CN1636163A - 薄平面开关及它们的发明应用领域 - Google Patents

Abstract

一种新型薄平面闭锁开关装置，通常基于一层夹在用作电极的两个电平面导体之间的聚合开关材料上。该装置起到一种双稳态开关的作用。此外，该开关装置通常展现一种内存效果。在开的状态中，当没有电压被应用到电极时，该开关材料实际上是一种绝缘体。当一种大于特定临限水平的电场被应用到开关材料时，该材料变得更具传导性，而且该装置因此在本质上变成了一种关闭的开关。这种开关装置应用的描述针对平板显示中的使用，显示通常基于液晶，用于高效率彩色显示，以及用于触摸屏中。

Description

薄平面开关及它们的发明应用领域

技术领域

本发明涉及闭锁平面固体状态的光学和电子开关装置领域，该装置带有一种针对其开关状态的内存，尤其用于平面开关应用，用于平板显示，用于高效率彩色显示，以及用于触摸屏应用中。

背景技术

在各种不同的应用中，需要有一种具有闭锁属性的开关装置，以便当其打开时，保持闭锁在关闭状态中，直到经由一种禁用功能将其再一次断接。这种开关通常有双稳态的行为，也就是它们有两个先取优先的开关条件，开启和关闭，且很少有情况处于这两种优先的条件之间。它们也通常具有无欧姆(无电阻)的行为，也就是说，它们是非线性电子装置，甚至在到达它们的开关临限之前也是如此。在具有至少两个传导性状态的最早类型的开关装置中，有一种在F.Argall的文章“在钛氧化物薄膜中的开关现象”中得到报告，载于《固体状态电子学》中，Vol.11，pp.535-541，1968，其中钛氧化物薄膜通过阳极化处理程序而生成。该文也提供了关于其它材料和开关装置的参考信息，其中包括在电介质材料的一种高、低阻抗状态之间的可逆开关。然而，从得到报告的行为中可以发现，开关效果不总是可再生的，而且没有提供应用的任何方法的细节，申请者也没有清楚从这些装置发展而来的任何显著的商业应用。

在已经得到商业应用的现有技术中描述的双稳态闭锁开关通常是固体状态的半导体装置，例如四腿形p-n-p-n装置，而且，由于它们是多层结构，所以通常相对更为复杂，因此制造成本昂贵，且产量可能较低。这种现有技术的半导体双稳态开关的一种例证可以参见美国US专利第3,986,177号，拥有人为J.E.Picquendar et al，题为“半导体储存元件和由这种元件的矩阵所形成的内存”。另外一种类型的双稳态开关装置在美国US专利第3,440,588号中得到描述，拥有人为C.F.Drake et al，题为“玻璃质双稳态电开关和内存装置”。该装置使用一种玻璃质材料，而且它的制造需要达到摄氏1150度的高温，或利用一种带有加热基体的复杂辉光放电方法。这两种方法都无法显示出运行的简单性，且在一种平面配置中甚至更少显示简单性。

闭锁开关的应用范围广泛，从电源开关装置到非挥发性内存应用，再到平板显示，尤其是基于液晶的显示。在后者中，由薄膜晶体管(TFT)驱动的液晶元件阵列和储存电容器通常被用来提供大面积显示必需的闭锁开关功能。这种阵列复杂且昂贵，因此使这种有源矩阵式显示的成本也变得比较高。以铁电为基础的闭锁开关和液晶也被用于显示工业中，但是它们的成本也很高。

许多普遍采用的平板显示基于扭绞向列(TN)或超级扭绞向列(STN)液晶技术。这种显示有两种主要类型，无源矩阵式液晶显示和有源矩阵式液晶显示。

一种无源液晶显示，如它的名称所暗示的那样，不需要有源的电子电路，例如薄膜晶体管(TFT)来驱动它，正因为如此，它的生产成本显著低于有源矩阵式TFT显示。结果，无源显示是适合用于成本-敏感型应用的较佳类型，例如用于蜂窝式电话、手持装置、个人装置助手(掌上电脑PDA)以及其它大量生产的、低成本电器中。

然而，无源液晶显示(LCD)的性能在许多领域显著劣于有源矩阵式LCD。下面的表1摘录自Loyola大学运行的网站，描述了显示装置技术，呈现了两种类型主要属性之间的比较。

表1

	无源	有源矩阵式TFT
			对比度	10-20	100+
视角	有限	宽
			灰阶	16	256
响应时间	100-200msec	＜50msec
			多工比率	480	＞1000
制造难度级别	简单	复杂
			成本	廉价-中等	高

造成需要显示多线的平板应用中的无源LCD的劣等性能的首要原因在于它们的像素通过多工处理而得到寻址的方法。信息以一次一列的方式被应用到栏电极。无源根均方(RMS)电压回应、扭绞向列(TN)和超级扭绞向列(STN)LCD的驱动限制能以众所周知的公式得到描述，该公式由P.M.Alt和P.Pleshko在出版于《电子装置上的IEEE处理》中的文章“液晶显示的扫描限制”中(Vol.ED-21，pp.146ff，1974)发展得出，此处全文引用以作参考。Alt和Pleshko表明，能被多工处理的线的数目取决于液晶材料的转移特性的陡度。因此，当使用TNLCD的时候，为了多工处理200个列，开和关电压之间的差别需要小于约7％。为了要提供带有如此小的应用电压变化的良好对比度，这一点需要一种具有非常陡的特性的液晶。STN LCD具有所有普遍使用的材料中最陡的特性，且能在使用中使多工比率高达约480，但是对比度通常被限制在10或20∶1的规则上，或甚至更少。如果不是因为多工问题，那么在无源LCD中可获得的对比度可以达到100∶1，这要取决于在显示中所使用的液晶技术。然而，为了在使用多工处理时达成这种的对比级别，将需要一种LCD材料，其特性比现在可用技术的特性都要陡很多，而且这种材料现在还得不到，除了铁电液晶装置例外，它们都很贵、缺乏灰阶、且制造困难。使用现在可得的材料来读取这种具有超过大约400列的无源显示是很困难的，这一点使这种无源显示不适合用于高分辨率大屏幕装置，例如计算机屏幕。

因为这个原因，无源型显示被限制在比较简单的显示中，例如手持型显示，其中得到驱动的列的最大数目在规则上只有100-200，且对比能作出让步。在这种应用中，为了达成较高的分辨率或对比度，使用有源矩阵式TFT显示的高成本不能得到保证。

使用平面开关装置的另一种应用领域是彩色显示领域。在现在可得的电子彩色显示中，无论是否基于阴极射线管(CRT)技术、液晶显示(LCD)技术，还是基于其它技术，显示在屏幕上的彩色格式通常通过一种标准方法得到呈现，其中每个彩色像素由三个较小的亚像素组成，这些亚像素以并排方式被放置在它们所合成的较大像素区域之内，每亚像素显示一种不同的颜色，以致于三种颜色构成的、具有合适加权的一种凸面组合应该提供合成的较大像素的所需颜色。为实现这个目的，有三种颜色通常被选择作为一种标准，以便产生所有实际需要的颜色，这三种颜色是红色、绿色和蓝色(RGB)。这三种颜色可能通过不同的方法被应用在显示中，包括独立光源的使用，以及被放置在每个像素上的彩色滤波器的使用。在多数应用中，采用彩色-滤波器方式，因为它的应用比较容易。

不幸的是，这个配置是浪费的，不仅在光利用方面，而且在空间利用方面。举例来说，如果显示像素将要展现一种绿色，那么只有像素的绿色部分得到照明，而红色和蓝色保持黑暗。因此，总像素面积只有33％得到使用。这一点有一种双重结果：

(i)与单色显示器可以达到的分辨率相比，最大分辨率降低了66％，因为三个RGB亚像素的组合面积比单一像素的面积大三倍。

(ii)与单色显示器可以达到的光效率相比，光效率降低了66％，意谓着电源消耗比单色像素充填所需要的要高三倍。

使用平面开关装置的另一种应用领域是在触摸屏领域中。触摸屏是一种对接触敏感的计算机显示屏幕，允许用户通过碰触屏幕上的照片、符号或文字来与一种基于计算机的信息***发生交互。触摸屏在许多目前基于计算机的信息***中得到应用，尤其是有些***，其本身的属性要求它们具有非常高的用户介面强化使用程度，例如掌上电脑、自动收款机、信息-资讯服务站、以计算机为基础的训练装置，以及供那些在操作鼠标或键盘方面有困难的残障人士使用的计算机***。触摸屏技术也能在Web浏览器等应用中被用作一种可替换的用户介面，这些应用通常需要鼠标。此外，一些应用被设计专门用于触摸屏技术，其通常比典型的个人计算机应用具有更大的图标和链接。尽管它们非常普遍，但是这些接触-敏感的装置的成本一直比传统的键盘介面同等物成本高。

显示器可以带有内置的触摸屏技术，或在可以替代的方法中，可以单独提供触摸屏工具盒，用于将触摸屏安装在传统的显示器的前面上。现在可以使用四种主要类型的触摸屏技术-电阻性的、电容性的、红外线的和基于表面声波(SAW)的技术。

一种电阻性触摸屏典型地使用一种显示覆盖，其由分开的多层所组成，每层在其内部表面上带有一种传导性涂层。传导性的内部层被特别的隔离器点分开，平均地分布在有源面积上。手指压力在触点引起内部的电接触，为触摸屏控制器提供垂直和水平的定义类比电压，电压的位置能得到数字化处理，作为用户介面的输入。

带有阴极射线管(CRT)的电阻性触摸屏使用通常经过弯曲处理，以便匹配弯曲的阴极射线管屏幕外形。这使视差变得最小。用于这种弯曲应用的材料性质限制了光通量。通常可获得两个选择-清洁的擦亮或防闪光处理。擦亮处理选择提供清晰性，但是会包含一些闪光效果。防闪光处理选择使闪光变得最小，但是会造成稍微的图像光通量漫射。结果，与一种相等的非触摸屏显示相比，这种接触屏要么显示更多的闪光，要么显示更多的光漫射。尽管存在着优劣平衡，但是电阻性触摸屏技术现在或许是使用最普遍的类型，这可能是因为用户戴着手套也能操作它，而不像普遍使用程度或许名列第二的类型，后者基于电容性技术，这一点将在下文得到描述。

也存在着用于平板触摸屏的电阻性触摸屏材料。这种材料不同于那些用于弯曲的屏幕阴极射线管的材料，而且它们显示了较好的光学清晰度，甚至带有合理水平的防闪光属性。因为这一点，与弯曲屏幕阴极射线管应用相比，电阻性触摸屏技术在平板应用中的使用要普遍得多。

一种电容性触摸屏典型地包含一种玻璃覆盖，上面涂有一层当作电荷储存层的电容性材料。位于玻璃覆盖角落的振荡器电路测量因为碰触覆盖的人手指而引起的层电容改变。这种在电容方面发生的改变引起每个振荡器依照覆盖被触摸的位置而改变它的振荡频率。一种触摸屏控制器测量这些频率变化，且由此决定接触点的坐标。

因为电容性涂层通常与它被应用到其上的玻璃至少具有相等的硬度，所以这种电容性触摸屏对来自锐利物件的刮痕非常具有耐受性，而且甚至能抵抗火花损害。然而，因为其操作性质，当用户戴着大多数类型无传导性的手套时，通常无法启动电容性触摸屏。一种红外线触摸屏合并一种发光-二极体(LED)的聚光圈和在直径方向逆反的、围住显示面的光感晶体管检波器。控制器电路将一个序列的脉冲指向发光二极体，仅在表面之前用红外光波束的不可见格子扫瞄屏幕。控制器环路能够发现光束被任何固体物件阻隔的位置，例如用户的手指，并将这个位置输入***。红外触摸屏的缺点是包装发射机和检波器的聚光圈***能将设计局限加在操作员介面产品上。

一种SAW触摸屏使用一种固体玻璃显示覆盖作为触觉感应器。两个超声纳表面声波被透射到玻璃感应器表面，其中一个针对水平检波，一个针对垂直检波。每个波通过沿着覆盖边缘反弹离开反射器阵列而分布在屏幕上。两个接收机发现波，针对每一轴都有一个接收机。因为声波经过玻璃的速度是已知的，而且覆盖的尺度是固定的，所以波抵达各自接收机的时间也是已知的。当用户触摸玻璃表面时，用户与玻璃表面接触的手指的水含量吸收了一些超声纳能量，因此衰减了声波。控制器环路及时测量两个声波的接收振幅降低的点，因此能决定接触点的坐标。

除了X和Y坐标而外，SAW技术也能提供Z轴(深度)信息。用户按压屏幕愈用力，声波对手指的耦合也愈佳，手指将吸收的能量也越大，且信号强度的倾角也越大。控制器然后测量信号强度，以便提供Z轴信息。

正如本技术领域的专业人士所熟悉的那样，上述每一种技术都有各自的优势和缺点。除了上文提到的特定缺点、以及那些通常已知的缺点而外，且这些已知缺点对一种或另外一种触摸屏技术也是特定的，所有这些技术都有两个共同的缺点：

(i)它们全部需要使用额外的屏幕和特别的控制器和驱动器来使用触摸屏面板，因此增加了触摸屏显示的成本。

(ii)这些额外的屏幕被放置在显示之前，因此降低了它的光效率。

鉴于当前可用的平面闭锁开关和它们在实际应用中的上述缺点和限制，因此急切需要一种分层闭锁开关，其具有简单的构造和较低的成本，但仍然有能力制造出大的表面面积。

同样也急切需要一种平板显示技术，这种技术将具有构造方面的简单性，且因此具有无源矩阵式LCD的低成本，但是具有较贵的有源矩阵式TFTLCD所典型具备的分辨率和对比度。

因此，也急切需要一种彩色显示装置，这种装置将比现在可用的彩色监视器具有更高的分辨率和电源效率，以致于分辨率和效率应更紧密地接近单色显示器可提供的分辨率和效率。

同时也对一种新类型的触摸屏存在着重要需要，这种触摸屏将克服现有技术触摸屏的许多上述缺点。

在本说明书中提到的所有出版物公布，以及在这些出版物中引证的所有文件公布都在此得到全文引用，作为参考。

发明内容

本发明试图提供一种新的闭锁的、固体状态电子双稳态开关装置，尤其有能力被构建在大表面面积的层中，以便它能以优势方式用于下列装置：平板显示、高效率彩色显示、触摸屏、或其它的大面积应用。针对在这些应用中的使用，该装置在较佳方法中是透明于可见光的。该装置的电子性质在于，它具有针对其开关状态的内存，且直到被装置重设条件强制操作之前，该装置较少发生向回开关的趋向。在本说明书和权利要求书中使用的术语“平面”被理解为包含稍微具有轮廓包围的表面，例如用易曲材料造形的表面。

符合本发明的一种较佳实施例，因此可以提供一种由一种开关材料层所组成的装置，该层被夹在两个用作电极的电导体之间。该装置起到一种双稳态开关的作用。在开的状态中，当没有电压被应用到电极时，开关材料实际上是一种绝缘体，且该装置以平行于平行杂散电阻的方式起到一种电容器的作用，如同对夹在两个电极之间的绝缘材料所要求的那样。当一种比某临限级别更高的电场被应用到开关材料时，该材料变得具有传导性，且该装置因此本质上变成了一种关闭开关，具有较低的电阻。仅仅通过将一种电压应用到两个电极上，就可能产生该电场。此外，在解除该电场时，开关继续保持一段特定时间的关闭状态，以便开关成为一种闭锁的、双稳态开关。所应用的电场可能是一种直流电场，或一种交流电场。

在较佳方法中，该开关装置能被提供作为一种平面层，或如果得到合适的建构，它可能被造型来匹配一种弯曲表面，例如阴极射线管表面，或更弯曲的表面。如果用易曲的电极基体来制造，该装置能被弯曲来匹配它要应用的几乎任何所需的光滑物件。虽然在本说明书中，本发明通常在一种平的平面配置方式中得到描述，且在权利要求书也以此方式得到普遍表述，或许因为这种方式是其最普遍的使用模式，但是应该理解，本发明没有被刻意限制在平面开关装置中，而是在弯曲表面配置中具有相等的可操作性。

依照任何一种可以提供合适光滑和均匀厚度层的方法，开关材料层可以被夹在该装置的电极之间。依照一种第一较佳方法，开关材料被平铺在一种第一基体之上，该基体上存放一组电极，且带有第二组电极的一种第二基体与第一基体发生紧密接触，挤压出去任何过量的开关材料，留下一种薄层。这个层的厚度以及它的均匀度通过位于基体之间的具有已知厚度的垫片来决定。

依照一种第二较佳方法，开关材料以自旋方式根据标准方法被涂在基体之一之上，这一点在现有技术中已经为人所熟知。自旋涂层通常比平铺和挤压层薄很多。

依照本发明的另外一种较佳实施例，开关材料可能包含一种绝缘材料，在该绝缘材料中散布一种小百分率的传导性材料。这种材料被用于通过平铺和挤压而形成的开关层中。开关材料的一种方便型较佳配置可以通过绝缘环氧基树脂中的一种小量精细分开的金属悬浮的形式来获得。在较佳方法中，可以通过将一种纳米-颗粒或微-颗粒胶质悬浮形式的金属与环氧基树脂相混合来制造这种配置。环氧基树脂混合物并不一定需要硬化，且无论环氧基树脂根据平常方式以添加硬化催化剂的手段进行硬化或通过省略添加任何硬化剂而没有得到硬化，该装置都能以令人满意的方式运行。然而，在这两种情形中，开关特性有稍微的不同。其它较佳的绝缘材料包括一些聚合物粘合剂，例如接触粘合剂，以及一系列其它粘合性的液体和固体，包括乳胶体和油。绝缘材料这个术语在本说明书和权利要求中的使用具有一种比较的意义，因为要求在于，它的电阻系数比传导状态要高出相当多的程度，不管它是否在绝对意义上被称为绝缘体。

在较佳方法中使用的传导性材料的百分率根据规则从0.005％到20％，虽然在这个范围之外的浓度也可能为开关材料提供其特别的属性。依照本发明进一步的较佳实施例，商业级的有机溶剂，例如丙铜或PMA(丙烯乙二醇甲基似太醋酸盐)也能被当作一种开关材料来使用，不需要添加任何传导性材料。然而，这些商业级溶剂通常含有小浓度的金属离子，且可能的情况是，在本发明这些实施例中作为传导元件工作的正是这些离子。然而，这种提出的机制只是一种假说，且应该强调，本发明的这些实施例的工作性能不取决于在该装置中工作的实际物理过程。然而，没有任何显著级别的传导性材料的纯粹绝缘体，例如干净的油，通常不能够在如此厚的平铺层中使用。

同样地，虽然环氧基树脂载体的使用在实施开关材料的的过程中是一种特别方便的方法，但是生产材料的替代性、和较佳方法也可能包括在一种热凝性或其它塑料绝缘材料中散布传导性悬浮，或在其它适当的有机或无机绝缘体中散布。

含有散布的传导性材料的开关材料通常在较佳方法中被用在下面的开关实施例中：在这种开关中，开关层得到平铺和挤压，且因此比较厚。没有任何传导性材料添加成分的开关材料通常被用于下面的开关较佳实施例中：在这种开关中，开关层得到自旋涂层处理，且因此比较薄。会出现的情况是，在没有任何传导性添加成分的开关材料中工作的机制可以造成所使用的厚度比那些使用传导性添加成分的材料要薄很多。

该装置开和关状态的电阻以及它的固有电容，这些一起决定了开关的暂态响应，这些电阻和电容能通过控制开关材料的参数选择来得到选择。这些参数包含所使用的传导材料的性质，所使用的绝缘材料的性质，绝缘材料矩阵中传导材料的浓度，以及开关材料层的厚度。此外，应用在临限值之上的开关电压水平也影响关开关所需要的时间，且影响它在关闭状态下的电阻。

在该装置被切换到关闭状态之后，即使应用在它之上的电场被减少临限水平之下，或甚至被减少到零位，开关也保持这个关闭状态。甚至适度反向电场的应用通常也不会开启开关，且开关因此具有有力的闭锁水平。该开关的一些实施例可以保持较长时间的关闭状态，甚至达到数秒，这一点取决于装置参数和周围条件。一些较佳材料允许开关保持数个小时、甚至几天的关闭状态。

依照本发明的闭锁开关的各种实施例能根据开关材料中开关过渡的内存时长被分为许多不同的类型。这些类型被方便地称为全内存(FM)开关，部份内存(PM)开关，持续性内存(SM)开关和零内存(ZM)开关。对于FM装置，在应用开关电压以将开关状态改变为一种高传导系数状态之后，开关典型地在一个长时期内(较佳方法中达到几分钟，甚至几个小时)保持这种高传导系数状态，除非得到有源开启。对于PM装置，传导系数内存被维持在一段时期之内，从几百微秒到毫秒之间。更重要的是，PM开关具有一种定义良好的内存范围。它们有一种定义良好的上时限，超过这个时间，如果没有应用电压，材料就将自己重新设置到它最初状态，且具有一种定义良好的下限，在这个下限时间中，如果没有应用电压，材料就保持它的目前状态。对于SM装置，只有当一种维持电压被应用到开关时，关闭状态才会得到维持，在这种条件之下，开关能在非常长的时期内维持它的传导性状态。通常，SM开关只被用于当一个维持电压出现时保持关闭状态，它们不被用于电压取消时的迅速重设。对于ZM装置，在开关电压取消之后，开关几乎立刻恢复到它正常的高电阻模式，典型情况下，在几纳秒到100纳秒之间的时间之后。

除了在上文被描述为开关的闭锁平面开关装置的应用之外，依照本发明的进一步较佳实施例，它们可能被当作内存元件使用，由于相同的描述，依照内存能保持信息的时间，它们能被分为各种类型。对于这种应用，FM开关配置因为具有非挥发性，所以似乎是最适当的。

将物理压力应用到装置上，可以通过一种较佳方法再一次打开上述任何一种开关，应用形式可以是压力，也可以是弯曲的形式，或是热的应用。因此关闭装置的较佳方法包含机械震动、压力或振动的应用。以受控制的方式来应用这些方法的一种较佳手段是使用一种附加到装置上的压电芯片或层，以便将一种水平的压力引导进入开关材料。可以替换以及较佳的方法是，压电材料能被混合进入开关材料之内。依照本发明另外一种较佳实施例，在开关材料中添加弹性体可以便于开关更迅速地返回到开的状态。依照更佳的实施例，使用一种粘合性的或类似乳胶体的绝缘矩阵式材料也能便于开关返回开的状态。

依照本发明更多的实施例，该开关可能对应用到它之上的压力很敏感，应用的压力越大，关闭开关所需要的电压也越大。结果，依照本发明另一种较佳实施例，该装置能被当作一种压力感应器来使用。

一旦开关被开启，再一次关闭开关所需要的临限电压则取决于开启之后经历的时间。通常，经过的时间越长，所需要的电压就越高。当开关在开启之后非常短的时间之内被关闭，所需要的电压只是当开关处于平衡开启状态时关闭开关所需的一部分，典型情况下，在某些条件下，前者只是正常临限电压的10％。

除了它的电开关属性之外，根据本发明进一步较佳实施例，该装置也具有光学透射属性，在一些方面平行于它的电开关属性。因此，对于具有较高水平的传导材料浓度的较佳实施例，其中未经激励的开启状态开关中存在显著水平的不透明度，这时与处于开放状态的开关相比较，关闭开关的操作会引起光透射大幅度增加。同样地，即使当激磁电压被消除，闭锁的关闭光学开关也在一种特定时隔内保持透明，这一点与其电行为方式大致相当。

和电开关同等物相比较，光学开关的行为之间时常有差别。在材料的多种组合中，光学开关开始关闭时的电压比相等同的电属性要低。此外，在开关的多种组合中，从不透明度到透明的过渡在光学版本中比电版本发生得更具逐步性，开关的透射性是应用电压的一种校平功能。在本发明一些较佳实施例中，这种属性的应用可能具有优势，其中光学开关被用在显示面板中。

装置结构是平面的，这个事实使该装置的生产能以大张形式得到实现。本发明这种形式的实施例使闭锁开关可以在许多有用的应用中得到使用，特别在基于液晶技术的新型平板显示中，在一种新类型的、联合平板显示使用或独立使用的触摸屏中，以及在新类型彩色显示的制造中。即将获得通过的美国暂时申请描述了进一步的应用：

1.美国申请号：60/330,228，申请人Tuvia Kutscher，标题为″一种新型的数字显示面板″，2001年10月18日提交，以及

2.美国申请号：60/330,485，申请人Tuvia Kutscher，标题为″光学互连″，2001年10月23日提交，

这两个申请均在此得到全文引用，作为参考。

参照本发明更为较佳的实施例，提供了一种开关装置，其包括一对较佳方法中为平面的、用于应用一种开关电压的电极，且包括一种放置在电极之间的开关材料，该开关材料包括散布在绝缘材料中的传导性材料的一种混合物。依照本发明的这个较佳实施例，开关材料可能使开关装置只有当电压比一种被预定临限电压更大时才会关闭。此外，开关材料可能使开关装置具有双稳态，或处于闭锁状态。

在可以增加的、且较佳的方法中，绝缘材料可能是一种环氧树脂，可以是经过硬化处理的或未经硬化处理的，或一种聚合物。在较佳方法中，传导性材料可能是一种金属，可以在较佳方法中含银、铁、金、铜或锌。传导性材料的浓度可能在较佳方法中处于从0.005％到20％的范围中。参照本发明另一种较佳实施例，绝缘材料可能是一种有机的溶剂，而传导性材料可能是存在于溶剂中的金属杂质。

参照本发明另一种较佳实施例，提供了一种依照上文所描述的开关装置，以及包括一种可以在关闭状态下开启开关的压电元件。该压电元件可能被散布在开关材料中。在可以替换的、且较佳的方法中，开关材料也包含一种弹性体元件。

参照本发明另一种较佳实施例，提供一种依照上文所描述的开关装置，且其中电极包含在薄绝缘片上涂层的一种透明传导层。在较佳方法中，透明传导层可能是铟锡氧化物。

参照本发明进一步的较佳实施例，也提供一种光学开关装置，其包括一对通常透明的、平面的、用于应用电压的电极，以及放置在电极之间的、通常透明的开关材料层，该开关材料包括散布在绝缘材料中的传导性材料的一种混合物。

参照本发明一种进一步较佳实施例，光学开关装置的开关材料使光学透射成为应用电压的一种功能。此外，该开关材料可以使开关装置具有双稳态，或处于闭锁状态。

在可以增加的、且较佳的方法中，光学开关装置的绝缘材料可能是一种环氧树脂，其可能经过硬化处理或未经硬化处理，或一种聚合物。在较佳方法中，传导性材料可能是一种金属，可以在较佳方法中包含银、铁、金、铜或锌。在较佳方法中，传导性材料的浓度可能处于从0.005％到20％的范围中。参照本发明另一种较佳实施例，绝缘材料可能是一种有机溶剂，且传导性材料可能是存在于溶剂中的金属杂质。

参照本发明另一种较佳实施例，提供了一种依照上文所描述的开关装置，且包括用于在关闭状态下开启开关的压电元件。压电元件可能被散布在开关材料中。在可以替代的、且较佳的方法中，开关材料也包含一种弹性体元件。

参照本发明另一种较佳实施例，也提供一种依照上文所描述的开关装置，其中电极包含一种在薄绝缘片上涂层的透明传导层。在较佳方法中，该透明传导层可能是铟锡氧化物。

参照本发明一种较佳实施例，也提供一种包括一种绝缘基座材料的开关材料，以及一种经过该绝缘基座材料散布的传导性材料，其中当受到一种应用电场影响时，开关材料以闭锁方式变更它的导电系数。

此外，参照本发明另一种较佳实施例，提供一种包括一种透明绝缘基座材料的开关材料，以及一种经过绝缘基座材料散布的传导性材料，其中当受到一种应用电场影响时，开关材料以闭锁方式变更它的光学透射性。

本发明进一步试图提供一种新的平板显示，其中一种透明的闭锁开关层被集合进一种显示，可以在像素图像显示层的上面或下面，且和该层发生电接触。在较佳方法中，这个开关层用一层开关材料来建造，且该层的一种较佳位置夹在图像层的电极之一和图像层本身之间。在较佳方法中，开关层属于闭锁类型，以便当转变到关闭状态时，它能维持关闭状态的时间大大超过显示装置的循环时间。闭锁开关层的每个像素区域都被产生于被应用到图像像素的电压电场或电流所转变，其中像素与该区域产生接触，且直接位于该区域的上面或下面。在较佳方法中，像素图像显示基于液晶技术，虽然应该理解，当基于任何其它功能相似的显示技术时，本发明也都是可以工作的。

在应用一数据信号以便开启一特定像素时，经由正确选择显示阵列的的栏和列，可以关闭直接与特定显示像素接触的开关像素。关闭开关像素所需要的电压取决于开关层本身的属性，且应该比所谓的开关临限电压更大。因为开关层的闭锁属性，开关像素保持关闭状态的时间超过显示的周期时间。为了在不限定时间内将该像素维持在开启状态，可能需要一种具有比图像显示元件的开启电压更大、但是比闭锁开关临限电压更低的电压的启动信号。因此，在较佳方法中，整个图像可能首先经由在开启或关闭状态中循序设定闭锁开关装置的像素来进行写操作，然后经由应用到图像装置的一种启动电压来操作，以便开启所有的像素，这些像素各自的开关是关闭的。然后，通过将启动电压同时应用到全部阵列的每个像素，可以无限期有效地保持开关状态。如果开关层的类型能无限期保持闭锁关闭状态，那么针对开关不需要这种启动电压，该电压只用于图像装置的开启。

在这些平板显示应用中，闭锁开关的属性被用来在一种有源矩阵式液晶显示中模拟薄膜晶体管(TFT)的功能。在这种显示中，通过将适当的选择电压应用到选择出来的、连接针对该列像素的TFT门的线，可以选择一列像素。当选择一列像素时，所需要的电压能经由像素的数据线被应用到每个像素。当一像素被选择时，必须将一给定电压应用到这一个像素，而不应用到任何未经选择的像素。那些未经选择的像素应该完全与在阵列内循环的电压隔离，这一点对驱动所选像素是必须的，且提供这种隔绝功能的正是TFT。在理想情况下，TFT有源矩阵式能被认为是一种理想开关阵列，具有零关闭电阻，以及无限开启电阻。

依照本发明的大型平面闭锁开关层的使用(该层位于液晶层和它的驱动电极之一之间)能够实现如同TFT一般的功能，但是在一种无源类型LCD的几何布局中，没有发生TFT阵列及其驱动电路的费用和复杂性。在较佳方法中，平面闭锁开关是透明，以便实现它在本实施例中的功能。虽然这些实施例以液晶显示的方式得到描述，但是应该理解，它也适用于任何其它类型的、经由应用到像素上的电压来操作的像素显示。

依照上文描述的发明的较佳实施例，闭锁开关层本身是均匀的连续层。在较佳方法中，它们由于联合电极结构的像素性质而获得它们的像素性质，该结构以工作方式针对电极阵列的像素将开关层分成有效像素区域。但是，本技术领域的专业人士清楚地明白，当使用在物理上以显微镜标度被分为像素的开关层时，本发明具有相等的操作性，其中，在较佳方法中，每个像素都被其自己的电极所控制。因此，应该理解，被用来描述开关层以及本应用权利要求所宣称的术语“像素”的意义包含物理上的像素层，也包含由于联合电极结构的像素性质而产生的、事实上或有效经过像素处理的层。

因此，依照本发明的一种较佳实施例，提供一种图像显示，其包括一种被分为像素的图像层，每个像素对于经由开关层而应用的信号都是可以单独寻址的，也包括一种与图像层发生电接触的闭锁开关装置，通过应用在与该区域接触的像素上应用的信号，该闭锁开关装置的每个区域都可转变到一种关闭位置。

依照本发明进一步的较佳实施例，也提供包括一种像素图像层的一种显示，该层的像素对所应用的信号都是可以单独寻址的，也包括一种与该图像层发生电接触的闭锁开关装置，通过应用在与邻近该区域的像素上应用的信号，该闭锁开关装置的每个区域都可转变为一种关闭状态。在较佳方法中，该图像层可能是一种液晶装置。依照本发明另一种较佳实施例，图像层和闭锁开关装置任一边上放置的直角导体组提供了应用的信号。在较佳方法中，闭锁开关装置的像素可能被应用的信号进行闭锁关闭，且如此可以在应用的信号被消除之后维持它们的电状态。

在上文描述的显示中，在较佳方法中，闭锁开关装置可能包含一层开关材料，且这个开关材料可以在较佳方法中包含散布在绝缘材料中的传导性材料混合物。

依照本发明更为较佳的实施例，还提供一种依照上文所描述的显示，且其中从下列组成的组合中选择闭锁开关装置：有机开关、玻璃质型双稳态开关，半导体阵列双稳态开关，低波段间隙结合聚合物开关、无定形硫族化物半导体、ZnSe-Ge异质结构、无定形矽引导聚合物、多种二元和三元氧化物、铁电异质结构，带有氧化物的MIM结构，例如涂有0.2％的Cr或V作为绝缘体层的TiO3、SrZrO3、SrTiO3、Ca2Nb2O7和Ta2O5，以及分子开关。

在任何一种上文描述的显示中，在较佳方法中，开关装置的阻抗可能是应用信号的一种变量功能，以便图像层的像素能被转变到各种不同的灰阶。此外，像素可能是真正的像素，或可能在上文提到的直角导体的交叉处得到形成。

依照本发明一种进一步较佳实施例，也提供在一种显示装置中显示一种图像的方法，其包括下列步骤：

(a)提供一种被分为像素的图像层，每一个像素都对一种应用的开关电压是可以单独寻址的，(b)提供一种与该图像层发生电接触的闭锁开关装置，

(c)将一种开关电压应用到该图像层的一个像素，开关电压在与像素接触的闭锁开关装置区域中足够接近开关，

(d)依照所需要的图像，将进一步的开关电压循序地应用到该图像层的其它像素，以及

(e)其后将一种启动电压同时应用到图像层的多个像素，该启动电压足够对图像层的像素进行开关操作以便显示所需要的图像。

在上述方法中，通过位于该图像层和闭锁开关装置任一边上的直角导体，可以在较佳方法中应用开关电压。开关电压可能是直流电压或交流电压。此外，像素可能是真正的像素，或在直角导体交叉位置形成的虚拟像素。

依照本发明另一种较佳实施例，也提供一种由多个元件组成的***，其中每个元件至少有两个交替工作的条件。该***通过交替其元件的工作条件来进行工作。该***也含有一种闭锁开关层，该层的位置与与多个元件发生电接触，且任何元件的工作条件都由一种信号的应用进行交替处理，该信号被应用到元件和毗连元件的闭锁开关层的系列组合和其间的串联电接触。

本发明也试图提供一种新类型的彩色显示装置，其中颜色的产生经由一种减法彩色程序而得到运行，而不是现有技术的显示装置中所用的加法程序。

根据依照本发明的彩色显示的一种第一较佳实施例，本发明的闭锁光学的开关被用来建造新形式的彩色显示，基于产生彩色的一种减法***，而非在目前的显示中使用的加法***。依照这种较佳实施例，屏幕由三层像素闭锁光学开关组成，依照本发明，这种开关被安排在直通联接中，一个在另一个之上。这些层之一有其传导性金属色散色彩，蓝绿色，第二，红紫色和第三，黄色。这些颜色是那些照惯例在减法颜色印刷或显示过程中使用的颜色，在现有技术中已经广为人知。当在第一层中没有电压应用在像素之上时，像素的颜色是金属的色彩，即蓝绿色。如果开关层被正确建造，而且材料得到正确选择，没有太高或太低的金属浓度，那么具有一种增加电压的像素的电极应用，引起像素从其不透明蓝绿色变为事实上完全透明颜色。第二层具有同样的情形，任何像素都能从一种完全不透明的红紫色转变到事实上透明的颜色，黄色的第三层也同样如此。因为层处于系列中，因此屏幕的属性可以使任何像素都能从事实上完全透明的颜色变为蓝绿色-红紫色-黄色彩色结合的任何组合，因此提供一种模拟减法彩色印刷过程的反射显示。

虽然使用上述描述的、作为其工作元件的光学开关装置来描述这种新型彩色显示面板实施例，但是应该理解，在任何其它类型的、能经由在像素上应用的电压从透明颜色被转换到任何其它颜色的像素显示材料中，该装置也是可以工作的。

与大多数当前使用的彩色显示技术相比，这种显示具有实质上更高的分辨率和光效率，现有技术中每个像素都被再次细分为三个最初的彩色亚像素。在这种现有技术中，空间分辨率只是依照本发明的这些实施例的新型彩色显示的三分之一。此外，电效率可以只有本发明彩色显示的三分之一，因为在现有技术的亚像素显示中，举例来说，被一种绿色亚像素所覆盖的区域只是依照本发明的这些实施例所描述的绿色像素的三分之一。

因此，依照本发明一种较佳实施例，提供一种包括三个像素滤波器的彩色显示，其中每一个具有不同的颜色，依次向上叠加，相互紧密接触，以便避免它们之间的视差效果。通过对每个像素应用适当的控制电压，在每一个所述的滤波器中的每一个像素的彩色密度都能够在电方面从其最大彩色密度变化到必要的透明性。三个滤波器的颜色构成一种减法的彩色组，该组可以在较佳方法中是蓝绿色、红紫色和黄色，如传统的减法彩色印刷***所用的方法。

通过将一种反射表面放置在与显示观看边相反的三个像素滤波器之后，上文所描述的彩色显示能在较佳方法中被用作一种反射显示。在可以替换的、且较佳的方法中，通过用一种白光源从远离观看者的位置来照明显示，该显示能被用于一种透射实施例。

依照本发明另一种较佳实施例，像素彩色滤波器可以通过使用上文所描述的闭锁平面光学开关阵列来建造。平面开关由一对通常透明的平面电极所建造，其中每一个在较佳方法中都以一组平行导体形式出现，该导体呈直角排齐，以便它们可以定义一组像素。这些电极被用于将控制电压应用到开关的每个像素区域。在这些电极之间夹着一层由一种传导性材料混合物构成的开关材料，该传导性材料具有安装在其中的滤波器的颜色，且被散布在一种本质上透明的绝缘材料中。开关材料在较佳方法中可以使像素的光学透射具有连续易变性，作为应用到像素的电压的一种功能，其范围从滤波器的完全彩色密度向下一直到像素的必要透明性。

依照上文描述的较佳实施例，滤波器本身是均匀的连续层。由于联合电极结构的像素性质，它们可以获得自己的像素性质，其中该电极结构以工作方式依照电极阵列的像素将滤波器分为有效像素区域。这些电极阵列在较佳方法中是两个在彼此呈直角的方向中运行的阵列的导体，它们在交叉处定义像素。但是，本技术领域的专业人士应该清楚地明白，使用物理上按照显微镜标度被分为像素的滤波器，每个像素在较佳方法中都被它自己的电极所控制，这时本发明仍具有相等的可操作性。因此，应该理解，术语“像素”，当被用来描述滤波器时，以及作为权利要求所宣称的内容，意味着包括由于联合电极结构的像素性质而在物理上经过像素处理的滤波器，和事实上或有效地经过像素处理的滤波器。

依照本发明另一种较佳实施例，提供一种包括依次叠加的、具有不同颜色的三个像素滤波器的彩色显示，其中在每一个滤波器中的每一个像素的彩色密度都在电方面可以从其最大彩色密度转变为必要的透明性，其中三个滤波器的颜色构成一种减法颜色组。减法彩色组可以在较佳方法中包含彩色蓝绿色、红紫色和黄色。

依照本发明另一种较佳实施例，上文所描述的彩色显示也可以包括一种位于三个像素滤波器之后的反射表面，滤波器的位置位于显示观看边的对面。

此外，每一个滤波器都既可以经由用电极的通常透明的平面阵列来定义滤波器上的像素区域而得到有效的像素处理，也可以在可以替换的、且较佳的方法中，每一个滤波器都可以在物理上得到像素处理。

依照本发明另一种较佳实施例，在上述的彩色显示中，每一个像素滤波器在较佳方法中都包含一对用于应用电压的、通常透明的电极平面阵列，该电极阵列定义滤波器上的像素区域，以及放置在电极之间的材料层，该材料包括一种具有安装在其中的滤波器颜色的传导性材料混合物，且被散布在一种通常透明的绝缘材料中，以便滤波器的像素区域的光学彩色密度由应用电压所改变。传导性材料可以是一种经过精细分开的金属，该金属可以在较佳方法中从由下列构成的组合种选择：银、铁、金、铜和锌。此外，那绝缘材料可以是一种聚合物，或甚至在较佳方法中是一种环氧树脂。依照本发明一种更为较佳的实施例，传导性材料可以通过在其中联合一种染料而得到染色，或经由一种有机金属的复合体来染色。像素平面电极可以在较佳方法中用铟锡氧化物制成。

依照本发明一种更为较佳的实施例，也提供一种在显示面板中以电子方式产生颜色的方法，其包括下列步骤：

(a)提供一组三像素颜色滤波器，构成一种减法的颜色设定，滤波器的透射以电方式从最大彩色密度变化到必要的透明性，

(b)以依次叠加的方式排齐滤波器，以便对应的像素组呈线性叠放状态，

(c)应用电压到至少一组叠放的像素，在每一个滤波器中应用到一个像素，以及

(d)通过改变电压来调整至少一组叠放像素的彩色密度，以便通过该组叠放像素的光经由一种减法颜色过程获得一种预定的颜色。

在上述方法中，经由通常透明的电极像素平面阵列，每一个滤波器都可以得到有效的像素处理，其中该电极定义滤波器上的像素，或在可以替换的方法中，每一个滤波器都可以得到物理上的像素处理。

依照这个方法，显示面板在较佳方法中所具有的分辨率比对应的加法显示大约高三倍，且光效率大约比对应的加法显示高三倍。此外，依照本发明另一种较佳实施例，提供一种改良显示面板的分辨率的方法，该面板包括具有不同颜色的三组像素滤波器，该方法包括选择颜色成为减法彩色组的步骤，将滤波器进行叠置的步骤，以便每一个滤波器中至少一组对应像素得到叠放，且在一种减法模式中启动叠放的像素组。

依照本发明另一种较佳实施例，提供一种改良显示面板光效率的方法，其中该面板包括具有不同颜色的三组像素滤波器，该方法包括选择颜色成为一种减法彩色组的步骤，将滤波器进行叠放的步骤，以便每一个滤波器中至少一组对应像素得到叠放，且在减法模式中启动叠放的像素组。

上述闭锁开关装置具有压力敏感属性，其中压力的应用可以开启作为闭锁闭合的开关元件，依照上文的描述，该属性使本发明装置能根据本发明更为较佳的实施例而被用作新型的触摸面板或触摸屏。触摸面板能在较佳方法中被用作传统的触摸面板，用作一种单独的单元，安装在与其联合工作的屏幕之前，但是其中没有任何的直接电联系。在这种实施例中，触摸面板在较佳方法中由一种大型闭锁开关面板所制成，该面板由夹在两个薄透明基体之间的开关材料层组成。每一个基体上面都有一个透明导体阵列，每个阵列都在一个直角方向中。通过应用一种整体的开关电压，整个触摸屏都被保持在关闭状态。当触摸压力开启触摸屏的像素之一时，扫瞄整个面板的电子环路(扫描方式是经由两个直角阵列的导体逐栏、逐列来进行的)显示开启的像素，且因此提供关于触摸位置的信息。

在可以替换的、且较佳的方法中，触摸面板能被结合在一种显示面板中，通过将开关层结合进入显示元件的屏幕结构，通常位于显示元件层本身的上面分，以便触摸压力的效果直接与显示元件像素的工作发生交互。然后扫瞄环路必须决定触摸面板像素的系列阻抗和它下面的显示元件像素是否有改变。显示元件层能在较佳方法中是一种液晶元件层，如同在平板显示中普遍使用的那样。

依照本发明的一种较佳的触摸面板实施例，触摸面板的一种元件的阻抗改变可以改变它下面的显示元件像素的电流，且因此根据元件是否被接触来变更像素的透射或反射状态。在这种方式中，能实现一种整合的交互式触摸面板。所有上述实施例都是具有可操作性的，既可以和普遍使用的液晶显示类型使用，也可以和任何其它类型的、经由应用到它的像素元件之上的电压来操作的像素显示一起工作。

除了上文描述的闭锁平面开关而外，也存在进一步类型的闭锁平面开关，该开关在反向中操作，也就是说，当处于开启状态时，压力应用引起它们进入关闭状态。应该理解，虽然在这个应用中用压力开启的开关来描述较佳实施例，但是根据本发明更为较佳的实施例，可以建造同等的触摸面板，其中使用通过应用压力来关闭的开关。

因此，依照本发明的一种较佳实施例，提供一种触摸面板，该面板的组成包括一种具有一种第一阵列导体的第一平面电极，一种具有一种第二导体阵列的第二平面电极，其中第二导体阵列与第一导体阵列形成一个角度，以及一种压力-敏感的、位于电极之间的平面闭锁开关层。第一导体阵列和第二导体阵列在较佳方法中在它们的交叉点为触摸面板定义一组像素。方位角度可以在较佳方法中使第一和第二导体阵列本质上呈直角分布。

在上文描述的触摸面板中，开关层可以使一层区域上的压力作用可以开启该区域里面处于关闭状态的开关区域，或依照可以替换的实施例，关闭区域里面处于开启状态的开关区域。

依照本发明另一种较佳实施例，进一步提供一种依照上文所描述的触摸面板，其中压力位置的决定通过测量第一阵列中至少一个导体和第二阵列中至少一个导体之间的阻抗来进行。在可以替换的、且较佳的方法中，压力位置的决定可以通过对第一导体阵列和第二导体阵列进行循序电子扫描来进行，以便发现任何一对导体之间的阻抗变化，其中一个导体来自第一导体阵列，另一个来自第二导体阵列。

上述任何一种触摸面板都可以被覆盖在一种平板显示上，以便触摸面板可以和显示一起工作。

依照本发明另一种较佳实施例，提供一种触摸屏，其组成内容包括一种具有一种第一导体阵列的第一平面电极，一种具有一种第二导体阵列的第二平面电极，其中第二导体阵列与第一导体阵列形成一个角度，一种压力-敏感的、位于电极之间的平面闭锁开关层，以及一种位于电极之间的、与压力-敏感的、平面闭锁开关层发生电接触的平面显示层。方位角度可以在较佳方法中使第一和第二导体阵列在本质上呈直角分布。

此外，开关层可以使在第一阵列的至少一个导体和第二阵列的至少一个导体之间应用的电压可以关闭在应用电压的导体之间的平面闭锁开关层的开关区域，且启动平面显示层的对应区域。在这种触摸屏中，位于应用电压的导体之间的区域在较佳方法中定义触摸屏的像素。

在上文描述的触摸屏中，开关层可以使层的一个区域上的压力作用可以开启区域里面处于关闭状态的开关区域，或依照可以替换的实施例，在区域里面关闭处于开启状态的开关区域。

依照本发明另一种较佳实施例，进一步提供一种依照上文所描述的触摸屏，其中压力位置的决定通过测量在第一阵列的至少一个导体和第二阵列至少至一个导体之间的阻抗来进行。在可以替换的、且较佳方法中，压力位置的决定可以通过对第一导体阵列和第二导体阵列进行循序电子扫描来进行，以便发现任何一对导体之间的阻抗是否发生变化，其中一个导体来自第一阵列，另一个导体来自第二导体阵列。

依照本发明更为较佳的实施例，提供一种依照上文所描述的触摸屏，其中开关层可以使压力作用在区域里面开启处于关闭状态的开关区域，该作用也可以变更与开关区域相联的显示层的光学状态。在可以替换的、且较佳的方法中，在适用于所使用的开关层类型时，在开关区域里面关闭处于开启状态的开关区域的压力作用也可以变更与开关区域相联的显示层的光学状态。

在上述任何一种触摸屏中，平面显示层都可以在较佳方法中是一种液晶层。

附图简单说明

从下列各项结合附图的详细描述中可以得出有关本发明更为完全的理解和认识：

图1以概要方式举例说明一种闭锁平面开关，其建造和工作方式依照本发明的一种较佳实施例；

图2是一种用来决定图1显示的类型的平面闭锁开关特性的示意电路图；

图3A和3B是具有长备电偶极矩的一种分子阵列的示意图。图3A显示任意定位的分子，而图3B显示由电场应用而得到定位的分子；

图4是一种显示用作应用电压功能的LCD的光学透射的示意图；

图5以概要方式举例说明一种现有技术的有源矩阵式TFT阵列，被用来对液晶显示像素进行寻址；

图6是无源LCD和开关显示组合的一种示意图，其建造和工作方式依照本发明的一种较佳实施例；

图7是显示将被用来经由开关状态来定义图像的数据信号写入依照本发明的一种较佳实施例的显示阵列的栏和列的方法的示意图；

图8以概要方式举例说明一种无源LCD和开关显示组合，其建造和工作方式依照本发明另一种较佳实施例，该实施例使用一种适用于同时也作为闭锁开关层使用的LC层，且仍然能克服驱动线之间的短路问题；

图9显示现有技术的颜色显示示意图，显示一种由三个原色的三个亚像素构成的彩色像素，其中亚像素并排排列；

图10以概要方式显示一种新颖的减法颜色显示，其建造和工作方式依照本发明的一种较佳实施例；

图11以概要方式举例说明一种触摸屏显示，其建造和工作方式依照本发明的一种第一较佳实施例；

图12是一种独立触摸面板层的示意图，依照本发明另一种较佳实施例，用于安装在一种显示屏之上；以及

图13显示相似于图11所显示的触摸屏的触摸屏的示意图，但是在液晶和开关层之间包括一种薄的、固体传导性材料层，该材料层仅仅在z方向中具有传导性，而在x或y方向中不具有传导性。

具体实施方式

现在参考以概要方式举例说明一种闭锁平面开关的图1，其建造和工作方式依照本发明的一种较佳实施例。该装置由一对基体10组成，在较佳方法中用玻璃、石英、多元乙稀、多元酯、或一种相似的薄型片状绝缘材料制成，在其中间夹入一层开关材料14。开关材料14，依照本发明另一种较佳实施例，是一种加入金属的环氧基树脂，其制法是在硬化处理之前在一种环氧基树脂混合物中加入银、铁、金、铜、锌、铝或另外相似金属的悬浮液。环氧基树脂在较佳方法中可以是Epon树脂828，由美国德克萨斯的休斯顿壳牌化学品公司供应，该产品具有Cap-cure3-800硬化剂。这种产品，以及许多其它的适当环氧树脂的化学成分都是具有一种三琉醇交叉联接催化剂的双楔形A/表氯醇。然而，本发明的运用也能使用三琉醇之外的其它树脂，例如三苯甲烷三甘油似太，和其它商业***叉联接物。此外，甲苯、等-丙烷基酒精、乙醇、丙烯乙二醇甲基似太醋酸盐(PMA)等溶剂都能被用于为制备材料层提供具有工作性的稳定性。除此之外，依照其它实施例，一种类似二茂(络)铁或二茂(络)铁脱水羧基的阶体在制备开关材料的过程中也是有优势的。依照本发明其它的较佳实施例，开关材料能在较佳方法中通过在环氧树脂中散布传导材料而不进行硬化、即不加入硬化剂而得到制成。依照另一种较佳实施例，绝缘材料可以是一种粘合性乳胶体，例如Sylgard 516，一种由杜邦化学公司供给的高粘度硅乳胶体(美国德拉瓦州威尔明顿，或其它RTV硅生产企业)。如果使用银作为传导材料，那么它能在较佳方法中以浆状形式出现，例如6462型导体，由杜邦化学公司供给，(美国德拉瓦州威尔明顿)。金属也可以以一种精细分开的粉末形式出现，或一种胶质悬浮液形式。任何相似和相等的元件，正如本技术领域的专业人士所熟知的那样，通常都可以被用来替换上述的较佳类型，只要它们不会显著地降低装置的工作效果。

每个基体片10的外部表面都在较佳方法中涂上一层透明传导材料的一种薄层12，例如铟锡氧化物(ITO)，正如本技术领域的专业人士所熟知的那样，作为透明的电极来发挥作用。这种基体已经涂上一层传导电极，可以由例如加州Santa Rosa的NeoVac公司等许多厂商所供给。基体在较佳方法中被排齐，以便电极与开关材料发生直接的接触，且开关驱动电压V被连接到这些电极。开关材料层的厚度，对于那些具有平铺或挤压开关材料的开关而言，能由具有所需尺度的垫片元件16的使用所控制，该元件位于基体之间。针对这种装置的开关材料层的方便厚度能在较佳方法中处于20到100μm的范围中，在这个范围里，针对位于硬化环氧基树脂中的5％左右浓度的银而言，临限开关电压大约位于30到60伏的范围中。

对于那些具有自旋涂层的开关材料的开关而言，通常不需要垫片，且层厚度由涂层过程和材料的特性所决定。针对这种装置的开关材料层的方便厚度要薄很多，且在较佳方法中处于50nm到2μm的范围中。但是，应该强调，上面提到的这些厚度和典型临限电压不是限制性的，而在具有这些范围外面的厚度、且开关电压等量于这些厚度时，闭锁开关也能以令人满意的方式工作。

现在参考图2，该图是用来决定依照本发明较佳实施例的平面闭锁开关特性的一种电路图。测试中的装置，DUT，被以串联方式连接到一种可变电压源20，以及一种高阻抗电阻器R。经过装置的电流通过监测电阻器R上面的压降而得到决定。只要应用的直流电压比一些临限值Vth低，那么就会发现实质上没有可测量的电流，所有电压都落下装置，也就是，装置被当作断路来使用。在可以替代的、且较佳的方法中，一种交流电压能被用来确定开关的特性。当应用电压超过Vth的时候，大部份应用电压被发现落到高阻抗串联电阻R上，也就是装置被用作一种低电阻。这个低电阻水平典型地处于10kohm到1Mohm之间，取决于开关的参数，例如，尽管不限于，如上文所述的开关材料的组成、传导性材料的浓度、开关的厚度和面积。因此，开关能以平行于一种闭锁电阻器的方式被定型为一种电容器，其在临限下具有一种高阻抗，且闭锁到临限上的一种低阻抗。

依照本发明，有许多不同类型的闭锁开关的较佳实施例，其特性决定开关材料中开关过渡的内存时长。这些实施例在所使用的生产方法和作为开关层的材料方面存在差异。这样，可能定义闭锁开关的五种不同较佳实施例，虽然这些实施例只是制备的开关的例证，且有许多可供本发明工作的材料和厚度组合。

1.依照一种第一实施例，闭锁开关有下列各项属性：(i)开关材料：带有三硫醇的双楔形A/表氯醇树脂或另一种商业级的交叉联结物，带由甲苯或等-丙烷基酒精用作一种溶剂；或没有任何交叉联结物的、带有用作溶剂的丙烯乙二醇甲基似太醋酸盐(PMA)的三苯甲烷三甘油似太。(ii)过程：在较佳方法中以自旋方式涂层到60nm和500nm之间的厚度。(iii)开关特性：当没有电压应用时，该材料是断路，当达到一种足够高的电压水平时，切换成一种闭合电路。(iv)分类：在开关电压消除之后，保持关闭状态达到几秒到几分钟，且在某些情况下，甚至长达几小时。它因此被分类为FM开关。而且，在开关电压消除之后，应用一种小的AC电压能够维持关闭状态长达许多个小时，且因此也被分类为SM类型的开关。

2.依照一种第二实施例，闭锁开关有下列各项属性：

(i)开关材料：带有三硫醇的双楔形A/表氯醇树脂或另一种商业级交叉联结物，带有金属胶质添加成分。(ii)过程：平铺和挤压，在较佳方法中达到20和100μm之间的厚度。(iii)开关特性：当没有应用电压时，该材料是断路，且在达到一种足够高的电压水平时，切换成一种闭合电路。(iv)分类：在开关电压消除之后，保持关闭状态达到数分钟。它因此被分类为FM开关。

而且，在开关电压消除之后，应用一种小的AC电压能够保持关闭状态长达许多个小时，且因此也被分类为SM类型的开关。

3.依照一种第三实施例，闭锁开关有下列各项属性：

(i)开关材料：带有三硫醇或另一种商业级交叉联结物的双楔形A/表氯醇树脂，带有二茂(络)铁或二茂(络)铁脱水羧基的阶体，以及带有金属胶质添加成分。

(ii)过程：平铺和挤压，在较佳方法中达到20到100pm之间的厚度。

(iii)开关特性：当没有应用电压时，该材料是断路，且在达到一种足够高的电压水平时切换成一种闭合电路。

(iv)分类：在开关电压消除时，或该电压被缩减到一种非常低的数值时，开关返回到其高阻抗状态，该状态处于从几百微秒到几毫秒的范围里。它因此被分类为PM开关。

4.依照一种第四实施例，闭锁开关有下列各项属性：

(i)开关材料：商业级的RTV硅基树脂乳胶体，带有在硬化之前就散布在它里面的铝粉末。(ii)过程：平铺和挤压，在较佳方法中达到20和100μm之间的厚度。(iii)开关特性：当没有应用电压时，该材料是断路，且当达到一种足够高的电压水平时，切换成一种闭合的电路。(iv)分类：在开关电压的消除之后，关闭状态本质上可以无限期保持。它因此被分类为FM开关。

5.依照一种第五实施例，闭锁开关有下列各项属性：

(i)开关材料：基于钛丁氧金属。这是基本的响应物，其作用在于为TiO2胶质物提供来源。钛丁氧金属和干溶剂混合，例如2-丙醇，或乙醇，然后和下列任何一种酸混合形成TiO2胶质物：

5N盐酸

pH2硝酸

pH3醋酸

(ii)过程：在较佳方法中以自旋方式涂层达到60nm到500nm之间的厚度。(iii)开关特性：当没有应用电压时，该材料是断路，且当达到一种足够高的电压水平时，切换成一种闭合的电路。通过应用一种具有高频含量的信号，开关能被重新设定到其开启状态。举例来说，如果开关被频率为100赫兹的一种三角波所关闭，那么它能通过使用一种具有相同或更高频率的矩形波形来重新设定其低传导系数状态，因为这种波形具有所需的高频含量。一般认为，擦抹机制可能是一种电压剧烈改变的结果，也就是一种电压脉冲。因此当应用一种矩形电压脉冲时，该脉冲包含的电压梯度远远大于相应三角电压脉冲中含有的电压梯度，这时开关重新设定，然而在使用相同振幅的三角电压脉冲时，它保持原有的状态。

(iv)分类：这是一种双稳态元件，其用一种波形得到关闭，而用另一种波形得到开启。它的状态由最初的三角波形来维持，即使振幅被降低。当开关电压消除几分钟之后，它的状态仍可以得到保持，因此将它分类为FM开关。在开关电压消除之后应用一种小的AC电压可以造成关闭状态被维持许多个小时，以便该开关也被归类为SM开关。

通过使用适当的波形可以立刻运行擦抹功能。

正如上文所描述的那样，在激励电压消除之后的时间里，开关保持关闭状态，直到返回它未经激励的开启状态之前，这段时间主要取决于开关材料的组成。正如已经暗示的那样，在混合物中加入某些类型的弹性体可以在应用电压消除之后缩短关闭时长。在装置上进行热加热或物理压力也能缩短装置保持其受到激励的、关闭的状态的时间。

最后，临限电压Vth的数值取决于一些独立的参数，如下列所示：

(a)开关材料中传导性材料的浓度-有一些迹象显示，浓度越高，Vth就越低。

(b)开关材料层的厚度-厚度越大，Vth就越高。

(c)应用到装置的物理压力-应用压力越大，Vth就越高。

(d)装置温度-有迹象显示，温度越高，Vth就越高。

从在许多开关材料上进行的测量来看，观察结果表明临限电压具有一种显著的趋向可以随着开关材料厚度的增加而上升，且和随着传导性材料的浓度增加而下降。此外，出现的情况是，关闭状态的开关电阻随着传导性材料浓度的增加而减少。

依照本发明一种更位较佳的实施例，该开关也可以起到一种光学开关的作用。因此，当开关由必要的驱动电压应用所关闭时，这个电压在光学开关情况下可以低于一种相等的电开关所需的临限电压，这时开关材料本质上对可见光是透明的。另一方面，当开关处于开启状态时，开关材料具有不透明的表现，这一点可以有效地将光的透射减少到一种可以忽略的水平。因此，除了它的电闭锁开关属性而外，该装置还可以起到一种闭锁光学开关的作用。作为针对这种光学闭锁开关的开关材料的绝缘基础使用的较佳材料，包括处于未经硬化处理状态的、较佳类型的环氧树脂，即没有添加硬化剂。依照一种较佳实施例，上文提到的10％浓度的6462型导体银浆状物，混合在Epon树脂828中(上文也曾提到，没有添加任何硬化剂)，可以产生良好的光学开关作用。一般而言，已经发现在针对这种光学开关而工作的材料之中，依照本发明这些较佳实施例，作为绝缘材料而使用的液体或半液体能提供最好的性能。

这种闭锁光学开关能以优势方式在一种平面屏幕显示中被用作直接驱动的、有源图像元件，不需要在其中使用任何附加的液晶元件。

对包含传导性材料添加的开关材料的性能所进行的一种可能的解释在于，依照上文提到的本发明的各种较佳实施例，无论是电的或光学的，假定具有诱电性元件的一种极性校准，其与材料的金属元件相联合。开关电场的应用引起电双偶矩与电场方向对准，将金属粒子与它们对齐，且因此为开关电流提供一种传导路径。光学属性也可以由此得到解释，双级分子的对准经过电场方向中的装置引起一种清楚的，或更清楚的光学透射路径。作用在装置上的压力效果也因为这个模式而可以得到说明，因为压力的应用将引起对准被扰乱，因此需要一种更高的电压来重新对齐双偶体、且复原完整的传导系数。对准模式在图3A和3B中得到显示，这两个图是具有长备电双偶矩的一种分子阵列的示意图。图3A显示了在应用任何电场之前的、任意定位的分子，而图3B则显示了由电场E.的应用所定位的分子。根据观察结果，依照这个模式，被对准的双偶体可以经由相联的金属粒子来提供一种更有效率的传导路径和一种更好的光学透射路径。对不含任何传导性材料添加的开关材料薄层的性能所进行的一种可能的解释在于，在开关电场的影响之下，材料经历了一种结构性相位变化，从一种无定形状态变成一种结晶状态。然而，需要理解，本发明，在其全部实施例中，可以不取决于在装置中实际工作的物理程序的性质而得到实施。

现在参考图4，该图以概要方式显示了作为应用电压功能的LCD的光学透射特性。电压曲线显示了一种典型的、低于电压V1的低平稳段水平，在这个平稳段上，元件不进行透射，且一种元件切换到其透射状态的尖锐过渡区位于值V2的上面。这个过渡区的陡度决定能在无源LCD得到多工处理的元件的数量，这一点依照上述该应用的背景部分解释内容，结合了Alt和Pleshko的理论。图4中曲线的显示针对一种通常处于关闭状态(通常为黑色模式)的LCD，但应该理解，本发明在一种通常处于开启状态(通常为白色模式)的LCD中同样适合使用，其中的差异在于透射曲线从位于较低电压的最大亮度转变为位于较高电压的最小亮度。这是由于LCD的偏光器处于一种交叉状态，不同于平行的状态。应该进一步理解，虽然图4中的曲线针对一种LCD装置，但是显示类似开关特性的其它开关图像元件经由一种更多或更少电压过渡区从一种开启状态转变为一种关闭状态，或反之亦然，且以一种类似的方式起到应用开关电压的功能，这种元件也可能在本发明中以较佳方法得到使用。

现在参考图5，该图以概要方式举例说明了一种现有技术的有源矩阵TFT阵列110，其被用来对液晶显示进行寻址处理。在这种显示中，除了液晶材料之外(为清晰起见，本图未显示)，在每个像素的电极之间夹入一种电容器112和一种薄膜晶体管114，其中晶体管与液晶材料形成串联，且电容器平行于液晶材料，通过这种安排，无源显示的多工处理限制得到减轻。当像素处于非选择状态时，TFT被用作从流通驱动电压中缓冲液晶像素的一种方法，针对具有N列的显示而言，这种非选择状态每一周期出现N-1次。当液晶材料处于非选择状态时，平行的电容器被用来维持液晶材料上的电压。

通过将适当的选择电压应用到所选的、将TFT闸门与该列像素连接的线路116，可以选择一列像素。一旦选择了一列像素，经由被应用到经由数据线路118进行TFT寻址的栏的所需电压，该列每个像素都可以得到寻址。当一个像素得到选择时，必须将所需的电压应用到这一个像素上，而不应用到任何非选择像素。那些非选择像素应该完全与经过阵列的、驱动所选像素所必需的流通电压形成隔离。在理想状态中，TFT有源矩阵被认为是一种理想的开关阵列，具有零关闭电阻，且具有无限开启电阻。这种有源矩阵的工作方式依下列描述进行：(a)适当的列选择电压被应用于TFT第一列116的闸门，非选择电压被应用于所有其它像素列的TFT闸门。(b)数据电压同时被应用到栏电极，以便对将所选择列的每个像素的电容器充电到所需的电压，也就是说，依照像素所需要的状态，充电到开和关的电压。

(c)应用于TFT第一列闸门的列选择电压被改变为一种非选择电压，且列选择电压然后被应用于第二列117。

(d)对每个后续的列而言，都重复步骤(a)到(c)，直到所有的列得到相继的选择，且像素电容器被充电到所需要的电压，即开启电压或关闭电压。因此，在每个周期中，数据被写到整个LCD的每一个像素。

一种1000×1000像素单色有源矩阵LCD有一百万个TFT，且需要与外部驱动电路形成的2000个连接。一种彩色显示具有三倍的连接。这种阵列因此很复杂，且造价昂贵，产量可能因此也较低。此外，在每个周期中将数据写入每个像素的需要也有必要处理和路由处理大量寻址信号信息，这一点涉及复杂的电路和较高的电源消散。

现在参考图6，该图是一种此处所称的准-有源LCD的示意图，该LCD的构造和工作方式依照本发明一种较佳实施例，该实施例提供图5所示的现有技术有源矩阵TFT阵列LCD的性能优势，但是没有显示该装置复杂性所产生的缺点。与无源矩阵LCD相比，这种新型显示实施例在建造方面只有稍微的复杂性，因此在一种有源矩阵TFT阵列显示上产生了显著的成本节省。

这个实施例的LCD与传统无源LCD的底座结构是相同的，且在较佳方法中包括一种前表面偏光器120，液晶材料122，该材料的厚度由夹在两个玻璃封盖平面之间的垫片123所决定，电极124被印刷在该垫片上，电极传导器以彼此呈直角的方向运行，以便在它们的交叉处定义像素，另外还包括一种极化分析器126，和针对反射LCD情形的一面镜子128。然而，本发明的LCD与现有技术的无源LCD的基本结构是不同的，区别在于增加了一种透明闭锁开关层130。在较佳方法中，这个层是由一层开关材料建造的，该材料被夹在位于一边的电极124和位于另一边的液晶材料之间。在较佳方法中，开关合成物的选择可以使开关在可见光范围内是透明的。虽然在上文这个应用中得到描述的闭锁开关适合用于这些平板显示实施例，但是应该理解，本发明在任何合适的现有技术或将来的闭锁开关装置类型中都具有相等的可操作性。

应用到LCD各种像素的电压在闭锁开关上产生的效果是一种位置化的效果。依照所考虑的较佳实施例，如果从应用到直接高于(或低于)该位置的LCD像素的电压中出现的电压(或电场)超过开关临限水平，那么只有在这些位置开关才会闭合。应用到LCD像素列的电压是0或2/3V，而那些应用到栏的电压是1/3V或V，其中V是一种大于开关临限的电压，且根据下文描述的进一步限制得到决定。对于在这个应用中得到描述的闭锁平面开关层而言，V的数值范围典型地从毫伏延伸到几百伏，取决于开关层的厚度和金属的搀杂层次。

现在参考图7，该图是举例说明对被用来定义图象的数据信号进行写操作过程的示意图，这些信号被写入图6所示的较佳类型的显示的列和栏。在选择状态中，一种被选择的列具有的应用电压为零，且所有其它列在较佳方法中具有在该时间点应用的、2/3V的电压。在所选择的列中的任何像素都将被变成黑色，即要被开启，这种像素具有被应用到该像素栏的电压V。所有不是黑色的像素在较佳方法中具有等于应用到它们栏的1/3V水平的电压。结果，将被开启的每个像素都有电压V经过它，这一点就是应用自像素的列和栏的电压之间的差别。因为电压V大于临限电压，所以这样能闭合闭锁开关。所有其它像素具有经过它们的1/3V的电压，这一点是列和栏电压的合量。因为1/3V小于临限电压，因此这个电压无法关闭应用到它的像素。

第一列上的电压然后被切换到2/3V，且第二列上的电压被减少到零位，以便第二列的数据可以得到写入。同样，依照像素是否被选择为关闭或保持开启状态，栏电压得到应用。该开关阵列的闭锁属性确保先前列中每个关闭的开关像素区域即便在它的开关电压消除之后都能保持其关闭状态达到一个显著的时间。正是上述的属性才为本发明的显示赋予了将数据写入每个列的能力，其写入方式是一次一列，不影响被写入先前写入列的数据。因此，在一个单一数据写入循环之后，所有要被开启的像素都将它们联合的开关像素关闭，且那些不要被开启的像素都将它们的开关像素开启。这个过程组成了写入数据信号的作用，这个作用定义了将在整个显示上显示图像。事实上，当每个像素写入信号都被应用时，显示像素本身可能得到暂时的开启，因为临限电压比LCD接通电压V2通常要高出许多，但这一点只是一种不影响显示的正确操作的人为产物。虽然上述的数据写入程序以电压量为1/3V和2/3V的方式得到描述，这种电压划分为应用电压提供了最宽的耐受范围，但是应该理解，本发明没有被限制在这些电压中，而是在任何电压组合中都具有相等的可操作性，这些电压的差别在所选像素上提供了正确电压，以便关闭或开启开关。

一旦图像信息写入周期结束，像素写入电压就被消除，且开关阵列的闭锁属性就确保每个关闭状态的开关像素区域即使在它的开关电压消除之后都保持一定时间的关闭状态，该时间通常比周期时间长很多。在可以替换的、且较佳方法中，开关电压没有被完全减少到零位，但被减少到某种小的剩余值，足以根据确定的方式将关闭状态的开关区域保持关闭状态达到一段几乎无限的时间，而不会危及开关的开启。这种操作模式被称为持续内存模式，下文将对此作进一步的讨论。在这个时间点，结果出现了一种被分为像素区域的开关装置，每个区域中的开关依照先前应用的写入模式处于开启或关闭状态，该写入模式代表将在这个时段在LCD上显示的图像。如果开关层在较佳方法中是均匀的、物理上没有得到像素处理的层，那么该像素区域可能是虚拟的像素，而且其中的像素区域只有由于应用到并置LCD像素的电压才能产生。

一旦写入图像在开关像素的矩阵中得到建立，依照本发明的这个较佳实施例，一种启动信号然后被应用于矩阵中的每个单元。这个启动电压被称为Vact，它可能是一种交流或直流电压，其振幅比V2大，其中V2是以肯定方式切换LCD像素所必需的电压，如图4的LCD透射曲线所示。这个启动电压同时被应用到整个开关矩阵，在较佳方法中通过一方面连接所有列导体和另一方面连接所有栏导体，且在它们之间应用启动电压而实现。所有那些联合的开关像素区域先前被保持开启状态的LCD像素现在将在液晶材料上接收零伏电压，因为本质上整个电压将在开启状态的开关中下降。因此这些像素将处于关闭状态。那些联合的开关像素在写入相位中被改变成关闭状态的LCD像素将在本质上接收整个应用电压Vact，且将因此接通，因为联合的开关是关闭的，且因此不会承载任何有意义的压降。启动电压Vact的数值一定要选择明显小于V，以便当启动电压得到应用时，它不影响开关的状态。然而，启动电压可能保持那些在其闭锁关闭状态下关闭的开关。

依照本发明的这种较佳实施例，LCD平板的这种操作模式能被称为使用一种关闭开关模式、或一种准-有源操作模式的像素驱动方法。这种较佳方法的使用结合了与显示层接触的一种闭锁开关层，与现有技术显示相比，产生了许多显著的优势：

1.理论上，能被写入这些无源类型显示的列的数目是无限的，因为写入操作是针对一种具有内存的装置而言的，而且当越来越多的像素以循序方式得到写入时，写入信息不会随时间而发生明显的衰退。这一点与TFT技术是相反的，在TFT技中，虽然该装置在寻址时起到一种关闭或开启的开关的作用，但是不具备任何的固有内存。

2.对比度比具有现有技术写入的无源显示多工方式所能获得对比度要高很多，在现有技术中，由于这种显示的RMS响应性质以及内存的缺乏，必须牺牲对比度以便增加列的数目。

3.在启动模式中，没有写入数据。启动模式能被认为是一种操作或保持信号，其工作只是为了分别开启或保持LCD像素的状态，而只有当数据被改变时，数据才需要被写入，因此可以关闭或开启开关。因此，针对公告栏、信息标示或类似的装置而言，其中数据更新不是很频繁，这时数据只需要一次写入，其后数据就断开，因为启动信号保持图像的开启状态。因为这个启动信号没有信息内容，所以必需的电路结构的复杂程度与一种传统的无源LCD显示几乎相同。然而，通常信息处理能力需要比一种传统无源LCD显示的能力少很多，因为只有需要在信息内容方面发生改变的列才需要在每个周期得到重写，典型情况下，该周期是30msec。因此，与传统无源LCD显示比较，计算机总线上的信息流要少很多。在个人计算机上的文字处理应用中，举例来说，所显示的图像能被认为是准-静态的，因为数据的更新比每30msec的周期要慢很多。结果，在大多数的计算机应用中，除了那些具有高视频含量的应用，依照本发明的较佳实施例，这种写入显示信息的方法是非常有利的。

4.有可能利用比现有技术无源显示响应快很多的液晶装置。因此，可能使用迅速的、高开关速率的、扭绞和超级扭绞向列的LCD，因为启动的液晶像素连续地接收大于或等于它们启动电压的电压，且由于和它们联合的、处于开启状态的开关，关闭的像素连续地接收一种零电压。这种情形不同于RMS-响应的LCD的情况，其中开启像素只有在RMS的意义上才接收一种‘ON′电压，且不是连续的，而关闭像素通常接收一种非零的RMS电压。

本发明的这个较佳实施例本质上是一种电源显示屏的新方法，首先通过关闭适当的开关来写入将要显示的信息显示，然后经由一种没有任何信息内容的交流或直流信号来提供电源，以便驱动有关的像素进入开启状态。在现有技术带有TFT驱动的有源矩阵显示中，在每个周期中都写入图像信息，这种周期被称为刷新周期。因为每个周期都需要对晶体管提供电源并对与每个TFT相关的电容器重新充电，这种显示消散了许多电量，这一点除了提供刷新状态之外无法实现有用的目的。依照本发明，只有当信息发生变更时，才需要写入信息，且开关在被切换进入稳定状态位置之后几乎不消耗电源，因此使驱动电路更简单，且可以显著地节约电源预算。

LC应用中的一种主要电源消耗花费在驱动电压的开关中，因为LC材料起到了一种电容器的作用，因此每当驱动电压改变时，该材料必须得到重新充电。此外，因为LC材料可能被长期应用的直流电压所伤害，所以LC材料上的电压的直流元件应该尽可能接近零位。在LC材料上的电压因此只能被设计为交流，且所选的频率要使LC开关速率比LC响应时间更快，LC响应时间为几十到几百毫秒。通过选择这种频率，LC响应开关电压的RMS，而不响应瞬时电压。基于响应时间的这些典型数值，一种适当的帧刷新率在较佳方法中是30-100Hz。然而，由于无源显示的操作需求，例如那些经常用于比较廉价的LC装置中的显示，LC电压必须被切换到比帧速率高很多的速率。这样做的理由在于，这种显示的扫瞄是逐列的，且每个开启的像素都接收一种开关电压，而每个关闭的像素都接收一种关闭电压。因此，即使当一列处于非选择状态时，其上的电压也发生切换。如果显示中有N列要切换，那么像素上有效的切换速率因此要达到N*f，其中f是帧速率。结果，虽然屏幕的帧速率可能只有几十赫兹，但是每个像素上的有效开关速率针对一种只有几十列的显示却可能达到许多千赫。结果，由于电路中出现的杂散电阻的消散，在电容器的充电和放电过程中消耗了大量的电源。

然而，通过使用依照本发明的较佳实施例建造的显示，其中信息只得到一次写入，当适当的开关处于关闭时，像素上的有效开关频率在最坏的情形中可能是f*N，但是每一图像才发生一次。然后，应用一种低很多的频率电压，只为了给所有列都彼此短路的装置提供电源，且对栏进行相同操作。这个频率可以与帧速率f同样低，因为电源同时被应用到整个屏幕中的每个像素。因为在这种无源LCD中主要的电源消耗被花费在LC电容器的充电过程中，且这种充电频率现在被从f*N有效地减少到f，驱动电源的节约是非常高的，这中电源由等于显示中列数目的一种系数所减少。

为了让上述图像信息写入周期的开关机制具有最佳的可操作性，与液晶层的电阻相比较，开关层的开启和关闭电阻是有限制的。如果RLC是液晶材料的电阻，Rswitch_Off在处于开启(off)状态的开关的电阻，且RSwitch_On在处于关闭(on)状态的开关的电阻，在较佳方法中需要：

R_{Switch_Off}＞＞R_LC

R_{Switch_On}＜＜R_LC

这个需求是理想的状态，且产生最佳的效率。然而，这种选择可能在开关的重开过程中引起问题，因为开关装置所需的电压开启和关闭经常在数值上是接近的。因此，如果在关闭状态中，开关阻抗非常低，那么它只将接收应用电压的一小部分。因此，需要应用在串联于液晶的开关上的开关电压，为了开启开关，将比被用来关闭开关的电压大出不合理的范围。为了减轻这个问题，如果开关的开启和关闭电阻都被安排得大于液晶的阻抗，那么显示装置也可能以令人满意的方式进行工作。用于开启和关闭开关的开关电压然后不会太有区别，因为大部份电压将在开关上产生。然而，依照这个较佳的实施例，针对开启的像素，由于相当水平的电源在开关上消散了，所以电源效率会被减少。

然而，依照本发明更为较佳的实施例，关于这个问题有一些替代性的解决方案。

在一种第一解决方案中，依照本发明一种较佳实施例，关闭状态的开关可能被关闭，从其高传导性状态返回一种高阻抗状态，经由一种具有不同于关闭过程的性质的信号，以便通过一种不同的机制进行重新设定。因此，举例来说，关闭操作可以通过一种电流机制来实现，其中开启操作由一种电压机制来执行。

使用上文描述的新型开关材料可应用一种第二较佳解决方案，其中描述了一些开关材料的配置这些材料在开关电压消除后很快能返回到其开启状态，测量其速度的时间标尺位于毫秒或更小的范围中，该标尺通常小于显示刷新率的周期。结果，一旦帧的显示达到了其所需的预定时间，且启动电压被消除，这时显示像素在它们的特性衰变时间内返回到它们的关闭状态，或白色状态，对于通常使用的LCD而言，其中衰变时间典型地为几毫秒，且曾被关闭的开关像素在上述毫秒范围中测量的时标里回到它们的开启状态。这样做然后可以消除将任何显著开启电压应用到开关的需要，且因此也消除了甚至使开关的关闭阻抗也要比显示元件的阻抗高的需要。

上文描述的许多新型开关材料的配置可能在可以替换的、且较佳方法中被用来完成更有效率的显示操作模式，依照下列所述：(i)-种持续内存(SM)开关材料的配置，其中只有当一个维持电压被应用到开关时，关闭状态才得到维持，在这种条件之下，它能在非常长的时间里维持它的传导性状态。这个实施例是可接收的，条件是，在排除维持信号之后，开关快速返回到它的开启状态。通常，SM开关只负责在维持电压在场时保持关闭状态，且不是所有的SM配置都能在电压排除之后快速地重新设定。(ii)一种部分内存(PM)开关材料的配置，其中在开关电压排除之后，关闭状态在典型情况下可以被保持几毫秒。通常以交流形式出现的开关电压因此被应用到像素，且在排除该电压时，其中的像素开关关闭特性的PM时标，没有应用任何的正路关闭电压。为了适当使用具有交流开关驱动电压的PM开关，必须确保驱动信号的频率足够高，以便电压靠近零的水平，该时间短于PM元件的关闭时间。(iii)含有TiO2胶质物的、基于钛丁氧金属的开关材料。通过应用一种带有高频内容的信号，这种开关能被重新设定到其开启状态。举例来说，如果开关被一种三角波所关闭，它能在较佳放中通过使用一种具有相同、或更高频率的矩形波形来被重新设定到其低传导系数状态，因为这种波形具有所需的高频内容。

依照本发明的各种实施例，使用任何上述的较佳开关材料因此可以使显示接通像素中的信息能够被擦抹，且像素能以一种具有能源效率的方式在启动电压排除之后再一次关闭，且刷新速率足够快，能满足正常的人类视觉需要。此外，对整个图像而言，不需要操作擦抹过程，该操作可以针对经过特殊选择的像素或列进行有选择的应用。擦抹程序能被认为是一种明确的电压应用步骤，其中实际使用的电压取决于所用开关的类型。对于SM配置而言，应用电压是任何小于维持电压的电压，对PM配置而言，应用电压是一种持续足够时间的有效零电压，且针对TiO2胶质添加型开关配置而言，应用电压是一种具有正确形态和频率的波形，以便它含有所需的高频元件。

需要强调的是，虽然上述较佳实施例的举例说明是使用串联LCD来进行的，且该LCD具有本应用上文所描述的新型闭锁开关，但是这不表示本发明被限制在这个组合中，而是一种新类型的总体显示驱动技术，其中信息首先被记录在一种开关阵列上，然后经由一种通常的、依照开关像素的状态操作整个显示的启动信号，该信息被转移到图像像素之上。本发明因此可以在任何类型的闭锁开关阵列中使用，包括但不限于，上文描述的有机开关、玻璃质型双稳态开关、半导体阵列双稳态开关、或任何其它适当类型的开关。一些这样类型的开关在A.Bech及它人所写的文章″用于内存应用的氧化物薄膜中的可再生的开关效果″中得到描述，该文发表在《应用物理学文献》中，Vol.77，pp.139-141(2000年7月)，此处引用，作为参考。在提到的开关类型当中，薄膜可以具有下列材料：无定形硫族化物半导体、无定形硅传导性聚合物、ZnSe-Ge异质结构，多种二元和三元氧化物，例如Nb2O5、Al2O3、Ta2O3、TiO2和NiO，一些铁电异质结构，例如BaTiO3和MIM(金属-绝缘体-金属)结构，其具有氧化物，例如TiO3、SrZrO3、SrTiO3、Ca2Nb2O7和Ta2O5，其中混有0.2％的Cr或V，作为绝缘体层。一些这样的MIM结构开关显示了多层次的开关操作，其中开启或关闭状态的电阻取决于被用来切换装置的、单个写入脉冲的长度和振幅。此外，在文章″低波段间隙成对聚合物的电流-电压特性中的内存效果″中(作者是D.M.Taylor及它人)，发表于《应用物理学杂志》，Vol.90，pp.306-309(2001年7月)，其中描述了低波段-间隙聚合物中的可逆电压感应双稳态开关现象，该聚合物为poly(4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta[2，1-b：3，4-b′]dithiophene)，被称为PCDM。同样也在这里报道了带有驱动电压的开关状态阻抗的依赖性。在授予J.F.Dewald及它人的US美国专利3,241,009号″多元电阻半导体元件″中，描述了玻璃质型双稳态开关，观察显示，其中有一些具有超过两个的电阻状态。最后，分子开关，例如M.A.Reed和J.M.Tour在文章″用分子计算″中所描述的那些开关，该文发表在2000年6月的《科学的美国人》杂志上，这种开关也可能适合本发明的应用。依照本发明另一种较佳实施例，这种开关装置的使用具有一种开启或关闭阻抗的范围，其取决于应用到装置的驱动电压，可以将本发明显示的像素切换到各种不同的灰阶。通过控制开关的关闭状态的电阻，液晶元件或任何其它图像装置上的电压降落都可能是受控制的，因为LC或其它图像装置元件与开关元件是串联的。依照这些较佳实施例，被切换的像素的亮度因此也可以得到控制。

除此之外，发明在有任何种类的像素显示面板中都可以工作，这种面板具有带有开关特征的图像元件，其中该元件经由一种电压过渡区从一种开启状态变成一种关闭状态。这种显示包括、但是不限于，LCD、磷光和发光显示。

上文说明现有技术LCD显示的表1因此可以得到重写，以便包括依照本发明上述较佳实施例的一种LCD，其具有的对比度和列数目比现有技术无源显示更高。因此结果产生了一种具有有源矩阵型显示的典型属性的显示，但其成本和制造难度相当于无源矩阵显示。与一种传统的无源矩阵LCD不同的唯一结构性差别在于添加了额外层，由于开关效果的局部性，该层模拟了每像素开关装置的效果。这一点应该使人能在大面积应用中使用廉价的无源显示，且用于需要高分辨率和对比度的应用，例如笔记本电脑显示等。除此之外，由于LCD显示性能得到增加，这种显示将改良许多廉价的手持应用，而不需要明显增加成本。

依照本发明另一种较佳实施例，液晶层本身得到适应性处理，以便起到显示的闭锁开关层的作用。这一点可能在较佳方法中通过将传导性金属散布进LC材料之内而实现，或通过调整液晶层的厚度来实现，较佳方法是将该层做得相当薄。在这种操作模式中，当电压超过临限值时，LC像素本身变成了一种关闭的开关元件，且LC元件上没有保持电压，因为它是短路。因此，与先前描述的实施例相反，在信息写入周期中，当有关的LC像素处于关闭状态时，一种超过临限电压的电压被应用任何应该在其上不产生(稳定状态)电压的像素，因此关闭该开关像素，且防止产生的电压会开启LC像素。将要开启的LC像素接收一种低于临限电压的低电压。然而，这个实施例可能是有问题的，因为当相当大的开关区域被关闭时，由于开关层(现在被整合进入LC层之内)的传导系数，驱动电极的栏和列可能是彼此短路的。那么，该装置将不能依照上文描述的方式进行工作。

现在参考图8，该图是本发明较佳实施例的一种概要说明，该实施例使用一种也适合用作闭锁开关层的LC层，且仍能克服短路问题。图8显示了显示的中央部分，且包含放置在绝缘基体上的导体阵列140，142的直角组，用于定义位于它们交叉处的像素，且用于将列和栏信号提供给像素。通过结合散布的金属添加成分，LC图像层144也被用作闭锁开关层。然而，所显示的显示与较早描述的实施例是不同的，区别在于添加了位于图像元件144和任一导体层之间的另一种薄的绝缘材料层146，以便确保在列或栏中邻近的导体之间没有短路。因此，当在所有列和栏导体之间应用启动电压时，可以关闭或开启正确的LC像素，而不会发生短路。选择绝缘材料和厚度以便提供一种阻抗，该阻抗在两种需要之间进行平衡：需要在不同的层之间维持适当的电接触，以及需要在横向提供充足的电阻以避免在毗连导体之间发生短路。因此，重要的一点在于确定当应用启动电压时，在信息被写入之后，一个足够水平的电压进入图像装置，以便开启未短路的像素，然而该电压不应该太高，其水平可以引起金属装载图像装置中的开关得到关闭，且因此使该像素短路。通过决定以串联方式连接的绝缘层和金属装载LC层上的电压分割，可以迅速发现正确水平的阻抗。现在参考图8中的层148。增加这个层的目的在于克服被描述过分局部化的开关的效果。在图6显示的先前实施例中，有一种传导性层，在较佳方法中具有ITO，覆盖全部闭锁开关层，以便当闭锁开关层的一种像素区域的一部分被关闭时，该像素开关区域的全部也是关闭的，例如由于出现了多个传导路径。依照图8的实施例，因为出现了绝缘层146，可能有源图像元件的只有部分，即恰好位于虚拟传导线之下的部分，是短路的，而像素其它应该处于短路的部分却没有短路，因为在绝缘层和图像元件之间缺少传导层。通过增加位于绝缘层和图像元件之间的一种像素棋盘格式传导层148，可以防止这种局部化传导。该层在较佳方法中以真空方式被放置在薄的绝缘层146表面之上，且在较佳方法中由一种透明传导性材料的薄层矩阵所构成，例如ITO，这些材料以适当方式得到排齐，以便每个像素区域都以有效方式得到覆盖，而不覆盖像素中间的区域。因此，由于层之间的导体矩阵，如果在像素上有局部化的传导，整个像素都是短路。如果一种很低混杂水平的金属开关材料被用在闭锁开关层中，那么相同的像素矩阵也可能用于图6的实施例中，为了在整个像素上平铺电位，如果没有像素传导矩阵，该像素可能只在有限的传导路径上才得到局部化处理。

如同先前描述的实施例一样，针对信息写入阶段、或针对启动阶段，也不必需一种正确的电压。造成这一点的原因在于，在开关关闭之后，与电路中的其它阻抗相比而言，它起到一种短路的作用，不取决于被用来引起它短路的特定电压。唯一的要求是，信息写入信号大于临限电压，且关闭任何开关所需的最大电压与关闭任何开关所需的最小电压之间的比率不超过系数3。这一点确保了不会无意关闭开关，且另一方面，确保了不会漏过需要关闭的开关。这一点来自己知的结果，即在无源矩阵装置中，能在像素的选择状态和非选择状态中应用到像素的电压之间获得的最大瞬时(不是RMS)比率是三。对于启动阶段而言，也不需要一种准确的电压。所需要的一切就在于一种大于LC“开启”电压的电压，且该电压低于关闭开关的临限电压。造成这一点的原因在于，开关的功能仅仅在于决定有关的LC元件是否接收电压。这一点与无源矩阵、RMS驱动的LC装置是相反的，其中必须非常准确地设定开启和关闭电压。然而，如果需要使用上述不同的开关元件实施例来产生准确的灰阶图像水平，且不仅仅是二元开关水平，那么就需要在信息写入电压上进行更高水平的控制。

本发明的呈现在于通过使用与显示元件发生串联电接触的闭锁开关阵列来提供一种新型的平板显示。然而，本技术领域的专业人士应该理解，使用上述这种闭锁开关的解决方案也可以用于显示之外的其它装置，其中一种装置以串联方式与一种依照本发明实施例之一的双稳态或多稳态开关一起工作。举例来说，这些其它装置可以包括触摸屏、键盘和其它涉及一种具有交替操作状态的相似装置。为了将开关返回到它的基本状态，通常使用的已知机制在于应用一种负脉冲，但这种机制可能无法有效工作，因为，当开关与另一种装置发生串联时，且被开启时，因为其在关闭状态中具有的低阻抗，大部份应用的关闭电压脉冲不会落到开关上。因此，如果关闭过程取决于一种开关上的电场效应，那么它将不会轻易地成功。

依照本发明的较佳实施例，具有维持内存配置、部份内存配置，或TiO2胶质加法型的开关可能被用于以高开关效率关闭这些串联元件。用于装置开关的现有技术的可重设开关通常是三终端装置，其中第三个终端是一种用于切换另外两个电极(举例来说，闸电极)之间的路径电导性的控制电极，且用于切换一种闸电晶体中的源极和溢流之间的路径电导性。另一方面，符合本发明的方法所使用的闭锁开关可以作为两个终端可重设的开关来工作，且因此能够改良效率和尤其减少这种***的接线复杂程度，这种***含有的单独元件的状态根据***需求而得到交替。

现在参考图9，该图是现有技术彩色显示210的示意图，显示了由三个不同的彩色亚像素构成的一种彩色像素212，该像素以一种被放大的形式得到显示，且由R，G和B标记三原色。这三个亚像素，R，G，B，并排位于较大的复合像素210中。所显示的显示是自己发光的，如同从显示射入观众眼睛216的光线214所示。依照这种现有技术显示，所看到的颜色以加法方式由被三个亚像素所显示的三原色形成，这些亚像素按照不同的预定强度得到增加，以便产生所需要的颜色。

然而，还有可以替换的方法来用基础颜色产生全范围颜色，那就是减法过程，这一点广泛用于照相和印刷业，尤其用于数字印刷业中。在这些应用中，所需要的效率和分辨率通常特别高于显示监视器所需的效率和分辨率。通过以相互叠加的方式显示基础的彩色像素，可以获得这些特性，这一点不同于现有技术加法***显示中并排放置的方法。通过这个方法，每个复合像素需要不大于亚像素的尺寸，因此在分辨率方面立刻提供了一种三重改良。除了经过改良的分辨率，减法***也能够产生一种以更高的光效率形式出现的性能改良。

减法过程中的混色配置不同于加法过程的配置。减法***包括彩色染料或从光谱的选择区域吸收功率的滤波器，因此被命名为减法。三个滤波器典型地以串联方式放置。因此，举例来说，一种在白光下被看成蓝绿色的染料吸收来自入射白光的长波(红色)光，因此留下蓝绿色通过。通过控制蓝绿色染料或墨水的数量，可以控制图像中的红色数量。这个过程被用于反射媒体，举例来说，摄影、彩色打印机。在彩色印刷方面，打印机墨水的染料吸收某颜色，且任何不被吸收的剩余颜色产生所需的可见色彩。

在一种减法***中取得大范围颜色通常是经由以蓝绿色、红紫色和黄色(CMY)出现的滤波器来实施的。蓝绿色与红紫色汇接产生蓝，蓝绿色与黄色产生绿色，红紫色与黄色产生红色。

在印刷工业中，其通过反射到眼睛的光线而产生看得见的产品，经由减法彩色***，通过将一层颜色置于另一层颜色之上可以取得所需的颜色。在任何通过相互叠加的彩色像素调变来利用光的技术中，不同与像素并排排列的方法，一定要用减法彩色***。

为了经由蓝绿色、红紫色、黄色(CMY)***显示颜色，必须能形成CMY颜色的任何凸起组合。这意味着，应该可能引起彩色C的一部分a通过，彩色M的一部分β通过，且彩色Y的一部分γ通过，以便：

αα+β+γγ＝1和αα，ββ，γγ≥1

实际上，这意味着，如果一种显示的实施要包括这些特性，那么分别为蓝绿色、红紫色和黄色的三个光学元件一定要以串联方式得到使用，且每个单独元件必需能够从完全透明性，即完全光投射，以其最大密度变为任何一种单色，蓝绿色、红紫色和黄色。根据申请者最佳的理解，这一点目前在液晶材料中还是不可能的，而液晶材料在平面显示中是使用最普遍的媒介。通过在液晶图像元件(层)上放置一种滤波器，这种液晶材料只能从完全不透明度，即没有光投射，变为任何给定的颜色。因此，这种材料不能将其投射水平从任何给定颜色向下扩充到透明性。为了实施一种需要这个属性的减法显示监视器，有必要生产一种新类型的显示构造和工作方式，如上述本发明的各种较佳实施例所提供的那样。

现在参考图10，该图以概要方式显示一种新型减法彩色显示，其建造和工作方式依照本发明的一种较佳实施例。该显示是一种反射显示，且含以串联方式放置在一种反射表面220之前的三个可变彩色滤波器C，M和Y。每一滤波器元件都在较佳方法中由一种彩色平面光学可变层所建造。这种装置的一种类型在上述关于闭锁平面开关实施例中得到了描述。在那些装置中，该装置的透射不只在电方面是可控制的，它还被闭锁，即在变更它的光学透射水平之后，在电压排除时，该装置可以在一段时间里保持它的闭锁颜色水平。然而，需要理解，在任何适当类型的平面彩色透射装置中，本发明都具有相等的可操作性，只要该透射装置的光学密度能经由一种控制信号而得到改变，无论该透射装置是闭锁类型还是非闭锁类型。

依照本发明的这种较佳实施例，屏幕由以串联方式相互叠加排列的三层像素光学可变层，C、M、Y，组成，其中在它们之后有一种反射的无源面板220。层C之一具有染成蓝绿色的、散布的传导性金属粒子，第二层具有M红紫色，第三层具有Y黄色。根据本技术领域中已知的、将这种颜色加入金属粒子较佳方法，散布的金属粒子能获得所需的颜色，其方法范围从胶质粒子对染料的简单物理吸附作用到部分金属粒子产生合适染色的有机金属复合物。虽然为了描述清楚的目的，三个分开的像素光学层屏幕阵列在图10中以广泛分开的方式得到显示，但是应该理解，实际上，三层相互叠加，形成有效的接触，以便产生一种具有最小视差的薄屏幕。

当没有在第一层中的像素222上应用电压时，像素颜色是金属的颜色，即蓝绿色。如果开关层得到正确的建造，且材料得到正确选择，没有太高或太低的金属浓度，那么对该像素的电极应用的一种增加电压引起像素逐渐从其不透明的蓝绿色颜色变为事实上完全透明状态。如果浓度太高，当获得全部驱动电压时，像素将不会完全转为透明。如果浓度太低，像素将不会具有一种足够强的开动颜色来正确起到一种减法滤波器的作用。同样地，针对第二层，像素能从完全红紫色切换到事实上透明状态，第三层黄色同样如此。因为这些层在光学方面是串联的，屏幕因此具有的属性使其中任何复合像素都能从事实上完全透明性转变到蓝绿色-红紫色-黄色彩色组合的任何组合。屏幕由入射环境光224所观看，该光从背部反射表面220处得到反射，且整个组合因此构成一种反射显示，其模拟减法彩色印刷过程。

虽然这种新型彩色显示面板实施例的描述使用了上述光学开关装置作为它的工作元件，但是应该理解，它在任何其它类型的像素显示材料中也能具有可操作性，该显示材料能经由应用在像素上的电压从透明转变到任何其它的颜色。

依照本发明另一种较佳实施例，减法过程显示也能被应用在一种透射实施例中，其方法是使用经过三个串联放置的像素闭锁光学开关投射的一种白光源，其中每个开关具有C、M和Y颜色之一。现在参考图11，该图以概要方式举例说明了一种触摸屏显示，其建造和工作方式依照本发明的一种第一较佳实施例。这个实施例能在一种″选择一种图标″的配置中得到英哟国内，这一点在一种较佳操作模式中是显而易见的。在这种较佳实施例中，触摸屏和显示屏都被整合进入一个装置之内。在图11的较佳实施例中显示的显示屏幕是基于液晶的，但是应该了解，本发明在其它类型的适当显示元件中也具有相等的可操作性。

在图11中举例说明的触摸屏显示结构包含一种与一种平面开关层312接触的显示材料310，在较佳方法中，该材料的类型如上文应用所描述。一种位于液晶/开关组合任一侧面上的、得到合适排齐的偏光器314和分析器315依照一种较佳实施例以相互呈90°角的方式得到排齐，它们确保经过液晶透射的光使图像成为可见的图像。在较佳方法中经由在X轴方向上运行的一层透明电导体316和在Y轴方向中运行的一层相似的导体318，整个显示得到像素处理。由任何一对这种导体在其交叉点定义的显示元件/开关组合的区域构成显示的一个像素。术语“交叉点”被理解为表示一个导体投射到另一个导体的交叉点，因为空间上分开的导体并不在物理意义上彼此相交。在具有一种关闭开关的特定像素上应用的压力引起开关的开启。这种开启能在许多较佳方法中得到利用，如同下文将描述的那样。

依照一种较佳的实施例，当屏幕有一种显示的图像时，图像的每个像素都在功能上是黑色的，意谓着与该像素联合的局部性平面开关是关闭的。在这种状态中，依照一种较佳的使用方法，通过按下一种被显示的图标可以进行一种选择。图标由很多像素组成，但是通过首先经过扫瞄闭锁开关元件的整个阵列来决定显示中的任何像素是否被按压，然后决定像素位于哪个图标，这样能识别一种被选择的图标。在相等的方法中，可能决定与一个给定图标联合的任何一个开关是否已经改变了它们的状态。因为压力的应用开启开关，所以需要检查任何一个与给定图标联合的开关是否被开启。因此，目前的图像必须在较佳方法中被逐行和逐列扫瞄，且必须确认任何像素的阻抗变化。然后，与该像素联合的列或栏定义被按压的图标。

因为每个像素基本上是″平面闭锁开关″材料和显示材料的一种交互重叠，无论它是液晶或任何其它的适当显示材料，所以触觉-指示一环路可以计算这两个串联材料的每像素阻抗。该显示材料和开关材料的每像素阻抗在″ON″和″OFF″状态下都是已知的，即在开关分别处于关闭或开启状态时。为了显示屏幕上的图像，在较佳方法中将一种电压应用在每个元件上，且通过用经过该像素运行的电流来分开被应用到给定像素的电压，可以获得该像素的串联阻抗。从这个串联阻抗水平出发，可以决定开关层的串联阻抗以及它的状态，即开启或关闭。然后，这一点可以定义该像素是否被接触。

依照本发明另一种较佳实施例，其中触摸屏的操作在被称为″在一种黑色屏幕上绘画″的配置中进行，该屏幕最初完全是黑色的。依照这个实施例，写入不同于平常的写入模式，因为与平常写在白背景上的黑色字符相比较，白字符被写在黑色的背景之上。使用开关层，当像素联合的开关层被关闭时，即产生一种黑色像素时，任何像素都被″开启″。当在这种显示配置中的任何像素被按压时，下列事件会发生：(i)如第一实施例所描述的那样，扫瞄模式电压被以不变方式应用到矩阵的列和栏，且每列和栏的电流以连续方式得到检测，以便决定压力的位置。(ii)当屏幕上的一点被按压时，与该点联合的开关被开启，且显示像素转变到白色，即其关闭状态的颜色。(iii)同时，经过该像素的电流变低，以便电子环路可轻易发觉像素已经被手指压力关掉。

在上述两个实施例中，触摸屏和显示屏都被整合进入一种装置之内。依照本发明一种更为较佳的实施例，开关的操作独立于显示，作为一种外部或附加的覆盖层。这是最普遍的使用方式，其中应用触摸屏面板，如同上文背景部分所提到的那样。

现在参考图12，该图是依照一种较佳实施例、用于安装在一种显示屏之上的独立触摸面板层的一种概要例证。开关层320被夹在两个基体之间，在较佳方法中是一种易曲薄膜，例如聚酯或聚乙稀。一种基体322具有一层定型的、在X轴方向中运行的透明电导体，而另一个基体324，具有一层类似的定型导体，其在较佳方法中在Y轴方向中运行。导体在较佳方法中由铟锡氧化物组成，该氧化物具有传导性和光学透明性。定型层交叉点定义开关层的像素。

这个实施例在较佳方法中按照下列方法工作。触摸屏的所有像素最初都是关闭的。当用户压下触摸屏时，按压区域之下的像素被开启。电子环路通过先前解释的逐列扫瞄来发现这个现象。依照一种较佳实施例，电子环路只将触摸位置输入信息处理装置。依照一种第二较佳实施例，环路的安排也将反馈提供给安装触摸面板的显示屏，以便以视觉方式指示触摸的影响位置。

当含有开关材料的触摸屏面板在外面时，依照上文的描述，显示屏已经由标准显示保护层所保护，且不需要附加的保护。此外，依照这个实施例，能在″在白色上书写模式”中运行写入处理，而不是在图11所描述的″在黑色上书写″的模式中进行，因为触摸屏不是显示的一部分，且显示因此能够以独立于触摸屏的方式操作。

在上述实施例的实施中有两个复杂问题：

(i)今天使用的最通常的显示材料是一种液晶。液晶材料对压力是敏感的，且通常需要给予保护性的玻璃或塑料封盖以避免材料受到压力。然而，上述实施例需要在开关上需要压力以便操作触摸屏。

图13举例说明了克服这个问题的一种较佳方法。图13显示了一种类似于图11的触摸屏显示，且具有相同部分的命名法，但是加入了薄的固体层330，其具有一种放置在液晶和开关层之间的、只有在z方向中才具有传导性的材料，该材料不在x或y方向中具有传导性。这种薄的透明层具有一种所选水平的刚性，以便它能保护液晶材料免于能改变其透射属性的压力的伤害，但是，如果一种给定的像素开关是关闭的，该透明层仍能按照需要将电压传递到液晶材料。

如果一种对压力不敏感的固体材料被用作显示材料，那么压力问题就消除了。在可以替代的、且较佳的方法中，开关层可以被放置在显示媒介之下，因此将它从压力的完全效果中隔离开来。这一点具有额外的优势，即它消除了显示清晰度或透明性方面的任何下降。(ii)，列和栏中的电流需要得到事实上连续的检测，以便决定触摸受到影响的时间和位置。这个检测决定电流是低于或高于某个水平。造成这种情况的原因在于，当在像素上应用一种电压时，电流能具有两个数值之一：

(a)I＝V/(Z_{Dispiaying medium(显示介质)}+Z_{Switching device(开关装置)，ON})；或(b)I＝V/(Z_{Displaying medium(显示介质)}+Z_{Switching device(开关装置)，OFF})；

其中Z指示阻抗，Z_{Displaying medium}(显示媒介)表示显示媒介本身的阻抗，且Z_{switching device}(开关装置)，ON和Z_{Switching device}(开关装置)，OFF分别表示开关的ON和OFF阻抗。对于图12显示的实施例而言，其中只用了一个触摸面板，Z_{Displaying medium}(显示媒介)的数值是零，且所测量的阻抗只是开关装置的阻抗。

本技术领域的专业人士将理解，本发明不限于上文特别显示和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和亚组合，以及本技术领域的专业人士在阅读上述描述时能想到的、不存在于现有技术中的各种变更和修改。

Claims (122)

1.一种开关装置，其包含：

一对用于应用一种开关电压的电极；和

一种置于所述的电极之间的开关材料，所述的开关

材料包含一种散布在一种绝缘

材料内的传导性材料的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的开关材料可以使开关装置只有当所述的电压比一种预定的临限电压高时，才为关闭状态。

3.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的开关材料可以使所述的开关装置为双稳态。

4.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的开关材料可以使所述的开关装置被闭锁。

5.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的绝缘材料是一种环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的一种开关装置，其中所述的环氧树脂未经硬化处理。

7.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的绝缘材料是一种聚合物。

8.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的传导性材料是一种金属。

9.根据权利要求8所述的一种开关装置，其中所述的金属从由银、铁、金、铜、铝和锌所组成的一组中被挑选出来。

10.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的传导性材料的浓度处于0.005％到20％的范围中。

11.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的绝缘材料是一种有机的溶剂且所述的传导性材料在所述的溶剂中是一种金属的杂质。

12.根据权利要求1所述的一种开关装置，其也包含一种压电元件，可以在所述的开关关闭时将其开启。

13.根据权利要求12所述的一种开关装置，其中所述的压电元件散布于所述的开关材料中。

14.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的开关材料也包含一种弹性体元件。

15.根据权利要求1所述的一种开关装置，其中所述的电极包含一种涂在一层薄的绝缘片上的透明传导性层。

16.根据权利要求15所述的一种开关装置，其中所述的透明传导性层由铟锡氧化物组成。

17.根据权利要求1到15中的任何一条的一种开关装置，其中所述的装置是一种信息储存内存。

18.一种闭锁开关装置包含：一对用于应用一种开关电压的电极；和

一种在所述的电极之间的聚合的开关材料，所述的材料在闭锁的电传导性状态之间进行开关的操作，起到一种所述的开关电压的功能；

其中所述的开关装置在所述的开关电压消除之后，通过一种维持电压的应用仍维持其闭锁状态，该维持电压实质上少于所述的开关电压。

19.根据权利要求18所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料是一种环氧树脂。

20.根据权利要求18所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料本质上为光学透明性。

21.根据权利要求18所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料在本质上通过一种旋转涂层被存放在室温下。

22.根据权利要求18所述的一种开关装置，其中所述的装置是一种信息储存内存。

23.一种闭锁开关装置包含：

一对用于应用一种开关电压的电极；和

一种在所述的电极之间的聚合的开关材料，所述的材料在

闭锁的电传导性状态之间进行开关的操作，起到一种所述的开关电压的功能；

其中所述的开关装置在所述的开关电压消除之后仍暂时维持其闭锁状态，实质上在其转为非闭锁状态之前，维持的时间小于一秒钟。

24.根据权利要求23所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料是一种环氧树脂。

25.根据权利要求23所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料本质上是光学透明。

26.根据权利要求23所述的一种闭锁开关装置，其中所述的聚合材料在本质上通过一种旋转涂层被存放在室温下。

27.根据权利要求23所述的一种开关装置，其中所述的装置是一种信息储存内存。

28.一种闭锁开关装置包含：

一对用于应用一种开关电压的电极；和

一种在所述的电极之间的环氧开关，所述的材料在闭锁的电传导性状态之间进行开关的操作，起到一种所述的开关电压的功能；

其中所述的开关装置在所述的开关电压消除之后仍暂时维持其闭锁状态，实质上在其转为非闭锁状态之前，维持的时间超过十秒钟。

29.根据权利要求28所述的一种闭锁开关装置，其中所述的环氧材料在本质上通过一种旋转涂层被存放在室温下。

30.根据权利要求28所述的一种开关装置，其中所述的装置是一种信息储存内存。

31.一种光学开关装置包含：

一对通常为透明的、用于应用一种电压的电极；和一种在所述的电极之间的通常为透明的开关材料层，所述的开关材料包含散布于一种绝缘材料内的传导性材料混合物。

32.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的开关材料使所述的开关装置的光学透射成为所述的应用电压的一种功能。

33.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的开关材料使所述的光学开关装置为双稳态。

34.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的开关材料使所述的开关装置为闭锁状态。

35.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的绝缘材料是一种环氧树脂。

36.根据权利要求35所述的一种光学开关装置，其中所述的环氧树脂未经硬化处理。

37.根据权利要求31所述的一种开关装置，其中所述的绝缘材料为一种聚合物。

38.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的传导性材料是一种金属。

39.根据权利要求38所述的一种光学开关装置，其中所述的金属从由银、铁、金、铜、铝和锌所组成的一组中被挑选出来。

40.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的传导性材料浓度在0.005％到20％的范围中。

41.根据权利要求31所述的一种开关，其中所述的绝缘材料是一种有机溶剂，且所述的传导性材料在所述的溶剂中是一种金属杂质。

42.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其也包含一种压电元件，可以在所述的开关关闭时将其开启。

43.根据权利要求42所述的一种光学开关装置，其中所述的压电元件散布在说开关材料中。

44.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的开关材料也包含一种弹性体元件。

45.根据权利要求31所述的一种光学开关装置，其中所述的电极包含一种涂在一种薄的绝缘透明片上的透明传导性层。

46.根据权利要求45所述的一种光学开关装置，其中所述的透明传导性层由铟锡氧化物组成。

47.根据前述权利要求中的任何一条的一种装置，其中所述的装置是平面。

48.根据前述权利要求中的任何一条的一种装置，其中所述的装置是弯曲形。

49.一种开关材料包含：

一种绝缘基座材料；和

散布在整个所述的绝缘基座材料上的一种传导性材料；其中，当受到一种应用电场的影响时，所述的开关材料以闭锁的方式改变其导电系数。

50.一种开关材料包含：

一种透明绝缘基座材料；和

散布在整个所述的绝缘基座材料上和一种传导性材料；当受到一种应用电场的影响时，所述的开关材料以闭锁的方式改变其光学透射性。

51.一种显示包含：

像素图像层，所述的层的像素对应用信号而言都是可以单独寻址；和

一种与所述的图像层串联的电接触的闭锁开关层，所述的闭锁开关层的至少一种区域可以开至关闭状态，这是由应用于临近所述的至少一种区域的像素的信号引起的。

52.根据权利要求51所述的一种显示，其中所述的信号被应用到所述的像素的串联结合中，且所述的闭锁开关层的至少一种区域临近于所述的像素且与之串联的电接触。

53.根据权利要求51所述的一种显示，其中所述的图像层是一种液晶装置。

54.根据权利要求51所述的一种显示，其中所述的应用信号由多组直角导体提供，且置于所述的图像层和所述的闭锁开关层的任何一边。

55.根据权利要求51所述的一种显示，其中所述的闭锁开关层的像素被所述的应用信号关闭，且在所述的应用信号消除之后保持其电状态。

56.根据前述权利要求中的任何一条所述的一种显示，其中所述的闭锁开关层包含开关材料的一层。

57.根据权利要求56所述的一种显示，其中所述的开关材料包含散布于一种绝缘材料内的传导性材料的混合物。

58.根据权利要求56所述的的一种显示，其中所述的开关材料包含一种聚合材料。

59.根据前述权利要求中的任何一条所述的一种显示，其中所述的闭锁开关层使所述的层的一种开关区域在所述的应用信号暂时消除之后保持闭锁关闭状态，其保持时间短于所述的显示的刷新率，使所述的图像层的所述像素可能被重写，而无需应用一种擦抹信号。

60.根据权利要求59的一种显示，其中，只要一种小于所述信号的维持电压被应用于所述区域，所述的闭锁开关层就使所述层的一种开关区域在所述的应用信号消除之后保持闭锁关闭状态。

61.根据权利要求59和60其中任何一条所述的一种显示，其中所述的时间是少于5毫秒。

62.根据前述权利要求51至55中任何一条所述的一种显示，其中所述的闭锁开关层从下列集合中选出：有机开关、玻璃质类型双稳态开关、半导体阵列双稳态开关、低波段间隙成对聚合开关、非定形的硫族化物半导体、ZnSe-Ge异质结构、非定形硅传导聚合物，多种二元和三元氧化物、铁电异质结构，带有如(Ba，Sr)TiO3、SrZrO3、SrTiO3、Ca2Nb2O7和Ta2O5的氧化物的MIM结构，其中混有多达0.2％的Cr或V作为绝缘体层，和分子开关。

63.根据前述权利要求中任何一条所述的一种显示，其中所述的闭锁开关层的阻抗是所述的应用信号的一种易变功能，使所述的图像层的所述像素够开至各种不同的灰阶。

64.根据前述权利要求中任何一条所述的一种显示，其中所述的像素是真正的像素。

65.根据前述权利要求中任何一条所述的一种显示，其中所述的像素是虚拟像素，在所述的直角导体的交叉点形成。

66.在一种显示装置中显示一种图像的方法，包含如下步骤：

提供一种分为像素的图像层，所述像素的每一种对应用开关电压而言都是可以单独寻址；

提供一种与所述图像层串联电接触的闭锁开关层；

将一种开关电压应用于一种与所述闭锁开关层串联电接触的所述图像层的像素，所述的开关电压有效地关闭场地所述像素相接触的所述闭锁开关层区域内的开关；

从而进一步将开关电压应用于所述图像层的其它像素，该图像层根据所需图像与所述闭锁开关层进行串联电接触；且

然后将一种启动电压同时应用于与所述闭锁开关层串联接触的所述图像层的多个像素，所述启动电压有效地开关所述图像层的所述像素，以便显示所述的所需图像。

67.根据权利要求66所述的方法，也包含如下步骤，将一种擦抹电压应用到与所述闭锁开关层串联电接触的所述图像层的这些像素，其中需要图像被擦抹。

68.根据权利要求66所述的方法，其中所述的开关电压通过位于所述图像层和所述闭锁开关层中任何一边的直角导体而得到应用。

69.根据权利要求66所述的方法，其中所述的开关电压是直流电压。

70.根据权利要求66所述的方法，其中所述的开关电压是交流电压。

71.根据权利要求66所述的方法，其中所述的像素是真正的像素。

72.根据权利要求66所述的方法，其中所述的像素是虚拟像素，在所述的直角导体的交叉点形成。

73.一种改变一种***的一种元件的操作条件的方法，所述***包含多个所述元件，且通过交替所述元件的所述条件变为可操作性，该方法包含如下阶段：

提供包含多个所述元件的***；

放置与多个所述元件中的至少一种串联电接触的闭锁开关层，多个所述元件中的至少一种的操作条件通过将一种信号应用到所述至少一种元件的串联结合得到交替，所述闭锁开关层临近所述至少一种元件且与之串联电接触。

74.根据权利要求73所述的方法，其中所述的信号的所述应用也可以关闭临近所述元件的所述闭锁开关层。

75.根据权利要求73所述的方法，其中所述至少一种元件的条件可以被交替，而不需要经由一种附加的控制引线来应用一种附加的控制信号。

76.根据权利要求73所述的方法，其中所述的***是一种像素显示。

77.根据权利要求73所述的方法，其中所述的***是一种触摸屏。

78.根据权利要求73所述的方法，其中所述的***是一种键盘。

79.一种***，其包含多个元件，所述的具有至少两种交替的操作条件，所述的***通过所述元件的交替的所述条件具有可操作性，且进一步包含一种闭锁开关层，其所处位置与所述多个元件的其中至少一种进行电接触，所述元件的其中至少一种的操作条件通过将一种信号应用于所述至少一种元件的串联结合中而具有交替性，且所述闭锁开关层临近所述至少一种元件且与之串联电接触。

80.根据权利要求79所述的***，其中所述至少一种元件的条件为可交替性，而无需由一种附加的控制引线所应用的一种附加的控制信号。

81.根据权利要求79所述的***，其中所述的***是一种像素显示。

82.根据权利要求79所述的***，其中所述的***是一种触摸屏。

83.根据权利要求79所述的***，其中所述的***是一种键盘。

84.一种彩色显示，包含：

不同颜色的三种像素滤波器，相互叠加在一起，每一种像素的色彩密度在每一种所述滤波器内以电的方式从其最大色彩密度变化到必要透明性，其中所述三种滤波器的颜色构成一种减法彩色组。

85.根据权利要求84所述的一种彩色显示，其中所述减法彩色组包含蓝绿色、红紫色和黄色。

86.根据权利要求84至85中任何一条所述的一种彩色显示，也包含一种反射表面，其置于所述三种像素滤波器之后，与一种边相对应，通过该边，所述显示可调节至视野领域内。

87.根据前述权利要求中的任何一条所述的一种彩色显示，其中所述滤波器的每一种有效地通过电极的通常透明的阵列进行像素处理，该电极在所述滤波器上界定像素区域。

88.根据前述权利要求中的任何一条所述的一种彩色显示，其中所述滤波器的每一种在物理上经过像素处理的。

89.根据权利要求84到86中的任何一条所述的一种彩色显示，其中所述像素滤波器的第一种包含：

一对用于应用电压的电极的通常透明的阵列，电极的所述阵列在所述滤波器上界定像素区域；且

一种材料层位于所述电极之间，所述材料包含一种具有安装在其中的所述滤波器色彩的传导性材料的混合物，该材料被散布在一种通常透明的绝缘材料中，以便所述滤波器的所述像素区域的光学彩色密度被说的应用电压所改变。

90.根据权利要求89所述的一种彩色显示，其中传导性材料是一种精细分开的金属。

91.根据权利权利要求90所述的一种彩色显示，其中所述的金属从下列集合中选出：银、铁、金、铜和锌。

92.根据权利要求89所述的一种彩色显示，其中所述的绝缘材料是一种聚合物。

93.根据权利要求89所述的一种彩色显示，其中所述的绝缘材料是一种环氧树脂。

94.根据权利要求89所述的一种彩色显示，其中所述传导性材料通过与一种染料相关联而得到染色。

95.根据权利要求90所述的一种彩色显示，其中所述传导性材料通过一种有机金属联合体的方式得到染色。

96.根据权利要求89所述的一种彩色显示，其中所述的像素电极包含铟锡氧化物。

97.在一种显示面板中电子地产生颜色的方法，包含如下步骤：

提供颜色的三种像素滤波器构成一种减法彩色组，所述滤波器的透射以电的方式从最大彩色密度变化至必要透明性；

所述滤波器互相叠加在一起，使所述滤波器的每一种的对应像素的至少一组被叠放；

将电压应用于叠放的的像素中的至少一组上，所述滤波器的每一种内放一个；且

通过改变所述电压来调整叠放的的像素的至少一种的彩色密度，使经过所述的叠放的像素组的光通过一种减法色彩程序的方式获得预定的颜色。

98.根据权利要求97所述的方法，其中所述滤波器的每一种有效地通过界定所述滤波器上的像素区域的电极的通常透明的像素阵列来进行像素处理。

99.根据权利要求97所述的方法，其中所述滤波器的每一种在物理上经过像素处理。

100.根据权利要求97所述的方法，其中所述的显示面板具有的分辩率大约比对应的加法显示的分辩率高三陪。

101.根据权利要求97所述的方法，其中所述显示面板具有的光学效率大约是一种对应的加法显示效率的三陪。

102.显示面板的经过改良的分辩率的方法包含不同颜色的像素滤波器的三组，包含如下步骤：

选择所述颜色以成为一种减法彩色组；所述滤波器互相叠加在一起，使所述滤波器每一种的对应像素的至少一组被叠放；且

启动在一种减法模式中的所述的叠放像素组。

103.显示面板的经过改良的分辩率的方法包含不同颜色的像素滤波器的三组，包含如下步骤：

选择所述颜色以成为一种减法彩色组；所述滤波器互相叠加在一起，使所述滤波器每一种的对应像素的至少一组被叠放；且

启动在一种减法模式中的所述的叠放像素组。

104.一种触摸面板包含：

第一平面电极，其具有导体的一种第一阵列；

第二平面电极，其具有导体的一种第二阵列，该导体与所述的导体第一阵列形成一种角度；且

一种压力-敏感的平面闭锁开关层置于所述电极之间。

105.根据权利要求104所述的一种触摸面板，其中所述的导体第一阵列与所述的导体的第二阵列的交叉点在它们的交叉点针对所述触摸面板界定一组像素。

106.根据权利要求104所述的一种触摸面板，其中所述的角度使所述的导体的第一和第二阵列本质上为直角。

107.根据权利要求104所述的一种触摸面板，其中所述开关层使所述层的一种区域上的压力作用能够在所述区域内开启关闭开关区域。

108.根据权利要求104所述的一种触摸面板，其中所述开关层使所述层的一种区域上的压力作用能够在所述区域内关闭开启开关区域。

109.根据权利要求107和108的任何一条所述的触摸面板，其中所述压力的位置由阻抗测量决定，该阻抗在所述第一阵列的导体的至少其中之一与所述第二阵列的导体的至少其中之一这二者之间。

110.根据权利要求107和108的任何一条所述的触摸面板，其中所述压力的位置由导体的所述第一阵列和导体的所述第二阵列的顺序电子扫描决定，以便探测导体的任何一对之间的阻抗变化，一个来自导体的所述第一阵列，另一个来自导体的所述第二阵列。

111.根据前述权利要求中的任何一条所述的触摸面板，其中所述的触摸面板在一种平的面板显示上被覆盖，以便所述触摸面板能够与所述显示一起进行操作。

112.触摸屏包含：

第一平面电极，其具有一种导体的第一阵列；

第二平面电极，其具有一种导体的第二阵列，与导体的所述第一阵列形成一种角度；

一种压力-敏感，平面闭锁开关层置于所述电极之间；和

一种平面显示层，置于所述电极之间，且与压力-敏感，平面闭锁开关层产生电接触。

113.根据权利要求112所述的一种触摸屏，其中所述角度使导体的第一和第二阵列本质上为直角。

114.根据权利要求112所述的一种触摸屏，其中所述开关层使应用于所述第一阵列的所述导体的至少其中之一和所述第二阵列的所述导体的至少其中之一之间的一种电压能够可操作性地关闭所述导体之间的所述平面闭锁开关层的开关区域，所述电压被应用于该所述导体，且启动所述平面显示层的一种对应区域。

115.根据权利要求114所述的一种触摸屏，其中电压被应用于所述导体之间的所述区域，该区域界定所述触摸屏的像素。

116.根据权利要求112所述的一种触摸屏，其中所述开关层使所述层的一种区域上的压力作用能够开启所述区域内的关闭开关区域。

117.根据权利要求112所述的一种触摸屏，其中所述开关层使所述层的一种区域上的压力作用能够关闭所述区域内的开启开关区域。

118.根据权利要求116和117中任何一条所述的一种触摸屏，其中所述压力的位置由阻抗测量决定，该阻抗在所述第一阵列的导体的至少其中之一与所述第二阵列的导体的至少其中之一这二者之间。

119.根据权利要求116和117中任何一条所述的一种触摸屏，其中所述压力的位置由导体的所述第一阵列和导体的所述第二阵列的顺序电子扫描决定，以便探测导体的任何一对之间的阻抗变化，一个来自导体的所述第一阵列，另一个来自导体的所述第二阵列。

120.根据权利要求116所述的一种触摸屏，其中能够在所述区域内开启所述关闭开关区域的压力作用也能够操作性地改变与所述开关区域相关联的显示层的光学状态。

121.根据权利要求117所述的一种触摸屏，其中能够在所述区域内关闭所述开启开关区域的压力作用也能够操作性地改变与所述开关区域相关联的显示层的光学状态。

122.根据权利要求112和121中任何一条所述的一种触摸屏，其中所述平面显示层是一种液晶层。

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