CN103926728A - 一种集成触控功能的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置与二者之间的液晶层，设置于彩膜基板朝向液晶层一面上的触控电极层，所述触控电极层包括多行第一电极行和多列第二电极列，多行第一电极行的一段连接有第一电极引线，且第一电极引线在阵列基板上的投影与阵列基板上的栅极驱动电路内的栅极线具有第一重叠区域；其中，多行第一电极行的另一端连接有辅助电极，且辅助电极在阵列基板上的投影与所述栅极线具有第二重叠区域。由于在多行第一电极行未连接第一电极引线的一端增设了辅助电极，从而增加了辅助电极所在第一电极行节点处的互电容变化量，进而改善了触摸屏边缘的线性度。

Description

一种集成触控功能的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及触控显示技术领域，更具体的说是涉及一种集成触控功能的液晶显示装置。

背景技术

集成触控功能的液晶显示装置指将触摸功能嵌入到液晶像素中的触摸屏，即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能，这样能够节省两层基板的使用，从而使液晶显示装置变得更加轻薄。

集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；所述彩膜基板朝向所述液晶层的表面设置有发射电极和接收电极，如图1所示，为制作在彩膜（Color filter，简称CF）基板上的发射电极TX和接收电极RX分布关系，TX沿横向方向依次排列，并通过TX引线01连接到触摸屏（Touch Panel，简称TP）的驱动集成电路（integrated circuit，简称IC）。RX沿纵向方向依次排列，并通过RX引线021和022连接到TP的驱动IC，为使围绕触摸区域的边框区域较窄，RX引线分别交错从触摸区域的两侧引到TP的驱动IC上，如图1中所示的，奇数行的RX引线021均位于触摸区域的左侧，偶数行的RX引线022均位于触摸区域的右侧。

TX和RX之间形成电容，在触摸屏工作时，TX上依次发送驱动信号，RX检测相应的信号，当手指触摸到触摸屏的相应位置时，被触摸的地方TX和RX之间的电容发生变化，通过计算电容变化量，确认被触摸的位置。

但是，发明人在实际研究过程中发现，现有的触摸屏的触膜区域与边框区域交界的地方的线性度较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种集成有触控功能的液晶显示装置，以解决现有技术中的触摸区域边缘的线性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于二者之间的液晶层；设置于所述彩膜基板朝向所述液晶层一面上的触控电极层，所述触控电极层包括多行第一电极行和多列第二电极列；多个第一电极引线，每个所述第一电极引线电性连接一行第一电极行的一端，且部分第一电极引线位于所述第一电极行的一端，剩余第一电极引线位于所述第一电极行的另一端；设置于所述阵列基板非显示区域朝向所述液晶层一面上的栅极驱动电路，所述第一电极引线在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第一重叠区域；

其中，所述第一电极行上未与所述第一电极引线电性连接的一端连接有辅助电极，且所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第二重叠区域。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的集成触控功能的液晶显示装置，在每个第一电极行未连接第一电极引线的一端增设辅助电极，所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述阵列基板上的栅极驱动电路内的栅极线存在重叠区域，使得增加的辅助电极与栅极线之间产生电容，在手指触摸到触摸屏的边缘位置时，由于人体与大地相连，TX和RX引线上的电荷会随手指传递到大地上，导致TX与RX互电容变小，产生互电容变化量，手指接触电极部分面积越大，传递的电荷越多，互电容变化量也越大，本发明中，由于增加了触摸屏触摸区域与边框区域边缘位置的电极面积，使与所述辅助电极相连的第一电极行边缘的第一电极节点处的电容变化量也增加，从而使位于触摸区域同一侧的多个第一电极行端部的电容变化量均偏大，进而改善了触摸区域与边框区域交界位置的线性度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中触控电极层电极排布示意图；

图2为现有技术中第一电极引线与发射电极产生耦合电容的原理示意图；

图3为本发明提供的一种触控电极层示意图；

图4为本发明提供的另一种触控电极层示意图；

图5为本发明提供的一种触控电极层和ASG电路的俯视示意图；

图6为本发明提供的另一种触控电极层和ASG电路的俯视示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中触摸屏的触膜区域与边框区域交界的地方的线性度较差。

如图2中所示，为集成有触控功能的液晶显示装置的剖面结构示意图，其中虚线左侧为边框区域，虚线右侧为触摸区域。发明人发现，出现上述现象的原因为，所述集成有触控功能的液晶显示装置包括相对设置的CF基板11和位于所述CF基板11下方的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）阵列基板12，其中CF基板11上排列有RX13和TX14，在TFT阵列基板12上与边框区域对应的位置设置有非晶硅栅极驱动（Amorphous Silicon Gate，简称ASG）电路15，且ASG电路中的栅极线与RX引线16之间形成耦合电容，同时，该栅极线和位于边缘的TX14同样形成耦合电容。

信号会从TX14通过ASG电路中的栅极线耦合到RX引线16上，即边缘的TX14和RX引线16间具有较大的耦合电容，从而增大了触摸屏边缘处RX与TX之间的互电容。在触摸RX引线所在的边缘位置时，电容的变化量会偏大，而没有RX引线的位置，电容变化量较小，从而导致触摸屏边缘的线性比较差，即触摸区域的同一侧多个节点处的线性较差，如图1中的左侧，RX1左边缘处的电容变化量较大，而RX2左边缘处的电容变化量较小，RX3左边缘处的电容变化量较大。

基于此，发明人经过研究发现，提供一种集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于二者之间的液晶层；设置于所述彩膜基板朝向所述液晶层一面上的触控电极层，所述触控电极层包括多行第一电极行和多列第二电极列；多个第一电极引线，每个所述第一电极引线电性连接一行第一电极行的一端，且部分第一电极引线位于所述第一电极行的一端，剩余第一电极引线位于所述第一电极行的另一端；设置于所述阵列基板非显示区域朝向所述液晶层一面上的栅极驱动电路，所述第一电极引线在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第一重叠区域；

其中，所述第一电极行上未与所述第一电极引线电性连接的一端连接有辅助电极，且所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第二重叠区域。

由上述的技术方案可知，本发明提供的集成触控功能的液晶显示装置，在每个第一电极行未连接第一电极引线的一端增设辅助电极，所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述阵列基板上的栅极驱动电路内的栅极线存在重叠区域，由于在未连接第一电极引线的一端增设了辅助电极，当手指触摸到触摸区域与边框区域交界位置时，之前未连接第一电极引线的一端的互电容变化量增大，从而使得触摸区域的同一侧互电容变化量均增加，进而改善了触摸屏边缘处的线性度。

以上是本申请的核心思想，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例具体描述本发明提供的集成触控功能的液晶显示装置。

本发明的一个实施例公开了一种集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于二者之间的液晶层；设置于所述彩膜基板朝向所述液晶层一面上的触控电极层。

所述触控电极层包括多行第一电极行和多列第二电极列；多个第一电极引线，每个所述第一电极引线电性连接一行第一电极行的一端，且部分第一电极引线位于所述第一电极行的一端，剩余第一电极引线位于所述第一电极行的另一端；设置于所述阵列基板非显示区域朝向所述液晶层一面上的栅极驱动电路，所述第一电极引线在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第一重叠区域。

所述第一电极行上未与所述第一电极引线电性连接的一端连接有辅助电极，且所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第二重叠区域。

其中，所述第一电极行内包括多个相互串联的第一电极，所述第二电极列内包括多个相互串联的第二电极。本实施例中对所述第一电极和第二电极不做限定，所述第一电极可以是接收电极也可以是发射电极，当所述第一电极是接收电极时，对应的所述第二电极为发射电极；当所述第一电极为发射电极时，对应的所述第二电极为接收电极。即本实施例中对所述第一电极行与第二电极列的具体性质不做限定，只要所述第一电极和所述第二电极能够形成触摸屏的互电容，实现触摸功能即可。

为方便描述，本发明中以下实施例中均以所述第一电极为接收电极，所述第二电极为发射电极为例进行详细说明，对所述第一电极为发射电极，所述第二电极为接收电极的情况，本领域技术人员可以根据公开的实施例推导得出，本说明书中不再进行赘述。

另外，所述第一电极引线分布情况可以是相邻两行第一电极行上连接的第一电极引线分别位于两行第一电极行的不同端，即相邻的两个第一电极引线交错设置在两行第一电极行的不同端；多个第一电极引线的分布情况还可以是连续多行的第一电极引线均位于第一电极行的同一端，剩余连续多行的第一电极引线位于所述第一电极行的另一端。

本实施例中对所述第一电极引线的具体分布方式不做限定，优选的，多个第一电极引线交错设置在所述第一电极行的不同端，也即奇数行的第一电极引线均位于所述第一电极行的左端（或右端），偶数行的第一电极引线均位于所述第一电极行的右端（或左端），从而使得多条第一电极引线均匀分布在触摸显示装置的两侧的边框区内，以充分利用触摸区域两侧的边框区域的空间。

如图3所示，为本发明的一个实施例提供的一种触控电极层，包括多行接收电极行和多列发射电极列，接收电极行从上至下依次标记为RX1、RX2、RX3……，发射电极列从左到右依次标记为TX1、TX2、TX3……。其中奇数行的接收电极行RX1、RX3……的左端均连接第一电极引线，其右端各连接一个辅助电极，偶数行的接收电极行RX2、RX4……的右端均连接第一电极引线，其左端各连接一个辅助电极。

本实施例中所述辅助电极为与第一电极引线的材料和形状相同的电极引线，如图3中所示，RX1右端连接的辅助电极21、RX3右端连接的辅助电极23、RX5右端的辅助电极25，以及RX2左端连接的辅助电极22、RX4左端连接的辅助电极24的形状均与所述第一电极引线的形状相同，为倒L形，其材质与所述第一电极引线的材质也相同。

在本发明的其他实施例中，所述辅助电极还可以为其他导体材料形成的其他形状的电极，如图4所示，为在接收电极行未连接第一电极引线的一端连接有另外形状的辅助电极的实施方案，RX1右端连接的辅助电极21′、RX3右端连接的辅助电极23′、RX5右端连接的辅助电极25′，以及RX2左端连接的辅助电极22′、RX4左端连接的辅助电极24′的形状均与所述第一电极行内第一电极的形状相同，优选的，所述辅助电极的材料也与第一电极行内的第一电极的材料相同，且在同一个制作过程中形成。

需要说明的是，以上实施例中对所述增加的辅助电极的面积不做限定，只要所述辅助电极在阵列基板上的投影与栅极驱动电路内的栅极线有重叠部分即可，以上实施例中可以优选的所述辅助电极在阵列基板上的投影与栅极驱动电路内的栅极线重叠部分（即所述第二重叠区域）的面积至少为0.18mm²，即面积大于或等于0.18mm²，从而能够有效提升触摸区域与边框区域交界处的线性度。

本实施例中由于增加了辅助电极，且辅助电极与栅极驱动电路内的栅极线有重叠部分，辅助电极与栅极线之间形成耦合电容，从而增加了第一电极行未连接第一电极引线一端与发射电极之间形成互电容的电极面积。当手指触摸到所述辅助电极所在第一电极行的末端时，由于互电容的增加，互电容变化量也相对偏大，触摸区域与边框区域交界处不同第一电极行的节点处的互电容变化量均偏大，从而改善了触摸区域与边框区域交界处的线性度。

本发明的另一个实施例公开了一种集成触控功能的液晶显示装置，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于二者之间的液晶层；设置于所述彩膜基板朝向所述液晶层一面上的触控电极层。

所述触控电极层包括多行接收电极行和多列发射电极列，如图5所示，为触控电极层与ASG电路的俯视示意图，所述触控电极层包括三行接收电极行RX1、RX2和RX3，与一列发射电极列TX1，其中三行接收电极行RX1、RX2和RX3，与一列发射电极列TX1的内部重复单元均为H形电极，即多行接收电极行内的接收电极为H形，多列发射电极列内的发射电极也为H形。其中，奇数接收电极行的左端分别连接有接收电极引线，如接收电极行RX1的左端连接接收电极引线211、接收电极行RX3的左端连接接收电极引线231，偶数接收电极行的右端分别连接有接收电极引线（图5中未示出）。

由于现有技术中RX1和RX3的左端分别连接有接收电极引线211和接收电极引线231，所述接收电极引线均位于液晶显示装置的边框区域，与阵列基板上的ASG电路从垂直于阵列基板的方向上看有重叠部分，即接收电极引线在阵列基板上的投影与所述ASG电路存在重叠区域，接收电极引线与ASG电路中的栅极线之间形成耦合电容，TX1中的发射电极与ASG电路从垂直于阵列基板的方向上看也有重叠部分，从而发射电极与栅极线之间也形成有耦合电容，信号从发射电极经过栅极线耦合到接收电极引线，接收电极引线与发射电极之间形成较大的耦合电容，即当手指触摸到RX1左端和RX3左端的节点位置时，互电容的变化量偏大。

且由于边框区域栅极线上没有公共电极作为屏蔽，对应的彩膜基板上也没有设置有机胶覆盖，造成该区域的介电常数相对触摸区域较大，导致边缘的TX电极和栅极线的耦合电容较大，互电容的变化量也较大，从而降低了触摸屏边缘的线性度。

而本实施例中，RX2的左端设置有辅助电极222，所述辅助电极222在阵列基板上的投影与阵列基板上的ASG电路中的栅极线同样存在重叠部分，辅助电极222与栅极线之间形成耦合电容，栅极线同时与TX1中的发射电极形成耦合电容，信号从发射电极经过栅极线耦合到辅助电极，辅助电极与发射电极之间形成较大的耦合电容，在手指触摸到RX2左端时，此处的互电容变化量同样偏大，从而使得触摸区域的同一侧（左侧或右侧）的各个接收电极节点位置的互电容变化量均偏大，改善了触摸屏触摸区域与边框区域边界位置处的线性度。

另一方面，由于触摸屏检测触摸变化量时，测量的是接收电极行上的电流大小，接收电极行未连接接收电极引线一端（为方便描述，下称接收电极行末端），由于电阻最大，接收电极行末端互电容变化量本身就最小，而本实施例中，在接收电极行末端连接辅助电极，还能够补偿接收电极行末端由于自身电阻原因造成的互电容变化量偏小的问题，同样能够在一定程度上提升触摸屏边缘的线性度。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述辅助电极还可以是其他形状或材料的导体，其形状可以与所述第一电极行内的第一电极的形状相同，如所述第一电极的形状为菱形时，所述辅助电极的形状同样为菱形；如所述第一电极的形状为H形时，如图6所示，所述辅助电极为所述第一电极形状的一半，类似躺倒的T形，即包括沿第二电极列延伸方向的第一辅助电极222A，和连接所述第一辅助电极222A中点与所述第一电极行的第二辅助电极222B，且所述第二辅助电极222B的延伸方向与所述第二电极列的延伸方向垂直。

另外，本发明中多个第一电极行末端（未连接第一电极引线的一端）连接的辅助电极的形状可以均相同，也可以不相同，本发明实施例中对此不做限定，只要其能够在手指触摸时增加第一电极行末端的互电容变化量，改善触摸屏触摸区域与边框区域交界位置处的线性度即可。此外，本发明实施例中对所述辅助电极的面积也不做限定，所述辅助电极的面积可以根据实际触摸屏边框区域内的空间进行设定，优选的，多个所述辅助电极的面积可以沿第一电极行到第N电极行递减，且优选的，多个所述辅助电极中面积最小的辅助电极在阵列基板上的投影与栅极线的重叠区域面积至少为0.18mm²。

本实施例中提供的集成触控功能的液晶显示装置，在所述第一电极行未连接第一电极引线的一端增设辅助电极，使辅助电极通过阵列基板上的ASG电路中的栅极线与第二电极形成耦合电容，从而增加未连接第一电极引线的第一电极行末端节点处的互电容变化量，使其与相邻的第一电极行的节点处互电容变化量接近，进而改善触摸屏边缘的线性度。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种集成触控功能的液晶显示装置，其中，包括：相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于二者之间的液晶层；设置于所述彩膜基板朝向所述液晶层一面上的触控电极层，所述触控电极层包括多行第一电极行和多列第二电极列；多个第一电极引线，每个所述第一电极引线电性连接一行第一电极行的一端，且部分第一电极引线位于所述第一电极行的一端，剩余第一电极引线位于所述第一电极行的另一端；设置于所述阵列基板非显示区域朝向所述液晶层一面上的栅极驱动电路，所述第一电极引线在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第一重叠区域；

其中，所述第一电极行上未与所述第一电极引线电性连接的一端连接有辅助电极，且所述辅助电极在所述阵列基板上的投影与所述栅极驱动电路内的栅极线具有第二重叠区域。

2.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述第二重叠区域的面积至少为0.18mm²。

3.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述辅助电极的形状与所述第一电极引线的形状相同，为L形电极引线。

4.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述辅助电极的形状与所述第一电极行内的第一电极的形状相同。

5.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述辅助电极的形状为菱形。

6.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述辅助电极包括沿第二电极列延伸方向的第一辅助电极，和连接所述第一辅助电极中点与所述第一电极行的第二辅助电极，且所述第二辅助电极的延伸方向与所述第二电极列的延伸方向垂直。

7.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极行内的第一电极为接收电极，所述第二电极列内的第二电极为发射电极。

8.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，多个所述辅助电极形状相同。

9.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，多个所述辅助电极形状不同。

10.根据权利要求1所述的集成触控功能的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极为发射电极，所述第二电极为接收电极。