触摸面板的制作方法
【专利摘要】根据本实施方式的触摸面板包括：基板，其包括有效区和包围有效区的伪区；在基板上的透明电极；以及在伪区上的外部伪层，其中，外部伪层包含压电材料。
【专利说明】触摸面板
【技术领域】
[0001]本公开涉及触摸面板。
【背景技术】
[0002]根据现有技术的电阻式触摸面板和电容式触摸面板在实现所有屏幕输入时仅可以简单识别触摸的位置信息而无法识别触摸的强度或力度。此外，由于在显示层的顶端处布置触摸面板层，所以结构变得复杂并且显示的可见度劣化。因此，已对除现有方案以外的使用压电元件的触摸面板进行了研究和学习。
[0003]由于压电元件具有能够将机械信号(如压力)转换成电信号的特性，所以压电元件已广泛地用于传感器，如压力传感器或超声传感器。
[0004]然而，随着电子电器的广泛使用，用户存在使用具有各种功能的电子电器的各种需求。因此，在对触摸面板进行触摸时，需要通过提供各种反馈，如触觉反馈或局部触觉反馈，来使用户的体验最大化。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]本实施方式提供了一种能够实现独特的触觉的触摸面板。
[0007]问题的解决方案
[0008]根据本实施方式，提供了一种触摸面板，其包括:基板，所述基板包括有效区和围绕有效区的伪区；在基板上的透明电极；以及在伪区上的外部伪层，其中，外部伪层包含压电材料。
[0009]发明的有益效果
[0010]根据本实施方式的触摸面板包括具有压电材料的多个外部伪层。外部伪层的颜色可以根据具有颜色的压电材料来被不同地实施。
[0011]外部伪层可以根据通过压力识别得到的触摸压力的强度来提供各种触觉。也就是说，外部伪层可以产生压电效应。
[0012]因此，因为根据通过外部伪层的触摸压力在触摸点处生成电压，所以可以对压力的强度和位置进行检测。
[0013]由于用于提供振动力的单独的压电层可能因外部伪层的存在而省略，所以可以实现厚度减小。此外，可以通过凭借触摸压力实施反馈来使用户的体验最大化。也就是说，可以通过凭借外部伪层在触摸面板上实施触觉反馈来提高触摸压力的准确度，并且可以通过提供纹理的感觉来使用户的体验最大化。详细地，可以提供显示在显示器上的对象的粗糙度或柔软度。
[0014]此外，设置了多个外部伪层使得可以向多个局部区域施加触觉。可以从多个局部区域XL、XR、YL和YR生成互相不同的触觉反馈。因此，由于上表面、下表面、左表面和右表面的四个表面的交叠振动，因此可以表示不同的触觉。此外，可以向因局部振动的交互作用而生成触觉的表面引入差拍振动(beats)，并且可以生成各种类型的振动图案。
[0015]此外，当输入工具(如手指)触摸基板的顶表面时，电压和激励频率发生变化，并且外部伪层生成超声波使得基板可以振动。手指与基板之间的空气层的压力可能因基板的振动而变化。此外，空气层的粘性可以变化以生成触觉，并且可以提供独特的触觉。也就是说，当被触摸时，可以通过调整激励频率特性来提供由空气层的粘性和压力特性的变化而引起的触觉。
[0016]此外，可以通过振动流动来呈现移动的方向。也就是说，可以通过生成外部伪层的顺序流动或复合流动来呈现动态触觉。因此，用户可以通过触觉来从触摸面板的屏幕感觉图形对象的方向性或动态状态。因此，可以通过触摸面板来进行保龄球游戏或篮球游戏。
[0017]此外，由于在伪区DA处形成触觉执行器，所以触觉执行器无法对触摸面板的光学特性或电学特性施加影响，使得可以提高触摸面板的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出了根据第一实施方式的触摸面板的示意性平面图。
[0019]图2是图1的“A”部分的放大的平面图。
[0020]图3是图1的“B”部分的放大的平面图。
[0021]图4是沿图1的线ΙΙ-ΙΓ截取的截面图。
[0022]图5和图6是示出了根据本实施方式的触摸面板的驱动的示意图。
[0023]图7是示出了根据第二实施方式的触摸面板的截面图。
【具体实施方式】
[0024]在对本实施方式的描述中，应理解的是:当每个层(膜)、区域、图案或结构被称为在另一层(膜)、区域、图案或结构“上”或“下”时，其可以“直接”或“间接”在另一层(膜)、区域、图案或结构上，或者也可以存在一个或更多个中间层。已参照附图描述了这样的位置。
[0025]出于方便或清楚的目的，可以修改附图中所示的每个层(膜)、区域、图案或结构的厚度和尺寸。此外，元件的尺寸不完全反映实际的尺寸。
[0026]下文中，将参照附图来详细描述实施方式。
[0027]首先，将参照图1至图6来详细描述根据第一实施方式的触摸面板。
[0028]图1是示出了根据第一实施方式的触摸面板的示意性平面图。图2是图1的“A”部分的放大的平面图。图2是图1的“B”部分的放大的平面图。图2沿图1的线I1-1I,截取的截面图。图5和图6是示出了根据本实施方式的触摸面板的驱动的图。
[0029]参照图1和图4,根据第一实施方式的触摸面板10包括用于检测输入设备的外加的有效区AA和布置成围绕有效区AA的伪区DA。
[0030]可以在有效区AA上形成用于检测输入设备的透明电极400。此外，可以在伪区DA上形成连接至透明电极400的导线500和将导线500连接至外部电路(未示出)的印刷电路板(未示出)。可以在伪区DA上形成外部伪层200，并且可以在外部伪层200上形成标志200a。下文中，将更详细地描述具有以上结构的触摸面板10。
[0031]可以在触摸面板10的最上部处布置基板100。
[0032]基板100可以是透明的。基板100可以是包括碱性玻璃(如钠玻璃或硅酸硼玻璃、无碱玻璃或化学强化玻璃)的玻璃基板。此外，第一基板100可以包括聚酯膜，如透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、具有耐热性和透明度的聚酰亚胺膜或具有透明特性的复合聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
[0033]可以在基板100的表面上进一步布置保护膜或防指纹涂覆层。
[0034]根据材料，基板100的厚度可以在100“111至70(^111的范围内。
[0035]可以使输入设备(如钢笔或手指)在基板100的表面上触摸。
[0036]可以在基板100的底表面上布置外部伪层200。可以在透明电极400上布置外部伪层200。
[0037]参照图2，外部伪层200沿伪区DA布置。外部伪层200可以包括多个外部伪层200。例如，外部伪层200可以包括第一外部伪层201、第二外部伪层202和第三外部伪层203。第一外部伪层201、第二外部伪层202和第三外部伪层203沿伪区DA延伸。外部伪层200可以用作单个触觉执行器。也就是说，外部伪层200用作压力识别层。
[0038]第一外部伪层201、第二外部伪层202和第三外部伪层203彼此隔开。第一外部伪层201与第二外部伪层202之间的间隙G可以为3 μ m或更小。详细地，第一外部伪层201与第二外部伪层202之间的间隙G可以在0.Ιμπι至3μπι的范围内。间隙G不能被裸眼识另O，因此用户不能识别第一外部伪层201与第二外部伪层202之间的间隔。因此，可以将外部伪层200识别为一个区域而非多个层。
[0039]外部伪层200包含压电材料。也就是说，外部伪层200包含压电聚合物材料。例如，外部伪层200可以包含聚偏氟乙烯(PVDF)。然而，本实施方式不限于此。也就是说，夕卜部伪层200可以包含各种聚合物材料如聚四氟乙烯(PTFE)。
[0040]参照图4，外部伪层200示出为一个层，但是本实施方式不限于此。因此，外部伪层200可以包括多个层，并且这些层之一可以包含压电材料。也就是说，外部伪层通过两步印刷或三步印刷来形成，并且印刷层之一可以形成为压电层。
[0041]外部伪层200可以具有预定的颜色，使得无法从外部观看布置在伪区DA处的导线500和印刷电路板。外部伪层200可以具有适合于外部伪层200的外观的预定颜色。例如，外部伪层120可以包含表示黑色的黑色素。此外，外部伪层200的颜色可根据压电材料以各种方案实施。此外，可以以各种方案在外部伪层200上形成期望的标志200a(参见，图1)。
[0042]外部伪层200可以根据通过压力识别得到的触摸压力的强度来提供各种触觉。也就是说，外部伪层200可以产生压电效应。压电效应指这样的现象:在向对象施加压力时生成电压并且在向对象施加电压时对象扩大或缩小。
[0043]也就是说，因为根据经由外部伪层得到的触摸压力在触摸点处生成电压，所以可以对压力的强度和位置进行检测。
[0044]由于用于提供振动力的单独的压电层因外部伪层200而能够被省略，所以可以实现厚度减小。此外，可以通过凭借触摸压力实施反馈来使用户的体验最大化。也就是说，可以通过凭借外部伪层200在触摸面板上实施触觉反馈来提高触摸压力的准确度，并且可以通过提供纹理的感觉来使用户的体验最大化。详细地，可以提供显示在显示器上的对象的粗糙度和柔软度。
[0045]参照图5，设置了多个外部伪层200使得可以向多个局部区域施加触觉。可以由多个局部区域XL、XR、YL和YR生成互相不同的触觉反馈。因此，由于上表面、下表面、左表面和右表面的四个表面的交叠振动，因此可以表示各种触觉。此外，可以向因局部振动的交互作用而生成触觉的表面引入差拍振动,并且可以生成各种类型的振动图案。
[0046]参照图6，当输入工具(如手指)触摸基板100的顶表面时，电压和激励频率变化，并且外部伪层200生成超声波，使得基板100可以振动。手指与基板100之间的空气层AL的压力可能因基板100的振动V而变化。此外，空气层AL的粘性可以变化以生成触觉，并且可以提供独特的触觉。也就是说，当被触摸时，可以通过调整激励频率特性来提供由空气层AL的粘性和压力特性的变化所引起的触觉。
[0047]此外，可以通过振动流动来呈现移动的方向。也就是说，可以通过生成外部伪层200的顺序流动或复合流动来呈现动态触觉。因此，用户可以通过触觉来从触摸面板的屏幕感觉图形对象的方向性或动态状态。因此，可以通过触摸面板来进行保龄球游戏或篮球游戏。
[0048]此外，由于在伪区DA处形成触觉执行器，所以触觉执行器无法对触摸面板的光学特性或电学特性施加影响，从而可以提高触摸面板的可靠性。
[0049]外部伪层200可以通过对压电膜进行图案化来形成。例如，外部伪层200可以通过对压电膜进行激光刻划或压膜来图案化，压电膜通过在对PVDF粉进行熔融挤出之后延长和极化PVDF粉来形成。
[0050]透明电极400形成在基板100上。透明电极400可以具有适合于检测输入设备(如手指)的触摸的各种形状。
[0051]例如，如图3所示，透明电极400可以包括第一透明电极420和第二透明电极440。第一透明电极420可以沿第一方向延伸。第二透明电极440可以沿与第一方向交叉的第二方向延伸。
[0052]第一透明电极420和第二透明电极440可以分别包括用于检测输入设备(如手指)的触摸的传感器单元420a和440a,以及用于连接传感器单元420a和440a的连接单元420b 和 440b ο
[0053]虽然附图示出了，当从顶部看时第一传感器单元420a和第二传感器单元440a具有菱形形状，但是本实施方式不限于此。因此，当从顶部看时，第一传感器单元420a和第二传感器单元440a具有各种形状，如多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。
[0054]第一透明电极420的第一连接单元420b沿第一方向(附图中的横向)来连接第一传感器单元420a并且第二透明电极440的第二连接单元440b沿第二方向(附图中的纵向)来连接第二传感器单元440a。
[0055]在第一透明电极420的第一连接单元420b与第二透明电极440的第二连接单元440b之间的交叉处布置绝缘层460，以防止第一透明电极420与第二透明电极440之间出现电短路。
[0056]绝缘层460可以通过使用能够使第一连接单元420b和第二连接单元440b彼此绝缘的透明绝缘材料来形成。
[0057]根据本实施方式，例如，将第一透明电极420的传感器单元420a和第二透明电极440的传感器单元440b在同一平面上对准作为单个层。由此，可以减少透明导电材料的使用并且可以减小触摸面板10的厚度。
[0058]以此方式，如果输入设备(如手指)对触摸面板10进行触摸，则可以在由输入设备触摸的部分处产生电容差，所以可以确定具有电容差的部分为接触位置。
[0059]透明电极400可以包括透明导电材料，使得电流可以在不干扰光的传输的情况下流动。透明电极400可以包括具有高导电性和可见光带中的透光率达80 %或更大的材料。例如，透明电极400可以包括氧化物，如氧化铟锡(ITO)膜、氧化铟锌(IZO)膜和氧化锌膜。此外，透明电极400可以包括碳纳米管(CNT)、银(Ag)纳米线、石墨烯或纳米网。
[0060]根据材料，透明电极400的厚度可以在1nm至50nm的范围内。
[0061]透明电极400可以通过在基板100上沉积用于透明电极400的材料来形成。例如，可以通过溅射方案在基板100的整个底表面上形成氧化铟锡层。通过现有技术中众所周知的光刻技术来涂覆光刻胶并且进行曝光和显影处理以形成期望的图案，在该期望图案中露出在下层处形成的氧化铟锡层。接着，通过使用光刻胶图案作为蚀刻掩模来使用蚀刻溶液对露出的氧化铟锡层进行蚀刻。蚀刻溶液可以包括羧酸溶液、氯化铁溶液、氢溴酸溶液、氢碘酸溶液或王水溶液。接下来，去除光刻胶，从而可以形成具有图案的透明电极400。然而，本实施方式不限于以上方式，透明电极400可以通过各种工艺(如印刷工艺或层叠工艺)来形成。
[0062]电连接至透明电极400的导线500可以布置在透明电极400的一侧。导线500可以包括具有高电导率的金属。导线500可以包括具有0.4Q/Sq或更小的薄层电阻。例如，导线500可以包括白金、金、银、铝或铜。导线500可以包括用于增强粘性的铬、钥或镍。也就是说，导线500可以包括至少一层。导线500可以具有在10nm至2000nm的范围内的厚度。
[0063]虽然附图中未示出，但是可以进一步设置连接至导线500的印刷电路板(未示出)。可以应用各种类型的印刷电路板作为该印刷电路板。例如，可以使用柔性印刷电路板(FPCB)作为该印刷电路板。
[0064]接着，形成金属材料并且使用蚀刻溶液进行蚀刻，使得可以形成导线500的图案。蚀刻溶液可以是磷酸、硝酸或醋酸的混合溶液。然而，本实施方式不限于此，并且可以通过各种工艺(如印刷工艺或层压工艺)来形成导线500。
[0065]可以进一步设置用于保护透明电极400和导线500的保护层300。
[0066]下文中，将参照图7来描述根据第二实施方式的触摸面板。为了简单和清楚的目的，将省略关于与第一实施方式相同或类似的兀件的描述，而仅详细描述不同的部分。
[0067]图7是示出了根据第二实施方式的触摸面板的截面图。
[0068]在根据第二实施方式的触摸面板20中，可以在透明电极420与基板100之间布置外部伪层220。也就是说，外部伪层220可以布置在基板100上，并且透明电极420可以布置在外部伪层220和基板100上。因此，可以保证触摸面板的各种结构。
[0069]在本说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等的任何引用意思是，结合本实施方式所描述的具体的特性、结构或特征包括在本发明的至少一个实施方式中。在说明书中各个地方出现这样的短语不一定全部是在引用同一实施方式。此外，当结合任何实施方式来描述具体的特性、结构或特征时，应提出的是，结合其他实施方式来实现这样的特性、结构或特征是在本领域技术人员的知识范围内的。
[0070]虽然为说明的目的已描述了本公开的优选实施方式，但是本领域技术人员应理解的是在不脱离本发明的如所附权利要求中公开的范围和精神的情况下可以进行各种修改、添加和替代。
【权利要求】
1.一种触摸面板，包括: 基板，所述基板包括有效区和包围所述有效区的伪区； 在所述基板上的透明电极；以及 在所述伪区上的外部伪层， 其中，所述外部伪层包含压电材料。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述外部伪层包括第一外部伪层和第二外部伪层，并且所述第一外部伪层和所述第二外部伪层沿所述伪区延伸。
3.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，所述第一外部伪层和所述第二外部伪层彼此隔开。
4.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，所述第一外部伪层与所述第二外部伪层之间的间隙在0.1 μ m至3 μ m的范围内。
5.根据权利要求2所述的触摸面板，还包括沿所述伪区布置成与所述第二外部伪层相邻的第三外部伪层。
6.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述外部伪层包含压电聚合物材料。
7.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述外部伪层包含聚偏氟乙烯(PVDF)。
8.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述外部伪层布置在所述透明电极与所述基板之间。
9.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述透明电极布置在所述基板与所述外部伪层之间。
10.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述外部伪层布置在所述透明电极上。
11.一种触摸面板，包括: 基板，所述基板包括有效区和包围所述有效区的伪区； 在所述基板上的透明电极；以及 在所述伪区上的压力识别层， 其中，所述压力识别层包括沿所述伪区布置的第一压力识别层和第二压力识别层。
12.根据权利要求11所述的触摸面板，其中，所述第二压力识别层与所述第一压力识别层隔开，并且所述第一压力识别层与所述第二压力识别层之间的间隙在0.1 μ m至3 μ m的范围内。
13.根据权利要求11所述的触摸面板，还包括沿所述伪区布置成与所述第二压力识别层相邻的第三压力识别层。
14.根据权利要求11所述的触摸面板，其中，所述第二压力识别层和所述第三压力识别层彼此隔开。
15.根据权利要求11所述的触摸面板，其中，所述压力识别层包含压电材料。
【文档编号】H02N2/02GK104205024SQ201380016044
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】李尚营, 尹知善, 李勇真, 蔡京勳 申请人:Lg伊诺特有限公司