CN108563368A - 一种压电触摸屏及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电触摸屏及电子产品,其中该压电触摸屏包括基板、位于基板表面的透明导电薄膜,透明压电薄膜的上表面设置有第一导电膜层、下表面设置有第二导电膜层:第一导电膜层上设置有一对第一电极,第二导电膜层上设置有一对与第一电极相垂直的第二电极。本申请公开的上述技术方案,透明压电薄膜在局部发生受压之后会发生电荷分离、产生极化现象,并使第一导电膜层和第二导电膜层发生极化现象,通过第一电极和第二电极收集对应的电荷,测定电压并得到电压之间的关系以计算触摸位置的坐标,也即压电触摸屏无需考虑电介质或者水压的影响,只需关注局部受压位置即可,使得压电触摸屏可以在水中进行工作,从而扩大了触摸屏的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏技术领域,更具体地说,涉及一种压电触摸屏及电子产品。
背景技术
触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,其作为一种最新的电脑输入设置,是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。
目前,常用的触摸屏有电容式、电阻式、红外线式、表面声波式等。但是,这些触摸屏却无法在水中进行工作。例如:对于电容式触摸屏而言,其是根据电容的变化来感测触摸位置的,但由于水是一种电介质,所以无法在水中进行工作。另外,由于深水中的水压比较高,则电阻式触摸屏的上下两层导电膜会因水压的作用而接触在一起,因此其也无法在水中进行工作。
综上所述,如何提供一种能在水中进行工作的触摸屏,以扩大触摸屏的应用范围,是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种压电触摸屏及电子产品,该压电触摸屏能够在水环境中进行工作,从而扩大了触摸屏的应用范围。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种压电触摸屏,包括基板、位于所述基板表面的透明压电薄膜,所述透明压电薄膜的上表面设置有第一导电膜层、下表面设置有第二导电膜层:
其中,所述第一导电膜层上设置有一对第一电极,所述第二导电膜层上设置有一对与所述第一电极相垂直的第二电极。
优选的,所述基板与所述第二导电膜层之间通过OCA相粘合。
优选的,所述基板为玻璃、塑料、装饰膜片中的任意一种。
优选的,所述透明压电薄膜为高分子压电薄膜或光刻复合压电材料薄膜。
优选的,所述第一导电膜层和所述第二导电膜层均为ITO膜层、纳米银、金属网格中的任意一种。
优选的,所述第一电极、所述第二电极均为金属电极。
优选的,所述金属电极为钼或者银。
一种电子产品,包括上述任一项所述的压电触摸屏。
本发明提供了一种压电触摸屏及电子产品,其中该压电触摸屏包括基板、位于基板表面的透明导电薄膜,透明压电薄膜的上表面设置有第一导电膜层、下表面设置有第二导电膜层:其中,第一导电膜层上设置有一对第一电极,第二导电膜层上设置有一对与第一电极相垂直的第二电极。
本申请公开的上述技术方案,透明压电薄膜在局部发生受压之后会发生电荷分离、产生极化现象,并使分别设置在透明压电薄膜上表面和下表面的第一导电膜层和第二导电膜层发生极化现象,通过设置在第一导电膜层上的第一电极和设置在第二导电膜层上的第二电极收集对应的电荷,测定触摸位置分别与第一电极中的两个电极之间的电压、以及与第二电极中的两个电极之间的电压,并分别得到电压之间的关系以计算出触摸位置的坐标,也即压电触摸屏无需考虑电介质或者水压的影响,只需关注局部受压位置即可,使得压电触摸屏可以在水中进行工作,从而扩大了触摸屏的应用范围。
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压电触摸屏的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的透明压电薄膜的上表面示意图;
图3为本发明实施例提供的透明压电薄膜的下表面示意图;
图4为本发明实施例提供的透明压电薄膜在发生局部受压之后的电荷分布示意图;
图5为本发明实施例提供的透明压电薄膜、第一导电膜层、以及第二导电膜层发生极化后的电荷分布示意图;
图6为本发明实施例提供的根据触摸位置与第一电极之间的电压关系确定触摸y坐标的原理图。
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。
请参见图1至图3,图1示出了本发明实施例提供的一种压电触摸屏的结构示意图,图2示出了本发明实施例提供的透明压电薄膜的上表面示意图,图3示出了本发明实施例提供的透明压电薄膜的下表面示意图。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,可以包括基板1、位于基板1表面的透明压电薄膜2,透明压电薄膜2的上表面设置有第一导电膜层21、下表面设置有第二导电膜层22:
其中,第一导电膜层21上设置有一对第一电极211,第二导电膜层22上设置有一对与第一电极211相垂直的第二电极222。
压电触摸屏包括起支撑作用的基板1,该基板1的上表面分布有由压电材料制成的透明压电薄膜2,该透明压电薄膜2的上表面设置有第一导电膜层21、下表面设置有第二导电膜层22。其中,第一导电膜层21和第二导电膜层22可以通过溅射或者涂布等方式分别沉积在透明压电薄膜2的上表面和下表面,并且采用透明的压电薄膜可以增加光线的透过率。
在第一导电膜层21上通过丝印等方式设置一对第一电极211,并在第二导电膜层22上通过同样的方式设置一对与第一电极211相垂直的第二电极222,以分别收集对应的导电膜层上的电荷,并便于根据电荷的移动测定对应的电流、电阻、电压等参数。将第一电极211和第二电极222设置相互垂直是为了构成直角坐标系,以便于确定触摸位置的横坐标和纵坐标,并便于压电触摸屏中的控制器可以根据横坐标和纵坐标确定具体的触摸位置,并便于根据触摸位置进行对应的操作。
为了使压电触摸屏的工作范围尽量大,并为了精确地确定触摸位置,提高压电触摸屏的灵敏度,则通常将第一电极211和第二电极222分别设置在透明压电薄膜2的对应侧边上。
当用户按压压电触摸屏某位置时,该位置处的透明压电薄膜2会发生变形,相应地,该位置处的电荷会因为受压而发生错位,也即原本处于平衡状态的电荷会遭到破坏,从而产生极化现象,这就使得透明压电薄膜2的上表面和下表面分别分布有正负相反的电荷,具体可以参见图4,其示出了本发明实施例提供的透明压电薄膜在发生局部受压之后的电荷分布示意图。当然,也可以为正电荷分布在透明压电薄膜2的上表面,而负电荷在分布在透明压电薄膜2的下表面,这需要根据透明压电薄膜2的结构及其特性进行确定。
在透明压电薄膜2发生极化之后,由于静电感应作用,则会使设置在其上表面的第一导电膜层21、以及设置在其下表面的第二导电膜层22均发生极化而在表面感应出电荷,具体可以参见图5,其示出了本发明实施例提供的透明压电薄膜、第一导电膜层、以及第二导电膜层发生极化后的电荷分布示意图。第一导电膜层21和第二导电膜层22表面所产生的电荷分别会流向所设置的第一电极211、第二电极222。
由于所设置的相互垂直的第一电极211和第二电极222与四线电阻式触摸屏相类似,则可以通过与四线电阻式触摸屏相类似的方式确定触摸位置。第一导电膜层21和第二导电膜层22表面所产生的电荷在分别流向对应的第一电极211和第二电极222时,压电触摸屏内部所设置的控制芯片可以分别扫描第一导电膜层21和第二导电膜层22,以测定触摸位置分别与第一电极211中的每个电极之间的电压、以及触摸位置分别与第二电极222中的每个电极之间的电压,并通过电压比判定触摸位置的坐标。
为了更清楚地对判定过程进行说明,这里以设置在透明压电薄膜2上表面的第一导电膜层21、第一电极211为例来说明如何判定用户在压电触摸屏上所触摸的y坐标,参见图6,其示出了本发明实施例提供的根据触摸位置与第一电极之间的电压关系确定触摸y坐标的原理图。具体地,通过控制芯片测定触摸位置与第一电极211中上面的电极之间的电流和电阻,得到触摸位置与上面的电极之间的电压U1;通过测定触摸位置与第一电极211中下面的电极之间的电流和电阻,得到触摸位置与下面的电极之间的电压U2,再根据预先测量得到的第一电极211中的上面的电极与下面的电极之间的长度L,得到触摸位置的y坐标为:
需要说明的是,这里是以第一电极211中的上面的电极为y轴的起始点计算得到触摸位置的y坐标。与此类似的,则可以在第二导电膜层22上判定出用户在压电触摸屏上所触摸的x坐标,上述测定方式的具体内容可以参见四线电阻式触摸屏中的详细测定内容,在此不再赘述。
由此可知,该压电触摸屏不仅结构简单、制造成本低,而且该触摸屏可以在水环境中进行操作,也即将其放置在水环境时,只要用户按压该触摸屏,该触摸屏就可通过透明压电薄膜2的变形、极化,以及第一导电膜层21和第二导电膜层22的极化、电荷的流动,确定具体的触摸位置。
本申请公开的上述技术方案,透明压电薄膜在局部发生受压之后会发生电荷分离、产生极化现象,并使分别设置在透明压电薄膜上表面和下表面的第一导电膜层和第二导电膜层发生极化现象,通过设置在第一导电膜层上的第一电极和设置在第二导电膜层上的第二电极收集对应的电荷,测定触摸位置分别与第一电极中的两个电极之间的电压、以及与第二电极中的两个电极之间的电压,并分别得到电压之间的关系以计算出触摸位置的坐标,也即压电触摸屏无需考虑电介质或者水压的影响,只需关注局部受压位置即可,使得压电触摸屏可以在水中进行工作,从而扩大了触摸屏的应用范围。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,基板1与第二导电膜层22之间可以通过OCA相粘合。
在透明压电薄膜2上表面设置第一导电膜层21,并在其下表面设置第二导电膜层22之后,则可以利用OCA(Optically Clear Adhesive,光学透明胶)将透明压电薄膜2粘合在基板1上,使基板1与第二导电膜层22相粘合。OCA具有高黏着力、高耐水性、耐候性等特点,将其运用在基板1与透明压电薄膜2之间不仅可以增加两者之间的附着力,还不会对的光线的透过率造成影响。当然,除了通过OCA来将基板1和透明压电薄膜2粘合在一起之外,还可以利用其他材料将两者粘合在一起,例如AB胶等。除此之外,还可以通过溅射、焊接等方式将两者粘合在一起,本发明对两者之间的粘合方式不做任何限定。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,基板1可以为玻璃、塑料、装饰膜片中的任意一种。
压电触摸屏中所使用的基板1可以为玻璃、塑料、装饰膜片中的任意一种。玻璃基板、塑料基板、装饰膜片基板均具有良好的光透过性,良好的稳定性,并且成本比较低,因此,在一定程度上可以延长压电触摸屏的使用寿命、降低制备及使用成本。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,透明压电薄膜2可以为高分子压电薄膜或光刻复合压电材料薄膜。
压电触摸屏中的透明压电薄膜2具体可以为高分子压电薄膜、光刻复合压电材料薄膜中的任意一种。
需要说明的是,这里所提及的高分子压电薄膜包括但不限于PVDF(Poly(vinylidene fluoride),聚偏氟乙烯),PVDF具有较强的韧性,且具有耐气候、耐老化性等。光刻复合压电材料薄膜则可以为PVDF与其他具有压电效应的压电材料进行复合所制备出的透明压电薄膜2。
本发明实施例提供的一种压电薄膜,第一导电膜层21与第二导电膜层22均可以为ITO膜层、纳米银、金属网格中的任意一种。
设置在透明压电薄膜2上的第一导电膜层21和第二导电膜层22均可以为ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)膜层、纳米银、金属网格中的任意一种,这些材料均具有良好的导电性,因而在触摸时可以快速将电荷运输至对应的电极上,以便于可以快速地确定触摸位置,并根据触摸位置进行相对应的操作,从而提高压电触摸屏的灵敏度。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,第一电极211、第二电极222均可以为金属电极。
为了提高收集电荷的速度和导电性,并为了提高压电触摸屏的灵敏度,第一电极211和第二电极222均可以为金属电极。当然,除了利用金属作为第一电极211和第二电极222之外,还可以利用导电性比较好的石墨、石墨烯等作为第一电极211和第二电极222。
本发明实施例提供的一种压电触摸屏,金属电极可以为钼或者银。
上述所提及的金属电极具体可以为钼,也可以为银,其中,钼金属不仅具有良好的导电性,而且其与第一导电膜层21和第二导电膜层22之间具有良好的附着力,从而可以降低第一电极211和第二电极222在使用过程中发生脱落的概率,以延长压电触摸屏的使用寿命;银金属则具有较好的导热性和导电性,并且其理化性质较为稳定,这两者均可以通过丝印等方式设置在透明压电薄膜2上。
当然,除了利用钼或者银作为金属电极之外,还可以利用银合金或者其他合金作为金属电极,在此对金属电极所使用的具体材料不做任何限定。
本发明实施例还提供了一种电子产品,包括上述任一种压电触摸屏。
将上述任一种压电触摸屏应用在电子产品中,如手机、相机等,使得这些电子产品中所包含的其他零部件可以在水环境中进行工作的前提下,运用该压电触摸屏的电子产品可以在水环境中进行工作,从而扩大电子产品的应用范围。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外,本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域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)
1.一种压电触摸屏,其特征在于,包括基板、位于所述基板表面的透明压电薄膜,所述透明压电薄膜的上表面设置有第一导电膜层、下表面设置有第二导电膜层:
其中,所述第一导电膜层上设置有一对第一电极,所述第二导电膜层上设置有一对与所述第一电极相垂直的第二电极。
2.根据权利要求1所述的压电触摸屏,其特征在于,所述基板与所述第二导电膜层之间通过OCA相粘合。
3.根据权利要求1所述的压电触摸屏,其特征在于,所述基板为玻璃、塑料、装饰膜片中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的压电触摸屏,其特征在于,所述透明压电薄膜为高分子压电薄膜或光刻复合压电材料薄膜。
5.根据权利要求1至4任一项所述的压电触摸屏,其特征在于,所述第一导电膜层和所述第二导电膜层均为ITO膜层、纳米银、金属网格中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的压电触摸屏,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极均为金属电极。
7.根据权利要求6所述的压电触摸屏,其特征在于,所述金属电极为钼或者银。
8.一种电子产品,其特征在于,包括如权利要求1至7任一项所述的压电触摸屏。
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