中，压力电极450、460或455可以形成于显示模块200的下部面。更具体来讲，压力电极450、460或455可形成于第二玻璃层262的下面。此处，压力电极450、460或455的图案可以通过显示工序形成。后续将参照图7a至图7d对此进行说明。
另外，OLED板不需要背光单元(back light unit)，因此可以仅把基准电位层300配置成与压力电极450、460或455相隔预定距离。
以下说明在第二玻璃层283的下面形成压力电极450、460或455的显示工序。图7a至图7d为显示在本发明的触摸输入装置中显示模块的下部面形成压力电极的工序的示意图。
首先如图7a所示，翻转第二玻璃层283并在其下面形成压力电极450、460或455。形成压力电极450、460或455的方法有多种，以下说明其中几种方法。
第一，通过光刻胶(photolithography)形成电极的电极形成方法。首先，翻转第二玻璃层283。此处，可以预先执行用去离子水(De-Ionized water)去除粘在第二玻璃层283表面的杂质的清洗工序。然后，通过物理气相沉积(physical vapor deposition)或化学气相沉积(chemical vapor deposition)在第二玻璃层283的下面层积能够用作压力电极450、460或455的金属。所述金属可以是Al、Mo、AlNd、MoTi、ITO等金属。然后通过旋转涂布(spin coating)、狭缝涂布(slit die coating)、筛网印刷(screen printing)、干膜抗蚀剂(dry film resist；DFR)层叠等工序将光刻胶(photo resist)涂布在第二玻璃层283的下面。利用紫外线(UV)照射设置于被涂布光刻胶的第二玻璃层283下面的掩膜(mask)上的图案，以使所述光刻胶曝光。此处，如果采用的光刻胶为正性光刻胶(positive PR)，则曝光部分因化学分解而在曝光后被显影剂洗掉，而如果是负性光刻胶(negativePR)，则因曝光部分化学结合而导致曝光后未曝光的部分被显影剂洗掉。利用显影剂(developer)显像曝光的图案，去掉曝光部位的光刻胶。此处，显影剂可以是亚硫酸钠、碳酸钠等混合碱性物质的混合水溶液。下一步用氯化物混合气体、氢氟酸、草酸等溶解压力电极450、460或455膜的图案部位形成电路后，通过蚀刻(etching)工序形成图案，然后去除残留于第二玻璃层283表面的光刻胶。最后，再次用去离子水去除第二玻璃层283表面的杂质，以此形成压力电极450、460或455。该方法的优点是能够使图案的线条干净，能够形成微图案(micropattern)。
第二，利用抗蚀剂(etching resist)形成电极的电极形成方法。抗蚀剂是为了部分防止蚀刻而涂布的覆膜或其材料，可利用有机物、无机物、金属等。首先，利用去离子水去除第二玻璃层283表面的杂质。然后，通过物理气相沉积或化学气相沉积在第二玻璃层283的下面沉积能够用作压力电极450、460或455的金属。所述金属可以是Al、Mo、AlNd、MoTi、ITO等金属。并且，利用筛网印刷(screen printing)、凹面涂布(gravure coating)、喷墨涂布(inkjet coating)等在第二玻璃层283上涂布抗蚀剂。涂布抗蚀剂后执行干燥工序并转到蚀刻步骤。即，用氯化物混合气体、氢氟酸、草酸等蚀刻液溶解沉积在第二玻璃层283下面的压力电极450、460或455的图案部位形成电路。然后，去除残留在第二玻璃层283表面的抗蚀剂。由于该方法不需要昂贵的曝光仪，因此电极形成费用相对低廉。
第三，利用蚀刻剂(etching paste)形成电极的电极形成方法。在第二玻璃层283的下面沉积金属后通过筛网印刷(screen printing)、凹面涂布(gravure coating)、喷墨涂布(inkjet coating)等在第二玻璃层283上涂布蚀刻剂。然后，为提高蚀刻剂的蚀刻率，在80～120℃的高温加热约5～10分钟。然后执行清洗工序使得第二玻璃层283的下面形成压力电极450、460或455。或者，经过加热工序后还包括完全干燥蚀刻剂的工序也无妨。第三方法的优点是工序简单、能够节省材料费。并且，还包括干燥工序的情况下，优点是能够形成微图案。
通过上述方法在第二玻璃层283的下面形成压力电极450、460或455后形成绝缘层(insulator)900。其起到保护形成于第二玻璃层283下面的压力电极450、460或455的功能。绝缘层的形成也可以通过上述方法形成。简单来讲，通过物理或化学沉积工序在压力电极450、460或455上沉积绝缘体并涂布光刻胶后进行干燥，经过曝光工序后进行蚀刻。最后，通过去除残留的光刻胶的光刻胶剥离工序完成电极图案。此处，可利用SiNx、SiOx等材料作为绝缘体。
然后，为了在工序过程中保护压力电极450、460或455的图案而形成保护层910，此处可通过涂布或附着方式形成保护层910。此处，为保护低硬度的TFT等构件，优选的是保护层910由能够保护各层的高硬度材料形成。图7b显示形成保护层910后将第二玻璃层283翻转到原位置的状态。
图7c所示过程中形成层积于第二玻璃层283上部面的显示模块200的构成。图7c假想显示包含OLED板的显示模块200，因此所示附图形成有TFT层920。TFT层920包括包含于OLED板(尤其，AM-OLED板)的基本构成。即，可包括以上关于OLED板的说明中所述的负极、有机物层及正极等构成及TFT电极，可以形成有用于层积这些的各种要素(例：外套(overcoat；OC)、钝化(passivation；PAS)、电介质涂层(inter-layer dielectric；ILD)、栅极绝缘层(gate insulator：GI)、遮光罩(light shield；LS)等。这可以通过多种OLED板形成工序实现。
或者，如果是利用LCD板的显示模块200，则可以用包含液晶层的各种要素替代图7c的TFT层920。
最后，如图7d所示，在TFT层920上面形成第一玻璃层281并通过化学方式或物理方式去除图7b中形成的保护层910便可制得下部面形成有压力电极450、460或455的显示模块200。
以上参照图7a至7d说明了形成有压力电极450、460或455的显示模块200的制造工序，但改变其顺序也无妨，省略其中一个过程也行。即，尽管图7a至图7d的步骤可能是最佳的工序顺序，但本发明的范围不限于该顺序。
通过以上方法在利用LCD板或OLED板的显示模块200的下部面形成压力电极450、460或455的情况下，能够减小可检测触摸压力的触摸输入装置1000的厚度，并且能够降低制造费用。
上述各实施例说明的特征、结构、效果等包含于本发明一个实施例中，但并非仅限定于一个实施例。本实施例所属领域的普通技术人员可以对其他实施例进行组合或变形实施获得各个实施例中示出的特征、结构、效果等。因此，关于这些组合与变形的内容应视为包含于本发明的范围。
并且，以上以实施例为中心进行了说明，但这些不过是举例说明而已，并非对本发明进行限定，本发明所属领域的普通技术人员在不超出本实施例的本质特性的范围内，还可以进行以上未提及的多种变形及应用。例如，实施例中具体出现的各构成要素可变形实施。并且，有关这些变形与应用的差异点应视为包含于本发明的技术方案内。

Claims (14)

1.一种触摸输入装置，是能够检测触摸压力的触摸输入装置，其特征在于，包括：
显示板，其下部面形成有用于检测压力的压力电极；以及
基准电位层，其与所述压力电极相隔形成，
所述触摸输入装置根据随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的电容变化量检测触摸压力。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述压力电极包括驱动电极与接收电极，
所述电容变化量是随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的所述驱动电极与所述接收电极之间的互电容变化量。
3.根据权利要求1或2所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述电容变化量是随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离的变化产生的所述压力电极的自电容变化量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述显示板包括由玻璃或塑料构成的上部基板层及由玻璃或塑料构成的下部基板层，
所述上部基板层与所述下部基板层之间具有液晶层或有机物层，
所述压力电极形成于所述下部基板层的下部面。
5.根据权利要求4所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述显示板是所述压力电极形成于所述下部基板层后，形成所述液晶层或有机物层，并形成所述上部基板层得到的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
触摸感测板，其检测触摸位置，
所述触摸感测板附着于所述显示板的上部或位于所述显示板的内部。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述显示板是LCD板，
所述触摸输入装置具有位于所述显示板与所述基准电位层之间的背光单元。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述显示板是OLED板。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的触摸输入装置，其特征在于，包括：
覆盖层，其配置于所述显示板的上部；以及
基板，其配置于所述显示板的下部且包括所述基准电位层；
其中，所述距离通过仅配置在所述基板的边缘部分的支撑部件保持，
所述边缘部分不形成所述压力电极，
所述触摸表面受到压力时所述覆盖层及所述显示板弯曲使得所述距离发生变化，
所述距离随所述压力的大小变化。
10.一种压力电极形成方法，是向包括由玻璃或塑料构成的上部基板层及由玻璃或塑料构成的下部基板层、位于所述上部基板层与所述下部基板层之间的液晶层或有机物层的显示板形成压力电极的方法，其特征在于，所述压力电极形成方法包括：
向所述下部基板层的下部面形成压力电极的步骤；
向形成的所述压力电极上形成绝缘层的步骤；
向形成有所述压力电极与所述绝缘层的所述下部基板层形成保护层后翻转所述下部基板层的步骤；
在翻转的所述下部基板层的上部面形成液晶层或有机物层的步骤；以及
在所述液晶层或有机物层的上部形成所述上部基板层的步骤。
11.根据权利要求10所述的压力电极形成方法，其特征在于：
形成所述压力电极的步骤利用光刻胶、抗蚀剂或蚀刻剂的蚀刻工序中任意一种形成所述压力电极。
12.根据权利要求10或11所述的压力电极形成方法，其特征在于：
所述压力电极是用于检测随着相隔预定距离的所述压力电极与基准电位层之间的距离变化产生的电容变化量的电极。
13.根据权利要求12所述的压力电极形成方法，其特征在于：
所述压力电极包括驱动电极与接收电极，用于检测随着所述压力电极与所述基准电位层之间的距离变化产生的所述驱动电极与所述接收电极之间的互电容变化量。
14.根据权利要求12所述的压力电极形成方法，其特征在于：
所述压力电极用于检测随着其与所述基准电位层之间的距离变化产生的自电容变化量。
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