CN102955639A - 一种外挂式触控模组及触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外挂式触控模组及触控显示装置，通过电容触控感应电极、与电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的电容触控驱动电极的金属桥，能够实现电容式触控功能；同时，通过与金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极，以及与第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极，能够实现电磁式触控功能。由于将电磁触控电极前置，能够降低电磁笔的电磁信号强度，从而降低功耗，也能够降低电磁信号对显示面板的影响；并且，由于将第一电磁触控电极和桥接电容触控驱动电极的金属桥同层设置，能够在实现电磁式触控和电容式触控相结合的同时，降低整个模组的厚度，同时也节省了整个模组的生产成本。

Description

一种外挂式触控模组及触控显示装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种外挂式触控模组及触控显示装置

背景技术

随着显示技术的飞速发展，触摸屏（Touch Screen Panel）已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照工作原理可以分为：电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式、电磁式、振波感应式以及受抑全内反射光学感应式等。其中，电容式触摸屏以其独特的触控原理，凭借高灵敏度、长寿命、高透光率等优点，被业内追捧为新宠。而电磁式触控板由于可以实现原笔迹手写的特点，在许多高阶计算机辅助绘图(CAD，Computer Aided Design)系统，如AutoCAD中广泛使用。

目前的电磁触控板一般都是采用背附式的触控天线板，这种电磁式触控天线板是由横纵交错的金属导线构成，如图1所示，X方向金属导线和Y方向金属导线相互垂直且两者之间通过绝缘层绝缘，如图2所示的电磁触控原理图，两条金属导线即触控电极Y1和Y2被x方向的一条触控电极相互连接，等效成电阻Rx，当电磁笔靠近模组表面并滑动时，电磁波切割导线，产生感应电动势V，而越靠近电磁笔的位置，该处的感应电动势越强。触控电极Y1和Y2接收到的电势矢量大小相当于滑动电阻箭头在电阻之间的位置来表示，由此来确定Y方向的电极上感应电动势大，最终确定Y电极位置；同理X方向上的电极与其原理一致，由于两组上下交叠，笔在移动时，可理解为两滑动电阻同向或反向同步滑动，确定了X、Y的坐标，就可以计算出笔尖在平面的坐标位置。同时，电磁笔的前端设有压感装置，通过按压的力度可以确定笔迹的粗细，这也就是电磁式触控天线板可以实现原笔迹手写的原因；主控芯片将触控天线板接收的电压信号进行处理和运算后，得到电磁手写笔的位置和笔压的压力。

由于电磁式触控天线板的金属导线非透明，且整个电磁式触控天线板的厚度较厚，因此一般都只能贴附在显示面板的后侧，并且，背附式结构的触控模组在触控过程中电磁笔与天线板之间隔有显示面板，为了实现流畅的触控，需要提高电磁笔的电磁信号强度，这也会导致电池的功耗增加，并且，增加强度的电磁信号也会对显示面板有一定的影响。

发明内容

本发明实施例提供了一种外挂式触控模组及触控显示装置，用以同时实现电磁式和电容式的触控功能。

本发明实施例提供的一种外挂式触控模组，包括电容触控感应电极、与所述电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的所述电容触控驱动电极的金属桥，还包括：

与所述金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极；

与所述第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括显示器件和设置于所述显示器件上方的触控模组，所述触控模组为本发明实施例提供的上述外挂式触控模组。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种外挂式触控模组及触控显示装置，通过电容触控感应电极、与电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的电容触控驱动电极的金属桥，能够实现电容式触控功能；同时，通过与金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极，以及与第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极，能够实现电磁式触控功能。由于将电磁触控电极前置，能够降低电磁笔的电磁信号强度，从而降低功耗，也能够降低电磁信号对显示面板的影响；并且，由于将第一电磁触控电极和桥接电容触控驱动电极的金属桥同层设置，能够在实现电磁式触控和电容式触控相结合的同时，降低整个模组的厚度，同时也节省了整个模组的生产成本。

附图说明

图1为现有技术中电磁式触控天线板的结构示意图；

图2为现有技术中电磁式触控的原理图；

图3为本发明实施例提供的触控模组的结构示意图；

图4a-图4e为本发明实施例提供的触控模组的各膜层的设计图形的俯视图；

图5为本发明实施例提供的触控模组的结构分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的外挂式触控模组及触控显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供的一种外挂式触控模组，是在现有的投射电容式触控模组的结构中加入了电磁触控电极，实现电磁式触控和电容式触控的结合，现有的投射电容式触控模组具体包括：电容触控感应电极、与电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的电容触控驱动电极的金属桥，在投射电容式触控模组的结构中，本发明还加入了如下部件：

与金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极；

与第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极。

其中，由于第一电磁触控电极和金属桥同层设置，即在一次构图工艺中制成，因此第一电磁触控电极一般为金属电极，而为了尽可能的增加触控模组的透光率，在具体实施时，一般将第二电磁触控电极、电容触控驱动电极以及电容触控感应电极设置为ITO（Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物）电极。

进一步地，在上述外挂式触控模组的结构中，为了增加模组的透光率，电容触控电极可以采用单层ITO电极的方式布置，即可以将电容触控驱动电极和电容触控感应电极同层设置，通过一次构图工艺制备，在保证触控效果的同时最大限度的简化模组的膜层。

由于本发明实施例提供的外挂式触控模组巧妙的将电容触控电极和电磁触控电极结合在一起，形成一个能够同时实现电容式和电磁式触控功能的触控模组。该触控模组将电磁触控电极前置，能够降低电磁笔的电磁信号强度，从而降低功耗；并且，由于将第一电磁触控电极和桥接电容触控驱动电极的金属桥同层设置，能够降低整个模组的厚度，同时也节省了整个模组的生产成本。

在具体实施时，本发明实施例提供的外挂式触控模组可以直接制作在显示面板的最外层基板之上，如液晶显示面板的彩膜基板的衬底背面，也可以制作在单独的衬底基板上，在此不做限定。

具体地，从本发明实施例提供的上述外挂式触控模组的结构中可以看出，触控模组包括三个主要膜层，即由同层设置的电容触控驱动电极和电容触控感应电极组成的第一ITO层，由同层设置的金属桥和第一电磁触控驱动电极组成的金属层，以及由第二电磁触控驱动电极组成的第二ITO层，由于3个膜层之间需要绝缘，因此，触控模组还包括两个绝缘层，并且，在触控模组的最上面一般还会有保护模组不受外界环境影响的钝化层。

在具体实施时，触控模组中的三个主要膜层之间的层级关系可以灵活变化，即在衬底上制备膜层的顺序可以为：第一ITO层→金属层→第二ITO层，也可以为第二ITO层→金属层→第一ITO层等，在此不再列举。但是，一般金属层使用的金属都是非透明的，制备出的第一电磁触控电极和金属桥会影响模组的透光率，因此，一般金属层不会在模组的顶层，可以将由第一电磁触控电极和金属桥组成的金属层设置于外挂式触控模组的底层，这样利用其上的膜层最大限度的遮挡不透明的第一电磁触控电极。并且，也可以通过调节电磁触控分辨率，即第一电磁触控电极之间的间隙和粗细来实现金属层的透明化。

进一步地，在本发明实施例提供的外挂式触控模组应用在液晶显示面板时，还可以在外挂式触控模组顶层贴附偏振片，利用偏振片的掩盖也能够遮挡不透明的第一电磁触控电极。

下面就以触控模组制备在液晶面板的彩膜基板上，且膜层的顺序为：第一ITO层→金属层→第二ITO层为例具体说明本发明实施例提供的触控模组的结构和特点。

如图3所示，液晶面板由阵列基板1、彩膜基板2、填充在阵列基板1与彩膜基板2之间的液晶3组成，在彩膜基板2上依次制备触控模组的各膜层：第一ITO层4、第一绝缘层5、金属层6、第二绝缘层7、第二ITO层8、以及钝化层9，并且在钝化层的上方贴附有偏振片10。

下面对上述结构的触控模组的制作流程以及各膜层的设计图形进行逐一说明。

步骤1：在彩膜基板2背向液晶3的一面制备第一ITO层4，如图4a所示，通过一次构图工艺在第一ITO层4上形成电容触控驱动电极41和电容触控感应电极42，可以看出形成的电容触控驱动电极41和电容触控感应电极42交叉而置，且通过两者之间的沟道43相互绝缘。

步骤2：在第一ITO层4上沉积第一绝缘层5，如图4b所示，通过一次构图工艺在第一绝缘层5上形成金属桥过孔51、金属走线过孔52以及第二电磁触控电极过孔53，其中，第二电磁触控电极过孔53的位置是根据其后制备的第二电磁充电极的布线方向确定的，若第二电磁触控电极横向布线，对应的第二电磁触控电极过孔53应位于图4b的左侧。

步骤3：在第一绝缘层5上沉积金属层6，如图4c所示，通过一次构图工艺在金属层6上形成金属桥61、第一电磁触控电极62、导通第二电磁触控电极的金属线63、以及对应的金属布线64。其中，各条第一电磁触控电极62位于相邻金属桥63之间的间隔区域内，在具体实施时，第一电磁触控电极62可以如图4c所示的横向布线，也可以纵向布线，在此不做限定。

步骤4：在金属层6上沉积第二绝缘层7，如图4d所示，通过一次构图工艺在第二绝缘层7上形成导通第二电磁触控电极的过孔71。

步骤5：在第二绝缘层7上沉积第二ITO层8，如图4e所示，通过一次构图工艺在第二ITO层8上形成第二电磁触控电极81，该第二电磁触控电极81应该和第一电磁触控电极62异面垂直。至此，由第二电磁触控电极81和第一电磁触控电极62围城的一个电磁触控单元如图4e中虚线框所示，为了保证电磁触控的电极图形像素大小尽量均匀，在设置第二电磁触控电极81时，应该使相邻的第二电磁触控电极81之间的间距与相邻的第一电磁触控电极62之间的间距相同。

步骤6：在第二ITO层8上制备钝化层9，贴附偏振片10，完成触控模组的制备。

图5为上述触控模组中各膜层的结构分解示意图。

上述触控模组的结构中，电容驱动电极和电磁驱动电极之间相互绝缘互不干扰，因此可以实现触控模组的同时实现电磁式触控和电容式触控操作，也可以实现电磁式触控或电容式触控的单独操作，并且采用优化算法尽量减少EMI（Electro-Magnetic Interference，电磁干扰）干扰后，可以提高两种触控方式的信噪比（Signal Noise Ratio，SNR）。

进一步地，在单独实现电磁触控操作的过程中，电容触控电极处于Off状态，即可以将第一ITO层的电容触控电极接0V电压等同接地，这样第一ITO层也起到了屏蔽层的作用，可以最大限度的降低显示面板的驱动信号对触控模组的干扰。

基于统一发明构思，本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括显示器件和设置于显示器件上方的触控模组，该触控模组为本发明实施例提供的上述外挂式触控模组。

具体地，显示器件可以为液晶屏（LCD）、有机电致发光（OLED）、等离子体（PDP）或阴极射线（CRT）显示器件等。

本发明实施例提供的一种外挂式触控模组及触控显示装置，通过电容触控感应电极、与电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的电容触控驱动电极的金属桥，能够实现电容式触控功能；同时，通过与金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极，以及与第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极，能够实现电磁式触控功能。由于将电磁触控电极前置，能够降低电磁笔的电磁信号强度，从而降低功耗，也能够降低电磁信号对显示面板的影响；并且，由于将第一电磁触控电极和桥接电容触控驱动电极的金属桥同层设置，能够在实现电磁式触控和电容式触控相结合的同时，降低整个模组的厚度，同时也节省了整个模组的生产成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种外挂式触控模组，包括电容触控感应电极、与所述电容触控感应电极绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极、以及桥接相邻的所述电容触控驱动电极的金属桥，其特征在于，还包括：

与所述金属桥绝缘且同层设置的第一电磁触控电极；

与所述第一电磁触控电极绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极。

2.如权利要求1所述的外挂式触控模组，其特征在于，各条所述第一电磁触控电极位于相邻金属桥之间的间隔区域内。

3.如权利要求1所述的外挂式触控模组，其特征在于，所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极异面垂直。

4.如权利要求1所述的外挂式触控模组，其特征在于，相邻的所述第一电磁触控电极之间的间距与相邻的所述第二电磁触控电极之间的间距相同。

5.如权利要求1所述的外挂式触控模组，其特征在于，所述电容触控驱动电极和所述电容触控感应电极同层设置。

6.如权利要求1-5任一项所述的外挂式触控模组，其特征在于，所述第一电磁触控电极为金属电极，所述第二电磁触控电极、所述电容触控驱动电极以及所述电容触控感应电极为ITO电极。

7.如权利要求6所述的外挂式触控模组，其特征在于，所述第一电磁触控电极与所述金属桥设置于所述外挂式触控模组的底层。

8.如权利要求1-5任一项所述的外挂式触控模组，其特征在于，还包括：贴附于所述外挂式触控模组顶层的偏振片。

9.一种触控显示装置，包括显示器件和设置于所述显示器件上方的触控模组，其特征在于，所述触控模组为权利要求1-8任一项所述的外挂式触控模组。

10.如权利要求9所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示器件为液晶屏LCD、有机电致发光OLED、等离子体PDP、或阴极射线CRT显示器件。

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