专利名称：触控式平板显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及触控板和平板显示器，具体涉及触控式平板显示器。
背景技术：
目前的带有触控板的平板显示器以显示屏、显示驱动器、触控板、触控信号检测器、背光源等部件构成，显示屏和触控板是分离的，电阻式、电容式、超声波式和光电式触控板被置于显示屏的顶面之前，电磁式触控板可置于显示屏底面之后或置于显示屏顶面之前。触控板置于显示屏顶面之前，会影响显示的亮度、对比度、清晰度、颜色等显示效果；触控板置于显示屏底面之后，使触控板电极与显示屏电极的对位困难，也会影响显示的亮度。而且电阻式和电容式触控板是双层盒式结构，结构较复杂，可靠性较差；而且盒式结构厚度较大，使触控面与显示面间存在视差，且生产过程复杂。并由于触控板以及带触控板的平板显示器结构的复杂、生产过程的复杂和装配的复杂，也至使触控板成本偏高。
发明内容
本实用新型旨在提供触控式的平板显示器，让平板显示屏不仅具有显示功能，而且具有触控功能，一物多用；同时也让带触控的平板显示器的结构变得更加简单可靠，性能变好成本变低。
本实用新型的技术思路是用时间分割的方法来复用显示屏电极，从时间维上将触控屏和显示屏集成为一体，让显示屏电极短时间内离开显示驱动状态进入触控探测状态后再返回显示驱动状态，使电极在不同时间段或处于显示驱动状态或处于触控探测状态。在电极进入显示驱动状态时，显示屏电极传递显示驱动信号；在电极进入触控探测态时，显示屏电极与外界触控物(手指或触控笔)之间产生电磁耦合，触控物在只是触碰甚至只是靠近而不需要触压显示屏的情况下，由显示屏电极与触控物之间的电磁信号耦合而获得定位信息，而不是检测压力所引起的显示屏盒内物理量的变化。这样，显示驱动信号和触控信号在时间上分割复用显示屏电极，显示屏电极在不同时间段或用于传递显示驱动信号或用于感测并传递触控信号，在不需在显示屏内增加额外电极和传感元件的情况下，使显示屏电极获得感知触控的能力，让显示器不仅具有显示功能而且具有触控功能。
本实用新型的主要技术解决方案是贯用的点阵型平板显示屏上具有垂直相交的传输显示驱动扫描信号的行电极线和传输显示数据信号的列电极线，在如TN-LCD和STN-LCD等无源平板显示屏中，在显示象素的位置显示象素和电极共用导电膜；在如TFT-LCD等有源平板显示屏中，显示象素通过输入端口与扫描电极和数据电极连接。将显示屏的行电极和列电极均通过多位模拟开关组连接显示驱动电路和触控信号电路，控制模拟开关组在显示驱动电路与触控信号电路之间的切换，使显示屏电极或与显示驱动电路连通或与触控信号电路连通。显示屏电极连接显示驱动电路时，显示驱动电路对显示屏电极输出显示驱动信号，显示屏电极传输显示驱动信号到显示象素；显示屏电极转向连接触控信号电路时，触控信号电路对显示屏电极输出或检测触控信号，显示屏电极传输触控信号。这相当于将用于触控识别的特征信号嵌入显示驱动信号中，合成出具有触控识别特征的信号输出到显示电极上，提供既用于显示象素驱动又用于触控探测的信号。当手指或触控笔等触控物靠近某一条显示屏电极，触控物与显示屏电极间产生一个耦合电容，触控物与显示屏电极通过耦合电容产生电磁耦合，连接此条电极的模拟开关在转向连通触控信号电路时，触控信号电路从此条电极洩漏触控信号给触控物，或从此条电极接收触控物发出的触控信号，显示屏电极直接感测到与触控物之间耦合的触控信号。检测电路通过检测触控信号，以被触摸而具有触控信号的此条电极为触控定位电极，以行和列两条交叉的触控定位电极确定触控定位点。当在多条电极检测到触控信号时，以信号最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号的触控电极的中间位置为触控定位点。
这样通过模拟开关的切换，使显示屏电极或与显示驱动电路连通传输显示驱动信号，或与触控信号电路连通直接感测并传输触控信号，显示驱动和触控探测以时间分割复用显示屏电极，在不需在显示屏内增加额外电极和传感元件的情况下，实现平板显示器的触控功能。
如图1所示，多位模拟开关组可以是单刀双掷模拟开关组1.1，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示屏1.2的一条电极，另两端连接显示驱动电路1.3和连接触控信号电路1.4，控制端连接控制电路1.5。控制电路1.5让开关使显示屏1.2的电极在连通显示驱动电路1.3或连通触控信号电路1.4之间切换。
如图2出所示，多位模拟开关组也可以是单刀单掷模拟开关组2.1，显示屏2.2的每一条电极通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动电路2.3连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控信号电路2.4连接，控制端连接控制电路2.5。控制电路让连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通。
与显示屏电极连接的模拟开关组也可以是由多个模拟开关次组组成。
如图3所示，多位单刀双掷模拟开关组3.1由模拟开关次组3.1.1至3.1.X组成，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示屏3.2的一条电极，另两端连接显示驱动电路3.3和连接触控信号电路3.4，控制端连接控制电路3.5。控制电路3.5让开关使显示屏3.2的电极在连通显示驱动电路3.3或连通触控信号电路3.4之间切换。如图4所示，多位单刀单掷模拟开关组4.1由模拟开关次组4.1.1至4.1.X组成，显示屏4.2的每一条电极通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动电路4.3连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控信号电路4.4连接，控制端连接控制电路4.5。控制电路让连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通。
另一种方案是与显示屏电极连接的触控信号电路具有触控信号发射器。模拟开关组被扫描控制，逐个使显示屏的每一条电极从连接显示驱动器转向连接触控信号电路时，触控信号电路内的发射器通过显示屏电极发出触控信号，然后再将电极从连接触控信号电路转回连接显示驱动电路。当具有触控信号接收器的触控笔靠近某一条显示屏电极时，模拟开关组被扫描控制使连接此条电极的模拟开关在转向连通触控信号电路内的发射器时，触控信号被靠近的触控笔中的接收器检测到，并以此条电极为触控定位电极，通过显示屏行和列两条交叉的触控定位电极的确定，而得到触控定位点的确定，并将定位信息有线或无线地传输给显示器的主机。
再一种方案是与显示屏一侧(行或列)电极连接的触控信号电路具有触控信号发射器，而显示屏另一侧(列或行)电极连接的触控信号电路具有触控信号接收器。模拟开关组被扫描控制，逐个使显示屏一侧的每一条电极从连接显示驱动电路转向连接触控信号电路，触控信号电路内的发射器通过显示屏电极发出触控信号，然后再将电极从连接触控信号检测电路转回连接显示驱动电路。当带有触控信号调制反射器的触控笔靠近某一条显示屏电极时，模拟开关组被扫描控制使连接此条电极的模拟开关在转向连通触控信号电路内的发射器时，触控信号被靠近的调制反射器调制反射回显示屏，并被另一侧某一条电极连接的触控信号电路内的接收器检测到，以此条发射信号的电极和接收信号的电极交叉点定位触控点，并将定位信息有线或无线地传输给显示器的主机。
这种以显示屏的显示驱动电极也作为触控信号感测电极的方法，既可以简化具有触控功能的平板显示器的结构，又可简化模拟式触控检测电路的定位计算，还可使数字定位精度达到与显示分辨率一致的极至，同时也降低了成本。
平板显示器可以是TN型STN型或TFT型液晶显示器、OLED显示器、PDP显示器、也可以是其他平板显示器。
图1是多位单刀双掷模拟开关组与显示屏驱动电路触控信号电路的连接方式图。
图2是多位单刀单掷模拟开关组与显示屏驱动电路触控信号电路的连接方式图。
图3是多个单刀双掷模拟开关次组组成的模拟开关组与显示屏驱动电路触控信号电路的连接方式图。
图4是多个单刀单掷模拟开关次组组成的模拟开关组与显示屏驱动电路触控信号电路的连接方式图。
图5是一种行列均为扫描检测手指触控漏电流的触控式液晶显示器的电气连接图。
图6是一种行为分组扫描列为同时检测触控信号的触控式液晶显示器的电气连接图。
具体实施方式
本实用新型的实施例之一如图5所示一种行列均为扫描检测手指触控漏电流的触控式液晶显示器。液晶显示屏5.1的N条行ITO电极5.1.1通过N位单刀双掷模拟开关组5.2与显示驱动电路5.4或触控信号检测电路5.6相连接，M条列ITO电极5.1.2通过M位单刀双掷模拟开关组5.3与显示驱动电路5.5或触控信号检测电路5.7相连接。控制系统5.8使模拟开关组5.2以扫描方式使5.1.1的N条行ITO电极逐一从连接显示驱动电路5.4转向连接触控信号检测电路5.6，然后再将电极从连接触控信号检测电路转回连接显示驱动电路。当触控的手指5.9触及液晶显示屏5.1，N条行电极5.1.1中的某一条电极连接到触控信号检测电路5.6时，检测到电极通过手指5.9与电极间的藕合电容流出的漏电流，从而确定出行定位电极；同样可确定出列定位电极。
本实用新型的实施例之二如图6所示一种行为分组扫描列为同时检测触控信号的触控式液晶显示器。液晶显示屏6.1的N条行ITO电极6.1.1通过总数为N位两个单刀单掷模拟开关次组6.2和6.3与显示驱动电路6.5或触控信号检测电路6.7相连接，M条列ITO电极6.1.2通过M位单刀单掷模拟开关组6.4与显示驱动电路6.6或触控信号检测电路6.8相连接。控制系统6.9让模拟开关组6.2和6.3分别以扫描方式使6.1.1的N条行电极从连接显示驱动电路6.5转向连接触控信号检测电路6.7，然后再将电极从连接触控信号检测电路转回连接显示驱动电路。当带有发射器的触控笔6.10触及液晶显示屏6.1时，N条行ITO电极6.1.1中的某一条电极在连接到触控信号检测电路6.7时，触控信号检测电路6.7检测到触控笔6.10发射的信号，从而确定出行定位电极；控制系统6.9让模拟开关组6.4使6.1.2的M条列ITO电极同时从连接显示驱动电路6.6转向连接触控信号检测电路6.8，然后再将电极从连接触控信号检测电路转回连接显示驱动电路。当带有发射器的触控笔6.10触及液晶显示屏6.1时，M条列ITO电极6.1.2中的某一条电极在连接到触控信号检测电路6.8时，触控信号检测电路6.8检测到触控笔6.10发射的信号，从而确定出列定位电极。
触控信号检测电路的信号和触控笔的发射信号幅值应尽可能小、频率应远高于液晶显示屏的驱动频率，以避免触控信号干扰到液晶显示屏的正常显示。另一方面为了减小触控信号的衰减应使ITO电极的阻抗尽可能小(至少不大于15/口)，并在ITO电极上涂附绝缘层。必要时可在ITO电极上或电极侧增镀金属或其他导非ITO电层，甚至将导电层制成带有环状，以进一步减小触控信号的衰减，同时也增加获得触控信号的能力。
上述两个实施例并不代表所有可能的实施方案，其它的变形方案也应是本实用新型的保护范围。
权利要求1.触控式平板显示器，具有显示屏、显示驱动电路、触控信号电路，其特征在于显示驱动电路与显示屏电极之间、触控信号电路与显示屏电极之间都是通过多位模拟开关组相连接，模拟开关使显示屏电极或与显示驱动电路连通传输显示驱动信号，或与触控信号电路连通直接感测并传输触控信号，显示驱动和触控探测以时间分割复用显示屏电极，显示屏电极既用于显示驱动又用于触控探测。
2.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于连接显示屏电极的多位模拟开关组是单刀双掷模拟开关组，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示屏的一条电极，另一端可在连接显示驱动电路或连接触控信号电路之间切换。
3.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于连接显示屏电极的多位模拟开关组是单刀单掷模拟开关组，显示屏的每一条电极通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动电路连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控信号电路连接，连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通。
4.根据权利要求1或2或3所述的触控式平板显示器，其特征在于与显示屏电极连接的模拟开关组是由多个模拟开关次组组成。
5.根据权利要求1或2或3所述的触控式平板显示器，其特征在于通过模拟开关连接显示屏电极的触控信号电路具有触控信号接收器。
6.根据权利要求1或2或3所述的触控式平板显示器，其特征在于通过模拟开关连接显示屏电极的触控信号电路具有触控信号发射器。
7.根据权利要求1或2或3所述的触控式平板显示器，其特征在于通过模拟开关连接显示屏电极的触控信号电路具有触控信号发射器和接收器。
8.根据权利要求1或4所述的触控式平板显示器，其特征在于与显示屏电极连接的模拟开关组，在显示屏电极连接触控信号电路的时段，模拟开关组被扫描控制，使显示屏各组电极以扫描方式与触控信号电路连通。
9.根据权利要求1或4所述的触控式平板显示器，其特征在于与显示屏电极连接的模拟开关组，各个模拟开关组内的模拟开关是被同时开关。
10.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于当检测到超过阈值触控信号的电极为奇数时，以这些电极的中间电极为触控定位点；当检测到超过阈值触控信号的电极为偶数时，以这些电极的中间两个电极中的一个为触控定位点。
专利摘要本实用新型涉及触控板和平板显示器，具体涉及触控式平板显示器。目前的带有触控板的平板显示器显示屏和触控板是分离的，触控板置于显示屏前面影响了显示的亮度、对比度等显示效果。本实用新型是将显示屏的电极通过多位模拟开关组连接显示驱动电路和触控信号检测电路，控制模拟开关组在显示驱动电路与触控信号电路之间的切换，使显示屏电极或与显示驱动电路连通传输显示驱动信号，或与触控信号检测电路连通直接感测并传输触控信号，显示驱动和触控探测时分复用显示屏电极，使显示屏既用于显示又用于触控定位。
文档编号G09G5/00GK2927238SQ200520111639
公开日2007年7月25日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者陈其良, 陈梅英, 刘海平 申请人:深圳市联思精密机器有限公司