CN108052230B - 触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置。触控模组包括：基板；设置在基板同侧的多根第一导线和多根第二导线，多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与第一方向交叉的第二方向延伸；多根第二导线在第二方向上间隔设置，沿第一方向延伸，且与多根第一导线电性绝缘；磁场发生装置，磁场发生装置用于提供磁场，以使多根第一导线和多根第二导线发生形变时切割磁场的磁感应线。由此，该触控模组不仅可实现位置触控，而且还可以实现快压和慢压、重压和轻压的触控效果。此外，本发明的触控模组将3D触控效果和位置触控集于一体，可以降低触控模组的厚度，增加光透过率，提高亮度，且信号干扰较小，功耗较低。

Description

触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体的，涉及触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置。
背景技术
压力触控(Force Touch)是一种立体触控技术，屏幕可感应不同的压力从而实现3D触控效果。压力触控(Force Touch)可以增加人际交互体验，提升整个系统的美感和流畅度，给用户带来优越的体验，另外在手机同质化和硬件瓶颈的今天，压力触控(ForceTouch)担任着品牌差异化的重任，所以，为进一步提高市场竞争力，压力触控技术也在不断改进。
因此，压力触控技术的研究有待深入。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种厚度薄、透过率高、亮度高、成本低、功耗低、信号干扰小或可实现快压和慢压、重压和轻压的触控模组。
在本发明的一方面，本发明提供了一种触控模组。根据本发明的实施例，所述触控模组包括：基板；设置在所述基板同侧的多根第一导线和多根第二导线，所述多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸；所述多根第二导线在所述第二方向上间隔设置，沿所述第一方向延伸，且与所述多根第一导线电性绝缘；磁场发生装置，所述磁场发生装置用于提供磁场，以使所述多根第一导线和所述多根第二导线发生形变时切割所述磁场的磁感应线。由此，在磁场的作用下，第一导线和第二导线发生形变时就会切割磁场的磁感应线，便会产生感应电流和感应电压，如此，通过检测感应电流或感应电压，不仅可实现位置触控，即根据受压变形的第一导线和第二导线的交叉位置确定触控位置，而且由于感应电流和感应电压的大小与第一导线和第二导线的切割磁感应线速度有关，因此还可以实现快压和慢压、重压和轻压的触控效果(3D触控效果)。此外，本发明的触控模组将3D触控效果和位置触控集于一体，即集成于同一层传感器，有效降低了触控模组的厚度，增加了光透过率，提高了亮度，且该触控模组信号干扰较小，触控方式属于无源压力触控，功耗较低。
根据本发明的实施例，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
根据本发明的实施例，所述磁场发生装置包括：第一磁场发生装置，所述第一磁场发生装置用于提供与所述第一导线相互交叉的第一磁场；第二磁场发生装置，所述第二磁场发生装置用于提供与所述第二导线相互交叉的第二磁场。
根据本发明的实施例，所述第一磁场发生装置包括第一磁极对，所述第一磁极对包括第一S磁极和第一N磁极，所述第一S磁极和所述第一N磁极设置在所述基板相对的两侧；所述第二磁场发生装置包括第二磁极对，所述第二磁极对包括第二S磁极和第二N磁极，所述第二S磁极和所述第二N磁极设置在所述基板相对的两侧。
根据本发明的实施例，所述第一磁场中的第一磁感应线与所述第一导线垂直，所述第二磁场中的第二磁感应线与所述第二导线垂直。
根据本发明的实施例，所述第一磁场和所述第二磁场均为匀强磁场。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种触控屏。根据本发明的实施例，该触控屏包括前面所述的触控模组。由此，该触控屏不仅可以实现位置触控，还可以实现轻压和慢压、重压和轻压的触控效果，而且厚度轻薄，提高了消费者的体验效果以及市场竞争力。
根据本发明的实施例，所述触控模组的基板构成所述触控屏的盖板。
在本发明又一方面，本发明提供了一种触控显示装置。该触控显示装置包括前面所述的触控模组或触控屏。由此，该触控显示装置不仅可以具有位置触控的效果，还具有轻压和慢压、重压和轻压的3D触控效果，而且厚度轻薄，提高了消费者的体验效果以及市场竞争力。
在本发明又一方面，本发明提供了一种制备触控模组的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在基板的同侧形成多根第一导线和多根第二导线，所述多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸；所述多根第二导线在所述第二方向上间隔设置，沿所述第一方向延伸，且与所述多根第一导线电性绝缘；形成磁场发生装置，所述磁场发生装置用于提供磁场，以使所述多根第一导线和所述多根第二导线发生形变时切割所述磁场的磁感应线。由此，电路设计简单，制作工艺简单成熟，成本低，易于工业化生产，由该方法制备的触控模组在磁场的作用下，第一导线和第二导线发生形变时就会切割磁场的磁感应线，便会产生感应电流和感应电压，不仅可实现位置触控，即根据受压变形的第一导线和第二导线的交叉位置，便可以确定触控位置，而且由于感应电流和感应电压的大小与第一导线和第二导线切割磁感应线的速度有关，因此还可以实现快压和慢压、重压和轻压的触控效果(3D触控效果)。所以，本发明的触控模组将3D触控效果和位置触控集于一体，可以有效减小触控模组的厚度，增加光透过率，提高亮度，且该触控模组信号干扰较小，触控方式属于无源压力触控，功耗较低。
附图说明
图1是显示了本发明一个实施例中触控模组的结构示意图。
图2是显示了本发明另一个实施例中触控模组的结构示意图。
图3是显示了本发明又一个实施例中触控模组的结构示意图。
图4是显示了本发明又一个实施例中触控屏的结构示意图。
图5是显示了本发明又一个实施例中触控屏的结构示意图。
图6是显示了本发明又一个实施例中制备触控模组的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一方面，本发明提供了一种触控模组。根据本发明的实施例，参照图1，所述触控模组包括：基板10；设置在基板10同侧的多根第一导线20和多根第二导线30，多根第一导线20在第一方向上间隔设置，且沿与第一方向交叉的第二方向延伸；多根第二导线30在第二方向上间隔设置，沿第一方向延伸，且与多根第一导线20电性绝缘；磁场发生装置40，磁场发生装置用于提供磁场，以使多根第一导线20和多根第二导线30发生形变时切割磁场的磁感应线。由此，在磁场的作用下，第一导线和第二导线发生形变时就会切割磁场的磁感应线，便会产生感应电流和感应电压，如此不仅可实现位置触控，即根据受压变形的第一导线和第二导线的交叉位置确定触控位置，而且由于感应电流和感应电压的大小与第一导线和第二导线切割磁感应线的速度有关，因此还可以实现快压和慢压、重压和轻压的触控效果(3D触控效果)。此外，本发明的触控模组将3D触控效果和位置触控集于一体，即集成于同一层传感器，可以有效降低触控模组的厚度，增加光透过率，提高亮度，且该触控模组信号干扰较小，触控方式属于无源压力触控，功耗较低。
根据本发明的实施例，在磁场的作用下，第一导线和第二导线发生形变时就会切割磁场的磁感应线，便会产生感应电流和感应电压，根据感应电压公式ε＝BLV，就可以计算出感应电压，其中B为磁场大小，L为导线长度，V为切割磁感应线的速度，手指按压时，第一导线和第二导线会发生形变而切割磁感应线，在相应位置的第一方向和第二方向上均可产生不同大小的感应电压及电流，信号沿线路传输到IC，通过IC接收该信号，定位受压位置在第一方向和第二方向上的坐标即可确定按压位置，同时还可以实现快压和慢压、轻压和重压的3D触控效果，具体的，第一导线和第二导线产生相同的形变量所用的时间较长即为慢压，所用的时间较短即为快压；在相同的时间内，第一导线或第二导线产生的形变量较大则为重压，产生的形变量较小则为轻压，相应的检测和控制等均可由IC实现。
根据本发明的实施例，第一导线和第二导线的形状没有限制要求，本领域技术人可以根据实际需求灵活选择。在本发明的实施例中，第一导线和第二导线可以为曲线、直线、折线等规则或不规则的形状，只要可以切割磁感应线而产生感应电压或感应电流即可。由此，设置灵活，选择性广。在本发明优选实施例中，第一导线和第二道线呈直线状，参照图1。由此，设置简单，制备方便，节约原料。
根据本发明的实施例，多根第一导线和多根第二导线的分布方式没有特别限制，只要能够满足触控感应的要求，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如，多根第一导线和多根第二导线可以分别在第一方向上和第二方向上均匀分布，即任意相邻的两根第一导线之间的距离相等，任意两根相邻的第二导线之间的距离相等，且相邻两根第一导线之间的距离和相邻两根第二导线之间的距离也没有特别限制，上述间距越小，则触控感应更灵敏，上述间距越大，则光透过率越高，具体的间距可以根据触控模组的性能要求、触控模组应用条件和技术条件等灵活选择，本发明中不做具体限制。
根据本发明的实施例，形成第一导线和第二导线的材料也没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的实施例中，形成第一导线和第二导线的材料包括但不限于铜、镁、铝、ITO或合金。
根据本发明的实施例，第一方向和第二方向的设定也没有限制要求，只要不平行且在基板内沿第二方向延伸的第一导线和沿第一方向延伸的第二导线有相交即可，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如第一方向和第二方向交叉，且两者之间的夹角可以大于0度小于等于90度，如30度、45度、60度和90度等等。在本发明的实施例中，第一方向和第二方向相互垂直，参照图1。由此，第一导线和第二导线垂直设置，设置工艺简单，且根据上述感应电压的计算公式可知，此时的感应电压最大，感应最灵敏。
根据本发明的实施例，基板的具体种类也没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的实施例中，基板可以为玻璃基板、聚合物基板等。
根据本发明的实施例，磁场发生装置的具体种类也没有限制要求，本领域技术人员根据实际情况灵活选择即可。在本发明的实施例中，磁场发生装置包括但不限于磁场发生器、永磁铁、电磁铁。由此，选择广泛，设置简单，成本低。
根据本发明的实施例，为了便于控制磁感应线的大小和方向，参照图2，磁场发生装置包括：第一磁场发生装置41，第一磁场发生装置41用于提供与第一导线20交叉的第一磁场；第二磁场发生装置42，第二磁场发生装置42用于提供与第二导线30交叉的第二磁场。由此，可以提高有效磁场的大小，提高感应电压，进而提高感应灵敏度。
根据本发明的实施例，参照图3，第一磁场发生装置包括第一磁极对，第一磁极对包括第一S磁极411和第一N磁极412，第一S磁极411和第一N磁极412设置在基板10相对的两侧；第二磁场发生装置包括第二磁极对，第二磁极对包括第二S磁极421和第二N磁极422，第二S磁极421和第二N磁极422设置在基板10相对的两侧。由此，可以产生交叉的磁感应线，在第一导线和第二导线的切割作用下，产生感应电压和感应电流，实现3D触控效果和位置触控。
根据本发明的实施例，为了得到最大的感应电压，参照图2和图3，第一磁场中的第一磁感应线与第一导线垂直，第二磁场中的第二磁感应线与第二导线垂直。由此，根据上述感应电压的计算公式，可以使感应电压达到最大值，提高触控的敏感度。
根据本发明的实施例，磁场发生装置产生的磁感应线可以为均匀磁感应线，也可以为不均匀磁感应线，若为不均匀磁感应线，可以通过算法补偿实现位置感应、轻压和重压、快压和慢压的感应效果。根据本发明的优选实施例，第一磁场和第二磁场均为匀强磁场。由此，算法简单，计算量小，电路结构大大简化，成本较低，且触控效果更佳。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种触控屏。根据本发明的实施例，该触控屏包括前面所述的触控模组。由此，该触控屏不仅可以实现位置触控，还可以实现轻压和慢压、重压和轻压的触控效果，而且厚度轻薄，功耗低，提高消费者的体验效果以及市场竞争力。
根据本发明的实施例，参照图4，上述触控模组的基板10构成触控屏的盖板，即使用时靠近用户设置，按压时手指直接与该盖板接触。由此，手指与触控模组的距离较小，信号干扰少，感应灵敏度更高。
根据本发明的实施例，参照图4和图5(对应图1-图3中沿第二方向的剖面图)，在磁场环境下，手指按压触控屏的盖板10，触控屏受压变形，第一导线和第二导线切割磁感应线50，产生感应电压和感应电流，进而在达到位置触控效果的同时，实现3D触控效果。
根据本发明的实施例，除了前面所述的触控模组，该触控屏还包括常规触控屏所具备的必要结构和部件，在此不再过多赘述。
在本发明又一方面，本发明提供了一种触控显示装置。该触控显示装置包括前面所述的触控模组或触控屏。由此，该触控显示装置不仅可以具有位置触控的效果，还具有轻压和慢压、重压和轻压的3D触控效果，而且厚度轻薄，功耗低，提高了消费者的体验效果以及市场竞争力。
根据本发明的实施例，该触控显示装置的具体种类没有限制要求，可以为具有显示触控功能的一切设备和装置，比如，该触控显示装置的种类包括但不限于平板电脑、手机、电视、手表等具有触控显示功能的触控显示装置。
当然本领域技术人员可以理解，该触控显示装置除了前面所述的触控屏，还包括常规触控显示装置所必备的结构和部件，以手机为例，除了前面所述的触控屏，还包括显示屏、指纹模组、照相模组、声音处理模组等常规部件和结构。
在本发明的一些实施例中，在该触控显示装置中，前面所述的触控模组的基板构成该触控显示装置的盖板，即使用时靠近用户设置，按压时手指直接与该盖板接触。由此，手指与触控模组的距离较小，信号干扰少，感应灵敏度更高。
在本发明又一方面，本发明提供了一种制备触控模组的方法。根据本发明的实施例，参照图6，该方法包括：
S100：在基板的同侧形成多根第一导线和多根第二导线，多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与第一方向交叉的第二方向延伸，多根第二导线在第二方向上间隔设置，沿第一方向延伸，且与多根第一导线电性绝缘。
根据本发明的实施例，形成多根第一导线和多根第二导线的方法没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的实施例中，形成多根第一导线和多根第二导线的方法包括但不限于沉积、刻蚀等方法。
S200：形成磁场发生装置，磁场发生装置用于提供磁场，以使多根第一导线和多根第二导线发生形变时切割磁场的磁感应线。
根据本发明的实施例，为了便于控制磁场的大小和方向，参照图2，磁场发生装置包括：第一磁场发生装置41，第一磁场发生装置41用于提供与第一导线20交叉的第一磁场；第二磁场发生装置42，第二磁场发生装置42用于提供与第二导线30交叉的第二磁场。由此，可以提高有效磁场的大小，提高感应电压，进而提高感应灵敏度。
根据本发明的实施例，参照图3，第一磁场发生装置包括第一磁极对，第一磁极对包括第一S磁极411和第一N磁极412，第一S磁极411和第一N磁极412设置在基板10相对的两侧；第二磁场发生装置包括第二磁极对，第二磁极对包括第二S磁极421和第二N磁极422，第二S磁极421和第二N磁极422设置在基板10相对的两侧。由此，可以产生交叉的磁感应线，在第一导线和第二导线的切割作用下，产生感应电压和感应电流，实现3D触控效果和位置触控。
根据本发明的实施例，上述方法形成的触控模组的结构示意图参照图1-3，该触控模组的电路设计简单，制作工艺简单成熟，成本低，易于工业化生产，由该方法制备的触控模组在磁场的作用下，第一导线和第二导线发生形变时就会切割磁场的磁感应线，便会产生感应电流和感应电压，如此不仅可实现位置触控，即根据受压变形的第一导线和第二导线的交叉位置确定触控位置，而且还可以实现快压和慢压、重压和轻压的触控效果(3D触控效果)。此外，本发明的触控模组将3D触控效果和位置触控集于一体，即集成于同一层传感器，可以有效降低触控模组的厚度，增加光透过率，提高亮度，且该触控模组信号干扰较小，而且该触控方式属于无源压力触控，功耗较低。
根据本发明的实施例，上述方法可以用于制备前面所述的触控模组，其中，对第一导线、第二导线和磁场发生装置的要求与前面所述的一致，在此不再一一赘述。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种触控模组，其特征在于，包括：
基板；
设置在所述基板同侧的多根第一导线和多根第二导线，所述多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与所述第一方向相互交叉的第二方向延伸；所述多根第二导线在所述第二方向上间隔设置，沿所述第一方向延伸，且与所述多根第一导线电性绝缘；
磁场发生装置，所述磁场发生装置用于提供磁场，以使所述多根第一导线和所述多根第二导线发生形变时切割所述磁场的磁感应线。
2.根据权利要求1所述的触控模组，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
3.根据权利要求1所述的触控模组，其特征在于，所述磁场发生装置包括：
第一磁场发生装置，所述第一磁场发生装置用于提供与所述第一导线相互交叉的第一磁场；
第二磁场发生装置，所述第二磁场发生装置用于提供与所述第二导线相互交叉的第二磁场。
4.根据权利要求3所述的触控模组，其特征在于，所述第一磁场发生装置包括第一磁极对，所述第一磁极对包括第一S磁极和第一N磁极，所述第一S磁极和所述第一N磁极设置在所述基板相对的两侧；
所述第二磁场发生装置包括第二磁极对，所述第二磁极对包括第二S磁极和第二N磁极，所述第二S磁极和所述第二N磁极设置在所述基板相对的两侧。
5.根据权利要求3所述的触控模组，其特征在于，所述第一磁场中的第一磁感应线与所述第一导线垂直，所述第二磁场中的第二磁感应线与所述第二导线垂直。
6.根据权利要求3所述的触控模组，其特征在于，所述第一磁场和所述第二磁场均为匀强磁场。
7.一种触控屏，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的触控模组。
8.根据权利要求7所述的触控屏，其特征在于，所述触控模组的基板构成所述触控屏的盖板。
9.一种触控显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的触控模组或权利要求7或8所述的触控屏。
10.一种制备触控模组的方法，其特征在于，包括：
在基板的同侧形成多根第一导线和多根第二导线，所述多根第一导线在第一方向上间隔设置，且沿与所述第一方向相互交叉的第二方向延伸；所述多根第二导线在所述第二方向上间隔设置，沿所述第一方向延伸，且与所述多根第一导线电性绝缘；
形成磁场发生装置，所述磁场发生装置用于提供磁场，以使所述多根第一导线和所述多根第二导线发生形变时切割所述磁场的磁感应线。
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