[发明专利]压敏型显示屏触控单元、触摸屏及其制造方法

说明书

本发明公开了一种压敏型显示屏触控单元、触摸屏及其制造方法，该触控单元主要包括驱动电极、下电极以及所述驱动电极和下电极之间的电介质层；当在所述驱动电极和下电极之间施加压力时会形成隧道电流I_T，所述驱动电极、下电极之间存在电压V_T。利用本发明的触控单元，可将外部压力转换成电流信号，使压力成为一种信息输入方式；还将其与现有电容触摸屏或电阻触摸屏相结合，使该触控单元既能兼容现有的多点触控功能，又能灵敏地感测压力大小变化，还可增强现有触摸屏的功能，为触摸屏提供更丰富的操作应用。

技术领域

本发明涉及触控和显示屏技术，尤其涉及一种压敏型显示屏触控单元、触摸屏及其制造方法，用于触摸屏的基本传感单元。

背景技术

现有触摸屏主要采用电容、电阻、表面声波和光学等方式进行触摸动作的传感。其中，表面声波触摸屏（表面声波技术）是现有触摸屏技术中唯一能够传感触摸压力的技术，但由于该技术无法应用于大尺寸、对表面玷污过于敏感、容易被声音干扰、难以实现多点触控以及难以感知静态压力等诸多缺陷，目前还无法进入主流应用，如手机和平板电脑等，因而难以成为主流。电容触摸屏能够实现多点触控并且位置灵敏度高，是目前主流的触摸屏技术。

触摸屏作为一种人机交互的重要而直接的输入输出工具，目前绝大多数还是基于二维的，即能够感受触摸者在平行于屏体的x-y平面上的动作。随着电子设备更加智能化乃至人性化，需要开发更多人机交互的方式，譬如能够让机器感知人的情绪，并作出适当的响应。对物体或人施加触压，是人传递信息或情绪的一种方式，譬如对乐器弹奏的轻重，绘画时笔触的轻重，以及对他人以身体触压方式进行的明示或暗示等。基于此考虑，研究一种将压力作为人机交互的另一个维度的技术，使压力传感成为一种全新的人机交互方式，将具有广阔的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种压敏型显示屏触控单元、触摸屏及其制造方法，利用该触控单元将外部压力转换成电流信号，使压力成为一种信息输入方式。还可与现有的电容触摸屏或电阻触摸屏相结合，使该触控单元既能兼容现有的多点触控功能，又能灵敏地感测压力大小变化，还可增强现有触摸屏的功能，为触摸屏提供更丰富的操作应用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种压敏型显示屏触控单元，包括驱动电极、下电极以及所述驱动电极和下电极之间的电介质层，其厚度为0.5nm～5 nm。

其中：当在所述驱动电极和下电极之间施加压力时会形成隧道电流I_T，所述驱动电极、下电极之间存在电压V_T，所述隧道电流I_T与驱动电极、下电极之间的电压V_T的关系为：

I_T=CV_Texp（-AU₀d）；

其中：C和A为比例常数，U₀为驱动电极和下电极的逸出势垒的算术平均值，d为电介质层的厚度。

所述驱动电极和下电极为透明或半透明的导体，其材料为下列任一种：铟锡氧化物ITO、掺铝氧化锌AZO、掺氟氧化锡FTO、掺镓氧化锌GZO、石墨烯或金属纳米线阵列。

所述电介质层的材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚脲、氧化铝、氧化锆、氧化铪、二氧化硅、烷醇铝或Zincone。

所述电介质层采用原子层沉积或分子层沉积方法制备。

一种包含所述压敏型显示屏触控单元的电容触摸屏，在玻璃或聚合物的前面板上制作所述压敏型显示屏触控单元的阵列。

一种包含所述压敏型显示屏触控单元的电阻触摸屏，在所述电阻触摸屏的软质基板上制作所述压敏型显示屏触控单元的阵列，并用绝缘膜遮盖所述阵列。