CN103336635A - 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在与阵列基板相对的对向基板面向液晶层的一侧设置透明的触摸感测结构层，该触摸感测结构层包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极与第二触摸感测电极。由于将实现触控的触摸感测结构层设置在远离阵列基板的对向基板上，可以避免触控信号与阵列基板中的显示信号相互干扰，既保证了液晶显示画面的品质，又增强了触控操作的可靠性。并且，在对向基板上设置的触摸感测结构层中，第一触摸感测电极与第二触摸感测电极同层设置，相对于分别制作两层相互异面相交的条状电极作为触摸感测结构层，结构相对简单，能缩短制备工艺步骤，减低生产成本。

Description

一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种电容式内嵌触摸屏及显示装置。 
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸屏（Touch Screen Panel）已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏（Add on Mode Touch Panel）、覆盖表面式触摸屏（On Cell Touch Panel）、以及内嵌式触摸屏（In Cell Touch Panel）。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏（Liquid Crystal Display，LCD）分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的液晶显示屏，外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。而内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本，受到各大面板厂家青睐。 
目前，现有的电容式内嵌（In cell）触摸屏是在现有的TFT（Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管）阵列基板上直接另外增加触控扫描线和触控感应线实现的，即在TFT阵列基板的表面制作两层相互异面相交的条状电极，这两层电极分别作为触摸屏的触控驱动线和触控感应线，在两条电极的异面相交处形成互电容。其工作过程为：在对作为触控驱动线的电极加载触控驱动信号时，检测触控感应线通过互电容耦合出的电压信号，在此过程中，有人体接触触摸屏时，人体电场就会作用在互电容上，使互电容的电容值发生变化，进而改变触控感应线耦合出的电压信号，根据电压信号的变化，就可以确定触点位置。 
上述电容式内嵌触摸屏的结构设计，在现有的TFT阵列基板中增加的触控 扫描线和触控感应线加载的触控信号，会与TFT阵列基板中原有的显示信号相互干扰，既影响了液晶显示画面的品质，又降低了触控操作的可靠性。 
发明内容
本发明实施例提供了一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，用以解决现有的内嵌式触摸屏中显示信号与触控信号相互干扰的问题。 
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，包括：对向基板、阵列基板以及位于所述对向基板与所述阵列基板之间的液晶层； 
所述对向基板面向所述液晶层的一侧具有透明的触摸感测结构层，所述触摸感测结构层包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极与第二触摸感测电极；对所述第一触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第二触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出，或对所述第二触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第一触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出。 
本发明实施例提供的一种显示装置，包括本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏。 
本发明实施例的有益效果包括： 
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在与阵列基板相对的对向基板面向液晶层的一侧设置透明的触摸感测结构层，该触摸感测结构层包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极与第二触摸感测电极。由于将实现触控的触摸感测结构层设置在远离阵列基板的对向基板上，可以避免触控信号与阵列基板中的显示信号相互干扰，既保证了液晶显示画面的品质，又增强了触控操作的可靠性。并且在对向基板上设置的触摸感测结构层中，第一触摸感测电极与第二触摸感测电极同层设置，相对于分别制作两层相互异面相交的条状电极作为触摸感测结构层，结构相对简单，能缩短制备工艺步骤，减低生产成本。 
附图说明
图1为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的结构示意图； 
图2为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏中的触摸感测结构层的结构示意图； 
图3为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏中的阵列基板的俯视示意图。 
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。 
附图中各层薄膜厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。 
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，如图1所示，包括：对向基板01、阵列基板02以及位于对向基板01与阵列基板02之间的液晶层03； 
对向基板01面向液晶层03的一侧具有透明的触摸感测结构层04，该触摸感测结构层04如图2所示，包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极041与第二触摸感测电极042；对第一触摸感测电极041加载触控扫描信号，第二触摸感测电极042耦合触控扫描信号并输出，或对第二触摸感测电极042加载触控扫描信号，第一触摸感测电极041耦合触控扫描信号并输出。 
在具体实施时，第一触摸感测电极041可以是触摸感应电极（Rx，receive），第二触摸感测电极042对应地是触摸驱动电极（Tx，Transport）；反之，第一触摸感测电极041也可以是触摸驱动电极Tx，第二触摸感测电极042对应地是触摸感应电极Rx，在此不做限定。并且，第一触摸感测电极041和第二触摸感测电极042在具体实施时，可以采用诸如氧化铟锡（ITO）的透明导电材料制作，在此不作赘述。 
本发明实施例提供的触摸屏由于将实现触控的触摸感测结构层04设置在 远离阵列基板02的对向基板01上，可以避免触控信号与阵列基板02中的显示信号相互干扰，既保证了液晶显示画面的品质，又增强了触控操作的可靠性。并且，在对向基板01上设置的触摸感测结构层04中，第一触摸感测电极041与第二触摸感测电极042同层设置，相对于分别制作两层相互异面相交的条状电极作为触摸感测结构层，结构相对简单，能缩短制备工艺步骤，减低生产成本。 
具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图1所示，可以应用于彩色滤光片05设置在与阵列基板2相对的对向基板01即彩膜基板的结构，各彩色滤光片05通过黑矩阵06相互隔开，当然，也可以应用于彩色滤光片设置在阵列基板中的结构，在此不做限定。下面都是以对向基板01为彩膜基板的结构为例对本发明实施例提供的上述触摸屏进行说明。 
在具体实施时，本发明实施例提供的触摸屏中的触摸感测结构层04可以位于对向基板01的衬底基板与黑矩阵06之间，或如图1所示，位于对向基板01的黑矩阵06面向液晶层03的一侧，在此不做限定。 
进一步地，在对向基板01上，位于黑矩阵06与触摸感测结构层04之间还会设置有平坦层07。如图1所示，将触摸感测结构层04设置在黑矩阵06面向液晶层03一侧时，在黑矩阵06与触摸感测结构层04之间设置的平坦层07可以填平黑矩阵06与各彩色滤光片05之间的厚度差，使在平坦层07上制备的触摸感测结构层04相对平滑。将触摸感测结构层06设置衬底基板与黑矩阵之间时，在黑矩阵06与触摸感测结构层04之间设置的平坦层07可以填平触摸感测结构层04中构图后各位置的厚度差，使在平坦层07上制备的黑矩阵06和彩色滤光片05相对在同一水平面上。 
具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏中，在对向基板01上形成的黑矩阵06一般都具有呈矩阵排列的开口区域，在各开口区域处设置彩色滤光片05，该开口区域与阵列基板02中各像素单元的有效显示区域相对。在具体实施时，在对向基板01上形成的第一触摸感测电极041可以沿着开口区域的列 方向延伸，第二触摸感测电极042可以沿着开口区域的行方向延伸，即在对向基板01上布置的第一触摸感测电极041与阵列基板02中的数据信号线的布线方向一致，在对向基板01上布置的第二触摸感测电极042与阵列基板02中的栅极信号线的布线方向一致。或者，在对向基板01上形成的第一触摸感测电极041可以沿着开口区域的行方向延伸，第二触摸感测电极042可以沿着开口区域的列方向延伸，即在对向基板01上布置的第一触摸感测电极041与阵列基板02中的栅极信号线的布线方向一致，在对向基板01上布置的第二触摸感测电极042与阵列基板02中的数据信号线的布线方向一致。当然，在对向基板01上布置的第一触摸感测电极041和第二触摸感测电极042的延伸方向也可以沿着其他方向，在此不做限定。 
下面以各第一触摸感测电极041沿着开口区域的列方向延伸，各第二触摸感测电极042沿着开口区域的行方向延伸为例进行说明。 
具体地，本发明实施例提供的触摸屏中为了保证触摸感测结构层为单层，即第一触摸感测电极041与第二触摸感测电极042之间需要同层设置且相互绝缘，不另外增加诸如搭桥的金属层，在具体实施时如图2所示，在设计触摸感测结构层04时，可以将第一触摸感测电极041与第二触摸感测电极042之间设置为插指电极结构，即将各第一触摸感测电极041在竖直方向上设置为树枝状，将各第二触摸感测电极042在水平方向上拆分成水平方向的块状子电极0422，每个块状子电极0422通过导线引导至对向基板的边缘处，以便后续和阵列基板上的柔性电路板（FPC）上的触控驱动IC芯片相连接。当然还可以采用其他图形设计触摸感测结构层04中的各第一触摸感测电极041和第二触摸感测电极042的布线方式，在此不做详述。 
具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏可以适用于各种模式的液晶显示面板，例如可以适用于能够实现宽视角的平面内开关（IPS，In-Plane Switch）和高级超维场开关（ADS，Advanced Super Dimension Switch）型液晶显示面板，也可以适用于传统的扭曲向列（TN，Twisted Nematic）型液晶显示面板，在此 不做限定。 
并且，在采用TN型液晶显示面板制备本发明实施例提供的上述触摸屏时，可以省去彩膜基板中的公共电极层，采取分时驱动，利用由透明导电材料制备的触摸感测电极复用公共电极层的功能。 
首先，将触摸屏显示每一帧（V-sync）的时间分成显示时间段（Display）和触控时间段（Touch），例如触摸屏的显示一帧的时间为16.7ms，选取其中5ms作为触控时间段，其他的11.7ms作为显示时间段，当然也可以根据IC芯片的处理能力适当的调整两者的时长，在此不做具体限定。 
在显示时间段，对第一触摸感测电极和第二触摸感测电极分别加载公共电极信号，此时触摸感测结构层作为公共电极使用，和阵列基板上的像素电极形成电场，控制液晶旋转。 
在触控时间段，对第一触摸感测电极加载触控扫描信号，第二触摸感测电极耦合触控扫描信号并输出，或对第二触摸感测电极加载触控扫描信号，第一触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出。 
进一步地，在采用IPS或ADS型液晶显示面板制备本发明实施例提供的上述触摸屏时，也可以采取分时驱动，这样有利于减少触控信号与显示信号之间的相互干扰。 
进一步地，本发明实施例提供的触摸屏中，控制触摸感测结构层中各第一触摸感测电极和第二触摸感测电极的触控驱动IC芯片可以和控制液晶显示的显示驱动IC芯片分开设置，这样可以减少驱动IC芯片的制作难度，并且减少触控和显示之间的干扰。 
在具体实施时，如图1所示，可以在密封连接对向基板01和阵列基板02边缘的封框胶08内设置导电球09；并且，在阵列基板02的非有效显示区域设置触控驱动芯片的连接端子10；这样，触摸感测结构层04中的第一触摸感测电极041和第二触摸感测电极042就可以通过导电球09连接至触控驱动芯片的连接端子10，并且，可以在触控驱动芯片的连接端子10处绑定触控驱动IC 芯片的柔性电路板（FPC）实现触控驱动。如图3所示，实现触控的触控驱动IC芯片11和实现显示的显示驱动IC芯片12在阵列基板02上可以分开设置。 
在具体制备阵列基板时，可以将触控芯片的连接端子与阵列基板中的像素电极或公共电极（ADS型）同层设置，以减少构图工艺。 
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏，该显示装置的实施可以参见上述电容式内嵌触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。 
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在与阵列基板相对的对向基板面向液晶层的一侧设置透明的触摸感测结构层，该触摸感测结构层包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极与第二触摸感测电极。由于将实现触控的触摸感测结构层设置在远离阵列基板的对向基板上，可以避免触控信号与阵列基板中的显示信号相互干扰，既保证了液晶显示画面的品质，又增强了触控操作的可靠性。并且在对向基板上设置的触摸感测结构层中，第一触摸感测电极与第二触摸感测电极同层设置，相对于分别制作两层相互异面相交的条状电极作为触摸感测结构层，结构相对简单，能缩短制备工艺步骤，减低生产成本。 
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 (9)

1.一种电容式内嵌触摸屏，包括：对向基板、阵列基板以及位于所述对向基板与所述阵列基板之间的液晶层，其特征在于，
所述对向基板面向所述液晶层的一侧具有透明的触摸感测结构层，所述触摸感测结构层包括：同层设置且相互绝缘的第一触摸感测电极与第二触摸感测电极；对所述第一触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第二触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出，或对所述第二触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第一触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感测结构层位于所述对向基板的衬底基板与黑矩阵之间，或位于所述对向基板的黑矩阵面向所述液晶层的一侧。
3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述黑矩阵与所述触摸感测结构层之间具有平坦层。
4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，对向基板的黑矩阵具有呈矩阵排列的开口区域；
所述第一触摸感测电极沿着开口区域的行方向延伸，所述第二触摸感测电极沿着开口区域的列方向延伸；或，
所述第二触控感测电极沿着开口区域的行方向延伸，所述第一触控感测电极沿着开口区域的列方向延伸。
5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第一触摸感测电极与所述第二触摸感测电极之间形成插指电极结构。
6.如权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，还包括：密封连接所述对向基板和所述阵列基板边缘的封框胶，所述封框胶内具有导电球；
在所述阵列基板的非有效显示区域具有触控驱动芯片的连接端子；
所述触摸感测结构层中的第一触摸感测电极和第二触摸感测电极通过所述导电球连接至所述触控驱动芯片的连接端子。
7.如权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述触控芯片的连接端子与阵列基板中的像素电极或公共电极同层设置。
8.如权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感测电极组成公共电极层；
在显示时间段，对所述第一触摸感测电极和第二触摸感测电极分别加载公共电极信号；
在触控时间段，对所述第一触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第二触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出，或对所述第二触摸感测电极加载触控扫描信号，所述第一触摸感测电极耦合所述触控扫描信号并输出。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电容式内嵌触摸屏。
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