JP6430536B2 - インセルタッチパネル及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施例はインセルタッチパネル（Ｉｎ−ｃｅｌｌ ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｐａｎｅｌ）及び表示装置に関する。

表示技術の急速な発展に伴い、タッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｓｃｒｅｅｎ Ｐａｎｅｌ）は徐々に人々の生活の隅々まで浸透している。従来、タッチパネルはその構成によって、アドオンタッチパネル（Ａｄｄ ｏｎ Ｍｏｄｅ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）、オンセルタッチパネル（Ｏｎ Ｃｅｌｌ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）及びインセルタッチパネル（Ｉｎ Ｃｅｌｌ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）に分けられる。アドオンタッチパネルは、タッチパネルと液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）を別々に製造してから、一体に接合してなるタッチ機能付き液晶ディスプレイであり、高い製造コスト、低光透過率、厚いモジュール等の欠点がある。インセルタッチパネルは、タッチパネルのタッチ電極を液晶ディスプレイの内部に埋め込むことにより、モジュール全体の厚さを減少させるだけでなく、タッチパネルの製造コストを大幅に低減するため、メインパネルメーカに好まれている。

従来、静電容量式インセルタッチパネルはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）アレイ基板にタッチ駆動電極及びタッチ検出電極を直接に追加してなるものである。すなわち、ＴＦＴアレイ基板の表面に異なる平面で互いに交差するストリップ状ＩＴＯ電極を２層形成し、この２層のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅｓ、インジウムスズ酸化物）電極をそれぞれタッチパネルのタッチ駆動電極とタッチ検出電極としてなるものである。図１に示すように、横に配置されているタッチ駆動電極Ｔｘと縦に配置されているタッチ検出電極Ｒｘとがカップリングして相互容量Ｃｍ（Ｍｕｔｕａｌ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を発生する。指で画面をタッチすると、指のタッチが相互容量Ｃｍの値を変更させ、タッチ検出装置が指によるタッチ前後の容量Ｃｍに対応する電流の変化を検出することで、指の接触点の位置を検出する。

横に配置されているタッチ駆動電極Ｔｘと縦に配置されているタッチ検出電極Ｒｘの間には２種の相互容量Ｃｍが発生する。図１に示すように、その中の１種はタッチ機能の実現に有効である投影容量（図１中において矢印付きの曲線は投影容量である）であり、指で画面をタッチすると、投影容量値を変更させる。他の１種はタッチ機能の実現に有効でない対向容量（矢印付きの直線は対向容量である）、指で画面をタッチしても、対向容量値は変更しない。

本発明は、高いタッチ精度、低コスト、高生産性、高透過率を実現できるインセルタッチパネル及び表示装置を提供する。

本発明の少なくとも１つの実施例は、タッチ検出用チップと、対向して設置された上部基板及び下部基板と、前記上部基板と前記下部基板の間に、同一層に設置され、互いに絶縁する複数の自己容量電極と、を備えるインセルタッチパネルを提供する。

本発明の少なくとも１つの実施例は、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルを備える表示装置を提供する。

本発明の実施例の技術案をさらに詳しく説明するために、以下、実施例の図面を簡単に説明する。勿論、以下説明される図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎなく、本発明を限定するものではない。

図１はタッチ駆動電極とタッチ検出電極との間に発生した容量を示す模式図である。 図２は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルの構造模式図である。 図３は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルの駆動タイミング模式図である。 図４は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおけて、１つの自己容量電極の構造模式図である。 図５ａは本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、同一層に設置された導電線及び自己容量電極の模式図であり、図５ｂは本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、同一層に設置された導電線及び自己容量電極の模式図である。 図６は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおける表示領域の自己容量電極区画の模式図である。 図７は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、各領域内で同一層に設置された自己容量電極と導通ノードとの接続を示す模式図である。 図８は本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、各領域内で異なる層に設置された自己容量電極と導通ノードとの接続を示す模式図である。 図９ａ及び図９ｂは、それぞれ、本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、自己容量電極が平坦化層の貫通孔またはチャネルに充填された構造模式図である。 図１０ａ及び図１０ｂは、それぞれ、本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、隣接する自己容量電極の対向する側辺がジグザグ線になるように設けられている構造模式図である。

本発明の実施例の目的、技術案及び利点をさらに明確するために、以下、本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。勿論、説明される実施例は本発明の実施例の一部に過ぎなく、実施例のすべてではない。説明される本開示の実施例に基づき、当業者が創造的な労働をしなく得られるほかの実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

本願の発明者は、図１に示すような相互容量を用いる静電容量式インセルタッチパネルの構造で、人体容量は相互容量中の投影容量のみとカップリングし、タッチ駆動電極とタッチ検出電極とが直接対向する位置に形成する対向容量はタッチパネルの信号対雑音比を低下させるので、インセルタッチパネルのタッチ検出精度に悪影響を与えることを知見した。且つ、上記構造によると、ＴＦＴアレイ基板に２層の膜層をさらに追加する必要があるため、ＴＦＴアレイ基板を製造する際、プロセスをさらに追加する必要があり、生産コストが増加し、生産効率の向上に悪影響を与える。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例に係るインセルタッチパネル及び表示装置の具体的な実施形態を詳細に説明する。

以下の図面において、各膜層の厚さ及び形状は、本発明の内容を例示的に説明するために、その実際の比例とは異なる。

本発明の実施例に係るインセルタッチパネルは、図２に示すように、対向して設置された上部基板０１および下部基板０２と、上部基板０１と下部基板０２の間に、同一層に設置され、互いに絶縁する複数の自己容量電極０４と、タッチ期間に各自己容量電極の容量値の変化量を検出することによりタッチ位置を判断するタッチ検出用チップ（図示しない）と、を備える。

本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルは、自己容量の原理を利用して、タッチパネルの上部基板０１と下部基板０２の間に、同一層に設置され、互いに絶縁する複数の自己容量電極０４を設置する。ここで、図２に示すように、下部基板０２に対向する上部基板０１の一側にブラックマトリックス層０３及び自己容量電極０４を同時に設置することを例として説明する。無論、ブラックマトリックス層０３及び自己容量電極０４を下部基板０２の上に設置してもよい。ここで、その詳細な説明を省略する。人体が画面をタッチしないと、各自己容量電極０４の容量は固定値であり、人体が画面をタッチすると、対応する自己容量電極０４の容量は固定値と人体容量を加算してものに等しい。タッチ検出用チップは、タッチ期間に各自己容量電極０４の容量値の変化量を検出することにより、タッチ位置を判断することができる。人体容量が全ての自己容量に作用できるため、人体容量が相互容量中の投影容量のみに作用する方式に比べて、人体がパネルをタッチすることによるタッチ変化量が大きいので、タッチの信号対雑音比を効果的に向上でき、タッチ検出の精度を向上できる。

例えば、各自己容量電極０４の容量値の変化量を効果的に検出するために、タッチ検出用チップは、タッチ期間に各自己容量電極０４に駆動信号を印加し、各自己容量電極０４からフィードバック信号を受信する。タッチによる自己容量電極０４の容量値の変化量がフィードバック信号のＲＣ遅延を増大させるため、各自己容量電極０４のフィードバック信号のＲＣ遅延を判断することだけで、自己容量電極０４がタッチされたか否かを確定することができ、ひいてタッチ位置を決定することができる。無論、タッチ検出用チップは、例えば電荷変化量の検出等の他の方法で各自己容量電極０４の容量値の変化量を確認してタッチ位置を判断することもできる。ここで、詳細な説明は省略する。

表示信号とタッチ信号の間の相互干渉を低減させ、画質及びタッチ精度を向上させるために、本発明の一実施例に係る上記タッチパネル中では、タッチ期間及び表示期間に時分割駆動の方法を採用してもよく、また、例えば、表示駆動チップとタッチ検出用チップを１つのチップに集積することにより、更に生産コストを低減させることもできる。

例えば、図３に示す駆動タイミング図において、タッチパネルが各フレーム（Ｖ−ｓｙｎｃ）を表示する期間が、表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）及びタッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に分けられる。例えば、図３に示す駆動タイミング図において、タッチパネルが１つのフレームを表示する期間は１６．７ｍｓであり、そのうち、５ｍｓをタッチ期間とし、他の１１．７ｍｓを表示期間とする。無論、ＩＣチップの処理能力に応じて両者の持続期間を適切に調整してもよい。本発明の実施例は、これに対して具体的に限定しない。表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）で、タッチパネルにおける各ゲート極信号線Ｇａｔｅ １、Ｇａｔｅ ２……Ｇａｔｅ ｎに順にゲート走査信号を印加し、データ信号線Ｄａｔａに階調信号を印加することにより、液晶表示機能を実現する。タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）では、各自己容量電極Ｃｘ １……Ｃｘ ｎに接続されているタッチ検出用チップが各タッチ駆動電極Ｃｘ １……Ｃｘ ｎにそれぞれ駆動信号を印加するとともに、各自己容量電極Ｃｘ １……Ｃｘ ｎのフィードバック信号を受信し、フィードバック信号に対する分析によってタッチの有無を判断することにより、タッチ機能を実現する。

本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルは、上部基板０１と下部基板０２の間で各自己容量電極０４が同一層に配置される。従って、相互容量原理を利用してタッチ機能を実現する場合、アレイ基板内に２層の膜層を設置する方式に比べて、本発明の実施例に係るタッチパネルには、１層の自己容量電極０４のみを設置するだけでタッチ機能を実現することができるので、生産コストを低減し、生産効率を向上させる。

１つの示例において、図２に示すように、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルは、上部基板０１と下部基板０２との間に設置されたブラックマトリックス層０３を更に備えてもよい。且つ、各自己容量電極０４のパターンの下部基板０２における正投影は、ブラックマトリックス層０３のパターンが所在する領域内に位置してもよい。

該例で、各自己容量電極０４のパターンがいずれもブラックマトリックス層０３のパターンが所在する領域に設置されているため、自己容量電極が発生した電界は画素開口領域の電界に影響を与えず、従って、正常の表示に影響を与えない。また、ブラックマトリックス層のパターンに遮蔽される領域に設置された各自己容量電極は、自己容量電極０４がタッチパネルの透過率を影響するのを防ぐこともできる。

タッチパネルの密度は一般的にミリメートル程度であり、従って、１つの例では、必要なタッチ密度に応じて、各自己容量電極０４の密度及び面積を選択することで、必要なタッチ密度を確保する。通常、各自己容量電極０４は、５ｍｍ×５ｍｍほどの大きさの正方形の電極に設計される。ディスプレイの密度は一般的にミクロン程度であるため、１つの自己容量電極０４は、一般的にディスプレイにおける複数の画素ユニットに対応する。各自己容量電極０４のパターンが画素ユニットの開口部領域を占めないようにするために、図４に示すように、一実施例で、各自己容量電極０４のパターンにおいて、画素ユニットの開口部領域（画素領域中における中空部分）に対応する箇所の部分を中空にしてもよい。すなわち、各自己容量電極０４のパターンは、そのパターンの下部基板０２に対する正投影がブラックマトリックス層０３のパターンが所在する領域内に位置する格子状構造になるように設けられる。且つ、表示の均一性を確保するために、一般的に、各画素ユニットにおける各サブ画素ユニットのギャップに自己容量電極０４のパターンを設置し、図４における各組のＲＧＢサブ画素ユニットで１つの画素ユニットを構成する。本発明の実施例に係る密度とは、タッチパネルの自己容量電極のピッチ、又はディスプレイの画素ユニットのピッチ（Ｐｉｔｃｈ）である。

タッチ検出用チップが各自己容量電極の容量値の変化量を容易に検出できるために、図５ａに示すように、本発明の一実施例に係るインセルタッチパネルは、各自己容量電極０４と一対一に対応する導電線０５と、自己容量電極０４と一対一に対応する導通ノード０６と、を更に備えてもよい。各導通ノード０６は、インセルタッチパネルのシーラントフレームが所在する領域に設置されてもよい。正常の表示機能を影響しないために、各導電線０５の下部基板０２に対する正投影もブラックマトリックス層０３のパターンが所在する領域内に位置する。各自己容量電極０４は導電線０５を介して導通ノード０６に接続され、さらにシーラントフレームが所在する領域に位置する配線０７を介してタッチ検出用チップの接続端子０８に電気的に接続されている。図５ａは、１列に８つの自己容量電極０４を備える場合を示し、自己容量電極０４と一対一に対応する導電線０５及び導通ノード０６の数は１つであってもよく、複数であってもよく、ここで限定しない。導電線０５はタッチ検出用チップ１００に接続される。該タッチ検出用チップ１００は、例えば１つの基板上に設置されてもよいし、又はフレキシブルプリント回路基板上に設置されてもよい。

例えば、導電線０５と導通ノード０６は、一般的に、自己容量電極０４とともに同一の基板上に設置される。すなわち、上部基板に一緒に設置されてもよいし、下部基板に一緒に設置されてもよい。配線０７とタッチ検出用チップの接続端子０８は、一般に下部基板に設置される。導電線０５と導通ノード０６が自己容量電極０４とともに上部基板に設置される場合、導通ノード０６はシーラントフレームにおける導電性粒子（例えば金の球状粒子）の導通作用によって、下部基板のシーラントフレームが所在する領域に位置する配線０７に電気的に接続され、続いて配線０７を介して応じるタッチ検出用チップの接続端子０８に電気的に接続される。導電線０５と導通ノード０６が自己容量電極０４とともに下部基板に設置される場合、導通ノード０６は下部基板のシーラントフレームが所在する領域に位置する配線０７と直接に電気的に接続され、続いて配線０７を介して応じるタッチ検出用チップの接続端子０８に電気的に接続される。

一例で、できるだけタッチパネルにおける膜層の数及びパターニング工程の数を削減するために、導電線０５と各自己容量電極０４とを同一層に設置してもよい。図５ｂに示すように、導電線０５と自己容量電極０４は、上部基板０１のブラックマトリックス層０３とカラーフィルタ層ＲＧＢの間に設置される。しかしながら、１層の金属層で自己容量電極０４及び導電線０５のパターンを設計したので、各自己容量電極０４の間で短絡現象が発生することを回避するために、各自己容量電極０４に接続される導電線０５は互いに交差してはいけない。そのため、図５ａに示す配線方法で導電線０５を設ける場合、自己容量電極０４に接続されるすべての導電線０５が全部一方向に沿って延び、且つ同一の側辺領域内に設置される対応する導通ノード０６に接続されるため、タッチパネルにタッチ不感応領域が発生する。図５ａは、１列における８つの自己容量電極０４によって形成されたタッチ不感応領域を示す。ただし、図５ａにおいて、自己容量電極０４のパターン及び各自己容量電極０４に接続されている導電線０５のパターンのみを示しており、各サブ画素ユニットのパターンは示されていない。且つ、観察容易のために、図５ａにおいて、異なる充填パターンで各自己容量電極０４が配置されている領域を示す。タッチ不感応領域内で複数の自己容量電極に接続された導電線０５は、いずれも該タッチ不感応領域を通過するので、このタッチ不感応領域内の信号は不規則になり、そのため、タッチ不感応領域と称される。つまり、該領域内のタッチ性能を保証することができない。

タッチ不感応領域の面積をできるだけ低減させるために、インセルタッチパネルのシーラントフレームが所在する領域の４つの側辺で、全部導通ノード０６を設ける。すなわち、導通ノード０６は、シーラントフレームが所在する領域４つの側辺全部に分布されている。このように、導電線０５を介して各自己容量電極０４をそれぞれ表示領域の周りに設置された対応する導通ノード０６に接続することにより、全体的にタッチ不感応領域の面積を低減させることができる。

以下、５インチのタッチパネルを例として、本発明の実施例に係る上記のタッチ不感応領域を小さくする設計を説明する。５インチのタッチパネルで、必要な自己容量電極０４の数は、約２２×１２＝２６４個である。図６に示すように、各自己容量電極０４を全部対応する導通ノード０６に導入し、且つできるだけタッチ不感応領域の面積を低減させるために、すべての自己容量電極０４を合計８個の領域（ＰａｒｔＡ 〜ＰａｒｔＨ）に分割し、それぞれの領域で、領域内における自己容量電極０４を１つずつ表示領域（Ｐａｎｅｌ）下方のタッチ検出用チップの接続端子（ＦＰＣ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｐａｄ）０８に接続させる。図７に示すように、図７における各領域には、いずれも３つの自己容量電極０４が設けられている。Ｐａｒｔ Ａ領域の各自己容量電極は、表示領域の左上方領域から導出され、表示領域の左側フレームを通過してＦＰＣボンディング領域（Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｐａｄ）に導入される。Ｐａｒｔ Ｂ領域の各自己容量電極は、表示領域の上方から導出された後、更に表示領域の左側フレームからＦＰＣボンディング領域に導入される。Ｐａｎｅｌ Ｃ領域の各自己容量電極は、表示領域の上方から導出された後、更に表示領域の右側フレームからＦＰＣボンディング領域に導入される。Ｐａｒｔ Ｄ領域の各自己容量電極は、表示領域の右上方から導出された後、表示領域の右側フレームを通過してＦＰＣボンディング領域に導入される。同じく、Ｐａｒｔ Ｅ領域の各自己容量電極は、表示領域の左下方から導出された後、表示領域の左側フレームを通過してＦＰＣ ボンディング領域に導入される。Ｐａｒｔ Ｆ領域の各自己容量電極は、表示領域の下方から導出された後、ＦＰＣボンディング領域に直接接続される。Ｐａｒｔ Ｇ領域の各自己容量電極は、表示領域の下方から導出された後、ＦＰＣ ボンディング領域に直接接続される。Ｐａｒｔ Ｈ領域の各自己容量電極は、表示領域の右下方から導出され、表示領域の右側フレームを通過してＦＰＣボンディング領域に導入される。

ただし、容易に観察するため、図７は一部の自己容量電極０４と導通ノード０６との接続関係のみを示している。図７から分かるように、表示領域の両側に位置するＰａｒｔ Ａ、Ｐａｒｔ Ｄ、Ｐａｒｔ Ｅ及びＰａｒｔ Ｈにおけるタッチ不感応領域の大きさは３つのサブ画素ユニットの幅にほぼ等しい。図７では、これをｈとして示す。５インチのタッチパネルにおける対応する画素ユニットの大きさに応じて推算した結果、タッチ不感応領域は約２６０μｍである。表示領域の中央部に位置するＰａｒｔ Ｂ、Ｐａｒｔ Ｃ、Ｐａｒｔ Ｆ及びＰａｒｔ Ｇにおけるタッチ不感応領域の大きさは１０個のサブ画素ユニットの幅にほぼ等しい。図７では、これをｗとして示す。５インチのタッチパネル中における対応する画素ユニットの大きさに応じて推算した結果、タッチ不感応領域は約２９０μｍである。

上記自己容量電極０４と導通ノード０６との接続関係は説明の一例に過ぎず、実際設計の時、タッチパネルの具体的な寸法に応じて設計することができる。例えば、タッチ不感応領域の面積をできるだけ小さくするために、各自己容量電極０４と対応する導通ノード０６を自己容量電極０４に最も近いシーラントフレームが所在する領域の側辺に分布させてもよい。このようにすると、自己容量電極０４と導通ノード０６とを接続する導電線０５の長さを短縮し、タッチ不感応領域の面積をできるだけ小さくすることができる。

一例で、タッチパネルに発生するタッチ不感応領域を除去するために、自己容量電極０４と導電線０５を異なる層に設置し、且つ自己容量電極０４とそれに対応する導電線０５を、貫通孔を介して電気的に接続することができる。このように導電線０５の接続関係を設計する時、図８に示す配線方法を採用してもよい。すなわち、すべての自己容量電極０４に接続される導電線０５が全部一方向に沿って延び、シーラントフレームが所在する領域に設置された同一の側辺領域内における対応する導通ノード０６に接続される。

一例では、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルでは、図２に示すように、ブラックマトリックス層０３が上部基板０１の下部基板０２に対向する一側に位置し、ブラックマトリックス層０３上にカラーフィルタ層（図２中においてＲＧＢがカラーフィルタ層を示す）が更に設置されてもよい。自己容量電極０４と導電線０５が同一層に設置されている場合、各自己容量電極０４と各導電線０５がブラックマトリックス層０３とカラーフィルタ層との間に設置されてもよく、またはカラーフィルタ層の上に設置されてもよい。自己容量電極０４と導電線０５が異なる層に設置される場合、導電線アップロードで伝送する信号に対する人体容量の干渉を低減するために、自己容量電極０４をブラックマトリックス層０３とカラーフィルタ層の間に設置し、導電線０５をカラーフィルタ層の上に設置し、導電線０５がカラーフィルタ層中の貫通孔を介して自己容量電極０４に接続されるようにしてもよい。このようにすると、自己容量電極０４は、自体の下方に被覆される導電線０５による信号干渉を遮蔽することができる。

例えば、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルで、各自己容量電極０４のパターンがブラックマトリックス層０３のパターンによって遮蔽されるので、各自己容量電極０４の格子状構造のパターンの総面積はブラックマトリックス層０３のパターン面積に制限される。できるだけ各自己容量電極０４のパターン面積を増加させ、タッチ感度を向上させるために、一例では、図９ａ及び図９ｂに示すように、ブラックマトリックス層０３とカラーフィルム層との間に平坦化層０９が更に設置されてもよい。該平坦化層０９は、少なくとも自己容量電極０４のパターンと対応する領域に台形状の貫通孔またはチャネルを有する。図９ａは平坦化層０９の自己容量電極０４のパターンと対応する領域に台形状の貫通孔を設けたことを示し、図９ｂは平坦化層０９の自己容量電極０４のパターンと対応する領域に台形状のチャネルを設けたことを示す。自己容量電極０４のパターンは少なくとも貫通孔またはチャネル内に充填され、且つ、貫通孔またはチャネル内に充填される自己容量電極０４の表面積は貫通孔またはチャネルの台形の底面積より大きい。上記方法によって、各自己容量電極０４のパターン面積を増加させることができる。また、貫通孔またはチャネル内に配置された自己容量電極０４が有する凹凸状構造において、指側から見ると、突出した部分が先端であるため、より多くの電荷を収束させることができ、指がタッチする場合、タッチ変化量を向上させることができるので、タッチ検出の効果が向上される。

一例で、本発明の実施例に係るインセルタッチパネルにおいて、人体容量が直接カップリングするように各自己容量電極０４の自己容量に作用するため、人体がパネルをタッチすると、タッチ位置の下方に位置する自己容量電極０４の電気容量だけが大きい変化量を有し、タッチ位置の下方に位置する自己容量電極０４と隣接する自己容量電極０４の容量値の変化量は非常に小さい。このため、例えば指がタッチパネルを滑る時、自己容量電極０４が所在する領域内のタッチ座標を確定することができない恐れがある。従って、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルでは、隣接する２つの自己容量電極０４の対向する両方の側辺をジグザグ線になるように設けるため、タッチ位置下方に位置する自己容量電極０４に隣接する自己容量電極０４の容量値の変化量を増大させることができる。

例えば、下記の２種の方法中の１つまたはそれらの組合せで、各自己容量電極０４の全体形状を設置することができる。
１、隣接する２つの自己容量電極０４の対向する、ジグザグ線である側辺を階段状構造になるように設置する。図１０ａに示すように、２つの階段状構造は一致する形状を有し、互いにマッチングする。図１０ａは、２×２個の自己容量電極０４を示している。
２、隣接する２つの自己容量電極０４の対向する、ジグザグ線である側辺を凹凸状構造になるように設置する。図１０ｂに示すように、２つの凹凸状構造は一致する形状を有し、互いにマッチングする。図１０ｂは、２×２個の自己容量電極０４を示している。

同じ発明思想に基づいて、本発明の少なくとも１つの実施例は、更に、本発明の実施例に係る上記インセルタッチパネルを備える表示装置を提供する。該表示装置は、携帯電話、タブレットＰＣ、テレビ、ディスプレイ、ノートパソコン、デジタルフォトフレーム、ナビゲータ等の表示機能を有する任意の製品または部材であってもよい。該表示装置の実施は、上記インセルタッチパネルの実施例を参照してもよいので、その説明を省略する。

本発明の実施例に係るインセルタッチパネル及び表示装置は、自己容量の原理を利用して、タッチパネルの上部基板と下部基板の間に、同一層に設置され、互いに絶縁する複数の自己容量電極を設置し、人体がパネルをタッチしないと、各自己容量電極の容量は固定値であり、人体がパネルをタッチすると、対応する自己容量電極の容量は固定値と人体容量とを加算した値に等しいので、タッチ検出用チップはタッチ期間に各自己容量電極の容量値の変化量を検出することによってタッチ位置を判断することができる。人体容量が全部の自己容量に作用することができるため、人体容量が相互容量中の投影容量のみに作用する方法に比べて、人体がパネルをタッチすることによるタッチ変化量が大きいため、タッチの信号対雑音比を効果的に向上させ、タッチ検出の精度を向上させることができる。且つ、相互容量原理を利用してタッチ機能を実現する際の、アレイ基板内にさらに２層の膜層を追加する場合に比べて、本発明の実施例に係るタッチパネルでは、１層の自己容量電極だけを追加することで、タッチ機能を実現でき、生産コストが低減され、生産効率が向上する。

明らかに、当業者は、本発明の思想と範囲を逸脱することなく本発明に対して様々な変更及び変形を加えることができる。したがって、本発明の変更及び変形が本発明の請求の範囲及びその同等な技術範囲内に属すると、本発明はこれらの変形及び変更を包含することが意図されている。

本願は、２０１４年１月２８日に出願された中国特許出願番号２０１４１００４１３６９．７の優先権を主張し、ここで、上記中国特許出願に開示されている内容の全体が本願の一部として援用される。

Claims (14)

1. タッチ検出用チップと、
   対向して設置された上部基板および下部基板と、
   前記上部基板と前記下部基板との間に、同一層に設置され、互いに絶縁する複数の自己容量電極と、
   前記上部基板と前記下部基板との間に設置されたブラックマトリックス層と、
   前記ブラックマトリックス層に設置されたカラーフィルタ層と、
   を備え、
   前記ブラックマトリックス層と前記カラーフィルタ層との間に平坦化層が更に設置され、前記平坦化層が少なくとも前記自己容量電極のパターンと対応する領域に台形状の貫通孔またはチャネルを有し、前記自己容量電極のパターンが少なくとも前記貫通孔またはチャネル内に充填され、且つ、前記貫通孔またはチャネル内に充填された前記自己容量電極の表面積が前記貫通孔またはチャネルの台形の底面積より大きい、インセルタッチパネル。
2. 前記各自己容量電極のパターンの前記下部基板に対する正投影が、前記ブラックマトリックス層のパターンが所在する領域内に位置する請求項１に記載のインセルタッチパネル。
3. 前記各自己容量電極のパターンの前記下部基板に対する正投影が前記ブラックマトリックス層のパターンが所在する領域内に位置する格子状構造である請求項２に記載のインセルタッチパネル。
4. 前記各自己容量電極と一対一に対応する導電線と、前記自己容量電極と一対一に対応する導通ノードを更に備え、
   前記各導電線の前記下部基板に対する正投影が前記ブラックマトリックス層のパターンが所在する領域内に位置し、
   前記各導通ノードが前記インセルタッチパネルのシーラントフレームが所在する領域に設置され、
   前記各自己容量電極が前記導電線を介して前記導通ノードに接続され、前記シーラントフレームが所在する領域に位置する配線を介して前記タッチ検出用チップの接続端子に電気的に接続されている請求項２または３に記載のインセルタッチパネル。
5. 前記各導電線と前記各自己容量電極が同一層に設置されている請求項４に記載のインセルタッチパネル。
6. 前記インセルタッチパネルのシーラントフレームが所在する領域が４つの側辺を有し、前記導通ノードが前記シーラントフレームが所在する領域の４つの側辺全てに分布されている請求項４または５に記載のインセルタッチパネル。
7. 前記各自己容量電極と対応する導通ノードが、前記自己容量電極に最も近いシーラントフレームが所在する領域の側辺に分布されている請求項４〜６のいずれかに記載のインセルタッチパネル。
8. 前記ブラックマトリックス層が、前記上部基板の前記下部基板に対向する一側に位置され、
   前記各自己容量電極及び前記各導電線が、前記ブラックマトリックス層と前記カラーフィルタ層との間に位置し、又は前記カラーフィルタ層の上に位置する請求項４〜７のいずれかに記載のインセルタッチパネル。
9. 前記導電線と前記自己容量電極が異なる層に設置され、前記自己容量電極とそれに対応する導電線が貫通孔を介して電気的に接続される請求項４〜８のいずれかに記載のインセルタッチパネル。
10. 前記ブラックマトリックス層が、前記上部基板の前記下部基板に対向する一側に位置し、
    前記自己容量電極が前記ブラックマトリックス層と前記カラーフィルタ層との間に位置し、
    前記導電線が前記カラーフィルタ層の上に位置し、前記カラーフィルタ層における貫通孔を介して対応する自己容量電極に電気的に接続される請求項４〜９のいずれかに記載のインセルタッチパネル。
11. 隣接する２つの前記自己容量電極の対向する側辺がジグザグ線である請求項１〜１０いずれかに記載のインセルタッチパネル。
12. 隣接する２つの自己容量電極の対向する、ジグザグ線である側辺が階段状構造を有し、２つの階段状構造は、一致する形状を有し、互いにマッチングし、
    及び／または、
    隣接する２つの自己容量電極の対向する、ジグザグ線である側辺が凹凸状構造を有し、２つの凹凸状構造は、一致する形状を有し、互いにマッチングする請求項１１に記載のインセルタッチパネル。
13. 前記タッチ検出用チップとともに１つのチップに集積された表示駆動チップを更に備える請求項１〜１２のいずれかに記載のインセルタッチパネル。
14. 請求項１〜１３いずれかに記載のインセルタッチパネルを備える表示装置。

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