CN214623582U - 触觉反馈结构及触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种触觉反馈结构及触控显示装置，用于使触控基板产生触觉反馈。该触觉反馈结构包括致动基板和设置在致动基板上，用于产生指定波形的驻波的致动器，其中，致动基板设置在触控基板的非显示区，用于将驻波传递至触控基板，以使触控基板振动产生触觉反馈。本实用新型提供一种触觉反馈结构及触控显示装置能够使触控基板以指定波形的驻波发生振动从而使使用者感受到指定的触感。

Description

触觉反馈结构及触控显示装置

技术领域

本实用新型涉及触觉设备领域，具体地，涉及一种触觉反馈结构及触控显示装置。

背景技术

触觉反馈技术能够通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感，其可被应用于计算机模拟中的虚拟场景或者虚拟对象的辅助创建和控制或者加强对于机械和设备的远程操控等场景中，从而在多媒体终端实现高效自然的交互，因此触觉反馈技术具有巨大的研究价值。

触觉反馈技术中的触觉反馈可分为两类：振动反馈和表面触觉再现。其中，表面触觉再现可通过裸指触摸屏幕来感知物体特性。具体的，触觉反馈主要是通过在面板上持续施加指定波形的驻波，通过改变用户手指和面板表面之间的气膜的压力，以改变用户手指挤压气膜的承载力，从而改变手指表面与表面结构产生的摩擦力，以使用户感受到不同的触感。

目前的表面触觉反馈装置主要是将触觉单元集成于整个面板中，与现有触屏驱动元件复用，实现触觉再现。但由于触觉单元会影响触屏驱动元件的触控效果，电容式的表面触觉反馈装置会造成面板整体触控敏感性较差的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种触觉反馈结构及触控显示装置，其能够使触控基板以指定波形的驻波发生振动从而使使用者感受到指定的触感。

为实现本实用新型实施例的目的而提供一种触觉反馈结构，用于使触控基板产生触觉反馈，其特征在于，包括致动基板和设置在所述致动基板上，用于产生指定波形的驻波的致动器，其中，所述致动基板设置在所述触控基板的非显示区，用于将所述驻波传递至所述触控基板，以使所述触控基板振动产生触觉反馈。

可选的，所述致动器包括电极结构和振动片，其中，所述电极结构分别与所述振动片和信号源电连接，用以将所述信号源提供的指定频率的电信号发送至所述振动片；所述振动片设置在所述致动基板上，且采用压电材料制成，用于在接收到所述指定频率的电信号时，产生指定波形的驻波。

可选的，所述电极结构包括第一电极、第二电极和连接线路，其中，所述第一电极和第二电极分别在所述振动片的两侧与所述振动片电连接，且所述第一电极和第二电极通过所述连接线路分别与所述信号源的第一极和第二极电连接。

可选的，所述致动基板为导电基板，所述导电基板用作所述第二电极与所述振动片电连接。

可选的，所述致动基板为绝缘基板，所述第二电极设置在所述绝缘基板和所述振动片之间。

可选的，所述致动基板包括用于与所述触控基板的非显示区相贴合的贴附区，所述贴附区为矩形，且所述矩形的宽度方向与所述非显示区的外侧边方向相互垂直，并且所述矩形的宽度小于或等于所述致动基板的宽度。

可选的，所述致动基板垂直于所述触控基板边缘方向的宽度小于所述指定波形的驻波的波长；所述致动基板的厚度小于所述触控基板的厚度的二分之一。

可选的，所述驻波的半波长小于预设的手指与所述触控基板的接触面的宽度。

作为另外一种方案，本实用新型实施例还提出一种触控显示装置，其特征在于，包括触控基板和设置在所述触控基板的非显示区的触觉反馈结构，其中，所述触觉反馈结构采用上述实施例中的触觉反馈结构。

可选的，所述触控基板的显示区设置有多个棱锥状玻璃结构，多个所述棱锥状玻璃结构均匀分布在所述显示区中，用于提高所述触控基板的表面摩擦力。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的触觉反馈结构通过将能够产生指定波形的驻波的致动器设置在致动基板上，以使该驻波能够通过致动基板传递至触控基板，从而使触控基板振动产生触觉反馈，进而使使用者能够感受到指定的触感。而且本实用新型实施例提供的触觉反馈结构设置在触控基板的非显示区中，其能够避免影响触控基板的显示效果，同时能够避免影响到触控基板显示区中的触控驱动元件的触控效果。

本实用新型实施例提供的触控显示装置通过将上述实施例中的触觉反馈结构设置在触控基板的非显示区上，以使触控基板能够产生触觉反馈，并且能够避免影响触控基板的显示效果和触控效果。

附图说明

图1为实施例1提供的设置在触控基板上的触觉反馈结构的结构示意图；

图2为实施例1提供的触觉反馈结构的结构示意图；

图3为实施例1提供的触觉反馈结构的结构示意图；

图4为实施例2提供的触觉反馈结构的制作流程图；

图5为实施例3提供的触控基板表面棱锥状玻璃结构分布示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型，本实用新型的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，本实施例中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的触觉反馈结构及触控显示装置进行详细描述。

实施例1

请参考图1，本实施例提供一种触觉反馈结构1，用于使触控基板2产生触觉反馈，在实际生产中，该触控基板2可由OLED显示面板和触控元件构成，其具有触控显示功能，但本实施例不限于此，触控基板2选用具有触控显示功能的器件即可。

上述触觉反馈结构1包括致动基板12和致动器11，其中，致动器11设置在致动基板12上，其用于产生指定波形的驻波；致动基板 12设置在触控基板2的非显示区21上，以避免影响触控基板2的显示效果和触控效果，致动基板12用于将前述指定波形的驻波传递至触控基板1，以使触控基板2振动产生触觉反馈。

具体的，传递到触控基板2上的指定波形的驻波应能够使触控基板2能够以指定频率振动。这样当触控基板2发生振动时，使用者手指与触控基板2之间的空气膜的压力会发生变化，此时空气膜发生均匀振动，空气膜的平均圧力与使用者手指给予的压力相平衡，从而发生支撑效应，使使用者手指悬浮在触控基板2表面上，此时的表面摩擦力要比触控基板2不发生振动时的表面摩擦力小，从而能够通过调整触控基板2的振动频率调整触控基板2表面的摩擦系数，使使用者能够感受到指定的触感。

而且本实施例提供的触觉反馈结构能够作为单独的产品，其无须设置在已有触控基板2中或引入新的制造工艺，只需将其与触控基板2的非显示区21连接，即可使触控基板2的产生触觉反馈效果，从而简化具有触觉反馈功能的触控基板的制造工艺并降低其制造成本。

在一些实施例中，如图2所示，致动器11包括电极结构112和振动片111。其中，电极结构112分别与振动片111和信号源(图中未示出)电连接，用以将信号源提供的指定频率的电信号发送至振动片111；振动片111设置在致动基板12上，且采用压电材料制成，例如压电陶瓷，由于压电材料具有压电效应，向由压电材料制成的振动片111施加电压时其能够在发生一定程度的形变，因此上述振动片 111用于在接收到指定频率的电信号时，产生指定波形的驻波，以使触控基板2以指定的频率振动，从而使触控基板2振动产生触觉反馈。

在一些实施例中，电极结构112包括第一电极1121、第二电极 1122和连接线路(图中未示出)，其中，第一电极1121和第二电极 1122分别在振动片111的两侧并均与振动片111电连接，且第一电极1121和第二电极1122通过连接线路分别与信号源的第一极和第二极电连接，以将电信号传输至振动片111。在一些实施例中，连接线可以集中设置在同一层中，并形成在第一电极1121上。

在一些实施例中，当致动基板12为例如铜板等的导电基板时，其能够用作第二电极与振动片111电连接，以简化电极结构并避免因额外设置电极线路而产生的电损耗。在另一些实施例中，当致动基板 12为例如表面绝缘的金属基印刷电路板等的绝缘基板时，则在绝缘的致动基板12和振动片111之间设置有第二电极1122。

请参考图3，在一些实施例中，致动基板12包括用于与触控基板2的非显示区21相贴合的贴附区，贴附区为矩形，且矩形的宽度 d3方向与非显示区21的外侧边方向相互垂直，并且矩形的宽度d3 小于或等于致动基板12的宽度d1。具体的，前述贴附区相当于致动基板12和非显示区21的接触区，致动基板12和非显示区21的接触面积越大，相应的波动传递效果就越好，但致动基板12和非显示区 21的接触面积越大其占用的非显示区21面积也就越大，所以在设计前述矩形的宽度(即贴附区的宽度)d3和致动基板12的宽度d1时，应根据实际工作条件，使致动基板12和非显示区21的接触面积尽可能地大，又能够使致动基板12在非显示区21中的占用面积较小，以使同时获得较好的波动传递效果和避免影响触控基板2的显示功能。还需要说明，为了保证致动基板12和触控基板2之间的粘附强度，致动基板12和非显示区21的接触面积不能过小，具体的，前述矩形的宽度(即贴附区的宽度)d3应大于0.2倍的致动基板12的宽度d1 (即d3>0.2d1)，以避免致动基板12的脱落。

在一些实施例中，致动基板12可以通过粘接剂贴附在触控基板 2的非显示区21上，具体的，粘接剂可以为环氧树脂等有机胶。但实际生产中不限于此，还可以采用其他胶材对其进行贴附，其能够满足一定的贴附强度，例如，杨式模量为0.1-10MPa的粘性剂。

为了使使用者获得较佳的触觉反馈，前述指定波形的驻波的半波长应小于预设的手指与触控基板的接触面的宽度，以使使用者感受到最佳的触觉反馈效果。例如，预设手指与触控基板的接触面的宽度为10mm，致动器11产生的驻波的半波长应小于10mm。

而为了得到上述驻波，致动基板12垂直于触控基板2边缘方向的宽度d1小于指定波形的驻波的波长；致动基板的厚度d5小于触控基板的厚度d6的二分之一。在一些实施例中，振动片111的厚度d4 的取值范围为1500um-2um，振动片111的宽度d2应小于等于致动基板12的宽度d1。

本实用新型实施例提供的触觉反馈结构通过将能够产生指定波形的驻波的致动器设置在致动基板上，以使该驻波能够通过致动基板传递至触控基板，从而使触控基板振动产生触觉反馈，进而使使用者能够感受到指定的触感。而且本实用新型实施例提供的触觉反馈结构设置在触控基板的非显示区中，其能够避免影响触控基板的显示效果，同时能够避免影响到触控基板显示区中的触控驱动元件的触控效果。

实施例2

本实施例提供上述实施例1所提出的触觉反馈结构的制作流程。请参考图2和图4，触觉反馈结构的制作流程具体包括以下步骤：

步骤S01：在致动基板12上形成第二电极1122；

在一些实施例中，若致动基板12为导电基板，其可以充当第二电极，则在此条件下，可不进行上述步骤S01；

步骤S02：在第二电极1122上形成振动片111，具体的，可将压电材料沉积在致动基板12上，以形成振动片111；或将事先制作完毕的压电片作为振动片111贴附在致动基板12上；

步骤S03：在振动片111上形成第一电极1121；

步骤S04：对振动片111进行高温退火，其退火温度例如为高于 550℃；

步骤S05：对经过退火后的振动片111进行极化工艺，具体的，极化工艺可以采用接触式极化或非接触式极化；

若振动片111为事先制作完毕的压电片，则可以不进行上述步骤S04-S05。

步骤S06：在第一电极1121上形成绝缘层；

步骤S07：在绝缘层上形成线路层，线路层中具体包括多条连接线，其与信号源相连，以使预设频率信号能够施加在振动片上，从而使振动片产生预设波形的驻波。

在完成上述触觉反馈结构的制作流程后，还需要将得到的触觉反馈结构贴附在触控基板2的非显示区21中，以使上述驻波传递至触控显示基板2中，从而使触控基板2振动产生触觉反馈，同时也避免影响触控基板2的显示和触控功能。

实施例3

本实施例提出一种触控显示装置，包括触控基板和设置在触控基板的非显示区的触觉反馈结构，其中，触觉反馈结构采用实施例 1-2中所述的触觉反馈结构。

在一些实施例中，如图5所示，触控基板的显示区设置有多个棱锥状玻璃结构，多个棱锥状玻璃结构均匀分布在显示区中，用于提高触控基板的表面摩擦力，以提高触觉反馈效果。棱锥状玻璃结构还具有汇聚光的作用，同时能够减少光因发生全反射而产生光损失，因此当触控基板包括OLED面板时，设置均匀分布的多个棱锥状玻璃结构能够提高触控基板的光取出效率。具体的，在一些实施例中，多个棱锥状玻璃结构例如为图5中子图a、b所示的多面棱锥体；或者，在一些实施例中，棱锥状玻璃结构还可为图5中子图c、d所示的圆锥体。

本实用新型实施例提供的触控显示装置通过将上述实施例中的触觉反馈结构设置在触控基板的非显示区上，以使触控基板能够产生触觉反馈，并且能够避免影响触控基板的显示效果和触控效果。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种触觉反馈结构，用于使触控基板产生触觉反馈，其特征在于，包括致动基板和设置在所述致动基板上，用于产生指定波形的驻波的致动器，其中，所述致动基板设置在所述触控基板的非显示区，用于将所述驻波传递至所述触控基板，以使所述触控基板振动产生触觉反馈。

2.根据权利要求1所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述致动器包括电极结构和振动片，其中，所述电极结构分别与所述振动片和信号源电连接，用以将所述信号源提供的指定频率的电信号发送至所述振动片；

所述振动片设置在所述致动基板上，且采用压电材料制成，用于在接收到所述指定频率的电信号时，产生指定波形的驻波。

3.根据权利要求2所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述电极结构包括第一电极、第二电极和连接线路，其中，所述第一电极和第二电极分别在所述振动片的两侧与所述振动片电连接，且所述第一电极和第二电极通过所述连接线路分别与所述信号源的第一极和第二极电连接。

4.根据权利要求3所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述致动基板为导电基板，所述导电基板用作所述第二电极与所述振动片电连接。

5.根据权利要求3所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述致动基板为绝缘基板，所述第二电极设置在所述绝缘基板和所述振动片之间。

6.根据权利要求2所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述致动基板包括用于与所述触控基板的非显示区相贴合的贴附区，所述贴附区为矩形，且所述矩形的宽度方向与所述非显示区的外侧边方向相互垂直，并且所述矩形的宽度小于或等于所述致动基板的宽度。

7.根据权利要求2所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述致动基板垂直于所述触控基板边缘方向的宽度小于所述指定波形的驻波的波长；

所述致动基板的厚度小于所述触控基板的厚度的二分之一。

8.根据权利要求1所述的触觉反馈结构，其特征在于，所述驻波的半波长小于预设的手指与所述触控基板的接触面的宽度。

9.一种触控显示装置，其特征在于，包括触控基板和设置在所述触控基板的非显示区的触觉反馈结构，其中，所述触觉反馈结构采用权利要求1-8任意一项所述的触觉反馈结构。

10.根据权利要求9所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控基板的显示区设置有多个棱锥状玻璃结构，多个所述棱锥状玻璃结构均匀分布在所述显示区中，用于提高所述触控基板的表面摩擦力。

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