CN103677465B - 一种电容式触摸面板及显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电容式触控面板及显示器，所述电容式触控面板，包括基板以及形成在基板内侧的黑矩阵，所述黑矩阵设有多个透光区域；在透光方向上，所述黑矩阵的多个透光区域内对应设置有多个彩色单元；还包括至少一层透明导电层，所述透明导电层用于形成触控结构，所述透明导电层包括多条刻缝；在透光方向上，所述透明导电层的刻缝都和同一种颜色的彩色单元重叠。本发明提供的电容式触控面板及显示装置，提高了穿透率一致性，实现刻缝隐藏，避免刻缝图像显示，提高显示效果。

Description

一种电容式触摸面板及显示器
技术领域
本发明涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种电容式触摸面板及触控显示器。
背景技术
内嵌在液晶显示器(LCD)内部的触摸屏因为可以和彩色滤光片(CF)基板集成在一起，有效的减少了整个显示装置的厚度及简化工艺，因而很受厂商欢迎。如图1和图2所示，内嵌式触摸屏包括CF基板10、黑矩阵11、触摸层(包括金属网格121、透明导电层122、第一绝缘层123和金属跨桥124)、色阻(R、G、B)13、第二绝缘层14、薄膜晶体管基板(TFT基板)20、TFT基板20上的电路电极21以及液晶层30。黑矩阵11位于CF基板10上，黑矩阵(BM)11上设置有若干可透光区域，与TFT基板20上的。触摸层12上设置有驱动线和感应线，驱动线和感应线纵横交错设置，手指触摸在驱动线和感应线的交点处时产生触控信号。色阻13位于触摸层12上且覆盖黑矩阵11的可透光区域，第二绝缘层14位于色阻13上。
如图2所示，上述结构的内嵌式触摸屏，由于触摸层的驱动走线和触控走线由金属网格121和透明导电层122组成，其中金属网格121可以通过设计被BM遮挡至不可见，而透明导电层122图形的刻缝可能会被人眼观察到，这是由于透明导电层122图形的刻缝开在了像素的所在区域(即可透光区域)。由于光透过有透明导电层122处和无透明导电层122处穿透率不一，导致人眼能觉察。而且对于不同波长，穿透率不一(图3)，故R、G、B三色画面看到透明导电层122刻缝明显程度还不一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电容式触控面板及显示装置，将透明导电层的刻缝设置在合理位置，实现均一的透过率，提高显示效果。
为解决上述问题，本发明提供一种电容式触控面板，包括基板以及形成在基板内侧的黑矩阵，所述黑矩阵设有多个透光区域；在透光方向上，所述黑矩阵的多个透光区域内对应设置有多个彩色单元；还包括至少一层透明导电层，所述透明导电层包括刻缝；所述透明导电层的刻缝或者多层透明导电层之间的刻缝都和同一种颜色的彩色单元重叠。
本发明还提供一种电容式触控显示装置，包括上述的电容式触控面板。
本发明提供的电容式触控面板及显示装置，提高了穿透率一致性，实现刻缝隐藏，避免刻缝图像显示，提高显示效果。
附图说明
图1是现有技术中一种内置式电容触摸显示器的剖面结构示意图；
图2是现有技术中ITO作透明导电层时的内置式电容触摸面板示意图；
图3是现有技术中ITO作透明导电层时的对各波长的光的透过率；
图4为本发明实施例一提供的电容式触控显示装置的截面示意图；
图5为透明导电层的结构示意图；
图6为图5的部分放大示意图；
图7为实施例一中另一种实施方式的示意图；
图8为实施例二提供的电容式触控显示装置的截面示意图；
图9为实施例二提供的触控结构的示意图；
图10为图9部分结构的放大示意图；
图11为实施例二的另一种实施方式的示意图；
图12为实施例三提供的提供的电容式触控显示装置的截面图；
图13为实施例三的触控结构的俯视图；
图14为实施例四提供的提供的电容式触控显示装置的截面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。
实施例一
图4为本发明实施例一提供的电容式触控显示装置的截面示意图。如图所示，所述电容式触控显示装置包括触控面板10、阵列基板11和设置于触控面板10及阵列基板11之间的显示层13。其中，显示层可以是液晶层、有机发光层或者其他材料。在实施例一中所述显示层13以液晶层为举例说明。所述阵列基板11朝向触控面板10的内侧设置有像素单元阵列(未示出)。
所述触控面板10依次包括基板101、设置于基板101内侧的黑矩阵102、透明导电层103、彩色单元层104。其中，所述黑矩阵102设有多个透光区域1021，所述彩色单元层104包括多种颜色的色阻，具体可以为R色阻、G色阻、B色阻、W色阻，其中在实施例一中以R色阻、G色阻、B色阻进行举例说明，并且所述多种颜色的色阻按照一定排列规律覆盖在所述黑矩阵102的透光区域1021内。具体地，在实施例一中，所述R色阻、G色阻、B色阻分别在列方向上排列成多列，在行方向上，所述R色阻、G色阻、B色阻交替排列。
所述透明导电层103用于形成触控结构。在实施例一中，所述触控结构为单层的互电容式的触摸结构。具体的请参考图5，图5为透明导电层的结构示意图，所述触控结构包括多个驱动电极103a和多个感应电极103b，在驱动电极103a和感应电极103b之间形成的互电容用于检测触控动作。具体来说，驱动电极103a在工作区域19a内呈矩阵排列，感应电极103b设置于两列驱动电极103a之间；驱动电极103a在外围区域19b则分别连接到驱动信号。在工作区域19a内，每个驱动电极103a和感应电极103b以及中间的绝缘介质形成互电容，例如图5所示的电容C1和C2为在驱动电极103a分别和两侧相邻的感应电极103b之间形成的互电容，当有触控动作发生在电容C1的驱动电极103a和感应电极103b所在区域时，互电容的值将发生变化，触控位置会被检测出。
所述透明导电层103还包括多条刻缝103c，所述刻缝103c沿着纵向方向设置。因为驱动电极103a和感应电极103b由同一透明导电层103刻蚀形成的，所以需要在相邻的电极之间设置刻缝103c使其相互绝缘。同时，所述驱动电极103a和感应电极103b都要通过走线和外部驱动信号连接，比如走线103d连接驱动电极103a至驱动信号，所述走线103d也是透明导电层刻蚀而成的,并且该走线103d要和其他走线及驱动电极或者感应电极绝缘，因此需要设置刻缝103e等使走线和其他部分相互绝缘。
接着请参考图6，图6为图5的部分放大示意图，图6示出了所述透明导电层103和黑矩阵102、彩色单元层104的位置关系示意图。如图6所示，所述彩色单元层104包括R、G、B三种颜色的色阻，在横向上依次排列R、G、B三种色阻，在纵向上排列同种颜色的色阻，即R、G、B三列彩色色阻依次排列并重复。在透光方向上，所述透明导电层103的刻缝103c、103e都和同一种颜色的色阻重叠，在实施例一中所述刻缝103c、103e都和R色阻重叠。因为B色阻和G色阻的全部色阻和刻缝都没有重叠，因此B色阻和G色阻的区域的光穿透率都是均一的，和现有技术相比提高了显示效果。
图7为实施例一中另一种实施方式的示意图，作为优选实施例，在驱动电极103a'和感应电极103b'所在区域，在透光方向上所有R色阻对应的透明导电层103'内均设置有刻缝103f。即在整个驱动电极103a'和感应电极103b'区域的内部R色阻的光透过率也和驱动电极和感应电极之间的光透过率一致，显示效果更为均一。
进一步地，在除以上所述的其他位置，在透光方向上所有R色阻对应的透明导电层内均设置有刻缝，即整层的透明导电层和R色阻重叠的位置都设置有刻缝，所有R色阻的透过率也是一致的，因此整个显示界面的透过率都一致，解决了现有技术中因透明导电层带来的透过率不一致的技术问题。
在其他实施方式中，所述透明导电层还可以设置在彩膜基板的外侧，即为一种外挂式的电容式触控显示装置，也可以到达同样的技术效果。
请接着参考图6，在实施例一中，在相邻的驱动电极103a之间还设置有刻缝103g，所述刻缝103g沿着横向方向设置，在透光方向上，所述刻缝103g和黑矩阵102的横向部分重叠设置。通过以上技术手段将横向的刻缝隐藏在黑矩阵102下方，实现横向的刻缝隐藏，使显示装置的透过率一致，提高显示效果。
在实施例一中，所述横向黑矩阵102横向部分的线宽为24.5μm～26.5μm。所述透明导电层103的横向刻缝103g线宽可以设定为黑矩阵102横向部分的线宽的0.1至0.9倍，也可以直接设定为3μm～22μm。
所述黑矩阵102纵向部分的线宽为7.0μm～8.0μm。所述透明导电层103纵向的刻缝103c和103e等，其线宽的最小值为一个彩色单元的宽度，其最大值为一个彩色单元的宽度加上两侧纵向上的黑矩阵102不透光区域的线宽，例如是33.5μm～38.5μm。
在实施例一中，所述彩色单元为彩色色阻，一般液晶显示器需要和彩色滤光片组合使用才能形成彩色画面。在其他实施方式中，所述彩色单元可以为有机发光显示单元，所述有机发光显示单元一般设置在阵列单元上。在透光方向上，将驱动电极和感应电极之间的刻缝、驱动电极或者感应电极内部的刻缝和同一色彩的有机发光显示单元重叠设置也可以达到同样的技术效果。
在实施例一中，所述透光导电层的材料为氧化铟锡。在其他实施方式中，所述透明导电层还可以为氧化铟锌、碳纳米管或铝钛共掺杂氧化锌等材料。
实施例二
图8为本发明实施例二提供的电容式触控显示装置的截面示意图。如图所示，所述电容式触控显示装置包括触控面板20、阵列基板21和设置于触控面板20及阵列基板21之间的显示层23。在实施例二中所述显示层23为液晶层。所述阵列基板21朝向触控面板20的内侧设置有像素单元阵列。
所述触控面板20依次包括基板201、设置于基板201内侧的黑矩阵202、透明导电层203、绝缘层205、金属跨桥层206、彩色单元层204。其中，所述所述黑矩阵202设有多个透光区域2021，所述彩色单元层204包括多种颜色的色阻。在透光方向上，所述多种颜色的色阻按照一定规律排列，并且和所述黑矩阵202的透光区域2021对应设置。
所述透明导电层203、绝缘层205、金属跨桥层206用于形成触控结构。在实施例二中，所述触控结构为双层的互电容式的触摸结构。具体的请参考图9，所述触控结构包括多个呈菱形的驱动电极203a和多个感应电极203b，并且所述驱动电极203a和感应电极203b均为透明导电层203刻蚀而成。其中，所述多个驱动电极203a在行方向上通过位于透明导电层203的第一跨桥2031相互连接在一起形成多条驱动线2032，所述多个感应电极203b在列方向上通过位于金属跨桥层206的第一跨桥2033连接成多条感应线2034。
驱动电极203a和感应电极203b之间设置有刻缝203c使其彼此绝缘。接着请参考图10，图10为图9部分结构的放大示意图，并且图10示出了所述透明导电层203、黑矩阵202、彩色单元层204的位置关系示意图。所述彩色单元层204包括R、G、B三种颜色的色阻，在横向上依次排列R、G、B三种色阻，在纵向上排列同种颜色的色阻依次排列并重复。
在透光方向上，所述透明导电层203的刻缝203c的横向部分和所述黑矩阵202的不透光区域重叠，因此刻缝203c的横向部分不可见，不影响显示效果。所述刻缝203c的纵向部分刻缝都和R颜色的色阻重叠，B色阻和G色阻因为均未与任何刻缝有重叠，因此B色阻和G色阻显示区域的透过率一致，相比于现有技术提高了显示效果。
进一步的，在驱动电极和感应电极所在区域，在透光方向，上所有R色阻对应的透明导电层内均设置有刻缝。即在整个驱动电极和感应电极区域的内部其光透过率也和驱动电极和感应电极之间的光透过率一致，显示效果更为均一。
更进一步地，在除以上所述驱动电极内部、感应电极内部、驱动电极和感应电极之间的位置以外，在透光方向上，所有R色阻对应的透明导电层内均设置有刻缝，即整层的透明导电层和R色阻重叠的位置都设置有刻缝，所有R色阻的透过率也是一致的，因此整个显示界面的透过率都一致，解决了现有技术中因透明导电层带来的透过率不一致的技术问题。
优选的，在透光方向上，透明导电层的刻缝和G色阻不重叠设置。因为人眼的绿色是最为敏感的，因此相比于B色阻和R色阻，G色阻具有更高的透过率，如果设置G色阻和刻缝进行重叠的话，那么就需要B色阻、R色阻和透明导电层的非刻缝区域重叠，会降低B色阻、R色阻的透过率。但是如果将G色阻和透明导电层的非刻缝区域重叠，对G色阻的穿透率没有明显的影响。
在实施例二中，相邻的驱动线2032之间，或者相邻的感应线2034之间，还设置有哑电极，所述哑电极和驱动电极203a、感应电极203b之间因设置有刻缝而绝缘。所述哑电极内也设置有刻缝，在透光方向上，所述哑电极内的刻缝和R色阻重叠，所述哑电极的非刻缝区域和B色阻即G色阻重叠。
图11为实施例二的另一种实施方式的示意图，如图11所示，在透明导电层203'和黑矩阵202'之间还设置有一金属网格层207'，所述金属网格层207'和所述透明导电层203'通过直接接触电连接。所述金属网格层207'也包括多个菱形电极，所述菱形电极的镂空部分和彩色单元重叠，非镂空部分和黑矩阵202'的不透光部分重叠，并且所述多个菱形电极分别与驱动电极和感应电极对应设置，即所述菱形电极的边缘形状和所述驱动电极、感应电极一致或者接近。实际上，在实施例二的另一种实施方式中，所述感应电极和驱动电极分别为双层结构，包括一金属网格层207'和一透明导电层203'。因为透明导电层203'的的材料一般为金属氧化物，其电阻很大，设置一金属网格层207'可降低触控结构的电阻，以降低功耗。
在其他实施方式中，所述彩膜基板依次包括基板、设置于基板内侧的黑矩阵、透明导电层、彩色单元层和金属跨桥层。即相比于实施例二，在其他实施方式中省去了绝缘层，而是使用彩色单元层作为透明导电层和金属垮桥层之间的绝缘层，使器件的结构减薄，集成度更高。
实施例三
图12示出了实施例三提供的提供的电容式触控显示装置的截面图，如图所示所述电容式触控显示装置包括触控面板30、阵列基板31和设置于触控面板30及阵列基板31之间的显示层33。所述阵列基板31朝向触控面板30的内侧设置有像素单元阵列。
所述触控面板30依次包括基板301、黑矩阵302、第一透明导电层303、绝缘层305、第二透明导电层306、彩色单元层304。其中黑矩阵302具有多个透光区域3021。所述彩色单元层304包括多种颜色的色阻，具体为R色阻、G色阻、B色阻，并且所述多种颜色的色阻按照一定排列规律覆盖在所述黑矩阵302的透光区域3021内。具体地，在实施例三中，所述R色阻、G色阻、B色阻分别在列方向上排列成多列，在行方向上，所述R色阻、G色阻、B色阻交替排列。
图13为实施例三的触控结构的俯视图，如图13所示，第一透明导电层303包括多个驱动电极303a和第一跨桥303b，所述多个第一垮桥303b将所述多个驱动电极303a连接成多条在横向方向上延伸的驱动线。第二透明导电层306包括多个感应电极305a和第二跨桥305b，所述多个第二跨桥305b将所述多个感应电极305a连接成多条在纵向方向上延伸的感应线。在透光方向上，所述驱动电极303a和感应电极305a之间的刻缝35都和R色阻重叠。
具体地，刻缝35的竖向部分都和R色阻重叠，刻缝35的横向部分都和黑矩阵302的横向部分重叠。虽然第一透明导电层303和第二透明导电层306不为同一层，但是在透光方向上，第一透明导电层303和第二透明导电层306的电极之间具有刻缝35，所述刻缝35的透过率和电极处的透过率不同。在透光方向上，将所述刻缝35的横向部分用黑矩阵302进行遮挡，这刻缝35的横向部分将不会对显示效果造成影响。在透光方向上，将刻缝35的纵向部分和R色阻进行重叠设置，则因全部的B色阻和G色阻在透光方向上和刻缝35没有重叠，其透光率都是一致的，提高了显示的均一性。
进一步的，在驱动电机303a、第一跨桥303b、感应电极305a和第二跨桥305b内，在透光方向上，所有R色阻对应的第一透明导电层303和第二透明导电层306内都设置有刻缝。更进一步在，除上所述的其他位置，在透光方向上，所有R色阻对应的第一透明导电层303和第二透明导电层306内也都设置有刻缝。整个显示面内，所有R色阻对应的第一透明导电层和第二透明导电层306因都设置有刻缝，因此所有R色阻的透过率一致，显示效果更为均一。
在其他实施方式中所述第一透明导电层和第二透明导电层分别位于彩膜基板和阵列基板的内侧或者外侧，只要在透光方向上将两者之间的刻缝和同一颜色的彩色单元重叠也能达到同样的技术效果。
实施例四
图14为实施例四提供的提供的电容式触控显示装置的截面图，如图14所示，所述电容式触控显示装置包括触控面板40、阵列基板41和设置于触控面板40及阵列基板41之间的显示层43。
所述触控面板40依次包括基板401、设置于基板401内侧的黑矩阵402、透明导电层403、彩色单元层404。其中，所述黑矩阵402内设置有多个透光区域4021，所述彩色单元层404包括多种颜色的色阻，具体为R色阻、G色阻、B色阻，并且所述多种颜色的色阻按照一定排列规律覆盖在所述黑矩阵402的透光区域4021内。
所述透明导电层403包括多个驱动电极和多个感应电极，所述驱动电极和感应电极之间具有刻缝44。在透光方向上，所述刻缝44和同一颜色的彩色单元重叠，在实施例四中所述刻缝44和R色阻重叠设置。
和实施例一不同之处在于，在所述刻缝44内还设置有透明绝缘层。因为驱动电极和感应电极之间设置有刻缝44，刻缝44处的R色阻的透过率和驱动电极或者感应电极对应的透明导电层403处的透过率将有不同。将刻缝44内填充透明绝缘层将会使刻缝44处的透过率和其他处的透过率一致或者接近，使人眼不易察觉透过率的不同，提高了显示效果。
所述透明绝缘层的材料可以是氧化硅、氧化氮等，或者其他透明的绝缘材料，其光学性质和透明导电层403约接近越好。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种电容式触控面板，包括：
基板；
形成在所述基板内侧的黑矩阵，所述黑矩阵设有多个透光区域；在透光方向上，多个彩色单元设置于所述黑矩阵的多个透光区域；
至少一层透明导电层，所述透明导电层包括刻缝；在透光方向上，所述透明导电层的刻缝或者多层透明导电层之间的刻缝和同一种颜色的彩色单元重叠；
在透光方向上，所述透明导电层设置在黑矩阵的下方，所述透明导电层的刻缝的横向部分或者横向的刻缝和所述黑矩阵不透光区域重叠，所述刻缝的纵向部分或者纵向的刻缝和同一颜色的彩色单元重叠。
2.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，所述透明导电层位于所述基板的外侧或者位于所述基板的内侧。
3.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，横向上的所述黑矩阵不透光区域的线宽为24.5μm～26.5μm。
4.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，所述透明导电层的刻缝的横向部分或者横向的刻缝的线宽为横向上的所述黑矩阵不透光区域的线宽的0.1至0.9倍。
5.如权利要求4所述的电容式触控面板，其特征在于，所述透明导电层的刻缝的横向部分或者横向的刻缝的线宽为3μm～22μm。
6.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，所述透明导电层纵向刻缝线宽最小为一个彩色单元的宽度，最大为一个彩色单元的宽度加上纵向上的黑矩阵不透光区域的线宽。
7.如权利要求6所述的电容式触控面板，其特征在于，所述纵向上的黑矩阵不透光区域的线宽为7.0μm～8.0μm。
8.如权利要求6所述的电容式触控面板，其特征在于，所述透明导电层纵向刻缝线宽为33.5μm～38.5μm。
9.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，还包括金属网格层，所述金属网格层和所述透明导电层电连接。
10.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，包括两层透明导电层，为第一透明导电层和第二透明导电层，在透光方向上，所述第一透明导电层和第二透明导电层之间的刻缝都和同一种颜色的彩色单元重叠。
11.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，在透光方向上，和同一种颜色的彩色单元对应的透明导电层处均设置有刻缝。
12.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，所述刻缝内填充有透明非导电物质。
13.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，所述彩色单元包括绿色单元，在透光方向上，所述透明导电层的刻缝和绿色单元不重叠设置。
14.一种电容式触控显示装置，其特征在于，包括：
触控面板，其中所述触控面板为权利要求1至13中任一项的所述电容式触摸面板；
与所述触控面板相对设置的阵列基板；以及
设置于所述触控面板及所述阵列基板之间的显示层。
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