CN104503650B - 一种内嵌式触摸屏及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏及显示装置，除了包括导线和自电容电极，还包括与自电容电极异层设置的若干组连接线组；每一连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿绝缘层的过孔连接；在导线与自电容电极交叠的区域不设置过孔，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。上述内嵌式触摸屏通过在与各子连接线对应的区域均匀设置过孔，保证了内嵌式触摸屏中过孔均匀分布。因此，该内嵌式触摸屏可以解决现有技术中由于绝缘层中过孔分布不均匀导致的显示画面不均匀的问题。

Description

一种内嵌式触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种内嵌式触摸屏及显示装置。
背景技术
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，现有的内嵌(In cell)式触摸屏是利用互电容或自电容的原理实现检测手指触摸位置。其中，利用自电容的原理可以在触摸屏中设置多个同层设置且相互绝缘的自电容电极，当人体未触碰屏幕时，各自电容电极所承受的电容为一固定值，当人体触碰屏幕时，对应的自电容电极所承受的电容为固定值叠加人体电容，触控侦测芯片在触控时间段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。由于人体电容可以作用于全部自电容，相对于人体电容仅能作用于互电容中的投射电容，由人体碰触屏幕所引起的触控变化量会大于利用互电容原理制作出的触摸屏，因此，相对于互电容的触摸屏能有效提高触控的信噪比，从而提高触控感应的准确性。
在上述内嵌式触摸屏中，为了将自电容电极与触控侦测芯片连接，一般会设置与自电容电极对应连接的导线。具体地，如图1所示，导线1位于自电容电极2的下方，各导线1仅与与其对应的自电容电极2通过过孔3相连，而与其它自电容电极2是不导通的。但是在这种结构中，整个显示面板中过孔3的分布是不均匀的，因此会影响显示面画的均一性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，用以解决现有技术中存在的显示画面不均匀的问题。
因此，本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，包括：相对设置的上基板和下基板，呈矩阵排列的多个相互独立的自电容电极，，在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片，以及与所述自电容电极异层设置且将所述自电容电极连接至所述触控侦测芯片的多条导线；还包括：
与所述自电容电极异层设置的若干组连接线组，以及位于各所述连接线组与自电容电极之间的绝缘层；其中，
所述自电容电极与所述导线和所述连接线组均位于所述上基板面向所述下基板一侧或所述下基板面向所述上基板一侧；
每一所述连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿所述绝缘层的过孔连接；
所述导线通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，属于同一连接线组的各段子连接线位于同一直线上，且各所述连接线组平行设置。
较佳地，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所有所述子连接线同层设置。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中,各所述导线的延伸方向与所述连接线组的延伸方向相同。
较佳地，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中,所述连接线组与所述导线同层设置。
较佳地，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中,各所述导线与各所述连接线组交替设置。
较佳地，为了实现等电容设计，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述导线的长度相同。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各子连接线分别通过相同数量的过孔与对应的自电容电极连接。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述连接线组的延伸方向为列方向或行方向。
较佳地，为了简化制作工艺，以及降低制作成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述自电容电极组成位于所述下基板面向所述上基板一侧的公共电极层；
所述触控侦测芯片还用于在显示时间段对各所述自电容电极加载公共电极信号。
较佳地，为了简化制作工艺，以及降低制作成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于所述下基板面向所述上基板一侧的数据线；
各所述导线与所述数据线同层设置；和/或
各所述连接线组与所述数据线同层设置。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于所述下基板面向所述上基板一侧呈矩阵排列的若干像素单元；
所述自电容电极对应多个所述像素单元，所述导线与所述连接线组均沿列方向延伸，且交替设置的所述连接线组与所述导线分别对应一列像素单元；
各所述自电容电极通过一条或多条导线与所述触控芯片连接，且各所述导线分别通过一段或多段子连接线与所述对应的自电容电极连接。
相应地，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任一种内嵌式触摸屏。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，除了包括异层设置的导线和自电容电极，还包括与自电容电极异层设置的若干组连接线组；每一连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿绝缘层的过孔连接；在导线与自电容电极交叠的区域不设置过孔，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。上述内嵌式触摸屏将每一连接线组设置成间隔设置的多段子连接线，以保证各自电容电极之间相互绝缘；通过在连接线组中各子连接线对应的区域均匀设置过孔，保证了内嵌式触摸屏中过孔均匀分布，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接，保证了自电容电极与对应导线的连接。因此，该内嵌式触摸屏可以在保证自电容电极与导线正确连接的基础上，解决现有技术中由于绝缘层中过孔分布不均匀导致的显示画面不均匀的问题。
附图说明
图1为现有的内嵌式触摸屏的结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之一；
图2b为图2a所示的内嵌式触摸屏沿A-A’方向的剖面结构示意图；
图2c为图2a所示的内嵌式触摸屏沿B-B’方向的剖面结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的驱动时序示意图之一；
图3b为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的驱动时序示意图之二；
图4a为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之二；
图4b为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之三；
图4c为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之四；
图4d为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之五。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的内嵌式触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的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。
本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，如图2a至图2c所示，相对设置的上基板(图中未示出)和下基板01，呈矩阵排列的多个相互独立的自电容电极02，在触控时间段通过检测各自电容电极02的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片(图中未示出)，以及与自电容电极02异层设置且将自电容电极02连接至触控侦测芯片的多条导线03；还包括：
与自电容电极02异层设置的若干组连接线组04，以及位于各连接线组04与自电容电极02之间的绝缘层05；其中，
自电容电极02、导线03和连接线组04均位于上基板面向下基板01一侧或下基板01面向上基板一侧；在图2a至图2c示出了自电容电极02、导线03和连接线组04设置于下基板01面向上基板一侧的结构；
每一连接线组04包括间隔设置的多段子连接线041，属于同一连接线组04的各段子连接线041分别对应一不同的自电容电极02、并且各段子连接线041与对应的自电容电极02通过至少一个贯穿绝缘层05的过孔V连接；
导线03通过与对应的自电容电极02连接的至少一段子连接线041与对应的自电容电极02连接。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，除了包括异层设置的导线和自电容电极，还包括与自电容电极异层设置的若干组连接线组；每一连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿绝缘层的过孔连接；在导线与自电容电极交叠的区域不设置过孔，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。上述内嵌式触摸屏将每一连接线组设置成间隔设置的多段子连接线，以保证各自电容电极之间相互绝缘；通过在连接线组中各子连接线对应的区域均匀设置过孔，保证了内嵌式触摸屏中过孔均匀分布，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接，保证了自电容电极与对应导线的连接。因此，该内嵌式触摸屏可以在保证自电容电极与导线正确连接的基础上，解决现有技术中由于绝缘层中过孔分布不均匀导致的显示画面不均匀的问题。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，自电容电极与连接线组之间的绝缘层可以由多层膜层组成，也可以由一层膜层组成，在此不作限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2a所示，属于同一连接线组04的各段子连接线041位于同一直线上，且各连接线组04平行设置。
较佳地，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所有子连接线同层设置。这样，只需要通过一次构图工艺就可形成所有连接线组的图形，能够简化工艺步骤，节省制备成本。当然也可以分层制备子连接线，在此不做限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中,如图4a至图4d所示，各导线03的延伸方向与连接线组04的延伸方向相同。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中,连接线组与导线同层设置。这样，只需要通过一次构图工艺就可形成连接线组和导线的图形，能够简化工艺步骤，节省制备成本。当然也可以分层制备连接线组和导线，在此不做限定。
进一步地，为了使连接线组与导线均匀分布，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图4a至图4d所示，各导线03与各连接线组04交替设置。
较佳地，为了实现等电容设计，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图4a至图4d所示，各导线03的长度相同。
较佳地，为了整个内嵌式触摸屏中过孔分布均一，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图4a至图4d所示，各子连接线041分别通过相同数量的过孔V与对应的自电容电极02连接。
进一步地，为了保证内嵌式触摸屏显示区域的图形的均一性，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各过孔的形状和大小均相同。具体地，在具体实施时，过孔的形状可以为圆形、方形或任何几何形状，在此不作限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，针对每一段子连接线，与该子连接线对应的任意相邻两个过孔之间的距离相同。这样保证了内嵌式触摸屏中的所有过孔是均匀分布的，从而保证了显示画面的均一性。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，连接线组的延伸方向为列方向或行方向。
较佳地，为了简化制作工艺，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，多个相互独立的自电容电极同层设置。这样，只需要通过一次构图工艺就可形成所有自电容电极的图形，能够简化工艺步骤，节省制备成本。当然也可以分层制备自电容电极，在此不做限定。
进一步地，在具体实施时，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，既适用于扭转向列(Twisted Nematic，TN)型液晶显示屏，也适用于高级超维场开关(AdwancedDimension Switch，ADS)型液晶显示屏、高开口率高级超维场开关(High-AdwancedDimension Switch，HADS)型液晶显示屏和平面内开关(In-Plane Switch，IPS)型液晶显示屏。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏应用于ADS型液晶显示屏时，板状结构的公共电极层位于狭缝状像素电极的下方，即公共电极位于下基板与像素电极之间，并且在公共电极与像素电极之间还设置有钝化层。而应用于HADS型液晶显示屏时，狭缝状的公共电极位于板状结构的像素电极的上方，即像素电极位于下基板与公共电极之间，并且在像素电极与公共电极之间还设置有钝化层。
具体地，当本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏应用于ADS型或HADS型液晶显示屏时，为了简化制作工艺，以及降低制作成本，可以采用位于下基板上的公共电极层复用自电容电极，即各自电容电极组成位于下基板面向上基板一侧的公共电极层，
触控侦测芯片还用于在显示时间段对各自电容电极加载公共电极信号。这样，将公共电极层的结构进行变更分割成自电容电极以实现触控功能时，在现有的阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，可以节省生产成本，提高生产效率。
具体地，由于本发明实施例提供的上述触摸屏采用公共电极层复用作为自电容电极，为了减少显示和触控信号之间的相互干扰，在具体实施时，需要采用触控和显示阶段分时驱动的方式，并且，在具体实施时还可以将显示驱动芯片和触控侦测芯片整合为一个芯片，进一步降低生产成本。
具体地，例如：如图3a和图3b所示的驱动时序图中，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)，例如如图3a和图3b所示的驱动时序图中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(Display)，对触摸屏中的每条栅极信号线Gate1，Gate2……Gate n依次施加栅扫描信号，对数据信号线Data施加灰阶信号，与各自电容电极Cx1……Cx n连接的触控侦测芯片向各自电容电极Cx1……Cx n分别施加公共电极信号，以实现液晶显示功能。在触控时间段(Touch)，如图3a所示，与各自电容电极Cx1……Cx n连接的触控侦测芯片向各自电容电极Cx1……Cx n同时施加驱动信号，同时接收各自电容电极Cx1……Cx n的反馈信号；也可以如图3b所示，与各自电容电极Cx1……Cx n连接的触控侦测芯片向各自电容电极Cx1……Cxn依次施加驱动信号，分别接收各自电容电极Cx1……Cx n的反馈信号，在此不做限定，通过对反馈信号的分析判断是否发生触控，以实现触控功能。
一般地，触摸屏的密度通常在毫米级，因此，在具体实施时，可以根据所需的触控密度选择各自电容电极的密度和所占面积以保证所需的触控密度，通常各自电容电极设计为5mm*5mm左右的方形电极。而显示屏的密度通常在微米级，因此，一般一个自电容电极会对应显示屏中的多个像素单元。
并且，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏是将现有的整层设置在下基板上的公共电极层分割成多个自电容电极，为了不影响正常的显示功能，在对公共电极层进行分割时，分割线一般都会避开显示的开口区域，设置在黑矩阵层的图形区域。
进一步地，为了简化制作工艺，以及降低制作成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还可以包括：位于下基板面向上基板一侧的数据线；各导线与数据线同层设置，或各连接线组与数据线同层设置。这样在制备时，可以将各导线或各连接线组与数据线同层制备，从而不用增加新的制备工艺，仅需变更对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，导线和连接线组均与数据线同层设置。
具体地，当导线和连接线组均与数据线同层设置时，上述内嵌式触摸屏还包括：位于下基板面向上基板一侧呈矩阵排列的若干像素单元；如图4a至图4d所示，自电容电极02对应多个像素单元(图中未示出)，导线03与连接线组04均沿列方向延伸，且交替设置的连接线组04与导线03分别对应一列像素单元；
各自电容电极02可以通过一条或多条导线03与触控芯片连接，且各导线03可以分别通过一段或多段子连接线041与对应的自电容电极02连接，在此不作限定。例如图4a至图4c所示，一个自电容电极02对应电连接一条导线03，其中图4b中可以设置未接入信号的导线，未接入信号的导线可以分段，未接入信号的导线也可与未接入信号的子连接线连接，在此不做限定。如图4d所示，一个自电容电极02对应电连接多条导线03；如图4a、图4b和图4d所示，与自电容电极02电连接的各导线03通过一段子连接线041实现与自电容电极02连接，如图4c所示，与自电容电极02电连接的各导线03通过多段子连接线041实现与自电容电极02连接。
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内嵌式触摸屏，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述内嵌式触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，除了包括异层设置的导线和自电容电极，还包括与自电容电极异层设置的若干组连接线组；每一连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿绝缘层的过孔连接；在导线与自电容电极交叠的区域不设置过孔，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。上述内嵌式触摸屏将每一连接线组设置成间隔设置的多段子连接线，以保证各自电容电极之间相互绝缘；通过在连接线组中各子连接线对应的区域均匀设置过孔，保证了内嵌式触摸屏中过孔均匀分布，导线是通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接，保证了自电容电极与对应导线的连接。因此，该内嵌式触摸屏可以在保证自电容电极与导线正确连接的基础上，解决现有技术中由于绝缘层中过孔分布不均匀导致的显示画面不均匀的问题。
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 (13)

1.一种内嵌式触摸屏，包括：相对设置的上基板和下基板，呈矩阵排列的多个相互独立的自电容电极，在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片，以及与所述自电容电极异层设置且将所述自电容电极连接至所述触控侦测芯片的多条导线；其特征在于，还包括：
与所述自电容电极异层设置的若干组连接线组，以及位于各所述连接线组与自电容电极之间的绝缘层；其中，
所述自电容电极、所述导线和所述连接线组均位于所述上基板面向所述下基板一侧或所述下基板面向所述上基板一侧；
每一所述连接线组包括间隔设置的多段子连接线，属于同一连接线组的各段子连接线分别对应一不同的自电容电极、并且各段子连接线与对应的自电容电极通过至少一个贯穿所述绝缘层的过孔连接；
所述导线通过与对应的自电容电极连接的至少一段子连接线与对应的自电容电极连接。
2.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，属于同一连接线组的各段子连接线位于同一直线上，且各所述连接线组平行设置。
3.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所有所述子连接线同层设置。
4.如权利要求3所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述导线的延伸方向与所述连接线组的延伸方向相同。
5.如权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述连接线组与所述导线同层设置。
6.如权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述导线与各所述连接线组交替设置。
7.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述导线长度相同。
8.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各子连接线分别通过相同数量的过孔与对应的自电容电极连接。
9.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述连接线组的延伸方向为列方向或行方向。
10.如权利要求1-9任一项所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述自电容电极组成位于所述下基板面向所述上基板一侧的公共电极层；
所述触控侦测芯片还用于在显示时间段对各所述自电容电极加载公共电极信号。
11.如权利要求10所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述下基板面向所述上基板一侧的数据线；
各所述导线与所述数据线同层设置；和/或
各所述连接线组与所述数据线同层设置。
12.如权利要求11所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述下基板面向所述上基板一侧呈矩阵排列的若干像素单元；
所述自电容电极对应多个所述像素单元，所述导线与所述连接线组均沿列方向延伸，且交替设置的所述连接线组与所述导线分别对应一列像素单元；
各所述自电容电极通过一条或多条导线与所述触控芯片连接，且各所述导线分别通过一段或多段子连接线与所述对应的自电容电极连接。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的内嵌式触摸屏。
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