CN109917945A - 集成触控组件、触控显示屏和触控电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成触控组件、触控显示屏和触控电子设备，其中，集成触控组件包括：可形变载板；触控电极感应层，设于可形变载板的正侧面，触控电极感应层包括多个阵列排布的感应电极；触控电极驱动层，设于可形变载板的背侧面，触控电极驱动层包括多个阵列排布的驱动电极；压敏电阻布线层，设于所述感应电极或驱动电极之间的区域。通过本发明的技术方案，进一步地提高了集成触控组件的集成度与检测精度，降低了集成触控组件的厚度，同时降低了硬件成本和维修成本。

Description

集成触控组件、触控显示屏和触控电子设备

技术领域

本发明涉及触控技术领域，具体而言，涉及一种集成触控组件、一种触控显示屏和一种触控电子设备。

背景技术

相关技术中，电容式触控组件通常基于耦合电容确定触控位置，即用户肢体与触控屏导电层接触时形成耦合电容，处理器根据耦合电容确定触控位置。为了进一步提高用户体验，通常为电容式触控组件设置外挂式的压力感应组件。电容式触摸组件设置于显示模组的正侧面，不透明的压力感应组件设于显示模组背侧面，需通过一定的压力使显示模组发生形变，才能使压感模组发生形变从而产生压力感应信号，对显示模组的材料强度和加工工艺要求较高，会导致高昂的硬件成本和维修成本，同时，压力感应组件也会导致触控组件的厚度增大，这无法满足市场对显示装置的集成化要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种集成触控组件。

本发明的另一个目的在于提供一种触控显示屏。

本发明的另一个目的在于提供一种触控电子设备。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的技术方案，提供了一种集成触控组件，包括：可形变载板，包括相对的正侧面和背侧面；触控电极感应层，设于所述正侧面，触控电极感应层包括多个阵列排布的感应电极；触控电极驱动层，设于所述背侧面，触控电极驱动层包括多个阵列排布的驱动电极；压敏电阻布线层，设于所述感应电极或驱动电极之间的区域。

通过将压敏电阻布线层集成于于触控电极感应层或触控电极驱动层，减小了集成触控组件的整体厚度，同时，工艺减少也降低了制造成本。

在上述技术方案中，优选地，触控电极感应层的布线形状为阵列排布的菱形，所述压敏电阻布线层包括多个压敏电阻，每一压敏电阻位于四个菱形所围的空白区域。菱形不仅使得触控功能更加灵敏，其空白区域也有利于设置压敏电阻。

在上述任一技术方案中，优选地，压敏电阻布线层的布线形状为盘绕的弓形。这种形状的压敏电阻有利于提高压力感应检测的精确度，灵敏度。

在其他方案中，优选地，所述压敏电阻布线层包括惠斯通电桥中第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻中的至少一个，第一电阻和第二电阻串联连接形成第一串联回路，第三电阻和第四电阻串联连接形成第二串联回路，第一串联回路和第二串联回路之间并联连接，压敏电阻布线层满足对应关系包括：

其中，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，R3为第三电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值。

在该技术方案中，通过对压敏电阻的阻值进行限定，保证第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻之间为惠斯通电桥连接，即第一电阻和第二电阻串联连接形成第一串联回路，第三电阻和第四电阻串联连接形成第二串联回路，第一串联回路和第二串联回路之间并联连接，进而实现对可形变载板上触控区域的检测。在触控电极驱动层驱动感应电极对电容值进行检测的同时，可形变载板受压力致使压敏电阻形变进而导致阻值增大，惠斯通电桥此时输出的电压信号与压力大小正相关。

其中，第一电阻的阻值、第二电阻的阻值、第三电阻的阻值和第四电阻的阻值相等，有利于电阻的选择和设置。

在其他方案中，优选地，触所述触控电极驱动层的布线形状为阵列排布的菱形，所述压敏电阻布线层包括多个压敏电阻，每一压敏电阻位于四个菱形所围的区域。菱形不仅使得触控功能更加灵敏，其空白区域也有利于设置压敏电阻。

在上述任一技术方案中，优选地，可形变载板为聚酯类塑料载板或环烯烃塑料载板或玻璃载板。这些材料具有较好的耐折性、耐高温性和透明度提升集成触控组件的结构可靠性。

在上述任一技术方案中，触控电极感应层设有触控电极感应层引脚，触控电极驱动层设置有触控电极驱动层引脚，压敏电阻布线层设置有压敏电阻引脚。

根据本发明的第二方面的技术方案，提供了一种触控显示屏，包括：可形变的绝缘盖板，绝缘盖板的正侧面用于检测用户的触控操作；还包括集成触控组件，集成触控组件设于绝缘盖板的背侧面，集成触控组件根据触控操作确定对应的触控指令，其中，触控指令包括用户的触控操作在绝缘盖板上的触控位置和触控压力矢量，触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

在该技术方案中，通过将集成触控组件绝缘盖板的背侧面，检测用户在绝缘盖板上的触控操作，其中，集成触控组件可检测用户的触控操作包括绝缘盖板上的触控位置和触控压力矢量，触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

具体地，触控电极感应层与触控电极驱动层分别设置于可形变载板的设置，且触控电极驱动层连接于触控电极感应层，以根据感应电极输出的电容信号确定触控位置，即在绝缘盖板上的触控位置，而在对触控位置进行检测的同时，绝缘盖板受压力导致可形变载板同样受压力，从而引起压敏电阻的阻值发生变化，此时，通过惠斯通电桥连接的相对应的两组压敏电阻之间，会产生电势差，通过电势差测得该区域所受压力，即在绝缘盖板上触控位置上的压力方向及大小，且触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

根据本发明的第三个方面的技术方案，提供了一种触控电子设备，包括：上述第二方面的技术方案所述的触控显示屏，优选地，触控电子设备为手机、平板电脑、笔记本、显示器、可穿戴设备和电视机中的一种。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了惠斯通电桥图的示意图；

图2示出了压力感应模组在未受力时的示意图；

图3示出了压力感应模组在受压力时的示意图；

图4示出了电容式感测模组在X-Y平面的示意图；

图5示出了电容式感测模组的爆炸示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的集成触控组件在X-Y平面的的结构示意图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的集成触控组件的爆炸的示意图；

图8示出了根据本发明的一个实施例的集成触控组件的C区的放大示意图；

图9示出了根据本发明的一个实施例的集成触控组件的A-A’方向的剖视图。

其中，图1至图9中附图标记与部件之间的对应关系为：

202可形变载板、204触控电极感应层、206触控电极驱动层、208感应电极、210触控电极驱动层引脚、210A触控电极驱动层A组引脚、210B触控电极驱动层B组引脚、212触控电极感应层引脚、214压敏电阻布线层、216压敏电阻引脚、R1第一电阻、R2第二电阻、R3第三电阻、R4第四电阻。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图9对根据本发明的实施例的集成触控组件进行具体说明。

如图4和图5所示，根据本发明的实施例，集成触控组件设于绝缘盖板和显示模组之间，功能结构层主要包括：可形变载板202、触控电极感应层204、触控电极驱动层206、压力感应电极208、触控电极驱动层206的A组引脚210A、触控电极驱动层206的B组引脚210B和触控电极感应层引脚212。

其中，触控电极感应层204和触控电极驱动层206分别通过刻蚀工艺形成于可形变载板202的两侧面，且布线方向为正交的，如图5所示，沿X轴方向分布的触控电极感应层204和沿Y轴方向分布的触控电极驱动层206。

进一步地，如图6至图9所示，根据本发明的实施例的集成触控组件，包括：可形变载板202，包括相对的正侧面和背侧面；触控电极感应层204，设于所述正侧面，触控电极感应层204包括多个阵列排布的菱形感应电极；触控电极驱动层206，设于所述背侧面，包括多个阵列排布的菱形驱动电极；压敏电阻布线层214，设于所述感应电极之间的空白区域。具体的，所述压敏电阻布线层214包括多个压敏电阻(压力感应电极)，每一压敏电阻位于四个菱形所围的空白区域。

在其他实施方式中，所述压敏电阻布线层214，设于所述驱动电极之间的空白区域，每一压敏电阻位于四个菱形驱动电极所围的空白区域。

在该技术方案中，空间直角坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，X-Y平面为水平平面，平行于可形变载板202，Z轴的正半轴指向可形变载板202的正侧面，Z轴的负半轴指向可形变载板202的背侧面，通过将触控电极感应层204与触控电极驱动层206分别设置于可形变载板202的正侧面与反侧面。

其中，通过触控电极感应层204的检测电容值以确定触控位置，即在X-Y平面上确定触控区域。

综上，通过将压敏电阻布线层214兼容于触控电极感应层204，不仅减小了集成触控组件的整体厚度，而且从三维角度对触控压力进行检测,增加了用户体验。

在上述方案中，优选地，触控电极感应层204的布线形状为阵列排布的菱形感应电极。优选地，压敏电阻布线层214的压力感应电极208(压敏电阻)的布线形状为盘绕的弓形。

在该技术方案中，压敏电阻布线层214设于所述感应电极的空白区域，但是，由于空间有限，通过将压敏电阻布线层214的感应电极208的布线形状设计为盘绕的弓形，可以最大程度提高压敏电阻的布线长度，以增大电阻，提高压力感应准确性。

如图1至图3所示，在上述任一技术方案中，优选地，压敏电阻布线层214包括惠斯通电桥中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4中的至少一个，第一电阻R1和第二电阻R2串联连接形成第一串联回路，第三电阻R3和第四电阻R4串联连接形成第二串联回路，第一串联回路和第二串联回路之间并联连接，压敏电阻布线层214满足对应关系包括：

其中，R1为第一电阻R1的阻值，R2为第二电阻R2的阻值，R3为第三电阻R3的阻值，R4为第四电阻R4的阻值，也即在对惠斯通电桥施加电源E时，A端点与B端点之间的电势V输出为0。

在该技术方案中，通过对压敏电阻的阻值进行限定，保证第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4之间为惠斯通电桥连接，即第一电阻R1和第二电阻R2串联连接形成第一串联回路，第三电阻R3和第四电阻R4串联连接形成第二串联回路，第一串联回路和第二串联回路之间并联连接，进而实现对可形变载板202上触控区域的检测，如图2所示，第一电阻R1未收到压力F时，长度为L，如图3所示，第一电阻R1收到压力F时，长度拉伸为L’，第一电阻R1的阻值发生变化，此时，A端点与B端点之间的电势V输出不为0。

其中，第一电阻R1的阻值、第二电阻R2的阻值、第三电阻R3的阻值和第四电阻R4的阻值可以相等。

在上述任一技术方案中，优选地，触控电极感应层204分布于可形变载板202的正侧面的可视区域。

在该技术方案中，压敏电阻布线层214设置设于触控感应电极的空白区域，通过将电容基板布线层设置于可形变载板202的正侧面的可视区域，进而压敏电阻布线层214也设于可形变载板202的正侧面可视区域

在上述任一技术方案中，优选地，可形变载板202为聚酯类塑料载板或环烯烃塑料载板或玻璃载板。

在该技术方案中，聚酯类塑料载板或环烯烃塑料载板或玻璃载板均属于非导电的光学塑料，通过将可形变载板202设置为聚酯类塑料载板或环烯烃塑料载板或玻璃载板，可提高可形变载板202的耐折性、耐高温性和透明度等，进而提升集成触控组件的结构可靠性。

在上述任一技术方案中，触控电极感应层204设有触控电极感应层引脚212，触控电极驱动层206设置有触控电极驱动层引脚210，压敏电阻布线层214设置有压敏电阻引脚。

根据本发明的实施例，提供了一种触控显示屏，包括：可形变的绝缘盖板，绝缘盖板的正侧面用于检测用户的触控操作；还包括集成触控组件，集成触控组件设于绝缘盖板的背侧面，集成触控组件根据触控操作确定对应的触控指令，其中，触控指令包括用户的触控操作在绝缘盖板上的触控位置和触控压力矢量，触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

在该技术方案中，通过将集成触控组件绝缘盖板的背侧面，检测用户在绝缘盖板上的触控操作，其中，集成触控组件可检测用户的触控操作包括绝缘盖板上的触控位置和触控压力矢量，触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

具体地，触控电极感应层204与触控电极驱动层206通过可形变载板202上下分布，压力感应电极208位于感应电极之间，在对触控位置进行检测的同时，绝缘盖板受压力导致可形变载板202同样受压力，从而引起压敏电阻的阻值发生变化，此时，通过惠斯通电桥连接的相对应的两组压敏电阻之间，会产生电势差，通过电势差测得该区域所受压力，即在绝缘盖板上触控位置上的压力方向及大小，且触控压力矢量的方向为绝缘盖板平面的法向方向。

根据本发明的实施例，提供了一种触控电子设备，包括：上述第二方面的技术方案所述的触控显示屏，优选地，触控电子设备为手机、平板电脑、笔记本、显示器、可穿戴设备和电视机中的一种。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成触控组件，其特征在于，包括：

可形变载板，包括相对的正侧面和背侧面；

触控电极感应层，设于所述正侧面，触控电极感应层包括多个阵列排布的感应电极；

触控电极驱动层，设于所述背侧面，触控电极驱动层包括多个阵列排布的驱动电极；

压敏电阻布线层，设于所述感应电极或驱动电极之间的区域。

2.根据权利要求1所述的集成触控组件，其特征在于，

所述触控电极感应层的布线形状为阵列排布的菱形，所述压敏电阻布线层包括多个压敏电阻，每一压敏电阻位于四个菱形所围的空白区域。

3.根据权利要求3所述的集成触控组件，其特征在于，

所述压敏电阻布线层的布线形状为盘绕的弓形。

4.根据权利要求2所述的集成触控组件，其特征在于，

所述压敏电阻布线层包括惠斯通电桥中第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻中的至少一个，所述第一电阻和所述第二电阻串联连接形成第一串联回路，所述第三电阻和所述第四电阻串联连接形成第二串联回路，所述第一串联回路和所述第二串联回路之间并联连接，所述压敏电阻布线层满足对应关系包括：

其中，所述R1为所述第一电阻的阻值，所述R2为所述第二电阻的阻值，所述R3为所述第三电阻的阻值，所述R4为所述第四电阻的阻值。

5.根据权利要求1所述的集成触控组件，其特征在于，

所述触控电极驱动层的布线形状为阵列排布的菱形，所述压敏电阻布线层包括多个压敏电阻，每一压敏电阻位于四个菱形所围的区域。

6.根据权利要求5所述的集成触控组件，其特征在于，

所述压敏电阻布线层的布线形状为盘绕的弓形。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的集成触控组件，其特征在于，

所述可形变载板为聚酯类塑料载板或环烯烃塑料载板或玻璃载板。

8.一种触控显示屏，其特征在于，包括：

可形变的绝缘盖板，所述绝缘盖板的正侧面用于检测用户的触控操作；

如权利要求1至7中任一项所述的集成触控组件，所述集成触控组件设于所述绝缘盖板的背侧面，所述集成触控组件根据所述触控操作确定对应的触控指令，

其中，所述触控指令包括用户的触控操作在所述绝缘盖板上的触控位置和触控压力矢量，所述触控压力矢量的方向为所述绝缘盖板平面的法向方向。

9.一种触控电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求8所述的触控显示屏。

10.根据权利要求9所述的触控电子设备，其特征在于，

所述触控电子设备为手机、平板电脑、笔记本、显示器、可穿戴设备和电视机中的一种。