CN105094497B - 一种触控电极结构、触摸屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控电极结构、触摸屏及显示装置，该触控电极结构包括呈矩阵排列的多个自电容电极组；每个自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极；相当于在保证触控精度不变的前提下将现有的三个矩形的并排排布的自电容电极合并为两个呈L形的互补排布的自电容电极，这样，在保证触摸屏的触控精度的前提下，可以减少自电容电极的数量，相应地可以减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，从而可以提高触摸屏的开口率，并且，也可以减少与导线一一对应连接的周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以减少触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

Description

一种触控电极结构、触摸屏及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控电极结构、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。触摸屏按照原理可以分为：电容传感式触摸屏、电阻传感式触摸屏和光学传感式触摸屏等；其中，电容传感式触摸屏又包括自电容传感式触摸屏和互电容传感式触摸屏。与互电容传感式触摸屏相比，自电容传感式触摸屏的触控的信噪比较高，触控感应的准确性较高。

在现有的自电容传感式触摸屏中，如图1所示，设置有同层设置且相互绝缘的多个自电容电极101、与各自电容电极101一一对应且电性连接的多条导线102以及通过导线102与各自电容电极101电性连接的触控侦测芯片103。如图2a所示，当人体未触碰屏幕时，自电容电极101所承受的电容为一固定值Cp，如图2b所示，当人体触碰屏幕时，自电容电极101所承受的电容为固定值Cp叠加人体电容△C，触控侦测芯片在触控时间段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。

在上述自电容传感式触摸屏中，为了保证触控精度，一般设置较多数量的自电容电极，相应地，导线的数量也会较多，位于边框区域内的与导线一一对应连接的周边走线的数量也会较多，这样，不利于触摸屏实现窄边框的设计；并且，触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量也会较多，从而会使触控侦测芯片所占面积较大，进而会使触摸屏的制作成本较大；此外，上述触摸屏在制作过程中，为了不额外增加掩模次数，一般将导线与数据线同层并排设置，这样势必会影响触摸屏的开口率。

因此，如何在保证触摸屏的触控精度的前提下，提高触摸屏的开口率，减小触摸屏的边框宽度和触控侦测芯片所占面积，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种触控电极结构、触摸屏及显示装置，用以在保证触摸屏的触控精度的前提下，提高触摸屏的开口率，减小触摸屏的边框宽度和触控侦测芯片所占面积。

因此，本发明实施例提供了一种触控电极结构，包括：呈矩阵排列的多个自电容电极组；其中，

每个所述自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控电极结构中，各所述自电容电极的形状一致且尺寸相同。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控电极结构中，每个所述自电容电极由呈正方形的第一子电极和呈长方形的第二子电极拼接而成；其中，

所述正方形的边长等于所述长方形的长边的长度。

本发明实施例还提供了一种触摸屏，包括：本发明实施例提供的上述触控电极结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：位于所述触摸屏的显示区域内的与各所述自电容电极一一对应连接的导线，位于所述触摸屏的边框区域内的与各所述导线一一对应连接的第一周边走线，以及与各所述第一周边走线电性连接且用于在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：呈矩阵排列的多个像素单元，以及与各列所述像素单元一一对应连接的数据线；

所述导线位于所述数据线所在的相邻的两列像素单元之间的间隙处，所述导线与所述数据线同层设置且相互绝缘。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：呈矩阵排列的多个像素单元，以及与各列所述像素单元一一对应连接的数据线；

所述导线与所述数据线异层设置、相互绝缘且相互重叠。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：位于所述触摸屏的边框区域内的与各所述数据线一一对应连接的第二周边走线；

所述第一周边走线与所述第二周边走线异层设置且相互绝缘。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：本发明实施例提供的上述触摸屏。

本发明实施例提供的上述触控电极结构、触摸屏及显示装置，该触控电极结构包括呈矩阵排列的多个自电容电极组；每个自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极；相当于在保证触控精度不变的前提下将现有的三个矩形的并排排布的自电容电极合并为两个呈L形的互补排布的自电容电极，这样，在保证触摸屏的触控精度的前提下，可以减少自电容电极的数量，相应地可以减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，从而可以提高触摸屏的开口率，并且，也可以减少与导线一一对应连接的周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以减少触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

附图说明

图1为现有的自电容传感式触摸屏的结构示意图；

图2a和图2b分别为现有的自电容传感式触摸屏在发生触摸前后的工作原理图；

图3为本发明实施例提供的触控电极结构的结构示意图；

图4a-图4d分别为本发明实施例提供的触控电极结构中不同触点位置的判定的示意图；

图5-图7分别为本发明实施例提供的触摸屏的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的触控电极结构、触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各部件的形状和尺寸不反映其真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种触控电极结构，如图3所示，包括：呈矩阵排列的多个自电容电极组(如图3所示的虚线框所示，图3示出2行×4列自电容电极组)；其中，

每个自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极1。

本发明实施例提供的上述触控电极结构，相当于在保证触控精度不变的前提下将现有的三个矩形的并排排布的自电容电极合并为两个呈L形的互补排布的自电容电极；例如，如图3所示的触控电极结构中的呈L形的自电容电极D是由现有的如图1所示的三个矩形的并排排布的自电容电极ABC中的自电容电极B的左半部分和自电容电极A合并而成，如图3所示的触控电极结构中的呈L形的自电容电极E是由现有的如图1所示的三个矩形的并排排布的自电容电极ABC中的自电容电极B的右半部分和自电容电极C合并而成；这样，在保证触摸屏的触控精度的前提下，可以减少自电容电极的数量，相应地可以减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，从而可以提高触摸屏的开口率，并且，也可以减少与导线一一对应连接的周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以减少触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电极结构中，如图3所示，各自电容电极1的形状可以一致，并且，各自电容电极1的尺寸可以相同，这样，在本发明实施例提供的上述触控电极结构应用于触摸屏中时，可以统一触摸屏的触控精度，从而可以提高触摸屏的触控灵敏度。

当然，在本发明实施例提供的上述触控电极结构中，各自电容电极的形状也可以不一致，各自电容电极的尺寸也可以不相同，在此不做限定。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控电极结构中，如图3所示，每个自电容电极1可以由呈正方形的第一子电极11(如图3所示的D中位于虚线上方的部分所示)和呈长方形的第二子电极12(如图3所示的D中位于虚线下方的部分所示)拼接而成；其中，正方形的边长可以等于长方形的长边的长度；由于触控精度取决于第一子电极和第二子电极中最长边的长度，因此，将第一子电极的边长设置为等于第二子电极的长边的长度，可以在保证触控精度的前提下将自电容电极的尺寸最大化，从而可以最大限度地减少自电容电极的数量，相应地可以最大限度地减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，进而可以最大限度地提高触摸屏的开口率，并且，也可以最大限度地减少与导线一一对应连接的周边走线的数量，进而可以最大限度地减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以最大限度地减少触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量，进而可以最大限度地减小触控侦测芯片所占面积。

需要说明的是，图1所示的触控电极结构的触控精度与图3所示的触控电极结构的触控精度相同。以分辨率为4mm的触摸屏为例，如图1所示，自电容电极101都是边长为4mm的正方形，这样，在尺寸大于或等于4mm的导体(例如手指)接触触摸屏时，可以通过自电容电极的电容值的变化准确确定触点的位置。如图3所示，自电容电极1中的第一子电极11为边长为4mm的正方形，第二子电极12为长边为4mm短边略小于2mm的长方形，在尺寸大于或等于4mm的导体(例如手指)接触触摸屏时，可以通过自电容电极的电容值的变化准确确定触点的位置。

下面分别针对图3中的七个触点位置(a-g)的判定方法进行详细说明：

如图4a所示，在手指触摸位置a时，自电容电极F的电容值发生变化，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极F的电容值发生变化，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置a。

如图4a所示，在手指触摸位置b时，自电容电极F和自电容电极G的电容值发生变化，由于手指与自电容电极F的接触面积和手指与自电容电极G的接触面积相当，因此，自电容电极F的电容值的变化量和自电容电极G的电容值的变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极F和自电容电极G的电容值发生变化且变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置b。

如图4b所示，在手指触摸位置c时，自电容电极F和自电容电极H的电容值发生变化，由于手指与自电容电极F的接触面积和手指与自电容电极H的接触面积相当，因此，自电容电极F的电容值的变化量和自电容电极H的电容值的变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极F和自电容电极H的电容值发生变化且变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置c。

如图4b所示，在手指触摸位置d时，自电容电极G和自电容电极H的电容值发生变化，由于手指与自电容电极G的接触面积和手指与自电容电极H的接触面积相当，因此，自电容电极G的电容值的变化量和自电容电极H的电容值的变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极G和自电容电极H的电容值发生变化且变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置d。

如图4c所示，在手指触摸位置e时，自电容电极H和自电容电极I的电容值发生变化，由于手指与自电容电极H的接触面积大于手指与自电容电极I的接触面积，因此，自电容电极H的电容值的变化量大于自电容电极I的电容值的变化量，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极H和自电容电极I的电容值发生变化且自电容电极H的电容值的变化量大于自电容电极I的电容值的变化量，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置e。

如图4c所示，在手指触摸位置f时，自电容电极E和自电容电极F的电容值发生变化，由于手指与自电容电极E的接触面积与手指与自电容电极F的接触面积相当，因此，自电容电极E的电容值的变化量与自电容电极F的电容值的变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极E和自电容电极F的电容值发生变化且变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置f。

如图4d所示，在手指触摸位置g时，自电容电极E、自电容电极F、自电容电极H和自电容电极K的电容值发生变化，由于手指分别与自电容电极E、自电容电极F、自电容电极H和自电容电极K的接触面积相当，因此，自电容电极E、自电容电极F、自电容电极H和自电容电极K的电容值的变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化，因此，在检测到自电容电极E、自电容电极F、自电容电极H和自电容电极K的电容值发生变化且变化量相当，其他自电容电极的电容值均没有发生变化时，可以判定触摸行为发生在位置g。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述触控电极结构中其他触点位置的判定方法与上述七个触点位置的判定方法类似，在此不做赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触摸屏，包括：本发明实施例提供的上述触控电极结构。该触摸屏的实施可以参见上述触控电极结构的实施例，重复之处不再赘述。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图5所示，还可以包括：位于触摸屏的显示区域内的与各自电容电极1一一对应连接的导线2，位于触摸屏的边框区域内的与各导线2一一对应连接的第一周边走线3，以及与各第一周边走线3电性连接且用于在触控时间段通过检测各自电容电极1的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片4；具体地，触控侦测芯片4通过各导线2同时对各自电容电极1发送脉冲信号，各自电容电极1通过对应的导线2将各自耦合脉冲信号得到的电压信号反馈给触控侦测芯片4，触控侦测芯片4根据反馈的电压信号判断触点的位置。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图6所示，还可以包括：呈矩阵排列的多个像素单元5，以及与各列像素单元5一一对应连接的数据线6；导线2可以位于数据线6所在的相邻的两列像素单元5之间的间隙处，导线2与数据线6同层设置且相互绝缘；这样，采用本发明实施例提供的上述触控电极结构，可以通过减少自电容电极的数量的方式减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，从而可以提高触摸屏的开口率，并且，也可以减少与导线一一对应连接的第一周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以减少触控侦测芯片中用于连接第一周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图7所示，还可以包括：呈矩阵排列的多个像素单元5，以及与各列像素单元5一一对应连接的数据线6；导线2可以与数据线6异层设置、相互绝缘且相互重叠；这样，采用本发明实施例提供的上述触控电极结构，可以通过减少自电容电极的数量的方式减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量从而减少与导线一一对应连接的第一周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，并且，还可以减少触控侦测芯片中用于连接第一周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还可以包括：位于触摸屏的边框区域内的与各数据线一一对应连接的第二周边走线；由于在触摸屏的边框区域内，第一周边走线需要与触控侦测芯片电性连接，第二周边走线需要与数据驱动电路电性连接，因此，为了避免第一周边走线与第二周边走线电性连接而发生短路的问题，可以将第一周边走线与第二周边走线异层设置，且在第一周边走线所在膜层与第二周边走线所在膜层之间设置绝缘层以使第一周边走线与第二周边走线相互绝缘。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述触摸屏，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种触控电极结构、触摸屏及显示装置，该触控电极结构包括呈矩阵排列的多个自电容电极组；每个自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极；相当于在保证触控精度不变的前提下将现有的三个矩形的并排排布的自电容电极合并为两个呈L形的互补排布的自电容电极，这样，在保证触摸屏的触控精度的前提下，可以减少自电容电极的数量，相应地可以减少与自电容电极一一对应连接的导线的数量，从而可以提高触摸屏的开口率，并且，也可以减少与导线一一对应连接的周边走线的数量，从而可以减小触摸屏的边框宽度，此外，还可以减少触控侦测芯片中用于连接周边走线的接线端子的数量，从而可以减小触控侦测芯片所占面积。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种触控电极结构，其特征在于，包括：呈矩阵排列的多个自电容电极组；其中，

每个所述自电容电极组包括两个呈L形的相互绝缘且互补排布的自电容电极；

每个所述自电容电极由呈正方形的第一子电极和呈长方形的第二子电极拼接而成；其中，

所述正方形的边长等于所述长方形的长边的长度。

2.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各所述自电容电极的形状一致且尺寸相同。

3.一种触摸屏，其特征在于，包括：如权利要求1-2任一项所述的触控电极结构。

4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述触摸屏的显示区域内的与各所述自电容电极一一对应连接的导线，位于所述触摸屏的边框区域内的与各所述导线一一对应连接的第一周边走线，以及与各所述第一周边走线电性连接且用于在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片。

5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，还包括：呈矩阵排列的多个像素单元，以及与各列所述像素单元一一对应连接的数据线；

所述导线位于所述数据线所在的相邻的两列像素单元之间的间隙处，所述导线与所述数据线同层设置且相互绝缘。

6.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，还包括：呈矩阵排列的多个像素单元，以及与各列所述像素单元一一对应连接的数据线；

所述导线与所述数据线异层设置、相互绝缘且相互重叠。

7.如权利要求5或6所述的触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述触摸屏的边框区域内的与各所述数据线一一对应连接的第二周边走线；

所述第一周边走线与所述第二周边走线异层设置且相互绝缘。

8.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求3-7任一项所述的触摸屏。