[发明专利]一种触摸屏及触控显示装置

说明书

发明领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种内嵌式互电容感应触摸屏和包含该触摸屏的触控显示装置。

背景技术

目前，按照触摸屏与液晶显示装置的组合方式不同，触摸屏可以分为两种，一种是外挂式触摸屏，另一种是内嵌式触摸屏。

外挂式触摸屏与显示装置分开制造然后通过组装的方式制作在一起。这样势必增加显示屏厚度，并且由于增加了若干层透明玻璃或薄膜，显示透光率以及对比度也会明显下降。另外这种做法成本也较高。

为了使带有触摸屏的LCD显示装置更轻薄，有更好的显示效果和成本优势，内嵌式触摸屏(In-cell touch panel)诞生了。图1为现有技术的采用内嵌式触摸屏的触控显示装置结构示意图。

如图1所示，该触控显示装置包括内嵌式触摸屏200，与内嵌式触摸屏200相对设置的下基板27；设置于内嵌式触摸屏200和第二基板27之间的液晶层29；下基板27面向液晶层29的表面设置有薄膜晶体管(TFT)阵列层28。

内嵌式触摸屏200包括第一基板26，依次形成于第一基板26上的触控结构层21，绝缘介质层22和公共电极层23；

其中，第一基板26和第二基板27可以采用玻璃基板，公共电极层23可以为ITO层，绝缘介质层22可以为彩色滤光膜。

现有技术的触控结构层21可以为单层电容式触控结构(如图2)。从图2中可以看出，该触控结构层21包括呈条状间隔排列的多个驱动电极和多个感应电极2a，2b，2c，2d。每个驱动电极由彼此分离的电极1a’，1b’，1c’，1d’，1e’构成；各个驱动电极中的电极1a’在触摸屏的工作区域被多个感应电极2a，2b，2c，2d隔开，在外围区域连接在一起，共同构成驱动线1a；同样的各个驱动电极中的电极1b’，1c’，1d’，1e’也是如此，分别构成驱动线1b，1c，1d，1e。这样驱动线1a，1b，1c，1d，1e仍然和感应电极2a，2b，2c，2d形成了矩阵结构。每条驱动线1和感应电极2的交叉处形成了互电容12。

现有技术的内嵌式触摸屏200存在一个问题：触控结构层21与公共电极层23之间距离很近(只有几个微米)，因此他们之间电容会很大。现有技术内嵌式触摸屏200中每一条驱动线1与感应电极2的交叉处的等效电路如图3所示。每一个交叉处都耦合了一个互电容12。驱动线1和感应电极2都有对地的寄生电容13，驱动信号源3提供驱动信号；检测电路6是一个电荷放大器，将感应电极上的电流14转化成为电压信号15输出。当手指触摸时互电容12发生变化，这样就导致输出电流14变化，从而使输出电压15变化。

由于在内嵌式触摸屏200结构中，寄生电容13往往非常大，会产生干扰信号18，对触控检测不力。这时，公共电极层23的电阻16和电感17就不能忽略不计了。通过模拟仿真证明，当寄生电容13达到500pF时，只要2欧姆的电阻16和50纳亨的电感就可以对触控信号产生极其不利的影响，而这么微小的电阻和电感是基本无法避免的。

针对上面的这个问题，有一种解决方法，就是将公共电极层23划分多个条状电极(如图4所示)。公共电极层23包括呈条状间隔排列的多个第一公共电极24和多个第二公共电极25；第一公共电极24包括公共电极24a、24b、24c和24d；第一公共电极25包括公共电极25a、25b、25c和25d。多个第一公共电极24与多个驱动电极，正对设置，各个由电极1a’，1b’，1c’，1d’，1e’构成的驱动电极分别与第一公共电极24的公共电极24a、24b、24c、24d在透光方向上正对设置，最好是重叠设置；感应电极2a，2b，2c，2d分别与第二公共电极25的公共电极25a、25b、25c、25d在透光方向上正对设置，最好是重叠设置。第一公共电极24的公共电极24a，24b，24c，24d在外围区域并接后耦接到接地端；第二公共电极25的公共电极25a、25b、25c、25d在外围区域并接后耦接到接地端。

此时，内嵌式触摸屏200中每一条驱动线1与感应电极2的交叉处的等效电路如图5所示。图5中驱动线1与第一公共电极24的寄生电容13通过第一公共电极的电阻和电感19接地；感应电极2与第二公共电极25的寄生电容13通过第二公共电极的电阻和电感20接地。

可以将所有与驱动电极相对应的第一公共电极24定义为驱动地，将所有与感应电极对应的第二公共电极25定义为感应地。驱动地的电阻和电感19以及驱动地的电阻和电感20还是会对检测信号造成影响，使得检测信号不能达到最优。

发明内容