CN104793386B - 触控阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置，该触控阵列基板包括：基板；触控电极层，所述触控电极层包括多个彼此绝缘的触控电极，所述每个触控电极均与一触控电极线连接；其中，所述触控电极包括第一沟槽，所述第一沟槽在垂直所述基板上的投影区域为第一区域，所述触控电极线在垂直所述基板上的投影区域为第二区域，所述第一区域与所述第二区域至少有部分面积重合。该触控阵列基板通过与触控电极线交叠的第一沟槽，降低了与触控电极线交叠的那部分触控电极的表面积，从而降低了触控电极线与触控电极间的寄生电容，减小了触控电极线与触控电极之间的负载。

Description

触控阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种触控阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置。
背景技术
由于便携性好和功耗低等优点液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、监控器等各种显示装置。
目前触摸屏按照触控电极的位置不同可分为外挂式触摸、覆盖表面式触摸屏以及内嵌式触摸屏。其中，外挂式触摸屏是在LCD外面直接加上触控电极，这种方法使得整机整体厚度变厚，而且透光率变低。覆盖表面式触摸屏是在LCD的彩膜基板外侧制作触控电极，这种方法降低了整机的厚度，但是增加了彩膜基板的制作工序。
发明内容
为了降低触控电极线与触控电极之间的负载，本发明提供一种触控阵列基板，包括：基板；触控电极层，所述触控电极层包括多个彼此绝缘的触控电极，所述每个触控电极均与一触控电极线连接；其中，所述触控电极包括第一沟槽，所述第一沟槽在垂直所述基板上的投影区域为第一区域，所述触控电极线在垂直所述基板上的投影区域为第二区域，所述第一区域与所述第二区域至少有部分面积重合。
本发明还提供一种液晶显示面板，包括彩膜基板和本发明任意实施例中提供的触控阵列基板，其中所述彩膜基板与所述触控阵列基板之间设置有液晶层。
本发明还提出一种液晶显示装置，包括本发明任意实施例中提供的液晶显示面板。
本发明提供的触控阵列基板中，触控电极内的第一沟槽在垂直所述基板上的投影区域与所述触控电极线在垂直所述基板上的投影区域至少有部分面积重合，降低了与触控电极线交叠的那部分触控电极的表面积，从而降低了触控电极线与触控电极间的寄生电容，减小了触控电极线与触控电极之间的负载。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为自容型内嵌式触摸屏中阵列基板的俯视示意图；
图2a为本发明一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图；
图2b为沿着图2a中的A-A'的截面图；
图2c为本发明又一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图；
图2d为沿着图2c中的B-B'的截面图；
图2e为本发明另一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图；
图2f为本发明提供的第一像素单元的俯视示意图
图2g为本发明提供的第二像素单元的俯视示意图；
图2h为本发明提供的第三像素单元的俯视示意图；
图3为本发明提供的一种液晶显示面板的截面图；
图4为本发明提供的一种液晶显示装置的俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。
参考图1，为自容型内嵌式触摸屏中阵列基板的俯视示意图。如图1所示，触控阵列基板包括多个彼此绝缘的触控电极120和多条触控电极线130，所述触控电极120用于感测用户触控，每条触控电极线130与对应的一个触控电极120电连接，并将驱动的电信号施加给触控电极120，使所述触控电极120感测用户的触控位置。
发明人研究发现，在触控阵列基板中，未与触控电极120电连接的那部分触控电极线130，与相对设置的触控电极120之间形成寄生电容，导致触控电极线130的负载较大。
为了降低触控电极线与触控电极之间的负载，本发明提供一种触控阵列基板。
参考图2a，为本发明一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图。如图2a所示，本发明提供的触控阵列基板包括基板110；触控电极层，所述触控电极层包括多个彼此绝缘的触控电极120，所述每个触控电极120均与一触控电极线130电连接。
在此，所述触控阵列基板可以为由薄膜晶体管(TFT)阵列构成的基板，所述薄膜晶体管用作开光元件。其中，薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极，且所述薄膜晶体管可以为栅极位于半导体层下方的底栅型结构，也可以为栅极位于半导体层上方的顶栅型结构。
参考图2b，为沿着图2a中的A-A'的截面图。如图2b所示，所述触控电极层可以直接设置在所述基板110上。其中，所述基板110可由玻璃或者透明塑料形成。
所述触控电极120用作感测用户触摸位置，每条触控电极线130与一触控电极120通过跨桥125电连接，并将驱动的电信号施加给触控电极120，使所述触控电极120感测用户的触控位置。
结合图2a和图2b，所述触控电极120包括第一沟槽121，所述第一沟槽121在垂直所述基板110上的投影区域为第一区域Z1，所述触控电极线130在垂直所述基板110上的投影区域为第二区域Z2，所述第一区域Z1与所述第二区域Z2至少有部分面积重合，即触控电极120内的第一沟槽121与所述触控电极线130在异层交叠，减小了触控电极线130与触控电极120的正对面积，触控电极线与触控电极间的寄生电容与该正对面积成正比，从而降低了触控电极线130与触控电极120间的寄生电容，减小了触控电极线130与触控电极120之间的负载。
为了进一步减小与触控电极线130交叠的那部分触控电极120的表面积，以减小触控电极线130与触控电极之间的负载，所述第一沟槽121的宽度大于等于所述触控电极线130的宽度。可选的，所述第一沟槽121的宽度等于所述触控电极线130的宽度。
如图2b所示，所述触控阵列基板还包括像素电极170，所述像素电极170在垂直所述基板110上的投影区域为第四区域Z3，所述第四区域Z3与所述第一区域Z1相离，即所述第一沟槽121在垂直像素电极170所在平面上的投影与像素电极170没有公共点，且位于像素电极170之外。可选的，第一沟槽121在垂直像素电极170方向上的投影位于沿第一方向(X方向)相邻的两个像素电极170之间，其中第一方向与触控电极线130延伸方向垂直交叉。
其中，跨桥125包括与像素电极170同层的导电层及过孔结构。触控电极线130和触控电极120之间设置有第一绝缘层140，触控电极120和像素电极170之间设置有第二绝缘层160。第一绝缘层140和第二绝缘层160均可以为硅的氧化物或硅的氮化物。
需要说明的是，所述触控阵列基板还包括公共电极(未示出)，所述公共电极与所述像素电极170一起形成电场。
需要说明的是，所述触控阵列基板可以为公共电极位于像素电极170所在膜层上方的公共电极顶部结构，也可以为像素电极170位于公共电极上所在膜层上方的公共电极中间结构。
结合图2a和图2b，为了避免触控电极层被第一沟槽121贯穿，所述第一沟槽121的长度小于所述像素电极170的长度。例如，所述像素电极170为条状电极，所述条状电极包括中心区域和弯角区域，所述第一沟槽121的长度大于所述中心区域的长度。
需要说明的是，本发明对像素电极170的结构不作限定，如所述像素电极170可以为单畴像素电极也可以为双畴像素电极等。
参考图2c，为本发明又一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图，参考图2d，为沿着图2c中的B-B'的截面图。如图2c所示，本实施例中提供的触控阵列基板包括基板和公共电极层，其中，所述公共电极层被第二沟槽122划分为多个彼此绝缘的触控电极块150，且每个触控电极块150均与一个触控电极线130电连接，并将驱动的电信号施加给触控电极块150，使所述触控电极块150感测用户的触控位置，即，该触控阵列基板中的公共电极层与触控电极层为同一层，和公共电极一同制作触控电极，没有额外的制作工艺，降低了触控阵列基板的制作成本和触控阵列基板的厚度。
其中，所述触控阵列基板可以为由薄膜晶体管阵列构成的基板。所述薄膜晶体管用作开光元件。所述基板110可由玻璃或者透明塑料形成。
结合图2c和图2d，所述触控电极块150还包括第一沟槽121，所述第一沟槽121在垂直所述基板110上的投影区域为第一区域，所述触控电极线130在垂直所述基板110上的投影区域为第二区域，所述第一区域与所述第二区域至少有部分面积重合，即第一沟槽121与所述触控电极线130交叠，减小了与触控电极线130交叠的那部分触控电极120的表面积，从而降低了触控电极线130与触控电极120间的寄生电容，减小了触控电极线130与触控电极块150之间的负载。
所述触控阵列基板包括第一像素单元、第二像素单元和第三像素单元。如图2c所示，所述第一像素单元的至少一侧与所述第一沟槽121相邻，所述第二像素单元的至少一侧与所述第二沟槽122相邻，所述第三像素单元的至少一侧与第三沟槽123相邻。
第一沟槽121改变了第一像素单元的像素电极170和第一像素单元的触控电极块150之间形成的边缘场，从而影响了第一像素单元的透过率。类似的，第二沟槽122改变了第二像素单元处的边缘场，从而影响了第二像素单元的透过率，导致第一像素单元、第二像素单元和第三像素单元的透过率不同，从而降低了触控阵列基板所在液晶显示面板的亮度。
参考图2e，为本发明另一实施例中提供的触控阵列基板的局部俯视示意图。如图2e所示，为了提高各像素单元透过率的均匀性，以提高液晶显示面板的亮度，所述触控电极120还包括第三沟槽123，所述第三沟槽123在垂直所述基板上的投影区域为第三区域，所述第三区域与所述第二区域相离。其中，所述第三区域与所述第二区域没有公共点，且第三区域位于第二区域的外面。第三沟槽123所在的像素单元即第三像素单元。
经测试发现在6V tr％时第一像素单元、第二像素单元和第三像素单元的透过率均为5.1％，但是在3v tr％时第一像素单元的透过率为1.975％，第二像素单元的透过率为1.925％，第三像素单元的透过率为1.8％，即，在第一像素单元、第二像素单元和第三像素单元在中低灰阶下透过率的差别仍然十分明显，导致液晶显示面板的显示亮度不均。
为了提高第一像素单元与第三像素单元透过率的均匀性，所述第三沟槽123的长度小于等于所述第一沟槽121的长度，和/或所述第三沟槽123的宽度小于所述第一沟槽121的宽度。具体的，所述第三沟槽123的长度小于等于第一沟槽121的长度，或者所述第三沟槽123的宽度小于所述第一沟槽121的宽度，或者所述第三沟槽123的长度小于等于第一沟槽121的长度且所述第三沟槽123的宽度小于所述第一沟槽121的宽度。
可选的，所述第三沟槽123的宽度为2-3um。
如下以条形像素电极为例，说明各沟槽对所在像素单元的透过率的影响。
参考图2f，为本发明提供的第一像素单元的俯视示意图，参考图2g，为本发明提供的第二像素单元的俯视示意图，参考图2h，为本发明提供的第三像素单元的俯视示意图。结合图2f-图2h所示，每个像素电极170包括至少一个条状电极，所述条状电极包括中间区域和弯角区域。所述第一沟槽121与所述触控电极线130交叠，所述第二沟槽122贯穿所述第二像素单元，所述第三沟槽123与所述触控电极线130不交叠。
其中，第一沟槽121的宽度等于触控电极线130的宽度，第一沟槽121的长度大于中间区域的长度，且小于条状电极的长度，第二像素单元被第二沟槽122贯穿，即第二沟槽122的长度等于或大于条状电极的长度。
经测试发现，3v tr％时第一像素单元和第二像素单元的透过率均为1.975％，即第一像素单元与第二像素单元的透过率相同，提高了第一像素单元和第二像素单元在中低灰阶的透过率均匀性。
经测试发现，第三沟槽123的长度与第二沟槽122的长度相同，在第三沟槽123的宽度为3.5um时，中低灰阶下第三像素单元的透过率为1.775％，在第三沟槽123的宽度为3um时，中低灰阶下第三像素单元的透过率为1.825％，而在第三沟槽123的宽度为2.5um时，中低灰阶下第三像素单元的透过率为1.9％。
本发明提供的触控阵列基板，不仅通过第一沟槽121降低了触控电极线130与交叠的触控电极120间的寄生电容，从而降低了触控电极线130与触控电极之间的负载，还通过将公共电极块复用为触控电极120，降低了触控阵列基板的厚度，降低了触控阵列基板的生产成本；另外，通过第一沟槽121和第三沟槽123提高了阵列基板110所在液晶显示面板的透过率均匀性，提高了液晶显示面板的亮度。
参考图3，为本发明提供的一种液晶显示面板的截面图。如图3所示，本发明还提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括彩膜基板200和本发明任意实施例中的阵列基板100，其中所述彩膜基板200与所述阵列基板100之间设置有液晶层300。
参考图4，为本发明提供的一种液晶显示装置的俯视示意图。如图4所示，本发明还提供了一种液晶显示装置，包括本发明任意实施例中的液晶显示面板。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种触控阵列基板，其特征在于，包括：
基板；
触控电极层，所述触控电极层包括多个彼此绝缘的触控电极，所述每个触控电极均与一触控电极线连接；
其中，所述触控电极包括第一沟槽，所述第一沟槽在垂直所述基板上的投影区域为第一区域，所述触控电极线在垂直所述基板上的投影区域为第二区域，所述第一区域与所述第二区域至少有部分面积重合；
所述触控电极包括第三沟槽，所述第三沟槽在垂直所述基板上的投影区域为第三区域，所述第三区域与所述第二区域相离；
所述触控阵列基板包括公共电极层，所述公共电极层被第二沟槽划分为多个触控电极块，使所述公共电极层与所述触控电极层为同一膜层；
所述触控阵列基板包括像素电极，所述像素电极在垂直所述基板上的投影区域为第四区域，所述第四区域与所述第一区域相离；
所述第三区域和所述第四区域相离。
2.如权利要求1所述的触控阵列基板，其特征在于，所述第一沟槽的长度小于所述像素电极的长度。
3.如权利要求1所述的触控阵列基板，其特征在于，
所述第一沟槽的宽度大于等于触控走线的宽度。
4.如权利要求1所述的触控阵列基板，其特征在于，所述第三沟槽的长度小于等于所述第一沟槽的长度，和/或所述第三沟槽的宽度小于所述第一沟槽的宽度。
5.根据权利要求1所述触控阵列基板，其特征在于，所述第三沟槽的宽度为2-3um。
6.一种液晶显示面板，其特征在于，包括彩膜基板和如权利要求1-5任一项所述的触控阵列基板，所述彩膜基板与所述触控阵列基板相对设置，且所述彩膜基板与所述触控阵列基板间有液晶层。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的液晶显示面板。
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