本發(fā)明涉及觸控顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種具有壓力感應(yīng)功能的觸摸屏及具有該觸摸屏的顯示裝置。

背景技術(shù)：

觸摸屏因具有易操作性、靈活性等優(yōu)點，已成為個人移動通信設(shè)備和綜合信息終端(如手機(jī)、平板電腦和超級筆記本電腦等)的主要人機(jī)交互手段。相對于電阻式觸摸屏和其它方式的觸摸屏，電容式觸摸屏以成本低、結(jié)構(gòu)簡單和耐用等優(yōu)勢，逐漸被智能終端廣泛使用。然而，現(xiàn)有的電容觸摸屏僅感知屏體所在平面的觸摸位置及操作，難以感知施加于屏體表面的壓力變化帶來的觸摸參數(shù)。

為了能感測屏體表面的壓力變化，業(yè)者在觸摸屏內(nèi)集成壓力傳感器。通過額外增加壓力傳感器的方式，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)壓力感應(yīng)功能，但是成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明旨在提供一種能感應(yīng)壓力且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的觸摸屏及具有該觸摸屏的顯示裝置。

一種觸摸屏，包括保護(hù)蓋板、觸摸感應(yīng)單元和壓力感應(yīng)單元，所述觸摸感應(yīng)單元用于感應(yīng)施加于保護(hù)蓋板上的觸摸信號，所述壓力感應(yīng)單元用于感應(yīng)施加于保護(hù)蓋板上的壓力信號，所述觸摸感應(yīng)單元包括觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極，所述壓力感應(yīng)單元包括一個或多個由碳納米管或石墨烯構(gòu)成的應(yīng)變感應(yīng)器，所述應(yīng)變感應(yīng)器與觸摸感應(yīng)單元的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極位于同一基材表面。

在其中一個實施例中，所述觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極為碳納米管電極或石墨烯電極。

在其中一個實施例中，所述觸摸驅(qū)動電極為氧化銦錫電極或金屬網(wǎng)格電極， 或者所述觸摸感應(yīng)電極為氧化銦錫電極或金屬網(wǎng)格電極。

在其中一個實施例中，還包括第一基材和第二基材，所述觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極兩者之一以及應(yīng)變感應(yīng)器位于第一基材上，所述觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極兩者中另外一個位于第二基材上。

在其中一個實施例中，所述保護(hù)蓋板為所述基材，所述應(yīng)變感應(yīng)器、觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極均位于所述保護(hù)蓋板上。

在其中一個實施例中，所述應(yīng)變感應(yīng)器位于觸摸屏邊緣中點與觸摸屏中心兩者之間的中間位置。

在其中一個實施例中，還包括溫度補償感應(yīng)器，所述溫度補償感應(yīng)器與所述應(yīng)變感應(yīng)器位于同一基材上，所述溫度補償感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與所述應(yīng)變感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相同。

在其中一個實施例中，所述溫度補償感應(yīng)器位于觸摸屏的邊緣位置。

在其中一個實施例中，還包括處理器，所述處理器連接所述壓力感應(yīng)單元、觸摸感應(yīng)單元和溫度補償感應(yīng)器。

在其中一個實施例中，所述應(yīng)變感應(yīng)器呈蛇形結(jié)構(gòu)或梳狀結(jié)構(gòu)，所述壓力感應(yīng)單元還包括連接所述應(yīng)變感應(yīng)器和處理器的引線，所述引線的線寬遠(yuǎn)大于所述應(yīng)變感應(yīng)器的線寬。

在其中一個實施例中，所述溫度補償感應(yīng)器、應(yīng)變感應(yīng)器與位于同一基材上的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極之間用接地的導(dǎo)線隔開。

一種顯示裝置，包括相互結(jié)合的觸摸屏和顯示屏，所述觸摸屏為上述任意一種所述的觸摸屏。

本發(fā)明將檢測壓力信號的壓力感應(yīng)單元制作在觸摸屏的檢測觸摸信號的觸摸感應(yīng)單元內(nèi)，同時壓力感應(yīng)單元的信號檢測與觸摸感應(yīng)單元的信號檢測可以采用同一顆處理器，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特點。

而且構(gòu)成壓力感應(yīng)單元的應(yīng)變感應(yīng)器與構(gòu)成觸摸感應(yīng)單元的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極位于同一基材表面，可以薄化整個觸摸屏及顯示裝置的厚度，同時亦可縮短顯示裝置的生產(chǎn)和裝配流程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例所提供的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示觸摸屏中的第一透明導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1所示觸摸屏中的第一透明導(dǎo)電層的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1所示觸摸屏中的第二透明導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供的觸摸屏可以應(yīng)用在手機(jī)、平板電腦等類型的具有觸摸交互形式的顯示終端上，因此本發(fā)明提供的顯示裝置可以是手機(jī)、平板電腦等類型的電子產(chǎn)品。本發(fā)明提供的顯示裝置包括上述觸摸屏和與觸摸屏結(jié)合的顯示屏。

所述觸摸屏包括保護(hù)蓋板、觸摸感應(yīng)單元和壓力感應(yīng)單元。

保護(hù)蓋板可以為強(qiáng)化玻璃蓋板、塑料蓋板、聚甲基丙烯酸甲酯蓋板、藍(lán)寶石蓋板中的一種。保護(hù)蓋板用于為觸摸感應(yīng)單元和壓力感應(yīng)單元等構(gòu)件提供保護(hù)屏障，同時在一些實施例中，也可以直接作為形成觸摸感應(yīng)單元和壓力感應(yīng)單元的基材，例如保護(hù)蓋板和觸摸感應(yīng)單元可以形成業(yè)界所知的ogs結(jié)構(gòu)。在另外一些實施例中，觸摸感應(yīng)單元可以形成在單獨的基材上，例如保護(hù)蓋板和觸摸感應(yīng)單元可以形成業(yè)界所知的gf結(jié)構(gòu)、gf2結(jié)構(gòu)、gff結(jié)構(gòu)等。

所述觸摸感應(yīng)單元包括觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極。觸摸感應(yīng)單元用于感應(yīng)施加于保護(hù)蓋板上的觸摸信號。所述觸摸信號包括平行于保護(hù)蓋板的二維方向上的接觸、滑動、拖拽等觸摸輸入信號，甚至包括垂直于保護(hù)蓋板方向上的隔空輸入信號(即懸浮觸控信號)或保護(hù)蓋板邊緣的側(cè)邊(例如彎曲屏的弧形側(cè)邊)的觸摸輸入信號。

觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極中的一個可以由碳納米管薄膜或石墨烯薄膜構(gòu)成，另一個則可由其他任意的透明導(dǎo)電層構(gòu)成，例如可以是氧化銦錫(ito)，或是本身不透明但是經(jīng)過控制尺寸使得肉眼不可見的其他材料，例如金屬網(wǎng)格(metalmesh)、導(dǎo)電銀漿、納米銀絲等，當(dāng)然也可以是碳納米管或石墨烯。

在一些實施例中，所述觸摸屏還包括第一基材和第二基材，所述觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極兩者之一制作在第一基材上，所述觸摸感應(yīng)電極和觸摸感 應(yīng)電極兩者中另外一個制作在第二基材上。第一基材、第二基材由透明板體構(gòu)成，例如玻璃板、pet板、pc板等。

保護(hù)蓋板、第一基材和第二基材依次疊置并通過透明光學(xué)膠粘接。從垂直觸摸屏的方向觀察，第一基材和第二基材上的觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極分別形成具有相互交叉部分的圖案，觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極形成電容觸摸檢測單元，利用電容耦合的原理可以檢測獲得施加于觸摸屏表面的一個或多個觸控操作的精確位置信息。

依據(jù)觸摸屏具體部位所起的功能不同，可將觸摸屏劃分為可視區(qū)和非可視區(qū)，觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極均設(shè)置在觸摸屏的可視區(qū)。所述觸摸感應(yīng)單元還包括設(shè)置在非可視區(qū)的搭橋線路。進(jìn)一步地，所述觸摸屏還包括柔性電路板和處理器。所述搭橋線路用于連接柔性電路板、處理器和所述的觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極。搭橋線路可以采用銀漿制作形成。

所述壓力感應(yīng)單元包括一個或多個由碳納米管或石墨烯構(gòu)成的應(yīng)變感應(yīng)器，所述應(yīng)變感應(yīng)器與觸摸感應(yīng)單元的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極位于同一基材表面。例如，應(yīng)變感應(yīng)器可以制作在第一基材上或者制作在第二基材上。再例如，當(dāng)觸摸驅(qū)動電極和觸摸感應(yīng)電極均制作在保護(hù)蓋板上時，所述應(yīng)變感應(yīng)器也可制作在保護(hù)蓋板上，以保護(hù)蓋板充當(dāng)所述基材。再例如，所述觸摸屏可以包括保護(hù)蓋板和第一基材，觸摸感應(yīng)電極制作在保護(hù)蓋板的一表面，觸摸驅(qū)動電極和應(yīng)變感應(yīng)器則制作在第一基材的一表面；或者觸摸感應(yīng)電極、觸摸驅(qū)動電極和應(yīng)變感應(yīng)器均制作在第一基材的一表面。

應(yīng)變感應(yīng)器位于可視區(qū)，例如可以形成在觸摸屏邊緣中點與觸摸屏中心兩者之間的中間位置，或者其他合適位置。應(yīng)變感應(yīng)器呈蛇形結(jié)構(gòu)或梳狀結(jié)構(gòu)，所述壓力感應(yīng)單元還包括連接所述應(yīng)變感應(yīng)器和處理器的引線。具體地，引線連接應(yīng)變感應(yīng)器和位于非可視區(qū)的搭橋線路，再由搭橋線路連接處理器。引線同樣由碳納米管或石墨烯制作而成。

當(dāng)觸摸屏受到觸摸操作按壓時，由碳納米管或石墨烯構(gòu)成的應(yīng)變感應(yīng)器會跟隨觸摸屏的保護(hù)蓋板同時發(fā)生形變，由于碳納米管或石墨烯是一種對應(yīng)變/變形很敏感的壓阻材料，應(yīng)變感應(yīng)器發(fā)生形變時其電阻值會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，并 可以通過觸摸屏的處理器進(jìn)行信號檢測與處理。同時，通過觸摸感應(yīng)單元檢測觸摸屏的觸摸位置，由此兼具觸摸信號和壓力信號的檢測功能。

由于觸摸屏不同位置所受壓力的大小與應(yīng)變感應(yīng)器的應(yīng)變存在對應(yīng)關(guān)系，也即觸摸屏不同位置所受壓力的大小與應(yīng)變感應(yīng)器的電阻變化存在對應(yīng)關(guān)系，因此可以建立觸摸屏不同位置所受壓力的大小與應(yīng)變感應(yīng)器的電阻變化的對應(yīng)關(guān)系。在后續(xù)的檢測中，根據(jù)觸摸屏搜集的觸摸位置信息和應(yīng)變感應(yīng)器的電阻變化信息可以判斷觸摸屏的觸摸按壓的壓力信息。

為避免或降低由于引線的應(yīng)變產(chǎn)生對應(yīng)變感應(yīng)器的電阻變化信號的影響，所述引線的線寬遠(yuǎn)大于所述應(yīng)變感應(yīng)器的線寬，也就是說引線的電阻遠(yuǎn)小于應(yīng)變感應(yīng)器的電阻。遠(yuǎn)小于在此定義為小于等于五倍及以上，進(jìn)一步的，小于等于十倍及以上。

由于石墨烯或碳納米管的電阻受溫度影響很大，因此在一些實施例中，所述觸摸屏還包括溫度補償感應(yīng)器。溫度補償感應(yīng)器與所述應(yīng)變感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相同或相似，例如可以是梳狀結(jié)構(gòu)或蛇形結(jié)構(gòu)。所述溫度補償感應(yīng)器與應(yīng)變感應(yīng)器處于相近或相同的溫度環(huán)境。在一些實施例中，所述溫度補償感應(yīng)器與所述應(yīng)變感應(yīng)器位于同一基材上。進(jìn)一步地，所述溫度補償感應(yīng)器位于觸摸屏的邊緣位置。由于溫度補償感應(yīng)器位于觸摸屏的邊緣，在觸摸屏受觸摸時其形變非常小，溫度補償感應(yīng)器的電阻變化非常小，相比于應(yīng)變感應(yīng)器的阻值變化可以忽略。

可以理解，觸摸屏中可以不存在溫度補償感應(yīng)器，而由包括觸摸屏的電子設(shè)備中的其它電子元件對由于溫度變化引起應(yīng)變感應(yīng)器的電阻變化的信號進(jìn)行補償。

在一些實施例中，為避免所述應(yīng)變感應(yīng)器或溫度補償感應(yīng)器對位于同一基材上的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極的功能影響，溫度補償感應(yīng)器、應(yīng)變感應(yīng)器與位于同一基材上的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極之間用接地的導(dǎo)線隔開。或者，可使觸摸感應(yīng)單元與應(yīng)變感應(yīng)器和溫度補償感應(yīng)器處于不同的工作時間，即根據(jù)不同的信號檢測頻率進(jìn)行分時工作。

在一些實施例中，為增強(qiáng)應(yīng)變感應(yīng)器的電阻檢測變化靈敏度，在觸摸屏中 如柔性電路板上構(gòu)建惠斯通電橋檢測電路?；菟雇姌螂娐肥且环N可以精確測量電阻的電路。應(yīng)變感應(yīng)器和惠斯通電橋電路連接后成為惠斯通電橋電路的一部分，當(dāng)觸摸屏受到觸摸操作壓力時，應(yīng)變感應(yīng)器的電阻會發(fā)生變化，然后通過惠斯通電橋電路檢測。

以下將結(jié)合附圖再對本發(fā)明的一些實施例作進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2和圖3所示，一實施例中，本發(fā)明的觸摸屏包括保護(hù)蓋板100、第一透明導(dǎo)電層200和第二透明導(dǎo)電層300。在該實施例中，第一透明導(dǎo)電層200由碳納米管薄膜或石墨烯薄膜構(gòu)成，第二透明導(dǎo)電層則由其它任意的透明導(dǎo)電層構(gòu)成，如ito薄膜、metalmesh薄膜、碳納米管薄膜等。

圖2中，所述第一導(dǎo)電層200包括第一基材210、設(shè)置在第一基材210的一表面上的導(dǎo)電電極和搭橋線路(圖未示)。其中導(dǎo)電電極設(shè)置在第一基材210的可視區(qū)，搭橋線路設(shè)置在第一基材210的非可視區(qū)。該實施例中，非可視區(qū)位于可視區(qū)的外圍。第一基材210上的導(dǎo)電電極包括用于形成壓力感應(yīng)單元的多個應(yīng)變感應(yīng)器220和用于形成觸摸感應(yīng)單元的第一電極250。進(jìn)一步地，第一基材210上還形成一個溫度補償感應(yīng)器240。所述應(yīng)變感應(yīng)器220和溫度補償感應(yīng)器240通過引線230連接至非可視區(qū)，并與非可視區(qū)的搭橋線路連接。溫度補償感應(yīng)器240與應(yīng)變感應(yīng)器220的圖形形狀相同或相近。所述應(yīng)變感應(yīng)器220的圖形主體呈梳狀結(jié)構(gòu)，亦可稱之為蛇形結(jié)構(gòu)。如圖2所示，第一基材210上設(shè)置有四個應(yīng)變感應(yīng)器220和一個溫度補償感應(yīng)器240，所述應(yīng)變感應(yīng)器220優(yōu)選位于觸摸屏邊緣中點與觸摸屏中心兩者之間的中間位置，所述溫度補償感應(yīng)器240位于觸摸屏的邊緣位置。

在其他實施例中，如圖3中所示，應(yīng)變感應(yīng)器220的數(shù)量和位置也可為其他，例如在觸摸屏的中間位置，以及邊緣中點位置等處均設(shè)置有應(yīng)變感應(yīng)器220。

第一電極250呈條形狀，可以理解在其他實施例中可以有其他形狀，例如菱形等。

如圖4中所示，所述第二透明導(dǎo)電層300包括第二基材310、設(shè)置在第二基材310一表面的第二電極330，以及搭橋線路(圖未示)。其中第一電極250和第二電極330用于形成觸摸感應(yīng)單元，以對施加在觸摸屏上的觸摸信號進(jìn)行檢 測。

第二基材310上還設(shè)置引線320將第二電極330與非可視區(qū)的搭接線路連接。引線320可以是由碳納米管或石墨烯形成。

保護(hù)蓋板100、第一透明導(dǎo)電層200和第二透明導(dǎo)電層300相互之間通過透明光學(xué)膠粘連。該觸摸屏還包括柔性印刷線路板和處理器。用于檢測壓力信號的應(yīng)變感應(yīng)器220和溫度補償感應(yīng)器240，以及用于檢測觸摸信號的觸摸感應(yīng)單元共同使用一個處理器以進(jìn)行信號檢測和處理。

本發(fā)明將檢測壓力信號的壓力感應(yīng)單元制作在觸摸屏的檢測觸摸信號的觸摸感應(yīng)單元內(nèi)，同時壓力感應(yīng)單元的信號檢測與觸摸感應(yīng)單元的信號檢測可以采用同一顆處理器，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特點。

而且構(gòu)成壓力感應(yīng)單元的應(yīng)變感應(yīng)器與構(gòu)成觸摸感應(yīng)單元的觸摸驅(qū)動電極和/或觸摸感應(yīng)電極位于同一基材表面，可以薄化整個觸摸屏及顯示裝置的厚度，同時亦可縮短顯示裝置的生產(chǎn)和裝配流程。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。