CN102541335A - 触摸显示装置 - Google Patents

Abstract

一种触摸显示装置，包括阵列基板、彩膜基板以及液晶层，其中，所述阵列基板包括：多条垂直相交的扫描线和数据线，以及由多条扫描线和数据线限定的多个像素单元；还包括沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线，所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线设置于不同层而且之间相隔有绝缘层，并且所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线在显示方向上重叠；所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线交叉处设置的有检测部，所述彩膜基板相对于阵列基板的一侧对应检测部处设置的有触摸端子，所述检测部与所述触摸端子相配合，在外力作用下产生触摸信号，减小了检测线所占据的显示区域的面积，从而增加开口率。

Description

触摸显示装置

技术领域

本发明涉及触摸显示领域，尤其涉及一种内嵌式的触摸显示装置。

背景技术

触摸显示装置作为一种输入媒介，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。因此，触摸显示装置越来越多地应用到各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、MP3/MP4等。

在公开号为CN101393503A的中国专利文献中公开了一种电阻式触摸显示装置。参考图1，所述电阻式触摸显示装置2包括具有显示面260的显示器26和设置在所述显示面260的触控屏20。所述触控屏20通过框胶28粘合在所述显示器26的显示面260一侧。所述触控屏20包括相对设置的第一基板21和第二基板22。所述第一基板21上设置第一透明导电层23，所述第二基板22上设置有第二透明导电层24，所述第一基板21与所述第二基板22通过边缘的粘合层25粘合在一起。所述第二透明导电层24上间隔设置多个点垫片27，所述多个点垫片27具间隔和支撑作用，以使所述第一透明导电层23与所述第二透明导电层24在初始状态下为电绝缘状态。

继续参考图2，所述第一透明导电层23和第二透明导电层24是触控屏20的两个工作面。第一透明导电层23在功能设计时，需触压控制的所有触压点连成一条回路，所述触压点即反应触控人意图的显示内容或者图符所在处，且所述回路的两端分别引出一条检测线A、B。所述回路是由所有触压点连成一线所形成，则每一触压点所处回路的位置是已预先设计好，在回路两端施加电压后，每一触压点的分压也是已预先确定。所述第二透明导电层24是一平面电阻，由所述第二透明导电层24也引出一条检测线C，当利用手指或触笔在所述触控屏20表面施加一定压力，使所述第一透明导电层23与所述第二透明导电层24相接触，通过外部电路或其它分析装置可以确定所述接触点的位置，从而根据触控屏20上对应坐标点的显示内容或者图符获知触控人的意图，从而完成触压控制功能。

但上述现有的触摸显示装置是将触摸屏与显示面板组装在一起实现触摸输入，因此势必会增加显示面板的厚度，并且对于液晶触摸显示装置，液晶显示面板由于增加若干薄膜以及透明玻璃，使得液晶显示装置的透光率明显下降，且此种组装方式增加液晶显示装置的成本。

为了使带有触摸功能的液晶显示器更轻薄，同时为了提高透光率。现有技术发展了内嵌式触摸屏(In-cell touch panel)技术，即触摸屏集成于液晶显示器中。

在申请号为US20080186288A1的美国专利申请中就公开了一种内嵌式触摸屏的技术方案，所述专利中触摸显示装置中以电阻式触摸屏为例，所述检测线设置于阵列基板中，在所述美国专利申请中，参考图3示出了所述专利申请中阵列基板一实施例的俯视示意图。如图所示，阵列基板上包括水平方向并列排布的X向检测线215和扫描线210，以及竖直方向并列排布的Y方向检测线245和数据线240，位于所述X向检测线215、扫描线210、Y方向检测线245及数据线240所围区域内的像素电极260。

在所述美国专利申请中，由于驱动线215和扫描线210在显示方向上并列排布，感应线245和数据线240也在显示方向上并列排布，从而占据了像素单元较大的面积，并且，驱动线215、感应线245、扫描线210、数据线240通常由不透光的金属材料制成，因此，使像素单元中显示区域面积的下降，进而使开口率减小。

同时，驱动线215和扫描线210(或感应线245和数据线240)并列排布时，由于距离较小，容易造成信号串扰。

更近一步地，在触摸显示装置的外围区域，驱动线215和扫描线210(或感应线245和数据线240)并列排布会造成触摸显示装置的边框较宽，不利于边框窄型化的设计，也造成了触摸显示装置玻璃的利用率较低的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种开口率较高的触摸显示装置。

为解决上述问题，本发明提供一种触摸显示装置，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及夹于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，其中，所述阵列基板包括：多条垂直相交的扫描线和数据线，以及由多条扫描线和数据线限定的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极和TFT开关；

所述触摸显示装置还包括沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线，所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线设置于不同层而且之间相隔有绝缘层，并且所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线在显示方向上重叠；

所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线交叉处设置的有检测部，所述彩膜基板相对于阵列基板的一侧对应检测部处设置的有触摸端子，所述检测部与所述触摸端子相配合，在外力作用下产生触摸信号。

可选地，沿数据线方向设置的检测线和数据线在显示方向上重叠。

可选地，所述像素单元包括红色像素单元、绿色像素单元和蓝色像素单元。

可选地，所述检测部设置于蓝色像素单元处。

可选地，所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线都设置在阵列基板上。

可选地，所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线分别通过过孔以及过孔内的导电材料和检测部连接。

可选地，沿数据线方向设置的检测线设置于彩膜基板朝向阵列基板的一侧并且和所述触摸端子电连接，所述沿扫描线方向设置的检测线设置于阵列基板朝向彩膜基板的一侧并且通过过孔以及过孔内的导电材料和检测部连接。

可选地，所述过孔内的导电材料和像素电极材料相同，并且在制程中和像素电极同步形成。

可选地，所述扫描线的宽度大于或等于沿扫描线方向设置的检测线的宽度。

可选地，沿扫描线方向设置的检测线与扫描线中输入的信号时序一致且电压相同。

可选地，所述触摸显示装置包括显示区域和位于显示区域周边的边框区域，所述边框区域中排布有扫描线、数据线、沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线。

可选地，在边框区域中，所述沿扫描线方向设置的检测线与扫描线在显示方向上相重叠。

可选地，在边框区域中，所述沿数据线方向设置的检测线与数据线在显示方向上相重叠。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.在显示区域中，检测线与扫描线或/和数据线在显示方向上相重叠，可以减小检测线所占据的显示区域的面积，从而增加开口率；

2.所述检测线和扫描线和检测线在显示方向上相重叠，扫描线可以屏蔽检测线的信号，减小检测线对数据线和像素电极之间的信号影响；

3.在外围区域中，检测线与扫描线或/和数据线在显示方向上相重叠可以减小外围区域的面积，进而实现边框的窄型化设计。

附图说明

图1是现有技术电阻式触摸屏一实施例的侧面示意图；

图2是图1所示电阻式触摸屏的俯视示意图；

图3是现有技术内嵌式触摸显示装置的示意图；

图4是本发明触摸显示装置第一实施例的示意图；

图5是图4所示触摸显示装置沿剖线AA’的剖面示意图；

图6是本发明触摸显示装置第二实施例的示意图；

图7是图6所示触摸显示装置沿剖线BB’的剖面示意图；

图8是图6所示触摸显示装置的彩膜基板的示意图；

图9是本发明触摸显示装置第三实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

为了解决背景技术所述的问题，本发明提供一种触摸显示装置，所述触摸显示装置自下之上依次包括：阵列基板、液晶层和彩膜基板，还包括：扫描线、数据线、TFT开关、检测线，其中，所述扫描线，连接于TFT开关的栅极，用于提供导通TFT开关源极和漏极的扫描信号；所述数据线，连接于TFT开关的源极，用于提供像素电压；检测线，用于传输触摸检测信号；所述检测线与扫描线或/和数据线在显示方向上相重叠，可减小检测线和扫描线或/和数据线所占据的显示区域的面积，从而增加了开口率。

参考图4示出了本发明触摸显示装置第一实施例的阵列基板的示意图；参考图5为图4所示的触摸显示装置沿AA’的剖视图，现结合图4和图5对本发明第一实施例提供的触摸显示装置做详细说明，本实施例以电阻式触摸显示装置为例，为了使附图更加清楚、简洁，附图中只示出了六个像素单元。

本发明提供的触摸显示装置包括相对设置的彩膜基板001和阵列基板002，以及夹于彩膜基板001和阵列基板002之间的液晶层(未示出)。

所述阵列基板002包括：多条沿平行方向设置的扫描线4011、4012、4013等，多条沿垂直方向设置的数据线4021、4022、4023、4024等、多个TFT开关、多个由多条扫描线4011、4012、4013等和多条数据线4021、4022、4023等限定的像素单元、多条检测线。

以扫描线4013和数据线4023限定的像素单元为例，所述像素单元显示蓝色像素B，具体地，所述像素单元包括一个像素电极405；，还包括一个TFT开关406，所述TFT开关406位于扫描线4013和数据线4023交界的位置处；

所述扫描线4013，连接于TFT开关406的栅极，用于提供导通TFT开关406的源极和漏极的扫描信号；

所述数据线4023，连接于TFT开关406的源极，TFT开关406的漏极连接于像素电极405，所述数据线4023通过TFT开关的源极和漏极向像素电极405提供像素电压，用于显示蓝色像素B；

所述阵列基板002上还包括连接于检测部407的检测线。

其中，所述检测部407用于和位于彩膜基板001侧的触摸端子4073一起探测触摸信号，本实施例中，所述检测部407设置于蓝色像素B中，并且所述检测部407与TFT开关406分别设置于蓝色像素B的对角位置处。

具体地，所述检测线包括与扫描线4012平行的X方向检测线403，还包括与数据线4023平行的Y方向检测线404，在X方向检测线403和Y方向检测线404交界的位置处设置有检测部407，所述X方向检测线403通过第一过孔4071连接到检测部407，所述Y方向检测线404通过第二过孔4072连接到检测部407。所述X方向检测线403还连接到检测电路(图中未示出)，以检测X方向的触摸信号变化；所述Y方向检测线404也连接到检测电路，以检测Y方向的触摸信号变化。

本实施例中，所述X方向检测线403与扫描线4012在显示方向上相重叠，由于所述检测部407与TFT开关406分别设置于蓝色像素B的对角位置处，所述扫描线4012是与控制蓝色像素B的扫描线4013相邻的扫描线；在其他实施例中(例如检测部407与TFT开关406分别设置于蓝色像素B底边两端的位置处)，所述X方向检测线403还可以与控制蓝色像素B的扫描线4013在显示方向上相重叠。

本实施例中，所述Y方向检测线404与数据线4023在显示方向上并列排布，由于所述检测部407与TFT开关406分别设置于蓝色像素B的对角位置处，所述Y方向检测线404与控制像素电极405的数据线4023相互平行、且分别位于像素电极405的两侧，在其他实施例中(例如所述检测部407与TFT开关406分别设置于蓝色像素B左侧边的两端)，所述Y方向检测线404还可以和数据线4023平行且相邻。

较佳地，所述扫描线4012的宽度大于或等于X方向检测线403的宽度，这样不但X方向检测线403不会遮挡显示区域，从而可以提高触摸显示装置的开口率，而且扫描线4012还可以对X方向检测线403进行屏蔽，可以减小X方向检测线403和数据线、像素电极之间的干扰。但是本发明并不限制于此，所述扫描线4012的宽度也可以小于X方向检测线403的宽度，在显示方向上相交叠的扫描线4012和X方向检测线403所占据的显示区面积，仍小于并列排布的扫描线4012和X方向检测线403所占据的显示区面积，因此，与现有技术相比，同样的扫描线和检测线的宽度下，本发明具有较高的开口率。

在本发明实施例中，所述检测线，包括X方向检测线403和Y方向检测线404以及检测部407设置在临近显示蓝色像素B的像素电极405的附近，主要是因为所述检测部407会占用蓝色像素B一部分开口率，但是因为人眼对蓝色的敏感度较低，所以选择设置于此。但是本发明并不只限于以上实施例，在其他实施例中，检测部107也可以设置在显示红色像素R或者显示绿色像素G的像素单元附近，或者每个像素单元都设置的有检测线和检测部。

继续参考图5，示出了图4所示触摸显示装置沿剖线AA’的剖面示意图，更清楚的显示出触摸显示装置的各层间的关系。参考图5，所述触摸显示装置的阵列基板002由下至上依次包括：阵列玻璃408、X方向检测线403、第一绝缘层409、扫描线4012、第二绝缘层410、Y方向检测线404、第三绝缘层411、数据线4021、4022、4023、4024、第四绝缘层412。所述绝缘层的材料可以为氮化硅、二氧化硅等，所述数据线的材料可以为钼或者钼铝合金等。

X方向检测线403通过第一过孔4071以及填充在内的导电材料(氧化铟锡或者氧化锌等)连接至检测部407，所述Y方向检测线404通过第二过孔4072连接至检测部407。如图5所示，所述触摸显示装置还包括和阵列基板002相对设置的彩膜基板001，所述彩膜基板001相对于阵列基板002的内侧在对应于检测部407的位置设置有触摸端子4073，所述触摸端子4073朝向检测部407的一侧设置的有导电层4074。触摸显示装置一般都是彩膜基板001的一侧朝向用户的，当用户触摸显示装置时，触摸端子4073受力向下压，使导电层4074和检测部407接触。X方向检测线403通过第一过孔4071和检测部407导通，将导电层4074和检测部407因接触而产生的触摸信号发送至检测电路，Y方向检测线404通过第二过孔4072和检测部407导通，将导电层4074和检测部407因接触而产生的触摸信号发送至检测电路，检测电路根据所述触摸信号就可以确定发生触摸的X坐标和Y坐标。

在本实施例中，所述X方向检测线403位于扫描线4012的下方，但是本发明并不限制于此，所述X方向检测线403还可以位于扫描线4012的上方。此外，所述X方向检测线403与扫描线4012之间设置有第一绝缘层409。较佳地，X方向检测线403与扫描线401中输入的信号时序一致且电压相同，这样在X方向检测线403和扫描线401之间不会形成电压差，从而不会对触摸信号的检测造成明显影响。

在上述实施例中，所述Y方向检测线404位于数据线4021、4022、4023、4024等的下一层，在其他实施例中，所述Y方向检测线404也可以位于数据线的上层，或者和数据线位于同一层以节省工序，本领域技术人员可以根据上述实施例，对本发明进行修改、变形和替换。

本发明还提供触摸显示装置第二实施例的示意图。图6示为本发明触摸显示装置第二实施例的阵列基板的俯视图，图7为图6沿BB’的剖视图，图8为触摸显示装置的彩膜基板003的俯视图。所述触摸显示装置自下至上依次包括：阵列基板004、液晶层(图未示)和彩膜基板003，本实施例以电阻式触摸显示装置为例，为了使附图更加清楚、简洁，附图中只示出了六个像素单元。

所述第二实施例的阵列基板004也包括：多条沿平行方向设置的扫描线4011、4012、4013等，多条沿垂直方向设置的数据线4021、4022、4023、4024等、多个TFT开关、多个由多条扫描线4011、4012、4013等和多条数据线4021、4022、4023等限定的像素单元、多条X方向检测线。

本发明第二实施例大部分结构和第一实施例相同，不同之处在于阵列基板004只设置的有X方向检测线504，Y方向检测线503设置在彩膜基板003上，具体的参考图6至图8，需要说明的是，图8为触摸显示装置的彩膜基板003的俯视图，所述Y方向检测线503设置在彩膜基板003朝向阵列基板004的一侧，从透光方向上Y方向检测线503和触摸端子5073并不可视，此处为了示意和便于理解，在图8中示出了Y方向检测线503以及触摸端子5073。

X方向检测线504通过第一过孔5071连接到检测部507，所述第一过孔5071内填充有导电材料，一般为氧化铟锡，和像素电极的材料相同，也可以在形成像素电极的步骤中填充到过孔5071中。所述Y方向检测线503设置在彩膜基板003朝向阵列基板004的一侧、与数据线4024相对设置、即Y方向检测线503和数据线4024在透光方向上相重叠，从而提高了开口率，并且在彩膜基板003朝向阵列基板004的一侧还设置有触摸端子5073，所述触摸端子5073和Y方向检测线503电连接。

触摸显示装置一般都是彩膜基板003的一侧朝向用户的，当用户触摸显示装置时，触摸端子5073受力向下压，和检测部507接触，X方向检测线504通过第一过孔5071和触摸端子5073导通，将触摸端子5073和检测部507接触产生的触摸信号发送至检测电路，与触摸端子5073电连接的Y方向检测线503也将触摸信号发送至检测电路，检测电路就可以确定发生触摸的X坐标和Y坐标。

本发明第二实施例的其它部分和第一实施例相同，本领域人员可以在第一实施例的基础上和附图3至附图8的说明下清楚得到，此处不再详细说明。

另外，在其他实施例中X方向检测线504也可以设置在彩膜基板003上，Y方向检测线503对应的设置在阵列基板004上，Y方向检测线5043位于阵列基板004上时，所述Y方向检测线503与数据线在显示方向上相重叠，且所述Y方向检测线503与数据线之间设置有绝缘层。

参考图9，示出了本发明触摸显示装置另一实施例的示意图。所述触摸显示装置包括位于中央区域的显示区域600，所述显示区域600排布有检测线、扫描线605和数据线606。

所述显示区域600的周边为边框区域，所述边框区域排布也有检测线604和扫描线605，具体地，所述边框区域的检测线连接于显示区内的X方向检测线604，用于将X方向检测线604连接至检测电路(图未示)，以完成触摸信号的检测；所述边框区域的扫描线605用于电连接于驱动电路(图未示)，所述驱动电路通过扫描线605向像素单元提供驱动信号，以完成对各像素单元的驱动，从而完成图像显示。

本实施例中，在显示区域600中，X方向检测线604和扫描线605在显示方向上相交叠，可以提高开口率；在边框区域中，X方向检测线604和扫描线605也在显示方向上相交叠。

由于检测线和扫描线相交叠，那么检测线和扫描线在显示装置的显示方向上占据的面积减小，也就是说边框区域面积减小，从而实现了边框的窄型化设计，并且可以提高玻璃的利用率。

需要说明的是，上述实施例中，边框区域的X方向的检测线和扫描线在边框区域上相交叠，但是本发明并不限制于此，还可以是Y方向的检测线和数据线在显示区域和边框区域上相交叠，或者X方向的检测线和扫描线在显示区域和边框区域上相交叠，同时，Y方向的检测线和数据线在显示区域和边框区域上相交叠。

综上，本发明提供一种触摸显示装置，在显示区域中，检测线与扫描线或/和数据线在显示方向上相重叠可以增加开口率；

此外，所述检测线和扫描线(数据线)之间还设置有绝缘层，所述绝缘层可以屏蔽信号，从而减小了检测线和扫描线之间信号的相互影响；

更进一步地，在外围区域中，检测线与扫描线或/和数据线在显示方向上相重叠可以减小外围区域的面积，进而实现边框的窄型化设计。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (13)

1.一种触摸显示装置，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及夹于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，其中，所述阵列基板包括：多条垂直相交的扫描线和数据线，以及由多条扫描线和数据线限定的多个像素单元；

其特征在于：还包括沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线，所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线位于不同层而且之间相隔有绝缘层，并且所述沿扫描线方向设置的检测线和扫描线在显示方向上重叠；

所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线交叉处设置的有检测部，所述彩膜基板相对于阵列基板的一侧对应检测部处设置的有触摸端子，在外力作用下，所述检测部与所述触摸端子相接触产生触摸信号。

2.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，沿数据线方向设置的检测线和数据线在显示方向上重叠。

3.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述像素单元包括红色像素单元、绿色像素单元和蓝色像素单元。

4.如权利要求3所述的触摸显示装置，其特征在于，所述检测部设置于蓝色像素单元处。

5.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线都设置在阵列基板上。

6.如权利要求5所述的触摸显示装置，其特征在于，所述沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线分别通过过孔以及过孔内的导电材料和检测部连接。

7.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，沿数据线方向设置的检测线设置于彩膜基板朝向阵列基板的一侧并且和所述触摸端子电连接，所述沿扫描线方向设置的检测线设置于阵列基板朝向彩膜基板的一侧并且通过过孔以及过孔内的导电材料和检测部连接。

8.如权利要求6或者7所述的触摸显示装置，其特征在于，所述过孔内的导电材料和像素电极材料相同，并且在制程中和像素电极同步形成。

9.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述扫描线的宽度大于或等于沿扫描线方向设置的检测线的宽度。

10.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，沿扫描线方向设置的检测线与扫描线中输入的信号时序一致。

11.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触摸显示装置包括显示区域和位于显示区域周边的边框区域，所述边框区域中排布有扫描线、数据线、沿扫描线方向设置的检测线和沿数据线方向设置的检测线。

12.如权利要求11所述的触摸显示装置，其特征在于，在边框区域中，所述沿扫描线方向设置的检测线与扫描线在显示方向上相重叠。

13.如权利要求11所述的触摸显示装置，其特征在于，在边框区域中，所述沿数据线方向设置的检测线与数据线在显示方向上相重叠。

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