CN105094483B - 自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置 - Google Patents

自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置。该自电容式触摸结构包括多个相互独立的自电容电极，对于每一个自电容电极，其包括凹口部，且至少存在一个相临的自电容电极延伸至所述凹口部。本发明提供的自电容式触摸结构，通过在自电容电极上设置凹口部，并使相临的自电容电极延伸其凹口部，相比方形状的自电容电极结构，能够增多同一触摸面积下所能影响到的电极数量，从而可以在不影响触摸(touch)性能的情况下相应的增大自电容电极的面积，进而能够减少触摸屏上的自电容电极数量，因而能够减少焊垫结构处的针脚的数目。

Description

自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)、以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的液晶显示屏，外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。而内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本，受到各大面板厂家青睐。
现有的内嵌(In cell)式触摸屏主要分为互电容式结构和自电容式结构，图1是目前的一种自电容式触摸结构的示意图，其包括多个同层设置且相互绝缘的自电容电极10’，每一个自电容电极10’均为5*5mm的方形状，通过一条导线连接至柔性电路板压合器(FPCBonding)20’，即每个自电容电极10’都对应焊垫结构(Bonding Pad)处的一个针脚(Pin)，在触摸屏工作时，由于人的手指触摸，会导致相应的小方块的电容变化，根据电容的变化从而能够判断出手指触摸的位置。
然而，在上述的自电容触摸结构中，由于每一个自电容电极均需要一条导线连接至柔性电路板压合器，当自电容电极的数量较多时，所需要的焊垫结构处的针脚也会相应增多，从而会导致针脚的宽度以及相临针脚之间的距离变小，进而会造成Bonding工艺的难度及不良率的增加，因此，如何在不影响触摸(touch)性能的情况下，减少焊垫结构处的针脚的数目，是目前亟待解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种自电容式触摸结构、触摸屏及显示装置，能够在不影响触摸(touch)性能的情况下，减少自电容电极的数目，从而减少焊垫结构处的针脚的数目。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种自电容式触摸结构，包括多个相互独立的自电容电极，对于每一个自电容电极，其包括凹口部，且至少存在一个相临的自电容电极延伸至所述凹口部。
优选地，所述多个自电容电极包括呈H形的自电容电极。
优选地，所述呈H形的自电容电极包括两个凹口部，分别为上凹口部和下凹口部，对于每一个呈H形的自电容电极，位于其上方的自电容电极延伸至其上凹口部，位于其下方的自电容电极延伸至其下凹口部。
优选地，所述呈H形的自电容电极包括两个相互平行的纵向部以及位于所述两个相互平行的纵向部之间的横向部，所述两个相互平行的纵向部在纵向方向上的长度不同。
优选地，所述两个相互平行的纵向部分别为第一纵向部以及在所述纵向方向上长度小于所述第一纵向部的第二纵向部，所述第一纵向部在所述纵向方向上的长度为10mm～12mm，所述第一纵向部在横向方向上的长度为1mm～3mm，所述第二纵向部在所述纵向方向上的长度为8mm～10mm，所述第二纵向部在所述横向方向上的长度为1mm～3mm，所述横向部在所述纵向方向上的长度为1mm～3mm，所述横向部在所述横向方向上的长度为1mm～3mm。
优选地，还包括与所述多个自电容电极均相连的触控侦测芯片，所述触控侦测芯片用于通过检测各自电容电极的电容值变化判断触摸位置。
优选地，所述多个自电容电极通过多条导线与所述触控侦测芯片相连，所述多个自电容电极与所述多条导线异层设置。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种触摸屏，包括上述的自电容式触摸结构。
优选地，所述触摸屏包括相对设置的上基板和下基板，所述电容式触摸结构设置在所述下基板上，所述下基板上还设置有公共电极层，所述多个自电容电极与所述公共电极层为同一层结构。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种显示装置，包括上述的触摸屏。
(三)有益效果
本发明提供的自电容式触摸结构，通过在自电容电极上设置凹口部，并使相临的自电容电极延伸其凹口部，相比方形状的自电容电极结构，能够增多同一触摸面积下所能影响到的电极数量，从而可以在不影响触摸(touch)性能的情况下相应的的增大自电容电极的面积，进而能够减少触摸屏上的自电容电极数量，因而能够减少焊垫结构处的针脚的数目。
附图说明
图1是现有技术中的一种自电容式触摸结构的示意图；
图2是本发明实施方式提供的一种自电容式触摸结构的示意图；
图3是本发明实施方式提供的一种自电容电极的示意图；
图4是本发明实施方式提供的另一种自电容式触摸结构的示意图；
图5是本发明实施方式提供的另一种自电容电极的示意图；
图6是图5中的自电容电极形成的自电容式触摸结构的示意图；
图7是现有技术中的自电容电极形成的自电容式触摸结构的示意图；
图8是图6中的自电容式触摸结构的触摸性能测试示意图；
图9是图7中的自电容式触摸结构的触摸性能测试示意图；
图10是本发明实施方式提供的又一种自电容式触摸结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施方式提供了一种自电容式触摸结构，包括多个相互独立的自电容电极，其中，对于每一个自电容电极，其包括凹口部，且至少存在一个相临的自电容电极延伸至所述凹口部。
本发明实施方式提供的自电容式触摸结构，通过在自电容电极上设置凹口部，并使相临的自电容电极延伸其凹口部，相比方形状的自电容电极结构，能够增多同一触摸面积下所能影响到的电极数量，从而可以在不影响触摸(touch)性能的情况下相应的的增大自电容电极的面积，进而能够减少触摸屏上的自电容电极数量，因而能够减少焊垫结构处的针脚的数目。
例如，上述包括凹口部的自电容电极的形状可以为H形，参见图2，图2是本发明实施方式提供的一种自电容式触摸结构的示意图，该自电容式触摸结构包括多个同层设置且相互独立的H形的自电容电极11；
如图3所示，每一个H形的自电容电极11均包括横向部113以及两个相互平行的第一纵向部111和第二纵向部112，从而形成两个凹口部，分别为上凹口部114和下凹口部115；
其中，在图2所示的触摸结构中，每一个H形的自电容电极11的形状、大小及排列方向均相同，且对于每一个呈H形的自电容电极，位于其上方的自电容电极延伸至其上凹口部，位于其下方的自电容电极延伸至其下凹口部；
例如，对于完全位于虚线框100内的每一个H形的自电容电极，其都存在一个纵向部，其上半部分延伸至位于其上方的自电容电极的下凹口部内，下半部分延伸至位于其下方的自电容电极的上凹口部内，即除位于最上方一行和最下方一行的自电容电极，每一个自电容电极都存在两个相邻的自电容电极延伸其凹口部，通过合理的尺寸设计，当用户触摸位于虚线框100内的区域时，从而能够至少影响到两个自电容电极；
此外，对于图2所示的触摸结构，由于位于最上方一行和最下方一行的自电容电极只存在一个相邻的自电容电极延伸其凹口部内，在采用该触摸结构时，可以将虚线框100内的区域作为触摸区域，而将位于最上方一行的自电容电极的上半部分和位于最下方一行的自电容的下半部分作为边框部分(即无效触摸区域)；
优选地，为了减小上下相邻的两个自电容结构之间的间隙，自电容电极的两个纵向部的长度可以不同，从而可以形成如图4所示的触摸结构，即对于任意上下相邻的两个自电容电极，相互之间呈反转180度设置；
参见图5，图5是本发明实施方式提供的一种呈H形的自电容电极的示意图，该呈H形的自电容电极包括两个相互平行的纵向部，分别为第一纵向部111以及在所述纵向方向上长度小于所述第一纵向部111的第二纵向部112，以及位于所述两个相互平行的纵向部之间的横向部113，其中，所述第一纵向部111在所述纵向方向上的长度a可以为10mm～12mm，所述第一纵向部111在横向方向上的长度b为1mm～3mm，所述第二纵向部112在所述纵向方向上的长度c为8mm～10mm，所述第二纵向部112在所述横向方向上的长度d为1mm～3mm，所述横向部113在所述纵向方向上的长度e为1mm～3mm，所述横向部113在所述横向方向上的长度f为1mm～3mm，其具体尺寸可以根据不同产品的需要而作具体的设定；
例如，第一纵向部111在纵向方向上的长度a可以为11mm，在横向方向上的长度b为2mm，第二纵向部112在纵向方向上的长度c为9mm，在横向方向上的长度d为2mm，横向部113在纵向方向上的长度e为2mm，在横向方向上的长度f为2mm，横向部113距离第一纵向部111上端的距离g为5mm，横向部113距离第二纵向部112上端的距离m为3mm，距离其底端的距离h为4mm，当采用该尺寸的自电容式电极结构时，对于一个AA区为80mm*117mm的Touch的来说，如图6所示，则只需要大约10*22＝220个自电容电极，而若采用现有技术中5mm*5mm的方形电极结构时，如图7所示，则需要大约16*23＝368个自电容电极(在实际的制作过程中，可以使上述的尺寸稍微变小，以使相临两个电极之间绝缘，为便于计算，此处均采用忽略相临电极之间间隙的计算方法，即上述数值还包括相临两个电极之间的间隙)；
也就是说，现有技术中，焊垫结构(Bonding Pad)处至少需要368个针脚(Pin)，而本发明在焊垫结构(Bonding Pad)只需要220个针脚(Pin)，其数目是现有技术的60％，即减少了40％的针脚数目，大大减少了焊垫结构(Bonding Pad)处针脚的数量，同时节约了大量的空间和降低FPC的成本，还提高了Bonding的良率，并可以提高制作产品的尺寸，节约成本；
另外，可以采用铜柱对图6和图7中的触摸结构的触摸性能进行测试，例如，当采用直径为5mm的铜柱12分别对两者进行测试时，如图8所示，本发明至少可以引起2个自电容电极的电容变化，最多可以引起4个自电容电极的电容变化；而对于图7中的现有结构，如图9所示，其最少只能引起一个自电容电极的电容变化，即使在最好的情况下，也只能引起4个自电容电极的电容的变化，因此，在Touch性能上，本发明中的结构不会低于现有技术，并且还会有所提高。
另外，为减小无效触摸区域的尺寸，可以在图4所示的结构的基础上，在其最上方和最下方分别增设一行其他形状的自电容电极，例如，可以增设呈半个H形(即图5中的自电容电极的上半部分)的自电容电极13进行衔接，从而得到如图10所示的自电容式触摸结构。
优选地，本发明中的自电容触摸结构还包括与所述多个自电容电极均相连的触控侦测芯片，所述触控侦测芯片用于通过检测各自电容电极的电容值变化判断触摸位置。
具体地，上述多个自电容电极可以通过多条导线与触控侦测芯片相连，即每一个自电容电极通过一条导线连接至触控侦测芯片，通过每根导线可以对其连接的自电容电极进行充电，由于每一个自电容电极的形状及大小基本相同，因此每一个自电容电极形成的电容充满电的时间也基本一致，当存在自电容电极被触摸时，其形成的电容就会增大(自容会增大)，对其充满电荷的时间就会增大，从而可以通过判断充电的时间来判断是否有触摸，并根据周边电容的变化来判断具体的位置坐标。
优选地，为了减少触控盲区，上述的多个自电容电极与所述多条导线可以异层设置。该H形自电容电极，可以为左右两侧对称状，或两侧非对称状。在具体实施时，可以根据具体的排布方式，变更调整左右两侧纵向的电极长度及横向连接的电极长度。
本发明实施方式还提供了一种触摸屏，包括上述的自电容式触摸结构。
其中，本发明实施方式提供的内嵌式触摸屏既适用于扭转向列(TN)型液晶显示屏，也适用于高级超维场开关(ADS)型液晶显示屏和平面内开关(IPS)型液晶显示屏。
优选地，所述触摸屏包括相对设置的上基板和下基板，所述电容式触摸结构设置在所述下基板上，所述下基板上还设置有公共电极层，所述多个自电容电极与所述公共电极层为同一层结构。其中，该下基板可以为阵列基板，即对于公共电极层设置在阵列基板上的模式，为了简化制作工艺，以及降低制作成本，可以将位于阵列基板上的公共电极层复用自电容电极。
本发明实施方式还提供了一种显示装置，包括上述的触摸屏。其中，本发明实施方式提供的显示装置可以是笔记本电脑显示屏、显示器、电视、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种自电容式触摸结构，包括多个相互独立的自电容电极，其特征在于，对于每一个自电容电极，其包括凹口部，且至少存在一个相临的自电容电极延伸至所述凹口部；其中，所述多个自电容电极包括呈H形的自电容电极；所述呈H形的自电容电极包括两个凹口部，分别为上凹口部和下凹口部，对于每一个呈H形的自电容电极，位于其上方的自电容电极延伸至其上凹口部，位于其下方的自电容电极延伸至其下凹口部。
2.根据权利要求1所述的自电容式触摸结构，其特征在于，所述呈H形的自电容电极包括两个相互平行的纵向部以及位于所述两个相互平行的纵向部之间的横向部，所述两个相互平行的纵向部在纵向方向上的长度不同。
3.根据权利要求2所述的自电容式触摸结构，其特征在于，所述两个相互平行的纵向部分别为第一纵向部以及在所述纵向方向上长度小于所述第一纵向部的第二纵向部，所述第一纵向部在所述纵向方向上的长度为10mm～12mm，所述第一纵向部在横向方向上的长度为1mm～3mm，所述第二纵向部在所述纵向方向上的长度为8mm～10mm，所述第二纵向部在所述横向方向上的长度为1mm～3mm，所述横向部在所述纵向方向上的长度为1mm～3mm，所述横向部在所述横向方向上的长度为1mm～3mm。
4.根据权利要求1所述的自电容式触摸结构，其特征在于，还包括与所述多个自电容电极均相连的触控侦测芯片，所述触控侦测芯片用于通过检测各自电容电极的电容值变化判断触摸位置。
5.根据权利要求4述的自电容式触摸结构，其特征在于，所述多个自电容电极通过多条导线与所述触控侦测芯片相连，所述多个自电容电极与所述多条导线异层设置。
6.一种触摸屏，其特征在于，包括如权利要求1～5任一所述的自电容式触摸结构。
7.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸屏包括相对设置的上基板和下基板，所述电容式触摸结构设置在所述下基板上，所述下基板上还设置有公共电极层，所述多个自电容电极与所述公共电极层为同一层结构。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的触摸屏。
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