CN203178977U - 一种内嵌式触摸屏及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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中触摸驱动电极对图像显示的影响。所述内嵌式触摸屏，包括相对而置的上基板和下基板，还包括设置于所述上基板的多条触摸感应电极，和设置于于所述下基板的多条触摸驱动电极，所述触摸感应电极呈横向分布，所述触摸驱动电极呈纵向分布；其中，所述触摸感应电极包括一条或者相互平行的多条且呈横向分布的触摸感应子电极，所述多条触摸感应子电极之间相互并联连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种内嵌式触摸屏及显示装置。
背景技术
触摸屏（Touch Panel，TP）包括外挂式触摸屏（Add On Touch Panel）和内嵌式触摸屏（In Cell Touch Panel）。
In Cell Touch Panel为触摸屏的触摸驱动电极和触摸感应电极集成在显示屏内，实现一种结构简单、高显示性能和低成本的触摸显示装置，提高产品的竞争力。In Cell Touch Panel目前已经逐渐成为显示领域的主流。
现有技术通过将触摸驱动电极和触摸感应电极设置在显示面板的彩膜基板和阵列基板上，实现触摸和显示功能。
目前In Cell Touch Panel方案中，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100和多条位于黑矩阵区域沿横向分布的第二子电极110，第二子电极110和第一子电极100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中沿纵向分布的第一子电极100容易与阵列基板上的公共电极形成电场，影响内嵌式触摸屏的图像显示效果。
实用新型内容
本实用新型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对图像显示的影响。
本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，包括相对而置的上基板和下基 板，还包括设置于所述上基板的多条触摸感应电极，和设置于所述下基板的多条触摸驱动电极，所述触摸感应电极呈横向分布，所述触摸驱动电极呈纵向分布；
其中，所述触摸感应电极包括一条或者相互平行的多条且呈横向分布的触摸感应子电极，所述多条触摸感应子电极之间相互并联连接。
较佳地，所述下基板包括呈横向分布的多条栅线，所述触摸感应子电极位于与所述栅线相对应的区域。
较佳地，所述触摸驱动电极包括多个触摸驱动子电极，所述多个触摸驱动子电极相互串联连接。
较佳地，所述触摸驱动电极的多个所述触摸驱动子电极通过位于外围区域的引线相互串联连接。
较佳地，所述下基板还包括多个像素电极，所述像素电极与所述触摸驱动电极位于不同层，所述触摸驱动电极的多个所述触摸驱动子电极通过与所述像素电极同层设置的连接线相串联，所述连接线位于相邻两列像素电极之间的非显示区域。
较佳地，所述下基板包括公共电极，所述公共电极包括第一公共电极和第二公共电极；
所述第一公共电极为分时间驱动的所述触摸驱动电极，所述第二公共电极为位于相邻的两行所述触摸驱动子电极之间的电极。
较佳地，所述下基板还包括与所述第一公共电极和所述第二公共电极相连的公共电极线。
较佳地，所述触摸感应电极在下基板上的投影位于所述第二公共电极所在区域。
较佳地，所述触摸感应电极在所述下基板的投影与所述触摸驱动子电极之间的距离为3-7μm。
本实用新型实施例提供一种显示装置，包括上述触摸屏。
本实用新型实施例通过将触摸感应电极设置在上基板上，触摸感应电极由至少一条横向分布的触摸感应子电极组成，每一触摸感应电极中的各触摸感应子电极的同一端彼此电性相连。触摸驱动电极设置在阵列基板上呈纵向分布。通过为触摸驱动电极和触摸感应电极施加电压，实现不影响图像显示的触摸功能。
附图说明
图1为现有内嵌式触摸屏触摸感应电极的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏的截面示意图；
图3本实用新型实施例提供的触摸感应电极的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的像素结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的触摸感应电极与像素结构相对位置结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的触摸驱动电极结构示意图之一也可以改为双边驱动的方式；
图7为本实用新型实施例提供的触摸驱动电极结构示意图之二；
图8为本实用新型实施例提供的具有像素电极和连接线的内嵌式触摸屏截面图；
图9为本实用新型实施例提供的具有公共电极的内嵌式触摸屏截面图；
图10为本实用新型实施例提供的具有公共电极的内嵌式触摸屏俯视图；
图11为本实用新型实施例提供的具有公共电极和触摸感应电极的内嵌式触摸屏俯视图；
图12为本实用新型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
本实用新型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 触摸屏中触摸感应电极对图像显示的影响。
本实用新型实施例通过将多条触摸感应电极设置在上基板（对盒基板）上，每一条触摸感应电极由一条触摸感应子电极组成，或者由至少两条（即多条）横向分布且相互平行的触摸感应子电极组成，所述多条呈横向分布且相互平行的触摸感应子电极之间相互并联连接。
本实用新型实施例通过将多条触摸驱动电极设置在下基板（阵列基板）上，各触摸驱动电极呈与所述触摸感应电极相垂直的纵向（即与所述触摸感应电极相垂直的方向）分布。通过为触摸驱动电极和触摸感应电极施加电压，实现不影响图像显示的触摸功能。
本实用新型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、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。
下面结合附图，对本实用新型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实用新型的技术方案。
参见图2，为本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏沿纵向的截面图。
内嵌式触摸屏包括：
相对而置的上基板1和下基板2；
位于上基板1和下基板2之间的液晶层3；
位于上基板1上靠近液晶层3的一侧的多条触摸感应电极11；
位于下基板2上靠近液晶层3的一侧的多条触摸驱动电极21；
其中，触摸感应电极11呈横向分布，触摸驱动电极21呈纵向分布；
其中，触摸感应电极11包括一条呈横向分布的触摸感应子电极111，或者包括至少两条（即多条）相互平行且呈横向分布的触摸感应子电极111，相互平行且呈横向分布的触摸感应子电极111并联连接（图2中未体现）。
所述横向和纵向相互交叉，即相互垂直。
图2所示的触摸屏仅显示了一条触摸感应电极11和一条触摸驱动电极21，所述一条触摸感应电极11由两条触摸感应子电极111组成，一条触摸驱动电极21由两条触摸驱动子电极211组成。
本实用新型实施例提供的触摸驱动电极可以为无任何图案的条状电极，也可以为由多个触摸驱动子电极组成的条状电极。图2所示的触摸驱动电极21由两个触摸驱动子电极211组成，各触摸驱动子电极211沿纵向分布且相互之间串联连接。
下面具体介绍本实用新型实施例提供的触摸感应电极和触摸驱动电极。
为了更清楚地说明图2所示的触摸感应电极11的结构，参见图3，为触摸感应电极11的俯视示意图。触摸感应电极11包括多条触摸感应子电极111（如图3中封闭的虚线框中的结构所示），触摸感应子电极111呈横向分布，各触摸感应子电极111相互平行且相互之间并联连接。图3所示的触摸感应电极11由两条并联连接的触摸感应子电极111组成。
本实用新型实施例提供的触摸感应电极11只包括呈横向分布且相互平行的各触摸感应子电极111，不包括呈纵向分布的各触摸感应子电极，可有效降低触摸的感应电极对显示造成的影响。
如图2所示，本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，还包括：
位于上基板1上各彩色显示区域13之间呈阵列分布的黑矩阵12，为了不影响彩色显示区域13的光线透过率，本实用新型实施例提供的触摸感应电极11位于基板1上与黑矩阵12相对应的区域。具体地，各触摸感应子电极111位于基板1上与黑矩阵12相对应的区域。
本实用新型实施例提供的触摸感应电极11可以但是不限于位于上基板1和黑矩阵12之间，或者可以但不限于位于黑矩阵12上远离上基板1的一侧（即不限于位于靠近液晶层3的一侧）。
参见图2，本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，还包括：
位于下基板2上呈横向分布的多条栅线23，相邻两行子像素单元之间设置有两条栅线。参见图4，为图2所示的下基板2上设置有多条栅线23和多个像素电极24的像素结构示意图。栅线23成对设置在相邻两行像素电极24对应的显示区域之间，两条栅线23中上一行栅线与上一行像素电极相对应，下一行栅线与下一行像素电极相对应。参见图2，栅线23位于下基板2与触摸驱动电极21之间，通过绝缘层22与触摸驱动电极21相绝缘。
相比较现有相邻两行像素电极对应的显示区域之间设置有一条栅线的像素结构，本实用新型实施例提供的像素结构，栅线所在的非显示区域的纵向宽度增加，不同尺寸的显示面板栅线所在的非显示区域的纵向宽度不同，中等尺寸显示面板栅线所在的非显示区域的纵向宽度可达20μm。针对大尺寸的显示面板栅线所在的非显示区域的纵向宽度会更大。
较佳地，参见图5，本实用新型实施例提供的触摸感应电极11位于与图4所示的栅线23相对应的黑矩阵区域，每一条触摸感应子电极111与位于相邻两行像素电极24之间的两条栅线23对应，因此，每一条触摸感应子电极111的宽度较宽。
图5所示的触摸感应电极11为图3所示的触摸感应电极11的放大示意图。
本实用新型将触摸感应电极11设置在与下基板2上的栅线23相对应的黑矩阵区域，可以增加触摸感应电极11的纵向宽度，即增加位于黑矩阵区域的触摸感应子电极111的纵向宽度，与现有在宽约6μm左右与数据线相对应的黑矩阵区域设置的触摸感应子电极相比较，本实用新型提供的触摸感应子电极111可以在宽约20μm的黑矩阵区域设置，提高了触摸感应子电极111的宽度，可有效降低触摸感应电极11对显示的影响。
下面介绍本实用新型实施例提供的触摸驱动电极。
参见图6，本实用新型实施例提供的多条触摸驱动电极由多个触摸驱动子电极组成，各触摸驱动电极分别为Tx1、Tx2、Tx3、Tx4、Tx5、Tx6、Tx7和Tx8，各触摸驱动电极位于下基板2上呈纵向分布。
如图6，每一条触摸驱动电极由四个位于同一列的触摸驱动子电极211组成，各触摸驱动子电极211通过同一根引线25串联连接。引线25的一端为触摸驱动信号的输入端，位于最后一行的触摸驱动子电极211的一端为触摸驱动信号的输出端。
如图6，每一条触摸驱动电极的各触摸驱动子电极211之间通过下基板中外围区域的对应的一条引线25串联连接。
各引线25可以位于下基板外围区域的一侧，或者位于下基板外围区域两侧。图6所示的八条触摸驱动电极其中前四条（Tx1～Tx4）位于下基板外围区域的一侧，后四条（Tx5～Tx8）位于下基板外围区域的另一侧，这样可以保证各引线之间相互绝缘，提高产品的良品率。
图6所示的触摸驱动电极的驱动方式为单边驱动，也可以是双边驱动的方式。
为了提高每一条触摸驱动电极在纵向的导通性，实现稳定的触摸驱动信号，参见图7，本实用新型实施例提供的每一条触摸驱动电极的各触摸驱动子电极211由位于显示面板的显示区域的连接线212串联连接。该连接线212位于与纵向排列的数据线相对应的区域（图7中未体现数据线），该连接线212与触摸驱动电极位于不同层且通过过孔与所述触摸驱动子电极连接。该连接线212可以与像素电极同层设置。
本实用新型实施例提供的触摸驱动电极与像素电极位于不同层，像素电极可以设置在触摸驱动电极的上方也可以设置在触摸驱动电极的下方。当像素电极设置在触摸驱动电极的上方时，触摸驱动电极为狭缝状结构，当像素电极设置在触摸驱动电极的下方时，触摸驱动电极为板状结构。
下面以狭缝状像素电极为例说明狭缝状像素电极与连接线212的相对位置。
参见图8，位于相邻的两行像素电极24相对设置，触摸驱动子电极211覆盖位于相邻两行上的像素电极24。两个相邻的触摸驱动子电极211之间为公 共电极26，连接线212跨过公共电极26与两个相邻的触摸驱动子电极211连接。像素电极24和连接线212同层设置，通过过孔与位于公共电极26下方的触摸驱动子电极211相连。
在具体实施过程中，连接线212和像素电极24通过一次构图工艺形成，不增加工艺。
较佳地，参见图9，本实用新型实施例还提供一种公共电极，该公共电极位于下基板2上与触摸驱动电极21同层设置。公共电极包括两部分，第一部分为多条分时驱动的第一公共电极261，第二部分为多条第二公共电极262，公共电极26覆盖整个下基板2。
如图10，为图9所示的公共电极的俯视图，由触摸驱动子电极211组成的各触摸驱动电极在图像显示阶段作为图9所示的第一公共电极261；第二公共电极262为多条位于各相邻的两行触摸驱动子电极211之间的电极。每一条第二公共电极262包括多个公共子电极2621。位于同一行的公共子电极2621通过一条导线相连，所有的公共子电极2621通过一条位于外围区域的公共电极线（Vcom线）相连。
连接同一行公共子电极2621的导线与公共子电极2621可以位于同一层或也可以不同层，当所述导线与公共子电极2621位于不同层时，通过过孔相连。
本实用新型实施例提供的触摸驱动电极和公共电极位于同一层，在具体实施过程中，一整层导电膜层分割成多个呈矩阵排列的子电极（包括公共子电极和触摸驱动子电极），在显示阶段所有子电极用作公共电极，用于实现图像显示，在触控阶段触摸驱动子电极用于实现触摸功能，可选地，第二公共电极还可以为条状电极，不需要设置连接公共子电极的导线，可以直接与外围区域的公共电极线相连。
较佳地，如图11所示，本实用新型实施例提供的横向设置的触摸感应电极11在下基板2上的垂直投影位于第二公共电极内。图11所示的触摸感应电极11包括三条，分别为触摸感应电极Rx1、Rx2和Rx3。Rx1、Rx2和Rx3通 过位于外围区域的引线与对应的芯片或驱动电路相连。
图6、图7、图8、图10和图11中的小黑点代表电性相连。
较佳地，为了降低所有公共电极的阻值，采用位于公共电极下方的公共电极线为公共电极提供Vcom信号，或者为公共电极的第一公共电极提供触摸驱动信号。公共电极线与公共电极通过过孔相连。
较佳地，为了保证触摸驱动电极Tx与触摸感应电极Rx的触控较大的变化率，设置触摸驱动电极和触摸感应电极之间无垂直交叠面。
较佳地，如图11中，触摸感应电极11与触摸驱动子电极211之间的距离a为3-7μm。
较佳地，纵向排列的触摸驱动电极的宽度（即触摸驱动子电极的横向宽度）约为5mm左右，触摸驱动子电极的纵向宽度约为5mm。
较佳地，属于同一触摸驱动电极的相邻两个触摸驱动子电极之间的距离约5mm。
公共电极Vcom及驱动电极的数量及大小不限于附图中所示的数量和大小，可以根据实际情况调整。
本实用新型实施例提供的触摸驱动电极和触摸感应电极由透明金属氧化物导电膜层形成。
在一帧图像显示阶段的前12.7ms用于LCD的显示，在此期间Vcom电极提供Vcom信号，后4ms用于Touch驱动信号的侦测，在此期间Vcom电极提供Touch驱动信号。因为触摸驱动电极和触摸感应电极完全覆盖在LCD栅线和数据线（或栅极与源漏极S/D），如果不采用Touch与LCD分时驱动的方式，则触摸感应电极接收到的信号就会受到来自LCD的信号干扰，故本实用新型优选采用分时驱动的方式。
参见图12，为本实用新型实现图像显示和触摸功能的时序图，具体说明本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏的工作原理。
图12中，Vsync为时序信号。包括n条栅线，分别为栅线1（Gate1）、 栅线2（Gate2）……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,……，Tn)的时序，以及n条触摸感应电极（R1、R2,……，Rn）的时序。
图12中，在一帧图像的前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11所示的公共电极（包括触摸驱动电极）施加一定的恒定电压,实现图像显示。
在一帧图像的后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只是为了说明本实用新型所示的一个个例，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。
本实用新型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。
本实用新型实施例提供的一种内嵌式触摸屏，本实用新型实施例通过将触摸感应电极设置在彩膜基板上，触摸感应电极由一条或者相互平行的多条触摸感应子电极组成，每一触摸感应电极中的各触摸感应子电极之间并联连接。触摸驱动电极设置在阵列基板上呈纵向分布。通过为触摸驱动电极和触摸感应电极施加电压，实现不影响图像显示的触摸功能。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动 和变型在内。
Claims (10)
1.一种内嵌式触摸屏，包括相对而置的上基板和下基板，其特征在于，还包括设置于所述上基板的多条触摸感应电极，和设置于所述下基板的多条触摸驱动电极，所述触摸感应电极呈横向分布，所述触摸驱动电极呈纵向分布；
其中，所述触摸感应电极包括一条或者相互平行的多条且呈横向分布的触摸感应子电极，所述多条触摸感应子电极之间相互并联连接。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述下基板包括呈横向分布的多条栅线，所述触摸感应子电极位于与所述栅线相对应的区域。
3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸驱动电极包括多个沿纵向分布的触摸驱动子电极，所述多个触摸驱动子电极之间相互串联连接。
4.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸驱动电极的多个所述触摸驱动子电极通过位于外围区域的引线相互串联连接。
5.根据权利要求3或4所述的触摸屏，其特征在于，所述下基板还包括多个像素电极，所述像素电极与所述触摸驱动电极位于不同层，所述触摸驱动电极的多个所述触摸驱动子电极通过与所述像素电极同层设置的连接线相串联，所述连接线位于相邻两列像素电极之间的非显示区域。
6.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述下基板包括公共电极，所述公共电极包括第一公共电极和第二公共电极；
所述第一公共电极为分时间驱动的所述触摸驱动电极，所述第二公共电极为位于相邻的两行所述触摸驱动子电极之间的电极。
7.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述下基板还包括与所述第一公共电极和所述第二公共电极相连的公共电极线。
8.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应电极在下基板上的投影位于所述第二公共电极所在区域。
9.根据权利要求8所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸感应电极在所述下基板的投影与所述触摸驱动子电极之间的距离为3-7μm。
10.一种显示装置，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的触摸屏。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY Effective date: 20150708 Owner name: JINGDONGFANG SCIENCE AND TECHNOLOGY GROUP CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20150708 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150708 Address after: 100015 Jiuxianqiao Road, Beijing, No. 10, No. Patentee after: BOE TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. Patentee after: BEIJING BOE OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100176 Beijing city in Western Daxing District economic and Technological Development Zone, Road No. 8 Patentee before: BEIJING BOE OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130904 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |