具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的制作方法

具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有壓力感應和觸控功能的顯示面板。所述顯示面板包括一公共電極層、用于檢測觸摸位置的多組觸控電極和用于檢測觸壓力度的壓力感應電極，其中，所述公共電極設置于所述觸控電極和所述壓力感應電極之間，所述觸控電極更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。通過將公共電極層設置于多組觸控電極和壓力感應電極之間，由于公共電極層無電流流動使其整層等效為接地狀態，采用其作為保護層可以防止多組觸控電極和壓力感應電極之間相互干擾。
【專利說明】
具有壓力感應和觸控功能的顯示面板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及觸控技術領域，特別涉及一種具有壓力感應和觸控功能的顯示面板。
【【背景技術】】
[0002]觸控顯示面板已成為當前最簡便的人機交互的電子設備。其具有觸控功能和顯示功能的結合特性，可以廣泛適用于目前隨身攜帶的電子裝置，如智能手機，平板電腦或筆記本電腦。為了進一步提高人機交互的使用體驗，更為新穎的是在觸控顯示面板的基礎功能之上增加壓力感應的功能。
[0003]目前的具有壓力感應的觸控顯示面板包括一觸控模組、一壓力感應層及一顯示模組，三者之間逐層疊加。在制作過程中，例如是先將壓力感應層貼合于觸控模組之后，再將這二者的組合體貼合于顯示模組之上形成具有壓力感應的觸控顯示面板。這樣的組裝一來會使組裝后的模組疊層厚度較大，不符合輕薄化概念的產品設計理念，二來會使組裝工序過于繁瑣，降低生產效率。
[0004]此外，由于壓力感應層的檢測信號與觸控模組檢測觸摸位置的檢測信號為兩路獨立的信號，彼此之間較易互相干擾降低檢測IC的處理精度。一般的處理方式是在兩個功能的疊層之間附加一屏蔽層隔絕兩種信號以避免干擾。但是，如果再額外增加一屏蔽層的話，不僅又多一道組裝工序，更加降低生產效率和產品良率，而且更會增加最終制作出的具有壓力感應的觸控顯示面板的疊層厚度，使這種組裝方式的弊端更加凸顯。
[0005]所以，一種可以在不增加具有壓力感應功能之觸控顯示面板厚度的基礎之上，來解決觸摸位置的檢測信號和壓力感應層的檢測信號互相干擾的一種更優方案，乃為所冀。
【【實用新型內容】】
[0006]為了克服現有具有壓力感應的觸控顯示面板所存在的技術問題，本實用新型提供了一種新型的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板。
[0007]本實用新型解決技術問題的方案是提供一種具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，所述顯示面板包括一公共電極層、用于檢測觸摸位置的多組觸控電極和用于檢測觸壓力度的壓力感應電極，其中，所述公共電極設置于所述觸控電極和所述壓力感應電極之間，所述觸控電極更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。
[0008]在一實施方式中，顯示面板進一步包括一上基板，所述上基板位于所述觸控電極與所述公共電極之間。
[0009]在一實施方式中，顯不面板進一步包括一偏光片，所述觸控電極是位于所述偏光片和所述上基板之間。
[0010]在一實施方式中，顯示面板進一步包括一上基板，所述觸控電極位于所述上基板與所述公共電極之間。
[0011 ]在一實施方式中，顯示面板還包括一彩色濾光層，位于所述上基板與所述公共電極之間，其中所述觸控電極是位于所述上基板與所述彩色濾光層之間。
[0012]在一實施方式中，顯示面板還包括一液晶層、一像素電極層，和一下基板，所述公共電極和所述像素電極層分別位于所述液晶層的上下兩個表面上，且所述公共電極更靠近使用者觸摸或者觀察的一側，所述像素電極位于所述液晶層與所述下基板之間。
[0013]在一實施方式中，所述壓力感應電極位于所述像素電極層與所述下基板之間。
[0014]在一實施方式中，所述壓力感應電極與所述像素電極層之間以一第一絕緣層電性絕緣。
[0015]在一實施方式中，所述壓力感應電極是與所述像素電極層同層地設置于所述液晶層與所述下基板之間。
[0016]在一實施方式中，所述像素電極層包括多個像素電極，所述壓力感應電極設置于各所述像素電極之間的間隙中。
[0017]在一實施方式中，所述下基板是位于所述壓力感應電極與所述像素電極層之間。
[0018]在一實施方式中，所述顯示面板還包括一液晶層和一像素電極層和一下基板，所述像素電極位于所述液晶層與所述下基板之間，所述公共電極層位于所述像素電極層與所述下基板之間，所述公共電極層與所述像素電極層之間以一第二絕緣層電性絕緣，所述液晶層更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。
[0019]在一實施方式中，所述壓力感應電極位于所述公共電極層與所述下基板之間，所述壓力感應電極與所述公共電極層之間以一第三絕緣層電性絕緣。
[0020]在一實施方式中，所述下基板位于所述公共電極與所述壓力感應電極之間。
[0021]與現有技術相比，本實用新型的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板通過設置多組觸控電極和至少一壓力感應電極層，實現了同時檢測觸摸位置和觸摸力度的效果。這樣的設計滿足了人們的多方面需求，比如在玩手游的時候，系統不僅感測觸摸位置，且同時會增加手指按壓力的檢測信號輸入，使得操作者的一次觸壓動作可以得到更多方面的信號輸入，從而提高游戲的娛樂感、加強觸摸屏的用戶體驗度。
[0022]壓力感應電極感測信號的方式為電阻式的檢測原理，該電阻式的壓力感應電極是通過電阻值的變化來檢測壓力的變化，且由于每個壓力感應電極之間彼此獨立，當觸摸點的阻值發生變化時，應變僅在受觸壓點比較明顯，其旁邊的點受到影響不大，從而使識別精度提高。
[0023]通過將公共電極層設置在多組觸控電極和壓力感應電極之間，由于公共電極層無電流流動使其整層等效為接地狀態，采用其作為保護層可以防止多組觸控電極和壓力感應電極之間相互干擾。
【【附圖說明】】
[0024]圖1A是本實用新型第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
[0025]圖1B是本實用新型第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板中多組觸控電極的平面結構示意圖。
[0026]圖1C是本實用新型第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板中至少一壓力感應電極的平面結構示意圖。
[0027]圖1D是本實用新型第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板中觸摸位置檢測原理示意圖。
[0028]圖2是本實用新型第二實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
[0029]圖3是本實用新型第三實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
[0030]圖4A是本實用新型第四實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
[0031]圖4B是本實用新型第四實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板中像素電極與壓力感應電極同層設置的電極圖案示意圖。
[0032]圖5是本實用新型第五實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
[0033]圖6是本實用新型第六實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板的疊層結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0034]為了使本實用新型的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0035]請參閱圖1A，本實用新型的第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10從上至下依次包括偏光片101、上基板102、彩色濾光層103、公共電極層104、液晶層105、像素電極層106和下基板107。此處及后續實施例所述的“上”即為使用者觸摸或者觀察的一側。公共電極層104和像素電極層106分別位于液晶層105的上下兩個表面，且公共電極層104是更靠近使用者觸摸或者觀察的一側，且公共電極層104位于彩色濾光層103和液晶層105之間。
[0036]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10進一步包括多組觸控電極108和至少一壓力感應電極109，公共電極層104設置于多組觸控電極108和至少一壓力感應電極109之間。最佳地，所述的多組觸控電極108為一基于電容式感測原理的電極層，用于偵測一觸壓信號的平面位置;所述的壓力感應電極109為一基于壓阻式感測原理的電極，用于偵測一觸壓信號的力度大小。多組觸控電極108相對于壓力感應電極109更靠近使用者觸摸或者觀察的一側而設置，如此一來可以在保持具有壓力感應功能的基礎之上，又不會降低多組觸控電極108對位置的感測靈敏度，因為如果多組觸控電極108愈遠離觸摸表面，其對位置檢測的靈敏度就會愈低，反而壓力感應電極109受其與觸控操作表面的遠近的影響較小。
[0037]具體地，多組觸控電極108成形于上基板102之上表面，即位于偏光片101與上基板102之間，這時上基板102為多組觸控電極108的承載基板。壓力感應電極109成形于下基板107之上表面，位于像素電極層106與下基板107之間。像素電極層106與壓力感應電極109之間進一步設置一第一絕緣層110進行絕緣。上基板102和下基板107為硬質基板，如采用強化玻璃，藍寶石等諸如此類材料制作而成。
[0038]在本實施例中，公共電極層104設置于多組觸控電極108和壓力感應電極109之間，使公共電極層104充當了該二者之間本該存在的屏蔽層，從而在不增加疊層厚度的基礎之上避免多組觸控電極108和壓力感應電極109之間信號互相干擾。
[0039]請參閱圖1B，多組觸控電極108包括在第一方向上(以下簡稱X方向)陣列設置的多個第一電極串1081，和在第二方向上(以下簡稱Y方向)陣列設置的多個第二電極串1083，該第一電極串1081與第二電極串1083位于同一層，多個第一電極串1081與多個第二電極串1083共同用于檢測觸壓信號的平面位置。
[0040]第一電極串1081和第二電極串1083可以采用橋接結構實現同層設計，控制該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10的疊層厚度;也可以采用Non-cross (不重疊互補設計)結構實現同層設計，控制該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10的疊層厚度。
[0041 ] 請參閱圖1C，至少一壓力感應電極層109呈陣列排布，該每一壓力感應電極109用于偵測所處位置觸壓信號的力度大小，其通過感測由于手指的觸摸按壓而產生的阻值變化來感測壓力大小。壓力感應電極109采用壓印、絲印、
[0042]蝕刻、涂布等工藝成型在下基板107上，當使用者施加一觸壓動作給下部的疊層時，如下基板107會受到按壓力發生形變，致使當下觸摸位置處的至少一個壓力感應電極109會將應變量的大小反饋至處理芯片12進行處理。
[0043]每一壓力感應電極109均包括一輸入導線1092和輸出導線1093，每一壓力感應電極109與一輸入導線1092、一輸出導線1093構成回路，實現信號的傳輸，輸入導線1092與輸出導線1093導通連接到處理芯片12。
[0044]請進一步參閱圖1D，本實施例中壓力感應電極109在借助電阻式感測原理偵測信號變化時，偵測的是電阻信號，其中Am為電阻值變化量。而觸摸點的位置往往不會剛好在壓力感應電極109的上方。所以，如何計算出較為精確的按壓力道大小，需要結合檢測到的觸摸信號并利用系統預設的計算公式來進行確定。偵測到觸摸點的位置坐標(Xo，Yo)后，測量與(Xo，Yo)距離最近的四個壓力感應電極109的電阻值變化情況，觸摸點(Xo，Yo)大致位于四個壓力感應電極109之間，各壓力感應電極109的坐標值如圖1D中所示，Aml、Δπι2、Δm3、Am4為對應的I號、2號、3號、4號壓力感應電極109的信號變化值，當觸摸點位于相鄰的四個壓力感應電極109之間，造成4個壓力感應電極109的信號改變時，系統預設的公式為△m0 = ( △ ml+ △ m2+ Δ m3+ Δ m4)來，定義觸摸點(Xo，Yo)的電阻值變化情況，并根據按壓力大小與Am的對應關系判斷按壓力道的大小。
[0045]與現有技術相比，本實用新型的第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10通過設置多組觸控電極108和壓力感應電極109，實現了同時檢測觸摸位置和觸摸力度的效果。壓力感應電極109感測信號的方式為電阻式的檢測原理，該電阻式的壓力感應電極109是通過電阻值的變化來檢測壓力的變化，且由于每個壓力感應電極109之間彼此獨立，當觸摸點的阻值發生變化時，應變僅在受觸壓點比較明顯，其旁邊的點受到影響不大，從而使識別精度提尚。
[0046]通過將公共電極層104設置在多組觸控電極108和壓力感應電極109之間，由于公共電極層104無電流流動使其整層等效為接地狀態，采用其作為保護層可以防止多組觸控電極108和壓力感應電極109之間相互干擾。
[0047]請參閱圖2，本實用新型的第二實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板20從上至下依次包括偏光片201、上基板202、彩色濾光層203、公共電極層204、液晶層205、像素電極層206、第一絕緣層210和下基板207，公共電極層204和像素電極層206分別位于液晶層205的上下兩個表面上，且公共電極層204位于彩色濾光層203和液晶層205之間。
[0048]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板20進一步包括多組觸控電極208和至少一壓力感應電極209，公共電極層204設置于多組觸控電極208和壓力感應電極209之間。與第一實施例不同的是，所述多組觸控電極208成形于上基板202之下表面，即彩色濾光層203位于上基板202與公共電極204之間，而多組觸控電極208位于上基板202與彩色濾光層203之間。除了多組觸控電極208的位置不同，本實用新型的第二實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板20的其他結構和功能與第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10相同。
[0049]請參閱圖3，本實用新型的第三實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板30從上至下依次包括偏光片301、上基板302、彩色濾光層303、公共電極層304、液晶層305、像素電極層306和下基板307，公共電極層304和像素電極層306分別位于液晶層305的上下兩個表面上，且公共電極層304位于彩色濾光層303和液晶層305之間。
[0050]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板30進一步包括多組觸控電極308和至少一壓力感應電極309，公共電極層304設置于多組觸控電極308和壓力感應電極309之間。與第一實施例不同的是，所述壓力感應電極309成形于下基板302之下表面，即下基板302位于壓力感應電極309與像素電極層306之間；所述多組觸控電極308可以如第一實施例中所述成形于上基板302之上表面，也可以如第二實施例中所述形于上基板302之下表面。除此之外，本實用新型的第三實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板30的其他結構和功能與第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10相同。
[0051 ]在本實施例中，由于將壓力感應電極309成形于下基板302之下表面，使得壓力感應電極309與像素電極層306之間存在一下基板302作為絕緣層，相對于第一實施例來說，可以省去第一絕緣層110，進而降低疊層的厚度。
[0052]請參閱圖4A和圖4B，本實用新型的第四實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板40從上至下依次包括偏光片401、上基板402、彩色濾光層403、公共電極層404、液晶層405、像素電極層406和下基板407，公共電極層404和像素電極層406分別位于液晶層405的上下兩個表面上，且公共電極層404位于彩色濾光層403和液晶層405之間。
[0053]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板40進一步包括多組觸控電極408和至少一壓力感應電極409，公共電極層404設置于多組觸控電極408和壓力感應電極409之間。與第一實施例不同的是，像素電極層406包括多個陣列設置的像素電極4061，該至少一壓力感應電極409穿插設置于像素電極層406之多個像素電極4061的間隙中形成同層設計結構使所述像素電極層406具有壓力感測的功能。該同層設計的像素電極層406成形于下基板407之上表面，且位于液晶層405的下部。所述多組觸控電極408可以如第一實施例中所述成形于上基板402之上表面，也可以如第二實施例中所述成形于上基板402之下表面。除此之外，本實用新型的第四實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板40的其他結構和功能與第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10相同。
[0054]在本實施例中，具有壓力感應和觸控功能的顯示面板40通過將像素電極4061和至少一壓力感應電極409交錯設置于同一層上，使整個具有壓力感應和觸控功能的顯示面板40的厚度進一步降低，使用起來更加輕薄。
[0055]請參閱圖5，本實用新型的第五實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板50從上至下依次包括偏光片501、上基板502、彩色濾光層503、液晶層505、像素電極層506、公共電極層504和下基板507。
[0056]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板50進一步包括多組觸控電極508和至少一壓力感應電極509，公共電極層504設置于多組觸控電極508和壓力感應電極509之間。與第一實施例不同的是，像素電極層506和公共電極層504均位于液晶層505的下側，該公共電極層504位于像素電極層506之下側且該兩者之間通過第二絕緣層520將該兩層之間絕緣隔離，即像素電極層506是位于液晶層505與下基板507之間，公共電極層504位于像素電極506與下基板507之間，其中液晶層505是更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。壓力感應電極509成形于下基板507之上表面，即位于下基板507與公共電極層504之間，在公共電極層504與感應電極層509之間還設置一第三絕緣層510將兩層之間絕緣隔離。所述多組觸控電極508可以如第一實施例中所述成形于上基板502之上表面，也可以如第二實施例中所述形于上基板502之下表面。除此之外，本實用新型的第五實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板50的其他結構和功能與第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10相同。
[0057]請參閱圖6，本實用新型的第六實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板60從上至下依次包括偏光片601、上基板602、彩色濾光層603、液晶層605、像素電極層606、公共電極層604和下基板607。
[0058]該具有壓力感應和觸控功能的顯示面板60進一步包括多組觸控電極608和至少一壓力感應電極609，公共電極層604設置于多組觸控電極608和壓力感應電極609之間。與第一實施例不同的是，像素電極層606和公共電極層604均位于液晶層605的下部，該公共電極層604位于像素電極層606之下部且該兩者之間通過第二絕緣層620將該兩層之間絕緣隔離。壓力感應電極609成形于下基板607之下表面，即下基板位于公共電極與壓力感應電極609之間。所述多組觸控電極608可以如第一實施例中所述成形于上基板602之上表面，也可以如第二實施例中所述形于上基板602之下表面。除此之外，本實用新型的第六實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板60的其他結構和功能與第一實施例具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10相同。
[0059]在本實施例中，由于將壓力感應電極609成形于下基板602之下表面，使得壓力感應電極609與公共電極604之間存在一下基板602作為絕緣層，相對于第五實施例來說，可以省去第一絕緣層510，進而降低疊層的厚度。
[0060]與現有技術相比，本實用新型的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板10通過設置多組觸控電極108和至少一壓力感應電極層109，實現了同時檢測觸摸位置和觸摸力度的效果。這樣的設計滿足了人們的多方面需求，比如在玩手游的時候，系統不僅感測觸摸位置，且同時會增加手指按壓力的檢測信號輸入，使得操作者的一次觸壓動作可以得到更多方面的信號輸入，從而提高游戲的娛樂感、加強觸摸屏的用戶體驗度。
[0061]壓力感應電極109感測信號的方式為電阻式的檢測原理，該電阻式的壓力感應電極109是通過電阻值的變化來檢測壓力的變化，且由于每個壓力感應電極109之間彼此獨立，當觸摸點的阻值發生變化時，應變僅在受觸壓點比較明顯，其旁邊的點受到影響不大，從而使識別精度提尚。
[0062]通過將公共電極層104設置在多組觸控電極108和壓力感應電極109之間，由于公共電極層104所在層無電流流動使其整層等效為接地狀態，采用其作為保護層可以防止多組觸控電極108和壓力感應電極109之間相互干擾。
[0063]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的原則之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述顯示面板包括一公共電極層、用于檢測觸摸位置的多組觸控電極和用于檢測觸壓力度的壓力感應電極，其中，所述公共電極設置于所述觸控電極和所述壓力感應電極之間，所述觸控電極更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。2.如權利要求1所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:進一步包括一上基板，所述上基板位于所述觸控電極與所述公共電極之間。3.如權利要求2所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:進一步包括一偏光片，所述觸控電極是位于所述偏光片和所述上基板之間。4.如權利要求1所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:進一步包括一上基板，所述觸控電極位于所述上基板與所述公共電極之間。5.如權利要求4所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:還包括一彩色濾光層，位于所述上基板與所述公共電極之間，其中所述觸控電極是位于所述上基板與所述彩色濾光層之間。6.如權利要求1所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:還包括一液晶層、一像素電極層，和一下基板，所述公共電極和所述像素電極層分別位于所述液晶層的上下兩個表面上，且所述公共電極更靠近使用者觸摸或者觀察的一側，所述像素電極位于所述液晶層與所述下基板之間。7.如權利要求6所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述壓力感應電極位于所述像素電極層與所述下基板之間。8.如權利要求7所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述壓力感應電極與所述像素電極層之間以一第一絕緣層電性絕緣。9.如權利要求6所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述壓力感應電極是與所述像素電極層同層地設置于所述液晶層與所述下基板之間。10.如權利要求9所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述像素電極層包括多個像素電極，所述壓力感應電極設置于各所述像素電極之間的間隙中。11.如權利要求6所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述下基板是位于所述壓力感應電極與所述像素電極層之間。12.如權利要求1所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述顯示面板還包括一液晶層和一像素電極層和一下基板，所述像素電極位于所述液晶層與所述下基板之間，所述公共電極層位于所述像素電極層與所述下基板之間，所述公共電極層與所述像素電極層之間以一第二絕緣層電性絕緣，所述液晶層更靠近使用者觸摸或者觀察的一側。13.如權利要求12所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述壓力感應電極位于所述公共電極層與所述下基板之間，所述壓力感應電極與所述公共電極層之間以一第三絕緣層電性絕緣。14.如權利要求12所述的具有壓力感應和觸控功能的顯示面板，其特征在于:所述下基板位于所述公共電極與所述壓力感應電極之間。
【文檔編號】G06F3/041GK205563505SQ201620106142
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】魏財魁, 葉財金, 鄭懷彬
【申請人】宸鴻科技(廈門)有限公司