CN108508532A - 柔性集成光波导、触控装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性集成光波导、触控装置及其制造方法，所述柔性集成光波导采用柔性材料制成，且通过在第二方向上延伸的多条第一光密介质线条和在第一方向上延伸的多条第二光密介质线条交织成一张光学网，能够将触摸传感面划分为不同的区域，触摸操作的压力会使得柔性集成光波导内传输的光信号发生改变，通过光学网可以定位出触摸操作的位置并确定出触摸压力，由此实现触摸传感；同时由于柔性集成光波导是可变形的柔性材料，可以大面积制作，可以在平面基底或者非平面基底上实现触摸传感，因此对不同形状和材质的触控装置有更广泛的适应性，特别是当应用于触摸屏时，既能适用于柔性屏，也能用于硬质屏。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种柔性集成光波导、触控装置及其制造方法。
背景技术
在触控技术领域，目前有红外、表面声波、表面电容、电阻或光学等触控技术，这些触控技术的触摸感应原理各不相同，通常应用在纯平硬质屏幕上。而随着显示技术的发展，柔性显示屏(或称为柔性显示面板)以其轻薄、可变形(例如可弯折、可折叠、可弯曲)、机械性能好的特点逐渐受到人们的青睐，柔性显示屏的应用领域也越来越广泛，例如用于实现液晶显示器、有机电致发光显示器、电子纸、电泳式显示器、触控显示屏、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)、薄膜光伏电池等。由于柔性显示屏在基板材料、封装材料和整体多层发光器件等方面均与传统的硬质屏有较大差异，所以当柔性显示屏作为触控显示屏时，柔性显示屏的触控技术无法简单的复制传统硬质屏的触控技术的方式，即很难实现在柔性显示屏上的点击和触控操作，从而限制了柔性显示屏的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性集成光波导、触控装置及其制造方法，能够用于实现柔性显示屏的触摸。
为了实现上述目的，本发明提供一种柔性集成光波导，采用柔性材料制成，包括：沿第二方向延伸的多条第一光密介质线条、沿第一方向延伸的多条第二光密介质线条以及光疏介质，所述多条第一光密介质线条所在的平面与所述多条第二光密介质线条所在的平面层叠设置，所述光疏介质包覆所述多条第一光密介质线条和所述多条第二光密介质线条的光疏介质。
可选的，所述光疏介质包括三层：其中一层填充在所述多条第一光密介质线条和所述多条第二光密介质线条之间，另外两层分别位于所述多条第一光密介质线条远离所述多条第二光密介质线条的一侧以及所述多条第二光密介质线条远离所述多条第一光密介质线条的一侧。
可选的，所述第一光密介质线条和所述第二光密介质线条的线宽和厚度均为纳米级或微米级。
可选的，所述柔性集成光波导还包括位于所述多条第一光密介质线条下方的光疏介质底部的基底，所述基底为柔性材料或硬质材料。
本发明还提供一种柔性集成光波导的制造方法，包括以下步骤：
在一基底上形成第一层光疏介质；
在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；
在所述多条第一光密介质线条和所述第一层光疏介质上形成第二层光疏介质；
在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条；
在所述多条第二光密介质线条和所述第二层光疏介质上形成第三层光疏介质。
可选的，所述基底为柔性材料或硬质材料。
可选的，在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条的过程包括：先在所述第一层光疏介质上形成一层第一光密介质层，然后通过模板法或光刻法对所述第一光密介质层处理，以在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；且/或，在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条的过程包括：先在所述第二层光疏介质上形成一层第二光密介质层，然后通过模板法或光刻法对所述第二光密介质层处理，以在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条。
可选的，所述第一层光疏介质、第二层光疏介质和第三层光疏介质的形成工艺选自物理气相沉积、化学气相沉积或旋涂工艺；且/或，形成所述第一光密介质层和所述第二光密介质层的工艺选自物理气相沉积、化学气相沉积或旋涂。
可选的，在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条的过程包括：在所述第一层光疏介质中形成多条沿第一方向排列的第一条形沟槽，在所述第一条形沟槽中填充第一光密介质，以在所述第一层光疏介质中形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；且/或，在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条的过程包括：在所述第二层光疏介质中形成多条沿第二方向排列的第二条形沟槽，在所述第二条形沟槽中填充第二光密介质，以在所述第二层光疏介质中形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条。
可选的，所述第一光密介质线条和所述第二光密介质线条的线宽和厚度均为纳米级或微米级。
本发明还提供一种触控装置，包括光发射器、光接收器以及上述之一的柔性集成光波导，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光。
可选的，所述光发射器包括用于为所述各条第一光密介质线条提供入射光的第一方向光发射器以及用于为所述各条第二光密介质线条提供入射光的第二方向光发射器；所述光接收器包括用于接收所述各条第一光密介质线条出射的光的第一方向光接收器和用于接收所述各条第二光密介质线条出射的光的第二方向光接收器。
可选的，所述触控装置为触控显示装置，所述触控装置还包括一显示面板，所述柔性集成光波导设置在所述显示面板的正面和/或背面，或者所述柔性集成光波导为内嵌在所述显示面板中；且当所述触控装置为柔性显示装置时，所述显示面板为柔性显示面板；或者，当所述触控装置为硬质显示装置时，所述显示面板为硬质显示面板。
本发明还提供一种触控装置的制造方法，包括以下步骤：
采用上述之一的柔性集成光波导的制造方法形成一柔性集成光波导；以及
为所述柔性集成光波导配置相应的光发射器和光接收器，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光。
可选的，所述触控装置为触控显示装置，所述触控装置还包括一显示面板，所述柔性集成光波导设置在所述显示面板的正面和/或背面，或者所述柔性集成光波导为内嵌在所述显示面板中；且当所述触控装置为柔性显示装置时，所述显示面板为柔性显示面板；或者，当所述触控装置为硬质显示装置时，所述显示面板为硬质显示面板。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的柔性集成光波导采用柔性材料制成，且通过第二方向上延伸的多条第一光密介质线条和第一方向上延伸的多条第二光密介质线条交织成一张光学网，能够将触摸传感面划分为不同的区域，触摸操作的压力会使得柔性集成光波导内传输的光信号发生改变，通过光学网可以定位出触摸操作的位置并确定出触摸压力，由此实现触摸传感；同时由于柔性集成光波导是可变形的柔性材料，可以大面积制作，可以在平面基底或者非平面基底上实现触摸传感，因此对不同形状和材质的触控装置有更广泛的适应性，特别是当应用于触摸屏时，既能适用于柔性屏，也能用于硬质屏。
2、本发明的柔性集成光波导及触控装置的制造方法，工艺简单，可以与现有的柔性屏等显示屏的制作工艺兼容。
附图说明
图1A是本发明具体实施例的柔性集成光波导的俯视结构示意图；
图1B是图1A所示的柔性集成光波导沿LL’线的剖视结构示意图；
图2是本发明具体实施例的柔性集成光波导的制造方法流程图；
图3是本发明具体实施例的触控装置的结构示意图；
图4A至图4C是本发明具体实施例的柔性屏的使用状态示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，现有的柔性屏很难兼容现有硬质屏的触控技术。此外，柔性集成光波导技术是近来在柔性电子学的基础之上发展出现的，具有低成本、大面积、可弯曲等多种优势，其中的平面集成光波导常用作光的分路器、耦合器和开关，而且到目前为止，申请人未发现有将柔性集成光波导技术应用于解决柔性屏上的触摸传感问题的先例。
基于此，本发明提供一种柔性集成光波导、触控装置及制造方法，将柔性集成光波导技术应用于解决柔性屏上的触摸传感问题。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。此外，本发明中的“柔性”的含义是可变形，所述可变形可以是“可弯折(Bendable)”、“可折叠(Foldable)”或者“可弯曲(Rollable)”；“硬质”是不可变形，与“柔性”相对。
请参考图1A和图1B，本发明实施例提供一种柔性集成光波导，采用柔性材料制成，包括：沿第二方向延伸且沿第一方向排列的多条第一光密介质线条1-3，沿第一方向延伸且沿第二方向排列的多条第二光密介质线条1-5，以及，包覆所述多条第一光密介质线条1-3和所述多条第二光密介质线条1-5的光疏介质，所述多条第一光密介质线条1-3所在的平面与所述多条第二光密介质线条1-5所在的平面层叠设置。
其中，第一方向和第二方向可以垂直，也可以不垂直。图1A中示出了以第一方向为X方向、第二方向为Y方向为例的情况，此时，第一光密介质线条1-3即为纵向光密介质线条，其长度的延伸方向为Y方向，即第一光密介质线条1-3沿Y方向延伸，其横截面的形状可以是圆形、矩形或除矩形以外的任意多边形，多条第一光密介质线条1-3在X方向上按照一定间隔依次排列开来，每条第一光密介质线条1-3可以看做一列；第二光密介质线条1-5即为横向光密介质线条，其长度的延伸方向为X方向，即第二光密介质线条1-5沿X方向延伸，其横截面的形状可以是圆形、矩形或除矩形以外的任意多边形，多条第二光密介质线条1-5在Y方向上按照一定间隔依次排列开来，每条第二光密介质线条1-5可以看做一行；第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5的折射率均大于所述光疏介质，用于将光约束在其内而传输。第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5可以是同种柔性材料，也可以是不同的柔性材料。第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5可以是有机柔性材料，也可以是有机和无机杂化的柔性材料。第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5的宽度(即线宽)与厚度(即膜厚)均在纳米级或微米级，例如，第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5的厚度约为1μm，宽度不超过10μm，且可以通过调整第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5的宽度，来实现多模传输和单模传输的调整。
上述的所有第一光密介质线条1-3和所有第二光密介质线条1-5作为波导芯，纵横交织，形成一张光学网，从而可以通过光学网上输出光相对输入光(孔入射的光)而发生的变化来对外界的触摸压力等物理量进行感知。以所述柔性集成光波导用于触控技术为例，当有手指、笔等物体按压所述柔性集成光波导时，光学网中至少一条第一光密介质线条1-3和一条第二光密介质线条1-5会由于所述按压的力的作用而发生弯曲，所述弯曲会影响所述第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5的导光性，因此，当预先设置好向所述柔性集成光波导中入射的光的强度之后，可以发现弯曲的第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5出射的光的强度会相对向所述柔性集成光波导中入射的光的强度变弱，从而可以根据弯曲的第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5出射的光的强弱(或者出射的光转化的电信号的强弱)来判断按压力的大小，实现触控压力的测量；与此同时，由于光学网上未被按压的第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5输出的光强相比于向所述柔性集成光波导中入射的光的强度未发生明显变化，而只有被按压处的第一光密介质线条1-3和第二光密介质线条1-5输出的光强发生了变化，从而通过光学网的某一行和某一列的输出的信号的变化可以得到触控触点的位置(例如X、Y坐标)信息。
请参考图1B，本实施例的光疏介质包括三层：其中一层(即中间层光疏介质)填充在所述多条第一光密介质线条1-3和所述多条第二光密介质线条1-5之间，为描述方便，将其定义为第二层光疏介质1-4，第二层光疏介质1-4的底面可以和第一光密介质线条1-3的顶面齐平，也可以和第一光密介质线条1-3的底面齐平，还可以位于第一光密介质线条1-3的顶面和底面之间；另外两层分别位于所述多条第一光密介质线条1-3的下方(即所述多条第一光密介质线条1-3远离所述多条第二光密介质线条1-5的一侧)和所述多条第二光密介质线条1-5的上方(即所述多条第二光密介质线条1-5远离所述多条第一光密介质线条1-3的一侧)，分别定义为第一层光疏介质1-2(即底层光疏介质)和第三层光疏介质1-6(即顶层光疏介质)。第一层光疏介质1-2、第二层光疏介质1-4和第三层光疏介质1-6可以是同种柔性材料，也可以是不同种柔性材料。
本发明的柔性集成光波导由于本身可以变形，因此可以在平面的或者非平面的基底上实现触摸传感，具有较高的柔韧性，抗震、抗冲击性好，不易碎裂，且可以大面积制作，能够实现大面积的温度、压力、声场等物理量的测量，因此可以用于指纹传感器、温度传感器、触控传感器、压力传感器、声传感器等器件的制造，尤其是大尺寸的触摸屏的制造。本发明的柔性集成光波导可以直接形成在一柔性衬底(即裸材)上，也可以形成在例如柔性屏的某结构层等器件基底上，此处将柔性衬底和器件基底均以柔性基底代称。即如图1A和1B所示，本发明实施例的柔性集成光波导还可以包括位于所述第一层光疏介质1-2底部(即位于所述第一层光疏介质1-2远离所述多条第一光密介质线条1-3的一侧)的柔性基底1-1。此外，本发明的柔性集成光波导还可以形成在硬质基底的上表面(用于实现正面触控)或者下表面上(用于实现背面触控)。
需要说明的是，上述实施例中，所述多条第二光密介质线条位于所述多条第一光密介质线条的上方，当本领域技术人员应该意识到，当“第一方向”和“第二方向”的概念互换时，“第一光密介质线条”和“第二光密介质线条”的概念也互换，此时，所述多条第二光密介质线条位于所述多条第一光密介质线条的下方。因此，本发明中的“位于所述多条第一光密介质线条的上方且沿第二方向排列的多条第二光密介质线条”并不仅仅限定通常意义上的“第二光密介质线条位于第一光密介质线条的上方”，还包括“第二光密介质线条位于第一光密介质线条的下方”，即请参考图1B，在本发明的其他实施例中，沿X方向排列的光密介质线条1-3也可以位于沿Y方向排列的光密介质线条1-5的上方。
请参考图2，本发明还提供一种柔性集成光波导的制造方法，包括以下步骤：
S1，在一基底上形成第一层光疏介质；
S2，在所述第一层光疏介质上(可以是指所述第一层光疏介质上方或者在所述第一层光疏介质内部)形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；
S3，在所述多条第一光密介质线条和所述第一层光疏介质上形成第二层光疏介质；
S4，在所述第二层光疏介质上(可以是指所述第二层光疏介质上方或者在所述第二层光疏介质内部)形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条；
S5，在所述多条第二光密介质线条和所述第二层光疏介质上形成第三层光疏介质。
请参考图1B，在步骤S1中，所述基底1-1可以是柔性材料或硬质材料，提供的基底1-1可以是属于裸材的基底(例如为柔性衬底)，也可以是器件的某结构层(例如为柔性屏的某结构层)。此外，基底1-1可以是透光的，也可以是不透光的。可以通过物理气相沉积(PVD，例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积(CVD)或旋涂工艺在所述基底1-1的表面上覆盖第一层光疏介质1-2，第一层光疏介质1-2的材质和厚度取决于待形成的柔性集成光波导的柔性和光传输性能的要求，没有其他特别地限制，但从具有柔软性、强韧性的观点出发，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚硫醚、聚苯硫醚、聚芳酯、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺等中的至少一种。当采用旋涂工艺形成第一层光疏介质1-2时，可以进一步对旋涂的第一层光疏介质1-2进行紫外光照射以形成具有平坦上表面的固化的第一层光疏介质1-2。
请继续参考图1B，在步骤S2中，可以根据第一层光疏介质1-2的厚度以及待形成的第一光密介质线条1-3的厚度来确定如何形成第一光密介质线条1-3。当第一层光疏介质1-2的厚度较薄时，可以先通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺，在所述第一层光疏介质1-2上覆盖一层折射率大于第一层光疏介质1-2的第一光密介质层(未图示)，第一光密介质层的材质可以是柔性感光树脂，然后通过模板法或光刻法对所述第一光密介质层处理，以在所述第一层光疏介质1-2上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条1-3。其中，通过模板法形成多条第一光密介质线条1-3的具体过程可以包括：首先，在基底1-1的表面上形成第一层光疏介质1-2，所述第一层光疏介质1-2全面覆盖所述基底1-1的表面；接着，在所述第一层光疏介质1-2的表面上放置一具有对应第一光密介质线条1-3的镂空图案的模板，并采用沉积工艺向所述模板的表面上沉积第一光密介质，此时模板上镂空处沉积的第一光密介质会漏到第一层光疏介质1-2的表面上，在取走模板后，可以在第一层光疏介质1-2表面上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条1-3。通过模板法形成多条第一光密介质线条1-3的具体过程还可以包括：首先，在基底1-1的表面上形成第一层光疏介质1-2，所述第一层光疏介质1-2全面覆盖所述基底1-1的表面；接着，在所述第一层光疏介质1-2的表面上全面覆盖一层第一光密介质薄膜；然后在所述第一光密介质薄膜的表面上放置一具有与第一光密介质线条1-3互补的镂空图案的模板，并采用薄膜蒸发工艺对所述第一光密介质薄膜进行蒸发，此时模板上镂空处的第一光密介质会被蒸发掉，而对应第一光密介质线条1-3的位置的第一光密介质被模板遮挡保护而保留到第一层光疏介质1-2的表面上，在取走模板后，可以在第一层光疏介质1-2表面上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条1-3。通过光刻法形成多条第一光密介质线条1-3的具体过程可以包括：首先，在基底1-1的表面上形成第一层光疏介质1-2，所述第一层光疏介质1-2全面覆盖所述基底1-1的表面；接着，采用感光材料在所述第一层光疏介质1-2的表面上全面覆盖一层第一光密介质薄膜；然后，对所述第一光密介质薄膜进行曝光、显影等光刻工艺处理，进而在第一层光疏介质1-2的表面上形成多条沿第一方向排列的第一光密介质线条1-3。当第一层光疏介质1-2的厚度足够厚时，可以通过光刻法或者模板法对所述第一层光疏介质1-2进行处理，以在所述第一层光疏介质1-2内部形成多条沿第一方向排列的第一条形沟槽(未图示)，然后可以通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺在所述第一条形沟槽中填充第一光密介质，从而在所述第一层光疏介质1-2中形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条1-3。第一光密介质线条1-3的线宽和厚度均为纳米级或微米级，例如第一光密介质线条1-3的厚度约为1μm，宽度不超过10μm。
请继续参考图1B，在步骤S3中，可以通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺在所述第一光密介质线条1-3和第一层光疏介质1-2的表面上覆盖折射率小于第一光密介质线条1-3的第二层光疏介质1-4，第二层光疏介质1-4的材质和厚度取决于待形成的柔性集成光波导的柔性和光传输性能的要求，没有其他特别地限制，因此第二层光疏介质1-4的材质可以与第一层光疏介质1-2相同，也可以不同。
请继续参考图1B，在步骤S4中，可以根据第二层光疏介质1-4的厚度以及待形成的第二光密介质线条1-5的厚度来确定如何形成第二光密介质线条1-5。当第二层光疏介质1-4的厚度较薄时，可以先通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺，在所述第二层光疏介质1-4上覆盖一层折射率大于第二层光疏介质1-4的第二光密介质层(未图示)，第二光密介质层可以是柔性感光树脂，然后通过模板法或光刻法对所述第二光密介质层处理，以在所述第二层光疏介质1-4上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条1-5。其中，模板法具体可以是在采用薄膜蒸发或沉积工艺形成第二光密介质的过程中，用具有精密镂空线条及图形的模板放置在第二层光疏介质1-4的表面上方，遮挡住蒸发或沉积的第二光密介质，使得最终能在所述第二层光疏介质1-4的表面上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条1-5；光刻法具体可以是对感光的所述第二光密介质层进行曝光显影等来形成位于所述第二层光疏介质1-4上的多条沿第二方向排列的第二光密介质线条1-5。当第二层光疏介质1-4的厚度足够厚时，可以通过光刻法或者模板法对所述第二层光疏介质1-4进行处理，以在所述第二层光疏介质1-4内部形成多条沿第二方向排列的第二条形沟槽(未图示)，然后可以通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺在所述第二条形沟槽中填充第二光密介质，从而在所述第二层光疏介质1-4中形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条1-5。第二光密介质线条1-5的线宽和厚度均为纳米级或微米级，例如第二光密介质线条1-5的厚度约为1μm，宽度不超过10μm。
请继续参考图1B，在步骤S5中，可以通过物理气相沉积(例如溅射、蒸镀)、化学气相沉积或旋涂工艺在所述第二光密介质线条1-5和第二层光疏介质1-4的表面上覆盖第三层光疏介质1-6，第三层光疏介质1-6的材质可以与第一层光疏介质1-2和/或第二层光疏介质1-4相同，也可以不同，第三层光疏介质1-6厚度只要能够将第二光密介质线条1-5完全覆盖在内即可。
本发明的柔性集成光波导的制造方法，工艺简单，制造成本低，能够在任何合适的基底上形成柔性集成光波导，适用于触摸屏、指纹传感器、温度传感器、压力传感器、声传感器等器件的制造。
本发明还提供一种触控装置，包括光发射器、光接收器和上述之一的柔性集成光波导，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光。所述柔性集成光波导中的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条相互交错(例如纵横交错)，将触摸传感面划分为不同的区域，触摸操作的压力会使得所述柔性集成光波导内传输的光信号(即至少一条第一光密介质线条和至少一条第二光密介质线条传输的光信号)发生改变，进而实现触摸传感(即触控操作)。
请参考图3，本实施例中，所述光发射器包括用于为所述各条第一光密介质线条1-3提供入射光的第一方向光发射器1-8以及用于为所述各条第二光密介质线条1-5提供入射光的第二方向光发射器1-7；所述光接收器包括用于接收所述各条第一光密介质线条1-3出射的光的第一方向光接收器1-10和用于接收所述各条第二光密介质线条1-5出射的光的第二方向光接收器1-9。第一方向光发射器1-8和第二方向光发射器1-7可以是红外光发射器，相应的，第一方向光接收器1-10和第二方向光接收器1-9可以为包括光敏二极管、光敏三极管等光敏元件形成的阵列的红外接收器，即第一方向光发射器1-8与第一方向光接收器1-10之间各条第一光密介质线条1-3传输的光信号为红外光，第二方向光发射器1-7与第二方向光接收器1-9之间的各条第二光密介质线条1-5传输的光信号也为红外光。此外，第一方向光发射器1-8可以是LED灯条，该LED灯条上的LED灯沿第一方向依次排列(如图3中的横向排列方式)，并与第一光密介质线条1-3一一对准；第二方向光发射器1-7也可以是LED灯条，该LED灯条上的LED灯沿第二方向依次排列(如图3中的纵向排列方式)，并与第二光密介质线条1-5一一对准。
在本发明的其他实施例中，光发射器也可以仅为一个，例如仅为一个LED灯条，能同时为各条第一光密介质线条1-3和各条第二光密介质线条1-5提供入射光。
需要说明的是，本发明的触控装置可以是触控显示装置(即触摸屏)，也可以是压力传感器等装置。当所述触控装置为触控显示装置时，所述触控装置还包括一显示面板，所述柔性集成光波导可以设置在所述显示面板的正面上(此时所述显示面板即是图1B中的基底1-1)，在实现触控操作的同时有利于提高触控的灵敏度；所述柔性集成光波导也可以设置在所述显示面板的背面上，在实现触控操作的同时有利于提高显示画面的清晰度，还可以实现一种背面触控操作；还可以在所述显示面板的正面和背面均设置一所述柔性集成光波导，此时所述显示面板即是图1B中的基底1-1，基底1-1的底部向下依次设置有第一层光疏介质、多条沿第一方向排列的第一光密介质线条、第二层光疏介质、多条沿第二方向排列的第二光密介质线条、第三层光疏介质，由此可以实现双面触摸操控；所述柔性集成光波导还可以内嵌在所述显示面板中(此时图1B中的基底1-1为所述显示面板的某结构层)，在实现触控操作的同时有利于降低触摸屏的厚度。所述显示面板可以是柔性显示面板，也可以是硬质显示面板。
由于柔性集成光波导本身柔性可变形的特点，因此本发明的触控装置中用于承载所述柔性集成光波导的基底可以是柔性的，也可以是硬质，可以是平面的，也可以是非平面的，即本发明的触控装置可以是柔性屏等可变形的装置，也可以是硬质屏(即非柔性屏)等不可变形的装置。此外，由于柔性集成光波导本身具有柔性可变形、能够被大面积制作以及较高的光传输性能的特点，因此本发明的触控装置能够适用于大尺寸的、不同形状和材质的触摸器件。
请参考图4A至图4C，当本发明的触控装置为柔性显示装置且用作柔性触摸屏时，其显示面板是柔性显示面板，本发明的触控装置(即柔性触摸屏)可变形，所述可变形可以是图4A所示的“可弯折(Bendable)”形式(即该柔性触摸屏可以按固定的角度弯曲)，也可以是图4B所示的“可折叠(Foldable)”形式(即柔性触摸屏可以沿任意直线折叠起来)或者图4C所示的“可弯曲(Rollable)”形式(即柔性触摸屏可以在一个面和任意面上随意弯曲，甚至卷呈一团)。而在本发明的其他实施例中，当本发明的触控装置为硬质显示装置时，其显示面板为硬质显示面板，即所述触控装置不可变形。
本发明的触控装置，由于采用柔性集成光波导和光作为测量介质，可以实现大面积的触控，而且触摸的物体是任意的，可以完全封闭，不受外界环境光的影响，温漂较小，可以降低触摸传感面上的电学量的干扰，提高触控的精度，可维护性好。
基于同一发明构思，本发明还提供一种触控装置的制造方法，包括以下步骤：
首先，采用图2所示的柔性集成光波导的制造方法形成一柔性集成光波导；
接着，进行器件的保护与封装，例如进入触摸屏的模组安装环节，所述触摸屏还包括一显示面板，所述柔性集成光波导在前一步骤中被形成在所述显示面板的正面和/或背面，或者被内嵌在所述显示面板中，所述触摸屏的模组安装环节包括：为所述柔性集成光波导配置相应的光发射器和光接收器，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光；以及，将所述柔性集成光波导、显示面板、光发射器和光接收器进行密封封装。再例如，进入压力传感器的模组安装环节，包括：为所述柔性集成光波导配置相应的光发射器和光接收器，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光；将所述光接收器与信号处理器等电连接；以及，将将所述柔性集成光波导、光发射器、光接收器和信号处理器等进行密封封装。
本发明的触控装置的制造方法，工艺简单，适用于柔性触摸屏、曲面触摸屏等的制造。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种柔性集成光波导，其特征在于，采用柔性材料制成，包括：沿第二方向延伸的多条第一光密介质线条、沿第一方向延伸的多条第二光密介质线条以及光疏介质，所述多条第一光密介质线条所在的平面与所述多条第二光密介质线条所在的平面层叠设置，所述光疏介质包覆所述多条第一光密介质线条和所述多条第二光密介质线条。
2.如权利要求1所述的柔性集成光波导，其特征在于，所述光疏介质包括三层：其中一层填充在所述多条第一光密介质线条和所述多条第二光密介质线条之间，另外两层分别位于所述多条第一光密介质线条远离所述多条第二光密介质线条的一侧以及所述多条第二光密介质线条远离所述多条第一光密介质线条的一侧。
3.如权利要求1所述的柔性集成光波导，其特征在于，所述第一光密介质线条和所述第二光密介质线条的线宽和厚度均为纳米级或微米级。
4.如权利要求1所述的柔性集成光波导，其特征在于，所述柔性集成光波导还包括位于所述多条第一光密介质线条下方的光疏介质底部的基底，所述基底为柔性材料或硬质材料。
5.一种柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在一基底上形成第一层光疏介质；
在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；
在所述多条第一光密介质线条和所述第一层光疏介质上形成第二层光疏介质；
在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条；
在所述多条第二光密介质线条和所述第二层光疏介质上形成第三层光疏介质。
6.如权利要求5所述的柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，所述基底为柔性材料或硬质材料。
7.如权利要求5所述的柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条的过程包括：先在所述第一层光疏介质上形成一层第一光密介质层，然后通过模板法或光刻法对所述第一光密介质层处理，以在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；且/或，在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条的过程包括：先在所述第二层光疏介质上形成一层第二光密介质层，然后通过模板法或光刻法对所述第二光密介质层处理，以在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条。
8.如权利要求7所述的柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，所述第一层光疏介质、第二层光疏介质和第三层光疏介质的形成工艺选自物理气相沉积、化学气相沉积或旋涂工艺；且/或，形成所述第一光密介质层和所述第二光密介质层的工艺选自物理气相沉积、化学气相沉积或旋涂。
9.如权利要求5所述的柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，在所述第一层光疏介质上形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条的过程包括：在所述第一层光疏介质中形成多条沿第一方向排列的第一条形沟槽，在所述第一条形沟槽中填充第一光密介质，以在所述第一层光疏介质中形成沿第一方向排列的多条第一光密介质线条；且/或，在所述第二层光疏介质上形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条的过程包括：在所述第二层光疏介质中形成多条沿第二方向排列的第二条形沟槽，在所述第二条形沟槽中填充第二光密介质，以在所述第二层光疏介质中形成沿第二方向排列的多条第二光密介质线条。
10.如权利要求5所述的柔性集成光波导的制造方法，其特征在于，所述第一光密介质线条和所述第二光密介质线条的线宽和厚度均为纳米级或微米级。
11.一种触控装置，其特征在于，包括光发射器、光接收器以及权利要求1至4中任一项所述的柔性集成光波导，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光。
12.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，所述光发射器包括用于为所述各条第一光密介质线条提供入射光的第一方向光发射器以及用于为所述各条第二光密介质线条提供入射光的第二方向光发射器；所述光接收器包括用于接收所述各条第一光密介质线条出射的光的第一方向光接收器和用于接收所述各条第二光密介质线条出射的光的第二方向光接收器。
13.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，所述触控装置为触控显示装置，所述触控装置还包括一显示面板，所述柔性集成光波导设置在所述显示面板的正面和/或背面，或者所述柔性集成光波导为内嵌在所述显示面板中；且当所述触控装置为柔性显示装置时，所述显示面板为柔性显示面板；当所述触控装置为硬质显示装置时，所述显示面板为硬质显示面板。
14.一种触控装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用权利要求5至10中任一项所述的柔性集成光波导的制造方法形成一柔性集成光波导；以及
为所述柔性集成光波导配置相应的光发射器和光接收器，所述光发射器用于为所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条提供入射光，所述光接收器用于接收所述柔性集成光波导的各条第一光密介质线条和各条第二光密介质线条出射的光。
15.如权利要求14所述的触控装置的制造方法，其特征在于，所述触控装置为触控显示装置，所述触控装置还包括一显示面板，所述柔性集成光波导设置在所述显示面板的正面和/或背面，或者所述柔性集成光波导为内嵌在所述显示面板中；且当所述触控装置为柔性显示装置时，所述显示面板为柔性显示面板；当所述触控装置为硬质显示装置时，所述显示面板为硬质显示面板。
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109282569A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 长虹美菱股份有限公司 | 一种用于冰箱的双层级交互显示膜及其制作方法 |
| CN111256889A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-06-09 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人 |
| CN111505764A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-08-07 | 清华大学 | 阵列化光波导柔性触觉传感器及其制备方法和应用 |
| CN111780896A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-10-16 | 北京他山科技有限公司 | 一种地理皮肤 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005107804A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光導波路型タッチパネル |
| US20100097348A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Inha Industry Partnership Institute | Touch screen tool |
| CN104813264A (zh) * | 2013-03-08 | 2015-07-29 | 日东电工株式会社 | 带有无线发送功能的电子垫板 |
| CN105474153A (zh) * | 2013-10-04 | 2016-04-06 | 日东电工株式会社 | 输入装置 |
| CN206441136U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触控显示基板、触控显示面板及触控显示装置 |
| US20180024698A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Japan Display Inc. | Touch sensor and display device |
-
2018
- 2018-04-17 CN CN201810345537.XA patent/CN108508532A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005107804A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光導波路型タッチパネル |
| US20100097348A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Inha Industry Partnership Institute | Touch screen tool |
| CN104813264A (zh) * | 2013-03-08 | 2015-07-29 | 日东电工株式会社 | 带有无线发送功能的电子垫板 |
| CN105474153A (zh) * | 2013-10-04 | 2016-04-06 | 日东电工株式会社 | 输入装置 |
| US20180024698A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Japan Display Inc. | Touch sensor and display device |
| CN206441136U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触控显示基板、触控显示面板及触控显示装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109282569A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 长虹美菱股份有限公司 | 一种用于冰箱的双层级交互显示膜及其制作方法 |
| CN111256889A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-06-09 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人 |
| CN111256889B (zh) * | 2020-01-07 | 2021-05-04 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人 |
| CN111780896A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-10-16 | 北京他山科技有限公司 | 一种地理皮肤 |
| CN111780896B (zh) * | 2020-05-15 | 2021-09-28 | 北京他山科技有限公司 | 一种地理皮肤 |
| CN111505764A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-08-07 | 清华大学 | 阵列化光波导柔性触觉传感器及其制备方法和应用 |
| CN111505764B (zh) * | 2020-06-17 | 2021-04-27 | 清华大学 | 阵列化光波导柔性触觉传感器的制备方法 |
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