CN106468966A - 一种触控显示装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控显示装置及其制作方法，属于平板显示技术领域。本发明包括一种触控显示装置，其至少包括相对设置的第一基板和第二基板；第一基板为一显示输出面板；第二基板包括相背的第一表面和第二表面，在第一表面上形成一压力元件，在第二表面上形成一触控电极层；压力元件在第一表面的投影被触控电极层在第一表面的投影所覆盖。本发明还包括一种该触控显示装置的制作方法。本发明通过压力元件识别并传导触点电容变量进行定位，并测得该触点所受压力的大小。实现在二维XY轴平面触控的基础上增加垂直于该装置的Z轴方向的触控定位。

Description

一种触控显示装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种触控显示装置及其制作方法。

背景技术

电容式触控显示设备作为电子产品的一种信息输入工具被广泛应用于手机、电视、电脑等各种显示产品中，操作方便，且较传统手机可视范围广。其中自电容触控显示装置是在玻璃表面利用透明的导电材料氧化铟锡制作成横向与纵向电极阵列，这些横向和纵向的电极分别与地构成电容，即自电容。当手指触摸到电容屏时，手指的电容将会叠加到屏体电容上，使屏体电容量增加。

在触摸检测时，自电容触控显示装置依次分别检测横向与纵向电极阵列，根据触摸前后电容的变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后组合成平面的触摸坐标。自电容的扫描方式，相当于把触摸屏上的触点分别投影到X轴和Y轴方向，然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标，最后组合成触点的坐标。这种平面计算坐标的触控定位方式常常受到手指宽度的影响，当触控位置在相邻多个自电容电极中心时，用于判断触点位置的信噪比较低。

在触控操作过程中，手指往往会给触控显示装置一个垂直于触控屏的压力，该方向的所受压力的大小为变量，现有技术中利用施加于该方向的压力进行触控操作的触控显示装置较为复杂，且精确度低，其操作性能和体验效果达不到用户要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够在垂直于触控显示装置的方向上通过感应触控压力进行精确定位并可检测其所受压力大小的触控显示装置，该装置在现有二维触控(XY平面触控)基础上增加垂直于该装置的Z轴方向的触控，即实现3D触控，从而在垂直于该装置的方向实现精确定位。

本发明提供的一种触控显示装置中，该装置至少包括：相对设置的第一基板和第二基板；第一基板为一显示输出面板；第二基板包括相背的第一表面和第二表面，在第一表面上形成一压力元件，在第二表面上形成一触控电极层；压力元件在第一表面的投影被触控电极层在第一表面的投影所覆盖。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，压力元件整面形成于第一表面，压力元件在第一表面的投影覆盖第一表面。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，至少一压力元件呈矩阵式分布于第一表面。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，至少一压力元件呈条状分布于第一表面。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，至少一压力元件呈蛇形分布于第一表面。

进一步的，本发明提供的一种触控显示装置中，触控电极层包括多条第一电极串列和第二电极串列，第一电极串列沿第一方向排列，第二电极串列沿第二方向排列，第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于第二表面。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，第一基板和第二基板之间设置一压敏介电层；压敏介电层与压力元件贴合；压敏介电层由透明压敏介电材料制成。

优选地，本发明提供的一种触控显示装置中，触控显示装置还包括一盖板，盖板在第二基板的投影覆盖压敏介电层在第二基板的投影以及第一基板在第二基板上的投影。

此外，还有必要提供一种上述触控显示装置的制作方法，方法至少包括：提供相对设置的第一基板和第二基板，第二基板上形成相背设置的第一表面和第二表面；提供一压力元件形成于第一表面上；提供一触控电极层形成于第二表面上，触控电极层包括多条第一电极串列和第二电极串列，第一电极串列沿第一方向排列，第二电极串列沿第二方向排列，第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于第二表面，触控电极层在第一表面的投影覆盖压力元件在第一表面的投影；提供一盖板，盖板在第二基板的投影覆盖压敏介电层在第二基板的投影以及第一基板在第二基板上的投影。

优选地，本发明提供的上述触控显示装置的制作方法中，该方法还包括：提供一由透明压敏介电材料制成的压敏介电层，压敏介电层设置于第一基板和第二基板之间；压力元件与压敏介电层贴合。

本发明提供的触控显示装置中，通过于第二基板的第一表面上形成一压力元件，触控过程中，手指施加一个垂直于触控显示装置方向的压力，使得第一基板与第二基板形变产生阻抗变化，因此改变触点的电容值大小，压力元件识别并传导该点电容变量从而进行精确定位，并可因电容值的变化检测该触点所受压力的大小。该装置在现有二维触控(XY平面触控)基础上增加垂直于该装置的Z轴方向的触控精确定位，并可检测触控显示装置所受压力的大小，具有广泛的应用前景。该触控显示装置生产结构简便，且精确度高，其操作性能和体验效果佳。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明提供的一较佳实施例的触控显示装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一较佳实施例的触控显示装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一较佳实施例的压力元件的平面示意图；

图4为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图；

图5为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图；

图6为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图；

图7为本发明提供的一较佳实施例的上述触控显示装置的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

为说明本发明提供的触控显示装置及其制作方法所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，图1为本发明提供的一较佳实施例的触控显示装置的结构示意图。本发明提供的触控显示装置至少包括：相对设置的第一基板10和第二基板20。第一基板10为一显示输出面板，该显示输出面板优选采用液晶显示器LCD、发光二极管LED、阴极射线管显示器CRT以及等离子显示器PDP等。第二基板20包括相背的第一表面21和第二表面22，该第一表面21形成于第二基板20临近第一基板10的一面，压力元件211形成于第一表面21，该压力元件211可传输该电容值变量。该第二表面22形成于第二基板20远离第一基板10的一面，触控电极层221形成于第二表面22。在本实施例中，触控电极层221的材料可以为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他透明导电材料。触控电极层221在第二表面22上感应触点的电容变化确定触点位置。压力元件在第一表面的投影被触控电极层在第一表面的投影所覆盖。该压力元件可以为压敏感测图案层或/和压力感测层。

参考图2，图2为本发明提供的另一较佳实施例的触控显示装置的结构示意图。本发明提供另一较佳实施例的触控显示装置可以为：相对设置的第一基板10和第二基板20以及位于第一基板10和第二基板20之间的压敏介电层30，该第一基板10为一显示输出面板，该显示输出面板优选采用液晶显示器LCD、发光二极管LED、阴极射线管显示器CRT以及等离子显示器PDP等，该第二基板20为触控面板，该第一基板10设置于第二基板20的下方，压敏介电层30铺设于第一基板10上，该第二基板20铺设于压敏介电层30之上，将上述三部分贴合，为实现更佳的技术效果上述三部分可采用全贴合的方式贴合。第二基板20包括相背的第一表面21和第二表面22。该第一表面21形成于第二基板20临近第一基板10的一面，第一表面21与压敏介电层30的顶面贴合，压力元件211形成于第一表面21，该压力元件211可传输该电容值变量，并且第一表面21上的压力元件211也与压敏介电层30贴合。该第二表面22形成于第二基板20远离第一基板10的一面，触控电极层221形成于第二表面22，触控电极层221的材料可以为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他透明导电材料，触控电极层221在第二表面22上感应触点的电容变化确定触点位置。

作为感测材质的第一基板10与作为光学面板的第二基板20之间会产生寄生电容。当手指近接触控显示装置时会使得该寄生电容发生变化，触控电极层221可在触控显示装置平面进行触控定位。触控第一基板10与第二基板20时发生形变产生阻抗变化，因此改变触点的电容值大小，压力元件211可识别并传导该点电容变量从而进行精确定位，并可因电容值的变化检测该触点所受压力的大小。由于在第一基板10与第二基板20之间设置有压敏介电层30，当手指接触触控显示装置并施加压力时，压敏介电层30产生形变，使得压敏介电层30的电阻增大，放大电容发生变化时所产生的变量更易通过压力元件211进行识别与传导。压敏介电层30可采用透明压敏介电材料。

上述所说阻抗原理为，触控显示装置的第一基板10受到向下施加的压力时产生形变，该第一基板10受压弯曲，并在弯曲的过程中被拉长。该第一基板10未受到向下施加的压力形变弯曲时，假设该第一基板10具有横向尺寸L(即，长度)。在向第一基板10施加压力以使第一基板10弯曲，横向尺寸L大小可以增加到L’(即，L’>L)。横向尺寸L(即，长度)的延长以及与第一基板10的横向尺寸相关联的其他尺寸的减小(即，宽度的减小)可增加第一基板10当沿着其横向尺寸长度测量时的阻抗。即第一基板10受压横向尺寸L增加，其相贴合的压力元件中电子通过的长度增加，第一基板10受压其他尺寸的减小，例如宽度的减小，使压力元件中电子通过的宽度减小，从而阻力增大。触控显示装置还设置有处理器(图中未示出)，用于接收压力元件所传输的电容值变量，并识别该电容值变量，处理器通过数据运算在垂直于触控显示装置的方向对该电容值变量产生的触点位置进行定位，并将电容变化的数值转换为触控显示装置所受压力的数值，从而测得该点所受压力的大小。

设置于第一表面21上的压力元件211的材料可以为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他透明导电材料，该压力元件211在第一表面21上所形成的图案具有感应电容变化的功能。压力元件211检测到第一基板10与第二基板20之间的电容在压敏介电层30的作用下已放大的电容值变量，并将其传输至处理器。

形成于第二表面22的触控电极层221的材料可以为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他透明导电材料，触控电极层221包括多条第一电极串列(图中未示出)和第二电极串列(图中未示出)，第一电极串列沿第一方向排列，第二电极串列沿第二方向排列，第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于第二表面22。触控电极层221在第一表面21的投影覆盖压力元件211在第一表面21的投影。即压力元件211的面积不大于触控电极层221，压力元件211的边缘均在触控电极层221的边缘范围内。作为一种优选的实施例，第一电极串列和第二电极串列，可由多种导电材料制成，如透明导电材料或金属材料，并可以由多种形状串联组成，如菱形形状、正方形形状等，本发明对此不做限制。在一个实施例中，第一电极串列和/或第二电极串列可由透明导电材料制成的块状结构组成，或者是由金属材料形成的网状结构组成。

该触控显示装置还包括一盖板40，盖板40设置于第二基板20的第二表面22上并覆盖第二表面22。盖板40为透明玻璃类材质，具有美化、装饰和保护触控显示装置不易因碰撞而损坏的功能。盖板40在第二基板20的投影覆盖压敏介电层30在第二基板20的投影以及第一基板10在第二基板20上的投影。

更佳的，参考图3，图3为本发明提供的一较佳实施例的压力元件的平面示意图。作为一种优选的实施例，压力元件211与压敏介电层30相贴合，手指触控施加压力后，第一表面21带动压力元件211以及压敏介电层30产生形变，改变第一基板10与第二基板20之间电容大小，压力元件30可监测电容变化大小并将其传输至处理器(图中未示出)。在本实施例中压力元件211整面形成于第一表面21，压力元件211在第一表面21的投影覆盖第一表面21。通过镀膜蚀刻为压力感应图形的压力元件211铺设于整个第一表面21。

此时，不论手指接触触控显示装置的任何一点都可感应该触点的电容变化并检测该触点所受压力。

更佳的，参考图4，图4为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图。作为一种优选的实施例，压力元件211与压敏介电层30相贴合，手指触控施加压力后，第一表面21带动压力元件211以及压敏介电层30产生形变，改变第一基板10与第二基板20之间电容大小，压力元件211可监测电容变化大小并将其传输至处理器(图中未示出)。在本实施例中至少一压力元件211呈矩阵式分布于第一表面21。即压力元件211通过镀膜蚀刻矩阵式分布于第一表面21。

此时，手指施压于触控显示装置的各触控面板区域，尤其是其边缘区域时，不因边框外力固定而出现手指接触距离边框较近的区域与接触距离边框较远的区域时作用效果不同的情况，即手指在触控显示装置的任何一点施加触控压力不因外力而受到阻碍。

更佳的，参考图5，图5为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图。作为一种优选的实施例，压力元件211与压敏介电层30相贴合，手指触控施加压力后，第一表面21带动压力元件211以及压敏介电层30产生形变，改变第一基板10与第二基板20之间电容大小，压力元件211可监测电容变化大小并将其传输至处理器(图中未示出)。在本实施例中至少一压力元件211呈条状分布于第一表面21。即压力元件211通过镀膜蚀刻条状分布于第一表面21。

此时，手指施压于触控显示装置的各触控面板区域，尤其是其边缘区域时，不因边框外力固定而出现手指接触距离边框较近的区域与接触距离边框较远的区域时作用效果不同的情况，即手指在触控显示装置的任何一点施加触控压力不因外力而受到阻碍。

更佳的，参考图6，图6为本发明提供的另一较佳实施例的压力元件的平面示意图。作为一种优选的实施例，压力元件211与压敏介电层30相贴合，手指触控施加压力后，第一表面21带动压力元件211以及压敏介电层30产生形变，改变第一基板10与第二基板20之间电容大小，压力元件211可监测电容变化大小并将其传输至处理器(图中未示出)。在本实施例中至少一压力元件211呈蛇形分布于第一表面21。即压力元件211通过镀膜蚀刻蛇形分布于第一表面21。

此时，手指施压于触控显示装置的各触控面板区域，尤其是其边缘区域时，不因边框外力固定而出现手指接触距离边框较近的区域与接触距离边框较远的区域时作用效果不同的情况，即手指在触控显示装置的任何一点施加触控压力不因外力而受到阻碍。

上述多种实施方式均可实现，本发明提供的触控显示装置中，通过于第二基板20的第一表面21上形成一压力元件211，触控过程中，手指施加一个垂直于触控显示装置方向的压力，使得第一基板10与第二基板20形变产生阻抗变化，因此改变触点的电容值大小，压力元件211识别并传导该点电容变量从而进行精确定位，并可因电容值的变化检测该触点所受压力的大小。该装置在现有二维触控(XY平面触控)基础上增加垂直于该装置的Z轴方向的触控定位，并可检测触控显示装置所受压力的大小，具有广泛的应用前景。该触控显示装置生产结构简便，且精确度高，其操作性能和体验效果佳。

参考图7，图7为本发明提供的一较佳实施例的上述触控显示装置的制作方法的流程示意图。本实施例为上述触控显示装置优选地制作方法，其具体实现步骤为：

S01：提供相对设置的第一基板和第二基板，第二基板上形成相背设置的第一表面和第二表面。

该第一基板为液晶显示器，该第二基板为触控面板，该第一基板设置于第二基板的下方；该第一表面形成于第二基板临近第一基板的一面，该第二表面形成于第二基板远离第一基板的一面。

S02：提供一压力元件形成于第一表面上。

压力元件形成于第二基板的第一表面，设置于第一表面上的压力元件通过氧化铟锡等氧化金属镀膜而成，压力元件包括至少一压力感应图形，该压力元件在第一表面上所形成的图案具有感应电容变化的功能，检测电容值的变量，并将其传输至处理器。手指施加一个垂直于触控显示装置的方向的压力，使得第一基板与第二基板形变产生阻抗变化，因此改变触点的电容值大小，压力元件识别并传导该点电容变量从而改变触点的电容大小进行精确定位，并可因电容值的变化检测该触点所受压力的大小。

S03：提供一触控电极层形成于第二表面上，触控电极层在第一表面的投影覆盖压力元件在第一表面的投影。

触控电极层为透明的薄膜导体氧化金属层，该氧化金属层可选用ITO氧化铟锡镀膜。触控电极层包括多条第一电极串列和第二电极串列，第一电极串列沿第一方向排列，第二电极串列沿第二方向排列，第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于第二表面，触控电极层在第一表面的投影覆盖压力元件在第一表面的投影。

S04：提供一由透明压敏介电材料制成的压敏介电层，压敏介电层设置于第一基板和第二基板之间，且将压力元件与压敏介电层贴合。

压敏介电层铺设于第一基板上，该第二基板铺设于压敏介电层之上，将上述三部分贴合，为实现更佳的技术效果上述三部分可采用全贴合的贴合方式；同时，第一表面也与压敏介电层的上表面贴合。在触控过程中，压敏介电层随第一基板与第二基板的形变发生形变，加大了触控显示装置因触控形变所产生的阻抗变化的大小，也加大了该触点的电容值变量，更易通过压力元件进行识别与传导。

S05：提供一盖板，盖板在第二基板的投影覆盖压敏介电层在第二基板的投影以及第一基板在第二基板上的投影。

盖板为透明玻璃类材质，具有美化、装饰和保护触控显示装置不易因碰撞而损坏的功能。该盖板覆盖第二基板也同时覆盖压敏介电层以及第一基板，即盖板在第二基板的投影覆盖压敏介电层在第二基板的投影以及第一基板在第二基板上的投影。

通过上述触控显示装置的制作方法，制成的触控显示装置在触控过程中可实现，手指施加一个垂直于触控显示装置方向的压力，使得第一基板与第二基板形变产生阻抗变化，因此改变触点的电容值大小，压力元件识别并传导该点电容变量从而进行精确定位，并可因电容值的变化检测该触点所受压力的大小。该装置在现有二维触控(XY平面触控)基础上增加垂直于该装置的Z轴方向的触控定位，并可检测触控显示装置所受压力的大小，具有广泛的应用前景。该触控显示装置生产结构简便，且精确度高，其操作性能和体验效果佳。

以上为本发明提供的触控显示装置及其制作方法的较佳实施方式，并不能理解为对本发明权利保护范围的限制，本领域的技术人员应该知晓，在不脱离本发明构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的该等改进或替换都应该在本发明的权利保护范围内，即本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置至少包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

所述第一基板为一显示输出面板；

所述第二基板包括相背的第一表面和第二表面，在所述第一表面上形成一压力元件，在所述第二表面上形成一触控电极层；

所述压力元件在所述第一表面的投影被所述触控电极层在所述第一表面的投影所覆盖。

2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述压力元件整面形成于所述第一表面，所述压力元件在所述第一表面的投影覆盖所述第一表面。

3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，至少一所述压力元件呈矩阵式分布于所述第一表面。

4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，至少一所述压力元件呈条状分布于所述第一表面。

5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，至少一所述压力元件呈蛇形分布于所述第一表面。

6.如权利要求1至5任一项所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控电极层包括多条第一电极串列和第二电极串列，所述第一电极串列沿第一方向排列，所述第二电极串列沿第二方向排列，所述第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；

所述第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于所述第二表面。

7.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板之间设置一压敏介电层；

所述压敏介电层与所述压力元件贴合；

所述压敏介电层由透明压敏介电材料制成。

8.如权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还包括一盖板，所述盖板在所述第二基板的投影覆盖所述压敏介电层在所述第二基板的投影以及所述第一基板在所述第二基板上的投影。

9.一种触控显示装置的制作方法，其特征在于，所述方法至少包括：

提供相对设置的第一基板和第二基板，所述第二基板上形成相背设置的第一表面和第二表面；

提供一压力元件形成于所述第一表面上；

提供一触控电极层形成于所述第二表面上，所述触控电极层包括多条第一电极串列和第二电极串列，所述第一电极串列沿第一方向排列，所述第二电极串列沿第二方向排列，所述第一电极串列以及第二电极串列交叉绝缘设置；所述第一电极串列以及第二电极串列经同一制程一并形成于所述第二表面，所述触控电极层在所述第一表面的投影覆盖所述压力元件在所述第一表面的投影；

提供一盖板，所述盖板在所述第二基板的投影覆盖所述压敏介电层在所述第二基板的投影以及所述第一基板在所述第二基板上的投影。

10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：

提供一由透明压敏介电材料制成的压敏介电层，所述压敏介电层设置于所述第一基板和所述第二基板之间；

将所述压力元件与所述压敏介电层贴合。