CN103092424A

CN103092424A - 一种内嵌式触摸屏及显示装置

Info

Publication number: CN103092424A
Application number: CN2013100322797A
Authority: CN
Inventors: 刘英明; 董学; 王海生; 赵卫杰; 杨盛际
Original assignee: Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: CN103092424B

Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏及显示装置，用以降低内嵌式触摸屏的时间延迟，提高触摸屏的触控效果。本发明提供的内嵌式触摸屏包括：多条沿第一方向设置的触摸驱动电极，以及多条沿与第一方向垂直的第二方向设置的触摸感应电极；每一触摸驱动电极包括多个触摸驱动子电极；和/或每一触摸感应电极包括多个触摸感应子电极；每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极或每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极并联连接到同一电源。

Description

一种内嵌式触摸屏及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种内嵌式触摸屏及显示装置。

背景技术

内嵌式触摸屏（In cell Touch Panel）为触摸屏和显示屏集成为一体的触摸显示屏。用于实现触摸功能的触摸驱动电极和触摸感应电极集成在显示屏中，集成后的显示屏同时实现触控和图像显示的功能。由于内嵌式触摸屏结构简单、轻、薄，成本低等特点，已经逐渐成为显示领域的主流。

触摸驱动电极和触摸感应电极的面积和时间延迟（RC Delay）等参数决定触摸屏的触控效果。触摸驱动电极和触摸感应电极的面积越大、RC Delay越小，触摸效果越好。为了兼顾显示装置的光透光率，一般地，触摸驱动电极和触摸感应电极至少之一设置在与黑矩阵对应的区域，为了增加触摸驱动电极或触摸感应电极的面积，触摸驱动电极或触摸感应电极设置为网格状，如图1所示，为现有触摸驱动电极或触摸感应电极的结构示意图。触摸驱动电极或触摸感应电极包括两部分，多条位于黑矩阵区域沿纵向分布的第一子电极10和多条位于黑矩阵区域沿横向分布的第二子电极11，第二子电极11和第一子电极10电性相连，二者构成一个网格状的电极结构。图1所示的网格状的电极结构，电流输入端和输出端一般位于触摸驱动电极或触摸感应电极长边方向的两端，如图1中带箭头的线段为电流输入和输出引线。因此，网格状的触摸驱动电极或触摸感应电极结构等效为由多个如图2所示的电极结构100并联而成。由于每个触摸驱动电极或触摸感应电极结构的第一子电极10的宽度和长度相等，每一个第二子电极11宽度和长度也相等。因此，电流未流过第二子电极11部分，第二子电极11没有对触摸屏起到实质作用。RC Delay中的R为多个如图2所示的电极结构100的电阻并联而成。电极结构100等效为由两个电阻并联而成。现有这种触摸驱动电极或触摸感应电极的设置方式，触摸驱动电极或触摸感应电极电阻还是较大，不利于降低RC Delay，触摸屏的触控效果较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏及显示装置，用以降低内嵌式触摸屏中触摸驱动电极或触摸感应电极的电阻，以降低内嵌式触摸屏的时间延迟，从而提高触摸屏的触控效果。

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括：多条沿第一方向设置的触摸驱动电极，以及多条沿与第一方向垂直的第二方向设置的触摸感应电极；每一触摸驱动电极包括多个相互独立的触摸驱动子电极；和/或

每一触摸感应电极包括多个相互独立的触摸感应子电极；

每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极或每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极并联连接到同一电源。

较佳地，所述每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极相互平行设置；和/或所述每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极相互平行设置。

较佳地，所述触摸感应子电极与所述第二方向平行，和/或所述触摸驱动子电极与所述第一方向平行。

较佳地，所述内嵌式触摸屏还包括：第一基板和第二基板，所述触摸驱动电极和触摸感应电极设置在同一基板上或者设置在不同的基板上。

较佳地，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，所述触摸感应电极设置在所述彩膜基板上，所述触摸驱动电极设置在所述阵列基板上；所述触摸感应电极包括多条触摸感应子电极，所述触摸驱动电极为条状电极。

较佳地，所述触摸驱动电极为阵列基板上的公共电极，公共电极分时驱动，分时实现图像显示和触摸功能。

较佳地，所述触摸感应子电极位于彩膜基板上与黑色矩阵相对应的区域。

较佳地，所述触摸感应子电极或触摸驱动子电极的宽度为3-10μm。

较佳地，所述包括多个触摸感应子电极的触摸感应电极的宽度为3-7mm；和/或

包括多个触摸驱动子电极的触摸驱动电极的宽度为3-7mm。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述内嵌式触摸屏。

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，每一触摸驱动电极包括多个相互独立的触摸驱动子电极；和/或每一触摸感应电极包括多个相互独立的触摸感应子电极；每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极或每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极并联连接到同一电源。降低了触摸驱动电极或触摸感应电极的电阻，提高了触摸屏的触控效果。

附图说明

图1为现有内嵌式触摸屏触摸驱动电极或触摸感应电极的结构示意图；

图2为图1所示的触摸驱动电极或触摸感应电极的部分结构示意图；

图3为现有内嵌式触摸屏触控原理结构示意图；

图4为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏结构俯视示意图；

图5为图4所示的内嵌式触摸屏在A-A’向的截面示意图；

图6为图4所示的内嵌式触摸屏中触摸感应电极的放大结构示意图；

图7为图6所示的触摸感应电极具体连接导线的结构示意图之一；

图8为图6所示的触摸感应电极具体连接导线的结构示意图之二；

图9为图8所示的触摸感应电极的部分结构示意图；

图10为图2所示的触摸感应电极的部分结构对应的等效电路图；

图11为图9所示的触摸感应电极的部分结构对应的等效电路图；

图12为图4所示的内嵌式触摸屏中触摸驱动电极的放大结构示意图；

图13为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏实现触控功能的时序图。

具体实施方式

下面简单介绍下触摸屏的工作原理。参见图3，为横向设置的触摸驱动电极300和纵向设置的触摸感应电极200，相邻触摸驱动电极300和触摸感应电极200之间耦合产生交互电容C_m（mutual capacitance），当手指触碰屏幕时，手指的触碰会改变所述交互电容C_m的值，触摸检测装置通过检测手指触碰前后电容C_m对应的电流的改变，从而检测出手指触摸点的位置。

交互电容C_m由触摸驱动电极和触摸感应电极的面积决定。在触摸驱动电极和触摸感应电极的面积一定的情况下，触摸驱动电极和触摸感应电极之间的交互电容C_m一定。时间延迟RC Delay中的C=C_m值不变。本发明通过将现有图1所示的网格状的电极中的第二子电极11去除，并联了（增加了）更多条第一子电极10。增加的第一子电极10的面积等于去除后的第二子电极11的面积，在保证电容C一定的条件下，减小了电极的电阻，降低了RC值，因此也降低了RC Delay，提高了触摸屏的触控效果。所述电极可以是触摸驱动电极也可以是触摸感应电极。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏，可以集成在TN模式的液晶显示面板，以及边缘场切换（Fringe-Field Switching，FFS）模式的液晶显示面板，或高级超维场开关（ADS，Advanced Super Dimension Switch）模式的液晶显示面板。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏，触摸驱动电极和触摸感应电极可以设置在同一基板上，也可以设置在不同的基板上。例如：触摸驱动电极和触摸感应电极同时设置在液晶显示面板的彩膜基板上，或同时设置在液晶显示面板的阵列基板上，或者触摸驱动电极设置在阵列基板上，触摸感应电极设置在彩膜基板上。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏包括：包括多条沿第一方向设置的触摸驱动电极，以及多条沿与第一方向垂直的第二方向设置的触摸感应电极；每一触摸驱动电极包括多个相互独立的触摸驱动子电极；和/或每一触摸感应电极包括多个相互独立的触摸感应子电极；每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极或每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极并联连接到同一电源。触摸感应电极和触摸驱动电极在自身连接的电源施加电压的作用下，实现触摸功能。在具体实施过程中，为触摸驱动电极施加高频电压，为触摸感应电极施加恒定电压或交流电压，实现触摸功能。

下面的实施例以第一方向为横向，第二方向为纵向为例说明。

下面结合附图，对本发明实施例提供的内嵌式触摸屏进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度和形状不反映内嵌式触摸屏及显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明的技术方案。

下面以触摸驱动电极和触摸感应电极设置在不同的基板上，且触摸感应电极包括多个并联连接的触摸感应子电极，触摸驱动电极为没有任何图案的条状电极为例进行说明。

参见图4，为本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏的俯视图，图5为图4所示的触摸屏在A-A’向的截面图，结合图4和图5，内嵌式触摸屏，包括：

第一基板1和第二基板2（如图5），填充于第一基板1和第二基板2之间的液晶层3（如图5），第一基板1上形成有多条横向设置的触摸驱动电极12，第二基板2上形成有多条纵向设置的触摸感应电极22。每一触摸感应电极22包括多条触摸感应子电极221。每一触摸感应电极22中的所有触摸感应子电极221并联连接到相应的电源。也就是通过图4中的引线222并联连接到电源。

在具体实施过程中，相应的电源为触摸驱动电极施加高频电压，另一电源为触摸感应电极施加恒定电压，实现触摸功能。

下面具体介绍本发明图4所示的触摸感应电极22的结构示意图。

图6为图4所示的其中一条触摸感应电极22放大后的结构示意图。如图6，触摸感应电极22包括多条呈纵向设置的触摸感应子电极221。图6中包括五条触摸感应子电极221。触摸感应子电极221并联连接。

在具体实施过程中，触摸感应子电极221通过引线电性相连。只要能够保证属于同一条触摸感应电极22的触摸感应子电极221电性相连即可。如图7，为触摸感应子电极221通过两端的引线222连接，且通过带箭头的引线与电源（实际上与芯片IC或其他电路相连）。带箭头的线段表示电流的流向。

如图7，触摸感应子电极221通过两端的引线222并联连接。

在具体实施过程中，引线222也可以是与触摸感应子电极221同一次工艺形成。形成如图8所示的图形，引线222较宽，不容易断线，且便于与IC连接。

因此，图8所示的触摸感应电极可以等效为图9所示的电极结构223并联而成。

下面具体说明本发明实施例提供的触摸感应电极能够降低电阻的原因。

设图1和图8所示的电极结构的面积相同（该处的面积仅指电极图案的面积，也即指同样厚度的电极结构下使用相同量的导电材料制作而成）。并且图1所示的纵向设置的第一子电极10的宽度和长度等于图8所示的触摸感应子电极221的宽度和长度。

图2的等效电路如图10所示。图9所示的等效电路如图11所示。

图10中R1=R5，R2=R6，R3=R7，R4=R8，R1和R5的电压降相等，R2和R6的电压降相等，R3和R7的电压降相等，因此，R9、R10，R11都没有电流流过。图10所示的电极结构的等效电阻为（R1+R2+R3+R4）//(R5+R6+R7+R8)。“//”代表并联连接。

由于图8所示的触摸感应子电极221的宽度和长度等于图1所示的第一子电极10的宽度和长度，因此，图11所示的电路，R1’=R2’＝R1+R2+R3+R4。图11所示的电路结构的等效电阻为（1/2）*R1’。因此，图8所示的等效电阻为(1/5)*R1’；同理，图1所示的电极结构的等效电阻为(1/4)*R1’。

显然，本发明实施例提供的触摸感应电极保证电容C不变的情况下，电阻R减小，RC Delay降低，提高了触摸屏的触控效果。

实际上，为了保证电容Ｃ不变，就需要将图1中的第二子电极11去除，并且再并联与去除后的第二子电极11的面积相等的第一子电极10，就可以实现本发明提供的触摸感应电极。

较佳地，所述触摸感应子电极的宽度为3-10μm。

所述触摸感应电极的宽度为3-7mm，该宽度为触摸感应电极中的第一个触摸感应子电极和最后一个触摸感应子电极之间的最大距离。

图4所示的触摸驱动电极12可以是另外设置在第一基板1上的触摸驱动电极12电极，也可以是与第一基板1上的某些功能电极共用的电极。

当触摸驱动电极和触摸感应电极集成在ADS模式的液晶显示屏时，图4所示的触摸驱动电极12可以为图12所示的液晶显示屏中的公共电极12。

也就是说，触摸驱动电极12和用于实现图像显示的公共电极分时驱动。在图像显示阶段为触摸驱动电极12施加实现图像显示的电压信号，在触摸阶段为触摸驱动电极12施加实现触摸功能的电压信号。

当图4所示的触摸驱动电极12为图12所示的公共电极12时，参见图13，为实现图像显示和触摸功能的时序图，具体说明本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的工作原理。

图13中，Vsync为时序信号。包括n条栅线，分别为栅线1（Gate 1）、栅线2（Gate 2）……栅线m（Gate m）、栅线m+1（Gate m+1）、栅线m+2（Gate m+2）、栅线m+3（Gate m+3）、栅线n-1（Gate n-1）、栅线n（Gate n）。还包括数据线Date。

m条触摸驱动电极(T1、T2,……，Tm)的时序，以及m条触摸感应电极（R1、R2,……，Rm）的时序。

图13中，在前11.7ms依次为栅线施加栅电压，同时依次为数据线施加数据信号。为图12所示的公共电极（触摸驱动电极）12施加一定的恒定电压,实现图像显示。

当一帧图像显示完后，在下一帧图像显示之前，5ms内为栅线、数据线施加低电平信号，使得与栅线相连的TFT关断。依次为公共电极（触摸驱动电极）施加一定触摸驱动电压V₁，以及同时为触摸感应电极施加恒定电压V₀。施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，实现触摸功能。

上述图像显示阶段的11.7ms以及触摸显示阶段的5ms只是为了说明本发明所示的一个个例，在具体实现过程中，图像显示阶段的不限于为11.7ms，触摸显示阶段不限于为5ms。

本发明通过触摸感应电极说明本发明提供的电极结构，也可以通过设置触摸驱动电极为本发明图8所示的电极结构，触摸感应电极为条状电极，以降低RC Delay。也就是说，凡是包括本发明实施例提供类似于图8所示的电极结构，无论用作触摸驱动电极还是触摸感应电极都在本发明的保护范围之内。本发明就不一一列举说明。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述内嵌式触摸屏，该显示装置可以为液晶显示器、液晶电视、有机电致发光显示OLED面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，通过将触摸感应电极和/或触摸驱动电极设置为仅包含一个方向的子电极，在电容C不变前提下，可以降低触摸感应电极和/或触摸驱动电极的电阻R，从而可以降低触摸屏的时间延迟RCDelay，提高触摸屏的触控效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种内嵌式触摸屏，包括多条沿第一方向设置的触摸驱动电极，以及多条沿与第一方向垂直的第二方向设置的触摸感应电极；其特征在于，每一触摸驱动电极包括多个相互独立的触摸驱动子电极；和/或

每一触摸感应电极包括多个相互独立的触摸感应子电极；

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述每一触摸感应电极的多个触摸感应子电极相互平行设置；和/或所述每一触摸驱动电极的多个触摸驱动子电极相互平行设置。

3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应子电极与所述第二方向平行，和/或所述触摸驱动子电极与所述第一方向平行。

4.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述内嵌式触摸屏还包括：第一基板和第二基板，所述触摸驱动电极和触摸感应电极设置在同一基板上或者设置在不同的基板上。

5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，所述触摸感应电极设置在所述彩膜基板上，所述触摸驱动电极设置在所述阵列基板上；所述触摸感应电极包括多条触摸感应子电极，所述触摸驱动电极为条状电极。

6.根据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸驱动电极为阵列基板上的公共电极，公共电极分时驱动，分时实现图像显示和触摸功能。

7.根据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应子电极位于彩膜基板上与黑色矩阵相对应的区域。

8.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应子电极或触摸驱动子电极的宽度为3-10μm。

9.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述包括多个触摸感应子电极的触摸感应电极的宽度为3-7mm；和/或

包括多个触摸驱动子电极的触摸驱动电极的宽度为3-7mm。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一权项所述的触摸屏。