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CN106648234A - 一种触控面板及显示装置 - Google Patents

一种触控面板及显示装置 Download PDF

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CN106648234A
CN106648234A CN201611183576.1A CN201611183576A CN106648234A CN 106648234 A CN106648234 A CN 106648234A CN 201611183576 A CN201611183576 A CN 201611183576A CN 106648234 A CN106648234 A CN 106648234A
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应见见
杜鹏
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种触控面板及显示装置，该触控面板包括阵列基板与彩膜基板，阵列基板包括第一基板、TFT结构层、绝缘层、像素电极层与共电极层；共电极层包括多条水平共电极线与多条竖直共电极线，每条数据线上方对应一条竖直共电极线，多条水平共电极线与多条竖直共电极线交叉连接，间隔形成多个相互独立的触控网格单元；彩膜基板上设有多个黑色矩阵层，黑色矩阵层用于对栅极线进行遮光；在竖直方向相邻两个触控网格单元形成间断区域，间断区域位于黑色矩阵层下方对应位置。本发明解决了现有技术中，DBS技术的触控面板需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极的问题。

Description

一种触控面板及显示装置
【技术领域】
本发明涉及液晶面板技术领域，特别涉及一种触控面板及显示装置。
【背景技术】
触控面板被广泛应用于各种带有显示屏的电子装置中，如智能手机、电视、PDA、平板电脑、笔记本电脑、包含工业显示触摸加工机床、一体化计算机及超级本等计算机或电子设备等。触控面板按照工作原理可以分为电容式、电阻式以及表面光波式等。电容式触控面板是利用人体的电流感应进行工作的。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触控面板表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触控面板的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。
电容屏设计时，通常会额外增加一层或多层光罩用来形成电容的感应电极。DBS(Data Line BM Less)的像素设计主要是在数据线(Data line)上方用共电极(Com ITO)取代黑色矩阵(BM)遮光，可以克服彩膜基板(CF)的BM同阵列基板(Array)的数据线对位偏差导致出现漏光相关的问题，该技术广泛应用于平曲共用产品设计，其共电极在阵列基板内呈网状设计。然而，现有技术的这种基于DBS技术的触控面板存在一个问题，就是需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点。这样就增加了触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种触控面板及显示装置，以解决现有技术中，DBS技术的触控面板需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点，以致需要增加触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料的问题。
本发明的技术方案如下：
一种触控面板，包括阵列基板与彩膜基板，及设于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶；其中，
所述阵列基板包括第一基板、设于所述第一基板上的TFT结构层、设于所述TFT结构层上的绝缘层及设于所述绝缘层上的像素电极层与共电极层；
其中，所述阵列基板包括相互交叉排列的多条水平方向的栅极线与多条竖直方向的数据线，所述共电极层包括多条交叉连接的水平共电极线及多条竖直共电极线，多条所述水平共电极线与多条所述竖直共电极线间隔形成多个相互独立的触控网格单元，且任意两个所述触控网格单元相互隔开，每个所述触控网格单元分别与触控芯片连接；
其中，多条所述竖直共电极线与多条所述数据线一一对应，且每条所述竖直共电极线均对与其对应的所述数据线进行遮光；
所述彩膜基板包括第二基板及设于所述第二基板上的多个黑色矩阵层，多个所述黑色矩阵层与多条所述栅极线一一对应，且每个所述黑色矩阵层均对与其对应的所述栅极线进行遮光；
其中，在竖直方向相邻两个所述触控网格单元互相隔开形成间断区域，所述间断区域位于所述黑色矩阵层下方对应位置，每个所述黑色矩阵层对与其对应的所述间断区域进行遮光。
优选地，每条所述栅极线上方对应的每个所述触控网格单元均设有所述间断区域。
优选地，沿竖直方向，每个所述间断区域的宽度小于所述黑色矩阵层的宽度，每个所述间断区域的面积小于其上方对应的所述黑色矩阵层的面积。
优选地，所述黑色矩阵层为不透光材料，所述共电极层的制作材料为ITO材料，所述黑色矩阵层设于所述彩膜基板上。
优选地，每个所述触控网格单元均为一体化结构。
优选地，多个所述触控网格单元形成多行多列的矩阵排布，相邻两行的所述触控网格单元中，每列相邻的两个所述触控网格单元之间均互相隔开形成所述间断区域。
优选地，沿水平方向，相邻两列所述触控网格单元的间距为相邻两条所述数据线之间的间距。
优选地，所述像素电极层与所述共电极层处于同一层面。
优选地，所述水平共电极线与所述竖直共电极线处于同一层面，并通过同一制作步骤制成。
一种显示装置，其包括上述任一项所述的触控面板。
本发明的有益效果：
本发明的一种触控面板及显示装置，通过在每条数据线上方设有与其外形配合的竖直共电极线，使多条竖直共电极线与多条水平共电极线交叉连接，间隔形成多个相互独立的触控网格单元，且任意两个所述触控网格单元相互隔开，每个所述触控网格单元分别与触控芯片连接，解决了现有技术中，DB S技术的触控面板需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点，以致需要增加触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料的问题。
【附图说明】
图1为本发明实施例的触控面板的一种多个触控网格单元组合示意图；
图2为本发明实施例的触控面板的另一种多个触控网格单元组合示意图；
图3为本发明实施例的触控面板的黑色矩阵层对竖直方向相邻两个触控网格单元形成的间断区域遮光的示意图；
图4为本发明实施例的触控面板的触控网格单元的触控工作原理图；
图5为本发明实施例的触控面板的触控网格单元的共电极层信号图；
图6为本发明实施例的触控面板的像素设计原理图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
实施例一
请参考图1、图2和图3，图1为本发明实施例的触控面板的一种多个触控网格单元10组合示意图，这种触控网格单元10整体上呈矩形状。
图2为本发明实施例的触控面板的另一种多个触控网格单元10组合示意图，这种触控网格单元10整体上呈菱形状。
图3为本发明实施例的触控面板的黑色矩阵层30对竖直方向相邻两个触控网格单元10形成的间断区域20遮光的示意图。从图1、图2和图3可以看到：
本发明的一种触控面板，包括阵列基板与彩膜基板，及设于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶；其中，
所述阵列基板包括第一基板、设于所述第一基板上的TFT结构层、设于所述TFT结构层上的绝缘层及设于所述绝缘层上的像素电极层与共电极层；
其中，所述阵列基板包括相互交叉排列的多条水平方向的栅极线(图中未标示)与多条竖直方向的数据线(图中未标示)，所述共电极层包括多条交叉连接的水平共电极线12及多条竖直共电极线11，多条所述水平共电极线12与多条所述竖直共电极线11间隔形成多个相互独立的触控网格单元10，且任意两个所述触控网格单元10相互隔开，每个所述触控网格单元10分别与触控芯片连接，每个所述触控网格单元10通过其触控连接头13和导线分别与触控芯片连接。；
其中，多条所述竖直共电极线11与多条所述数据线一一对应，且每条所述竖直共电极线11均对与其对应的所述数据线进行遮光；
所述彩膜基板包括第二基板及设于所述第二基板上的多个黑色矩阵层30，多个所述黑色矩阵层30与多条所述栅极线一一对应，且每个所述黑色矩阵层30均对与其对应的所述栅极线进行遮光；
其中，在竖直方向相邻两个所述触控网格单元10互相隔开形成间断区域20，所述间断区域20位于所述黑色矩阵层30下方对应位置，每个所述黑色矩阵层30对与其对应的所述间断区域20进行遮光。
在本实施例中，每条所述栅极线上方对应的每个所述触控网格单元10均设有所述间断区域20。
在本实施例中，每个所述间断区域20的宽度小于所述黑色矩阵层30的宽度，每个所述间断区域20的面积小于其上方对应的所述黑色矩阵层30的面积。总之，所述黑色矩阵层30可以完全遮住所述间断区域20使其不漏光。
在本实施例中，所述黑色矩阵层30为不透光材料，所述共电极层的制作材料采用ITO材料，所述黑色矩阵层30设于所述彩膜基板上。
在本实施例中，每个所述触控网格单元10均为一体化结构。一体化结构形成为一个整体触控点，更容易精准定位触控位置。
在本实施例中，多个所述触控网格单元10形成多行多列的矩阵排布，相邻两行的所述触控网格单元10中，每列相邻的两个所述触控网格单元10之间均互相隔开形成所述间断区域20。
在本实施例中，沿水平方向，相邻两列所述触控网格单元10的间距为相邻两条数据线之间的间距，即相邻两个竖直共电极线11之间的距离。
在本实施例中，所述像素电极层与所述共电极层处于同一层面，这样该两者可以通过同一制作步骤制成，大大减少了制作成本。
在本实施例中，所述水平共电极线12与所述竖直共电极线11处于同一层面，并通过同一制作步骤制成。所述竖直共电极线11与所述水平共电极层通过统一光罩制作而成，大大减少了制作成本。
本发明在形成多个独立控制的触控网格单元10的同时，在黑色矩阵层30下方对应处设置间断区域20(包括各个所述触控网格单元10本身的间断区域20)，实现了利用黑色矩阵层30在间断区域20进行遮光，解决了间断区域20的对应的所述数据线的漏光问题，有保证了各个触控网格单元10之间的触控性能的独立性。
如图4所示，图4为本发明实施例的触控面板的触控网格单元10的触控工作原理图，其为自电容触控原理。手指(Finger)触控之前Com ITO与地(GND)构成的电容为Cp。当手指触摸触控面板时，手指会同Com ITO和地发生电容耦合，分别形成电容Cf，触摸后Com ITO和地的电容变化为Cp+Cf/2，即触摸前后ComITO同地之间的电容发生变化，通过Com ITO连通到触控芯片中，触控芯片可以检测到电容变化带来电信号变化，进而确认触控位点。
请参考图5和图6，图5为本发明实施例的触控面板的触控网格单元10的共电极层信号图，图6为本发明实施例的触控面板的像素设计基本原理图。
图5为1帧画面的共电极(Com ITO)层信号的波形图，分为两个阶段，前阶段显示(Display)芯片供给Com ITO直流信号，供正常的显示，后阶段触控(Touch)供给触控的正弦信号，当手指触控屏幕时，电容增加，相应的正弦信号发生变化(相对于直流信号更为明显)可以通过触控芯片检测到，从而确定触控位点。图6为像素的电路图，液晶偏转受像素电极(PE)和ComITO之间的电位差控制，决定显示效果。当Com ITO信号由DC变为正弦波时，PE的电压受到Cst的电容耦合作用也会做出相应的变化，设定Com ITO和PE电压的变化量分别用ΔVcom，ΔVPE表示，两者之间的关系为：
ΔVPE＝ΔVcom*Cst/Ctotal，Ctotal为与PE形成的所有电容之和(Cst，Clc，Cgs等)，因Cst较大，Cst/Ctotal≥90％，所以ΔVPE≈Δvcom，因此Com点位由DC信号变化为正弦波时，PE和Com电位之差Δ(VPE-Vcom)≈0V，即Com信号的变化不会影响PE和Com ITO之间的电位差，不会影响显示效果，所以在Touch信号阶段，面板仍然可以正常显示。
本发明的一种触控面板，通过在每条数据线上方设有与其外形配合的竖直共电极线11，使多条竖直共电极线11与多条水平共电极线12交叉连接，间隔形成多个相互独立的触控网格单元10，且任意两个所述触控网格单元10相互隔开，每个所述触控网格单元10分别与触控芯片连接，解决了现有技术中，DB S技术的触控面板需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点，以致需要增加触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料的问题。
实施例二
本实施例提供一种显示装置，其包括实施例一所述的触控面板，该触控面板已经在实施例一中进行了详细的说明，在此不再进行论述。
本发明的一种显示装置，它的触控面板通过通过在每条数据线上方设有与其外形配合的竖直共电极线11，使多条竖直共电极线11与多条水平共电极线12交叉连接，间隔形成多个相互独立的触控网格单元10，且任意两个所述触控网格单元10相互隔开，每个所述触控网格单元10分别与触控芯片连接，解决了现有技术中，DBS技术的触控面板需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点，以致需要增加触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料的问题。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种触控面板，其特征在于，包括阵列基板与彩膜基板，及设于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶；其中，
所述阵列基板包括第一基板、设于所述第一基板上的TFT结构层、设于所述TFT结构层上的绝缘层及设于所述绝缘层上的像素电极层与共电极层；
其中，所述阵列基板包括相互交叉排列的多条水平方向的栅极线与多条竖直方向的数据线，所述共电极层包括多条交叉连接的水平共电极线及多条竖直共电极线，多条所述水平共电极线与多条所述竖直共电极线间隔形成多个相互独立的触控网格单元，且任意两个所述触控网格单元相互隔开，每个所述触控网格单元分别与触控芯片连接；
其中，多条所述竖直共电极线与多条所述数据线一一对应，且每条所述竖直共电极线均对与其对应的所述数据线进行遮光；
所述彩膜基板包括第二基板及设于所述第二基板上的多个黑色矩阵层，多个所述黑色矩阵层与多条所述栅极线一一对应，且每个所述黑色矩阵层均对与其对应的所述栅极线进行遮光；
其中，在竖直方向相邻两个所述触控网格单元互相隔开形成间断区域，所述间断区域位于所述黑色矩阵层下方对应位置，每个所述黑色矩阵层对与其对应的所述间断区域进行遮光。
2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，每条所述栅极线上方对应的每个所述触控网格单元均设有所述间断区域。
3.根据权利要求1或2所述的触控面板，其特征在于，沿竖直方向，每个所述间断区域的宽度小于所述黑色矩阵层的宽度，每个所述间断区域的面积小于其上方对应的所述黑色矩阵层的面积。
4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述黑色矩阵层为不透光材料，所述共电极层的制作材料为ITO材料，所述黑色矩阵层设于所述彩膜基板上。
5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，每个所述触控网格单元均为一体化结构。
6.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，多个所述触控网格单元形成多行多列的矩阵排布，相邻两行的所述触控网格单元中，每列相邻的两个所述触控网格单元之间均互相隔开形成所述间断区域。
7.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，沿水平方向，相邻两列所述触控网格单元的间距为相邻两条所述数据线之间的间距。
8.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述像素电极层与所述共电极层处于同一层面。
9.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述水平共电极线与所述竖直共电极线处于同一层面，并通过同一制作步骤制成。
10.一种显示装置，其特征在于，其包括权利要求1～9任一项所述的触控面板。
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