專利名稱：彩膜基板及具有該彩膜基板的內嵌式觸控液晶顯示面板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及觸控顯示領域，特別是涉及一種彩膜基板及具有該彩膜基板的內嵌式觸控液晶顯示面板。
背景技術：
自1974出現世界上最早的電阻式觸摸屏以來，觸控技術經過飛速地發展，目前業界已經產生出了諸如電容式、電阻式、紅外式和聲波式等多種類型的產品。其中電容式觸摸屏由于具有定位精確靈敏、觸摸手感好、使用壽命長和支持多點觸控等優點，成為當前市場上的主流產品。電容式觸摸屏分為自電容式和互電容式。由于互電容式觸摸屏可以實現多點觸控，因而互電容式觸摸屏成為電容式觸摸屏市場上的主流和未來發展的趨勢。 目前互電容式觸摸屏絕大部分采用的是外掛式的結構，即將觸摸屏面板貼合于顯示面板外部。但這種外掛式的結構不可避免地增加整個顯示器的厚度和重量，造成透光率的下降，不符合顯示器輕薄化發展趨勢的要求。因此業界提出了內嵌(in-cell)式互電容觸控屏，即將互電容觸控屏集成于顯示面板內部，這樣就能夠達到透光率高和產品輕薄化的雙重效果。而目前最佳的集成方式莫過于將互電容觸控屏集成于液晶顯示面板內部。但是將互電容觸控屏集成于液晶顯示面板內部的內嵌式互電容觸控屏存在許多技術問題，例如當將觸控屏集成于液晶顯示面板的彩膜基板之后，由于受到液晶顯示面板內部器件的影響，觸控信號會發生減弱的問題。
實用新型內容為解決現有技術中，將觸控屏集成于液晶顯示面板的彩膜基板時，觸控信號發生減弱的問題，本實用新型提供了一種內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，包括透明基板；黑矩陣，呈網狀形成于所述透明基板下方以限定出透明區域；觸控層，位于所述透明區域和所述黑矩陣下方；色阻層，位于所述觸控層下方，所述色阻層包括對應于所述透明區域的多個色阻單元；可選的，所述觸控層包括多個驅動電極沿第一軸向連接成多條相互絕緣的驅動線；多個與所述驅動線絕緣的感應電極；帶有通孔的絕緣層，覆蓋所述感應電極和所述驅動線；多條導電橋，通過所述通孔沿第二軸向連接所述感應電極成多條相互絕緣的感應線，所述絕緣層隔絕所述導電橋與所述驅動線。可選的，所述導電橋為至少一條金屬導線或者金屬網框，并被所述黑矩陣遮擋。[0018]可選的，所述觸控層還包括設置于所述感應電極和所述驅動電極表面的多個金屬網，每個所述金屬網限定于一個所述感應電極或者一個所述驅動電極的表面范圍內，所述金屬網的網狀與所述黑矩陣的網狀相匹配，以使得所述金屬網被所述黑矩陣所遮擋。可選的，所述金屬網位于所述感應電極和所述驅動線二者與所述絕緣層之間，所述導電橋位于所述黑矩陣下方。可選的，所述導電橋和所述金屬網分別位于所述觸控層的兩側，所述金屬網位于所述觸控層中靠近所述黑矩陣的一側。可選的，所述色阻單元包括三原色色阻單元，并且所述色阻單元呈多邊形，其邊長在 50μπΓ 50μπ 之間。可選的，組成所述導電橋的所述金屬導線的線寬在2 μ πΓ5 μ m之間；組成所述導電橋的所述金屬網框的框線寬度在2 μ πΓ5 μ m之間。可選的，所述金屬網的網線寬度在2 μ πΓ5 μ Hl之間。可選的，所述絕緣層為透明絕緣有機膜層。可選的，所述色阻層下方還包括有平坦層。可選的，所述平坦層作為公共電極層或者所述平坦層下方還包括有公共電極層。可選的，所述公共電極層下方還有配向層，所述配向層下方分布有間隙子。本實用新型還公開了一種內嵌式觸控液晶顯示面板，包括如上所述的彩膜基板；陣列基板；液晶層，封裝于所述彩膜基板與所述陣列基板之間。可選的，所述陣列基板為平面轉換型液晶陣列基板。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型提供了一種內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，通過在集成于所述彩膜基板上的驅動電極和感應電極表面上設置所述金屬網，使得驅動電極和感應電極本身的電阻減小，防止了內嵌式觸控液晶顯示面板中觸控信號的減弱，使得整個裝置的檢測能力變強。本實用新型公開了一種內嵌式觸控液晶顯示面板，該內嵌式觸控液晶顯示面板利用上述彩膜基板，使得整個裝置既可實現顯示功能，又能夠實現觸控功能，并且觸控信號在掃描過程中保持較高的強度，使得裝置的觸控檢測能力較強。
圖I是為互電容觸控檢測原理的模型示意圖；圖2為本實用新型實施例的彩膜基板的示意圖；圖3為本實用新型實施例的觸控層的示意圖。
具體實施方式
請參考圖1，圖I為互電容觸控檢測原理的模型示意圖。圖I中，Gs代表觸控掃描信號發生裝置，它有一對地電阻Rg，并按一定頻率發射掃描信號。Rd代表驅動電極的等效電阻，Rs代表感應電極的等效電阻，在驅動電極與感應電極之間還會形成容抗，該容抗的等效電阻為Rds。在驅動電極與感應電極之間形成有互電容Cm，互電容式觸控屏即是利用此互電容Cm來實現觸控檢測功能。當驅動電極和感應電極之間發生觸控動作時，會引起互電容Cm發生變化，繼而形成耦合電流I，耦合電流I經過比較放大器放大之后，以Vout電壓輸出信號輸出相應觸控信號到達觸控制電路，觸控控制電路根據接收到的觸控信號判斷是否發生觸摸動作。驅動電極還存在對地的耦合電容(也稱寄生電容)Cd，感應電極還存在對地的耦合電容(也稱寄生電容)Cs。發明人發現，由于要將觸控屏集成于液晶顯示面板內部，就要將觸控電極制作在液晶盒內，而一旦將觸控電極制作在液晶盒內，就會使得觸控信號受到的干擾比外掛式電容屏時增大許多，而當觸控信號受到的干擾增大時，就會導致當通入一定頻率的驅動信號后，輸出信號會減弱，即觸控信號減弱，從而導致整個裝置的觸控靈敏度降低。為此，發明人提出，采用減小驅動電極和感應電極本身的電阻的方法來提高觸控信號的強度，從而防止觸控信號受干擾而衰減到較低水平的情況。由于驅動電極和感應電極通常用透明金屬氧化物來制作，目前最常用的是銦錫氧化物(ΙΤ0，Indium Tin Oxide)。但是ITO的電阻率比較大，ITO膜層的電阻率一般在5 X 10_4左右，最好可達5 X 10_5，雖然已接近金屬的電阻率，但是，相對于良導電金屬而言，ITO的電阻率仍然比較大。最好的金屬導體銀的電阻率為I. 65 X 10_8，銅的電阻率為I. 75 X 10_8，金的電阻率為2. 40X10—8，鋁的電阻率為2. 83X10—8，鎢的電阻率為5. 48X 10_8，鐵的電阻率為9. 78Χ10Λ所以，發明人提出，可以通過在ITO電極上面增設金屬網來減小電極的電阻。而金屬網的制作材料可以優選為上述各良導電金屬或者它們的合金。通過在ITO電極上面增設電阻率較小的金屬網，可以使得整個電極本身的電阻減小，從而使得觸控信號在電極上傳輸時保持有較高的強度，進而提高觸控裝置的觸控靈敏度。為此，發明人提出一種內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，包括有透明基板和黑矩陣，所述黑矩陣呈網狀形成于所述透明基板下方以限定出透明區域。位于所述黑矩陣下方設置有觸控層，位于所述觸控層下方設置有色阻層，所述色阻層包括對應于所述透明區域的多個色阻單元。其中，所述觸控層包括多個驅動電極沿第一軸向連接成多條相互絕緣的驅動線，多個與所述驅動線絕緣的感應電極，帶有通孔的絕緣層，位于所述感應電極和所述驅動線表面，多條導電橋，通過所述通孔沿第二軸向連接所述感應電極成多條相互絕緣的感應線，所述絕緣層隔絕所述導電橋與所述驅動線。所述導電橋為至少一條金屬導線或者金屬網框，并被所述黑矩陣遮擋。所述觸控層還包括設置于所述感應電極和所述驅動電極表面的多個金屬網，每個所述金屬網限定于一個所述感應電極或者一個所述驅動電極的表面范圍內，所述金屬網的網狀與所述黑矩陣的網狀相匹配，以使得所述金屬網被所述黑矩陣所遮擋。通過在驅動電極和感應電極表面上設置有所述金屬網，使得驅動電極和感應電極本身的電阻減小，一旦電極本身的電阻減小，就可以提高內嵌式觸控液晶顯示面板中觸控信號的在電極上傳輸的強度，從而使得整個裝置的觸控靈敏度提高，檢測能力變強。下面將結合附圖對本實用新型的具體實施例加以說明。請結合參考圖2和圖3，圖2為本實用新型實施例的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板的示意圖，而圖3為本實用新型實施例觸控電極層的示意圖。其中，圖2可以看成是圖3中的觸控層沿A-A線方向切開后，包括觸控層、色阻層與透明基板等各層的截面示意圖，而圖3可以看成是圖2中的觸控層的示意圖。[0045]從圖2中可以看出，本實施例中內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板包括透明基板I和位于透明基板I下方的黑矩陣2。黑矩陣在透明基板I下方限定出透明區域。而在透明區域與黑矩陣2下方包括有由觸控電極層4和絕緣層5構成的觸控層(觸控層還包括未在圖2中顯示的導電橋422，請參考圖3)。而在絕緣層5下方設置有色阻層，色阻層包括多個紅、綠和藍三原色的色阻單元6，并且色阻單元6呈與像素電極對應的多邊形，通常情況下色阻單元6為四邊形或者截去一個小角的四邊形(即五邊形)，本實用新型優選地，所述彩膜基板是運用于手機液晶屏的彩膜基板，而手機液晶屏中的像素電極的各邊連長通常為50 μ πΓ 50 μ m之間，因而本實施例優選的，色阻單元6的各邊長選取在50 μ πΓ 50 μ m之間。在本實施例中，如圖2所示，金屬網3直接設置于黑矩陣2下面，這種方式有助于黑矩陣2有效地阻擋住金屬網3，但是在本實用新型的實施例中，可以將金屬網3設置于觸控電極層4與絕緣層5之間，并保證金屬網3位于黑矩陣2正下方即可，這樣，仍然能夠保證金屬網3位于觸控電極層4表面(此時為下表面)，減小觸控電極層4本身的電阻，并且這們仍然能夠保證黑矩陣2有效地遮擋金屬網3，使金屬網3不暴露于液晶顯示面板的可視·區中，從而不影響液晶顯示面板的顯示。本實施例中，如圖2所示，由觸控電極層4和絕緣層5構成的觸控層制作于透明基板I和透明區域二者與色阻層(色阻層由多個色阻單元6組成)之間，這樣的方式能夠使得觸控層靠近透明基板1，也就靠近了后續的觸摸動作，因而能夠使得觸摸感測的信號更加強烈，是一種優選方案。本實施例中，如圖2所示,絕緣層5位于觸控電極層4下方,導電橋422位于絕緣層5下方，這種方式如上所述能夠增加整個裝置的觸控靈敏度，是一種優選方案，但是在本實用新型的其它實施例中，也可以采取將絕緣層5制作于觸控電極層4上面，而導電橋422 (請參考圖3)進一步制作在絕緣層5上面，這種方式同樣能夠實施本實用新型的功能，達到降低觸控電極層4本身的電阻的目的。由上述掃描可知，在本實用新型的實施例中，導電橋422可以和金屬網3分別位于所述觸控層的兩側，當然也可以位于所述觸控層的同一側。當導電橋422和金屬網3分別位于所述觸控層的兩側時，優選的，將金屬網3設置于靠近黑矩陣2的一側，正如圖2中所
/Jn ο請繼續參考圖2，本實施例中優選地，還包括有平坦層7，增加平坦層7可以保護到彩膜基板的各結構，防止外來物質污染彩膜基板。在本實施例中，在黑矩陣2與觸控電極層4之間包括有金屬網3，由于金屬網3形成于觸控電極層4的表面(此時為上表面)上，因而金屬網3能夠減小觸控電極層的電阻。同時，從圖2中可以看出，金屬網3設置于黑矩陣2的下方，被黑矩陣2所遮擋，因而金屬網3不影響液晶面板的顯示。需要說明的是，本實用新型實施例中，在色阻層下方設置有平坦層7，而平坦層7的下方還可以設置有公共電極層，或者平坦層7本身就可以用透明電極材料來制作而使得其本身就作為公共電極層。并且，在本實用新型提供的所述彩膜基板在后續組裝成液晶面板之間，還可以在最下方的表面上形成一層配向層，并且再在配向層下方分布形成間隙子。請參考圖3，前面提到，圖3為本實用新型實施例的觸控層的示意圖。從圖3中可以看出，觸控電極層4 (觸控電極層4在圖2中顯示)包括有多個驅動電極41和多個感應電極42。由于這些電極之間存在著蝕刻線，因而它們都相互絕緣。從圖3中可以看出，多個感應電極42通過兩個相鄰驅動電極41之間的連接部分411形成多條驅動線，各驅動線沿同一軸向延伸，因而它們彼此間相互平行，又由于各驅動線之間存在蝕刻線，因而它們彼此間相互絕緣。需要說明的是，為了便于顯示和說明，圖3中省略了絕緣層5的絕大部分結構而僅顯示了絕緣層5上的通孔51，通孔51用于圖3中的導電橋422穿過其之后連接相鄰兩個感應電極42形成多條沿第二軸向延伸的感應線。從中也可以看出，上面所述的第一軸向(驅動線的延伸方向)與第二軸向實質垂直。由于在導電橋422和驅動線之間存在著如圖2所示的絕緣層5 (圖3中未顯示)，這樣,各感應線與各驅動線之間也相互絕緣。本實施例中，如圖3所示，每一個感應電極42和每一個驅動電極41的表面上都有金屬網3。金屬網3形成于感應電極42和驅動電極41的表面，并且金屬網3米用金屬制成，且該金屬材料的電阻率很小，而金屬網3形成于驅動電極41和感應電極42后，就與它們形成一個不同分割的整個結構，這就使得驅動電極41和感應電極42本身的電阻減小，因而，當輸入一個觸控信號掃描各觸控電極時，觸控信號在各觸控電極之間傳輸時，其強度會·保持在較高水平而不至于大幅衰減，因而整個觸控裝置的檢測靈敏度就會相應地提高。本實施例中，如圖3所示，金屬網3所在的范圍限定在每一個感應電極42或者驅動電極41的表面范圍內，以防止相鄰兩個觸控電極之間發生短路。同時，圖3中雖然沒有顯示，但是參考圖2可知，金屬網3的每一條金屬線都對應設置于黑矩陣2的正下方，這樣，黑矩陣2就能夠遮擋金屬網3。在圖3中還可以看出，本實施例中，導電橋422為一個長方形框的金屬網框，并且，該金屬網框的框線與金屬網3的網線相匹配，從中可以知道，本實施例中，導電橋422也位于黑矩陣2正下方，并被黑矩陣2所遮擋。但是，在本實用新型的其它實施例中，導電橋422也可以為至少一條金屬線，并且同樣的，金屬線設置于黑矩陣2正下方，并被黑矩陣2所遮擋。另外，無論導電橋422是由金屬網框還是由金屬線制成，其線寬均設置在2 μ πΓ5 μ m之間。同時，制作上述金屬網3的金屬網線的線寬也設置在2μπΓ5μπι之間。這是因而，黑矩陣2的線寬通常也在2 μ πΓ5 μ m之間，所以，要保證黑矩陣2能夠遮擋上述各線的線寬，就要求上述各線的寬度都處于2 μ πΓ5 μ m之間，并且要求各線寬小于或者等于黑矩陣2的線寬。在本實用新型以上所述實施例中，絕緣層5為透明絕緣材料制成，優選的，可以選擇用透明的有機絕緣材料制成。本實用新型還公開了運用上述彩膜基板的一種內嵌式觸控液晶顯示面板，本實用新型所提供的液晶顯示面板包括利用本說明書以上所述的彩膜基板與陣列基板配合，并且在彩膜基板與陣列基板之間封裝有液晶，在兩基板之間的一層液晶層，最終形成所述內嵌式觸控液晶顯示面板。對于不用在上述彩膜基板上設置所述公共電極層的方案中，本實用新型實施例優選的，將與所述彩膜基板配合的所述陣列基板選定為平面轉換型液晶陣列基板。由于這種類型的陣型基板不需要公共電極，而沒有公共電極層的屏蔽作用，能夠使得本實用新型上述所提供的具有觸控功能的彩膜基板達到更好的觸控檢測靈敏度。本說明書中各個部分采用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。·
權利要求1.一種內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，包括 透明基板； 黑矩陣，呈網狀形成于所述透明基板下方以限定出透明區域； 觸控層，位于所述透明區域和所述黑矩陣下方； 色阻層，位于所述觸控層下方，所述色阻層包括對應于所述透明區域的多個色阻單元。
2.如權利要求I所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述觸控層包括 多個驅動電極沿第一軸向連接成多條相互絕緣的驅動線； 多個與所述驅動線絕緣的感應電極； 帶有通孔的絕緣層，覆蓋所述感應電極和所述驅動線； 多條導電橋，通過所述通孔沿第二軸向連接所述感應電極成多條相互絕緣的感應線，所述絕緣層隔絕所述導電橋與所述驅動線。
3.如權利要求2所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述導電橋為至少一條金屬導線或者金屬網框，并被所述黑矩陣遮擋。
4.如權利要求2所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述觸控層還包括設置于所述感應電極和所述驅動電極表面的多個金屬網，每個所述金屬網限定于一個所述感應電極或者一個所述驅動電極的表面范圍內，所述金屬網的網狀與所述黑矩陣的網狀相匹配，以使得所述金屬網被所述黑矩陣所遮擋。
5.如權利要求4所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述金屬網位于所述感應電極和所述驅動線二者與所述絕緣層之間，所述導電橋位于所述黑矩陣下方。
6.如權利要求4所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述導電橋和所述金屬網分別位于所述觸控層的兩側，所述金屬網位于所述觸控層中靠近所述黑矩陣的一側。
7.如權利要求I所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述色阻單元包括三原色色阻單元，并且所述色阻單元呈多邊形，其邊長在50 μ πΓ150 μ m之間。
8.如權利要求3所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，組成所述導電橋的所述金屬導線的線寬在2 μ πΓ5 μ m之間；組成所述導電橋的所述金屬網框的框線寬度在2 μ πΓ5 μ m之間。
9.如權利要求4所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述金屬網的網線寬度在2 μ πΓ5 μ m之間。
10.如權利要求2所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述絕緣層為透明絕緣有機膜層。
11.如權利要求I所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述色阻層下方還設置有平坦層。
12.如權利要求11所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述平坦層作為公共電極層或者所述平坦層下方還設有公共電極層。
13.如權利要求12所述的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，所述公共電極層下方還有配向層，所述配向層下方分布有間隙子。
14.一種內嵌式觸控液晶顯示面板，其特征在于，包括 如權利要求I至13任意一項所述的彩膜基板； 陣列基板； 液晶層，封裝于所述彩膜基板與所述陣列基板之間。
15.如權利要求14所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述陣列基板為平面轉換型液晶陣列基板。
專利摘要本實用新型公開了一種彩膜基板及具有該彩膜基板的內嵌式觸控液晶顯示面板。本實用新型公開的內嵌式觸控液晶顯示面板的彩膜基板，其特征在于，包括透明基板；黑矩陣，呈網狀形成于所述透明基板下方以限定出透明區域；觸控層，位于所述透明區域和所述黑矩陣下方；色阻層，位于所述觸控層下方，所述色阻層包括對應于所述透明區域的多個色阻單元。本實用新型所提供的彩膜基板可防止內嵌式觸控液晶顯示面板中觸控信號的減弱，使得整個裝置的檢測能力變強。
文檔編號G02F1/1335GK202735635SQ201220397328
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者馬從華, 馬駿, 王麗花, 姚綺君, 于泉鵬, 趙麗軍 申請人:上海天馬微電子有限公司