具体实施方式
以下将结合附图详细说明本技术方案提供的触摸屏及触摸式显示装置。
请参见图1及图2，本发明第一实施例所提供的触摸屏10包括一第一电极板12，一第二电极板14、设置在第一电极板12与第二电极板14之间的多个透明的点状隔离物16、一电阻式触摸屏探测器200、一电容感应器300及一中央处理器400。所述电阻式触摸屏探测器200与第一电极板12和第二电极板14分别电连接，用于测量第一电极板12和第二电极板14之间电压的变化，所述电容感应器300与第一电极板12电连接，用于测量第一电极板12与一接触点之间的电容。所述电阻式触摸屏探测器200与电容感应器300集成于中央处理器400。
请一并参见图3，所述第一电极板12包括一第一基体120、一第一导电层122及一第一电极124。该第一基体120为平面结构，该第一导电层122设置在第一基体120的下表面，所谓“下”为远离该触摸屏触控表面的方向。该第一电极124设置于第一导电层122的外围并与第一导电层122电连接，与第一导电层122的四个边齐平。所述第一导电层为一矩形的氧化铟锡薄膜，具有较低的电阻率和较高的透光率。所述第一电极124分别与电容感应器300和电阻式触摸屏探测器200电连接。
请一并参见图4，该第二电极板14包括一第二基体140，一第二导电层142、一第二电极144及多个探测电极146。该第二基体140为平面结构，该第二导电层142、第二电极144及该多个探测电极146均设置在第二基体140的上表面，所谓“上”是指靠近触摸屏触控表面的方向。具体地，所述第二电极144沿第一方向设置在第二导电层142的一个边上，该多个探测电极146依次均匀排列设置于第二导电层142的与第二电极144相对的一个侧边上。也就是说，第二电极144与探测电极146分别设置在第二导电层142平行于第一方向的两个侧边。该第二电极144与电阻式触摸屏探测器200电连接。所述多个探测电极146通过一信号处理器202与该电阻式探测器200电连接。该信号处理器202可以探测出具体某个探测电极146的位置。在本图中引入坐标系，包括相互垂直的X轴和Y轴，该第一方向与X轴平行，定义一第二方向，该第二方向与Y轴平行，即第一方向和第二方向相互垂直。该第二电极板14可与一显示元件(图未示)正对设置，并靠近显示元件或直接设置于显示元件上。当触摸屏10直接设置于显示元件上时，可通过粘结剂或机械方式固定于显示元件上。
第一电极板12和第二电极板14相对设置，第一导电层122和第二导电层142相向设置。本实施例中，第一电极124、第二电极144及多个探测电极146分别与所述电阻式触摸屏探测器200电连接。第一电极124与电容感应器300电连接。
进一步地，该第二电极板14上表面外围设置有一绝缘粘合层18。上述的第一电极板12设置在该绝缘粘合层18上，通过绝缘粘合层18与第二电极板14间隔设置，且该第一电极板12的第一导电层122正对第二电极板14的第二导电层142设置。上述多个点状隔离物16设置在第二电极板14的第二导电层142上，且该多个点状隔离物16彼此间隔设置。第一电极板12与第二电极板14之间的距离为2微米～10微米。该绝缘粘合层18可以将第一电极板12和第二电极板14粘合固定，同时还可以使第一电极板12和第二电极板14绝缘设置。所述点状隔离物16应为一透明材料制成。设点状隔离物16可使得第一电极板12与第二电极板14电绝缘。可以理解，当触摸屏10尺寸较小时，点状隔离物16为可选择的结构，只需确保第一电极板12与第二电极板14电绝缘即可。
另外，该第一电极板12上表面设置一透明保护膜128。所述透明保护膜128可以通过粘结剂直接粘结在第一电极板12上，也可采用热压法，与第一电极板12压合在一起。该透明保护膜128可采用一层表面硬化处理、光滑防刮的塑料层或树脂层，该树脂层可由苯丙环丁烯(BCB)、聚酯或丙烯酸树脂等材料形成。本实施例中，形成该透明保护膜128的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，用于保护第一电极板12，提高耐用性。该透明保护膜128经特殊工艺处理后，可用以提供一些附加功能，如可以减少眩光或降低反射。
其中，所述第一基体120为透明的且具有一定柔软度的薄膜或薄板，该第二基体140为透明基板。具体地，该第一基体120和第二基体140可以均由塑料或树脂等柔性材料形成。例如，该柔性材料可以为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸树脂等材料。另外，该第二基体140的材料也可选择为玻璃、石英、金刚石或塑料等硬性材料。所述第二基体140主要起支撑的作用。本实施例中，该第一基体120材料为聚酯膜，该第二基体140材料为玻璃。
所述第一电极124、第二电极144均为为线状或带状结构。所述探测电极146为点状结构。该第一电极124、第二电极126与该探测电极146分别为一层导电膜。该导电膜的材料可以为金属、合金、铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、导电银胶、导电聚合物或导电性碳纳米管等。该金属或合金材料可以为铝、铜、钨、钼、金、钛、钕、钯、铯或其任意组合的合金。本实施例中，第一电极124和第二电极144分别为导电银浆印刷形成的线状结构，该多个探测电极146为导电银浆印刷形成的多个点状结构。
所述第二导电层142为一电阻异向性的透明导电膜，即在二维空间上的电阻率不同，第二导电层142在二维空间上的不同方向上的电阻率不同。具体地，请参见图4，该第二导电层142沿第一方向上的电阻率ρx大于其沿第二方向的电阻率ρy。由于第二电极144沿第一方向设置于第二导电层142的一个边上，该多个探测电极146均匀设置于与第二电极144相对的第二导电层142的一个边上，该多个探测电极146中每一个探测电极146与第二电极144形成一导电通道，从而在第二导电层142上形成多个导电通道。所述第二电极144所为电压输入电极，所述探测电极146探测电压输出的电极。
该第二导电层142中的为一碳纳米管层状结构，该碳纳米管层状结构包括至少一层碳纳米管膜。该碳纳米管层状结构可以一层碳纳米管膜或多个层叠设置的碳纳米管膜，且该碳纳米管层状结构的厚度优选为0.5纳米～1毫米。优选地，该碳纳米管层状结构的厚度为100纳米～0.1毫米。可以理解，当碳纳米管层状结构的透明度与碳纳米管层状结构的厚度有关，当碳纳米管层状结构的厚度越小时，该碳纳米管层状结构的透光度越好，碳纳米管层状结构的透明度可以达到90％以上。
请参阅图5，该碳纳米管膜包括多个通过范德华力相互连接的碳纳米管。所述多个碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列。所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于(或固定于)间隔一固定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。
所述碳纳米管膜的厚度为0.5纳米～100微米，宽度与长度不限，根据第二基体140的大小设定。所述碳纳米管膜的具体结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13公开的第CN101239712A号中国大陆公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。
本实施例中，该碳纳米管层状结构中的碳纳米管沿Y轴方向择优取向排列。所述碳纳米管层状结构具有电阻各向异性的特点，即该碳纳米管层状结构沿碳纳米管延伸方向的电阻率远小于其沿垂直于碳纳米管延伸方向的电阻率。具体地，如图4所示，该第二导电层142沿X轴方向的电阻率ρx远远大于其沿Y轴方向的电阻率ρy。
ρx/ρy的值随着触摸屏随着触摸屏10尺寸的增加而增大。当触摸屏10的尺寸(矩形对角线)小于3.5英寸时，ρx/ρy的值应大于或等于2；当触摸屏10的尺寸大于3.5英寸时，ρx/ρy的值应大于或等于5。本实施例中，触摸屏10的尺寸为3.5英寸，碳纳米管层状结构沿X方向和Y方向的电阻率比ρx/ρy大于等于10。
可选择地，为了减小电磁干扰，避免从触摸屏10发出的信号产生错误，还可在第二基体140的下表面上设置一屏蔽层(图未示)。该屏蔽层可由铟锡氧化物(ITO)薄膜、锑锡氧化物(ATO)薄膜、镍金薄膜、银薄膜、碳纳米管膜、导电聚合物薄膜等导电材料形成。
使用时，使用者通过触摸物如手指或手持导电笔触摸触摸屏10的第一电极板12进行操作。当触摸物靠近第一电极板12，在第一电极板12和第二电极板14接触之前这一时间段内，由于触摸物接触到第一电极板12或与第一电极板12的距离小于10微米时，触摸物与第一电极板12之间产生一耦合电容，该耦合电容被电容感应器300感测到，电容感应器300将信号传递给中央处理器400，中央处理器400可发出指令，启动显示元件或关闭显示元件。电容感应器能探测到有手指靠近或者物体以很小的力接触触摸屏，在手指按压使第一电极板12和第二电极板14接触之前这一时间段内，第一电极板12的电容变化，实现启动触摸屏或关闭的功能。由于这一过程是发生在第一电极板12和第二电极板14接触之前，电容感应器不会对电阻式触摸屏探测器200产生影响。当手指的压力逐渐增加使第一电极板12和第二电极板14相互接触后形成一个电接触触点，如果为单点触摸，电阻式触摸屏探测器200通过探测触摸点电压的变化，进行精确计算，将它转换成触点的坐标，并将数字化的触点的坐标传递给中央处理器400。中央处理器400根据触点的坐标发出相应指令，启动电子设备的各种功能切换，并通过显示器控制器50控制显示元件20显示。如果为多点触摸，则第一导电层122和第二导电层142形成多个电接触点。由于第一导电层122对第二导电层142电压的影响，此时，电接触点所对应的探测电极146的电压发生变化。具体地，每个电接触点所对应的探测电极146的电压将低于第二电极144的电压。由于不同的探测电极146对应不同的导电通道，每个电接触点所对应的探测电极146之间的电压值互不影响。实验表明，探测电极146电压的变化与电极触点的位置有关。电接触点离第二电极144的距离越近，探测电极146的电压降低越多，因此，该电接触点在Y方向的位置可以确定，而探测电极可以确定电接触点在X方向的位置，因此，该电接触点的位置可以确定。由于每个接触点对应不同的探测电极146，因此，该多个电接触点的位置可以互不影响的被探测到。通过上述方法可以确定所有电接触点的具体位置，实现多点探测。
本实施例所提供的触摸屏10具有以下优点：
首先，本实施例所提供的触摸屏10可以在触摸物触摸到屏幕之前或者第一电极板12和第二电极板14接触之前探测到信号，实现触摸屏显示器的打开或关闭的功能，即无需施加较大的压力使第一电极板12和第二电极板14相互接触，而需要操作触摸屏显示器的各种切换功能时进一步施加较大的压力使第一电极板12和第二电极板14相互接触即可实现，提高了触摸屏的灵敏度。当启动触摸屏显示器的某个切换功能时，触摸物初次触摸即能实现启动显示屏和操作某一功能的双重效果，无需像现有技术那样先触摸一次启动显示屏，然后再触摸才实现操作某一功能；当需要关闭触摸屏显示器的某一功能时，例如，当该触摸屏10应用于手机上时，当使用者通话时将手机靠近耳朵，此时人体耳朵只是靠近触摸屏或者给触摸屏一个较小的力不足以启动触摸屏的电阻式触摸屏探测器200时，由于人体的耳朵和第一电极板12形成耦合电容，电容感应器300可感测到信号，可立即将手机屏幕关闭，实现手机的省电功能。
其次，该触摸屏10结构简单，通过设置多个探测电极形成不同的导电通道，根据电压的变化幅度可以判断出触控点的具体坐标，且触控点不受限制，真正实现了多点操作。
再次，本发明触摸屏采用包括有序排列的碳纳米管的碳纳米管层状结构作为第二导电层，具有以下优点：其一，碳纳米管层状结构中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列，碳纳米管层状结构的电阻率具有各向异性，通过测量该探测电极146的电压，根据电压的变化幅度可以判断出触控点的实际坐标，实现多点显示；其二，碳纳米管的优异的力学特性使得透明导电层具有很好的韧性和机械强度，触摸屏可发生形状变化而不被破坏，故，可以相应的提高触摸屏的耐用性，进而提高触摸式显示装置的耐用性；其三，由于碳纳米管具有优异的导电性能，故，采用碳纳米管层状结构作透明导电层，可使得透明导电层具有均匀的阻值分布，从而提高触摸屏及使用该触摸屏的触摸式显示装置的分辨率和精确度。
请参见图6，本发明第二实施例提供一种触摸屏的第一电极板22和第二电极板24的平面结构。该触摸屏与第一实施例所提动的触摸屏10的结构基本相同，其不同之处在于：所述第二电极板24中电极的设置方式。所述第二电极板24包括一第二导电层242、多个第一探测电极244和多个第二探测电极246。所述多个第一探测电极244沿第一方向依次均匀排列设置于第二导电层242的一个边上，所述多个第二探测电极沿第一方向依次均匀排列设置于第二导电层242的另一个边上，即，多个第一探测电极244和多个第二探测电极246分别设置于第二导电层242平行于第一方向的两个相对的侧边上。多个第一探测电极244和多个第二探测电极246在第二方向上一一对应设置。在本图中引入坐标系，包括相互垂直的X轴和Y轴，所述第一方向平行于X轴，所述第二方向平行于Y轴。
本实施例所提供的触摸屏的驱动方法与第一实施例所提供的触摸屏10的驱动方法基本相同，区别在于：该第一探测电极244和第二探测电极246即可以作为电压输入电极，也可以作为电压输出探测电极。当第一探测电极244作为电压输入电极时，即在该触摸屏使用时，第二电极板24通过该多个第一探测电极244输入电压，此时，第二探测电极246用于测量电压输出。当第二探测电极246作为电压输入电极时，即在该触摸屏使用时，第二电极板24通过该多个第二探测电极246输入电压，此时，第一探测电极244用于测量电压输出。第一探测电极244和第二探测电极246采用轮流输入/输出的方式进行举动，可以增加该触摸屏的定位精度。
请参见图7，本发明第三实施例本发明第二实施例提供一种触摸屏的第一电极板32和第二电极板34的平面结构。该第一电极板32包括一第一导电层322、第一电极324及该多个第一探测电极326。该第二电极板34包括一第二导电层342、第二电极344及该多个第二探测电极346。该触摸屏与第一实施例所提动的触摸屏10的结构基本相同，其不同之处在于第一电极板32的结构。具体地，该第一电极324沿第二方向设置在第一导电层322的一个边上，该多个第一探测电极326沿第二方向依次均匀排列设置于第一导电层322的与第一电极324相对的一个边上，即，第一电极324和第一探测电极326分别设置于第一导电层322平行于第二方向的两个侧边上。在本图中引入坐标系，包括相互垂直的X轴和Y轴，该第二方向平行于Y轴。该第一导电层322沿第二方向方向上的电阻率ρ1大于其沿第一方向的电阻率ρ2。第一方向平行于X轴。由于第一电极324沿X方向设置于第一导电层322的一个边上，该多个第一探测电极326均匀设置于与第一电极324相对的第一导电层322的一个边上，该多个第一探测电极326中每一个第一探测电极326与第一电极324形成一导电通道，从而在第一导电层322上形成多个导电通道。该第一导电层可包括一碳纳米管层状结构。该碳纳米管层状结构包括多个沿同一方向择优取向的碳纳米管，该多个碳纳米管沿X轴方向延伸。该第一电极板32上的第一电极324与一电容感应器电连接。
定位时，该第一电极324或多个第一探测电极326接入一定的较低的电压，该第二电极344接入一个较高的电压，通过该多个第二探测电极346确定触控点的X轴坐标；该第二电极344或多个第二探测电极346接入一较低的电压，该第一电极324接入一较高的电压，通过该多个第一探测电极326确定触控点的Y轴坐标。该测量方法不需要第一探测电极326或第二探测电极346探测触控点电压的变化幅度。该测量触控点的方法更加简单，准确。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。