本发明至少一个实施例涉及一种触摸屏及显示 装置。 背景技术

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：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 )。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， 然后贴合到一起形成的具有触摸功能的液 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。 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， 受到各大面板厂家的青 睐。

目前， 内嵌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。 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， 由人体碰触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。 因此相对于利用互电容原理的触摸屏， 利用自电 容原理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。

釆用自电容原理设计触摸屏时， 每一个自电容电极通过单独的引出线与 触控侦测芯片连接。 如图 1所示， 每条引出线例如包括： 将自电容电极 1连 接至触摸屏的边框处的导线 2， 以及设置在边框处用于将自电容电极 1导通 至触控侦测芯片的接线端子 3的周边走线 4。 发明内容

本发明至少一个实施例提供了一种触摸屏及显 示装置， 用以降低釆用自 电容原理的触摸屏中的触控盲区。

本发明至少一个实施例提供的一种触摸屏包括 ： 多个同层设置且相互独 立的自电容电极;将所述自电容电极连接至所� �触摸屏的边框处的多条导线， 各条所述导线与相互间隔设置的至少两个自电 容电极电性相连， 且与各条导 线电性相连的各自电容电极之间互不重合； 以及位于所述触摸屏的边框处且 与各条所述导线一一对应连接的周边走线。

本发明至少一个实施例提供的一种显示装置， 包括上述触摸屏。 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为一种触摸屏中自电容电极的俯视结构示意� �；

图 2为本发明实施例提供的触摸屏的侧视结构示� �图之一；

图 3为本发明实施例提供的触摸屏的俯视结构示� �图；

图 4为本发明实施例提供的触摸屏中一个自电容� �极的结构示意图； 图 5 为本发明实施例提供的触摸屏中显示区域的自 电容电极分区示意 图；

图 6为本发明实施例提供的触摸屏中各区域内同� �设置的自电容电极连 接至边框处的连接示意图；

图 7为本发明实施例提供的触摸屏的侧视结构示� �图之二；

图 8a和图 8b分别为本发明实施例提供的触摸屏中自电容� ��极填充于第 二平坦层的过孔或沟道的结构示意图；

图 9a和图 9b分别为本发明实施例提供的触摸屏中相邻的� ��电容电极相 对的侧边设置为折线的结构示意图；

图 10为本发明实施例提供的触摸屏的驱动时序示� ��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 ， 目的只是示意说明本发 明内容。

本申请的发明人注意到， 在图 1所述的情形中， 由于自电容电极的数量 非常多， 对应的引出线也会非常多。 以每个自电容电极的所占面积为 5mm*5mm为例， 5寸的液晶显示屏就需要 264个自电容电极。 若将每个自 电容电极设计的更小一些， 则会有更多的自电容电极， 那么需要设置更多的 引出线。 由于在设计时， 为了减少膜层数量， 一般将引出线中的导线和自电 容电极同层设置， 但较多的导线会造成触控盲区偏大。 触控盲区是指触控屏 中走线集中的区域， 在这个触控盲区内的信号相对比较紊乱， 也就是在该区 域内的触控性能无法保证。 图 1是以 30个自电容电极为例进行说明的。 30 个自电容电极需要 30根导线将其引出至边框， 导线最密的地方共需要 10根 导线， 这会造成触控盲区偏大。 另外， 由于导线数量偏多， 也会引起设置在 边框处的与导线一一对应连接的周边走线数量 偏多， 这会造成触摸屏的边框 扩大， 不利于窄边 411设计。

本发明至少一个实施例提供的一种触摸屏， 如图 3所示， 包括： 多个同 层设置且相互独立的自电容电极 04; 将自电容电极 04连接至触摸屏的边框 处的多条导线 05; 位于触摸屏的边框处且与各条导线 05——对应连接的周 边走线 07。 在一个实施例中， 该触摸屏还包括： 用于在触控时间段通过检测 各自电容电极 04的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯� ��，所述触控侦 测芯片通过接线端子 06与周边走线 07电性连接。 如图 3所示， 各条导线 05 与相互间隔设置的至少两个自电容电极 04电性相连， 且与各条导线 05电性 相连的各自电容电极 04之间互不重合；图 3是以每两个自电容电极与一条导 线 05相连为例进行说明。如图 4所示，导线 05通过周边走线 07将自电容电 极 04连接到触控侦测芯片 100。该触控侦测芯片 100例如可以设置在一个基 板上或者设置在柔性印刷电路板上。 本发明实施例提供的上述触摸屏， 可以应用于外挂式触摸屏或内嵌式触 摸屏。 当应用于内嵌式触摸屏时， 在一个实施例中， 如图 2所示， 该触摸屏 还可以包括： 相对设置的上基板 01和下基板 02; 自电容电极 04可以设置于 上基板 01面向下基板 02的一侧，或设置于下基板 02面向上基板 01的一侧。 图 2以在上基板 01面向下基板 02的一侧同时设置黑矩阵层 03和自电容电极 04为例进行说明， 当然在另一个实施例中， 也可以将黑矩阵层 03和自电容 电极 04设置在下基板 02上， 在此不做赞述。

本发明实施例提供的上述触摸屏中将每间隔设 置的至少两个自电容电极 04通过一条导线 05连接至触摸屏的边框处后， 通过一条对应的周边走线 07 连接至触控侦测芯片进行触控位置检测。 由于釆用多个互不相邻的自电容电 极 04与一条导线 05对应的连接方式，可以有效减少触摸屏中导� �� 05总体的 数量， 从而降低触控盲区的面积， 保证触控性能； 此外， 随着导线 05数量的 减少，与之对应的周边走线 07数量也随之减少，这也有利于触摸屏窄边框� �� 设计。

并且， 由于是将间隔设置的多个自电容电极 04通过一条导线 05连接， 相邻的自电容电极 04通过不同的导线 05连接至边框处， 因此， 当人体触碰 屏幕时， 触控侦测芯片可以通过判断相邻的连接不同导 线 05 的自电容电极 04的电容值变化来确定触控位置，这避免了误� ��，实现了触控感应的准确性。 以图 3所示的自电容电极 04的连接关系为例。 由于在 X方向自电容电极 04 没有通过同一条导线 05连接， 因此可以准确判断出 X方向的位置。在 y方向 的自电容电极 04出现两两相连的情况， 因此， 需要通过不同导线 05上的信 号变化来判断 y方向位置， 例如当手指触摸位置 A时， 通过导线 d上的信号 变化可知， A和 B位置均有可能发生触控， 但是通过导线 a上的信号发生变 化、 导线 b上的信号无变化可知， 仅在 A位置发生了触控。

在一个实施例中， 如图 2所示， 本发明实施例提供的上述触摸屏还可以 包括：设置于上基板 01面向下基板 02的一侧，或设置于下基板 02面向上基 板 01的一侧的黑矩阵层 03; 各自电容电极 04的图形以及导线 05的图形在 下基板 02上的正投影位于黑矩阵层 03的图形对应的区域内。

由于各自电容电极 04的图形和导线 05的图形均设置在黑矩阵层 03的图 形对应的区域， 自电容电极 04产生的电场不会影响像素开口区域的电场， 因 此，不会影响正常显示； 并且设置在黑矩阵层 03图形遮挡区域的各自电容电 极 04还可以避免影响触摸屏的透过率。

触摸屏的密度通常在毫米级， 因此， 在一个实施例中， 可以根据所需的 触控密度选择各自电容电极 04的密度和所占面积以保证所需的触控密度。� �� 常各自电容电极 04设计为 5mm*5mm左右的方形电极。 显示屏的密度通常 在微米级， 因此一般一个自电容电极 04可对应显示屏中的多个像素单元。为 了保证各自电容电极 04的图形不占用像素单元的开口区域，如图 4所示，在 一个实施例中，可以将各自电容电极 04的图形中与像素单元的开口区域（像 素区域中的空白部分）对应的位置的图形挖去 ， 即可以将各自电容电极 04 的图形设计为在下基板 02上的正投影为位于黑矩阵层 03的图形所在区域内 的网格状结构。 并且， 为了确保显示的均勾性， 一般在各像素单元中的每个 亚像素单元的间隙处均设置有自电容电极 04的图形， 图 4中每一组 RGB亚 像素单元组成一个像素单元。 本发明实施例中所指的密度是触摸屏的自电容 电极的间距或者显示屏的像素单元的间距（Pit ch ) 。

在不同实施例中， 导线 05可以与自电容电极 04设置在同一基板上， 即 可以同时设置在上基板 01上， 也可以同时设置在下基板 02上； 周边走线 07 和触控侦测芯片的接线端子 06可以设置在下基板 02上。例如，导线 05与自 电容电极 04设置在上基板 01时，导线 05可通过封框胶中的导电粒子（例如 金球） 的上下导通作用与位于下基板 02的周边走线 07电性连接。 例如， 导 线 05与自电容电极 04设置在下基板 02时，导线 05可直接与位于下基板 02 的周边走线 07电性连接。

在一个实施例中， 为了在触摸屏中尽量减少膜层数量以及构图工 艺， 可 以将各导线 05与各自电容电极 04同层设置。 由于釆用一层金属层设计自电 容电极 04和导线 05的图形，为了避免各自电容电极 04之间发生短路的现象， 连接各自电容电极 04的导线 05需要互不交叉。 因此， 此时可以釆用如图 3 所示的将每相互间隔设置的两个自电容电极 04与一条导线 05电性相连的方 式。 这样， 相对于如图 1所示的自电容电极 04与导线 05——对应相连的连 接方式， 导线 05数量可减少一半， 这大大降低了触控盲区的面积。

在一个实施例中， 在设计各导线 05的延伸方向时， 可以将各导线 05的 延伸方向设置为相同。 一般地， 触摸屏的边框形状为长方形。 在一个实施例 中，为了减少触控盲区的面积，可以将各条导 线 05的延伸方向设置为与触摸 屏的边框的短边方向一致， 通过尽可能地缩短连接自电容电极 04的导线 05 的长度的方式， 减少触控盲区整体的面积。

在一个实施例中， 为了尽量减小触控盲区的面积， 触摸屏的边框一般具 有四个侧边， 可以将各自电容电极 04在导线 05互不交叉的基础上通过对应 的导线 05 连接至距离最近的侧边。 这样可以尽可能地缩短连接自电容电极 04的导线 05的长度， 从总体上尽可能地减小触控盲区的面积。

以一个 5寸触摸屏为例说明本发明实施例提供的上述� �少触控盲区的设 计， 在 5寸触摸屏中需要的自电容电极 04数量约为 22* 12=264个。 如图 5 所示，为了将每个自电容电极 04都引入至边框处，且尽可能降低触控盲区的 面积， 可以将所有的自电容电极 04共分为 8个区域： Part A -Part H, 在每个 区域都将区域内的自电容电极 04逐个连接至显示区域（Panel ) 下方的触控 侦测芯片的接线端子处。 如图 6所示， 在图 6中每个区域均示出了部分自电 容电极 04的连接关系， Part A区域的各自电容电极从显示区域的左上方区� � 引出， 经过显示区域左边框引入至触控侦测芯片的接 线端子； Part B区域的 各自电容电极从显示区域的上方引出后， 再从显示区域的左边框引入至触控 侦测芯片接线端子； Part C区域的各自电容电极从显示区域的上方引出� �， 再从显示区域的右边框引入至触控侦测芯片接 线端子； Part D区域的各自电 容电极从显示区域的右上方引出后经过显示区 域的右边框引入至触控侦测芯 片接线端子； 同理， Part E区域的各自电容电极从显示区域的左下方引� �后， 经过显示区域的左边框引入至触控侦测芯片接 线端子； Part F区域的各自电 容电极从显示区域的下方引出后直接连接至触 控侦测芯片接线端子； Part G 区域的各自电容电极从显示区域的下方引出后 直接连接至触控侦测芯片接线 端子； Part H区域的各自电容电极从显示区域的右下方引� �， 经过显示区域 右边框引入至触控侦测芯片接线端子。

在本发明的一个实施例提供的触摸屏中，如图 2所示，黑矩阵层 03可以 位于上基板 01面向下基板 02的一侧，在黑矩阵层 03上还可以设置有彩色滤 光层（图 2中 RGB表示彩色滤光层， 一般彩色滤光层可以覆盖黑矩阵层） 。 当自电容电极 04与导线 05同层设置时， 可以将各自电容电极 04和各导线 05设置在黑矩阵层 03与彩色滤光层之间， 或设置在彩色滤光层之上。 在本发明的一个实施例提供的触摸屏中， 如图 7 所示， 在黑矩阵层 03 和彩色滤光层之上还可以设有第一平坦层 08， 以及位于第一平坦层 08之上 的隔垫物层 09; 各自电容电极 04和各导线 05位于第一平坦层 08和隔垫物 层 09之间。这样可以省去对第一平坦层 08进行构图，与自电容电极 04的同 层设置的导线 05可直接通过边框胶与位于下基板 02的、 与触控侦测芯片电 性连接的周边走线 07相连， 节省了制作工艺。

在一个实施例中， 为了消除触摸屏中出现的触控盲区， 可以将自电容电 极 04与导线 05异层设置， 且自电容电极 04与对应的导线 05通过过孔电性 连接。 当自电容电极 04与导线 05异层设置时， 为了减少人体电容对在导线 上传输的信号的干扰， 可以将自电容电极 04设置在黑矩阵层 03与彩色滤光 层之间， 将导线 05设置在彩色滤光层之上。 导线 05通过彩色滤光层中的过 孔与自电容电极 04连接， 这样自电容电极 04可以屏蔽自身下方覆盖的导线 05带来的信号干扰。

在本发明实施例提供的上述触摸屏中，由于各 自电容电极 04的图形被黑 矩阵层 03的图形遮挡， 因此， 各自电容电极 04的网格状结构的图形的总面 积受限于黑矩阵层 03的图形面积。 为了尽可能增大各自电容电极 04的图形 面积， 以便提高触控灵敏度， 在至少一个实施例中， 如图 8a和图 8b所示， 在黑矩阵层 03与彩色滤光层之间还可以设置有第二平坦层 10， 该第二平坦 层 10至少在与自电容电极 04的图形对应的区域具有例如呈梯形的过孔或� �� 道。图 8a示出了第二平坦层 10在与自电容电极 04的图形对应的区域具有梯 形的过孔，图 8b示出了第二平坦层 10在与自电容电极 04的图形对应的区域 具有梯形的沟道。 自电容电极 04的图形至少填充于过孔或沟道内，且填充于 上述方式可以增大各自电容电极 04的图形面积。并且，置于过孔或沟道内的 自电容电极 04具有的凹凸状结构中，从手指侧看过去的凸� ��来的部分由于其 为尖端， 可以汇聚更多的电荷， 当手指触控时可以提高触控变化量， 进而提 高触控感应的效果。

在本发明实施例提供的触摸屏中， 由于人体电容通过直接辆合的方式作 用于各自电容电极 04的自电容， 因此，人体触碰屏幕时，仅在触摸位置下方 的自电容电极 04 的电容值有较大的变化量， 与触摸位置下方的自电容电极 04相邻的自电容电极 04的电容值变化量非常小。 这样， 在人体的触控面积 比一个自电容电极的面积要小时，有可能出现 无法准确定位触摸位置的情形。 因此， 在本发明的一个实施例提供的触摸屏中， 可以将相邻的两个自电容电 极 04相对的侧边均设置为折线，使人体触控的位� ��可以始终覆盖多个自电容 例如， 可以釆用如下两种方式之一或组合的方式设置 各自电容电极 04 的整体形状。 状结构， 两阶梯状结构形状一致且相互匹配， 如图 9a所示。 图 9a中示出了 2*2个自电容电极 04。 状结构， 两凹凸状结构形状一致且相互匹配， 如图％所示。 图 9b中示出了 2*2个自电容电极 04。

在一个实施例中， 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， 在本发明实施例提供的上述触摸屏中， 触控和显示 阶段还可以釆用分时驱动的方式。 并且， 在一个实施例中， 还可以将显示驱 动芯片和触控侦测芯片整合为一个芯片， 以进一步降低生产成本。

在一个实施例中， 例如， 如图 10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（显示）和触控时间段 （触控） 。 例 如， 图 10所示的驱动时序图中触摸屏的显示一帧的时� ��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， 本发明的实施例不做具体限定。 在显示时间段（显示），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， 实现液晶显示功 能。 在触控时间段（触控） ， 与各自电容电极 Cxi ... ... Cx n连接的触控侦测 芯片向各触控驱动电极 Cxi ... ... Cx n分别施加驱动信号， 同时接收各自电容 电极 Cxi ... ... Cx n的反馈信号， 通过对反馈信号的分析判断是否发生触控， 以实现触控功能。

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 ， 其 包括本发明实施例提供的上述触摸屏。 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触摸屏的实施 例， 重复之处不再 赘述。

本发明实施例提供的触摸屏及显示装置， 利用自电容的原理设置多个同 层设置且相互独立的自电容电极， 每间隔设置的至少两个自电容电极通过一 条导线连接至触摸屏的边框处后， 通过一条对应的周边走线连接至触控侦测 芯片进行触控位置检测。 由于釆用多个互不相邻的自电容电极与一条导 线对 应的连接方式， 可以有效减少触摸屏中导线总体的数量， 从而降低触控盲区 的面积， 保证触控性能； 此外， 随着导线数量的减少， 与之对应的周边走线 数量也随之减少， 这也有利于触摸屏窄边框的设计。 并且， 由于将间隔设置 的多个自电容电极通过一条导线连接， 相邻的自电容电极通过不同的导线连 接至边框处， 因此， 当人体触碰屏幕时， 触控侦测芯片可以通过判断相邻的 连接不同导线的自电容电极的电容值变化来确 定触控位置， 这避免了误判， 实现了触控感应的准确性。

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。

本申请要求于 2014年 4月 18日递交的中国专利申请第 201410157705.4 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 部分。