本发明至少一个实施例涉及一种内嵌式触摸屏 及显示装置。 背景技术

内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶 显示屏的内部， 以减薄模 组整体的厚度， 降低触摸屏的制作成本。

ADS技术是一种能够实现宽视角的液晶显示技术 ，其通过同一平面内狭 缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板 状电极层间产生的电场形成多 维电场， 使液晶盒内狭缝电极间、 电极正上方所有取向液晶分子都能够产生 旋转， 从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。 H-ADS (高开口率 -高级 超维场开关）是 ADS技术的一种重要实现方式。

目前， 在基于 ADS技术（例如 H-ADS技术）提出的内嵌式触摸屏结构 是将阵列基板中整面连接的公共电极层进行分 割， 形成相互绝缘且交叉而置 的触控驱动电极和公共电极， 并在对向基板上设置与公共电极所在区域对应 的触控感应电极； 对触控驱动电极进行分时驱动， 以实现触控功能和显示功 h

fj匕。 发明内容

本发明至少一个实施例提供了一种内嵌式触摸 屏及显示装置， 用以提高 触摸屏的触控灵敏度。

本发明至少一个实施例提供的一种内嵌式触摸 屏包括： 具有公共电极层 的阵列基板， 以及与所述阵列基板相对而置的对向基板， 所述阵列基板或所 述对向基板上设置有黑矩阵图形； 所述公共电极层包括相互绝缘的多个第一 触控电极和多个公共电极， 所述第一触控电极与公共电极交叉设置； 所述对 向基板具有多个第二触控电极， 各所述第二触控电极在所述阵列基板上的投 影位于所述公共电极所在区域内； 所述第一触控电极对应于所述黑矩阵图形 的区域全部或部分凸向所述对向基板，和 /或所述第二触控电极对应于所述黑 矩阵图形的区域全部或部分凸向所述阵列基板 。

本发明至少一个实施例提供了一种显示装置， 其包括本发明实施例提供 的上述内嵌式触摸屏。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图 仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。

图 1为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构� �意图；

图 2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中公共� �极层的结构示意图； 图 3为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的驱动� �序示意图；

图 4为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中阵列� �板的具体结构图； 图 5为图 4中 a-a处的截面图；

图 6a和图 6b为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中网格� ��电极结构的 触控感应电极的示意图；

图 7为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中触控� �应电极为片状结构时 对向基板的结构示意图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图， 对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。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。

附图中各层膜层的厚度和形状不反映真实比例 ， 目的只是示意性地说明 本发明实施例的内容。

本申请的发明人注意到， 基于 ADS技术（例如 H-ADS技术）提出的内 嵌式触摸屏中的触控感应电极一般釆用金属材 料制备，为了不影响正常显示， 一般将触控感应电极制作成被对向基板中的黑 矩阵图形遮挡的网格状电极结 构， 由于受到黑矩阵宽度的限制， 网格状电极结构的线宽（无论纵向还是横 向）都不能太宽。 并且， 釆用公共电极层复用触控驱动电极时， 仅有一部分 公共电极层作为触控驱动电极使用。 这些结构设计都可使触控驱动电极和触 控感应电极之间的互电容相对较小， 当手指触控时引起的变化量也就相对较 小， 进而影响了触控的灵敏度。

本发明的至少一个实施例提供了一种内嵌式触 摸屏， 其包括： 具有公共 电极层的阵列基板， 以及与所述阵列基板相对而置的对向基板， 所述阵列基 板或所述对向基板上设置有黑矩阵图形。 所述公共电极层包括相互绝缘的多 个第一触控电极和多个公共电极， 所述第一触控电极与公共电极交叉设置； 所述对向基板具有多个第二触控电极， 各所述第二触控电极在所述阵列基板 上的投影位于所述公共电极所在区域内； 所述第一触控电极对应于所述黑矩 阵图形的区域全部或部分凸向所述对向基板， 和 /或所述第二触控电极对应于 所述黑矩阵图形的区域全部或部分凸向所述阵 列基板。

在本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中， 所述第一触控电极可以为触控 驱动电极， 所述第二触控电极为触控感应电极； 或者， 所述第一触控电极可 以为触控感应电极， 所述第二触控电极为触控驱动电极。 以下实施例以第一 触控电极为触控驱动电极、 第二触控电极为触控感应电极为例进行说明。

图 1为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的横向� �面示意图。 本发明实 施例提供的一种内嵌式触摸屏， 如图 1所示， 包括： 具有公共电极层 110的 阵列基板 100， 以及与阵列基板 100相对而置的对向基板 200。 阵列基板 100 或对向基板 200上设置有黑矩阵图形 210， 图 1中是以黑矩阵图形 210设置 在对向基板 200为例进行说明。

在一个实施例中， 如图 2所示， 阵列基板 100的公共电极层 110包括相 互绝缘的多条触控驱动电极 111和多条公共电极 112， 触控驱动电极 111与 公共电极 112交叉设置； 在图中， 公共电极 112水平延伸， 被公共电极 112 间隔开的触控驱动电极 111通过导线彼此电连接， 从而整体上纵向延伸。 触 控驱动电极 111对应于黑矩阵图形 210的区域全部或部分凸向对向基板 200。 在一个实施例中， 触控驱动电极 111可以釆用分时驱动的方式， 以实现触控 功能和显示功能。 例如， 在一帧画面的显示时间内， 各触控驱动电极 111用 于分时地加载公共电极信号和触控扫描信号。

在一个实施例中， 当第一触控电极为触控感应电极， 第二触控电极为触 控驱动电极时， 在显示时间段， 触控驱动电极可以悬空处理， 触控感应电极 可以正常接入 Vcom信号 （公共电极信号） 。 在触控时间段， 可以对触控驱 动电极施加触控驱动电压信号， 并对触控驱动电极下方的公共电极的 Vcom 的组合和像素电压产生的压差与显示阶段 Vcom对像素电压的压差一致。 触 控感应电极 Rx信号为 Vcom电压或者 IV左右的稳定电压。

在一个实施例中， 对向基板 200具有多条第二触控电极， 例如触控感应 电极 220，各触控感应电极 220在阵列基板 100上的正投影位于公共电极 112 所在区域内， 触控感应电极 220基本上是平坦的。

在一个实施例中， 阵列基板 100上的触控驱动电极 111对应于黑矩阵图 形 210的区域， 基本上是平坦的， 对向基板 200上的触控感应电极 220对应 于黑矩阵图形的区域则全部或部分凸向所述阵 列基板。

在一个实施例中， 阵列基板 100上的触控驱动电极 111对应于黑矩阵图 形 210的区域可以全部或部分凸向对向基板 200， 并且对向基板 200上的触 控感应电极 220 对应于黑矩阵图形的区域可以全部或部分凸向 所述阵列基 板。

本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏， 将阵列基板中整面连接的公共 电极层进行分割， 形成相互绝缘且交叉而置的多个第一触控电极 和多个公共 电极； 在对向基板上设置第二触控电极， 各第二触控电极在阵列基板上的投 影位于公共电极所在的区域内。 由于本发明实施例提供的触摸屏内的第一触 控电极对应于黑矩阵图形的区域全部或部分凸 向对向基板，和 /或第二触控电 极对应于黑矩阵图形的区域全部或部分凸向阵 列基板， 因此， 可以在不影响 触摸屏的开口率的情况下， 增大触控驱动电极和 /或触控感应电极的面积， 从 而增大触控驱动电极投射到触控感应电极的电 容量， 即触控驱动电极和触控 感应电极之间的互电容量， 这提高了手指触控时引起的变化量， 进而提高触 控的灵敏度。

由于本发明实施例提供的上述触摸屏中， 触控和显示阶段可以釆用分时 驱动的方式， 因此在一个实施例中， 可以将显示驱动和触控驱动的芯片整合 为一体， 降低生产成本； 另一方面分时驱动也能够降低显示和触控的相 互干 扰， 提高画面品质和触控准确性。 但是， 本发明实施例不限于此， 显示驱动 和触控驱动的芯片也可以彼此独立设置。

例如， 如图 3所示的驱动时序图中， 将触摸屏显示每一帧 （V-sync ) 的 时间分成显示时间段和触控时间段。 例如图 3所示的驱动时序图中触摸屏的 显示一帧的时间为 16.7ms， 选取其中 5ms作为触控时间段， 其他的 11.7ms 作为显示时间段， 当然也可以根据 IC 芯片的处理能力适当的调整两者的时 长，在此不做具体限定。在显示时间段，对触 摸屏中的每条栅极信号线 Gatel , Gate2... ... Gate n依次施加栅扫描信号， 对数据信号线 Data施加灰阶信号， 相应地， 此时触控驱动电极 Tx作为公共电极， 与触控驱动电极连接的 IC芯 片向其提供恒定的公共电极信号， 实现液晶显示功能。 在触控时间段， 与触 控驱动电极连接的 IC 芯片向各触控驱动电极分别提供触控扫描信号 Tl、 Τ2... ... Τη, 同时各触控感应电极分别进行侦测触控感应信 号 Rl、 R2... ... Rn, 实现触控功能。 在触控时间段， 触摸屏中的每条栅极信号线和数据信号线无 信号输入。 在公共电极层中的各公共电极在显示时间段和 触控时间段始终加 载公共电极信号， 或者， 在显示时间段向各公共电极加载公共电极信号 ， 在 触控时间段各公共电极接地或者悬空处理， 该悬空处理指无信号输入。

例如， 为了使触控驱动电极 111对应于黑矩阵图形 210的区域全部或部 分凸向对向基板 200，即为了能够使触控驱动电极 111对应于黑矩阵图形 210 的区域凸起， 在一个实施例中， 如图 5所示， 可以在阵列基板 100上的相应 位置设置用于支撑触控驱动电极 111 凸向对向基板的第一凸起部 113。 该第 一凸起部 113在阵列基板 100上的投影位于黑矩阵图形 210对应的区域内， 因此不会影响触摸屏的正常显示。

在一个实施例中， 为了使第一凸起部 113能够支撑触控驱动电极 111凸 起， 第一凸起部 113可以设置在触控驱动电极 111所需凸起处的下方。 在一 个实施例中， 为了第一凸起部 113不影响阵列基板中其他膜层的构图， 第一 凸起部 113可以与触控驱动电极 111直接接触， 即第一凸起部 113和触控驱 动电极 111之间可以没有其他膜层。 例如， 如图 5所示， 阵列基板 100—般 具有设置在第一衬底基板 120上的薄膜晶体管 130，公共电极层 110 (触控驱 动电极 111 )与薄膜晶体管 130之间一般设置有绝缘层 140， 第一凸起部 113 可以位于绝缘层 140和触控驱动电极 111之间。

在不同实施例中， 由于第一凸起部 113可以与触控驱动电极 111直接接 触， 为了使第一凸起部 113不影响触控驱动电极 111上的信号传递， 第一凸 起部 113可以釆用半导体材料， 或者绝缘材料制备， 例如第一凸起部 113可 以釆用硅球制备， 在此不做限定。

如图 4所示， 阵列基板 100还具有与薄膜晶体管 130的漏极连接的数据 线 150， 以及与薄膜晶体管 130的栅极连接的栅线 160。 薄膜晶体管 130、 数 据线 150以及栅线 160都可以被黑矩阵图形 210遮挡。 因此， 在不同实施例 中， 第一凸起部 113可以仅设置在数据线 150对应的区域， 也可以仅设置在 栅线 160对应的区域， 还可以在薄膜晶体管 130、 数据线 150和栅线 160所 对应的区域都设置第一凸起部 113。图 5中是以在图 4中的 a-a处截面为例进 行说明的。 对应地， 如图 5所示， 设置于第一凸起部 113上方的触控驱动电 极 111区域凸出于其他区域， 使此处的触控驱动电极 111的单位面积大于其 他区域的单位面积， 从而增加了触控驱动电极 111的整体面积。

在本发明不同实施例提供的触摸屏中， 黑矩阵图形 210—般设置在对向 基板 200的第二衬底基板 230上， 触控感应电极 220可以位于第二衬底基板 230与黑矩阵图形 210之间， 也可以位于黑矩阵图形 210之上， 在此不做限 定。

在一个实施例中， 触控感应电极 220的位置与公共电极 112的位置相对 应， 这样能避免触控感应电极 220和触控驱动电极 111之间产生正对面积。 由于触摸屏的精度通常在毫米级， 而液晶显示屏的精度通常在微米级， 由此 可以看出显示所需的精度远远大于触控所需的 精度， 因此， 一般每条触控驱 动电极 111和每条公共电极 112都对应多行像素单元。 并且， 可以根据所需 要的触控精度， 设置各条触控感应电极 220之间的间隙， 即仅需要保证各触 控感应电极 220在阵列基板 100上的投影位于公共电极 112所在区域内即可。 例如， 各触控感应电极 220的宽度可以不大于公共电极 112的宽度； 例如， 各触控感应电极 220还可以间隔至少一条公共电极 112设置； 例如， 可以将 触控感应电极 220与公共电极 112设置为——对应的关系， 在此不做限定。

在一种实施方式中， 为了保证各触控感应电极 220不影响各像素单元的 开口率和光透过率，可以将各触控感应电极 220设置为具有网格状电极结构， 且触控感应电极 220的网格状电极结构被黑矩阵图形 210所覆盖。 这样， 就 可以利用黑矩阵图形 210遮盖触控感应电极 220的网格状电极结构， 避免对 显示器的开口率产生影响， 以及避免影响显示器的光透过率。 在不同实施例 中， 各触控感应电极 220的网格状电极结构的网孔大小可以依据具体 需要确 定。例如，如图 6a所示触控感应电极 220的图案可以设置为位于形成像素单 元的各亚像素单元（ RGB )之间的间隙处， 触控感应电极 220的图案也可以 如图 6b所示设置为仅位于像素单元之间的间隙处， 在此不做限定。

在不同实施例中， 由于在对向基板 200上设置的网格状电极结构的触控 感应电极 220不会遮挡像素单元， 因此， 触控感应电极 220的材料可以为透 明导电氧化物（例如 ITO或 IZO ) ， 也可以为金属。 当釆用金属制作触控感 应电极时可以有效的降低其电阻。

在一种实施方式中， 为了保证各触控感应电极 220和触控驱动电极 111 之间能形成较大互电容， 可以将各触控感应电极 220设置为片状结构， 以使 像素区域相对于网格状电极结构更加平坦。 例如， 该片状结构的触控感应电 极 220可以釆用透明导电材料制备， 这样触控感应电极 220也不会影响各像 素单元的开口率。

在一个实施例中， 在触控感应电极 220为片状结构时， 为了通过进一步 增大触控感应电极 220的单位面积的方式， 增加触控感应电极 220与触控驱 动电极 111之间的互电容， 与触控驱动电极 111类似， 还可以将触控感应电 极 220设计为对应于黑矩阵图形 210的区域全部或部分凸向阵列基板 100， 使触控感应电极 220在黑矩阵图形 210区域的单位面积大于其他区域的单位 面积， 从而增加触控触控感应电极 220的整体面积。 当然， 本发明实施例中 的触控感应电极 220并不限于片状结构，只要是能够实现使触控 感应电极 220 对应于黑矩阵图形 210的区域全部或部分凸向阵列基板 100的结构即可。

例如， 为了能够使触控感应电极 220对应于黑矩阵图形 210的区域全部 或部分凸向阵列基板 100， 即为了能够使触控感应电极 220对应于黑矩阵图 形 210的区域凸起， 在一个实施例中， 如图 7所示， 可以在对向基板 100上 设置用于支撑触控感应电极 220凸向阵列基板 100的第二凸起部 240。 该第 二凸起部 240被黑矩阵图形 210覆盖， 因此不会影响触摸屏的正常显示。

在一个实施例中， 为了使第二凸起部 240能够支撑触控感应电极 220凸 起， 第二凸起部 240可以设置在触控感应电极 220所需凸起处的下方。 在一 个实施例中，为了使第二凸起部 240不影响对向基板 200中其他膜层的构图， 第二凸起部 240可以与触控感应电极 220直接接触， 即第二凸起部 240和触 控感应电极 220之间可以不设置其他膜层。 例如， 触控感应电极 220位于黑 矩阵图形 210之上时， 第二凸起部 240位于触控感应电极 220与黑矩阵图形 210之间， 如图 7所示； 例如， 触控感应电极 220位于黑矩阵图形 210与第 二衬底基板 230之间时， 第二凸起部 240位于第二衬底基板 230与触控感应 电极 220之间。

在不同实施例中， 由于第二凸起部 240与触控感应电极 220直接接触， 为了使第二凸起部 240不影响触控感应电极 220上的信号传递， 第二凸起部 240可以釆用半导体材料， 或者绝缘材料制备， 例如第二凸起部 240可以釆 用硅球制备， 在此不做限定。

基于同一发明构思， 本发明至少一个实施例还提供了一种显示装置 ， 该 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。

本发明至少一个实施例提供的一种内嵌式触摸 屏及显示装置， 将阵列基 板中整面连接的公共电极层进行分割， 形成相互绝缘且交叉而置的多个第一 触控电极和多个公共电极； 在对向基板上设置第二触控电极， 各第二触控电 极在阵列基板上的投影位于公共电极所在的区 域内。 由于本发明实施例提供 的触摸屏内的第一触控电极对应于黑矩阵图形 的区域全部或部分凸向对向基 板， 和 /或第二触控电极对应于黑矩阵图形的区域全� �或部分凸向阵列基板， 因此， 可以在不影响触摸屏的开口率的情况下， 增大触控驱动电极和 /或触控 感应电极的面积， 从而增大触控驱动电极投射到触控感应电极的 电容量， 即 触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容量 ， 提高了手指触控时引起的变 化量， 进而提高触控的灵敏度。 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。

本申请要求于 2014年 3月 12日递交的中国专利申请第 201410090148.9 号的优先权， 在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以 作为本申请的一

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