CN104866161B - 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，该内嵌式触摸屏中，每个自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线，各自电容子电极在第一基板的正投影与各栅线在第一基板的正投影互不重叠，和/或，各自电容子电极在第一基板的正投影与各数据线在第一基板的正投影互不重叠；这样，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有重叠区域，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有正对电容，从而可以明显降低自电容电极的负载，进而可以降低内嵌式触摸屏的功耗，并且，尤其适用于大尺寸的内嵌式触摸屏，应用范围较为广泛。

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
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，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，可以减小模组整体的厚度，降低触摸屏的制作成本。
目前，现有的内嵌式触摸屏一般利用互电容或自电容的原理检测触摸位置。相对于互电容触摸屏，自电容触摸屏的触控的信噪比较高，触控感应的准确度较高。
在现有的自电容触摸屏中，如图1所示，设置有同层设置且相互绝缘的多个自电容电极101以及与各自电容电极101一一对应且电性连接的多条导线102，各自电容电极101通过对应的导线102与触控侦测芯片103电性连接。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。
在上述自电容触摸屏中，如图1所示，自电容电极101的尺寸一般大于像素电极104的尺寸，自电容电极101会与栅线105和数据线106存在重叠区域，这样，自电容电极101与栅线105之间以及自电容电极101与数据线106之间会存在正对电容，从而会增大自电容电极101的负载，增大自电容触摸屏的功耗，限制自电容触摸屏在大尺寸方向的发展。
因此，如何降低自电容触摸屏的功耗，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
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及显示装置，用以降低自电容触摸屏的功耗。
因此，本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，包括：相对而置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的交叉绝缘而置的多条栅线和多条数据线，以及位于所述第一基板面向所述第二基板一侧或位于所述第二基板面向所述第一基板一侧的同层设置且相互绝缘的多个自电容电极；
每个所述自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线；
各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠；和/或，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述数据线在所述第一基板的正投影互不重叠。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，各所述自电容子电极呈矩阵排列；
每个所述自电容电极中的所述连接线包括：与所述栅线相互平行、与该自电容电极中各行所述自电容子电极一一对应且用于连接对应行的各所述自电容子电极的第一连接线，以及与所述数据线相互平行且用于连接该自电容电极中各行所述自电容子电极的第二连接线。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：与各所述自电容电极一一对应且用于将对应的自电容电极电性连接至触控侦测芯片的多条导线；
每个所述自电容电极中的所述第一连接线与该自电容电极对应的导线电性连接；或者，每个所述自电容电极中的所述第二连接线与该自电容电极对应的导线电性连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述自电容子电极由位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的公共电极层分割而成。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠；或者，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠，且各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述数据线在所述第一基板的正投影互不重叠；
所述自电容子电极与所述栅线位于同一膜层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述第一连接线与所述栅线同层设置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述第二连接线与所述数据线同层设置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：位于所述第一基板面向所述第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元；每个所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述第二连接线与所述像素电极同层设置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还包括：位于所述第一基板面向所述第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元；将各所述像素单元以相邻的两列所述像素单元划分为一组，且各组之间的所述像素单元互不相同；每组中的各所述像素单元与同一条所述数据线电性连接；每行所述像素单元对应两条所述栅线，每行所述像素单元中属于同一组的两个所述像素单元分别与该行像素单元对应的两条所述栅线电性连接；
所述导线位于相邻两组所述像素单元之间的间隙处。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述导线与所述数据线同层设置。
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。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏及显示装置，该内嵌式触摸屏中，每个自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线，各自电容子电极在第一基板的正投影与各栅线在第一基板的正投影互不重叠，和/或，各自电容子电极在第一基板的正投影与各数据线在第一基板的正投影互不重叠；这样，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有重叠区域，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有正对电容，从而可以明显降低自电容电极的负载，进而可以降低内嵌式触摸屏的功耗，并且，尤其适用于大尺寸的内嵌式触摸屏，应用范围较为广泛。
附图说明
图1为现有的自电容触摸屏的结构示意图；
图2和图3分别为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图；
图4为图2沿AA方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的一种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。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和尺寸不反映其真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，如图2和图3所示，包括：相对而置的第一基板和第二基板，位于第一基板面向第二基板一侧的交叉绝缘而置的多条栅线1和多条数据线2，以及位于第一基板面向第二基板一侧或位于第二基板面向第一基板一侧的同层设置且相互绝缘的多个自电容电极3(图2和图3以在第一基板面向第二基板一侧设置自电容电极3为例)；
每个自电容电极3包括相互绝缘的多个自电容子电极31和用于连接该多个自电容子电极31的连接线32；
各自电容子电极31在第一基板的正投影与各栅线1在第一基板的正投影互不重叠；和/或，各自电容子电极31在第一基板的正投影与各数据线2在第一基板的正投影互不重叠。
本发明实施例提供的上述触摸屏，每个自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线，各自电容子电极在第一基板的正投影与各栅线在第一基板的正投影互不重叠，和/或，各自电容子电极在第一基板的正投影与各数据线在第一基板的正投影互不重叠；这样，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有重叠区域，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有正对电容，从而可以明显降低自电容电极的负载，进而可以降低内嵌式触摸屏的功耗，并且，尤其适用于大尺寸的内嵌式触摸屏，应用范围较为广泛。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2和图3所示，自电容电极3可以位于第一基板面向第二基板的一侧，即自电容电极3与栅线1和数据线2位于同一基板上，此时，需要满足自电容电极3与栅线1和数据线2相互绝缘；或者，自电容电极也可以位于第二基板面向第一基板的一侧，即自电容电极与栅线分别位于两个基板上；在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，各自电容子电极在第一基板的正投影可以仅与各栅线在第一基板的正投影互不重叠，自电容子电极在第一基板的正投影与数据线在第一基板的正投影具有重叠区域；或者，各自电容子电极在第一基板的正投影也可以仅与各数据线在第一基板的正投影互不重叠，自电容子电极在第一基板的正投影与栅线在第一基板的正投影具有重叠区域；或者，如图2和图3所示，各自电容子电极3在第一基板的正投影还可以与各栅线1和各数据线2在第一基板的正投影互不重叠；在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2和图3所示，各自电容子电极31呈矩阵排列；每个自电容电极3中的连接线32可以包括：与栅线1相互平行、与该自电容电极3中各行自电容子电极31一一对应且用于连接对应行的各自电容子电极31的第一连接线321，以及与数据线2相互平行且用于连接该自电容电极3中各行自电容子电极31的第二连接线322。例如，如图2和图3所示，每个自电容电极3包括2行×2列的自电容子电极31，每行中属于同一自电容电极3的2个自电容子电极31之间通过第一连接线321电性连接，每个自电容电极3中第一行自电容子电极31与第二行自电容子电极31之间通过第二连接线322电性连接。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，在第一连接线与第二连接线采用不透明的金属材质时，需要利用黑矩阵遮挡第一连接线与第二连接线，以避免触摸屏出现漏光的问题。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2和图3所示，还可以包括：与各自电容电极3一一对应且用于将对应的自电容电极3电性连接至触控侦测芯片4的多条导线5；可以是每个自电容电极中的第一连接线与该自电容电极对应的导线电性连接；或者，如图2和图3所示，也可以是每个自电容电极3中的第二连接线322与该自电容电极3对应的导线5电性连接，在此不做限定。
当然，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，每个自电容电极与对应的导线实现电性连接，并非局限于该自电容电极中的第一连接线或第二连接线与对应的导线电性连接这两种方式，例如，在自电容子电极与数据线具有重叠区域时，还可以为每个自电容电极中的任意一个自电容子电极与对应的导线电性连接，在此不做限定。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述触摸屏可以应用于液晶显示屏(LiquidCrystal Display,LCD)，即第一基板为阵列基板，第二基板为对向基板。具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏可以应用于高级超维场开关(Advanced Super Dimension Switch,ADS)型和平面内开关(In-Plane Switch,IPS)型LCD，即公共电极层位于第一基板(即阵列基板)面向第二基板(即对向基板)的一侧；或者，本发明实施例提供的上述触摸屏也可以应用于扭转向列(Twisted Nematic,TN)型LCD，即公共电极层位于第二基板(即对向基板)面向第一基板(即阵列基板)的一侧；在此不做限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，可以将公共电极层分割为相互独立的多个公共子电极，将公共子电极复用为自电容子电极，这样，无需另外设置自电容电极，可以减薄触摸屏的整体厚度，简化触摸屏的制作工艺，降低触摸屏的生产成本。例如，在本发明实施例提供的上述触摸屏应用于ADS型LCD时，自电容子电极可以由位于第一基板(即阵列基板)面向第二基板(即对向基板)一侧的公共电极层分割而成。
进一步地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图4所示(图4为图2沿AA方向的剖视图)，自电容子电极31可以与栅线1位于同一膜层，这样，可以进一步地减薄触摸屏的整体厚度；此时，为了保证自电容子电极31与栅线1相互绝缘，需要满足各自电容子电极31在第一基板的正投影与各栅线1在第一基板的正投影互不重叠；或者，需要满足各自电容子电极31在第一基板的正投影与各栅线1和各数据线2在第一基板的正投影互不重叠。
下面给出的实施例以自电容子电极由位于第一基板面向第二基板一侧的公共电极层分割而成且自电容子电极与栅线位于同一膜层为例进行说明。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于用于连接每个自电容电极中每行自电容子电极的第一连接线与栅线相互平行，因此，可以将第一连接线与栅线同层设置，即第一连接线与栅线采用相同的材料通过一次掩模工艺同时形成，这样，在本发明实施例提供的上述触摸屏的制作过程中，增加设置的第一连接线不会增加掩模工艺的次数，不会增加触摸屏的制作工艺。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于自电容子电极与栅线位于同一膜层，第一连接线与栅线同层设置，因此，自电容子电极与第一连接线位于同一膜层，因此，第一连接线可以直接将每个自电容电极中的每行自电容子电极电性连接；具体地，第一连接线可以仅位于每个自电容电极中每行自电容子电极中相邻的两个自电容子电极之间的间隙处，即第一连接线与自电容子电极可以互不重叠，这样，第一连接线可以不占用触摸屏的开口区域，不会降低触摸屏的开口率。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于用于连接每个自电容电极中各行自电容子电极的第二连接线会与栅线存在重叠区域，因此，为了避免第二连接线与栅线之间出现短路的问题，需要满足第二连接线与栅线位于不同的膜层，例如，可以将第二连接线与数据线同层设置(但需要保证第二连接线与数据线相互绝缘)，即第二连接线与数据线采用相同的材料通过一次掩模工艺同时形成，这样，在本发明实施例提供的上述触摸屏的制作过程中，增加设置的第二连接线不会增加掩模工艺的次数，不会增加触摸屏的制作工艺。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于自电容子电极与栅线位于同一膜层，第二连接线与数据线同层设置，第二连接线与自电容子电极位于不同的膜层，因此，第二连接线需要以过孔的方式将每个自电容电极中各行自电容子电极电性连接；具体地，第二连接线与自电容子电极可以仅在过孔处存在重叠区域，该过孔处需要占用触摸屏的开口率，然而，由于该过孔的尺寸很小，因此，第二连接线不会过多占用触摸屏的开口区域，基本可以保证触摸屏的开口率。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2和图3所示，还可以包括：位于第一基板面向第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元6；每个像素单元6包括薄膜晶体管61和像素电极62；由于用于连接每个自电容电极3中各行自电容子电极31的第二连接线322会与栅线1存在重叠区域，因此，为了避免第二连接线322与栅线1之间出现短路的问题，需要满足第二连接线322与栅线1位于不同的膜层，例如，可以将第二连接线322与像素电极62同层设置(但需要保证第二连接线322与像素电极62相互绝缘)，即第二连接线322与像素电极62采用相同的材料通过一次掩模工艺同时形成，这样，在本发明实施例提供的上述触摸屏的制作过程中，增加设置的第二连接线322不会增加掩模工艺的次数，不会增加触摸屏的制作工艺。并且，由于自电容子电极31与栅线1位于同一膜层，第二连接线322与像素电极62同层设置，因此，第二连接线322需要以过孔的方式将每个自电容电极3中各行自电容子电极31电性连接。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2所示，第一基板面向第二基板的一侧设置有呈矩阵排列的多个像素单元6，相邻的两条栅线1和相邻的两条数据线2限定一个像素单元6，与各自电容电极3一一对应且电性连接的导线5位于相邻的两列像素单元6之间的间隙处即数据线2所在的遮光区域，显然，导线5会占用触摸屏的开口区域，从而会减小触摸屏的开口率。
基于此，本发明实施例提供的上述触摸屏可以采用双栅(Dual Gate)结构，如图3所示，还可以包括：位于第一基板面向第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元6；将各像素单元6以相邻的两列像素单元6划分为一组，且各组之间的像素单元6互不相同；每组中的各像素单元6与同一条数据线2电性连接；每行像素单元6对应两条栅线1，每行像素单元6中属于同一组的两个像素单元6分别与该行像素单元6对应的两条栅线1电性连接；上述这种双栅结构通过增加一倍数量的栅线1，节省出一部分数据线2的位置，这样，可以在相邻的两组像素单元6之间的间隙处设置导线5，即在相邻的两列像素单元6之间未设置数据线2的间隙处设置导线5；上述这种布线方式利用双栅结构节省出的一部分数据线2的位置布置导线5，不会过多占用开口区域，能够最大限度的保证触摸屏的开口率，还能避免导线5上传输的信号对数据线2上传输的信号产生干扰。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，可以将导线与数据线同层设置，即导线与数据线采用相同的材料通过一次构图工艺同时形成，这样，可以进一步地减薄触摸屏的整体厚度，简化触摸屏的制作工艺，降低触摸屏的生产成本。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，在第一连接线与栅线同层设置、导线与数据线同层设置、每个自电容电极通过第一连接线与对应的导线电性连接时，由于栅线所在膜层与数据线所在膜层之间设置有栅绝缘层，因此，第一连接线与导线位于不同的膜层，因此，导线需要以过孔的方式与第一连接线电性连接；在第二连接线与数据线同层设置、导线与数据线同层设置、每个自电容电极通过第二连接线与对应的导线电性连接时，由于第二连接线与导线同层设置，因此，导线可以与第二连接线直接电性连接，无需通过过孔；在第二连接线与像素电极同层设置、导线与数据线同层设置、每个自电容电极通过第二连接线与对应的导线电性连接时，由于像素电极所在膜层与数据线所在膜层之间一般设置有绝缘层，因此，第二连接线与导线位于不同的膜层，因此，导线需要以过孔的方式与第二连接线电性连接。
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，该内嵌式触摸屏中，每个自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线，各自电容子电极在第一基板的正投影与各栅线在第一基板的正投影互不重叠，和/或，各自电容子电极在第一基板的正投影与各数据线在第一基板的正投影互不重叠；这样，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有重叠区域，自电容电极与栅线之间和/或自电容电极与数据线之间几乎没有正对电容，从而可以明显降低自电容电极的负载，进而可以降低内嵌式触摸屏的功耗，并且，尤其适用于大尺寸的内嵌式触摸屏，应用范围较为广泛。
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 (11)

1.一种内嵌式触摸屏，包括：相对而置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的交叉绝缘而置的多条栅线和多条数据线，以及位于所述第一基板面向所述第二基板一侧或位于所述第二基板面向所述第一基板一侧的同层设置且相互绝缘的多个自电容电极；其特征在于：
每个所述自电容电极包括相互绝缘的多个自电容子电极和用于连接该多个自电容子电极的连接线；
各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠；和/或，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述数据线在所述第一基板的正投影互不重叠。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，各所述自电容子电极呈矩阵排列；
每个所述自电容电极中的所述连接线包括：与所述栅线相互平行、与该自电容电极中各行所述自电容子电极一一对应且用于连接对应行的各所述自电容子电极的第一连接线，以及与所述数据线相互平行且用于连接该自电容电极中各行所述自电容子电极的第二连接线。
3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，还包括：与各所述自电容电极一一对应且用于将对应的自电容电极电性连接至触控侦测芯片的多条导线；
每个所述自电容电极中的所述第一连接线与该自电容电极对应的导线电性连接；或者，每个所述自电容电极中的所述第二连接线与该自电容电极对应的导线电性连接。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述自电容子电极由位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的公共电极层分割而成。
5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠；或者，各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述栅线在所述第一基板的正投影互不重叠，且各所述自电容子电极在所述第一基板的正投影与各所述数据线在所述第一基板的正投影互不重叠；
所述自电容子电极与所述栅线位于同一膜层。
6.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述第一连接线与所述栅线同层设置。
7.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述第二连接线与所述数据线同层设置。
8.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述第一基板面向所述第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元；每个所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述第二连接线与所述像素电极同层设置。
9.如权利要求5-8任一项所述的触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述第一基板面向所述第二基板一侧呈矩阵排列的多个像素单元；将各所述像素单元以相邻的两列所述像素单元划分为一组，且各组之间的所述像素单元互不相同；每组中的各所述像素单元与同一条所述数据线电性连接；每行所述像素单元对应两条所述栅线，每行所述像素单元中属于同一组的两个所述像素单元分别与该行像素单元对应的两条所述栅线电性连接；
所述导线位于相邻两组所述像素单元之间的间隙处。
10.如权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述导线与所述数据线同层设置。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-10任一项所述的内嵌式触摸屏。
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