一种内嵌式触摸屏及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种内嵌式触摸屏及显示装置，将阵列基板上的公共电极层复用作为自电容电极，并将阵列排布的自电容电极按照每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域的规则进行划分成多个触控扫描区域；这样，在各触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载公共电极信号，且在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载触控侦测信号；即在一个触控扫描区域进行显示时，其他触控扫描区域进行触控驱动。通过上述驱动方式，可以达成显示和触控同时工作的目标，保证在高分辨率显示时不会由于分时驱动导致的时间不足会引起各种显示问题和触控问题。
【专利说明】一种内嵌式触摸屏及显示装置
【技术领域】
[0001 ] 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】
[0002]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:夕卜挂式触摸屏(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。
[0003]目前，现有的内嵌(Incell)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，一般在触摸屏中增加触控电极的图案。为了避免触控电极加载的触控信号和触摸屏中正常的显示信号之间相互干扰，一般采用分时驱动触控功能和显示功能，如图1所示，即将一帧时间(Vsync)分为触控时间段(Touch)和显示时间段(Display)，数据信号和栅线Gn-2、Gn-l、Gn、Gl、G2和G3仅在显示时间段工作，触控信号仅在触控时间段工作；这样在每一帧中分配到触控时间段和显示时间段的时长相对较少，在需要高分辨率显示时，由于分时驱动导致的时间不足会引起各种显示问题和触控问题。
【发明内容】
[0004]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，用以解决现有内嵌式触摸屏需要分时驱动触控和显示功能导致的由于时间不足引起的各种显示问题和触控问题。
[0005]因此，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括:具有栅线、数据线和公共电极层的阵列基板:
[0006]所述公共电极层被分割成多个呈阵列排布的自电容电极；
[0007]将每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域；
[0008]在各所述触控扫描区域覆盖的所述栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各所述自电容电极用于加载公共电极信号，在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各所述自电容电极用于加载触控侦测信号。
[0009]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括:设置于所述阵列基板上的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；
[0010]所述触控侦测芯片位于所述阵列基板的左侧边或者右侧边；
[0011]在各所述触控扫描区域内的各所述自电容电极通过走线分别与所述触控侦测芯片连接，所述走线的延伸方向与栅线的延伸方向相同。
[0012]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，在各所述触控扫描区域内，还设置有位于各所述自电容电极与所述数据线所在层之间的屏蔽电极，所述屏蔽电极在所述阵列基板上的正投影遮挡所述自电容电极与所述数据线的交叠区域。
[0013]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述屏蔽电极用于加载直流信号。
[0014]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述屏蔽电极用于加载与耦合出交叠的数据线的耦合信号的反向信号。
[0015]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，与同一自电容电极交叠的各所述屏蔽电极相互连接。
[0016]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，在同一所述触控扫描区域内的各所述屏蔽电极相互连接。
[0017]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述屏蔽电极与位于所述公共电极层和所述数据线所在层之间的像素电极层同层设置。
[0018]本发明实施例提供的一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏。
[0019]本发明实施例的有益效果包括:
[0020]本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，将阵列基板上的公共电极层复用作为自电容电极，并将阵列排布的自电容电极按照每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域的规则进行划分成多个触控扫描区域；这样，在各触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载公共电极信号，且在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载触控侦测信号；即在一个触控扫描区域进行显示时，其他触控扫描区域进行触控驱动。通过上述驱动方式，可以达成显示和触控同时工作的目标，保证在高分辨率显示时不会由于分时驱动导致的时间不足会引起各种显示问题和触控问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为现有技术中的内嵌式触摸屏的时序图；
[0022]图2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图；
[0023]图3为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的时序图；
[0024]图4a_图4c分别为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中屏蔽电极的结构示意图；
[0025]图5为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中屏蔽电极的信号时序图。
【具体实施方式】
[0026]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。
[0027]附图中各层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】
。
[0028]本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括:具有栅线、数据线和公共电极层的阵列基板，阵列基板的俯视图如图2所示；
[0029]公共电极层被分割成多个呈阵列排布的自电容电极01 ；
[0030]将每相邻的至少一行自电容电极01划分为一触控扫描区域，图2中以分为3个触控扫描区域为例进行说明；
[0031]如图3所示，在各触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各自电容电极TP1、TP2和TP3用于加载公共电极信号(在图3中以直线表示)，在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各自电容电极TP1、TP2和TP3用于加载触控侦测信号(在图3中以锯齿线表示)。
[0032]本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，将阵列基板上的公共电极层复用作为自电容电极，并将阵列排布的自电容电极按照每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域的规则进行划分成多个触控扫描区域，例如图2所示划分为3各触控扫描区域。这样，在一帧中的第一时间段，在第一个触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，第二个和第三个触控扫描区域内的各自电容电极进行触控扫描，第一个触控扫描区域内的各自电容电极作为公共电极使用；以此类推，在一帧的中间时间段在第二个触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，第一个和第三个触控扫描区域内的各自电容电极进行触控扫描，第二个触控扫描区域内的各自电容电极作为公共电极使用；在一巾贞的最后时间段在第三个触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，第一个和第二个触控扫描区域内的各自电容电极进行触控扫描，第三个触控扫描区域内的各自电容电极作为公共电极使用，这样保证在一巾贞时间内，整个面板中的三个触控扫描区域按照显示驱动，进行扫描一次，且每个触控扫描区域按照触控驱动，各进行扫描两次，即可以达到触控驱动的扫描频率为显示驱动的扫描频率的2倍，例如，显示驱动以60Hz进行扫描，触控驱动就可以达到120Hz，满足一般的触控驱动的要求(80Hz-120Hz)。
[0033]通过上述分析可知，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，可以根据实际的触控驱动的扫描频率需要，对自电容电极进行分区，即若需要触控驱动的扫描频率为显示驱动的扫描频率的N倍时，将自电容电极划分为N+1个区域即可实现。值得注意的是，在进行自电容电极划分时，一般将每个触控扫描区域内包含的自电容电极行数设置为大致相同，这样可以便于进行扫描的控制。
[0034]一般地，触摸屏的触控密度通常在毫米级，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01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01设计为左右的方形电极。而显示屏的显示密度通常在微米级，因此，一般一个自电容电极01会对应显示屏中的多个像素单元，即一个自电容电极01会覆盖多条栅线和数据线。
[0035]基于此，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，为了避免在自电容电极在进行触控驱动时，与其交叠的栅线上的信号对其产生干扰，可以将设置于阵列基板上的通过检测各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Touch 1C，如图2所示，设置于阵列基板的左侧边或者右侧边，即可以与栅线的驱动电路设置在同侧，进一步也可以将两者集成在同一芯片内；并且，将在各触控扫描区域内的各自电容电极01通过走线02分别与触控侦测芯片连接，该走线02的延伸方向与栅线的延伸方向相同。这样，在栅线未进行显示驱动时，自电容电极01进行触控驱动，与其连接的走线02加载触控信号，不会受到栅线的显示驱动信号的影响；当栅线进行显示驱动时，自电容电极01加载公共电极信号，也进行显示驱动与触控驱动无关。
[0036]通过上述分析可知，上述布线方式虽然可以避免栅线上加载的信号对于触控信号的干扰，但是由于数据线与栅线相互垂直，因此，并不能避免数据线上加载的信号对于触控信号的干扰，因此，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图4a和图4b所示，一般在各触控扫描区域内，如图4c所示，还设置有位于各自电容电极01与数据线03所在层之间的屏蔽电极04，该屏蔽电极04在阵列基板上的正投影遮挡自电容电极01与数据线03的交叠区域，即增加的屏蔽电极04设置于公共电极层与数据线03之间，且遮挡数据线03的图案，一般形状略宽于数据线03。
[0037]进一步地，为了使屏蔽电极屏蔽数据线对于自电容电极的信号干扰，在具体实施时，如图5所示，可以在屏蔽电极04上加载直流信号A，也可以在屏蔽电极04上加载交流信号，例如与耦合出交叠的数据线的耦合信号B的反向信号C。
[0038]进一步地，由于在实际设计时，一般一个自电容电极01会覆盖多个数据线03，而对每一个数据线03均需要设置对应的屏蔽电极04，才可以避免数据信号对触控信号的干扰，可以看出屏蔽电极04对应的布线将会较多，这会占用显示的开口率，基于此，在具体实施时，如图4b所不,可以将与同一自电容电极01交叠的各屏蔽电极04设置为相互连接,这样仅需要布置与自电容电极01数量相同的屏蔽电极04布线即可实现信号传输，节省了设计空间。
[0039]更佳地，在具体实施时，还可以将在同一触控扫描区域内的各屏蔽电极相互连接，这样仅需要布置与触控扫描区域数量相同的屏蔽电极布线即可实现信号传输，最大限度的节省了设计空间，简化了信号传输。
[0040]进一步地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于需要增加屏蔽电极来屏蔽数据线上加载的信号对于触控信号的干扰，为了尽可能的不增加新的膜层，保证生产效率和降低生产成本，在具体实施时，如图4c所示，可以将屏蔽电极04与位于公共电极层(自电容电极01)和数据线03所在层之间的像素电极层05同层设置。
[0041]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。
[0042]本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，将阵列基板上的公共电极层复用作为自电容电极，并将阵列排布的自电容电极按照每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域的规则进行划分成多个触控扫描区域；这样，在各触控扫描区域覆盖的栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载公共电极信号，且在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各自电容电极就用于加载触控侦测信号；即在一个触控扫描区域进行显示时，其他触控扫描区域进行触控驱动。通过上述驱动方式，可以达成显示和触控同时工作的目标，保证在高分辨率显示时不会由于分时驱动导致的时间不足会引起各种显示问题和触控问题。
[0043]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。
【权利要求】
1.一种内嵌式触摸屏，包括:具有栅线、数据线和公共电极层的阵列基板，其特征在于: 所述公共电极层被分割成多个呈阵列排布的自电容电极； 将每相邻的至少一行自电容电极划分为一触控扫描区域； 在各所述触控扫描区域覆盖的所述栅线逐行扫描时，在该触控扫描区域内的各所述自电容电极用于加载公共电极信号，在除该触控扫描区域以外的其他触控扫描区域内的各所述自电容电极用于加载触控侦测信号。
2.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括:设置于所述阵列基板上的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； 所述触控侦测芯片位于所述阵列基板的左侧边或者右侧边； 在各所述触控扫描区域内的各所述自电容电极通过走线分别与所述触控侦测芯片连接，所述走线的延伸方向与栅线的延伸方向相同。
3.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，在各所述触控扫描区域内，还设置有位于各所述自电容电极与所述数据线所在层之间的屏蔽电极，所述屏蔽电极在所述阵列基板上的正投影遮挡所述自电容电极与所述数据线的交叠区域。
4.如权利要求3所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述屏蔽电极用于加载直流信号。
5.如权利要求3所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述屏蔽电极用于加载与耦合出交叠的数据线的耦合信号的反向信号。
6.如权利要求3所述的内嵌式触摸屏,其特征在于,与同一自电容电极交叠的各所述屏蔽电极相互连接。
7.如权利要求6所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，在同一所述触控扫描区域内的各所述屏蔽电极相互连接。
8.如权利要求3-7任一项所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述屏蔽电极与位于所述公共电极层和所述数据线所在层之间的像素电极层同层设置。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的内嵌式触摸屏。
【文档编号】G06F3/044GK104407760SQ201410779621
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】赵家阳 申请人:京东方科技集团股份有限公司