觸摸面板的制作方法
【專利摘要】根據本實施方式的觸摸面板包括：基板，其包括有效區和包圍有效區的偽區；在基板上的透明電極；以及在偽區上的外部偽層，其中，外部偽層包含壓電材料。
【專利說明】觸摸面板
【技術領域】
[0001]本公開涉及觸摸面板。
【背景技術】
[0002]根據現有技術的電阻式觸摸面板和電容式觸摸面板在實現所有屏幕輸入時僅可以簡單識別觸摸的位置信息而無法識別觸摸的強度或力度。此外，由于在顯示層的頂端處布置觸摸面板層，所以結構變得復雜并且顯示的可見度劣化。因此，已對除現有方案以外的使用壓電元件的觸摸面板進行了研究和學習。
[0003]由于壓電元件具有能夠將機械信號(如壓力)轉換成電信號的特性，所以壓電元件已廣泛地用于傳感器，如壓力傳感器或超聲傳感器。
[0004]然而，隨著電子電器的廣泛使用，用戶存在使用具有各種功能的電子電器的各種需求。因此，在對觸摸面板進行觸摸時，需要通過提供各種反饋，如觸覺反饋或局部觸覺反饋，來使用戶的體驗最大化。
【發明內容】
[0005]技術問題
[0006]本實施方式提供了一種能夠實現獨特的觸覺的觸摸面板。
[0007]問題的解決方案
[0008]根據本實施方式，提供了一種觸摸面板，其包括:基板，所述基板包括有效區和圍繞有效區的偽區；在基板上的透明電極；以及在偽區上的外部偽層，其中，外部偽層包含壓電材料。
[0009]發明的有益效果
[0010]根據本實施方式的觸摸面板包括具有壓電材料的多個外部偽層。外部偽層的顏色可以根據具有顏色的壓電材料來被不同地實施。
[0011]外部偽層可以根據通過壓力識別得到的觸摸壓力的強度來提供各種觸覺。也就是說，外部偽層可以產生壓電效應。
[0012]因此，因為根據通過外部偽層的觸摸壓力在觸摸點處生成電壓，所以可以對壓力的強度和位置進行檢測。
[0013]由于用于提供振動力的單獨的壓電層可能因外部偽層的存在而省略，所以可以實現厚度減小。此外，可以通過憑借觸摸壓力實施反饋來使用戶的體驗最大化。也就是說，可以通過憑借外部偽層在觸摸面板上實施觸覺反饋來提高觸摸壓力的準確度，并且可以通過提供紋理的感覺來使用戶的體驗最大化。詳細地，可以提供顯示在顯示器上的對象的粗糙度或柔軟度。
[0014]此外，設置了多個外部偽層使得可以向多個局部區域施加觸覺。可以從多個局部區域XL、XR、YL和YR生成互相不同的觸覺反饋。因此，由于上表面、下表面、左表面和右表面的四個表面的交疊振動，因此可以表示不同的觸覺。此外，可以向因局部振動的交互作用而生成觸覺的表面引入差拍振動(beats)，并且可以生成各種類型的振動圖案。
[0015]此外，當輸入工具(如手指)觸摸基板的頂表面時，電壓和激勵頻率發生變化，并且外部偽層生成超聲波使得基板可以振動。手指與基板之間的空氣層的壓力可能因基板的振動而變化。此外，空氣層的粘性可以變化以生成觸覺，并且可以提供獨特的觸覺。也就是說，當被觸摸時，可以通過調整激勵頻率特性來提供由空氣層的粘性和壓力特性的變化而引起的觸覺。
[0016]此外，可以通過振動流動來呈現移動的方向。也就是說，可以通過生成外部偽層的順序流動或復合流動來呈現動態觸覺。因此，用戶可以通過觸覺來從觸摸面板的屏幕感覺圖形對象的方向性或動態狀態。因此，可以通過觸摸面板來進行保齡球游戲或籃球游戲。
[0017]此外，由于在偽區DA處形成觸覺執行器，所以觸覺執行器無法對觸摸面板的光學特性或電學特性施加影響，使得可以提高觸摸面板的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是示出了根據第一實施方式的觸摸面板的示意性平面圖。
[0019]圖2是圖1的“A”部分的放大的平面圖。
[0020]圖3是圖1的“B”部分的放大的平面圖。
[0021]圖4是沿圖1的線ΙΙ-ΙΓ截取的截面圖。
[0022]圖5和圖6是示出了根據本實施方式的觸摸面板的驅動的示意圖。
[0023]圖7是示出了根據第二實施方式的觸摸面板的截面圖。
【具體實施方式】
[0024]在對本實施方式的描述中，應理解的是:當每個層(膜)、區域、圖案或結構被稱為在另一層(膜)、區域、圖案或結構“上”或“下”時，其可以“直接”或“間接”在另一層(膜)、區域、圖案或結構上，或者也可以存在一個或更多個中間層。已參照附圖描述了這樣的位置。
[0025]出于方便或清楚的目的，可以修改附圖中所示的每個層(膜)、區域、圖案或結構的厚度和尺寸。此外，元件的尺寸不完全反映實際的尺寸。
[0026]下文中，將參照附圖來詳細描述實施方式。
[0027]首先，將參照圖1至圖6來詳細描述根據第一實施方式的觸摸面板。
[0028]圖1是示出了根據第一實施方式的觸摸面板的示意性平面圖。圖2是圖1的“A”部分的放大的平面圖。圖2是圖1的“B”部分的放大的平面圖。圖2沿圖1的線I1-1I,截取的截面圖。圖5和圖6是示出了根據本實施方式的觸摸面板的驅動的圖。
[0029]參照圖1和圖4,根據第一實施方式的觸摸面板10包括用于檢測輸入設備的外加的有效區AA和布置成圍繞有效區AA的偽區DA。
[0030]可以在有效區AA上形成用于檢測輸入設備的透明電極400。此外，可以在偽區DA上形成連接至透明電極400的導線500和將導線500連接至外部電路(未示出)的印刷電路板(未示出)。可以在偽區DA上形成外部偽層200，并且可以在外部偽層200上形成標志200a。下文中，將更詳細地描述具有以上結構的觸摸面板10。
[0031]可以在觸摸面板10的最上部處布置基板100。
[0032]基板100可以是透明的。基板100可以是包括堿性玻璃(如鈉玻璃或硅酸硼玻璃、無堿玻璃或化學強化玻璃)的玻璃基板。此外，第一基板100可以包括聚酯膜，如透明的聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、具有耐熱性和透明度的聚酰亞胺膜或具有透明特性的復合聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
[0033]可以在基板100的表面上進一步布置保護膜或防指紋涂覆層。
[0034]根據材料，基板100的厚度可以在100“111至70(^111的范圍內。
[0035]可以使輸入設備(如鋼筆或手指)在基板100的表面上觸摸。
[0036]可以在基板100的底表面上布置外部偽層200。可以在透明電極400上布置外部偽層200。
[0037]參照圖2，外部偽層200沿偽區DA布置。外部偽層200可以包括多個外部偽層200。例如，外部偽層200可以包括第一外部偽層201、第二外部偽層202和第三外部偽層203。第一外部偽層201、第二外部偽層202和第三外部偽層203沿偽區DA延伸。外部偽層200可以用作單個觸覺執行器。也就是說，外部偽層200用作壓力識別層。
[0038]第一外部偽層201、第二外部偽層202和第三外部偽層203彼此隔開。第一外部偽層201與第二外部偽層202之間的間隙G可以為3 μ m或更小。詳細地，第一外部偽層201與第二外部偽層202之間的間隙G可以在0.Ιμπι至3μπι的范圍內。間隙G不能被裸眼識另O，因此用戶不能識別第一外部偽層201與第二外部偽層202之間的間隔。因此，可以將外部偽層200識別為一個區域而非多個層。
[0039]外部偽層200包含壓電材料。也就是說，外部偽層200包含壓電聚合物材料。例如，外部偽層200可以包含聚偏氟乙烯(PVDF)。然而，本實施方式不限于此。也就是說，夕卜部偽層200可以包含各種聚合物材料如聚四氟乙烯(PTFE)。
[0040]參照圖4，外部偽層200示出為一個層，但是本實施方式不限于此。因此，外部偽層200可以包括多個層，并且這些層之一可以包含壓電材料。也就是說，外部偽層通過兩步印刷或三步印刷來形成，并且印刷層之一可以形成為壓電層。
[0041]外部偽層200可以具有預定的顏色，使得無法從外部觀看布置在偽區DA處的導線500和印刷電路板。外部偽層200可以具有適合于外部偽層200的外觀的預定顏色。例如，外部偽層120可以包含表示黑色的黑色素。此外，外部偽層200的顏色可根據壓電材料以各種方案實施。此外，可以以各種方案在外部偽層200上形成期望的標志200a(參見，圖1)。
[0042]外部偽層200可以根據通過壓力識別得到的觸摸壓力的強度來提供各種觸覺。也就是說，外部偽層200可以產生壓電效應。壓電效應指這樣的現象:在向對象施加壓力時生成電壓并且在向對象施加電壓時對象擴大或縮小。
[0043]也就是說，因為根據經由外部偽層得到的觸摸壓力在觸摸點處生成電壓，所以可以對壓力的強度和位置進行檢測。
[0044]由于用于提供振動力的單獨的壓電層因外部偽層200而能夠被省略，所以可以實現厚度減小。此外，可以通過憑借觸摸壓力實施反饋來使用戶的體驗最大化。也就是說，可以通過憑借外部偽層200在觸摸面板上實施觸覺反饋來提高觸摸壓力的準確度，并且可以通過提供紋理的感覺來使用戶的體驗最大化。詳細地，可以提供顯示在顯示器上的對象的粗糙度和柔軟度。
[0045]參照圖5，設置了多個外部偽層200使得可以向多個局部區域施加觸覺。可以由多個局部區域XL、XR、YL和YR生成互相不同的觸覺反饋。因此，由于上表面、下表面、左表面和右表面的四個表面的交疊振動，因此可以表示各種觸覺。此外，可以向因局部振動的交互作用而生成觸覺的表面引入差拍振動,并且可以生成各種類型的振動圖案。
[0046]參照圖6，當輸入工具(如手指)觸摸基板100的頂表面時，電壓和激勵頻率變化，并且外部偽層200生成超聲波，使得基板100可以振動。手指與基板100之間的空氣層AL的壓力可能因基板100的振動V而變化。此外，空氣層AL的粘性可以變化以生成觸覺，并且可以提供獨特的觸覺。也就是說，當被觸摸時，可以通過調整激勵頻率特性來提供由空氣層AL的粘性和壓力特性的變化所引起的觸覺。
[0047]此外，可以通過振動流動來呈現移動的方向。也就是說，可以通過生成外部偽層200的順序流動或復合流動來呈現動態觸覺。因此，用戶可以通過觸覺來從觸摸面板的屏幕感覺圖形對象的方向性或動態狀態。因此，可以通過觸摸面板來進行保齡球游戲或籃球游戲。
[0048]此外，由于在偽區DA處形成觸覺執行器，所以觸覺執行器無法對觸摸面板的光學特性或電學特性施加影響，從而可以提高觸摸面板的可靠性。
[0049]外部偽層200可以通過對壓電膜進行圖案化來形成。例如，外部偽層200可以通過對壓電膜進行激光刻劃或壓膜來圖案化，壓電膜通過在對PVDF粉進行熔融擠出之后延長和極化PVDF粉來形成。
[0050]透明電極400形成在基板100上。透明電極400可以具有適合于檢測輸入設備(如手指)的觸摸的各種形狀。
[0051]例如，如圖3所示，透明電極400可以包括第一透明電極420和第二透明電極440。第一透明電極420可以沿第一方向延伸。第二透明電極440可以沿與第一方向交叉的第二方向延伸。
[0052]第一透明電極420和第二透明電極440可以分別包括用于檢測輸入設備(如手指)的觸摸的傳感器單元420a和440a,以及用于連接傳感器單元420a和440a的連接單元420b 和 440b ο
[0053]雖然附圖示出了，當從頂部看時第一傳感器單元420a和第二傳感器單元440a具有菱形形狀，但是本實施方式不限于此。因此，當從頂部看時，第一傳感器單元420a和第二傳感器單元440a具有各種形狀，如多邊形形狀、圓形形狀或橢圓形形狀。
[0054]第一透明電極420的第一連接單元420b沿第一方向(附圖中的橫向)來連接第一傳感器單元420a并且第二透明電極440的第二連接單元440b沿第二方向(附圖中的縱向)來連接第二傳感器單元440a。
[0055]在第一透明電極420的第一連接單元420b與第二透明電極440的第二連接單元440b之間的交叉處布置絕緣層460，以防止第一透明電極420與第二透明電極440之間出現電短路。
[0056]絕緣層460可以通過使用能夠使第一連接單元420b和第二連接單元440b彼此絕緣的透明絕緣材料來形成。
[0057]根據本實施方式，例如，將第一透明電極420的傳感器單元420a和第二透明電極440的傳感器單元440b在同一平面上對準作為單個層。由此，可以減少透明導電材料的使用并且可以減小觸摸面板10的厚度。
[0058]以此方式，如果輸入設備(如手指)對觸摸面板10進行觸摸，則可以在由輸入設備觸摸的部分處產生電容差，所以可以確定具有電容差的部分為接觸位置。
[0059]透明電極400可以包括透明導電材料，使得電流可以在不干擾光的傳輸的情況下流動。透明電極400可以包括具有高導電性和可見光帶中的透光率達80 %或更大的材料。例如，透明電極400可以包括氧化物，如氧化銦錫(ITO)膜、氧化銦鋅(IZO)膜和氧化鋅膜。此外，透明電極400可以包括碳納米管(CNT)、銀(Ag)納米線、石墨烯或納米網。
[0060]根據材料，透明電極400的厚度可以在1nm至50nm的范圍內。
[0061]透明電極400可以通過在基板100上沉積用于透明電極400的材料來形成。例如，可以通過濺射方案在基板100的整個底表面上形成氧化銦錫層。通過現有技術中眾所周知的光刻技術來涂覆光刻膠并且進行曝光和顯影處理以形成期望的圖案，在該期望圖案中露出在下層處形成的氧化銦錫層。接著，通過使用光刻膠圖案作為蝕刻掩模來使用蝕刻溶液對露出的氧化銦錫層進行蝕刻。蝕刻溶液可以包括羧酸溶液、氯化鐵溶液、氫溴酸溶液、氫碘酸溶液或王水溶液。接下來，去除光刻膠，從而可以形成具有圖案的透明電極400。然而，本實施方式不限于以上方式，透明電極400可以通過各種工藝(如印刷工藝或層疊工藝)來形成。
[0062]電連接至透明電極400的導線500可以布置在透明電極400的一側。導線500可以包括具有高電導率的金屬。導線500可以包括具有0.4Q/Sq或更小的薄層電阻。例如，導線500可以包括白金、金、銀、鋁或銅。導線500可以包括用于增強粘性的鉻、鑰或鎳。也就是說，導線500可以包括至少一層。導線500可以具有在10nm至2000nm的范圍內的厚度。
[0063]雖然附圖中未示出，但是可以進一步設置連接至導線500的印刷電路板(未示出)。可以應用各種類型的印刷電路板作為該印刷電路板。例如，可以使用柔性印刷電路板(FPCB)作為該印刷電路板。
[0064]接著，形成金屬材料并且使用蝕刻溶液進行蝕刻，使得可以形成導線500的圖案。蝕刻溶液可以是磷酸、硝酸或醋酸的混合溶液。然而，本實施方式不限于此，并且可以通過各種工藝(如印刷工藝或層壓工藝)來形成導線500。
[0065]可以進一步設置用于保護透明電極400和導線500的保護層300。
[0066]下文中，將參照圖7來描述根據第二實施方式的觸摸面板。為了簡單和清楚的目的，將省略關于與第一實施方式相同或類似的兀件的描述，而僅詳細描述不同的部分。
[0067]圖7是示出了根據第二實施方式的觸摸面板的截面圖。
[0068]在根據第二實施方式的觸摸面板20中，可以在透明電極420與基板100之間布置外部偽層220。也就是說，外部偽層220可以布置在基板100上，并且透明電極420可以布置在外部偽層220和基板100上。因此，可以保證觸摸面板的各種結構。
[0069]在本說明書中對“一個實施方式”、“實施方式”、“示例實施方式”等的任何引用意思是，結合本實施方式所描述的具體的特性、結構或特征包括在本發明的至少一個實施方式中。在說明書中各個地方出現這樣的短語不一定全部是在引用同一實施方式。此外，當結合任何實施方式來描述具體的特性、結構或特征時，應提出的是，結合其他實施方式來實現這樣的特性、結構或特征是在本領域技術人員的知識范圍內的。
[0070]雖然為說明的目的已描述了本公開的優選實施方式，但是本領域技術人員應理解的是在不脫離本發明的如所附權利要求中公開的范圍和精神的情況下可以進行各種修改、添加和替代。
【權利要求】
1.一種觸摸面板，包括: 基板，所述基板包括有效區和包圍所述有效區的偽區； 在所述基板上的透明電極；以及 在所述偽區上的外部偽層， 其中，所述外部偽層包含壓電材料。
2.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述外部偽層包括第一外部偽層和第二外部偽層，并且所述第一外部偽層和所述第二外部偽層沿所述偽區延伸。
3.根據權利要求2所述的觸摸面板，其中，所述第一外部偽層和所述第二外部偽層彼此隔開。
4.根據權利要求2所述的觸摸面板，其中，所述第一外部偽層與所述第二外部偽層之間的間隙在0.1 μ m至3 μ m的范圍內。
5.根據權利要求2所述的觸摸面板，還包括沿所述偽區布置成與所述第二外部偽層相鄰的第三外部偽層。
6.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述外部偽層包含壓電聚合物材料。
7.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述外部偽層包含聚偏氟乙烯(PVDF)。
8.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述外部偽層布置在所述透明電極與所述基板之間。
9.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述透明電極布置在所述基板與所述外部偽層之間。
10.根據權利要求1所述的觸摸面板，其中，所述外部偽層布置在所述透明電極上。
11.一種觸摸面板，包括: 基板，所述基板包括有效區和包圍所述有效區的偽區； 在所述基板上的透明電極；以及 在所述偽區上的壓力識別層， 其中，所述壓力識別層包括沿所述偽區布置的第一壓力識別層和第二壓力識別層。
12.根據權利要求11所述的觸摸面板，其中，所述第二壓力識別層與所述第一壓力識別層隔開，并且所述第一壓力識別層與所述第二壓力識別層之間的間隙在0.1 μ m至3 μ m的范圍內。
13.根據權利要求11所述的觸摸面板，還包括沿所述偽區布置成與所述第二壓力識別層相鄰的第三壓力識別層。
14.根據權利要求11所述的觸摸面板，其中，所述第二壓力識別層和所述第三壓力識別層彼此隔開。
15.根據權利要求11所述的觸摸面板，其中，所述壓力識別層包含壓電材料。
【文檔編號】H02N2/02GK104205024SQ201380016044
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月21日 優先權日:2012年3月23日
【發明者】李尚營, 尹知善, 李勇真, 蔡京勳 申請人:Lg伊諾特有限公司