CN203759677U - 一种触摸屏及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种触摸屏及显示装置,将第一电磁触控电极与电容触控感应电极同层设置,将第二电磁触控电极与电容触控驱动电极同层设置,可以在保证电磁式触控效果和电容式触控效果的同时,最大限度的简化触摸屏的膜层,从而降低整个触摸屏的厚度;并且,在制备时,第一电磁触控电极与电容触控感应电极可以通过一次构图工艺制成,第二电磁触控电极与电容触控驱动电极可以通过一次构图工艺制成,从而可以最大限度的简化制备工艺,进而可以节省整个触摸屏的生产成本。

Description

一种触摸屏及显示装置
技术领域
本实用新型涉及触控技术领域,尤其涉及一种触摸屏及显示装置。
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。目前,电容式触摸屏一般都采用前附式,其内设置有相互绝缘的透明导电材料的电容触控驱动电极和电容触控感应电极,当人体触摸屏幕时,由于人体内存在电场,手指与触摸屏内的电容触控驱动电极和电容触控感应电极之间形成耦合电容,由于触摸点的电容变化,在电容触控驱动电极和电容触控感应电极中出现流向触摸点的感应电流,通过相关计算便可准确计算出触摸点的位置。
而电磁式触摸屏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,电磁式触摸屏一般采用背附式的电磁天线板,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。
目前,为了实现手笔双触控,将电容式和电磁式搭配使用,然而这样会导致成品厚度较厚,不符合目前市场的需求。
实用新型内容
本实用新型实施例提供的一种触摸屏及显示装置,用以实现在保证电磁式触控功能和电容式触控功能的前提下,降低整个触摸屏的厚度。
本实用新型实施例提供的一种触摸屏,包括电容触控感应电极、与所述电容触控感应电极相互绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极;还包括:
与所述电容触控感应电极相互绝缘且同层设置的第一电磁触控电极;
与所述电容触控驱动电极相互绝缘且同层设置的、与所述第一电磁触控电极相互绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极。
本实用新型实施例提供的上述触摸屏,将第一电磁触控电极与电容触控感应电极同层设置,将第二电磁触控电极与电容触控驱动电极同层设置,可以在保证电磁式触控效果和电容式触控效果的同时最大限度的简化触摸屏的膜层,从而降低整个触摸屏的厚度;并且,在制备时,第一电磁触控电极与电容触控感应电极可以通过一次构图工艺制成,第二电磁触控电极与电容触控驱动电极可以通过一次构图工艺制成,从而可以最大限度的简化制备工艺,进而可以节省整个触摸屏的生产成本。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极同层设置,所述触摸屏还包括:
桥接相邻的所述电容触控感应电极和桥接相邻的所述第一电磁触控电极的桥接层,或者桥接相邻的所述电容触控驱动电极和桥接相邻的所述第二电磁触控电极的桥接层;以及
位于所述桥接层与同层设置的所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极之间的绝缘层。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述第一电磁触控电极与所述第二电磁触控电极异面设置,所述触摸屏还包括:
位于同层设置的所述电容触控感应电极和所述第一电磁触控电极与同层设置的所述电容触控驱动电极和所述第二电磁触控电极之间的绝缘层。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述第一电磁触控电极的延伸方向与所述第二电磁触控电极的延伸方向垂直。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述第一电磁触控电极为包围至少一条所述电容触控感应电极的电极线;和/或
所述第二电磁触控电极为包围至少一条所述电容触控驱动电极的电极线。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述第一电磁触控电极的形状与所述第一电磁触控电极所包围的至少一条所述电容触控感应电极外轮廓形状一致;和/或
所述第二电磁触控电极的形状与所述第二电磁触控电极所包围的至少一条所述电容触控驱动电极外轮廓形状一致。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述第一电磁触控电极与所述电容触控感应电极一一对应;
所述第二电磁触控电极与所述电容触控驱动电极一一对应。
较佳地,为了便于实施,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极的材料均为透明导电氧化物。
本实用新型实施例提供的一种显示装置,包括显示器件和设置于所述显示器件上方的本实用新型实施例提供的上述任一种触摸屏。
具体地,在本实用新型实施例提供的上述显示装置中,所述显示器件为液晶显示屏、有机电致发光显示屏、等离子体显示屏、或阴极射线显示屏。
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为本实用新型实施例提供的触摸屏的结构示意图之一;
图4a为图3沿A-A’方向的截面示意图;
图4b为图3沿B-B’方向的截面示意图;
图5a为本实用新型实施例提供的同层设置的电容触控感应电极与第一电磁触控电极的结构示意图;
图5b为本实用新型实施例提供的同层设置的电容触控驱动电极与第二电磁触控电极的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的触摸屏的结构示意图之二;
图7为本实用新型实施例提供的触摸屏实现触控功能的时序图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型实施例提供的一种触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和区域大小形状不反映触摸屏的真实比例,目的只是示意说明本实用新型内容。
本实用新型实施例提供的一种触摸屏,如图3所示,包括:电容触控感应电极110、与电容触控感应电极110相互绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极120;还包括:
与电容触控感应电极110相互绝缘且同层设置的第一电磁触控电极210;
与电容触控驱动电极120相互绝缘且同层设置的、与第一电磁触控电极210相互绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极220。
本实用新型实施例提供的上述触摸屏,将第一电磁触控电极与电容触控感应电极同层设置,将第二电磁触控电极与电容触控驱动电极同层设置,可以在保证电磁式触控效果和电容式触控效果的同时,最大限度的简化触摸屏的膜层,从而降低整个触摸屏的厚度;并且,在制备时,第一电磁触控电极与电容触控感应电极可以通过一次构图工艺制成,第二电磁触控电极与电容触控驱动电极可以通过一次构图工艺制成,从而可以最大限度的简化制备工艺,进而可以节省整个触摸屏的生产成本。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,而为了尽可能的增加触控模组的透光率,在具体实施时,一般电容触控感应电极、电容触控驱动电极、第一电磁触控电极和第二电磁触控电极的材料均为透明导电氧化物,例如在具体实施时,可以采用铟锡氧化物(ITO)材料制备。
进一步地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,为了进一步增加触摸屏的透光率,将电容触控感应电极、电容触控驱动电极、第一电磁触控电极和第二电磁触控电极同层设置,触摸屏还包括:
桥接相邻的电容触控感应电极和桥接相邻的第一电磁触控电极的桥接层,或者桥接相邻的电容触控驱动电极和桥接相邻的第二电磁触控电极的桥接层;以及,
位于桥接层与同层设置的电容触控感应电极、电容触控驱动电极、第一电磁触控电极和第二电磁触控电极之间的绝缘层。
具体地,从本实用新型实施例提供的触摸屏的结构中可以看出,触控屏包括三个主要膜层,即由同层设置的电容触控驱动电极、电容触控感应电极、第一电磁触控电极和第二电磁触控电极组成的一透明导电氧化物层,由桥接相邻的电容触控感应电极和桥接相邻的第一电磁触控电极的桥接层,或者桥接相邻的电容触控驱动电极和桥接相邻的第二电磁触控电极的桥接层组成的金属层,以及位于透明导电氧化物层与金属层之间的绝缘层。另外,在触摸屏的最上面一般还会有保护触摸屏不受外界环境影响的钝化层。上述结构的触摸屏的膜层较少,在实现兼具电磁式触控功能和电容式触控功能的同时,可以最大限度地降低成品的厚度。
当然,在具体实施时,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图3、图4a和图4b所示(其中,图4a为图3沿A-A’方向的截面示意图,图4b为图3沿B-B’方向的截面示意图),第一电磁触控电极210与第二电磁触控电极220也可以异面设置,即同层设置的第一电磁触控电极210和电容触控感应电极110层与同层设置的第二电磁触控电极220和电容触控驱动电极120位于不同层;此时,触摸屏还包括:
位于同层设置的电容触控感应电极110和第一电磁触控电极210与同层设置的电容触控驱动电极120和第二电磁触控电极220之间的绝缘层300。
具体地,从本实用新型实施例提供的触摸屏的结构中可以看出,触控屏也包括三个主要膜层,即由同层设置的电容触控感应电极和第一电磁触控电极组成的第一透明导电氧化物层,由同层设置的电容触控驱动电极和第二电磁触控电极组成的第二透明导电氧化物层,以及位于第一透明导电氧化物层与第二透明导电氧化物层之间的绝缘层。另外,在触摸屏的最上面一般还会有保护触摸屏不受外界环境影响的钝化层。上述结构的触摸屏的膜层较少,在实现兼具电磁式触控功能和电容式触控功能的同时,可以最大限度地降低成品的厚度。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图6所示,第一电磁触控电极210的延伸方向可以与第二电磁触控电极220的延伸方向垂直,在此不做限定。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图5a所示,第一电磁触控电极210为包围至少一条电容触控感应电极110的电极线,这时,电极线的一端接地,另一端连接数据选择器400(MUX),从而形成一个电流回路。当电磁笔接触触摸屏的某一位置时,对应位置的电流回路的磁通量增加,从而导致该电极线上的感应电动势增加,假如第一电磁触控电极的延伸方向为X轴方形,从而就可以算出电磁笔接触位置的X轴坐标。
或者,较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图5b所示,第二电磁触控电极220为包围至少一条电容触控驱动电极120的电极线,这时,电极线的一端接地,另一端连接数据选择器400(MUX),从而形成一个电流回路。当电磁笔接触触摸屏的某一位置时,对应位置的电流回路的磁通量增加,从而导致该电极线上的感应电动势增加,假如第二电磁触控电极的延伸方向为Y轴方形,从而就可以算出电磁笔接触位置的Y轴坐标,根据X轴坐标和Y轴坐标就可以确定出电磁笔接触的具体位置。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图6所示,第一电磁触控电极210为包围至少一条电容触控感应电极110的电极线;第二电磁触控电极220也为包围至少一条电容触控驱动电极120的电极线。
具体地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,数据选择器400中设置有驱动T端口和感应R端口,如图5a所示,作为第一电磁触控电极210的每一条电极线的另一端均与数据选择器400中的一个驱动端口T或者感应端口R连接;同理,如图5b所示,作为第二电磁触控电极220的每一条电极线的另一端也均与数据选择器400中的一个驱动端口R或者感应端口T连接。如图6所示,数据选择器一般设置在电磁触控驱动集成电路(IC)500中,触摸屏通过电磁触控驱动集成电路(IC)500以逐行扫描的方式分别向各第一电磁触控电极和各第二电磁触控电极加载电磁触控扫描信号。
具体地,本实用新型实施例提供的上述触摸屏在实现电磁触控功能时,各第一电磁触控电极依次与数据选择器中对应的驱动端口连接,用于依次接收电磁触控扫描信号,在数据选择器的各驱动端口分别向各第一触控驱动电极提供完电磁触控扫描信号之后,各第一电磁触控电极马上切换到与各第一电磁触控电极连接的数据选择器中对应的感应端口相连,从而可以检测从感应端口输出的感应信号;同理,各第二电磁触控电极依次与数据选择器中对应的驱动端口连接,用于依次接收电磁触控扫描信号,在数据选择器的各驱动端口分别向各第二触控驱动电极提供完电磁触控扫描信号之后,各第二电磁触控电极马上切换到与各第二电磁触控电极连接的数据选择器中对应的感应端口相连,从而可以检测从感应端口输出的感应信号;通过检测与第一电磁触控电极相连的感应端口的感应信号和检测与第二电磁触控电极相连的感应端口的感应信号可以实现触摸屏的电磁式触控功能。
进一步地,本实用新型实施例提供的上述触摸屏,如图6所示,电容触控感应电极110和电容触控驱动电极120均与电容触控驱动集成电路(IC)600相连,具体地,电容式触控为现有技术,在此不再赘述。
具体地,在具体实施时,电磁触控驱动集成电路(IC)和电容触控驱动集成电路(IC)可以设置在同一芯片上,当然也可以分别设置在不同的芯片上,在此不做限定。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,为了优化算法,保证电磁触控精度的均匀性,第一电磁触控电极所包围的电容触控感应电极的条数与第二电磁触控电极所包围的电容触控驱动电机的条数相等。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图5a所示,第一电磁触控电极210的形状与第一电磁触控电极210所包围的至少一条电容触控感应电极110外轮廓形状一致;
或者,如图5b所示,第二电磁触控电极220的形状与第二电磁触控电极220所包围的至少一条电容触控驱动电极120外轮廓形状一致。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,第一电磁触控电极的形状与第一电磁触控电极所包围的至少一条电容触控感应电极外轮廓形状一致;第二电磁触控电极的形状与第二电磁触控电极所包围的至少一条电容触控驱动电极外轮廓形状一致,从而减少电容触控与电磁触控模式之间的信号干扰。
较佳地,在本实用新型实施例提供的上述触摸屏中,如图6所示,第一电磁触控电极210可以与电容触控感应电极110一一对应;第二电磁触控电极220可以与电容触控驱动电极120一一对应,从而保证触摸屏电容式触控和电磁式触控具有相同的分辨率,进而可以优化算法,保证信号之间的干扰最小。
具体地,例如:如图7所示的驱动时序图中,在一帧的触控时间段T内,与电容触控驱动电极T(3)x连接的IC芯片向各电容触控驱动电极T(3)x分别提供触控扫描信号T1、T2……Tn,同时各电容触控感应电极R(3)x分别进行侦测触控感应信号R1、R2……Rm,实现电容式触控功能。同时,在一帧的触控时间段T内,与第一电磁触控电极T(1)x连接的IC芯片向第一电磁触控电极T(1)x依次提供电磁触控扫描信号T1、T2……Tn,当有电磁笔触摸时,与各第一电磁触控电极T(1)x对应的感应端口R(1)x输出的感应信号R1、R2……Rm比提供给该第一电磁触控电极T(2)x上的电磁触控扫描信号T1、T2……Tn大,当无电磁笔触摸时,与各第一电磁触控电极T(1)x对应的感应端口R(1)x输出的感应信号R1、R2……Rm与提供给该第一电磁触控电极T(1)x上的电磁触控扫描信号T1、T2……Tn相等;同理,与第二电磁触控电极T(2)x连接的IC芯片向第二电磁触控电极T(2)x依次提供电磁触控扫描信号T1、T2……Tn,当有电磁笔触摸时,与各第二电磁触控电极T(2)x对应的感应端口R(2)x输出的感应信号R1、R2……Rm比提供给该第二电磁触控电极T(2)x上的电磁触控扫描信号T1、T2……Tn大,当无电磁笔触摸时,与各第二电磁触控电极T(2)x对应的感应端口输出的感应信号R1、R2……Rm与提供给该第一电磁触控电极T(2)x上的电磁触控扫描信号T1、T2……Tn相等,实现电磁式触控功能。
基于统一实用新型构思,本实用新型实施例还提供了一种显示装置,包括显示器件和设置于显示器件上方的本实用新型实施例提供的上述触摸屏。该显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何兼具显示和触控功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述触摸屏的实施例,重复之处不再赘述。
具体地,在本实用新型实施例提供的上述显示装置中,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,在此不做限定。
本实用新型实施例提供的一种触摸屏及显示装置,将第一电磁触控电极与电容触控感应电极同层设置,将第二电磁触控电极与电容触控驱动电极同层设置,可以在保证电磁式触控效果和电容式触控效果的同时最大限度的简化触摸屏的膜层,从而降低整个触摸屏的厚度;并且,在制备时,第一电磁触控电极与电容触控感应电极可以通过一次构图工艺制成,第二电磁触控电极与电容触控驱动电极可以通过一次构图工艺制成,从而可以最大限度的简化制备工艺,进而可以节省整个触摸屏的生产成本。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种触摸屏,包括电容触控感应电极、与所述电容触控感应电极相互绝缘且交叉而置的电容触控驱动电极;其特征在于,还包括:
与所述电容触控感应电极相互绝缘且同层设置的第一电磁触控电极;
与所述电容触控驱动电极相互绝缘且同层设置的、与所述第一电磁触控电极相互绝缘且交叉而置的第二电磁触控电极。
2.如权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极同层设置,所述触摸屏还包括:
桥接相邻的所述电容触控感应电极和桥接相邻的所述第一电磁触控电极的桥接层,或者桥接相邻的所述电容触控驱动电极和桥接相邻的所述第二电磁触控电极的桥接层;以及
位于所述桥接层与同层设置的所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极之间的绝缘层。
3.如权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,所述第一电磁触控电极与所述第二电磁触控电极异面设置,所述触摸屏还包括:
位于同层设置的所述电容触控感应电极和所述第一电磁触控电极与同层设置的所述电容触控驱动电极和所述第二电磁触控电极之间的绝缘层。
4.如权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,所述第一电磁触控电极的延伸方向与所述第二电磁触控电极的延伸方向垂直。
5.如权利要求1-4任一项所述的触摸屏,其特征在于:
所述第一电磁触控电极为包围至少一条所述电容触控感应电极的电极线;和/或
所述第二电磁触控电极为包围至少一条所述电容触控驱动电极的电极线。
6.如权利要求5所述的触摸屏,其特征在于,所述第一电磁触控电极的形状与所述第一电磁触控电极所包围的至少一条所述电容触控感应电极外轮廓形状一致;和/或
所述第二电磁触控电极的形状与所述第二电磁触控电极所包围的至少一条所述电容触控驱动电极外轮廓形状一致。
7.如权利要求6所述的触摸屏,其特征在于,所述第一电磁触控电极与所述电容触控感应电极一一对应;
所述第二电磁触控电极与所述电容触控驱动电极一一对应。
8.如权利要求1-3任一项所述的触摸屏,其特征在于,所述电容触控感应电极、所述电容触控驱动电极、所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极的材料均为透明导电氧化物。
9.一种显示装置,包括显示器件和设置于所述显示器件上方的如权利要求1-8任一项所述的触摸屏。
10.如权利要求9所述的显示装置,其特征在于,所述显示器件为液晶显示屏、有机电致发光显示屏、等离子体显示屏、或阴极射线显示屏。
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