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CN106527812A - 触摸感测板、触摸检测装置及包括其的触摸输入装置 - Google Patents

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CN106527812A
CN106527812A CN201611041566.4A CN201611041566A CN106527812A CN 106527812 A CN106527812 A CN 106527812A CN 201611041566 A CN201611041566 A CN 201611041566A CN 106527812 A CN106527812 A CN 106527812A
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touch
touch input
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CN201611041566.4A
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尹相植
金本冀
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Hideep Inc
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Xi Dipu Co
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Abstract

触摸输入装置包括：第一电极；第二电极；及隔离层，其配置于第一电极与第二电极之间，第一电极与第二电极中至少任意一个由多个电极构成，第一电极与第二电极相隔预定距离，第一电极与第二电极中任意一个是被施加驱动信号的驱动电极，另一个是接收通过第一电极与第二电极之间的互电容耦合的驱动信号的接收电极，通过配置于第一电极的一侧的显示器向第一电极侧施加外部压力的情况下，第一电极随着外部压力相应地向第二电极侧凹陷弯曲，第二电极配置在与第一电极的一侧相对的第一电极的另一侧，第一电极与第二电极之间的互电容随第一电极与第二电极之间的距离而异，触摸输入装置根据第一电极与第二电极之间的互电容的变化感测外部压力的压力大小。

Description

触摸感测板、触摸检测装置及包括其的触摸输入装置
本申请是申请日为2014年7月29日，优先权日为2013年7月29日，申请号为201480042771.5，发明名称为“触摸感测板、触摸检测装置及包括其的触摸输入装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及触摸感测板，尤其涉及一种能够通过电容的变化感测触摸感测板上的触摸(touch)及其位置、触摸压力大小的触摸感测板、用于所述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板和所述触摸检测装置的触摸输入装置。
背景技术
用于操作计算系统的输入装置有多种类型。例如，按键(button)、键(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏之类的输入装置。由于触摸屏简单易操作，因此触摸屏在操作计算系统方面的利用率增大。
触摸屏可以包括触摸感测板(touch sensor panel)，其中触摸感测板可以是具有触摸-感应表面(touch-sensitive surface)的透明板。这种触摸感测板附着在显示屏的前面，触摸-感应表面能够盖住显示屏中看得见的面。用户用手指等对触摸屏单纯触摸即可操作计算系统。通常，触摸屏识别显示屏上的触摸及触摸位置，计算系统通过解析这种触摸，以此能够相应地执行运算。
此处，需要一种通过感测显示屏上的触摸引起的电容变化不仅能够检测触摸屏上的触摸及触摸位置，还能够检测触摸压力大小的触摸感测板。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种不仅能够感测触摸感测板表面上的触摸及触摸位置，还能够感测触摸时的压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板及触摸检测装置的触摸输入装置。
并且，本发明的另一目的在于提供一种通过感测电容的变化感测触摸感测板上的触摸及触摸位置，并且还能够感测触摸时的压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板和触摸检测装置的触摸输入装置。
技术方案
根据本发明实施形态的触摸输入装置可以包括：第一电极；第二电极；以及隔离层，其配置于所述第一电极与所述第二电极之间，其中，所述第一电极与所述第二电极中至少任意一个由多个电极构成，所述第一电极与所述第二电极相隔预定距离，所述第一电极与所述第二电极中任意一个是被施加驱动信号的驱动电极，所述第一电极与第二电极中另一个是接收通过所述第一电极与所述第二电极之间的互电容耦合的驱动信号的接收电极，通过配置于所述第一电极的一侧的显示器向所述第一电极侧施加外部压力的情况下，所述第一电极随着所述外部压力相应地向所述第二电极侧凹陷弯曲，所述第二电极配置在与所述第一电极的一侧相对的所述第一电极的另一侧，所述第一电极与所述第二电极之间的互电容随所述第一电极与所述第二电极之间的距离而异，所述触摸输入装置根据所述第一电极与所述第二电极之间的互电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
所述触摸输入装置还可以包括：第二绝缘膜，其配置于所述第二电极的一侧，所述隔离层通过配置于边缘区域的支撑部件形成，所述第一电极与所述第二绝缘膜为层叠形态，在所述边缘区域以外的其余区域，所述第一电极与所述第二绝缘膜相隔预定距离。
所述触摸输入装置还可以包括：第四绝缘膜，其配置于所述第二电极的一侧，所述第二绝缘膜配置在与所述第二电极的一侧相对的所述第二电极的另一侧。
所述第二绝缘膜及所述第四绝缘膜中至少任意一个可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
所述触摸输入装置还可以包括：第一绝缘膜，所述第一电极形成于所述第一绝缘膜上。
所述第一电极由向第一轴方向延伸的多个电极构成，所述第二电极由向交叉于所述第一轴方向的第二轴方向延伸的多个电极构成。
所述触摸输入装置还可以包括：所述第一绝缘膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
所述第一电极可以由铟锡氧化物构成。
所述第一电极的宽度可以大于所述第二电极的宽度。
在所述第一电极与所述第二电极重叠的区域可以算出所述第一电极与所述第二电极之间的互电容。
所述隔离层可以由空气形成。
所述隔离层可以由泡沫、凝胶或聚合物形成。
所述隔离层可以由粘接物质形成。
根据本发明另一实施形态的触摸输入装置可以包括：第一电极；基准电位层；以及隔离层，其使所述第一电极与所述基准电位层之间相隔，所述第一电极与所述基准电位层为层叠形态，所述隔离层通过配置于所述基准电位层的边缘区域的支撑部件形成，而在所述边缘区域以外的其余区域，所述第一电极与所述基准电位层相隔预定距离，通过配置于所述第一电极的一侧的显示器向所述第一电极侧施加外部压力的情况下，所述第一电极随着所述外部压力相应地向所述基准电位层凹陷弯曲，所述基准电位层配置在与所述第一电极的一侧相对的所述第一电极的另一侧，所述第一电极与所述基准电位层之间的电容随所述第一电极与所述基准电位层之间的距离而异，所述触摸输入装置根据所述第一电极与所述基准电位层之间的电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
所述触摸输入装置还可以包括：第一绝缘膜，所述第一电极形成于所述第一绝缘膜上。
所述第一绝缘膜可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
所述隔离层可以由空气形成。
所述隔离层可以由泡沫、凝胶或聚合物形成。
根据本发明又一实施形态的触摸输入装置可以包括：基准电位层；第二电极；以及
隔离层，其使所述基准电位层与所述第二电极之间相隔，所述基准电位层与所述第二电极为层叠形态，所述隔离层通过配置于所述第二电极的边缘区域的支撑部件形成，在其余区域，所述基准电位层与所述第二电极相隔预定距离，通过配置于所述基准电位层的一侧的显示器向所述基准电位层侧施加压力的情况下，所述基准电位层随着所述外部压力相应地向所述第二电极侧凹陷弯曲，所述第二电极配置在与所述基准电位层的一侧相对的所述基准电位层的另一侧，所述基准电位层与所述第二电极之间的电容随所述基准电位层与所述第二电极之间的距离而异，所述触摸输入装置根据所述基准电位层与所述第二电极之间的电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
所述触摸输入装置还可以包括：第二绝缘膜及第四绝缘膜，所述第二电极配置于所述第二绝缘膜的一侧，所述第四绝缘膜配置在第二电极的与所述第二绝缘膜相对的一侧。
所述第二绝缘膜及所述第四绝缘膜中至少任意一个可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
所述隔离层可以由空气形成。
所述隔离层可以由泡沫、凝胶或聚合物形成。
技术效果
本发明能够提供一种不仅能够感测触摸感测板上的触摸及触摸位置，还能够感测触摸时的压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板及触摸检测装置的触摸输入装置。
并且，本发明能够提供一种通过感测电容的变化感测触摸感测板上的触摸及触摸位置，并且还能够感测触摸时的压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板和触摸检测装置的触摸输入装置。
附图说明
图1为根据本发明实施例的电容方式的触摸输入装置的简要图；
图2为根据本发明第一实施形态的电容方式的触摸感测板的剖面图；
图3显示根据本发明实施例的触摸感测板受到压力时的状态；
图4a显示根据本发明第一实施例的触摸感测板的第一电极与第二电极的图案；
图4b分离显示图4a中所示的第一电极的图案；
图4c分离显示图4a中所示的第二电极的图案；
图4d为图4a中A部分的放大图；
图5a显示根据本发明第二实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案；
图5b分离显示图5a中所示的第二电极及第三电极的图案；
图5c显示根据本发明第三实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案；
图5d为图5c中C部分的放大图；
图6为根据本发明第二实施形态的电容方式的触摸感测板的简要图；
图7a显示根据本发明第四实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案；
图7b分离显示图7a中第二电极的图案；
图7c分离显示图7a中第三电极的图案。
具体实施方式
以下参照显示有可实施本发明的特定实施例的附图详细说明本发明。通过详细说明这些实施例使得本领域普通技术人员足以实施本发明。本发明的多种实施例虽各不相同，但并非相互排斥。例如，说明书中记载的特定形状、结构及特性可在不超出本发明技术方案及范围的前提下通过其他实施例实现。另外，公开的各实施例内的个别构成要素的位置或配置在不超出本发明的技术方案及范围的前提下可以变更实施。因此，以下详细说明并非以限定为目的，因此确切定义本发明的范围的话仅限于与技术方案所记载的范围等同的所有范围。附图中类似的附图标记在各方面表示相同或类似的功能。
以下参照附图说明根据本发明实施例的触摸感测板、触摸检测装置及包括所述触摸感测板、触摸检测装置的触摸输入装置。
图1为根据本发明实施例的电容方式的触摸输入装置的简要图。参照图1，根据本发明实施例的触摸输入装置1000可以包括具有多个驱动电极TX1至TXn及多个接收电极RX1至RXm的触摸感测板100、向所述多个驱动电极TX1至TXn施加驱动信号的驱动部200及接收包括关于触摸感测板100的触摸表面受到触摸时发生变化的电容变化量的信息的感测信号并以此检测触摸、触摸位置及/或触摸压力大小的感测部300。
如图1所示，触摸感测板100可包括多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm。图1显示触摸感测板100的多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm构成正交阵列，但本发明不限于此，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以构成对角线、同心圆及三维随机排列等在内的任意维排列及其应用排列。此处，n及m是正整数，两者的值可以相同或不同，并且大小可以随实施例而异。
如图1所示，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可排列成分别相互交叉。驱动电极TX包括向第一轴方向延长的多个驱动电极TX1至TXn，接收电极RX可包括向交叉于第一轴方向的第二轴方向延长的多个接收电极RX1至RXm。
多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以由透明导电物质(例如，由二氧化锡(SnO2)及氧化铟(In2O3)等构成的铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)或氧化锑锡(Antimony Tin Oxide；ATO))等形成。但这只是一个例子而已，驱动电极TX及接收电极RX也可以由其他透明导电物质或非透明导电物质形成。例如，驱动电极TX及接收电极RX可以由包括银墨(silver ink)、铜(copper)或碳纳米管(Carbon Nanotube；CNT)中至少一种的物质构成。并且，驱动电极TX及接收电极RX可以采用金属网(metalmesh)或由纳米银(nanosilver)物质构成。
根据本发明实施例的驱动部200可以向驱动电极TX1至TXn施加驱动信号。根据本发明实施例的触摸输入装置1000中，可以向第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn按顺序一次向一个驱动电极施加驱动信号。上述施加驱动信号的过程可以再次重复进行。但这只是例子而已，根据实施例可以同时向多个驱动电极施加驱动信号。
感测部300可以通过接收电极RX1至RXm接收包括关于被施加驱动信号的驱动电极TX1至TXn与接收电极RX1至RXm之间生成的电容(Cm)101的信息的感测信号检测是否受到触摸、触摸位置及/或触摸压力大小。例如，感测信号可以是施加到驱动电极TX的驱动信号通过驱动电极TX与接收电极RX之间生成的电容(Cm)101耦合的信号。如上，可以将通过接收电极RX1至RXm感测施加到第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn的驱动信号的过程称为扫描(scan)触摸感测板100。
例如，感测部300可包括与各接收电极RX1至RXm通过开关连接的接收器(未示出)。所述开关在感测相应接收电极RX的信号的时间区间开启(on)使得接收器能够从接收电极RX感测到感测信号。接收器可包括放大器(未示出)及结合于放大器的负(-)输入端与放大器的输出端之间即反馈路径的反馈电容器。此处，放大器的正(+)输入端可连接接接地(ground)。并且，接收器还可以包括与反馈电容器并联的复位开关。复位开关可以对接收器执行的从电流到电压的转换进行复位。放大器的负输入端连接于相应接收电极RX，可以接收包括关于电容(Cm)101的信息的电流信号后通过积分转换为电压。感测部300还可以包括将通过接收器积分的数据转换为数字数据的模数转换器(未示出：analog to digitalconverter；ADC)。数字数据随后输入到处理器(未示出)，被处理成能够获取关于触摸感测板100受到的触摸的信息。感测部300包括接收器的同时还可以包括ADC及处理器。
控制部400可以执行控制驱动部200与感测部300的动作的功能。例如，控制部400可以生成驱动控制信号后发送到驱动部200使得驱动信号在预定时间施加到预先设定的驱动电极TX。并且，控制部400可以生成感测控制信号后发送到感测部300使得感测部300在预定时间从预先设定的接收电极RX接收感测信号并执行预先设定的功能。
图1中的驱动部200及感测部300可以构成能够感测本发明实施例的触摸感测板100是否受到触摸、触摸位置及/或触摸压力的触摸检测装置(未标出)。根据本发明实施例的触摸检测装置还可以包括控制部400。根据本发明实施例的触摸检测装置可以在包括触摸感测板100的触摸输入装置1000中集成于触摸感测IC(touch sensing IntegratedCircuit)上。触摸感测板100中的驱动电极TX及接收电极RX例如可以通过导电线路(conductive trace)及/或印刷于电路板上的导电图案(conductive pattern)等连接到包含于触摸感测IC的驱动部200及感测部300。
如上所述，驱动电极TX与接收电极RX的每个交叉点都生成预定值的电容(C)，手指之类的客体靠近触摸感测板100时这种电容的值能够发生变化。图1中所述电容可以表示互电容(Cm)。感测部300可以通过感测这种电学特性感测触摸感测板100是否受到触摸及/或其位置。例如，可以感测由第一轴与第二轴构成的二维平面构成的触摸感测板100的表面是否受到触摸及/或其位置。
进一步来讲，触摸感测板100受到触摸时可以通过检测被施加驱动信号的驱动电极TX检测触摸的第二轴方向的位置。同样，触摸感测板100受到触摸时可以从通过接收电极RX接收的接收信号检测电容变化，以此检测触摸的第一轴方向的位置。
以上说明了根据本发明实施例的触摸感测板100是否受到触摸及/或触摸位置，而实际上可以在利用上述根据本发明实施例的触摸感测板100检测是否受到触摸及/或位置的同时或另外检测触摸压力的大小。以下参照图2至图4具体说明根据本发明实施例的触摸输入装置1000检测施加于触摸感测板100的触摸压力大小的原理。
图2为根据本发明第一实施形态的电容方式的触摸感测板的剖面图。如图2所示，根据本发明第一实施形态的电容方式的触摸感测板可包括形成于第一绝缘膜10a上的多个第一电极10、形成于第二绝缘膜20a上的多个第二电极20以及使所述第一电极10与所述第二绝缘膜20a之间相隔的隔离层30。第一电极10与第二电极20中任意一个可以是参照图1说明的驱动电极TX，其余一个可以是接收电极RX。
根据本发明实施形态的触摸感测板可以将第一电极10与第二电极20之间电容的变化转换为适当的电子信号输出。
此处，如图2所示，第一电极10可排列在第一绝缘膜10a上，第二电极20可排列在第二绝缘膜20a上。第一电极10与第二电极20可分别相对于第一绝缘膜10a及第二绝缘膜20a排列在同一方向。第一绝缘膜10a及/或第二绝缘膜20a可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)等塑料材质的薄的透明膜(film)构成。
如图2所示，根据本发明实施形态的触摸感测板还可以包括通过粘接层40附着于第二电极20的第四绝缘膜50。第四绝缘膜50可起到用户的触摸表面的功能。但这只是一个例子而已，实际上触摸感测板100的触摸表面可以是受到触摸时能够使第一电极10与第二电极20之间的电容发生变化的其他任意表面。触摸表面可以是如图1中说明的由第一轴与第二轴构成的二维平面。为确保电容方式的触摸感测板正常工作，第四绝缘膜50由具有均匀电容率(permittivity)的物质构成且具有预定厚度为宜。例如，第四绝缘膜50可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)之类的物质构成。
为了相互粘接第二电极20与第四绝缘膜50，粘接层40可以由光学透明的粘接物质(OCA：Optical Clear Adhesive)、树脂(resin)，压敏粘接物质(Pressure sensitiveadhesive)或紫外光固化树脂粘接物质(Ultraviolet light cured adhesive)之类的物质构成。
为了能够通过感测第一电极10与第二电极20之间的电容变化感测触摸感测板是否受到触摸及触摸位置且感测触摸压力的大小，根据本发明实施形态的触摸感测板100还可以包括使所述第一电极10与第二绝缘膜20a之间相隔的隔离层(spacer layer)30。
如图2所示，根据本发明实施形态，隔离层30可以通过分别与第一电极10及第二绝缘膜20a的一面粘接的两面粘接带(DAT：Double Adhesive Tape)31形成。即，第一电极10与第二绝缘膜20a是彼此的面积层叠的形状，此时在第一电极10与第二绝缘膜20a各自的边缘区域通过两面粘接带31粘接，而在其余区域，第一电极10与第二绝缘膜20a可以相隔预定距离。
根据本发明的实施形态，可以用电介质(dielectric substance)填充隔离层30。隔离层30被电介质填充的情况下能够提高光学特性及灵敏度特性。电介质是施加电磁场的情况下发生电极化但不引起直流电流的物质。因此，向第一电极10与第二电极20施加电压的情况下，第一电极100与第二电极200之间能够产生电容。根据本发明的实施形态，电介质可包括开孔发泡剂(open cell foam)、凝胶(gel)或轻链聚合物(lightly linkedpolymer)之类的物质。根据本发明的实施形态，例如，可以用大气(air)填充隔离层30。
根据本发明的实施形态，可以用粘接物质(Adhesive material)填充隔离层30。此处，填充了粘接物质的隔离层30可以使第一电极10与第二绝缘膜20a之间保持接合状态且同时起到电介质的作用。根据本发明的实施形态，粘接物质可包括丙烯酸共聚物(acryliccopolyme r)或硅可变形聚合物(silicon deformable polymer)之类的物质。隔离层30被粘接物质填充的情况下，可省略图2所示两面粘接带31。
如图2所示，隔离层30可包括多个隔点(dot spacer)32。例如，多个隔点32可形成于第一电极10上，可以由非导电聚酯(nonconductive polyester)之类的物质构成。并且，多个隔点32也可以形成于没有形成第一电极10的第一绝缘膜10a上。
图3显示根据本发明实施例的触摸感测板100受到压力时的状态。图3显示触摸感测板100受到身体局部等部位发生触摸的情况。出于简化的目的，图3只显示第一电极10、第二电极20、第一绝缘膜10a、第二绝缘膜20a及隔离层30。图3中60是指对触摸感测板100进行触摸的客体的外部压力。
图3显示从第二电极20一侧施加外部压力60的情况，但其他实施例也可以从第一电极10一侧施加外部压力60。因此，第一电极10与第一绝缘膜10a及第二电极20与第二绝缘膜20a中至少任意一对应该具备弹性。以下假设从第二电极20一侧施加外部压力60并对本发明的实施形态进行说明。
如图3所示，触摸感测板100受到外部压力60的情况下，第二电极20及第二绝缘膜20a在外部压力60的作用下相应地向第一电极10侧凹陷弯曲。此处，为了使第二电极20与第一电极10之间发生电容，应防止彼此短路(short)。此处，本发明的实施形态可通过第二绝缘膜20a防止第一电极10与第二电极20发生短路的现象。如图3所示，可通过在隔离层30设置隔点32防止触摸感测板100受到外部压力60时隔离层30的下压面积扩大，能够提高解除外部压力60时隔离层30恢复原状态的恢复力。为达成相同目的，可以设定隔离层30中隔点32的大小及个数等。
此处，第一电极10与第二电极20之间的电容可以随第一电极10与第二电极20之间的距离变化。根据本发明的实施形态，可通过第一电极10与第二电极20之间电容的变化检测外部压力60的压力大小。即，外部压力60增大的情况下第一电极10与第二电极20之间的距离减小，因此电容的变化量能够增大。同样，外部压力60减小的情况下第一电极10与第二电极20之间距离的减小幅度减小，因此电容的变化量能够减小。此处，外部压力60的压力大小可以表示图3中下侧方向即相对于水平面垂直相交的方向的压力大小。
图4a显示根据本发明第一实施例的触摸感测板100的第一电极与第二电极的图案。根据本发明第一实施例的触摸感测板可通过感测第一电极10与第二电极20之间电容的变化感测触摸感测板100是否受到触摸、触摸位置及/或触摸压力的大小。
如图4a所示，第一电极10与第二电极20可以排列成相互交叉。第一电极10包括向一轴方向延长的多个第一电极11、12、13、14，第二电极20可包括向交叉于第一轴方向的第二轴方向延长的多个第二电极21、22、23、24。以下为了便于说明，可以将多个第一电极11、12、13、14统称为第一电极10。同样，可以将多个第二电极21、22、23、24统称为第二电极20。
图4a及以下附图显示第一轴与第二轴相互垂直的情况，但这只是例子而已，实际上第一轴与第二轴只需交叉即可，而不必一定垂直相交。以下为了便于说明，以图4a所示附图为基准区分为右侧、左侧、上端及下端。
此处，第一电极10与第二电极20的各交叉点都具有预定的电容(图1中用101表示)，即具有电容值，当身体局部靠近的情况下该电容值能够发生变化。
在本发明的第一实施例，第一电极10可以是被施加驱动信号的驱动电极(drivingline)，第二电极20可以是能够接收被第一电极10与第二电极20之间的电容101耦合(coupling)的驱动信号的接收电极(receiving line)。身体局部的触摸等能够引起第一电极10与第二电极20之间的电容发生变化，能够通过这种电子特性的变化检测有无身体触摸及/或其位置。即，能够在由第一轴与所述第二轴构成的二维平面感测触摸感测板100是否受到触摸及/或其位置。
图4b分离显示图4a中所示的第一电极的图案。如图4b所示，根据本发明第一实施例的第一电极10的图案可包括向第一轴方向延长的多个第一电极11、12、13、14。附图只显示了四个第一电极11、12、13、14，但根据实施例可以包括其他个数的第一电极也无妨。此处，触摸感测板100受到触摸的情况下能够通过检测第一电极11、12、13、14输出的信号，以此检测触摸的第二轴方向的位置。
各第一电极10的宽度可以大于以下说明的第二电极20的宽度，其目的在于阻断一般形成于第二电极20的相反侧的第一电极10的一侧的LCD(Liquid Crystal Display)等显示驱动所需的电压引起的电容变化。例如，第一电极10还可以起到遮蔽层的作用。
图4c分离显示图4a中所示的第二电极的图案。如图4c所示，根据本发明第一实施例的第二电极20的图案可包括向第二轴方向延长的多个第二电极21、22、23、24。附图只显示了四个第二电极21、22、23、24，但根据实施例可以包括其他个数的第二电极也无妨。此处，触摸感测板受到触摸的情况下能够通过检测第二电极21、22、23、24输出的信号，以此检测触摸的第一轴方向的位置。
以上说明了根据本发明第一实施例的触摸感测板检测是否受到触摸及/或触摸位置，而如上所述，根据本发明第一实施例的触摸感测板可以在如上检测是否受到触摸及/或位置的同时另外检测触摸压力的大小。以下说明根据本发明第一实施例的触摸感测板检测触摸压力大小的原理。
图4d为图4a中A部分的放大图。图4a中A部分是第一电极10与第二电极20重叠(overlap)的区域之一。图4d中，A部分的宽度及长度分别用W及L表示。为了便于说明，第一电极10与第二电极20之间的相隔长度用高度d表示。此处，A区域中第一电极10与第二电极20之间的互电容可通过C＝εoεrWL/d算出。此处，εo表示真空电容率，εr表示填充于第一电极10与第二电极20之间的物质的非电容率。
假设W＝L＝4mm，d＝0.15mm，εr为4的情况下，算出第一电极10与第二电极20之间的互电容约为3.73pF。此处，施加于触摸感测板的压力导致d的长度减小0.1mm的情况下，第一电极10与第二电极20之间的互电容增大5.6pF。
因此，根据本发明第一实施例的触摸感测板受到触摸时能够通过测定第一电极10与第二电极20之间电容的变化量，以此感测第一电极10与第二电极20之间的距离变化并感测触摸压力的大小。
此处，可通过变更隔离层30的厚度，填充隔离层30的介质及其弹性度、第一电极10及/或第二电极20的图案调节第一电极10与第二电极20之间的基本互电容及/或互电容的变化率。基本互电容是触摸感测板未受到触摸的情况下第一电极10与第二电极20之间的互电容值。
图5a显示根据本发明第二实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案。此处，第二电极20与第三电极70可以在第二绝缘膜20a上位于同一平面上。根据本发明第二实施例的触摸感测板，第一电极10与第二电极20用于感测施加于触摸感测板的触摸压力的大小，第二电极20与第三电极70用于感测触摸感测板所受触摸的位置。本发明的第二实施例中大部分与本发明第一实施例近似，以下主要说明不同于本发明第一实施例的区别点。
第一电极10可以适用如图4b所示的图案，根据本发明的第二实施例中第一电极10与第二电极20的关系，可通过感测第一电极10与第二电极20之间电容的变化检测触摸压力的大小。根据第二实施例，可以在第二电极20与第三电极70感测触摸感测板是否受到触摸及/或触摸位置期间向第一电极10施加接地(ground)电压，以使第一电极10仍起到遮蔽层的作用。
根据图5a，第一电极10在检测压力大小方面仍可以起到驱动电极的功能，第二电极20在检测压力大小方面起到接收电极的功能。在检测触摸位置方面，第三电极70可以起到驱动电极的功能，第二电极20可以仍起到接收电极的功能。这种情况下，触摸检测装置可以进行分时，在第一时间区间向第一电极10施加驱动信号并从第二电极20接收感测信号，以此检测触摸压力的大小。在不同于第一时间区间的第二时间区间，触摸检测装置可以向第三电极70施加驱动信号并从第二电极20接收感测信号，以此检测触摸位置。在第二时间区间，可以向第一电极10施加接地电压。
并且，在图5a中，第二电极20在检测触摸压力大小的情况下以及检测触摸位置的情况下均可以起到驱动电极TX的功能。第一电极10可以起到用于检测触摸压力大小的接收电极的功能，第三电极30可以起到用于检测触摸位置的接收电极的功能。此处，触摸检测装置可以同时向第二电极20施加驱动信号并从第一电极10接收第一感测信号检测触摸压力的大小，从第三电极70接收第二感测信号检测触摸位置。这种情况下，触摸检测装置也可以分时，通过在第一时间区间从第一电极10接收第一感测信号检测触摸压力的大小，在不同于第一时间区间的第二时间区间从第三电极70接收第二感测信号检测触摸位置。
图5b分离显示图5a中所示的第二电极及第三电极的图案。如图5b所示，可包括具有多个感测区域B的触摸检测区域，所述感测区域B配置成向第二轴方向延长的M个列及向第一轴方向延长的N个行(M×N，此处M及N为自然数)。图5a及5b显示了只包括四列及四行的情况，但这只是一个例子而已，实际上可包括任意个数的行及列。
以下说明检测触摸位置时第三电极70为驱动电极，第二电极20为接收电极的情况的例子。
此处，多个感测区域B分别包括互不接触的第二电极21a及第三电极71，第三电极71在感测区域B内相对于第二电极21a沿第二轴方向配置于一侧，第二电极21a沿第二轴方向配置于另一侧。图5b显示感测区域B中第二电极21a配置在右侧且第三电极71配置在左侧的情况。
图5b显示各感测区域B的图案形状均相同的情况。第三电极70在同一行上向第一轴方向延长成条(bar)状。因此可以在触摸感测板受到触摸时对第三电极70的信号进行处理，以此检测第二轴方向的触摸位置。
可以看出第二电极20在各感测区域B内具有分割的四角形图案。而实际上包含于感测区域B的各分割第二电极21a连接于导电线路211。此处如图5b所示，可以确认包含于同一列的分割第二电极21a、21b、21c、21d彼此通过导电线路电连接。并可以确认分别包含于不同列的分割第二电极21a、22a、23a、24a之间彼此电绝缘。因此，通过对第二电极20输出的信号进行处理能够检测出施加于触摸感测板的触摸的第一轴方向的触摸位置。
图5c显示根据本发明第三实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案。本发明的第三实施例中大部分与本发明第二实施例近似，区别仅在于第二电极及第三电极的图案。以下主要说明本发明的第三实施例中不同于第二实施例的区别点。
如图5c所示，可包括具有多个感测区域C、D、E的触摸检测区域，所述感测区域C、D、E配置成向第二轴方向延长的M个列及向第一轴方向延长的N个行(M×N，此处M及N为自然数)。
根据本发明的第三实施例，各感测区域C、D、E分别包括互不接触的第三电极72、73及第二电极22b、22c、23b，在所述多个感测区域中位于同一行的至少一个感测区域C内，第三电极72相对于第二电极22b沿所述第一轴方向位于一侧，所述第二电极位于另一侧，在所述多个感测区域中与所述至少一个感测区域位于同一行的行的至少另一个感测区域E内，第三电极72相对于所述第二电极23b沿所述第一轴方向位于所述另一侧，所述第二电极23b可位于所述一侧。以上说明中，所述一侧表示图5c中的左侧方向，所述右侧可表示右侧。
根据本发明的第三实施例，位于多个感测区域C、D、E中任意一个感测区域C同一行(第二行)的相邻感测区域E，具有以所述一个感测区域C的所述第二轴方向的中心轴C1为基准，相对于所述一个感测区域C翻转的形状。此处，中心轴C1是从感测区域C内部的第二轴方向的正中央向第一轴方向延长的一个直线。这种感测区域C、D、E之间的形状关系在同一行上相邻的两个感测区域之间均可适用。
所述一个感测区域C的所述第三电极72的一个终端可以延长至相邻的所述感测区域E的所述第三电极72的一个终端。因此如图5c所示，可以确认根据本发明第三实施例的触摸感测板中，第三电极72可以在同一行上从上端至下端延长成锯齿(zig zag)形状。即，包含于第一行的多个感测区域的第一电极可以全部按锯齿形状延长并相互连接。第二行至第四行也是如此。包含于各行的第三电极彼此连接，包含于不同的行的第三电极彼此没有电连接。
因此，触摸感测板受到触摸的情况下可通过检测第三电极输出的信号检测触摸的第二轴方向的位置。
根据本发明的第三实施例，包含于所述N个行中相邻的两个行的所述感测区域C，D的形状可以以所述两个行(第二行及第三行)之间的所述第一轴方向的中心轴为基准彼此对称。例如，感测区域C与感测区域D分别位于第二行与第三行。感测区域D中第三电极73与第二电极22c的位置及形状以所述感测区域C与所述感测区域D之间的中心轴为基准对称于感测区域C中第三电极72与第二电极22b的位置及形状。此处，两个行之间的第一轴方向的中心轴表示心第二行与第三行之间向第一轴方向延长的一个直线。这种感测区域之间的形状关系在位于相邻的两个行的两个感测区域之间均可适用。
如图5c及图5d所示，各个感测区域C、D、E中第二电极22b、22c、23b连接于导电线路211C、211D、211E。此处如图5C所示，包含于同一列的分割的第二电极22a、22b、22c、22d可彼此通过导电线路电连接。包含于不同列的分割的第二电极21a、22a、23a、24a之间可以彼此绝缘。因此，可通过对第二电极20输出的信号进行处理检测施加于触摸感测板的触摸的第一轴方向的触摸位置。
图5a至图5d显示触摸感测板100还包括与第二电极20位于同一个层的第三电极70的实施例的电极图案。但这只是一个例子而已，实际上除图5a至图5d所示图案以外，还可以利用第三电极70与第二电极20位于同一个层上检测施加于触摸感测板100的触摸位置且能够通过第一电极10与第二电极20检测触摸压力大小的任意图案。
图6为根据本发明第二实施形态的电容方式的触摸感测板的简要图。图6所示根据本发明第二实施形态的电容方式的触摸感测板的不同点是在图2所示本发明第一实施形态的触摸感测板的基础上还包括第三绝缘膜70a，并且第三绝缘膜70a上形成有第三电极70。此处，第三绝缘膜70a可通过另外的粘接层80粘接到第二电极20。
根据本发明的第二实施形态，可通过感测第一电极10与第二电极20之间电容的变化检测施加于触摸感测板的触摸压力的大小。并且，可通过感测第二电极20与第三电极70之间电容的变化检测相对于触摸感测板由第一轴及第二轴构成的平面上的触摸位置。
根据本发明第二实施形态的触摸感测板的第三电极70的作用如同在图5a至图5d中说明的本发明第二实施例及第三实施例所述的第三电极70。但根据本发明的第二实施形态，第三电极70与第二电极20分别形成于不同的层。以下省略重复说明。
图7a显示根据本发明第四实施例的触摸感测板的第一电极、第二电极及第三电极的图案。图7a中，第一电极10、第二电极20及第三电极70可分别形成于不同的层。
图7b分离显示图7a中第二电极的图案。第二电极20如图4c所示，可包括向第二轴方向延长的多个第二电极21、22、23、24。图7a及7b中，多个第二电极21、22、23、24分别具有多个菱形在第二轴方向彼此连接的形状，但这只是实施例而已，实际上可以适用如图4c所示的第二电极20。此处，多个菱形在第一轴方向上应彼此绝缘。
图7c分离显示图7a中第三电极的图案。第三电极70可包括向第一轴方向延长的多个第三电极71、72、73、74。图7a及图7c中，多个第三电极71、72、73、74分别具有多个菱形在第一轴方向彼此连接的形状，但这只是实施例而已，实际上可以采用图4b所示第一电极10的图案。此处，多个菱形在第二轴方向上应彼此绝缘。
以上所示第一电极、第二电极及第三电极的图案形状只是例子而已，因此显而易见地，第一电极、第二电极及第三电极可以在本发明思想范围内适用其他多种形状的图案。
以上参照图2至图4d说明了分别形成于不同层的第一电极10与第二电极20感测施加于触摸感测板的触摸的位置及/或用于感测触摸压力的大小的实施例。
参照图5a至图5d说明了分别形成于不同的层的第一电极10与第二电极20感测触摸压力的大小，与第二电极20位于相同的层上的第三电极70感测施加于触摸感测板的触摸的位置的实施例。
并且，参照图6至图7c说明了分别形成于不同层的第一电极10与第二电极20感测触摸压力的大小，第二电极20与形成于又一另外一个层的第三电极70感测施加于触摸感测板的触摸的位置的实施例。
即，以上说明了至少一个电极(10或20)在感测触摸位置方面及感测触摸压力大小方面能够共用的本申请实施例。
虽然未用附图示出，但根据本发明第五实施例的触摸感测板可以如图2所示，包括分别形成于不同的层感测触摸压力的大小的第一电极10与第二电极20；以及用于感测触摸位置的第三电极70与第四电极(未示出)。即，根据本发明第五实施例的触摸感测板可以分别包括用于感测触摸压力大小的两个电极(第一电极、第二电极)及用于感测触摸位置的两个电极(第三电极、第四电极)可以独立构成。
本发明第五实施例的触摸感测板中第一电极10至第四电极(未示出)可以全部分别形成于不同的层。例如，图6还可以包括形成于第三电极70与粘接层40之间的另外的绝缘膜(未示出)上的第四电极(未示出)。
并且，本发明第五实施例的触摸感测板中第一电极10至第三电极70分别形成于不同的层，第三电极70与第四电极彼此形成于同一层也无妨。
根据本发明的第五实施例，感测触摸位置的第三电极70与第四电极(未示出)相对于第一电极10与第二电极20独立执行自身的功能，因此第三电极70与第四电极(未示出)可以相对于第一电极10与第二电极20独立构成。例如，即使第一电极10与第二电极20在第一轴与第二轴方向彼此交叉，第三电极70与第四电极也不必在第一轴与第二轴方向彼此交叉。只要是由第一轴与第二轴构成的同一平面，那么第三电极70与第四电极可以向彼此任意交叉的轴延长。根据实施例，可以采用第三电极70向第一轴方向与第二轴方向中任意一个方向延长，并且第四电极向第一轴方向与第二轴方向中另一个方向延长。
上述各实施例说明的特征、结构、效果等包含于本发明一个实施例中，但并非仅限定于一个实施例。本实施例所属领域的普通技术人员可以对其他实施例进行组合或变形实施获得各个实施例中示出的特征、结构、效果等。因此，关于这些组合与变形的内容应视为包含于本发明的范围。
并且，以上以实施例为中心进行了说明，但这些不过是举例说明而已，并非对本发明进行限定，本发明所属领域的普通技术人员在不超出本实施例的本质特性的范围内，还可以进行以上未提及的多种变形及应用。例如，实施例中具体出现的各构成要素可变形实施。并且，有关这些变形与应用的差异点应视为包含于本发明的技术方案内。
产业上的可应用性
本发明能够提供一种不仅能够感测触摸感测板上的触摸及触摸位置，还能够感测触摸压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板及触摸检测装置的触摸输入装置。
并且，本发明提供一种通过感测电容的变化不仅能够感测触摸感测板上的触摸及触摸位置，并且还能够感测触摸压力大小的触摸感测板、用于上述触摸感测板的触摸检测装置及包括所述触摸感测板和触摸检测装置的触摸输入装置。

Claims (23)

1.一种触摸输入装置，其特征在于，包括：
第一电极；
第二电极；以及
隔离层，其配置于所述第一电极与所述第二电极之间，
其中，所述第一电极与所述第二电极中至少任意一个由多个电极构成，
所述第一电极与所述第二电极相隔预定距离，
所述第一电极与所述第二电极中任意一个是被施加驱动信号的驱动电极，
所述第一电极与第二电极中另一个是接收通过所述第一电极与所述第二电极之间的互电容耦合的驱动信号的接收电极，
通过配置于所述第一电极的一侧的显示器向所述第一电极侧施加外部压力的情况下，所述第一电极随着所述外部压力相应地向所述第二电极侧凹陷弯曲，所述第二电极配置在与所述第一电极的一侧相对的所述第一电极的另一侧，
所述第一电极与所述第二电极之间的互电容随所述第一电极与所述第二电极之间的距离而异，
所述触摸输入装置根据所述第一电极与所述第二电极之间的互电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
第二绝缘膜，其配置于所述第二电极的一侧，
所述隔离层通过配置于边缘区域的支撑部件形成，
所述第一电极与所述第二绝缘膜为层叠形态，
在所述边缘区域以外的其余区域，所述第一电极与所述第二绝缘膜相隔预定距离。
3.根据权利要求2所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
第四绝缘膜，其配置于所述第二电极的一侧，
所述第二绝缘膜配置在与所述第二电极的一侧相对的所述第二电极的另一侧。
4.根据权利要求3所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第二绝缘膜及所述第四绝缘膜中至少任意一个由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
5.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
第一绝缘膜，
所述第一电极形成于所述第一绝缘膜上。
6.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第一电极由向第一轴方向延伸的多个电极构成，
所述第二电极由向交叉于所述第一轴方向的第二轴方向延伸的多个电极构成。
7.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
所述第一绝缘膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
8.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第一电极由铟锡氧化物构成。
9.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第一电极的宽度大于所述第二电极的宽度。
10.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
在所述第一电极与所述第二电极重叠的区域算出所述第一电极与所述第二电极之间的互电容。
11.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由空气形成。
12.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由泡沫、凝胶或聚合物形成。
13.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由粘接物质形成。
14.一种触摸输入装置，其特征在于，包括：
第一电极；
基准电位层；以及
隔离层，其使所述第一电极与所述基准电位层之间相隔，
所述第一电极与所述基准电位层为层叠形态，
所述隔离层通过配置于所述基准电位层的边缘区域的支撑部件形成，而在所述边缘区域以外的其余区域，所述第一电极与所述基准电位层相隔预定距离，
通过配置于所述第一电极的一侧的显示器向所述第一电极侧施加外部压力的情况下，所述第一电极随着所述外部压力相应地向所述基准电位层凹陷弯曲，所述基准电位层配置在与所述第一电极的一侧相对的所述第一电极的另一侧，
所述第一电极与所述基准电位层之间的电容随所述第一电极与所述基准电位层之间的距离而异，
所述触摸输入装置根据所述第一电极与所述基准电位层之间的电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
15.根据权利要求14所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
第一绝缘膜，
所述第一电极形成于所述第一绝缘膜上。
16.根据权利要求15所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第一绝缘膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
17.根据权利要求14所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由空气形成。
18.根据权利要求14所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由泡沫、凝胶或聚合物形成。
19.一种触摸输入装置，其特征在于，包括：
基准电位层；
第二电极；以及
隔离层，其使所述基准电位层与所述第二电极之间相隔，
所述基准电位层与所述第二电极为层叠形态，
所述隔离层通过配置于所述第二电极的边缘区域的支撑部件形成，在其余区域，所述基准电位层与所述第二电极相隔预定距离，
通过配置于所述基准电位层的一侧的显示器向所述基准电位层侧施加压力的情况下，所述基准电位层随着所述外部压力相应地向所述第二电极侧凹陷弯曲，所述第二电极配置在与所述基准电位层的一侧相对的所述基准电位层的另一侧，
所述基准电位层与所述第二电极之间的电容随所述基准电位层与所述第二电极之间的距离而异，
所述触摸输入装置根据所述基准电位层与所述第二电极之间的电容的变化感测所述外部压力的压力大小。
20.根据权利要求19所述的触摸输入装置，其特征在于，还包括：
第二绝缘膜及第四绝缘膜，
所述第二电极配置于所述第二绝缘膜的一侧，
所述第四绝缘膜配置在第二电极的与所述第二绝缘膜相对的一侧。
21.根据权利要求20所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述第二绝缘膜及所述第四绝缘膜中至少任意一个由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
22.根据权利要求19所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由空气形成。
23.根据权利要求19所述的触摸输入装置，其特征在于：
所述隔离层由泡沫、凝胶或聚合物形成。
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