CN203232406U - 电容式触摸屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及触摸显示技术领域，具体涉及一种电容式触摸屏、以及应用该电容式触摸屏的显示装置。该电容式触摸屏包括相对设置的彩膜基板与阵列基板，所述阵列基板上设置有纵横交错的触控感应线与触控扫描线；所述彩膜基板上设置有位于所述触控感应线与所述触控扫描线的交叠区域上方的触控感应辅助电极；所述触控感应辅助电极与所述触控感应线连接。在有手指触摸触摸屏时，人体电场就会直接作用在触控感应辅助电极以及与其连接的触控扫描线上，从而能够避免液晶盒内各个电极间的电容对触摸判断时的耦合电容造成影响，从而增加了触摸判断的灵敏性以及准确性，最终达到优化改善用户体验的效果。

Description

电容式触摸屏及显示装置

技术领域

本实用新型涉及触摸显示技术领域，具体涉及一种电容式触摸屏以及应用该电容式触摸屏的显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD）由于具有画面稳定、图像逼真、消除辐射、节省空间以及节省能耗等优点，被广泛应用于电视、手机、显示器等电子产品中，已占据了平面显示领域的主导地位；现在具有触控功能的TFT-LCD的应用也越来越广泛。

现有技术中具有触控功能的TFT-LCD，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 CellTouch 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）触摸屏如图1中所示，其是在现有的阵列基板上直接另外增加触控扫描线6以及触控感应线7实现的，即制作两层相互异面相交的条状ITO（Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物）透明电极，这两层ITO透明电极分别作为触摸屏的触控驱动电极和触控感应线，在两条ITO透明电极的异面相交处形成耦合电容。其工作过程为：在对作为触控驱动电极的ITO透明电极加载触控驱动信号时，检测触控感应线通过耦合电容耦合出的电压信号，在此过程中，有手指触摸触摸屏时，人体电场就会作用在耦合电容上，使耦合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。

然而，现有技术的电容式内嵌触摸屏存在以下问题：液晶盒内各个电极间的电容可能会对触摸判断时的耦合电容造成影响，从而影响到触摸判断的灵敏性以及准确性；用作显示功能的栅线和数据线和用作触摸功能的触控扫描线和触控感应线交错在一起的时候，不仅降低了像素的开口率，同时也会增加制备触摸液晶显示屏的工艺难度，相应的工艺不良也会增多。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种内嵌的电容式触摸屏，能够避免液晶盒内各个电极间的电容对触摸判断时的耦合电容造成影响，从而增加触摸判断的灵敏性以及准确性，改善用户体验。进一步的，本实用新型还提供了该电容式触摸屏的制备方法以及应用该电容式触摸屏的显示装置。

（二）技术方案

本实用新型技术方案如下：

一种电容式触摸屏，包括相对设置的彩膜基板与阵列基板，所述阵列基板上设置有纵横交错的触控感应线与触控扫描线；所述彩膜基板上设置有位于所述触控感应线与所述触控扫描线的交叠区域上方的触控感应辅助电极；所述触控感应辅助电极与所述触控感应线连接。

优选的，所述触控感应线位于所述触控扫描线上方；所述彩膜基板上形成有支撑柱，所述触控感应辅助电极形成在所述彩膜基板以及支撑柱的表面上并与所述触控感应线连接。

优选的，所述阵列基板包括若干由数据线与栅线限定的像素单元；所述栅线为所述触控扫描线。

优选的，所述阵列基板包括若干由数据线与栅线限定的像素单元；所述数据线为所述触控感应线。

优选的，所述阵列基板上依次设置有栅线、栅绝缘层、数据线；所述触控感应辅助电极与所述数据线连接。

优选的，在所述数据线表面还设置有钝化层；所述钝化层上形成有与所述支撑柱位置及形状对应的钝化层过孔，所述触控感应辅助电极通过所述钝化层过孔与所述数据线连接。

优选的，所述彩膜基板上设置有黑矩阵；所述支撑柱位于所述黑矩阵对应的区域，所述感应辅助电极不超出所述黑矩阵对应的区域。

优选的，所述支撑柱呈棱台形或者圆台形；所述支撑柱面向阵列基板的一端为所述支撑柱的细端。

优选的，所述触控感应辅助电极为ITO透明电极或IZO透明电极。

本实用新型还提供了一种制备上述任意一种电容式触摸屏的方法：

一种电容式触摸屏制备方法，包括：

在第二基板上形成彩膜层以及黑矩阵；

在所述黑矩阵对应区域形成支撑柱；

在所述黑矩阵以及支撑柱表面上形成触控感应辅助电极，所述触控感应辅助电极与阵列基板上的数据线连接。

优选的，所述电容式触摸屏制备方法还包括：

在第一基板上形成栅线以及栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上形成数据线以及钝化层；

在所述钝化层上形成位于所述栅线与数据线的交叠区域上方的钝化层过孔；

在第二基板上形成彩膜层以及黑矩阵；

在所述黑矩阵对应区域形成与所述钝化层过孔位置对应的支撑柱；

在所述黑矩阵以及支撑柱表面上形成触控感应辅助电极，所述触控感应辅助电极通过所述钝化层过孔与所述数据线连接。

本实用新型还提供了一种包括上述任意一种电容式触摸屏的显示装置。

（三）有益效果

本实用新型所提供的电容式触摸屏，通过在彩膜基板上设置位于触控感应线与触控扫描线的交叠区域上方的触控感应辅助电极，并将触控感应辅助电极与触控感应线连接，这样在有手指触摸触摸屏时，人体电场就会直接作用在触控感应辅助电极以及与其连接的触控扫描线上，从而能够避免液晶盒内各个电极间的电容对触摸判断时的耦合电容造成影响，从而增加了触摸判断的灵敏性以及准确性，最终达到优化改善用户体验的效果。

附图说明

图1是现有技术中一种电容式触摸屏的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中电容式触摸屏的俯视结构示意图；

图3是图2中电容式触摸屏的剖面示意图；

图4是本实用新型实施例二中电容式触摸屏的俯视结构示意图；

图5是图4中电容式触摸屏的剖面示意图。

图中：1：触摸感应辅助电极；2：栅绝缘层；3：钝化层；4：栅线；5：数据线；6：触控扫描线；7：触控感应线；8：钝化层过孔；9：像素电极；10：黑矩阵；11：支撑柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例一

本实施例中所提供的电容式触摸屏如图2中所示，包括相对设置的彩膜基板与阵列基板，阵列基板上具有由纵横交错设置的数据线5与栅线4限定的像素单元，在阵列基板上还设置有纵横交错的触控感应线7与触控扫描线6，用于实现触摸判断功能；为了方便人体电场作用到触控感应线7上，触控感应线7通常位于触控扫描线6的上方；本实用新型的主要改进点之一在于，在彩膜基板上设置了位于触控感应线7与触控扫描线6的交叠区域上方的触控感应辅助电极1，该触控感应辅助电极1与触控感应线7连接，这样在有手指触摸触摸屏时，通过触摸感应辅助电极作用在与其连接的触控感应线7上，从而致使触控感应线7与触控扫描线6之间的耦合电容改变，进而影响到电压信号的变化，因此，通过检测电压信号的变化，就可以确定触点的位置。由于相当于人体电场直接作用在触控感应线7上，避免了液晶盒内各个电极间的电容对触摸判断时的耦合电容造成影响，因此增加了触摸判断的灵敏性以及准确性，最终达到优化改善用户体验的效果。

如图3中所示，彩膜基板上设置有与像素单元区域对应的彩膜层，在彩膜层上设置有黑矩阵10；在彩膜基板上形成有支撑柱11，支撑柱11的一端形成在阵列基板上，另一端端与彩膜基板接触，用于控制及维持液晶盒厚度；为了避免支撑柱11影响与其接触的液晶层的液晶取向，造成显示区域漏光、对比度降低等不良影响，支撑柱11优选设置在黑矩阵10对应的区域范围内，当然，根据不同的设计需要，我们也可以将支撑柱设置在与彩膜基板其它区域相对应的位置；触控感应辅助电极1形成在彩膜基板以及支撑柱11的外表面上，触控感应辅助电极1整体呈“礼帽”状倒扣在支撑柱11上，帽檐部分形成在彩膜基板上，帽底部分与触控感应线7连接；为了避免影响正常的画面显示，上述帽檐部分最好不超出黑矩阵10对应区域；由于上述帽底部分直接与触控感应线7连接，增加了触控感应辅助电极1与触控感应线7的接触面积。当然，触控感应辅助电极1与触控感应线7的连接方式并不局限于此例，例如，可以在触控感应辅助电极1与触控感应线7之间设置引线，触控感应辅助电极1与触控感应线7通过引线连接等。

由于触控感应辅助电极1位于与黑矩阵10相对应的区域，该区域不用于显示面板的正常画面显示，因此，触控感应辅助电极1可以由透明材质形成也可以由金属形成，均不会影响显示面板的正常显示；本实施例中，触控感应辅助电极1可以采用ITO（Indium Tin Oxides，铟锡氧化物）透明电极或者IZO（Indium Zinc Oxide，铟锌氧化物）透明电极，也可以采用ITO和IZO复合透明电极，或者其它可以实现本发明的透明电极。当采用金属形成触控感应辅助电极1时可以有效的降低其电阻。

实施例二

本实施例中所提供的电容式触摸屏如图4中所示，其主要包括相对设置的彩膜基板与阵列基板，阵列基板上设置有纵横相交的数据线5和栅线4，数据线5与栅线4限定出若干个像素单元；在彩膜基板上设置有位于栅线4与数据线5的交叠区域上方的触控感应辅助电极1，该触控感应辅助电极1与数据线5连接。栅线4可以同时作为触控扫描线，或者，数据线5可以同时作为触控感应线，或者，栅线4同时作为触控扫描线且数据线5同时作为触控感应线。本实施例中，栅线4同时作为触控扫描线且数据线5同时作为触控感应线，在触摸扫描阶段，当有手指触摸时，由于触控感应辅助电极1与数据线5连接，人体电场就会使数据线5与栅线4之间的交叠电容改变，进而影响到电压信号的变化，因此，通过检测电压信号的变化，就可以确定触点的位置。将栅线与触控扫描线合二为一，最直观的效果就是由于无需设置触控扫描线，大幅度降低了线路布置的密度，增加了像素开口率，同时减少了触摸屏制备工艺的步骤，降低了工艺难度，提升了产品的良率；同时，由于栅线4在用于驱动显示之外，还用于驱动触摸判断，因此，仅需设置一个栅线驱动芯片即可，无需为触控显示额外增加驱动芯片，节省了成本，而且便于分离驱动显示阶段与触摸判断阶段，进行分时驱动，使触摸判断阶段在显示阶段之外，这样就避免了两者之间的相互干扰，增加了触摸判断的准确性和画面显示的质量。将数据线与触控感应线合二为一，不但可以在图像显示与触摸判断阶段共用一个数据芯片，无需为触控显示额外增加数据芯片，节省了成本，而且进一步的降低了线路布置的密度，增加了像素开口率，同时能够最大程度上减少触摸屏制备工艺的步骤，降低工艺难度。

如图5中所示，彩膜基板部分以及触控感应辅助电极1部分与实施例一中相类似；而在阵列基板上，设置有栅线4、位于栅线4上方的栅绝缘层2、位于栅绝缘层2上方的数据线5、位于数据线5上方的用于保护数据线5的钝化层3以及形成的钝化层3上的像素电极9；在钝化层3上形成有位于数据线5与栅线4交叠区域的上方的钝化层过孔8，且钝化层过孔8与支撑柱11位置及形状对应，触控感应辅助电极1通过钝化层过孔8与数据线5连接。

支撑柱11优选为纵向剖面呈梯形的棱台形或者圆台形；支撑柱11与阵列基板接触的一端为其细端，从而方便触控感应辅助电极1在支撑柱11上的形成。由于钝化层过孔8与支撑柱11形状适配，因此，钝化层过孔8的边缘会有一定的坡度，降低了钝化层过孔8形成的工艺难度。

本实用新型还提供了一种制备上述电容式触摸屏的方法，主要包括步骤：

通过构图工艺，在第二基板上形成彩膜层以及黑矩阵10等图形；

通过构图工艺，在所述黑矩阵10对应区域形成支撑柱11；

通过构图工艺，在所述黑矩阵10以及支撑柱11的外表面上形成触控感应辅助电极，触控感应辅助电极与阵列基板上的数据线连接。

当需要在数据线上方形成钝化层时，本实施例中的电容式触摸屏制备方法包括步骤：

通过构图工艺，在第一基板上形成包括栅线4、栅绝缘层2、数据线5、像素电极9以及钝化层3的图形；

通过构图工艺，在钝化层3上形成位于栅极线和数据线5交叠区域上方的钝化层过孔8，从而将部分数据线5暴露出来；

通过构图工艺，在第二基板上形成彩膜层以及黑矩阵10等图形；

通过构图工艺，在黑矩阵10对应区域形成与钝化层过孔8位置对应的支撑柱11；

通过构图工艺，在黑矩阵10以及支撑柱11的外表面形成触控感应辅助电极1，触控感应辅助电极1通过钝化层过孔8与数据线5连接。

需要说明的是，在实际使用中还可以通过增加或减少构图工艺次数、选择不同的材料或材料组合改变实现方法来实现本实用新型。

实施例三

本实用新型还提供了一种包括上述电容式触摸屏的显示装置；由于上述电容式触摸屏具有较高的像素开口率、良好的画面显示质量、高精度的触摸判断以及步骤较少的制备工艺，因此，包括上述电容式触摸屏的显示装置能够提升用户体验，并且生产成本较低。

上述显示装置可以是液晶显示面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范畴。

Claims (10)

1.一种电容式触摸屏，包括相对设置的彩膜基板与阵列基板，所述阵列基板上设置有纵横交错的触控感应线与触控扫描线；其特征在于，所述彩膜基板上设置有位于所述触控感应线与所述触控扫描线的交叠区域上方的触控感应辅助电极；所述触控感应辅助电极与所述触控感应线连接。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述触控感应线位于所述触控扫描线上方；所述彩膜基板上形成有支撑柱，所述触控感应辅助电极形成在所述彩膜基板以及支撑柱的表面上并与所述触控感应线连接。

3.根据权利要求2所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述阵列基板包括若干由数据线与栅线限定的像素单元；所述栅线为所述触控扫描线。

4.根据权利要求2或3所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述阵列基板包括若干由数据线与栅线限定的像素单元；所述数据线为所述触控感应线。

5.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述阵列基板上依次设置有栅线、栅绝缘层、数据线；所述触控感应辅助电极与所述数据线连接。

6.根据权利要求5所述的电容式触摸屏，其特征在于，在所述数据线表面还设置有钝化层；所述钝化层上形成有与所述支撑柱位置及形状对应的钝化层过孔，所述触控感应辅助电极通过所述钝化层过孔与所述数据线连接。

7.根据权利要求1-3、5-6任意一项所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述彩膜基板上设置有黑矩阵；所述支撑柱位于所述黑矩阵对应的区域，所述感应辅助电极不超出所述黑矩阵对应的区域。

8.根据权利要求7所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述支撑柱呈棱台形或者圆台形；所述支撑柱面向阵列基板的一端为所述支撑柱的细端。

9.根据权利要求1-3、5-6或8任意一项所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述触控感应辅助电极为ITO透明电极或IZO透明电极。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的电容式触摸屏。

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