CN206039482U - 触控屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了触控屏，所述触控屏包括：保护盖板，显示单元和压力感应结构，其中，显示单元设置在保护盖板下方，并且包括显示模组和位于所述显示模组下方的背光模组，压力感应结构位于背光模组下方，且包括第一压力感应层、第二压力感应层和位于第一压力感应层和第二压力感应层之间的可压缩间隔，第二压力感应层耦接至第一压力感应层并与第一压力感应层之间形成压力感应电容。通过手指、触屏笔或其它等对保护盖板施加压力后，会引起压力感应层的变形，从而使得压力感应层和接地层之间的压力感应电容值发生变化，通过对压力感应电容的检测，可以确定施加的压力信息，例如施加的压力的大小、位置等。

Description

触控屏

技术领域

本实用新型涉及触控技术领域，具体的，涉及触控屏。

背景技术

触摸屏因具有易操作性、直观性和灵活性等优点，已成为个人移动通信设备和综合信息终端如平板电脑和智能手机、超级笔记本电脑等的主要人机交互手段。触摸屏根据不同的触控原理可分为电阻触摸屏、电容触摸屏、红外触摸屏和表面声波(SAW)触摸屏等四种主要类型。其中电容触摸屏具有多点触控的功能，反应时间快、使用寿命长和光透过率较高，用户使用体验优越，同时随着工艺的逐步成熟，良品率得到显著提高，电容屏价格日益降低，目前已成为中小尺寸信息终端触控交互采用的主要技术。

但是电容触摸屏仅感知屏体所在平面(X，Y轴二维空间)的触摸位置，难以支持垂直于屏体平面(Z轴)的触摸参数感知。

因而，目前的触摸屏相关技术仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提供一种具有三维多点式压力感应触控屏。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种触控屏。根据本实用新型的实施例，该触控屏包括：保护盖板，显示单元，压力感应结构，其中，显示单元设置在保护盖板下方，并且包括显示模组和位于显示模组下方的背光模组，压力感应结构位于背光模组下方，且包括第一压力感应层、第二压力感应层及位于第一压力感应层与第二压力感应层之间的可压缩间隔，第二压力感应层耦接至第一压力感应层并与第一压力感应层之间形成压力感应电容。在该触控屏中，通过手指、触屏笔或其它等对保护盖板施加压力后，会引起第一压力感应层的变形，从而使得第一压力感应层和第二压力感应层之间的压力感应电容值发生变化，通过对压力感应电容的检测，可以确定施加的压力信息，例如施加的压力的大小、位置等。

可选的，可压缩间隙填充有弹性材料。由此，触控屏表面的的形变可以通过弹性材料传导至第一压力感应层。

可选的，第一压力感应层集成设置于所述背光模组的下表面。由此，便于加工和触控屏的组装。

可选的，所述第二压力感应层电势为恒定值。由此，有利于压力感应电容值的测量，响应性好、准确度高。

可选的，第二压力感应层的电势为零。由此，有利于进一步提高触控屏的响应性和灵敏度。

可选的，背光模组进一步包括光学膜片叠层及金属构件，该金属构件用以支撑显示模组及光学膜片叠层，且第二压力感应层为该金属构件。由此，金属构件发挥支撑作用的同时，还可以作为第二压力感应层，充分利用了触控屏的结构，简化了触控屏的结构，有利于轻薄化的发展趋势。

可选的，该触控屏进一步包括：屏蔽层，该屏蔽层位于第一压力感应层远离第二压力感应层的一侧。通过设置屏蔽层，可以消除显示模组等对第一压力感应层的信号干扰。

可选的，屏蔽层可以位于背光模组与第一压力感应层之间。由此，可以有效降低显示模组等信号对第一压力感应层的影响，提高压力感应结构的响应性和准确性。

可选的，该触控屏进一步包括触控感应层，所述触控感应层位于所述保护盖板与所述显示单元之间，所述屏蔽层环绕所述触控感应层或者位于所述触控感应层与所述显示单元之间。由此，屏蔽层能够有效降低或避免其他信号对压力感应结构的影响，且触控感应层可以有效感应触摸位置信息。

可选的，屏蔽层、触控感应层与第一压力感应层各自独立的由选自ITO、金属网格、纳米银丝和石墨烯金属层中的至少一种形成。由此，具有良好的导通效果，压力响应性良好。

附图说明

图1显示了根据本实用新型实施例的触控屏的结构示意图。

图2显示了根据本实用新型实施例的第一压力感应层的结构示意图。

图3A-图3C显示了根据本实用新型另一实施例的第一压力感应层的结构示意图。

图4A-图4C显示了根据本实用新型又一实施例的第一压力感应层的结构示意图。

图5A-图5B显示了根据本实用新型再一实施例的第一压力感应层的结构示意图。

图6显示了根据本实用新型实施例的第一压力感应层和第二压力感应层的结构示意图。

图7显示了根据本实用新型一个实施例的触控屏的结构示意图。

图8显示了根据本实用新型一个实施例的第一压力感应层和屏蔽层的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。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。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种触控屏。根据本实用新型的实施例，参照图1，该触控屏包括：保护盖板100，显示单元200，和压力感应结构300，其中，显示单元200设置在保护盖板100下方，并且显示单元200包括显示模组210和位于显示模组210下方的背光模组220，压力感应结构300包括第一压力感应层310、第二压力感应层320以及位于第一压力感应层310和第二压力感应层320之间的可压缩间隙330，第一压力感应层310设置在背光模组220的下方，第二压力感应层320耦接至第一压力感应层310并与第一压力感应层310之间形成压力感应电容。在该触控屏中，通过手指、触屏笔或其它等对保护盖板100施加压力后，会引起第一压力感应层310的变形，从而使得第一压力感应层310和第二压力感应层320之间的压力感应电容值发生变化，通过对压力感应电容的检测，可以确定施加的压力信息，例如施加的压力的大小、位置等。

根据本实用新型的实施例，保护盖板100的具体材质不受特别限制，可以为本领域常规的保护盖板，例如包括但不限于PMMA、PC、玻璃、蓝宝石、陶瓷等。

根据本实用新型的实施例，显示单元200也不受特别限制，可以为任何已知的显示器件。在本实用新型的一些实施例中，显示单元200可以为液晶显示器、也可以为有机发光显示器。具体地，显示单元200可以为IPS、TFT、TN等方式的显示屏幕、以及OLED显示屏幕等。

根据本实用新型的实施例，第一压力感应层310的具体材质也不受特别限制，只要能够与第二压力感应层320之间有效形成压力感应电容即可。在本实用新型的一些实施例中，第一压力感应层310可以由ITO、金属网格(metal mesh)、纳米银丝导电膜、石墨烯金属层(如Cu、Ag镀层，或者是金属有机浆料，如银浆、铜浆等)形成，还可以由柔性线路板(FPCB)形成。根据本实用新型的实施例，第一压力感应层310的厚度可以为10nm(ITO镀层)-300μm(FPC)之间。由此，既能够保证较好的感应效果，也不会过厚，而导致触控屏的厚度增大或材料的浪费。

根据本实用新型的实施例，第一压力感应层310的具体设置方式也不受特别限制，例如，在本实用新型的一些实施例中，可以直接在集成设置于背光模组220的下表面镀导电层，然后通过蚀刻等方式形成具有预定电极图案的第一压力感应层310。在本实用新型的另一些实施例中，可以直接通过丝网印刷直接形成具有预定电极图案的第一压力感应层310。在本实用新型的一些实施例中，第一压力感应层310可以形成在柔性基材上，其中，柔性基材可以为PET、PC等透明有机薄膜材料，也可以为非透明的柔性材料，如柔性印刷电路板等，第一压力感应层310可以形成在柔性基材的表面上，也可以收纳于基于柔性基材上形成的凹槽中。

根据本实用新型的实施例，该触控屏通过检测第一压力感应层和第二压力感应层之间的压力感应电容检测压力信息。在本实用新型的一些实施例中，第二压力感应层的电势可以为恒定值。由此，有利于压力电容的检测，响应性和灵敏度较好。在本实用新型的一些实施例中，第二压力感应层的电势可以为零。由此。触控屏结构简单，且有利于提高触控屏的响应性和灵敏度。

根据本实用新型的一些实施例，该触控屏通过检测第一压力感应层310和第二压力感应层320之间的自电容检测压力信息。具体地，第一压力感应层310上设置有多个电极，在本实用新型的一些实施例中，第一压力感应层310中的电极图案的具体形状不受特别限制。在本实用新型的一些实施例中，参照图2，第一压力感应层310可以含有多个矩形电极，各个电极分别通过连接线连接到一个或多个处理单元，处理单元用于检测压力感应电容并确定施加于保护盖板的压力信息。本领域技术人员可以理解，图2仅是示例性说明本实用新型的触控屏中的第一压力感应层310，但并不能视为是对本实用新型的限制，在本实用新型的另一些实施例中，第一压力感应层310中的电极图案可以为金属网格、菱形、三角形、弧形、规则或不规则的多边形等。

根据本实用新型的实施例，触控屏通过互电容检测压力感应电容，进而确定压力信息。在本实用新型的一些实施例中，参照图3A-图3C，第一压力感应层310包括基板311、驱动电极Tx和感应电极Rx，驱动电极Tx和感应电极Rx位于基板311的同一侧面上。由此，驱动电极Tx和感应电极Rx可以设置于同一膜层中，有利于减小触控屏的厚度，符合轻薄化的发展趋势。根据本实用新型的实施例，第一压力感应层310的厚度可以为0.01-0.03毫米之间。由此，既能够保证较好的感应效果，也不会过厚，而导致压力感应触控屏的厚度增大或材料的浪费。

根据本实用新型的实施例，基板311的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以灵活选择。在一些实施例中，基材可以为PET、PC等透明有机薄膜材料，也可以为非透明的柔性材料，如柔性印刷电路板等。

根据本实用新型的实施例，驱动电极和感应电极在基板上的设置方式不受特别限制。一些实施例中，驱动电极和感应电极可以通过丝网印刷、电镀或蚀刻的方式直接形成在基板的一个表面上。例如，可以直接在基板311上镀导电层，然后通过蚀刻等方式形成驱动电极和感应电极。另一些实施例中，也可以预先在基板311上形成凹槽，然后在凹槽中填充导电材料形成驱动电极和感应电极。由此，有利于减小触控屏的厚度。

根据本实用新型的实施例，形成驱动电极和感应电极的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，驱动电极和感应电极可以各自独立地由氧化铟锡(ITO)、金属网格(metal mesh)、纳米银丝导电膜、石墨烯金属层(如Cu、Ag镀层，或者是金属有机浆料，如银浆、铜浆等)形成，还可以由柔性线路板(FPCB)形成。由此，第一压力感应层310导通效果较好，具有良好的压力响应性。

根据本实用新型的实施例，驱动电极和感应电极的具体形状不受特别限制，只有能够有效感知触摸压力相关信息即可。在本实用新型的一些实施例中，参照图4A-图4C，驱动电极和感应电极呈梳状结构并相互嵌合设置。由此，能够设置于同一膜层，有利于减小触控屏的厚度，并且具有良好的压力响应性。驱动电极Tx和感应电极Rx的数量不受特别限制，可以各自独立地为一个或多个相互嵌合。例如，图3A示出了驱动电极Tx和感应电极Rx均为一个的结构示意图，图4A-图4C分别示出了驱动电极为两个(Tx1和Tx2)、感应电极Rx为一个的结构示意图、驱动电极Tx为一个、感应电极为两个(Rx1和Rx2)的结构示意图、以及驱动电极为两个(Tx1和Tx2)、感应电极为两个(Rx1和Rx2)的结构示意图。本领域技术人员可以理解，上述情形仅是示例性的说明本实用新型的压力感应层的结构，并不能视为是对本实用新型的限制，在其它一些实施例中，驱动电极Tx和感应电极Rx可以为各自独立的为3个、4个或其它数量等。

根据本实用新型的实施例，参照图5A和图5B，驱动电极和感应电极可以覆盖第一压力感应层310的全部区域，也可以覆盖第一压力感应层310的部分区域，均可以实现良好的压力响应性，且压力感应灵敏度较高。本领域技术人员可以理解，驱动电极和感应电极的分布方式并不限于图5A-图5B所示的方式，可以根据需要灵活设置。例如，在另外一些实施例中，驱动电极和感应电极可以分布在第一压力感应层310的四角、四条边的中点、四周的边缘、中间等。

根据本实用新型的实施例，第一压力感应层310通过互电容检测施加于保护盖板100的压力的相关信息，如施加压力的位置、施加压力的大小等。具体而言，参照图6，根据本实用新型实施例的触控屏感知压力的工作原理如下：驱动电极Tx和感应电极Rx之间形成第一压力感应电容C1、驱动电极Tx与第二压力感应层320间形成第二压力感应电容C2、感应电极Rx与第二压力感应层320之间形成第三压力感应电容C3。当在保护盖板100上施加触摸操作时，第一压力感应层310发生形变，使得驱动电极Tx、感应电极Rx和第二压力感应层320相互之间的位置发生变化，使得上述第一压力感应电容C1、第二压力感应电容C2和第三压力感应电容C3容值发生变化。因此，可以建立上述电容变化信息与触控屏的受力信息的相互关系数据库。在实际应用中，所述触控屏中还包括存储器和处理器，存储器中存储有在触控屏中的不同位置进行不同的力值触摸下，触控屏中检测力的各个电容变化信息，处理器用于对比触控屏检测获得的电容变化信息与所预存储的电容变化信息，从而判断触控屏的触摸信息。其中触摸信息包括触摸的力的大小，也可以包括触摸力的位置。

在本实用新型的实施例中，第一压力感应层310设置于背光模组220的下方，因此，对其透明度没有特别限制，第一压力感应层310可以为透明的、半透明的或者不透明。

根据本实用新型的实施例，第二压力感应层320的具体位置不受特别限制，只要能够与第一压力感应层310之间形成压力感应电容，能够有效对施加于保护盖板100的力进行检测即可。在本实用新型的一些实施例中，参照图7，背光模组包括光学膜片叠层221及金属构件222，所述金属构件222用以支撑显示模组210及光学膜片叠层221，金属构件222构成第二压力感应层320。由此，简化了压力感应触控屏的结构，不需要额外设置单独的第二压力感应层320，有利于减小厚度。

在本实用新型的一些实施例中，可压缩间隙330可以为空气间隙，也可以由其它柔软的弹性材料填充，例如包括但不限于泡棉、多孔材料等。在本实用新型的实施例中，可压缩间隙330的厚度可以在0.05-0.5毫米之间，同一产品各不同位置之间的可压缩间隙330的厚度差异可以保持在0.02-0.2毫米之间，由此，能够保证良好的均一性。

根据本实用新型的实施例，该触控屏可以进一步包括：屏蔽层400，该屏蔽层400位于第一压力感应层310远离第二压力感应层320的一侧。通过设置屏蔽层400，可以消除显示模组的噪声信号对第一压力感应层的信号干扰。在本实用新型的一些实施例中，屏蔽层400位于背光模组220与第一压力感应层310之间。在本实用新型的一些实施例中，参照图8，可以将屏蔽层400和第一压力感应层310的电极层312分别设置于基板311的上表面和下表面。由此，基板311能够有效对第一压力感应层和屏蔽层起到支撑作用，同时可以使得两者之间绝缘。根据本实用新型的实施例，形成屏蔽层400的具体材质不受特别限制，可以为ITO、金属网格、纳米银丝导电膜或者金属镀层等，屏蔽层400可以为整面结构，也可以为迹线形结构，其中迹线之间的间距可以小于1毫米。形成基板311的具体材质也不受特别限制，可以为PET、PC、PMMA、COP、玻璃、柔性印刷电路板等。在本实用新型的具体示例中，屏蔽层400和第一压力感应层310可以由相同或不同的材料形成，例如，可以采用双面镀ITO的薄膜，只需在其中的一面进行导电图案的制作，即可形成第一压力感应层310，未作处理的一面即为屏蔽层400。

根据本实用新型的实施例，触控屏可以进一步包括触控感应层，所述触控感应层位于保护盖板与显示单元之间，屏蔽层环绕触控感应层或者位于触控感应层与显示单元之间。由此，该触控屏可以有效感应触摸位置信息。

在本实用新型的一些实施例中，该上述触摸感应层也可以构成本领域常用的触摸屏结构，例如可以为外挂式(包括但不限于OGS、GF、GFF、GF2等)、on-cell、in-cell等方式的触摸屏结构。

根据本实用新型的实施例，形成触控感应层的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，在本实用新型的一些实施例中，触控感应层可以由ITO、金属网格(metal mesh)、纳米银丝导电膜、石墨烯金属层(如Cu、Ag镀层，或者是金属有机浆料，如银浆、铜浆等)形成。由此，导通性和响应性良好。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型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)

1.一种触控屏，其特征在于，包括：

保护盖板；

显示单元，所述显示单元设置在所述保护盖板下方，并且所述显示单元包括显示模组和背光模组，所述背光模组位于所述显示模组下方；

压力感应结构，所述压力感应结构位于所述背光模组下方，包括第一压力感应层、第二压力感应层及可压缩间隔，所述可压缩间隔位于所述第一压力感应层与所述第二压力感应层之间，且所述第二压力感应层耦接至所述第一压力感应层并与所述第一压力感应层之间形成压力感应电容。

2.根据权利要求1所述的触控屏，其特征在于，所述可压缩间隙填充有弹性材料。

3.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，所述第一压力感应层集成设置于所述背光模组的下表面。

4.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，所述第二压力感应层电势为恒定值。

5.根据权利要求4所述的触控屏，其特征在于，所述第二压力感应层的电势为零。

6.根据权利要求4所述的触控屏，其特征在于，所述背光模组包括光学膜片叠层及金属构件，所述金属构件用以支撑所述显示模组及所述光学膜片叠层，所述第二压力感应层为所述金属构件。

7.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，所述触控屏进一步包括：屏蔽层，所述屏蔽层位于所述第一压力感应层远离所述第二压力感应层的一侧。

8.根据权利要求7所述的触控屏，其特征在于，所述屏蔽层位于所述背光模组与所述第一压力感应层之间。

9.根据权利要求7所述的触控屏，其特征在于，所述触控屏进一步包括触控感应层，所述触控感应层位于所述保护盖板与所述显示单元之间，所述屏蔽层环绕所述触控感应层或者位于所述触控感应层与所述显示单元之间。

10.根据权利要求9所述的触控屏，其特征在于，所述屏蔽层、触控感应层与所述第一压力感应层各自独立的由选自ITO、金属网格、纳米银丝和石墨烯金属层中的至少一种形成。