CN102591053B - 电阻式触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电阻式触控显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板和第三基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是液晶层，所述第二基板面向第三基板的一侧依次设有第一层金属图案和第二层金属图案，所述第三基板面向第二基板的一侧整面覆盖有透明电极层。本发明有效提高了透过率。
Description
技术领域
本发明涉及触控显示装置技术领域，特别涉及一种电阻式触控显示装置。
背景技术
触控技术的发展方向有低成本、高良率、大尺寸、高可靠性等等。为了达到此目标，在工艺技术上，可以将touch panel sensor(触控面板感应部分)与Coverlens(表层镜片)甚至连TFT(薄膜晶体管)都一同整合，以降低生产成本、使厚度变薄，更可避免贴合不良的问题。在材料技术上，可发展ITO(氧化铟锡)之有机或无机替代材料、掌握软性薄膜及基板技术，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材料替代较昂贵的强化玻璃或PMMA(亚克力)塑料板。在结构技术上，发展了Out-Cell、On-Cell和In-Cell的结构。
Out-Cell技术以投射式电容及红外光学式为主，近期投射式电容技术以材料与制程为重点。最早的Out-Cell投射式电容触控面板采用的是一般玻璃基板，或称为第一代触控面板结构。原本的系统产品在采用第一代的触控面板结构实现触控功能时，最少需外加一片触控玻璃，因此在光学特性上会造成一定程度的影响。On-Cell所采用的技术一般是以投射式电容为主。In-Cell触控技术所使用的方法有两种，分别感测手指施加在上玻璃基板上的应力，所造成的形变影响与侦测光源对手指的相对明暗变化关系。第一种较常用的侦测方法为利用上下基板间的间距变化，进而在上下基板制作一些特定的电极装置，利用该电极装置侦测电容值或作为电压开关使用。第二种方法则是利用环境光源或显示器的背光源，在下板的晶体管数组设计一些光感测组件与输出电路，侦测手指在显示器面板上方时所造成的阴影或反射的光影像。
Out-Cell结构的材料成本相对较高，In-Cell结构的集成度高合格率低，On-Cell结构以其低材料成本、与显示器内的液晶层没有干扰等优势，形成自己的一定优势。除了使用电容式触控技术外，On-Cell结构还可以采用电阻式触控技术。
根据信号输出方式的不同，电阻式触控屏分为数字型和模拟型两大类。数字电阻式触控屏在设计时就确定好了触点的可选位置。如图1所示的数字电阻式触控屏上层的4行电极和下层的6列电极交错形成的矩阵称为触控感应区，相当于形成了24个触控开关。触控感应区被触压后，触控开关关上，输出On信号，而非触压时输出Off信号，类似于二进制中的“0”“1”信号，所以称为数字型或者矩阵型。数字电阻式触控屏的电路简单，成本较低，但是解析度不高，不容易精确判定感应位置。
总体来说，现有On-Cell结构的触控显示装置具有如下不足：为了实现多点触控，多采用电容式触控技术，成本较高；触控面板的分辨率不能很高(电阻式)；尺寸不能做的很大，基本在10寸以下(电容式/电阻式)；触控屏与显示器合在一起后，会导致显示的亮度下降到原来的80％左右。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种高透过率的电阻式触控显示装置。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种电阻式触控显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板和第三基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是液晶层，所述第二基板面向第三基板的一侧依次设有第一层金属图案和第二层金属图案，所述第三基板面向第二基板的一侧整面覆盖有透明电极。触压第三基板后，与第三基板的透明电极层接触的第一金属层和第二金属层分别与第三基板的透明电极短路形成电流通道。通过计算触压点上下左右四个方向的金属图案的电阻，可以确定触压点的位置；或者通过计算并判断相互短路的第一层金属图案和第二层金属图案，则第一层金属图案和第二层金属图案的交错位置就是触压点。
所述第一层金属图案和第二层金属图案之间可设有透明的第一绝缘层，所述第一绝缘层设有第一接触孔，保证当触压第三基板时，第一层金属图案有一定的面积可以与第三基板上的透明电极接触。
所述第二层金属图案上表面可设有透明的第二绝缘层，所述第二绝缘层设有第二接触孔，保证当触压第三基板时，第二层金属图案有一定的面积可以与第三基板上的透明电极接触。
所述第一层金属图案和第二层金属图案可分别呈条状分布，且纵横交错形成矩阵，各金属层图案起到遮光作用。所述第一层金属图案中的每一条金属图案可与其它各条金属图案断路，所述第二层金属图案中的每一条金属图案可与其它各条金属图案断路。
为进一步提高遮光效果，所述第二基板面向第一基板的一侧设有遮光图案，该遮光图案可以是呈矩阵分布的第三层金属图案；所述第二基板面向第一基板的一侧可设有RGB色层，在RGB色层的交界区域设有RGB叠层结构。
为使第二层金属图案和透明电极之间在非触压时保持绝缘，所述透明电极和第二层金属图案之间设有若干间隙子。
所述透明电极可为ITO层。
有益效果：本发明把电路简单、成本较低的数字电阻式触控屏集成在显示器上，实现高精细度、大尺寸的触摸面板：只需要一层ITO电极，省去了一层ITO电极，可以提高10％左右的透过率；由于采用金属图案进行触控点位置的检出，大大提高了检出能力，使这种触控技术不受显示器的尺寸大小限制；彩膜基板的黑色矩阵(BM矩阵)和触控屏的金属图案可共用，节约了成本；触控点的检出技术简单，驱动成本低。
附图说明
图1为现有数字电阻式触控屏的结构示意图；
图2为本发明电阻式触控液晶显示屏的结构示意图；
图3为图2中第2基板和第3基板结合处的放大图；
图4为图3附加遮光层的结构示意图；
图5为图3附加RGB叠层的结构示意图；
图6为本发明电阻式触控屏没有触压时的工作状态示意图；
图7为本发明电阻式触控屏触压后的工作状态示意图；
图8为本发明电阻式触控场发射显示屏的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
把电阻式触控技术和液晶显示器集成形成触控屏制作在液晶成盒玻璃基板上的On-Cell结构。如图2所示，第1基板为液晶显示器的阵列基板，第2基板为液晶显示器的彩膜基板。彩膜基板和阵列基板之间充满液晶，周围用封框胶(Seal)封闭。对于彩色液晶显示器，彩膜基板上分布着红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)等色阻图案，相应地在阵列基板一一对应着一个个像素单元(图中未示出)。在彩膜基板的上侧分布着纵横交错的第一层金属图案和第二层金属图案(金属遮光矩阵)。第3基板上有一面状透明电极，一般为ITO层。第3基板和第2基板之间分散着许多间隙子(Spacer)。
第2基板和第3基板结合处的具体结构如图3所示。在第2基板的下侧，分布着R(红色)色阻、G(绿色)色阻、B(蓝色)色阻。在第2基板的上侧，依次分布着第一层金属图案、透明的第一绝缘层、第二层金属图案和透明的第二绝缘层(各层金属图案均由遮光金属线组成)。第3基板的下侧有一面状ITO透明电极。第3基板的ITO层和第2基板之间散布着许多间隙子(Spacer)，Spacer的作用是使第2基板和第3基板之间在非触压时保持绝缘。在第2基板的上侧，第一层金属图案和第二层金属图案上分别有把第一绝缘层和第二绝缘层挖空的第一接触孔和第二接触孔。第一接触孔和第二接触孔的作用分别是使第3基板的ITO层在下压后与第一层金属图案和第二层金属图案接触。
第一接触孔和第二接触孔成对出现在色阻的周边。接触孔可以是一整个大的孔，也可以是许多密集的小孔。如果考虑到触压后接触孔周边的光学影响，可以如图3所示，把接触孔设计在B色阻的周边。
在图3中，第一层金属图案分布在左右RGB色阻的边界处，起着左右RGB像素之间的漏光遮光作用。第二层金属图案分布在上下RGB色阻的边界处，起着上下RGB像素之间的漏光遮光作用。第一层金属图案和第二层金属图案的设计，至少要保证能够遮住在正上方视角观察时的漏光现象。
如果要更好地遮住斜视角观察时的漏光现象，可以如图4所示，在第2基板面向第一基板的一侧设有呈矩阵分布的第三层金属图案(遮光层)。但是，这样做，需要额外增加一次光刻工艺，提高制造成本的同时，降低生产效率。所以，也可以如图4所示，在第2基板的下方设计RGB叠层结构，通过RGB叠层结构的滤光作用，降低斜视角上的漏光亮度。
本实施例的显示装置，在没有触压前，工作状态如图6所示。第3基板上的ITO层与第一层金属图案和第二层金属图案都没有接触。当触压第3基板后，如图7所示，第3基板上的ITO层通过第一接触孔和第二接触孔同时与第一层金属图案和第二层金属图案接触。与第3基板的ITO层接触的第一层金属图案和第二层金属图案分别与第3基板的ITO层短路形成电流通道。通过计算触压点上下左右四个方向的金属图案的电阻，可以确定触压点的位置。此外，与第3基板的ITO层接触的第一层金属图案和第二层金属图案通过第3基板的ITO层短路形成电流通道。通过计算并判断相互短路的纵横交错的第一层金属图案和第二层金属图案，这些纵横交错的第一层金属图案和第二层金属图案的交错位置就是触压点。
实施例2：
本发明除了把触控技术集成在液晶显示器上外，还可以把这种触控技术集成在其它显示器上。图8给出了一种把触控技术集成在场发射显示器上的效果图。在这种集成效果中，第1基板为带电子源阴极基板，第2基板为带荧光粉阳极基板。在第2基板的下侧，RGB色阻之间可以不用黑色矩阵。在第2基板的上侧依次为第一层金属图案、透明的第一绝缘层、第二层金属图案和透明的第二绝缘层。第一层金属图案和第二层金属图案上的接触孔结构可参见图3，使用效果参见图6和图7。
Claims (6)
1.一种电阻式触控显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板和第三基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是液晶层，所述第二基板面向第三基板的一侧依次设有第一层金属图案和第二层金属图案，所述第三基板面向第二基板的一侧整面覆盖有透明电极，其中，所述第一层金属图案和第二层金属图案之间设有透明的第一绝缘层，所述第一绝缘层设有第一接触孔，所述第二层金属图案上表面设有透明的第二绝缘层，所述第二绝缘层设有第二接触孔，所述第一层金属图案和第二层金属图案分别呈条状分布，且纵横交错形成矩阵，所述第二基板面向第一基板的一侧设有RGB色层，所述第一层金属图案分布在左右RGB色阻的边界处，第二层金属图案分布在上下RGB色阻的边界处。
2.根据权利要求1所述电阻式触控显示装置，其特征在于：所述第一层金属图案中的每一条金属图案与其它各条金属图案断路，所述第二层金属图案中的每一条金属图案与其它各条金属图案断路。
3.根据权利要求1所述电阻式触控显示装置，其特征在于：所述第二基板面向第一基板的一侧设有遮光图案。
4.根据权利要求1所述电阻式触控显示装置，其特征在于：所述第二基板面向第一基板的一侧设有RGB叠层结构。
5.根据权利要求1所述电阻式触控显示装置，其特征在于：所述透明电极和第二层金属图案之间设有若干间隙子。
6.根据权利要求1所述电阻式触控显示装置，其特征在于：所述透明电极为ITO层。
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