用于檢測壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及用于檢測壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置，尤其涉及一種適用于檢測觸摸位置的觸摸輸入裝置且用于檢測觸摸壓力的電極片。
【背景技術】
[0002]用于操作計算系統的輸入裝置有多種類型。例如，按鍵(button)、鍵(key)、操縱桿(joystick)及觸摸屏之類的輸入裝置。由于觸摸屏簡單易操作，因此觸摸屏在操作計算系統方面的利用率增大。
[0003]觸摸屏可以構成包括觸摸感測板(touch sensor panel)的觸摸輸入裝置的觸摸表面，其中觸摸感測板可以是具有觸摸-感應表面(touch-sensitive surface)的透明板。這種觸摸感測板附著在顯示屏的前面，觸摸-感應表面能夠蓋住顯示屏中看得見的面。用戶用手指等對觸摸屏單純觸摸即可操作計算系統。通常，計算系統識別觸摸屏上的觸摸及觸摸位置并解析這種觸摸，從而能夠相應地執行運算。
[0004]因此需要一種觸摸屏受到觸摸時不僅能夠檢測觸摸位置，還能夠檢測觸摸壓力大小的觸摸輸入裝置。
【發明內容】
[0005]技術問題
[0006]本發明的目的在于提供一種用于檢測觸摸壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0007]本發明的另一目的在于提供一種用于檢測觸摸位置的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0008]技術方案
[0009]根據本發明實施例的電極片包括電極層及支撐層，所述電極層包括第一電極與第二電極，所述電極片用于檢測隨基準電位層與所述電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極與所述第二電極之間電容的變化，其中所述基準電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。
[0010]根據本發明另一實施例的電極片包括電極層及支撐層，所述電極片用于檢測隨基準電位層與所述電極層之間的相對距離變化而變化的所述電極層與所述基準電位層之間電容的變化，其中所述基準電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。
[0011]根據本發明又一實施例的電極片包括第一電極層、第二電極層及支撐層，所述電極片用于檢測隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。
[0012]根據本發明又一實施例的電極片包括第一電極片及第二電極片，所述第一電極片包括第一電極層及第一支撐層，所述第二電極片包括第二電極層及第二支撐層，所述電極片用于檢測隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述第一支撐層及所述第二支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。
[0013]根據本發明又一實施例的觸摸輸入裝置包括:電極片；基板；以及顯示模塊。其中，電極片可以包括電極層及支撐層，所述電極層包括第一電極與第二電極，所述電極片用于檢測隨基準電位層與所述電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極與所述第二電極之間電容的變化，其中所述基準電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。所述電極片還可以用于檢測隨基準電位層與所述電極層之間的相對距離變化而變化的所述電極層與所述基準電位層之間電容的變化。而且，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，所述顯示模塊在受到所述壓力時發生彎曲，并且所述電極片的所述電極層與所述基準電位層之間的距離隨所述顯示模塊彎曲而變化。
[0014]根據本發明又一實施例的觸摸輸入裝置包括:電極片；基板；以及顯示模塊。其中，電極片可以包括第一電極層、第二電極層及支撐層，所述電極片用于檢測隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。所述電極片還可以包括第一電極片及第二電極片，所述第一電極片包括第一電極層及第一支撐層，所述第二電極片包括第二電極層及第二支撐層，所述電極片用于檢測隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述第一支撐層及所述第二支撐層可以由受到壓力時彎曲且壓力解除時恢復原狀態的材料形成。而且，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，所述顯示模塊在受到所述壓力時發生彎曲，并且所述電極片的所述第一電極層與所述第二電極層之間的距離隨所述顯示模塊彎曲而變化。
[0015]根據本發明又一實施例的觸摸輸入裝置包括:所述電極片；基板；以及顯示模塊，其中，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，而且所述電極片與所述基板或所述電極片與所述顯示模塊之間具有隔離層。
[0016]技術效果
[0017]根據本發明的實施例，能夠提供一種用于檢測觸摸壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0018]根據本發明的實施例，還能夠提供一種用于檢測觸摸位置的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
【附圖說明】
[0019]圖1為電容式的觸摸感測板及執行其工作的構成的概要圖；
[0020]圖2a、圖2b及圖2c為根據本發明實施例的觸摸輸入裝置中顯示模塊與觸摸感測板的相對位置的概念圖；
[0021]圖3a至圖3h為根據本發明實施例的包括壓力電極的電極片的剖面圖；
[0022]圖3i為顯示根據本發明實施例的對應于隨電極層與基準電位層之間的距離變化的電容變化量的示意圖；
[0023]圖4a至圖4f顯示觸摸輸入裝置適用根據本發明實施例的電極片的第一例；
[0024]圖5a至圖5i顯示觸摸輸入裝置適用根據本發明實施例的電極片的第二例；
[0025]圖6a至圖6h顯示觸摸輸入裝置適用根據本發明實施例的電極片的第三例；
[0026]圖7a至圖7e顯示設置于根據本發明實施例的用于檢測觸摸壓力的電極片的壓力電極圖形；
[0027]圖8a及圖Sb顯示適用根據本發明實施例的電極片的觸摸輸入裝置中觸摸壓力的大小與飽和面積之間的關系；
[0028]圖9中(a)至(d)顯示根據本發明實施例的電極片的剖面；
[0029]圖1Oa及圖1Ob顯示觸摸輸入裝置適用根據本發明實施例的電極片的第四例；
[0030]圖1la及圖1lb顯示根據本發明實施例的電極片的附著方法；
[0031]圖12a至圖12c顯示將根據本發明實施例的電極片連接在觸摸感測電路上的方法;
[0032]圖13a至圖13d顯示根據本發明實施例的電極片包括多個信道的構成；
[0033]圖14是通過非導電性客體加壓適用根據本發明實施形態的電極片的觸摸輸入裝置的觸摸表面中心部的實驗得到的客體克重與電容變化量的對應關系的坐標圖；
[0034]圖15a至圖15c顯示根據本發明實施例的電極片所包含的第一電極及第二電極的形態。
[0035]附圖標記說明
[0036]1000:觸摸輸入裝置100:觸摸感測板
[0037]120:驅動部110:感測部
[0038]130:控制部200:顯示模塊
[0039]300:基板400:壓力檢測模塊
[0040]420:隔離層440:電極片
[0041]450、460:第一、第二電極470:第一絕緣層
[0042]471:第二絕緣層470a、471a:電極覆蓋層
[0043]470b、47 Ib:支撐層430:粘接層
[0044]435:保護層480:彈性層
【具體實施方式】
[0045]以下通過顯示本發明特定實施例的附圖對本發明進行具體說明。通過詳細說明使得本領域普通技術人員足以實施本發明。本發明的多種實施例雖各不相同，但并非相互排斥。附圖中類似的附圖標記在各方面表示相同或類似的功能。
[0046]以下參照【附圖說明】能夠適用根據本發明實施例的用于檢測觸摸壓力的電極片的觸摸輸入裝置。以下說明觸摸感測板100為電容方式的情況，但也可以適用能夠通過任意方式檢測觸摸位置的觸摸感測板100。
[0047]圖1為能夠適用根據本發明實施例的電極片的設置于觸摸輸入裝置的電容式的觸摸感測板100及執行其動作的構成的概要圖。參照圖1，觸摸感測板100包括多個驅動電極TXl至TXn及多個接收電極RXl至RXm，可包括驅動部120及感測部110，其中驅動部120為了所述觸摸感測板100的動作而向所述多個驅動電極TXl至TXn施加驅動信號，感測部110接收包括對觸摸感測板100的觸摸表面進行觸摸時發生變化的電容變化量信息的感測信號以檢測觸摸及觸摸位置。
[0048]如圖1所示，觸摸感測板100可包括多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm。圖1顯示觸摸感測板100的多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm構成正交陣列，但本發明不限于此，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm可以構成對角線、同心圓及三維隨機排列等任意維度及其應用排列。其中η及m是正整數，兩者的值可以相同或不同，大小可以因實施例而異。
[0049]如圖1所示，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm可排列成分別相互交叉。驅動電極TX包括向第一軸方向延長的多個驅動電極TXl至TXn，接收電極RX可包括向交叉于第一軸方向的第二軸方向延長的多個接收電極RXl至RXm。
[0050]根據本發明實施例的觸摸感測板100，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm可形成于相同的層。例如，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm可形成于絕緣膜(未示出)的同一面上。并且，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm也可以形成于不同的層。例如，多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm也可以分別形成于一個絕緣膜(未示出)的兩面，或者，多個驅動電極TXl至TXn形成于第一絕緣膜(未示出)的一面，多個接收電極RXl至RXm形成于不同于所述第一絕緣膜的第二絕緣膜(未示出)的一面上。
[0051]多個驅動電極TXl至TXn與多個接收電極RXl至RXm可以通過由透明導電物質(例如，由二氧化錫(SnO2)及氧化銦(In2O3)等構成的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide ；ΙΤ0)或氧化鋪錫(Antimony Tin Oxide ；AT0))等形成。但這只是舉例而已，實際上驅動電極TX及接收電極RX也可以由其他透明導電物質或非透明導電物質形成。例如，驅動電極TX及接收電極RX可以由包括銀墨(silver ink)、銅(copper)、納米銀(nano silver)及碳納米管(Carbon Nanotube ；CNT)中至少一種的物質構成。并且，驅動電極TX及接收電極RX可以由金屬網(metal mesh)構成。
[0052]根據本發明實施例的驅動部120可以向驅動電極TXl至TXn施加驅動信號。根據本發明的實施例，驅動信號可以以一次向一個驅動電極施加的方式依次施加到第一驅動電極TXl至第η驅動電極TXn。上述施加驅動信號的過程可以再次重復進行。但這只是舉例而已，其他實施例可以同時向多個驅動電極施加驅動信號。
[0053]感測部110可以通過接收電極RXl至RXm接收包括關于被施加驅動信號的驅動電極TXl至TXn與接收電極RXl至RXm之間生成的電容(Cm) 101的信息的感測信號，以此檢測觸摸與否及觸摸位置。例如，感測信號可以是施加到驅動電極TX的驅動信號通過驅動電極TX與接收電極RX之間生成的電容(Cm) 101耦合的信號。如上，可以將通過接收電極RXl至RXm感測施加到第一驅動電極TXl至第η驅動電極TXn的驅動信號的過程稱為掃描(scan)觸摸感測板100。
[0054]例如，感測部110可包括與各接收電極RXl至RXm通過開關連接的接收器(未示出)。所述開關在感測相應接收電極RX的信號的時間區間開啟(on)，以使接收器能夠從接收電極RX感測到感測信號。接收器可包括放大器(未示出)及結合于放大器的負(_)輸入端與放大器的輸出端之間即反饋路徑的反饋電容器。此處，放大器的正(+)輸入端可與接地(ground)連接。并且，接收器還可以包括與反饋電容器并聯的復位開關。復位開關可以對接收器執行的從電流到電壓的轉換進行復位。放大器的負輸入端可以連接于相應接收電極RX，接收包括關于電容(Cm)1l的信息的電流信號后通過積分轉換為電壓。感測部110還可以包括將通過接收器積分的數據轉換為數字數據的模數轉換器(未示出:analog todigital converter ；ADC)。數字數據隨后輸入到處理器(未示出)，通過處理用于獲取對觸摸感測板100的觸摸信息。感測部110在包括接收器的同時還可以包括ADC及處理器。
[0055]控制部130可以執行控制驅動部120與感測部110的動作的功能。例如，控制部130可以生成驅動控制信號后發送給驅動部120使得驅動信號能夠在預定時間施加到預先設定的驅動電極TX。并且，控制部130可以生成感測控制信號后發送給感測部110，使感測部110在預定時間從預先設定的接收電極RX接收感測信號并執行預先設定的功能。
[0056]圖1中驅動部120及感測部110可以構成能夠感測對觸摸感測板100的觸摸與否及觸摸位置的觸摸檢測裝置(未標出)。觸摸檢測裝置還可以包括控制部130。觸摸檢測裝置可以在包括觸摸感測板100的觸摸輸入裝置1000中集成于作為觸摸感測電路的觸摸感測 IC(touch sensing Integrated Circuit，圖 12a 中的 150)(未示出)上。觸摸感測板100中的驅動電極TX及接收電極RX例如可以通過導電線路(conductive trace)及/或印刷于電路板上的導電圖形(conductive pattern)等連接到觸摸感測集成電路中的驅動部120及感測部110。觸摸感測IC 150可以位于印刷有導電圖形的電路板上，例如圖12a中160表示的第一印刷電路板(以下簡稱‘第一 PCB’ )。根據實施例，觸摸感測IC可以裝配在用于觸摸輸入裝置1000工作的主板(main board)上。
[0057]如上所述，驅動電極TX與接收電極RX的每個交叉點都生成預定值的電容Cm，手指之類的客體靠近觸摸感測板100時這種電容的值可以發