一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，利用自電容的原理復用公共電極層作為自電容電極，將TN模式的公共電極層圖形進行變更，分割成多個相互獨立的自電容電極；并在上基板上增加一層用于將自電容電極連接至觸控偵測芯片的導線。相對于現有的顯示面板，本發(fā)明實施例提供的觸摸屏復用公共電極層作為自電容電極后，僅增加了一層與自電容電極異層設置的導線，就可消除觸摸屏中的觸控盲區(qū)，實現了無觸控盲區(qū)的觸控功能，提高了觸控性能的信噪比。
【專利說明】一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及觸控【技術領域】，尤其涉及一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置。
【背景技術】
[0002]隨著顯示技術的飛速發(fā)展，觸摸屏(Touch Screen Panel)已經逐漸遍及人們的生活中。目前，觸摸屏按照組成結構可以分為:外掛式觸摸屏(AddonModeTouch Panel)、覆蓋表面式觸摸屏(On Cell Touch Panel)、以及內嵌式觸摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，夕卜掛式觸摸屏是將觸摸屏與液晶顯示屏(LiquidCrystal Display, IXD)分開生產,然后貼合到一起成為具有觸摸功能的液晶顯示屏，外掛式觸摸屏存在制作成本較高、光透過率較低、模組較厚等缺點。而內嵌式觸摸屏將觸摸屏的觸控電極內嵌在液晶顯示屏內部，可以減薄模組整體的厚度，又可以大大降低觸摸屏的制作成本，受到各大面板廠家青睞。
[0003]目前，現有的內嵌(Incell)式觸摸屏是利用互電容或自電容的原理實現檢測手指觸摸位置。其中，利用自電容的原理可以在觸摸屏中設置多個同層設置且相互絕緣的自電容電極，當人體未觸碰屏幕時，各自電容電極所承受的電容為一固定值，當人體觸碰屏幕時，對應的自電容電極所承受的電容為固定值疊加人體電容，觸控偵測芯片在觸控時間段通過檢測各自電容電極的電容值變化可以判斷出觸控位置。由于人體電容可以作用于全部自電容，相對于人體電容僅能作用于互電容中的投射電容，由人體碰觸屏幕所引起的觸控變化量會大于利用互電容原理制作出的觸摸屏，因此相對于互電容的觸摸屏能有效提高觸控的信噪比，從而提高觸控感應的準確性。
[0004]在具體采用自電容原理設計觸摸屏時，每一個自電容電極需要通過單獨的引出線與觸控偵測芯片連接，如圖1所示，每條引出線具體包括:將自電容電極I連接至觸摸屏的邊框處的導線2，以及設置在邊框處用于將自電容電極I導通至觸控偵測芯片的接線端子3的周邊走線4。
[0005]在具體實施時，由于自電容電極的數量非常多，對應的引出線也會非常多，以每個自電容電極的所占面積為為例，5寸的液晶顯示屏就需要264個自電容電極，若將每個自電容電極設計的更小一些，則會有更多的自電容電極，那么需要設置更多的引出線。由于在設計時，為了簡化膜層數量，一般將引出線中的導線和自電容電極同層設置，這樣可以在觸摸屏中僅增加一層膜層，但較多的導線會造成觸控盲區(qū)偏大，觸控盲區(qū)是指觸控屏中走線集中的區(qū)域，在這個觸控盲區(qū)內的信號相對比較紊亂，故此稱為觸控盲區(qū)，也就是在該區(qū)域內的觸控性能無法保證。圖1中是以30個自電容電極為例進行說明的，30個自電容電極需要30根導線將其引出至邊框，導線最密的地方共需要10根導線，會造成觸控盲區(qū)偏大。
[0006]因此，如何在保證不過多增加膜層的情況下，消除觸摸屏中的觸控盲區(qū)保證觸控性能，是在自電容觸摸屏領域亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】
[0007]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種觸摸屏及顯示裝置，用以消除現有自電容原理的觸摸屏中的觸控盲區(qū)。
[0008]因此，本發(fā)明實施例提供的一種內嵌式觸摸屏，包括相對而置的上基板和下基板，多個同層設置且相互獨立的自電容電極，觸控偵測芯片，以及將所述自電容電極連接至所述觸控偵測芯片的多條導線；
[0009]各所述自電容電極和各所述導線均設置于所述上基板面向所述下基板的一側；
[0010]由各所述自電容電極組成公共電極層，各所述導線與所述自電容電極異層設置；
[0011]所述觸控偵測芯片用于在顯示時間段對各自電容電極加載公共電極信號，在觸控時間段通過檢測各所述自電容電極的電容值變化以判斷觸控位置。
[0012]本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏，利用自電容的原理復用公共電極層作為自電容電極，將TN模式的公共電極層圖形進行變更，分割成多個相互獨立的自電容電極；并在上基板上增加一層用于將自電容電極連接至觸控偵測芯片的導線。相對于現有的顯示面板，本發(fā)明實施例提供的觸摸屏復用公共電極層作為自電容電極后，僅增加了 一層與自電容電極異層設置的導線，就可消除觸摸屏中的觸控盲區(qū)，實現了無觸控盲區(qū)的觸控功能，提高了觸控性能的信噪比。
[0013]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括:設置于所述上基板面向所述下基板的一側，或設置于所述下基板面向所述上基板的一側的黑矩陣層；
[0014]相鄰的兩個所述自電容電極之間的間隙在所述下基板的正投影均位于所述黑矩陣層的圖形所在區(qū)域內。
[0015]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，相鄰的兩個所述自電容電極相對的側邊均為折線。
[0016]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，相鄰的兩個自電容電極相對的為折線的側邊均具有階梯狀結構，兩階梯狀結構形狀一致且相互匹配。
[0017]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，相鄰的兩個自電容電極相對的為折線的側邊均具有凹凸狀結構，兩凹凸狀結構形狀一致且相互匹配。
[0018]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各所述導線在所述下基板的正投影位于所述黑矩陣層的圖形所在區(qū)域內。
[0019]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述黑矩陣層位于所述上基板面向所述下基板的一側，在所述黑矩陣層上設置有彩色濾光層；
[0020]由各所述自電容電極組成的公共電極層位于所述彩色濾光層之上，各所述導線位于所述黑矩陣層與所述彩色濾光層之間，各所述自電容電極與對應的導線通過所述彩色濾光層中的過孔電性相連。
[0021]在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括:與所述觸控偵測芯片的接線端子電性連接的外圍走線；所述外圍走線和所述觸控偵測芯片的接線端子設置于所述下基板面向所述上基板的一側的邊框處；
[0022]所述自電容電極通過所述導線連接至所述內嵌式觸摸屏的邊框處后，通過邊框膠與對應的外圍走線電性連接。
[0023]本發(fā)明實施例提供的一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現有的觸摸屏中自電容電極的俯視結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏的俯視示意圖；
[0027]圖4a和圖4b分別為本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏的驅動時序示意圖；
[0028]圖5a和圖5b分別為本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏中相鄰的自電容電極相對的側邊設置為折線的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖，對本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏及顯示裝置的【具體實施方式】進行詳細地說明。
[0030]附圖中各膜層的厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本
【發(fā)明內容】
。
[0031]本發(fā)明實施例提供的下述內嵌式觸摸屏較為適用于扭轉向列(TwistedNematic, TN)型液晶顯示屏。
[0032]本發(fā)明實施例提供的一種內嵌式觸摸屏，如圖2所示，包括相對而置的上基板01和下基板02，多個同層設置且相互獨立的自電容電極03，觸控偵測芯片04，以及將自電容電極連接至觸控偵測芯片04的多條導線05 ；
[0033]各自電容電極03和各導線05均設置于上基板01面向下基板02的一側；
[0034]如圖3所示，由各自電容電極03組成公共電極層06，各導線05與自電容電極03
異層設置；
[0035]觸控偵測芯片04用于在顯示時間段對各自電容電極03加載公共電極信號，在觸控時間段通過檢測各自電容電極03的電容值變化以判斷觸控位置。
[0036]本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏，利用自電容原理復用公共電極層06作為自電容電極03，將TN模式的公共電極層06圖形進行變更，分割成多個相互獨立的自電容電極03 ;并在上基板01上增加一層用于將自電容電極03連接至觸控偵測芯片04的導線05。相對于現有的顯示面板，本發(fā)明實施例提供的觸摸屏復用公共電極層06作為自電容電極03后，僅增加了一層與自電容電極03異層設置的導線05，就可消除觸摸屏中的觸控盲區(qū)，實現了無觸控盲區(qū)的觸控功能，提高了觸控性能的信噪比。
[0037]具體地，由于本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏復用公共電極層06作為自電容電極03，因此在具體實施時，需要采用觸控和顯示階段分時驅動的方式，并且，在具體實施時還可以將顯示驅動芯片和觸控偵測芯片整合為一個芯片，進一步降低生產成本。
[0038]具體地，例如:如圖4a和圖4b所示的驅動時序圖中，將觸摸屏顯示每一幀(V-sync)的時間分成顯示時間段(Display)和觸控時間段(Touch),例如如圖4a和圖4b所示的驅動時序圖中觸摸屏的顯示一幀的時間為16.7ms，選取其中5ms作為觸控時間段，其他的11.7ms作為顯示時間段，當然也可以根據IC芯片的處理能力適當的調整兩者的時長，在此不做具體限定。在顯示時間段(Display)，對觸摸屏中的每條柵極信號線Gatel，Gate2……Gate η依次施加柵掃描信號，對數據信號線Data施加灰階信號，與各自電容電極Cxl……Cx η連接的觸控偵測芯片向各自電容電極Cxl……Cx η分別施加公共電極信號，以
實現液晶顯示功能。在觸控時間段(Touch),如圖4a所示,與各自電容電極Cxl......Cx η連
接的觸控偵測芯片向各自電容電極Cxl……Cx η同時施加驅動信號，同時接收各自電容電
極Cxl......Cx η的反饋信號；也可以如圖4b所示,與各自電容電極Cxl......Cx η連接的觸控
偵測芯片向各自電容電極Cxl……Cxn依次施加驅動信號，分別接收各自電容電極Cxl……Cx η的反饋信號，在此不做限定，通過對反饋信號的分析判斷是否發(fā)生觸控，以實現觸控功倉泛。
[0039]一般地，觸摸屏的密度通常在毫米級，因此，在具體實施時，可以根據所需的觸控密度選擇各自電容電極03的密度和所占面積以保證所需的觸控密度，通常各自電容電極03設計為左右的方形電極。而顯示屏的密度通常在微米級，因此，一般一個自電容電極03會對應顯示屏中的多個像素單元。并且，本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏是將現有的整層設置在上基板01上的公共電極層06分割成多個自電容電極03，為了不影響正常的顯示功能，在對公共電極層06進行分割時，分割線一般都會避開顯示的開口區(qū)域，設置在黑矩陣層的圖形區(qū)域。 [0040]具體地，如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏中，還可以包括:設置于上基板01面向下基板02的一側，或設置于下基板02面向上基板01的一側的黑矩陣層07 ；
[0041]相鄰的兩個自電容電極03之間的間隙在下基板02的正投影均位于黑矩陣層07的圖形所在區(qū)域內。
[0042]進一步地，在本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏中，由于人體電容通過直接耦合的方式作用于各自電容電極03的自電容，因此，人體觸碰屏幕時，僅在觸摸位置下方的自電容電極03的電容值有較大的變化量，與觸摸位置下方的自電容電極03相鄰的自電容電極03的電容值變化量非常小，這樣，在觸摸屏上滑動時，不能確定自電容電極03所在區(qū)域內的觸控坐標，為解決此問題，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，可以將相鄰的兩個自電容電極03相對的側邊均設置為折線，以便增大位于觸摸位置下方的自電容電極03相鄰的自電容電極03的電容值變化量。
[0043]在具體實施時，可以采用如下兩種方式之一或組合的方式設置各自電容電極03的整體形狀:
[0044]1、可以將相鄰的兩個自電容電極03相對的為折線的側邊均設置為階梯狀結構，兩階梯狀結構形狀一致且相互匹配，如圖5a所示，圖5a中示出了 2*2個自電容電極03 ；
[0045]2、可以將相鄰的兩個自電容電極03相對的為折線的側邊均設置為凹凸狀結構，兩凹凸狀結構形狀一致且相互匹配，如圖5b所示，圖5b中示出了 2*2個自電容電極03。
[0046]進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，可以采用金屬制作與自電容電極03連接的導線05，還可以采用透明導電材料制作該導線05，例如，可以是氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)材料，還可以是碳納米管、石墨烯等透明導電材料。在具體實施時，一般采用金屬制作導線05，這是由于金屬的電阻比ITO小，有利于減小導線05的電阻，從而減小導線05傳輸信號時的損失。
[0047]具體地，在采用金屬制作導線05時，為了不影響正常的顯示，也要將各導線05的圖形在下基板02的正投影均位于黑矩陣層07的圖形所在區(qū)域內。
[0048]進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏中，由于自電容電極03與導線05異層設置，在兩者之間一般會設置絕緣層，通過絕緣層中的過孔將需要連接的導線05和自電容電極03電性相連。而自電容電極03和導線05均設置在上基板01上，這樣就可以利用上基板01中已有的膜層作為絕緣層，即僅需在上基板01的制作工藝中增加對公共電極層06的構圖工藝以及制作導線05的制作工藝即可。具體地，如圖2所示，黑矩陣層07—般位于上基板01面向下基板02的一側，在黑矩陣層07上一般設置有彩色濾光層08。由各自電容電極03組成的公共電極層06 —般位于彩色濾光層08之上，因此，可以將各導線05設置于黑矩陣層07與彩色濾光層08之間，這樣，各自電容電極03與對應的導線05通過彩色濾光層08中的過孔即可電性相連。
[0049]進一步地，在具體采用自電容原理設計觸摸屏時，如圖3所示，一般每一個自電容電極03需要通過單獨的引出線與觸控偵測芯片04連接，每條引出線具體包括:將自電容電極03連接至觸摸屏的邊框處的導線05，以及設置在邊框處用于將自電容電極03導通至觸控偵測芯片的接線端子09的外圍走線10，即外圍走線10與觸控偵測芯片04的接線端子09電性連接。并且，一般地，外圍走線10和觸控偵測芯片04的接線端子09 —般設置于下基板02面向上基板01的一側的邊框處；那么，自電容電極03就需要通過導線05先連接至內嵌式觸摸屏的邊框處后，通過邊框膠與對應的外圍走線10電性連接。
[0050]基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，該顯示裝置可以為:手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可以參見上述內嵌式觸摸屏的實施例，重復之處不再贅述。
[0051]本發(fā)明實施例提供的內嵌式觸摸屏及顯示裝置，利用自電容的原理復用公共電極層作為自電容電極，將TN模式的公共電極層圖形進行變更，分割成多個相互獨立的自電容電極；并在上基板上增加一層用于將自電容電極連接至觸控偵測芯片的導線。相對于現有的顯示面板，本發(fā)明實施例提供的觸摸屏復用公共電極層作為自電容電極后，僅增加了一層與自電容電極異層設置的導線，就可消除觸摸屏中的觸控盲區(qū)，實現了無觸控盲區(qū)的觸控功能，提高了觸控性能的信噪比。
[0052]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種內嵌式觸摸屏，包括相對而置的上基板和下基板，多個同層設置且相互獨立的自電容電極，觸控偵測芯片，以及將所述自電容電極連接至所述觸控偵測芯片的多條導線，其特征在于: 各所述自電容電極和各所述導線均設置于所述上基板面向所述下基板的一側； 由各所述自電容電極組成公共電極層，各所述導線與所述自電容電極異層設置； 所述觸控偵測芯片用于在顯示時間段對各所述自電容電極加載公共電極信號，在觸控時間段通過檢測各所述自電容電極的電容值變化以判斷觸控位置。
2.如權利要求1所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，還包括:設置于所述上基板面向所述下基板的一側，或設置于所述下基板面向所述上基板的一側的黑矩陣層； 相鄰的兩個所述自電容電極之間的間隙在所述下基板的正投影均位于所述黑矩陣層的圖形所在區(qū)域內。
3.如權利要求2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，相鄰的兩個所述自電容電極相對的側邊均為折線。
4.如權利要求3所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，相鄰的兩個自電容電極相對的為折線的側邊均具有階梯狀結構，兩階梯狀結構形狀一致且相互匹配。
5.如權利要求3所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，相鄰的兩個自電容電極相對的為折線的側邊均具有凹凸狀結構，兩凹凸狀結構形狀一致且相互匹配。
6.如權利要求2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，各所述導線在所述下基板的正投影位于所述黑矩陣層的圖形所在區(qū)域內。
7.如權利要求2-6任一項所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，所述黑矩陣層位于所述上基板面向所述下基板的一側，在所述黑矩陣層上設置有彩色濾光層； 由各所述自電容電極組成的公共電極層位于所述彩色濾光層之上，各所述導線位于所述黑矩陣層與所述彩色濾光層之間，各所述自電容電極與對應的導線通過所述彩色濾光層中的過孔電性相連。
8.如權利要求1-6任一項所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，還包括:與所述觸控偵測芯片的接線端子電性連接的外圍走線；所述外圍走線和所述觸控偵測芯片的接線端子設置于所述下基板面向所述上基板的一側的邊框處； 所述自電容電極通過所述導線連接至所述內嵌式觸摸屏的邊框處后，通過邊框膠與對應的外圍走線電性連接。
9.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-8任一項所述的內嵌式觸摸屏。
【文檔編號】G06F3/044GK104020911SQ201410240495
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王春雷, 薛海林, 王海生, 王建, 王磊 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司