CN217932681U - 防窥触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防窥触控显示装置，包括背光模组、阵列基板、与阵列基板相对设置的对位基板以及夹设在阵列基板和对位基板之间的液晶层，阵列基板位于液晶层远离背光模组的一侧，对位基板靠近液晶层的一侧设有视角控制电极，阵列基板靠近液晶层的一侧设有触控电极、公共电极以及像素电极；公共电极和触控电极位于不同层，触控电极位于像素电极远离液晶层的一侧，或者，公共电极和触控电极位于相同层，触控电极和公共电极均位于像素电极远离液晶层的一侧。可实现高感应量、触控敏感度高的触控效果，可实现防窥的功能且防窥良好，画面清晰度高。

Description

防窥触控显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种防窥触控显示装置。

背景技术

触控屏发展至今已广泛应用于计算机、智能电话、工业操作等领域，随着人们逐渐对个人隐私的注重，在使用个人电子产品的时候希望电子产品方便操作且避免泄露自身的私密信息，所以同时具有触控功能和和防窥功能的显示器在市面上广受青睐。

目前触控显示屏通过In-Cell Touch Sensors(内嵌式触控显示技术)将触控传感器嵌入液晶像素中，具有轻薄、显示效果佳等优点。请参图1(图1中B为阵列基板)，目前的白态防窥触控显示屏在上述In-Cell技术的基础上，视角控制电极和触控电极均位于彩膜基板A侧，利用金属导通彩膜基板A和阵列基板B，通过给位于彩膜基板A一侧的视角切换电极传输视角切换信号，给触控电极输入触控信号，实现屏幕触控和视角范围调整功能同时并存，现有技术也常将视角控制电极图案化处理，即使提高了感应量，但是由于触控层和视角切换电极层均位于彩膜基板A的同一侧，触控效果不佳，液晶分子的配向效果不明显等问题仍未得到解决。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种防窥触控显示装置，可实现高感应量、触控敏感度高的触控效果，可实现防窥切换的功能且防窥良好，画面清晰度高。

本实用新型提供一种防窥触控显示装置，包括背光模组、阵列基板、与所述阵列基板相对设置的对位基板以及夹设在所述阵列基板和所述对位基板之间的液晶层，所述阵列基板位于所述液晶层远离所述背光模组的一侧，所述对位基板靠近所述液晶层的一侧设有视角控制电极，所述阵列基板靠近所述液晶层的一侧设有触控电极、公共电极以及像素电极；

所述公共电极和所述触控电极位于不同层，所述触控电极位于所述公共电极和所述像素电极远离所述液晶层的一侧，或者，所述公共电极和所述触控电极位于相同层，所述触控电极和所述公共电极均位于所述像素电极远离所述液晶层的一侧。

在一实施例中，所述视角控制电极包括第一视角控制电极以及与所述第一视角控制电极相互交替设置的第二视角控制电极，所述第一视角控制电极和所述第二视角控制电极位于不同层且通过第一绝缘层绝缘。

在一实施例中，所述触控电极、所述公共电极和所述像素电极均包括透明导电材料形成的透明导电层，所述触控电极、所述公共电极和所述像素电极的透明导电层设有用于提高触控感应量的通孔。

在一实施例中，所述对位基板靠近所述液晶层的一侧设有依次层叠设置的色阻层和平坦层，所述平坦层铺设于所述色阻层上。

在一实施例中，所述阵列基板靠近所述液晶层的一侧设有依次层叠的扫描线和数据线，所述扫描线和所述数据线相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个所述像素单元均设有所述像素电极和薄膜晶体管，所述像素电极通过所述薄膜晶体管与邻近所述薄膜晶体管的所述扫描线和所述数据线连接。

在一实施例中，所述像素电极和所述数据线之间包括第二绝缘层，所述数据线和所述扫描线之间包括第三绝缘层，所述第二绝缘层和所述第三绝缘层均设有用于线路连通的接触孔，所述像素电极通过所述接触孔与所述薄膜晶体管连接。

在一实施例中，还包括设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧的抗静电偏光片，所述抗静电偏光片用作触控面。

在一实施例中，所述抗静电偏光片远离所述液晶层的一侧包括第四绝缘层和遮光片，所述阵列基板位于所述第四绝缘层和所述遮光片之间。

在一实施例中，还包括芯片，所述触控电极通过触控走线与所述芯片连接。

本实用新型提供的防窥触控显示装置通过将触控电极设置于阵列基板上，视角控制电极设置在与阵列基板相对的对位基板上，可以在该防窥触控显示装置中保留了内嵌式触控技术，以提高画面的显示效果和减小防窥触控显示装置的厚度，还可以避免视角控制电极工作时对触控电极产生影响，提高防窥触控显示装置的触控效果和液晶分子的配向效果；并且阵列基板远离液晶层的一侧作为触控面，能够增强触控后的信号变化量，进一步提高触控效果。在对位基板上的第一视角控制电极和第二视角控制电极分别施加的预设电压，可以实现WVA(宽视角)和NVA(窄视角)的切换，提升防窥触控显示装置的使用体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有显示屏架构示意图。

图2为本实用新型实施例中的防窥触控显示装置的宽视角模式架构示意图。

图3为图2中防窥触控显示装置的触控信号走向示意图。

图4为图2中透明导电材料未图案化处理的平面示意图。

图5为图2中透明导电材料图案化后的平面示意图。

图6为图2中阵列基板一侧的透明导电材料的结构示意图。

图7为图2中阵列基板一侧的透明导电材料在防窥触控显示装置中的分布示意图。

图8为图2中的防窥触控显示装置的窄视角模式架构示意图。

图9为图2中防窥触控显示装置的帧内触控模式下信号模拟示意图一。

图10为图2中防窥触控显示装置的帧间触控模式下信号模拟示意图二。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，而不是指示或暗示相对的重要性或者特定的顺序。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体，意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

请参图2至图10，本实用新型的其中一个实施方式提供一种防窥触控显示装置，包括背光模组40、阵列基板10、与阵列基板10相对设置的对位基板20以及夹设在阵列基板10和对位基板20之间的液晶层30，阵列基板10位于液晶层30远离背光模组40的一侧，对位基板20靠近液晶层30的一侧设有视角控制电极21，阵列基板10靠近液晶层30的一侧设有触控电极11、公共电极110以及像素电极14；

公共电极110和触控电极11位于不同层，触控电极11位于像素电极14远离液晶层30的一侧，或者，公共电极110和触控电极11位于相同层，触控电极11和公共电极110均位于像素电极14远离液晶层30的一侧。

具体地，对位基板20上的视角控制电极21用于控制防窥触控显示装置进行宽窄视角切换，通过在视角控制电极21上施加不同的电压，防窥触控显示装置可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换，阵列基板10上的触控电极11呈阵列排布。视角控制电极21和触控电极11分别设置于液晶层30相对的两侧，触控电极11在进行触控感应工作时，触控操作面和触控电极11之间不再存在视角控制电极21，避免触控电极11的触控感应工作和视角控制电极21进行视角切换工作相互造成影响。请继续参图3，触控电极11设置在阵列基板10一侧，并将阵列基板10设置在防窥触控显示装置的出光侧作为触控侧，可以有效接收到触控指示，使得触控后的触控信号TP变换量满足触控报点，并且灵敏度得到提高，报点准确，不会出现乱报点的问题。

触控电极11优选为不位于像素电极14和公共电极110之间，且像素电极14和公共电极110的位置可调换，避免像素电极14和公共电极110的电场对触控信号产生干扰。触控电极11和公共电极110或像素电极14可以位于同一层也可以位于不同层，触控电极11优选为与公共电极110优选位于同一层，达到简化制造工艺的目的。

视角控制电极21包括第一视角控制电极211以及与第一视角控制电极212相互交替设置的第二视角控制电极212，第一视角控制电极211和第二视角控制电极212位于不同层且通过第一绝缘层22绝缘。

预设模式为宽视角模式时，第一视角控制电极211和第二视角控制电极212上均不施加电压信号，公共电极110上施加持续的公共电压信号AC-Vcom。此时防窥触控显示装置的画面显示中间部分的对比度为717-1000，越往屏幕边缘对比度越低，触控防窥显示装置的画面显示可观看视角为85°左右。

预设模式为窄视角模式时，第一视角控制电极211和第二视角控制电极212分别施加第一视角控制信号和第二视角控制信号，其中，第一视角控制信号和第二视角控制信号优选为极性相反，大小可以相同或者不相同的交变电信号，第一视角控制信号和第二视角控制信号优选为电压值相同，极性不同的交变信号，比如，第一视角控制信号为±2.2V的交变电压，第二视角控制信号为±2.2V的交变电压，具有更佳的防窥效果，公共电极110上施加公共电压信号AC-Vcom，第一视角控制电极211和第二视角控制电极212之间的电场驱动液晶分子在竖直方向上转动，使液晶“站立”，造成左右漏光，通过低对比度来实现左右白态防窥，即实现窄视角显示。此时防窥触控显示装置的画面显示中间部分的对比度约为150，越往屏幕左右边缘对比度越低，触控防窥显示装置的画面显示在左右方向上的可观看视角为45°左右。

请继续参图4至图7，触控电极11、所述公共电极110和所述像素电极14均包括透明导电材料形成的透明导电层，所述触控电极11、所述公共电极110和所述像素电极14的透明导电层设有用于提高触控感应量的通孔。该图案化处理可以是在透明导电材料上打孔。

具体地，位于阵列基板10靠近液晶层30一侧的透明导电材料优选为铟-锡氧化物(ITO)。透明导电材料的图案化工艺为现有常用技术，此处不再赘述。

对位基板20靠近液晶层30的一侧还包括依次层叠设置的色阻层23和平坦层24，平坦层24铺设于色阻层23上。

具体地，色阻层23设置在对位基板20上形成彩膜基板，但对位基板20可以包括色组层23也可以不包括色组层23。色阻层23包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻块，各色阻块之间通过黑矩阵间隔，平坦层24铺设在色阻块和黑矩阵上。

阵列基板10靠近液晶层30的一侧设有依次层叠的扫描线12和数据线13，扫描线12和数据线13相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个像素单元均设有像素电极14和薄膜晶体管，像素电极14通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的扫描线12和数据线13连接。

像素电极14和数据线13之间包括第二绝缘层15，数据线13和扫描线12之间包括第三绝缘层16，第二绝缘层15和第三绝缘层16均设有用于线路连通的接触孔，像素电极14通过接触孔与薄膜晶体管连接。

具体地，公共电极110位于第二绝缘层15和第三绝缘层16之间，像素电极14位于第二绝缘层15上且与公共电极110相互绝缘。薄膜晶体管依次层叠设置的栅极、栅极绝缘层、沟道层和源/漏层，像素电极14通过第二绝缘层15和第三绝缘层16上的接触孔与薄膜晶体管的源/漏层连接。还包括设置在阵列基板10远离液晶层30的一侧的抗静电偏光片17，抗静电偏光片17用作触控面。

抗静电偏光片17靠近液晶层30的一侧包括第四绝缘层18和遮光片19，阵列基板10位于第四绝缘层18和遮光片19之间。

对位基板20靠近背光模组40的一侧也设有对位遮光片，防止屏幕漏光。

将抗静电偏光片设置在防窥触控显示装置的出光侧的阵列基板10上，并作为触控面，使得该防窥触控显示装置在触控操作过程中能够避免留下操作者的指纹等污渍，并且防止细小沙粒、灰尘等杂质对防窥触控显示装置表面产生划痕，提升防窥触控显示装置的清洁能力以及延长使用寿命。

防窥触控显示装置还包括芯片，触控电极11通过触控走线与芯片电性连接。

具体地，芯片可以是集成触控芯片和显示驱动芯片为一体的芯片。触控电极11在阵列基板10内形成内嵌式触摸传感器(In-cell touch sensors)，该内嵌式触摸传感器为自容式架构，各个触控电极11作为自容电极，与触控电极11电连接的触控走线将探测信号引出至芯片，由芯片对探测信号进行处理。

在本实施方式中的触控驱动模式优选为帧内触控驱动模式，即在一个图像帧画面的周期内，将整个周期均分为N等份，将触控传感器(touch sensor)的触控工作时间(TP-work)插入到N等份中相邻两个等份的间隔内，这样就可以获得更快的触控检测速度，从而提升触控功能的检测速度和效果，在公共电极110施加0V或4.5V电压，在第一视角控制电极211和第二视角控制电极212上分别施加电信号AC1和AC2，AC1和AC2均可以为极性相反，电压值相等的交流电信号，得到如图9所示的防窥触控显示装置的电极信号模拟示意图。

触控驱动模式也可以采用帧间触控模式，即在一帧图像帧结束后，再进行一次触控传感器(touch sensor)驱动，每一帧图像仅有一次触控工作时间(TP-work)，以对触控(touch)信号进行检测。在公共电极110施加0V或4.5V电压，在第一视角控制电极211和第二视角控制电极212上施加电信号AC1和AC2，AC1和AC2均可以为极性相反，电压值相等的交流电信号，得到如图10所示的防窥触控显示装置的电极信号模拟示意图。

本实用新型提供的防窥触控显示装置通过将触控电极11设置于阵列基板10上，视角控制电极21设置在与阵列基板10相对的对位基板20上，可以在该防窥触控显示装置中保留了内嵌式触控技术，以提高画面的显示效果和减小防窥触控显示装置的厚度，还可以避免视角控制电极21工作时对触控电极11产生影响，提高防窥触控显示装置的触控效果和液晶分子的配向效果；并且阵列基板10远离液晶层30的一侧作为触控面，能够增强触控后的信号变化量，进一步提高触控效果。在对位基板20上的第一视角控制电极211和第二视角控制电极212分别施加的预设电压，可以实现WVA(宽视角)和NVA(窄视角)的切换，提升防窥触控显示装置的使用体验感。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (9)

1.一种防窥触控显示装置，包括背光模组(40)、阵列基板(10)、与所述阵列基板(10)相对设置的对位基板(20)以及夹设在所述阵列基板(10)和所述对位基板(20)之间的液晶层(30)，其特征在于，所述阵列基板(10)位于所述液晶层(30)远离所述背光模组(40)的一侧，所述对位基板(20)靠近所述液晶层(30)的一侧设有视角控制电极(21)，所述阵列基板(10)靠近所述液晶层(30)的一侧设有触控电极(11)、公共电极(110)以及像素电极(14)；

所述公共电极(110)和所述触控电极(11)位于不同层，所述触控电极(11)位于所述像素电极(14)远离所述液晶层(30)的一侧，或者，所述公共电极(110)和所述触控电极(11)位于相同层，所述触控电极(11)和所述公共电极(110)均位于所述像素电极(14)远离所述液晶层(30)的一侧。

2.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述视角控制电极(21)包括第一视角控制电极(211)以及与所述第一视角控制电极(211)相互交替设置的第二视角控制电极(212)，所述第一视角控制电极(211)和所述第二视角控制电极(212)位于不同层且通过第一绝缘层(22)绝缘。

3.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述触控电极(11)、所述公共电极(110)和所述像素电极(14)均包括透明导电材料形成的透明导电层，所述触控电极(11)、所述公共电极(110)和所述像素电极(14)的透明导电层设有用于提高触控感应量的通孔。

4.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述对位基板(20)靠近所述液晶层(30)的一侧设有依次层叠设置的色阻层(23)和平坦层(24)，所述平坦层(24)铺设于所述色阻层(23)上。

5.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述阵列基板(10)靠近所述液晶层(30)的一侧设有依次层叠的扫描线(12)和数据线(13)，所述扫描线(12)和所述数据线(13)相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个所述像素单元均设有所述像素电极(14)和薄膜晶体管，所述像素电极(14)通过所述薄膜晶体管与邻近所述薄膜晶体管的所述扫描线(12)和所述数据线(13)连接。

6.如权利要求5所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述像素电极(14)和所述数据线(13)之间包括第二绝缘层(15)，所述数据线(13)和所述扫描线(12)之间包括第三绝缘层(16)，所述第二绝缘层(15)和所述第三绝缘层(16)均设有用于线路连通的接触孔，所述像素电极(14)通过所述接触孔与所述薄膜晶体管连接。

7.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，还包括设置在所述阵列基板(10)远离所述液晶层(30)的一侧的抗静电偏光片(17)，所述抗静电偏光片(17)用作触控面。

8.如权利要求7所述的防窥触控显示装置，其特征在于，所述抗静电偏光片(17)靠近所述液晶层(30)的一侧包括第四绝缘层(18)和遮光片(19)，所述阵列基板(10)位于所述第四绝缘层(18)和所述遮光片(19)之间。

9.如权利要求1所述的防窥触控显示装置，其特征在于，还包括芯片，所述触控电极(11)通过触控走线与所述芯片连接。

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