一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置。該壓力觸控面板包括對盒連接的陣列基板和彩膜基板；彩膜基板包括黑矩陣，在彩膜基板朝向陣列基板的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物；在陣列基板朝向彩膜基板的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物一一對應(yīng)的凹槽，在每一個凹槽內(nèi)安裝有與檢測電路電連接的壓電機(jī)構(gòu)，壓電機(jī)構(gòu)位于黑矩陣朝向陣列基板的投影區(qū)域內(nèi)；在隔墊物擠壓相應(yīng)的壓電機(jī)構(gòu)時，壓電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生電信號。該壓力觸控面板為內(nèi)嵌式觸控面板，且能夠提高觸控靈敏度、實現(xiàn)薄型化和輕量化。
【專利說明】
一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，觸控面板已經(jīng)廣泛用于手機(jī)、平板電腦(PAD)、筆記本電腦等便攜終端及其它顯示裝置中，并且現(xiàn)有的觸控面板按照觸控原理可分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學(xué)式觸控面板、音波式觸控面板等。近來，將觸控電極內(nèi)嵌于顯示屏內(nèi)部的內(nèi)嵌式(In-cell)觸控面板因能實現(xiàn)面板的薄型化、輕量化和提高觸控靈敏度已成為發(fā)展趨勢，尤其是如何采用壓電機(jī)構(gòu)實現(xiàn)內(nèi)嵌式觸控面板是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置，該壓力觸控面板為內(nèi)嵌式觸控面板，且能夠提高觸控靈敏度、實現(xiàn)薄型化和輕量化。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0005]—種壓力觸控面板，包括對盒連接的陣列基板和彩膜基板;所述彩膜基板包括黑矩陣，在所述彩膜基板朝向所述陣列基板的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物;在所述陣列基板朝向所述彩膜基板的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物一一對應(yīng)的凹槽，在每一個凹槽內(nèi)安裝有與檢測電路電連接的壓電機(jī)構(gòu)，所述壓電機(jī)構(gòu)位于所述黑矩陣朝向所述陣列基板的投影區(qū)域內(nèi)；在所述隔墊物擠壓相應(yīng)的所述壓電機(jī)構(gòu)時，所述壓電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生電信號。
[0006]上述壓力觸控面板在使用過程中，當(dāng)手指按壓該壓力觸控面板時，壓力觸控面板在手指的按壓下使與手指相對應(yīng)位置的隔墊物擠壓對應(yīng)的壓電機(jī)構(gòu)，壓電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生電信號，與壓電機(jī)構(gòu)電連接的檢測電路檢測到電信號后，進(jìn)而對手指的觸控位置以及觸控手勢進(jìn)行確定以實現(xiàn)相應(yīng)的觸控操作；由于壓電機(jī)構(gòu)安裝在陣列基板的凹槽內(nèi)，壓電機(jī)構(gòu)設(shè)置在陣列基板內(nèi)形成內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，因此，該壓力觸控面板能夠提高觸控靈敏度、實現(xiàn)薄型化和輕量化。
[0007]優(yōu)選地，所述壓電機(jī)構(gòu)包括從所述彩膜基板朝向所述陣列基板依次設(shè)置在所述凹槽內(nèi)的第一電極、壓電材料、絕緣層、第二電極和彈性材料;所述第一電極與所述檢測電路電連接，以檢測所述壓電材料受擠壓后產(chǎn)生的正電壓或負(fù)電壓;所述第二電極與所述檢測電路電連接，以檢測所述壓電材料受擠壓后產(chǎn)生的負(fù)電壓或正電壓。
[0008 ]優(yōu)選地，所述第二電極為由金屬材料制備的電極。
[0009]優(yōu)選地，所述第二電極為由氧化銦錫ITO材料制備的電極。
[0010]優(yōu)選地，所述絕緣層為由氧化硅或氮化硅材料制備的絕緣層。
[0011]優(yōu)選地，所述壓電材料為氧化鋅材料或氮化鋁材料。
[0012]優(yōu)選地，所述彈性材料為隔墊物材料或硅膠材料。
[0013]優(yōu)選地，所述陣列基板設(shè)有所述凹槽的區(qū)域劃分為多個壓電區(qū)域，每一個所述壓電區(qū)域內(nèi)包括多個所述凹槽，且每一個所述壓電區(qū)域中各所述凹槽內(nèi)的壓電機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接后與檢測電路電連接。
[0014]優(yōu)選地，每一個所述壓電區(qū)域中的壓電機(jī)構(gòu)通過金屬材料串聯(lián)連接。
[0015]本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括上述技術(shù)方案中提供的任意一種壓力觸控面板。
[0016]另外，本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案中提供的任意一種壓力觸控面板的制備方法，包括:
[0017]形成陣列基板和彩膜基板，其中，彩膜基板上設(shè)有黑矩陣，且所述彩膜基板朝向所述陣列基板的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物;在所述陣列基板朝向所述彩膜基板的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物——對應(yīng)的凹槽；
[0018]在每一個所述凹槽中形成壓電機(jī)構(gòu)；
[0019]將所述陣列基板和彩膜基板對盒連接。
[0020]優(yōu)選地，在每一個所述凹槽中形成壓電機(jī)構(gòu)的步驟中，具體包括:
[0021 ]在所述凹槽中填充彈性材料；
[0022]在彈性材料上形成第二電極；
[0023]在第二電極上形成絕緣層；
[0024]在絕緣層上形成壓電材料；
[0025]在壓電材料上形成第一電極。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種實施例提供的壓力觸控面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1中壓力觸控面板在被手指觸摸時的工作原理示意圖；
[0028]圖3為圖1中壓力觸控面板的陣列基板的多個壓電區(qū)域的一種劃分方式；
[0029]圖4為圖1中壓力觸控面板的陣列基板的多個壓電區(qū)域的另一種劃分方式；
[0030]圖5為本發(fā)明一種實施例提供的壓力觸控面板的制備方法的工藝流程圖；
[0031]圖6為圖5中制備壓力觸控面板時在陣列基板的凹槽中形成壓電機(jī)構(gòu)的具體工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]本發(fā)明實施例提供了一種壓力觸控面板及其制備方法和顯示裝置，其中，該顯示裝置具有壓力觸控面板，并且該壓力觸控面板為內(nèi)嵌式觸控面板，且能夠提高觸控靈敏度、實現(xiàn)薄型化和輕量化。
[0034]其中，請參考圖1以及圖2，本發(fā)明一種實施例提供的壓力觸控面板，包括對盒連接的陣列基板I和彩膜基板2;彩膜基板2包括黑矩陣21，在彩膜基板2朝向陣列基板I的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物22;在陣列基板I朝向彩膜基板2的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物22 對應(yīng)的凹槽11，在每一個凹槽11內(nèi)安裝有與檢測電路電連接的壓電機(jī)構(gòu)3，壓電機(jī)構(gòu)3位于黑矩陣21朝向陣列基板I的投影區(qū)域內(nèi)；在隔墊物22擠壓相應(yīng)的壓電機(jī)構(gòu)3時，壓電機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生電信號。
[0035]上述壓力觸控面板在使用過程中，當(dāng)手指5按壓該壓力觸控面板時，壓力觸控面板在手指5的按壓下使與手指5相對應(yīng)位置的隔墊物22擠壓對應(yīng)的壓電機(jī)構(gòu)3，壓電機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生電信號，與壓電機(jī)構(gòu)3電連接的檢測電路檢測到電信號后，進(jìn)而對手指5的觸控位置以及觸控手勢進(jìn)行確定以實現(xiàn)相應(yīng)的觸控操作；由于壓電機(jī)構(gòu)3安裝在陣列基板I的凹槽11內(nèi)，壓電機(jī)構(gòu)3設(shè)置在陣列基板I內(nèi)形成內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，因此，該壓力觸控面板為內(nèi)嵌式觸控面板，且能夠提高觸控靈敏度、實現(xiàn)薄型化和輕量化。
[0036]如圖1和圖2結(jié)構(gòu)所示，上述壓力觸控面板的彩膜基板2還可以包括彩膜23，并且陣列基板I和彩膜基板2之間可以通過封框膠4進(jìn)行密封連接。
[0037]—種具體的實施方式中，壓電機(jī)構(gòu)3包括從彩膜基板2朝向陣列基板I依次設(shè)置在凹槽11內(nèi)的第一電極31、壓電材料32、絕緣層33、第二電極34和彈性材料35;第一電極31與檢測電路電連接，以檢測壓電材料32受擠壓后產(chǎn)生的正電荷;第二電極34與檢測電路電連接，以檢測壓電材料32受擠壓后產(chǎn)生的負(fù)電荷。
[0038]上述壓力觸控面板的壓電機(jī)構(gòu)3包括壓電材料32，并且壓電材料32的上表面與第一電極31電連接，壓電材料32的下表面與第二電極34電連接，壓電機(jī)構(gòu)3通過絕緣層33使第一電極31和第二電極34實現(xiàn)電絕緣;在壓力觸控面板正常使用過程中，當(dāng)手指5按壓觸控面板時，與手指5相對應(yīng)位置的隔墊物22會擠壓相對應(yīng)的壓電機(jī)構(gòu)3，壓電機(jī)構(gòu)3中的彈性材料35受擠壓后發(fā)生形變，由于支撐壓電材料32的彈性材料35在手指5的按壓下產(chǎn)生變形，因此，壓電材料32隨著彈性材料35的形變而隨之變形，壓電材料32變形后會在上表面形成正電荷，同時在壓電材料32的下表面相應(yīng)地形成負(fù)電荷，通過檢測電路可檢測在壓電材料32上表面和壓電材料32下表面之間產(chǎn)生的電壓差，壓電材料32上表面和壓電材料32下表面的電壓差與手指5的下壓力成正比，因此能夠精確地檢測手指5壓力的位置和大小，提高觸控面板的靈敏度。
[0039]具體地，第二電極34可以為由金屬材料制備的電極，第二電極34也可以為由氧化銦錫ITO材料制備的電極;絕緣層3 3可以為由氧化硅或氮化硅材料制備的絕緣層;壓電材料32可以為氧化鋅材料或氮化鋁材料。
[0040]為了在手指5按壓壓力觸控面板時，能夠增大壓電材料的形變量，以便產(chǎn)生更強(qiáng)的壓電信號，彈性材料35可以為隔墊物材料或硅膠材料。
[0041]為了檢測手指5在壓力觸控面板上的按壓力大小，如圖3以及圖4所示，陣列基板I設(shè)有凹槽11的區(qū)域劃分為多個壓電區(qū)域，如圖3中陣列基板I上劃分的壓電區(qū)域Al、壓電區(qū)±或八2和壓電區(qū)域A3，以及圖4中陣列基板I上劃分的壓電區(qū)域B1、壓電區(qū)域B2和壓電區(qū)域B3，每一個壓電區(qū)域內(nèi)包括多個凹槽11，如圖3中壓電區(qū)域Al中包括24個凹槽11，圖4中壓電區(qū)域B2中包括18個凹槽11，且每一個壓電區(qū)域中各凹槽11內(nèi)的壓電機(jī)構(gòu)3串聯(lián)連接后與檢測電路電連接。
[0042]上述壓力觸控面板將陣列基板I設(shè)有凹槽11的區(qū)域劃分為多個壓電區(qū)域，每一個壓電區(qū)域中各凹槽11內(nèi)的壓電機(jī)構(gòu)3串聯(lián)連接后與檢測電路電連接，如圖3中壓電區(qū)域Al中18個凹槽11內(nèi)的18個壓電機(jī)構(gòu)3串聯(lián)連接，能夠使壓電區(qū)域AI中所有的壓電材料32上表面的正電荷和壓電材料32下表面的負(fù)電荷進(jìn)行累積，以增大壓電區(qū)域Al內(nèi)所有的壓電材料32上表面和下表面的電荷數(shù)，進(jìn)而在壓電材料32的上表面和壓電材料32的下表面之間形成電壓差，由于電壓差與手指5的下壓力成正比，因此，能夠精確地檢測手指5按壓該壓力觸控面板的壓力的大小，進(jìn)一步提高觸控面板的靈敏度。
[0043 ]更進(jìn)一步地，每一個壓電區(qū)域中的壓電機(jī)構(gòu)3通過金屬材料串聯(lián)連接，當(dāng)然，為了使每一個壓電區(qū)域中的壓電機(jī)構(gòu)3串聯(lián)連接，也可以通過其它的導(dǎo)電材料實現(xiàn)。
[0044]本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括上述實施例中提供的任意一種壓力觸控面板。
[0045]另外，請參考圖5，本發(fā)明還提供了一種上述實施例中壓力觸控面板的制備方法，包括以下步驟:
[0046]步驟Sll，形成陣列基板I和彩膜基板2，其中，彩膜基板2上設(shè)有黑矩陣21，且彩膜基板2朝向陣列基板I的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物22;在陣列基板I朝向彩膜基板2的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物22——對應(yīng)的凹槽11;
[0047]步驟S12，在每一個凹槽11中形成壓電機(jī)構(gòu)3;
[0048]步驟S13，將陣列基板I和彩膜基板2對盒連接。
[0049]具體地，如圖6所示，在每一個凹槽11中形成壓電機(jī)構(gòu)3的步驟S12具體包括以下步驟:
[0050]步驟S121，在凹槽11中填充彈性材料35;
[0051 ]步驟S122，在彈性材料35上形成第二電極34;
[0052]步驟S123，在第二電極34上形成絕緣層33 ；
[0053]步驟S124，在絕緣層33上形成壓電材料32;
[0054]步驟S125，在壓電材料32上形成第一電極31。
[0055]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明實施例進(jìn)行各種改動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和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種壓力觸控面板，包括對盒連接的陣列基板和彩膜基板;其特征在于，所述彩膜基板包括黑矩陣，在所述彩膜基板朝向所述陣列基板的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物;在所述陣列基板朝向所述彩膜基板的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物一一對應(yīng)的凹槽，在每一個凹槽內(nèi)安裝有與檢測電路電連接的壓電機(jī)構(gòu)，所述壓電機(jī)構(gòu)位于所述黑矩陣朝向所述陣列基板的投影區(qū)域內(nèi)；在所述隔墊物擠壓相應(yīng)的所述壓電機(jī)構(gòu)時，所述壓電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生電信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述壓電機(jī)構(gòu)包括從所述彩膜基板朝向所述陣列基板依次設(shè)置在所述凹槽內(nèi)的第一電極、壓電材料、絕緣層、第二電極和彈性材料;所述第一電極與所述檢測電路電連接，以檢測所述壓電材料受擠壓后產(chǎn)生的正電荷;所述第二電極與所述檢測電路電連接，以檢測所述壓電材料受擠壓后產(chǎn)生的負(fù)電荷。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述第二電極為由金屬材料制備的電極。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述第二電極為由氧化銦錫ITO材料制備的電極。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述絕緣層為由氧化硅或氮化硅材料制備的絕緣層。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述壓電材料為氧化鋅材料或氮化鋁材料。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述彈性材料為隔墊物材料或硅膠材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力觸控面板，其特征在于，所述陣列基板設(shè)有所述凹槽的區(qū)域劃分為多個壓電區(qū)域，每一個所述壓電區(qū)域內(nèi)包括多個所述凹槽，且每一個所述壓電區(qū)域中各所述凹槽內(nèi)的壓電機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接后與檢測電路電連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力觸控面板，其特征在于，每一個所述壓電區(qū)域中的壓電機(jī)構(gòu)通過金屬材料串聯(lián)連接。10.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項所述的壓力觸控面板。11.一種如權(quán)利要求1-9任一項所述的壓力觸控面板的制備方法，其特征在于，包括: 形成陣列基板和彩膜基板，其中，彩膜基板上設(shè)有黑矩陣，且所述彩膜基板朝向所述陣列基板的一側(cè)設(shè)置有多個隔墊物;在所述陣列基板朝向所述彩膜基板的一側(cè)表面設(shè)置有與至少一部分隔墊物——對應(yīng)的凹槽； 在每一個所述凹槽中形成壓電機(jī)構(gòu)； 將所述陣列基板和彩膜基板對盒連接。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，在每一個所述凹槽中形成壓電機(jī)構(gòu)的步驟中，具體包括: 在所述凹槽中填充彈性材料； 在彈性材料上形成第二電極； 在第二電極上形成絕緣層； 在絕緣層上形成壓電材料； 在壓電材料上形成第一電極。
【文檔編號】G06F3/041GK105824468SQ201610147019
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】王海生, 董學(xué), 薛海林, 陳小川, 丁小梁, 劉英明, 楊盛際, 許睿, 李昌峰, 劉偉, 王鵬鵬
【申請人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司