CN107562277B - 一种具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备，该触摸屏包括：第一基板；设置在第一基板上的多个平行排布的电极组；电极组包括多个平行排布的触控扫描电极及多个平行排布的触控检测电极；触控扫描电极与触控检测电极相对设置，且二者之间具有间隙；多个绑定端，绑定端用于连接触控IC；在触控检测模式，触控IC按照预设的触控扫描时序扫描触控扫描电极，并根据触控检测电极接收的检测信号进行触控检测；在压力检测模式，触控IC为触控扫描电极输入参考地电压信号，根据压力检测单元相对于触控扫描电极的电容变化进行压力检测。本发明技术方案复用触控扫描电极以及触控检测电极实现压力检测功能，无需增加触摸屏的厚度以及制作成本。

Description

一种具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，更具体的说，涉及一种具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的具有触控功能的电子设备被应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

电子设备实现触控功能的主要部件是触摸屏。随着电子设备功能的不断增加，需要触摸屏不仅具有感应XY平面上触摸位置的触控检测功能，还需要能够在Z轴上具有压力检测功能。其中，对于三维直角坐标系XYZ，X轴与Y轴的平面XY平面平行于触摸屏，Z轴垂直于触摸屏。

现有技术中，为了使得触摸屏在传统触控检测功能的基础上实现压力检测，一般是在触摸屏中额外的增加用于压力检测的压力检测电极。这样，会增加触摸屏的厚度以及制作成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备，无需单独在触摸屏中额外的增加用于压力检测的压力检测电极，即可实现压力检测，因而无需增加触摸屏的厚度以及制作成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有压力检测功能的触摸屏，所述触摸屏包括：

第一基板；

设置在所述第一基板上的多个平行排布的电极组；所述电极组包括多个平行排布的触控扫描电极以及多个平行排布的触控检测电极；所述触控扫描电极与所述触控检测电极在垂直于所述第一基板的方向上相对设置，且二者之间具有间隙；所述触控扫描电极沿第一方向延伸；所述触控检测电极沿第二方向延伸；所述第一方向垂直于所述第二方向；

多个绑定端，所述绑定端用于连接触控IC；所述触控IC具有触控检测模式以及压力检测模式；每个所述触控扫描电极与每个所述触控检测电极均单独连接一个所述绑定端；

其中，在所述触控检测模式，所述触控IC用于按照预设的触控扫描时序扫描所述触控扫描电极，并根据所述触控检测电极接收的检测信号进行触控检测；在所述压力检测模式，所述触控IC用于为所述触控扫描电极输入参考地电压信号，并将同一所述电极组的所述触控检测电极分为多个压力感应单元，每个压力感应单元具有多个连续排布的所述触控检测电极，所述触控IC根据所述压力检测单元相对于所述触控扫描电极的电容变化进行压力检测。

优选的，在所述触摸屏中，所述触控扫描电极为ITO电极、或是金属网格、或是石墨烯电极、或是纳米银电极；

所述触控检测电极为金属网格电极。

优选的，在所述触摸屏中，所述金属网格电极的材料为铜或是银。

优选的，在所述触摸屏中，所述第一基板为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

优选的，在所述触摸屏中，所述触控扫描电极位于所述第一基板表面；

所述触控检测电极位于第二基板表面；

所述第一基板与所述第二基板四周通过胶体粘结固定，且所述触控扫描电极朝向垂直所述触控检测电极排布方向设置。

优选的，在所述触摸屏中，所述第二基板为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

优选的，在所述触摸屏中，所述间隙内填充有绝缘弹性材料。

优选的，在所述触摸屏中，还包括：设置在所述电极组背离所述第一基板一侧的功能层；

其中，所述功能层从所述第一基板指向所述电极组的方向上依次包括硬化层、防眩光层、防反射层以及防指纹层。

本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：上述任一项所述的触摸屏。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的具有压力检测功能的触摸屏以及电子设备中，在所述触控检测模式，按照预设的触控检测扫描模式扫描所述触控检测电极，并根据所述触控扫描电极接收的检测信号进行触控检测；在所述压力检测模式，为所述触控检测电极输入参考地电压信号，并将同一所述电极组的所述触控扫描电极分为多个压力感应单元，每个压力感应单元具有多个连续排布的所述触控扫描电极，所述触控IC根据所述压力检测单元相对于所述触控检测电极的电容变化进行压力检测。

可见，本发明技术方案中通过触控扫描电极以及触控检测电极即可实现触控检测以及压力检测，分时进行触控检测以及压力检测，复用触控扫描电极以及触控检测电极实现压力检测功能，在触摸屏中额外的增加用于压力检测的压力检测电极即可实现压力检测，因而无需增加触摸屏的厚度以及制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种具有压力检测功能的触摸屏；

图2为本发明实施例提供的一种触控扫描电极的电极图案的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种触控检测电极的电极图案的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种触摸屏的切面图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种具有压力检测功能的触摸屏，所述触摸屏包括：第一基板10以及设置在所述第一基板10上的多个平行排布的电极组11。本发明实施例中，所述第一基板10可以为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

所述电极组11包括多个平行排布的触控扫描电极12以及多个平行排布的触控检测电极13。所述触控扫描电极12与所述触控检测电极13在垂直于所述第一基板的方向上相对设置，且二者之间具有间隙。所述触控扫描电极12沿第一方向Y延伸。所述触控检测电极13沿第二方向X延伸。所述第一方向Y垂直于所述第二方向X。所述第一方向Y与所述第二方向X均平行于所述第一基板10。

所述触摸屏还包括多个绑定端，所述绑定端用于连接触控IC。每个所述触控扫描电极12与每个所述触控检测电极13均单独连接一个所述绑定端。

需要说明的是，图1中未示出所述绑定端。所述绑定端可以为焊垫。所述绑定端可以设置在所述第一基板10中预设的绑定区14。所述触控扫描电极12以及所述触控检测电极13均单独通过一条走线15与对应的绑定端连接。触控IC可以通过焊接的方式与绑定区14的绑定端焊接固定。

所述触控IC具有触控检测模式以及压力检测模式。本发明实施例所述触摸屏中，可以通过分时扫描的方式实现触控检测以及压力检测。也就是说，触控IC交替进行所述触控检测模式以及所述压力检测模式。

在所述触控检测模式，所述触控IC用于按照预设的触控扫描时序扫描所述触控扫描电极12，并根据所述触控检测电极13接收的检测信号进行触控检测。如图1中所示的触摸屏，可以从左至右逐一扫描各个所述触控扫描电极12，或是从右至左逐一扫描各个所述触控扫描电极12。具体的所述触控扫描时序可以根据预设的时钟信号以及扫描电路实现，本发明实施例中不做具体限定。

在所述压力检测模式，所述触控IC用于为所述触控扫描12电极输入参考地电压信号，并将同一所述电极组11的所述触控检测电极13分为多个压力感应单元，每个压力感应单元具有多个连续排布的所述触控检测电极13，所述触控IC根据所述压力检测单元相对于所述触控扫描电极12的电容变化进行压力检测。进行压力检测时，压力导致的所述触控扫描电极12和所述触控检测电极13之间的间距变化较小，设置每个压力检测单元具有多个触控检测电极13，可以增大由于所述电容变化导致的电流的变化量，进而便于触控IC进行压力检测，提高压力检测的精确度。所述压力感应单元具有三个或是四个所述触控扫描电极。

本发明实施例所述触摸屏中，设置所述触控扫描电极12为ITO电极、或是金属网格、或是石墨烯电极、或是纳米银电极，同时设置所述触控检测电极13为金属网格电极。这样，当进行压力检测时，由于金属网格电极相对于传统的ITO电极或是纳米银电极的电阻较小，可以进一步增加上述变化量，便于触控IC进行压力检测，可以进一步提高压力检测的精确度。

可选的，优选设置所述触控扫描电极12位于所述触控检测电极13和所述第一基板10之间。也就是说将触控检测电极13设置在靠近所述触摸屏外侧。这样，当设置所述触控扫描电极12为ITO电极或是纳米银电极，同时设置所述触控检测电极13为金属网格电极时，不仅可以在触控检测模式实现正常的触控检测，同时由于金属网格相较于传统的矩形条状的ITO电极或是纳米银电极更加容易发生形变，进而增大所述电容的变化量，便于进行压力检测，提高压力检测的精度。其中，所述金属网格电极的材料为铜或是银。

在所述触摸屏中，所述触控扫描电极12的电极图案如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种触控扫描电极的电极图案的结构示意图，所有电极组中的触控扫描电极12由同一导电层制备而成。可以首先形成该导电层，然后通过刻蚀的方式形成多个沿第一方向Y延伸的触控扫描电极12。也可以通过该掩膜版蒸镀的方式，直接形成图2所示结构的触控扫描电极12的图案。各个触控扫描电极12均通过单独的走线15和对应的绑定端连接。

在所述触摸屏中，所述触控检测电极13的电极图案如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种触控检测电极的电极图案的结构示意图，所有电极组中的触控检测电极13由同一导电层制备而成。可以通过现有的镀膜以及光刻工艺形成预设图形结构的金属网格电极，作为所述触控检测电极13。各个触控检测电极13均通过单独的走线15和对应的绑定端连接。

参考图4，图4为本发明实施例提供的一种触摸屏的切面图，在垂直于第一基板10的方向上，所述触控扫描电极12位于所述第一基板10表面；所述触控检测电极13位于第二基板21表面；所述第一基板10与所述第二基板21四周通过胶体22粘结固定，且所述触控扫描电极12朝向所述触控检测电极13设置。所述触控扫描电极12和所述触控检测电极13之间具有间隙K。与所述第一基板10相同，所述第二基板21为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

为了增加压力检测时的灵敏度，所述间隙K内填充有绝缘弹性材料，以增加电容的变化量，进而增加压力检测的灵敏度。

如图4所示，本发明实施例所述触摸屏中，还包括设置在所述电极组背离所述第一基板10一侧的功能层23。具体的，功能层设置在第二基板21背离所述电极组的一侧表面。其中，所述功能层从所述第一基板10指向所述电极组的方向上依次包括硬化层、防眩光层、防反射层以及防指纹层。

通过上述描述可知，本发明实施例所述触摸屏中，通过触控扫描电极以及触控检测电极即可实现触控检测以及压力检测，分时进行触控检测以及压力检测，复用触控扫描电极以及触控检测电极实现压力检测功能，在触摸屏中额外的增加用于压力检测的压力检测电极即可实现压力检测，因而无需增加触摸屏的厚度以及制作成本。

基于上述触摸屏实施例，本发明另一实施例还提供了一种电子设备，该电子设备如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：触摸屏，所述触摸屏为上述实施例所述触摸屏，可以进行压力检测以及触控检测。

所述电子设备可以手机、平板电脑等具有触控功能的电子设备。所述电子设备采用上述实施例所述触摸屏，无需额外增加用于压力检测的电极，结构简单，制作成本低，且厚度薄。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的电子设备而言，由于其与实施例公开的触摸屏相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见触摸屏相关部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种具有压力检测功能的触摸屏，其特征在于，包括：

第一基板；

设置在所述第一基板上的多个平行排布的电极组；所述电极组包括多个平行排布的触控扫描电极以及多个平行排布的触控检测电极；所述触控扫描电极与所述触控检测电极在垂直于所述第一基板的方向上相对设置，且二者之间具有间隙；所述触控扫描电极沿第一方向延伸；所述触控检测电极沿第二方向延伸；所述第一方向垂直于所述第二方向；所述触控扫描电极为ITO电极、或是金属网格电极、或是石墨烯电极、或是纳米银电极；所述触控检测电极为金属网格电极；

多个绑定端，所述绑定端用于连接触控IC；所述触控IC具有触控检测模式以及压力检测模式；每个所述触控扫描电极与每个所述触控检测电极均单独连接一个所述绑定端；

其中，在所述触控检测模式，所述触控IC用于按照预设的触控扫描时序扫描所述触控扫描电极，并根据所述触控检测电极接收的检测信号进行触控检测；在所述压力检测模式，所述触控IC用于为所述触控扫描电极输入参考地电压信号，并将同一所述电极组的所述触控检测电极分为多个压力感应单元，每个压力感应单元具有多个连续排布的所述触控检测电极，所述触控IC根据所述压力检测单元相对于所述触控扫描电极的电容变化进行压力检测。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述金属网格电极的材料为铜或是银。

3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一基板为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

4.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触控扫描电极位于所述第一基板表面；

所述触控检测电极位于第二基板表面；

所述第一基板与所述第二基板四周通过胶体粘结固定，且所述触控扫描电极朝向垂直所述触控检测电极排布方向设置。

5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第二基板为玻璃基板或是柔性薄膜基板。

6.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述间隙内填充有绝缘弹性材料。

7.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，还包括：设置在所述电极组背离所述第一基板一侧的功能层；

其中，所述功能层从所述第一基板指向所述电极组的方向上依次包括硬化层、防眩光层、防反射层以及防指纹层。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的触摸屏。

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