一種觸控螢幕和顯示面板的製作方法
2023-05-09 15:10:31
一種觸控螢幕和顯示面板的製作方法
【專利摘要】本發明屬於顯示【技術領域】，具體涉及一種觸控螢幕和顯示面板。該觸控螢幕包括相對設置的第一電極、第二電極以及位於所述第一電極和所述第二電極之間的感應層，所述感應層採用具有壓電效應的透明材料形成。該觸控螢幕可以將觸摸物體的壓力直接轉換為電信號，不僅可以感知觸點的位置，還可以對作用力的大小以及變化特徵作出感應，具有觸摸反應靈敏、支持多點觸摸等優點，因此不僅可感應任何物體的壓力，而且實現了功耗的大大降低，可以有效地降低屏幕功耗；相應的，採用該觸控螢幕的顯示面板的觸控操作不受觸摸物體的絕緣性限制、功耗低，較佳地滿足了人們的視覺和觸覺的享受。
【專利說明】一種觸控螢幕和顯不面板
【技術領域】
[0001]本發明屬於顯示【技術領域】，具體涉及一種觸控螢幕和顯示面板。
【背景技術】
[0002]目前，應用最廣泛的觸控螢幕包括電阻式觸控螢幕和電容式觸控螢幕。其中，電阻式觸控螢幕設計簡單，成本低，但電阻式觸控螢幕觸控較受制於其物理局限性，如透光率較低，高線數的大偵測面積造成處理器負擔，其應用特性使之易老化從而影響使用壽命。電容式觸控螢幕支持多點觸控功能，擁有更高的透光率、更低的整體功耗，其接觸面硬度高，無需按壓，使用壽命較長，但精準度不足，需要導體或者電容筆才能操控。
[0003]設計一種不受觸摸物體的絕緣性限制、功耗低、觸控靈敏的觸控螢幕成為目前亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種觸控螢幕和顯示面板，該觸控螢幕利用具有壓電效應的透明材料形成，製備工藝簡單，實現了任何物體的壓力感應，能夠有效地降低屏幕功耗。
[0005]該觸控螢幕包括相對設置的第一電極、第二電極以及位於所述第一電極和所述第二電極之間的感應層，所述感應層採用具有壓電效應的透明材料形成。
[0006]優選的是，所述觸控螢幕還包括傳輸線以及處理器，每一所述傳輸線分別與所述第一電極或所述第二電極以及所述處理器連接，所述第一電極和所述第二電極用於收集所述感應層因外力作用而引起的電信號，所述傳輸線將所述電信號傳送到所述處理器；所述處理器對所述電信號進行分析處理，並獲得所述電信號的位置坐標。
[0007]優選的是，所述感應層包括多個孤立設置的壓電感應模塊，所述第一電極包括多個第一子電極，所述第二電極包括多個第二子電極，所述第一子電極與所述第二子電極成對地、且分別與所述壓電感應模塊對應孤立設置，每一所述第一子電極與所述第二子電極均通過所述傳輸線與所述處理器連接。
[0008]優選的是，所述壓電感應模塊的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，所述第一子電極和所述第二子電極的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，且每一所述第一電極和所述第二電極的截面面積不小於對應的所述壓電感應模塊的截面面積。
[0009]優選的是，所述感應層包括由多個垂直交叉設置的條狀傳感器融合形成的網格狀的壓電感應模塊，所述第一電極包括多個第一條狀電極，所述第二電極包括多個第二條狀電極，所述第一條狀電極和所述第二條狀電極垂直交叉設置、且分別與具有同一排列方向的條狀傳感器對應設置，每一所述第一條狀電極與所述第二條狀電極均通過所述傳輸線與所述處理器連接。
[0010]優選的是，形成所述感應層的具有壓電效應的透明材料包括聚乳酸壓電薄膜或壓電陶瓷薄膜，所述第一電極採用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅、氧化銦錫或氧化銦鎵錫中的至少一種形成，所述第二電極採用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅、氧化銦錫或氧化銦鎵錫中的至少一種形成。
[0011]優選的是，所述第二電極的外側還設置有保護層，所述保護層採用玻璃或者採用有機透明材料形成。
[0012]一種顯示面板，包括顯示屏以及設置於所述顯示屏外側的觸控螢幕，所述觸控螢幕採用上述的觸控螢幕。
[0013]優選的是，所述顯示屏和所述觸控螢幕通過粘結方式粘合形成整體。
[0014]優選的是，所述顯示屏為液晶顯示屏、0LED顯示屏或等離子顯示屏。
[0015]本發明的有益效果是:該觸控螢幕可以將觸摸物體的壓力直接轉換為電信號，不僅可以感知觸點的位置，還可以對作用力的大小以及變化特徵作出感應，具有觸摸反應靈敏、支持多點觸摸等優點，因此不僅可感應任何物體的壓力，而且實現了功耗的大大降低，可以有效地降低屏幕功耗；
[0016]相應的，採用該觸控螢幕的顯示面板的觸控操作不受觸摸物體的絕緣性限制、功耗低，較佳地滿足了人們的視覺和觸覺的享受。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例1中觸控螢幕的結構示意圖；
[0018]圖2A為本發明實施例1中感應層的排列結構示意圖；
[0019]圖2B為圖2A中第一電極的結構示意圖；
[0020]圖2C為圖2A中第二電極的結構示意圖；
[0021]圖3A為本發明實施例2中感應層的排列結構示意圖；
[0022]圖3B為圖3A中第一電極的結構示意圖；
[0023]圖3C為圖3A中第二電極的結構示意圖；
[0024]圖4為本發明實施例3中顯示面板的結構示意圖；
[0025]附圖標記中:
[0026]1 —顯示屏；
[0027]2 一觸控螢幕；21 —第一電極；211 —第一子電極；212 —第一條狀電極；22 —感應層；220 —壓電感應模塊；23 —第二電極；231 —第二子電極；232 —第二條狀電極；24 —保護層；25 —傳輸線。
【具體實施方式】
[0028]為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明觸控螢幕和顯示面板作進一步詳細描述。
[0029]實施例1:
[0030]本實施例提供一種觸控螢幕，如圖1所示，該觸控螢幕2包括相對設置的第一電極21、第二電極23以及位於第一電極21和第二電極23之間的感應層22，感應層22採用具有壓電效應的透明材料形成
[0031]其中，所謂壓電效應指的是:某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而形變(包括彎曲形變和伸縮形變)時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電信號。當外力去掉後，又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電信號的極性也隨之改變。本實施例觸控螢幕中的感應層22即依據電介質壓電效應設計的壓電感應層。
[0032]採用壓電材料形成觸控螢幕，其優點在於觸控感應靈敏迅速，不僅可以感應位置信息，並且能感應力的大小，可以對任何觸摸物體(對絕緣性無要求，可以包括導體或非導體)作出感應，並且功耗較低。
[0033]為了實現觸摸位置的坐標檢測，如圖2B和圖2C所示，觸控螢幕2還包括傳輸線25分以及處理器(圖2B和圖2C中均未不出)，每一傳輸線25分別與第一電極21或第二電極23以及處理器連接，即該觸控螢幕使得第一電極21和第二電極23通過傳輸線25接入處理器並形成迴路。第一電極21或第二電極23用於收集感應層22因外力作用而引起的電信號，傳輸線25將電信號傳送到處理器；處理器對電信號進行分析處理，並獲得電信號的位置坐標。
[0034]如圖2A-2C所示，感應層22包括多個孤立設置的壓電感應模塊220，第一電極21包括多個第一子電極211，第二電極23包括多個第二子電極231，第一子電極211與第二子電極231成對地、且分別與壓電感應模塊220對應孤立設置，每一第一子電極211與第二子電極231均通過傳輸線25與處理器連接。其中，「孤立」即指多個壓電感應模塊220之間在位置上彼此隔離、且無互相電連接關係；相應的，在壓電感應模塊220的兩側分別設置第一子電極211和第二子電極231後，每一孤立的壓電感應模塊220與其兩側的第一子電極211和第二子電極231形成的小個體也是在位置上彼此隔離、且無互相電連接關係，而只有通過第一子電極211和第二子電極231與傳輸線25的連接，才能和處理器形成迴路。
[0035]通過孤立的壓電感應模塊220，可以實現真正的多點觸控，並且具有較高的靈敏度。理論上，對孤立的壓電感應模塊220數量沒有限制，但由於傳輸線25的設置受工藝條件限制，因此孤立的壓電感應模塊220常應用於與小尺寸顯示屏配合，例如應用於10寸左右的顯示屏中。
[0036]在本實施例中，孤立設置的壓電感應模塊220的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，第一子電極211和第二子電極231的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，且每一第一子電極211和第二子電極231的截面面積不小於對應的壓電感應模塊220的截面面積(即第一子電極211和第二子電極231的區域面積等於或大於壓電感應模塊220的區域面積)。圖2A中以圓形的壓電感應模塊220作為示例，圖2B和圖2C以方形的第一子電極211和第二子電極231作為示例。
[0037]這裡應該理解的是，根據需要，壓電感應模塊220、第一子電極211和第二子電極231的形狀可以設置為相同，也可以設置為不相同，只要使得第一子電極211和第二子電極231的截面面積不小於對應的壓電感應模塊220的截面面積，保證壓電感應模塊220感應產生的電信號能完全傳送到處理器即可，對具體形狀這裡不做限定。
[0038]其中，形成感應層22的具有壓電效應的透明材料包括聚乳酸壓電薄膜或壓電陶瓷薄膜。隨著近年來透明壓電材料的發展，透明壓電材料的光學性能逐漸提高，能較好地應用於顯示領域，並保證不影響顯示屏的顯示效果。本實施例即將透明壓電材料與觸控技術相結合形成壓電式觸控技術。壓電式觸控技術介於電阻式觸控技術與電容式觸控技術之間。壓電式觸控螢幕同電容式觸控螢幕一樣支持多點觸控，而且支持任何物體觸控，可以感應觸控壓力大小，不像電容式觸控螢幕只支持類皮膚的材質觸控。
[0039]優選的是，第一電極21和第二電極23採用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅(Indium ZincOxide,簡稱IZO)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,簡稱；[TO)、氧化銦鎵錫中的至少一種形成。上述材料均為透明材料，不會對採用該觸控螢幕的顯示面板或顯示裝置的顯示效果造成任何影響。
[0040]為了保證觸控螢幕的正常工作以及延長觸控螢幕的使用壽命，優選第二電極23的外側還設置有保護層24，保護層24採用玻璃或者採用有機透明材料形成，保護層24能對第二電極23、感應層22和第一電極21起到較好的支撐和保護作用。
[0041]在形成該觸控螢幕的過程中，第二電極23可以通過濺射沉積方式(sputter)先形成在保護層24上，接著繼續在第二電極23上粘合感應層22和形成第一電極21，進而形成為整體。當未設置保護層時，可以先分別形成第一電極21、第二電極23，然後再通過粘結方式將第一電極21、第二電極23和感應層22形成為整體。
[0042]本實施例中觸控螢幕的工作原理為:作用於觸控螢幕上的力首先作用在保護層24上，當保護層24受到作用力時將發生變形，作用力的大小決定了變形幅度的大小，變形將迫使相應位置的壓電感應模塊220發生變形，由於正壓電效應，作用於觸控螢幕上的力使壓電感應模塊220產生電信號，產生的電信號通過第一子電極211或第二子電極231收集，並由與第一子電極211或第二子電極231連接的傳輸線25傳送至處理器，處理器通過對電信號產生位置和電信號大小的檢測來判斷作用力的位置和大小，從而可以準確、快速的實現觸摸感應。
[0043]本實施例中的觸控螢幕，屬於感知觸控力度和精準定位的純壓電傳感觸控螢幕，與目前的電阻式觸控螢幕或電容式觸控螢幕具有本質的區別，其具有以下優點:
[0044]非二進位感應:無須驅動信號，可以將觸摸物體的壓力直接轉換為電信號，不僅可以感知觸點的位置，還可以對作用力的大小以及變化特徵作出感應，具有觸摸反應靈敏、支持多點觸摸等優點，具有更佳的用戶體驗；
[0045]能感應任何物體:由於感應層基於正壓電效應，對物體外形輪廓以及是否絕緣沒有要求，可感應任何物體的壓力；
[0046]低功耗:壓電感應模塊可以將觸摸物體的壓力直接轉換為電信號，這與電容式觸控螢幕相比就減少了驅動信號的功耗，從而實現了功耗的降低，可以有效地降低屏幕功耗。
[0047]實施例2:
[0048]本實施例提供一種觸控螢幕，與實施例1相比，該觸控螢幕中的感應層22的形狀或者說排列方式不同。
[0049]具體的，如圖3A-3C所示，感應層22包括由多個垂直交叉設置的條狀傳感器融合形成的網格狀的壓電感應模塊220，第一電極21包括多個第一條狀電極212，第二電極23包括多個第二條狀電極232，第一條狀電極212和第二條狀電極232垂直交叉設置、且分別與具有同一排列方向的條狀傳感器對應設置，每一第一條狀電極212與第二條狀電極232均通過傳輸線25與處理器連接。其中，圖3A中條狀傳感器的交叉區域不需要架橋結構(即中間無絕緣層)，只是簡單的單層圖形交疊重合。當有物體觸控壓電觸控螢幕時，橫向的信號傳輸線25與縱向的信號傳輸線25同時接收到電信號，通過坐標計算便可得出觸控位置信肩、Ο
[0050]與實施例1相同，本實施例中的觸控螢幕製備工藝簡單，實現了任何物體的壓力感應，能夠有效地降低屏幕功耗。
[0051]實施例3:
[0052]本實施例提供一種顯示面板，該顯示面板包括實施例1或實施例2中的觸控螢幕。
[0053]如圖4所示，該顯示面板包括顯示屏1以及設置於顯示屏1外側的觸控螢幕2。在該顯示面板的製備工藝中，顯示屏1和觸控螢幕2通過粘結方式粘合形成整體。
[0054]在本實施例中，優選的是，顯示屏1為液晶顯示屏、0LED顯示屏或等離子顯示屏。利用實施例1或實施例2中的觸控螢幕，可將其與不同類型的顯示屏貼合形成觸控顯示模組、顯示面板或顯示裝置，非常簡單實用。
[0055]該顯示面板可以為:液晶面板、電子紙、0LED面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。
[0056]該顯示面板的觸控操作不受觸摸物體的絕緣性限制、功耗低，較佳地滿足了人們的視覺和觸覺的享受。
[0057]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種觸控螢幕，其特徵在於，所述觸控螢幕包括相對設置的第一電極、第二電極以及位於所述第一電極和所述第二電極之間的感應層，所述感應層採用具有壓電效應的透明材料形成。
2.根據權利要求1所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述觸控螢幕還包括傳輸線以及處理器，每一所述傳輸線分別與所述第一電極或所述第二電極以及所述處理器連接，所述第一電極和所述第二電極用於收集所述感應層因外力作用而引起的電信號，所述傳輸線將所述電信號傳送到所述處理器；所述處理器對所述電信號進行分析處理，並獲得所述電信號的位置坐標。
3.根據權利要求2所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述感應層包括多個孤立設置的壓電感應模塊，所述第一電極包括多個第一子電極，所述第二電極包括多個第二子電極，所述第一子電極與所述第二子電極成對地、且分別與所述壓電感應模塊對應孤立設置，每一所述第一子電極與所述第二子電極均通過所述傳輸線與所述處理器連接。
4.根據權利要求3所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述壓電感應模塊的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，所述第一子電極和所述第二子電極的截面形狀為圓形、方形或菱形中的任一種形狀，且每一所述第一電極和所述第二電極的截面面積不小於對應的所述壓電感應模塊的截面面積。
5.根據權利要求2所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述感應層包括由多個垂直交叉設置的條狀傳感器融合形成的網格狀的壓電感應模塊，所述第一電極包括多個第一條狀電極，所述第二電極包括多個第二條狀電極，所述第一條狀電極和所述第二條狀電極垂直交叉設置、且分別與具有同一排列方向的條狀傳感器對應設置，每一所述第一條狀電極與所述第二條狀電極均通過所述傳輸線與所述處理器連接。
6.根據權利要求1-5任一項所述的觸控螢幕，其特徵在於，形成所述感應層的具有壓電效應的透明材料包括聚乳酸壓電薄膜或壓電陶瓷薄膜，所述第一電極採用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅、氧化銦錫或氧化銦鎵錫中的至少一種形成，所述第二電極採用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅、氧化銦錫或氧化銦鎵錫中的至少一種形成。
7.根據權利要求1-5任一項所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述第二電極的外側還設置有保護層，所述保護層採用玻璃或者採用有機透明材料形成。
8.—種顯示面板，包括顯示屏以及設置於所述顯示屏外側的觸控螢幕，其特徵在於，所述觸控螢幕採用權利要求1-7任一項所述的觸控螢幕。
9.根據權利要求8所述的顯示面板，其特徵在於，所述顯示屏和所述觸控螢幕通過粘結方式粘合形成整體。
10.根據權利要求8所述的顯示面板，其特徵在於，所述顯示屏為液晶顯示屏、OLED顯示屏或等離子顯示屏。
【文檔編號】G06F3/041GK104281328SQ201410609650
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】王慶浦, 胡明 申請人:合肥鑫晟光電科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司