CN108153020B - 触控结构，触控面板及其制备方法、触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控结构、触控面板及其制备方法、触控显示装置，该触控结构包括：压电传感膜层，用于感应施加在所述压电传感膜层上的压力，以生成感应电信号；加热膜层，设置在所述压电传感膜层的一侧，当基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，所述加热膜层发热。该触控结构可提高触控区域液晶的均匀性，避免采用该触控结构的触控显示装置显示图像的颜色发黄和由于按压造成的显示不良，改善显示图像的显示效果。

Description

触控结构，触控面板及其制备方法、触控显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控结构、触控面板及其制备方法、触控显示装置。
背景技术
随着触控显示装置的轻薄化，触控显示装置中的玻璃基板的厚度也变得越来越薄，触控显示装置通过对玻璃基板触摸按压实现各种功能的操作，由于玻璃基板厚度较薄，频繁对玻璃基板进行触摸按压可能导致玻璃基板变形，从而引起触摸按压区域的显示不良。
发明内容
本发明提供一种触控结构、触控面板及其制备方法、触控显示装置，以解决相关技术中的不足。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种触控结构，包括：
压电传感膜层，用于感应施加在所述压电传感膜层上的压力，以生成感应电信号；
加热膜层，设置在所述压电传感膜层的一侧，当基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，所述加热膜层发热。
可选的，所述压电传感膜层包括至少一个压电传感单元；
所述加热膜层包括至少一个加热单元；
至少一个所述压电传感单元与至少一个所述加热单元在所述压电传感膜层和所述加热膜层的衬底上的投影至少部分重叠。
可选的，所述压电传感膜层包括由聚合物包裹的碳纳米管压电材料或者石墨烯半导体压电材料。
可选的，各所述加热单元的材料为金属合金材料，且包括多个相互连接的弯折段。
可选的，所述加热膜层表面覆盖有绝缘层。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种触控面板，包括：
包括上述任一所述的触控结构，还包括阵列基板和彩膜基板，以及设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；
其中，所述加热膜层设置于所述阵列基板上靠近所述液晶层的一侧，所述压电传感膜层设置于所述彩膜基板上，且所述加热膜层和所述压电感应膜层设置于与所述彩膜基板的黑矩阵对应的位置。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种触控显示装置，包括：包括上述任一所述的触控面板，还包括驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述压电传感膜层和所述加热膜层连接，用于接收所述压传感膜层生成的感应电信号，在基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值时控制所述加热膜层发热。
根据本发明实施例的第四个方面，提供一种触控结构的制备方法，包括：
形成压电传感膜层；
在所述压电传感膜层的一侧形成加热膜层。
可选的，所述压电传感膜层包括至少一个压电传感单元；
所述加热膜层包括至少一个加热单元；
至少一个所述压电传感膜层与至少一个所述加热单元在所述压电传感膜层和所述加热膜层的衬底上的投影至少部分重叠。
根据本发明实施例的第五个方面，提供一种触控面板的制备方法，所述触控面板包括阵列基板和彩膜基板；
在所述阵列基板上形成加热膜层，在所述彩膜基板上形成压电传感膜层。
根据上述实施例可知，该触控结构，压电传感膜层可以感应施加在其上的压力大小，当在触控区域进行触摸操作时，可以感应对触摸面板进行触摸按压的压力大小，当该压力大于预设压力值时，加热单元发热，加热单元发热的热量可对液晶进行加热老化，使液晶粘性降低，可以加快液晶的流动性，避免某些触控区域的液晶量过多或过少，提高触控区域液晶的均匀性，避免采用该触控结构的触控显示装置显示图像的颜色发黄和由于按压Mura造成的显示不良，改善显示图像的显示效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一实施例示出的触控结构的结构示意图；
图2是根据本发明又一实施例示出的触控结构的结构示意图；
图3是根据本发明一实施例示出的触控面板的截面结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前人们日常使用的手机、电脑等触控显示装置通常具有触控功能，其中采用液晶进行显示的触控显示装置中包括封装于触控显示装置中的液晶，由于触控显示装置中的玻璃基板厚度较薄，频繁对玻璃基板进行触摸按压可能导致玻璃基板变形，并且，可能造成某些触摸按压区域的玻璃基板的形变由于液晶具有粘性和弹性无法瞬时恢复，造成该区域的液晶量过多或者过少，使该区域显示图像的颜色发黄和按压Mura等显示不良。
据此，本发明实施例提供一种触控结构，包括：
压电传感膜层，用于感应施加在所述压电传感膜层上的压力，以生成感应电信号；
加热膜层，设置在所述压电传感膜层的一侧，当基于所述感应电信号判断出施加在压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，加热膜层发热。
本发明实施例的触控结构除了包括上述的压电传感膜层和加热膜层之外，还可以包括其他用于实现触控的触控元件，触控元件可以是基于各种触控原理的结构，例如，电阻式触控元件、电容式触控元件或者红外感应式触控元件。目前普遍使用的为电容式触控元件，例如，电容式触控元件包括触控感应电极和触控驱动电极，通过检测触控感应电极和触控驱动电极之间的电容实现触控功能，本发明实施例对于触摸结构上包括的其他元件结构并不限定。
上述的触控结构可以设置在现有的触控显示装置中，触控显示装置通常有两种，一种是：分别制备触控面板以及显示面板，然后将二者贴合固定用于制备具有触控功能的触控显示装置，触摸面板包括玻璃基板和设置在玻璃基板上的触控元件，本发明实施例的触控结构可以设置在上述的触控面板上；另一种是：直接在显示面板中集成触控元件，例如在显示面板的阵列基板和彩膜基板上分别设置触控驱动电极和触控感应电极，制备成触控显示面板，用于制备具有触控功能的触控显示装置，本发明实施例的触控结构也可以集成在上述的阵列基板和彩膜基板。
触控显示装置通常具有显示区域以及包围显示区域的边框区域，液晶位于显示区域，触控区域通常也位于显示区域，可进行触摸按压实现各种功能的操作。
压电传感膜层采用压电材料制成的，其利用压电效应原理，当对该膜层施加一定压力时，其电阻会变化，当对其施加恒定电流或电压时，由于压电传感膜层的电阻变化其输出的电流或者电压会发生变化，将压力大小转化成电信号大小，即生成感应电信号。
压电传感膜层为具有压电效应的压电材料制成，例如，压电晶体，压电陶瓷，压电聚合物，例如，聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜或者的其他压电材料。
预设压力值是根据需要设置的一压力值，该压力值为可能造成触控区域显示不良的触摸按压压力的阈值，当对触控区域频繁施加该压力时，会造成显示不良，预设压力值也可以适当小于上述压力的大小，也可以等于上述压力的大小。预设压力值的具体数值与触摸面板中的玻璃基板的厚度相关，厚度越大该预设压力值可以越大。
加热膜层设置在压电传感膜层的一侧，即加热膜层可以设置在压电传感膜层的任意一侧，例如，加热膜层设置在压电传感膜层的上方或者下方，本发明实施例对此并不限定。
压电传感膜层可以感应施加在其上的压力大小，也就是当在触控区域进行触摸操作时，可以感应对触摸显示装置进行触摸按压的压力大小，当该压力大于预设压力值时加热单元发热，加热单元发热的热量可对液晶进行加热老化，使液晶粘性降低，可以加快液晶的流动，避免某些触控区域的液晶量过多或过少，提高触控区域液晶的均匀性，避免采用该触控结构的触控显示装置显示图像的颜色发黄和由于按压Mura造成的显示不良，改善显示图像的显示效果。
在一些例子中，按照图1所示，该触控结构1中，压电传感膜层包括至少一个压电传感单元10；
加热膜层包括至少一个加热单元20；
至少一个压电传感单元10与至少一个加热单元20在压电传感单元10和加热单元20的衬底上的投影至少部分重叠。
本实施例中，至少包括一个压电传感单元10和加热单元20，压电传感单元10和加热单元20通常设置在一衬底30上，当加热单元发热时，加热单元发热的热量可对加热膜层对应位置的液晶进行加热老化，由于至少一个压电传感单元10与至少一个加热单元20在衬底30上的投影至少部分重叠，因此，使压力传感膜层对应的触控区域的液晶进行加热老化，可以更精确的通过加热单元控制液晶加热的区域，使对应的压力大于预设值的触控区域的液晶粘性降低，可以快速的增加液晶的流动性，进一步提升触控区域的液晶的均匀性，提升显示图像的显示效果。
较佳的压电传感单元10和加热单元20均呈矩阵排列，即在触控结构的横向行方向和纵向列方向均包括多个压电传感单元10和多个加热单元20，并且每个压电传感单元10和每个加热单元20在衬底30上的投影至少部分重叠，即在投影方向每个压电传感单元10和每个加热单元20的面积至少部分重合。
每个压电传感单元可分别感应施加其上的压力大小，进而生成感应电信号，通过与压电传感单元对应的加热单元发热加热对应位置的液晶，这样可更加精确的控制对对应的触控区域的液晶进行加热老化，使触控区域的液晶粘性降低，提高触控面板的触控区域液晶的均匀性，避免显示不良，改善显示图像的显示效果。
当然，压电传感膜层和加热膜层也可以为覆盖于整个触控区域的膜层，此时压电传感膜层和加热膜层可采用透明材料；或者只在触控区域的某些位置设置压电传感单元和加热单元，同样可以实现本发明避免显示不良的目的，本发明对此并不限定。
需要说明的是，触控显示装置的触控区域通常设置在显示区域，但是压电传感单元和加热单元通常为肉眼不可见的尺寸大小，因此，当在触控显示装置上设置多个压电传感单元和加热单元时，并不会影响其显示区域显示图像的整体效果。
显示区域通常包括多个像素区域和对各像素区域进行分割的数据线或者其他不透光膜层所在非像素区域，像素区域可透过光线，非像素区域不能透过光线，但是由于非像素区域对于肉眼是不可见的，因此，不影响图像的显示。为了最大限度的降低对显示图像的影响，上述的压电传感单元和加热单元可以采用透明材料制作或者是将压电传感单元和加热单元设置在非像素区域。
图1中所示的加热单元的面积小于压电传感单元的面积，压电传感单元在衬底的厚度方向可完全覆盖加热单元，当然，图中仅是示意性的示出二者的位置关系，实际应用中加热单元的面积也可以等于或者大于压电传感单元的面积，各加热单元和各压电传感单元在衬底的厚度方向的投影也不一定完全重合，只要部分重合即可实现通过各加热单元对对应位置的液晶进行加热，使压电传感单元对应的触控区域的液晶粘性降低，从而避免显示不良的目的。
在一些例子中，上述的压电传感膜层包括由聚合物包裹碳纳米管压电材料或者石墨烯半导体压电材料。
本实施例中，由于由聚合物(可以为聚氨酯或其他聚酯聚合物)包裹碳纳米管或者石墨烯半导体材料具有良好的导电性能，且透光性好，因此，在压电材料中设置上述材料可以增加压电传感膜层的灵敏度，并且，使触控结构具有较高的透过率，可以提高采用该触控结构的触控显示装置的亮度。
在一个可选的实施方式中，如图2所示，该触控结构1中，各加热单元20的材料为金属合金材料，且包括多个相互连接的弯折段21。
本实施例中，金属合金材料通常具有较大的电阻率，加热单元采用金属合金材料可提高加热单元的发热效率，且包括多个相互连接的弯折段，相互连接的多个弯折段的形状为蛇形，可以进一步的在有限的面积内提高发热效率。
本发明实施例还提供一种触控面板，如图3所示，所述触控面板1包括上述任一实施例的触控结构，还包括阵列基板2和彩膜基板3，以及设置在阵列基板2和彩膜基板3之间的液晶层4，加热彩膜设置于阵列基板上靠近液晶层的一侧，压电传感膜层10设置于彩膜基板3上，且加热膜层20和压电感应膜层10设置于与彩膜基板3的黑矩阵302对应的位置。
彩膜基板通常为位于阵列基板之上，为靠近触摸按压位置的基板，或者是直接承受触摸按压压力的基板，将压电传感膜层设置于彩膜基板上可以更加准确的感应施加在触摸面板上的触摸按压压力大小，进而通过加热膜层对对应区域的液晶层的液晶进行加热老化。
加热膜层设置于阵列基板上靠近液晶层的一侧可以更好地将其发热产生的热量散发至对应位置的液晶，使热量散发更加均匀，进一步提高触控区域液晶的均匀性，改善显示图像的显示效果。
彩膜基板上通常设置有黑矩阵和彩色滤光单元，黑矩阵通常为网格状分布在显示区域，各黑矩阵设置于相邻的两彩色绿光单元之间，黑矩阵所在的位于为非像素区域，因此，将加热膜层和压电感应膜层设置于与彩膜基板的黑矩阵对应的位置，可以最大限度的降低其对显示图像的影响，提高图像显示效果和通过率。
当然，阵列基板2通常包括第一衬底基板201，第一衬底基板201上还可以包括其他膜层，例如栅极202，源漏极203，栅极202与源漏极203之间的第一绝缘层204，触控驱动电极205，源漏极203与触控驱动电极205之间的第二绝缘层206、触控驱动电极205与加热膜层20之间的第三绝缘层等207，彩膜基板3通常包括第二衬底基板301，第二衬底基板301上还可以包括彩色滤光层(图中未示出)和触控感应电极(图中未示出)等。
本发明实施例的触控面板可以为基于多种类型的触控面板，例如，电阻式触控面板、电容式触控面板或者红外感应式触控面板。在一些例子中，如图3所示，本发明实施例的触控结构的所述加热膜层20表面覆盖有绝缘层22，通过设置绝缘层避免该加热膜层直接接触液晶，在其发热对液晶进行加热时，避免可能对附着其上的液晶造成破坏，进一步提高触控面板的制备良率。
本发明实施例提供一种触控显示装置，包括上述任一实施例所述的触控面板，还包括驱动芯片，驱动芯片分别与压电传感膜层和加热膜层连接，用于接收压传感膜层生成的感应电信号，在根据感应电信号判断出施加在压电传感膜层上的压力大于预设值时控制加热膜层发热。
驱动芯片可以为集成电路芯片，可通过集成电路芯片或者触控显示装置中的电源芯片等对压电感应膜层施加恒定电流或电压，当压电传感膜层生成感应电信号后可以通过驱动芯片接收，驱动芯片可根据电信号的大小判断施加在压电传感膜层上的压力是否大于预设值，当大于时，可输出对加热膜层的电信号，进而控制加热膜层发热，该电信号可以为一定大小的电流或电压，加热膜层为具有一定电阻率的材料制成，因此，流过电流或电压时可发热，发热的热量可对加热膜层对应位置的液晶进行加热老化，使压力传感膜层对应的触控区域的液晶粘性降低，可以加快该触控区域液晶的流动性，避免该触控区域的液晶量过多或过少，提高整个触控显示装置的触控区域液晶的均匀性，避免采用该触控面板的触控显示装置显示图像的颜色发黄和由于按压Mura造成的显示不良，改善显示图像的显示效果。
驱动芯片还可以根据需要输出电流或电压大小不同的电信号，使加热膜层在不同大小电流或电压大小的电信号控制下可产生不同的热量，有效的控制对液晶的加热温度，更好地控制液晶的粘度。
需要说明的是，可在触摸面板上述设置导线通过导线将驱动芯片与压电传感膜层和加热膜层连接，如果包括多个压电传感单元和多个加热单元，可将位于每一行或者每一列的压电传感单元分别与对应行或对应列的一根导线连接，该各导线延伸至边框区域，在边框区域将各导线分别与驱动芯片连接；同理，将位于每一行或者每一列的加热单元分别与对应行或对应列的一根导线连接，该各导线延伸至边框区域，在边框区域将各导线分别与驱动芯片连接。
本发明实施例还提供一种触控结构的制备方法，包括：
形成压电传感膜层；
在压电传感膜层的一侧形成加热膜层。
本实施例中，提供了触控结构的制备方法，通过该制备方法制备上述的触控结构。
在一个可选的实施方式中，所述压电传感膜层包括至少一个压电传感单元；
所述加热膜层包括至少一个加热单元；
至少一个所述压电传感膜层与至少一个所述加热单元在所述压电传感膜层和所述加热膜层的衬底上的投影至少部分重叠。
上述制备压电传感膜层和加热膜层的具体工艺可采用已有的膜层制备工艺，例如，可采用真空溅射方法或者真空蒸镀方法等镀膜工艺在触摸面板上形成压电材料层和导电材料层，然后通过曝光、显影、刻蚀等构图工艺在在保留所需位置材料层，形成压电传感膜层和加热膜层的图形，压电传感膜层的图形可以为包括多个呈矩阵排列的压电传感单元的图形，加热膜层的图形可以为包括多个呈矩阵排列的加热单元的图形。
本发明实施例还提供一种触控面板的制备方法，所述触控面板包括阵列基板和彩膜基板；在所述阵列基板上形成加热膜层，在所述彩膜基板上形成压电传感膜层。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸，并且，层和区域的真实尺寸并不完全等同于图示比例或大小。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种触控结构，其特征在于，包括：
压电传感膜层，用于感应施加在所述压电传感膜层上的压力，以生成感应电信号；
加热膜层，设置在所述压电传感膜层的一侧，当基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，所述加热膜层发热，其中，当加热膜层发热时，使所述压电传感膜层对应的触控区域的液晶进行加热老化。
2.根据权利要求1所述的触控结构，其特征在于，
所述压电传感膜层包括至少一个压电传感单元；
所述加热膜层包括至少一个加热单元；
至少一个所述压电传感单元与至少一个所述加热单元在所述压电传感膜层和所述加热膜层的衬底上的投影至少部分重叠。
3.根据权利要求1所述的触控结构，其特征在于，
所述压电传感膜层包括由聚合物包裹的碳纳米管压电材料，或者由聚合物包裹的石墨烯半导体压电材料。
4.根据权利要求2所述的触控结构，其特征在于，各所述加热单元的材料为金属合金材料，且包括多个相互连接的弯折段。
5.根据权利要求4所述的触控结构，其特征在于，所述加热膜层表面覆盖有绝缘层。
6.一种触控面板，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的触控结构，还包括阵列基板和彩膜基板，以及设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；
其中，所述加热膜层设置于所述阵列基板上靠近所述液晶层的一侧，所述压电传感膜层设置于所述彩膜基板上，且所述加热膜层和所述压电传感膜层设置于与所述彩膜基板的黑矩阵对应的位置。
7.一种触控显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的触控面板，还包括驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述压电传感膜层和所述加热膜层连接，用于接收所述压电传感膜层生成的感应电信号，在基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值时控制所述加热膜层发热。
8.一种如权利要求1至5中任一项所述的触控结构的制备方法，其特征在于，包括：
形成压电传感膜层；
在所述压电传感膜层的一侧形成加热膜层，当基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，所述加热膜层发热，其中，当加热膜层发热时，使压电传感膜层对应的触控区域的液晶进行加热老化。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
所述压电传感膜层包括至少一个压电传感单元；
所述加热膜层包括至少一个加热单元；
至少一个所述压电传感单元与至少一个所述加热单元在所述压电传感膜层和所述加热膜层的衬底上的投影至少部分重叠。
10.一种如权利要求6所述的触控面板的制备方法，其特征在于，所述触控面板包括阵列基板和彩膜基板；
在所述阵列基板上形成加热膜层，在所述彩膜基板上形成压电传感膜层；
其中，当基于所述感应电信号判断出施加在所述压电传感膜层上的压力大于预设值状态下，所述加热膜层发热，其中，当加热膜层发热时，使压电传感膜层对应的触控区域的液晶进行加热老化。
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