專利名稱：集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏及其應(yīng)用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有觸摸傳感器的顯示屏，特別是涉及在其內(nèi)部集成電容傳感器的液晶顯示屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示屏，如圖25和圖28所示，包括第一襯底71a、第二襯底72a和夾在兩襯底71a、72a之間的液晶成像材料73a。如圖26所示，在所述第二襯底72a上設(shè)置有用于控制液晶成像材料73a翻轉(zhuǎn)的像素電極7231a，所述像素電極7231a按矩陣結(jié)構(gòu)布設(shè)而形成像素電極矩陣723a。在每個(gè)像素電極7231a周圍都設(shè)置有像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a。所述像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a用于向一塊像素電極7231a施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以令像素電極7231a正對(duì)的液晶成像材料被該像素電極7231a驅(qū)使翻轉(zhuǎn)。在所述第一襯底71a上設(shè)置有彩色濾光片711a。在兩襯底71a、72a各自外側(cè)面還分別設(shè)置有兩偏光片77a。通常設(shè)置有彩色濾光片711a的第一襯底71a用作液晶顯示屏的上表面，即兩襯底中第一襯底71a設(shè)置在靠近使用者一側(cè)。設(shè)置有像素電極矩陣723a的第二襯底72a用作液晶顯示屏的下表面，即兩襯底中第二襯底72a設(shè)置在遠(yuǎn)離使用者一側(cè)。在所述第二襯底72a下方還應(yīng)當(dāng)設(shè)置液晶顯示屏的背光源。所述像素電極7231a可以用透明導(dǎo)電材料制成，例如用簡(jiǎn)稱是ITO的氧化銦錫Indium Tin Oxide制成。所述液晶顯示屏內(nèi)還設(shè)置有用于提供共用電位的共用電位電極層76a。為了確保驅(qū)動(dòng)電路有較低的電阻率，所述像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a用金屬導(dǎo)電材料制成。為讓使用者不能看到所述像素電極矩陣723a上的像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a，在所述彩色濾光片711a之上還設(shè)置有用既不透光又不反光的材料制成的黑矩陣75a，如圖27所示，該黑矩陣75a包括遮蔽條751a，所述遮蔽條751a在像素電極矩陣723a上的正投影都落在所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a上，從而借助遮蔽條751a令像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a不可見。因此所述黑矩陣75a的結(jié)構(gòu)與像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a的布設(shè)關(guān)聯(lián)，由于像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a布設(shè)在各像素電極7231a之間的空隙區(qū)域，所述黑矩陣75a就形成由遮蔽條751a構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。圖27中，陰影部分就是遮蔽條751a，阻擋使用者看到黑矩陣75a下的像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a，空白部分由遮蔽條751a圍成，每個(gè)像素的成像從該空白部分顯示。液晶顯示屏顯示區(qū)域內(nèi)的所有像素的成像就組成一幅完整的圖像。圖25和圖28中都是原理性地將黑矩陣75a和彩色濾光片711a分成兩層示出，實(shí)際產(chǎn)品中可以在所述黑矩陣75a中的空白區(qū)域內(nèi)設(shè)置彩色濾光片711a，從而將黑矩陣75a和彩色濾光片71 Ia結(jié)合成一層?，F(xiàn)有技術(shù)是液晶顯示屏包括扭曲向列型Twisted nematic液晶顯示屏，簡(jiǎn)稱TN型液晶顯示屏，以及平面轉(zhuǎn)換型In-Plane Switching液晶顯示屏，簡(jiǎn)稱IPS型液晶顯示屏。對(duì)于本發(fā)明而言兩者的主要區(qū)別在于，TN型液晶顯示屏，如圖25所示，所述共用電位電極層76a設(shè)置在像素電極矩陣723a的正對(duì)面上，即設(shè)置在第一襯底71a上，所述共用電位電極層76a可以簡(jiǎn)單地用ITO材料制成一個(gè)導(dǎo)電電極平面，共用電位電極層76a與像素電極矩陣723a的各像素電極7231a之間建立電極板正對(duì)的電場(chǎng)；IPS型液晶顯示屏，如圖28所示，所述共用電位電極層76a設(shè)置在像素電極矩陣723a的同一面上，即設(shè)置在第二襯底72a上，此時(shí)所述共用電位電極層76a的電極平面應(yīng)當(dāng)由正對(duì)各像素電極7231a之間空隙區(qū)域，即正對(duì)各像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a，從而共用電位電極層76a是用ITO制成由條狀電極構(gòu)成的類似黑矩陣75a網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共用電位電極板，共用電位電極層76a與像素電極矩陣723a的各像素電極7231a之間建立電極板相鄰的電場(chǎng)?，F(xiàn)有技術(shù)電容式觸摸傳感器與顯不屏的結(jié)合方案，一部分是將電容式觸摸傳感器疊放在任何類型顯示屏的外。為了達(dá)到顯示屏更薄的目的，并且配合液晶顯示屏，現(xiàn)有技術(shù)另一部分電容式觸摸傳感器集成在液晶顯示屏上，即觸摸式液晶顯示屏。所述觸摸式液晶顯示屏已經(jīng)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。一種液晶顯示屏與觸摸傳感器的集成方式是將觸摸傳感器制造在液晶顯示屏的第一襯底上，其中一種結(jié)構(gòu)是將觸摸傳感器總體設(shè)置在第一襯底71a上，實(shí)質(zhì)上還是一種疊放在顯示屏外的方式；另一種結(jié)構(gòu)是以第一襯底71a為絕緣介質(zhì)，在第一襯底71a兩側(cè)設(shè)置電極板。由于液晶顯示屏的第一襯底71a都需要經(jīng)過(guò)減薄工藝達(dá)到薄型顯示屏的效果，而集成觸摸傳感器后無(wú)法再進(jìn)行減薄工藝，從而這種集成方式的觸摸式液晶顯示屏不能達(dá)到獲取薄型顯示屏的效果，即使能夠獲取薄型顯示屏的效果也要付出高制造成本的代價(jià)，不適于量產(chǎn)。另一種液晶顯示屏與觸摸傳感器的集成方式是將觸摸傳感器設(shè)置在液晶顯示屏內(nèi)。為了不影響液晶顯示屏的圖像，現(xiàn)有技術(shù)所述觸摸傳感器完全用透明導(dǎo)電材料，如ITO制成，為了防止用透明導(dǎo)電材料制成的兩層電極之間因距離過(guò)近而造成電阻率高而影響傳感效果的問(wèn)題，觸摸傳感器中不能使用單層電容觸摸傳感器結(jié)構(gòu)，采用兩層電容觸摸傳感器結(jié)構(gòu)就需要兩層電極之間保持一定距離。一種結(jié)構(gòu)是將觸摸傳感器整體設(shè)置在液晶顯示屏內(nèi)，由于要保持兩層電極之間的間距，反而會(huì)增加液晶顯示屏的厚度，不符合液晶顯示屏向薄型甚至超薄型方向發(fā)展的趨勢(shì)。另一種結(jié)構(gòu)是兩層電極分別設(shè)置在液晶成像材料73a的兩側(cè)，那么必須有一層電極要設(shè)置在已經(jīng)設(shè)置有像素電極矩陣723a的第二襯底72a上，在第二襯底72a上設(shè)置密集的、矩陣布設(shè)的像素電極7231a和像素電極驅(qū)動(dòng)電路7232a已經(jīng)要求非常精良的工藝水平，在此基礎(chǔ)上再加工一層觸摸傳感器的電極，對(duì)工藝要求嚴(yán)上加嚴(yán)，很容易造成加工良率低，大幅增加了液晶顯示屏的制造成本。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有一種方案在低成本、不增加工藝需求的情況下，還能符合顯示屏薄型化趨勢(shì)的觸摸式液晶顯示屏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，在低成本，不增加工藝需求的情況下設(shè)計(jì)出符合薄型化發(fā)展趨勢(shì)的觸摸式液晶顯示屏。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
設(shè)計(jì)、制造一種集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，包括第一襯底，第二襯底，設(shè)置在第一襯底與第二襯底之間的液晶成像材料，以及控制電路。在所述第一襯底上設(shè)置有彩色濾光片。在所述第二襯底上設(shè)置有像素電極矩陣，所述像素電極矩陣包括按矩陣布設(shè)的像素電極，每個(gè)像素電極都配置有像素電極驅(qū)動(dòng)電路。尤其是，還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底和第二襯底之間的電極層。所述電極層包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。一種電容式傳感器的設(shè)置方案，所述第一襯底上設(shè)置有用于遮蔽像素電極矩陣的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路的一層黑矩陣。該黑矩陣包括遮蔽條。所述電極層設(shè)置在第一襯底，并且被所述黑矩陣覆蓋，并且電極層內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在黑矩陣上的正投影都落在該黑矩陣的遮蔽條上。另一種電容式傳感器的設(shè)置方案，用電容式傳感器替代黑矩陣，所述電極層內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線用非透明且表面無(wú)反射的導(dǎo)電材料制成，所述電極和電極導(dǎo)線在像素電極矩陣所在平面上的正投影全部落在該像素電極矩陣的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路上，從而令電極層能夠遮蔽像素電極矩陣的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路。再一種電容式傳感器的設(shè)置方案，在所述第一襯底或者第二襯底上設(shè)置有提供共用電位的共用電位電極層。所述電容式觸摸傳感器的電極層靠近所述共用電位電極層設(shè)置，該電極層內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在所述共用電位電極層上的正投影都落在該共用電位電極層內(nèi)。 具體而言，所述共用電位電極層包括至少一個(gè)共用電位電極，那么，所述電極層內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在所述共用電位電極層上的正投影都落在共用電位電極內(nèi)。—種電容式傳感器的布設(shè)方案，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極和第二電極，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的用于電連接第一電極的第一電極連接導(dǎo)線，以及用于電連接第二電極的第二連接導(dǎo)線。所述任意一第一電極與任意一第二電極互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。各第一電極的第一連接導(dǎo)線之間，各第二電極的第二連接導(dǎo)線之間，以及任意第一連接導(dǎo)線與第二連接導(dǎo)線之間在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)不存在交叉、跨越和交匯的位置關(guān)系。一種具體結(jié)構(gòu)，所述第一電極等效為第一等效電極，所述第二電極等效為第二等效電極，所述第一連接導(dǎo)線等效為第一等效連接導(dǎo)線，所述第二連接導(dǎo)線等效為第二等效連接導(dǎo)線。所述第一等效電極借助第一等效連接導(dǎo)線分組串行電連接成至少兩根各自中心線互相平行的第一等效電極鏈。所述第一等效電極鏈的中心線是組成該第一等效電極鏈的各第一等效電極的形心連線。在相鄰兩第一等效電極鏈之間和/或最外側(cè)兩第一等效電極鏈各自的外側(cè)設(shè)置所述第二等效電極。電連接各第二等效電極的第二等效連接導(dǎo)線在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)互相平行設(shè)置。另一種具體結(jié)構(gòu)，所述第一電極等效為第一等效電極，所述第二電極等效為第二等效電極，所述第一連接導(dǎo)線等效為第一等效連接導(dǎo)線，所述第二連接導(dǎo)線等效為第二等效連接導(dǎo)線。所述第一等效電極借助第一連接導(dǎo)線分組串行電連接成至少兩根各自中心線互相平行的第一等效電極鏈。所述第一等效電極鏈的中心線是組成該第一等效電極鏈的各第一等效電極的形心連線。所述第一等效電極設(shè)置有一鏤空的等效電極容置區(qū)，并且在該第一等效電極設(shè)置至少一等效出線槽，借助該等效出線槽將所述第一等效電極內(nèi)等效電極容置區(qū)的區(qū)域與該第一等效電極外的區(qū)域連通。所述第二等效電極設(shè)置在與該第二等效電極對(duì)應(yīng)的第一等效電極的等效電極容置區(qū)內(nèi)，電連接所述第二等效電極的第二等效連接導(dǎo)線從所述第一等效電極的等效出線槽引出。并且電連接各第二等效電極的第二等效連接導(dǎo)線在第一等效電極外的區(qū)域內(nèi)互相平行設(shè)置。上述電容式傳感器的布設(shè)方案，所述電極層的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極等效為等效啞電極。所述等效啞電極設(shè)置在第一等效電極之間，第二等效電極之間，以及第一等效電極與第二等效電極之間的空隙區(qū)域。另一種電容式傳感器的布設(shè)方案，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極和第二電極，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的同層連接導(dǎo)線。所述黑矩陣的遮蔽條用導(dǎo)電材料制成，包括互不電連接的架橋遮蔽條和啞電極遮蔽條。所述啞電極遮蔽條處于電懸空狀態(tài)。一根架橋遮蔽條兩端分別設(shè)置有伸入至電極層的兩電連接柱。所述電連接柱通常由制造電極層的材料制成，在制作電極層時(shí)同時(shí)制作完成。所述任意一第一電極與任意一第二電極互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。第一電極與第二電極中的一種電極借助同層連接導(dǎo)線電連接。另一種電極之間借助來(lái)自黑矩陣的架橋遮蔽條及兩電連接柱實(shí)現(xiàn)電極間的電連接。具體地，所述第一電極等效為第一等效電極，所述第二電極等效為第二等效電極，所述同層連接導(dǎo)線等效為等效同層連接導(dǎo)線。具體而言，所述啞電極遮蔽條被分隔成至少兩個(gè)互不電連接的啞電極區(qū)塊，在同一啞電極區(qū)塊內(nèi)的啞電極遮蔽條互相電連接。同上一方案所述結(jié)構(gòu)，所述電極層的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)；所述啞電極等效為等效啞電極。所述等效啞電極設(shè)置在第一等效電極之間，第二等效電極之間，以及第一等效電極與第二等效電極之間的空隙區(qū)域。再一種電容式傳感器的布設(shè)方案，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極和第二電極，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的用于電連接第一電極的第一連接導(dǎo)線，以及用于電連接第二電極的第二連接導(dǎo)線。所述任意一第一電極與任意一第二電極互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。在第一連接導(dǎo)線之間，第二連接導(dǎo)線之間，以及任意第一連接導(dǎo)線和第二連接導(dǎo)線之間的交叉部分通過(guò)導(dǎo)線架空結(jié)構(gòu)或者設(shè)置隔離介質(zhì)的方式令第一電極與第二電極的不能電連接。具體地，所述第一電極等效為第一等效電極，所述第二電極等效為第二等效電極，所述第一連接導(dǎo)線等效為第一等效連接導(dǎo)線，所述第二連接導(dǎo)線等效為第二等效連接導(dǎo)線。借助第一等效連接導(dǎo)線將第一等效電極分組電連接成至少一條第一電極鏈。借助第二等效連接導(dǎo)線將第二等效電極分組電連接成至少一條第二電極鏈。同前述方案所述結(jié)構(gòu)，所述電極層的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極等效為等效啞電極。所述等效啞電極設(shè)置在第一等效電極之間，第二等效電極之間，以及第一等效電極與第二等效電極之間的空隙區(qū)域。還有一種電容式傳感器的布設(shè)方案，所述電容式觸摸傳感器是基于自電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第三電極。所述電極導(dǎo)線包括分別電連接各第三電極的第三連接導(dǎo)線。所述第三電極等效為第三等效電極，該第三等效電極呈梯形平面狀。所述第三連接導(dǎo)線等效為第三等效連接導(dǎo)線。任意兩相鄰第三等效電極都是按一梯形第三等效電極的上底與另一梯形第三等效電極的下底在一條直線上，一梯形第三等效電極的下底與另一梯形第三等效電極的上底在另一條直線上的方式布置，從而令所有第三等效電極按“齒咬合”的形式布置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。所述第三連接導(dǎo)線平行地從電極層內(nèi)引出。同前述方案所述結(jié)構(gòu)，所述電極層的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極等效為等效啞電極。所述等效啞電極設(shè)置在第三等效電極之間的空隙區(qū)域。所述液晶顯示觸摸屏還包括柔性印刷電路板。借助該柔性印刷電路板實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底上的器件與設(shè)置在所述第二襯底上的器件之間的電連接。或者，所述液晶顯示觸摸屏還包括設(shè)置在第一襯底與第二襯底之間的導(dǎo)電觸點(diǎn)。借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底上的器件與設(shè)置在所述第二襯底上的器件之間的電連接。所述液晶顯示觸摸屏還包括分別覆蓋第一襯底和第二襯底的兩偏光片。一種控制電路的具體實(shí)施方案，所述控制電路包括主控模塊，以及電連接該主控模塊的液晶顯示模塊和觸摸傳感器模塊。所述液晶顯示模塊包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊和像素電極驅(qū)動(dòng)電路，所述像素電極驅(qū)動(dòng)電路包括分別電連接該液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊的門驅(qū)動(dòng)模塊和源驅(qū)動(dòng)模塊，以及電連接所述門驅(qū)動(dòng)模塊和源驅(qū)動(dòng)模塊的像素激活模塊。所述觸摸傳感器模塊包括觸摸傳感控制器模塊，以及電連接該觸摸傳控制器模塊的電極通道。所述電極通道是由所述電極層內(nèi)的電極分組電連接而成。所述各模塊的具體設(shè)置位置是，所述第二襯底的面積大于第一襯底的面積，該第二襯底包括正對(duì)第一襯底的顯示觸摸區(qū)域，以及由所述顯示觸摸區(qū)域向外延伸的外延區(qū)域。所述門驅(qū)動(dòng)模塊、源驅(qū)動(dòng)模塊和像素激活模塊設(shè)置在第二襯底的顯示觸摸區(qū)域。所述液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊和觸摸傳感控制器模塊設(shè)置在第二襯底的外延區(qū)域。所述電極通道設(shè)置在第一襯底上的電極層內(nèi)。具體地，所述電極通道借助柔性印刷電路板從電極層引出第一襯底并電連接至所述觸摸傳感控制器模塊。或者所述液晶顯示觸摸屏還包括用于實(shí)現(xiàn)第一襯底與第二襯底電連接關(guān)系的導(dǎo)電觸點(diǎn)。所述電極通道借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)將從電極層引出第一襯底的電極導(dǎo)線電連接至所述觸摸傳感控制器模塊。另一種控制電路的具體實(shí)施方案，所述控制電路包括主控模塊，以及電連接該主控模塊的液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊。所述控制電路還包括分別電連接所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊的門驅(qū)動(dòng)模塊和源驅(qū)動(dòng)模塊，以及電連接所述門驅(qū)動(dòng)模塊和源驅(qū)動(dòng)模塊的薄膜晶體管像素激活模塊。所述控制電路還包括電連接所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊的電極通道；所述電極通道是由所述電極層內(nèi)的電極分組電連接而成。所述各模塊的具體設(shè)置位置是，所述第二襯底的面積大于第一襯底的面積，該第二襯底包括正對(duì)第一襯底的顯示觸摸區(qū)域，以及由所述顯示觸摸區(qū)域向外延伸的外延區(qū)域。所述門驅(qū)動(dòng)模塊、源驅(qū)動(dòng)模塊和像素激活模塊設(shè)置在第二襯底的顯示觸摸區(qū)域。所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊設(shè)置在第二襯底的外延區(qū)域。所述電極通道由設(shè)置在第一襯底上的電極層內(nèi)。
具體地，所述電極通道借助柔性印刷電路板從電極層引出第一襯底并電連接至所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊?；蛘咚鲆壕э@示觸摸屏還包括用于實(shí)現(xiàn)第一襯底與第二襯底電連接關(guān)系的導(dǎo)電觸點(diǎn)。所述電極通道借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)將從電極層引出第一襯底的電極導(dǎo)線電連接至所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊。上述控制電路的具體實(shí)施方案，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極通道包括由驅(qū)動(dòng)電極分組電連接而成的驅(qū)動(dòng)電極通道和由傳感電極分組電連接而成的傳感電極通道。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種配備集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏的設(shè)備，包括液晶顯示屏。尤其是，所述液晶顯示器是集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，包括第一襯底，第二襯底，設(shè)置在第一襯底與第二襯底之間的液晶成像材料，以及控制電路。在所述第一襯底上設(shè)置有彩色濾光片。在所述第二襯底上設(shè)置有像素電極矩陣。所述集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底和第二襯底之間的電極層。所述電極層包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。所述設(shè)備包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信終端、視頻播放設(shè)備、音頻播放設(shè)備、視頻/音頻播放設(shè)備、全球定位導(dǎo)航設(shè)備和電子測(cè)量設(shè)備。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明“集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏”的技術(shù)效果在于:
1.本發(fā)明將單層電容傳感器設(shè)置在液晶顯示觸摸屏之內(nèi)，較現(xiàn)有技術(shù)雙層電容傳感器而言，減小了液晶顯示觸摸屏的厚度，符合液晶顯示觸摸屏向薄型甚至超薄型方向發(fā)展的趨勢(shì)；
2.本發(fā)明利用黑矩陣的遮蔽作用，在黑矩陣遮蔽像素電極矩陣的同時(shí)還遮蔽電容式傳感器的電極和電極導(dǎo)線，令電極和電極導(dǎo)線不必拘泥于用高電阻率的透明導(dǎo)電材料制成，使用低電阻率的不透明金屬導(dǎo)線制成的電極和電極導(dǎo)線成為可能，增強(qiáng)電容式觸摸傳感器的使用效果，降低制造成本；
3.本發(fā)明用電極層替換液晶顯示屏內(nèi)的黑矩陣，減小液晶顯示觸摸屏的厚度，令液晶顯示觸摸屏能夠向薄型甚至超薄型方向發(fā)展。4.本發(fā)明將電容式觸摸傳感器設(shè)置在共用電位電極平面上，工藝難度低，與在像素電極矩陣上加工電極比較，不僅沒(méi)有增加工藝難度，還降低了制造成本，并且符合液晶顯示觸摸屏向薄型甚至超薄型方向發(fā)展的趨勢(shì)。


圖1是本發(fā)明“集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏”第一實(shí)施例的正投影主視不意 圖2是所述第一實(shí)施例的電極層74的引出導(dǎo)線391、392電連接至第二襯底72的正投影俯視不意 圖3是所述第一實(shí)施例控制電路的電原理示意框圖； 圖4是所述第一實(shí)施例的黑矩陣75的正投影俯視示意 圖5是所述第一實(shí)施例的電極層74的正投影俯視示意 圖6是所述第一實(shí)施例的電極層74的等效電極正投影俯視示意 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的電極層74的等效電極正投影俯視示意 圖8是圖7中Z指示區(qū)域的實(shí)際電極的局部放大示意 圖9是所述第二實(shí)施例一種互電容耦合單元的局部示意 圖10是圖9所示互電容耦合單元的第一等效電極110的結(jié)構(gòu)示意 圖11是圖9所示互電容耦合單元的第二等效電極210的結(jié)構(gòu)示意 圖12是所述第二實(shí)施例另一種互電容耦合單元的局部示意 圖13是圖12所示互電容耦合單元的第二等效電極210的結(jié)構(gòu)示意 圖14是本發(fā)明第三實(shí)施例的電極層74的正投影俯視局部等效電極示意 圖15是對(duì)應(yīng)圖14的電極層74的正投影俯視局部實(shí)際電極示意 圖16是本發(fā)明第三實(shí)施例對(duì)應(yīng)圖14所示電極層74的黑矩陣15的正投影俯視局部示意 圖17是圖16中Y — Y方向剖視示意 圖18是本發(fā)明第四實(shí)施例的電極層74的正投影俯視局部等效電極示意 圖19是對(duì)應(yīng)圖18的電極層74的正投影俯視局部實(shí)際電極不意 圖20是本發(fā)明第五實(shí)施例的電極層74的正投影俯視局部實(shí)際電極示意 圖21是本發(fā)明第六實(shí)施例的正投影主視示意 圖22是所述第六實(shí)施例的電極層74的正投影俯視示意 圖23是所述第六實(shí)施例控制電路的電原理示意框 圖24是本發(fā)明第七實(shí)施例的正投影主視示意 圖25是現(xiàn)有技術(shù)TN型液晶顯示屏的正投影主視示意 圖26是現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示屏的像素電極矩陣723a的局部正投影俯視示意 圖27是現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示屏的黑矩陣75a的局部正投影俯視示意 圖28是現(xiàn)有技術(shù)IPS型液晶顯示屏的正投影主視示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示各實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明提出一種集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，如圖1至圖24所示，包括第一襯底71，第二襯底72，設(shè)置在第一襯底71與第二襯底72之間的液晶成像材料73，以及控制電路。在所述第一襯底71上設(shè)置有彩色濾光片711。在所述第二襯底72上設(shè)置有像素電極矩陣723，所述像素電極矩陣723包括按矩陣布設(shè)的像素電極，每個(gè)像素電極都配置有像素電極驅(qū)動(dòng)電路。尤其是，還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底71和第二襯底72之間的電極層74。所述電極層74包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線。所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。如圖1、圖21和圖24所示，所述液晶顯示觸摸屏還包括分別覆蓋第一襯底71和第二襯底72的兩偏光片77。本發(fā)明所述電極層74將電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)，較現(xiàn)有技術(shù)減小了電容式觸摸傳感器的厚度，從而較現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明所述液晶顯示觸摸屏符合薄型甚至超薄型的發(fā)展趨勢(shì)。本發(fā)明通過(guò)以下的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明較低了產(chǎn)品成本，不需要增加工藝實(shí)現(xiàn)難度。本發(fā)明第一實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明在IPS型液晶顯示屏基礎(chǔ)上集成電容式傳感觸摸屏。所述液晶顯示觸摸屏內(nèi)還包括共用電位電極層76和黑矩陣75。所述共用電位電極層76設(shè)置在第二襯底72上，位于像素電極矩陣723之上。因而所述共用電位電極層76是用透明導(dǎo)電材料制成的類似黑矩陣75結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀電極面。所述第一襯底71上設(shè)置有用于遮蔽像素電極矩陣723的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路的一層黑矩陣75。如圖4所示，該黑矩陣75包括遮蔽條751。所述電極層74設(shè)置在第一襯底71，并且被所述黑矩陣75覆蓋，并且電極層74內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在黑矩陣75上的正投影都落在該黑矩陣75的遮蔽條751 上。本發(fā)明第一實(shí)施例，所述電容式觸摸屏采用單層互電容觸摸屏，如圖5和圖7所示，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極11和第二電極21，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的用于電連接第一電極11的第一電極連接導(dǎo)線31，以及用于電連接第二電極21的第二連接導(dǎo)線32。所述任意一第一電極11與任意一第二電極21互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。各第一電極11的第一連接導(dǎo)線31之間，各第二電極21的第二連接導(dǎo)線32之間，以及任意第一連接導(dǎo)線31與第二連接導(dǎo)線32之間在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)不存在交叉、跨越和交匯的位置關(guān)系。第一電極11和第二電極21中用于電連接激勵(lì)信號(hào)的電極是驅(qū)動(dòng)電極，用于接受電極反饋信號(hào)的電極的傳感電極。本發(fā)明第一實(shí)施例提出實(shí)現(xiàn)上述單層電極層74結(jié)構(gòu)的一種方案，如圖6所示，所述第一電極11等效為第一等效電極110，所述第二電極等效為第二等效電極210，所述第一連接導(dǎo)線31等效為第一等效連接導(dǎo)線310，所述第二連接導(dǎo)線32等效為第二等效連接導(dǎo)線320。所述第一等效電極110借助第一等效連接導(dǎo)線310分組串行電連接成至少兩根各自中心線互相平行的第一等效電極鏈10。所述第一等效電極鏈10的中心線是組成該第一等效電極鏈10的各第一等效電極110的形心連線。在相鄰兩第一等效電極鏈10之間和/或最外側(cè)兩第一等效電極鏈10各自的外側(cè)設(shè)置所述第二等效電極210。電連接各第二等效電極210的第二等效連接導(dǎo)線320在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)互相平行設(shè)置。為了盡量減少觸摸區(qū)域內(nèi)的連接導(dǎo)線，如圖6所示，所述第一等效電極110呈平面狀。在一根第一等效電極鏈10中的相鄰第一等效電極110的平面邊界連接，借助互相毗鄰的平面邊界實(shí)現(xiàn)電連接，即該第一等效電極鏈10中的相鄰第一等效電極110之間沒(méi)有第一等效連接導(dǎo)線310，從而令所述第一等效電極鏈10呈長(zhǎng)條狀平面。而在圖5中，兩相鄰第一等效電極110之間的邊界線就是第一電極311。上述方案用等效電極和等效電極導(dǎo)線的方式描述了電極層74的實(shí)現(xiàn)方案，實(shí)際的電極布設(shè)結(jié)構(gòu)如圖5所示，圖5的結(jié)構(gòu)可以看作是電極11、21和電極導(dǎo)線31、32按照?qǐng)D4的黑矩陣75的遮蔽條751結(jié)構(gòu)設(shè)置，并且在圖6上正投影，保留落在第一、第二等效電極110、210、第一、第二等效電極導(dǎo)線310、320之內(nèi)的電極11、21、電極導(dǎo)線31、32，去除落在等效電極110、210之外的電極11、21和電極導(dǎo)線31、32而形成。所述第一電極11、第二電極21都是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，圖5中實(shí)線部分是電極，空白部分是電極之間的空隙。從電極結(jié)構(gòu)和布局的角度適合用等效電極和等效電極導(dǎo)線的方式描述，而等效電極是由所述實(shí)際網(wǎng)狀電極構(gòu)成，等效電極導(dǎo)線是由實(shí)際電極導(dǎo)線構(gòu)成。采用上述實(shí)際電極結(jié)構(gòu)確保所有第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線在黑矩陣75內(nèi)的正投影都落在遮蔽條751上，從而黑矩陣75的遮蔽條751不僅遮擋住像素電極矩陣內(nèi)各像素電極的像素電極驅(qū)動(dòng)電路，還遮擋住電極層74內(nèi)所有第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線32。因此，按照上述結(jié)構(gòu)，所述第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線32都可以采用電阻率低的金屬導(dǎo)電材料制成，從而用金屬導(dǎo)電材料制成的電極層14就沒(méi)有因電阻率高而影響傳感效果的問(wèn)題。而且電極層74設(shè)置在黑矩陣75下方的加工工藝較簡(jiǎn)單成熟，不會(huì)增加工藝要求。因而實(shí)現(xiàn)低成本、不需要增加工藝難度就制成符合薄型甚至超薄趨勢(shì)的液晶顯示觸摸屏。關(guān)于第一襯底71上器件與第二襯底72上器件實(shí)現(xiàn)電連接的方式,本發(fā)明第一實(shí)施例，如圖1和圖2所示，所述液晶顯示觸摸屏還包括設(shè)置在第一襯底71與第二襯底72之間的導(dǎo)電觸點(diǎn)82。借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)82實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底71上的器件與設(shè)置在所述第二襯底72上的器件之間的電連接。如圖2所示，所述電極層的引出導(dǎo)線391借助導(dǎo)電觸點(diǎn)82電連接第二襯底72上的引出導(dǎo)線392，從而實(shí)現(xiàn)第一襯底71上電極層74中電極與第二襯底72上的控制電路的電連接。本發(fā)明第一實(shí)施例，如圖3所示，所述控制電路包括主控模塊91，以及電連接該主控模塊91的液晶顯示模塊和觸摸傳感器模塊。所述液晶顯示模塊包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊92和像素電極驅(qū)動(dòng)電路，所述像素電極驅(qū)動(dòng)電路包括分別電連接該液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊92的門驅(qū)動(dòng)模塊94和源驅(qū)動(dòng)模塊95，以及電連接所述門驅(qū)動(dòng)模塊94和源驅(qū)動(dòng)模塊95的像素激活模塊96。本實(shí)施例中，所述像素激活模塊96采用薄膜晶體管像素激活模塊。一組門驅(qū)動(dòng)模塊94、源驅(qū)動(dòng)模塊95和像素激活模塊96構(gòu)成一個(gè)像素電極的像素電極驅(qū)動(dòng)電路。所述觸摸傳感器模塊包括觸摸傳感控制器模塊93，以及電連接該觸摸傳控制器模塊93的電極通道。所述電極通道是由所述電極層74內(nèi)的電極分組電連接而成。本發(fā)明第一實(shí)施例，如圖1和圖3所不,所述第二襯底72的面積大于第一襯底71的面積，該第二襯底72包括正對(duì)第一襯底71的顯示觸摸區(qū)域721，以及由所述顯示觸摸區(qū)域721向外延伸的外延區(qū)域722。所述門驅(qū)動(dòng)模塊94、源驅(qū)動(dòng)模塊95和像素激活模塊96設(shè)置在第二襯底72的顯示觸摸區(qū)域721。所述液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊92和觸摸傳感控制器模塊93設(shè)置在第二襯底72的外延區(qū)域722。所述電極通道設(shè)置在第一襯底71上的電極層74內(nèi)。如上所述，本發(fā)明第一實(shí)施例，如圖1和圖2所示，還包括用于實(shí)現(xiàn)第一襯底71與第二襯底72電連接關(guān)系的導(dǎo)電觸點(diǎn)82。所述電極通道借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)82將從電極層74引出第一襯底71的電極導(dǎo)線電連接至所述觸摸傳感控制器模塊93。作為替換方式，所述電極通道借助柔性印刷電路板81從電極層74引出第一襯底71并電連接至所述觸摸傳感控制器模塊93。由于所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，如圖3所示，所述電極通道包括由驅(qū)動(dòng)電極分組電連接而成的驅(qū)動(dòng)電極通道981和由傳感電極分組電連接而成的傳感電極通道982。為了提高有效電容率，所述電極層74的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極41，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。啞電極41的具體位置可以通過(guò)后續(xù)實(shí)施例的附圖體現(xiàn)。所述啞電極41等效為等效啞電極410。所述等效啞電極410設(shè)置在第一等效電極110之間，第二等效電極210之間，以及第一等效電極110與第二等效電極210之間的空隙區(qū)域。本發(fā)明第二實(shí)施例提出了實(shí)現(xiàn)上述單層電極層74的另一種結(jié)構(gòu)方案，如圖7所示，所述第一電極11等效為第一等效電極110，所述第二電極等效為第二等效電極210，所述第一連接導(dǎo)線31等效為第一等效連接導(dǎo)線310，所述第二連接導(dǎo)線32等效為第二等效連接導(dǎo)線320。所述第一等效電極110借助第一連接導(dǎo)線310分組串行電連接成至少兩根各自中心線互相平行的第一等效電極鏈10。所述第一等效電極鏈10的中心線是組成該第一等效電極鏈10的各第一等效電極110的形心連線。所述第一等效電極110設(shè)置有一鏤空的等效電極容置區(qū)111，并且在該第一等效電極110設(shè)置至少一等效出線槽112，借助該等效出線槽112將所述第一等效電極110內(nèi)等效電極容置區(qū)111的區(qū)域與該第一等效電極110外的區(qū)域連通。所述第二等效電極210設(shè)置在與該第二等效電極210對(duì)應(yīng)的第一等效電極110的等效電極容置區(qū)111內(nèi)，電連接所述第二等效電極210的第二等效連接導(dǎo)線320從所述第一等效電極110的等效出線槽112引出。并且電連接各第二等效電極210的第二等效連接導(dǎo)線320在第一等效電極110外的區(qū)域內(nèi)互相平行設(shè)置。圖8示出達(dá)到圖7所示等效電極的實(shí)際電極結(jié)構(gòu)圖。與第一實(shí)施例同理，所述第一電極11、第二電極21都是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，圖8中實(shí)線部分是電極，空白部分是電極之間的空隙。從電極結(jié)構(gòu)和布局的角度適合用等效電極和等效電極導(dǎo)線的方式描述，而等效電極是由所述實(shí)際網(wǎng)狀電極構(gòu)成，等效電極導(dǎo)線是由實(shí)際電極導(dǎo)線構(gòu)成。采用上述實(shí)際電極結(jié)構(gòu)確保所有第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線在黑矩陣75內(nèi)的正投影都落在遮蔽條751上，從而黑矩陣75的遮蔽條751不僅遮擋住像素電極矩陣內(nèi)各像素電極的像素電極驅(qū)動(dòng)電路，還遮擋住電極層74內(nèi)所有第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線32。因此，按照上述結(jié)構(gòu)，所述第一電極11、第二電極21、第一電極導(dǎo)線31和第二電極導(dǎo)線32都可以采用電阻率低的金屬導(dǎo)電材料制成，從而用金屬導(dǎo)電材料制成的電極層14就沒(méi)有因電阻率高而影響傳感效果的問(wèn)題。而且電極層74設(shè)置在黑矩陣下方的加工工藝較簡(jiǎn)單成熟，不會(huì)增加工藝要求。因而實(shí)現(xiàn)低成本、不需要增加工藝難度就制成符合薄型甚至超薄趨勢(shì)的液晶顯示觸摸屏。在第二實(shí)施例中，如圖7和圖8所示，所述電極層74的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極41，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極41等效為等效啞電極410。所述等效啞電極410設(shè)置在第一等效電極110之間，第二等效電極210之間，以及第一等效電極110與第二等效電極210之間的空隙區(qū)域。所述第一等效電極110與設(shè)置在該第一等效電極110的等效電極容置區(qū)111內(nèi)的第二等效電極220形成一對(duì)互電容耦合單元。關(guān)于互電容耦合單元還有以下具體結(jié)構(gòu):
為了更好的增強(qiáng)耦合效果，提高有效電容率，如圖9至圖13所示，對(duì)于一個(gè)基本耦合單元，所述第二等效電極210包括至少兩子電極211，以及設(shè)置在相鄰兩子電極211之間的連接電極212。所述子電極211是具有互相垂直的第一中心線和第二中心線的平面，所述子電極211與第一中心線共線的第一中心線段AB的長(zhǎng)度小于與第二中心線共線的第二中心線段⑶的長(zhǎng)度。所述子電極211各自的第二中心線互相平行設(shè)置。以所述子電極211的第二中心線方向?yàn)閷挾确较?，所述連接電極212的寬度小于所述子電極211與第二中心線共線的第二中心線段CD的長(zhǎng)度。所述子電極211與連接電極212之間的平面邊界連接，借助互相毗鄰的平面邊界實(shí)現(xiàn)電連接，從而令所述第二等效電極210呈具有至少一凹槽的平面狀；與所述第二等效電極210對(duì)應(yīng)的第一等效電極110的等效電極容置區(qū)111的邊界形狀與該第二等效電極210的平面邊界形狀相適配，從而令所述等效電極容置區(qū)111的邊界呈鋸齒狀。如圖9至圖11所示，所述子電極211是呈截去對(duì)角的菱形狀的類菱形子電極2111，即所述類菱形子電極2111是一菱形被一對(duì)平行于所述第二中心線的直線截去該第二中心線兩側(cè)的角而成的六邊形。所述連接電極212是呈矩形狀的矩形連接電極2121。如圖12和圖13所示，所述子電極211是呈矩形狀的矩形子電極2112。所述連接電極212是呈矩形狀的矩形連接電極2121。所述子電極211還可以呈成橢圓形或者類橢圓形的，或者任何邊界線不規(guī)則的以第一中心線為對(duì)稱軸的軸對(duì)稱圖形，或者任何邊界線不規(guī)則的以第二中心線為對(duì)稱軸的軸對(duì)稱圖形。本發(fā)明第三實(shí)施例提出一種允許電極導(dǎo)線跨越、交匯的架橋式單層互電容傳感器，如圖14至圖17所示，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極13和第二電極23，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的同層連接導(dǎo)線33。所述黑矩陣75的遮蔽條751用導(dǎo)電材料制成，包括互不電連接的架橋遮蔽條7511和啞電極遮蔽條7512。所述啞電極遮蔽條7512處于電懸空狀態(tài)。一根架橋遮蔽條7511兩端分別設(shè)置有伸入至電極層74的兩電連接柱75111。在實(shí)際產(chǎn)品中，也可以將所述電連接柱75111由電極層74材料制成，在制作電極層74時(shí)同時(shí)制作完成，也就是所述電連接柱75111也可以分別是兩相鄰的、需要架橋電連接的電極板上的一部分，借助電連接架橋遮蔽條7511兩端的電連接柱75111實(shí)現(xiàn)電極板之間的架橋電連接。因而所述電連接柱75111既可以是電極層74的一部分，在電極層74的制造過(guò)程中完成電連接柱75111的制造，也可以是黑矩陣75的一部分，在黑矩陣75的制造過(guò)程中完成電連接柱75111的制造，兩種情況實(shí)質(zhì)相同，即借助黑矩陣74實(shí)現(xiàn)電極層74內(nèi)的電極架橋電連接。所述任意一第一電極13與任意一第二電極23互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。第一電極13與第二電極23中的一種電極借助同層連接導(dǎo)線33電連接。另一種電極之間借助來(lái)自黑矩陣75的架橋遮蔽條7511及兩電連接柱75111實(shí)現(xiàn)電極間的電連接。所述第一電極13等效為第一等效電極130，所述第二電極23等效為第二等效電極230，所述同層連接導(dǎo)線33等效為等效同層連接導(dǎo)線330。如圖14和圖15所不，在電極層74內(nèi)，第一電極13和第二電極23中只有一種電極通過(guò)同層連接導(dǎo)線33電連接。第三實(shí)施例中，第二電極23之間通過(guò)同層連接導(dǎo)線33電連接，即第二等效電極230之間通過(guò)等效同層連接導(dǎo)線330電連接。而另一種電極，即第一電極13在電極層74內(nèi)沒(méi)有連接導(dǎo)線，而是借助黑矩陣75內(nèi)的架橋遮蔽條7511實(shí)現(xiàn)兩第一電極13之間的電連接。圖15示出達(dá)到圖14等效電極效果的實(shí)際網(wǎng)狀電極結(jié)構(gòu)。所述架橋遮蔽條7511的具體結(jié)構(gòu)通過(guò)圖16和圖17被清楚反映。兩第一電極13之間借助黑矩陣75的架橋遮蔽條7511如架橋般電連接在一起。顯然，如圖16所示，所有啞電極遮蔽條7512都應(yīng)當(dāng)與架橋遮蔽條7511隔斷開，從而所有啞電極遮蔽條7512起到了啞電極作用。如圖16所示，所述啞電極遮蔽條7512被分隔成至少兩個(gè)互不電連接的啞電極區(qū)塊7513，在同一啞電極區(qū)塊內(nèi)7513的啞電極遮蔽條7512互相電連接。為了獲得良好的效果，又如圖16所示，第三實(shí)施例中啞電極區(qū)塊7513應(yīng)當(dāng)包括與第一電極13相應(yīng)的區(qū)塊，與第二電極23相應(yīng)的區(qū)塊，以及與第一電極13與第二電極23之間空隙相應(yīng)的區(qū)塊。第三實(shí)施例通過(guò)黑矩陣75架橋的方式解決用于連接不同種類電極的互相跨越或者交匯的導(dǎo)線之間的絕緣問(wèn)題。為了明確各附圖中等效電極與實(shí)際電極的對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖15及后續(xù)附圖用虛線標(biāo)明實(shí)際電極等效的等效電極區(qū)。同理，為了提高有效電容率，所述電極層74的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極41，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極41等效為等效啞電極410。所述等效啞電極410設(shè)置在第一等效電極130之間，第二等效電極230之間，以及第一等效電極130與第二等效電極230之間的空隙區(qū)域。本發(fā)明第四實(shí)施例提出另一種允許電極導(dǎo)線跨越、交匯的單層互電容傳感器，如圖18至19所示，所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極15和第二電極25，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的用于電連接第一電極15的第一連接導(dǎo)線35，以及用于電連接第二電極25的第二連接導(dǎo)線36。所述任意一第一電極15與任意一第二電極25互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)。在第一連接導(dǎo)線35之間，第二連接導(dǎo)線36之間，以及任意第一連接導(dǎo)線35和第二連接導(dǎo)線36之間的交叉部分通過(guò)導(dǎo)線架空結(jié)構(gòu)或者設(shè)置隔離介質(zhì)的方式令第一電極15與第二電極25的不能電連接。如果單獨(dú)采用類似第三實(shí)施例的架橋結(jié)構(gòu)的架空結(jié)構(gòu)會(huì)增加電極層的厚度，所以大多數(shù)情況下應(yīng)當(dāng)在第一連接導(dǎo)線35與第二連接導(dǎo)線36之間設(shè)置隔離介質(zhì)741，用于解決實(shí)現(xiàn)第一連接導(dǎo)線35與第二連接導(dǎo)線36之間絕緣問(wèn)題。所述第一電極15等效為第一等效電極150，所述第二電極25等效為第二等效電極250，所述第一連接導(dǎo)線35等效為第一等效連接導(dǎo)線350，所述第二連接導(dǎo)線36等效為第二等效連接導(dǎo)線360。借助第一等效連接導(dǎo)線350將第一等效電極150分組電連接成至少一條第一電極鏈；借助第二等效連接導(dǎo)線360將第二等效電極250分組電連接成至少一條第二電極鏈。第四實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)、電極導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、等效電極和等效電極導(dǎo)線都與前述實(shí)施例同樣道理，此處不再贅述。第四實(shí)施例中所述電極層74的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極41，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極41等效為等效啞電極410。所述等效啞電極410設(shè)置在第一等效電極150之間，第二等效電極250之間，以及第一等效電極150與第二等效電極250之間的空隙區(qū)域。本發(fā)明第五實(shí)施例，如圖20所示，所述電容式觸摸傳感器是基于自電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第三電極17。所述電極導(dǎo)線包括分別電連接各第三電極17的第三連接導(dǎo)線37。所述第三電極17等效為第三等效電極170，該第三等效電極170呈梯形平面狀。所述第三連接導(dǎo)線37等效為第三等效連接導(dǎo)線370。任意兩相鄰第三等效電極170都是按一梯形第三等效電極170的上底與另一梯形第三等效電極170的下底在一條直線上，一梯形第三等效電極170的下底與另一梯形第三等效電極170的上底在另一條直線上的方式布置，從而令所有第三等效電極170按“齒咬合”的形式布置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)；所述第三連接導(dǎo)線370平行地從電極層74內(nèi)引出。圖20中用虛線標(biāo)明實(shí)際第三電極17對(duì)應(yīng)的第三等效電極170。如上所述，所述電極層74的電極還包括沒(méi)有任何電連接關(guān)系的啞電極41，即該啞電極處于電懸空狀態(tài)。所述啞電極41等效為等效啞電極410。所述等效啞電極410設(shè)置在第三等效電極170之間的空隙區(qū)域。本發(fā)明第六實(shí)施例，如圖21至圖23所示，與第一實(shí)施例的區(qū)別之一是用電極層74替代了黑矩陣75。所述電極層74內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線用非透明且表面無(wú)反射的導(dǎo)電材料制成，所述電極和電極導(dǎo)線在像素電極矩陣723所在平面上的正投影全部落在該像素電極矩陣723的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路上，從而令電極層74能夠遮蔽像素電極矩陣723的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路。由于黑矩陣75的作用是遮擋像素電極矩陣中的像素電極驅(qū)動(dòng)電路，因而在用電極層74替換黑矩陣時(shí)，還需要在電極間空隙區(qū)域用與各電極電隔離的網(wǎng)狀電極填充，這些填充的電極起到啞電極41作用，也就是用電極層替換黑矩陣，就必須在電極層增加啞電極41，啞電極41不僅起到提高有效電容率的作用，還起到黑矩陣遮蔽條的作用。那么電極層74中的所有電極和電極導(dǎo)線都是不僅起到電極和電極導(dǎo)線作用，還起到黑矩陣遮蔽條的作用。因而電極層74的電極和電極導(dǎo)線在像素電極矩陣723內(nèi)的正投影要落在所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路上。圖22就是在第一實(shí)施例圖5所示電極層基礎(chǔ)上增加啞電極41后的不意圖。第一、第二、第四和第五實(shí)施例的電容式觸摸傳感器的具體結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用在第六實(shí)施例中。只需要在各實(shí)施例電容式觸摸傳感器的電極層基礎(chǔ)上，在各電極、電極導(dǎo)線之間填充起到啞電極作用的電極，令電極層內(nèi)所有電極和電極導(dǎo)線能夠遮擋所有像素電極矩陣723內(nèi)的像素電極驅(qū)動(dòng)電路，就可以實(shí)現(xiàn)用電極層74替代黑矩陣75.第六實(shí)施例與第一實(shí)施例的另一個(gè)區(qū)別是將液晶顯示模塊和觸摸傳感器模塊集成為液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97。如圖23所示，所述控制電路包括主控模塊91，以及電連接該主控模塊91的液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97。所述控制電路還包括分別電連接所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97的門驅(qū)動(dòng)模塊94和源驅(qū)動(dòng)模塊95，以及電連接所述門驅(qū)動(dòng)模塊94和源驅(qū)動(dòng)模塊95的像素激活模塊96。所述控制電路還包括電連接所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97的電極通道。所述電極通道是由所述電極層74內(nèi)的電極分組電連接而成。如圖21和圖23所示，所述第二襯底72的面積大于第一襯底71的面積，該第二襯底72包括正對(duì)第一襯底71的顯示觸摸區(qū)域721，以及由所述顯示觸摸區(qū)域721向外延伸的外延區(qū)域722。所述門驅(qū)動(dòng)模塊94、源驅(qū)動(dòng)模塊95和像素激活模塊96設(shè)置在第二襯底72的顯示觸摸區(qū)域721。所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97設(shè)置在第二襯底72的外延區(qū)域722。所述電極通道由設(shè)置在第一襯底71上的電極層74內(nèi)。第六實(shí)施例，如圖21所示，所述液晶顯示觸摸屏還包括用于實(shí)現(xiàn)第一襯底71與第二襯底72電連接關(guān)系的導(dǎo)電觸點(diǎn)82。所述電極通道借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)82將從電極層74引出第一襯底71的電極導(dǎo)線電連接至所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97。還可以采用柔性電路板連接，所述電極通道借助柔性印刷電路板81從電極層74引出第一襯底71并電連接至所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97。本發(fā)明第七實(shí)施例，如圖24所示，與第一實(shí)施例的區(qū)別之一是將電極層加工在共同電位電極層76上。在所述第一襯底71或者第二襯底72上設(shè)置有提供共用電位的共用電位電極層76。所述電容式觸摸傳感器的電極層74靠近所述共用電位電極層76設(shè)置，該電極層74內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在所述共用電位電極層76上的正投影都落在該共用電位電極層76內(nèi)。第七實(shí)施例以TN型液晶顯示屏為基礎(chǔ)，共用電位電極層76是一整塊平板電極，第一、第二、第四、第五實(shí)施例的電容式觸摸傳感器的具體結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用與第七實(shí)施例。如果以IPS型液晶顯示屏為基礎(chǔ)，共用電位電極層76是類似于黑矩陣75的結(jié)構(gòu)，那么電極層74的電極和電極導(dǎo)線可以完全參照第一、第二、第四、第五實(shí)施例，即與共用電位電極層76中的共用電位電極結(jié)構(gòu)相應(yīng)設(shè)置。所述電極層74內(nèi)的電極和電極材料可以采用低電阻率的透明導(dǎo)電材料制成。因而對(duì)于以IPS液晶顯示屏為基礎(chǔ)的液晶顯示觸摸屏，所述共用電位電極層76包括至少一個(gè)共用電位電極，所述共用電位電極正對(duì)像素電極之間的空隙區(qū)域設(shè)置，呈與黑矩陣75相同的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，那么，所述電極層74內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在所述共用電位電極層76上的正投影都落在共用電位電極內(nèi)。具體實(shí)際電極的設(shè)置方式完全可以參考上述實(shí)施例按照黑矩陣75結(jié)構(gòu)正投影在等效電極形成實(shí)際電極的方式實(shí)現(xiàn)，所以第一至第五實(shí)施例的電容觸摸傳感器結(jié)構(gòu)可以用于以IPS液晶顯示屏為基礎(chǔ)的液晶顯示觸摸屏。由于在共用電位電極層76上設(shè)置電極和電極導(dǎo)線比在像素電極矩陣上設(shè)置的工藝難度低，因而將電極層74設(shè)置在共用電位電極層76上的工藝容易實(shí)現(xiàn)，制造成本低。第七實(shí)施例與第一實(shí)施例的另一個(gè)區(qū)別是關(guān)于第一襯底71上器件與第二襯底72上器件實(shí)現(xiàn)電連接的方式，本發(fā)明第七實(shí)施例，如圖24所示，所述液晶顯示觸摸屏還包括柔性印刷電路板81。借助該柔性印刷電路板81實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底71上的器件與設(shè)置在所述第二襯底72上的器件之間的電連接。具體地，所述電極通道借助柔性印刷電路板81從電極層74引出第一襯底71并電連接至所述觸摸傳感控制器模塊93?；蛘咴摲桨缚梢蕴鎿Q為，所述液晶顯示觸摸屏還包括用于實(shí)現(xiàn)第一襯底71與第二襯底72電連接關(guān)系的導(dǎo)電觸點(diǎn)82。所述電極通道借助該導(dǎo)電觸點(diǎn)82將從電極層74引出第一襯底71的電極導(dǎo)線電連接至所述液晶顯示和觸摸傳感器集成模塊97。本發(fā)明所述集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏可以用在所有能夠使用或者未來(lái)有可能使用液晶顯示器的設(shè)備上，因而本發(fā)明還提出一種配備集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏的設(shè)備，包括液晶顯示屏。尤其是，所述液晶顯示器是集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，包括第一襯底71，第二襯底72，設(shè)置在第一襯底71與第二襯底72之間的液晶成像材料73，以及控制電路。在所述第一襯底71上設(shè)置有彩色濾光片711。在所述第二襯底72上設(shè)置有像素電極矩陣723。所述集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底71和第二襯底72之間的電極層74。所述電極層包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。所述設(shè)備包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信終端、視頻播放設(shè)備、音頻播放設(shè)備、視頻/音頻播放設(shè)備、全球定位導(dǎo)航設(shè)備和電子測(cè)量設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，包括第一襯底(71)，第二襯底(72)，設(shè)置在第一襯底(71)與第二襯底(72)之間的液晶成像材料(73)，以及控制電路；在所述第一襯底(71)上設(shè)置有彩色濾光片(711);在所述第二襯底(72)上設(shè)置有像素電極矩陣(723)，所述像素電極矩陣(723)包括按矩陣布設(shè)的像素電極，每個(gè)像素電極都配置有像素電極驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于: 還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底(71)和第二襯底(72)之間的電極層(74);所述電極層(74)包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 所述第一襯底(71)上設(shè)置有用于遮蔽像素電極矩陣(723)的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路的一層黑矩陣(75);該黑矩陣(75)包括遮蔽條(751)； 所述電極層(74)設(shè)置在第一襯底(71)，并且被所述黑矩陣(75)覆蓋，并且電極層(74)內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在黑矩陣(75)上的正投影都落在該黑矩陣(75)的遮蔽條(751)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 所述電極層(74)內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線用非透明且表面無(wú)反射的導(dǎo)電材料制成，所述電極和電極導(dǎo)線在像素電極矩陣(723)所在平面上的正投影全部落在該像素電極矩陣(723)的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路上，從而令電極層(74)能夠遮蔽像素電極矩陣(723)的所有像素電極驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 在所述第一襯底(71)或者第二襯底(72)上設(shè)置有提供共用電位的共用電位電極層(76 );所述電容式觸摸傳感器的電極層(74 )靠近所述共用電位電極層(76 )設(shè)置，該電極層(74)內(nèi)的電極和電極導(dǎo)線在所述共用電位電極層(76)上的正投影都落在該共用電位電極層(76)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之任一所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極(11)和第二電極(21)，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的用于電連接第一電極(11)的第一連接導(dǎo)線(31)，以及用于電連接第二電極(21)的第二連接導(dǎo)線(32)； 所述任意一第一電極(11)與任意一第二電極(21)互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)；各第一電極(11)的第一連接導(dǎo)線(31)之間，各第二電極(21)的第二連接導(dǎo)線(32)之間，以及任意第一連接導(dǎo)線(31)與第二連接導(dǎo)線(32)之間在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)不存在交叉、跨越和交匯的位置關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 所述電容式觸摸傳感器是基于互電容原理的電容式觸摸傳感器，所述電極包括用導(dǎo)電材料制成的第一電極(13)和第二電極(23)，所述電極導(dǎo)線包括用導(dǎo)電材料制成的同層連接導(dǎo)線(33)； 所述黑矩陣(75)的遮蔽條(751)用導(dǎo)電材料制成，包括互不電連接的架橋遮蔽條(7511)和啞電極遮蔽條(7512);所述啞電極遮蔽條(7512)處于電懸空狀態(tài)；一根架橋遮蔽條(7511)兩端分別設(shè)置有伸入至電極層(74)的兩電連接柱(75111)； 所述任意一第一電極(13)與任意一第二電極(23)互不重疊地設(shè)置在所述液晶顯示觸摸屏的顯示觸摸區(qū)域內(nèi)； 第一電極(13)與第二電極(23)中的一種電極借助同層連接導(dǎo)線(33)電連接；另一種電極之間借助來(lái)自黑矩陣(75)的架橋遮蔽條(7511)及兩電連接柱(75111)實(shí)現(xiàn)電極間的電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 還包括柔性印刷電路板(81);借助該柔性印刷電路板(81)實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底(71)上的器件與設(shè)置在所述第二襯底(72)上的器件之間的電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 還包括設(shè)置在第一襯底(71)與第二襯底(72)之間的導(dǎo)電觸點(diǎn)(82);借助該導(dǎo)電 觸點(diǎn)(82)實(shí)現(xiàn)設(shè)置在所述第一襯底(71)上的器件與設(shè)置在所述第二襯底(72)上的器件之間的電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，其特征在于: 所述控制電路包括主控模塊(91)，以及電連接該主控模塊(91)的液晶顯示模塊和觸摸傳感器模塊； 所述液晶顯示模塊包括液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊(92 )和像素電極驅(qū)動(dòng)電路，所述像素電極驅(qū)動(dòng)電路包括分別電連接該液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊(92)的門驅(qū)動(dòng)模塊(94)和源驅(qū)動(dòng)模塊(95)，以及電連接所述門驅(qū)動(dòng)模塊(94)和源驅(qū)動(dòng)模塊(95)的像素激活模塊(96)； 所述觸摸傳感器模塊包括觸摸傳感控制器模塊(93)，以及電連接該觸摸傳控制器模塊(93)的電極通道；所述電極通道是由所述電極層(74)內(nèi)的電極分組電連接而成。
10.一種配備集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏的設(shè)備，包括液晶顯示屏，其特征在于: 所述液晶顯示器是集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏，包括第一襯底(71)，第二襯底(72)，設(shè)置在第一襯底(71)與第二襯底(72)之間的液晶成像材料(73)，以及控制電路；在所述第一襯底(71)上設(shè)置有彩色濾光片(711);在所述第二襯底(72)上設(shè)置有像素電極矩陣(723)； 所述集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底(71)和第二襯底(72)之間的電極層(74);所述電極層包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。
全文摘要
集成單層電容傳感器的液晶顯示觸摸屏及其應(yīng)用設(shè)備，包括第一襯底，第二襯底，液晶成像材料，以及控制電路。還包括電容式觸摸傳感器，該電容式觸摸傳感器包括設(shè)置在所述第一襯底和第二襯底之間的電極層。所述電極層包括電極和用于實(shí)現(xiàn)電連接各電極的電極導(dǎo)線；所述電極和電極導(dǎo)線都設(shè)置在同一平面內(nèi)。本發(fā)明將單層電容傳感器設(shè)置在液晶顯示觸摸屏之內(nèi)，減小了液晶顯示觸摸屏的厚度，符合液晶顯示觸摸屏向薄型甚至超薄型方向發(fā)展的趨勢(shì)。另外，本發(fā)明利用黑矩陣的遮蔽作用，在黑矩陣遮蔽像素電極矩陣的同時(shí)還遮蔽電容式傳感器的電極和電極導(dǎo)線，增強(qiáng)電容式觸摸傳感器的使用效果，降低制造成本。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK103163676SQ20121036502
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者莫良華, 李華 申請(qǐng)人:敦泰科技有限公司