CN104484086B - 电磁感应式触控基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁感应式触控基板，其包括基板、第一导电层、绝缘层和第二导电层，第一导电层包括多条沿第一方向延伸并形成回路的第一电磁感应线圈，第二导电层包括多条沿垂直于第一方向的第二方向延伸并形成回路的第二电磁感应线圈，第一电磁感应线圈、绝缘层和第二电磁感应线圈依次设置于基板的同一侧上，且绝缘层将第一导电层和第二导电层绝缘分隔。本发明提供一种将触摸屏嵌进显示面板中的技术手段，使得本发明电磁感应式触控基板具有厚度较薄等优势。

Description

电磁感应式触控基板及显示装置
技术领域
本发明涉及平板显示技术，特别涉及一种电磁感应式触控基板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触控技术已经越来越多地应用于日常生活和工作的各种电子产品上。由于用户可以直接用手或者其他物体接触触控屏以输入信息，从而减少甚至消除用户对键盘等输入设备的依赖，方便用户的操作。
按照原理分类，触控屏包括电阻式触控屏、电容式触控屏、电感式触控屏和光学式触控屏等。其中，电感式触控屏是利用特定电磁笔中的线圈，通过改变和安装有激励线圈或感应线圈的触摸屏之间的空间距离，使触控屏上的电磁感应线圈产生磁场变化，从而产生微弱电流，触摸检测部分则通过计算得到触摸点位置。
现有技术的电感式触控屏通常采用外挂式的电感式触控板，外挂式的电感式触控板采用柔性电路板为载体，在柔性电路板上设置电磁感应线圈。外挂式的电感式触控板与显示面板组合形成电感式触控屏，致使电感式触控屏的整体厚度较大；电感式触控屏中用到的柔性电路板进一步导致产品的成本居高不下。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种内嵌式的电磁感应式触控基板及显示装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电磁感应式触控基板，其包括基板、第一导电层、绝缘层和第二导电层，第一导电层包括多条沿第一方向延伸并形成回路的第一电磁感应线圈，第二导电层包括多条沿垂直于第一方向的第二方向延伸并形成回路的第二电磁感应线圈，第一电磁感应线圈、绝缘层和第二电磁感应线圈依次设置于基板的同一侧上，且绝缘层将第一导电层和第二导电层绝缘分隔。
其中，电磁感应式触控基板进一步包括设置于基板上的黑矩阵，第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈位于黑矩阵的正上方。
其中，第一电磁感应线圈包括沿第一方向平行设置的两条的第一感测电极和沿第二方向设置且连接两条第一感测电极的第一连接电极，第二电磁感应线圈包括沿第二方向平行设置的两条第二感测电极和沿第一方向设置且两条第二感测电极的第二连接电极。
其中，黑矩阵包括沿第一方向延伸的多条第一黑矩阵区域以及沿第二方向延伸的多条第二黑矩阵区域，其中每一第一感测电极与一第一黑矩阵区域正对，第一感测电极的边缘不超出与之正对的第一黑矩阵区域的边缘，每一第二感测电极与一第二黑矩阵区域正对，第二感测电极的边缘不超出与之正对的第二黑矩阵区域的边缘。
其中，电磁感应式触控基板进一步包括与第一电磁感应线圈的一端一一对应连接的第一滤波电容、与第二电磁感应线圈的一端一一对应连接的第二滤波电容以及将第一滤波电容和第二滤波电容连接到参考电位的连接导线。
其中，电磁感应式触控基板包括显示区和非显示区，第一滤波电容、第二滤波电容以及连接导线设置于非显示区。
其中，第一连接电极和第二连接电极设置于非显示区。
其中，电磁感应式触控基板进一步包括RGB彩膜，RGB彩膜形成于绝缘层或第二导电层上。
其中，绝缘层为有机绝缘层。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种显示装置，该显示装置包括如上所述的电磁感应式触控基板。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明电磁感应式触控基板在基板的同一侧形成具有多条沿第一方向延伸并形成回路的第一电磁感应线圈的第一导电层和具有多条沿垂直于第一方向的第二方向延伸并形成回路的第二电磁感应线圈的第二导电层，从而提供一种将触摸屏嵌进显示面板中的技术手段，使得本发明电磁感应式触控基板具有厚度较薄等优势。
附图说明
图1是本发明电磁感应式触控基板的电感结构图；
图2是沿具图1所示电感结构的电磁感应式触控基板的C-C向的剖视图；
图3是本发明电磁感应式触控基板所应用的电磁手写笔。
具体实施方式
下面将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，以下所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，以下实施例结合附图对本发明技术方案进行详细描述。
参阅图1和图2，本发明电磁感应式触控基板100包括基板10、第一导电层20、绝缘层30和第二导电层40。第一导电层20包括多条沿第一方向X延伸并形成回路的第一电磁感应线圈21；第二导电层40包括多条沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸并形成回路的第二电磁感应线圈41。第一电磁感应线圈21、绝缘层30和第二电磁感应线圈41依次设置于基板10的同一侧上，且绝缘层30将第一电磁感应线圈21和第二电磁感应线圈41分隔。
第一电磁感应线圈21包括沿第一方向X平行设置的两条第一感测电极211和沿第二方向Y设置且连接两条第一感测电极211的第一连接电极212。第二电磁感应线圈41包括沿第二方向Y平行设置的两条第二感测电极411和沿第一方向X设置且连接两条第二感测电极411的第二连接电极412。
基板10可以采用透明玻璃基板或者柔性树脂基板。基板10包括用于显示画面的显示区A和围绕在显示区A周围的非显示区B。第一感测电极211和第二感测电极212设置于显示区A，第一连接电极212和第二连接电极412设置于非显示区B。
本实施例中，电磁感应式触控基板100可以作为IPS(In-plane Switching，平面转换)、FFS(Fringe Field Switching，边缘场)、TN(Twisted Nematic，扭转向列)等显示装置的彩膜基板。因此，电磁感应式触控基板100进一步包括设置于基板10上的黑矩阵50，用于防止背光泄露，提高显示画面对比度，防止混色并增加颜色的纯度。由于通常黑矩阵采用含有黑色颜料的树脂材料，是不导电的，当黑矩阵50采用不导电材料制成时，第一电磁感应线圈21和第二电磁感应线圈22位于黑矩阵50的正上方。在其他的实施例中，黑矩阵亦可以采用亚氧化钛或金属铬等导电遮光材料，用于传递感测信号，如此以来，第一导电层20的第一感测电极211可以采用由亚氧化钛或金属铬等导电材料形成条状结构的黑矩阵。
黑矩阵50包括沿第一方向X延伸的多条第一黑矩阵区域51以及沿第二方向Y延伸的多条第二黑矩阵区域52。每一第一感测电极211与一第一黑矩阵区域51正对，即每一第一感测电极211设置于一第一黑矩阵区域的上方，第一感测电极211的边缘不超出与之正对的第一黑矩阵区域51的边缘。每一第二感测电极411与一第二黑矩阵区域52正对，即每一第二感测电极411设置于一第二黑矩阵区域的上方，第二感测电极411的边缘不超出与之正对的第二黑矩阵区域52的边缘。感测电极不超出与之正对的黑矩阵区域的边缘设置使得内嵌式的电感式感应线圈不会影响具有该触控基板的显示装置的开口率。
在本实施例中，部分或全部第一黑矩阵区域51上分别对应设置一第一感测电极211，且第一感测电极211的宽度不大于第一黑矩阵区域51的宽度；换句话说，自基板10的另一侧观看时，第一感测电极211不会露出第一黑矩阵区域51的边缘，从而避免人眼观看时第一感测电极211进行反光而影响电磁感应式触控基板的使用。部分或全部第二黑矩阵区域52上分别对应设置一第二感测电极411，且第二感测电极411的宽度不大于第二黑矩阵区域52的宽度；换句话说，自基板10的另一侧观看时，第二感测电极411不会露出第二黑矩阵区域52的边缘，从而避免人眼观看时第二感测电极411进行反光而影响电磁感应式触控基板的使用。
在其他的实施例中，亦可以采取部分或全部黑矩阵区域上分别设置两条或多条感测电极，且与每一黑矩阵区域对应的两条或多条感测电极的外边缘之间的宽度不大于与之对应的黑矩阵区域的宽度。在两条感测电极与一黑矩阵区域对应设置的实施例中，两条第一感测电极与一第一黑矩阵区域正对，且与一第一黑矩阵区域正对的两第一感测电极的外边缘之间的宽度不大于第一黑矩阵区域的宽度，亦即与第一黑矩阵区域正对的两第一感测电极的外边缘不超出第一黑矩阵区域的边缘；两条第二感测电极与一第二黑矩阵区域正对，且与一第二黑矩阵区域正对的两第二感测电极的外边缘之间的宽度不大于第二黑矩阵区域的宽度，亦即与第二黑矩阵区域正对的两第二感测电极的外边缘不超出第二黑矩阵区域的边缘。
优选地，全部或部分第一黑矩阵区域上分别对应设置一第一感测电极，全部或部分第二黑矩阵区域上分别对应设置一第二感测电极；或者，两第一感测电极设置于一第一黑矩阵区域上，两第二感测电极设置于一第二黑矩阵区域上，即全部或部分第一黑矩阵区域上分别对应设置两条第一感测电极，全部或部分第二黑矩阵区域上分别对应设置两条第二感测电极。
对于两条感测电极与一黑矩阵区域正对设置的实施例来说，优选地，设置于同一第一黑矩阵区域上的两条第一感测电极分别为相邻第一电磁感应线圈的一第一感测电极，设置于同一第二黑矩阵区域上的两条第二感测电极分别为相邻第二电磁感应线圈的一第二感测电极。在该优选实施例中，位于电磁感应式触控基板两侧的第一电磁感应线圈的两外侧第一感测电极分别与一第一黑矩阵区域正对，即该两第一黑矩阵区域分别设置一条第一感测电极，而其他第一黑矩阵区域分别设置两条第一感测电极；位于电磁感应式触控基板另两侧的第二电磁感应线圈的两外侧第二感测电极分别与一第二黑矩阵正对，即该两第二黑矩阵区域分别设置一条第二感测电极，而其他第二黑矩阵区域分别设置两条第二感测电极。
绝缘层30可以仅覆盖显示区A的第一导电层20，亦可以覆盖整个显示区A。位于黑矩阵50正上方的第一电磁感应线圈21和第二电磁感应线圈41均可以通过物理气相沉积镀膜的方式制得。优选地，第一电磁感应线圈21或第二电磁感应线圈41的材质可以是铝、铬、钼、铜或钛等。绝缘层30为采用有机高分子材料制得的有机绝缘层，有机绝缘层可以通过喷涂方法制得；相比通过气相沉积制得的无机绝缘层具有工艺简单、用时短、效率高、成本低等优点。
电磁感应式触控基板100进一步包括与第一电磁感应线圈21的一端一一对应连接的第一滤波电容70，与第二电磁感应线圈41的一端一一对应连接的第二滤波电容80以及将第一滤波电容70和第二滤波电容80连接到参考电位Vreff的连接导线90。第一滤波电容70和第二滤波电容80的设置能够有效避免电磁感应式触控基板100受到电磁波的干扰。第一滤波电容70、第二滤波电容80和连接导线90位于基板10的非显示区B。第一连接电极212、第二连接电极412、第一滤波电容70、第二滤波电容80和连接导线90设置于基板10的非显示区B可以提高显示区域A内显示画面的均匀性。
第一电磁感应线圈21的另一端以及第二电磁感应线圈41的另一端均连接到用来接收感测信号的驱动芯片(未图示)上。
本实施例中，采用彩膜基板的电磁感应式触控基板100进一步包括RGB(Red,Green,and Blue，红绿蓝)彩膜60。RGB彩膜60形成于绝缘层30或第二导电层40的上方。
本发明实施例电磁感应式触控基板100的一种生产工序包括：提供一基板10，基板10包括位于中央位置的显示区A和位于显示区A外侧的非显示区B；在基板10的显示区A上形成具有多条沿第一方向X延伸的第一黑矩阵区域51和多条沿第二方向Y延伸的第二黑矩阵区域52的黑矩阵50；形成第一导电层20，第一导电层20包括多条沿第一方向X延伸并形成回路的第一电磁感应线圈21，第一电磁感应线圈21包括沿第一方向X平行设置的两条第一感测电极211和沿第二方向Y设置且连接两第一感测电极211的第一连接电极212，每一第一感测电极211设置于一第一黑矩阵区域51的上方且其外边缘不超出第一黑矩阵区域51的外边缘，第一连接电极212形成于基板10的非显示区B上；形成绝缘层30，绝缘层30覆盖设置于黑矩阵50上的第一感测电极211；形成第二导电层40，第二导电层40包括多条沿第二方向Y延伸并形成回路的第二电磁感应线圈41，第二电磁感应线圈41包括沿第二方向Y平行设置的两条第二感测电极411和沿第一方向X设置且连接两第二感测联机411的第二连接电极412，每一第二感测电极411设置于一第二黑矩阵区域52的上方且其外边缘不超出第二黑矩阵区域52的外边缘，第二连接电极412形成于基板10的非显示区B上；在基板10的非显示区B形成与第一电磁感应线圈21一一对应的第一滤波电容70、与第二电磁感应线圈41一一对应的第二滤波电容80和连接导线90，第一电磁感应线圈21的一端连接第一滤波电容70，第二电磁感应线圈41的一端连接第二滤波电容80，连接导线90将第一滤波电容70和第二滤波电容80连接至参考电位Vreff；第一电磁感应线圈21的另一端和第二电磁感应线圈41的另一端连接至驱动芯片；在绝缘层30或第二导电层40的上方形成RGB彩膜。
应当注意的是，上段仅为电磁感应式触控基板100制造工序的一个举例，并不构成对本次发明的限制。
上述制造工序中，黑矩阵50和RGB彩膜60的制造工序采用面板制造领域较为成熟常见的工艺，第一导电层20和第二导电层40的制造工序可以参考阵列基板的电极制造工艺，绝缘层30采用有机高分子材料通过喷涂工艺制得，本发明中不再详细描述。
区别于现有技术，本发明电磁感应式触控基板100在基板10的同一侧形成具有多条沿第一方向X延伸并形成回路的第一电磁感应线圈21的第一导电层20和具有多条沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸并形成回路的第二电磁感应线圈41的第二导电层40，从而提供一种将触摸屏嵌进显示面板中的技术手段，使得本发明电磁感应式触控基板具有厚度较薄等优势。进一步地，第一电磁感应线圈21和第二电磁感应线圈41设置于黑矩阵的正上方作为电磁感应的定位线，在不影响显示面板的开口率和厚度的情况下，实现电感式单点触控。
本发明进一步提供一种显示装置，该显示装置包括如上所述的电磁感应式触控基板100和电磁书写笔101，电磁书写笔101提供一个磁场，当电磁书写笔101在电磁感应式触控基板100上移动时，第一电磁感应线圈21、第二电磁感应线圈41因为磁通量变化会产生感应电流，驱动芯片检测到感应电流从而对触控点进行定位。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种电磁感应式触控基板，其特征在于，所述电磁感应式触控基板包括基板、第一导电层、绝缘层和第二导电层，所述第一导电层包括多条沿第一方向延伸并形成回路的第一电磁感应线圈，所述第二导电层包括多条沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸并形成回路的第二电磁感应线圈，所述第一电磁感应线圈、绝缘层和第二电磁感应线圈依次设置于所述基板的同一侧上，且所述绝缘层将所述第一导电层和所述第二导电层绝缘分隔；
所述电磁感应式触控基板进一步包括设置于所述基板上的黑矩阵，所述第一电磁感应线圈和所述第二电磁感应线圈位于所述黑矩阵的正上方；
所述电磁感应式触控基板包括用于显示画面的显示区和围绕在显示区周围的非显示区，所述绝缘层仅覆盖所述显示区的第一导电层；
其中,所述第一电磁感应线圈包括沿所述第一方向平行设置的两条的第一感测电极和沿所述第二方向设置且连接所述两条第一感测电极的第一连接电极，所述第二电磁感应线圈包括沿所述第二方向平行设置的两条第二感测电极和沿所述第一方向设置且所述两条第二感测电极的第二连接电极；所述黑矩阵包括沿所述第一方向延伸的多条第一黑矩阵区域以及沿所述第二方向延伸的多条第二黑矩阵区域，其中每一所述第一感测电极与一所述第一黑矩阵区域正对，所述第一感测电极的边缘不超出与之正对的所述第一黑矩阵区域的边缘，每一所述第二感测电极与一所述第二黑矩阵区域正对，所述第二感测电极的边缘不超出与之正对的所述第二黑矩阵区域的边缘；所述第一连接电极和所述第二连接电极设置于所述非显示区；
所述电磁感应式触控基板进一步包括RGB彩膜，所述RGB彩膜形成于所述绝缘层或所述第二导电层上；所述绝缘层为有机绝缘层；
所述第一导电层设置在所述黑矩阵背对所述基板一侧的表面。
2.根据权利要求1所述的电磁感应式触控基板，其特征在于，所述电磁感应式触控基板进一步包括与所述第一电磁感应线圈的一端一一对应连接的第一滤波电容、与所述第二电磁感应线圈的一端一一对应连接的第二滤波电容以及将所述第一滤波电容和所述第二滤波电容连接到参考电位的连接导线。
3.根据权利要求2所述的电磁感应式触控基板，其特征在于，所述第一滤波电容、所述第二滤波电容以及所述连接导线设置于所述非显示区。
4.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-3项任意一项所述的电磁感应式触控基板。
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