CN102004343A - 集成触摸屏的液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成触摸屏的液晶显示装置，包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和触碰检测装置，该第一基板包括多个凸起以及覆盖该凸起的公共电极层，该第二基板包括一接触电极层，该触碰检测装置电连接该接触电极层，当触碰该液晶显示装置时，覆盖该触碰位置处的凸起的公共电极层与该接触电极层接触，该公共电极层提供该接触电极层一驱动电压，该触碰检测装置通过该接触电极层检测该液晶显示装置被触碰位置。该液晶显示装置的组装过程更加简单，且减小了液晶显示装置的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成触摸屏的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置因具有体积小、低辐射、低耗电等特性而被广泛应用在移动电话、个人数字助理、笔记本电脑、个人计算机和电视领域。触摸屏作为一种输入设备即具有直观、简洁、高效的特性，又具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等多种特点。对于用户而言，只需用手指轻触数字设备的屏幕上的符号或文字就能实现对设备的控制和操作，使得人机交互变得更为顺畅。
从技术原理上，触摸屏大致可分为五个基本种类，分别为：矢量压力传感触摸屏、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线触摸屏、表面声波式触摸屏。目前电阻式触摸屏的应用最为广泛。电阻式触摸屏由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层ITO，上面再盖有一层外表面经硬化处理、光滑防刮的塑料层，该塑料层的内表面也涂有一层ITO，在两层ITO之间有许多细小的衬垫料(spacer)将两层ITO绝缘隔开。当手指按压屏幕时，两层ITO之间出现一个接触点，通过侦测电场的变化，得到触摸点的X轴和Y轴坐标。对于四线电阻而言，两层ITO工作时每层均加5V电压，一个竖直方向，一个水平方向，总共需要四根线缆。
现有技术的液晶显示装置将触摸屏贴合到液晶显示装置的显示屏上，以实现触碰功能。但是，采用这种方法得到的具有触碰功能的液晶显示装置，由于需要单独对触摸屏进行组装，该液晶显示装置的生产效率低且得到的液晶显示装置较厚。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够简化组装过程并减小厚度的集成触摸屏的液晶显示装置。
一种集成触摸屏的液晶显示装置，包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和触碰检测装置，该第一基板包括多个凸起以及覆盖该凸起的公共电极层，该第二基板包括一接触电极层，该触碰检测装置电连接该接触电极层，当触碰该液晶显示装置时，覆盖该触碰位置处的凸起的公共电极层与该接触电极层接触，该公共电极层提供该接触电极层一驱动电压，该触碰检测装置通过该接触电极层检测该液晶显示装置被触碰位置。
本发明优选的一种技术方案，该接触电极层是一呈网格状分布的接触电极。
本发明优选的一种技术方案，该接触电极层为四边形，该接触电极层的四个角接收同一电压，该触碰检测装置通过测量该接触电极层四个角的电流确定该液晶显示装置的触碰位置。
本发明优选的一种技术方案，该接触电极层包括多条平行分布的接触电极。
本发明优选的一种技术方案，该触碰检测装置在每一条接触电极的两端检测电流，根据检测到的电流的线性关系，确定该液晶显示装置的沿平行于该接触电极延伸方向的触碰位置。根据形成检测电流的触碰检测装置的位置，确定该液晶显示装置的沿垂直于该接触电极延伸方向的触碰位置。
本发明优选的一种技术方案，该第二基板还包括设置在该第二基板表面的薄膜晶体管层、覆盖该薄膜晶体管层的绝缘层以及设置在该绝缘层表面的像素电极，该接触电极层设置在该绝缘层的表面，该接触电极层与该像素电极同步形成。
本发明优选的一种技术方案，该接触电极层是透明接触电极层，该接触电极层的材质是铟锡氧化物。该第一基板还包括设置在该第一基板表面的黑矩阵，该凸起设置在该黑矩阵和该公共电极层之间。
与现有技术相比，本发明的液晶显示装置将触摸屏的功能集成到该液晶显示装置的两基板之间，从而得到集成触摸屏的液晶显示装置。由于触摸屏的功能集成到该液晶显示装置的两基板之间，省去了现有技术中将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，该液晶显示装置的组装过程更加简单，且减小了液晶显示装置的厚度。本发明的集成触摸屏的液晶显示装置利用覆盖在该凸起表面的公共电极层与接触电极层接触，利用该公共电极层的电压作为驱动电压，并不需要额外的设置驱动电极和介质层，本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的结构简单，从而简化了该集成触摸屏的液晶显示装置的制作过程。
附图说明
图1是本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的第一实施方式的截面示意图。
图2是图1所示的集成触摸屏的液晶显示装置的接触电极层的结构示意图。
图3是图2所示的集成触摸屏的液晶显示装置的接触电极层的位置检测等效电路图。
图4是本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的第二实施方式的像素结构示意图。
图5是图4所示的集成触摸屏的液晶显示装置的接触电极层的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
请参阅图1，图1是本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的第一实施方式的截面示意图。该液晶显示装置10主要包括第一基板11、与该第一基板11相对设置的第二基板12，该第一基板11包括多个凸起15以及覆盖该凸起15的公共电极层16，该第二基板12包括一接触电极层124，当触碰该液晶显示装置10时，覆盖该触碰位置处的凸起15的公共电极层16与该接触电极层124接触，该公共电极层16提供该接触电极层124一驱动电压，该触碰检测装置18通过该接触电极层124检测该液晶显示装置10被触碰位置。在本实施方式中，该接触电极层124是一呈网格状分布的接触电极层124。
下面结合图1～图3，详细说明本发明的集成触摸屏的液晶显示装置10的结构。如图1所示，该液晶显示装置10包括相互平行且相对设置的该第一基板11、该第二基板12以及设置于该第一、第二基板11、12之间的液晶层。
该第一基板11包括邻近该第二基板12一侧的黑矩阵14、与该黑矩阵14相间排布的RGB彩色滤光膜13、凸起15以及公共电极16。该凸起15设置在部分黑矩阵14的表面，该公共电极层16覆盖该RGB彩色滤光膜13、另一部分黑矩阵14以及该凸起15，即该凸起15设置在该黑矩阵14和该公共电极层16之间。优选的，该公共电极层16为透明电极层，该公共电极层16的材质为铟锡氧化物。
该第二基板12包括设置在该第二基板12表面的薄膜晶体管层121、覆盖该薄膜晶体管层121的绝缘层122、设置在该绝缘层122表面的像素电极123和接触电极层124。该像素电极123所在的位置与该第一基板11的RGB彩色滤光膜13所在的位置相对，该第一基板11的凸起15所在的位置与该接触电极层124所在的位置相对。该公共电极层16与该绝缘层122之间设置有支撑物(Spacer)17，用于支撑该第一、第二基板11、12。优选的，该像素电极123与该接触电极层124均为透明电极，该像素电极123和该接触电极层124的材质是铟锡氧化物，该像素电极123和该接触电极层124同步形成。该支撑物17设置于该黑矩阵14未设置凸起15区域。
请一并参阅图2、图3，其中，图2是图1所示的液晶显示装置10的接触电极层124的结构示意图。图3是图2所示的液晶显示装置10的接触电极层124的位置检测等效电路图。该触碰电极124呈网格状且整体为四边形，该接触电极层124的四个角接受同一电压，优选的，该接触电极层124的四个角接地。该接触电极层124的四个角分别连接有触碰检测装置18，该触碰检测装置18用于检测流过该接触电极层124的四个角的电流。
该集成触摸屏的液晶显示装置10的触碰原理如下：
当触碰该液晶显示装置10时，该第一基板11的触碰位置处发生形变。该第一基板11的触碰位置处的凸起15表面的公共电极层16与该接触电极层124接触，该公共电极层16上的公共电压Vcom传导至该接触电极层124，该公共电极层16和该接触电极层124形成回路，从而有电流经过该触碰检测装置18。与现有技术的表面电容触摸屏的检测方式相似，由于触碰位置距该接触电极层124的四个角的距离不同，该触碰位置与该接触电极层124的四个角之间形成的等效电阻R1、R2、R3、R4的电阻值不同。因此，该接触电极层124的四个角处检测到的电流大小不同，根据检测到的该接触电极层124的四个角的电流值，即可计算出触摸点的X方向和Y方向的坐标。
请参阅图4，图4是本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的第二实施方式的像素结构示意图。本实施方式的液晶显示装置20与第一实施方式的液晶显示装置10结构相似。该液晶显示装置20主要包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板和触碰检测装置。该第一基板包括多个凸起以及覆盖该凸起的公共电极层，该第二基板包括接触电极层，该接触电极层包括多条平行分布的接触电极21。当触碰该液晶显示装置20时，覆盖该触碰位置处的凸起的公共电极层与该接触电极层接触，该公共电极层提供该接触电极层一驱动电压，该触碰检测装置通过该接触电极层检测该液晶显示装置被触碰位置。
该第一基板邻近该第二基板一侧包括黑矩阵、与该黑矩阵相间排布的RGB彩色滤光膜。该凸起设置在部分黑矩阵的表面，该公共电极层覆盖该RGB彩色滤光膜、另一部分黑矩阵以及该凸起。即该凸起设置在该黑矩阵和该公共电极层之间。优选的，该公共电极层为透明电极层，该公共电极层的材质为铟锡氧化物。
该第二基板包括设置在该第二基板表面的薄膜晶体管层、覆盖该薄膜晶体管层的绝缘层以及设置在该绝缘层表面的像素电极、接触电极21。该像素电极所在的位置与该第一基板的RGB彩色滤光膜所在的位置相对，该第一基板的凸起所在的位置与该接触电极21所在的位置相对。该公共电极层与该绝缘层之间设置有支撑物，用于支撑该第一、第二基板。优选的，该像素电极与该接触电极21均为透明电极，该像素电极和该接触电极21的材质是铟锡氧化物，该像素电极和该接触电极21同步形成。该支撑物设置于该公共电极层与该绝缘层之间、与未设置凸起的黑矩阵相对的位置。
请参阅图5、图5是图4所示的液晶显示装置20的接触电极层的结构示意图。该接触电极层呈相互平行的长条状，在每一条接触电极21的两端连接有触碰检测装置。该触碰检测装置检测流过每条接触电极21两端的电流，并根据检测到的电流的线性关系，确定该液晶显示装置20的沿平行该接触电极21延伸方向的触碰位置。
该集成触摸屏的液晶显示装置20的触碰原理如下：
当触碰该液晶显示装置20时，该第一基板的触碰位置处发生形变。该第一基板的触碰位置22处的凸起表面的公共电极层与其中一条接触电极21接触，该公共电极层上的公共电压传导至该条接触电极21，该公共电极层和该条接触电极21形成回路，从而有电流经过与该条接触电极21连接的触碰检测装置。该触碰检测装置根据检测到的电流的线性关系，即可确定该液晶显示装置20的沿平行该接触电极21延伸方向的触碰位置的X坐标。同时检测各触碰检测装置，根据形成检测电流的触碰检测装置的位置，确定该液晶显示装置的沿垂直于该接触电极21延伸方向的触碰位置，即可确定该触碰位置的Y坐标。由于该接触电极层呈相互平行的长条状，各个接触电极21相互独立，因此，采用本实施方式的接触电极层的液晶显示装置20能够实现多点触控。
与现有技术相比，本发明的液晶显示装置将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，从而得到集成触摸屏的液晶显示装置。由于触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，省去了现有技术中将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，该液晶显示装置的组装过程更加简单，且减小了液晶显示装置的厚度。
与现有技术相比，本发明的集成触摸屏的液晶显示装置利用覆盖在该凸起表面的公共电极层与接触电极层接触，利用该公共电极层的电压作为驱动电压，并不需要额外的设置驱动电极和介质层，本发明的集成触摸屏的液晶显示装置的结构简单，从而简化了该集成触摸屏的液晶显示装置的制作过程。
在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。
Claims (10)
1.一种集成触摸屏的液晶显示装置，包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和触碰检测装置，其特征在于，该第一基板包括多个凸起以及覆盖该凸起的公共电极层，该第二基板包括一接触电极层，该触碰检测装置电连接该接触电极层，当触碰该液晶显示装置时，覆盖该触碰位置处的凸起的公共电极层与该接触电极层接触，该公共电极层提供该接触电极层一驱动电压，该触碰检测装置通过该接触电极层检测该液晶显示装置被触碰位置。
2.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该接触电极层是一呈网格状分布的接触电极。
3.如权利要求2所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该接触电极层为四边形，该接触电极层的四个角接收同一电压，该触碰检测装置通过测量该接触电极层四个角的电流确定该液晶显示装置的触碰位置。
4.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该接触电极层包括多条平行分布的接触电极。
5.如权利要求4所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该触碰检测装置检测每一条接触电极的两端电流，根据检测到的电流的线性关系，确定该液晶显示装置的沿平行于该接触电极延伸方向的触碰位置。
6.如权利要求5所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：根据形成检测电流的触碰检测装置的位置，确定该液晶显示装置的沿垂直于该接触电极延伸方向的触碰位置。
7.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该第二基板还包括设置在该第二基板表面的薄膜晶体管层、覆盖该薄膜晶体管层的绝缘层以及设置在该绝缘层表面的像素电极，该接触电极层设置在该绝缘层的表面，该接触电极层与该像素电极同步形成。
8.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该接触电极层是透明接触电极层。
9.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该接触电极层的材质是铟锡氧化物。
10.如权利要求1所述的集成触摸屏的液晶显示装置，其特征在于：该第一基板还包括设置在该第一基板表面的黑矩阵，该凸起设置在该黑矩阵和该公共电极层之间。
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