CN102646006A

CN102646006A - 一种集成于显示器上的触控显示装置

Info

Publication number: CN102646006A
Application number: CN2012101305667A
Authority: CN
Inventors: 马群刚
Original assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明公开了一种集成于显示器上的触控显示装置，包括集成电学控制单元的第一基板（1）和第二基板（2），第一基板（1）和第二基板（2）相对设置，第二基板（2）面向第一基板（1）的一侧设有RGB色层（3），所述的第二基板（2）背向第一基板（1）的一侧依次设有面状透明电极层（4）与纵横交错设置的第一金属层（5）和第二金属层（6），第一金属层（5）位于面状透明电极层（4）和第二金属层（6）之间。本发明通过面状透明电极层和金属电极进行触控点的位置检出，避免了透明电极层图案化带来的光学干扰，且大大提高了触控点位置的检出能力，具有检出速度快、驱动成本低的特点；通过该技术可实现高精细度、大尺寸触摸面板的生产。

Description

一种集成于显示器上的触控显示装置

技术领域

本发明涉及触控面板与平板显示装置集成技术领域，具体地说是一种集成于显示器上的触控显示装置。

背景技术

触控技术的发展方向有低成本、高良率、大尺寸、高可靠性等等。为了达到此目标，在工艺技术上，可以将ITO Sensor与Cover lens甚至连TFT都一同整合，以降低生产成本、使厚度变薄，更可避免贴合不良的问题。在材料技术上，可发展ITO之有机或无机替代材料、掌握软性薄膜及基板技术，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材替代较昂贵的强化玻璃或PMMA塑料板。在结构技术上，发展了Out-Cell、On-Cell和In-Cell的结构。

Out-Cell技术以投射式电容及红外光学式为主，近期投射式电容技术以材料与制程为重点。最早的Out-Cell投射式电容触控面板采用的是一般玻璃基板，或称为第一代触控面板结构。原本的***产品在采用第一代的触控面板结构实现触控功能时，最少需外加一片触控玻璃，因此在光学特性上会造成一定程度的影响。On-Cell所采用的技术一般是以投射式电容为主。In-Cell触控技术所使用的方法有三种，分别感测手指施加在上玻璃基板上应力，所造成的形变影响与侦测光源对手指的相对明暗变化关系。第一种较常用的侦测方法为利用上下基板间的间距变化，进而在上下基板制作一些特定的电极装置，利用该电极装置侦测电容值或作为电压开关使用。第二种方法则是利用环境光源或显示器的背光源，在下板的晶体管数组设计一些光感测组件与输出电路，侦测手指在显示器面板上方时所造成的阴影或反射的光影像。

Out-Cell结构的材料成本相对较高，In-Cell结构的集成度高合格率低，On-Cell结构以其材料低成本、与显示器内成本没有干扰等优势，形成自己的一定优势。作为On-Cell结构主流的投射电容触摸屏，从IC驱动和感应电容的角度，分为自电容和互电容式两种。两种方式可以用同一种ITO图案，例如著名的双层菱形ITO结构，投射电容屏主要依靠两层ITO膜（驱动ITO层、感应ITO层）来实现功能，驱动ITO层和感应ITO层可以镀刻在同一块玻璃的两面，也可以分别镀刻在两块玻璃上。从构造上看，驱动ITO层与感应ITO层互补排列成X-Y坐标矩阵，控制IC在驱动ITO层上逐行释放脉冲信号，同时逐列监测感应ITO层的电容变化来确定触控位置；当手指触摸显示装置时，驱动ITO层和感应ITO层之间的耦合电场收到干扰，使得对应触摸位置上的驱动ITO层和感应ITO层的边缘场电容大小发生改变。通过侦测这些电容大小发生变化的ITO行列，可以确定触摸发生的位置。并且投射电容屏的ITO层图形排列方式和行列扫描机制，从根本上支持多点触控。现在也有一些相关的On-Cell结构触控显示装置，但都具有如下不足：1、需要精细的ITO层图案设计的制作，成本较高；2、尺寸不能做的很大，基本在10寸以下。以上缺陷使得On-Cell结构的触控显示装置不能得到较快的发展和市场应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有On-Cell结构的触控显示装置存在的缺陷，提供一种可实现高精细度、大尺寸触摸面板的集成于显示器上的触控显示装置。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种集成于显示器上的触控显示装置，包括集成电学控制单元的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板相对设置，第二基板面向第一基板的一侧设有RGB色层，所述的第二基板背向第一基板的一侧依次设有面状透明电极层与纵横交错设置的第一金属层和第二金属层，第一金属层位于面状透明电极层和第二金属层之间。

所述的第一金属层和第二金属层都呈条状分布，条状的第一金属层和条状的第二金属层纵横交错构成矩阵。

所述第一金属层内的任两条金属条之间电学断路；第二金属层内的任两条金属条之间电学断路。

所述第一金属层和第二金属层的位置与RGB色层内的边界处相对应。

所述的面状透明电极层和第一金属层、第一金属层和第二金属层之间设有透明绝缘层。

所述的第二基板和面状透明电极层之间设有透明绝缘层。

所述的第二基板和面状透明电极层之间不设置透明绝缘层。

所述第二金属层的外侧设有透明绝缘层。

所述第二金属层的外侧不设置透明绝缘层。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明通过面状透明电极层和金属电极进行触控点的位置检出，避免了透明电极层图案化带来的光学干扰，并大大提高了触控点位置检出能力；同时显示器尺寸不受的大小限制，为实现了高精细度、大尺寸触摸面板的生产提供了技术支持。

本发明将触控屏的金属检测条和RGB色层处的黑色矩阵融为一体，简化了显示装置的结构，并具有触控点的检出速度快、驱动成本低的特点，符合显示装置触控技术的发展方向。

附图说明

附图1为本发明的触控装置应用于液晶显示器时的结构示意图；

附图2为本发明的触控装置应用于场发射显示器时的结构示意图；

附图3为本发明的金属层与面状透明电极层之间的平面关系图；

附图4为本发明的金属层与面状透明电极层之间的边缘电场示意图；

附图5为本发明的金属层与面状透明电极层之间没有触压时的电容关系示意图；

附图6为本发明的金属层与面状透明电极层之间触压后的电容关系示意图。

其中：1—第一基板；2—第二基板；3—RGB色层；4—面状透明电极层；5—第一金属层；6—第二金属层；7—透明绝缘层；8—偏光板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示：一种集成于显示器上的触控显示装置，包括集成电学控制单元的第一基板1和第二基板2，第一基板1和第二基板2相对设置，第二基板2面向第一基板1的一侧设有RGB色层3，在第二基板2背向第一基板1的一侧依次设有面状透明电极层4与纵横交错设置的第一金属层5和第二金属层6，其中第一金属层5位于面状透明电极层4和第二金属层6之间。第一金属层5和第二金属层6都呈条状分布，条状的第一金属层5和条状的第二金属层6纵横交错构成矩阵，同时第一金属层5内的任两条金属条之间电学断路，第二金属层6内的任两条金属条之间电学断路；上述纵横交错的第一金属层5和第二金属层6的交错位置就是触摸点，通过侦测发生电容大小变化的纵横交错的第一金属层5和第二金属层6确定触摸点并传递相应的指令信息。在面状透明电极层4和第一金属层5、第一金属层5和第二金属层6之间还设有透明绝缘层7，另外在第二基板2和面状透明电极层4之间以及第二金属层6的外侧可根据实际需要确定是否设置透明绝缘层7。这些条状纵横交错分布的第一金属层5和第二金属层6的位置与RGB色层3内的边界处相对应，其中第一金属层5分布在RGB色层3中左右RGB像素的边界处，起着左右RGB像素之间的漏光遮光作用，第二金属层6分布在RGB色层3中上下RGB像素的边界处，起着上下RGB像素之间的漏光遮光作用；第一金属层5和第二金属层6在位置设计和图案设计上至少要保证能够遮住在正上方视野角观察时的漏光现象，省却在RGB色层3的相应位置处设置黑色矩阵。如果要更好地遮住斜视野角观察时的漏光现象，可以在第一金属层5和第二金属层6的下方分别设计遮光图案。但这样做需要额外增加一次光刻工艺，提高制造成本的同时也降低了生产节拍。因此可以在第一金属层5和第二金属层6的下方的RGB色层3处设置RGB叠层结构，通过RGB叠层的滤光作用，降低斜视野角上的漏光亮度。

第二基板2上侧的面状透明电极层4和第一金属层5、第二金属层6之间的平面关系图如图3所示，面状透明电极层4和第一金属层5、第二金属层6带电后，呈条状分布的第一金属层5、第二金属层6的图案与面状透明电极层4则之间形成如图4所示的边缘电场。另外本发明的触控显示装置在没有触压前，工作状态如图4所示，相应的电容关系则如图5所示；当手指或其它物体触摸第二基板2后，手指或其它物体作为另外一个电极，干扰了第一金属层5、第二金属层6与面状透明电极层4之间的边缘电场，则形成如图6所示的电容分布，图6中的箭头则表示手指或其它物体的触摸位置。通过侦测发生电容大小变化的第一金属层5和第二金属层6的位置，可以确定触摸发生的位置，并传递相关信息。

实施例1

图1为电容式触控技术和液晶显示器集成形成触控屏制作在液晶成盒玻璃基板上的On-Cell结构，如图1所示，其中第一基板1为液晶显示器的阵列基板，第二基板2为液晶显示器的彩膜基板，彩膜基板和阵列基板之间充满液晶，周围用Seal封闭。对于彩色液晶显示器，彩膜基板上分布着红色、绿色和蓝色等色阻图案构成的RGB色层3，相应地在阵列基板的对应处设着一个个像素单元；在彩膜基板的上侧分布着面状透明电极层4和纵横交错的第一金属层5、第二金属层6，在面状透明电极层4和第一金属层5、第一金属层5和第二金属层6之间还设有透明绝缘层7，在第一基板1和第二金属层6的外侧则设有偏光板8。另外图1中还在第二基板2和面状透明电极层4之间以及第二金属层6和偏光板8之间设有透明绝缘层7，其中第二金属层6和偏光板8之间的透明绝缘层7用来保护第二金属层6上的图案和结构的平坦。具体使用效果如图5和图6所示。

实施例2

图2为一种把触控技术集成在场发射显示器上的结构图。在图2中，第一基板1为带电子源阴极基板，第二基板2为带荧光粉阳极基板。在第二基板2的下侧设有RGB色阻层3，第二基板2的上侧分布着面状透明电极层4和纵横交错的第一金属层5、第二金属层6，在面状透明电极层4和第一金属层5、第一金属层5和第二金属层6之间还设有透明绝缘层7，其中RGB色阻层3之间可以不用黑色矩阵。另外图1中还在第二基板2和面状透明电极层4之间以及第二金属层6的外侧设有透明绝缘层7，其中第二金属层6外侧的透明绝缘层7用来保护第二金属层6上的图案和结构的平坦。具体使用效果如图5和图6所示。

本发明通过面状透明电极层4和金属电极进行触控点的位置检出，避免了透明电极层图案化带来的光学干扰，并大大提高了触控点位置检出能力，同时显示器尺寸不受的大小限制，为实现了高精细度、大尺寸触摸面板的生产提供了技术支持；另外触控屏的金属检测条和RGB色层处的黑色矩阵融为一体，简化了显示装置的结构，并具有触控点的检出速度快、驱动成本低的特点，符合显示装置触控技术的发展方向。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims

1.一种集成于显示器上的触控显示装置，包括集成电学控制单元的第一基板（1）和第二基板（2），第一基板（1）和第二基板（2）相对设置，第二基板（2）面向第一基板（1）的一侧设有RGB色层（3），其特征在于所述的第二基板（2）背向第一基板（1）的一侧依次设有面状透明电极层（4）与纵横交错设置的第一金属层（5）和第二金属层（6），第一金属层（5）位于面状透明电极层（4）和第二金属层（6）之间。

2.根据权利要求1所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述的第一金属层（5）和第二金属层（6）都呈条状分布，条状的第一金属层（5）和条状的第二金属层（6）纵横交错构成矩阵。

3.根据权利要求2所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述第一金属层（5）内的任两条金属条之间电学断路；第二金属层（6）内的任两条金属条之间电学断路。

4.根据权利要求1所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述第一金属层（5）和第二金属层（6）的位置与RGB色层（3）内的边界处相对应。

5.根据权利要求1所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述的面状透明电极层（4）和第一金属层（5）、第一金属层（5）和第二金属层（6）之间设有透明绝缘层（7）。

6.根据权利要求1或5所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述的第二基板（2）和面状透明电极层（4）之间设有透明绝缘层（7）。

7.根据权利要求1或5所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述的第二基板（2）和面状透明电极层（4）之间不设置透明绝缘层（7）。

8.根据权利要求1或5所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述第二金属层（6）的外侧设有透明绝缘层（7）。

9.根据权利要求1或5所述的集成于显示器上的触控显示装置，其特征在于所述第二金属层（6）的外侧不设置透明绝缘层（7）。