CN102455831B - 触摸屏、触摸液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种触摸屏及包括触摸屏的触摸液晶显示器，所述触摸屏包括电极层、连接线层、位于所述电极层和连接线层之间的绝缘介质层，其中，电极层包括驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极用于产生互电容；连接线层包括用于实现所述驱动电极和触摸屏外围区域的驱动线电连接的连接线；绝缘介质层包括用于实现所述驱动电极和所述连接线电连接的过孔。所述触摸屏检测手指触摸位置的准确性较高。

Description

触摸屏、触摸液晶显示器

技术领域

本发明涉及触摸显示器领域，特别涉及一种互电容式的触摸屏。

背景技术

触摸屏作为一种输入媒介，是目前最为简单、方便、自然的一种人机交互方式。因此，触摸屏越来越多地应用到各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、MP3/MP4等。为降低各种电子设备的成本，使各种电子设备更轻薄，通常触摸屏集成于液晶显示面板中。

根据工作原理和检测触摸信息的介质的不同，触摸屏可分为电阻式、电容式、红外线式、表面声波四种类型。电容式触摸屏技术由于具有工艺简单、寿命长、透光率高等的原因成为目前主流的触摸屏技术。

参考图1，示出了现有技术的互电容式触摸屏的剖面结构示意图。所述互电容式触摸屏包括：玻璃基板10，形成于玻璃基板10上的驱动层11，形成于驱动层11上的绝缘介电层12，形成于绝缘介电层12上的感应层13，以及形成于感应层13上的保护层14。

结合参考图2，示出了图1所示驱动层12的示意图，所述驱动层12包括多个驱动电极111，每个驱动电极为钻石型。所述多个驱动电极111呈阵列排列，分别通过多条平行的驱动线11a、11b、11c、11d......电连接。

再结合参考图3，示出了图1所示感应层13的示意图，所述感应层13包括多个感应电极131，每个感应电极131为钻石型，所述多个感应电极131呈阵列排列，分别通过多条平行的感应线13a、13b、13c、13d......电连接。

其中，驱动线11a、11b、11c、11d......与感应线13a、13b、13c、13d......互相垂直，每条感应线13a、13b、13c、13d......通过选通开关模块20与检测电路30电连接。

每一条驱动线与每一条传感线的交点处形成互电容，检测电路通过测量手指触碰触摸屏所引起的互电容变化，获得手指碰触触摸屏的位置。

结合参考图2和图3，触摸屏的驱动检测工作原理为：先以驱动线11a为例进行说明，驱动线11a上施加驱动电压40，其它驱动线11b、11c、11d......接地，感应线13a通过选通开关模块20与检测电路30连接，这时检测的是驱动线11a和感应线13a，手指触摸在这两条线的交点处，会有触控信号。然后，通过选通开关模块20再依次将感应线13b，13c，13d......与检测电路30相连，此时检测驱动线11a与感应线13b，13c，13d......交点处的信号。之后，给驱动线11b、11c、11d......依次施加驱动电压，依次扫描驱动线11b、11c、11d......完成扫描过程，这样完成对所有驱动线11a、11b、11c、11d......与所有感应线13a，13b，13c，13d......交点的扫描。

参考图4，示出了图2和图3所示的每一条驱动线与传感线的交点处的等效电路示意图。所述等效电路包括：信号源51、驱动线等效电阻52、驱动线与感应线交点处耦合的互电容53、驱动电极对地的驱动寄生电容54、感应电极对地的感应寄生电容60、感应线等效电阻55，检测电路56。其中，信号源51用于向驱动电极上施加驱动信号；互电容53包括驱动线和传感线正对跨接处形成的正对电容以及驱动线上图形边缘和传感线上图形边缘形成的边缘电容；检测电路56则用于进行信号检测。当手指碰触触摸屏时，有一部分电流流入手指，等效为互电容53的改变，从检测电路56测出所述互电容变化导致的微弱电流变化。

以上所述为现有的一种多层电极的触摸屏结构，即驱动层和感应层位于不同层，参考图5，示出了现有技术一种单层电极的触摸屏的结构示意图。在所述单层触摸屏中，驱动层和感应层位于同一层，驱动层包括多个驱动电极71，并呈阵列排列成多行驱动电极71a、71b、71c、71d和71e，每一行的驱动电极通过外围的驱动线连接起来；感应层包括多个感应电极72，并且感应电极72与每列的驱动电极71间隔排列，每一驱动电极71和相邻的感应电极72形成互电容，单层电极的触摸屏的互电容等效电路与图4所示的等效电路相同。

在单层电极的触摸屏中，驱动电极71a、71b、71c、71d和71e分别通过连接线16a、16b、16c、16d、16e分别连接至外围区域的驱动线1、驱动线2、驱动线3、驱动线4、驱动线5。由于连接线16a、16b、16c、16d、16e平行排列，所述多条连接线占据一定的面积。当手指接触触摸屏，例如图5中圆圈所示位置时，手指在与驱动电极71d形成耦合电容的同时，还会同连接线16a、16b、16c、16d形成耦合电容，手指同连接线16a、16b、16c、16d形成的耦合电容也会使互电容发生变化，从而在检测电路检测到的信号中掺入噪声信号，这会影响检测的准确性。

此外，由于连接线16a、16b、16c、16d、16e平行排列于单层触摸屏中，会占用触摸屏的面积，从而使位于下方的驱动电极面积变小。如图5所示的，最后一行的驱动电极71e的面积远小于第一行的驱动电极71a的面积，而驱动电极的面积越小，驱动电极和手指的耦合电容就越小，从而增加了检测电路对互电容变化的检测难度，进而也会影响检测的准确性。

发明内容

本发明要解决的是提供一种触摸屏及包括所述触摸屏的触摸液晶显示器，以提高检测的准确性。

为解决上述问题，本发明提供一种触摸屏，所述触摸屏包括电极层、连接线层、位于所述电极层和连接线层之间的绝缘介质层，其中，电极层包括驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极用于产生互电容；连接线层包括用于实现所述驱动电极和触摸屏外围区域的驱动线电连接的连接线；绝缘介质层包括用于实现所述驱动电极和所述连接线电连接的过孔。

优选地，所述触摸屏还包括一基板，所述电极层、绝缘介质层、连接线层依次位于所述基板上。

优选地，所述感应电极包括多个条状电极，所述驱动电极设置在感应电极之间，连接线和对应于所述连接线的驱动电极、驱动线之间均有交叠区域，所述过孔对应于所述连接线与所述驱动电极的交叠区域设置。

优选地，所述驱动电极包括多个排布成列的驱动电极组，所述驱动电极组与所述条状的感应电极平行并间隔排列。

优选地，所述连接线的一端对应于驱动电极的中心位置，另一端与驱动线相交。

优选地，所述绝缘介质层的厚度为0.1μm-5μm。

优选地，所述绝缘介质层为有机膜层。

相应地，本发明还提供一种包括所述任意一触摸屏的触摸液晶显示器。

优选地，所述触摸液晶显示器包括：下玻璃基板、依次位于下玻璃基板上的阵列层、液晶层、公共电极层、绝缘层，位于绝缘层上的所述连接线层，位于所述连接线层上的所述绝缘介质层，位于所述绝缘介质层上的所述电极层，位于所述电极层上的玻璃基板。

优选地，所述绝缘层或所述绝缘介质层为彩色滤光片。

优选地，所述绝缘层或所述绝缘介质层为彩色滤光片及覆盖于其上的有机膜层构成的结构。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

1.驱动电极与连接线并不处于同一层，手指碰触触摸屏时，手指距离连接线较远且相隔绝缘介质层，因此手指与连接线形成的耦合电容非常小，其对检测信号的影响可忽略不计，从而提高了检测的准确性；

2.驱动电极与连接线并不处于同一层，电极层上无需再保留用于排布连接线的区域，一方面驱动电极可用的面积增大，可增大手指和驱动电极之间形成的耦合电容，进一步提高了检测的准确性；另一方面避免了驱动电极与连接线处于同一层时连接线引入的噪声信号，也提高了检测的准确性。

附图说明

图1是现有技术的互电容式触摸屏的剖面结构示意图；

图2是图1所示驱动层的图形结构示意图；

图3是图1所示感应层的图形结构示意图；

图4是图1所示触摸屏的驱动线和感应线的交点处的等效电路示意图；

图5是现有技术一种单层电极的触摸屏的结构示意图；

图6是本发明触摸屏一实施方式的剖面结构示意图；

图7是图6所示电极层一实施例的示意图；

图8是图6所示连接线层一实施例的示意图；

图9是图6所示绝缘介质层一实施例的示意图；

图10是本发明触摸液晶显示器一实施方式的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

现有技术中，触摸屏的多条连接线平行排列于触摸屏中，会占据一定的面积，这使手指接触触摸屏时会触摸到连接线，并产生耦合电容，从而在检测电路检测到的信号中掺入噪声信号，这会影响检测的准确性；同时，平行排列于触摸屏中的多条连接线还会使驱动电极的面积减小，这会使驱动电极和手指的耦合电容就减小，影响检测的准确性。

针对上述问题，本发明提供一种触摸屏，包括电极层、连接线层、位于所述电极层和连接线层之间的绝缘介质层，其中，电极层包括位于同一层的驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极用于产生互电容；连接线层包括用于实现所述驱动电极和触摸屏外围区域的驱动线电连接的连接线；绝缘介质层包括用于实现所述驱动电极和所述连接线电连接的过孔。

本发明提供的触摸屏中，驱动电极(以及感应电极)与连接线并不处于同一层，且驱动电极和连接线之间还设置有绝缘介质层。因此手指碰触触摸屏时与驱动电极形成耦合电容，由于手指距离连接线较远且相隔绝缘介质层，因此手指与连接线形成的耦合电容非常小，其对检测信号的影响可忽略不计，因此提高了检测的准确性。

此外，电极层上无需再保留用于排布连接线的区域，驱动电极占用的区域增大，可增大手指和驱动电极之间形成的耦合电容，增大了检测信号强度，提高了检测的准确性。

参考图6，示出了本发明触摸屏一实施方式的剖面结构示意图。其中，所述触摸屏由下至上依次包括：基板101、电极层102、绝缘介质层103、连接线层104，其中，

基板101，可以是玻璃，也可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜材料，或者是用于高端产品的覆盖窗(即coverlens、touchlens或touchwindow)，所述覆盖窗可以是PET或玻璃材料。

电极层102，包括位于同一层的驱动电极层和感应电极层。

参考图7，图6所示电极层一实施例的示意图，驱动电极层包括多个规则排布成列的驱动电极组，每一驱动电极组包括多个排成一列的驱动电极201a、201b、201c、201d。所述感应电极层包括多个规则排布的条状的感应电极202a、202b，其中，所述排布成列的驱动电极组与所述多个条状的感应电极202a、202b平行并间隔排列，相邻的驱动电极和感应电极之间形成互电容。

由于连接线层104包括用于实现驱动电极201a、201b、201c、201d和外围驱动线电连接的连接线，电极层102无需再保留用于排布连接线的区域。因此，驱动电极201a、201b、201c、201d可占用的电极层区域增加，每个驱动电极201a、201b、201c、201d的面积均相同。与现有技术相比，除第一行驱动电极面积相同外，其他几行的驱动电极面积均大于现有技术中驱动电极的面积，因此驱动电极和手指的耦合电容就较大，更容易检测，进而提高了检测的准确性。

连接线层104，包括用于实现驱动电极和外围驱动线电连接的连接线。

参考图8，示出了图6所示连接线层一实施例的示意图。所述连接线层包括：多个规则排布成多列的连接线组，所述连接线组对应于驱动电极组的电连接。每个连接线组包括多条平行排列的连接线203a、203b、203c、203d。连接线203a、203b、203c、203d分别对应于驱动电极组中各驱动电极201a、201b、201c、201d与其相应驱动线的电连接；连接线的一端对应于驱动电极的位置，另一端对应于外围区域中与所述驱动电极相匹配的驱动线(图未示)的位置。具体地，连接线的一端与驱动电极具有交叠区域，另一端与驱动线有交叠区域。例如：连接线203a位于驱动电极201a上方，与驱动电极201a有交叠区域；连接线接线203b位于驱动电极201b上方，与驱动电极201b有交叠区域等等。

由于触摸屏中包括多个驱动电极、以及多条与驱动电极对应的驱动线，并且驱动线排列较为密集，为了避免多条连接线之间相互影响而造成电连接错误，较佳地，连接线的一端处于驱动电极中心位置，另一端与驱动线相交。

需要说明的是，连接线与外围区域的驱动线不处于同一层，连接线与外围区域驱动线通过过孔(图未示)连接。

本实施例中，所述连接线采用氧化铟锡(ITO)，本发明并不限制于此，还可以其他导电材料。

绝缘介质层103，处于电极层102和连接线层104之间，包括用于实现驱动电极和连接线电连接的过孔。

参考图9，示出了图6所示绝缘介质层一实施例的示意图。绝缘介质层包括多个规则排布成列的过孔组，过孔组分别对应于驱动电极组和连接线组间的电连接。每个过孔组包括多个过孔204a、204b、204c、204d，过孔204a、204b、204c、204d分别对应于驱动电极组中各驱动电极201a、201b、201c、201d与其相应连接线203a、203b、203c、203d的电连接。具体地，过孔位于驱动电极与其相应连接线的交叠区域。例如，过孔204a，位于驱动电极201a和连接线203a之间，处于驱动电极201a和连接线203a的交叠区域；过孔204b，位于驱动电极201b和连接线203b之间，处于驱动电极201b和连接线203b的交叠区域等等。

具体地，绝缘介质层103可采用有机膜，为了使手指和连接线距离增大而减小两者产生的耦合电容，可采用较厚的绝缘介质层。然而过厚的绝缘介质层会使触摸屏厚度增加而不够轻薄。较佳地，绝缘介质层的厚度可取为0.1μm-5μm；优选厚度为1μm、2μm、3μm。

较佳地，为了增加驱动电极和连接线电连接的可靠性，过孔包括第一过孔和第二过孔。所述第一过孔和第二过孔均位于驱动电极与其相应连接线的交叠区域。在第一过孔无法实现驱动电极和连接线电连接时，第二过孔可保证驱动电极和连接线电连接良好，从而增加了可靠性。

需要说明的是，本实施例以第一过孔和第二过孔为例，所述过孔还可以包括第三过孔，本发明并不限制与此。

本发明还提供一种包括上述触摸屏的触摸液晶显示器，所述触摸屏可作为外挂式触摸屏应用于触摸屏液晶显示器中，也可以采用内嵌式触摸屏(In-celltouchpanel)的方式应用于触摸液晶显示器中。

参考图10是本发明触摸液晶显示器一实施方式的示意图。所述触摸液晶显示器采用内嵌式触摸屏。所述触摸液晶显示器由下及上依次包括：依次包括：下玻璃基板301、阵列层302、液晶层303、公共电极层304、绝缘层305、连接线层306、绝缘介质层307、电极层308、上玻璃基板309，其中，

阵列层302包括扫描线、数据线以及位于扫描线和数据线交界处的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)；

电极层308，包括位于同一层的多个驱动电极和感应电极，具体地，可采用图7所示电极层的实施例；

连接线层306，包括用于实现驱动电极和外围驱动线电连接的连接线，具体地，可采用图8所示连接线层的实施例；

绝缘介质层307，包括多个用于实现驱动电极和连接线电连接的过孔，具体地，可采用图9所示绝缘介质层的实施例；

具体地，绝缘层305和绝缘介质层307均形成于上玻璃基板309，所述上玻璃基板309上贴附有彩色滤光片(ColorFilter，CF)，所述彩色滤光片可作为绝缘层305或绝缘介质层307；也可以采用彩色滤光片及覆盖于其上的有机膜层构成的结构作为绝缘层305或绝缘介质层307。

包括内嵌式触摸屏的触摸液晶显示器较为轻薄，并且对手指触摸位置的检测较为准确。

综上，本发明提供一种触摸屏以及包括触摸屏的触摸液晶显示器。手指碰触触摸屏时与驱动电极形成耦合电容较大，由于驱动电极(以及感应电极)与连接线并不处于同一层，手指距离连接线较远且相隔绝缘介质层，因而手指与连接线形成的耦合电容非常小，其对检测信号的影响可忽略不计，因此提高了检测的准确性。

此外，电极层上无需再保留用于排布连接线的区域，驱动电极占用的区域增大，可增大手指和驱动电极之间形成的耦合电容，增大了检测信号强度，提高了检测的准确性。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种触摸屏，其特征在于，所述触摸屏包括基板、电极层、连接线层、位于所述电极层和连接线层之间的绝缘介质层，其中，

电极层包括驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极用于产生互电容；

连接线层包括用于实现所述驱动电极和触摸屏外围区域的驱动线电连接的连接线；

绝缘介质层包括用于实现所述驱动电极和所述连接线电连接的过孔；

其中，所述电极层、绝缘介质层、连接线层依次位于所述基板上；

所述感应电极包括多个条状电极，所述驱动电极设置在感应电极之间，连接线和对应于所述连接线的驱动电极、驱动线之间均有交叠区域，所述过孔对应于所述连接线与所述驱动电极的交叠区域设置。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述驱动电极包括多个排布成列的驱动电极组，所述驱动电极组与所述条状电极平行并间隔排列。

3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述连接线的一端对应于驱动电极的中心位置，另一端与驱动线相交。

4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述绝缘介质层的厚度为0.1μm-5μm。

5.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述绝缘介质层为有机膜层。

6.一种包括权利要求1～5所述任意一触摸屏的触摸液晶显示器。

7.如权利要求6所述的触摸液晶显示器，其特征在于，所述触摸液晶显示器包括：下玻璃基板、依次位于下玻璃基板上的阵列层、液晶层、公共电极层、绝缘层，位于绝缘层上的所述连接线层，位于所述连接线层上的所述绝缘介质层，位于所述绝缘介质层上的所述电极层，位于所述电极层上的上玻璃基板。

8.如权利要求7所述的触摸液晶显示器，其特征在于，所述绝缘层或所述绝缘介质层为彩色滤光片。

9.如权利要求7所述的触摸液晶显示器，其特征在于，所述绝缘层或所述绝缘介质层为彩色滤光片及覆盖于其上的有机膜层构成的结构。