一种具有压力感测功能的触碰显示屏制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有压力感测功能的触碰显示屏，该触碰显示屏包括一X‑Y二维平面坐标触碰感测单元、一偏光板单元、一Z轴压力感应电极单元以及一显示器单元；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述显示器单元的上方，所述偏光板单元设置于所述Z轴压力感应电极单元的上方，所述X‑Y二维平面坐标触碰感测单元设置于所述偏光板单元的上方；所述X‑Y二维电容式触控感应单元用以检测X/Y平面触碰位置，所述偏光组件用以提高所述显示单元的显示特性；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述偏光组件与所述显示单元之间，用以进行手指按压的压力感测。本实用新型专利技术结构简单、低成本，更具备高灵敏性的压力感测特性及低厚度优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有压力感测功能的触碰显示屏
本技术涉及触摸显示屏领域，特别是涉一种具有压力感测功能的触碰显示屏。
技术介绍
伴随着科技日益的进步，对于触碰显示屏的应用要求也越来越多元，而传统X-Y二维平面坐标触碰感测，已经不能够满足各种新兴人机界面的互动应用要求，直到AppleIphone6S等智能型手机上市，除了平面坐标的侦测外，因具备压力感测功能，故能藉由手指或触控笔所施予的触碰压力深浅，实现Z轴维度的感知，让触控显示设备可以有机会提供更多的触控变化信息给开发者运用与开发，并带给使用者更多直觉性与多样性的触控便利应用及使用经验，传统二维触控显示屏及新三维压力触控触控显示屏操作差异如图1与图2所示。以AppleIphone6的压力触碰感测技术结构说明为例，如图3所示，为了有效地减少整个触控显示面板的模块厚度，使用是图4所示的「内嵌电容式X-Y二维触控传感器」的技术面板，将X-Y二维平面触控传感器整合至TFT-LCD显示面板的内部结构之中，用来感测X/Y触碰位置；而负责Z轴(Force力度)感测电极，则是外置于背光模块之下，利用间隙与中框之接地电极，隔空形成压力感测电容Cz，一旦手指施予足够力量使间隙产生受压形变，就能依照压力感测电容Cz变化的程度知道手指施力的大小，达成压力感侧目的。现有AppleiPhone6S产品的压力触碰感测技术优势，主要在于整合性高，但是最大的缺点及限制，即在于于触碰灵敏性低、成本高、产品厚度限制等问题。而造成触碰灵敏性低的原因，主要为手指位置至压力形变区过远，导致力传导路径过长；力传导路径还会经过液晶区，使得有效施力将减损折扣。生产成本高的原因是因为需要多余额外两层电极的制造物料成本(Z轴感测电极及接地电极)，方能实现Z轴压力触碰感测功能；而为实现多点触控功能，该技术Z轴压力感应电极也一定需要图形化设计及额外制程制作，也会再额外增加生产负担。产品厚度限制的原因是因为产品需要额外制造中框的空气间隙结构，形成压力形变区，故会限制产品结构选择，且膨胀产品厚度体积。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种具有压力感测功能的触碰显示屏，将触控及显示结构进行优化整合，实现三维触碰功能，并有效改善现有三维触碰技术方式存在的触碰灵敏性、成本、结构限制等缺点，除了结构简单及低成本优势之外，更具备高灵敏性的压力感测特性及低厚度优点。本技术采用以下方案实现：一种具有压力感测功能的触碰显示屏，包括一X-Y二维平面坐标触碰感测单元、一偏光板单元、一Z轴压力感应电极单元以及一显示器单元；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述显示器单元的上方，所述偏光板单元设置于所述Z轴压力感应电极单元的上方，所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元设置于所述偏光板单元的上方；所述X-Y二维电容式触控感应单元用以检测X/Y平面触碰位置，所述偏光组件用以提高所述显示单元的显示特性；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述偏光组件与所述显示单元之间，用以进行手指按压的压力感测。进一步地，所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元的上方设置有一保护盖单元，所述保护盖单元采用玻璃材料、蓝宝石、硬化处理保护膜、装饰膜、功能膜或塑料盖板材料；所述玻璃包括无碱玻璃、钠钙玻璃、强化玻璃、铝硅酸盐玻璃；所述功能膜包括抗刮膜(HardCoating,HC)、防眩光膜(Anti-Glare,AG)、防污膜(Anti-Smudge,AS)、防反射膜(Anti-Reflection,AR)、低反射膜(Low-Reflection,LR)、防雾膜(Anti-Fog,AF)；所述塑料盖板材料包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PMMA/PC共混材料、PMMA/PC/PMMA共混材料。进一步地，所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元包括F1、F2、FF薄膜结构以及OGS/TOL、GG、PG、GF1、GF2以及GFF玻璃结构。进一步地，所述F1、F2、FF薄膜结构分别是一片膜材上或上下面或两片膜材上有触碰传感器结构；所述OGS(OneGlassSolution)/TOL(TouchonLens)玻璃结构为单片玻璃上有触碰传感器的结构；所述GG玻璃结构指的是两片玻璃基板上有触碰传感器的结构；所述PG玻璃结构为一片塑料一片玻璃上有触碰传感器的结构；所述GF1玻璃结构为一片玻璃加一片膜材上有触碰传感器结构；所述GF2玻璃结构为一片玻璃加一片膜材上有上下两面构成的触碰传感器结构；所述GFF玻璃结构为一片玻璃加两片膜材上有触碰传感器结构。进一步地，所述偏光板单元包括圆偏、椭圆偏、线偏、1/4波板以及1/2波板。进一步地，所述Z轴压力感应电极单元采用电极材料，所述电极材料包括透明导电金属氧化物(TransparentConductiveOxide,TCO)、奈米银线、奈米银粒子、导电金属网格、奈米碳管、石墨烯、导电高分子及金属。进一步地，所述显示器单元包括电子纸显示屏(E-paper)、超扭曲向列型液晶显示屏(STNLCD)、薄膜晶体管型液晶显示屏(TFTLCD)、有机发光二极管显示屏(OLED显示器)；若显示器单元为薄膜晶体管型液晶显示屏(TFTLCD)的IPS/FFS广视角技术液晶显示屏，在所述IPS/FFS广视角技术液晶显示屏的一静电导电层直接作为Z轴压力感应电极单元。进一步地，所述触碰显示屏的各层之间采用弹性框贴或者弹性面贴方式进行接合，所述弹性面贴采用光学胶，所述光学胶为OCA(OpticalClearAdhesive)固态光学胶或LOCA(LiquidOpticalClearAdhesive)液态光学胶；所述弹性框贴采用的材料包括VHB泡棉胶、压克力发泡胶、AB胶(两液混合硬化胶)。进一步地，所述的触控显示屏还包括一抗反射层或低反射层，该抗反射层或低反射层设置于该偏光板单元的上方，该X-Y二维平面坐标触碰感测单元设置于抗反射层或低反射层的上方。进一步地，所述的触控显示屏还包括一抗反射层或低反射层，该抗反射层或低反射层设置于该Z轴压力感应电极单元的上方，该偏光板单元设置于抗反射层或低反射层的上方。在本技术中，一种具有压力感测功能的触碰显示屏的实现方法，包括以下方法：步骤S1：所述X-Y二维平面坐标触控单元及Z轴感测电极及之间采用弹性框贴或弹性面贴方式形成接合结构，构成一个压力变形区及一个对应Z轴压力感测电容Cz其中压力感测电容Cz的上电极为X-Y二维平面坐标触控单元中的Tx电极或者Rx电极，又或者是Tx及Rx电极共同为上电极，压力感测电容Cz的下电极为Z轴压力感应电极单元的Z轴感测电极；所述压力感测电容CZ＝εA/d，其中d为上下电极之间距、A为电极相对重迭面积、ε为电极之间的介质材料的等效介电系数，介质材料可为贴合胶材及空气、偏光板单元等材料或其集合，其中A及ε为固定常数；步骤S2：当手指或触控笔进行一般平面坐标触碰操作时，若所施加压力并未对压力变形区产生足够按压形变位移，故系统并不会侦测到所述压力感测电容Cz变化，仅会对所述X-Y触控传感器判断X-Y触碰位置；步骤S3：当手指或触控笔施予足够触碰压力时，所述压力感测电容电容Cz的电极间距d，将随着压力的增加而距离变小(d→d’)，所以系统能够藉由操作者手指及施予的触碰压力大小，侦测到不同程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有压力感测功能的触碰显示屏，其特征在于：包括一X‑Y二维平面坐标触碰感测单元、一偏光板单元、一Z轴压力感应电极单元以及一显示器单元；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述显示器单元的上方，所述偏光板单元设置于所述Z轴压力感应电极单元的上方，所述X‑Y二维平面坐标触碰感测单元设置于所述偏光板单元的上方；所述X‑Y二维电容式触控感应单元用以检测X/Y平面触碰位置，所述偏光组件用以提高所述显示单元的显示特性；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述偏光组件与所述显示单元之间，用以进行手指按压的压力感测。

【技术特征摘要】
1.一种具有压力感测功能的触碰显示屏，其特征在于：包括一X-Y二维平面坐标触碰感测单元、一偏光板单元、一Z轴压力感应电极单元以及一显示器单元；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述显示器单元的上方，所述偏光板单元设置于所述Z轴压力感应电极单元的上方，所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元设置于所述偏光板单元的上方；所述X-Y二维电容式触控感应单元用以检测X/Y平面触碰位置，所述偏光组件用以提高所述显示单元的显示特性；所述Z轴压力感应电极单元设置于所述偏光组件与所述显示单元之间，用以进行手指按压的压力感测。2.根据权利要求1所述的一种具有压力感测功能的触碰显示屏，其特征在于：所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元的上方设置有一保护盖单元，所述保护盖单元采用玻璃材料、蓝宝石、硬化处理保护膜、装饰膜、功能膜或塑料盖板材料。3.根据权利要求1所述的一种具有压力感测功能的触碰显示屏，其特征在于：所述X-Y二维平面坐标触碰感测单元包括F1、F2、FF薄膜结构以及OGS/TOL、GG、PG、GF1、GF2以及GFF玻璃结构。4.根据权利要求3所述的一种具有压力感测功能的触碰显示屏，其特征在于：所述F1、F2、FF薄膜结构分别是一片膜材上或上下面或两片膜材上有触碰传感器结构；所述OGS/TOL玻璃结构为单片玻璃上有触碰传感器的结构；所述GG玻璃结构指的是两片玻璃基板上有触碰传感器的结构；所述PG玻璃结构为一片塑料一片玻璃上有触碰传感器的结构；所述GF1玻璃结构为一片玻璃加一片膜材上有触碰传感器结构；所述GF2玻璃结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建良，王伯贤，吴易骏，
申请(专利权)人：福建捷联电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35