CN108920033A - 一种内嵌式触摸屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏及显示装置，本发明利用自电容原理在触摸屏中阵列基板的衬底基板面向对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层，利用与自电容电极绝缘的透明屏蔽电极将自电容加载的触控侦测信号与显示信号隔离，避免两者之间的干扰，可以实现触控侦测和显示驱动的同时执行，同时保证了较好的显示和触控效果。

Description

一种内嵌式触摸屏及显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置，尤其涉及一种内嵌式触摸屏及显示装置。

背景技术

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，由人体触碰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。

在现有的内嵌式触摸屏中，为了降低显示信号和触控信号之间的相互干扰，提高画面品质和触控准确性，一般需要将触控和显示阶段进行分时驱动，由于一帧的时间一般为固定值，这样分时驱动致使触控时间段和显示时间段各自所享有的时间较少，会导致在显示时间段可能充电不充分而影响正常显示，在触控时间段可能侦测信号的时间过短而影响触控效果等问题。

发明内容

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，用以解决显示信号和触控信号之间的相互干扰，提高画面品质和触控准确性。

因此，本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，包括相对设置的阵列基板和对向基板，所述阵列基板包括衬底基板，以及位于所述衬底基板面向所述对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层；其中，所述衬底基板背向所述对向基板的一侧为触控面。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述绝缘层的材料为有机绝缘材料。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述绝缘层的材料的介电常数小于3.5，所述绝缘层的厚度大于2μm。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述像素单元层包括成阵列分布的多个像素单元，所述自电容电极层包括多个相互独立的自电容电极，所述自电容电极在所述衬底基板上的正投影位于所述像素单元之间的间隙内；所述自电容电极层的材料为金属材料，各所述自电容电极具有网格状结构。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述自电容电极的网格状结构中的每一网格对应多个所述像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，且每一所述网格的长和宽均至少对应一个所述子像素大小。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述自电容电极层还包括与所述自电容电极相互绝缘的浮空电极，所述浮空电极位于所述自电容电极的网格状结构中的每一网格内。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述浮空电极在所述衬底基板的正投影位于所述像素单元之间的间隙处。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述浮空电极具有网格状结构。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括位于所述衬底基板与所述自电容电极层之间的防反光层，所述自电容电极在所述衬底基板上的正投影位于所述防反光层在所述衬底基板上的正投影的范围内。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的内嵌式触摸屏。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏及显示装置，本发明利用自电容原理在触摸屏中阵列基板的衬底基板面向对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层，利用与自电容电极绝缘的透明屏蔽电极将自电容加载的触控侦测信号与显示信号隔离，避免两者之间的干扰，可以实现触控侦测和显示驱动的同时执行，同时保证了较好的显示和触控效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的俯视结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的俯视示意图之二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，如图1所示，包括相对设置的阵列基板10和对向基板20，阵列基板10包括衬底基板1，以及位于衬底基板1面向对向基板20的一侧依次层叠设置的自电容电极层2、绝缘层3、透明屏蔽电极层4和像素单元层5，透明屏蔽电极层4和像素单元层5之间设置有平坦层6；其中，衬底基板1背向对向基板20的一侧为触控面。

本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，利用自电容原理在触摸屏中阵列基板的衬底基板面向对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层，利用与自电容电极绝缘的透明屏蔽电极将自电容加载的触控侦测信号与显示信号隔离，避免两者之间的干扰，可以实现触控侦测和显示驱动的同时执行，同时保证了较好的显示和触控效果。

进一步地，由于自电容电极层与透明屏蔽电极层之间会产生互电容，影响触控侦测效果，为了降低自电容电极层与透明屏蔽电极层之间的互电容，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，绝缘层的材料为有机绝缘材料。这是由于有机绝缘材料的介电常数较低，且厚度较大，因此绝缘层的材料采用有机绝缘材料。

进一步地，为了较好的降低自电容电极层与透明屏蔽电极层之间的互电容，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，绝缘层的材料的介电常数一般小于3.5，绝缘层的厚度一般大于2μm，降低互电容的效果较好。

进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，绝缘层的材料可以为SiN、SiO等无机膜层。

进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，像素单元层5包括成阵列分布的多个像素单元01，每一像素单元01包括红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B；如图3所示，自电容电极层2包括多个相互独立的自电容电极02，每个自电容电极02通过导线04连接至触控侦测芯片IC，为了不影响开口率，自电容电极02在衬底基板1上的正投影位于像素单元01之间的间隙内；为了降低自电容电极的电阻值，自电容电极层2的材料为金属材料，并且为了进一步降低自电容电极层与透明屏蔽电极层之间的互电容，将各自电容电极02设置为具有网格状结构。

进一步地，为了进一步降低自电容电极层与透明屏蔽电极层之间的互电容，可以降低自电容电极的网格状结构中网格密度，因此在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，自电容电极02的网格状结构中的每一网格001对应多个像素单元01，每一像素单元01包括多个子像素(红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B)，且每一网格001的长和宽均至少对应一个子像素大小，每个自电容电极02通过导线04连接至触控侦测芯片IC。

进一步地，由于自电容电极的网格状结构中的每一网格对应多个像素单元，且每一网格的长和宽均达到300um以上时，这样虽然达到了降低互电容的效果，但是降低网格密度后会带来网格可见，视觉效果变差的问题，因此为了改善视觉效果，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，自电容电极层2还包括与自电容电极02相互绝缘的浮空电极03，浮空电极03位于自电容电极02的网格状结构中的每一网格001内。这样既不增加互电容，又可以提高网格密度，从而不会导致视觉效果变差。

因此，进一步地，为了提高网格密度，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，浮空电极03具有网格状结构。

进一步地，为了不影响开口率，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，浮空电极03在衬底基板1的正投影位于像素单元01之间的间隙处。

进一步地，由于自电容电极的材料是金属材料，金属具有较高的光反射率，因此在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括位于衬底基板与自电容电极层之间的防反光层，自电容电极在衬底基板上的正投影位于防反光层在衬底基板上的正投影的范围内。通过在自电容电极层与衬底基板之间形成防反光层可降低甚至消除金属网格状结构对于外界环境光的反射，从而避免反射的外界环境光对采用本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏的显示效果造成影响，即可以有效解决消影问题。

例如，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，防反光层的材料可以包括氧化钼、氧化铜。此时，防反光层可以通过在金属溅射腔体通入氧气来形成，当然，本发明实施例包括但不限于此，防反光层材料还可以为其它材料。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，对向基板20包括玻璃衬底11、彩膜层12，在衬底基板1背向对向基板20一侧设置防眩或高遮蔽偏光片8以及在玻璃衬底11背向衬底基板1一侧设置防眩或高遮蔽偏光片9，可以进一步解决消影问题。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，透明屏蔽电极层的材料可以为ITO、纳米银线等，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，阵列基板10的衬底基板1上还设置与自电容电极层2同层的触控侦测芯片IC，这样可以直接将各自电容电极02连接至触控侦测芯片IC，不需要设置引线；另外由于阵列基板为触控面，即阵列基板面向使用者，并且自电容电极层也位于阵列基板上，因此可以不需要在阵列基板上设置保护盖板。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，还包括位于阵列基板10和对向基板20之间的液晶层7，位于偏光片9背向玻璃衬底11一侧的背光源13。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，使用者可以从阵列基板一侧进行观看，也可以从对向基板一侧观看。

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上述内嵌式触摸屏及显示装置，本发明利用自电容原理在触摸屏中阵列基板的衬底基板面向对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层，利用与自电容电极绝缘的透明屏蔽电极将自电容加载的触控侦测信号与显示信号隔离，避免两者之间的干扰，可以实现触控侦测和显示驱动的同步执行，同时保证了较好的显示和触控效果。

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 (10)

1.一种内嵌式触摸屏，其特征在于，包括相对设置的阵列基板和对向基板，所述阵列基板包括衬底基板，以及位于所述衬底基板面向所述对向基板的一侧依次层叠设置的自电容电极层、绝缘层、透明屏蔽电极层和像素单元层；其中，所述衬底基板背向所述对向基板的一侧为触控面。

2.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述绝缘层的材料为有机绝缘材料。

3.如权利要求2所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述绝缘层的材料的介电常数小于3.5，所述绝缘层的厚度大于2μm。

4.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述像素单元层包括成阵列分布的多个像素单元，所述自电容电极层包括多个相互独立的自电容电极，所述自电容电极在所述衬底基板上的正投影位于所述像素单元之间的间隙内；所述自电容电极层的材料为金属材料，各所述自电容电极具有网格状结构。

5.如权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述自电容电极的网格状结构中的每一网格对应多个所述像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，且每一所述网格的长和宽均至少对应一个所述子像素大小。

6.如权利要求5所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述自电容电极层还包括与所述自电容电极相互绝缘的浮空电极，所述浮空电极位于所述自电容电极的网格状结构中的每一网格内。

7.如权利要求6所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述浮空电极在所述衬底基板的正投影位于所述像素单元之间的间隙处。

8.如权利要求6所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述浮空电极具有网格状结构。

9.如权利要求4所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括位于所述衬底基板与所述自电容电极层之间的防反光层，所述自电容电极在所述衬底基板上的正投影位于所述防反光层在所述衬底基板上的正投影的范围内。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的内嵌式触摸屏。