CN107037931A - 触控显示屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控显示屏及显示装置。该触控显示屏包括保护盖板、设置在保护盖板一侧的电容感应层、显示模组，以及设置在显示模组远离保护盖板一侧的压力感应层，压力感应层包括压电薄膜以及位于压电薄膜两侧的电极层，每一电极层包括电极，其中至少一个电极层中的电极为阵列式电极。本发明利用压电薄膜在其上下表面制作阵列式电极，从而形成阵列式压力感应器，能够实现对多个触控点的力信息的检测，同时减缓在使用过程中对显示模组的破坏。

Description

触控显示屏及显示装置

技术领域

本发明属于触控显示领域，涉及一种触控显示屏及具有该触控显示屏的显示装置。

背景技术

目前，具有触控功能的手机、平板电脑、电视等电子产品越来越多地采用电容式触控方案。然而，电容式触控屏亦存在诸多缺陷，例如当较大面积的手掌或导体靠近电容式触控屏而不是触摸时会引起电容式触控屏的误判；在潮湿的环境中或电容式触控屏表面存在水滴、污渍时，也会引起电容式触控屏的误操作或操作不灵敏；此外，不能采用带手套的手或持不导电的物体进行正常操作电容式触控屏。

针对电容式触控屏表面潮湿或存污渍时会引起电容式触控屏的误操作问题，目前尚未出现令人满意的方案能够予以解决。有部分厂商通过提高电容式触控屏的灵敏度等方式改善带手套时的触控操作效果，但这种方案会使当不带手套操作时电容式触控屏过于灵敏而产生误操作，另外这种方案也不能解决不导电物体的触控操作。

还有部分厂商通过结合使用压力传感器的触控方案，但是存在组装制造困难、成本高等缺陷。而且现有的增加压力传感器的方式以实现压力感应功能只能检测到压力传感器所在位置的触控点的压力信息，对于压力传感器所在位置以外的其他触控点的感应并不精确。此外，点状的压力传感器对现有的器件结构造成负面影响，例如当压力传感器安装在显示模组下方时，长久使用后会导致显示异常。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种触控显示屏及采用该触控显示屏的显示装置。

一种触控显示屏，包括保护盖板、设置在保护盖板一侧的电容感应层、显示模组，以及设置在显示模组远离保护盖板一侧的压力感应层，压力感应层包括压电薄膜以及位于压电薄膜两侧的电极层，每一电极层包括电极，其中至少一个电极层中的电极为阵列式电极。

在其中一个实施例中，所述阵列式电极为阵列式排列的块状电极或者条状电极。

在其中一个实施例中，所述电极层中的电极通过溅射、蒸镀、镀膜或丝印方式直接形成在压电薄膜两侧，从而与压电薄膜电性连接。

在其中一个实施例中，每一电极层还包括基材，每一电极层的电极形成在所述基材的一侧，所述电极层分别粘结于压电薄膜的两侧。

在其中一个实施例中，基材位于压电薄膜与电极之间，所述电极与压电薄膜之间为非电性连接。

在其中一个实施例中，电极位于压电薄膜与基材之间，且电极层中的电极通过导电胶与压电薄膜电性连接。

在其中一个实施例中，所述基材为柔性电路板。

在其中一个实施例中，所述基材内还设置电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层位于电极远离压电薄膜的一侧。

一种显示装置，包括上述任意一种触控显示屏。

在其中一个实施例中，还包括机壳，所述机壳导电并接地处理，所述机壳作为压电薄膜的电磁屏蔽层。

在其中一个实施例中，所述显示模组包括导电基层，所述导电基层作为压电薄膜的电磁屏蔽层。

本发明利用压电薄膜在其上下表面制作阵列式电极，从而形成阵列式压力感应器，能够实现对多个触控点的力信息的检测，同时减缓在使用过程中对显示模组的破坏。另外，本发明可选择通过对压电薄膜进行电压检测或者电容检测以间接实现对力的检测。当选择使用检测压电薄膜的电容检测时，还可与电容感应层共用触控芯片，从而降低成本。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的触控显示屏的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的触控显示屏的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的触控显示屏中的压力感应层的结构示意图；

图4和图5为本发明另一实施例提供的触控显示屏中的压力感应层的部分结构示意图；

图6为本发明又一实施例提供的触控显示屏中的压力感应层的部分结构示意图；

图7为本发明再一实施例提供的触控显示屏中的压力感应层的部分结构示意图；

图8为本发明还一实施例提供的触控显示屏中的压力感应层的部分结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例提供的一种触控显示屏包括保护盖板10、设置在保护盖板10一侧的电容感应层12、显示模组14，以及设置在显示模组14远离保护盖板10一侧的压力感应层16。

如图2所示，本发明另一实施例提供的触控显示屏的电容感应层和显示模组可集成设置，形成电容触控显示模组13。

保护盖板10可以是强化玻璃盖板、塑料盖板、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)盖板等。

电容感应层12包括电容传感器、与电容传感器连接的柔性电路板以及电容触控芯片。电容传感器包括多个驱动电极和感应电极，这两种触控电极可以分布于同一基材，或分别分布于两个不同的基材。电容传感器还包括与触控电极电导通的引导电极(例如银浆)，引导电极将触控电极引出至一处，并通过异方性导电胶(ACF)与柔性电路板绑定。电容触控芯片可以设置于电容感应层12的柔性电路板上，也可以设置于触控显示屏所应用的显示装置的主板上，例如当该显示装置为手机时，可以将电容感应层12的电容触控芯片整合设置在手机的主板上。

电容感应层12可以通过电容耦合的方式检测获得多个触控点的精确位置信息。该实施例中，电容感应层12直接位于保护盖板10的一侧。

压力感应层16可以直接贴合于显示模组14远离保护盖板10一侧。

如图3所示，一实施例中，压力感应层16包括压电薄膜161以及位于压电薄膜161两侧的电极层。

一实施例中，压力感应层16还包括相应的柔性电路板以及触控芯片。在一些实施例中，压力感应层16的柔性电路板和触控芯片可以与电容感应层12中的柔性电路板和电容触控芯片共用。

压电薄膜161可以为无机压电薄膜或者有机压电薄膜，其中无机压电材料可以为氧化锌薄膜、掺铝氧化锌薄膜、锆钛酸铅镧PLZT压电薄膜及其它压电陶瓷材料，有机压电薄膜可以为聚偏二氟乙烯PVDF、多孔聚丙烯压电薄膜、聚乳酸压电薄膜等压电薄膜。压电薄膜161的厚度为0.01-2μm。

如图3中所示，压电薄膜161两侧的上表面电极层和下表面电极层所包含的电极163、165可以通过溅射、蒸镀、镀膜、丝印等方式直接形成在压电薄膜161两侧。电极163、165可以为相互正对地排列，且呈现为阵列式电极块；也可以为上表面电极163与下表面电极165均为阵列式排列的条状电极，且上、下表面的电极相互垂直交叉，存在一定的交叉面积；还可以是一侧为相互连通的整面电极，另一侧为阵列式电极，例如上表面电极163为阵列式排列的电极，而下表面电极163则为整面电极。

作为电极的材料可以是银粉、碳粉、ITO、ZnO、聚噻吩、银纳米线、碳纳米管、石墨烯等导电材料。

压电薄膜161两侧的电极也可以不直接形成于压电薄膜161的上下表面。如图4和图5所示，压电薄膜161一侧的电极层162包括基材164以及形成基材164上的电极163；压电薄膜161另一侧的电极层166包括基材167以及形成在基材167上的电极165。电极层162、166还包括与电极163、165导通的引导电极。引导电极用于与压力感应层16的柔性电路板连接导通。

基材164、167可以是PET或其他聚酯等类型的基材。电极层162、166再通过异方性导电胶或者其他普通导电胶与压电薄膜161形成导电连通。图4和图5中所示的电极163、165均呈阵列式电极，且均呈条式电极，只不过电极163、165的延伸方向互相垂直。可以理解，阵列式电极的形状还可以是方块形、棱形、三角形、梯形或者其他形状。此种情况下，电极163、165均通过异方性导电胶与压电薄膜161形成导电粘接。可以理解地，电极163、165中的其中一个可以为整面电极，当为整面电极时，也可以采用其他导电胶与压电薄膜161形成导电粘接。

上述实施例中，压电薄膜与两侧电极电性导通，也即电极位于基材与压电薄膜之间。如图8所示，一实施例中，压电薄膜161两侧分别通过胶体20与电极163、165达成连接，所述胶体20为导电胶，压电薄膜161通过导电胶与两侧电极163、165电性导通。

由于压电薄膜161在受力时，会在压电薄膜161两侧的电极产生感应电荷，因此可以根据检测感应电荷信号实现压力感应层对力的检测。对于感应电荷信号的检测，还可结合电荷放大电路、电压放大电路以及触控芯片，最终通过检测电压的方式实现信号检出。此外，也可以通过现有的电容式触摸屏的触控IC直接将电荷信号检测出来。

另一方面，当压电薄膜161受力时，其两侧表面会产生感应电荷，对应的两侧表面之间产生电容，电容的大小与压力大小相关，因此，另一实施方式中，也可以通过检测电容的方式实现信号检出。可以理解，检测电容可通过共用电容感应层12中的电容触控芯片来实现。

在另外的一些实施例中，压电薄膜161两侧的电极也可以与压电薄膜161的上下表面达成非导电粘接，此可由两种方式达成。

一种是电极可位于基材与压电薄膜之间，电极通过非导电胶与压电薄膜粘接，如图8中所示，胶体20可采用例如OCA、水胶等非导电性胶将电极163、165与压电薄膜161达成非导电性粘接。

另外一种是基材位于压电薄膜与电极之间，将基材与压电薄膜粘接。如图6所示，一实施例中，压电薄膜161两侧分别通过胶体20粘接基材164、167，基材164、167背离压电薄膜161的一侧上形成电极163、165。

压电薄膜161两侧的电极与压电薄膜161的上下表面达成非导电粘接的情形下，压电薄膜161可以认为是静电电容器。当不同的作用力施加于压电薄膜161上时，其等效电容会发生改变，因此可以对压力感应层的电容信号的检测实现触控力的间接检出。可以用一独立的触控芯片检测压力感应层的电容信号，也可以共用电容感应层的触控芯片来检测压力感应层的电容信号。此外，由于压电薄膜受力后，薄膜两侧产生感应电荷，与薄膜非导电电气连接的电极上也会产生符号相反的感应电荷，因此也可以根据检测感应电荷信号实现压力感应层对力的检测。对于感应电荷信号的检测方式与前述方式相同，可以通过放大电路和检测芯片共同检出或检测芯片直接检出。

如图7所示，在一实施例中，作为电极163的载体基材可以是柔性电路板168。也即，压电薄膜161两侧的电极可以先制作在压电感应层16的柔性电路板168上，再通过导电胶粘合的形式使压电薄膜161与电极163达成电性导通，或者通过非导电胶与压电薄膜161形成非电性连接。

在一实施例中，所述电极层的基材内还设置电磁屏蔽层，以增强压力感应层16的抗电磁干扰能力。所述电磁屏蔽层位于电极远离压电薄膜的一侧。

具体地，如图8中所示，在基材164中形成电磁屏蔽层173，电磁屏蔽层173与电极163间隔设置且位于电极163远离压电薄膜161的一侧。在基材167中形成电磁屏蔽层175，电磁屏蔽层175与电极165间隔设置且位于电极165远离压电薄膜161的一侧。

在一些实施例中，图8所示的基材164、167可以是柔性电路板，电极163、165以及电磁屏蔽层173、175整合设置在柔性电路板中，例如电磁屏蔽层173、175可以是柔性电路板中的某一个导电层，因而利用柔性电路板的接地属性，可以避免为压电薄膜161设置额外的电磁屏蔽层。电磁屏蔽层173、175可以为金属、金属合金、氧化铟锡等导电材料构成。

本发明还提供一种具有上述触控显示屏的显示装置。利用显示装置中的接地结构也可以作为压力感应层16的电磁屏蔽层。例如，该显示装置还包括机壳，所述机壳导电并接地处理，所述机壳作为压电薄膜161的电磁屏蔽层。再例如，所述显示模组14包括导电基层，所述导电基层作为压电薄膜161的电磁屏蔽层。

本发明利用压电薄膜在其上下表面制作阵列式电极，从而形成阵列式压力感应器，能够实现对多个触控点的力信息的检测，同时减缓在使用过程中对显示模组的破坏。另外，本发明可选择通过对压电薄膜进行电压检测或者电容检测以间接实现对力的检测。当选择使用检测压电薄膜的电容检测时，还可与电容感应层共用触控芯片，从而降低成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种触控显示屏，包括保护盖板、设置在保护盖板一侧的电容感应层，以及显示模组，其特征在于，还包括设置在显示模组远离保护盖板一侧的压力感应层，所述压力感应层包括压电薄膜以及位于压电薄膜两侧的电极层，每一电极层包括电极，其中至少一个电极层中的电极为阵列式电极。

2.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述阵列式电极为阵列式排列的块状电极或者条状电极。

3.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述电极层中的电极通过溅射、蒸镀、镀膜或丝印方式直接形成在压电薄膜两侧，从而与压电薄膜电性连接。

4.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，每一电极层还包括基材，每一电极层的电极形成在所述基材的一侧，所述电极层分别粘结于压电薄膜的两侧。

5.根据权利要求4所述的触控显示屏，其特征在于，基材位于压电薄膜与电极之间，所述电极与压电薄膜之间为非电性连接。

6.根据权利要求4所述的触控显示屏，其特征在于，电极位于压电薄膜与基材之间，且电极层中的电极通过导电胶与压电薄膜电性连接。

7.根据权利要求4-6项中任意一项所述的触控显示屏，其特征在于，所述基材为柔性电路板。

8.根据权利要求7所述的触控显示屏，其特征在于，所述基材内还设置电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层位于电极远离压电薄膜的一侧。

9.一种显示装置，包括权利要求1-7项中任意一项所述的触控显示屏。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括机壳，所述机壳导电并接地处理，所述机壳作为压电薄膜的电磁屏蔽层。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示模组包括导电基层，所述导电基层作为压电薄膜的电磁屏蔽层。