CN101251666A - 具有整合触摸板的显示装置 - Google Patents

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李信宏
马玫生
吴元均
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周恒生
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Abstract

本发明公开了一种具有整合触摸板的显示装置，旨在提供一种将现有电容式和压力式触摸板的功能集成在一起，并且嵌入显示面板内的显示装置。本发明提高了触摸板的触发灵敏度，增强了显示装置的显示效果，并使得用户操作更加方便舒适。该装置主要包括一个薄膜晶体管基板和一个彩色滤光基板，所述薄膜晶体管基板包含像素电极，所述薄膜晶体管内表面形成透明导电涂层，所述彩色滤光基板包含一个彩色滤光玻璃层，其下表面均匀附着有传感器组，所述彩色滤光基板还包含一个彩色光阻层，所述彩色光阻层表面延伸形成多个突出部分，所述突出部分表面形成透明导电涂层，多个间隙粒子均匀地分布在薄膜晶体管基板和彩色滤光基板之间。

Description

具有整合触摸板的显示装置
技术领域
本发明涉及一种电子设备的输入及显示装置，尤其是涉及一种具有整合触摸板的显示装置。
背景技术
目前，触摸板已经发展为一种可通过显示表面有效地与电子设备对接的手段，并得到了广泛的应用。该触摸板能够与以下电子设备集成为一体或嵌入到电子设备的输入装置中，该电子设备例如是计算机、便携式信息设备、个人数字助理(PDA)和显示器，如液晶显示器(LCD)、离子体显示板(PDP)器件、电致发光(EL)器件以及阴极射线管(CRT))。触摸板允许用户通过显示表面向电子设备输入所需要的信息，使得用户可以有效减少对其它类型的输入设备(例如，键盘、鼠标、遥控器等)的需求。
现有技术中常见的触摸板主要分为压力式触摸板和电容式触摸板。其中压力式触摸板可以使用非导体触发，但是这种技术需要用户的手指用力去按压，这种触感并非很舒适，因而不够人性化。
图1是一个装有传统的压力式触摸板的液晶显示面板的示意图，该装置具有一个彩色滤光基板10，包括多个彩色滤光片13，一个薄膜晶体管基板(thinfilm transistor substrate)20，包含多个像素单元26，液晶层30存在于彩色滤光基板10与薄膜晶体管基板20之间，偏振片41和42附着在基板10、20的外表面。在基板和触点之间存在一个传导柱17和与所述传导柱17相对但并不相接触的垫片27。
触摸屏的传感器单元通过触摸上面的基板，即彩色滤光基板10而被触发。也就是说，当彩色滤光基板10被触压，传导柱17与垫片27之间的间距将会改变，从而在触压点产生一个可以被传感器检测到的电阻变化。然而，在上述结构中，对触压的敏感度取决于触压的情况。就是说，当使用一个刚性棒并且接触点区域较小的时候(方式A)触压敏感度高，反之，使用柔性工具触点区域较大的情况下触压的敏感度就低，例如使用手指或类似物时(方式B)。
电容式触摸板不需要用力地按压，但是当用户使用输入笔(如PDA输入笔)或者手上戴有手套的时候它就不能够被有效地触发。
美国第US6177918号专利案提到了一种由黑色矩阵层23-1所组成的导体作为信号层的电容式触摸板。黑色矩阵层23-1是色彩矩阵层23的一部分，形成于上基板24。一个透明的绝缘层61形成于黑矩阵材料23-1上。一个连续的保护层63，形成于绝缘层61。黑色矩阵层23-1与保护层63之间存在一定的距离。第二个透明绝缘层65形成于保护层63，普通电极28形成于第二绝缘层65。保护层63与普通电极28之间的存在着一定的距离。当用户接触触摸板时，信号层将会产生感应电容，系统便能够检测到接触点。
以上技术皆是将触摸板与彩色滤光板(CF，Color Filter)传感器集成为一体的技术，但这些触摸板只能够有效检测到压力变化和电容变化二者其中的一种。
美国第US5670755号、第US4686332号和第US6002389号专利案虽然都提到将电容式和和压力式触摸功能集成在一起的技术，但并未将触摸板嵌入液晶显示面板内。将触摸板附着在显示设备上的技术方案会影响到显示设备的亮度，并且增加显示设备的厚度。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的缺点，具有整合触摸板的显示装置。该显示装置的触摸板能够综合感知压力和电容的变化。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
具有整合触摸板的显示装置，包括一个薄膜晶体管基板和一个彩色滤光基板。所述彩色滤光基板置于所述薄膜晶体管基板的上方，其内表面与所述薄膜晶体管基板的内表面平行且相对。所述薄膜晶体管基板包含像素电极，所述薄膜晶体管内表面形成透明导电涂层。
所述彩色滤光基板的外表面层是一个偏振片(PF，polarizer film)，以降低漏光，提高显示质量。所述彩色滤光基板包含一个彩色滤光玻璃层(CF glass，Color Filter glass)，所述彩色滤光玻璃层(CF glass)下表面均匀附着有传感器组，当所述彩色滤光基板的外表面层被触压时，所述彩色滤光基板的外表面层与所述传感器组之间会产生一个能被所述传感器组检测到的电容变化。一个透明的绝缘层形成于所述传感器组上，以保证传感器组不受无关信号的干扰。一个彩色光阻层(Color Resist)位于所述彩色滤光基板的透明绝缘层下方，所述彩色光阻层表面延伸形成多个突出部分，所述突出部分表面形成透明导电涂层。当所述彩色滤光基板的外表面层被足够压力触压时，会产生轻微的形变，使位于触压点下方的所述突出部分与所述薄膜晶体管基板发生电性接触，形成可以被系统检测到的电压的变化。
多个间隙粒子均匀地分布在薄膜晶体管基板和彩色滤光基板之间，以防止出现无意的或者接触压力不够的情况下所述彩色滤光基板的突出部分与所述薄膜晶体管基板之间互相电性接触。
本发明中所述间隙粒子由感光间隙材料(photo spacer)与绝缘衬垫组成。所述彩色滤光玻璃层的厚度介于0.1～0.3mm之间。所述透明导电涂层可以是氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxides)或者其它透明导电材料。所述传感器组为电容接触式传感器组(Capacitive touch sensor set)。本发明将电容式和压力式触摸板的功能集成在一起，并且将其嵌入显示装置面板内，有效地提高了触摸板的触发灵敏度，触摸板与显示设备结合紧密，使得整个显示装置的厚度减小，结合感光间隙材料和透明导电涂层的应用同时增强了显示装置的显示效果，并使得用户操作更加方便舒适，更人性化。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1是现有技术中压力式触摸板的剖视图。
图2是现有技术中电容式触摸板的剖示图。
图3是本发明实施例中整合的触摸板显示装置之剖视图。
图4是本发明实施例中用户通过手指输入使触摸板产生电容感应的剖示图。
图5是本发明实施例中用户使用输入笔或者刚性输入工具压按使触摸板形成压力感应的剖示图。
具体实施方式
参考图3，是本发明实施例中整合的触摸板之剖视图。具有整合触摸板的显示装置，包括一个薄膜晶体管基板10和一个彩色滤光基板20。所述彩色滤光基板置20于所述薄膜晶体管基板10的上方，其内表面201与所述薄膜晶体管基板10的内表面101平行且相对。所述薄膜晶体管基板10包含像素电极11，所述薄膜晶体管基板10的内表面101形成氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxides)涂层102。
所述彩色滤光基板20的外表面层27是一个偏振片(PF，polarizer film)，以降低漏光，提高显示质量。所述彩色滤光基板20包含一个彩色滤光玻璃层(CF glass，Color Filter glass)26，厚度介于0.1～0.3mm之间，最佳厚度为0.2mm。所述彩色滤光玻璃层(CF glass)26下表面均匀附着有接触电容式传感器组(Capacitive touch sensor set)25，当所述彩色滤光基板的外表面层27被触压时，所述彩色滤光基板20的外表面层27与所述传感器组25之间会产生一个能被所述接触电容式传感器组25检测到的电容变化。一个透明的绝缘层24形成于所述接触电容式传感器组25上，以保证接触电容式传感器组25不受无关信号的干扰。一个彩色光阻层(Color Resist)23位于所述彩色滤光基板20的透明绝缘层24下方，所述彩色光阻层23表面延伸形成多个突出部分21，所述突出部分21表面形成氧化铟锡(ITO)涂层202。当所述彩色滤光基板20的外表面层27被足够压力触压时，会产生轻微的形变，使位于触压点下方的所述表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层202的突出部分21与所述表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层102的薄膜晶体管基板10内表面101发生电性接触，形成可以被系统检测到的电压的变化。
由感光间隙材料(photo spacer)粒子22与绝缘衬垫12组成的多个间隙粒子组均匀地分布在薄膜晶体管基板10和彩色滤光基板20之间，以防止出现无意的或者接触压力不够的情况下所述彩色滤光基板20的表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层202的突出部分21与所述表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层102的薄膜晶体管基板10内表面101之间互相电性接触。
如图4所示，当用户的手指接触到所述触摸板外表面层27时，彩色滤光基板20的外表面层27与所述传感器组25之间会产生一个能被所述接触电容式传感器组25检测到的电容变化。该电容变化将通过信号放大电路(图中未表示)放大并传递给系统，系统通过检测电容的变化情况就可以检测到触点，并对其进行定位。
如图5所示，用户使用输入笔时，所述彩色滤光基板20的外表面层27被足够压力触压而产生轻微的形变，使位于触压点下方的所述表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层202的突出部分21与所述表面形成有氧化铟锡(ITO)涂层102的薄膜晶体管基板10内表面101发生电性接触，通过信号放大电路(图中未表示)，系统便能够检测到放大的电信号并对触点进行定位。
虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明之保护范围当以权利要求为准。

Claims (9)

1、一种具有整合触摸板的显示装置，包括一个薄膜晶体管基板和一个彩色滤光基板，其特征在于：所述彩色滤光基板置于所述薄膜晶体管基板的上方，其内表面与所述薄膜晶体管基板的内表面平行且相对，所述薄膜晶体管基板包含像素电极，所述薄膜晶体管内表面形成透明导电涂层，所述彩色滤光基板包含一个彩色滤光玻璃层，其下表面均匀附着有传感器组，所述彩色滤光基板还包含一个彩色光阻层，所述彩色光阻层表面延伸形成多个突出部分，所述突出部分表面形成透明导电涂层，多个间隙粒子均匀地分布在薄膜晶体管基板和彩色滤光基板之间。
2、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管基板的外表面附着有一个偏振片。
3、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述传感器组上形成有一个透明的绝缘层。
4、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述均匀分布在薄膜晶体管基板和彩色滤光基板之间的间隙粒子由感光间隙材料与绝缘衬垫组成。
5、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透明导电涂层为氧化铟锡。
6、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩色滤光玻璃层的厚度介于0.1～0.3mm之间。
7、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述传感器组为电容接触式传感器组。
8、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩色滤光基板的外表面层被触压时，所述彩色滤光基板的外表面层与所述传感器组之间会产生一个能被所述传感器组检测到的电容变化。
9、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩色滤光基板的外表面层被触压时，会产生形变，使位于触压点下方的所述突出部分与所述薄膜晶体管基板发生电性接触，形成可以被系统检测到的电压的变化。
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