专利名称：一种具有触摸功能的显示装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于显示器技术领域，尤其涉及一种具有触摸功能的显示装置及电子 设备。
背景技术：
目前主要有如下几种类型的触摸屏，分别为电阻式、表面电容式、感应电容式、 表面声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。它们又可以分为需要 ITOdndium Tin Oxides，简称铟锡氧化物)，比如前三类，和不需要ΙΤ0，比如后几类。如今， 电阻式和电容式触摸屏已广泛应用于手机、数码相机、个人数字助理(PDA)等电子设备中。电阻式触摸屏为多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，基层的表面涂 有透明的导电层，导电层的上面盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层。当手指按压 在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生电压信号，根 据所述电压信号便可确定触摸点位置。电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，也是多层膜结构。当手指触摸 到触摸屏时，由于人体电场，人体和触摸屏表面形成一个耦合电容(相当于触摸点的电容 发生变化)，对于高频电流来说，电容是一个导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。 这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角 的距离成正比，通过对电流比例的计算，便可确定触摸点位置。目前，电子设备的显示技术主要包括液晶显示器(LCD)、电子纸和有机发光显示器 (OLED)等几种，以下对其中的电子纸和OLED作简要介绍。电子纸是一种使用了电子墨水技术的显示器，主流的电子墨水技术有5种，分别 是微胶囊电泳、双色拧转球、胆兹型液晶、电湿技术和电致变色技术，其中，微胶囊电泳技 术比较成熟，应用相对广泛。采用微胶囊电泳技术的电子纸由电子墨水及两片基板所组成，前后基板上布有电 极，电子墨水由数百万个尺寸极小的微胶囊构成，每个微胶囊中含有带正电或负电的有色 粒子，它们悬浮在液体中。在电场的作用下，带点的粒子进行有规律的移动，从而实现显示。电子纸显示技术具有耗电低、较理想的明亮度、高对比度、视觉效果好、重量轻、超 薄和可弯曲性等优点，正在被应用于电子书、手机、电脑等电子通讯产品中。OLED是自20世纪中期发展起来的一种新型显示技术，其原理是通过正负载流子 注入有机半导体薄膜后复合产生发光。与液晶显示器相比，OLED具有主动发光、高亮度、高 对比度、超薄、低功耗、无视角限制、可实现柔性显示等优点。将前述的触摸技术和显示技术结合，并得到了具有触摸功能的显示装置。现有的 具有触摸功能的显示装置的结构为基板，设置在基板之上的显示组件，设置在显示组件之 上的触摸组件，这种结构存在以下问题(1)触摸组件是由多层的复合薄膜构成，各层材料对各波长光的透光率不均勻，存 在显示器的色彩失真的问题；[0012](2)光线在触摸组件各层间反射，影响图像字符的清晰度。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有触摸功能的显示装置及电子设备， 以提高显示装置的显示效果。为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下一种具有触摸功能的显示装置，应用于包括主板和处理器的电子设备中，包括基板；设置于所述基板之上的触摸组件；设置于所述触摸组件之上的显示组件；所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获 取所述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱 动所述显示组件进行显示。上述的显示装置，其中所述显示组件为电子纸或者有机发光显示器OLED。上述的显示装置，其中，所述处理器包括信号采集单元，用于采集所述触摸组件的触摸信号；与所述信号采集单元电连接的信号转换控制单元，用于根据所述触摸信号确定所 述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号；与所述信号转换控制单元电连接的显示组件控制单元，用于根据所述控制信号驱 动所述显示组件进行显示。上述的显示装置，其中所述触摸组件为电容式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电容变化产生的电流信号。上述的显示装置，其中所述信号转换控制单元中包括噪声消除电路，用于在所述电流信号小于预定值 时，判定所述触摸信号为噪声。上述的显示装置，其中所述信号转换控制单元中包括中央控制电路，用于调整所述触摸组件的扫描频 率，以避开所述显示组件工作中驱动电压的极性变换状态。上述的显示装置，其中所述触摸组件为电阻式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电阻变化产生的电压信号。一种电子设备，包括主板；处理器；基板；设置于所述基板之上的触摸组件；设置于所述触摸组件之上的显示组件；[0040]所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获 取所述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱 动所述显示组件进行显示。上述的电子设备，其中所述显示组件为电子纸或者有机发光显示器OLED。上述的电子设备，其中，所述处理器包括信号采集单元，用于采集所述触摸组件的触摸信号；与所述信号采集单元电连接的信号转换控制单元，用于根据所述触摸信号确定所 述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号；与所述信号转换控制单元电连接的显示组件控制单元，用于根据所述控制信号驱 动所述显示组件进行显示。上述的电子设备，其中所述触摸组件为电容式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电容变化产生的电流信号。上述的电子设备，其中所述信号转换控制单元中包括噪声消除电路，用于在所述电流信号小于预定值 时，判定所述触摸信号为噪声。上述的电子设备，其中所述信号转换控制单元中包括中央控制电路，用于调整所述触摸组件的扫描频 率，以避开所述显示组件工作中驱动电压的极性变换状态。上述的电子设备，其中所述触摸组件为电阻式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电阻变化产生的电压信号。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型通过将显示组件设置在触摸组件之上，能够避免触摸组件对显示组件 的显示造成的不利影响，从而改善显示效果。
图1为本实用新型的具有触摸功能的显示装置的结构示意图；图2为本实用新型的实施例中的处理器的结构示意图；图3为本实用新型的具有触摸功能的显示装置的操作流程示意图；图4为本实用新型的具有触摸功能的显示装置的详细结构示意图；图5为图4中的触摸组件的电极工作表面及走线示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施 例对本实用新型进行详细描述。参照图1，本实用新型的具有触摸功能的显示装置，应用于包括主板和处理器的电 子设备中，包括[0064]基板1 ；设置于所述基板1之上的触摸组件2 ；设置于所述触摸组件2之上的显示组件3 ；所述触摸组件2和显示组件3通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用 于获取所述触摸组件2的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制 信号驱动所述显示组件3进行显示。由于显示组件3设置在触摸组件2之上，为实现触摸功能，显示组件3应当较薄， 厚度控制在0. 2mm 0. 5mm左右。可以利用现有的各种显示技术来实现，例如，所述显示组 件3为电子纸或者0LED，这两种显示组件的特征是超薄，无需背光，可做在柔性基板上，具 有较好的强度，对触摸组件干扰较小。触摸组件2可以是电阻式、表面电容式和感应电容式等多种形式，触摸组件2的 ITO膜根据不同的触摸原理，可能为单层或多层。起支撑作用的基板1可以是玻璃基板或者有机玻璃基板，其厚度根据强度需要、 结构布局等选定，一般在0. 5mm 1. 0mm。参照图2，所述处理器包括通过所述主板与所述触摸组件2电连接的信号采集单元41，用于采集所述触摸组 件2的触摸信号；与所述信号采集单元41电连接的信号转换控制单元42，用于根据所述触摸信号 确定所述触摸组件2的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号；与所述信号转换控制单元42电连接的显示组件控制单元43，所述显示组件控制 单元43还通过所述主板与所述显示组件电连接，用于根据所述控制信号驱动所述显示组 件3进行显示。其中，所述信号转换控制单元42包括顺序电连接的信号处理电路、坐标判断电 路、触摸接口电路和中央控制电路；所述显示组件控制单元43包括顺序电连接的显示控制 电路和显示接口电路。所述信号处理电路与所述信号采集单元41电连接，所述中央控制电 路与所述显示控制电路电连接，所述显示接口电路通过所述主板与显示组件3电连接。参照图3，本实用新型的具有触摸功能的显示装置的操作流程如下当用户通过手或者其他物体触摸设置于触摸组件2之上的显示组件3时，信号采 集单元41采集到触摸信号，将所述触摸信号输出到信号处理电路；信号处理电路对所述触摸信号进行处理后输出到坐标判断电路；坐标判断电路根据处理后的触摸信号，判断触摸点坐标，得到触摸组件2的触摸 点位置，并将所述触摸点坐标通过触摸接口电路输出到中央控制电路；中央控制电路根据触摸点坐标产生相应的控制信号(控制显示组件3进行显示的 命令和数据)，并将所述控制信号输出到显示控制电路；显示控制电路将命令和数据转换成显示组件3可以识别的驱动信号，通过显示接 口电路发送到显示组件3，驱动显示组件3进行显示。当用户改变所触摸的位置时，信号采集单元41采集到的触摸信号也相应改变，坐 标判断电路得到新的触摸点坐标，中央控制电路输出新的显示命令和数据到显示控制电 路，显示控制电路驱动显示组件更新显示内容。[0083]其中，当触摸组件2为电阻式触摸组件时，所述触摸信号为触摸点的电阻变化产 生的电压信号，所述电压信号包括X和Y两个方向上的电压信号，根据这两个方向上的电压 信号可以确定触摸点坐标；当触摸组件2为电容式触摸组件时，所述触摸信号为触摸点的电容变化产生的电 流信号，所述电流信号包括从触摸组件2的四角上的电极中流出的四个电流信号，根据这 四个电流信号可以确定触摸点坐标。下面以利用微胶囊电泳技术电子纸作为显示组件，四线电阻触摸薄膜作为触摸组 件为例，详细说明本实用新型的具有触摸功能的显示装置的结构和工作方式。参照图4，所述显示组件3采用电子纸显示器，包括前基板31，电子墨水32和后基 板34。电子墨水32是一种利用直径为50 70um的微胶囊33来形成的电气泳动液体，每 个微胶囊33中均具有电泳分散液和电泳粒子。前后基板31、34上布有电极，电泳粒子在电 场的作用下会发生定向移动，通过对电场方向的控制，可以控制电泳粒子的移动方向和移 动粒子的多少，进而控制显示组件3的显示内容。所述触摸组件2采用四线电阻式触摸原理，包括上层ITO膜21和下层ITO膜23， 上下层ITO膜21、23之间设置有颗粒(spacer) 22。上层ITO膜21通过光学胶粘在后基板 34的下面，下层ITO膜23粘在起支撑作用的玻璃基板1上，上下两层ITO膜21、23由一些 spacer 22使两层分开。参照图5，在上层ITO膜的上下边缘各有一条水平总线，在下层ITO膜的左右边缘 各有一条垂直总线。在任一层ITO膜的两条总线上施加电压时，该层ITO膜上就形成均勻 电场，受力时两层ITO膜接触，在另一层ITO膜上就可以测量到接触点的电压值。为了在X轴方向进行测量，将下层ITO膜左侧总线偏置为0V，右侧总线偏置为 VCC，将上层ITO膜顶部或底部总线连接到模数转换器(ADC)；同理，为了在Y轴方向进行测 量，将上层ITO膜顶部总线偏置为VCC，底部总线偏置为0V，将下层ITO膜的左侧总线或右 侧总线连接到ADC。当上下层ITO膜相接触时即可做一次测量，测量出来的电压值和接触 点的位置线性相关，即可以由接触点的X、Y方向电压值计算出接触点的XY坐标。在实际测 量中，控制电路会交替在X和Y电极上施加VCC电压，以便进行电压测量和计算接触点的坐 标。在图4所示的实施例中，触摸组件2为电阻式触摸组件，电阻式触摸组件的工作原 理是受到力作用时两层ITO膜接触，形成通路使信号采集单元采集到电压信号。在这种情 形下，显示组件3工作中驱动电压极性变换时所产生的电磁波信号对电阻式触摸组件的正 常工作不会产生干扰。但是，当触摸组件2是电容式(包括感应电容式和表面电容式)触摸组件时，显示 组件3对触摸组件2的正常工作会产生干扰。这是因为，电容式触摸组件的工作原理是由 触摸点的电容变化产生电流信号，根据电流信号来确定触摸点坐标，而显示组件3工作中 驱动电压极性变换时产生的电磁波信号会影响到触摸点的电容变化值，此时，根据电容变 化产生的电流信号来确定触摸点坐标可能会产生误判。为克服这一问题，在本实用新型的另一实施例中，当触摸组件2为电容式触摸组 件时，还在信号转换控制单元42中设置噪声消除电路，所述噪声消除电路的噪声消除原 理为通过软、硬件调试，得出一个电流信号的设定值，当信号采集单元采集到的电流信号(四个电流信号中的任一个、最大值或最小值)小于这个设定值时，判定触摸信号为噪声， 由信号处理模块对其进行消除处理；当信号采集单元采集到的电流信号(四个电流信号中 的任一个、最大值或最小值)不小于这个设定值时，判定触摸信号为有效信号，由信号处理 模块对触摸信号进行处理和转换。但是，当显示组件3工作时驱动电压电压极性变换时产生电磁波信号较强时，形 成的耦合电容较大，即电磁波干扰产生的电容变化信号和有效触摸产生的电容变化信号很 接近，无法找到一个合适的设定值作为判断依据，这种情况下，可以通过中央控制电路来调 整触摸组件2的扫描频率，以避开显示组件3工作中驱动电压的极性变换状态。综上所述，本实用新型通过将显示组件设置在触摸组件之上，有效地避免了触摸 组件对显示清晰度、亮度等的不良影响，避免了色彩失真现象的出现，从而改善了显示效
^ ο而且，在现有技术中，触摸组件设置在设备外部，受环境的影响大，尤其是电容式 触摸屏，当环境温度、湿度或环境电场发生改变时，容易引起电容屏的漂移，造成触摸点位 置判断的不准确；触摸组件最外面的保护层很薄，怕指甲和硬物的敲击，ITO层容易被损 坏，一旦伤及ITO层，触摸组件就无法正常工作了。本实用新型通过将显示组件设置在触摸 组件之上，也一并克服了这些问题。本实用新型的具有触摸功能的显示装置可广泛应用于手机、数码相机、PDA等电子 设备中，所述电子设备包括主板；处理器；基板；设置于所述基板之上的触摸组件；设置于所述触摸组件之上的显示组件；所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获 取所述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱 动所述显示组件进行显示。显示组件和触摸组件的类型、处理器的具体组成和工作方式如前所述，这里不作 赘述。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本 领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本实用新型技术方案的精神范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种具有触摸功能的显示装置，应用于包括主板和处理器的电子设备中，其特征在于，包括基板；设置于所述基板之上的触摸组件；设置于所述触摸组件之上的显示组件；所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获取所述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱动所述显示组件进行显示。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于 所述显示组件为电子纸或者有机发光显示器OLED。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述处理器包括 信号采集单元，用于采集所述触摸组件的触摸信号；与所述信号采集单元电连接的信号转换控制单元，用于根据所述触摸信号确定所述触 摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号；与所述信号转换控制单元电连接的显示组件控制单元，用于根据所述控制信号驱动所 述显示组件进行显示。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于所述触摸组件为电容式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电容变化产生的电流信号。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述信号转换控制单元中包括噪声消除电路，用于在所述电流信号小于预定值时，判 定所述触摸信号为噪声。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述信号转换控制单元中包括中央控制电路，用于调整所述触摸组件的扫描频率，以 避开所述显示组件工作中驱动电压的极性变换状态。
7.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于所述触摸组件为电阻式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电阻变化产生的电压信号。
8.一种电子设备，其特征在于，包括 主板；处理器； 基板；设置于所述基板之上的触摸组件； 设置于所述触摸组件之上的显示组件；所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获取所 述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱动所 述显示组件进行显示。
9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于所述显示组件为电子纸或者有机发光显示器0LED。
10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述处理器包括 信号采集单元，用于采集所述触摸组件的触摸信号；与所述信号采集单元电连接的信号转换控制单元，用于根据所述触摸信号确定所述触 摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号；与所述信号转换控制单元电连接的显示组件控制单元，用于根据所述控制信号驱动所 述显示组件进行显示。
11.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于所述触摸组件为电容式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电容变化产生的电流信号。
12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于所述信号转换控制单元中包括噪声消除电路，用于在所述电流信号小于预定值时，判 定所述触摸信号为噪声。
13.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于所述信号转换控制单元中包括中央控制电路，用于调整所述触摸组件的扫描频率，以 避开所述显示组件工作中驱动电压的极性变换状态。
14.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于所述触摸组件为电阻式触摸组件，所述触摸信号为触摸点的电阻变化产生的电压信
专利摘要本实用新型提供一种具有触摸功能的显示装置及电子设备。所述显示装置应用于包括主板和处理器的电子设备中，包括基板；设置于所述基板之上的触摸组件；设置于所述触摸组件之上的显示组件；所述触摸组件和显示组件通过所述主板与所述处理器电连接，所述处理器用于获取所述触摸组件的触摸点位置，根据所述触摸点位置产生控制信号，根据所述控制信号驱动所述显示组件进行显示。本实用新型能够提高显示装置的显示效果。
文档编号G09F9/33GK201751893SQ20102021408
公开日2011年2月23日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者曲中奎, 杨朝蓉, 韩文军 申请人:中兴通讯股份有限公司