CN103488006A - 集成触控功能的垂直定向液晶显示器 - Google Patents

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姚平武
冯锰
林新丰
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Abstract

一种集成触控功能的垂直定向液晶显示器，包括上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板，其特征在于：所述上层透明ITO玻璃基板的外表面有氧化铟锡透明感应电极。本发明对照现有技术的有益效果是，由于液晶显示器集成了感应电极，增加了厚度仅为25纳米左右的一层氧化铟锡镀膜，但是取消了外置键盘，可节省数十个平方厘米的产品表面积，使整机的体积大为缩小；由于采用了垂直定向液晶及双轴补偿膜，使各个视向的光程差都得到补偿，因此几乎在任何视角都能实现高对比度的显示效果；由于采用电容式的感应方式，不需要像按键盘一样用力按压，理论上可实现无限次的点击，使用寿命更长；能够获得更好的人机交互效果。

Description

集成触控功能的垂直定向液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种家电的液晶显示器，更具体地说涉及一种集成触控功能的垂直定向液晶显示器。 
背景技术
     随着家电产业的高速发展以及家电消费观念的不断变化，人们对于家电显示器件的显示性能及其人机交互的触控系统的要求大大提高。 
    如图1所示，现有技术中用于家电显示及触控的器件，通常是由外置的键盘以及普通扭曲向列相液晶显示器这两个独立的器件组成的。其中扭曲向列相液晶显示器主要包括如下结构：上层透明ITO玻璃和下层透明ITO玻璃，在上下层透明ITO玻璃的内表面上涂布有聚酰亚胺，两层聚酰亚胺之间灌注有扭曲向列相液晶层，上下层透明ITO玻璃的外表面上贴附有线偏光片。 
上述这样的结构存在下列缺点： 
 1、体积较大。由于液晶显示器和外接键盘一般需要安装在同一个平面上，两者都要占据一定的面积，使得整机面积必须相应的增大。而有时候为了节省体积，不得不将液晶显示器的面积缩到很小（比如通常的空调遥控器），可视性太差，造成部分用户阅读困难。
 2、元件多，除了液晶显示器外，还要有键盘塑胶件、键盘导电胶及键盘按键相应的PCB，而且这些都要开模具，使得整体元件成本及模具成本高昂。 
 3、扭曲向列相液晶显示器对比度差，视角窄，只能在较小的范围内看清楚显示图案。特别是洗衣机、电磁炉等家电，因为安装的位置固定，如图3，对于身高不同的消费者而言，观察的视向角度也都不一样，如果视角窄，将有一部分消费者无法看清显示内容。 
 4、按键键盘的原理一般是通过用力按压按键变形，挤压导电胶接触PCB上两个碳电极使得电极短接而实现，长久的用力按压按键，使得按键及导电胶、碳电极都发生磨损，影响外观，甚至当导电胶或碳电极磨损到一定程度，会发生无法导通的功能性不良发生。因而按键键盘的寿命有限。 
 5、人机交互感受差。外置键盘在夜晚等光线比较差的情况下，人眼无法看清，造成操作不便，比如很多空调遥控器就存在这个问题，在夜晚不开灯的情况下很难对键盘进行操作，即使是在键盘下加背景灯，改善的效果也一般，而且加背景灯也会进一步加大产品的制造成本。 
发明内容    
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术体积大、成本高、显示效果差、寿命有限、人机交互感差等的缺点，提供一种集成触控功能的垂直定向液晶显示器，这种集成触控功能的垂直定向液晶显示器能够使整机结构更小、显示对比度更好、可视看角度更宽、点击的寿命更长、人机交互感更好。采用的技术方案如下：
一种集成触控功能的垂直定向液晶显示器，包括上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板，其特征在于：所述上层透明ITO玻璃基板的外表面有氧化铟锡透明感应电极。
较优的方案，所述氧化铟锡透明感应电极的厚度范围为20-30纳米。 
较优的方案，所述上层透明ITO玻璃基板的外表面设置有上层椭圆偏振光片，上层椭圆偏振光片位于氧化铟锡透明感应电极上方，上层椭圆偏振光片的结构为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。其中，TAC层采用绝缘材料。 
较优的方案，所述下层透明ITO玻璃基板的外表面设置有下层椭圆偏振光片，其结构为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。其中，TAC层采用导电材料。 
较优的方案，所述上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板的内表面分别有LCD显示导电电极和聚酰亚胺取向层，上下聚酰亚胺取向层之间注入有垂直定向型液晶层，所述垂直定向型液晶层内部包括有介电常数的各向异性为负的液晶。 
本发明对照现有技术的有益效果是，由于液晶显示器集成了感应电极，增加了厚度仅为25纳米左右的一层氧化铟锡镀膜，但是取消了外置键盘，可节省数十个平方厘米的产品表面积，使整机的体积大为缩小；由于采用了垂直定向液晶及双轴补偿膜，使各个视向的光程差都得到补偿，因此几乎在任何视角都能实现高对比度的显示效果；由于采用电容式的感应方式，不需要像按键盘一样用力按压，理论上可实现无限次的点击，使用寿命更长；由于取消了外置键盘，可以利用节省的面积，将液晶显示器的面积做的大一些，利于看清楚显示内容，且由于感应的按键集成在显示图案上，因此所显示的图案即是按键的位置，操作的时候，眼睛看着显示器即可，不存在传统的结构那样需要不停从显示器及键盘间切换视线，且光线较差时看不清键盘、容易误操作的情况，从而获得更好的人机交互效果。 
附图说明   
图1是传统LCD及键盘结构示意图；
图2是传统结构应用于洗衣机的视角范围示意图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明应用于洗衣机的视角范围示意图。
图5是上层椭圆偏振光片结构示意图； 
图6是下层椭圆偏振光片结构示意图；
图7是本发明应用于电饭煲的结构示意图。
具体实施方式  
如图3-6所示，本优选实施例中的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，包括：
上层透明ITO玻璃基板1和下层透明ITO玻璃基板2。
上层透明ITO玻璃基板1的外表面有厚度为25纳米的氧化铟锡透明感应电极15。感应电极的具体位置为各个显示图案的正上方，如图7所示；并且图7中编号为P15到P22的感应电极通过金属管脚20焊接至PCB 9上。 
上层透明ITO玻璃基板的外表面设置有上层椭圆偏振光片18，上层椭圆偏振光片18位于氧化铟锡透明感应电极15上方。 
上层椭圆偏振光片18的结构如图5所示，为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。其中，TAC层必须为绝缘材料，防止触摸感应电场被导电物质导走，确保手指触摸导电电极按键时产生的电场能正确被相应的导电电极传输至显示触控一体化芯片。 
下层透明ITO玻璃基板2的外表面设置有下层椭圆偏振光片19。 
下层椭圆偏振光片19的结构如图6所示，为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。其中，TAC层为导电材料，将使用过程中产生的静电及时导走，避免静电对触摸感应以及液晶显示的干扰。 
所述上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板的内表面分别有LCD显示导电电极3和聚酰亚胺取向层4，上下聚酰亚胺取向层之间注入有垂直定向型液晶层16，所述垂直定向型液晶层内部包括有介电常数的各向异性为负的液晶。 
所述下层透明ITO玻璃基板的下方，贴附LED背光源7，其色温为暖色。实际使用中，通过触摸显示器的任何位置，LED背光源即可点亮，各显示图案同时显示出来，由于感应电极在图案上方，因此眼睛看到图案的位置即为按键的位置，解决了使用传统键盘方案时，环境光线较差时看不清楚键盘的情况。 
所述集成了触控功能的垂直定向液晶显示器还包括显示触控一体化芯片。需要说明的是，实现显示及触摸控制的方式，也可以是由单独的单片机及外加LCD显示驱动芯片、触摸感应滤波电路组合而成，显示触控一体化芯片是较为优选的方案。 
所述的显示触控一体化芯片，负责接收LCD触摸感应电极通过金属管脚20以及PCB 9上的走线传输过来的感应信号，做出相应的指令动作响应，同时发出LCD显示驱动信号，输出相应的电压到液晶盒的LCD显示电极4上，显示相应的响应信息。 
  基于图3、图5、图6所描述的集成了触控功能的垂直定向液晶显示器，经过实际测量，视角范围从传统扭曲向列向液晶显示器的40度左右，变为165度左右、接近全视角的显示视角范围。尺寸方面，图1所示的传统扭曲向列相液晶显示器与外置键盘的高度和为80mm，而图2所示的集成了触控功能的垂直定向液晶显示器高度为55mm，缩小了25mm，而显示器的尺寸却从25mm扩大到了45mm，空间利用率从25/80提升到了45/55，大大提高了空间利用率，并且扩大了液晶显示图案，观察显示图案更加方便。 
本发明由于使用垂直定向液晶以及椭圆偏振光的技术搭配，获得了相当好的显示效果，经过实际测量，对比度为1598，远远高于普通扭曲向列相液晶显示器的对比度21。 
本优选实施例通过在上层透明ITO玻璃基板的上表面集成了触摸感应电极，以及使用垂直定向液晶搭配椭圆偏振光片，从而解决现有技术体积大、成本高、显示效果差、寿命有限、人机交互感差的问题。 

Claims (7)

1.一种集成触控功能的垂直定向液晶显示器，包括上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板，其特征在于：所述上层透明ITO玻璃基板的外表面有氧化铟锡透明感应电极。
2.如权利要求1所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述氧化铟锡透明感应电极的厚度范围为20-30纳米。
3.如权利要求1所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述上层透明ITO玻璃基板的外表面设置有上层椭圆偏振光片，上层椭圆偏振光片位于氧化铟锡透明感应电极上方，上层椭圆偏振光片的结构为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。
4.如权利要求3所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述TAC层采用绝缘材料。
5.如权利要求4所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述下层透明ITO玻璃基板的外表面设置有下层椭圆偏振光片，其结构为双层TAC中间夹一层PVA，TAC的上层为双轴补偿膜。
6.如权利要求5所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述TAC层采用导电材料。
7.如权利要求6所述的集成触控功能的垂直定向液晶显示器，其特征在于：所述上层透明ITO玻璃基板和下层透明ITO玻璃基板的内表面分别有LCD显示导电电极和聚酰亚胺取向层，上下聚酰亚胺取向层之间注入有垂直定向型液晶层，所述垂直定向型液晶层内部包括有介电常数的各向异性为负的液晶。
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