CN102541329B - 触控式面板以及包括该面板的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控式面板以及包括该面板的显示装置，该触控式面板包括：第一坐标侦测层，第二坐标侦测层；所述触控式面板还包括设置于所述第一坐标侦测层和所述第二坐标侦测层之间的光学补偿层，所述光学补偿层包括第一光学补偿材料和第二光学补偿材料。本发明的触控式面板以及包括该面板的显示装置，通过将光学补偿材料集成到触控面板内，可实现二维/三维显示等特殊光学需求，拓展了触控式面板的应用领域。

Description

触控式面板以及包括该面板的显示装置

技术领域

本发明涉及触控式显示器领域，更具体地，是一种电容式触控的触控式面板以及包括该面板的显示装置。

背景技术

在目前的电子产品消费市场中，触摸屏或触控式面板已广泛应用到诸如个人数字助理(PDA)、手机、计算机、自动提款机(ATM)、游戏机等领域，用于提供电子系统和用户之间的交互接口。通过设置在该面板内的触控式感测器，可实现用户对电子系统的信息获取或控制。

通常的应用中，触控式面板主要分为电阻式和电容式触控两种方式。在电容式触控面板中，可通过侦测用户的手指或其它带电体接触某一触点时所引起的电容值变化和感应电荷的流动，来确定接触点的位置。

如图1a所示为现有电容式触摸屏的电极布局示意图，包括多个上部电极1、多个下部电极2以及设置于上部电极1与下部电极2之间的介电材料(图中未画出)，其中多个上部电极1在一个方向上相互电连接形成多条平行的感应线，而多个下部电极2在与感应线垂直的方向上相互电连接，形成多条平行的驱动线。多个上部电极1、多个下部电极2在电容式触摸屏平面内交错设置。结合图1b所示，在感应线与驱动线的交叉处，感应线的上部电极1、驱动线的下部电极2以及二者之间的介电材料构成触摸屏的电容。当手指等带电体3靠近该电容时，由于电场感应作用，在错位设置的上部电极1、下部电极2的边缘产生感应电荷。通过外围电路对该感应电荷的检测，即可确定手指等带电体3的位置。通过以上分析，可知电容式触摸屏的功能区域是电极的边缘部分，电极中间部分的区域作用不是很大。因此，如图1c所示，可对上下电极1、2的中间部分进行开口设计。

公开号为CN101251667A，优先权号为US11/871,559的中国专利申请“液晶显示器”公开了一种电容式触控的液晶显示器。该液显示器包括触控式装置以及与该装置相整合的像素显示单元。其中，该触控式装置包括一个用于触摸控制的第一基板；一坐标侦测层，其具有多个水平电极，其中该水平电极相互平行且等间隔地沿X方向设置于该第一基板上；绝缘层，该绝缘层位于该第一坐标侦测层上，绝缘层由电介质材料组成，位于各对应的水平电极和垂直电极之间；第二坐标侦测层，具有多个垂直电极，其中该垂直电极相互平行且等间隔地沿着Y方向形成于该绝缘层上，其中该Y方向垂直于该X方向。两个侦测层的水平电极和垂直电极采用上述开口设计方案，并在相邻的水平电极和垂直电极之间设置有与显示单元相配合的彩色滤光矩阵。利用此发明提供的技术方案，可将显示单元的一部分整合入触控式装置内，从而使得整体液晶显示器薄型化，降低液晶显示器的尺寸和重量，并由于对电极采用了开口设计，同时提高液晶显示面板的光穿透率。

上述发明专利申请以及现有的其它触控式装置，均是基于二维显示的设计或改进。不能应用于3D显示领域及其他多信息播放器件领域。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可同时应用于二维显示、三维显示及多信息播放的触控式面板以及包括该面板的显示装置。

本发明的触控式面板，包括：第一坐标侦测层，第二坐标侦测层；所述触控式面板还包括设置于所述第一坐标侦测层和所述第二坐标侦测层之间的光学补偿层，所述光学补偿层包括第一光学补偿材料和第二光学补偿材料。

优选地，所述第一坐标侦测层包括多个第一电极，所述第二坐标侦测层包括多个第二电极，所述多个第一电极和所述多个第二电极在所述触控式面板平面内交错设置。

优选地，所述第一光学补偿材料位于所述光学补偿层内正对所述第一电极的区域、所述第二光学补偿位于所述光学补偿层内正对所述第二电极的区域。

在本发明的另一个实施方式里，所述触控式面板还包括位于所述光学补偿层内正对相邻第一电极和第二电极之间区域的电介质材料。

优选地，所述第一光学补偿材料、第二光学补偿材料交错地位于所述光学补偿层内未被电介质材料填充的区域。

优选地，所述第一电极和第二电极具有开口。

优选地，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内交错设置。

在一个实施方式中，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内呈条状间隔排列的交错设置。在另一个实施方式中，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内呈品字状间隔排列的交错设置。

优选地，所述触控式面板还包括设置于所述第一坐标侦测层背对所述光学补偿层一侧的透明基板以及设置于所述第二坐标侦测层背对所述光学补偿层一侧的偏光层。

在本发明的一个实施方式里，所述偏光层由同一种偏光材料形成。在本发明的另一个实施方式里，所述偏光层由不同的偏光材料形成。

优选地，所述第一光学补偿材料与所述第二光学补偿材料具有相同的介电常数。

本发明还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的触控式面板以及设置于所述偏光层背对所述第二侦测层一侧的像素显示单元。所述像素显示单元可以为LCD、PDP、LED、OLED显示器件中的任一种。

本发明进一步提供了用于该显示装置的眼镜，所述眼镜包括用于左眼的第一镜片和用于右眼的第二镜片，其中所述第一镜片包括第一镜片偏光层和设置在该第一镜片偏光层上的第一镜片光学补偿膜，所述第二镜片包括第二镜片偏光层和设置在该第二镜片偏光层上的第二镜片光学补偿膜。所述第一镜片光学补偿膜、所述第二镜片光学补偿膜的补偿量分别与所述第一光学补偿材料、所述第二光学补偿材料的补偿量相匹配。优选地，所述第一镜片光学补偿膜、所述第二镜片光学补偿膜的补偿量均与所述第一光学补偿材料、所述第二光学补偿材料的补偿量相匹配。

本发明的触控式面板以及包括该面板的显示装置，通过将光学补偿材料集成到触控面板内，可实现二维/三维显示等特殊光学需求，拓展了触控式面板的应用领域。同时，将光学补偿材料作为触控式面板的电介质使用，亦可降低制作器件的成本。

附图说明

图1a是现有的电容式触摸屏的电极布局示意图；

图1b是图1a中电容式触摸屏的原理示意图；

图1c是对图1a中电容式触摸屏中的电极进行开口设计的布局示意图；

图2a是本发明一个实施例采用图1a所示电极布局的触控式面板剖面示意图；

图2b是本发明一个实施例采用图1c所示电极布局的触控式面板剖面示意图；

图2c是本发明光学补偿材料采用条状间隔排列的布局示意图；

图2d是本发明光学补偿材料采用品字状间隔排列的布局示意图；

图3a是本发明另一个实施例采用图1a所示电极布局的触控式面板剖面示意图；

图3b是是本发明另一个实施例采用图1c所示电极布局的触控式面板剖面示意图；

图4是本发明的再一个实施方式的剖面示意图；

图5是图4的实施方式中，不同偏振区域的俯视图；

图6是本发明的显示装置的剖面示意图；

图7是本发明的触控式面板及显示装置的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明的结构组成和工作原理进行更详细说明。

如图2a、2b所示，为本发明的触控式面板的一个实施方式的剖面示意图。其中图2a中显示的触控式面板电极未采用开口设计，对应图1a所示的电极布局；图2b中显示的触控式面板电极采用开口设计，对应图1c所示的电极布局。具体地，如图所示，并参照图1a、1c，在该实施方式中，触控式面板包括透明基板100，其具有用于触控的第一表面110，以及与该第一表面110相对的第二表面120。该触控式面板还包括第一坐标侦测层200，其设置在该透明基板100的第二表面120下方，并包括多个第一电极210，第一电极210相互平行且有规则间距，并通过感应连接线沿一个方向相互连接；第二坐标侦测层400，其包括多个第二电极410，第二电极410也相互平行且有规则间距，并通过驱动连接线沿与感应连接线垂直的方向相互连接，并且第一电极210和第二电极410上下错位设置。当手指等带电体触摸透明基板100时，触点位置相对应的一个第一电极210与与其错位设置的一个第二电极410的边缘区域产生电荷，利用该电子信号变化，即可通过外围的控制系统，侦测出接触点的位置。第一坐标侦测层200和第二坐标侦测层400之间设置有光学补偿层300，在该光学补偿层300内设置有光学补偿材料，包括交错设置的第一光学补偿材料310和第二光学补偿材料320，第一光学补偿材料310具有第一波长补偿量，第二光学补偿材料320具有第二波长补偿量。第一光学补偿材料310和320采用常规的有机聚合物光学补偿材料，并且它们所具有的第一光学补偿量和第二光学补偿量不同，用于对光的偏振状态分别进行调制。例如，第一光学补偿量可以是四分之一波长补偿，其能够使线偏振光转换成圆偏振光；第二光学补偿量可以是二分之一波长补偿，其能够使线偏振光的偏振方向旋转90度。

第一光学补偿材料310和第二光学补偿材料320的交错设计结构，取决于三维显示中对应于左眼和右眼的图像像素的位置分布，该位置分布一般由三维显示中常用的解码软件来确定。例如，在通常的设计中，该交错设计可以是如图2c所示的条状间隔排列，也可以是如图2d所示的二维矩阵化的品字状间隔排列，即横向和纵向相邻的两种光学补偿材料为不同的光学材料。优选地，在图2a、图2b的实施方式中，第一光学补偿材料310和第二光学补偿材料320采用品字状间隔排列方式；具体地，第一光学补偿材料310位于光学补偿层300内正对第一电极210的区域、第二光学补偿320位于光学补偿层300内正对第二电极410上方的区域内。

进一步地，该实施方式的触控式面板还包括偏光层500，其设置于第二坐标侦测层400下方，偏光层500利用常规偏振材料形成，例如聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯等，用于对入射光进行偏振化处理。

在图2a中，第一坐标侦测层200、第二坐标侦测层400中的第一电极210、第二电极410未进行开口设计。如前所述，上下电极产生电荷的区域，即其功能区域为边缘区域，而电极中间区域的作用不是很大，因此，在本发明的该实施方式中，第一电极和第二电极210、410也可优选地采用开口设计，具体如图2b所示。

如图3a、3b所示，是本发明的触控式面板的另一个实施方式的示意图。与上述实施方式不同的是，在该实施方式中，在第一坐标侦测层200和第二坐标侦测层400之间的光学补偿层300内，仍保留有常规设计中的电介质材料330。该电介质材料330位于光学补偿层300内正对相邻的第一电极210和第二电极410之间的区域内，而光学补偿材料310、320交错地位于该光学补偿层300内未被电介质材料330填充的区域。

容易理解，在本发明的触控式面板的第一个实施方式中，光学补偿材料310、光学补偿材料320在进行光学补偿的同时，也具有通常触控式面板中电介质材料的功能。优选地，光学补偿材料310、320的介电常数相等。

与上述第一个实施方式类似，该实施方式中图3a、3b的不同之处，在于图3a中的第一电极210、第二电极410未采用开口设计，而图3b中的第一电极210、第二电极410采用了图1c所示的优选的开口设计的方案。

如图4所示，是本发明的触控式面板的再一个实施方式的示意图，该实施方式中，透明基板100、第一坐标侦测层200、第二坐标侦测层400，以及位于光学补偿层内的光学补偿材料310、光学补偿材料320和电介质材料330(上述第二个实施方式)的设置，均与上述两个实施方式相同。不同之处在于，本发明的偏光层500优选地采用区域化设计，包括交错设置的第一偏光部分510和第二偏光部分520。第一偏光部分510和第二偏光部分520采用吸收轴方向不同的偏光材料制成。如图5所示，为以矩阵方式交错排列的偏振层的示意图，其中，不同的斜线方向代表不同偏光部分510、520的吸收轴方向。利用不同的偏光部分所产生的区域化不同的偏振状态，可较前述实施方式更加优化地实现三维显示效果。

如图6所示，是包括有本发明的触控式面板的显示装置的示意图。该显示装置包括触控式面板10以及与该触控式面板10的偏光层相邻接的像素显示单元20。图中的触控式面板10采用上述图2b中的实施方式，但容易理解，它还可以采用本发明的触控式面板上述的其它任一实施方式。像素显示单元20是常规的显示器件，例如LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示器)、LED(光发射二极管显示器)、OLED(有机光发射二极管显示器)等显示器件。触控式面板10可通过外挂式或内嵌式等方式，与像素显示单元20组合在一起。

如图7所示，是本发明的触控式面板及显示单元的工作原理图。该原理图采用图2a、图6中的触控式面板和显示装置进行说明，当然，对于其它实施方式的工作原理也同样适用。图中，配合本发明的用于使用者佩戴的偏振眼镜包括用于左眼的镜片710和用于右眼的镜片720，其中用于左眼的镜片710包括偏光层711和设置在该偏光层上的光学补偿膜712；用于右眼的镜片720包括偏光层721和设置在该偏光层上的光学补偿膜722。当用于3D显示时，光学补偿膜712、光学补偿膜722选用的光学补偿材料的补偿量，分别与第一光学补偿材料310、第二光学补偿材料320的补偿量相匹配；当用于多信息显示时，光学补偿膜712和光学补偿膜722选用的光学补偿材料的补偿量，均与第一光学补偿材料310或第二光学补偿材料320的补偿量相匹配。

首先，像素显示单元20的光经过偏光层500，进行偏振化处理，得到线偏振光Lp，线偏振光Lp经过不同的光学补偿材料310、320后得到不同偏振状态的偏振光Lp1，Lp2。偏振光Lp1、Lp2分别经过镜片710、720的光学补偿层712、722后，得到偏振方向相互垂直的线偏振光Lp3、Lp4，线偏振光Lp3、Lp4经过偏光层711，可使得线偏振光Lp3透过，同时截至线偏振光Lp4；同样，线偏振光Lp3、Lp4经过偏光层721，可使得线偏振光Lp4通过，同时截至线偏振光Lp3。由此，使用者在佩戴偏振眼镜700后，左眼和右眼可分别接受线偏振光Lp3经过偏光层711后的光线L左，以及线偏振光Lp4经过偏光层721后的光线L右。当像素显示单元20提供的图像信息具有三维视差效果时，即可实现三维的图像显示。

另外，在三维显示功能的基础上，如果接收者A只接收线偏振光Lp3，接受者B只接收线偏振光Lp4的图像信息。若线偏振光Lp3的图像信息和线偏振光Lp4的图像信息完全不同，则对于接受者A和接受者B，可以同时获取完全不同的图像信息内容，由此可实现多信息播放的功能。

进一步地，如果偏振光Lp1、Lp2来源于同一二维图像信息，则信息接收者可不使用偏振眼镜，而直接接收偏振光Lp1、Lp2的图像信息，而与普通的平面显示器件效果一致，从而可实现二维图像信息显示。

综上所述，本发明的触控式面板以及包括该面板的显示器，通过将光学补偿材料集成到触控面板内，可实现二维/三维显示等特殊光学需求，拓展了触控式面板的应用领域。本发明在实现二维和三维的自由切换的同时，也可实现多信息播放功能。同时，将光学补偿材料作为触控式面板的电介质使用，亦可降低制作器件的成本。

容易理解，以上所述仅为本发明较为优选的实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种触控式面板，包括：第一坐标侦测层，第二坐标侦测层；其特征在于，所述触控式面板还包括设置于所述第一坐标侦测层和所述第二坐标侦测层之间的光学补偿层，所述光学补偿层包括第一光学补偿材料和第二光学补偿材料；

所述第一坐标侦测层包括多个第一电极，所述第二坐标侦测层包括多个第二电极，所述多个第一电极和所述多个第二电极在所述触控式面板平面内交错设置；

所述第一光学补偿材料位于所述光学补偿层内正对所述第一电极的区域、所述第二光学补偿位于所述光学补偿层内正对所述第二电极的区域。

2.根据权利要求1中所述的触控式面板，其特征在于，所述触控式面板还包括位于所述光学补偿层内正对相邻第一电极和第二电极之间区域的电介质材料。

3.根据权利要求2中所述的触控式面板，其特征在于，所述第一光学补偿材料、第二光学补偿材料交错地位于所述光学补偿层内未被电介质材料填充的区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的触控式面板，其特征在于，所述第一电极和第二电极具有开口。

5.根据权利要求1所述的触控式面板，其特征在于，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内交错设置。

6.根据权利要求5中所述的触控式面板，其特征在于，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内呈条状间隔排列的交错设置。

7.根据权利要求5中所述的触控式面板，其特征在于，所述第一光学补偿材料和第二光学补偿材料在所述光学补偿层内呈品字状间隔排列的交错设置。

8.根据权利要求1所述触控式面板，其特征在于，所述触控式面板还包括设置于所述第一坐标侦测层背对所述光学补偿层一侧的透明基板以及设置于所述第二坐标侦测层背对所述光学补偿层一侧的偏光层。

9.根据权利要求8所述的触控式面板，其特征在于，所述偏光层由同一种偏光材料形成。

10.根据权利要求8所述的触控式面板，其特征在于，所述偏光层由不同的偏光材料形成。

11.根据权利要求1-3、5-10中任一项所述的触控式面板，其特征在于，所述第一光学补偿材料与所述第二光学补偿材料具有相同的介电常数。

12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求8-10中任一项所述的触控式面板以及设置于所述偏光层背对所述第二坐标侦测层一侧的像素显示单元。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述像素显示单元为LCD、PDP、LED、OLED显示器件中的任一种。

14.一种用于权利要求12所述显示装置的眼镜，其特征在于，所述眼镜包括用于左眼的第一镜片和用于右眼的第二镜片，其中所述第一镜片包括第一镜片偏光层和设置在该第一镜片偏光层上的第一镜片光学补偿膜，所述第二镜片包括第二镜片偏光层和设置在该第二镜片偏光层上的第二镜片光学补偿膜。

15.根据权利要求14所述的眼镜，其特征在于，所述第一镜片光学补偿膜、所述第二镜片光学补偿膜的补偿量分别与所述第一光学补偿材料、所述第二光学补偿材料的补偿量相匹配。

16.根据权利要求14所述的眼镜，其特征在于，所述第一镜片光学补偿膜、所述第二镜片光学补偿膜的补偿量均与所述第一光学补偿材料、所述第二光学补偿材料的补偿量相匹配。