一種觸摸屏及顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種觸摸屏及顯示裝置，該觸摸屏包括襯底基板以及位于襯底基板上的電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片；電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極；壓力感應(yīng)模塊與觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，壓電感應(yīng)模塊與觸摸感應(yīng)電極電性連接；觸控芯片分別與觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極電性連接，觸控芯片用于在觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。該觸摸屏可以感應(yīng)觸摸位置信息，并且能感應(yīng)按壓力度的大小，從而對(duì)任何觸摸物體作出響應(yīng)，并根據(jù)按壓力度的大小給出不同的反饋。
【專利說明】
一種觸摸屏及顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種觸摸屏及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，觸摸屏(Touch Screen Panel)已經(jīng)逐漸遍及人們的生活中。目前，觸摸屏按照工作原理可以分為:電阻式、電容式、紅外線式以及表面聲波式、電磁式、振波感應(yīng)式以及受抑全內(nèi)反射光學(xué)感應(yīng)式等。其中，電容式觸摸屏以其獨(dú)特的觸控原理，憑借高靈敏度、長(zhǎng)壽命、高透光率等優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)追捧為新寵。
[0003]目前應(yīng)用最廣泛的觸摸屏為電容式觸摸屏。電容式觸控支持多點(diǎn)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(zhǎng)。但電容式觸摸屏無法感知按壓力度，即無法根據(jù)用戶按壓力度的大小，給出反饋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種觸摸屏及顯示裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的電容式觸摸屏無法感知按壓力度問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種觸摸屏，包括襯底基板以及位于所述襯底基板上的電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片；
[0006]所述電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極；
[0007]所述壓力感應(yīng)模塊與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，所述壓電感應(yīng)模塊與所述觸摸感應(yīng)電極電性連接；
[0008]所述觸控芯片分別與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極電性連接，所述觸控芯片用于在所述觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在所述壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。
[0009]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述壓力感應(yīng)模塊包括位于所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極的交叉位置處的薄膜晶體管；
[0010]所述觸摸感應(yīng)電極在設(shè)置所述薄膜晶體管的位置處斷開；
[0011]所述薄膜晶體管的源極與所述觸摸感應(yīng)電極的一端電性連接，所述薄膜晶體管的漏極和所述觸摸感應(yīng)電極的另一端電性連接，所述薄膜晶體管的柵極與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接；
[0012]所述柵極位于所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極之上且為壓電材料，所述柵極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。
[0013]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述電容感應(yīng)模塊和所述壓力感應(yīng)模塊設(shè)置于所述觸摸屏的內(nèi)部。
[0014]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述壓力感應(yīng)模塊包括:與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極；
[0015]各所述壓電感應(yīng)電極用于在所述壓電感應(yīng)電極所在的位置處被按壓時(shí)增大連接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極的電壓。
[0016]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，各所述壓電感應(yīng)電極設(shè)置在所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極靠近觸控表面的一側(cè)，各所述壓電感應(yīng)電極在所述襯底基板上的正投影位于連接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極所在區(qū)域內(nèi)；
[0017]所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。
[0018]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，各所述壓電感應(yīng)電極還分別與鄰近的所述觸摸感應(yīng)電極電性連接；
[0019]所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互垂直，且所述電場(chǎng)方向?yàn)閺倪B接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極指向連接的所述觸摸感應(yīng)電極的方向。
[0020]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述壓力感應(yīng)模塊包括與所述觸摸感應(yīng)電極一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極；
[0021]各所述壓電感應(yīng)電極設(shè)置在所述觸摸感應(yīng)電極遠(yuǎn)離觸控表面的一側(cè)，各所述壓電感應(yīng)電極在所述襯底基板上的正投影位于連接的所述觸摸感應(yīng)電極所在區(qū)域內(nèi)；
[0022]所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。
[0023]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述壓力感應(yīng)電極的材料為透明壓電材料。
[0024]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述電容感應(yīng)模塊和所述壓力感應(yīng)模塊設(shè)置于所述觸摸屏的顯示面。
[0025]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，在所述壓力感應(yīng)模塊與所述觸摸屏的顯示面之間設(shè)置有支撐層。
[0026]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述支撐層與所述壓力感應(yīng)電極的圖案一致，或所述支撐層整層設(shè)置。
[0027]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸屏中，所述支撐層的材料為負(fù)性光刻膠。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括上述的觸摸屏。
[0029]本發(fā)明有益效果如下:
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種觸摸屏及顯示裝置，該觸摸屏包括襯底基板以及位于襯底基板上的電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片；電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極;壓力感應(yīng)模塊與觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，壓電感應(yīng)模塊與觸摸感應(yīng)電極電性連接;觸控芯片分別與觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極電性連接，觸控芯片用于在觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。該觸摸屏不僅可以感應(yīng)觸摸位置信息，而且能感應(yīng)按壓力度的大小，從而可以對(duì)任何觸摸物體作出響應(yīng)，并且可以根據(jù)按壓力度的大小給出不同的反饋。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊的位置關(guān)系示意圖；
[0032]圖2為圖1在X方向上的截面圖；
[0033]圖3為圖1在Y方向上的截面圖；
[0034]圖4為不同成膜方向的壓電材料的受力以及產(chǎn)生電場(chǎng)的方向的示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0036]圖6為圖4所示的顯示屏的截面圖；
[0037]圖7為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖之二；
[0038]圖8為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖之三；
[0039]圖9為圖7所示的顯示屏的截面圖；
[0040]圖10為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種顯示屏的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的電容式觸摸屏無法感知按壓力度的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種觸摸屏及顯示裝置。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種觸摸屏，包括襯底基板以及位于襯底基板上的電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片；
[0043]電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極；
[0044]壓力感應(yīng)模塊與觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，壓電感應(yīng)模塊與觸摸感應(yīng)電極電性連接；
[0045]觸控芯片分別與觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極電性連接，觸控芯片用于在觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。
[0046]本發(fā)明實(shí)施方式提供的觸摸屏，壓力感應(yīng)模塊與觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，壓電感應(yīng)模塊與觸摸感應(yīng)電極電性連接，在該觸摸屏被觸摸時(shí)，觸控芯片通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，并且在該觸摸屏被按壓時(shí)，觸控芯片通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。本實(shí)施方式提供的觸摸屏不僅可以感應(yīng)觸摸位置信息，而且能感應(yīng)按壓力度的大小，從而可以對(duì)任何觸摸物體作出響應(yīng)，并且可以根據(jù)按壓力度的大小給出不同的反饋。
[0047]上述電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極，觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極優(yōu)選為垂直交叉設(shè)置。在具體實(shí)施時(shí)，觸控芯片分別向觸摸驅(qū)動(dòng)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及向觸摸感應(yīng)電極施加感應(yīng)信號(hào)，并且通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極以及觸摸感應(yīng)電極的輸出信號(hào)，從而得到觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容變化，在具體實(shí)施時(shí)，觸控芯片可以通過觸摸和按壓的時(shí)間點(diǎn)不同，或者通過觸摸和按壓產(chǎn)生的電容變化的數(shù)量級(jí)不同來區(qū)分該觸摸屏是被觸摸還是被按壓。
[0048]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊的位置關(guān)系示意圖，圖2為圖1在X方向上的截面圖，圖3為圖1在Y方向上的截面圖。
[0049]參見圖1，壓力感應(yīng)模塊包括位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12的交叉位置處的薄膜晶體管21;
[0050]觸摸感應(yīng)電極12在設(shè)置薄膜晶體管21的位置處斷開，如圖3所示；[0051 ]薄膜晶體管21的源極與觸摸感應(yīng)電極12的一端電性連接，薄膜晶體管21的漏極和觸摸感應(yīng)電極12的另一端電性連接，薄膜晶體管21的柵極與觸摸驅(qū)動(dòng)電極11電性連接；
[0052]柵極位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極11之上且為壓電材料，柵極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。
[0053]圖1示出的觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12為垂直交叉設(shè)置，并且觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和亞像素單元的柵極線32平行，與亞像素單元的數(shù)據(jù)(data)線31垂直交叉，觸摸感應(yīng)電極12和亞像素單元的數(shù)據(jù)線31平行，與亞像素單元的柵極線32平行，圖1示出的是觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12優(yōu)選的位置。在具體實(shí)施時(shí)，也可以設(shè)置在其他位置，此處不做限定。
[0054]如圖3所示。在觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12的交叉位置處設(shè)置薄膜晶體管，該薄膜晶體管的柵極211和觸摸驅(qū)動(dòng)電極11電性連接，并且薄膜晶體管的柵極211位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極11之上。觸摸感應(yīng)電極12在設(shè)置薄膜晶體管的位置處斷開，該薄膜晶體管的源極212與觸摸感應(yīng)電極12的一端電性連接，薄膜晶體管的漏極213和觸摸感應(yīng)電極12的另一端電性連接，也可以直接將觸摸感應(yīng)電極12的斷開位置的兩端分別作為該薄膜晶體管的源極212和漏極213。
[0055]該薄膜晶體管的柵極為壓電材料，該壓電材料在不受外力的情況下，正電荷和負(fù)電荷的幾何中心是重合的，對(duì)外不表現(xiàn)電性，如圖4中的圖(a)所示，當(dāng)有外力施加在該壓電材料上時(shí)，正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移，對(duì)外表現(xiàn)電性。本實(shí)施方式提供的薄膜晶體管的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反，如圖4中的圖(b)所示，當(dāng)沿著X方向，即六方晶系柏氏矢量〈-1000〉方向施加外力fx時(shí)，會(huì)在與力平行但相反的方向，即六方晶系柏氏矢量〈1000〉方向呈現(xiàn)電場(chǎng)。該柵極位于該觸摸驅(qū)動(dòng)電極之上，在制作過程中，該薄膜晶體管的柵極需要定向成膜，成膜方向優(yōu)選為六方晶系柏氏矢量〈1000〉方向。如圖2或圖3所示，當(dāng)有外力F施加在該觸摸屏上時(shí)，該薄膜晶體管的柵極211中的正負(fù)電荷發(fā)生偏移，產(chǎn)生和外力F方向的電場(chǎng)E，正電荷偏移到觸摸驅(qū)動(dòng)電極11上，從而增大觸摸驅(qū)動(dòng)電極11的電壓，從而使源極212和漏極213之間的電流增大，即觸摸感應(yīng)電極11上的電流增大，觸控芯片可以根據(jù)觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12之間的電容值得到按壓位置處的壓力大小。
[0056]在具體實(shí)施時(shí)，可以通過觸摸驅(qū)動(dòng)電極為柵極提供一個(gè)初始電壓，使該薄膜晶體管工作在飽和區(qū)，在源極和漏極之間會(huì)有一個(gè)初始電流，從而使觸摸感應(yīng)電極導(dǎo)通，在不改變?cè)礃O和漏極之間的電壓的情況下，有壓力施加在柵極上時(shí)，柵極電壓會(huì)升高，從而使源極和漏極之間的電流增大，即觸摸感應(yīng)電極上的電流增大，觸控芯片根據(jù)觸摸感應(yīng)電極的電流值變化通過計(jì)算可以得到按壓位置處的壓力大小。
[0057]如圖2或圖3所示，在具體實(shí)施時(shí)，位于襯底基板00上的觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12之間還設(shè)置有歐姆接觸層33、有源層34、以及絕緣層35。
[0058]進(jìn)一步地，電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊設(shè)置于觸摸屏的內(nèi)部，即該觸摸屏優(yōu)選為內(nèi)嵌式(in-cell)觸摸屏，在具體實(shí)施時(shí)，電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊也可以設(shè)置在觸摸屏的其他位置處，例如在觸摸屏的表面等，此處不對(duì)電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊的位置進(jìn)行限定。
[0059]本發(fā)明實(shí)施方式提供的壓力感應(yīng)模塊可以包括:與觸摸驅(qū)動(dòng)電極一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極；
[0060]各壓電感應(yīng)電極用于在壓電感應(yīng)電極所在的位置處被按壓時(shí)增大連接的觸摸驅(qū)動(dòng)電極的電壓。
[0061]當(dāng)壓電感應(yīng)電極所在的位置處被按壓時(shí)，由于壓電感應(yīng)電極的正壓電效應(yīng)會(huì)增大觸摸驅(qū)動(dòng)電極的電壓，具體可以分為兩種情況，下面結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0062]參照?qǐng)D5，各壓電感應(yīng)電極22設(shè)置在觸摸驅(qū)動(dòng)電極11靠近觸控表面的一側(cè)，各壓電感應(yīng)電極22在襯底基板上的正投影位于連接的觸摸驅(qū)動(dòng)電極11所在區(qū)域內(nèi)；
[0063]壓電感應(yīng)電極22的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反，在制作過程中，壓電感應(yīng)電極22需要定向成膜，成膜方向優(yōu)選為六方晶系柏氏矢量〈1000〉方向，即圖4中圖(b)所示的沿-X的方向。
[0064]如圖6所示，當(dāng)有外力F施加到該觸摸屏的觸控表面時(shí)，壓電感應(yīng)電極22產(chǎn)生形變使正負(fù)電荷發(fā)生偏移，產(chǎn)生和外力F方向的電場(chǎng)E，正電荷偏移到觸摸驅(qū)動(dòng)電極11上，從而增大觸摸驅(qū)動(dòng)電極11的電壓，增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極的電位差，即增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值，觸控芯片通過電容值改變的大小和位置，就可以得到觸摸的位置或者按壓力度的大小。
[0065]參照?qǐng)D7，各壓電感應(yīng)電極22還分別與鄰近的觸摸感應(yīng)電極12電性連接；
[0066]壓電感應(yīng)電極22的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互垂直，且電場(chǎng)方向?yàn)閺倪B接的觸摸驅(qū)動(dòng)電極11指向連接的觸摸感應(yīng)電極12的方向。
[0067]在具體實(shí)施時(shí)，壓電感應(yīng)電極可以位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極靠近觸摸屏觸控表面的一側(cè)，也可以位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極背離觸摸屏觸控表面的一側(cè)，壓電感應(yīng)的位于觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極的哪一側(cè)對(duì)檢測(cè)施加壓力大小并沒有影響，所以此處不對(duì)壓電感應(yīng)電極的位置進(jìn)行限定。
[0068]各壓電感應(yīng)電極分別和觸摸驅(qū)動(dòng)電極一一對(duì)應(yīng)，并且和鄰近的觸摸感應(yīng)電極電性連接，當(dāng)有外力施加到該觸摸屏的觸控表面時(shí)，壓電感應(yīng)電極由于形變而使正負(fù)電荷發(fā)生偏移，由于正負(fù)電荷發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向?yàn)閺倪B接的觸摸驅(qū)動(dòng)電極指向連接的觸摸感應(yīng)電極的方向，這樣正電荷集中到觸摸驅(qū)動(dòng)電極上，負(fù)電荷集中的觸摸感應(yīng)電極上，從而增大觸摸驅(qū)動(dòng)電極的電位，并且減小觸摸感應(yīng)電極的電位，增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電勢(shì)差，即增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值。圖7所示的結(jié)構(gòu)和圖6所示的結(jié)構(gòu)相比，檢測(cè)觸摸位置或者按壓力度的靈敏度更高。
[0069]同樣參照?qǐng)D7，圖中，左上角的A、B、C以及D表示相鄰的四個(gè)壓電感應(yīng)電極22，箭頭表不在該觸摸屏被按壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓電感應(yīng)電極22正負(fù)電荷發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向，當(dāng)然該電場(chǎng)方向也可以為由觸摸驅(qū)動(dòng)電極11指向觸摸感應(yīng)電極12的其他方向，此處只是以圖7中所指的方向作為示例進(jìn)行說明，圖中可以看出，A、B、C以及D的電場(chǎng)方向不同，表示A、B、C以及D四個(gè)壓電感應(yīng)電極22的成膜方向不同，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)A、B、C以及D四個(gè)壓電感應(yīng)電極22分別進(jìn)行制作，對(duì)于其他位置的壓電感應(yīng)電極22，電場(chǎng)方向相同的可以一起制作，在制作過程中，采用如圖4中的圖(c)所示的受力方向和產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向垂直的材料，并且根據(jù)不同位置的壓電感應(yīng)電極22設(shè)置不同的電場(chǎng)方向。
[0070]在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明實(shí)施方式提供的觸摸屏還可以包括如圖8所示的結(jié)構(gòu)，壓力感應(yīng)模塊可以包括與觸摸感應(yīng)電極12——對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極22;
[0071]各壓電感應(yīng)電極22設(shè)置在觸摸感應(yīng)電極12遠(yuǎn)離觸控表面的一側(cè)，各壓電感應(yīng)電極22在襯底基板上的正投影位于連接的觸摸感應(yīng)電極12所在區(qū)域內(nèi)；
[0072]壓電感應(yīng)電極22的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。在制作過程中，壓電感應(yīng)電極22需要定向成膜，成膜方向優(yōu)選為六方晶系柏氏矢量〈1000〉方向，即圖4中圖(b)所示的沿-X的方向。
[0073]如圖9所示，當(dāng)有外力F施加到該觸摸屏的觸控表面時(shí)，壓電感應(yīng)電極22產(chǎn)生形變使正負(fù)電荷發(fā)生偏移，產(chǎn)生和外力F方向的電場(chǎng)E，負(fù)電荷偏移到觸摸感應(yīng)電極12上，從而減小觸摸感應(yīng)電極12的電壓，增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極12的電位差，即增大了觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極12之間的電容值，觸控芯片通過電容值改變的大小和位置，就可以得到觸摸的位置或者按壓力度的大小。
[0074]圖5、圖7以及圖8中，將觸摸驅(qū)動(dòng)電極11設(shè)置為橫向以及將觸摸感應(yīng)電極12設(shè)置為縱向只是本發(fā)明提供的優(yōu)選的實(shí)施方式，在具體實(shí)施時(shí)，可以將觸摸驅(qū)動(dòng)電極11設(shè)置為縱向以及將觸摸感應(yīng)電12極設(shè)置為橫向，也可以將觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12設(shè)置為其他方向，此處不對(duì)其擺放位置進(jìn)行限定。此外，圖5、圖7以及圖8中，將觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12設(shè)置為菱形也是本發(fā)明提供的優(yōu)選的實(shí)施方式，在具體實(shí)施時(shí)，也可以設(shè)置為其他形狀，此處不對(duì)觸摸驅(qū)動(dòng)電極11和觸摸感應(yīng)電極12的形狀進(jìn)行限定。
[0075]上述壓力感應(yīng)電極的材料優(yōu)選為透明壓電材料，在具體實(shí)施時(shí)，也可以采用其他材料，對(duì)比不進(jìn)行限定。上述電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊優(yōu)選為設(shè)置于觸摸屏的顯示面，在具體實(shí)施時(shí)，也可以將電容感應(yīng)模塊和壓力感應(yīng)模塊設(shè)置在觸摸屏的內(nèi)部。本實(shí)施方式提供的觸摸屏優(yōu)選為單片式(One Glass Solut1n，0GS)觸摸屏或覆蓋表面式(on_cell)觸摸屏，也可以為內(nèi)嵌式(in-cell)觸摸屏，此處不對(duì)其進(jìn)行限定。
[0076]如圖10所示，以圖8所示的結(jié)構(gòu)為例，電容感應(yīng)模塊01位于襯底基板00上，在位于該電容感應(yīng)模塊01背離觸控面的壓力感應(yīng)模塊02與觸摸屏的顯示面之間設(shè)置有支撐層36。該支撐層36優(yōu)選為與壓力感應(yīng)電極的圖案一致，或支撐層36整層設(shè)置。若該支撐層36與壓電感應(yīng)電極的圖案一致，則該支撐層36優(yōu)選為和對(duì)應(yīng)的壓電感應(yīng)電極的形狀一樣，或者優(yōu)選為圓柱形，從而使支撐力更加均勻，圖10中所示出的支撐層36的形狀為了方便示意，并沒有限定支撐層36的形狀。設(shè)置支撐層36使壓力感應(yīng)模塊02受到壓力時(shí)，支撐層36起到支撐的作用，使壓電感應(yīng)電極產(chǎn)生更大的形變，從而增加觸摸屏的靈敏度。支撐層36—般采用比較硬的材料制作，從而可以緩解觸摸屏中比較軟的膜層對(duì)施加的壓力的緩沖作用，從而增大形變量，對(duì)于圖5和圖7所示的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的支撐層的設(shè)置和圖8所示的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的支撐層的設(shè)置類似，此處不再贅述。
[0077]同樣參照?qǐng)D10，該觸摸屏的觸控表一般在襯底基板00所在的一側(cè)，該顯示屏的顯示面可以為IXD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)顯示模組38，可以通過光學(xué)樹脂層37將LCD顯示模組固定在壓力感應(yīng)模塊上，該光學(xué)樹脂層37可以為光學(xué)膠帶(OpticalClear Adhesive，0CR)或光學(xué)透明樹脂(Optical Clear Resin，0CA)，在具體實(shí)施時(shí)，也可以采用其他有黏貼或固定作用的膜層對(duì)LCD顯示模組38進(jìn)行固定，此處不做限定。為了減小顯示屏的厚度，可以將支撐層36設(shè)置為與壓電感應(yīng)電極的圖案一致，光學(xué)樹脂層37填充支撐層36的圖案之間的空隙處。
[0078]上述支撐層的材料優(yōu)選為為負(fù)性光刻膠，也可以使用其他材料，此處不對(duì)其進(jìn)行限定。襯底基板可以采用玻璃或者其他有機(jī)材料，此處不對(duì)其進(jìn)行限定。
[0079]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供一種顯示裝置，包括上述觸摸屏。該顯示裝置可以應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。由于該顯示裝置解決問題的原理與上述顯示屏相似，因此該顯示裝置的實(shí)施可以參見上述顯示屏的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0080]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種觸摸屏及顯示裝置，通過在襯底基板上設(shè)置電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片;觸控芯片用于在觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。該觸摸屏不僅可以感應(yīng)觸摸位置信息，而且能感應(yīng)按壓力度的大小，從而可以對(duì)任何觸摸物體作出響應(yīng)，并且可以根據(jù)按壓力度大小給出不同的反饋。
[0081]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種觸摸屏，其特征在于，包括襯底基板以及位于所述襯底基板上的電容感應(yīng)模塊、壓力感應(yīng)模塊以及觸控芯片； 所述電容感應(yīng)模塊包括交叉設(shè)置的觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸感應(yīng)電極； 所述壓力感應(yīng)模塊與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接，和/或，所述壓電感應(yīng)模塊與所述觸摸感應(yīng)電極電性連接； 所述觸控芯片分別與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極電性連接，所述觸控芯片用于在所述觸摸屏被觸摸時(shí)通過檢測(cè)所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極之間的電容確定觸摸位置，在所述壓力感應(yīng)模塊所在位置被按壓時(shí)通過檢測(cè)所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極之間的電容值確定壓力大小。2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述壓力感應(yīng)模塊包括位于所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極和所述觸摸感應(yīng)電極的交叉位置處的薄膜晶體管； 所述觸摸感應(yīng)電極在設(shè)置所述薄膜晶體管的位置處斷開； 所述薄膜晶體管的源極與所述觸摸感應(yīng)電極的一端電性連接，所述薄膜晶體管的漏極和所述觸摸感應(yīng)電極的另一端電性連接，所述薄膜晶體管的柵極與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極電性連接； 所述柵極位于所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極之上且為壓電材料，所述柵極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。3.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，所述電容感應(yīng)模塊和所述壓力感應(yīng)模塊設(shè)置于所述觸摸屏的內(nèi)部。4.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述壓力感應(yīng)模塊包括:與所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極； 各所述壓電感應(yīng)電極用于在所述壓電感應(yīng)電極所在的位置處被按壓時(shí)增大連接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極的電壓。5.如權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其特征在于，各所述壓電感應(yīng)電極設(shè)置在所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極靠近觸控表面的一側(cè)，各所述壓電感應(yīng)電極在所述襯底基板上的正投影位于連接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極所在區(qū)域內(nèi)； 所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。6.如權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其特征在于，各所述壓電感應(yīng)電極還分別與鄰近的所述觸摸感應(yīng)電極電性連接； 所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互垂直，且所述電場(chǎng)方向?yàn)閺倪B接的所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極指向連接的所述觸摸感應(yīng)電極的方向。7.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述壓力感應(yīng)模塊包括與所述觸摸感應(yīng)電極一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)壓電感應(yīng)電極； 各所述壓電感應(yīng)電極設(shè)置在所述觸摸感應(yīng)電極遠(yuǎn)離觸控表面的一側(cè)，各所述壓電感應(yīng)電極在所述襯底基板上的正投影位于連接的所述觸摸感應(yīng)電極所在區(qū)域內(nèi)； 所述壓電感應(yīng)電極的形變方向和正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移產(chǎn)生的電場(chǎng)方向相互平行且方向相反。8.如權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的觸摸屏，其特征在于，所述壓力感應(yīng)電極的材料為透明壓電材料。9.如權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的觸摸屏，其特征在于，所述電容感應(yīng)模塊和所述壓力感應(yīng)模塊設(shè)置于所述觸摸屏的顯示面。10.如權(quán)利要求9所述的觸摸屏，其特征在于，在所述壓力感應(yīng)模塊與所述觸摸屏的顯示面之間設(shè)置有支撐層。11.如權(quán)利要求10所述的觸摸屏，其特征在于，所述支撐層與所述壓力感應(yīng)電極的圖案一致，或所述支撐層整層設(shè)置。12.如權(quán)利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，所述支撐層的材料為負(fù)性光刻膠。13.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的觸摸屏。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK105930019SQ201610515976
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】王準(zhǔn), 張雷, 錢毅杰, 王慶浦, 李君
【申請(qǐng)人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 合肥鑫晟光電科技有限公司