本實用新型涉及觸控技術領域，尤其涉及一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置。

背景技術：

壓力感應技術是指對外部受力能夠實施探測的技術，這項技術很久前就運用在工控，醫(yī)療等領域。目前，在顯示領域尤其是手機或平板領域實現(xiàn)壓力感應的方式是在液晶顯示面板的背光部分或者手機的中框部分增加額外的機構來實現(xiàn)，這種設計需要對液晶顯示面板或者手機的結構設計做出改動，而且由于裝配公差較大，這種設計的探測準確性也受到了限制。

因此，如何在顯示面板硬件改動較小的情況下實現(xiàn)探測精度較高的壓力感應，是本領技術人員域亟需解決的問題。。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例提供了一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，用以在觸摸屏內實現(xiàn)高精度壓力感應的探測。

因此，本實用新型實施例提供的一種內嵌式觸摸屏，包括相對而置的陣列基板和對向基板，以及設置于所述陣列基板面向所述對向基板一側和/或所述對向基板面向所述陣列基板一側的觸控檢測電極，還包括：

設置于所述陣列基板面向所述對向基板一側最底膜層的觸控壓力感應電極，所述觸控壓力感應電極與位于所述陣列基板下方的金屬層形成電容結構；

在觸控時間段，同時對所述觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載觸控檢測信號，通過檢測各所述觸控檢測電極的電容值變化以判斷觸控位置，且通過檢測所述觸控壓力感應電極的電容值變化以判斷觸控位置壓力大小的觸控偵測芯片。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，還包括：設置于所述對向基板面向所述陣列基板的一側，或設置于所述陣列基板面向所述對向基板的一側的黑矩陣層；

所述觸控壓力感應電極為透明電極，各所述觸控壓力感應電極之間的間隙在所述陣列基板上的正投影位于所述黑矩陣層的圖形所在區(qū)域內。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，沿著所述陣列基板的中心區(qū)域指向邊緣區(qū)域的方向，各所述觸控壓力感應電極所在區(qū)域在所述陣列基板上所占面積逐漸變大。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各所述觸控壓力感應電極在陣列基板上的正投影覆蓋至少一個所述觸控檢測電極的正投影。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述觸控檢測電極為多個同層設置且相互獨立的自電容電極。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，各所述自電容電極組成所述陣列基板中的公共電極層。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，所述公共電極層位于所述陣列基板中的像素電極層的上方。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，與所述觸控壓力感應電極連接的第一電極引出線，與觸控檢測電極連接的第二電極引出線；

所述第一電極引出線和第二電極引出線與所述陣列基板中的數(shù)據(jù)線延伸方向相同且同層設置。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，在觸控時間段，所述陣列基板中的柵線和數(shù)據(jù)線加載與所述觸控檢測信號幅值相同的電信號。

本實用新型實施例提供的一種顯示裝置，包括本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，以及設置在內嵌式觸摸屏的陣列基板下方的金屬層。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本實用新型實施例提供的上述顯示裝置中，所述金屬層為手機的中框或背光模組背面的背光金屬。

本實用新型實施例的有益效果包括：

本實用新型實施例提供的一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，在內嵌式觸摸屏的結構內增加了設置于陣列基板面向對向基板一側最底膜層的觸控壓力感應電極，增加的觸控壓力感應電極可以與位于陣列基板下方的金屬層形成電容結構，在觸控壓力感應電極所在位置被按壓時，觸控壓力感應電極與金屬層之間的距離產生變化隨之帶來兩者之間電容的變化。因此，在觸控時間段，觸控偵測芯片可以同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極的電容值變化可以判斷出觸控位置，實現(xiàn)了觸控偵測功能，并且通過檢測觸控壓力感應電極的電容值變化可以判斷觸控位置壓力大小，實現(xiàn)了壓力感應功能。本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏將觸控壓力感應電極整合于觸摸屏內部，在進行觸控探測的同時實現(xiàn)了壓力感應的功能，對于顯示裝置的結構設計改動較小，不會受到裝配公差的限制，有利于實現(xiàn)更好的探測精度，且有利于節(jié)省制作成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏中陣列基板的俯視示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏的原理示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏的驅動時序示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏及顯示裝置的具體實施方式進行詳細地說明。

附圖中各膜層的厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本實用新型內容。

本實用新型實施例提供的一種內嵌式觸摸屏，如圖1所示，包括相對而置的陣列基板100和對向基板200，以及設置于陣列基板100面向對向基板200一側和/或對向基板200面向陣列基板100一側的觸控檢測電極300，圖1中以觸控檢測電極300設置在陣列基板100上為例進行說明，還包括：

設置于陣列基板100的面向對向基板200一側最底膜層的觸控壓力感應電極400，觸控壓力感應電極400可以與位于陣列基板100下方的金屬層500形成電容結構；其中，最底膜層是指在陣列基板上最先制作的膜層，即最靠近襯底基板。

在觸控時間段，同時對觸控檢測電極300和觸控壓力感應電極400加載觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極300的電容值變化以判斷觸控位置，且通過檢測觸控壓力感應電極400的電容值變化以判斷觸控位置壓力大小的觸控偵測芯片600。

本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，在內嵌式觸摸屏的結構內增加了設置于陣列基板100面向對向基板200一側最底膜層的觸控壓力感應電極400，增加的觸控壓力感應電極400可以與位于陣列基板100下方的金屬層500形成電容結構，在觸控壓力感應電極400所在位置被按壓時，觸控壓力感應電極400與金屬層500之間的距離產生變化隨之帶來兩者之間電容的變化，因此，在觸控時間段，觸控偵測芯片600可以同時對觸控檢測電極300和觸控壓力感應電極400加載觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極300的電容值變化可以判斷出觸控位置，實現(xiàn)了觸控偵測功能，并且通過檢測觸控壓力感應電極400的電容值變化可以判斷觸控位置壓力大小，實現(xiàn)了壓力感應功能。本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏將觸控壓力感應電極400整合于觸摸屏內部，在進行觸控探測的同時實現(xiàn)了壓力感應的功能，對于顯示裝置的結構設計改動較小，不會受到裝配公差的限制，有利于實現(xiàn)更好的探測精度，且有利于節(jié)省制作成本。

在具體實施時，本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中增加的觸控壓力感應電極400可以采用金屬材料制作，也可以采用透明導電材料制作。當采用金屬材料制作時，為了使增加的觸控壓力感應電極400不影響顯示區(qū)域的開口率，各觸控壓力感應電極400的圖形一般會被黑矩陣層201的圖形遮擋，即各觸控壓力感應電極400的圖形在陣列基板上的正投影位于黑矩陣層201的圖形所在區(qū)域內。當觸控壓力感應電極400采用透明導電材料制作時，觸控壓力感應電極400為透明電極，為了不影響觸摸屏在顯示時光透過率的均一性，可以將各觸控壓力感應電極400設置為覆蓋多個像素，即各觸控壓力感應電極400之間的間隙在陣列基板上的正投影位于黑矩陣層201的圖形所在區(qū)域內。如圖1所示，該黑矩陣層201具體可以設置在對向基板200面向陣列基板100的一側，也可以置在陣列基板100面向對向基板200的一側，在此不做具體限定。

具體地，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，可以根據(jù)具體所需探測的觸控壓力的精度，具體設置各觸控壓力感應電極400的尺寸和間隙。并且，由于內嵌式觸摸屏一般是利用邊框區(qū)域固定于顯示裝置的外框上，因此，采用相同力度按壓內嵌式觸摸屏的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域時，中心區(qū)域的觸控壓力感應電極400更容易將壓力轉換為與下方的金屬層500之間的距離變化，即中心區(qū)域對于壓力更敏感，因此，在具體設計時，為了使觸摸屏整個面板的壓力感應靈敏度相對均勻，可以沿著陣列基板100的中心區(qū)域指向邊緣區(qū)域的方向，將各觸控壓力感應電極400所在區(qū)域在陣列基板100上所占面積逐漸變大。

進一步地，在觸控時間段，為了使在手指按壓觸摸屏時帶來的屏幕形變造成的觸控壓力感應電極400與屏幕下方的金屬層500之間距離的變化，僅會影響觸控壓力感應電極400與金屬層500之間電容結構的電容值，造成觸控壓力感應電極400加載的觸控檢測信號的變化，而不會對觸控檢測電極300的電容值變化產生干擾，在本實用新型實施例提供的上述觸摸屏中，如圖1所示，各觸控壓力感應電極400在陣列基板上的正投影一般會覆蓋至少一個觸控檢測電極300的正投影，以屏蔽在屏幕被按壓時位于屏幕下方的金屬層500對于觸控檢測電極300上加載的觸控檢測信號檢測的干擾。

具體地，在本實用新型實施例提供的觸摸屏中陣列基板之上，如圖1所示，一般還包括：公共電極層101和像素電極102；其中，公共電極層101和像素電極102的位置可以互換，即公共電極層101可以作為板狀電極位于下層(更靠近襯底基板)，像素電極102作為狹縫電極位于上層(更靠近液晶層)；也可以像素電極102作為板狀電極位于下層(更靠近襯底基板)，公共電極層101作為狹縫電極位于上層(更靠近液晶層)。當然，還可以將公共電極層101設置在與陣列基板100相對而置的對向基板200上，即在陣列基板100上不設置公共電極層101。

在具體實施時，本實用新型實施例提供的內嵌式觸摸屏中，用于觸控偵測的觸控檢測電極的具體結構可以有多種實現(xiàn)方式，例如，觸控檢測電極300可以由多個同層設置且相互獨立的自電容電極組成；觸控檢測電極300也可以由交叉設置的觸控驅動電極和觸控感應電極組成。

其中，當采用自電容電極實現(xiàn)觸控偵測功能時，可以采用陣列基板100中的公共電極層101復用自電容電極，即各自電容電極組成陣列基板100上的公共電極層101，如圖1所示，在將公共電極層101的結構進行變更分割成自電容電極時，在現(xiàn)有的陣列基板制備工藝的基礎上，不需要增加額外的工藝，可以節(jié)省生產成本，提高生產效率。

進一步地，在本實用新型實施例提供的觸摸屏中，如圖1和圖2所示，一般還會包括：與觸控壓力感應電極400連接的第一電極引出線410，與觸控檢測電極300連接的第二電極引出線310；在具體實施時，可以將第一電極引出線410和第二電極引出線310設置為與陣列基板100中的數(shù)據(jù)線103延伸方向相同且同層設置，這樣可以在現(xiàn)有的陣列基板制備工藝的基礎上，不需要增加額外的工藝，可以節(jié)省生產成本，提高生產效率。并且，觸控壓力感應電極400通過第一過孔420與對應的第一電極引出線410連接，觸控檢測電極300通過第二過孔320與對應的第二電極引出線310連接。

并且，進一步地，如圖1所示，當形成公共電極層101的自電容電極位于陣列基板100中的像素電極102的上方時，如圖3所示，像素電極102就位于觸控檢測電極300和觸控壓力感應電極400之間，因此，像素電極102可以與上下層電極均會形成存儲電容Cst，該存儲電容Cst為像素電極與觸控檢測電極300之間形成的電容C2與像素電極102與觸控壓力感應電極400之間形成的電容C3之和。對于分辨率比較高的觸摸屏來說，由于其像素會比較小，對應的像素電極102與公共電極層101形成的存儲電容也會比較小，本實用新型實施例提供的觸摸屏在增加的觸控壓力感應電極400還可以起到增加存儲電容的目的，對高PPI的觸摸屏產品非常有利。

具體地，在本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏中，為了減少顯示和觸控信號之間的相互干擾，在具體實施時，需要采用觸控和顯示階段分時驅動的方式，并且，在具體實施時還可以將顯示驅動芯片和觸控偵測芯片整合為一個芯片，進一步降低生產成本。

具體地，例如：如圖4所示的驅動時序圖中，將觸摸屏顯示每一幀(V-sync)的時間分成顯示時間段(Display)和觸控時間段(Touch)。在顯示時間段(Display)，對觸摸屏中的每條柵極信號線Gate依次施加柵掃描信號，對數(shù)據(jù)信號線Source施加灰階信號；當采用公共電極層復用自電容電極時，與各自電容電極Cm連接的觸控偵測芯片向各自電容電極Cm分別施加公共電極信號，以實現(xiàn)液晶顯示功能。在觸控時間段(Touch)，如圖4所示，與各自電容電極Cm連接的觸控偵測芯片向各自電容電極Cm和各觸控壓力感應電極Ls同時施加觸控檢測信號，同時接收各自電容電極Cm和各觸控壓力感應電極Ls的反饋信號，通過對反饋信號的分析判斷是否發(fā)生觸控以及感應壓力的大小，以同時實現(xiàn)觸控和感應壓力的功能。

進一步地，上述觸控時間段中對于觸控位置的檢測和觸控位置壓力的檢測可以同時進行也可以分時進行，在分時進行時具體可以將觸控時間段分為觸控檢測時間段和壓力檢測時間段，其中，在觸控檢測時間段，同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載第一觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極的電容值變化以判斷觸控位置；在壓力檢測時間段，同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載第二觸控檢測信號，通過檢測觸控壓力感應電極的電容值變化以判斷觸控位置壓力大小，其中第一觸控檢測信號可以和第二觸控檢測信號相同也可以不同，在此不做限定。

進一步地，如圖4所示，為了避免在觸控時間段(Touch)陣列基板中的柵線和數(shù)據(jù)線與觸控檢測電極和觸控壓力感應電極之間產生對地電容從而影響觸控檢測和壓力感應的準確性，在具體實施時，在觸控時間段，可以對陣列基板中的柵線Gate和數(shù)據(jù)線Source加載與觸控檢測信號幅值相同的電信號，這樣可以消除柵線Gate和數(shù)據(jù)線Source與觸控檢測電極和觸控壓力感應電極之間的對地電容，便于提高觸控檢測和壓力感應的準確性。

需要說明的是，本實用新型實施例提供的上述觸摸屏具體可以應用于液晶顯示面板(Liquid Crystal Display,LCD)，或者，也可以應用于有機電致發(fā)光顯示面板(Organic Electroluminesecent Display,OLED)，或者，還可以應用于其他顯示面板，在此不做限定。

基于同一實用新型構思，本實用新型實施例還提供了一種顯示裝置，包括本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏，以及設置在內嵌式觸摸屏的陣列基板下方的金屬層。該顯示裝置可以為：手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可以參見上述內嵌式觸摸屏的實施例，重復之處不再贅述。

具體地，當本實用新型實施例提供的上述顯示裝置為手機時，設置在觸摸屏下方的金屬層可以為手機的中框，當本實用新型實施例提供的上述顯示裝置的觸摸屏采用液晶顯示面板時，設置在觸摸屏下方的金屬層可以是背光模組背面的背光金屬。并且，該背光金屬可以具體為包覆在背光模組外側的金屬框，也可以具體為貼覆于背光模組背面的金屬貼片，在此不做限定。

基于同一實用新型構思，本實用新型實施例還提供了一種上述顯示裝置的驅動方法，包括：

在觸摸屏顯示每一幀的時間的觸控時間段，同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極的電容值變化以判斷觸控位置，并通過檢測觸控壓力感應電極的電容值變化以判斷觸控位置壓力大小。

進一步地，上述觸控時間段中對于觸控位置的檢測和觸控位置壓力的檢測可以同時進行也可以分時進行，在分時進行時具體可以將觸控時間段分為觸控檢測時間段和壓力檢測時間段，其中，在觸控檢測時間段，同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載第一觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極的電容值變化以判斷觸控位置；在壓力檢測時間段，同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載第二觸控檢測信號，通過檢測觸控壓力感應電極的電容值變化以判斷觸控位置壓力大小，其中第一觸控檢測信號可以和第二觸控檢測信號相同也可以不同，在此不做限定。

進一步地，在上述驅動方法中，還包括：在觸控時間段，對陣列基板中的柵線和數(shù)據(jù)線加載與觸控檢測信號幅值相同的電信號。

本實用新型實施例提供的一種內嵌式觸摸屏及顯示裝置，在內嵌式觸摸屏的結構內增加了設置于陣列基板面向對向基板一側最底膜層的觸控壓力感應電極，增加的觸控壓力感應電極可以與位于陣列基板下方的金屬層形成電容結構，在觸控壓力感應電極所在位置被按壓時，觸控壓力感應電極與金屬層之間的距離產生變化隨之帶來兩者之間電容的變化。因此，在觸控時間段，觸控偵測芯片可以同時對觸控檢測電極和觸控壓力感應電極加載觸控檢測信號，通過檢測各觸控檢測電極的電容值變化可以判斷出觸控位置，實現(xiàn)了觸控偵測功能，并且通過檢測觸控壓力感應電極的電容值變化可以判斷觸控位置壓力大小，實現(xiàn)了壓力感應功能。本實用新型實施例提供的上述內嵌式觸摸屏將觸控壓力感應電極整合于觸摸屏內部，在進行觸控探測的同時實現(xiàn)了壓力感應的功能，對于顯示裝置的結構設計改動較小，不會受到裝配公差的限制，有利于實現(xiàn)更好的探測精度，且有利于節(jié)省制作成本。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。