一種電容式觸摸液晶顯示面板

《一種電容式觸摸液晶顯示面板》屬于液晶顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式觸摸液晶顯示面板。

截至2013年6月，觸摸屏作為一種輸入媒介，是最為簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。因此，觸摸屏越來(lái)越多的應(yīng)用到各種電子產(chǎn)品中，例如手機(jī)、筆記本電腦、MP3/MP4等。根據(jù)工作原理和檢測(cè)觸摸信息介質(zhì)的不同，觸摸屏可以分為電阻式、電容式、紅外線式和表面聲波四種類型。電容式觸摸屏技術(shù)由于工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品壽命長(zhǎng)、透光率高等特點(diǎn)成為主流的觸摸屏技術(shù)。

為降低各種電子設(shè)備的成本，并使各種電子設(shè)備更輕薄，通常觸摸屏集成于液晶顯示面板中。截至2013年6月，集成度較高的方式為：將能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸功能的觸控單元設(shè)置在液晶顯示面板的CF（Color Film，彩膜）基板內(nèi)，所述液晶顯示面板采用IPS（In-Plane Switching，平面轉(zhuǎn)換）或FFS（Fringe Field Switching，邊緣場(chǎng)開關(guān)）驅(qū)動(dòng)方式。具體為，所述觸控單元直接設(shè)置在CF基板的玻璃基板表面上，所述CF基板的彩色濾光膜設(shè)置在觸控單元表面上，進(jìn)而得到更加輕薄的具有觸摸功能的液晶顯示面板，最終實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的輕薄化。

但是，2013年6月之前的具有觸摸功能的液晶顯示面板會(huì)出現(xiàn)觸摸失效的現(xiàn)象。

圖1是2013年6月之前技術(shù)的電容式觸摸屏的基本等效電路；

圖2是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例提供的一種電容式觸摸液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例提供的另一種電容式觸摸液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例提供的對(duì)電容式觸摸液晶顯示面板性能進(jìn)行測(cè)試的仿真模擬圖；

圖5是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例提供的電容式觸摸液晶顯示面板與2013年6月之前的的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率曲線圖圖；

圖6是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例提供的電容式觸摸液晶顯示面板與2013年6月之前的的電容式觸摸液晶顯示面板在有或者沒有透明導(dǎo)電層的情況下的透光率曲線圖。

2018年12月20日，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》獲得第二十屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

為使《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例中的附圖，對(duì)《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；凇兑环N電容式觸摸液晶顯示面板》中的實(shí)施例，該領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于《一種電容式觸摸液晶顯示面板》保護(hù)的范圍。

如背景技術(shù)所述，2013年6月之前的具有觸摸功能的液晶顯示面板會(huì)出現(xiàn)觸摸紊亂的現(xiàn)象，使觸摸效果降低。

發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，為了追求更高的反應(yīng)速度，2013年6月之前的采用IPS或FFS方式驅(qū)動(dòng)的液晶顯示面板一般都采用介電各向異性值大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層，通常介電各向異性值采用8.6。在液晶顯示面板工作的時(shí)候，介電各向異性值較大的液晶分子的長(zhǎng)軸會(huì)沿著電場(chǎng)線的方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在沒有電容式觸摸單元的液晶顯示面板工作的時(shí)候，上述液晶分子的旋轉(zhuǎn)方式會(huì)降低顯示面板一定的透光率，相對(duì)于對(duì)顯示畫面的影響，其更快的響應(yīng)速度更容易讓人們接受。

但是，2013年6月之前技術(shù)中的電容式觸摸屏的基本等效電路如圖1所示，由于液晶分子長(zhǎng)軸的取向?qū)σ壕拥碾娙萋实挠绊戄^大，在第一基板內(nèi)設(shè)置有電容式觸摸單元并采用IPS或FFS驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示面板內(nèi)，電容式觸摸單元內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電極10111和感應(yīng)電極10112與陣列基板內(nèi)的柵電極分別構(gòu)成寄生電容Cd和Cs，而這兩個(gè)寄生電容Cd和Cs形成了驅(qū)動(dòng)電極10111一端到感應(yīng)電極10112一端的耦合回路，當(dāng)寄生電容Cd和Cs發(fā)生變化時(shí)，由于此耦合回路的存在，就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)端Vout的信號(hào)變化。通常，當(dāng)手指觸摸顯示面板會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電容Cs，通過(guò)在檢測(cè)端Vout檢測(cè)信號(hào)的變化判斷手指的觸摸位置。液晶層作為所述寄生電容的介質(zhì)，其電容率的變化會(huì)對(duì)寄生電容Cd和Cs的電容值造成很大的影響，當(dāng)寄生電容Cd和Cs的變化較大時(shí)，作為所述寄生電容一極板的電容式觸摸單元內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極亦會(huì)受到很大的影響，可能掩蓋手指觸摸顯示面板而引起的檢測(cè)端Vout的電流變化，從而導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)到手指的觸摸位置，即：從而給電容式觸摸單元造成了較大的基底噪聲，降低了電容式觸摸單元的靈敏度，基底噪聲大到足以掩蓋正常的觸摸信號(hào)的時(shí)候，出現(xiàn)觸摸失效的現(xiàn)象。

從實(shí)際測(cè)試中可以得出，在使用介電各向異性值較大的液晶分子組成的內(nèi)嵌式觸摸屏工作時(shí)，平均噪聲值較大，尤其在畫面切換時(shí)，噪聲的跳動(dòng)導(dǎo)致觸摸屏出現(xiàn)亂報(bào)點(diǎn)等現(xiàn)象。

《一種電容式觸摸液晶顯示面板》公開了一種電容式觸摸液晶顯示面板，該觸摸液晶顯示面板采用IPS/FFS驅(qū)動(dòng)方式，包括：

第一基板、與所述第一基板相對(duì)設(shè)置的第二基板、設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，設(shè)置于所述第一基板表面上且朝向液晶層一側(cè)的電容式觸摸單元，所述液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成。

由上述方案可知，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》所提供的電容式觸摸液晶顯示面板中的液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成，液晶分子的介電常數(shù)決定了液晶層的電容，通常液晶分子的介電常數(shù)分為長(zhǎng)軸方向的介電常數(shù)和短軸方向的介電常數(shù)。在所述電容式觸摸液晶顯示面板工作的時(shí)候，需要使液晶分子的長(zhǎng)軸在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不會(huì)沿著垂直于顯示面板的方向旋轉(zhuǎn)，始終平行于所述顯示面板，因此液晶的介電常數(shù)變化較小，則所述液晶層的電容率不會(huì)發(fā)生變化。并且，由于電容式觸摸單元內(nèi)的各電極與陣列基板內(nèi)的各電極以及兩者之間的液晶層會(huì)構(gòu)成寄生電容，液晶層作為所述寄生電容的介質(zhì)，電容式觸摸單元內(nèi)的各電極與陣列基板內(nèi)的各電極分別為寄生電容的兩個(gè)極板，則所述寄生電容在變化的時(shí)候會(huì)成為電容式觸摸單元的基底噪聲。由于在電容式觸摸液晶顯示面板工作的時(shí)候，所述液晶層的電容率不發(fā)生變化，則所述寄生電容亦不會(huì)發(fā)生變化，從而降低了由寄生電容的變化引起的電容式觸摸單元基底噪聲，進(jìn)而避免了觸摸失效的現(xiàn)象。

此外，由于采用了介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成的液晶層，所述電容式觸摸液晶顯示面板的畫面顯示質(zhì)量和透光率也有了很大的提升。

下面將結(jié)合《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例中的附圖，對(duì)《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；凇兑环N電容式觸摸液晶顯示面板》中的實(shí)施例，該領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于《一種電容式觸摸液晶顯示面板》保護(hù)的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解《一種電容式觸摸液晶顯示面板》，但是《一種電容式觸摸液晶顯示面板》還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，該領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背《一種電容式觸摸液晶顯示面板》內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此《一種電容式觸摸液晶顯示面板》不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例公開了一種電容式觸摸液晶顯示面板，該觸摸液晶顯示面板采用IPS/FFS驅(qū)動(dòng)方式，如圖2所示，包括：

第一基板101，與所述第一基板相對(duì)設(shè)置的第二基板102，設(shè)置于所述第一基板101和所述第二基板102之間的液晶層103，設(shè)置于所述第一基板101表面上且朝向液晶層103一側(cè)的電容式觸摸單元1011。

具體的，所述電容式觸摸單元1011包括：

依次設(shè)置在第一基板101表面上的第一電極層、絕緣層和第二電極層。所述第一電極層為氧化銦錫層或氧化銦鋅層或金屬層，所述第二電極層為氧化銦錫層或氧化銀鋅層金屬層。

更具體的，所述第一電極層具體包括：

驅(qū)動(dòng)電極10111，所述驅(qū)動(dòng)電極10111為矩形電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極10111形成驅(qū)動(dòng)電極矩陣；

感應(yīng)電極10112，所述感應(yīng)電極10112為條形電極，且所述感應(yīng)電極10112設(shè)置在兩列相鄰的驅(qū)動(dòng)電極之間。

所述第二電極層具體包括：

多個(gè)搭橋電極10113，每個(gè)搭橋電極10113分別將位于其同一行且相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極10111電連接。

需要說(shuō)明的是，圖2僅為示意圖，并不表示真實(shí)比例，且為了便于體現(xiàn)連接關(guān)系，所示搭橋電極10113以一線段表示，且在圖中顯示更接近于第一基板101，而實(shí)際情況是所述驅(qū)動(dòng)電極10111和感應(yīng)電極10112設(shè)置在所述第一基板101表面上。

則位于同一行的驅(qū)動(dòng)電極10111是相互電連接的，因此，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極行接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述電容式觸摸單元進(jìn)行掃描，所述感應(yīng)電極10112同時(shí)感應(yīng)電容的變化，產(chǎn)感應(yīng)信號(hào)。

或者如圖3所示，更具體的，所述第一電極層具體包括：

驅(qū)動(dòng)電極1101，所述驅(qū)動(dòng)電極1101為條形的電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極1101呈柵狀排列在所述第一基板101表面上。

所述第二電極層具體包括：

感應(yīng)電極1102，所述感應(yīng)電極1102為條形的電極，多個(gè)感應(yīng)電極1102呈柵狀排列在所述絕緣層表面上，且所述感應(yīng)電極1102的長(zhǎng)軸與所述驅(qū)動(dòng)電極的長(zhǎng)軸相互交叉并垂直。

則多個(gè)條形的驅(qū)動(dòng)電極1101接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述電容式觸摸單元進(jìn)行掃描，所述感應(yīng)電極1102同時(shí)感應(yīng)電容的變化，產(chǎn)感應(yīng)信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，所述電容式觸摸單元中的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極還可以為其他形式或其他形狀的電極，只需要滿足所述電容式觸摸單元直接設(shè)置在第一基板101表面上，且朝向液晶層103一側(cè)。

在所述第二透明電極層表面上覆蓋有保護(hù)層，在所述保護(hù)層表面上設(shè)置有彩色濾光膜1012，所述保護(hù)層用于將電容式觸摸單元與所述彩色濾光膜隔離開，對(duì)所述電容式觸摸單元起到保護(hù)作用。

所述第二基板102表面上設(shè)置有像素單元陣列，所述像素單元陣列由數(shù)據(jù)線與掃描線彼此交叉形成的多個(gè)像素單元組成，每個(gè)像素單元包括像素電極、公共電極、薄膜晶體管。所述數(shù)據(jù)線和掃描線通過(guò)薄膜晶體管與所述像素電極耦合。

具體的，所述數(shù)據(jù)線與所述薄膜晶體管的源極相連接，所述掃描線與所述薄膜晶體管的柵極相連接，所述像素電極與所述薄膜晶體管的漏極相連接。當(dāng)所述掃描線為柵極提供掃描信號(hào)時(shí)，所述薄膜晶體管的源極和漏極導(dǎo)通，所述數(shù)據(jù)線提供的數(shù)據(jù)信號(hào)可以依次通過(guò)源極和漏極到達(dá)像素電極，以控制像素電極與公共電極之間產(chǎn)生控制液晶翻轉(zhuǎn)的水平電場(chǎng)，進(jìn)而控制液晶層103內(nèi)的液晶分子的轉(zhuǎn)向，以實(shí)現(xiàn)畫面的顯示。

所述液晶層103由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成。在顯示時(shí)，介電各向異性值不大于7的的液晶分子的長(zhǎng)軸在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不會(huì)沿著垂直于顯示面板的方向旋轉(zhuǎn)，始終平行于所述顯示面板。而介電各向異性值較大的液晶分子容易受垂直向電場(chǎng)影響，導(dǎo)致其介電常數(shù)變化增大。因此介電各向異性值不大于7的的液晶導(dǎo)致的寄生電容的變化較小。此寄生電容不僅作為觸控電極的一個(gè)負(fù)載影響觸摸信號(hào)的大小，更是噪聲耦合的一個(gè)路徑。當(dāng)顯示畫面切換時(shí)，液晶分子會(huì)根據(jù)電場(chǎng)的變化而旋轉(zhuǎn)，并且由于第一基板上觸控電極的存在，加強(qiáng)了液晶層內(nèi)垂直向的電場(chǎng)，介電各向異性值不大于7的的液晶分子只在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不會(huì)沿著垂直于顯示面板的方向旋轉(zhuǎn)，始終平行于所述顯示面板，而介電各向異性值較大的液晶分子容易受垂直向電場(chǎng)影響，導(dǎo)致其介電常數(shù)變化增大，寄生電容變化增大，從而增加了顯示屏在切換畫面時(shí)對(duì)觸摸屏的干擾。

從實(shí)際測(cè)試中可得出，當(dāng)使用介電各向異性值Δε為8.6的液晶分子時(shí)，信噪比只有4-5。而當(dāng)使用介電各向異性值Δε為6.8的液晶分子時(shí)，信噪比至少可以達(dá)到30以上。而當(dāng)信噪比太低時(shí)，就容易造成觸摸屏的失效，造成亂報(bào)點(diǎn)或者畫線不準(zhǔn)等問(wèn)題。雖然對(duì)觸控特性來(lái)講，液晶分子中介電各向異性值是主要的影響因素，但是液晶分子的各個(gè)特征參數(shù)之間會(huì)有一定的關(guān)系，并且液晶材料的介電各向異性值不僅影響電容的大小，對(duì)顯示特性也有一定的影響。因此，綜合考慮顯示特性的滿足，比如顯示屏的對(duì)比度、響應(yīng)時(shí)間、功耗等主要顯示特性指標(biāo)的滿足，需要液晶分子介電各向異性值較小時(shí)，其他主要的材料參數(shù)也要滿足一定的要求。

以下根據(jù)材料參數(shù)對(duì)顯示的相互影響關(guān)系，確定了幾種主要的特性參數(shù)的優(yōu)選范圍。

介電各向異性值Δε為液晶長(zhǎng)軸方向介電常數(shù)與短軸方向介電常數(shù)的差值，是決定液晶分子在電場(chǎng)中行為的主要參數(shù)，介電各向異性值Δε的差異越大，所需的驅(qū)動(dòng)電壓越小，即消耗的功耗越小。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)可知，當(dāng)Δε為-3時(shí)，所需的驅(qū)動(dòng)電壓至少要5V，要求較高IC的驅(qū)動(dòng)能力，整個(gè)面板的功耗較大。若Δε值為正數(shù)，也即液晶分子為正性時(shí)，考慮到介電各向異性值Δε越大，越容易造成觸摸屏的失效，其優(yōu)選的介電各向異性值的范圍是3～7；若Δε值為負(fù)數(shù)，也即液晶分子為負(fù)性時(shí)，其優(yōu)選的介電各向異性值Δε小于-3。故《一種電容式觸摸液晶顯示面板》中指出的液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成，具體指的是介電各向異性值Δε小于零的負(fù)性液晶分子以及介電各向異性值Δε不大于7的正性液晶分子。優(yōu)選方案為介電各向異性值Δε小于-3的液晶分子，或介電各向異性值Δε大于3且小于7的正性液晶分子。

由于折射率各向異性Δn與盒厚d的乘積為一個(gè)常量，且盒厚的平方與響應(yīng)時(shí)間t成正比，即d2∝t，故當(dāng)盒厚d減小時(shí)，有利于縮短響應(yīng)時(shí)間，獲得較好的顯示效果，因此，所述液晶分子優(yōu)選的折射率各向異性值在0.1以上；粘滯系數(shù)直接影響液晶的響應(yīng)速度，而粘滯系數(shù)越小，液晶的響應(yīng)速度越快，因此，優(yōu)選的粘滯系數(shù)小于150毫帕斯卡秒。

發(fā)明人對(duì)上述電容式觸摸液晶顯示面板的性能進(jìn)行了仿真模擬實(shí)驗(yàn)，所述電容式觸摸液晶顯示面板采用FFS驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，其中圖4a為2013年6月之前的采用介電各向異性值Δε大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層的電容式液晶顯示面板，圖4b為本實(shí)施例所提供的采用介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層的的電容式液晶顯示面板，并且兩者施加有相同的電壓，由圖4a可知，在電場(chǎng)的作用下，所述介電各向異性值大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸雖然主要是在平行于面板的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，但在垂直于面板的方向上，介電各向異性值大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸也會(huì)發(fā)生一定幅度的旋轉(zhuǎn)，使得液晶層的電容率發(fā)生較大的變化，由于所述陣列基板與電容式觸摸單元以及液晶層構(gòu)成的寄生電容，則液晶層的電容率發(fā)生的變化會(huì)影響到寄生電容的電容值，給電容式觸摸單元造成了較大的基底噪聲；由圖4b可知，在電場(chǎng)的作用下，所述介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸只是在平行于面板的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即所述介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸始終平行于面板，由于在垂直于面板方向上，介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸不會(huì)變化，則液晶層整體的電容率變化很小，寄生電容的電容值亦不會(huì)發(fā)生較大的變化，因此降低了電容式觸摸單元的基底噪聲，避免觸摸失效現(xiàn)象的發(fā)生。

此外，在電容式觸摸單元工作的時(shí)候，由于電容式觸摸單元與陣列基板之間會(huì)形成垂直于顯示面板的電場(chǎng)，而此垂直于顯示面板的電場(chǎng)并非正常顯示所需要的電場(chǎng)。對(duì)于介電各向異性值Δε大于7的液晶分子構(gòu)成的液晶層而言，垂直于顯示面板的電場(chǎng)會(huì)造成介電各向異性值Δε大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸沿垂直于顯示面板的方向旋轉(zhuǎn)，造成了顯示畫面的紊亂；而對(duì)于介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子構(gòu)成的液晶層而言，由于介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子的長(zhǎng)軸始終會(huì)平行于顯示面板，不會(huì)受到垂直于顯示面板的電場(chǎng)的影響，則不會(huì)出現(xiàn)顯示畫面紊亂的現(xiàn)象。

另外，如圖5所示，由圖5a中的透光曲線a和圖5b中的透光曲線b可知，在由《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例所提供的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率始終位于較高的水平，平均透光率較高，而2013年6月之前的采用介電各向異性值Δε大于7的液晶分子的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率在較大的范圍內(nèi)變動(dòng)，并且其最大值也是低于《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例所提供的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率的最大值，可見，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例所提供的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率要高于2013年6月之前的采用介電各向異性值Δε大于7的液晶分子的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率。

發(fā)明人還根據(jù)不同的液晶層厚度對(duì)顯示面板的透光率做了測(cè)試，如圖5所示，其中，圖5a為《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例所提供的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率曲線圖，其中，縱坐標(biāo)Transmittance為透光率，橫坐標(biāo)Voltage為施加的電壓，單位為V，圖中，曲線a3為液晶層厚度為3微米時(shí)的透光率曲線，曲線a4為液晶層厚度為4微米時(shí)的透光率曲線，曲線a5為液晶層厚度為5微米時(shí)的透光率曲線；圖5b為2013年6月之前的采用介電各向異性值Δε大于7的液晶分子的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率曲線圖，其中，縱坐標(biāo)Transmittance為透光率，橫坐標(biāo)Voltage為施加的電壓，單位為V，圖中，曲線b3為液晶層厚度為3微米時(shí)的透光率曲線，曲線b4為液晶層厚度為4微米時(shí)的透光率曲線，曲線b5為液晶層厚度為5微米時(shí)的透光率曲線。對(duì)比圖5a和圖5b可知，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例所提供的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率曲線明顯優(yōu)于2013年6月之前的采用介電各向異性值Δε大于7的液晶分子的電容式觸摸液晶顯示面板的透光率曲線。

由于2013年6月之前的IPS或FFS驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示面板的CF基板外側(cè)一般會(huì)設(shè)置有一層透明導(dǎo)電層，以屏蔽靜電對(duì)液晶顯示面板的影響?！兑环N電容式觸摸液晶顯示面板》實(shí)施例將電容式觸摸單元設(shè)置在第一基板（即CF基板）上，并且在液晶顯示面板工作的時(shí)候，所述電容式觸摸單元內(nèi)的電極與陣列基板上的公共電極相連接，則所述電容式觸摸單元內(nèi)的電極具有與所述公共電極相同的電位，可以屏蔽靜電的影響，所以可以省掉第一基板表面上的透明導(dǎo)電層。

進(jìn)一步的，發(fā)明人對(duì)采用介電各向異性值Δε不大于7小的和介電各向異性值Δε大于7的的液晶材料的電容式觸摸液晶顯示面板做了透光率的測(cè)試，如圖6所示，其中，縱坐標(biāo)T%為透光率，橫坐標(biāo)為施加的電壓值，單位為V。如圖6中，點(diǎn)Nr為由介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層且沒有設(shè)置透明導(dǎo)電層的電容式觸摸液晶顯示面板在未加電的情況下的透光率；點(diǎn)Pr為由介電各向異性值Δε大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層且沒有設(shè)置透明導(dǎo)電層的電容式觸摸液晶顯示面板在未加電的情況下的透光率，顯而易見的，在未加電且沒有設(shè)置透明導(dǎo)電層的電容式觸摸液晶顯示面板中，由介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層的顯示面板比由介電各向異性值Δε大于7的液晶分子構(gòu)成液晶層的顯示面板的透光率要高。

一種電容式觸摸液晶顯示面板專利目的

有鑒于此，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》的目的在于提供一種電容式觸摸液晶顯示面板，以解決2013年6月之前的具有觸摸功能的液晶顯示面板會(huì)出現(xiàn)觸摸失效的現(xiàn)象。

一種電容式觸摸液晶顯示面板技術(shù)方案

該電容式觸摸液晶顯示面板采用IPS/FFS驅(qū)動(dòng)方式，包括：

第一基板、與所述第一基板相對(duì)設(shè)置的第二基板、設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，設(shè)置于所述第一基板表面上且朝向液晶層一側(cè)的電容式觸摸單元，所述液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述液晶分子的折射率各向異性值在0.1以上。

優(yōu)選的，所述負(fù)性液晶分子的介電各向異性小于-3或者大于3。

優(yōu)選的，所述液晶分子的粘滯系數(shù)小于150毫帕斯卡秒。

優(yōu)選的，所述電容式觸摸單元包括：依次設(shè)置在第一基板表面上的第一電極層、絕緣層和第二電極層。

優(yōu)選的，所述第一電極層為氧化銦錫層或氧化銦鋅層或?qū)щ娊饘佟?

優(yōu)選的，所述第二電極層為氧化銦錫層或氧化銀鋅層或?qū)щ娊饘佟?

優(yōu)選的，所述第一電極層具體包括：

驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極為矩形電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極形成驅(qū)動(dòng)電極矩陣；

感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極為條形電極，且所述感應(yīng)電極設(shè)置在兩列相鄰的驅(qū)動(dòng)電極之間。

優(yōu)選的，所述第二電極層具體包括多個(gè)搭橋電極，每個(gè)搭橋電極分別將位于其同一行或同一列且相鄰的兩個(gè)電極電連接。

優(yōu)選的，所述第一電極層具體包括：

驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極為條形的電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極呈柵狀。

優(yōu)選的，所述第二電極層具體包括：

感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極為條形的電極，多個(gè)感應(yīng)電極呈柵狀，且所述感應(yīng)電極的長(zhǎng)軸與所述驅(qū)動(dòng)電極的長(zhǎng)軸相互交叉并垂直。

優(yōu)選的，所述第二電極層表面上覆蓋有保護(hù)層。

優(yōu)選的，所述保護(hù)層表面上設(shè)置有彩色濾光膜。

優(yōu)選的，所述第二基板表面上設(shè)置有像素單元陣列。

一種電容式觸摸液晶顯示面板改善效果

由上述方案可知，《一種電容式觸摸液晶顯示面板》所提供的電容式觸摸液晶顯示面板中的液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成，由于在所述電容式觸摸液晶顯示面板工作的時(shí)候，需要保證液晶分子的長(zhǎng)軸只在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不會(huì)沿著垂直于顯示面板的方向旋轉(zhuǎn)，而使液晶層的電容率不會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)?，在電容式觸摸單元內(nèi)的各電極與陣列基板內(nèi)的各電極以及兩者之間的液晶層會(huì)構(gòu)成寄生電容，液晶層作為所述寄生電容的介質(zhì)，電容式觸摸單元內(nèi)的各電極與陣列基板內(nèi)的各電極分別為寄生電容的兩個(gè)極板，則所述寄生電容在變化的時(shí)候會(huì)成為電容式觸摸單元的基底噪聲。而作為介質(zhì)的液晶分子層的電容率改變時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致此寄生電容的變化。因此在電容式觸摸液晶顯示面板工作的時(shí)候，保證所述液晶層的電容率不發(fā)生變化，則所述寄生電容亦不會(huì)發(fā)生變化，從而降低了由寄生電容的變化引起的電容式觸摸單元基底噪聲，提高了觸摸屏的信噪比，進(jìn)而避免了觸摸失效的現(xiàn)象。

此外，由于采用了介電各向異性值Δε不大于7的液晶分子構(gòu)成的液晶層，所述電容式觸摸液晶顯示面板的畫面顯示質(zhì)量和透光率也有了很大的提升。

1.一種電容式觸摸液晶顯示面板，該觸摸液晶顯示面板采用IPS/FFS驅(qū)動(dòng)方式，包括：第一基板、與所述第一基板相對(duì)設(shè)置的第二基板、設(shè)置于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，設(shè)置于所述第一基板表面上且朝向液晶層一側(cè)的電容式觸摸單元，所述液晶層由介電各向異性值不大于7的液晶分子構(gòu)成，所述液晶分子的介電各向異性值小于-3或者大于3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述顯示面板，其特征在于，所述液晶分子的折射率各向異性值在0.1以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述顯示面板，其特征在于，所述液晶分子的粘滯系數(shù)小于150毫帕斯卡秒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述電容式觸摸單元包括：依次設(shè)置在第一基板表面上的第一電極層、絕緣層和第二電極層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第一電極層為氧化銦錫層或氧化銦鋅層或?qū)щ娊饘賹印?

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第二電極層為氧化銦錫層或氧化銀鋅層或?qū)щ娊饘賹印?

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第一電極層具體包括：驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極為矩形電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極形成驅(qū)動(dòng)電極矩陣；感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極為條形電極，且所述感應(yīng)電極設(shè)置在兩列相鄰的驅(qū)動(dòng)電極之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第二電極層具體包括多個(gè)搭橋電極，每個(gè)搭橋電極分別將位于其同一行或同一列且相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極電連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第一電極層具體包括：驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極為條形的電極，且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極呈柵狀。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第二電極層具體包括：感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極為條形的電極，多個(gè)感應(yīng)電極呈柵狀，且所述感應(yīng)電極的長(zhǎng)軸與所述驅(qū)動(dòng)電極的長(zhǎng)軸相互交叉并垂直。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第二電極層表面上覆蓋有保護(hù)層。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述保護(hù)層表面上設(shè)置有彩色濾光膜。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述電容式觸摸液晶顯示面板，其特征在于，所述第二基板表面上設(shè)置有像素單元陣列。

電容式觸摸屏的類型分為表面式電容觸摸屏和投射式電容觸摸屏兩種。

電容式觸摸屏表面式電容觸摸屏

常用的是表面式電容觸摸屏，它的工作原理簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)單，但難實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。

電容式觸摸屏投射式電容觸摸屏

投射式電容觸摸屏卻具有多指觸控的功能。這兩種電容式觸摸屏都具有透光率高、反應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是：隨著溫度、濕度的變化，電容值會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致工作穩(wěn)定性差，時(shí)常會(huì)有漂移現(xiàn)象，需要經(jīng)常校對(duì)屏幕，且不可佩戴普通手套進(jìn)行觸摸定位。

投射電容屏可分為自電容屏和互電容屏兩種類型，較常見的互電容屏為例，內(nèi)部由驅(qū)動(dòng)電極與接收電極組成，驅(qū)動(dòng)電極發(fā)出低電壓高頻信號(hào)投射到接收電極形成穩(wěn)定的電流，當(dāng)人體接觸到電容屏?xí)r，由于人體接地，手指與電容屏就形成一個(gè)等效電容，而高頻信號(hào)可以通過(guò)這一等效電容流入地線，這樣，接收端所接收的電荷量減小，而當(dāng)手指越靠近發(fā)射端時(shí)，電荷減小越明顯，最后根據(jù)接收端所接收的電流強(qiáng)度來(lái)確定所觸碰的點(diǎn)。

在玻璃表面用ITO制作成橫向與縱向電極陣列,這些橫向和縱向的電極分別與地構(gòu)成電容,這個(gè)電容就是通常所說(shuō)的自電容,也就是電極對(duì)地的電容。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,手指的電容將會(huì)疊加到屏體電容上,使屏體電容量增加。

在觸摸檢測(cè)時(shí),自電容屏依次分別檢測(cè)橫向與縱向電極陣列,根據(jù)觸摸前后電容的變化,分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo),然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式,相當(dāng)于把觸摸屏上的觸摸點(diǎn)分別投影到X軸和Y軸方向,然后分別在X軸和Y軸方向計(jì)算出坐標(biāo),最后組合成觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。

如果是單點(diǎn)觸摸,則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的,組合出的坐標(biāo)也是唯一的如果在觸摸屏上有兩點(diǎn)觸摸并且這兩點(diǎn)不在同一X方向或者同一Y方向,則在X和Y方向分別有兩個(gè)投影,則組合出4個(gè)坐標(biāo)。顯然,只有兩個(gè)坐標(biāo)是真實(shí)的,另外兩個(gè)就是俗稱的“鬼點(diǎn)”。因此,自電容屏無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。

互電容屏也是在玻璃表面用ITO制作橫向電極與縱向電極,它與自電容屏的區(qū)別在于,兩組電極交叉的地方將會(huì)形成電容,也即這兩組電極分別構(gòu)成了電容的兩極。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,影響了觸摸點(diǎn)附近兩個(gè)電極之間的耦合,從而改變了這兩個(gè)電極之間的電容量。檢測(cè)互電容大小時(shí),橫向的電極依次發(fā)出激勵(lì)信號(hào),縱向的所有電極同時(shí)接收信號(hào),這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點(diǎn)的電容值大小,即整個(gè)觸摸屏的二維平面的電容大小。根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù),可以計(jì)算出每一個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。因此,屏上即使有多個(gè)觸摸點(diǎn),也能計(jì)算出每個(gè)觸摸點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)。

互電容屏的優(yōu)點(diǎn)是布線較少,而且能同時(shí)識(shí)別和區(qū)分多個(gè)觸點(diǎn)之間的差異,自電容屏也可感測(cè)多個(gè)觸點(diǎn),不過(guò)由于信號(hào)本身模糊,故不能區(qū)分。此外,互電容屏的感應(yīng)方案還有速度快和功耗低的優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠淠芡瑫r(shí)測(cè)量一條驅(qū)動(dòng)線路上的所有節(jié)點(diǎn),所以可減少50%的采集周期數(shù)。這種雙電極式結(jié)構(gòu)具有自我屏蔽外部噪聲的功能,在一定功率級(jí)上可提高信號(hào)穩(wěn)定性。

在任何情況下,觸摸位置都是通過(guò)測(cè)量X電極和Y電極之間信號(hào)改變量的分配來(lái)確定的,隨后會(huì)使用數(shù)學(xué)算法處理這些己改變的信號(hào)電平,以確定觸摸點(diǎn)的XY坐標(biāo)。