用于檢測(cè)壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于檢測(cè)壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置，尤其涉及一種適用于檢測(cè)觸摸位置的觸摸輸入裝置且用于檢測(cè)觸摸壓力的電極片。
【背景技術(shù)】
[0002]用于操作計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置有多種類型。例如，按鍵(button)、鍵(key)、操縱桿(joystick)及觸摸屏之類的輸入裝置。由于觸摸屏簡(jiǎn)單易操作，因此觸摸屏在操作計(jì)算系統(tǒng)方面的利用率增大。
[0003]觸摸屏可以構(gòu)成包括觸摸感測(cè)板(touch sensor panel)的觸摸輸入裝置的觸摸表面，其中觸摸感測(cè)板可以是具有觸摸-感應(yīng)表面(touch-sensitive surface)的透明板。這種觸摸感測(cè)板附著在顯示屏的前面，觸摸-感應(yīng)表面能夠蓋住顯示屏中看得見(jiàn)的面。用戶用手指等對(duì)觸摸屏單純觸摸即可操作計(jì)算系統(tǒng)。通常，計(jì)算系統(tǒng)識(shí)別觸摸屏上的觸摸及觸摸位置并解析這種觸摸，從而能夠相應(yīng)地執(zhí)行運(yùn)算。
[0004]因此需要一種觸摸屏受到觸摸時(shí)不僅能夠檢測(cè)觸摸位置，還能夠檢測(cè)觸摸壓力大小的觸摸輸入裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于檢測(cè)觸摸壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于檢測(cè)觸摸位置的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0008]技術(shù)方案
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片包括電極層及支撐層，所述電極層包括第一電極與第二電極，所述電極片用于檢測(cè)隨基準(zhǔn)電位層與所述電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極與所述第二電極之間電容的變化，其中所述基準(zhǔn)電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。
[0010]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電極片包括電極層及支撐層，所述電極片用于檢測(cè)隨基準(zhǔn)電位層與所述電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述電極層與所述基準(zhǔn)電位層之間電容的變化，其中所述基準(zhǔn)電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電極片包括第一電極層、第二電極層及支撐層，所述電極片用于檢測(cè)隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。
[0012]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電極片包括第一電極片及第二電極片，所述第一電極片包括第一電極層及第一支撐層，所述第二電極片包括第二電極層及第二支撐層，所述電極片用于檢測(cè)隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述第一支撐層及所述第二支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。
[0013]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的觸摸輸入裝置包括:電極片；基板；以及顯示模塊。其中，電極片可以包括電極層及支撐層，所述電極層包括第一電極與第二電極，所述電極片用于檢測(cè)隨基準(zhǔn)電位層與所述電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極與所述第二電極之間電容的變化，其中所述基準(zhǔn)電位層與所述電極片相隔配置，所述支撐層由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。所述電極片還可以用于檢測(cè)隨基準(zhǔn)電位層與所述電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述電極層與所述基準(zhǔn)電位層之間電容的變化。而且，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，所述顯示模塊在受到所述壓力時(shí)發(fā)生彎曲，并且所述電極片的所述電極層與所述基準(zhǔn)電位層之間的距離隨所述顯示模塊彎曲而變化。
[0014]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的觸摸輸入裝置包括:電極片；基板；以及顯示模塊。其中，電極片可以包括第一電極層、第二電極層及支撐層，所述電極片用于檢測(cè)隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。所述電極片還可以包括第一電極片及第二電極片，所述第一電極片包括第一電極層及第一支撐層，所述第二電極片包括第二電極層及第二支撐層，所述電極片用于檢測(cè)隨所述第一電極層與所述第二電極層之間的相對(duì)距離變化而變化的所述第一電極層與所述第二電極層之間電容的變化，所述第一支撐層及所述第二支撐層可以由受到壓力時(shí)彎曲且壓力解除時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的材料形成。而且，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，所述顯示模塊在受到所述壓力時(shí)發(fā)生彎曲，并且所述電極片的所述第一電極層與所述第二電極層之間的距離隨所述顯示模塊彎曲而變化。
[0015]根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的觸摸輸入裝置包括:所述電極片；基板；以及顯示模塊，其中，所述電極片附著于所述基板或所述顯示模塊，而且所述電極片與所述基板或所述電極片與所述顯示模塊之間具有隔離層。
[0016]技術(shù)效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠提供一種用于檢測(cè)觸摸壓力的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還能夠提供一種用于檢測(cè)觸摸位置的電極片及包括該電極片的觸摸輸入裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為電容式的觸摸感測(cè)板及執(zhí)行其工作的構(gòu)成的概要圖；
[0020]圖2a、圖2b及圖2c為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入裝置中顯示模塊與觸摸感測(cè)板的相對(duì)位置的概念圖；
[0021]圖3a至圖3h為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括壓力電極的電極片的剖面圖；
[0022]圖3i為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)應(yīng)于隨電極層與基準(zhǔn)電位層之間的距離變化的電容變化量的示意圖；
[0023]圖4a至圖4f顯示觸摸輸入裝置適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的第一例；
[0024]圖5a至圖5i顯示觸摸輸入裝置適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的第二例；
[0025]圖6a至圖6h顯示觸摸輸入裝置適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的第三例；
[0026]圖7a至圖7e顯示設(shè)置于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于檢測(cè)觸摸壓力的電極片的壓力電極圖形；
[0027]圖8a及圖Sb顯示適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的觸摸輸入裝置中觸摸壓力的大小與飽和面積之間的關(guān)系；
[0028]圖9中(a)至(d)顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的剖面；
[0029]圖1Oa及圖1Ob顯示觸摸輸入裝置適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的第四例；
[0030]圖1la及圖1lb顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的附著方法；
[0031]圖12a至圖12c顯示將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片連接在觸摸感測(cè)電路上的方法;
[0032]圖13a至圖13d顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片包括多個(gè)信道的構(gòu)成；
[0033]圖14是通過(guò)非導(dǎo)電性客體加壓適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的電極片的觸摸輸入裝置的觸摸表面中心部的實(shí)驗(yàn)得到的客體克重與電容變化量的對(duì)應(yīng)關(guān)系的坐標(biāo)圖；
[0034]圖15a至圖15c顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片所包含的第一電極及第二電極的形態(tài)。
[0035]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0036]1000:觸摸輸入裝置100:觸摸感測(cè)板
[0037]120:驅(qū)動(dòng)部110:感測(cè)部
[0038]130:控制部200:顯示模塊
[0039]300:基板400:壓力檢測(cè)模塊
[0040]420:隔離層440:電極片
[0041]450、460:第一、第二電極470:第一絕緣層
[0042]471:第二絕緣層470a、471a:電極覆蓋層
[0043]470b、47 Ib:支撐層430:粘接層
[0044]435:保護(hù)層480:彈性層
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下通過(guò)顯示本發(fā)明特定實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員足以實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明的多種實(shí)施例雖各不相同，但并非相互排斥。附圖中類似的附圖標(biāo)記在各方面表示相同或類似的功能。
[0046]以下參照【附圖說(shuō)明】能夠適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于檢測(cè)觸摸壓力的電極片的觸摸輸入裝置。以下說(shuō)明觸摸感測(cè)板100為電容方式的情況，但也可以適用能夠通過(guò)任意方式檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100。
[0047]圖1為能夠適用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的設(shè)置于觸摸輸入裝置的電容式的觸摸感測(cè)板100及執(zhí)行其動(dòng)作的構(gòu)成的概要圖。參照?qǐng)D1，觸摸感測(cè)板100包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn及多個(gè)接收電極RXl至RXm，可包括驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110，其中驅(qū)動(dòng)部120為了所述觸摸感測(cè)板100的動(dòng)作而向所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，感測(cè)部110接收包括對(duì)觸摸感測(cè)板100的觸摸表面進(jìn)行觸摸時(shí)發(fā)生變化的電容變化量信息的感測(cè)信號(hào)以檢測(cè)觸摸及觸摸位置。
[0048]如圖1所示，觸摸感測(cè)板100可包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm。圖1顯示觸摸感測(cè)板100的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm構(gòu)成正交陣列，但本發(fā)明不限于此，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可以構(gòu)成對(duì)角線、同心圓及三維隨機(jī)排列等任意維度及其應(yīng)用排列。其中η及m是正整數(shù)，兩者的值可以相同或不同，大小可以因?qū)嵤├悺?br>[0049]如圖1所示，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可排列成分別相互交叉。驅(qū)動(dòng)電極TX包括向第一軸方向延長(zhǎng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn，接收電極RX可包括向交叉于第一軸方向的第二軸方向延長(zhǎng)的多個(gè)接收電極RXl至RXm。
[0050]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可形成于相同的層。例如，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可形成于絕緣膜(未示出)的同一面上。并且，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm也可以形成于不同的層。例如，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm也可以分別形成于一個(gè)絕緣膜(未示出)的兩面，或者，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn形成于第一絕緣膜(未示出)的一面，多個(gè)接收電極RXl至RXm形成于不同于所述第一絕緣膜的第二絕緣膜(未示出)的一面上。
[0051]多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可以通過(guò)由透明導(dǎo)電物質(zhì)(例如，由二氧化錫(SnO2)及氧化銦(In2O3)等構(gòu)成的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide ；ΙΤ0)或氧化鋪錫(Antimony Tin Oxide ；AT0))等形成。但這只是舉例而已，實(shí)際上驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX也可以由其他透明導(dǎo)電物質(zhì)或非透明導(dǎo)電物質(zhì)形成。例如，驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX可以由包括銀墨(silver ink)、銅(copper)、納米銀(nano silver)及碳納米管(Carbon Nanotube ；CNT)中至少一種的物質(zhì)構(gòu)成。并且，驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX可以由金屬網(wǎng)(metal mesh)構(gòu)成。
[0052]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部120可以向驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以以一次向一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極施加的方式依次施加到第一驅(qū)動(dòng)電極TXl至第η驅(qū)動(dòng)電極TXn。上述施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過(guò)程可以再次重復(fù)進(jìn)行。但這只是舉例而已，其他實(shí)施例可以同時(shí)向多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0053]感測(cè)部110可以通過(guò)接收電極RXl至RXm接收包括關(guān)于被施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電極TXl至TXn與接收電極RXl至RXm之間生成的電容(Cm) 101的信息的感測(cè)信號(hào)，以此檢測(cè)觸摸與否及觸摸位置。例如，感測(cè)信號(hào)可以是施加到驅(qū)動(dòng)電極TX的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極TX與接收電極RX之間生成的電容(Cm) 101耦合的信號(hào)。如上，可以將通過(guò)接收電極RXl至RXm感測(cè)施加到第一驅(qū)動(dòng)電極TXl至第η驅(qū)動(dòng)電極TXn的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過(guò)程稱為掃描(scan)觸摸感測(cè)板100。
[0054]例如，感測(cè)部110可包括與各接收電極RXl至RXm通過(guò)開(kāi)關(guān)連接的接收器(未示出)。所述開(kāi)關(guān)在感測(cè)相應(yīng)接收電極RX的信號(hào)的時(shí)間區(qū)間開(kāi)啟(on)，以使接收器能夠從接收電極RX感測(cè)到感測(cè)信號(hào)。接收器可包括放大器(未示出)及結(jié)合于放大器的負(fù)(_)輸入端與放大器的輸出端之間即反饋路徑的反饋電容器。此處，放大器的正(+)輸入端可與接地(ground)連接。并且，接收器還可以包括與反饋電容器并聯(lián)的復(fù)位開(kāi)關(guān)。復(fù)位開(kāi)關(guān)可以對(duì)接收器執(zhí)行的從電流到電壓的轉(zhuǎn)換進(jìn)行復(fù)位。放大器的負(fù)輸入端可以連接于相應(yīng)接收電極RX，接收包括關(guān)于電容(Cm)1l的信息的電流信號(hào)后通過(guò)積分轉(zhuǎn)換為電壓。感測(cè)部110還可以包括將通過(guò)接收器積分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出:analog todigital converter ；ADC)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)隨后輸入到處理器(未示出)，通過(guò)處理用于獲取對(duì)觸摸感測(cè)板100的觸摸信息。感測(cè)部110在包括接收器的同時(shí)還可以包括ADC及處理器。
[0055]控制部130可以執(zhí)行控制驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部110的動(dòng)作的功能。例如，控制部130可以生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)部120使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)能夠在預(yù)定時(shí)間施加到預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電極TX。并且，控制部130可以生成感測(cè)控制信號(hào)后發(fā)送給感測(cè)部110，使感測(cè)部110在預(yù)定時(shí)間從預(yù)先設(shè)定的接收電極RX接收感測(cè)信號(hào)并執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的功能。
[0056]圖1中驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110可以構(gòu)成能夠感測(cè)對(duì)觸摸感測(cè)板100的觸摸與否及觸摸位置的觸摸檢測(cè)裝置(未標(biāo)出)。觸摸檢測(cè)裝置還可以包括控制部130。觸摸檢測(cè)裝置可以在包括觸摸感測(cè)板100的觸摸輸入裝置1000中集成于作為觸摸感測(cè)電路的觸摸感測(cè) IC(touch sensing Integrated Circuit，圖 12a 中的 150)(未示出)上。觸摸感測(cè)板100中的驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX例如可以通過(guò)導(dǎo)電線路(conductive trace)及/或印刷于電路板上的導(dǎo)電圖形(conductive pattern)等連接到觸摸感測(cè)集成電路中的驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110。觸摸感測(cè)IC 150可以位于印刷有導(dǎo)電圖形的電路板上，例如圖12a中160表示的第一印刷電路板(以下簡(jiǎn)稱‘第一 PCB’ )。根據(jù)實(shí)施例，觸摸感測(cè)IC可以裝配在用于觸摸輸入裝置1000工作的主板(main board)上。
[0057]如上所述，驅(qū)動(dòng)電極TX與接收電極RX的每個(gè)交叉點(diǎn)都生成預(yù)定值的電容Cm，手指之類的客體靠近觸摸感測(cè)板100時(shí)這種電容的值可以發(fā)