本實(shí)用新型涉及觸控顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種壓力觸控單元及觸控基板。

背景技術(shù)：

日常生活中，人們通常在移動(dòng)終端進(jìn)行指紋解鎖，查看文件，觸摸控制等操作。傳統(tǒng)的觸摸屏采用電容式觸控方案，可以在移動(dòng)終端進(jìn)行二維的觸控操作。隨著科技的發(fā)展與用戶(hù)對(duì)觸控體驗(yàn)的更高要求，基于三維觸摸控制的壓力觸控技術(shù)已開(kāi)越來(lái)越多的用于移動(dòng)終端上。

現(xiàn)有的壓力觸控技術(shù)主要為電容檢測(cè)法與壓敏電阻檢測(cè)法。電容檢測(cè)法基于電容的大小隨手指壓力的大小而變化，其缺點(diǎn)是體積大，靈敏度差，離散型較大；壓敏電阻檢測(cè)法基于壓敏電阻的阻值大小隨手指壓力大小而變化，其缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)難，成本較高，精度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓力觸控單元及觸控基板，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供一種壓力觸控單元，包括第一封裝層、第二封裝層、彈性層、感應(yīng)層、信號(hào)發(fā)射部和信號(hào)接收部；

所述彈性層和感應(yīng)層設(shè)置在所述第一封裝層和第二封裝層之間，所述彈性層在所述感應(yīng)層上方，所述信號(hào)發(fā)射部和信號(hào)接收部分別設(shè)置在所述感應(yīng)層的兩側(cè)，所述信號(hào)發(fā)射部發(fā)出的信號(hào)通過(guò)所述感應(yīng)層后射入所述信號(hào)接收部。

優(yōu)選地，所述信號(hào)發(fā)射部包括多個(gè)發(fā)射模塊；所述信號(hào)接收部包括多個(gè)接收模塊；每一個(gè)所述發(fā)射模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)所述接收模塊。

優(yōu)選地，感應(yīng)層為膠粘層。

優(yōu)選地，所述膠粘層內(nèi)，在相鄰的兩個(gè)所述發(fā)射模塊之間沿信號(hào)傳播的方向設(shè)置有信號(hào)隔離板。

優(yōu)選地，所述膠粘層與彈性層相鄰的面上設(shè)置有多個(gè)凹槽，多個(gè)所述凹槽內(nèi)注入氣體，并通過(guò)所述彈性層將氣體密封在所述凹槽內(nèi)。

優(yōu)選地，感應(yīng)層包括感測(cè)層和膠粘層，所述信號(hào)發(fā)射部和信號(hào)接收部分別設(shè)置在所述感測(cè)層兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述感測(cè)層內(nèi)，在相鄰的兩個(gè)所述發(fā)射模塊之間沿信號(hào)傳播的方向設(shè)置有信號(hào)隔離板。

優(yōu)選地，所述感測(cè)層與彈性層相鄰的面上設(shè)置有多個(gè)凹槽，多個(gè)所述凹槽內(nèi)注入氣體，并通過(guò)所述彈性層將氣體密封在所述凹槽內(nèi)。

優(yōu)選地，多個(gè)所述凹槽內(nèi)注入同一種氣體，且多個(gè)所述凹槽內(nèi)氣體密度相同。

優(yōu)選地，多個(gè)所述凹槽呈陣列分布。

優(yōu)選地，每一個(gè)所述發(fā)射模塊與接收模塊之間均設(shè)置有所述凹槽。

優(yōu)選地，所述彈性層遠(yuǎn)離所述感應(yīng)層的面上設(shè)置有壓力層。

優(yōu)選地，所述壓力層內(nèi)設(shè)置有多個(gè)壓力塊，每一個(gè)所述壓力塊對(duì)應(yīng)一個(gè)所述凹槽。

優(yōu)選地，所述壓力層的邊緣設(shè)置有密封部。

優(yōu)選地，還包括隔離層，所述隔離層設(shè)置在所述第一封裝層和/或第二封裝層遠(yuǎn)離所述感應(yīng)層的一面。

優(yōu)選地，所述隔離層遠(yuǎn)離所述感應(yīng)層的一面上設(shè)置有第三封裝層。

根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供一種觸控基板，包括從上到下依次設(shè)置的保護(hù)蓋板、電容觸控單元、上述的壓力觸控單元以及顯示單元，所述保護(hù)蓋板、電容觸控單元、壓力觸控單元和顯示單元之間粘貼連接。

本實(shí)用新型提供的壓力觸控單元基于光傳播的原理，通過(guò)壓力改變凹槽內(nèi)的氣體密度從而改變氣體的折射率，再通過(guò)接收到光的強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)壓力觸控過(guò)程中壓力的大小。且本實(shí)用新型壓力觸控單元具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本實(shí)用新型壓力觸控單元設(shè)置有該壓力觸控單元的觸控基板具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1為第一實(shí)施例壓力觸控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第二實(shí)施例壓力觸控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為壓力層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為第三實(shí)施例壓力觸控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為膠粘層俯視示意圖；

圖6為利用壓力觸控單元檢測(cè)壓力大小的方法的流程圖；

圖7為本實(shí)用新型提供的觸控基板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施例。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪制。

圖1為第一實(shí)施例壓力觸控單元100的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的壓力觸控單元100包括第一封裝層110、第二封裝層120、壓力層130、彈性層140、感應(yīng)層150、信號(hào)發(fā)射部160和信號(hào)接收部170。

所述第一封裝層110和第二封裝層120分別設(shè)置在所述壓力觸控單元的100的最上層和最下層，主要用于減輕各層之間的機(jī)械強(qiáng)度與延展性的不同造成的壓力不均勻，使壓力盡可能均勻的傳遞到所述壓力層130。同時(shí)所述第一封裝層110和第二封裝層120還起到將其他各層與相鄰單元之間的隔離作用。優(yōu)選地，所述第一封裝層110和第二封裝層120可選用聚酰亞胺或環(huán)氧樹(shù)脂等材料。

圖2為第二實(shí)施例壓力觸控單元100的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述壓力觸控單元100還設(shè)置有隔離層180，所述隔離層180與所述第一封裝層110和/或第二隔離層120相鄰設(shè)置，用于防止所述壓力觸控單元100外側(cè)的感應(yīng)電荷對(duì)壓力觸控的感應(yīng)，優(yōu)選地，所述隔離層180為銅片。所述隔離層180靠近遠(yuǎn)離所述感應(yīng)層150的面上還設(shè)置有第三封裝層190，所述第三封裝層190與所述第一封裝層110和第二封裝層120材料相同。

所述壓力層130設(shè)置在所述第一封裝層110與彈性層140之間，如圖1、3所示，所述壓力層130內(nèi)設(shè)置有壓力塊131，所述壓力塊131為柱形結(jié)構(gòu)，其兩端分別與所述第一封裝層110和彈性層140連接。所述壓力塊131設(shè)置有多個(gè)，優(yōu)選地，多個(gè)所述壓力塊131呈方形或圓形陣列分布，本實(shí)施例中所述壓力塊131呈方形陣列分布。優(yōu)選地，沿所述壓力層130的邊緣還設(shè)置有密封部132，所述密封部132沿所述壓力層130的邊緣設(shè)置，并分別與所述第一封裝層110和彈性層140連接，使所述彈性層140內(nèi)形成密封空間阻止雜質(zhì)進(jìn)入，且所述密封部132的設(shè)置還可提高所述彈性層140的機(jī)械強(qiáng)度。所述壓力層130的設(shè)置可以使所述壓力觸控單元100受到的壓力能夠更好的傳遞到所述感應(yīng)層150，在其他可行性實(shí)施方式中，還可以不設(shè)置所述壓力層130。

所述感應(yīng)層150設(shè)置在所述彈性層140和第二封裝層120之間，所述感應(yīng)層150為透光材料，優(yōu)選地，其透光率至少為90％，且折射率為1～1.3。所述感應(yīng)層150在與所述彈性層140的接觸的面上向內(nèi)形成有凹槽151，所述凹槽151的數(shù)量及分布與所述壓力層130內(nèi)的所述壓力塊131相同，即每一個(gè)所述凹槽151對(duì)應(yīng)一個(gè)所述壓力塊131。所述凹槽151的截面大于或等于所述壓力塊131的截面。所述凹槽151內(nèi)注入一定量的氣體，并通過(guò)所述彈性層140將氣體密封在所述凹槽151內(nèi)，多個(gè)所述凹槽151內(nèi)為同一種氣體，且多個(gè)所述凹槽151內(nèi)的氣體密度相同，所述凹槽151內(nèi)的氣體可以選用如氦氣、氮?dú)獾?。所述彈性?40為具有良好韌性的彈性膠，使其可以粘貼在所述感應(yīng)層150上對(duì)所述凹槽151進(jìn)行密封，且受到所述壓力塊131的壓力后會(huì)產(chǎn)生形變，并在壓力消失后能夠恢復(fù)，所述彈性層140在所述壓力塊131的作用下產(chǎn)生形變可使所述凹槽151內(nèi)的氣體密度發(fā)生變化。

所述感應(yīng)層150的相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有信號(hào)發(fā)射部160和信號(hào)接收部170，在本實(shí)施例中所述信號(hào)發(fā)射部160用于發(fā)射光信號(hào)，所述信號(hào)接收部170用于接收光。所述信號(hào)發(fā)射部160設(shè)置有多個(gè)發(fā)射模塊161，所述發(fā)射模塊161發(fā)射特定頻率的光，優(yōu)選地，所述發(fā)射模塊161可以發(fā)射可見(jiàn)光、紅外光或紫外光等，每一個(gè)所述發(fā)射模塊161對(duì)應(yīng)一列所述凹槽151。所述信號(hào)接收部170設(shè)置有多個(gè)接收模塊171，每一個(gè)所述接收模塊171對(duì)應(yīng)一列所述凹槽151，即每一個(gè)所述發(fā)射模塊161對(duì)應(yīng)一個(gè)所述接收模塊171。所述發(fā)射模塊161發(fā)出的光在所述感應(yīng)層150內(nèi)傳播，且在傳播過(guò)程中會(huì)穿過(guò)所述凹槽151。由于所述凹槽151內(nèi)密封有氣體，且氣體密度可隨所述彈性層140的形變發(fā)生變化，使氣體的折射率發(fā)生變化，從而影響光在氣體中的傳播，即所述彈性層140形變?cè)酱?，則所述凹槽151內(nèi)的氣體密度越大，光在氣體內(nèi)的通過(guò)性也會(huì)變差，進(jìn)而使所述接收模塊171接收到的光強(qiáng)度變?nèi)?。所述發(fā)射模塊161向所述感應(yīng)層150發(fā)射光，所述接收模塊171從所述感應(yīng)層150內(nèi)接收由所述發(fā)射模塊161發(fā)射的光，且所述接收模塊171接收到的光強(qiáng)度越小代表所述壓力觸控單元100在該位置受到的壓力越大，反之，則表明所述壓力觸控單元100在相應(yīng)位置受到的壓力越小。

在上述實(shí)施例中，所述感應(yīng)層150可以為膠粘層，具有膠粘層的連接作用。

圖4為第三實(shí)施例壓力觸控單元100的結(jié)構(gòu)示意圖。

在該實(shí)施例中，所述感應(yīng)層150包括感測(cè)層1501和膠粘層1502，所述感測(cè)層1501與膠粘層1502接觸，所述感測(cè)層1501遠(yuǎn)離所述膠粘層1502的一面與所述彈性層140接觸；所述膠粘層1502遠(yuǎn)離所述感測(cè)層1501的一面與所述第二封裝層120接觸，所述膠粘層1502用于將所述感測(cè)層1501與第二封裝層120粘接到一起。所述信號(hào)發(fā)射部160與信號(hào)接收部170分別設(shè)置在所述感測(cè)層1501相對(duì)的兩側(cè)。所述凹槽151設(shè)置在所述感測(cè)層1501與所述彈性層140的接觸的面上。

本實(shí)用新型提供的壓力觸控單元100組裝完成后在不受壓力的情況下檢測(cè)并記錄所述信號(hào)接收部170的各個(gè)接收模塊171接收到的光強(qiáng)度，并將該光的強(qiáng)度值設(shè)定為基準(zhǔn)值。在使用過(guò)程中哪一個(gè)所述接收模塊171接收到的光強(qiáng)度小于所述基準(zhǔn)值時(shí)則表明所述觸控單元100在該位置處受到壓力，且接收光強(qiáng)度越小表明受到壓力越大。

為了避免不同的所述發(fā)射模塊161發(fā)出的光相互干擾，所述感應(yīng)層150內(nèi)部設(shè)置有信號(hào)隔離板152，如圖5所示，所述信號(hào)隔離板152使每一個(gè)所述發(fā)射模塊161發(fā)射的光沿特定的路線傳播，并使各所述發(fā)射模塊161發(fā)出的光之間不會(huì)造成干擾。優(yōu)選地，所述信號(hào)隔離板152設(shè)置在相鄰兩列所述凹槽151之間。

本實(shí)用新型提供的壓力觸控單元100可應(yīng)用但不限于應(yīng)用在智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備上的觸摸屏內(nèi)。

圖6為利用上述壓力觸控單元檢測(cè)壓力大小的方法的流程圖。

在步驟S510，通過(guò)信號(hào)發(fā)射部向感應(yīng)層發(fā)射光，例如可見(jiàn)光、紅外光或紫外光。光在所述感應(yīng)層內(nèi)傳播，且在傳播過(guò)程中會(huì)穿過(guò)凹槽。由于凹槽內(nèi)密封有氣體，且氣體密度可隨彈性層的形變發(fā)生變化，使氣體的折射率發(fā)生變化，從而影響光在氣體中的傳播，即彈性層形變?cè)酱?，則所述凹槽內(nèi)的氣體密度越大，折射率變大，光在氣體內(nèi)的通過(guò)性也會(huì)變差，進(jìn)而使所述接收模塊接收到的光強(qiáng)度變?nèi)酢?/p>

在步驟S520，通過(guò)信號(hào)接收部從所述感應(yīng)層接收由所述信號(hào)發(fā)射部發(fā)射的光。例如，反之，則表明所述壓力觸控單元在相應(yīng)位置受到的壓力越小。

在步驟S530，基于所述信號(hào)接收部接收到的光強(qiáng)度與基準(zhǔn)值的差值來(lái)判斷所述壓力觸控單元所受壓力的大小。例如，所述基準(zhǔn)值可以為所述壓力觸控單元不受壓力時(shí)所述信號(hào)接收部接收到的光強(qiáng)度值。在使用過(guò)程中，如果信號(hào)接收部的對(duì)應(yīng)接收模塊接收到的光強(qiáng)度小于所述基準(zhǔn)值時(shí)則表明所述觸控單元100在該接收模塊所對(duì)應(yīng)的位置處受到壓力，且接收光強(qiáng)度越小表明受到壓力越大。

本實(shí)用新型還提供一種觸控基板，如圖7所示，本實(shí)用新型提供的觸控基板包括保護(hù)蓋板200、電容觸控單元300、壓力觸控單元100和顯示單元400。所述保護(hù)蓋板200、電容觸控單元300、壓力觸控單元100和顯示單元400之間可通過(guò)雙面膠、水膠或泡棉膠等膠合劑進(jìn)行粘貼。優(yōu)選地，所述保護(hù)蓋板200、電容觸控單元300、壓力觸控單元100和顯示單元400從上到下依次設(shè)置。

本實(shí)用新型提供的壓力觸控單元100中設(shè)置信號(hào)發(fā)射部160和信號(hào)接收部170，在光的傳播路徑上設(shè)置凹槽151，并在所述凹槽151內(nèi)密封氣體。觸控單元100受到的壓力可改變所述凹槽151的體積，使所述凹槽151內(nèi)的氣體密度發(fā)生變化，從而改變氣體的折射率，然后通過(guò)所述信號(hào)接收部170接收到的光強(qiáng)度的大小即可判斷所述壓力控制單元100各部位受到壓力的大小。本實(shí)用新型利用光傳播的特性，使壓力檢測(cè)的精度更高，同時(shí)，還簡(jiǎn)化了所述壓力觸控單元100的結(jié)構(gòu)。設(shè)置有本實(shí)用新型壓力觸控單元100的觸控基板也能夠具有較高的精度，并且由于所述壓力觸控單元100的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使所述觸控基板的體積能夠更小，成本也會(huì)更低。

注：本文中以壓力觸控單元承受觸控壓力的面為上，與其相對(duì)的面為下。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。