CN106557212A - 触摸显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种触摸显示装置，包括保护盖板、触摸感应单元和显示单元，所述触摸感应单元用于感应施加于保护盖板上的触摸信号，所述显示单元内还设置有压力感应单元，所述压力感应单元包括基材、形成在基材上的多个互相间隔的电极，以及连接相邻电极的力敏电阻层，所述力敏电阻层包括绝缘基体和分散在绝缘基体中的导电颗粒。本发明将压力感应单元集成到显示单元中，同时该压力感应单元通过设置力敏电阻层，可以检测多点触摸的压力信号。
Description
技术领域
本发明涉及触控显示领域，特别是涉及一种具有压力感应功能的触摸显示装置。
背景技术
触摸屏因具有易操作性、灵活性等优点，已成为个人移动通信设备和综合信息终端(如手机、平板电脑和超级笔记本电脑等)的主要人机交互手段。相对于电阻式触摸屏和其它方式的触摸屏，电容式触摸屏以成本低、结构简单和耐用等优势，逐渐被智能终端广泛使用。然而，现有的电容触摸屏仅感知屏体所在平面的触摸位置及操作，难以感知施加于屏体表面的压力变化带来的触摸参数。
为了能感测屏体表面的压力变化，业者在触摸屏内集成压力传感器。然而现有的做法大都只能检测单点的触摸压力信息。
发明内容
基于此，本发明旨在提供一种能检测多点触摸压力信号的触摸显示装置。
一种触摸显示装置，包括保护盖板、触摸感应单元和显示单元，所述触摸感应单元用于感应施加于保护盖板上的触摸信号，所述显示单元内还设置有压力感应单元，所述压力感应单元包括基材、形成在基材上的多个互相间隔的电极，以及连接相邻电极的力敏电阻层，所述力敏电阻层包括绝缘基体和分散在绝缘基体中的导电颗粒。
在其中一个实施例中，所述压力感应单元中的基材为一个，所述电极分布在基材的一表面上。
在其中一个实施例中，所述压力感应单元中的基材为两个，所述电极分布在两个基材的相邻的两个表面上。
在其中一个实施例中，所述力敏电阻层覆盖在基材的整个表面上。
在其中一个实施例中，所述力敏电阻层覆盖在两个基材上的电极交叉位置。
在其中一个实施例中，所述显示单元包括液晶功能层和背光模组，所述背光模组包括层叠的光学膜片以及用于保护光学膜片的保护金属片，所述压力感应单元位于光学膜片和保护金属片之间。
在其中一个实施例中，所述压力感应单元与光学膜片之间设有弹性可压缩层。
在其中一个实施例中，所述压力感应单元粘接在保护金属片上，并位于弹性可压缩层和保护金属片之间。
在其中一个实施例中，所述触摸感应单元集成在显示单元中。
在其中一个实施例中，所述绝缘基体为聚酯纤维、环氧树脂、聚酯、有机硅、橡胶中的一种，所述导电颗粒为金属、碳黑、石墨、导电氧化物中的一种。
在其中一个实施例中，所述力敏电阻层通过丝印、喷墨打印、涂覆或黄光制程的方式将力敏油墨制作在所述基材上，所述力敏油墨包括溶剂以及溶于溶剂内的固化剂、所述绝缘基体和所述导电颗粒。
上述触摸显示装置将压力感应单元集成到显示单元中，同时该压力感应单元通过设置力敏电阻层，可以检测多点触摸的压力信号。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的触摸显示装置的结构示意图。
图2为图1所示触摸显示装置中的压力感应单元的结构示意图。
图3和图4为图2所示压力感应单元中的不同层结构示意图。
图5为本发明另一实施例所提供的触摸显示装置中的压力感应单元的结构示意图。
图6为图5所示压力感应单元的截面示意图。
图7为本发明又一实施例所提供的触摸显示装置中的压力感应单元的部分结构示意图。
图8为图7所示压力感应单元的截面示意图。
具体实施方式
本发明提供的触摸显示装置可以作为手机、平板电脑等类型的具有触摸交互形式的显示终端。
如图1所示，所述触摸显示装置包括保护盖板10、触摸感应单元20、显示单元和压力感应单元70。
触摸感应单元20包括触摸驱动电极和触摸感应电极。触摸驱动电极和触摸感应电极可以分布于同一基材上，例如业界所称的GF结构、GF2结构等，或分别分布于两个不同的基材，例如业界所称的GFF结构。另外的一些实施例中，触摸驱动电极和触摸感应电极也可以形成在保护盖板10的下表面而使得保护盖板10兼具电容传感器的功能，该种结构被业界称为OGS结构。本发明所称“上”、“下”是相对于触摸显示装置在应用过程中与使用者靠近的程度而言，相对靠近使用者的一侧为“上”，相对远离使用者的一侧为“下”。例如保护盖板的下表面是指保护盖板远离使用者的一侧。另外的一些实施例中，该两种触控电极中的一种也可以形成在贴合于保护盖板10的基板的表面，例如业界所称的G1F结构。
所述显示单元包括液晶功能层50和背光模组60，所述液晶功能层50包括依次设置的上偏光片51、滤光片52、液晶层53、基板54及下偏光片55，所述背光模组60包括光学膜片和用于保护光学膜片的保护金属片64。光学膜片可包括依次设置的扩散片61、导光板62和反射片63等结构。
另外的一些实施例中，触摸感应单元20中的触摸驱动电极和触摸感应电极也可整合设置在液晶层53内(上述触摸感应单元的结构被业界称为in-cell结构)，或者所述触摸驱动电极和触摸感应电极设置在上偏光片51和滤光片52之间(上述触摸感应单元的结构被业界称为on-cell结构)。
所述触摸驱动电极和触摸感应电极用于感应施加于保护盖板10上的触摸信号。所述触摸信号包括平行于保护盖板10的二维方向上的接触、滑动、拖拽等触摸输入信号，甚至包括垂直于保护盖板10方向上的隔空输入信号(即悬浮触控信号)或保护盖板10边缘的侧边(例如弯曲屏的弧形侧边)的触摸输入信号。
所述压力感应单元70设置在显示单元中，用于感应施加于保护盖板10上的压力信号。具体地，压力感应单元位于光学膜片和保护金属片64之间。
在一些实施例中，所述压力感应单元70与光学膜片(具体为反射片63)之间设有弹性可压缩层(图未示)。所述的弹性可压缩层可以由泡绵、海绵、多孔硅胶以及其它多孔材料构成。所述压力感应单元70可通过水胶或固体胶粘接在保护金属片64上，并位于弹性可压缩层和保护金属片64之间。
所述压力感应单元包括基材、形成在基材上的多个互相间隔的电极，以及连接相邻电极的力敏电阻层，所述力敏电阻层包括绝缘基体和分散在绝缘基体中的导电颗粒。
力敏电阻层由量子隧道复合材料组成，可以为掺导电颗粒的压敏复合材料。力敏电阻层中的细微导电颗粒均匀分散在绝缘基体中。绝缘基体可以为聚酯纤维、环氧树脂、聚酯、有机硅、橡胶等材料制成。导电颗粒可以为金属颗粒，如镍、银、铜粉或金属合金颗粒，也可以为碳黑、石墨，还可以是碳纳米管，也可以为导电氧化物如氧化铟锡、氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化钛等。导电颗粒尺寸为10nm-100μm。所述力敏电阻层可以通过丝印、喷墨打印、黄光制程、涂覆等方式将力敏油墨制作在所述的基材上。其中力敏油墨由前面所述的绝缘基体、导电颗粒、溶剂、固化剂等调制而成，并可通过加热固化或UV照射的方式实现固化。溶剂可以为常见的有机溶剂例如2-丁酮、乙二醇醚和四氢呋喃中的一种或以上的组合。根据绝缘基体的类型也可选择合适类型的固化剂例如脂肪族胺类、酰胺基胺类等。
如图2、图3和图4所示，所述压力感应单元中的基材为两个，所述电极分布在两个基材的相邻的两个表面上。具体地，基材71上形成电极710。由于压力感应单元设置在显示单元的保护金属片64与反射片63之间，无需透光设计，因此基材71可由透明或非透明的材料制成。电极710可以采用沉积/蚀刻等方式制作在基材71上。基材72上的电极720具有类似特征，且电极710与电极720具有不同延伸方向，当两个基材71、72对接时，电极710、720具有交叉位置。力敏电阻层73设置在这些交叉位置处。两个基材71、72可采用框贴的形式结合在一起。
可以理解上述实施例中，力敏电阻层73也可以为一层，且覆盖在基材71或基材72的整个表面上。
可以理解，电极710、720的形状不限于图3和图4中所示的条状电极，还可以是相互独立的块状电极等形状。
上述压力感应单元的压力检测原理为，当力敏电阻层73不受压力时，力敏电阻层73中的导电颗粒距离较远，力敏电阻层73呈绝缘或高电阻状态；当力敏电阻层73受压力时，绝缘基体受压缩，其中的导电颗粒之间的距离变短，由于量子隧道效应，导电颗粒之间的电子迁移能力增强，从而在宏观上体现为力敏电阻层73的电阻值降低。随着力敏电阻层73受压力的增大，与其相连的电极之间的电阻值逐渐减小。因此，可以建立触摸显示装置中前述的压力感应单元中的电极电阻变化信息与触摸显示装置的受力信息的相互关系数据库。在实际应用中，所述触摸显示装置中还包括存储器和处理器，存储器中存储有在触摸显示装置中的不同位置进行不同的力值触摸下，触摸显示装置中检测力的各个相邻电极的电阻变化信息，处理器用于对比触摸显示装置检测获得的相邻电极的电阻变化信息与所预存储的电阻变化信息，从而判断触摸显示装置的触摸信息。其中触摸信息包括触摸的力的大小，也可以包括触摸力的位置。
在一实施例中，所述触摸感应单元和压力感应单元同时处于工作状态时，若触摸感应单元和压力感应单元检测到触摸操作事件，所述触摸显示装置利用所述触摸感应单元识别触摸操作位置，所述触摸显示装置利用所述压力感应单元识别触摸操作压力；若所述触摸感应单元未检测到触摸操作事件而所述压力感应单元检测到触摸操作事件时，所述触摸显示装置利用所述压力感应单元识别触摸操作位置和触摸操作压力。
如图5和图6所示，在另外的实施例中，所述压力感应单元70中的基材71为一个，所述电极710分布在基材71的一表面上。力敏电阻层73连接相邻的电极710。
如图7和图8所示，力敏电阻层73可以为整面层状结构，覆盖在基材71上以连接所有电极710。
本发明将压力感应单元集成到显示单元中，同时该压力感应单元通过设置力敏电阻层，可以检测多点触摸的压力信号，并具有检测精度高的优势。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种触摸显示装置，包括保护盖板、触摸感应单元和显示单元，所述触摸感应单元用于感应施加于保护盖板上的触摸信号，其特征在于，所述显示单元内还设置有压力感应单元，所述压力感应单元包括基材、形成在基材上的多个互相间隔的电极，以及连接相邻电极的力敏电阻层，所述力敏电阻层包括绝缘基体和分散在绝缘基体中的导电颗粒。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述压力感应单元中的基材为一个，所述电极分布在基材的一表面上。
3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述压力感应单元中的基材为两个，所述电极分布在两个基材的相邻的两个表面上。
4.根据权利要求2或3所述的触摸显示装置，其特征在于，所述力敏电阻层覆盖在基材的整个表面上。
5.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其特征在于，所述力敏电阻层覆盖在两个基材上的电极交叉位置。
6.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述显示单元包括液晶功能层和背光模组，所述背光模组包括层叠的光学膜片以及用于保护光学膜片的保护金属片，所述压力感应单元位于光学膜片和保护金属片之间。
7.根据权利要求6所述的触摸显示装置，其特征在于，所述压力感应单元与光学膜片之间设有弹性可压缩层。
8.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其特征在于，所述压力感应单元粘接在保护金属片上，并位于弹性可压缩层和保护金属片之间。
9.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触摸感应单元集成在显示单元中。
10.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述绝缘基体为聚酯纤维、环氧树脂、聚酯、有机硅、橡胶中的一种，所述导电颗粒为金属、碳黑、石墨、导电氧化物中的一种。
11.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述力敏电阻层通过丝印、喷墨打印、涂覆或黄光制程的方式将力敏油墨制作在所述基材上，所述力敏油墨包括溶剂以及溶于溶剂内的固化剂、所述绝缘基体和所述导电颗粒。
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