本發(fā)明涉及觸摸顯示領(lǐng)域，特別涉及一種具有壓力感應(yīng)功能的觸摸顯示屏。

背景技術(shù)：

觸摸顯示屏為人們的生活提供了極大的方便。具有觸摸顯示屏的電子設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、智能汽車等已經(jīng)完全融入到我們的生活當(dāng)中。如今用戶體驗(yàn)已不在滿足于現(xiàn)有顯示平面內(nèi)的觸摸體驗(yàn)，能夠感知觸摸力量大小的壓力感應(yīng)觸控已經(jīng)成為新的追求，在辦公、游戲、繪畫等領(lǐng)域有著廣闊的前景。而用戶對顯示的要求也不再滿足于剛性的顯示屏而是期望與方便攜帶的柔性顯示屏。

現(xiàn)有的壓力感應(yīng)觸摸顯示屏一般是采用電容式或者電阻式壓力感應(yīng)的方案，將額外的壓力感應(yīng)電極或者壓力傳感器置于顯示屏下方。這種設(shè)置方式使得傳感器結(jié)構(gòu)組件遠(yuǎn)離觸摸屏表面：一方面，觸摸顯示屏的整體厚度會比較厚；另一方面由于施壓而導(dǎo)致的形變量在向屏幕下方傳導(dǎo)時隨著距離的增加而減弱，使得壓力檢測信號降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明旨在提供一種提高壓力檢測信號，并且可以減少整體厚度的觸摸顯示屏。

一種觸摸顯示屏，包括蓋板、觸摸單元、壓力感應(yīng)單元和顯示屏，所述蓋板、觸摸單元、壓力感應(yīng)單元和顯示屏依次層疊設(shè)置，所述蓋板包括相對的第一表面和第二表面，觸摸單元包括觸摸感應(yīng)電極和觸摸驅(qū)動電極；所述壓力感應(yīng)單元包括第一壓力感應(yīng)電極、壓電薄膜和第二壓力感應(yīng)電極，所述壓電薄膜包括相對的第一表面和第二表面，所述觸摸感應(yīng)電極設(shè)置在所述蓋板第二表面和壓電薄膜第一表面之間，所述第一壓力感應(yīng)電極和第二壓力感應(yīng)電極由所述壓電薄膜間隔開。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸單元位于蓋板面向顯示屏的第二表面上，第一壓力感應(yīng)電極和第二壓力感應(yīng)電極分別位于壓電薄膜第一表面和第二表面上。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸感應(yīng)電極位于所述蓋板的第二表面，所述觸摸驅(qū)動電極和第一壓力感應(yīng)電極均形成于壓電薄膜的第一表面，所述第二壓力感應(yīng)電極形成于壓電薄膜的第二表面上。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸感應(yīng)電極位于所述蓋板的第二表面，所述觸摸驅(qū)動電極和第一壓力感應(yīng)電極均形成于壓電薄膜的第一表面，所述第二壓力感應(yīng)電極形成于顯示屏面向蓋板的表面上。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸單元位于蓋板的第二表面上，所述第一壓力感應(yīng)電極位于壓電薄膜的第一表面上，所述第二壓力感應(yīng)電極形成于顯示屏面向蓋板的表面上。

在其中一個實(shí)施例中，所述第一壓力感應(yīng)電極用觸摸感應(yīng)電極代替，所述第二壓力感應(yīng)電極用觸摸驅(qū)動電極代替，且采用分時檢測的方式檢測觸摸信號和壓力信號。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸感應(yīng)電極和觸摸驅(qū)動電極分別位于所述壓電薄膜的第一表面和第二表面。

在其中一個實(shí)施例中，所述觸摸感應(yīng)電極位于所述壓電薄膜的第一表面上，所述觸摸驅(qū)動電極位于所述顯示屏面向所述蓋板的表面上。

在其中一個實(shí)施例中，還包括第一基材，還包括第一基材，所述第一基材設(shè)置于所述蓋板和壓電薄膜之間，所述第一觸摸感應(yīng)單元位于所述第一基材面向所述蓋板的表面上，所述第二觸摸感應(yīng)單元位于壓電薄膜的第二表面上。

在其中一個實(shí)施例中，還包括第一基材和第二基材，所述蓋板、第一基材、壓電薄膜、第二基材和顯示屏由上至下設(shè)置，所述第一觸摸感應(yīng)單元位于所述第一基材面向所述蓋板的表面上，所述第二觸摸感應(yīng)單元位于第二基材面向壓電薄膜的表面上。

在其中一個實(shí)施例中，所述蓋板為柔性蓋板，所述顯示屏微柔性顯示屏。

上述觸摸顯示屏將觸摸感應(yīng)電極設(shè)置在所述蓋板第二表面和壓電薄膜第一表面之間，所述第一壓力感應(yīng)電極和第二壓力感應(yīng)電極由所述壓電薄膜間隔開?？梢詫?shí)現(xiàn)壓力感應(yīng)檢測功能和觸摸功能。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)柔性觸控感應(yīng)組件疊層的縮減，從而減薄其厚度，有利于提高觸摸顯示屏的耐彎折性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明第八實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明第九實(shí)施例的觸摸顯示屏的層疊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的觸摸顯示屏可作為手機(jī)、平板電腦、智能汽車等類型的具有觸摸交互形式的顯示終端。

如圖1所示，觸摸顯示屏10包括蓋板11、觸摸單元12、壓力感應(yīng)單元和顯示屏15，以上各層之間依次層疊設(shè)置且各層之間用粘結(jié)層相互連接(在圖1中未標(biāo)出粘結(jié)層)。所述蓋板11包括相對的第一表面和第二表面，第二表面是指蓋板11面向觸摸單元12的表面，觸摸單元12包括觸摸感應(yīng)電極(圖1未示出)和觸摸驅(qū)動電極(圖1未示出)。壓力感應(yīng)單元包括第一壓力感應(yīng)電極141、壓電薄膜142和第二壓力感應(yīng)電極143，壓電薄膜142也包括相對的第一表面和第二表面，第二表面是指壓電薄膜142面向顯示屏15的表面。該實(shí)施例中的觸摸單元12位于蓋板11的第二表面上，該觸摸單元12可以在單片薄膜基材上制作導(dǎo)電電極從而實(shí)現(xiàn)觸摸感測功能。第一壓力感應(yīng)電極141和第二壓力感應(yīng)電極143分別設(shè)置在壓電薄膜142的第一表面和第二表面上，組成壓力感應(yīng)單元，實(shí)現(xiàn)壓力感應(yīng)的功能。

在上述實(shí)施例中，通過將壓力感應(yīng)單元設(shè)置在顯示屏15面向蓋板11的方向上，可以使得壓力感應(yīng)單元靠近觸摸顯示屏10的表面，提高觸摸顯示屏的壓力感應(yīng)的靈敏度。另外通過直接將觸摸單元12設(shè)置在蓋板11的第二表面上和將第一壓力感應(yīng)電極141和第二壓力感應(yīng)電極143分別設(shè)置壓電薄膜的第一表面和第二表面，可以降低觸摸顯示屏的整體厚度，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)輕薄提供了條件。

本發(fā)明第二實(shí)施例中的觸摸顯示屏20的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏20的結(jié)構(gòu)和圖1中的基本相同，不同之處在于：圖2所示觸摸顯示屏20包括觸摸單元12為雙層結(jié)構(gòu)，包括觸摸感應(yīng)電極121和觸摸驅(qū)動電極122，所述觸摸感應(yīng)電極121位于蓋板11的第二表面上，所述觸摸驅(qū)動電極122和第一壓力感應(yīng)電極141均形成于壓電薄膜142的第一表面上，所述第二壓力感應(yīng)電極143形成于壓電薄膜142的第二表面上。該實(shí)施例相對于第一實(shí)施例中的觸摸顯示屏10而言，由于觸摸單元12中的觸摸感應(yīng)電極是分別設(shè)置兩層基材上，所以觸摸位置檢測效果更好。在本實(shí)施例中的位于壓電薄膜142第一表面上的觸摸驅(qū)動電極122和第一壓力感應(yīng)電極141間隔設(shè)置在壓電薄膜上。在另一些實(shí)施例中，為了防止兩者信號的互相干擾可以在兩種電極陣列之間設(shè)置虛設(shè)電極陣列以將其相互間隔開。

本發(fā)明第三實(shí)施例中的觸摸顯示屏30的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏30的結(jié)構(gòu)和圖2中的基本相同，不同之處在于：第二壓力感應(yīng)電極143位于顯示屏15面向蓋板11的表面上。本實(shí)施例中觸摸顯示屏30相對于第二實(shí)施例中的觸摸顯示屏20而言，只將第一壓力感電極141制作在壓電薄膜142的第一表面上，避免了在壓電薄膜142相對兩面均制作壓力感應(yīng)電極，可以簡化工藝流程，降低工藝難度，節(jié)省成本；同時，可以避免對壓電薄膜142的兩表面進(jìn)行物理或者化學(xué)加工，可以防止?jié)撛诘膶弘姳∧?42的損壞。

本發(fā)明第四實(shí)施例中的觸摸顯示屏40的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏40的結(jié)構(gòu)和圖3中的基本相同，不同之處在于：觸摸單元12的觸摸感應(yīng)電極121和觸摸驅(qū)動電極122(圖4中未示出)均制作在蓋板11的第二表面上。該實(shí)施例中的觸摸顯示屏40相對于第三實(shí)施例中的觸摸顯示屏30，由于是將觸摸感應(yīng)電極制作在蓋板11的第二表面，沒有將觸摸驅(qū)動電極制作在壓電薄膜142的第一表面上，可以簡化在壓電薄膜第一表面上的電極制作工藝，提高良率和節(jié)省成本；同時避免了壓電薄膜142第一表面上的觸摸感應(yīng)信號和壓力感應(yīng)信號的相互干擾現(xiàn)象的出現(xiàn)。

本發(fā)明第五實(shí)施例中的觸摸顯示屏50的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏50的結(jié)構(gòu)和圖1中的觸摸顯示屏10基本相同，不同之處在于：觸摸顯示屏50中沒有設(shè)置專門的第一壓力感應(yīng)電極141或第二壓力感應(yīng)電極142，而是將第一壓力感應(yīng)電極141和觸摸感應(yīng)電極121共用，第二壓力感應(yīng)電極42和觸摸驅(qū)動電極122共用，且觸摸感應(yīng)電極121和觸摸驅(qū)動電極122分別設(shè)置在壓電薄膜142的第一表面和第二表面。如此設(shè)置可以進(jìn)一步減少觸摸顯示屏50的層疊數(shù)量，減少其整體厚度。觸摸顯示屏50通過分時檢測的方式來實(shí)現(xiàn)觸摸信號和壓力信號的檢測。本發(fā)明第六實(shí)施例中的觸摸顯示屏60的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏60的結(jié)構(gòu)和圖5中的觸摸顯示屏50基本相同，不同之處在于：觸摸顯示屏60中的觸摸感應(yīng)電極121不是設(shè)置在壓電薄膜142的第一表面上，而是設(shè)置在蓋板11的第二表面上。相對于觸摸顯示屏50，如此設(shè)置可以減少一道在壓電薄膜142第一表面上的電極制作工藝，避免了對壓電薄膜142的兩表面都進(jìn)行物理或者化學(xué)加工而防止?jié)撛诘膶弘姳∧?42的損壞。

本發(fā)明第七實(shí)施例中的觸摸顯示屏70的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏70的結(jié)構(gòu)和圖5中的觸摸顯示屏50基本相同，不同之處在于：觸摸顯示屏70中的觸摸驅(qū)動電極122不是設(shè)置在壓電薄膜142的第二表面上，而是設(shè)置在顯示屏15的面向蓋板11的表面上。相對于觸摸顯示屏50，如此設(shè)置可以減少一道在壓電薄膜142第二表面上的電極制作工藝，避免了對壓電薄膜142的兩表面都進(jìn)行物理或者化學(xué)加工而防止?jié)撛诘膶弘姳∧?42的損壞。

本發(fā)明第八實(shí)施例中的觸摸顯示屏80的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏80的結(jié)構(gòu)和圖6中觸摸顯示屏60的基本相同，不同之處在于：觸摸顯示屏80還包括第一基材16，且設(shè)置在蓋板11和壓電薄膜142之間；觸摸感應(yīng)電極121設(shè)置在第一基材16背向蓋板11的表面上而不是設(shè)置在壓電薄膜142的第一表面。相對于觸摸顯示屏60，如此設(shè)置可以減少一道在壓電薄膜142第一表面上的電極制作工藝，避免了對壓電薄膜142的兩表面都進(jìn)行物理或者化學(xué)加工而防止?jié)撛诘膶弘姳∧?42的損壞。

本發(fā)明第九實(shí)施例中的觸摸顯示屏90的層疊結(jié)構(gòu)圖如圖9所示。該實(shí)施例中觸摸顯示屏90的結(jié)構(gòu)和圖8中觸摸顯示屏80的基本相同，不同之處在于：觸摸顯示屏90還包括第二基材17，觸摸驅(qū)動電極122不上設(shè)置在壓電薄膜142的第二表面上而是設(shè)置在第二基材17面向蓋板11的表面上。相對于觸摸顯示屏80，如此設(shè)置可以不需要任何在壓電薄膜142第一表面或者第二表面上的電極制作工藝，可以完成避免了對壓電薄膜142的兩表面都進(jìn)行物理或者化學(xué)加工而防止?jié)撛诘膶弘姳∧?42的損壞。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，蓋板11為柔性蓋板，顯示屏15可以為柔性顯示屏。其中，柔性蓋板材料可以為超薄玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯材料(簡稱PMMA)、聚碳酸酯(簡稱PC)、PC和PMMA的混合物等常規(guī)有機(jī)材料或者具有高表面硬度的有機(jī)、無機(jī)復(fù)合材料。柔性顯示屏具體可以為OLED、電子墨水顯示屏等。本發(fā)明采用柔性蓋板和柔性顯示屏可以實(shí)現(xiàn)觸摸顯示屏的柔性可彎曲，方便攜帶，提高用戶體驗(yàn)。

本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，觸摸感應(yīng)電極121、觸摸驅(qū)動電極122、第一壓力感應(yīng)電極141和第二壓力感應(yīng)電極142可以是但不限于是納米銀絲、金屬網(wǎng)格(metal mesh)、碳納米管、石墨稀、導(dǎo)電高分子如聚乙撐二氧噻吩(簡稱PEDOT)及其衍生物、納米銀絲于導(dǎo)電高分子混合物、氧化鋅類、氧化錫類、氧化銦類透明導(dǎo)電材料，可以通過鐳射、蝕刻或者直接涂布等方式制作得到。

本發(fā)明的又一些實(shí)施例中，壓電薄膜142可以為有機(jī)壓電薄膜材料，聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)、是聚L-乳酸(Poly(L-lactide),PLLA)、偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物(vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer,PVDF-TrFE，)等透明壓電材料。其中壓電薄膜非常薄，厚度為2-5um。且優(yōu)先為透明壓電薄膜。粘接層可以為聚丙烯酸類光學(xué)膠、干膠類光學(xué)膠或者水膠類光學(xué)透明膠。

上述壓力感應(yīng)單元的壓力檢測原理為，壓電薄膜142上下兩表面的第一壓力感應(yīng)電極141和第二壓力感應(yīng)電極143之間呈絕緣或高電阻狀態(tài)；當(dāng)壓電薄膜143在受力時，會在壓電薄膜上下兩相對表面的第一壓力感應(yīng)電極141和第二壓力感應(yīng)電極143產(chǎn)生感應(yīng)電荷，因此在電荷信號經(jīng)電極引線傳輸至觸摸顯示屏的接口端后，再經(jīng)過后續(xù)的處理芯片中的電荷放大電路、電壓放大電路等，最終通過檢測電壓的方式實(shí)現(xiàn)信號的檢出。同時，也可以通過對壓電薄膜142與上下表面電極構(gòu)成的電容變化實(shí)現(xiàn)信號的檢出，此時，壓電薄膜的信號處理可以與電容感應(yīng)層的信號處理共用一個處理芯片，也即電容觸控芯片。在實(shí)際應(yīng)用中，所述觸摸顯示屏中還包括存儲器和處理器，存儲器中存儲有在觸摸顯示屏中的不同位置進(jìn)行不同的力值觸摸下，觸摸顯示屏中檢測力的各個相鄰電極的電荷變化信息，處理器用于對比觸摸顯示屏檢測獲得的相鄰電極的電荷變化信息與所預(yù)存儲的電荷變化信息，從而判斷觸摸顯示屏的觸摸信息。其中觸摸信息包括觸摸的力的大小，也可以包括觸摸力的位置。

本發(fā)明觸摸顯示屏通過將壓力感應(yīng)單元設(shè)置在顯示屏面向蓋板的方向上，可以使得壓力感應(yīng)單元靠近觸摸顯示屏表面上，提高觸摸顯示屏的壓力感應(yīng)的靈敏度。另外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)柔性觸摸顯示屏疊層的縮減，從而減薄其厚度，有利于提高觸摸顯示屏的耐彎折性能。

本發(fā)明所稱“上”、“下”是相對于觸摸顯示屏在應(yīng)用過程中與使用者靠近的程度而言，相對靠近使用者的一側(cè)為“上”，相對遠(yuǎn)離使用者的一側(cè)為“下”。例如保護(hù)蓋板的下表面是指保護(hù)蓋板遠(yuǎn)離使用者的一側(cè)。

以上所述實(shí)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(shí)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(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)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)。