CN102707831B - 触摸板和具有该触摸板的触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及触摸板和具有该触摸板的触摸屏。此处提供一种电容型触摸板。该电容型触摸板可以包括第一透明基板、位于第一透明基板上的第一导电层、具有通过间隔件从第一导电层隔开的第二导电层的传感器层以及位于传感器层上的第二透明基板。第一导电层和第二导电层可以是透明的。

Description

触摸板和具有该触摸板的触摸屏
技术领域
以下描述涉及触摸板，且更具体而言涉及支持各种输入方法的触摸板以及具有该触摸板的触摸屏。
背景技术
一般而言，触摸屏表示这种设备：其中输入检测装置集成到显示装置中。触摸屏可以包括诸如LCD（液晶显示器）的显示单元以及在这种显示单元上提供的触摸板。
这种触摸屏通过屏幕触摸接收用户输入。例如，触摸屏可以识别通过用户的手指尖或者诸如触笔的对象的尖部的触摸显示在屏幕上的字符或位置，而不使用机械键区。
尽管在精确性方面并不优越，由于这种设备的操作的简单性，触摸屏被广泛地用作人们常去的地方中的信息显示设备，例如，在比如地铁站、百货公司或银行之类的公共场所。触摸屏不仅频繁地应用于各种商店中的柜台终端，最近还广泛地应用在诸如移动电话、DMB（数字多媒体广播）接收器和汽车导航***之类的便携式终端中。
触摸板（或触摸屏）分成电阻交叠型、电容型、表面声波型、红外光束型等。当前，电容型触摸板被最广泛地使用。
然而，常规电容型触摸屏具有的问题在于它们仅在被诸如人手指的导体接触时才操作。当常规电容型触摸屏被非导体对象接触时，它们不感测输入。由于有限的输入方法，这可能为用户带来不便。
发明内容
在一个一般方面，提供一种电容型触摸板。该电容型触摸板可以包括第一透明基板、位于第一透明基板上的第一导电层，具有通过间隔件从第一导电层隔开的第二导电层的传感器层以及位于传感器层上的第二透明基板。第一导电层和第二导电层可以是透明的。
第一导电层可以配置成具有预设参考电势，且第二导电层可以配置成感测非导电用户输入对象产生的触摸。
空气层可以布置在第一导电层和第二导电层之间且在空气层中提供的空间可以被密封。
第二透明基板可以通过粘合部件附连到传感器层。
另外，触摸板可以包括位于传感器层和第一导电层之间的膜。该膜可以布置在由间隔件形成的空气层和传感器层之间。第一导电层可以具有均匀的厚度和平坦的表面。第一导电层可以使用ITO、PEDOT等形成。
另外，第二导电层可以包括多个第一电极线和多个第二电极线。多个电极和多个第二电极线可以经由包含绝缘电介质材料的桥层而彼此隔开。
在另一方面，提供具有电容型触摸板的触摸屏。触摸屏可以包括具有多个像素以用于通过像素显示图像的显示单元，以及通过粘合部件附连到显示单元的电容型触摸板。
这种触摸屏的电容型触摸板可以包括第一透明基板、位于第一透明基板上的第一导电层、具有通过间隔件从第一导电层隔开的第二导电层的传感器层以及位于传感器层上的第二透明基板。第一导电层和第二导电层可以是透明的。
第一导电层可以连接到地，且具有预设电压波形的触摸检测信号可以应用于第二导电层。
触摸屏还可以包括位于传感器层和第一导电层之间的膜。该膜可以布置在由间隔件形成的空气层和传感器层之间。
另外，第二导电层可以包括多个第一电极线和多个第二电极线。多个电极和多个第二电极线可以经由绝缘电介质材料形成的桥层彼此隔开。
在又一方面，提供一种制造触摸屏的方法。该方法可以涉及将触摸板附连到显示单元，其中触摸板包括依次堆叠的第一透明基板、第一导电层、间隔件层、具有第二导电层的传感器层、第二透明基板。触摸板的第一导电层和第二导电层可以是透明的。
触摸板可以经由在第一透明基板的底面和显示单元之间提供的粘合部件附连到显示单元。第一导电层可以经由真空沉积工艺在第一透明基板上形成。
从下面详细的描述、附图和权利要求可以显见其他特征和方面。
附图说明
图1是说明触摸板的一个实施例的结构的示意图。
图2是说明第二导电层的图案的示例的示意图。
图3是说明用于检测触摸板上的触摸位置的方法的示例的示意图。
图4是说明触摸屏的一个示例的结构的示意图。
贯穿附图和详细描述，除非特别描述，相同绘制的参考符号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。为清楚、说明和方便起见，这些元件的相对尺寸和描绘可以放大。
具体实施方式
提供下面的详细描述以帮助读者获得此处描述的方法、设备和/或***的综合理解。因此，将向本领域技术人员暗示此处描述的***、设备和/或方法的各种变化、修改和等价。
而且，提供在下面的描述中发现的各种特定定义仅用于帮助对本公开的一般理解，且本领域技术人员将显见，描述的设备和方法可以不使用这些定义而实施。另外，在下面的描述中，当此处结合的已知功能和配置的详细描述将使得本公开的主旨相当不明确时，将省略它们。
图1说明触摸板的示例的结构。触摸板100可以包括第一透明基板110、第一导电层120、膜140、传感器层150以及第二透明基板170。
第一透明基板110可以形成触摸板100的基底部分且可以具有矩形板形状。第一透明基板110可以由对可见光透明的绝缘材料形成。这种绝缘材料的示例包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯（PET，polyethyleneterephthalate）、聚碳酸酯（PC,polycarbonate）、聚邻苯二甲酸酯（PEN,polyethylenenaphthalate）、聚苯硫醚（PPS,polyphenylenesulfide）、聚醚砜（PES,polyethersulfone）等。
第一导电层120可以层叠在第一透明基板110的顶部上。即，第一透明基板110可以用作第一导电层120的支撑。第一导电层120可以具有不设有任意图案的平坦表面。第一导电层120可以具有完全均匀的厚度。第一导电层120可以具有预设参考电势（或电压）。例如，在第一导电层120连接到地且触摸板100操作的状态中，第一导电层120可以具有接地电势。第一导电层120可以被称为金属层，且它可以由对可见光透明的导电材料形成。这种导电材料的示例包括氧化铟锡（ITO）、聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT，poly(3,4-ethylenedioxythiophene)）等。第一导电层120可以从用于通过真空沉积工艺形成导电膜的工艺形成。这种真空沉积工艺的示例包括电子束沉积、溅射等。
膜140可以位于第一导电层120的顶部上，且可以用作传感器150的支撑。膜140也可以通过间隔件130从第一导电层120隔开，且空气层可以位于膜140和第一导电层120之间。膜140和第一导电层120之间的空间135可以被密封。膜140可以由对可见光透明的绝缘材料形成。这种绝缘材料的示例包括PET、PC、PEN、PES等。
间隔件130可以层叠在第一导电层120顶部上或环绕膜140的底部且可以具有基本矩形的条形形状。间隔件130可以以单体形成或可以以彼此空间隔开的多个部件形成。另外，诸如粘合剂的粘合部件、密封部件、圆形、圆柱形或多面体强度部件或其组合可以用作间隔件130。例如，诸如UV可固化材料的常规可固化材料可以用作粘合部件，且诸如Au、Ag和Cu的金属，诸如聚乙炔的导电聚合物可以用作强度部件。
尽管在本示例中示例了间隔件130层叠在第一导电层120上，在触摸板的另一示例中，第一导电层120可以仅层叠在间隔件130环绕的第一透明基板110的顶部的区域上。在这种触摸板中，间隔件130可以直接层叠在第一透明基板110的顶部上。
在图1的触摸板中，间隔件130可以执行支持第一透明基板110的顶部上的膜140从第一透明基板110隔开的功能。还可以执行彼此粘合第一导电透明110和膜140的功能。
第二层150可以层叠在膜140的顶部上，其中传感器150可以包括第二导电层152和多个连接端子158。第二层150可以设置有多个传感器以确定第二透明基板170的表面上人手指尖或任意其他对象的尖部触摸的位置。用于该目的，第二导电层152可以具有预设图案。第二导电层152可以具有各种图案，诸如具有直线的晶格图案以及钻石图案。在下面描述这种晶格图案。
图2说明第二导电层152的示例图案。第二导电层152可以包括多个第一电极线154和多个第二电极线156。
第一电极线154可以在第一方向（例如x轴或水平方向）中延伸，且可以沿着与第一方向成直角的第二方向（例如y轴或垂直方向）以规则或不规则间隔彼此隔开。
第二电极线156可以在第二方向中延伸，且可以沿着第一方向以规则或不规则间隔彼此隔开。
为了电学绝缘第一电极线154和第二电极线156，桥层155可以在第一和第二电极线154和156的每个交点处***在第一和第二电极线154和156之间。例如，桥层155可以由桥单元组成，每个桥单元可以布置在第一和第二电极线154和156的交点之一处。桥层155可以由诸如SiO2的绝缘电介质材料形成。
再次参考图1，第二电极层152可以由对可见光透明的导电材料形成。这种导电材料的示例包括氧化铟锡（ITO）、聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）等。可以通过真空沉积工艺形成薄膜且然后通过光刻工艺对薄膜进行构图形成第二电极层152。这种真空沉积工艺的示例包括电子束沉积、溅射等。
用于向第二导电层152施加电压（或电流）的连接端子158能够层叠在膜140的顶部上以位于第二导电层152的外部。即，为了有利于从外部访问连接端子158，连接端子158能够布置在第二导电层152的外部（即膜140的边缘区域上）。
连接端子158可以通过连接线（未示出）与第二导电层152电学连接，其中第二连接端子152和连接线可以通过单个工艺或通过分离的工艺形成。另外，连接端子158可以由与第二导电层152的材料相同的材料形成。备选地，连接端子158可以由与形成第二导电层152的材料不同的材料形成。例如，可以使用诸如Ag的不透明导电材料形成连接端子158。例如，连接端子158可以与设置有控制器等的柔性印刷电路板（FPCB）电学连接。
为了执行传感器功能，预设波形电压（即，触摸检测信号）可以施加于第二导电层152。当导电用户输入对象（诸如手指）触摸第二透明基板170的表面时，由于第二导电层152和用户输入对象之间的电容的变化，可以产生具有变化的电压波形的触摸感测信号。此后，该电容被称为第一电容。控制器可以分析触摸感测信号以确定用户输入对象是否触摸第二透明基板170且确定触摸位置。
触摸板可以设置有第二导电层152和第一导电层120之间的附加第二电容；第二电容可以允许即使当用户输入对象不导电时对如上所述的触摸位置的确定。另外，通过第二电容提供单元，触摸板可以感测诸如手指、触笔等的用户输入对象的推动压力。
图3说明检测触摸板100的触摸位置的方法。在图3中，在触摸板100的组件中仅示出第一和第二导电层120和150以及第二透明基板170。
在非导电用户输入对象10触摸第二透明基板的表面的情况中，第二导电层152和用户输入对象10之间的第一电容C1在触摸前后可能不产生或不变化。然而，因为用户输入对象10推动第二透明基板170的表面，第二导电层152和第一导电层120之间的第二电容C2在触摸前后变化。即，当由于用户输入对象10的推动，第二导电层152朝向第一导电层120弯曲时，第二导电层152和第一导电层120之间的空间局部地变化，这导致第二电容C2的变化。因此，触摸板100能够确定是否尝试输入且甚至能够确定尝试输入的位置；即使用户使用非导电设备用作输入对象10，这也能发生。
再次参考图1，第二透明基板170可以使用粘合部件160附连到第二导电层152的顶部。第二透明基板170的顶面可以暴露于外部以形成触摸板100的正面的至少一部分。可以使用对可见光透明的绝缘材料形成第二透明基板170。这种绝缘材料的示例包括玻璃、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯等。
粘合部件160可以由对可见光透明的绝缘材料形成。对可见光透明的光学胶（OCA）带、粘合剂（或固着剂）、UV可固化树脂等能够用作粘合部件160。OCA带是双面粘合带，且典型地由丙烯、硅酮等形成。
尽管在本示例中，传感器层150可以层叠在膜140的顶部上，在另一示例中，传感器层150可以层叠在层140的底部上。备选地，还可以去除膜140和粘合部件160以直接将传感器层150层叠在第二透明基板170的底部上，且在第一电极层120或第一透明基板110和第二导电层152之间***间隔件150。
图4说明触摸屏的示例。图4中示出的触摸屏可以包括触摸板100，诸如图1所示的触摸板。将省略关于触摸板100的重复描述。
触摸屏200可以包括显示单元210、触摸板100和第二粘合部件220。
显示单元210可以包括多个像素以通过像素显示图像。LCD（液晶显示器）、OLED（有机发光二极管）等可以用作显示单元210。
LCD可以根据控制器（未示出）的控制显示图像。常规LCD可以包括：用于显示图像的液晶显示板，该液晶显示板包括液晶层；以及用于向液晶显示板提供光的BLU（背光单元）。液晶显示板可以包括布置在液晶层上方和下方的上和下玻璃基板以控制液晶分子的布置。下玻璃基板可以包括薄膜晶体管和像素电极，且上玻璃基板可以包括公共电极。液晶板还可以包括布置在液晶层上方和下方的上和下偏振板以线性偏振作为输入的光。上和下偏振板的偏振方向可以以直角彼此相交。
触摸板100可以通过第二粘合部件220附连（即粘合）到显示单元。即，触摸板100的底面（即，第一透明基板110的底面）可以通过第二粘合部件220附连到显示单元210的顶部。
第二透明基板170的底面可以被抗反射（AR）涂敷，其中由此形成的AR涂层可以包括Nb2O5层和SiO2层。在第二AR涂敷透明基板170中，色差值a*可以不大于1.5，色差值b*可以不大于1.5，透射率可以不小于91％，且反射率可以介于5％至10％。另外，触摸板100可以具有不小于88％的透射率。此处，a*和b*是用于指示颜色的CIE坐标系的组件，其中，当其值从零远离时，指示较强的颜色。
因为第二透明基板170的顶面可以暴露于外部，用于中断可见光的光中断层可以沿着环绕包括在有效显示区域的中央区域的边缘区域层叠在第二透明基板170的底面上以防止边缘区域泄露于外部。光中断层可以通过黑墨印刷工艺等形成。
即使用户输入对象是非导电的，本发明的触摸板和具有该触摸板的触摸屏是有用的，触摸板和触摸屏能够通过第二电容提供单元感测非导电用户输入对象施加的推动压力；由此，触摸板和触摸屏能够确定是否尝试输入且确定尝试输入的位置。
触摸板和触摸屏是输入设备，其中能够通过导电或非导电用户输入对象自由地输入信息。
应当理解本公开的特征可以以不同形式实现且不应被解读为限制为此处提及的示例。而是，提供示例是为了使得本公开透彻和完整，且将向本领域技术人员传达本公开的全部范围。
附图不必按比例绘制，且在一些示例中，比例可以放大以清晰地说明示例的特征。当第一层被称为位于第二层“上”或基板“上”时，不仅可以表示在第二层或基板上直接形成第一层的情况，还可以表示在第一层和第二层或基板之间存在第三层的情况。
上面描述了很多示例。然而，应当理解可以做出各种修改。例如，如果以不同的顺序执行描述的技术和/或如果描述的***、架构或设备中的组件以不同的方式组合和/或被其他组件、步骤或其等价代替或补充，可以实现合适的结果。因此，其他实施方式处于下面权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种电容型触摸板，包含：
第一透明基板；
位于第一透明基板上的第一导电层，该第一导电层是透明的；
具有通过间隔件从第一导电层隔开的第二导电层的传感器层，该第二导电层是透明的；
位于传感器层上的第二透明基板；以及
位于由间隔件形成的空气层和传感器层之间的膜，
其中将触摸位置确定为由于第二导电层朝向第一导电层的弯曲所引起的第一和第二导电层之间的电容变化的位置。
2.根据权利要求1所述的电容型触摸板，其中第一导电层配置成具有预设参考电势，且第二导电层配置成感测非导电用户输入对象产生的触摸。
3.根据权利要求1所述的电容型触摸板，其中第二透明基板通过粘合部件附连到传感器层。
4.根据权利要求1所述的电容型触摸板，其中第一导电层具有均匀的厚度和平坦的表面。
5.根据权利要求1所述的电容型触摸板，其中第一导电层包含ITO或PEDOT。
6.根据权利要求1所述的电容型触摸板，其中第二导电层包含多个第一电极线和多个第二电极线，该多个电极和多个第二电极线经由包含绝缘电介质材料的桥层而彼此隔开。
7.一种具有电容型触摸板的触摸屏，包含：
具有多个像素以用于通过像素显示图像的显示单元；以及
通过粘合部件附连到显示单元的电容型触摸板，其中该电容型触摸板包含：
第一透明基板；
位于第一透明基板上的第一导电层，该第一导电层是透明的；
具有通过间隔件从第一导电层隔开的第二导电层的传感器层，该第二导电层是透明的；
位于传感器层上的第二透明基板；以及
位于由间隔件形成的空气层和传感器层之间的膜，
其中将触摸位置确定为由于第二导电层朝向第一导电层的弯曲所引起的第一和第二导电层之间的电容变化的位置。
8.根据权利要求7所述的触摸屏，其中第一导电层连接到地，且具有预设电压波形的触摸检测信号应用于第二导电层。
9.根据权利要求7所述的触摸屏，其中第二导电层包括多个第一电极线和多个第二电极线，该多个电极和多个第二电极线经由由绝缘电介质材料形成的桥层彼此隔开。
10.一种制造触摸屏的方法，该方法包含：
将触摸板附连到显示单元，
其中触摸板包括依次堆叠的第一透明基板、第一导电层、间隔件层、具有第二导电层的传感器层、第二透明基板；
第一导电层和第二导电层是透明的；
膜被定位在由间隔件形成的空气层和传感器层之间；并且
将触摸位置确定为由于第二导电层朝向第一导电层的弯曲所引起的第一和第二导电层之间的电容变化的位置。
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