CN103345338A - 光触屏及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种光触屏，包括：基板，形成在基板上的第一透明电极层、光敏材料层及第二电极层，所述光敏材料层呈网格状隔离所述第一电极层和所述第二电极层，用于感应照射到所述光触屏上的光。本发明还提供了一种光触屏制作方法。本发明通过感应光源发出的光且能够定位光源发出的光在显示屏上的位置，从而实现了与大屏显示装置的人机交互。

Description

光触屏及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种光触屏及其制作方法。

背景技术

触摸屏作为一种最新的输入及显示设备，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，已经广泛用作手机、平板电脑或电脑等的显示屏。但对于一些大尺寸屏幕（比如：110寸的电视机），由于显示屏很大，若采用触摸的方式交互，会存在手指无法或很难触碰的地方，如：大屏幕挂在高处，触摸起来不方便。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现能够感应光源发出的光并定位光在显示屏上的位置的感光基板。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光触屏，包括：基板，形成在基板上的第一电极层、光敏材料层及第二电极层，所述第一电极层为透明电极，所述光敏材料层呈网格状，隔离所述第一电极层和所述第二电极层，用于感应照射到所述光触屏上的光。

其中，所述第一电极层和所述第二电极层均呈网格状。

其中，所述第一电极层呈板状，所述第二电极层呈网格状。

其中，所述第一电极层呈网格状，所述第二电极层呈板状，且第二电极为透明电极。

其中，还包括：第一恒压源和第二恒压源，所述第一恒压源通过若干电流输出通道连接第一透明电极层或第二电极层的一端，所述第二恒压源通过若干电流输出通道连接与第一恒压源相连的电极层的相对的另一端，所述第一恒压源与所述第二恒压源的电压相同；另一电极层连接第三恒压源，所述第三恒压源的电压与所述第一恒压源和第二恒压源的电压不同。

其中，所述第一恒压源和第二恒压源均与呈网格状的同一电极层相连，所述第一恒压源和第二恒压源各自连接网格状电极层的电流输出通道数与网格横向的网格线数量相同，或与纵向的网格线数量相同，与所述第一恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条相同方向的网格线的一端，与所述第二恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条所述相同方向的网格线的另一端。

其中，所述第三恒压源是地。

其中，所述光敏材料层的材料为硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅或硫化铋。

其中，还包括彩膜树脂层，所述彩膜树脂层形成在网格间的镂空区域。

其中，还包括黑矩阵，位于所述第一电极层和第二电极层中远离所述基板的电极层之上，所述黑矩阵呈网格状，在所述基板上的投影覆盖所述光敏材料层在基板上的投影。

本发明还提供了一种光触屏制作方法，包括步骤：

在基板上形成包括第一电极层的图形；

形成包括网格状的光敏材料层的图形；

形成包括第二电极层的图形，所述光敏材料层用于隔离所述第一电极层和所述第二电极层。

其中，通过一次构图工艺形成网格状的第一电极层。

其中，通过一次构图工艺形成网格状的第二电极层。

其中，通过一次构图工艺形成网格状的光敏材料层。

其中，所述第一电极层、网格状的光敏材料层和第二电极层的图形通过一次构图工艺形成。

其中，在形成包括第二电极层的图形之后还包括：形成网格状的黑矩阵的图形，使所述黑矩阵的网格状在所述基板上的投影覆盖所述光敏材料层的网格。

其中，在形成包括第二电极层的图形之后还包括：在所述光敏材料层的网格间的镂空区域形成彩膜树脂的图形。

（三）有益效果

本发明在基板上依次形成第一电极层、光敏材料层及第二电极层，光敏材料层在不同强度的外部光照下，光敏材料层的导电性能不同，光敏材料层两侧的电极层的电气导通性也随之不同；电气导通位置取决于外部光照位置，因此，通过感应外部光源发出的光能够定位光源发出的光在显示屏上的位置，从而实现了与大屏显示装置的人机交互。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种光触屏结构示意图；

图2是实施例1的光触屏定位原理示意图；

图3是制作实施例1的光触屏的方法中，在基板上形成第一透明电极层的示意图，其中（a）是平面示意图，（b）是沿A-A向的截面图；

图4是制作实施例1的光触屏的方法中，在第一透明电极层上形成光敏材料层的示意图，其中（a）是平面示意图，（b）是沿A-A向的截面图；

图5是制作实施例1的光触屏的方法中，在光敏材料层上形成第二电极层的示意图，其中（a）是平面示意图，（b）是沿A-A向的截面图；

图6是制作实施例1的光触屏的方法中，在第二电极层上形成黑矩阵图形的示意图，其中（a）是平面示意图，（b）是沿A-A向的截面图；

图7是在图6的基础上形成彩膜树脂后的示意图；

图8是本发明实施例2的一种光触屏结构示意图；

图9是本发明实施例3的一种光触屏结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的光触屏包括：依次形成在基板1上的第一电极层2、光敏材料层3及第二电极层4。由于需要使光敏材料层3感应光源发出的光，因此，所述第一电极层2为透明电极。为了方便确定光源照射的位置，所述光敏材料层3呈网格状，同时隔离所述第一电极层2和所述第二电极层4。光触屏第一电极层2和第二电极层4都可以是板状透明电极，但两层透明电极使得光触屏的透过率降低。

本实施例中，第一电极层2和第二电极层4均为网格状，所述光敏材料层3在所述基板1上的投影覆盖第一电极层2和第二电极层4在所述基板1上的投影，以隔离两电极层。在该感光基板用作彩膜基板时或作为COA（color filter on array）模式的阵列基板的对置基板时，第一电极层、第二电极层和光敏材料层可以设置在基板上设置黑矩阵的区域，即黑矩阵在基板上的投影与上述三层结构在基板上的投影重合，因此不会影响最终的显示屏的透过率。

在该基板用作彩膜基板时，第二电极层4可以是透明电极，此时，在第二电极层4的网格上还形成有黑矩阵5的网格，彩膜树脂6形成在网格间的区域。第二电极层4也可以是非透明电极，如：金属电极，此时，第二电极层4可以用作黑矩阵，因此，可以不需要再制作黑矩阵5，节省了材料和制作工序。在该基板用作彩膜基板时，该光触屏还包括与彩膜基板相对设置的阵列基板及相应的像素驱动电路。

本实施例中，光敏材料层3的材料可以为硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅或硫化铋等。

本实施例的光触屏定位光触控位置是通过设置在显示面板周边的光检测电路来实现的，光检测电路包括：第一恒压源和第二恒压源，第一恒压源通过若干电流输出通道连接第一透明电极层或第二电极层之一的一端，所述第二恒压源通过若干电流输出通道连接与第一恒压源相连的电极层的相对的另一端，第一恒压源与第二恒压源的电压相同，另一电极层与第三恒压源连接，所述第三恒压源与第一恒压源和第二恒压源的电压不同。

优选地，所述第一恒压源和第二恒压源各自连接网格状电极层的电流输出通道数与网格横向的网格线数量相同，或与纵向的网格线数量相同，与所述第一恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条相同方向的网格线的一端，与所述第二恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条所述相同方向的网格线的另一端。

具体如图2所示：

第一电极层2的左右两端分别设置有第一恒压源201和第二恒压源203，也可以设置在第一电极层2的上下两端，本实施例中以在左右两端各设置有一个恒压源为例进行说明。所述第一恒压源201通过多个电流输出通道202与第一电极层2的横向网格线的一端连接；第二恒压源203分别通过多个电流输出通道204与第一电极层2的横向网格线的另一端连接，两个恒压源的电压相等，每一通道设置有电流监控器（芯片控制）。为了能够更精确地确定光源发出的光在显示屏上的位置，每个恒压源对应的电流输出通道数与横向网格线数量相等。

第二电极层4（图2中未示出）与第三恒压源连接，第三恒压源对第二电极层4施加一与第一电极层2的恒压源不同的电压值的恒压，例如：可以使第二电极层4接地或施加一个高于第一恒压源和第二恒压源的电压值。

以在P点发生光照触控为例对该设计的工作方式进行说明，当有较强的光照在P点时，P点的光敏材料层3的导电性能提高，使得第一电极层2和第二电极层4导通，进而第一电极层2上P点的电位发生变化，在第二电极层4的电压高于第一电极层2时，P点的电位被拉高；当第二电极层4的电压低于第一电极层2时，P点的电位被拉低。以P点的电位被拉低时为例进行说明，由于P点电位低于第一电极层上其他点的电位，因此，第一电极层两侧的恒压源会对P点的电位进行补充，因此在P点的各个方向上均会产生电流，由于其不同输出通道距离触控点P的距离不同，即：输出通道和P点之间的等效电阻不同(R1＜R2)，因此，各通道探测到的流出的电流的大小也是不同的，假设左边的监控K通道流出电流值最大（I_max），可说明P点和K通道之间的距离最近，由于电阻的大小与距离成正比，因此可以说明P点离K通道最近，K通道对应的Y坐标值即为P点Y坐标值b；假设在此时与K通道对应的右侧的K’通道输出的电流为I’_max，P点的X坐标由P点距离左右两边的等效电阻R1、R1’决定，即由K、K’通道的电流值决定X坐标：x=k×a×(I’_max)/(I_max+I’_max)，k为矫正系数，则P点坐标为（k×a×(I’_max)/(I_max+I’_max），b）。在对第二电极层4施加高于第一电极层2的恒压时，其确定光照触控位置的原理与施加低电压时相同，但电流的流向相反，由触控点P流向两侧的恒压源。

本发明利用光敏材料层3受光照后导通第一电极层2和第二电极层4的方式定位了光源发出的光的照射位置，从而实现了与大屏显示装置的人机交互。

本发明提供的光触屏，不用添加外围的驱动电路，仅需两个恒压源就可以实现触控位置的判定，电路结构简单，成本低廉。

本实施例还提供了一种制作该光触屏的方法，包括：

步骤一，如图3所示，在基板1上形成包括透明的第一电极层2的图形，具体通过构图工艺（构图工艺通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）形成透明的第一电极层2的图形。

步骤二，如图4所示，形成包括网格状的光敏材料层3的图形，具体也可以采用一次构图工艺形成。

步骤三，如图5所示，形成包括第二电极层4的图形，具体也可以采用一次构图工艺形成。

当然，如果第一电极层2、光敏材料层3和第二电极层4均为网格状结构，则可以通过一次构图工艺形成这三层结构。具体可以包括：

步骤一，在基板1上分别形成第一透明导电薄膜、光敏材料膜薄膜和第二透明导电薄膜，形成这些薄膜的方法可以采用溅射、化学气相沉积等形成膜层的方式。

步骤二，在形成有上述薄膜的基板上涂覆光刻胶，对所述基板进行曝光和显影，形成光刻胶保留区域和光刻胶不保留区域，光刻胶保留区域对应形成第一电极层2的区域，光刻胶不保留区域对应网格状第一电极层2的镂空区域。

步骤三，去除光刻胶不保留区域的第一透明导电薄膜、光敏材料薄膜、第二透明导电薄膜，形成包括第一电极层2、光敏材料层3和第二电极层4的图形。具体的，第一透明导电层和第二透明导电层可以采用湿刻的方式去除，光敏材料层可以采用干刻的方式去除。

本实施例中，所述第一电极层2和所述第二电极层4均呈网格状，所述光敏材料层3的网格在所述基板1上的投影覆盖呈网格状的电极层的网格在所述基板1上的投影。

本实施例提供的光触屏既可以作为外挂式触屏贴附在显示装置的外侧，也可以直接集成在彩膜基板内，形成内嵌时的触屏。

如图6所示，若该基板为彩膜基板，在形成包括第二电极层4的图形之后还包括：形成网格状的黑矩阵5的图形，使所述黑矩阵5的网格状在所述基板上的投影覆盖所述光敏材料层3的网格。若第二电极层4为非透明电极，则该步骤可省略。

如图7所示，在形成包括第二电极层的图形之后还包括：在所述光敏材料层3的网格间的镂空区域形成彩膜树脂6的图形，从而形成彩膜基板。若需形成黑矩阵5时，形成黑矩阵5和彩膜树脂6的先后顺序可颠倒。

本实施例只详细说明了制作该光触屏中与感应外界光源发出的光并定位结构相关的部分，当然，该光触屏中也包括阵列基板及像素驱动电路等结构，其制作方法与现有技术类似。例如：在彩膜基板中制作第一电极层2、光敏材料层3和第二电极层4，光检测电路可以集成在像素驱动电路中，然后完成阵列基板和彩膜基板的对盒，形成本实施例的光触屏。

实施例2

如图8所示，本实施例的光触屏和实施例1基本相同，不同的是透明的第一电极层2为板状电极。相对于实施例1，在一定程度上透过率有所降低，但该板状的第一电极层2在不发生触摸时可以起到静电屏蔽作用，可以防止外界电信号对显示面板的电信号的影响。在制作方法上只需将第一透明电极层2不进行刻蚀，制作成整面的电极即可。本实施例的定位光源发出的光的原理和实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3

如图9所示，本实施例的光触屏和实施例1基本相同，不同的是透明的第二电极层4为板状电极。相对于实施例1，在一定程度上透过率有所降低，但该板状的第二电极4起到了静电屏蔽作用，可以防止外界的电信号影响显示基板的电信号。在制作方法上只需将第二透明电极层制作成板状的电极层4即可。本实施例的定位外界光源发出的光的原理和实施例1相同，此处不再赘述。

上述实施例中，通过手持发光设备来发射光，如：激光笔等。该手持发光设备包括：

第一发光器及其第一控制按钮，所述第一控制按钮控制所述第一发光器发出第一光线。第一光线必须为对于人眼可见的光线，起“显示位置”作用，是用来定位光源发出的光在屏幕上所在位置，这种光不能起到“选中”作用，仅告诉用户，此时光源瞄准到什么位置。

第二发光器及其第二控制按钮，所述第二控制按钮控制所述第二发光器发出与第一光线共轴的第二光线。第二光线为起“选中”作用的光线，第二光线（可为不可见光），第一光线用于在屏幕上显示光源发出的光在显示面屏上的位置，不可见光使照射部分的光敏材料层电导率发生改变。

本实施例的检测电路根据所述光敏材料层感应到光源发出的光后的电阻率的变化而导致的电流的变化以确定光敏材料层感应到的是第一光线或第二光线，若是第二光线则执行和光触屏一样的选中操作：如：单击、拖动等。通过控制第二按钮来控制是否发出第二光线，如单击第二按钮，按住第二按钮并移动手持发光设备等。

人机互动中，屏幕上有若干可选项供选择的应用程序图标，如：我的电脑、IE浏览器、IE浏览器中的按钮等图标等，只需要选中这些图标即可，类似使用电脑时用鼠标点击这些图标或按钮，采用手持发光设备发出第一光线，第一光线对准可选图标或按钮，再按下第二控制按钮，发出第二光线点选图标即可。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (17)

1.一种光触屏，其特征在于，包括：基板，形成在基板上的第一电极层、光敏材料层及第二电极层，所述第一电极层为透明电极，所述光敏材料层呈网格状，隔离所述第一电极层和所述第二电极层，用于感应照射到所述光触屏上的光。

2.如权利要求1所述的光触屏，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层均呈网格状。

3.如权利要求1所述的光触屏，其特征在于，所述第一电极层呈板状，所述第二电极层呈网格状。

4.如权利要求1所述的光触屏，其特征在于，所述第一电极层呈网格状，所述第二电极层呈板状，且第二电极为透明电极。

5.如权利要求1所述的光触屏，其特征在于，还包括：第一恒压源和第二恒压源，所述第一恒压源通过若干电流输出通道连接第一透明电极层或第二电极层的一端，所述第二恒压源通过若干电流输出通道连接与第一恒压源相连的电极层的相对的另一端，所述第一恒压源与所述第二恒压源的电压相同；另一电极层连接第三恒压源，所述第三恒压源的电压与所述第一恒压源和第二恒压源的电压不同。

6.如权利要求5所述的光触屏，其特征在于，所述第一恒压源和第二恒压源均与呈网格状的同一电极层相连，所述第一恒压源和第二恒压源各自连接网格状电极层的电流输出通道数与网格横向的网格线数量相同，或与纵向的网格线数量相同，与所述第一恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条相同方向的网格线的一端，与所述第二恒压源连接的每条电流输出通道分别连接一条所述相同方向的网格线的另一端。

7.如权利要求5所述的光触屏，其特征在于，所述第三恒压源是地。

8.如权利要求1所述的光触屏，其特征在于，所述光敏材料层的材料为硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅或硫化铋。

9.如权利要求1～8中任一项所述的光触屏，其特征在于，还包括彩膜树脂层，所述彩膜树脂层形成在网格间的镂空区域。

10.如权利要求9所述的光触屏，其特征在于，还包括黑矩阵，位于所述第一电极层和第二电极层中远离所述基板的电极层之上，所述黑矩阵呈网格状，在所述基板上的投影覆盖所述光敏材料层在基板上的投影。

11.一种光触屏制作方法，其特征在于，包括步骤：

在基板上形成包括第一电极层的图形；

形成包括网格状的光敏材料层的图形；

形成包括第二电极层的图形，所述光敏材料层用于隔离所述第一电极层和所述第二电极层。

12.如权利要求11所述的光触屏制作方法，其特征在于，通过一次构图工艺形成网格状的第一电极层。

13.如权利要求11所述的光触屏制作方法，其特征在于，通过一次构图工艺形成网格状的第二电极层。

14.如权利要求11所述的光触屏制作方法，其特征在于，通过一次构图工艺形成网格状的光敏材料层。

15.如权利要求11所述的光触屏制作方法，其特征在于，所述第一电极层、网格状的光敏材料层和第二电极层的图形通过一次构图工艺形成。

16.如权利要求11所述的光触屏制作方法，其特征在于，在形成包括第二电极层的图形之后还包括：形成网格状的黑矩阵的图形，使所述黑矩阵的网格状在所述基板上的投影覆盖所述光敏材料层的网格。

17.如权利要求11～16中任一项所述的光触屏制作方法，其特征在于，在形成包括第二电极层的图形之后还包括：在所述光敏材料层的网格间的镂空区域形成彩膜树脂的图形。

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