一种压力感应触摸屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种压力感应触摸屏，用于解决现有技术中的结构复杂且制造成本高的问题。本实用新型实施例一种压力感应触摸屏的技术方案为：压力感应触摸屏包括装饰盖板层、触摸功能层、压力感应功能层、FPC层；所述装饰盖板层、所述触摸功能层和所述压力感应功能层由上到下依次设置且两两相接，所述FPC层上设有压力传感触摸屏控制器；所述压力感应功能层包括位移传感器、电极层和基板，所述位移传感器、所述电极层和所述基板由上至下依次设置且两两相接，所述电极层和所述触摸功能层均与所述FPC层连接。
【专利说明】
一种压力感应触摸屏
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及触摸控制技术领域，尤其涉及一种压力感应触摸屏。
【背景技术】
[0002]随着智能化趋势的高速发展，触摸类电子设备已经逐渐普及。目前有穿戴式电子产品、手机、平板电脑、电脑、触摸板、数字电视、车载触摸屏以及其它触摸类电子产品。
[0003]触摸屏是一种将感应信号转化为数字信号，实现人机交互的装置。当接触屏幕上的任意按钮时，通过采集手指或者导电介质在与基板触摸时所产生的电容变化，再通过集成电路的数字转换，输出手指或者导电介质触控的具体坐标，就可以感应到触摸位置。理想的触摸屏不仅能够感应触摸位置，而且还可以感应到触摸压力，为触摸输入提供了一个额外的自由度，并能适应不同的压力输入方式，如绘画、点击快进按照力度来区分快进速度、游戏中各种转向和加速控制等。因此，能感应压力的触摸屏也是本领域的研究热点之一。压力感应，指通过感应手指或者导电介质压力的产生和改变，再通过压力传感触摸屏控制器实现电学数据的变化，电子产品CPU接收到电学数据后对其进行处理而产生指令，最后达到压力间接实现指令的过程。
[0004]现有技术中存在一种通过透明压力传感器覆盖在显示表面而构成压力感应触摸屏，然而这种透明压力传感器结构复杂，对制造工艺要求比较高，导致成本偏高，实际应用中较少使用。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例提供一种压力感应触摸屏，用于解决现有技术中的结构复杂且制造成本高的问题。
[0006]本实用新型实施例一种压力感应触摸屏的技术方案为:
[0007]压力感应触摸屏包括装饰盖板层、触摸功能层、压力感应功能层、FPC层；
[0008]所述装饰盖板层、所述触摸功能层和所述压力感应功能层由上到下依次设置且两两相接，所述FPC层上设有压力传感触摸屏控制器;所述压力感应功能层包括位移传感器、电极层和基板，所述位移传感器、所述电极层和所述基板由上至下依次设置且两两相接，所述电极层和所述触摸功能层均与所述FPC层连接。
[0009]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述位移传感器由硬质绝缘保护层、薄弹性绝缘层和导电层组成，所述硬质绝缘保护层、所述薄弹性绝缘层和所述导电层由上到下依次设置且两两相接，所述导电层与所述电极层连接。
[0010]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述位移传感器数量为4个或4个以上，所述电极层上的线路数量与所述位移传感器的数量相同。
[0011]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述薄弹性绝缘层厚度为1um?75um0
[0012]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述装饰盖板层与所述触摸功能层通过第一胶层相连接，所述触摸功能层与所述压力感应功能层通过口字胶层相连接。
[0013]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述第一胶层为光学胶层。
[0014]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述口字胶层为中间镂空的透明或者非透明的胶层，厚度为20um?75um。
[0015]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述装饰盖板层为透明材料层，所述透明材料层为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。
[0016]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述触摸功能层的结构为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或双层玻璃结构的一种。
[0017]优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述基板为中间镂空的透明或者非透明的绝缘膜材，其厚度为30um?10um0
[0018]从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点:
[0019]本实用新型实施例中压力感应触摸屏除了包括触摸功能层用于判断所触摸的位置变化以外，还设有压力感应功能层，压力感应功能层包括位移传感器、电极层和基板，当在压力感应触摸屏上施加作用力时，压力感应功能层的位移传感器可以检测到压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，压力感应功能层位于触摸功能层的下方，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，结构简单且制造成本低。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型实施例中的一种压力感应触摸屏的分解结构示意图；
[0022]图2为本实用新型实施例中的一种压力感应触摸屏的叠构示意图；
[0023]图3为图2的一种压力感应触摸屏的A区域的细节示意图；
[0024]图4为图3的一种压力感应触摸屏的B区域的细节示意图；
[0025]图5为图4的一种压力感应触摸屏的C区域的细节示意图；
[0026]图示说明:装饰盖板层11、胶层22、触摸功能层33、口字胶层44、压力感应功能层55、FPC层66、压力传感触摸屏控制器601、位移传感器500、电极层504、基板505、硬质绝缘保护层501、薄弹性绝缘层502和导电层503。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型实施例提供一种压力感应触摸屏，用于解决现有技术中的结构复杂且制造成本高的问题。
[0028]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]请参见图1至图5，本实用新型实施例一种压力感应触摸屏的具体技术方案为:
[0030]压力感应触摸屏包括装饰盖板层11、触摸功能层33、压力感应功能层55、FPC层66;装饰盖板层11、触摸功能层33和压力感应功能层55由上到下依次设置，FPC层66上设有压力传感触摸屏控制器601，压力感应功能层55由上至下依次包括位移传感器500、电极层504和基板505，电极层504和触摸功能层33均与压力传感触摸屏控制器601连接。
[0031 ]采用上述技术方案的有益效果是:
[0032]本实用新型实施例中压力感应触摸屏除了包括触摸功能层用于判断所触摸的位置变化以外，还设有压力感应功能层，压力感应功能层包括位移传感器、电极层和基板，当在压力感应触摸屏上施加作用力时，压力感应功能层的位移传感器可以检测到压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，丰富了软件应用设计者的想象空间和发挥空间，加强了人机之间的触觉互动。
[0033]下面分别对装饰盖板层11、触摸功能层33、压力感应功能层55、FPC层66进行详细说明。
[0034](I)装饰盖板层11
[0035]装饰盖板层11是整个压力感应触摸屏的支撑部件，需要有一定的刚性强度，其为透明材料，可以为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。
[0036](2)触摸功能层33
[0037]触摸功能层33可以通过第一胶层22与装饰盖板层11连接，第一胶层22为光学胶层，光学胶层是特种胶粘剂，其无色透明、光透过率在91%以上，需要说明的是，第一仅是起到名称的区分作用，不具有实际含义，第一胶层22也可用胶层22表述。
[0038]触摸功能层33的结构为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构和双层玻璃结构中的一种。触摸功能层33上的导电图案通过导电材料在绝缘膜层或者玻璃上用激光镭射、蚀刻或曝光显影来实现。导电图案引出走线后通过绑定FPC层66与压力传感触摸屏控制器601相连。
[0039]装饰盖板层11在表面位置，触摸功能层33通过胶层22粘贴在装饰盖板层11下方组成了触摸层，通过该触摸层将电容变化值传到压力传感触摸屏控制器601上进行处理，就可以通过电子设备判断到所触摸的位置。
[0040](3)压力感应功能层55
[0041 ]压力感应功能层55通过口字胶层44与触摸功能层33相连接，口字胶层44为中间镂空的透明或者非透明的胶层，可以为光学胶层或者普通胶层，其厚度为20um?75um0
[0042]压力感应功能层55由位移传感器500、电极层504和基板505组成。
[0043]位移传感器500由硬质绝缘保护层501、薄弹性绝缘层502和导电层503组成。硬质绝缘保护层501为低弹性绝缘材料，用于保护薄弹性绝缘层502和导电层503不受外界影响。薄弹性绝缘层502厚度为1um?75um，可以感应来自装饰盖板层11和触摸功能层33上的触摸压力形变而动作，进而产生相应的电容感应信号，该电容感应信号通过与位移传感器500相连的电极层504输出给到FPC层66上面的压力传感触摸屏控制器601。导电层503通过搭接方式连接到电极层504上。
[0044]位移传感器500的数量为4个或4个以上，其位置可以均匀分布，也可以非均匀分布，压力灵敏度可以通过位移传感器500的尺寸和数量来调整，位移传感器500中至少有一个位移传感器在受到压力时发生形变。各个位移传感器500物理上都是互不连接的。
[0045]电极层504可以通过沉积或者丝印的方式形成于线路在基板505表面，线路的位置为基板非镂空区。电极层504上的线路数量和位移传感器500的数量相同，线路可以是透明或者是非透明的，线宽范围为20um?120umo
[0046]基板505为中间镂空的透明或者非透明的绝缘膜材，其厚度为30um?10um0
[0047](4)FPC层
[0048]FPC(Flexible Printed Circuit)又称柔性电路板或软性线路板，软性线路板主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM、计算机、电话机、继电器、陀螺仪、导弹、汽车仪表等很多产品。FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。
[0049]FPC层66以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成，通过绑定的方式将触摸功能层33和压力感应功能层55—起连接到FPC层66上的压力传感触摸屏控制器601上。压力传感触摸屏控制器601通过SMT的方式粘在FPC层66上面。压力传感触摸屏控制器601将薄弹性绝缘层502的厚度变化而引起的电容变化值转换为电信号的形式。
[0050]本实用新型实施例中的压力感应触摸屏的工作原理为:
[0051]当作用力作用于装饰盖板层11表面，装饰盖板层11、胶层22、触摸功能层33和压力感应功能层55会有一定的向下形变，其形变量依赖于压力感应触摸屏上的物理尺寸、装饰盖板层11的杨氏模量、位移传感器500材料的尺寸、位移传感器500的杨氏模量。每个位移传感器500检测形变大小依据位移传感器500上的薄弹性绝缘层502厚度的变化。例如，施加外作用力于装饰盖板层11表面，离作用力较远的位移传感器500的形变小于作用力附近的位移传感器500的形变，形成一个钟形曲面，将所有的位移传感器500读数收集起来以后对其钟形曲面的大小和形状进行分析以确定作用力的大小和位置。压力传感触摸屏控制器601可以同时处理触摸位置和按压压力的信息。而且该压力传感触摸屏控制器601可以同时检查I个点到10个点的位置和按压压力信息。
[0052]与现有技术相比，本实用新型提供的一种压力感应触摸屏，包含装饰盖板层11、胶层22、触摸功能层33、口字胶层44、压力感应功能层55、FPC层66，装饰盖板层11在表面位置，触摸功能层33通过胶层22粘贴在装饰盖板层11下方，压力感应功能层55通过口字胶层44和触摸功能层33粘贴在一起，FPC层66同时绑定在触摸功能层33和压力感应功能层55上，将触摸功能层33和压力感应功能层55—起连接到FPC上的压力传感触摸屏控制器601上。与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一种压力感应触摸屏，只需要通过增加简单的口字胶层44和压力感应功能层55，由单颗芯片检测触摸功能层33的位置变化和压力感应功能层55的压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，进一步丰富了软件应用设计者的想象空间和发挥空间，加强了人机之间的触觉互动，结构简单且仅需要较低的成本。
[0053]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0054]以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种压力感应触摸屏，其特征在于，包括: 装饰盖板层、触摸功能层、压力感应功能层、FPC层； 所述装饰盖板层、所述触摸功能层和所述压力感应功能层由上到下依次设置且两两相接，所述FPC层上设有压力传感触摸屏控制器;所述压力感应功能层包括位移传感器、电极层和基板，所述位移传感器、所述电极层和所述基板由上至下依次设置且两两相接，所述电极层和所述触摸功能层均与所述FPC层连接。2.根据权利要求1所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述位移传感器由硬质绝缘保护层、薄弹性绝缘层和导电层组成，所述硬质绝缘保护层、所述薄弹性绝缘层和所述导电层由上到下依次设置且两两相接，所述导电层与所述电极层连接。3.根据权利要求2所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述位移传感器数量为4个或4个以上，所述电极层上的线路数量与所述位移传感器的数量相同。4.根据权利要求3所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述薄弹性绝缘层厚度为1um?75um05.根据权利要求1至4中任一项所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述装饰盖板层与所述触摸功能层通过第一胶层相连接，所述触摸功能层与所述压力感应功能层通过口字胶层相连接。6.根据权利要求5所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述第一胶层为光学胶层。7.根据权利要求6所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述口字胶层为中间镂空的透明或者非透明的胶层，厚度为20um?75um。8.根据权利要求1所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述装饰盖板层为透明材料层，所述透明材料层为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。9.根据权利要求1所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述触摸功能层的结构为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或双层玻璃结构的一种。10.根据权利要求1所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述基板为中间镂空的透明或者非透明的绝缘膜材，其厚度为30um?10um0
【文档编号】G06F3/041GK205451003SQ201521073865
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】金绍平, 宁运生, 晁雷雷, 江月芹, 来伟, 雷强, 张树人, 蒋志果, 邹晓雪, 杨志, 蒋勇民, 邓光词
【申请人】金龙机电（东莞）有限公司