CN102955636B - 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置 - Google Patents

一种电容式内嵌触摸屏及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102955636B
CN102955636B CN201210418804.4A CN201210418804A CN102955636B CN 102955636 B CN102955636 B CN 102955636B CN 201210418804 A CN201210418804 A CN 201210418804A CN 102955636 B CN102955636 B CN 102955636B
Authority
CN
China
Prior art keywords
touch
electrode
control drive
array substrate
tft array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210418804.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102955636A (zh
Inventor
王海生
董学
丁小梁
刘红娟
杨盛际
赵卫杰
刘英明
任涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN201210418804.4A priority Critical patent/CN102955636B/zh
Publication of CN102955636A publication Critical patent/CN102955636A/zh
Priority to US14/063,216 priority patent/US9250736B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102955636B publication Critical patent/CN102955636B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在彩膜基板上设置触控感应电极，将TFT阵列基板中整面连接的公共电极层分割成条状作为触控驱动电极，并设置与对应的各触控驱动电极直接电性相连的金属驱动电极，以降低触控驱动电极的阻值。由于本发明实施例提供的触摸屏是将TFT阵列基板的公共电极层结构进行变更形成触控驱动电极，因此，在现有的TFT阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，节省了生产成本，提高了生产效率。并且，由于采用分时驱动触控和显示功能，一方面可以将显示驱动和触控驱动的芯片整合为一体，进一步降低生产成本；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。

Description

一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电容式内嵌触摸屏及显示装置。
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 ModeTouch Panel）、覆盖表面式触摸屏（On Cell Touch Panel）、以及内嵌式触摸屏（InCell Touch Panel）。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏（Liquid CrystalDisplay，LCD）分开生产，然后贴合到一起成为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。而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，受到各大面板厂家青睐。
目前，现有的电容式内嵌（in cell）触摸屏是在现有的TFT（Thin FilmTransistor，薄膜场效应晶体管）阵列基板上直接另外增加触控扫描线和触控感应线实现的，即在TFT阵列基板的表面制作两层相互异面相交的条状ITO电极，这两层ITO（Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物）电极分别作为触摸屏的触控驱动线和触控感应线，在两条ITO电极的异面相交处形成感应电容。其工作过程为：在对作为触控驱动线的ITO电极加载触控驱动信号时，检测触控感应线通过感应电容耦合出的电压信号；在此过程中，有人体接触触摸屏时，人体电场就会作用在感应电容上，使感应电容的电容值发生变化，进而改变触控感应线耦合出的电压信号，根据电压信号的变化，就可以确定触点位置。
上述电容式内嵌触摸屏的结构设计，需要在现有的TFT阵列基板上增加新的膜层，使得TFT阵列基板的结构相对复杂，在制作TFT阵列基板时也需要增加新的工艺，使生产成本增加；并且上述电容式内嵌触摸屏的结构设计，需要同时利用两个驱动芯片（IC）分别实现触控驱动和显示驱动，成本也较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，用以实现成本较低的电容式内嵌触摸屏。
一种电容式内嵌触摸屏，包括：彩膜基板，具有公共电极层的薄膜晶体管TFT阵列基板，以及位于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板之间的液晶层，在所述TFT阵列基板上设有呈矩阵排列的多个像素单元；
所述彩膜基板具有沿像素单元的列方向延伸的多条触控感应电极；
所述TFT阵列基板的公共电极层中具有多条沿像素单元的行方向延伸的触控驱动电极；在一帧画面的显示时间内，所述触控驱动电极用于分时地传递公共电极信号和触控扫描信号；
所述TFT阵列基板具有沿像素单元的行方向延伸的多条金属驱动电极；所述金属驱动电极位于相邻像素单元之间的间隙处，且与对应的所述触控驱动电极直接电性相连。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在彩膜基板上设置触控感应电极，将TFT阵列基板中整面连接的公共电极层分割成条状作为触控驱动电极，并在TFT阵列基板上设置与对应的各触控驱动电极直接电性相连的金属驱动电极，以降低触控驱动电极的阻值，并对触控驱动电极采取分时驱动，以实现触控功能和显示功能。由于本发明实施例提供的触摸屏是将TFT阵列基板的公共电极层结构进行变更形成触控驱动电极，因此，在现有的TFT阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，节省了生产成本，提高了生产效率。并且，由于采用分时驱动触控和显示功能，一方面可以将显示驱动和触控驱动的芯片整合为一体，进一步降低生产成本；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。
此外，由于触控驱动电极在显示阶段具有公共电极层的作用，因此，各触控驱动电极通常由电阻较高的诸如ITO或IZO材料制备，而本发明实施例提供的触摸屏中，为了降低各触控驱动电极的阻值，在TFT阵列基板中设置了与各触控驱动电极直接电性相连的多条金属驱动电极，极大的减小了触控驱动电极的阻值，并且这些金属驱动电极位于相邻像素单元之间，也不会占用触摸屏的开口区域，从而保证了触摸屏所需的开口率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的触控驱动电极的图形示意图；
图3为本发明实施例提供的触摸屏的驱动时序示意图；
图4为本发明实施例提供的金属驱动电极的图形示意图；
图5为现有技术中显示面板的双栅结构的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的采用双栅结构的TFT阵列基板的结构示意图之一；
图7为本发明实施例提供的采用双栅结构的TFT阵列基板的结构示意图之二；
图8为本发明实施例提供的触控感应电极的图形示意图；
图9为本发明实施例提供的彩膜基板和TFT阵列基板对盒后的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的触摸屏的走线示意图。
具体实施方式
目前，能够实现宽视角的液晶显示技术主要有平面内开关（IPS，In-PlaneSwitch）技术和高级超维场开关（ADS，Advanced Super Dimension Switch）技术；其中，ADS技术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。高级超维场转换技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（pushMura）等优点。
本发明实施例基于传统的ADS技术以及ADS技术的一种重要改进方式H-ADS（高开口率-高级超维场开关），提出了新的电容式内嵌触摸屏结构。
下面结合附图，对本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和形状不反映TFT阵列基板或彩膜基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
图1所示为本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏的纵向剖面示意图。如图1所示，本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏具体包括：彩膜基板1，具有公共电极层的TFT阵列基板2，以及位于彩膜基板1和TFT阵列基板2之间的液晶层3，在TFT阵列基板2上设有呈矩阵排列的多个像素单元4；
彩膜基板1具有沿像素单元4的列方向延伸的多条触控感应电极5；
TFT阵列基板2的公共电极层中具有多条沿着像素单元4的行方向延伸的触控驱动电极6；在一帧画面的显示时间内，该触控驱动电极6用于分时地传递公共电极信号和触控扫描信号；
所述TFT阵列基板2具有沿像素单元4的行方向延伸的多条金属驱动电极7；金属驱动电极7位于相邻像素单元4之间的间隙处，与对应的触控驱动电极6直接电性相连。
本发明实施例提供上述电容式内嵌触摸屏，将TFT阵列基板中整面连接的公共电极层分割成条状作为触控驱动电极，对触控驱动电极采取分时驱动，以实现触控功能和显示功能。由于是将TFT阵列基板的公共电极层结构进行变更，因此，可以在现有的TFT阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，节省了生产成本，提高了生产效率。并且，由于采用分时驱动触控和显示功能，一方面可以将显示驱动和触控驱动的芯片整合为一体，进一步降低生产成本；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。
此外，由于触控驱动电极在显示阶段具有公共电极层的作用，因此，各触控驱动电极通常由电阻较高的诸如ITO或IZO材料制备，而本发明实施例提供的触摸屏中，为了降低各触控驱动电极的阻值，在TFT阵列基板中设置了与各触控驱动电极直接电性相连的多条金属驱动电极，极大的减小了触控驱动电极的阻值，并且这些金属驱动电极位于相邻像素单元之间，也不会占用触摸屏的开口区域，从而保证了触摸屏所需的开口率。
下面对上述触摸屏的TFT阵列基板上的具体结构进行详细的说明。
在具体实施时，可以根据所需的触控精度，将公共电极层分割成合适宽度的触控驱动电极6，一般情况下，每条触控驱动电极6的宽度在2～6mm为佳。并且，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，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6都会覆盖多行像素单元4，例如图1所示的一条触控驱动电极6可以覆盖三行像素单元4，在此不做具体限定。
此外，在具体实施时，由于显示所需的精度远远大于触控所需的精度，因此，公共电极层分割成的条状电极可以不都作为触控驱动电极，还可以有部分仅作为公共电极，即所述公共电极层除了具有触控驱动电极之外，还可以具有与触控驱动电极相互绝缘的公共电极，且相邻的触控驱动电极之间设置至少一个公共电极。
一般地，传统ADS型液晶面板的阵列基板上，公共电极作为板状电极位于下层（更靠近衬底基板），像素电极作为狭缝电极位于上层（更靠近液晶层），在像素电极和公共电极之间设有绝缘层。而HADS型液晶面板的阵列基板上，像素电极作为板状电极位于下层（更靠近衬底基板），公共电极作为狭缝电极位于上层（更靠近液晶层），在像素电极和公共电极之间设有绝缘层。
具体地，根据上述触摸屏具体应用的液晶显示面板的模式，组成公共电极层的各条触控驱动电极6和公共电极在与像素单元4的开口区域对应的位置可以具有狭缝状ITO电极结构或板状ITO电极结构，即如图2所示在HADS模式时各条触控驱动电极6由狭缝状ITO电极组成；具体地，所述狭缝状ITO电极结构为在像素的开口区域具有狭缝的ITO电极。在ADS模式时各条触控驱动电极6由板状ITO电极组成以满足液晶显示的需求，此时触控驱动电极6可以透过像素电极的狭缝区域与彩膜基板上的触控感应电极5形成感应电容。由于ADS模式和HADS模式的液晶面板的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。
并且，为了降低TFT阵列基板中其他信号，诸如栅极信号线、数据信号线或像素电极上的电信号对触控驱动电极上传递的电信号的干扰，一般将由各条触控驱动电极6和公共电极组成的公共电极层设置在TFT阵列基板中的像素电极的上方，即采用HADS模式，以尽量减少其他信号对触控驱动电极6引起的信号干扰问题。
进一步地，为了减少公共电极层中的触控驱动电极与位于其下方的栅极信号线和数据信号线之间的正对电容，如图1所示，可以在公共电极层与TFT阵列基板中的数据信号线之间设置树脂材料绝缘层8代替现有的SiNx材料的绝缘层，由于树脂材料相对小于SiNx材料的介电常数，并且还可以通过增加树脂材料绝缘层8的厚度来减少触控驱动电极与数据信号线和栅极信号线之间的正对电容，以减少触控驱动电极上施加的电信号对显示的干扰。
具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏中的触控驱动电极6既要承担触控功能也要承担显示功能，因此，在触控驱动电极6上需要采用分时驱动的设计方案，例如如图3所示的驱动时序图中，一帧（V-sync）中的前11.7ms可以用于液晶显示，在此期间Gate1，…,Gate n进行逐行扫描，相应地此时触控驱动电极作为公共电极，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；一帧中的后5ms可以用于触控的侦测，在此期间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T1、T2……Tn，同时各触控感应电极分别进行侦测触控感应信号R1、R2……Rn，实现触控功能。上述例子只是举例说明具体一帧中用于显示驱动和触控驱动的时间比例，可以根据IC芯片提供信号频率的能力而定，在此不做具体限定。
在图3所示的驱动时序图中展示的仅是分时驱动的一种情况，此外也可以将液晶显示的时间定为12.7ms，而触控驱动的时间为4ms。
具体地，本发明实施例提供的上述触摸屏中，为了降低各触控驱动电极的阻值，在TFT阵列基板中设置与各触控驱动电极直接电性相连的多条金属驱动电极，在具体实施时，金属驱动电极可以位于触控驱动电极的上层，也可以如图1所示位于触控驱动电极的下层，还可以在触控驱动电极的上层和下层同时设置金属驱动电极，在此不限定金属驱动电极的具体位置。与触控驱动电极直接电性相连的金属驱动电极需要通过单独的构图工艺制备，因此，虽然分别在触控驱动电极的上下两层都设置直接电性相连的金属驱动电极能够最大程度的降低其阻值，但是也会带来制备工艺的增加，因此，可以根据实际需要选择制备的金属驱动电极的层数和层级关系。
具体地，由于金属驱动电极的材料为不透明的金属，因此，金属驱动电极需要设置在黑矩阵对应的区域，即设置在相邻像素单元之间的间隙处，具体地，各金属驱动电极7包含至少一条横向金属子电极71和/或至少一条纵向金属子电极72，以图4为例各金属驱动电极7包含一条横向金属子电极71和多条纵向金属子电极72；在与金属驱动电极7对应的触控驱动电极6所覆盖区域内，横向金属子电极71具体位于相邻行像素单元之间的间隙处；纵向金属子电极72具体位于相邻列像素单元之间的间隙处。在具体实施时，可以根据实际所需的阻值来设置金属驱动电极中的横向金属子电极71和纵向金属子电极72的个数，在此不做限定。
进一步地，由于公共电极层被分割成多条触控驱动电极，因此在显示阶段对各条触控驱动电极施加公共电极信号时，公共电极层被分割的缝隙处相对于未分割处其电压相对不稳定，会影响液晶的正常偏转，因此，为了解决此问题，如图4所示，还会与金属驱动电极同层设置金属浮空（Dummy）电极9，该金属浮空电极9位于相邻的触控驱动电极6之间的间隙处，且与金属驱动电极之间相互绝缘，金属浮空电极9用于传递公共电极信号，以补偿分割的缝隙处的公共电极信号，与相邻的像素电极4产生电场进而保证液晶的正常偏转。
下面对上述触摸屏的公共电极层中的各触控驱动电极6的信号接入方式进行详细的说明。
在具体实施时，由于公共电极层被分割成多条沿像素单元4的行方向延伸的触控驱动电极6，因此可以在TFT阵列基板的周边布置与各条触控驱动电极6对应的信号线，在分别实现触控功能和显示功能时对其输入相应的电信号，上述这种信号接入方式由于是在周边对触控驱动电极6输入电信号，在应用到大尺寸的触控屏时，很容易引起在触控驱动电极6上传输的信号不稳定的问题。为了保证在大尺寸的触控屏中信号传输的稳定性，可以在TFT阵列基板上单独布置与各条触控驱动电极6对应的金属信号线，实现对其输入信号的功能，但是，这种单独布置金属信号线的方式会占用部分液晶显示屏显示区域，导致开口率降低。
较佳地，为了能够在最大限度的保证大尺寸的触摸显示屏的开口率的同时，尽量稳定触控驱动电极6上的电信号，本发明实施例提供的触摸屏的TFT阵列基板中的像素结构在具体实施时可以采用双栅（Dual Gate）结构，如图5所示，在双栅结构中，TFT阵列基板上的相邻行的像素单元之间具有两个栅极信号线Gate1和Gate2、Gate3和Gate4、Gate5和Gate6，且每相邻的两列像素单元为一组，共用一个位于该两列像素单元之间的数据信号线Date1、Date2、Date3和Data4。双栅结构通过增加一倍数量的栅极信号线，节省出一部分数据信号线的位置。
进一步地，上述双栅结构通过增加一倍数量的栅极信号线，节省出一部分数据信号线的位置。这样，如图6所示，可以将公共电极信号线设置在节省出的数据信号线的位置，即在相邻的像素单元组之间的间隙处部分设置与数据信号线Data1、Data2、Date3和Data4同层设置的公共电极信号线V-com1、V-com2、V-com3、Vcom4和Vcom5，利用这些公共信号线与对应的触控驱动电极6通过过孔电连接，向其输入电信号，能够在最大限度的保证触摸显示屏的开口率的同时，尽量稳定触控驱动电极6上的电信号。
进一步地，当本发明实施例提供的上述触摸屏应用双栅结构时，如图7所示，相邻行像素单元之间的两条栅极信号线Gate1和Gate2、Gate3和Gate4、Gate5和Gate6为了防止短路，会留有一定间距（space），这样，在设计金属驱动电极时，可以将金属驱动电极7的横向金属子电极71设置为正对该space区域，这样设计的好处是当触控驱动电极6传递触控信号时，与触控驱动电极6连接的横向金属子电极71由于没有正对两条栅极信号线Gate1和Gate2、Gate3和Gate4、Gate5和Gate6，因此不会对触摸屏的显示产生干扰。同理，可以将金属驱动电极7的纵向金属子电极72仅设置在无数据信号线Data1、Data2、Data3和Data4的相邻列像素单元之间，即对应于设置公共电极线Vcom1、Vcom2、Vcom3、Vcom4和Vcom5的区域，这样也能减少纵向金属子电极72与数据信号线Data1、Data2、Data3和Data4之间的干扰。
下面对上述触摸屏中彩膜基板具有的触控感应电极的具体结构进行详细的说明。
在具体实施时，位于彩膜基板1上的触控感应电极5具体可以位于彩膜基板1的衬底与彩色树脂之间，也可以位于彩膜基板1的彩色树脂面向液晶层3的一面。
具体地，每条触控感应电极5由至少一条纵向感应子电极组成，如图8所示，一条触控感应电极5由两条纵向感应子电极组成，为了不影响触控屏的开口率，触控感应电极5一般设置在彩膜基板1的黑矩阵覆盖区域，因此，每条纵向感应子电极在TFT阵列基板2上的投影会位于相邻列像素单元4之间，即与TFT阵列基板1上的数据信号线相对应。
进一步地，每条触控感应电极5还可以包括至少一条横向感应子电极，该横向感应子电极连接了同一触控感应电极5中的各条纵向感应子电极，即同一触控感应电极5中的各条纵向感应子电极通过横向感应子电极导通，同样为了不影响触控屏的开口率，每条横向感应子电极在TFT阵列基板2上的投影会位于相邻行像素单元4之间具有栅线的区域，即与TFT阵列基板2上的两条相邻的栅极信号线相对应。在每条触控感应电极5中设置的横向感应子电极可以增加触控驱动电极6与触控感应电极5的互感电容，有利于触控感应电极5对触控信号的侦测。
在具体实施时，可以根据所需的触控精度设置每条触控感应电极5的宽度，以及每条触控感应电极5包含的横向感应子电极和纵向感应子电极的数量以及密度，在此不做赘述。
如图9所示的彩膜基板1和TFT阵列基板2的组合示意图，由于在彩膜基板1上设置的触控感应电极5不会遮挡像素单元4，因此，触控感应电极5可以具体为ITO电极，也可以具体为金属电极，当采用金属电极制作触控感应电极5时可以有效的降低其电阻。
图10为本发明实施例提供的触摸屏在对盒后的走线示意图，其中为了视图清晰，将各条触控感应电极5直接画成条状电极结构，其实际结构应类似于图6所示的网格状的结构；从图10中可以看出触控感应电极5和触控驱动电极6之间形成互感电容Cm，该互感电容Cm的大小可以调整触控感应电极5和触控驱动电极6的密度来调节。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏，该显示装置的实施可以参见上述电容式内嵌触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏及显示装置，在彩膜基板上设置触控感应电极，将TFT阵列基板中整面连接的公共电极层分割成条状作为触控驱动电极，并在TFT阵列基板上设置与对应的各触控驱动电极直接电性相连的金属驱动电极，以降低触控驱动电极的阻值，并对触控驱动电极采取分时驱动，以实现触控功能和显示功能。由于本发明实施例提供的触摸屏是将TFT阵列基板的公共电极层结构进行变更形成触控驱动电极，因此，在现有的TFT阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，节省了生产成本，提高了生产效率。并且，由于采用分时驱动触控和显示功能，一方面可以将显示驱动和触控驱动的芯片整合为一体，进一步降低生产成本；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。
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。

Claims (15)

1.一种电容式内嵌触摸屏，包括：彩膜基板，具有公共电极层的薄膜晶体管TFT阵列基板，以及位于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板之间的液晶层，在所述TFT阵列基板上设有呈矩阵排列的多个像素单元；其特征在于，
所述彩膜基板具有沿像素单元的列方向延伸的多条触控感应电极；
所述TFT阵列基板的公共电极层中具有多条沿像素单元的行方向延伸的触控驱动电极；在一帧画面的显示时间内，所述触控驱动电极用于分时地传递公共电极信号和触控扫描信号；
所述TFT阵列基板具有沿像素单元的行方向延伸的多条金属驱动电极；所述金属驱动电极位于相邻像素单元之间的间隙处，且与对应的所述触控驱动电极直接电性相连。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，每条所述触控驱动电极覆盖多行像素单元。
3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述金属驱动电极位于所述触控驱动电极的上层和/或下层。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，各所述金属驱动电极包含至少一条横向金属子电极和/或至少一条纵向金属子电极；
在与所述金属驱动电极对应的触控驱动电极所覆盖区域内，所述横向金属子电极位于相邻行像素单元之间的间隙处，所述纵向金属子电极位于相邻列像素单元之间的间隙处。
5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，还包括：与所述金属驱动电极同层设置的金属浮空电极，所述金属浮空电极位于相邻的触控驱动电极之间的间隙处，用于传递公共电极信号。
6.如权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，在所述TFT阵列基板相邻行的像素单元之间具有两条栅极信号线，且每相邻的两列像素单元为一个像素单元组，共用一条位于该两列像素单元之间的数据信号线。
7.如权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，在相邻的像素单元组之间的间隙处具有与所述数据信号线同层设置的公共电极信号线；所述公共电极信号线与对应的触控驱动电极通过过孔电性相连。
8.如权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述公共电极层还具有与所述触控驱动电极相互绝缘的公共电极，且相邻的所述触控驱动电极之间设置至少一个所述公共电极。
9.如权利要求8所述的触摸屏，其特征在于，每条所述触控驱动电极或所述公共电极在与所述像素单元的开口区域对应的位置具有狭缝状ITO电极结构，且所述触控驱动电极和所述公共电极位于所述TFT阵列基板中的像素电极的上方。
10.如权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述公共电极层与所述TFT阵列基板中的数据信号线之间具有树脂材料绝缘层。
11.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极位于所述彩膜基板的衬底与彩色树脂层之间，或位于所述彩膜基板的彩色树脂层面向所述液晶层的一面。
12.如权利要求11所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极包括至少一条纵向感应子电极，所述纵向感应子电极在所述TFT阵列基板上的投影位于相邻列像素单元之间。
13.如权利要求12所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极还包括至少一条横向感应子电极，所述横向感应子电极在所述TFT阵列基板上的投影位于相邻行像素单元之间，同一触控感应电极中的各条纵向感应子电极通过横向感应子电极导通。
14.如权利要求12或13所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极为透明导电氧化物电极或金属电极。
15.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的电容式内嵌触摸屏。
CN201210418804.4A 2012-10-26 2012-10-26 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置 Active CN102955636B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210418804.4A CN102955636B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
US14/063,216 US9250736B2 (en) 2012-10-26 2013-10-25 Capacitive incell touch panel and display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210418804.4A CN102955636B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102955636A CN102955636A (zh) 2013-03-06
CN102955636B true CN102955636B (zh) 2015-09-09

Family

ID=47764488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210418804.4A Active CN102955636B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9250736B2 (zh)
CN (1) CN102955636B (zh)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102955635B (zh) * 2012-10-15 2015-11-11 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
KR20140100788A (ko) * 2013-02-07 2014-08-18 삼성전자주식회사 터치 감지가 가능한 디스플레이 패널 및 이를 가지는 디스플레이장치
CN103226412A (zh) * 2013-04-10 2013-07-31 北京京东方光电科技有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
US9235285B2 (en) * 2013-05-13 2016-01-12 Himax Technologies Limited Pixel matrix, touch display device and drving method thereof
CN103488341A (zh) * 2013-09-23 2014-01-01 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN103472966A (zh) * 2013-09-23 2013-12-25 京东方科技集团股份有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN104516614A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 业鑫科技顾问股份有限公司 触控装置
CN104615292A (zh) * 2013-11-05 2015-05-13 群创光电股份有限公司 触控显示装置
KR102170521B1 (ko) * 2013-12-02 2020-10-27 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 일체형 표시장치
KR102174817B1 (ko) * 2013-12-02 2020-11-05 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 일체형 표시장치
CN103713792B (zh) 2013-12-23 2016-06-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制造方法和触摸显示装置
CN103699284B (zh) * 2013-12-27 2016-09-21 京东方科技集团股份有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及其制备方法、显示装置
KR102177716B1 (ko) * 2013-12-30 2020-11-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치
CN103777815B (zh) * 2014-01-20 2018-01-02 北京京东方光电科技有限公司 一种触控显示装置及其制作方法
CN103793120A (zh) 2014-01-28 2014-05-14 北京京东方光电科技有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
JP6385228B2 (ja) * 2014-02-18 2018-09-05 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN103885637B (zh) * 2014-03-12 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
JP2015187852A (ja) * 2014-03-13 2015-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 タッチパネル
CN103955309B (zh) * 2014-04-14 2017-08-25 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法、显示装置
CN105022184A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 株式会社日本显示器 显示装置
US10564779B2 (en) 2014-04-25 2020-02-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate and manufacturing method thereof, and touch display device
JP6596224B2 (ja) 2014-05-02 2019-10-23 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置及び入出力装置
CN103995613B (zh) * 2014-05-19 2017-05-03 京东方科技集团股份有限公司 触控显示面板及其制作方法、触控显示装置
US9164641B1 (en) 2014-05-29 2015-10-20 Parade Technologies, Ltd. In-cell touch scanning modes for simultaneous touch and display
CN104049800B (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN104020893B (zh) * 2014-05-30 2017-01-04 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN103995617B (zh) 2014-05-30 2018-09-07 京东方科技集团股份有限公司 内嵌式触控显示面板、其操作方法及显示装置
CN104182112B (zh) * 2014-07-30 2017-03-29 京东方科技集团股份有限公司 触控显示面板及显示装置
CN104238815B (zh) * 2014-09-03 2018-03-06 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种显示面板及其驱动方法、显示装置
CN104238854B (zh) * 2014-09-10 2018-01-02 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板和具有该阵列基板的电容式内嵌触摸屏
CN104330935B (zh) 2014-10-10 2017-11-14 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板和显示装置
CN104465703B (zh) 2014-11-21 2019-02-12 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种显示面板及其制造方法和显示装置
TWI534678B (zh) * 2014-11-21 2016-05-21 業鑫科技顧問股份有限公司 內嵌式觸控顯示裝置及驅動方法
JP6336384B2 (ja) * 2014-12-19 2018-06-06 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶モジュール及び液晶表示装置
CN105785618B (zh) * 2014-12-24 2019-11-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 内嵌式触控显示装置及其驱动方法
CN104571701B (zh) * 2014-12-29 2017-12-15 深圳市华星光电技术有限公司 图像均匀性显示的方法、装置及系统
CN104461161B (zh) * 2014-12-29 2018-02-06 京东方科技集团股份有限公司 触控基板以及触控装置
CN104516145A (zh) * 2014-12-31 2015-04-15 深圳市华星光电技术有限公司 一种触控式液晶面板及其制作方法
CN104484077B (zh) * 2015-01-05 2018-09-18 深圳市华星光电技术有限公司 具有触控功能的显示面板及其触控检测方法
CN104615324B (zh) 2015-02-17 2017-06-06 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏及显示装置
US10203795B2 (en) 2015-07-17 2019-02-12 Innolux Corporation Touch display panel and driving method of touch mode
CN105138184B (zh) * 2015-09-25 2018-06-22 深圳市华星光电技术有限公司 一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板
DE102016112934B4 (de) 2015-12-07 2023-03-23 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Integrierte Anzeigetafel mit Berührungssteuerung und Berührungsanzeigevorrichtung
CN105388655B (zh) 2015-12-07 2020-04-03 上海天马微电子有限公司 一种集成触控显示面板及触控显示设备
KR102485387B1 (ko) * 2016-01-20 2023-01-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102435900B1 (ko) * 2016-01-21 2022-08-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN105652496B (zh) * 2016-01-25 2018-03-09 武汉华星光电技术有限公司 一种阵列基板及触摸屏
CN105511146B (zh) * 2016-02-05 2019-01-15 上海中航光电子有限公司 一种集成触控显示面板
TWI584186B (zh) * 2016-04-13 2017-05-21 友達光電股份有限公司 觸控顯示面板及其驅動方法
CN106959556B (zh) * 2016-09-27 2019-09-20 关键禾芯科技股份有限公司 具有指纹辨识的液晶模块
CN108062188B (zh) * 2016-11-08 2021-04-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Tft基板及应用其的触控显示面板
CN106648251A (zh) * 2016-12-30 2017-05-10 南京华东电子信息科技股份有限公司 一种新型内嵌式触摸屏及液晶显示装置
JP6350754B1 (ja) * 2017-01-20 2018-07-04 凸版印刷株式会社 表示装置及び表示装置基板
TWI630534B (zh) * 2017-01-23 2018-07-21 日商凸版印刷股份有限公司 Display device and display device substrate
JP6815239B2 (ja) * 2017-03-21 2021-01-20 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN106959560B (zh) * 2017-03-25 2021-04-02 厦门天马微电子有限公司 阵列基板、触控显示面板和触控显示装置
TWI623875B (zh) * 2017-09-01 2018-05-11 義隆電子股份有限公司 電容式觸控板及其偵測方法
JP6951930B2 (ja) * 2017-10-04 2021-10-20 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN107843996B (zh) * 2017-10-23 2020-09-25 上海天马微电子有限公司 触控显示面板与显示装置
CN208271156U (zh) * 2018-07-06 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
TWI687911B (zh) * 2018-12-11 2020-03-11 友達光電股份有限公司 畫素陣列基板及其驅動方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107990A (ja) * 2009-12-04 2010-05-13 Seiko Epson Corp タッチパネルを搭載した液晶装置、該液晶装置を具備した電子機器
CN202887152U (zh) * 2012-10-26 2013-04-17 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6320639B1 (en) * 1996-03-11 2001-11-20 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device and process for production thereof
US6140990A (en) * 1998-10-16 2000-10-31 International Business Machines Corporation Active matrix liquid crystal display incorporating pixel inversion with reduced drive pulse amplitudes
CN104965621B (zh) * 2006-06-09 2018-06-12 苹果公司 触摸屏液晶显示器及其操作方法
JP4285567B2 (ja) * 2006-09-28 2009-06-24 エプソンイメージングデバイス株式会社 液晶装置の駆動回路、駆動方法、液晶装置および電子機器
KR101359921B1 (ko) * 2007-03-02 2014-02-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US7995041B2 (en) * 2009-02-02 2011-08-09 Apple Inc. Integrated touch screen
TWI447495B (zh) * 2010-02-12 2014-08-01 Japan Display West Inc 具有減少撓曲電效應的液晶顯示器
KR101230196B1 (ko) * 2010-10-29 2013-02-06 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 내장형 액정표시장치
KR101799029B1 (ko) * 2010-11-08 2017-11-20 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 일체형 액정표시장치
US8804056B2 (en) * 2010-12-22 2014-08-12 Apple Inc. Integrated touch screens
US20120162089A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Shih Chang Chang Touch screen transistor doping profiles
KR101819677B1 (ko) * 2011-04-01 2018-01-17 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치
US9478590B2 (en) * 2012-05-22 2016-10-25 Superc-Touch Corporation In-cell OLED touch display panel structure with metal layer for sensing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107990A (ja) * 2009-12-04 2010-05-13 Seiko Epson Corp タッチパネルを搭載した液晶装置、該液晶装置を具備した電子機器
CN202887152U (zh) * 2012-10-26 2013-04-17 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9250736B2 (en) 2016-02-02
US20140118299A1 (en) 2014-05-01
CN102955636A (zh) 2013-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102955636B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN102955635B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN103049156B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN102945106B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN102937853B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN102937852B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN103218097B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN103049157B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN102955637B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN102841718B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN202887152U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN102968231B (zh) 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN104035640B (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN104049799B (zh) 一种阵列基板、内嵌式触摸屏及显示装置
CN202887154U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN202976049U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN103412675B (zh) 一种阵列基板、内嵌式触摸屏及显示装置
CN202948433U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN104020891A (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN203178998U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN103294273A (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置
CN104503633A (zh) 一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN104536637A (zh) 内嵌式触摸屏及显示装置
CN202838292U (zh) 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN103488341A (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant