CN108628483A - 触控单元、互电容触控屏和触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控单元、互电容触控屏和触控显示装置,其中,触控单元包括:衬底基板和位于衬底基板之上且交叉设置的第一触控电极和第二触控电极,第一触控电极包括:第一子电极和第二子电极,第一子电极和第二子电极沿第一方向排列,第一子电极和第二子电极电连接;第一子电极中至少包括一个第一条形电极,第二子电极中至少包括一个第二条形电极,第一条形电极的延伸方向与第二条形电极的延伸方向不在同一直线上。本发明提供的触控单元不仅具有较佳的消影效果,而且还可有效避免摩尔纹的出现。

Description

触控单元、互电容触控屏和触控显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种触控单元、互电容触控屏和触控显示装置。
背景技术
目前市场上的手机、平板电脑等产品都有使用触摸屏,采用触控的方式也是未来的一个主流方向。其中,互电容触摸屏以直接、高效、准确、流畅、时尚等特点,极大程度提高了人和计算机对话的效率和便利性,成为互电容式触摸屏的研发热点。互电容触控屏上用于感应触控的最小单元为触控单元,触控单元中触控电极的设计决定了互电容触控屏的性能。
图1为相关技术中的一种触控单元的结构示意图,如图1所示,该触控单元包括:同层且交叉设置的第一触控电极1和第二触控电极2,第一触控电极1沿第一方向X设置的第一子电极3和第二子电极4,第一子电极3和第二子电极4分别位于第二触控电极2的两侧且两者电连接(两者直接连接);第二触控电极2包括:沿第二方向Y设置的第三子电极5和第四子电极6,第三子电极5和第四子电极6分别位于第一触控电极1的两侧且两者电连接(两者通过金属桥线7电连接)。其中,四个子电极3、4、5、6均为尺寸相对较大的三角形电极。
当用户观察图1所示的触控单元时,可观察到三角形电极的边缘处8亮度较高(边缘处存在间距缝隙,透光率较高)、而三角形电极中间区域9的亮度较低,即用户可明显观察到三角形电极的影像。由此可见,图1所示的触控单元的消影效果较差。
为解决效果较差的问题,相关技术中又设计出一种新的触控单元。图2为相关技术中的又一种触控单元的结构示意图,与图1中四个子电极采用较大尺寸的三角形电极的方案不同,在图2所示触控单元中,四个子电极3、4、5、6均为条形电极,且第一子电极3与第二子电极4均沿第一方向X延伸且位于同一直线上,第三子电极5与第四子电极6均沿第二方向Y延伸且位于同一直线上。此外,为保证触控单元中各区域的透光性一致,在衬底基板上未设置触控电极(四个子电极)的区域中,设置与触控电极1、2透光率相同、且尺寸相对较小的若干个虚拟电极10,虚拟电极10与触控电极1、2之间绝缘。
当用户观察图2所示的触控单元时,由于条形电极和虚拟电极10的尺寸相对较小,电极边缘处的高亮度会使得电极的中间区域的亮度也得到提升,即各条形电极和虚拟电极10上的大部分区域的亮度均较高,此时用户不会看到电极影像,从而提升了消影效果。
然而,在将图2所示触控单元应用至互电容触控屏上时,在互电容触控屏上容易产生明显的长条摩尔纹。图3为由图2所示触控单元构成的互电容触控屏的结构示意图,如图3所示,当背光源发出的平行光经过触控单元时,由于覆盖有电极(触控电极1、2和虚拟电极10)的区域与没有电极的区域(间距缝隙11)的透过率不同,导致其透过的光线在间距缝隙11处发生多缝干涉,对应在间距缝隙11的位置会产生摩尔纹现象。由于虚拟电极10之间的间距缝隙是不规则排列的,因此不会出现长条型摩尔纹,即摩尔纹现象表现不明显。但是由于虚拟电极10和触控电极1、2之间的间距缝隙是规则排列的,以第一触控电极1为例,位于同一列的第一触控电极1的边缘处的摩尔纹相互连接、且排列于同一直线上,此时会形成一条较长的竖直长条摩尔纹区域12,即摩尔纹现象表现明显。
由此可见,现有技术提供的触控单元无法在保证较佳消影效果的同时避免摩尔纹的出现。
发明内容
本发明的至少一个实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种触控单元、互电容触控屏和触控显示装置。
为实现上述目的,本发明的至少一个实施例提供了一种触控单元,包括:衬底基板和位于衬底基板之上且交叉设置的第一触控电极和第二触控电极,所述第一触控电极包括:第一子电极和第二子电极,所述第一子电极和所述第二子电极沿第一方向排列,所述第一子电极和第二子电极分电连接;
所述第一子电极中至少包括一个第一条形电极,所述第二子电极中至少包括一个第二条形电极,所述第一条形电极的延伸方向与所述第二条形电极的延伸方向不在同一直线上。
可选地,所述第一条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角的范围为:20°~25°;和/或,
所述第二条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角的范围为:20°~25°。
可选地,所述第一条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为22.5°;和/或,
所述第二条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为22.5°。
可选地,所述第一子电极还包括:第三条形电极,所述第三条形电极与所述第一条形电极关于第一对称轴对称,所述第一对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为所述第一方向。
可选地,所述第一子电极还包括:第四条形电极和第五条形电极;
所述第四条形电极两端分别与所述第一条形电极靠近所述第二触控电极的一端和所述第三条形电极靠近所述第二触控电极的一端连接;
所述第五条形电极两端分别与所述第一条形电极远离所述第二触控电极的一端和所述第三条形电极远离所述第二触控电极的一端连接。
可选地,所述第二子电极与所述第一子电极形状相同,且两者关于第二对称轴对称,所述第二对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为所述第二方向。
可选地,所述第二触控电极包括:第三子电极和第四子电极,所述第三子电极和所述第四子电极沿第二方向排列,所述第三子电极和第四子电极分别位于第一触控电极的两侧且两者电连接;
所述第三子电极包括:第六条形电极;
所述第四子电极包括:第七条形电极。
可选地,所述第六条形电极的延伸方向与所述第七条形电极的延伸方向不在同一直线上。
可选地,所述第六条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角的范围为:20°~25°;和/或,
所述第七条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角的范围为:20°~25°。
可选地,所述第六条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角为22.5°;和/或,
所述第七条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角为22.5°。
可选地,所述第六条形电极与所述第七条形电极关于第二对称轴对称,所述第二对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为所述第二方向。
可选地,所述衬底基板上还设置有与所述第一触控电极和第二触控电极同层设置的若干个彼此绝缘的虚拟电极,所述虚拟电极与所述第一触控电极和所述第二触控电极之间绝缘。
可选地,所述虚拟电极的边缘为折线状。
可选地,所述第一触控电极和所述第二触控电极的边缘为折线状。
为实现上述目的,本发明的至少一个实施例提供了一种互电容触控屏,包括:触控单元,所述触控单元采用上述的触控单元。
为实现上述目的,本发明的至少一个实施例提供了一种触控显示装置,包括:互电容触控屏,所述互电容触控屏采用上述的互电容触控屏。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种触控单元、互电容触控屏和触控显示装置,该触控单元不仅具有较佳的消影效果,而且还可有效避免摩尔纹的出现。
附图说明
图1为相关技术中的一种触控单元的结构示意图;
图2为相关技术中的又一种触控单元的结构示意图;
图3为由图2所示触控单元构成的互电容触控屏的结构示意图;
图4为本发明实施例一提供的一种触控单元的结构示意图;
图5为由图4所示触控单元构成的互电容触控屏的结构示意图;
图6为折线型间距缝隙与触控显示装置中的黑矩阵层叠放置时的模拟图;
图7为直线状边缘和折线状边缘的发生反射时的光路对比图;
图8为本发明实施例二提供的一种触控单元的结构示意图;
图9为本发明实施例三提供的一种触控单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的触控单元、互电容触控屏和触控显示装置进行详细描述。
图4为本发明实施例一提供的一种触控单元的结构示意图,如图4所示,该触控单元包括:衬底基板和位于衬底基板之上且交叉设置的一个第一触控电极1和一个第二触控电极2,第一触控电极1包括:第一子电极3和第二子电极4,第一子电极3和第二子电极4沿第一方向X排列,第一子电极3和第二子电极4分别位于第二触控电极2的两侧且两者电连接,第一子电极3中至少包括一个第一条形电极301,第二子电极4中至少包括一个与第一条形电极301对应设置的第二条形电极401,第一条形电极301的延伸方向A与第二条形电极401的延伸方向B不在同一直线上。
需要说明的是,本实施例中第一触控电极1和第二触控电极2即可同层设置,也可异层设置。本实施例中以第一触控电极1和第二触控电极2同层设置为例。
在本实施例中,由于第一条形电极301的延伸方向A与第二条形电极401的延伸方向B不在同一直线上,在设置了虚拟电极10(虚拟电极10与第一触控电极1和第二触控电极2均绝缘)后,位于第一条形电极301和虚拟电极10之间的间距缝隙11与位于第二条形电极401和虚拟电极10之间的间距缝隙11为不再位于同一直线上,两个间距缝隙11构成折线型。
需要说明的是,本实施例中可选地,触控电极1、2和虚拟电极10的材料均为ITO。
图5为由图4所示触控单元构成的互电容触控屏的结构示意图,如图5所示,此时互电容触控屏中第一触控电极1与虚拟电极10之间的间距缝隙11呈折线型。
触控显示装置中设置有黑矩阵,黑矩阵是由若干个平行设置的横向遮光条和若干个平行设置的纵向遮光条构成,且横向遮光条的宽度往往大于纵向遮光条的宽度。图6为折线型间距缝隙与触控显示装置中的黑矩阵层叠放置时的模拟图,如图6所示,黑矩阵15将折线型的间距缝隙11“分割”为若干个尺寸相对较小、排布不规则的部分(即折线型间距缝隙11中未被黑矩阵15覆盖的部分),虽然间距缝隙11中这些未被黑矩阵15覆盖的部分仍有摩尔纹现象,但是由于这些部分的尺寸相对较小且排布不规则,因此不会出现长条型的摩尔纹,摩尔纹现象表现不明显。由此可见,本发明的技术方案可有效避免出现沿第一方向X延伸的条形摩尔纹。
可选地,第一条形电极301的延伸方向A与第一方向X之间的夹角α的范围为:20°~25°,第二条形电极401的延伸方向B与第一方向X之间的夹角β的范围为:20°~25°,此时摩尔纹的弱化效果较佳。进一步地,第一条形电极301的延伸方向与第一方向X之间的夹角α为22.5°,第二条形电极401的延伸方向与第一方向X之间的夹角β为22.5°。
需要说明的是,本实施例中第一条形电极301与第一方向X之间的夹角α的范围为:20°~25°,第二条形电极401的延伸方向与第一方向X之间的夹角β的范围为:20°~25°的情况,为本发明的中的优选方案,其不会对本发明的技术方案产生限制。在本发明中,仅需保证第一条形电极301的延伸方向A与第二条形电极401的延伸方向B不位于同一直线上即可有效弱化摩尔纹。
在本实施例中,第二触控电极2包括:第三子电极5和第四子电极6,第三子电极5和第四子电极6沿第二方向Y排列,第三子电极5和第四子电极6分别位于第一触控电极1的两侧且两者电连接。其中,第三子电极5包括第六条形电极501,第四子电极6包括第七条形电极601。
在本实施例中,由于衬底基板上的触控电极1、2和虚拟电极10均为尺寸相对较小的条形电极,因此触控电极1、2和虚拟电极均具有较佳的消影效果
优选地,虚拟电极10的边缘为折线状,第一触控电极1和第二触控电极2的边缘为折线状。图7为直线状边缘和折线状边缘的发生反射时的光路对比图,如图7所示,由于衬底基板和电极(触控电极1、2和虚拟电极10)的具有不同反射率,因此光线经过衬底基板上覆盖有电极的区域13后得到的反射光的强度与经过衬底基板上未覆盖有电极的区域14后得到的反射光的强度不同。在直线状边缘设计方案中,由于反射光是互不干涉的光线,因而人眼会在电极的边缘处看到明显的明暗分界线;然而,在折线状边缘设计方案中,由于反射光互相干涉,在电极的边缘处的大部分区域产生亮度叠加效应,因此人眼不会在电极的边缘处看到明显的明暗分界线。由此可见,在本发明中,通过将触控电极1、2和虚拟电极10的边缘设计为折线状,可进一步提升电极的消影效果。进一步地,虚拟电极10的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°;第一触控电极的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°;第二触控电极的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°。
需要说明的是,图4中第六条形电极501和第七条形电极601位于同一直线上的情况仅起到示意性作用,其不会对本发明的技术方案产生限制。
此外,附图中第一子电极3与第二子电极4直接连接,第三子电极5与第四子电极6通过金属桥线7连接的情况仅起到示意性作用。
本发明实施例一提供了一种触控单元,该触控单元不仅具有较佳的消影效果,而且还可有效避免摩尔纹的出现。
图8为本发明实施例二提供的一种触控单元的结构示意图,如图8所示,本实施例中的第一触控电极1的结构与上述实施例一中的第一触控电极1的结构相同,具体描述可参见前述实施例一中的描述。与上述实施例一中不同的是,本实施例中的第六条形电极501的延伸方向C与第七条形电极601的延伸方向D不位于同一直线上。此时,位于第六条形电极501和虚拟电极10之间的间距缝隙11与位于第七条形电极601和虚拟电极10之间的间距缝隙11为不再位于同一直线上,两个间距缝隙11构成折线型,即互电容触控屏中第二触控电极2和虚拟电极10之间的间距缝隙11呈折线型。
基于前述相同的原理,黑矩阵将折线型的间距缝隙11“分割”为若干个尺寸相对较小且排布不规则的部分,从而可有效避免沿第二方向Y延伸的条形摩尔纹的出现。
可选地,第六条形电极501的延伸方向C与第二方向Y之间的夹角γ的范围为:20°~25°;第七条形电极601的延伸方向D与第二方向Y之间的夹角θ的范围为:20°~25°,此时摩尔纹的弱化效果较佳。进一步地,可选地,第六条形电极501的延伸方向C与第二方向Y之间的夹角γ为22.5°;第七条形电极601的延伸方向D与第二方向Y之间的夹角θ为22.5°。
在本实施例的技术方案中,不仅可有效避免沿第一方向X延伸的条形摩尔纹的出现,还可有效避免沿第二方向Y延伸的条形摩尔纹的出现。
图9为本发明实施例三提供的一种触控单元的结构示意图,如图9所示,本实施例中的第二触控电极2的结构与上述实施例一中的第二触控电极2的结构相同,具体描述可参见前述实施例一中的描述。与上述实施例一中不同的是,本实施例中的第一子电极3还包括:第三条形电极302、第四条形电极304和第五条形电极303,第三条形电极302与第一条形电极301关于第一对称轴对称P,第四条形电极304的两端分别与第一条形电极301靠近第二触控电极2的一端和第三条形电极302靠近第二触控电极2的一端连接,第五条形电极303的两端分别与第一条形电极301远离第二触控电极2的一端和第三条形电极302远离第二触控电极2的一端连接。
本实施例中,第二子电极4与第一子电极3形状相同,且第二子电极4和第一子电极3关于第二对称轴Q对称设置。
其中,第一对称轴P为经过第一触控电极1和第二触控电极2的交叉点且延伸方向为第一方向X的直线;第二对称轴Q为经过第一触控电极1和第二触控电极2的交叉点且延伸方向为第二方向Y的直线。
与实施例一中提供的触控单元相比,本实施例提供的触控单元中的第一触控电极1和第二触控电极2之间的正对边缘(第四条形电极304一侧的边缘与第二触控电极2正对)长度增大,即可有效增大第一触控电极1和第二触控电极2之间的互电容,从而能有效提升触控单元的触控识别精准度。
此外,整个触控单元关于第一对称轴对称且关于第二对称轴对称,这种对称结构有助于其电磁场的分布,使互电容、自电容分布更合理,更方便IC的调试。
在本实施例中,该第二触控电极2也可采用实施例二中的第二触控电极2的结构,具体内容可参见实施例二中相应描述。此种情况未给出相应附图。
需要说明的是,本发明中的第一触控电极1不限于附图中所示,在本发明中,仅需满足第一触控电极1中的第一条形电极301的延伸方向A和第二条形电极401的延伸方向B不位于同一直线上即可。
本发明实施例四提供了一种互电容触控屏,该互电容触控屏包括:若干个触控单元,该触控单元采用上述实施例一~实施例三中的触控单元,具体内容可参见实施例一~实施例三中相应描述,此处不再赘述。
在本实施例中,以第一方向X为列方向,第二方向Y为行方向为例,互电容触控屏中的全部触控单元可构成一个触控阵列,且位于同一列的像素单元中的第一触控电极1依次首尾相连以构成一条沿列方向延伸的信号传递通道,位于同一行的像素单元中的第二触控电极2依次首尾相连以构成一条沿行方向延伸的信号传递通道。对于互电容式互电容触控屏通过信号传递通过实现触控识别的原理此处不进行详细描述。
在实际应用中,可根据互电容触控屏的尺寸和触控识别分辨率来对触控单元的尺寸进行设计。在本发明中,触控单元的形状为矩形,该矩形的各边长的范围均为3mm~10mm。
本发明实施例五提供了一种触控显示装置,该触控显示装置包括互电容触控屏,该互电容触控屏采用上述实施例四提供的互电容触控屏,具体内容可参见上述实施例四中的描述,此处不再赘述。
在本实施例中,该互电容触控屏可为内嵌式互电容触摸屏或外挂式互电容触。具体地,内嵌式互电容触摸屏包括On-Cell式;外挂式互电容触摸屏包括OGS(One GlassSolution)式。
其中,On-Cell式互电容触摸屏制备过程如下:1)首先将预先制备好的阵列基板和对盒基板进行对盒,以得到液晶盒。2)在对盒基板中的衬底基板的外侧根据设计的触控电极和虚拟电极形状来制作电极层(以电极层材料为ITO为例),具体包括ITO镀膜、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀,形成所需要的触控电极和虚拟电极的图案;3)制作绝缘层,具体包括涂绝缘胶(一种光刻胶)、曝光、显影,形成所需要的绝缘层的图案;4)制作金属桥线,具体包括金属镀膜、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀,形成所需要的金属桥线的图形。
OGS式互电容触摸屏制备过程如下:1)在衬底基板上制作黑矩阵层,具体包括涂遮光胶、曝光、显影,形成所需要的黑矩阵层的图案;2)根据设计的触控电极和虚拟电极形状来制作电极层,具体包括ITO镀膜、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀,形成所需要的触控电极和虚拟电极的图案;3)制作绝缘层,具体包括涂绝缘胶、曝光、显影,形成所需要的绝缘层的图案;4)制作金属桥线,具体包括金属镀膜、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀,形成所需要的金属桥线的图形。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种触控单元,其特征在于,包括:衬底基板和位于衬底基板之上且交叉设置的第一触控电极和第二触控电极,所述第一触控电极包括:第一子电极和第二子电极,所述第一子电极和所述第二子电极沿第一方向排列,所述第一子电极和所述第二子电极电连接;
所述第一子电极中至少包括一个第一条形电极,所述第二子电极中至少包括一个第二条形电极,所述第一条形电极的延伸方向与所述第二条形电极的延伸方向不在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述第一条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角的范围为:20°~25°;和/或,
所述第二条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角的范围为:20°~25°。
3.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述第一条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为22.5°;和/或,
所述第二条形电极的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为22.5°。
4.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述第一子电极还包括:第三条形电极,所述第三条形电极与所述第一条形电极关于第一对称轴对称,所述第一对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为所述第一方向。
5.根据权利要求4所述的触控单元,其特征在于,所述第一子电极还包括:第四条形电极和第五条形电极;
所述第四条形电极两端分别与所述第一条形电极靠近所述第二触控电极的一端和所述第三条形电极靠近所述第二触控电极的一端连接;
所述第五条形电极两端分别与所述第一条形电极远离所述第二触控电极的一端和所述第三条形电极远离所述第二触控电极的一端连接。
6.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述第二子电极与所述第一子电极形状相同,且两者关于第二对称轴对称,所述第二对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为第二方向。
7.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述第二触控电极包括:第三子电极和第四子电极,所述第三子电极和所述第四子电极沿第二方向排列,所述第三子电极和所述第四子电极分别位于第一触控电极的两侧且两者电连接;
所述第三子电极包括:第六条形电极;
所述第四子电极包括:第七条形电极。
8.根据权利要求7所述的触控单元,其特征在于,所述第六条形电极的延伸方向与所述第七条形电极的延伸方向不在同一直线上。
9.根据权利要求8所述的触控单元,其特征在于,所述第六条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角的范围为:20°~25°;和/或,
所述第七条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角的范围为:20°~25°。
10.根据权利要求8所述的触控单元,其特征在于,所述第六条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角为22.5°;和/或,
所述第七条形电极的延伸方向与所述第二方向之间的夹角为22.5°。
11.根据权利要求7所述的触控单元,其特征在于,所述第六条形电极与所述第七条形电极关于第二对称轴对称,所述第二对称轴经过所述第一触控电极和所述第二触控电极的交叉点且延伸方向为所述第二方向。
12.根据权利要求1所述的触控单元,其特征在于,所述衬底基板上还设置有与所述第一触控电极和第二触控电极同层设置的若干个彼此绝缘的虚拟电极,所述虚拟电极与所述第一触控电极和所述第二触控电极之间绝缘。
13.根据权利要求12所述的触控单元,其特征在于,所述虚拟电极的边缘为折线状。
14.根据权利要求13所述的触控单元,其特征在于,所述虚拟电极的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°。
15.根据权利要求1-14中任一所述的触控单元,其特征在于,所述第一触控电极和所述第二触控电极的边缘为折线状。
16.根据权利要求15所述的触控单元,其特征在于,所述第一触控电极的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°;
所述第二触控电极的折线状边缘中拐点处的夹角范围为:30°~150°。
17.一种互电容触控屏,其特征在于,包括:如上述权利要求1-16中任一所述的触控单元。
18.触控显示装置,其特征在于,包括:如上述权利要求17所述的互电容触控屏。
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