一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，由于在各自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫，和/或各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫，因此可以保證整個內嵌式觸摸屏中自電容電極中的狹縫以及自電容電極之間的間隙的均勻分布，從而避免內嵌式觸摸屏出現亮線或者暗線等不良問題。
【專利說明】一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及觸控【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(Add on Mode Touch 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，外掛式觸摸屏是將觸摸屏與液晶顯示屏(Liquid Crystal Display，LCD)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]現有的內嵌式觸摸屏，具體結構一般如圖1所示，一個自電容電極I對應液晶顯示屏中的多個像素單元2，相鄰自電容電極I之間通過間隙S相互絕緣。但是在上述內嵌式觸摸屏中，由于相鄰自電容電極I之間存在間隙S，因此，在顯示時，顯示屏的相鄰自電容電極I之間的間隙附件(圖1中A區域)與自電容電極I內部(圖1中B區域)存在亮度差異，從而導致顯示屏出現亮線或者暗線等不良問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明實施例提供了一種內嵌式觸摸屏，用以解決現有技術中存在的顯示畫面出現亮線或者暗線等不良問題。
[0006]因此，本發明實施例提供了一種內嵌式觸摸屏，包括:相對設置的上基板和下基板，位于所述下基板上呈矩陣排列的若干像素單元，位于所述上基板面向所述下基板一側或所述下基板面向所述上基板一側的若干相互獨立的且與多個所述像素單元對應的自電容電極、以及與各所述自電容電極對應電連接的導線；
[0007]各所述自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫；和/或
[0008]各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫。
[0009]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各自電容電極在與各像素單元對應的區域還設置有多個縱向狹縫和/或多個橫向狹縫。
[0010]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述縱向狹縫的寬度等于相鄰兩列自電容電極之間的間隙寬度。
[0011]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述橫向狹縫的寬度等于相鄰兩行自電容電極之間的間隙寬度。
[0012]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，在各自電容電極中，各所述縱向狹縫的長度相等；和/或各所述橫向狹縫的長度相等。
[0013]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各自電容電極中的橫向狹縫和縱向狹縫的排布規律均相同。
[0014]較佳地，為了簡化制作工藝，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述多個相互獨立的自電容電極同層設置。
[0015]較佳地，為了簡化制作工藝，以及降低制作成本，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各所述自電容電極組成位于所述下基板面向所述上基板一側的公共電極層，所述內嵌式觸摸屏還包括:觸控芯片；
[0016]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區域。
[0017]較佳地，為了簡化制作工藝，以及降低制作成本，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括:位于所述自電容電極下方的數據線；
[0018]各所述導線與所述數據線設置為同層同材質。
[0019]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括:位于所述下基板面向所述上基板一側，或位于所述上基板面向所述下基板一側的黑矩陣層；
[0020]相鄰的兩個所述自電容電極之間的分割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域內。
[0021]相應地，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發明實施例提供的上述任一種內嵌式觸摸屏。
[0022]本發明實施例提供的一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，由于在各自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫，和/或各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫，因此可以保證整個內嵌式觸摸屏中自電容電極中的狹縫以及自電容電極之間的間隙的均勻分布，從而避免內嵌式觸摸屏出現亮線或者暗線等不良問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為現有的內嵌式觸摸屏的結構示意圖；
[0024]圖2a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之一；
[0025]圖2b為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之二 ；
[0026]圖2c為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之三；
[0027]圖3a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之四；
[0028]圖3b為圖3a所示的內嵌式觸摸屏中一個自電容電極的結構示意圖；
[0029]圖4a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之五；
[0030]圖4b為圖4a所示的內嵌式觸摸屏中一個自電容電極的結構示意圖；
[0031]圖5a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之六；
[0032]圖5b為圖5a所示的內嵌式觸摸屏中一個自電容電極的結構示意圖；
[0033]圖6a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖之七；
[0034]圖6b為圖6a所示的內嵌式觸摸屏中一個自電容電極的結構示意圖；
[0035]圖7a為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的驅動時序示意圖之一；
[0036]圖7b為本發明實施例提供的內嵌式觸摸屏的驅動時序示意圖之二。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖，對本發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。
[0038]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
【發明內容】
。
[0039]本發明實施例提供了一種內嵌式觸摸屏，如圖2a至圖2c所示，包括:相對設置的上基板(圖中未示出)和下基板01，位于下基板01上呈矩陣排列的若干像素單元，位于上基板面向下基板01—側或下基板01面向上基板一側的若干相互獨立的且與多個像素單元02對應的自電容電極03、以及與各自電容電極03對應電連接的導線04 ;在圖2a至圖2c示出了自電容電極03和導線04設置于下基板01面向上基板一側的結構；
[0040]各自電容電極03在與沿列方向相鄰的兩個像素單元02之間的間隙對應的區域還設置有縱向狹縫051 ;和/或
[0041]各自電容電極03在與沿行方向相鄰的兩個像素單元02之間的間隙對應的區域還設置有橫向狹縫052。
[0042]本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，由于在各自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫，和/或各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫，因此可以保證整個內嵌式觸摸屏中自電容電極中的狹縫以及自電容電極之間的間隙的均勻分布，從而避免內嵌式觸摸屏出現亮線或者暗線等不良問題。
[0043]較佳地，為了進一步保證狹縫在整個顯示屏的均勻性，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，如圖3a至圖6b所示，各自電容電極03在與各像素單元02對應的區域也設置有多個縱向狹縫051和/或多個橫向狹縫052。
[0044]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，縱向狹縫的寬度等于相鄰兩列自電容電極之間的間隙寬度。具體地，在具體實施時，相鄰兩列自電容電極之間的間隙寬度一般為5 μ m左右，在此不作限定。
[0045]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，橫向狹縫的寬度等于相鄰兩行自電容電極之間的間隙寬度。具體地，在具體實施時，相鄰兩行自電容電極之間的間隙寬度一般為5 μ m左右，在此不作限定。
[0046]具體地，在具體實施時，為了保證狹縫分布的均勻性，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，在各自電容電極中，各縱向狹縫的長度相等；或各橫向狹縫的長度相等。
[0047]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，在各自電容電極中，各縱向狹縫的長度相等；且各橫向狹縫的長度相等。
[0048]較佳地，為了保證狹縫分布的均勻性，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各自電容電極中的橫向狹縫和縱向狹縫的排布規律均相同。
[0049]較較佳地，為了簡化制作工藝，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，多個相互獨立的自電容電極同層設置。這樣，只需要通過一次構圖工藝就可形成所有自電容電極的圖形，能夠簡化工藝步驟，節省制備成本。當然也可以分層制備自電容電極，在此不做限定。
[0050]進一步地，在具體實施時，本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，既適用于扭轉向列(Twisted Nematic, TN)型液晶顯示屏，也適用于高級超維場開關(AdwancedDimens1n Switch, ADS)型液晶顯不屏、高開口率、高級超維場開關(High-AdwancedDimens1n Switch，HADS)型液晶顯不屏和平面內開關(In-Plane Switch，IPS)型液晶顯示屏。
[0051]具體地，在具體實施時，由于在HADS型液晶顯示屏中，公共電極的結構一般為狹縫電極結構，即公共電極在與各像素單元對應的區域設置有多個狹縫。因此，本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏尤其適用于HADS型液晶顯示屏。
[0052]進一步，當本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏應用于HADS型液晶顯示屏時，采用HADS型液晶顯示屏中狹縫電極結構的公共電極層復用自電容電極，即各自電容電極組成位于下基板面向上基板一側的公共電極層，內嵌式觸摸屏還包括:觸控芯片；
[0053]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自電容電極的電容值變化以判斷觸控位置。這樣，將公共電極層的結構進行變更分割成自電容電極以實現觸控功能時，在現有的下基板制備工藝的基礎上，不需要增加額外的工藝，可以節省生產成本，提高生產效率。
[0054]具體地，由于本發明實施例提供的上述觸摸屏采用公共電極層復用作為自電容電極，為了減少顯示和觸控信號之間的相互干擾，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。
[0055]具體地，例如:如圖7a和圖7b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7a和圖7b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7a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7b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生觸控，以實現觸控功能。
[0056]進一步地，為了簡化制作工藝，以及降低制作成本，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括:位于自電容電極下方的數據線；各導線與數據線設置為同層同材質。這樣在制備時，可以將各導線與數據線同層制備，從而不用增加新的制備工藝，僅需變更對應的膜層的構圖即可實現，簡化了工藝步驟，節省了生產成本，提高了生產效率。
[0057]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會對應顯示屏中的多個像素單元。
[0058]并且，本發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下基板上的公共電極層分割成多個自電容電極，為了不影響正常的顯示功能，在對公共電極層進行分割時，分割線一般都會避開顯示的開口區域，設置在黑矩陣層的圖形區域。
[0059]較佳地，在本發明實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還可以包括:位于下基板面向上基板一側，或位于上基板面向下基板一側的黑矩陣層；
[0060]相鄰的兩個自電容電極之間的分割間隙在下基板的正投影均位于黑矩陣層的圖形所在區域內。
[0061]基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發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。
[0062]本發明實施例提供的一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，由于在各自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫，和/或各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫，因此可以保證整個內嵌式觸摸屏中自電容電極中的狹縫以及自電容電極之間的間隙的均勻分布，從而避免內嵌式觸摸屏出現亮線或者暗線等不良問題。
[0063]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發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:相對設置的上基板和下基板，位于所述下基板上呈矩陣排列的若干像素單元，位于所述上基板面向所述下基板一側或所述下基板面向所述上基板一側的若干相互獨立的且與多個所述像素單元對應的自電容電極、以及與各所述自電容電極對應電連接的導線；其特征在于: 各所述自電容電極在與沿列方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有縱向狹縫；和/或 各自電容電極在與沿行方向相鄰的兩個像素單元之間的間隙對應的區域設置有橫向狹縫。
2.如權利要求1所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，各自電容電極在與各像素單元對應的區域還設置有多個縱向狹縫和/或多個橫向狹縫。
3.如權利要求1或2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，所述縱向狹縫的寬度等于相鄰兩列自電容電極之間的間隙寬度。
4.如權利要求1或2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，所述橫向狹縫的寬度等于相鄰兩行自電容電極之間的間隙寬度。
5.如權利要求1或2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，在各所述自電容電極中，各所述縱向狹縫的長度相等；和/或各所述橫向狹縫的長度相等。
6.如權利要求1或2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，各自電容電極中的橫向狹縫和縱向狹縫的排布規律均相同。
7.如權利要求1或2所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，所述多個相互獨立的自電容電極同層設置。
8.如權利要求7所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，各所述自電容電極組成位于所述下基板面向所述上基板一側的公共電極層，所述內嵌式觸摸屏還包括:觸控芯片； 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區域。
9.如權利要求8所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，還包括:位于所述自電容電極下方的數據線； 各所述導線與所述數據線設置為同層同材質。
10.如權利要求8所述的內嵌式觸摸屏，其特征在于，還包括:位于所述下基板面向所述上基板一側，或位于所述上基板面向所述下基板一側的黑矩陣層； 相鄰的兩個所述自電容電極之間的分割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域內。
11.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-10任一項所述的內嵌式觸摸屏。
【文檔編號】G06F3/044GK104461209SQ201510011922
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月9日 優先權日:2015年1月9日
【發明者】李彥辰, 楊東, 許睿, 韓帥, 包智穎, 呂振華 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