一种触控面板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种触控面板，包括：基板；一个或多个红外发光器件；红外全反射盖板，其响应于触控物体的触摸动作而可形变；红外感应层，包括至少一条第一方向感应线和至少一条第二方向感应线，所述第一方向感应线和第二方向感应线相互绝缘，并且由对于所述红外发光器件发出的红外光敏感的光导材料制成；以及检测单元，用于检测各第一方向感应线和各第二方向感应线上的电流或电压，并根据所述电流或电压的变化确定触控物体的触控区域。
【专利说明】一种触控面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控领域，尤其涉及一种触控面板。
【背景技术】
[0002]触控面板是允许用户直接用手或物体，通过选择显示在图像显示器等的屏幕上的图标来输入用户指令的输入设备。用户用手或物体直接与触控面板接触时，触控面板检测到触摸点并根据所选图标对应的命令来驱动图像显示器，以实现特定的显示。
[0003]根据其实现原理的不同，现有的触控面板主要分为电容式和电磁式两种。其中，电容式触控面板通过接收的触摸信号(即，电信号)来识别触摸操作，电磁式触控面板通过接收的触摸信号(即，电磁指针的电磁信号)来识别触摸操作。以电容式触控面板中的自电容触控面板为例，其利用自电容的原理实现检测手指触摸位置，具体为:在触控面板中设置多个同层设置且相互独立的自电容电极，当人体未触碰屏幕时，各自电容电极所承受的电容为一固定值，而当人体触碰屏幕时，触碰位置对应的自电容电极所承受的电容为固定值叠加人体电容，因此，触控侦测芯片在触控时间段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。在具体实施时，自电容电极的数量会非常多。以每个自电容电极所占的面积为为例,5寸的液晶显不屏就需要264个自电容电极,若将每个自电容电极设计的更小一些，则会有更多的自电容电极。
[0004]因此，现有技术的触控面板结构复杂、制作工艺繁琐，导致成本较高。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供一种触控面板，包括:
基板；
一个或多个红外发光器件；
红外全反射盖板，其响应于触控物体的触摸动作而可形变；
红外感应层，包括至少一条第一方向感应线和至少一条第二方向感应线，所述第一方向感应线和第二方向感应线相互绝缘，并且由对于所述红外发光器件发出的红外光敏感的光导材料制成；以及
检测单元，用于检测各第一方向感应线和各第二方向感应线上的电流或电压，并根据所述电流或电压的变化确定触控物体的触控区域。
[0006]可选地，所述触控面板还包括OLED发光器件。当触控面板用作触摸显示屏时，OLED发光器件可以提供显示内容呈现。
[0007]可选地，所述一个或多个红外发光器件布置于所述基板与所述红外全反射盖板之间，并且所述红外感应层按照所述红外发光器件的光出射方向布置于所述红外全反射盖板的外侧。
[0008]可选地，所述一个或多个红外发光器件布置于所述基板与所述红外感应层之间，并且所述红外全反射盖板按照所述红外发光器件的光出射方向布置于所述红外感应层的外侧。
[0009]本发明利用对于红外光敏感的第一方向感应线和第二方向感应线对触控物体进行触摸感应定位，无需引入其他触摸感应装置(例如，自电容电极)，因而降低了触控面板的复杂程度，有利于实现触控面板的轻型化并降低生产成本。
[0010]参考下文描述的附图和【具体实施方式】，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并被阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为根据本发明实施例的触控面板的侧视图；
图2是根据本发明实施例的触控面板在触控状态下的侧视图；
图3是根据本发明实施例的触控面板中的红外全反射盖板的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的触控面板中的红外感应层的结构示意图；
图5为根据本发明实施例的确定触控面板上的触控区域的示意图；
图6为根据本发明另一实施例的触控面板的侧视图；以及图7为根据本发明另一实施例的确定触控面板上的触控区域的示意图。
【具体实施方式】
[0012]本发明基于以下原理:进行触摸操作时，触控物体在面板上的按压使得红外全反射盖板发生局部形变；该红外全反射盖板的形变区域中对于红外光的反射/透射条件发生变化，导致对红外光敏感的红外感应层中的输出信号相应地发生变化，通过检测这样的变化即可确定形变区域(即触控物体的触控区域)。
[0013]下面结合附图对本发明的各实施例进行详细描述。
[0014]图1是根据本发明实施例的触控面板100的侧视图。如图所示，触控面板100可以包括基板10U0LED发光器件(例如图中所示的基于R，G，B像素独立发光显示原理的OLED器件，以下简称OLED发光器件)、红外发光器件1、红外全反射盖板102、红外感应层103和检测单元(未示出)。
[0015]OLED发光器件R，G，B可以制作在基板上101上。它们发出的可见光穿透红外全反射盖板102和红外感应层103，透射出触控面板100 (如图中宽箭头所示)，从而提供显示功能。为简单起见，OLED发光器件在图中示出为RGB像素独立发光的类型，然而，也可以采用其他类型的OLED彩色化技术,例如光色转换(Color Convers1n)和彩色滤光膜(ColorFilter)。应当指出，如果触控面板100不用作触摸显示屏，而是作为普通的触摸板，例如笔记本电脑上设置于键盘区域的、独立于显示器的触摸板，则OLED发光器件不是必需的(后面讨论)。
[0016]红外发光器件I可以布置于基板101与红外全反射盖板102之间，并且红外感应层103按照OLED发光器件R, G, B或红外发光器件I的光出射方向可以布置于红外全反射盖板102的外侧。红外发光器件I发出的红外光被红外全反射盖板102全反射回触控面板100的内部(如图中线箭头所示)，因此红外感应层103无法感应到红外线信号。此处红外发光器件I的数目示出为一个，但是也可以采用多个，以用于产生更强和更均匀的红外光输出。在一个示例中，红外发光器件I可以采用BPhen (4，7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲)掺杂[Zn(C19H19Br2N2O2)Yb(NO3)3Py]和CuPc (酞菁酮)的材料制成，其发出的红外光波长可以为70(T950nm，峰值为890nm。还应当理解，如果触控面板100用作触控显示屏，则其还可以包括提供显示功能所需的、在此未列出的其他部件，但是这并非本发明的重点，因此不予赘述。
[0017]图2是根据本发明实施例的触控面板100在触控状态下的侧视图。当进行触控操作时，在触控物体150的按压下，红外全反射盖板102 (以及红外感应层103)发生一定程度的形变，使得对于红外发光器件I发出的红外光的反射条件发生改变。此时，红外全反射盖板102中发生形变的区域无法将红外光全部反射回触控面板100内部，因而有部分红外光透射穿过红外全反射盖板102而被红外感应层103感应到(如图所示)，进而导致红外感应层103中的感应线上的输出信号发生变化。检测单元对于这样的变化进行检测，并由此确定形变区域，作为触控物体的触控区域(后面讨论)。
[0018]图3是根据本发明实施例的触控面板中的红外全反射盖板102的结构示意图。如图所示，红外全反射盖板102可以包括透明基板1021、梯度折射率铟锡氧化物(ITO)层1022和光疏透明基板或涂层1023。其中，作为示例而非限制，透明基板1021对于红外发光器件I发出的红外光的折射率可以为1.5^1.7，而梯度折射率ITO层1022对于该红外光的折射率可以为1.7?1.8。梯度折射率ITO层1022可以包括η层ITO层L1、L2、L3、……Ln,这些ITO层按照OLED发光器件或红外发光器件I发出的光的出射方向依次层叠布置，从LI层到Ln层，它们对于红外光的折射率是递增的，并且，光疏透明基板或涂层1023的折射率小于Ln层的折射率。因此，梯度折射率ITO层可以在Ln层实现对红外光的全反射。在一个示例中，梯度折射率ITO层的厚度可以为5 μ m以下，其对于可见光的透射率>90%，这样可以兼顾对于红外光的全反射以及对于可见光的透射。
[0019]图4是根据本发明实施例的触控面板中的红外感应层103的结构示意图。如图所不，红外感应层103可以为双层结构,其包括位于第一层的至少一条第一方向感应线1031和位于第二层至少一条第二方向感应线1032，其中第一方向感应线1031与第二方向感应线1032相互绝缘,并且由对于红外光敏感的光导(photoconductive)材料制成的。光导材料受特定波长的光照射后就能将静电转化成电流。换言之，这些物质在未受特定波长的光照射时是良好的绝缘体，而受光后马上变成良好的导体。光导材料分为两大类，无机光导材料及有机光导材料。无机光导材料如硒、硒締合金、硫化镉、氧化锌等。有机光导材料如聚乙烯咔唑、某些酞菁络合物、某些偶氮化合物及某些斯夸啉化合物。在本实施例中，第一方向感应线1031与第二方向感应线1032采用对于红外发光器件I发出的红外光敏感的光导材料制成，例如为聚乙烯咔唑掺杂的ITO材料，其光谱响应范围可以为80(Tl000nm。然而，也可以根据需要采用其他光导材料。
[0020]在上面描述的基础上，现在将详细说明根据本发明实施例的触控区域的确定过程。
[0021]由于在触摸按压区域中，作为光导材料的第一方向感应线1031和第二方向感应线1032受红外光照射的条件发生变化，导致其导电性能发生变化，因此可以通过检测第一方向感应线1031和第二方向感应线1032上的电流或电压的变化来确定触控区域。在检测电流的情况下，可以分别在第一方向感应线1031和第二方向感应线1032两端施加一定的电压(例如通过恒压源)，然后，检测单元分别检测其上流过的电流的变化。在检测电压的情况下，可以分别在第一方向感应线1031和第二方向感应线1032上施加一定的电流(例如通过恒流源)，然后，检测单元分别检测其两端的电压的变化。该恒压源或恒流源可以由触控面板100内部或外部提供。
[0022]具体来说，当未进行触控操作时，红外全反射盖板102将红外发光器件I发出的红外光全部反射回触控面板100的内部，使得红外感应层103不能感应到该红外光，因此，此时第一方向感应线1031和第二方向感应线1032均为不良导体，电阻值较大，使得其上流过的电流相对较小，或者两端的电压相对较大。
[0023]当进行触控操作时，触控物体150的触摸操作使得红外全反射盖板102发生形变，如前所述，红外发光器件I发出的红外光从形变区域透射出红外全反射盖板102而进入红外感应层103。红外感应层103中的第一方向感应线1031和第二方向感应线1032经该红外光照射变成良导体，电阻值降低，使得其上流过的电流增大，或者两端的电压减小。检测单元通过检测第一方向感应线1031和第二方向感应线1032上电流或电压的变化情况，将这些感应线所围成的区域确定为触控区域。
[0024]也就是说，检测单元确定各第一方向感应线1031中电流较大或电压较小的至少一条感应线和各第二方向感应线1032中电流较大或电压较小的至少一条感应线，并将确定的两个方向的电流较大或电压较小的感应线围成的区域作为触控物体的触控区域。
[0025]图5为根据本发明实施例的确定触控面板上的触控区域的示意图，其中第一方向感应线为横向感应线，第二方向感应线为纵向感应线。当触控物体接触触控面板后，横向感应线中Χ；ΓΧ6上的电流发生变化，其中横向感应线X4和X5的电流较大，纵向感应线中上的电流也发生变化，其中纵向感应线y7，y8，y9的电流较大，因此确定触控物体在触控面板上横向感应线X4和χ5与纵向感应线y7，y8，y9所围成的区域301和302为触控区域。
[0026]在一个示例中，确定各感应线中哪些感应线的电流较大或电压较小可以采用绝对标准，例如判断电流是否大于相应的预定阈值，或者判断电压是否小于相应的预定阈值。
[0027]在另一个示例中，确定各感应线中哪些感应线的电流较大或电压较小可以采用相对标准，例如判断电流增大的幅度是否大于相应的预定阈值，若某条感应线上的电流增大的幅度大于预定阈值，则确定该感应线的电流较大；或者，判断电压减小的幅度是否大于相应的预定阈值，若某条感应线上的电压减小的幅度大于预定阈值，则确定该感应线的电压较小。
[0028]应当理解，如果所确定的第一方向感应线和/或第二方向感应线的条数为一条(即，不存在由两个方向上的感应线所“围成”的区域)，则可以将这些第一方向感应线和第二方向感应线附近预定大小区域的重叠范围作为触控区域。
[0029]可选地，第一方向感应线和第二方向感应线的数目、间距和/或线宽可以根据需要的触控精度来设置。另外，在前面的描述中，第一方向感应线和第二方向感应线均被示出为相互垂直，然而，第一方向感应线和第二方向感应线也可以被设定为以其他角度相交。此夕卜，第一方向感应线和第二方向感应线可以不位于相互分离的两个层中，例如也可以形成相互交织的结构，如此可以减小靠近红外发光器件I的那一层感应线对于另一层感应线的“遮挡”效果，从而保证两个方向的感应线对于红外光具有大致相等的受照射面积。
[0030]图6为根据本发明另一实施例的触控面板200的侧视图。该触控面板200的结构与前面实施例的不同之处在于:在触控面板200中，红外全反射盖板202按照OLED发光器件R, G, B或红外发光器件I的光出射方向布置于红外感应层203的外侧而不是内侧，并且因此红外发光器件I布置于基板201与红外感应层203之间。这样的结构变化也导致检测过程需要进行相应的调整。
[0031]当未进行触控操作时，红外发光器件I发出的红外光直接照射到红外感应层203，并且红外全反射盖板202还将透射穿过红外感应层203的红外光全部反射回触控面板200的内部。此时，红外感应层103中的第一方向感应线1031和第二方向感应线1032经红外光充分照射而成为良导体，其上流过的电流也相对较大。
[0032]当进行触控操作时，触控物体150的触摸操作使得红外全反射盖板202发生形变，此时红外发光器件I发出的红外光仍然直接照射到红外感应层203，但是，一部分红外光将从红外全反射盖板202的形变区域透射出触控面板200。因此，与未进行触控操作时相比，形变区域对应的第一方向感应线1031和第二方向感应线1032受红外光照射的强度下降，电阻增大，使得其上流过的电流减小。检测单元确定各第一方向感应线1031中电流较小的至少一条感应线和各第二方向感应线1032中电流较小的至少一条感应线，并将确定的两个方向的电流较大的感应线围成的区域作为触控物体的触控区域。
[0033]图7为根据本发明另一实施例的确定触控面板上的触控区域的示意图，其中第一方向感应线为横向感应线，第二方向感应线为纵向感应线。当触控物体触摸触控面板后，横向感应线中x；Tx6上的电流发生变化，其中横向感应线X4和X5的电流较小，纵向感应线中Y2^y9上的电流也发生变化，其中纵向感应线ι?, y8, y9的电流较小，因此确定触控物体在触控面板上横向感应线X4和X5与纵向感应线y7，y8，y9所围成的区域401和402为触控区域。
[0034]与前面的实施例类似，触控面板100的其他设置也适用于本实施例中的触控面板200。举例来说，触控面板200可以包括或不包括OLED发光器件，取决于其是否需要提供显示功能。
[0035]根据本发明的又一个实施例，提供了一种触控面板，该触控面板与前面实施例的不同之处在于:该触控面板是独立于显示面板的，例如笔记本电脑上设置于键盘区域的、独立于显示器的触摸板。
[0036]在该实施例中，由于触控面板不需要显示功能，因此可以不包括OLED发光器件以及提供显示功能所需的其他部件，除此以外，该触控面板可以采用与前面实施例中的触控面板100或触控面板200类似的结构，在此不再赘述。
[0037]在该实施例中，触控面板内部的处理器或显示装置中的处理器可以预先存储触控面板的触控区域与显示面板的显示区域之间的映射关系。触控面板确定触控物体的触控区域和/或滑动轨迹，处理器根据确定的触控区域和/或滑动轨迹以及所述映射关系，对显示面板上的显示对象进行相应的控制，例如，对图标进行点击或者对光标进行移动，等等。
[0038]虽然在附图和和前面的描述中已经详细地说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应当被认为是说明性的和示意性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
[0039]此外，通过研究附图、公开内容和所附的权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的主题时，能够理解和实现对于所公开的实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。
【权利要求】
1.一种触控面板,包括: 基板； 一个或多个红外发光器件； 红外全反射盖板，其响应于触控物体的触摸动作而可形变； 红外感应层，包括至少一条第一方向感应线和至少一条第二方向感应线，所述第一方向感应线和第二方向感应线相互绝缘，并且由对于所述红外发光器件发出的红外光敏感的光导材料制成；以及 检测单元，用于检测各第一方向感应线和各第二方向感应线上的电流或电压，并根据所述电流或电压的变化确定触控物体的触控区域。
2.如权利要求1所述的触控面板，其中，所述触控面板还包括OLED发光器件。
3.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述一个或多个红外发光器件布置于所述基板与所述红外全反射盖板之间，并且所述红外感应层按照所述红外发光器件的光出射方向布置于所述红外全反射盖板的外侧。
4.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述一个或多个红外发光器件布置于所述基板与所述红外感应层之间，并且所述红外全反射盖板按照所述红外发光器件的光出射方向布置于所述红外感应层的外侧。
5.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述红外全反射盖板包括: 透明基板； 梯度折射率ITO层，按照所述光出射方向布置于所述透明基板的外侧并且包括按照所述光出射方向依次层叠布置、对于所述红外光的折射率递增的η层ITO层，所述梯度折射率ITO层对于所述红外光的折射率大于所述透明基板； 光疏透明基板或涂层，其对于所述红外光的折射率小于所述梯度折射率ITO层的第η层ITO层ο
6.如权利要求5所述的触控面板，其中，所述透明基板对于所述红外光的折射率为1.5?1.7，并且所述梯度折射率ITO层对于所述红外光的折射率为1.7?1.8。
7.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述检测单元操作用于: 确定各第一方向感应线中电流较大或电压较小的至少一条感应线和各第二方向感应线中电流较大或电压较小的至少一条感应线，并将所确定的两个方向的感应线围成的区域作为触控物体的触控区域。
8.如权利要求7所述的触控面板，其中，各第一方向感应线和各第二方向感应线中，电流较大的感应线是指电流大于第一电流阈值的感应线，并且电压较小的感应线是指电压小于第一电压阈值的感应线。
9.如权利要求7所述的触控面板，其中，各第一方向感应线和各第二方向感应线中，电流较大的感应线是指电流增大的幅度大于第二电流阈值的感应线，并且电压较小的感应线是指电压减小的幅度大于第二电压阈值的感应线。
10.如权利要求7所述的触控面板，其中，如果所确定的第一方向感应线和/或第二方向感应线的条数为一条，则将该第一方向感应线和第二方向感应线附近预定大小区域的重叠范围作为触控区域。
11.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述光导材料为聚乙烯咔唑掺杂的ΙΤ0。
12.如权利要求11所述的触控面板，其中，所述红外发光器件发射的红外光波长为800?lOOOnm。
13.如权利要求1或2所述的触控面板，其中，所述第一方向感应线与所述第二方向感应线相互垂直。
【文档编号】G06F3/042GK104345995SQ201410580407
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】肖昂 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司