專利名稱：一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸控面板與平板顯示裝置集成技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置。
背景技術(shù)：
觸控技術(shù)的發(fā)展方向有低成本、高良率、大尺寸、高可靠性等等。為了達(dá)到此目標(biāo)，在工藝技術(shù)上，可以將ITO Sensor與Cover lens甚至連TFT都一同整合，以降低生產(chǎn)成本、使厚度變薄，更可避免貼合不良的問題。在材料技術(shù)上，可發(fā)展ITO之有機(jī)或無機(jī)替代材料、掌握軟性薄膜及基板技術(shù)，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材替代較昂貴的強(qiáng)化玻璃或PMMA塑料板。在結(jié)構(gòu)技術(shù)上，發(fā)展了 Out-Cell、On-Cell和In-Cell的結(jié)構(gòu)。Out-Cell技術(shù)以投射式電容及紅外光學(xué)式為主，近期投射式電容技術(shù)以材料與制程為重點(diǎn)。最早的Out-Cell投射式電容觸控面板采用的是一般玻璃基板，或稱為第一代觸控面板結(jié)構(gòu)。原本的系統(tǒng)產(chǎn)品在采用第一代的觸控面板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)觸控功能時，最少需外加一片觸控玻璃，因此在光學(xué)特性上會造成一定程度的影響。On-Cell所采用的技術(shù)一般是以投射式電容為主。In-Cell觸控技術(shù)所使用的方法有三種，分別感測手指施加在上玻璃基板上應(yīng)力，所造成的形變影響與偵測光源對手指的相對明暗變化關(guān)系。第一種較常用的偵測方法為利用上下基板間的間距變化，進(jìn)而在上下基板制作一些特定的電極裝置，利用該電極裝置偵測電容值或作為電壓開關(guān)使用。第二種方法則是利用環(huán)境光源或顯示器的背光源，在下板的晶體管數(shù)組設(shè)計(jì)一些光感測組件與輸出電路，偵測手指在顯示器面板上方時所造成的陰影或反射的光影像。Out-Cell結(jié)構(gòu)的材料成本相對較高，In-Cell結(jié)構(gòu)的集成度高合格率低，On-Cell結(jié)構(gòu)以其材料低成本、與顯示器內(nèi)成本沒有干擾等優(yōu)勢，形成自己的一定優(yōu)勢。作為On-Cell結(jié)構(gòu)主流的投射電容觸摸屏，從IC驅(qū)動和感應(yīng)電容的角度，分為自電容和互電容式兩種。兩種方式可以用同一種ITO圖案，例如著名的雙層菱形ITO結(jié)構(gòu)，投射電容屏主要依靠兩層ITO膜(驅(qū)動ITO層、感應(yīng)ITO層)來實(shí)現(xiàn)功能，驅(qū)動ITO層和感應(yīng)ITO層可以鍍刻在同一塊玻璃的兩面，也可以分別鍍刻在兩塊玻璃上。從構(gòu)造上看，驅(qū)動ITO層與感應(yīng)ITO層互補(bǔ)排列成X-Y坐標(biāo)矩陣，控制IC在驅(qū)動ITO層上逐行釋放脈沖信號，同時逐列監(jiān)測感應(yīng)ITO層的電容變化來確定觸控位置；當(dāng)手指觸摸顯示裝置時，驅(qū)動ITO層和感應(yīng)ITO層之間的耦合電場收到干擾，使得對應(yīng)觸摸位置上的驅(qū)動ITO層和感應(yīng)ITO層的邊緣場電容大小發(fā)生改變。通過偵測這些電容大小發(fā)生變化的ITO行列，可以確定觸摸發(fā)生的位置。并且投射電容屏的ITO層圖形排列方式和行列掃描機(jī)制，從根本上支持多點(diǎn)觸控?，F(xiàn)在也有一些相關(guān)的On-CelI結(jié)構(gòu)觸控顯示裝置，但都具有如下不足I、需要精細(xì)的ITO層圖案設(shè)計(jì)的制作，成本較高；2、尺寸不能做的很大，基本在10寸以下。以上缺陷使得On-Cell結(jié)構(gòu) 的觸控顯示裝置不能得到較快的發(fā)展和市場應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有On-Cell結(jié)構(gòu)的觸控顯示裝置存在的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)高精細(xì)度、大尺寸觸摸面板的集成于顯示器上的觸控顯示裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的
一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置，包括集成電學(xué)控制單元的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板相對設(shè)置，第二基板面向第一基板的一側(cè)設(shè)有RGB色層，所述的第二基板背向第一基板的一側(cè)依次設(shè)有面狀透明電極層與縱橫交錯設(shè)置的第一金屬層和第二金屬層，第一金屬層位于面狀透明電極層和第二金屬層之間。 所述的第一金屬層和第二金屬層都呈條狀分布，條狀的第一金屬層和條狀的第二金屬層縱橫交錯構(gòu)成矩陣。所述第一金屬層內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路；第二金屬層內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路。所述第一金屬層和第二金屬層的位置與RGB色層內(nèi)的邊界處相對應(yīng)。所述的面狀透明電極層和第一金屬層、第一金屬層和第二金屬層之間設(shè)有透明絕緣層。所述的第二基板和面狀透明電極層之間設(shè)有透明絕緣層。所述的第二基板和面狀透明電極層之間不設(shè)置透明絕緣層。所述第二金屬層的外側(cè)設(shè)有透明絕緣層。所述第二金屬層的外側(cè)不設(shè)置透明絕緣層。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過面狀透明電極層和金屬電極進(jìn)行觸控點(diǎn)的位置檢出，避免了透明電極層圖案化帶來的光學(xué)干擾，并大大提高了觸控點(diǎn)位置檢出能力；同時顯示器尺寸不受的大小限制，為實(shí)現(xiàn)了高精細(xì)度、大尺寸觸摸面板的生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。本發(fā)明將觸控屏的金屬檢測條和RGB色層處的黑色矩陣融為一體，簡化了顯示裝置的結(jié)構(gòu)，并具有觸控點(diǎn)的檢出速度快、驅(qū)動成本低的特點(diǎn)，符合顯示裝置觸控技術(shù)的發(fā)展方向。


附圖I為本發(fā)明的觸控裝置應(yīng)用于液晶顯示器時的結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明的觸控裝置應(yīng)用于場發(fā)射顯示器時的結(jié)構(gòu)示意 附圖3為本發(fā)明的金屬層與面狀透明電極層之間的平面關(guān)系 附圖4為本發(fā)明的金屬層與面狀透明電極層之間的邊緣電場示意 附圖5為本發(fā)明的金屬層與面狀透明電極層之間沒有觸壓時的電容關(guān)系示意 附圖6為本發(fā)明的金屬層與面狀透明電極層之間觸壓后的電容關(guān)系示意圖。其中1 一第一基板；2—第二基板；3 —RGB色層；4一面狀透明電極層；5—第一金屬層；6—第二金屬層；7—透明絕緣層；8—偏光板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1-2所示一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置，包括集成電學(xué)控制單元的第一基板I和第二基板2，第一基板I和第二基板2相對設(shè)置，第二基板2面向第一基板I的一側(cè)設(shè)有RGB色層3，在第二基板2背向第一基板I的一側(cè)依次設(shè)有面狀透明電極層4與縱橫交錯設(shè)置的第一金屬層5和第二金屬層6，其中第一金屬層5位于面狀透明電極層4和第二金屬層6之間。第一金屬層5和第二金屬層6都呈條狀分布,條狀的第一金屬層5和條狀的第二金屬層6縱橫交錯構(gòu)成矩陣，同時第一金屬層5內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路，第二金屬層6內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路；上述縱橫交錯的第一金屬層5和第二金屬層6的交錯位置就是觸摸點(diǎn)，通過偵測發(fā)生電容大小變化的縱橫交錯的第一金屬層5和第二金屬層6確定觸摸點(diǎn)并傳遞相應(yīng)的指令信息。在面狀透明電極層4和第一金屬層5、第一金屬層5和第二金屬層6之間還設(shè)有透明絕緣層7，另外在第二基板2和面狀透明電極層4之間以及第二金屬層6的外側(cè)可根據(jù)實(shí)際需要確定是否設(shè)置透明絕緣層7。這些條狀縱橫交錯分布的第一金屬層5和第二金屬層6的位置與RGB色 層3內(nèi)的邊界處相對應(yīng)，其中第一金屬層5分布在RGB色層3中左右RGB像素的邊界處，起著左右RGB像素之間的漏光遮光作用，第二金屬層6分布在RGB色層3中上下RGB像素的邊界處，起著上下RGB像素之間的漏光遮光作用；第一金屬層5和第二金屬層6在位置設(shè)計(jì)和圖案設(shè)計(jì)上至少要保證能夠遮住在正上方視野角觀察時的漏光現(xiàn)象，省卻在RGB色層3的相應(yīng)位置處設(shè)置黑色矩陣。如果要更好地遮住斜視野角觀察時的漏光現(xiàn)象，可以在第一金屬層5和第二金屬層6的下方分別設(shè)計(jì)遮光圖案。但這樣做需要額外增加一次光刻工藝，提高制造成本的同時也降低了生產(chǎn)節(jié)拍。因此可以在第一金屬層5和第二金屬層6的下方的RGB色層3處設(shè)置RGB疊層結(jié)構(gòu)，通過RGB疊層的濾光作用，降低斜視野角上的漏光亮度。第二基板2上側(cè)的面狀透明電極層4和第一金屬層5、第二金屬層6之間的平面關(guān)系圖如圖3所示，面狀透明電極層4和第一金屬層5、第二金屬層6帶電后，呈條狀分布的第一金屬層5、第二金屬層6的圖案與面狀透明電極層4則之間形成如圖4所示的邊緣電場。另外本發(fā)明的觸控顯示裝置在沒有觸壓前，工作狀態(tài)如圖4所示，相應(yīng)的電容關(guān)系則如圖5所示；當(dāng)手指或其它物體觸摸第二基板2后，手指或其它物體作為另外一個電極，干擾了第一金屬層5、第二金屬層6與面狀透明電極層4之間的邊緣電場，則形成如圖6所示的電容分布，圖6中的箭頭則表示手指或其它物體的觸摸位置。通過偵測發(fā)生電容大小變化的第一金屬層5和第二金屬層6的位置，可以確定觸摸發(fā)生的位置，并傳遞相關(guān)信息。實(shí)施例I
圖I為電容式觸控技術(shù)和液晶顯示器集成形成觸控屏制作在液晶成盒玻璃基板上的On-Cell結(jié)構(gòu)，如圖I所示，其中第一基板I為液晶顯示器的陣列基板，第二基板2為液晶顯示器的彩膜基板，彩膜基板和陣列基板之間充滿液晶，周圍用Seal封閉。對于彩色液晶顯示器，彩膜基板上分布著紅色、綠色和藍(lán)色等色阻圖案構(gòu)成的RGB色層3，相應(yīng)地在陣列基板的對應(yīng)處設(shè)著一個個像素單元；在彩膜基板的上側(cè)分布著面狀透明電極層4和縱橫交錯的第一金屬層5、第二金屬層6,在面狀透明電極層4和第一金屬層5、第一金屬層5和第二金屬層6之間還設(shè)有透明絕緣層7，在第一基板I和第二金屬層6的外側(cè)則設(shè)有偏光板8。另外圖I中還在第二基板2和面狀透明電極層4之間以及第二金屬層6和偏光板8之間設(shè)有透明絕緣層7，其中第二金屬層6和偏光板8之間的透明絕緣層7用來保護(hù)第二金屬層6上的圖案和結(jié)構(gòu)的平坦。具體使用效果如圖5和圖6所示。實(shí)施例2圖2為一種把觸控技術(shù)集成在場發(fā)射顯示器上的結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，第一基板I為帶電子源陰極基板，第二基板2為帶熒光粉陽極基板。在第二基板2的下側(cè)設(shè)有RGB色阻層
3,第二基板2的上側(cè)分布著面狀透明電極層4和縱橫交錯的第一金屬層5、第二金屬層6,在面狀透明電極層4和第一金屬層5、第一金屬層5和第二金屬層6之間還設(shè)有透明絕緣層7，其中RGB色阻層3之間可以不用黑色矩陣。另外圖I中還在第二基板2和面狀透明電極層4之間以及第二金屬層6的外側(cè)設(shè)有透明絕緣層7，其中第二金屬層6外側(cè)的透明絕緣層7用來保護(hù)第二金屬層6上的圖案和結(jié)構(gòu)的平坦。具體使用效果如圖5和圖6所示。本發(fā)明通過面狀透明電極層4和金屬電極進(jìn)行觸控點(diǎn)的位置檢出，避免了透明電極層圖案化帶來的光學(xué)干擾，并大大提高了觸控點(diǎn)位置檢出能力，同時顯示器尺寸不受的大小限制，為實(shí)現(xiàn)了高精細(xì)度、大尺寸觸摸面板的生產(chǎn)提供了技術(shù)支持；另外觸控屏的金屬檢測條和RGB色層處的黑色矩陣融為一體，簡化了顯示裝置的結(jié)構(gòu)，并具有觸控點(diǎn)的檢出速度快、驅(qū)動成本低的特點(diǎn)，符合顯示裝置觸控技術(shù)的發(fā)展方向。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求
1.一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置，包括集成電學(xué)控制單元的第一基板(I)和第二基板(2),第一基板(I)和第二基板(2)相對設(shè)置,第二基板(2)面向第一基板(I)的一側(cè)設(shè)有RGB色層(3)，其特征在于所述的第二基板(2)背向第一基板(I)的一側(cè)依次設(shè)有面狀透明電極層(4)與縱橫交錯設(shè)置的第一金屬層(5)和第二金屬層(6),第一金屬層(5)位于面狀透明電極層(4)和第二金屬層(6)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述的第一金屬層(5)和第二金屬層(6)都呈條狀分布，條狀的第一金屬層(5)和條狀的第二金屬層(6)縱橫交錯構(gòu)成矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述第一金屬層(5)內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路；第二金屬層(6)內(nèi)的任兩條金屬條之間電學(xué)斷路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述第一金屬層(5)和第二金屬層(6)的位置與RGB色層(3)內(nèi)的邊界處相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述的面狀透明電極層(4)和第一金屬層(5)、第一金屬層(5)和第二金屬層(6)之間設(shè)有透明絕緣層(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述的第二基板(2 )和面狀透明電極層(4 )之間設(shè)有透明絕緣層(7 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述的第二基板(2)和面狀透明電極層(4)之間不設(shè)置透明絕緣層(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述第二金屬層(6)的外側(cè)設(shè)有透明絕緣層(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的集成于顯示器上的觸控顯示裝置，其特征在于所述第二金屬層(6)的外側(cè)不設(shè)置透明絕緣層(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成于顯示器上的觸控顯示裝置，包括集成電學(xué)控制單元的第一基板(1)和第二基板(2)，第一基板(1)和第二基板(2)相對設(shè)置，第二基板(2)面向第一基板(1)的一側(cè)設(shè)有RGB色層(3)，所述的第二基板(2)背向第一基板(1)的一側(cè)依次設(shè)有面狀透明電極層(4)與縱橫交錯設(shè)置的第一金屬層(5)和第二金屬層(6)，第一金屬層(5)位于面狀透明電極層(4)和第二金屬層(6)之間。本發(fā)明通過面狀透明電極層和金屬電極進(jìn)行觸控點(diǎn)的位置檢出，避免了透明電極層圖案化帶來的光學(xué)干擾，且大大提高了觸控點(diǎn)位置的檢出能力，具有檢出速度快、驅(qū)動成本低的特點(diǎn)；通過該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精細(xì)度、大尺寸觸摸面板的生產(chǎn)。
文檔編號G06F3/044GK102646006SQ20121013056
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者馬群剛 申請人:南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司