CN203117953U - 一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置，将阵列基板中整面连接的公共电极层进行分割，形成相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，对触控驱动电极和触控感应电极进行分时驱动，以实现触控功能和显示功能。并且，每个触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线，这样可以增加相邻触控驱动电极和触控感应电极之间的相对面积，从而增加单位面积内触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容，进而提高触摸屏在触控时的感应灵敏度。
Description
技术领域
本实用新型涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置。
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 ModeTouch Panel）、覆盖表面式触摸屏（On Cell Touch Panel）、以及内嵌式触摸屏（InCell Touch Panel）。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏（Liquid CrystalDisplay，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。
目前，现有的电容式内嵌（in cell）触摸屏是在现有的TFT（Thin FilmTransistor，薄膜场效应晶体管）阵列基板上直接另外增加触控扫描线和触控感应线实现的，即在TFT阵列基板的表面制作两层相互异面相交的条状电极，这两层电极分别作为触摸屏的触控驱动线和触控感应线，在两条电极的异面相交处形成互电容。其工作过程为：在对作为触控驱动线的电极加载触控驱动信号时，检测触控感应线通过互电容耦合出的电压信号，在此过程中，有人体接触触摸屏时，人体电场就会作用在互电容上，使互电容的电容值发生变化，进而改变触控感应线耦合出的电压信号，根据电压信号的变化，就可以确定触点位置。
上述电容式内嵌触摸屏的结构设计，需要在现有的阵列基板上增加新的膜层，导致在制作阵列基板时需要增加新的工艺，使生产成本增加，不利于提高生产效率。因此，在设计电容式内嵌触摸屏时，会考虑利用液晶显示屏中的公共电极层，将整面连接的公共电极层进行分割，形成相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，在触控感应电极和触控驱动电极之间形成互电容。将触摸屏显示每一帧的时间分为显示时间段和触控时间段；在显示时间段，对触控驱动电极和触控感应电极加载公共电极信号，实现公共电极层的作用；在触控时间段，对触控驱动电极加载触控扫描信号，检测触控感应电极通过互电容耦合出的电压信号，在此过程中，有人体接触触摸屏时，人体电场就会影响互电容的电容值，进而改变触控感应电极耦合出的电压信号，根据电压信号的变化，就可以确定触点位置。
上述这种复用公共电极层的电容式内嵌触摸屏，在对公共电极层进行分割时，一般都采用普通的方块形图形设计，即如图1所示，触控驱动电极Tx和触控感应电极Rx为方块状的图形，在触控感应电极Rx和触控驱动电极Tx之间产生的互电容较小，使得人体电场对于互电容变化的影响较小，在人体接触触摸屏时，触控感应电极耦合出的电源信号变化较小，使得触摸屏的感应灵敏度较低。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置，用以提高电容式触摸屏在触控时的感应灵敏度。
本实用新型实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，包括具有公共电极层的阵列基板，所述公共电极层具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；其中，
每个所述触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个所述触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的所述触控感应子电极和所述触控驱动子电极相对的侧边均为折线；
在显示时间段，对所述触控驱动电极和所述触控感应电极施加公共电极信号；
在触控时间段，对所述触控驱动电极施加触控扫描信号，所述触控感应电极用于耦合所述触控扫描信号的电压信号并输出。
本实用新型实施例提供的一种电容式触控模组，包括具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的触控电极层，每个所述触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个所述触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，相邻的所述触控感应子电极和所述触控驱动子电极相对的侧边均为折线。
本实用新型实施例提供的一种显示装置，包括本实用新型实施例提供的电容式内嵌触摸屏或本实用新型实施例提供的电容式触控模组。
本实用新型实施例的有益效果包括：
本实用新型实施例提供的一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置，将阵列基板中整面连接的公共电极层进行分割，形成相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，对触控驱动电极和触控感应电极进行分时驱动，以实现触控功能和显示功能。并且，每个触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线，这样可以增加相邻触控驱动电极和触控感应电极之间的相对面积，从而增加单位面积内触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容，进而提高触摸屏在触控时的感应灵敏度。
附图说明
图1为现有技术触摸屏中公共电极层的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的触摸屏中触控驱动电极和触控感应电极为菱形电极结构的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的触摸屏中触控驱动电极和触控感应电极为条状电极结构的示意图；
图4为本实用新型实施例提供的触摸屏中触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边具有凹凸状结构的折线形状的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型实施例提供的电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和形状不反映阵列基板的真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。
本实用新型实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，包括具有公共电极层的阵列基板，该公共电极层具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；其中，
每个触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线；
在显示时间段，对触控驱动电极和触控感应电极施加公共电极信号；
在触控时间段，对触控驱动电极施加触控扫描信号，触控感应电极用于耦合触控扫描信号的电压信号并输出。
本实用新型实施例提供的上述触摸屏中，相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线，相对于现有技术中相邻触控驱动电极和触控感应电极之间的相对侧边为直线的情况，可以增加相邻触控驱动电极和触控感应电极之间的相对面积，从而增加单位面积内触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容，进而提高触摸屏在触控时的感应灵敏度。
具体地，本实用新型实施例提供的上述触摸屏可以适用于各种模式的液晶显示面板，例如可以适用于能够实现宽视角的平面内开关（IPS，In-PlaneSwitch）和高级超维场开关（ADS，Advanced Super Dimension Switch）型液晶显示面板，也可以适用于传统的扭曲向列（TN，Twisted Nematic）型液晶显示面板，在此不做限定。因此，本实用新型实施例提供的触摸屏中，具有公共电极层的阵列基板例如在TN模式下，具体可以为液晶面板中的彩膜基板，例如在ADS模式下，也具体可以为液晶面板中的TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）阵列基板，在此不做限定。
具体地，本实用新型实施例提供的上述电容式触摸屏中，分割整面连接的公共电极层，形成相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，在具体实施时，利用公共电极层形成的各触控感应电极一般沿着液晶面板中像素单元的列方向延伸，各触控驱动电极一般沿着液晶面板中像素单元的行方向延伸；或者，利用公共电极层形成的各触控感应电极一般沿着液晶面板中像素单元的行方向延伸，各触控驱动电极一般沿着液晶面板中像素单元的列方向延伸；当然，触控感应电极和触控驱动电极的延伸方向也可以沿着其他方向，在此不做限定。
下面以各触控感应电极沿着液晶面板中像素单元的列方向延伸，各触控驱动电极沿着液晶面板中像素单元的行方向延伸为例进行说明。
一般地，触摸屏的精度通常在毫米级，可以根据所需的触控精度选择触控驱动电极和触控感应电极的密度和宽度以保证所需的触控精度，通常触控驱动电极和触控感应电极的宽度控制在5-7mm为佳。而液晶显示的精度通常在微米级，因此，一般一个触控驱动电极和触控感应电极会覆盖多行或多列液晶显示的像素单元。并且，一般都是沿着像素单元之间的间隙将公共电极层分割成所需的触控驱动电极和触控感应电极的，这样可以保证在每个像素单元中公共电极层的完整性。本实用新型实施例中所指的精度是指的触摸屏的一个触控单元或者显示屏的像素单元的尺寸。
具体地，在公共电极层中布置的触控驱动电极和触控感应电极可以具有菱形电极结构（如图2所示）或条状电极结构（如图3所示）。其中，在图2和图3中示出的触控感应电极Rx沿着图中的垂直方向布线，触控驱动电极Tx沿着图中的水平方向布线，由于触控感应电极Rx和触控驱动电极Tx在同层布置，因此，可以将各条触控驱动电极分割成相互绝缘的多个触控驱动子电极，即触控驱动电极可以由多个触控驱动子电极组成，各触控驱动子电极之间通过金属桥相连，同样，也可以将各条触控感应电极分割成相互绝缘的多个触控感应子电极，即触控感应电极可以由多个触控感应子电极组成，各触控感应子电极之间通过金属桥相连。例如：如图2所示的菱形结构中由6个触控感应子电极组成一条触控感应电极Tx，即图2中Rx a，Rx b，Rx c，Rx d，Rx e和Rx f组成一个Rx。如图3所示的条状结构中由2个触控感应子电极Rx a和Rx b组成一条触控感应电极Rx，2个触控感应子电极Rx a和Rx b之间通过金属桥01连接。并且，在设计公共电极层的图案时，可以仅将触控驱动电极设计为由搭桥连接的多个触控驱动子电极组成，或，仅将触控感应电极设计为由搭桥连接的多个触控感应子电极组成，还可以将触控驱动电极和触控感应电极设计成都是由搭桥连接的子电极组成的，在此不做限定。
图2仅是将公共电极层分割成触控驱动电极和触控感应电极的示意图，在图中未示出触控驱动电极Tx和触控感应电极Rx之间相对侧边为折线的情况。而图3中示出了触控驱动子电极Tx和触控感应子电极Rx之间相对侧边为阶梯状折线的情况，即相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的为折线的侧边均具有阶梯状结构，两阶梯状结构形状一致且相互匹配。图4为中示出了触控驱动子电极Tx1和触控感应子电极Rx1之间相对侧边为凹凸状折线的情况，即相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的为折线的侧边均具有凹凸状结构，两凹凸状结构形状一致且相互匹配。并且，在具体实施时，还可以存在侧边的折线结构为凹凸状结构和阶梯状结构的组合，当然，也可以根据实际需要设计折线的形状，在此不做限定。
进一步地，如图3所示，由于触摸屏的精度通常在毫米级，而液晶显示的精度通常在微米级，因此，在设置触控感应电极Rx和触控驱动电极Tx时，两者之间会存在几列像素单元的间隙，这样，在公共电极层位于触控感应电极Rx和触控驱动电极Tx之间的间隙处还可以具有公共电极Vcom，该公共电极Vcom与触控感应电极Rx和触控驱动电极Tx相互绝缘，公共电极Vcom在工作时接入公共电极信号，保证在公共电极Vcom对应区域的像素单元能够进行正常的显示工作。
并且，由于触控驱动子电极和触控感应子电极之间相对的边缘为折线结构，那么如图3所示，相邻的公共电极Vcom1、Vcom2、Vcom3、Vcom4和触控驱动子电极Tx相对的侧边也均为折线，相邻的公共电极Vcom1、Vcom2、Vcom3、Vcom4和触控感应子电极Rx a和Rx b相对的侧边也均为折线。
下面对上述触摸屏的公共电极层中的触控感应电极、触控驱动电极和公共电极的信号接入方式进行详细的说明。
在具体实施时，可以在阵列基板上单独布置与触控驱动电极电连接的触控信号输入线，与触控感应电极电连接的感应信号输出线，与公共电极电连接的公共电极信号输入线；并且，触控信号输入线、感应信号输出线和公共电极信号输入线一般与液晶面板中各像素单元之间的间隙位置相对应，以避免影响像素单元的正常显示。
进一步地，由于公共电极层一般由透明电极材料如ITO材料制成，进一步的为了最大限度的降低公共电极层的电阻，提高各电极传递电信号的信噪比，可以将触控驱动电极Tx与对应的触控信号输入线通过多个过孔电性相连；触控感应电极Rx与对应的感应信号输出线通过多个过孔电性相连；公共电极Vcom与对应的公共电极信号输入线通过多个过孔电性相连。即相当于将ITO电极和多个由信号线组成的金属电阻并联，这样能最大限度的减少电极的电阻，从而提高电极传递信号时的信噪比。
基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种电容式触控模组，包括具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的触控电极层，每个触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线。
本实用新型实施例提供的上述电容式触控模组中，相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边的折线结构在具体实施时，可以和图4中的凹凸结构状折边相同，也可以和图3中的阶梯状折边相同，在此不作详述。
基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种显示装置，包括本实用新型实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏或包括本实用新型实施例提供的上述电容式触控模组，该显示装置的实施可以参见上述电容式内嵌触摸屏或电容式触控模组的实施例，重复之处不再赘述。
本实用新型实施例提供的一种电容式触控模组、电容式内嵌触摸屏及显示装置，将阵列基板中整面连接的公共电极层进行分割，形成相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，对触控驱动电极和触控感应电极进行分时驱动，以实现触控功能和显示功能。并且，每个触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线，这样可以增加相邻触控驱动电极和触控感应电极之间的相对面积，从而增加单位面积内触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容，进而提高触摸屏在触控时的感应灵敏度。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电容式内嵌触摸屏，包括具有公共电极层的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；其中，
每个所述触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个所述触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，且相邻的所述触控感应子电极和所述触控驱动子电极相对的侧边均为折线；
在显示时间段，对所述触控驱动电极和所述触控感应电极施加公共电极信号；
在触控时间段，对所述触控驱动电极施加触控扫描信号，所述触控感应电极用于耦合所述触控扫描信号的电压信号并输出。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的为折线的侧边均具有阶梯状结构，两阶梯状结构形状一致且相互匹配；和/或，
相邻的触控感应子电极和触控驱动子电极相对的为折线的侧边均具有凹凸状结构，两凹凸状结构形状一致且相互匹配。
3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述阵列基板为液晶面板中的彩膜基板或薄膜晶体管TFT阵列基板。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极沿液晶面板中像素单元的列方向布线，所述触控驱动电极沿液晶面板中像素单元的行方向布线；或，
所述触控感应电极沿液晶面板中像素单元的行方向布线；所述触控驱动电极沿液晶面板中像素单元的列方向布线。
5.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述触控驱动电极和所述触控感应电极具有条状电极结构或菱形电极结构。
6.如权利要求3-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，在所述公共电极层位于所述触控感应电极和所述触控驱动电极之间的间隙处具有公共电极，所述公共电极与所述触控感应电极和触控驱动电极相互绝缘；
且相邻的公共电极和触控驱动子电极相对的侧边均为折线；
且相邻的公共电极和触控感应子电极相对的侧边均为折线。
7.如权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，在所述衬底基板上具有与所述触控驱动电极电连接的触控信号输入线，与所述触控感应电极电连接的感应信号输出线，与所述公共电极电连接的公共电极信号输入线；
所述触控信号输入线、感应信号输出线和公共电极信号输入线与所述液晶面板中各像素单元之间的间隙位置相对应。
8.如权利要求7所述的触摸屏，其特征在于，所述触控驱动电极与所述触控信号输入线通过多个过孔电性相连；所述触控感应电极与所述感应信号输出线通过多个过孔电性相连；所述公共电极与所述公共电极信号输入线通过多个过孔电性相连。
9.一种电容式触控模组，包括具有相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的触控电极层，每个所述触控感应电极由多个触控感应子电极组成，每个所述触控驱动电极由多个触控驱动子电极组成，其特征在于，相邻的所述触控感应子电极和所述触控驱动子电极相对的侧边均为折线。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电容式内嵌触摸屏或如权利要求9所述的电容式触控模组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130807 |