TW201928627A - 觸控顯示裝置及其觸控模組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種觸控顯示裝置及其觸控模組。該觸控模 組包括蓋板、觸控元件以及壓力感應元件。其中，觸控元件包括設置於蓋板表面之導電層，壓力感應元件包括電傳感膜層以及凸塊，電傳感膜層設置於導電層表面上，凸塊與壓電傳感膜層連接。導電層中設置有與凸塊正對之位移通孔，當壓力作用於蓋板遠離觸控元件之表面時，凸塊能推動壓電傳感膜層向位移通孔內移動。本發明還提供一種包括上述觸控模組的觸控顯示裝置。上述觸控顯示裝置及其觸控模組能夠改善壓電傳感膜層靈敏度差之問題。

Description

觸控顯示裝置及其觸控模組
本發明是關於一種觸控技術領域，特別是關於一種觸控顯示裝置及其觸控模組。
傳統之觸控顯示裝置之觸控模組通常為電容式，電容式具有較高的可靠性，但電容式觸控方式受限於觸摸體必須是導體，導致觸控顯示裝置之觸摸方式受到較大限制，操作不便。為了解決電容式觸控方式存在的問題，逐漸出現了同時具有觸摸和壓力感應之觸控顯示裝置，然而傳統之具有觸摸和壓力感應之觸控顯示裝置之壓力感應模組之靈敏度比較差。
本發明的實施例提供一種觸控顯示裝置及其觸控模組，可以提高壓電感應膜層之靈敏度，從而提高增加整個觸控模組之靈敏度。
一種觸控模組，包括：蓋板；觸控元件，包括設置於所 述蓋板表面之導電層；以及壓力感應元件，包括設置於所述導電層表面之壓電傳感膜層以及與所述壓電傳感膜層連接之凸塊，其中所述導電層中設置有與所述凸塊正對之位移通孔，當壓力作用於所述蓋板的遠離所述觸控元件之表面時，所述凸塊能推動與所述位移通孔正對之部分所述壓電傳感膜層，以拉伸所述壓電傳感膜層。
一種觸控顯示裝置，包括上述之觸控模組。
上述觸控模組及上述觸控模組在導電層中設置有位移通孔，且壓電感應組件包括壓電傳感膜層和凸塊，當壓力作用於蓋板遠離觸控元件之表面時，凸塊能推動與位移通孔正對之部分壓電傳感膜層，以拉伸整個壓電傳感膜層。受拉伸之壓電傳感膜層不僅會發生豎直方向上之位移，還會增加水平方向上之拉伸位移，進而增加壓電傳感膜層因形變而產生之電壓，從而增加整個觸控模組之靈敏度。
10‧‧‧觸控模組
12‧‧‧中心區域
14‧‧‧邊緣區域
100‧‧‧蓋板
200‧‧‧觸控組件
210‧‧‧導電層
210a‧‧‧位移通孔
212‧‧‧第一導電層
214‧‧‧第二導電層
220‧‧‧第一基底層
230‧‧‧第二基底層
300‧‧‧壓力感應組件
310‧‧‧壓電傳感膜層
312‧‧‧平板部
314‧‧‧凸起部
320‧‧‧凸塊
330‧‧‧彈性柱
400‧‧‧黏結層
410‧‧‧第一黏結層
420‧‧‧第二黏結層
500‧‧‧柔性電路板
A-A’‧‧‧剖線
圖1為本發明一實施例中的觸控模組之結構示意圖。
圖2為沿圖1所示剖線A-A’之截面示意圖。
圖3為圖1所示位移通孔之示意圖。
圖4為本發明另一實施例中的觸控模組之截面示意圖。
圖5為本發明另一實施例中的觸控模組之截面示意圖。
為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對觸控顯示裝置及其觸控模組進行更全面之描述。附圖中給出了觸控顯示裝置及其觸控模組的首選實施例。但是，觸控顯示裝置及其觸控模組可以以許多不同之形式來實現，並不限於本文所描述之實施例。相反地，提供這些實施例之目的是使觸控顯示裝置及其觸控模組之公開內容更加透徹全面。
除非另有定義，本文所使用之技術和科學術語與屬於本發明之技術領域之技術人員通常理解之含義相同。本文中在觸控顯示裝置及其觸控模組之說明書中所使用之術語只是為了描述具體之實施例之目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及/或”包括一個或多個相關之所列項目之任意之組合。
圖1為本發明一實施例中的觸控模組之結構示意圖。如圖1所示，該觸控顯示裝置包括觸控模組10，觸控模組10包括中心區域12和邊緣區域14。
圖2為沿圖1所示之剖線A-A’之截面示意圖。圖3為圖1所示位移通孔之示意圖。如圖2及圖3所示，該觸控模組10包括蓋板100、觸控元件200以及壓力感應元件300。
觸控元件200為電容式觸控元件，包括設置於蓋板100表面之導電層210。壓力感應組件300包括壓電傳感膜層310和凸塊320。壓電傳感膜層310設置於導電層210表面，凸塊320與壓 電傳感膜層310連接。其中，導電層210中設置有與凸塊320正對之位移通孔210a，當壓力作用於蓋板100的遠離觸控元件200之表面時，凸塊320能推動與位移通孔210a正對之部分壓電傳感膜層310，以拉伸壓電傳感膜層310。
上述觸控模組10在導電層210中設置有位移通孔210a，壓電感應組件300包括壓電傳感膜層310和凸塊320，當壓力作用於蓋板100的遠離觸控元件200之表面時，凸塊320能推動與位移通孔210a正對之部分壓電傳感膜層310，以拉伸整個壓電傳感膜層310。受拉伸之壓電傳感膜層310不僅會發生豎直方向上之位移，還會增加水平方向上之拉伸位移，進而增加壓電傳感膜層310因形變而產生之電壓，從而增加整個觸控模組10之靈敏度。
需要說明的是，壓電傳感膜層310採用壓電材料製成，壓電材料是在改變其物理尺寸時產生電荷或電壓之材料，假設壓電傳感膜層310之尺寸為長(l)*寬(w)*高(t)=1cm*1cm*100μm。根據壓電材料功電轉換之計算公式V33=g33*X*t，V31=g31*(F/w)，式中，g33=-0.339v/m/(N/m2)為豎直方向上所對應之壓電常數，g31=0.216v/m/(N/m2)為水平方向上所對應之壓電常數，X及F均為壓電傳感膜層310所受之壓力。假設對壓電傳感膜層310之負荷為X=1psi=6894.76N/m2，經計算V33=0.234v，V31=14.892v。由計算公式可知，對壓電傳感膜層310施加相同之壓力時，在拉伸模式下，也即發生水平方向上之位移時，會產生更大之電壓。壓電材料這一特性說明本實施方式中對於增加壓電 傳感膜層310在水平方向之拉伸對於增加整個觸控模組10之靈敏度是非常有利的。
在一實施例中，請參見圖2，導電層210之數目為兩層，分別為第一導電層212及第二導電層214，蓋板100、第一導電層212及第二導電層214依次層疊設置，壓電傳感膜層310直接設置於第一導電層212上，位移通孔210a設置於第一導電層212中。具體地，觸控模組10還包括黏結層400，本實施例中，黏結層400包括第一黏結層410，第一黏結層410設置於第一導電層212與蓋板100之間，壓電傳感膜層310設置於第一黏結層410與第一導電層212之間，凸塊320穿透所述第一黏結層410且設置於第一黏結層410上，且凸塊320的一端與蓋板100連接，另一端與壓電傳感膜層310連接。更具體地，觸控組件200還包括設置於第一導電層212的遠離第一黏結層410表面之第一基底層220，位移通孔210a延伸貫穿第一基底層220相對兩表面。在本實施例中，觸控模組10還包括柔性電路板500，柔性電路板500包括兩個分支，兩個分支分別與第一導電層212與第二導電層214連接，從而可以將信號傳輸至觸控顯示裝置之主機板。
具體地，壓電傳感膜層310包括平板部312及設於平板部312之凸起部314，凸塊320與平板部312的遠離凸起部314之表面連接，凸起部312的遠離平板部312之一端位移通孔210a內。更具體地，平板部312的遠離凸起部314之表面設有凹槽312a，凸塊320之一端位於凹槽312a內，且凸塊320之外壁與凹槽312a 之內壁連接。如此，凸塊320設置於凹槽312a內能夠增加凸塊320與壓電傳感膜層310之接觸面積，在對蓋板100施加相同之壓力時，增加凸塊320與壓電傳感膜層310之接觸面積，能夠減小壓電傳感膜層310所受到之壓強，從而避免壓強過大對壓電觸感膜層310造成破壞，同時，增加壓電傳感膜層310與凸塊320之接觸面積能夠增加壓電傳感膜層310在水平方向上發生拉伸之表面積，進一步增加觸控模組10之靈敏度。
更具體地，本實施例中，請參見圖2，平板部312位於觸控模組10之邊緣區域14，凸起部314之數目為多個，多個凸起部314環繞觸控模組10之邊緣區域14間隔排布。可以理解，在其他實施例中，請參見圖4，平板部312覆蓋觸控模組10之中心區域12，並延伸至觸控模組10之邊緣區域14。也即此時，壓電感應膜層310為整張膜片覆蓋設置於第一導電層212上。同樣地，凸起部314之數目為多個，多個凸起部314環繞觸控模組10之中心區域12間隔排布。在其他實施例中，凸起部314也可以設置在位於觸控模組10之中心區域12之壓電感應膜層310且間隔排布。凸起部314之數目為多個，相應地，凸塊320之數目也為多個，凸塊320與凸起部314一一對應，圖1給出了本實施例中凸塊320在觸控模組10之一種排布方式。
進一步地，壓力感應元件300還包括彈性柱330，彈性柱330設置於位移通孔210a內，且彈性柱330與凸起部314連接。彈性柱330之材料可以為凝膠海綿、光學膠、亞克力或者矽膠， 在位移通孔210a內設置彈性柱330能夠防止因觸控模組10中設置有位移通孔210a而影響觸控模組10之整體強度。需要說明的是，其他實施例中，彈性柱330也可以省略。
另一實施例中，請參見圖5，平板部312的遠離凸起部314之表面直接設置於第二導電層214上，且平板部312的遠離凸起部314之表面設置有凹槽312b，凸塊320位於凹槽312b內，且凸塊320之外壁與凹槽312b之內壁連接。
進一步地，本實施例中，觸控組件200包括黏結層400，黏結層400還包括設置於第一導電層212與第二導電層214之間之第二黏結層420，位移通孔210a設置於第一導電層212中，且延伸貫穿所述第二黏結層420之相對兩表面。具體地，觸控元件200還包括設置於第一導電層212與第二黏結層214之間之第一基底層220以及設置於第二導電層214的遠離第二黏結層420之表面之第二基底層230，位移通孔210a依次貫穿第一基底層220及第二黏結層420之相對兩表面。本實施例的其他設置與上一實施例相同，在此不再贅述。
需要說明，本實施方式中，第一導電層212與第二導電層為氧化銦錫(ITO)透明導電膜層，第一基底層220與第二基底層230為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜材。壓電傳感膜層310包括兩電極層及夾設於兩電極層之間之壓電層。壓電層可以由聚偏氟乙稀(PVDF)製作而成，也可以由聚偏氟乙稀之共聚物製成或由其他之壓電高分子材料或陶瓷材料製成。凸塊320由硬質材 料製成，可以為金屬、硬質聚合物、玻璃及陶瓷等。凸塊320之具體形狀不作限定，凸塊320之縱切面可以為楔形，斜角形、也可以為矩形或者圓形，且凸塊320在豎直方向上之厚度不應超過第一黏結層410或第二黏結層420之最大厚度，以免額外增加觸控模組10之厚度，水平方向上之尺寸範圍為10μm~10mm。第一黏結層410與第二黏結層420為光學膠(OCA)層，光學膠是具有光學透明之特種雙面膠。具體地，本實施方式中，蓋板100為保護玻璃蓋板，對觸控模組10起到保護之作用。
以上所述實施例之各技術特徵可以進行任意之組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中之各個技術特徵所有可能之組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵之組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載之範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明之幾種實施例，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍之限制。應當指出的是，對於本領域之普通技術人員來說，在不脫離本發明構思之前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明之保護範圍。因此，本發明專利之保護範圍應以所附權利要求為准。

Claims (10)

  1. 一種觸控模組，包括：蓋板；觸控元件，包括設置於所述蓋板表面之導電層；以及壓力感應元件，包括設置於所述導電層表面之壓電傳感膜層，以及與所述壓電傳感膜層連接之凸塊，其中，所述導電層中設置有與所述凸塊正對之位移通孔，當壓力作用於所述蓋板的遠離所述觸控元件之表面時，所述凸塊能推動與所述位移通孔正對之部分所述壓電傳感膜層，以拉伸所述壓電傳感膜層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控模組，其中所述導電層之數目為兩層且分別為第一導電層及第二導電層，所述蓋板、所述第一導電層及所述第二導電層依次層疊設置，所述壓電傳感膜層直接設置於所述第一導電層上，所述位移通孔設置於所述第一導電層中。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控模組，其中所述觸控模組還包括第一黏結層，所述第一黏結層設置於所述第一導電層與所述蓋板之間，所述壓電傳感膜層設置於所述第一黏結層與所述第一導電層之間，所述凸塊穿透所述第一黏結層且設置於所述第一黏結層上，且所述凸塊的一端與所述蓋板連接，所述凸塊的另一端與所述壓電傳感膜層連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控模組，其中所述觸控組件還包括設置於所述第一導電層的遠離所述第一黏結層之表面之第一基底層，所述位移通孔延伸貫穿所述第一基底層之相對兩表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控模組，其中所述壓電傳感膜層包括平板部及設置於所述平板部上之凸起部，所述凸塊與所述平板部的遠離所述凸起部之表面連接，所述凸起部的遠離所述平板部之一端位於所述位移通孔內。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控模組，其中所述平板部的遠離所述凸起部之表面設置有凹槽，所述凸塊之一端位於所述凹槽內，且所述凸塊之外壁與所述凹槽之內壁連接。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的觸控模組，其中所述平板部位於所述觸控模組之邊緣區域，所述凸起部之數目為多個，多個所述凸起部環繞所述觸控模組之中心區域間隔排布；或者所述平板部覆蓋所述觸控模組之中心區域，並延伸至所述觸控模組之邊緣區域，所述凸起部之數目為多個，多個所述凸起部環繞所述觸控模組之中心區域間隔排布。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的觸控模組，其中所述壓力感應元件還包括彈性柱，所述彈性柱設置於所述位移通孔內，且所述彈性柱與所述凸起部連接。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的觸控模組，其中所述導電層之數目為兩層且分別為第一導電層及第二導電層，所述蓋板、 所述第一導電層及所述第二導電層依次層疊設置，所述凸塊直接設置於所述第二導電層上，所述平板部的遠離所述凸起部之表面直接設置於所述第二導電層上，且所述平板部的遠離所述凸起部之表面設置有凹槽，所述凸塊位於所述凹槽內，且所述凸塊之外壁與所述凹槽之內壁連接，其中所述觸控元件還包括設置於所述第一導電層與所述第二導電層之間之第二黏結層，所述位移通孔設置於所述第一導電層中，且延伸貫穿所述第二黏結層之相對兩表面。
  10. 一種觸控顯示裝置，包括如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的觸控模組。
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