CN203178980U - 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，用以解决触控信号和图像显示信号之间相互干扰的问题，同时提高内嵌式触摸屏的开口率。所述内嵌式触摸屏包括对盒而置的彩膜基板和阵列基板，所述阵列基板上设有呈矩阵排列的多个亚像素单元，还包括：位于所述彩膜基板上的多条沿所述亚像素单元的列方向分布的触摸感应电极，以及位于所述阵列基板上的多条沿所述亚像素单元的行方向分布的触摸驱动电极，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，该两行亚像素单元之间设置有两条分别为该两行亚像素单元提供栅极信号的栅线；其中，所述触摸驱动电极位于所述亚像素单元组之间的非显示区域。
Description
技术领域
本实用新型涉及触摸显示技术领域，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装置。触摸驱动电极和触摸感应电极集成在显示屏中，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。
参见图1，为横向设置的触摸驱动电极800和纵向设置的触摸感应电极900，相邻触摸驱动电极800和触摸感应电极900之间耦合产生交互电容Cm（mutual capacitance），当手指触碰屏幕时，手指的触碰会改变所述交互电容Cm的值，触摸检测装置通过检测手指触碰前后电容Cm对应的电流的改变，从而检测出手指触摸点的位置。
在内嵌式触摸屏中，为了提高触摸屏的触控效果，触摸驱动电极和触摸感应电极的面积较大，触控信号对图像显示信号会有干扰，同时，图像显示信号也会对触控信号有干扰，并且，面积较大的触摸驱动电极和触摸感应电极会降低触摸屏的开口率。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种内嵌式触摸屏及显示装置，用以解决触控信号和图像显示信号之间相互干扰的问题，同时提高内嵌式触摸屏的开口率。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括：
对盒而置的彩膜基板和阵列基板，以及位于所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层，所述阵列基板上设有呈矩阵排列的多个亚像素单元，还包括：
位于所述彩膜基板上的多条沿所述亚像素单元的列方向分布的触摸感应电极，以及位于所述阵列基板上的多条沿所述亚像素单元的行方向分布的触摸驱动电极，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，该两行亚像素单元之间设置有两条分别为该两行亚像素单元提供栅极信号的栅线；
其中，所述触摸驱动电极位于所述亚像素单元组之间的非显示区域。
较佳地，所述触摸驱动电极包括多个相互平行且沿行方向分布的触摸驱动电极子单元，各触摸驱动电极子单元之间相互并联连接。
较佳地，所述由多条触摸驱动电极子单元组成的触摸驱动电极的纵向宽度为2mm～6mm。
较佳地，还包括位于所述阵列基板上沿所述亚像素单元的行方向分布的多条公共电极信号线，所述公共电极信号线包括第一公共电极信号线和第二公共电极信号线；
所述第一公共电极信号线位于所述相邻的触摸驱动电极之间，且位于任意相邻的两个亚像素单元组之间的非显示区域，所述第二公共电极信号线为分时间驱动的所述多条触摸驱动电极。
较佳地，所述第一公共电极信号线和第二公共电极信号线间隔排列。
较佳地，还包括位于所述阵列基板上且位于所述公共电极信号线上方与所述公共电极信号线电性相连的公共电极，该公共电极与所述触摸驱动电极在垂直方向无交叠面。
较佳地，还包括所述阵列基板上且位于所述且位于所述公共电极信号线上方与所述公共电极信号线电性相连的公共电极，该公共电极在与所述触摸驱动电极相对应的区域设置有多个狭缝，该公共电极与所述触摸驱动电极在垂直方向的交叠面为所述狭缝的面积。
较佳地，所述触摸感应电极为网格状，该网格状触摸感应电极包括沿行方向分布的第一触摸感应子电极和沿列方向分布的第二触摸感应子电极，所述第一触摸感应子电极和第二触摸感应子电极之间电性相连。
较佳地，还包括位于所述阵列基板上沿列方向分布的且位于非显示区域的多条数据线，所述第一触摸感应子电极位于与所述栅线相对应的区域，所述第二触摸感应子电极位于与所述数据线相对应的区域。
本实用新型实施例提供一种显示装置，包括上述内嵌式触摸屏。
本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，该两行亚像素单元之间设置有两条分别为该两行亚像素单元提供栅极信号的栅线；触摸驱动电极位于相邻的亚像素单元组之间。栅线和触摸驱动电极位于阵列基板上的不同区域，即栅线和触摸驱动电极无垂直交叠面，触摸驱动电极的触摸驱动信号不会影响栅线的栅极扫描信号，从而避免了触摸驱动信号对图像信号的影响。并且，触摸驱动电极设置在非显示区域，即设置在与彩膜基板上的黑矩阵相对应的区域，不会影响触摸屏的开口率。
附图说明
图1为现有触摸驱动电极和触摸感应电极形成互电容的原理图；
图2为本实用新型实施例提供的阵列基板亚像素单元设置方式示意图；
图3为本实用新型实施例提供的包括第一种设置方式的触摸驱动电极的内嵌式触摸屏俯视示意图；
图4为本实用新型实施例提供的包括第二种设置方式的触摸驱动电极的内嵌式触摸屏俯视示意图；
图5为本实用新型实施例提供的包括公共电极信号线的内嵌式触摸屏俯视示意图；
图6为本实用新型实施例提供的包括第一种设置方式的公共电极的内嵌式触摸屏俯视示意图；
图7为本实用新型实施例提供的包括第二种设置方式的公共电极的内嵌式触摸屏俯视示意图；
图8为图7所示的内嵌式触摸屏中的公共电极结构示意图；
图9为图6或图7所示的内嵌式触摸屏中的公共电极为狭缝状的公共电极结构示意图；
图10为本实用新型实施例提供的触摸感应电极结构示意图；
图11为本实用新型实施例提供的触摸驱动电极和触摸感应电极的俯视示意图；
图12为图11所示的触摸驱动电极和触摸感应电极之间形成互电容的示意图；
图13为本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏用于图像显示和触摸功能的时序图。
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，用以解决触控信号和图像显示信号之间相互干扰的问题，同时提高内嵌式触摸屏的开口率。
本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，所述两行相邻的亚像素单元之间设置有两条栅线，所述两条栅线分别为该两行亚像素单元提供栅极信号；触摸驱动电极位于相邻的亚像素单元组之间。栅线和触摸驱动电极位于阵列基板上的不同区域无垂直交叠面，触摸驱动电极的触摸驱动信号不会影响栅线的栅极扫描信号，避免了触摸驱动信号对图像信号的影响。并且，触摸驱动电极设置在非显示区域，即设置在与彩膜基板上的黑矩阵相对应的区域，不会影响像素的开口率。
本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏可以是具有触摸功能的液晶显示屏，或者是具有触摸功能的有机发光显示屏等。
下面以液晶显示屏为例通过附图具体说明本实用新型实施例提供的技术方案。
首先说明本实用新型实施例提供的薄膜晶体管TFT阵列基板的设置方式。
参见图2，所述阵列基板包括：
第一基板1；
位于第一基板1上呈矩阵分布的多个亚像素单元20，两行相邻的亚像素单元20为一个亚像素单元组2；
亚像素单元组2中的两行相邻的亚像素单元20之间设置有两条栅线21，两条栅线21分别为两行亚像素单元20提供栅极扫描信号。
图2所示的位于不同亚像素单元组2中的栅线分别为G1、G2、G3、…..、G9和G10。
本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏的触摸驱动电极设置在图2所示的阵列基板上，具体地，设置在亚像素单元组2之间的非显示区域。
触摸驱动电极的设置方式至少包括两种：
方式一：如图3所示，触摸驱动电极4包括一条触摸驱动子电极41。触摸驱动子电极41（4）设置在相邻的两行亚像素单元组2之间的非显示区域。
触摸驱动电极4可以设置在任意相邻的两个亚像素单元组2之间，或者设置在部分相邻的两个亚像素单元组2之间。在具体实施过程中，触摸驱动电极在阵列基板上的设置密度需要根据实际触控精度需求设置。
方式二：如图4所示，触摸驱动电极4包括至少两条（即多条）触摸驱动子电极41。每一条触摸驱动子电极41设置在相邻的两个亚像素单元组2之间。多条触摸驱动子电极41之间相互并联连接，具体可以通过阵列基板周边的引线42并联连接。
较佳地，本实用新型实施例提供的所述触摸驱动电极与所述栅线同层设置。
所述方式一提供的触摸驱动电极的纵向（即列方向）宽度较窄，约在微米量级。方式二提供的触摸驱动电极的纵向宽度较宽，约在毫米量级。
较佳地，方式二提供的触摸驱动电极的纵向宽度可以设置在2mm～6mm的范围内。所述触摸驱动电极的纵向宽度为第一条触摸驱动子电极和第二条触摸驱动子电极之间的最长距离。如图4所示的触摸驱动电极的纵向宽度为a。
参见图5，为图3所示的阵列基板设置有公共电极信号线的结构示意图；
阵列基板还包括：沿亚像素单元20的行方向分布的多条公共电极信号线，公共电极信号线包括第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52；
第一公共电极信号线51为位于相邻的触摸驱动电极4（41）之间，且位于任意相邻的两个亚像素单元组2之间非显示区域的电极线，第二公共电极信号线52为分时间驱动的多条触摸驱动电极4（41）（52）。即多条触摸驱动电极4（41）（52）分时间驱动，在图像显示阶段，驱动其为公共电极提供电压信号实现图像显示，在触控阶段，驱动其实现触摸功能。
图5所示的触摸驱动电极仅由一条电极组成。
较佳地，如图5所示，第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52间隔排列。
所述公共电极信号线用于为公共电极提供电压信号（即Vcom电压信号），本实用新型实施例提供的公共电极信号线位于阵列基板的图像显示区域（即A-A区域），且位于A-A区域亚像素单元之间的非显示区域，为位于其上面的公共电极提供Vcom电压，公共电极的Vcom电压更稳定。
具体实施过程中，在阵列基板的任意相邻的亚像素单元组之间设置与栅线位于同一层的条状电极，所有的条状电极在图像显示阶段用作公共电极信号线，部分所述条状电极在触控阶段用作触摸驱动电极，既提高了像素的开口率，还实现了为公共电极提供更稳定的Vcom电压。
参见图6，本实用新型实施例提供的触摸屏还包括位于彩膜基板上的公共电极6，该公共电极6位于栅线21、第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52的上方与栅线21、第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52相绝缘。公共电极6与第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52通过过孔电性相连。第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52通过阵列基板上的外围区域的引线与相应的芯片IC或者驱动电路相连，第一公共电极信号线51和第二公共电极信号线52为公共电极6提供稳定的Vcom电压信号。
较佳地，如图6所示，公共电极6与触摸驱动电极4在垂直方向无交叠面。这样可以保证触摸驱动电极4和触摸感应电极之间进行信号交换，以实现灵敏度较高的触摸功能。
图6所示的各公共电极6之间相互独立，相邻公共电极6之间的缝隙与触摸驱动电极4相对应。
图6所示的各公共电极6之间相互独立，各公共电极6的电阻值因面积不同而不同，各公共电极6接收到的Vcom信号不均一，不利于高质量的图像显示。
较佳地，参见图7，公共电极6与触摸驱动电极4在垂直方向的交叠面小于触摸驱动电极4的面积，公共电极6为一整层导电膜层，该导电膜层在与触摸驱动电极4相对应的区域设置有多个狭缝61，该狭缝61使得触摸驱动电极4的部分露出，露出部分的触摸驱动电极4与触摸感应电极进行信号交换，以实现触摸功能。在具体实施过程中，通过对与触摸驱动电极4相对应的区域的公共电极6进行挖洞实现狭缝61。
图8为图7所示的公共电极6的示意图，公共电极6覆盖整个阵列基板的显示区域（A-A区域），公共电极6上设置有狭缝61。
为了提高触摸屏光线的透过率，公共电极6在与亚像素单元对应的区域设置为狭缝状，参见图9为在与每一亚像素单元20对应的区域设置有狭缝的公共电极6的局部放大示意图。
下面具体介绍本实用新型实施例提供的触摸感应电极。
本实用新型实施例提供的触摸感应电极设置在彩膜基板上，参见图10，触摸感应电极7为网格状。
网格状触摸感应电极7包括沿行方向分布的第一触摸感应子电极71和沿列方向分布的第二触摸感应子电极72，第一触摸感应子电极71和第二触摸感应子电极72之间电性相连。
阵列基板上还包括与栅线同层设置的数据线，数据线位于相邻的两列亚像素单元之间。
较佳地，参见图11，第一触摸感应子电极71位于与栅线21相对应的区域，第二触摸感应子电极72位于与数据线相对应的区域。图11中未体现数据线。
本实用新型实施例提供的触摸感应电极位于与栅线和数据线相对应的区域，并没有占用像素显示区域，提高了触摸屏的开口率。
本实用新型实施例提供的触摸驱动电极与栅线和数据线同层设置，同一次制作工艺形成，可以为金属或者合金材料制成的电极。
本实用新型实施例提供的公共电极为透明导电电极，例如铟锡氧化物ITO或铟锌氧化物IZO等。
下面简单说明本实用新型实施例提供的触摸驱动电极和触摸感应电极实现触摸的原理。
参见图12，为相邻触摸驱动电极4和触摸感应电极7之间形成的互电容Cm。具体地，每一触摸驱动电极4与触摸感应电极7沿行方向排列的第一触摸感应子电极之间形成互电容Cm，以及与触摸感应电极7沿列方向排列的第二触摸感应子电极之间形成互电容Cm。可以通过调整触摸驱动电极7的密度调整Cm的大小，设计满足需求触摸感应电极。
本实用新型实施例提供的触摸感应电极完全设置在与栅线和数据线相对应的区域，即触摸感应电极完全位于栅线和数据线的正上方，为了避免触摸感应电极接收到的信号会受到来自液晶显示面板显示图像信号的干扰，并且为了避免触摸驱动电极与公共电极信号线共用下信号的干扰，触摸驱动电极与公共电极信号线分时间驱动。
下面结合图13所示的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13中，V-sync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。
n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。
如图13，前11.7ms依次为栅线施加栅极扫描信号电压，同时依次为数据线施加数据信号电压。为公共电极信号线施加一定的恒定电压，实现图像显示。触摸感应电极不施加任何电压，避免对图像显示的影响。
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，避免对触控过程的影响，依次为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。
综上所述，本实用新型实施例提供的内嵌式触摸屏，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，该两行亚像素单元之间设置有两条分别为该两行亚像素单元提供栅极信号的栅线；触摸驱动电极位于相邻的亚像素单元组之间。栅线和触摸驱动电极位于阵列基板上的不同区域，即栅线和触摸驱动电极无垂直交叠面，触摸驱动电极的触摸驱动信号不会影响栅线的栅极扫描信号，从而避免了触摸驱动信号对图像信号的影响。并且，触摸驱动电极设置在非显示区域，即设置在与彩膜基板上的黑矩阵相对应的区域，不会影响像素的开口率。
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，包括对盒而置的彩膜基板和阵列基板，所述阵列基板上设有呈矩阵排列的多个亚像素单元，其特征在于，还包括：
位于所述彩膜基板上的多条沿所述亚像素单元的列方向分布的触摸感应电极，以及位于所述阵列基板上的多条沿所述亚像素单元的行方向分布的触摸驱动电极，每两行相邻的亚像素单元为一个亚像素单元组，该两行亚像素单元之间设置有两条分别为该两行亚像素单元提供栅极信号的栅线；
其中，所述触摸驱动电极位于所述亚像素单元组之间的非显示区域。
2.根据权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述触摸驱动电极包括多个相互平行且沿行方向分布的触摸驱动电极子单元，各触摸驱动电极子单元之间相互并联连接。
3.根据权利要求2所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述由多条触摸驱动电极子单元组成的触摸驱动电极的纵向宽度为2mm～6mm。
4.根据权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括位于所述阵列基板上沿所述亚像素单元的行方向分布的多条公共电极信号线，所述公共电极信号线包括第一公共电极信号线和第二公共电极信号线；
所述第一公共电极信号线位于所述相邻的触摸驱动电极之间，且位于任意相邻的两个亚像素单元组之间的非显示区域，所述第二公共电极信号线为分时间驱动的所述多条触摸驱动电极。
5.根据权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述第一公共电极信号线和第二公共电极信号线间隔排列。
6.根据权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括位于所述阵列基板上且位于所述公共电极信号线上方与所述公共电极信号线电性相连的公共电极，该公共电极与所述触摸驱动电极在垂直方向无交叠面。
7.根据权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括所述阵列基板上且位于所述且位于所述公共电极信号线上方与所述公共电极信号线电性相连的公共电极，该公共电极在与所述触摸驱动电极相对应的区域设置有多个狭缝，该公共电极与所述触摸驱动电极在垂直方向的交叠面为所述狭缝的面积。
8.根据权利要求1-7任一所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述触摸感应电极为网格状，该网格状触摸感应电极包括沿行方向分布的第一触摸感应子电极和沿列方向分布的第二触摸感应子电极，所述第一触摸感应子电极和第二触摸感应子电极之间电性相连。
9.根据权利要求8所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括位于所述阵列基板上沿列方向分布的且位于非显示区域的多条数据线，所述第一触摸感应子电极位于与所述栅线相对应的区域，所述第二触摸感应子电极位于与所述数据线相对应的区域。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的内嵌式触摸屏。
Priority Applications (1)
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| CN 201320201918 CN203178980U (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 一种内嵌式触摸屏及显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103279217A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-09-04 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种内嵌式触摸屏及显示装置 |
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2013
- 2013-04-19 CN CN 201320201918 patent/CN203178980U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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