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CN104423673A - 触摸屏及液晶显示装置 - Google Patents

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CN104423673A
CN104423673A CN201310404921.XA CN201310404921A CN104423673A CN 104423673 A CN104423673 A CN 104423673A CN 201310404921 A CN201310404921 A CN 201310404921A CN 104423673 A CN104423673 A CN 104423673A
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CN
China
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electrode
touch
conducting layer
transparency conducting
screen
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Application number
CN201310404921.XA
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施博盛
赵志涵
陈汉忠
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TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd
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Publication date
Application filed by TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd filed Critical TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd
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Priority to TW102133564A priority patent/TWI506503B/zh
Priority to US14/147,460 priority patent/US20150070298A1/en
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Abstract

本发明涉及一种触摸屏，其包括一基板以及一透明导电层，该透明导电层设置于所述基板的一表面。所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个沿一X方向间隔设置的感应电极对，每个感应电极对至少包括相对设置的一第一电极和一第二电极，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸，所述X方向与Y方向相互垂直。本发明还涉及一种液晶显示装置，其包括上述触摸屏及一液晶显示器。

Description

触摸屏及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种触摸屏及采用该触摸屏的液晶显示装置。
背景技术
近年来，伴随着智能手机、平板电脑等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等液晶显示器的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的液晶显示器的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或触控笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。
使用透明导电层的触摸屏，根据其感应原理，可分为电阻式和电容式两种。其中，电容式触摸屏因准确度较高、抗干扰能力较强、穿透度较高，在智能手机等电子设备中的使用率，已超过电阻式触摸屏。电容式触摸屏依驱动原理又可分为自感电容式和互感电容式两种。其中，自感电容式触摸屏具有结构和驱动方式简单的优点，其技术也相对成熟。
如图1所示，常见的自感电容式触摸屏（10）包括一基板（12）、设置于该基板上的一透明导电层（14）、设置于该透明导电层上的一保护层（16）及至少两根间隔设置且与所述透明导电层电连接的导线（18）。
在自感电容式触摸屏中，常见的透明导电层的图形化图案为直角三角形（请参见图2）。由于其透明导电层采用直角三角形图案进行刻蚀，而一般液晶显示模组中的像素为按阵列方式有序排列，因此，当该触摸屏与液晶显示器组装后，其透明导电层中的直角三角形图案中的一直角边的刻蚀方向恰好与液晶显示模组中像素的有序排列方向一致，导致光的干涉，从而产生莫尔纹（Moire），不仅影响视觉的辨识，也影响触摸屏的操作。所谓莫尔纹，是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔纹。
有鉴于此，确有必要提供一种触摸屏，该触摸屏与液晶显示器组装后，不会产生干涉的莫尔纹，同时提供一种不会产生莫尔纹的液晶显示装置。
发明内容
一种触摸屏，其包括一基板以及一透明导电层，该透明导电层设置于所述基板的一表面。所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个沿一X方向间隔设置的感应电极对，每个感应电极对至少包括相对设置的一第一电极和一第二电极，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸，所述X方向与Y方向相互垂直。
进一步地，所述直角边的锯齿形图案中，每个锯齿的形状和尺寸均相同，且每个锯齿与一Y方向形成一夹角θ，其中，4° ≤ θ ≤ 8°。
进一步地，每个锯齿沿Y方向的长度均在2毫米至2.5毫米之间。
一种触摸屏，其包括一基板以及一透明导电层，该透明导电层设置于所述基板的一表面。所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个感应电极单元，每个感应电极单元至少包括相对设置的一第一电极和一第二电极，该第一电极和第二电极沿X方向间隔邻接，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸，所述X方向与Y方向相互垂直。
进一步地，所述多个感应电极单元呈行列式排列。
一种触摸屏，其包括一基板以及一透明导电层，该透明导电层设置于所述基板的一表面。所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个感应电极单元，每个感应电极单元包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极和所述第二电极沿一X方向交替设置，每个感应电极单元中的多个第一电极电连接，每个感应电极单元中的多个第二电极电连接，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸。
进一步地，所述多个第一电极与一第一连接部组成一类梳状电极，所述多个第二电极与一第二连接部也组成一类梳状电极。
一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括上述触摸屏及一液晶显示器，该液晶显示器正对且靠近所述触摸屏的基板远离透明导电层的表面设置。
相对于现有技术，本发明提供的触摸屏，与液晶显示器组装成液晶显示装置后，于任何颜色画面下，均看不到莫尔纹，触控的操作也不会受任何影响。
附图说明
图1为现有技术中常见的自感电容式触摸屏的结构示意图。
图2为现有技术中常见的透明导电层中的图形化图案示意图。
图3为本发明实施例提供的触摸屏的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的触摸屏中透明导电层的一图形化图案示意图。
图5为本发明实施例提供的触摸屏中透明导电层的另一图形化图案示意图。
图6为本发明实施例提供的触摸屏中透明导电层的另一图形化图案示意图。
图7为本发明实施例提供的触摸屏中透明导电层的另一图形化图案示意图。
图8为本发明实施例提供的触摸屏中透明导电层的另一图形化图案示意图。
图9为本发明实施例提供的透明导电层中锯齿形图案示意图。
图10为本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。
主要元件符号说明
100 液晶显示装置
104 钝化层
106 间隙
108 支撑体
10，20 触摸屏
12，22 基板
221 第一表面
222 第二表面
14，24 透明导电层
240 感应电极对
242 第一电极
244 第二电极
16，26 保护层
18，28 导线
30 液晶显示器
40 触摸屏控制器
50 中央处理器
60 液晶显示器控制器
70 触摸物
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图3，本发明实施例提供一种触摸屏20，该触摸屏20包括一基板22、一透明导电层24、一保护层26及至少两根导线28。该基板22具有一第一表面221以及与第一表面221相对的第二表面222。所述透明导电层24设置在该基板22的第一表面221上。所述至少两根导线28与该透明导电层24形成电连接。所述保护层26直接设置在该透明导电层24上。优选地，所述触摸屏20仅包括所述一个透明导电层24，即该触摸屏20为一单层电容式触摸屏。另外，该触摸屏20为单点触控触摸屏，且在局部区域可实现两点触控。
所述基板22为透明的薄膜或薄板。该基板22可由塑料或树脂等柔性材料形成，也可由玻璃、石英、金刚石等硬性材料形成。具体地，该基板22所用的材料可以为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)及丙烯酸树脂等材料。该基板22的厚度在1毫米~1厘米之间。本实施例中，该基板22的材料为PET，厚度为2毫米。可以理解，形成所述基板22的材料并不限于上述列举的材料，只要能使该基板22起到支撑的作用，并具有较好的透明度，都在本发明保护的范围内。
请一并参见图4及图5，所述透明导电层24为一图形化的透明导电层，其图形化图案为直角三角形（图4）或直角梯形（图5）。具体地，所述透明导电层24包括多个沿一X方向间隔设置的感应电极对240。该多个感应电极对240沿X方向有序排列，且其相互间隔的间距均大致相等。所述间距的大小在0.02毫米至0.3毫米之间。本实施例中，所述间距的大小约为0.03毫米。每个感应电极对240均包括一第一电极242以及与该第一电极242间隔设置的第二电极244。如图4所示，所述第一电极242与第二电极244的图案可为一直角三角形，或如图5所示，所述第一电极242与第二电极244的图案可为一直角梯形。而与传统的直角三角形或直角梯形不同的是，代表所述第一电极242与第二电极244的两个直角三角形或直角梯形中，与一Y方向平行的一条直角边均呈锯齿形图案连续延伸。该两个直角三角形或直角梯形中的另一条或两条直角边均与X方向平行。所述Y方向与X方向为同一表面内相互垂直的两个方向，所述表面平行于所述透明导电层24的表面。该两个直角三角形或直角梯形中的两条斜边相邻设置，且相互平行。该两个直角三角形或直角梯形中的两条斜边之间的间距也在0.02毫米至0.3毫米之间。也即，同一个感应电极对240中第一电极242与第二电极244之间的间距在0.02毫米至0.3毫米之间。本实施例中，所述间距的大小约为0.03毫米。该两个直角三角形的形状和尺寸相同。该两个直角梯形的形状和尺寸也相同。
所述导线28用于连接所述第一电极242、第二电极244与外部电路。所述导线28可以为金属线，也可以为碳纳米管线或其它导电性能良好且具有一定柔性的导线。本实施例中，所述导线28为银线。所述导线28的数量与第一电极242和第二电极244的总量相同。即，每一根导线28连接一第一电极242或一第二电极244。如图4或图5所示，所述多根导线28可为不同侧设置。即，所述多根导线28可分别设置在所述透明导电层24的相对两侧，且分别与所述第一电极242和第二电极244电连接。如图6所示，所述多根导线28也可为同侧设置。即，所述多根导线28均设置在所述透明导电层24的同一侧，且分别与所述第一电极242和第二电极244电连接。当该多根导线28为同侧设置时，可节省导线的布线空间。
如图7所示，在另一实施例中，所述透明导电层24包括多个感应电极对240，该每个感应电极对240为一个独立的感应电极单元。每个感应电极对240均包括一第一电极242以及与该第一电极242间隔设置的第二电极244。所述第一电极242与第二电极244的图案可为一直角三角形或一直角梯形。所述第一电极242与第二电极244沿X方向间隔邻接。与前述实施例不同的是，在本实施例中，所述多个感应电极对240或感应电极单元分别沿X方向和Y方向呈行列式排列。优选地，本实施例中，所述行列式为一2×5型行列式。优选地，本实施例中，所述导线28为不同侧设置。与前述实施例相同，代表所述第一电极242与第二电极244的两个直角三角形或直角梯形中，与一Y方向平行的一条直角边均呈锯齿形图案连续延伸。
如图8所示，在另一实施例中，所述透明导电层24包括多个感应电极对240，该每个感应电极对240为一个独立的感应电极单元。每个感应电极对240均包括多个第一电极242以及与该多个第一电极242间隔设置的多个第二电极244。所述多个第一电极242与多个第二电极244沿X方向相互交替设置。所述第一电极242与第二电极244之间的间距大小与前述实施例中相同。所述第一电极242与第二电极244的图案可为一直角三角形或一直角梯形。与前述实施例相似，所述第一电极242和第二电极244的图案中，各个直角三角形或直角梯形中与Y方向平行的一条直角边均呈锯齿形图案连续延伸。与前述实施例不同的是，所述每个感应电极单元中的多个第一电极242电连接，所述每个感应电极单元中的多个第二电极244也电连接。优选地，本实施例中，所述多个第一电极242通过一第一连接部结合在一起，所述多个第二电极244通过一第二连接部结合在一起。所述多个第一电极242与所述第一连接部一起构成一类梳状电极。同样地，所述多个第二电极244与所述第二连接部一起也构成一类梳状电极。优选地，在该实施例中，所述导线28为不同侧设置。
请参见图9，本发明所有实施例中的透明导电层图案中，其直角三角形或直角梯形中与Y方向平行的直角边的锯齿形图案中，每个锯齿的形状和尺寸均相同。具体地，所述每个锯齿的形状均为一三角形。该三角形的其中一条边与所述Y方向平行。与所述Y方向平行的那条边相对的顶角为α，其中，164° ≤ α ≤ 172°。当所述顶角α满足上述表达式时，该触摸屏20与液晶显示器组装后，既能有效减少或消除莫尔纹的产生，又能避免图像的失真或漂移，保持优异的显示效果。
所述三角形锯齿中与所述Y方向平行的那条边的边长为h，其中，2毫米≤ h ≤ 2.5毫米。所述三角形锯齿沿所述X方向的尺寸可由其长度h和顶角α确定。优选地，所述三角形锯齿沿所述X方向的尺寸小于等于160微米。
优选地，所述每个锯齿的形状均为一等腰三角形。当所述每个锯齿的形状为一等腰三角形时，所述等腰三角形的底边与Y方向平行。所述等腰三角形的腰与所述Y方向形成一夹角θ，其中，4° ≤ θ ≤ 8°。
所述透明导电层24的材料可由铟锡氧化物（ITO）、锑锡氧化物（ATO）、银薄膜、镍金薄膜、聚乙撑二氧噻吩（PEDOT）、碳纳米管层等透明导电材料形成。优选地，本实施例中，所述透明导电层24为一ITO层。所述透明导电层24的厚度在1微米~500微米之间，本实施例中，所述ITO层的厚度均为125微米。
可以理解，所述透明导电层24和基板22的形状可以根据触摸屏20的触摸区域的形状进行选择。例如触摸屏20的触摸区域可为具有一长度的长线形触摸区域、三角形触摸区域及矩形触摸区域等。本实施例中，触摸屏20的触摸区域为矩形触摸区域。
进一步地，为了延长透明导电层24的使用寿命和限制耦合在接触点与透明导电层24之间的电容，可以在透明导电层24上设置一透明的保护层26，保护层26可由氮化硅、氧化硅、苯丙环丁烯(BCB)、聚酯膜或丙烯酸树脂等形成。该保护层26具有一定的硬度，对透明导电层24起保护作用。可以理解，还可通过特殊的工艺处理，从而使得保护层26具有以下功能，例如减小炫光、降低反射等。
在本实施例中，在透明导电层24上设置一二氧化硅层用作保护层26，该保护层26的硬度达到7H（H为洛氏硬度试验中，卸除主试验力后，在初试验力下压痕残留的深度）。可以理解，保护层26的硬度和厚度可以根据需要进行选择。所述保护层26可以通过粘结剂直接粘结在透明导电层24上。
此外，为了减小由液晶显示器产生的电磁干扰，避免从触摸屏20发出的信号产生错误，还可在基板22的第二表面222上设置一屏蔽层25。该屏蔽层25可由铟锡氧化物（ITO）薄膜、锑锡氧化物（ATO）薄膜或碳纳米管薄膜等透明导电材料形成。该碳纳米管薄膜可以是定向排列的或其它结构的碳纳米管薄膜。本实施例中，该碳纳米管薄膜包括多个碳纳米管，所述多个碳纳米管在上述的碳纳米管薄膜中定向排列，其具体结构可与透明导电层24相同。该碳纳米管薄膜作为电接地点，起到屏蔽的作用，从而使得触摸屏20能在无干扰的环境中工作。
可以理解，本发明提供的触摸屏20还包括其它必要组件（图未示），这些未在本发明中详述的必要组件，其结构、材料、设置方式等皆可按常规手段执行。
相对于现有技术，本发明提供的触摸屏，与液晶显示器组装成液晶显示装置后，于任何颜色画面下，均看不到莫尔纹，触控的操作也不会受任何影响。
请参见图10，本发明实施例还提供一液晶显示装置100，该液晶显示装置100包括一触摸屏20以及一液晶显示器30。该液晶显示器30正对且靠近该触摸屏20设置。进一步地，上述的液晶显示器30正对且靠近触摸屏20的基板22的第二表面222设置。上述的液晶显示器30与触摸屏20可间隔一预定距离设置或集成设置。
进一步地，当所述液晶显示器30与触摸屏20间隔一定距离设置时，可在该触摸屏20的屏蔽层25远离基板22的一个表面上设置一钝化层104，该钝化层104可由氮化硅、氧化硅、苯丙环丁烯、聚酯膜、丙烯酸树脂等材料形成。该钝化层104与液晶显示器30的正面间隔一间隙106设置。具体地，在上述的钝化层104与液晶显示器30之间设置两个支撑体108。该钝化层104作为介电层使用，所述钝化层104与间隙106可保护液晶显示器30不致于由于外力过大而损坏。
当所述液晶显示器30与触摸屏20集成设置时，该触摸屏20和液晶显示器30之间接触设置。即将支撑体108除去后，上述钝化层104无间隙地设置在该液晶显示器30的正面。
另外，上述的液晶显示装置100进一步包括一触摸屏控制器40、一液晶显示器控制器60及一中央处理器50。其中，触摸屏控制器40、中央处理器50及液晶显示器控制器60三者通过电路相互连接，触摸屏控制器40连接触摸屏20的导线28，液晶显示器控制器60连接液晶显示器30。
本实施例中的触摸屏20及液晶显示装置100在应用时的原理如下：触摸屏20在应用时可直接设置在液晶显示器30的显示面上。触摸屏控制器40根据手指等触摸物70触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入，并将该信息传递给中央处理器50。中央处理器50通过显示器控制器60控制液晶显示器30显示。
由于所述触摸屏20中的透明导电层图案中，其三角形直角边呈锯齿形图案连续延伸，而液晶显示器30中的液晶层在工作时为类似于条带形的有序排列，因此两者之间不会产生相互干涉，也就不会出现莫尔纹。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (20)

1.一种触摸屏，包括：
一基板；
一透明导电层，该透明导电层设置于该基板的一表面；
其特征在于，所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个沿一X方向间隔设置的感应电极对，每个感应电极对至少包括相对设置的一第一电极和一第二电极，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸，所述X方向与Y方向相互垂直。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述每个感应电极对中的第一电极和第二电极沿X方向间隔邻接，所述多个感应电极对包括多个第一电极和多个第二电极沿X方向交替设置。
3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述每个感应电极对中的第一电极和第二电极相对于一中心点中心对称设置。
4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，沿Y方向，所述第一电极的宽度呈减小趋势，所述第二电极的宽度呈增大趋势。
5.一种触摸屏，包括：
一基板；
一透明导电层，该透明导电层设置于该基板的一表面；
其特征在于，所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个感应电极单元，每个感应电极单元至少包括相对设置的一第一电极和一第二电极，该第一电极和第二电极沿一X方向间隔邻接，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和每个第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸，所述X方向与Y方向相互垂直。
6.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述多个感应电极单元呈行列式排列。
7.一种触摸屏，包括：
一基板；
一透明导电层，该透明导电层设置于该基板的一表面；
其特征在于，所述透明导电层为一图形化的透明导电层，所述图形化的透明导电层包括多个感应电极单元，每个感应电极单元包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极和所述第二电极沿一X方向交替设置，每个感应电极单元中的多个第一电极电连接，每个感应电极单元中的多个第二电极电连接，该第一电极和第二电极的图案为直角三角形或直角梯形，每个第一电极和第二电极具有一平行于一Y方向的直角边，该直角边呈锯齿形图案连续延伸。
8.如权利要求7所述的触摸屏，其特征在于，每个感应电极单元进一步包括一第一连接部和一第二连接部，该第一连接部连接所述多个第一电极，该第二连接部连接所述多个第二电极，所述第一连接部和第二连接部分别位于所述感应电极单元沿Y方向的两端。
9.如权利要求8所述的触摸屏，其特征在于，所述多个第一电极与所述第一连接部组成一类梳状电极，所述多个第二电极与所述第二连接部也组成一类梳状电极。
10.如权利要求1-9中任一项所述的触摸屏，其特征在于，进一步包括多根导线，该多根导线分别与所述第一电极和第二电极电连接。
11.如权利要求1-9中任一项所述的触摸屏，其特征在于，同一感应电极对或感应电极单元中相邻的第一电极和第二电极之间的间距在0.02毫米至0.3毫米之间。
12.如权利要求1-9中任一项所述的触摸屏，其特征在于，相邻两个感应电极对或感应电极单元沿X方向的间距在0.02毫米至0.3毫米之间。
13.如权利要求1-9中任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述直角三角形或直角梯形中的直角边的锯齿形图案中，每个锯齿的形状和尺寸均相同。
14.如权利要求13所述的触摸屏，其特征在于，所述每个锯齿的形状均为一三角形，该三角形的一条边与所述Y方向平行。
15.如权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述三角形锯齿中与所述Y方向平行的那条边的边长在2毫米至2.5毫米之间。
16.如权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述三角形锯齿沿所述X方向的尺寸小于等于160微米。
17.如权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述三角形锯齿中与所述Y方向平行的那条边相对的顶角为α，其中，164° ≤ α ≤ 172°。
18.如权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述每个锯齿的形状均为一等腰三角形，该等腰三角形的底边与所述Y方向平行。
19.如权利要求18所述的触摸屏，其特征在于，所述等腰三角形的腰与所述Y方向形成一夹角θ，其中，4° ≤ θ ≤ 8°。
20.一种液晶显示装置，包括：
如权利要求1-9项中任一项所述的触摸屏；以及
一液晶显示器，该液晶显示器正对且靠近所述触摸屏的基板远离透明导电层的表面设置。
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