CN101452129B - 触摸屏和触摸屏显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸屏显示装置。该触摸屏显示装置包括一触摸结构、一反馈电路、一控制电路和一开关控制电路。该开关控制电路用于控制该触摸结构的电压的输入和输出。该控制电路通过该开关控制电路为该触摸结构提供工作电压，该反馈电路反馈该触摸结构的实际工作电压到该控制电路，该控制电路根据该实际工作电压对外力施加到该触控结构所形成的触控点的坐标进行计算。该触摸屏显示装置具有精度高的优点。本发明还提供一种应用在该触摸屏显示装置的触摸屏。

Description

触摸屏和触摸屏显示装置 

技术领域

本发明涉及一种触摸屏和一种触摸屏显示装置。 

背景技术

液晶显示器和触摸屏相结合，构成一触摸屏显示装置，使得用户可以用手或者其它物体接触该触摸屏向该显示器输入信息，这样可以减少或者消除用户对其他输入设备(例如，键盘、鼠标和遥控器等)的依赖，方便用户的操作。 

请参阅图1，其是一种现有技术触摸屏显示装置的结构示意图。该触摸屏显示装置1包括一触摸屏10、一液晶显示面板17、一框胶18、一软性电路板19和一主电路板20。该触摸屏10和该液晶显示面板17通过该框胶18粘贴成一体。该软性电路板19用于实现该触摸屏10和该主电路板20间的电连接。该主电路板20包括一控制电路201。该控制电路201用于为该触摸屏10提供工作电压，并判断接触点的坐标。 

该触摸屏10包括一第一基板11、一第二基板12、一第一透明导电层13、一第二透明导电层14、一粘合层15和多个间隙子16。该第一透明导电层13设置在该第一基板11的内表面，该第二透明导电层14设置在该第二基板12的内表面，该多个间隙子16设置在该第一透明导电层13和该第二透明导电层14之间。当该触摸屏10表面无压力时，该多个间隙子16使该第一透明导电层13和该第二透明导电层14处于电绝缘状态。该粘合层15设置在该第一透明导电层13和该第二透明导电层14之间，并把该第一基板11和该第二基板12粘合在一起。该第二基板12包括一端口区121。该端口区121设置在该第二基板12的边缘区域，并和该软性电路板19电连接。 

请一并参阅图2，其是该第一透明导电层13、该第二透明导 电层14和该端口区121的结构示意图。为便于说明，以下引入笛卡儿坐标系，该坐标系包括相互垂直的X轴和Y轴。该第一透明导电层13包括一第一电极131、一第二电极132和多个第一电阻线133。该第一电极131和该第二电极132沿Y轴方向分别设置在该第一透明导电层13两端，该多个第一电阻线133沿X轴方向电连接在该第一电极131和该第二电极132之间。该第二透明导电层14包括一第三电极141、一第四电极142和多个第二电阻线143。该第三电极141和该第四电极142沿X轴方向分别设置在该第二透明导电层14两端，该多个第二电阻线143沿Y轴方向电连接在该第三电极141和该第四电极142之间。该端口区121包括一第一端口122、一第二端口123、一第三端口124和一第四端口125。该第一端口122和该第一电极131电连接，该第二端口123和该第二电极132电连接，该第三端口124和该第三电极141电连接，该第四端口125和该第四电极142电连接。 

请参阅图3，其是该触摸屏显示装置1的电路模块图。该触摸屏10通过该第一端口122、该第二端口123、该第三端口124和该第四端口125分别与该控制电路201电连接。 

当利用手指或触笔在该触摸屏10表面施加一定压力时，该第一基板11向该第二基板12发生弯曲，并使该第一透明导电层13和该第二透明导电层14相接触于一点。该第一透明导电层13和该第二透明导电层14的接触时间分为前半部分时间和后半部分时间。在前半部分时间内，该控制电路201向该第一端口122输出一高电压，向该第二端口123输出一低电压。此时该第一电极131和该第二电极132间产生一电压差，且任一第一电阻线133阻值均匀。该第二透明导电层14探测该接触点的电压值，并通过该第三端口124将该电压值输出到该控制电路201，该控制电路201将该电压值和该第一透明导电层13两端的预先工作电压相比较，并根据分压原理计算该接触点在其对应的第一电阻线133的相对位置，即该接触点的X坐标。 

在后半部分时间内，该控制电路201向该第三端口124输出一高电压，向该第四端口125输出一低电压。此时该第三电极141 和该第四电极142间产生一电压差，且该任一第二电阻线143阻值均匀。该第一透明导电层13探测该接触点的电压值，并通过该第一端口122将该电压值输出到该控制电路201，该控制电路201将该电压值和该第二透明导电层14两端的预先工作电压相比较，并根据分压原理计算该接触点在其对应的第二电阻线143的相对位置，即该接触点的Y坐标。 

和该第四电极142间产生一电压差，且该任一第二电阻线143阻值均匀。该第一透明导电层13探测该接触点的电压值，并通过该第一端口122将该电压值输出到该控制电路201，该控制电路201将该电压值和该第二透明导电层14两端的预先工作电压相比较，并根据分压原理计算该接触点在其对应的第二电阻线143的相对位置，即该接触点的Y坐标。 

发明内容

然而，该触摸屏显示装置1的控制电路201容易受外界环境影响(如温度等)，其输出到该第一透明导电层13和该第二透明导电层14的工作电压容易发生漂移，也就是说，该第一透明导电层13和该第二透明导电层14的实际工作电压可能和预先工作电压不一致。该控制电路201在计算该触摸屏10的接触点坐标时，仍按照该预先工作电压计算，从而导致该触摸屏显示装置1计算出的接触点坐标可能和实际坐标之间存在一定偏差。因此，该触摸屏显示装置1抗噪声能力较差，其进行接触点坐标计算的精度较低。 

为了解决现有技术触摸屏显示装置精度低的问题，有必要提供一种精度高的触摸屏显示装置。 

还有必要提供一种应用在该触摸屏显示装置的触摸屏。 

一种触摸屏显示装置，其包括一触摸结构、一控制电路、一反馈电路和一开关控制电路，该控制电路为该触摸结构提供工作电压，该开关控制电路控制该触摸结构的电压的输入与输出，该反馈电路反馈该触摸结构的实际工作电压到该控制电路，该控制电路根据该实际工作电压对外力施加到该触控结构所形成的触控点的坐标进行计算。 

一种触摸屏，其包括一第一导电层、一第二导电层和一开关控制电路，该第一导电层和该第二导电层相对设置。该开关控制电路包括多个信号反馈端、多个信号输入端和多个开关元件，该开关控制电路通过该多个开关元件控制该第一导电层和该第二导电层的电压的输入与输出，并通过该多个信号反馈端实现对该第 一导电层和该第二导电层实际工作电压进行反馈。 

相较于现有技术，本发明触摸屏显示装置通过该控制电路为该触摸结构提供工作电压，该反馈电路反馈该触摸结构的实际工作电压到该控制电路。因此，该控制电路可根据该实际工作电压对外力施加到该触摸结构所形成的接触点的坐标进行计算，因此该触摸屏显示装置精度较高。 

附图说明

相较于现有技术，本发明触摸屏通过该开关控制电路控制该第一导电层和该第二导电层的电压的输入和输出，且该开关控制电路的多个信号反馈端可对该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压进行反馈。因此，该触摸屏精度较高。 

图1是一种现有技术触摸屏显示装置的结构示意图。 

图2是图1所示的触摸屏显示装置的第一透明导电层、第二透明导电层和端口区的结构示意图。 

图3是图1所示的触摸屏显示装置的电路模块图。 

图4是本发明触摸屏显示装置第一实施方式的结构示意图。 

图5是图4所示的触摸屏显示装置的第一导电层、第二导电层和开关控制电路的结构示意图。 

图6是图4所示的触摸屏显示装置的电路模块图。 

图7是图4所示的触摸屏显示装置的等效电路图。 

图8是图4所示的触摸屏显示装置的驱动电压波形图。 

具体实施方式

图9是本发明触摸屏显示装置第二实施方式的结构示意图。 

请参阅图4，其是本发明触摸屏显示装置第一实施方式的结构示意图。该触摸屏显示装置2包括一触摸屏30、一显示面板37、一框胶38、一软性电路板39和一主电路板40。该触摸屏30和该显示面板37通过该框胶38粘贴成一体。该软性电路板39用于实现该触摸屏30和该主电路板40的电连接。该主电路板40包括一控制电路401和一反馈电路402。该控制电路401用于为该触摸 屏30提供工作电压，并判断接触点的坐标。该反馈电路402用于将该触摸屏30的实际工作电压反馈到该控制电路401。 

该触摸屏30包括一第一基板31、一第二基板32、一第一导电层33、一第二导电层34、一粘合层35和多个间隙子36。该第一基板31和该第二基板32相对设置，该第一基板31为弹性透明材料，该第二基板32为刚型透明材料。该第一导电层33和该第二导电层34相互配合而形成一触摸结构，其中，该第一导电层33设置在该第一基板31内表面，该第二导电层34设置在该第二基板32内表面。该多个间隙子36分散设置在该第一导电层33和该第二导电层34之间，其使得该第一导电层33和该第二导电层34在无外力作用下保持一定距离而处于电绝缘状态。该粘合层35设置在该第一导电层33和该第二导电层34之间，其使得该第一基板31和该第二基板32相互粘合。该第二基板32包括一开关控制电路321。该开关控制电路321用于控制该触摸屏30的电信号的输入和输出。 

请参阅图5，其是该第一导电层33、该第二导电层34和该开关控制电路321的结构示意图。为便于说明，以下引入笛卡儿坐标系，其包括相互垂直的X轴和Y轴。 

该第一导电层33包括一第一电极331、一第二电极332和多个第一电阻线333。该第一电极331和该第二电极332设置在该第一导电层33两端，并和Y轴平行。该多个第一电阻线333沿X轴方向电连接在该第一电极331和该第二电极332之间。该第一电极331和该第二电极332是由低阻材料制成，如铝、铜或银等。该多个第一电阻线333的间距相等，其可以为平行直线形，也可以为互不相交的折线形，且该多个第一电阻线333是由均匀高阻材料制成。 

该第二导电层34包括一第三电极341、一第四电极342和多个第二电阻线343。该第三电极341和该第四电极342设置在该第一导电层34两端，并和X轴平行。该多个第二电阻线343沿Y轴方向电连接在该第三电极341和该第四电极342之间。该第三电极341和该第四电极342也可采用如铝、铜或银等低阻材料。 该多个第二电阻线343的材料和结构与该多个第一电阻线333相同。 

该开关控制电路321包括一第一二极管322、一第二二极管323、一第三二极管324、一第四二极管325、一第五二极管326、一第六二极管327、一第一输入端351、一第二输入端352、一第一输出端353、一第二输出端354和一第三输出端355。该开关控制电路321中，该二极管322、323、324、325、326和327具有开关的作用，该第一输入端351、该第二输入端352、该第一输出端353、该第二输出端354和该第三输出端355用于传输电信号。 

该第一二极管322的阳极和该第三电极341电连接，其阴极和该第一输入端351电连接。该第二二极管323的阴极和该第一电极331电连接，其阳极和该第一输入端351电连接。该第三二极管324的阳极和该第二电极332电连接，其阴极和该第三输出端355电连接。该第四二极管325的阳极和该第二输入端352电连接，其阴极和该第三输出端355电连接。该第五二极管326的阳极和第二电极332电连接，其阴极和该第二输入端352电连接。该第六二极管327的阴极和该第四电极342电连接，其阳极和该第二输入端352电连接。该第一电极331和该第一输出端353电连接。该第三电极341和该第二输出端354电连接。 

请参阅图6，其是该触摸屏显示装置2的电路模块图。该触摸屏30通过该第一输入端351、该第二输入端352、该第一输出端353和该第二输出端354与该控制电路401电连接。该触摸屏30同时通过该第一输出端353、该第二输出端354和该第三输出端355与该反馈电路402电连接。该控制电路401和该反馈电路402电连接。 

请一并参阅图7和图8，其中，图7是该触摸屏30的等效电路图，图8是该触摸屏30的驱动电压波形图。在该触摸屏显示装置2工作中，该控制电路401向该第一输入端351输出一第一电压信号V₁，向该第二输入端352输出一第二电压信号V₂。 

当用手指或触笔在该触摸屏30表面施加一定压力时，该第一基板31发生弯曲，从而使该第一导电层33和该第二导电层34相 接触并产生一接触点344，该接触点344坐标的判断方法如下所述： 

该第一导电层33和该第二导电层34的接触时间分为t₁和t₂两部分。在t₁时间内，该反馈电路402首先发出一低电位信号，把该第一输出端353和该第三输出端355的电位拉到低电位。该第一电压信号V₁为高电位，该第二电压信号V₂为低电位。此时，该第二二极管323、该第三二极管324和该第五二极管326导通，该第一二极管322、该第四二极管325和该第六二极管327截止。该第一电压信号V₁通过该第二二极管323施加到该第一电极331，该第二电压信号V₂通过该第五二极管326施加到该第二电极332，由此使得该第一电阻线333产生均匀压降。 

该第一输出端353和该第三输出端355分别将该第一电压信号V₁和该第二电压信号V₂输出到该反馈电路402。该反馈电路402对该第一电压信号V₁和该第二电压信号V₂进行解析，产生一反馈信号，并将该反馈信号反馈到该控制电路401。 

该第三电极341作为探测电极，探测该接触点344的电压，得到一电压V_X，并通过该第二输出端354输出该电压V_X到该控制电路401。该控制电路401根据该反馈信号和分压原理，对该电压进行解析，从而计算出该接触点344的X坐标d_X。 

该控制电路401根据公式(1)计算该接触点344的X坐标d_X。 

d_X＝V_X*D_X/(V₁-V₂)                (1) 

其中，D_X为该第一导电层33在X轴方向的宽度。 

在t₂时间内，该第二电压信号V₂为高电位，该第一电压信号V₁为低电位。此时，该第一二极管322、该第四二极管325和该第六二极管327导通，该第二二极管323、该第三二极管324和该第五二极管326截止。该第二电压信号V₂通过该第六二极管327施加到该第四电极342，该第一电压信号V₁通过该第一二极管322施加到该第三电极341，由此使得该第二电阻线343产生均匀压降。 

该第二输出端354和该第三输出端355分别将该第一电压信号V₁和该第二电压信号V₂输出到该反馈电路402。该反馈电路 402对该第一电压信号V₁和该第二电压信号V₂进行解析，得到一反馈信号，并将该反馈信号反馈到该控制电路401。 

该第一电极331作为探测电极，探测该接触点344的电压，得到一电压V_Y，并通过该第一输出端353输出该电压V_Y到该控制电路401。该控制电路401根据该反馈信号和分压原理，对该电压进行解析，从而计算出该接触点344的Y坐标d_Y。 

该控制电路401根据公式(2)计算该接触点344的Y坐标d_Y。 

d_Y＝V_Y*D_Y/(V₂-V₁)                    (2) 

其中，D_Y为该第二导电层34在Y轴方向的宽度。 

该开关控制电路321的二极管322、323、324、325、326和327也可为其它开关元件，如集电极和基极连为一端的晶体管或发射极和基极连为一端的晶体管。 

相较于现有技术，该触摸屏显示装置2在其内部设置该反馈电路402和该开关控制电路321。且在工作中，通过该反馈电路402反馈该触摸屏30的实际工作电压到该控制电路401。该控制电路401进而根据该实际工作电压对该接触点344坐标进行计算，从而减少外界环境因素对该接触点344坐标计算的影响，有效提高该触摸屏显示装置2的抗噪声能力。因此，该触摸屏显示装置2的精度较高。且该触摸屏显示装置2通过该开关控制电路321控制电信号在该触摸屏30的输入和输出，有效减少该触摸屏30的端口数，使得该触摸屏30驱动简单。 

请参阅图9，其是本发明触摸屏显示装置第二实施方式的结构示意图。该触摸屏显示装置3包括一基板51、一第一导电层52、一第二导电层53、一粘合层54、一显示面板55、多个间隙子56和一主电路板57。该基板51和该显示面板55相对设置。该第一导电层52设置在该基板51表面，该第二导电层53设置在该显示面板55表面。该粘合层54设置在该第一导电层52和该第二导电层53之间，并使该基板51和该显示面板55相互粘合。 

该显示面板55包括一开关控制电路551，该主电路板57包括一控制电路571和一反馈电路572。该开关控制电路551设置在该显示面板55的边缘区域。该开关控制电路551和该开关控制 电路321的结构和功能都相同。该控制电路571和该控制电路401的结构和功能都相同。该反馈电路572和该反馈电路402的结构和功能都相同。 

该触摸屏显示装置3中，直接将该第二导电层53制作在该显示面板55的表面，可以节省一基板和一软性电路板，降低生产成本。同时，由于将该触摸屏和该液晶显示面板55制作成一体，方便组装，并且能够降低该触摸屏显示装置3的整体厚度，有利于产品薄型化发展。 

Claims (14)

1.一种触摸屏显示装置，其包括一触摸结构和一控制电路，该控制电路为该触摸结构提供工作电压，其特征在于：该触摸屏显示装置进一步包括一反馈电路和一开关控制电路，该开关控制电路控制该触摸结构的电压的输入与输出，该反馈电路反馈该触摸结构的实际工作电压到该控制电路，该控制电路根据该实际工作电压对外力施加到该触控结构所形成的触控点的坐标进行计算。

2.如权利要求1所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该触摸结构包括一第一导电层和一第二导电层，该第一导电层和该第二导电层相对设置，该第一导电层包括一第一电极、一第二电极和多个第一电阻线，该第一电极和该第二电极相互平行，并设置在该第一导电层两端，该多个第一电阻线连接在该第一导电层和该第二导电层之间，该第二导电层包括一第三电极、一第四电极和多个第二电阻线，该第三电极和该第四电极相互平行，并设置在该第二导电层两端，该多个第二电阻线连接在该第三导电层和该第四导电层之间，该第三电极和该第一电极相互垂直。

3.如权利要求2所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该触摸屏显示装置进一步包括一第一基板和一第二基板，该第一导电层设置在该第一基板表面，该第二导电层设置在该第二基板表面，该开关控制电路设置在该第二基板的边缘区域。

4.如权利要求2所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该触摸屏显示装置进一步包括一显示面板和一基板，该第一导电层设置在该基板表面，该第二导电层设置在该显示面板表面，该开关控制电路设置在该显示面板的边缘区域。

5.如权利要求2所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该开关控制电路包括一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端。

6.如权利要求5所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该开关控制电路包括多个开关元件，该多个开关元件用于控制该触摸结构的电压的输入与输出。

7.如权利要求6所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该多个开关元件包括一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管、一第四二极管、一第五二极管和一第六二极管，该第一二极管的阳极与该第三电极连接，其阴极与该第一输入端连接，该第二二极管的阴极与该第一电极连接，其阳极与该第一输入端连接，该第三二极管的阳极与该第二电极连接，其阴极与该第三输出端连接，该第四二极管的阳极与该第二输入端连接，其阴极与该第三输出端连接，该第五二极管的阳极与该第二电极连接，其阴极与该第二输入端连接，该第六二极管的阴极与该第四电极连接，其阳极与该第二输入端连接，该第一电极与该第一输出端连接，该第三电极与该第二输出端连接。

8.如权利要求2所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该反馈电路是反馈该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压到该控制电路。

9.如权利要求8所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该反馈电路根据该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压结合公式d_X＝V_X*D_X/(V₁-V₂)及d_Y＝V_Y*D_Y/(V₂-V₁)计算该触控点的X坐标d_X和Y坐标d_Y，其中V₁和V₂分别代表该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压，D_X为该第一导电层在X轴方向的宽度，D_Y为该第二导电层在Y轴方向的宽度。

10.一种触摸屏，其包括一第一导电层和一第二导电层，该第一导电层和该第二导电层相对设置，其特征在于：该触摸屏进一步包括一开关控制电路，该开关控制电路包括多个信号反馈端、多个信号输入端和多个开关元件，该开关控制电路通过该多个开关元件控制该第一导电层和该第二导电层的电压的输入与输出，并通过该多个信号反馈端实现对该第一导电层和该第二导电层实际工作电压进行反馈。

11.如权利要求10所述的触摸屏，其特征在于：该第一导电层包括一第一电极、一第二电极和多个第一电阻线，该第一电极和该第二电极相互平行，并设置在该第一导电层两端，该多个第一电阻线连接在该第一导电层和该第二导电层之间，该第二导电层包括一第三电极、一第四电极和多个第二电阻线，该第三电极和该第四电极相互平行，并设置在该第二导电层两端，该多个第二电阻线连接在该第三导电层和该第四导电层之间，该第三电极和该第一电极相互垂直。

12.如权利要求11所述的触摸屏，其特征在于：该多个信号输入端包括一第一输入端和一第二输入端，该多个信号反馈端包括一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端，该多个开关元件包括一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管、一第四二极管、一第五二极管和一第六二极管，该第一二极管的阳极与该第三电极连接，其阴极与该第一输入端连接，该第二二极管的阴极与该第一电极连接，其阳极与该第一输入端连接，该第三二极管的阳极与该第二电极连接，其阴极与该第三输出端连接，该第四二极管的阳极与该第二输入端连接，其阴极与该第三输出端连接，该第五二极管的阳极与该第二电极连接，其阴极与该第二输入端连接，该第六二极管的阴极与该第四电极连接，其阳极与该第二输入端连接，该第一电极与该第一输出端连接，该第三电极与该第二输出端连接。

13.如权利要求10所述的触摸屏，其特征在于：该控制电路根据该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压，计算被触控点的坐标。

14.如权利要求13所述的触摸屏显示装置，其特征在于：该反馈电路根据该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压结合公式d_X＝V_X*D_X/(V₁-V₂)及d_Y＝V_Y*D_Y/(V₂-V₁)计算该触控点的X坐标d_X和Y坐标d_Y，其中V₁和V₂分别代表该第一导电层和该第二导电层的实际工作电压，D_X为该第一导电层在X轴方向的宽度，D_Y为该第二导电层在Y轴方向的宽度。

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