觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器的製作方法

2023-05-31 01:22:06

專利名稱：觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及觸控螢幕，尤其涉及一種利用壓電材料製成的觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示
O
背景技術：
觸控螢幕作為一種特殊的計算機外設，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機互動方式；它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。目前，觸控螢幕主要包括如下幾種類型電阻觸控螢幕，紅外線觸控螢幕，電容觸控螢幕，表面聲波觸控螢幕和近場成像觸控螢幕。不管是什麼類型的觸控螢幕，一般都是包括觸控螢幕控制器和觸摸檢測裝置兩個部分。其中，觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是通過施加一外部檢測信號 (例如紅外線、電壓等)並接收由觸碰動作所引起的反饋信號，從而檢測用戶的觸摸位置， 並將檢測到的觸摸信息傳送給觸控螢幕控制器；觸控螢幕控制器的主要作用是接收所述觸摸檢測裝置發送的觸摸信息，並根據一定算法將所述觸摸信息轉換成觸點坐標，之後將所述觸點坐標傳送給CPWCentralProcessing Unit,中央處理器)，同時觸控螢幕控制器還能接收 CPU下發的命令並加以執行。在實現上述觸控螢幕的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題上述觸控螢幕無論是利用電阻效應、電容效應，還是運用近場探測原理，都需要通過施加外部檢測信號來探測觸控螢幕表面狀態的變化；觸控螢幕要獲取到正確的觸摸信息必須依賴於外部檢測信號，這樣會很容易受到外界的幹擾(例如外部光線、電磁幹擾等)而造成觸點判斷失誤。

發明內容
本發明的實施例提供一種觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器，能夠增強觸控螢幕對外界幹擾的抵抗能力、以及能源節省。為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案一種觸控螢幕，包括相對設置的第一基板和第二基板，在所述第一基板上形成有至少兩條平行排布的帶狀的透明導線，在所述透明導線上設有至少兩個壓電元件；而且，在所述每條透明導線的兩端設有電信號檢測裝置。一種觸控螢幕液晶顯示器，包括液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶；此外，在所述彩膜基板的外側設有上述一種觸控螢幕；而且，所述觸控螢幕的第二基板和所述彩膜基板為同一基板。為達到上述目的，本發明實施例中還提供了另一種觸控螢幕，包括相對設置的第一基板和第二基板，在所述第一基板和第二基板之間形成有彼此電絕緣的至少兩行橫向透明導線和至少兩列縱向透明導線，在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線的交疊區域、且在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線之間設有壓電元件；而且，在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線的一端均設有電信號檢測裝置。一種觸控螢幕液晶顯示器，包括液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶；此外，在所述彩膜基板的外側設有上述另一種觸控螢幕；而且，所述觸控螢幕的第二基板和所述彩膜基板為同一基板。本發明實施例提供的觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置接收所述由於壓電效應所產生的電流，並通過一定算法，判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置。利用本發明實施例中提供的方案，可以在不需要任何外部檢測信號的情況下就可以判斷出觸碰動作發生的位置。與現有技術而相比，本發明實施例中提供的方案可以增強觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器對於外界幹擾的抵抗能力， 同時節省了輸入信號所需要的能量。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例1中的觸控螢幕的平面結構示意圖；圖2為本發明實施例1中的觸控螢幕的截面示意圖；圖3為本發明實施例1中的觸控螢幕液晶顯示器的截面示意圖；圖4為本發明實施例2中的觸摸點的計算方法的示意圖；圖5為本發明實施例4中的觸控螢幕的平面結構示意圖；圖6為本發明實施例4中的觸控螢幕的截面示意圖一；圖7為本發明實施例4中的觸控螢幕液晶顯示器的截面示意圖一；圖8為本發明實施例4中的觸控螢幕的截面示意圖二 ；圖9為本發明實施例4中的觸控螢幕液晶顯示器的截面示意圖二 ；附圖標記100-觸控螢幕；101-第一基板；102-第二基板；103-透明導線；104-壓電元件；105-電信號檢測裝置；106-隔墊物；300-液晶顯示面板；301-彩膜基板；302-陣列基板；303-液晶；501-橫向透明導線；502-縱向透明導線；503-絕緣層；1031-透明導線；1051、1052-電信號檢測裝置。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1
如圖1和圖2所示，本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板101 和第二基板102，其中，在所述第一基板101上形成有至少兩條平行排布的帶狀的透明導線 103(在圖中以橫向排布為例)，在所述透明導線103上設有至少兩個壓電元件104;而且， 在所述每條透明導線103的兩端設有電信號檢測裝置105。在本發明實施例中，所述透明導線可以是採用ITOandium Tin Oxides，納米銦錫金屬氧化物)材料，並且所述透明導線103的排布方向可以是但不限於是圖1中所示的橫向排列，也可以是縱向排列。此外，本發明實施例中還提供了一種利用上述觸控螢幕完成的觸控螢幕液晶顯示器； 如圖3所示，該觸控螢幕液晶顯示器，包括觸控螢幕100和液晶顯示面板300，而該液晶顯示面板 300又包括相對設置的彩膜基板301和陣列基板302，在所述彩膜基板301和陣列基板302 之間填充有液晶303 ；具體地，在本發明實施例的觸控螢幕液晶顯示器中，所述觸控螢幕100的第二基板102和所述液晶顯示面板300的彩膜基板301為同一基板。在上述實施例中，所述第一基板101、第二基板102、彩膜基板301以及陣列基板 302均可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。本發明實施例中提供的觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置接收所述由於壓電效應所產生的電流，並通過一定算法， 判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置。利用本發明實施例中提供的方案，可以在不需要任何外部檢測信號的情況下就可以判斷出觸碰動作發生的位置；而且，可以增強觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器對於外界幹擾的抵抗能力，同時節省了輸入信號所需要的能量。實施例2 下面將以一具體實施例來對本發明實施例中提供的觸控螢幕進行詳細描述。結合圖1和圖2所示，本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板 101和第二基板102，其中，在所述第一基板101上形成有至少兩條平行排布的帶狀的透明導線103(在圖中以橫向排布為例)，在所述透明導線103上設有至少兩個壓電元件104;而且，在所述每條透明導線103的兩端設有電信號檢測裝置105，該電信號檢測裝置105用於測量其接收到的電流的電流強度。在本發明實施例中，所述透明導線103的排布方向可以是如圖1中所示的橫向排列，也可以是縱向排列。而且，所述第一基板101、第二基板102都可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。在本實施例中，除了依靠所述觸控螢幕周邊的封框膠來維持所述第一基板101和第二基板102之間距離之外，還可以在所述第一基板101和第二基板102之間設置隔墊物 106 ；為了減少所述隔墊物106對光線的阻擋，同時減少隔墊物材料的用量，因此優選地可以將所述隔墊物106設置在所述透明導線103和所述第二基板102之間，使所述隔墊物106 的兩端抵頂所述第二基板102和所述透明導線103，起到支持觸控螢幕盒厚的作用。優選地，在本實施例中，位於所述透明導線103上的壓電元件104的高度可以小於所述透明導線103和第二基板102之間的間距，使所述壓電元件104的一端呈懸空的狀態； 這樣，以所述第二基板102為面向用戶的基板為例，在所述第二基板102受到輕微觸碰而產生形變時，該形變並不會立即傳送到壓電元件104上，因此一些無意識的觸碰信息並不會通過透明導線103傳送到電信號檢測裝置105處，可以提高觸控螢幕的防幹擾的性能。在本實施例中，可以採用壓電陶瓷來作為所述壓電元件104的原料；當然，所述壓電元件104可選用的材料並不限於此，還可以是其他的具有壓電效應的材料。由於壓電陶瓷等壓電材料一般都是不透光的，因此為了降低壓電元件104對觸控螢幕的透光率的影響， 在本實施例中，將相鄰的每兩個壓電元件104之間的距離設定在20 μ m到1000 μ m之間；這樣，既可以保證所述觸控螢幕的透光率不會受到太大影響，同時又不致相鄰兩個壓電元件之間的間距過大而影響觸控螢幕的靈敏度。在所述觸控螢幕上沒有發生觸碰動作時，壓電元件104不會產生形變，其表面也就不會由於壓電效應而相應地產生電荷，而通過透明導線103與所述多個壓電元件104相連的電信號檢測裝置105也就檢測不到任何電信號，此時，系統判定所述觸控螢幕上沒有任何觸碰動作發生。當觸控螢幕屏體(例如本實施例中的第二基板)上發生觸碰動作時，所述第二基板 102就會產生形變；當第二基板102的形變達到一定程度時，就會壓迫到位於第二基板102 和透明導線103之間的一個或多個壓電元件104，致使所述壓電元件104也相應地發生形變；此時，由於壓電效應，在所述壓電元件104的表面產生電荷並形成一定的電壓，進而在所述壓電元件104兩側的透明導線中會出現電流。位於所述透明導線103兩端的電信號檢測裝置105可以接收並測量出所述電流的電流強度，並將所測量出的電流強度大小傳送給一控制模塊(圖中未示出)，由所述控制模塊根據所述電流強度的大小計算出觸控螢幕上發生觸碰動作的觸點到所述透明導線103的兩端的距離。其中，所述控制模塊可以是但不限於是 CPU、MCU (Micro Control Unit，微控制單元)等。在以上描述中，是以在第二基板102上發生觸碰動作為例來對本發明實施例中提供的方案進行說明的；不過需要注意的是，觸碰動作同樣可以發生在第一基板101—側。具體的實現需要根據所述觸控螢幕在實際使用時哪一側面向操作者來確定，實際面向操作者的一側的基板即為發生觸碰動作的基板。下面可以通過一實例來進一步解釋一下所述觸點到透明導線兩端的距離的計算過程。結合圖4所示，觸控螢幕的寬度為L，即觸控螢幕上的橫向透明導線的寬度也為L ；在觸控螢幕上的A點出現觸碰動作，同時位於透明導線1031的兩端的電信號檢測裝置1051和1052 分別接收到的電流的電流強度大小為Il和12。由於觸點A處的壓電元件受到擠壓出現形變而產生的電壓相對於其兩側的透明導線來說是一樣的，因此所述觸點A處的壓電元件兩側的透明導線中的電流的電流強度大小應該與觸點A處的壓電元件兩側的透明導線的電阻大小成反比；而觸點A處的壓電元件兩側的透明導線的材質完全相同，因此其電阻大小與其長度成正比；由此可知，所述觸點A 處的壓電元件兩側的透明導線中的電流的電流強度大小，也就是電信號檢測裝置1051和 1052所接收到的電流的電流強度大小與觸點A處的壓電元件兩側的透明導線長度成反比。結合圖4所示，設定觸點A距離左側邊界的距離是Li，距離右側邊界的距離是L2， 則Li、L2、Il和12，以及L之間存在如下關係L1+L2 = L-公式 111/12 = L2/L1-公式 2通過上述公式1和公式2可以計算得到，
Ll = I2*L/(I1+I2)L2 = I1*L/(I1+I2)這樣，就可以得到所述觸點A距離所述觸控螢幕的左右邊界的距離。同時，在設定所述透明導線兩端的電信號檢測裝置時，可以事先將每一行透明導線所對應的縱向位置，即每一行透明導線距離所述觸控螢幕上下邊界的距離寫入到所述電信號檢測裝置中或者所述控制模塊中，因此只要確定了是哪一行透明導線中出現了電流，也就確定了發生形變的壓電元件是設置在哪一行透明導線上，從而確定了所述發生形變的壓電元件距離所述觸控螢幕上下邊界的距離。在知道了觸點A距離所述觸控螢幕的上下邊界、左右邊界的距離之後，控制模塊就可以通過一定的換算，計算出所述觸點A在所述觸控螢幕上的坐標。至於所述觸控螢幕上的坐標系原點的設定可以根據需要進行調整，其可以是設在觸控螢幕的中心，也可以是設在觸控螢幕的任意一角上，本發明實施例不對所述觸控螢幕的坐標系設置進行限定。在上述實施例的描述中，僅是以在觸控螢幕上設置橫向透明導線為例來對本發明中的方案進行介紹，其實際保護範圍不限於此，例如在觸控螢幕上設置縱向透明導線的實現方式也應屬於本發明的保護範圍。在本實施例中，還可以對上述觸控螢幕的實現方式做進一步擴展在製作液晶顯示器的過程中，可以將上述觸控螢幕的結構集成到液晶顯示器的內部；即，以所述液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板分別作為觸控螢幕的第一基板和第二基板， 或者，以所述液晶顯示器的陣列基板和彩膜基板分別作為觸控螢幕的第一基板和第二基板；具體地，在設置所述觸控螢幕100上的至少兩條平行排布的帶狀的透明導線103時， 可以將所述透明導線103設置成與所述陣列基板302上的柵極線或者數據線相對應的結構；這樣，設置在所述透明導線上的壓電元件104以及隔墊物106就會對應著液晶顯示器中的黑矩陣區域，進而也就不會對所述觸控螢幕液晶顯示器的透光率產生不良影響。如果將上述觸控螢幕結構集成到液晶顯示器的液晶盒中，則可以在形成所述透明導線103的時候，將所述透明導線103適當延長使其直接與電信號檢測裝置105相連；這樣， 在計算觸點距離觸控螢幕邊界的距離時，需要根據透明導線103的實際長度L'計算出觸點距離兩側的電信號檢測裝置的距離L' UL' 2，然後根據電信號檢測裝置與觸控螢幕邊界的位置關係進行相應的換算，從而得到最終的觸點距離觸控螢幕邊界的距離。利用本發明實施例中提供的觸控螢幕，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置接收所述由於壓電效應所產生的電流，並通過一定算法，判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置；而且，在本發明實施例中，通過設置隔墊物來維持所述第一基板和第二基板之間的盒厚，並且限定所述壓電元件的高度小於透明導線與第二基板之間的距離使得所述壓電元件與第二基板之間保持一點的間隙，這樣在所述第一基板或者第二基板受到一些無意識的輕微觸碰時，不會壓迫到所述壓電元件，從而提高所述觸控螢幕的抗幹擾能力。實施例3 在本實施例中，還將提供一種利用實施例2中的觸控螢幕來完成的觸控螢幕液晶顯示
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結合圖3所示，該觸控螢幕液晶顯示器，包括觸控螢幕100和液晶顯示面板300 ；其中， 對於觸控螢幕100即為實施例2中所描述的觸控螢幕，此處不再贅述；而該液晶顯示面板300又包括相對設置的彩膜基板301和陣列基板302，在所述彩膜基板301和陣列基板302之間填充有液晶303 ；為了節約觸控螢幕液晶顯示器的製造成本，在本發明實施例的觸控螢幕液晶顯示器中，可以將所述彩膜基板上的彩膜結構同所述觸控螢幕100的第二基板102上的結構設置在同一塊基板的兩側，即在本實施例中，所述觸控螢幕100的第二基板102和所述液晶顯示面板 300的彩膜基板301為同一基板。在上述實施例中，所述第一基板101、第二基板102、彩膜基板301以及陣列基板 302均可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。此外，在設置所述觸控螢幕100上的至少兩條平行排布的帶狀的透明導線103時，可以將所述透明導線103設置成與所述陣列基板302上的柵極線或者數據線相對應的結構； 這樣，設置在所述透明導線上的壓電元件104以及隔墊物106就不會對所述觸控螢幕液晶顯示器的透光率產生不良影響。利用本發明實施例中的觸控螢幕液晶顯示器，除了可以使所述觸控螢幕在不藉助任何外部檢測信號的情況下準確地完成觸點位置的測量和計算之外，還可以將液晶顯示面板和觸控螢幕這兩種結構在對盒工藝階段完成，而不必要等到模塊工藝完成之後再貼合單獨的觸控面板，實現了工藝的集成和設備製作成本的降低。實施例4 參看圖5、圖6及圖8所示，本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板101和第二基板102，其中，在所述第一基板101和所述第二基板102之間形成有彼此電絕緣的至少兩行橫向透明導線501和至少兩列縱向透明導線502，在所述橫向透明導線501 和所述縱向透明導線502之間設有壓電元件104 ；而且，在所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502的一端均設有電信號檢測裝置105。(圖中縱向透明導線一端的電信號檢測裝置由於視覺角度不同，未示出。)在本實施例中，所述透明導線可以是採用ITO材料。此外，本發明實施例中還提供了一種利用上述觸控螢幕完成的觸控螢幕液晶顯示器； 如圖7和圖9所示，所述觸控螢幕液晶顯示器，包括觸控螢幕100和液晶顯示面板300，而該液晶顯示面板300又包括相對設置的彩膜基板301和陣列基板302，在所述彩膜基板301和陣列基板302之間填充有液晶303 ；具體的，在本發明實施例的觸控螢幕液晶顯示器中，所述觸控螢幕100的第二基板102和所述液晶顯示面板300的彩膜基板301為同一基板。在上述實施例中，所述第一基板101、第二基板102、彩膜基板301以及陣列基板 302均可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。本發明實施例中提供的觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置接收所述由於壓電效應所產生的電流，並通過一定算法， 判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置。利用本發明實施例中提供的方案，可以在不需要任何外部檢測信號的情況下就可以判斷出觸碰動作發生的位置；而且，可以增強觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器對於外界幹擾的抵抗能力，同時節省了輸入信號所需要的能量。
實施例5 下面以一具體實施例來對本發明實施例中提供的觸控螢幕進行詳細描述。結合圖5和圖6，本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板101和第二基板102，其中，在所述第一基板101上形成有彼此電絕緣的至少兩行橫向透明導線 501和至少兩列縱向透明導線502，在所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502的交疊區域、且在所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502之間設有壓電元件104 ；此外，在所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502的一端均設有電信號檢測裝置105， 該電信號檢測裝置105用於檢測是否接收到電信號。本發明實施例中，所述第一基板101、第二基板102都可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。如圖6所示，本發明實施例中，所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502均設置在所述第一基板101上，且所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502之間設有絕緣層503，該絕緣層503上設有容納所述壓電元件104的通孔，且所述通孔與所述橫向透明導線501和縱向透明導線502的交疊區域相對。所述絕緣層503保證了橫向透明導線 501和縱向透明導線502之間不會出現電連接，最終起到使所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502彼此電絕緣的作用。在本實施例中，除了依靠所述觸控螢幕周邊的封框膠來維持所述第一基板101和所述第二基板102之間的距離外，還可以在所述第一基板101和第二基板102之間設置隔墊物106來幫助維持所述第一基板101和第二基板102之間的盒厚；為了減少所述隔墊物106 對光線的阻擋，同時減少隔墊物材料的用量，因此優選地可以將所述隔墊物106設置在所述絕緣層503和所述第二基板102之間，使所述隔墊物106的兩端抵頂所述第二基板102 和所述絕緣層503，起到支持觸控螢幕盒厚的作用。在本實施例中，位於所述通孔中的壓電元件104的高度等於所述縱向透明導線 502和所述橫向透明導線501之間的間距，即所述壓電元件104的高度等於所述絕緣層503 中通孔的高度。優選地，在本實施例中，所述隔墊物106的高度可以大於所述縱向透明導線502的厚度，使縱向透明導線502與第二基板102之間留有一定空隙；這樣，以所述第二基板102 為面向用戶的基板為例，在所述第二基板102上受到輕微觸碰而產生形變時，該形變並不會立即傳遞到壓電元件104上，因此一些無意識的觸碰信息並不會通過橫向透明導線501 和縱向透明導線502傳送到電信號檢測裝置105處，因此，可以提高觸控螢幕的防幹擾的性能。在本實施例中，可以採用壓電陶瓷來作為所述壓電元件104的原料；當然，所述壓電元件104可選用的材料並不限於此，還可以是其他的具有壓電效應的材料。由於壓電陶瓷等壓電材料一般都是不透光的，而且本實施例中的壓電元件104均設置在橫向透明導線501和縱向透明導線502的交疊區域，因此為了降低壓電元件104對觸控螢幕的透光率的影響，在本實施例中，將每兩行相鄰的橫向透明導線501之間的行間距設定在20μπι 到1000 μ m之間，同時將每兩列相鄰的縱向透明導線502之間的列間距設定在20 μ m 到1000 μ m之間；這樣，使得相鄰的每兩個壓電元件104之間的距離也保持在20 μ m到 1000 μ m之間。通過上述間距的設定，既可以保證所述觸控螢幕的透光率不會受到太大影響，同時又不致相鄰兩個壓電元件之間的間距過大而影響觸控螢幕的靈敏度。在所述觸控螢幕上沒有發生觸碰動作時，壓電元件104不會產生形變，其表面也就不會由於壓電效應而相應地產生電荷，而通過所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線 502與所述多個壓電元件104相連的電信號檢測裝置105也就檢測不到任何電信號，此時， 系統判定所述觸控螢幕上沒有任何觸碰動作發生。當觸控螢幕屏體上發生觸碰動作時，仍然以所述第二基板102被操作者觸碰為例， 所述第二基板102就會產生形變；當第二基板102的形變達到一定程度時，就會壓迫到一個或多個位於通孔中的壓電元件104，致使所述壓電元件104也相應地發生形變；此時，由於壓電效應，在所述壓電元件104的表面產生電荷並形成一定的電壓，進而在與所述壓電元件104相連接的橫向透明導線和縱向透明導線中會出現電流。位於所述橫向透明導線501 一端的電信號檢測裝置和位於所述縱向透明導線502的一端的電信號檢測裝置都可以檢測到電信號的存在，然後向控制模塊(圖中未示出)上報檢測結果，由所述控制模塊根據所述電信號檢測裝置的位置來判斷當前觸控螢幕上發生觸碰動作的觸點的位置。具體地，在設定所述與橫向透明導線相連的電信號檢測裝置時，可以事先將每一行橫向透明導線所對應的縱向位置，即每一行橫向透明導線距離所述觸控螢幕上下邊界的距離寫入到所述電信號檢測裝置中或者所述控制模塊中，因此只要確定了是哪一行橫向透明導線中出現了電流，也就確定了發生形變的壓電元件是設置在哪一行橫向透明導線上，從而確定了所述發生形變的壓電元件距離所述觸控螢幕上下邊界的距離。同理，在設定所述與縱向透明導線相連的電信號檢測裝置時，可以事先將每一列縱向透明導線對應的橫向位置寫入所述電信號檢測裝置中或者所述控制模塊中，從而在出現觸碰動作後能夠準確地對觸點進行定位。在知道了觸點距離所述觸控螢幕的左右邊界和上下邊界的距離之後，所述控制模塊就可以通過一定的換算，計算出所述觸點在所述觸控螢幕上的坐標。至於所述觸控螢幕上的坐標系原點的設定可以根據需要進行調整，其可以是設在觸控螢幕的中心，也可以是設在觸控螢幕的任意一角上，本發明實施例不對所述觸控螢幕的坐標系設置進行限定。在以上描述中，是以在第二基板102上發生觸碰動作為例來對本發明實施例中提供的方案進行說明的；不過需要注意的是，觸碰動作同樣可以發生在第一基板101—側。具體地，需要根據所述觸控螢幕在實際使用時哪一側面向操作者來確定，實際面向操作者的一側的基板即為發生觸碰動作的基板。同時，在上述示例的描述中，僅是以在觸控螢幕的左邊界和上邊界設置電信號檢測裝置為例來對本發明中的方案進行介紹，其實際保護範圍不限於此，設置電信號檢測裝置的方式可以有多種方式，例如在觸控螢幕的右邊界和下邊界設置電信號檢測裝置的實現方式也應屬於本發明的保護範圍。利用本發明實施例中提供的觸控螢幕，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置檢測到由於壓電效應所產生的電信號，並根據所述電信號判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置；而且，在本發明實施例中，通過設置隔墊物來維持所述第一基板和第二基板之間的盒厚，並且限定隔墊物的高度大於所述縱向透明導線的厚度使得所述壓電元件與第二基板之間保持一定的間隙，這樣在所述第一基板或者第二基板受到一些無意識的輕微觸碰時，不會壓迫到所述壓電元件，從而提高所述觸控螢幕的抗幹擾能力。實施例6 下面以另一具體實施例來對本發明實施例中提供的觸控螢幕進行詳細描述。結合圖6和圖8所示，本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板 101和第二基板102，其中，在所述第一基板101上形成有至少兩行橫向透明導線501，在所述第二基板102上形成有至少兩列縱向透明導線502，在所述橫向透明導線501上或者所述縱向透明導線502上設置壓電元件104(圖8中以壓電元件104設在橫向透明導線501 上為例)，且所述壓電元件104位於橫向透明導線501和縱向透明導線502的交疊區域；而且，在所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502的一端均設有電信號檢測裝置105， 該電信號檢測裝置105用於檢測所述橫向透明導線501或者所述縱向透明導線502中是否存在電信號。本發明實施例中，所述第一基板101、第二基板102都可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。本發明實施例中，除了依靠所述觸控螢幕周邊的封框膠來維持所述第一基板101和第二基板102之間距離之外，還可以在所述第一基板101和第二基板102之間設置隔墊物 106。為了減少所述隔墊物106對光線的阻擋，同時減少隔墊物材料的用量，因此可以將所述隔墊物106設置在所述橫向透明導線501和所述第二基板102之間，使所述隔墊物106 的兩端抵頂所述橫向透明導線501和所述第二基板102 ；或者，將所述隔墊物106設置在所述縱向透明導線502和所述第一基板101之間，使所述隔墊物106的兩端抵頂所述縱向透明導線502和所述第一基板101，以起到支持觸控螢幕盒厚的作用。在本實施例中，可以採用壓電陶瓷來作為所述壓電元件104的原料；當然，所述壓電元件104可選用的材料並不限於此，還可以是其他的具有壓電效應的材料。由於壓電陶瓷等壓電材料一般都是不透光的，而且本實施例中的壓電元件104均設置在橫向透明導線501和縱向透明導線502的交疊區域，因此為了降低壓電元件104對觸控螢幕的透光率的影響，在本實施例中，將每兩行相鄰的橫向透明導線501之間的行間距設定在20μπι 到1000 μ m之間，同時將每兩列相鄰的縱向透明導線502之間的列間距設定在20 μ m 到1000 μ m之間；這樣，使得相鄰的每兩個壓電元件104之間的距離也保持在20 μ m到 1000 μ m之間。通過上述間距的設定，既可以保證所述觸控螢幕的透光率不會受到太大影響， 同時又不致相鄰兩個壓電元件之間的間距過大而影響觸控螢幕的靈敏度。優選地，在本實施例中，不管所述壓電元件104是設置所述橫向透明導線501上， 還是設在所述縱向透明導線502上，該壓電元件104的高度都應該是小於所述橫向透明導線501和所述縱向透明導線502之間的間距，從而使所述壓電元件104的一端呈懸空狀態。 這樣，以所述第二基板102為面向用戶的基板為例，在所述第二基板102受到輕微觸碰而產生形變時，該形變並不會立即傳送到壓電元件104上，因此一些無意識的觸碰信息並不會通過橫向透明導線501和縱向透明導線502傳送到電信號檢測裝置105處，可以提高觸控螢幕的防幹擾的性能。在所述觸控螢幕上發生觸碰動作時，對於觸點坐標的計算方式可以參考實施例5中的描述，此處不再贅述。
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在上述示例的描述中，僅是以在觸控螢幕的左邊界和上邊界設置橫電信號檢測裝置為例來對本發明中的方案進行介紹，其實際保護範圍不限於此，設置電信號檢測裝置的方式可以有多種方式，例如在觸控螢幕的右邊界和下邊界設置電信號檢測裝置的實現方式也應屬於本發明的保護範圍。利用本發明實施例中提供的觸控螢幕，當觸控螢幕屏體某個點上發生觸摸動作而引起觸控螢幕形變時，對應地位於該位置上的壓電元件也會發生形變並由於壓電效應而產生電流；電信號檢測裝置檢測到由於壓電效應而產生的電信號，並根據所述電信號判斷出觸摸動作發生在所述觸控螢幕上的位置；而且，在本發明實施例中，通過設置隔墊物來維持所述第一基板和第二基板之間的盒厚，並且限定所述壓電元件的高度小於橫向透明導線與縱向透明導線之間的間距，使得所述壓電元件的一端懸空，這樣在觸控螢幕受到一些無意識的輕微觸碰時，就不會壓迫到所述壓電元件，從而提高所述觸控螢幕的抗幹擾能力。對於實施例5或者實施例6中的觸控螢幕的實現方式，還可以做如下的擴展在製作液晶顯示器的過程中，可以將上述實施例5或者實施例6中的觸控螢幕的結構集成到液晶顯示器的內部；即，以所述液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板分別作為觸控螢幕的第一基板和第二基板，或者，以所述液晶顯示器的陣列基板和彩膜基板分別作為觸控螢幕的第一基板和第二基板；具體地，在設置所述觸控螢幕100上的至少兩行橫向透明導線501和至少兩列縱向透明導線502時，可以將所述橫向透明導線501和縱向透明導線502設置成與所述陣列基板302上的柵極線和數據線相對應的結構；這樣，設置在所述透明導線上的壓電元件104以及隔墊物106就會對應著液晶顯示器中的黑矩陣區域，進而也就不會對所述觸控螢幕液晶顯示器的透光率產生不良影響。實施例7:在本實施例中，還將分別提供了一種利用實施例5或者實施例6中的觸控螢幕來完成的觸控螢幕液晶顯示器。結合圖7和圖9所示，該觸控螢幕液晶顯示器，包括觸控螢幕100和液晶顯示面板300 ； 其中，對於觸控螢幕100即為實施例5或者實施例6中所描述的觸控螢幕，此處不再贅述；而該液晶顯示面板300又包括相對設置的彩膜基板301和陣列基板302，在所述彩膜基板301和陣列基板302之間填充有液晶303 ；為了節約觸控螢幕液晶顯示器的製造成本，在本發明實施例的觸控螢幕液晶顯示器中，可以將所述彩膜基板上的彩膜結構同所述觸控螢幕100的第二基板102上的結構設置在同一塊基板的兩側，即在本實施例中，所述觸控螢幕100的第二基板102和所述液晶顯示面板 300的彩膜基板301為同一基板。在上述實施例中，所述第一基板101、第二基板102、彩膜基板301以及陣列基板 302均可以是但不限於是玻璃基板、石英基板、有機玻璃基板等。此外，在設置所述觸控螢幕100上的至少兩行橫向透明導線501和至少兩列縱向透明導線502時，可以將所述橫向透明導線501和縱向透明導線502設置成與所述陣列基板 302上的柵極線和數據線相對應的結構；這樣，設置在所述透明導線上的壓電元件104以及隔墊物106就不會對所述觸控螢幕液晶顯示器的透光率產生不良影響。
利用本發明實施例中的觸控螢幕液晶顯示器，除了可以使所述觸控螢幕在不藉助任何外部檢測信號的情況下準確地完成觸點的定位之外，還可以將液晶顯示面板和觸控螢幕這兩種結構在對盒工藝階段完成，而不必要等到模塊工藝完成之後再貼合單獨的觸控面板，實現了工藝的集成和設備製作成本的降低。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種觸控螢幕，包括相對設置的第一基板和第二基板，其特徵在於，在所述第一基板上形成有至少兩條平行排布的帶狀的透明導線，在所述透明導線上設有至少兩個壓電元件； 而且，在所述每條透明導線的兩端設有電信號檢測裝置。
2.根據權利要求1所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述至少兩條透明導線為至少兩行橫向透明導線、或者至少兩列縱向透明導線。
3.根據權利要求1所述的觸控螢幕，其特徵在於，在所述透明導線和所述第二基板之間還設有隔墊物。
4.根據權利要求1、2或3所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述壓電元件的高度小於所述透明導線和所述第二基板之間的間距。
5.根據權利要求1、2或3所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述至少兩個壓電元件中相鄰壓電元件之間的距離為20 μ m-1000 μ m。
6.根據權利要求1、2或3所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述壓電元件的材料為壓電陶
7.根據權利要求1、2或3所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述第一基板和第二基板分別為液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板；或者，所述第一基板和第二基板分別為液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板。
8.根據權利要求7所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述透明導線與所述陣列基板上的柵極線或者數據線相對應。
9.一種觸控螢幕，包括相對設置的第一基板和第二基板，其特徵在於，在所述第一基板和第二基板之間形成有彼此電絕緣的至少兩行橫向透明導線和至少兩列縱向透明導線，在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線的交疊區域、且在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線之間設有壓電元件；而且，在所述橫向透明導線和所述縱向透明導線的一端均設有電信號檢測裝置。
10.根據權利要求9所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述橫向透明導線和所述縱向透明導線均設置在所述第一基板上，且所述橫向透明導線和所述縱向透明導線之間設有絕緣層；所述絕緣層上設有容納所述壓電元件的通孔，該通孔與所述橫向透明導線和所述縱向透明導線的交疊區域相對。
11.根據權利要求10所述的觸控螢幕，其特徵在於，在所述絕緣層和所述第二基板之間設有隔墊物。
12.根據權利要求11所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述隔墊物的高度大於所述縱向透明導線的厚度。
13.根據權利要求9所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述橫向透明導線設置在所述第一基板上，所述縱向透明導線設置在所述第二基板上，所述壓電元件設置在所述橫向透明導線上或者所述縱向透明導線上。
14.根據權利要求13所述的觸控螢幕，其特徵在於，在所述橫向透明導線和所述第二基板之間設有隔墊物；或者，在所述縱向透明導線和所述第一基板之間設有隔墊物。
15.根據權利要求13所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述壓電元件的高度小於所述橫向透明導線和所述縱向透明導線之間的間距。
16.根據權利要求9、10或13所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述橫向透明導線之間的行間距為20 μ m-1000 μ m ；所述縱向透明導線之間的列間距為20 μ m-1000 μ m。
17.根據權利要求9、10或13所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述壓電元件的材料為壓電陶瓷。
18.根據權利要求9、10或13所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述第一基板和第二基板分別為液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板；或者，所述第一基板和第二基板分別為液晶顯示器的彩膜基板和陣列基板。
19.根據權利要求18所述的觸控螢幕，其特徵在於，所述橫向透明導線與所述陣列基板上的柵極線相對應，所述縱向透明導線與所述陣列基板上的數據線相對應。
20.一種觸控螢幕液晶顯示器，包括液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶；其特徵在於，在所述彩膜基板的外側設有權利要求1至6中任一項所述的觸控螢幕；而且，所述觸控螢幕的第二基板和所述彩膜基板為同一基板。
21.根據權利要求20所述的觸控螢幕液晶顯示器，其特徵在於，所述觸控螢幕上的透明導線與所述陣列基板上的柵極線或者數據線相對應。
22.一種觸控螢幕液晶顯示器，包括液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括相對設置的彩膜基板和陣列基板，在所述彩膜基板和陣列基板之間填充有液晶；其特徵在於，在所述彩膜基板的外側設有權利要求9至17中任一項所述的觸控螢幕；而且，所述觸控螢幕的第二基板和所述彩膜基板為同一基板。
23.根據權利要求22所述的觸控螢幕液晶顯示器，其特徵在於，所述觸控螢幕上的橫向透明導線與所述陣列基板上的柵極線相對應，所述觸控螢幕上的縱向透明導線與所述陣列基板上的數據線相對應。
全文摘要
本發明實施例公開了一種觸控螢幕及觸控螢幕液晶顯示器，涉及觸控螢幕領域，用以增強觸控螢幕對外界幹擾的抵抗能力以及能源節省。本發明實施例中提供的觸控螢幕，包括相對設置的第一基板和第二基板，在所述第一基板上形成有至少兩條平行排布的帶狀的透明導線，在所述透明導線上設有至少兩個壓電元件；而且，在所述每條透明導線的兩端設有電信號檢測裝置。本發明實施例中提供的方案適用於任何包含觸控螢幕的顯示設備。
文檔編號G06F3/041GK102236447SQ201010168698
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者周偉峰, 明星, 郭建 申請人:北京京東方光電科技有限公司