一种压力触控面板及其制备方法和显示装置

摘要

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种压力触控面板及其制备方法和显示装置。该压力触控面板包括对盒连接的阵列基板和彩膜基板；彩膜基板包括黑矩阵，在彩膜基板朝向阵列基板的一侧设置有多个隔垫物；在阵列基板朝向彩膜基板的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物一一对应的凹槽，在每一个凹槽内安装有与检测电路电连接的压电机构，压电机构位于黑矩阵朝向阵列基板的投影区域内；在隔垫物挤压相应的压电机构时，压电机构产生电信号。该压力触控面板为内嵌式触控面板，且能够提高触控灵敏度、实现薄型化和轻量化。

权利要求

1.一种压力触控面板，包括对盒连接的阵列基板和彩膜基板；其特征在于，所述彩膜基板包括黑矩阵，在所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一侧设置有多个隔垫物；在所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物一一对应的凹槽，在每一个凹槽内安装有与检测电路电连接的压电机构，所述压电机构位于所述黑矩阵朝向所述阵列基板的投影区域内；在所述隔垫物挤压相应的所述压电机构时，所述压电机构产生电信号，其中，所述压电机构包括从所述彩膜基板朝向所述阵列基板依次设置在所述凹槽内的第一电极、压电材料、绝缘层、第二电极和弹性材料；所述第一电极与所述检测电路电连接，以检测所述压电材料受挤压后产生的正电荷；所述第二电极与所述检测电路电连接，以检测所述压电材料受挤压后产生的负电荷。

2.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述第二电极为由金属材料制备的电极。

3.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述第二电极为由氧化铟锡ITO材料制备的电极。

4.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述绝缘层为由氧化硅或氮化硅材料制备的绝缘层。

5.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述压电材料为氧化锌材料或氮化铝材料。

6.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述弹性材料为隔垫物材料或硅胶材料。

7.根据权利要求1所述的压力触控面板，其特征在于，所述阵列基板设有所述凹槽的区域划分为多个压电区域，每一个所述压电区域内包括多个所述凹槽，且每一个所述压电区域中各所述凹槽内的压电机构串联连接后与检测电路电连接。

8.根据权利要求7所述的压力触控面板，其特征在于，每一个所述压电区域中的压电机构通过金属材料串联连接。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的压力触控面板。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的压力触控面板的制备方法，其特征在于，包括：形成阵列基板和彩膜基板，其中，彩膜基板上设有黑矩阵，且所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一侧设置有多个隔垫物；在所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物一一对应的凹槽；

在每一个所述凹槽中形成压电机构；

将所述阵列基板和彩膜基板对盒连接。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在每一个所述凹槽中形成压电机构的步骤中，具体包括：在所述凹槽中填充弹性材料；

在弹性材料上形成第二电极；

在第二电极上形成绝缘层；

在绝缘层上形成压电材料；

在压电材料上形成第一电极。

说明书

一种压力触控面板及其制备方法和显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种压力触控面板及其制备方法和显示装置。

背景技术

[0002] 目前，触控面板已经广泛用于手机、平板电脑(PAD)、笔记本电脑等便携终端及其它显示装置中，并且现有的触控面板按照触控原理可分为电阻式触控面板、电容式触控面板、光学式触控面板、音波式触控面板等。近来，将触控电极内嵌于显示屏内部的内嵌式(In-cell)触控面板因能实现面板的薄型化、轻量化和提高触控灵敏度已成为发展趋势，尤其是如何采用压电机构实现内嵌式触控面板是本领域技术人员面临的技术难题。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种压力触控面板及其制备方法和显示装置，该压力触控面板为内嵌式触控面板，且能够提高触控灵敏度、实现薄型化和轻量化。

[0004] 为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

[0005] 一种压力触控面板，包括对盒连接的阵列基板和彩膜基板；所述彩膜基板包括黑矩阵，在所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一侧设置有多个隔垫物；在所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物一一对应的凹槽，在每一个凹槽内安装有与检测电路电连接的压电机构，所述压电机构位于所述黑矩阵朝向所述阵列基板的投影区域内；在所述隔垫物挤压相应的所述压电机构时，所述压电机构产生电信号。

[0006] 上述压力触控面板在使用过程中，当手指按压该压力触控面板时，压力触控面板在手指的按压下使与手指相对应位置的隔垫物挤压对应的压电机构，压电机构产生电信号，与压电机构电连接的检测电路检测到电信号后，进而对手指的触控位置以及触控手势进行确定以实现相应的触控操作；由于压电机构安装在阵列基板的凹槽内，压电机构设置在阵列基板内形成内嵌式结构，因此，该压力触控面板能够提高触控灵敏度、实现薄型化和轻量化。

[0007] 优选地，所述压电机构包括从所述彩膜基板朝向所述阵列基板依次设置在所述凹槽内的第一电极、压电材料、绝缘层、第二电极和弹性材料；所述第一电极与所述检测电路电连接，以检测所述压电材料受挤压后产生的正电压或负电压；所述第二电极与所述检测电路电连接，以检测所述压电材料受挤压后产生的负电压或正电压。

[0008] 优选地，所述第二电极为由金属材料制备的电极。

[0009] 优选地，所述第二电极为由氧化铟锡ITO材料制备的电极。

[0010] 优选地，所述绝缘层为由氧化硅或氮化硅材料制备的绝缘层。

[0011] 优选地，所述压电材料为氧化锌材料或氮化铝材料。

[0012] 优选地，所述弹性材料为隔垫物材料或硅胶材料。

[0013] 优选地，所述阵列基板设有所述凹槽的区域划分为多个压电区域，每一个所述压电区域内包括多个所述凹槽，且每一个所述压电区域中各所述凹槽内的压电机构串联连接后与检测电路电连接。

[0014] 优选地，每一个所述压电区域中的压电机构通过金属材料串联连接。

[0015] 本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述技术方案中提供的任意一种压力触控面板。

[0016] 另外，本发明还提供了一种上述技术方案中提供的任意一种压力触控面板的制备方法，包括：

[0017] 形成阵列基板和彩膜基板，其中，彩膜基板上设有黑矩阵，且所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一侧设置有多个隔垫物；在所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物一一对应的凹槽；

[0018] 在每一个所述凹槽中形成压电机构；

[0019] 将所述阵列基板和彩膜基板对盒连接。

[0020] 优选地，在每一个所述凹槽中形成压电机构的步骤中，具体包括：

[0021] 在所述凹槽中填充弹性材料；

[0022] 在弹性材料上形成第二电极；

[0023] 在第二电极上形成绝缘层；

[0024] 在绝缘层上形成压电材料；

[0025] 在压电材料上形成第一电极。

附图说明

[0026] 图1为本发明一种实施例提供的压力触控面板的结构示意图；

[0027] 图2为图1中压力触控面板在被手指触摸时的工作原理示意图；

[0028] 图3为图1中压力触控面板的阵列基板的多个压电区域的一种划分方式；

[0029] 图4为图1中压力触控面板的阵列基板的多个压电区域的另一种划分方式；

[0030] 图5为本发明一种实施例提供的压力触控面板的制备方法的工艺流程图；

[0031] 图6为图5中制备压力触控面板时在阵列基板的凹槽中形成压电机构的具体工艺流程图。

具体实施方式

[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 本发明实施例提供了一种压力触控面板及其制备方法和显示装置，其中，该显示装置具有压力触控面板，并且该压力触控面板为内嵌式触控面板，且能够提高触控灵敏度、实现薄型化和轻量化。

[0034] 其中，请参考图1以及图2，本发明一种实施例提供的压力触控面板，包括对盒连接的阵列基板1和彩膜基板2；彩膜基板2包括黑矩阵21，在彩膜基板2朝向阵列基板1的一侧设置有多个隔垫物22；在阵列基板1朝向彩膜基板2的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物22一一对应的凹槽11，在每一个凹槽11内安装有与检测电路电连接的压电机构3，压电机构3位于黑矩阵21朝向阵列基板1的投影区域内；在隔垫物22挤压相应的压电机构3时，压电机构3产生电信号。

[0035] 上述压力触控面板在使用过程中，当手指5按压该压力触控面板时，压力触控面板在手指5的按压下使与手指5相对应位置的隔垫物22挤压对应的压电机构3，压电机构3产生电信号，与压电机构3电连接的检测电路检测到电信号后，进而对手指5的触控位置以及触控手势进行确定以实现相应的触控操作；由于压电机构3安装在阵列基板1的凹槽11内，压电机构3设置在阵列基板1内形成内嵌式结构，因此，该压力触控面板为内嵌式触控面板，且能够提高触控灵敏度、实现薄型化和轻量化。

[0036] 如图1和图2结构所示，上述压力触控面板的彩膜基板2还可以包括彩膜23，并且阵列基板1和彩膜基板2之间可以通过封框胶4进行密封连接。

[0037] 一种具体的实施方式中，压电机构3包括从彩膜基板2朝向阵列基板1依次设置在凹槽11内的第一电极31、压电材料32、绝缘层33、第二电极34和弹性材料35；第一电极31与检测电路电连接，以检测压电材料32受挤压后产生的正电荷；第二电极34与检测电路电连接，以检测压电材料32受挤压后产生的负电荷。

[0038] 上述压力触控面板的压电机构3包括压电材料32，并且压电材料32的上表面与第一电极31电连接，压电材料32的下表面与第二电极34电连接，压电机构3通过绝缘层33使第一电极31和第二电极34实现电绝缘；在压力触控面板正常使用过程中，当手指5按压触控面板时，与手指5相对应位置的隔垫物22会挤压相对应的压电机构3，压电机构3中的弹性材料35受挤压后发生形变，由于支撑压电材料32的弹性材料35在手指5的按压下产生变形，因此，压电材料32随着弹性材料35的形变而随之变形，压电材料32变形后会在上表面形成正电荷，同时在压电材料32的下表面相应地形成负电荷，通过检测电路可检测在压电材料32上表面和压电材料32下表面之间产生的电压差，压电材料32上表面和压电材料32下表面的电压差与手指5的下压力成正比，因此能够精确地检测手指5压力的位置和大小，提高触控面板的灵敏度。

[0039] 具体地，第二电极34可以为由金属材料制备的电极，第二电极34也可以为由氧化铟锡ITO材料制备的电极；绝缘层33可以为由氧化硅或氮化硅材料制备的绝缘层；压电材料32可以为氧化锌材料或氮化铝材料。

[0040] 为了在手指5按压压力触控面板时，能够增大压电材料的形变量，以便产生更强的压电信号，弹性材料35可以为隔垫物材料或硅胶材料。

[0041] 为了检测手指5在压力触控面板上的按压力大小，如图3以及图4所示，阵列基板1设有凹槽11的区域划分为多个压电区域，如图3中阵列基板1上划分的压电区域A1、压电区域A2和压电区域A3，以及图4中阵列基板1上划分的压电区域B1、压电区域B2和压电区域B3，每一个压电区域内包括多个凹槽11，如图3中压电区域A1中包括24个凹槽11，图4中压电区域B2中包括18个凹槽11，且每一个压电区域中各凹槽11内的压电机构3串联连接后与检测电路电连接。

[0042] 上述压力触控面板将阵列基板1设有凹槽11的区域划分为多个压电区域，每一个压电区域中各凹槽11内的压电机构3串联连接后与检测电路电连接，如图3中压电区域A1中18个凹槽11内的18个压电机构3串联连接，能够使压电区域A1中所有的压电材料32上表面的正电荷和压电材料32下表面的负电荷进行累积，以增大压电区域A1内所有的压电材料32上表面和下表面的电荷数，进而在压电材料32的上表面和压电材料32的下表面之间形成电压差，由于电压差与手指5的下压力成正比，因此，能够精确地检测手指5按压该压力触控面板的压力的大小，进一步提高触控面板的灵敏度。

[0043] 更进一步地，每一个压电区域中的压电机构3通过金属材料串联连接，当然，为了使每一个压电区域中的压电机构3串联连接，也可以通过其它的导电材料实现。

[0044] 本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中提供的任意一种压力触控面板。

[0045] 另外，请参考图5，本发明还提供了一种上述实施例中压力触控面板的制备方法，包括以下步骤：

[0046] 步骤S11，形成阵列基板1和彩膜基板2，其中，彩膜基板2上设有黑矩阵21，且彩膜基板2朝向阵列基板1的一侧设置有多个隔垫物22；在阵列基板1朝向彩膜基板2的一侧表面设置有与至少一部分隔垫物22一一对应的凹槽11；

[0047] 步骤S12，在每一个凹槽11中形成压电机构3；

[0048] 步骤S13，将阵列基板1和彩膜基板2对盒连接。

[0049] 具体地，如图6所示，在每一个凹槽11中形成压电机构3的步骤S12具体包括以下步骤：

[0050] 步骤S121，在凹槽11中填充弹性材料35；

[0051] 步骤S122，在弹性材料35上形成第二电极34；

[0052] 步骤S123，在第二电极34上形成绝缘层33；

[0053] 步骤S124，在绝缘层33上形成压电材料32；

[0054] 步骤S125，在压电材料32上形成第一电极31。

[0055] 显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。