CN103135815B - 内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法 - Google Patents

内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法，包括：相对设置的第一基板和第二基板；设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；以及设置于第二基板朝向第一基板的一侧上的公共电极层；其中，所述公共电极层包括呈矩阵排列的多个第一公共电极和第二公共电极，所述第一公共电极和第二公共电极用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。本发明将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，该液晶显示装置的制造工艺更加简单，且可减小液晶显示装置的厚度，有利于液晶显示装置的薄化趋势。

Description

内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法。
背景技术
液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)以其轻薄等优点逐渐成为发展最为迅速的平板显示器之一。液晶显示装置利用液晶材料来显示图象，而液晶则根据所施加于其上的电压来改变透射率，以实现不同灰阶的显示，再在光线出射的方向上覆盖一层彩膜就可以实现图片或影像的彩色显示。通常，液晶显示装置具有包括操作界面的输入部分以及处理通过输入部分输入信号的系统部分。液晶显示装置通过单向通讯利用从系统部分输出的控制信号来实现图像或影像的显示。
近来，液晶显示装置整合了触摸屏形成触摸屏液晶显示装置，用户的指令可通过设置于液晶显示装置上的触摸屏直接输入，使操作更加简单方便。触摸屏设置在液晶显示装置的面板上，当使用者用手指或光笔等触摸显示图标并选择要执行的命令时，触摸屏检测到触摸点(被触碰位置)并根据所选图标具有的命令来驱动液晶显示装置，以实现特定的显示。触摸屏可以用于在没有其他输入装置(例如键盘或鼠标)时以及没有用于移动产品的小键盘时使用，因此，具有触摸屏的液晶显示装置将被越来越广泛的应用于显示系统之中。
目前，主要是将触摸屏与液晶显示装置组装配合使用，并且，触摸屏在工作时需要尽可能排除用户触控信号以外的干扰，因此，通常在为检测触碰位置的触摸屏电极与液晶显示装置的公共电极层之间设有透明电极屏蔽层，以降低液晶显示装置的噪声对触摸屏的干扰。
图1为现有的触摸屏液晶显示装置的结构示意图。如图1所示，现有的触摸屏液晶显示装置包括液晶显示屏10以及位于所述液晶显示屏10上方的触摸屏20，两者之间相互独立。所述液晶显示屏10自下而上包括：下偏光片11、下玻璃基板12、TFT器件层13、液晶层14、公共电极层15、彩膜层16、上玻璃基板17以及上偏光片18。所述触摸屏20从下而上包括：透明屏蔽层21、玻璃基板22、触摸工作层23以及保护层24，所述透明屏蔽层21通常由氧化铟锡层(ITO)制成。用户在使用时，可透过触摸屏20得到液晶显示屏10的成像显示，并通过触摸屏20进行输入信息操作，实现人机对话过程。然而，将触摸屏20与液晶显示屏10分开制造然后通过组装的方式制作在一起，势必增大触摸屏液晶显示装置的厚度，显示系统会变的很复杂，并且这种做法形成工艺复杂，成本也较高。此外，虽然透明屏蔽层21能有效地屏蔽液晶显示屏10的电噪声对触摸屏20的影响，但是增加这一层氧化铟锡层一方面增加了工艺制造的难度，另一方面也增加了整个装置的厚度，不利于装置的轻薄化趋势。
发明内容
本发明提供一种内嵌触摸屏液晶显示装置及其触控驱动方法，利用第一公共电极和第二公共电极检测被触碰位置，降低了工艺制造的难度，并可减小液晶显示装置的厚度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种内嵌触摸屏液晶显示装置，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；以及
设置于所述第二基板朝向第一基板的一侧上的公共电极层；
其中，所述公共电极层包括多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极，所述多个第一公共电极和第二公共电极用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述多个第一公共电极在第一方向上排列并且电连接，多个第二公共电极在第二方向上排列并且电连接。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述多个第一公共电极直接连接，多个第二公共电极通过和公共电极层位于不同层的金属键桥电连接。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括TFT器件层，所述TFT器件层包括：
设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的扫描线以及与所述扫描线相交的数据线；
所述扫描线和数据线限定的像素区域内形成有TFT，所述TFT包括：与所述扫描线电连接的栅极、设置于所述栅极上的栅绝缘层、半导体层、源极和漏极，所述TFT的源极与所述数据线电连接；以及
设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的且与所述TFT漏极电连接的像素电极。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述第一公共电极与所述扫描线沿同一方向延伸，所述第二公共电极与所述数据线沿同一方向延伸，所述第二公共电极通过与所述扫描线同层的金属键桥电连接。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述第一公共电极与所述数据线沿同一方向延伸，所述第二公共电极与所述扫描线沿同一方向延伸，所述第二公共电极通过与所述数据线同层的金属键桥电连接。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括TFT器件层，所述TFT器件层包括：
设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的扫描线以及与所述扫描线相交的数据线；
所述扫描线和数据线限定的像素区域内形成有TFT，所述TFT包括：与所述扫描线电连接的栅极、设置于所述栅极上的栅绝缘层、半导体层、源极和漏极，所述TFT的源极与所述数据线电连接；以及设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的且与所述TFT漏极电连接的像素电极；
所述第一公共电极与所述扫描线沿同一方向延伸，所述第二公共电极与所述数据线沿同一方向延伸，所述第一公共电极通过与所述扫描线同层的金属键桥电连接，所述第二公共电极通过所述数据线同层的金属键桥电连接。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，还包括显示信号产生单元和触控信号产生单元，所述显示信号产生单元用于向所述第一公共电极和第二公共电极提供显示信号，所述触控信号产生单元用于向所述第一公共电极和第二公共电极提供触控信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，在显示模式下，所述显示信号产生单元向所述公共电极层提供显示信号；在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述公共电极层提供触控信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述显示信号产生单元向所述公共电极层提供显示信号的同时，所述触控信号产生单元向所述公共电极层提供触控信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述触控信号产生单元向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述触控信号产生单元向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，所述触控信号的等效直流分量与所述显示信号重合。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，还包括设置于所述第二基板与所述公共电极层之间的彩膜层。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，还包括设置于所述彩膜层与所述公共电极层之间的钝化层。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置中，还包括：
设置于所述第二基板背离第一基板的一侧上的上偏光片；
设置于所述第一基板背离第二基板的一侧上的下偏光片；以及
设置于所述下偏光片一侧的背光。
本发明还提供一种内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法，分时复用所述公共电极层，包括：在显示模式下，向所述公共电极层提供显示信号；在触控模式下，向所述公共电极层提供触控信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
根据本发明的另一方面，又提供一种内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法，同时向所述公共电极层提供显示信号和触控信号，以在进行像素显示的同时检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，向所述第一公共电极提供激励信号的同时，向所述第二公共电极提供检测信号。
可选的，在所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法中，向所述第二公共电极提供激励信号的同时，向所述第一公共电极提供检测信号。
与现有技术相比，本发明的内嵌触摸屏液晶显示装置利用多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极来检测内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置，将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，该液晶显示装置的制造工艺更加简单，且减小了液晶显示装置的厚度，有利于液晶显示装置的薄化趋势。
此外，本发明将公共电极层和TFT器件层依次设置在显示及触控操作基板的内侧，所述公共电极层可起到屏蔽外来信号干扰的作用，无需额外制作透明屏蔽层，进一步降低了制造工艺的难度，有利于降低制造成本。
附图说明
图1为现有的触摸屏液晶显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一的内嵌触摸屏液晶显示装置的结构示意图；
图3为图2中公共电极层的分布示意图；
图4为图3中圆圈处的放大示意图；
图5为图4所示的像素结构示意图；
图6为本发明实施例一的触控驱动方法的时序原理图；
图7为本发明实施例二的内嵌触摸屏液晶显示装置的公共电极排列示意图
图8为本发明实施例二的内嵌触摸屏液晶显示装置的像素结构示意图；
图9为本发明实施例三的内嵌触摸屏液晶显示装置的结构示意图；
图10为本发明实施例四的内嵌触摸屏液晶显示装置的结构示意图。
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，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
在背景技术中已经提及，现有技术中通常是将触摸屏与液晶显示装置分开制造然后通过组装的方式制作在一起，这样不仅增大了触摸屏液晶显示装置的厚度，而且使得装置变的很复杂，并且这种做法形成工艺较为复杂，成本也较高。为此，本发明将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，利用多个呈矩阵排列的第一公共电极线和第二公共电极线来检测内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置(触摸点)，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置上的步骤，制造工艺简单，且减小了整个装置的厚度。
实施例一
请参考图2至图6所示，其中，图2为本发明实施例一的内嵌触摸屏液晶显示装置的结构示意图；图3为图2中公共电极层的示意图；图4为图3中圆圈处的放大示意图；图5为图4所示的像素结构示意图；图6为本发明实施例一的触控驱动方法的时序原理图。
如图2至图5所示，本实施例的内嵌触摸屏液晶显示装置包括：
相对设置的第一基板110和第二基板120；
设置于所述第一基板110和第二基板120之间的液晶层130；以及
设置于所述第二基板120朝向第一基板110的一侧的公共电极层140；
其中，所述公共电极层140包括多个呈矩阵排列的第一公共电极141和第二公共电极142，所述第一公共电极141和第二公共电极142可用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。
本实施例中，所述第一基板110设置在上方，所述第二基板120设置在下方，可从所述第一基板110一侧观看液晶显示装置的显示，从所述第二基板120一侧进行触摸操作。所述公共电极层140被刻蚀成多个呈矩阵排列的第一公共电极141和第二公共电极142，在本实施例中所述第一公共电极141和第二公共电极142呈菱形，所述第一公共电极141和第二公共电极142也可以为其他形状。
本发明利用沿第二方向(如Y向)排列并连接在一起的多个第一公共电极141作为驱动线，利用沿第一方向(如X向)排列并连接在一起的多个第二公共电极142作为感应线，来检测内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置(触摸点)，将触控层集成在液晶显示装置内部，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置上的步骤，制造工艺简单，且减小了装置的厚度。
可以理解的是，以上第一公共电极141和第二公共电极142的排列方式仅是本发明的优选方式，并非对本发明的限制，具体将几个像素单元的公共电极划分为一个触控区域可根据实际的触摸要求来设定，例如可根据通常用户的手指面积来划分，只要将所述公共电极层分割成可用于检测触碰点的交叉的两部分均在本发明的保护范围内。
具体地说，多个第一公共电极141在Y方向上相互电连接在一起，而多个第二公共电极142相互之间则是不连接的。图4和图5中简单示出了9个像素单元1411、1412、1413、1414、1415、1421、1422、1423、1424，其中，每个第一公共电极和第二公共电极都是由多个像素单元的公共电极组成的，例如，像素单元1411、1412、1413、1414属于一个第一公共电极141，而像素单元1415则属于另一个与之相连的第一公共电极141，像素单元1421、1423属于一个第二公共电极，而像素单元1422、1424属于另一个与之相连的第二公共电极142。
下面对图3中圆圈区域143的结构进行更详细的介绍，如图4和图5所示，两个相邻的第一公共电极通过相邻的像素单元的1414、1415的公共电极直接连接，两个相邻的第二公共电极142则是通过金属键桥155连接相邻的像素单元的公共电极而电连接的，多个第二公共电极142通过金属键桥可在X方向上电连接。其中，金属键桥155可以有多种方法实现，比如单独做一层金属刻蚀成金属键桥；在本实施例中则是利用已有的金属层，可简化制作工艺。
本发明中内嵌触摸屏液晶显示装置可以为IPS(In-Plane Switching，平面转换)模式或者FFS(Fringe Field Switching，边缘场开关)模式液晶显示装置，所述IPS/FFS模式是一种能够扩宽视角的液晶驱动模式，IPS/FFFS模式的阵列基板中的像素电极为条形，用以形成水平电场。
在本实施例中，所述内嵌触摸屏液晶显示装置为IPS型液晶显示装置，还包括设置于所述第二基板120上的TFT器件层150，所述TFT器件层150包括扫描线151以及与扫描线151相交的数据线152，所述扫描线151和数据线152限定的像素区域内形成有TFT 153。所述TFT 153包括：与所述扫描线151电连接的栅极、设置于所述栅极上的栅绝缘层、半导体层、源极和漏极。设置于所述第二基板120上的像素电极154通过过孔(图中未示出)与所述TFT153的漏极电连接，所述TFT 153的源极与所述数据线152电连接。由于所述扫描线151与栅极通常在同一个工艺步骤中形成，因此二者位于同一层，并可以做成一体的；此外，形成TFT的源极的金属与形成漏极的金属通常也在同一个工艺步骤中形成，因此二者位于同一层，统称为源/漏金属层。通常来说在制造TFT器件层150的过程中，势必会形成源/漏金属层和栅极金属层，因此，本实施例中连接X方向上的两个第二公共电极就需要使用和数据线152同层的金属制作金属键桥，因为数据线152也是在X方向上设置的。所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括设置于公共电极层140和TFT器件层150之间的第一绝缘层171，以及设置于公共电极层140和像素电极154之间的第二绝缘层172。
在本实施例中，优选地，在所述第一基板110的外侧还设置有一层屏蔽层。为了降低外界信号噪音对内嵌触摸屏液晶显示装置的影响，一般需要在内嵌触摸屏液晶显示装置的外侧设置屏蔽层。在本实施例中，公共电极层140设置在第二基板120一侧，可屏蔽第二基板120外侧的信号噪音，但在第一基板110的外侧还需要单独设置一层屏蔽层，以屏蔽从第一基板110的外侧传来的信号噪音。
进一步的，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括显示信号产生单元和触控信号产生单元(未图示)，所述显示信号产生单元用于向所述公共电极层140(包括第一公共电极141和第二公共电极142)提供显示信号，所述触控信号产生单元则用于向所述公共电极层140提供触控信号。所述触控信号包括激励信号和检测信号。在本实施例中，所述触控信号产生单元用于向所述第一公共电极141提供激励信号，所述第一公共电极141作为驱动电极；并向所述第二公共电极142提供检测信号，所述第二公共电极142作为感应电极。当然，在本发明其它具体实施例中，也可由所述触控信号产生单元向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
针对上述内嵌触摸屏液晶显示装置，本实施例还提供一种触控驱动方法，在所述触控驱动方法中分时复用所述公共电极层140。所述内嵌触摸屏液晶显示装置具有两种工作模式：显示模式和触控模式。在所述显示模式下，向所述公共电极层140提供显示信号，所述内嵌触摸屏液晶显示装置进行的是显示工作；在所述触控模式下，向所述公共电极层140提供触控信号，所述内嵌触摸屏液晶显示装置进行的是触控工作。
如图6所示，在每一帧开始时，所述内嵌触摸屏液晶显示装置先进入显示模式，所述显示信号包括像素选中信号和数据信号，由显示信号产生单元向第一公共电极141和第二公共电极142提供公共电压Vcom，并提供像素选中信号，以逐行在扫描线151上施加扫描电压V1...Vn-1，Vn，所述扫描电压大于TFT的开启电压，使得TFT伴随扫描电压逐行开启，同时显示信号产生单元向数据线152提供数据信号，所述数据信号通过数据线152传送给各个TFT，条状的像素电极154与公共电极层140之间形成平行于第一基板110和第二基板120的电场，液晶分子沿着电场的方向发生偏转，使得液晶显示阵列成像，各个像素单元进行正常显示。
而当内嵌触摸屏液晶显示装置随后工作在触控模式时，此时即可控制第一公共电极141和第二公共电极142实现触控功能。例如，在互电容模式中，第一公共电极141作为驱动电极，第二公共电极142作为感应电极，可以向所述第一公共电极141提供激励信号，并向所述第二公共电极142提供检测信号，二者交叠处存在互电容，手指触摸后，有一部分电流流入手指，可以等效为互电容发生变化，从而使作为感应电极第二公共电极142的检测信号发生变化，进而检测出手指是否触摸。当然，也可以由所述第二公共电极142作为驱动电极，所述第一公共电极141作为感应电极，向所述第二公共电极142提供激励信号，并向所述第一公共电极141提供检测信号，同样能实现本发明的目的。
当每一帧结束进入下一帧时，所述内嵌触摸屏液晶显示装置又进入显示模式，并重复上述的交替过程。当然以上描述仅为本发明的一个具体实施例，由于本发明所述的触控驱动方法的每一帧时间内的具体时序分布，不局限于上述描述的先进行显示模式再转入触控模式，还可以在每一帧内，先进行触控模式再转入显示模式。本领域技术人员应当可以根据具体时序，合理推断出上述触控驱动方法的其它控制方案。
由上述描述可知，在分时复用公共电极层140的触控驱动方法中，将内嵌触摸屏液晶显示装置的显示工作时间和触控工作时间分开，使得成像显示与触控感应互不影响，从而提高了触控感应精度以及成像质量。
当然，对于所述内嵌触摸屏液晶显示装置，还可以采用另一种触控驱动方法，即，同时向公共电极层140提供显示信号和触控信号，以在进行像素显示的同时检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。也就是说，所述显示信号产生单元向所述公共电极层140提供显示信号的同时，所述触控信号产生单元向所述公共电极层140提供触控信号(包括激励信号和检测信号)，进行显示工作的同时还进行触控工作。通常来说，所述触控信号为高频信号(周期相对较短)，而显示信号为低频信号(周期相对较长)，只要使所述激励信号的等效直流分量与所述公共电压Vcom重合，像素单元来不及反应，即可保证实现触控功能的同时不会影响液晶显示阵列成像，也可保证成像质量。
综上，本实施例提供的内嵌触摸屏液晶显示装置通过将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，利用相互交叉的第一公共电极和第二公共电极来检测内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，制造工艺简单，且减小了液晶显示装置的厚度。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处在于，多个第一公共电极需要在第一方向(X向)连接在一起，是通过两相邻像素单元的公共电极直接连接实现的，而多个第二公共电极则需要在第二方向(Y向)上连接，是通过金属键桥连接上下相邻的两个像素单元的公共电极实现的。
具体地，公共电极层仍然是被刻蚀成多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极，图7和图8简单示出了9个像素单元：2411、2412、2413、2421、2422、2423、2431、2432、2433，一个第一公共电极包括像素单元2411、2421、2422、2431，另一个第一公共电极包括像素单元2423，一个第二公共电极包括像素单元2412、2413，另一个第二公共电极包括像素单元2432、2433。
其中，多个第一公共电极需要在X方向连接在一起，其是通过两相邻像素单元的公共电极直接连接实现的；而多个第二公共电极需要在Y方向上连接，则是通过金属键桥255连接上下相邻的两个像素单元的公共电极实现的。同样，所述金属键桥255可以有多种方法实现，比如单独做一层金属刻蚀成金属键桥。在本实施例中，则是利用已有的金属层，具体来说，要在Y方向上设置金属键桥，则需使用和扫描线同层的金属(如栅极金属层)，因为扫描线也是在Y方向上设置的。
本实施例的内嵌触摸屏液晶显示装置工作方式与实施例一相同，此处不予详细介绍，但是本领域技术人员应是知晓的。
在本发明实施例一中，两个相邻的第一公共电极需要在第二方向(如Y向)通过相邻的像素单元的公共电极直接连接的，两个相邻的第二公共电极则是通过金属键桥连接左右相邻的像素单元的公共电极而电连接的；在本发明实施例二中，两个相邻的第一公共电极需要在第一方向(如X向)通过相邻的像素单元的公共电极直接连接的，两个相邻的第二公共电极则需要通过金属键桥连接上下相邻的两个像素单元的公共电极实现。然而应当认识到，在本发明其它具体实施例中，相邻的第一公共电极可以是通过金属键桥连接相邻的像素单元的公共电极而电连接，同时，相邻的第二公共电极也是通过金属键桥连接相邻的像素单元的公共电极而电连接，例如，第一公共电极与扫描线沿同一方向设置，第二公共电极与数据线沿同一方向设置，所述第一公共电极通过与扫描线同层的金属键桥电连接，所述第二公共电极通过数据线同层的金属键桥电连接。
实施例三
在本发明实施例一和实施例二中，可从所述第一基板一侧观看液晶显示装置的显示，从所述第二基板一侧进行触摸操作。而在本实施例中，可从第二基板一侧同时进行显示观看和触控操作，即，将公共电极层、TFT器件层和像素电极依次设置在第二基板的内侧，所述公共电极层还可起到屏蔽外来信号干扰的作用。该公共电极层的屏蔽作用与传统触摸屏液晶显示装置所采用的透明屏蔽层作用相同，可降低外界电场对液晶显示装置显示的干扰，如此即无需额外制作专用的透明屏蔽层，降低了制造工艺的难度，并可降低制造成本。
具体如图9所示，本实施例的内嵌触摸屏液晶显示装置包括：
相对设置的第一基板310和第二基板320；
设置于所述第一基板310和第二基板320之间的液晶层330；以及
设置于所述第二基板320朝向第一基板310的一侧上的公共电极层340；
其中，所述公共电极层340包括多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极，所述第一公共电极和第二公共电极可用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。
此外，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括设置于第二基板320朝向第一基板310的一侧上的TFT器件层350，所述TFT器件层350包括扫描线以及与扫描线相交的数据线，所述扫描线和数据线限定的像素区域内形成有TFT。所述TFT包括：与所述扫描线电连接的栅极，依次设置于所述栅极上的栅绝缘层、半导体层和源/漏金属层，所述TFT的源极与所述数据线电连接。
可选的，所述TFT器件层还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层形成于半导体层与源/漏金属层之间，所述欧姆接触层例如是由N+非晶硅制成，用以形成欧姆接触。为方便，附图中并未标出栅绝缘层、半导体层和欧姆接触层，但是本领域技术人员应是知晓的。
本实施例的内嵌触摸屏液晶显示装置为IPS或者FFS模式的内嵌触摸屏液晶显示装置，详细的，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括彩膜层360、钝化层370、上偏光片321、下偏光片311以及背光380。所述彩膜层360用以实现彩色显示，其设置于第二基板320与公共电极层340之间，所述钝化层370设置于彩膜层360和公共电极层340之间，所述上偏光片321设置于所述第二基板320背离第一基板310的一侧上，所述下偏光片311设置于所述第一基板310背离第二基板320的一侧上，所述背光380设置于所述下偏光片311一侧。本实施例将彩膜层360、公共电极层340、TFT器件层350依次设置在同一基板上，所述公共电极层340可起到屏蔽外来信号干扰的作用，即，该公共电极层340的屏蔽作用与传统触摸屏液晶显示装置所采用的透明屏蔽层作用相同，可降低噪声干扰，如此即无需额外制作专用的透明屏蔽层，降低了制造工艺的难度，并可降低制造成本。
如图9所示，所述内嵌触摸屏液晶显示装置还包括第一绝缘层371和第二绝缘层372，所述第一绝缘层371设置于所述公共电极层340和TFT器件层350之间，所述第二绝缘层372设置于所述TFT器件层350与像素电极354之间，以起到隔离作用。此外，为了制作方便，在第二基板320的全部区域上均形成有彩膜层360，对应于需要遮光的部位设置有黑矩阵层361。当然，在本实用新型其它具体实施例中，所述彩膜层360和黑矩阵层361也可间隔设置，而非在第二基板320所有区域均形成彩膜层360。
在其他实施例中，所述彩膜层还可以形成在第二基板320的外侧，并不影响本发明的保护范围。
本实施例中第一公共电极和第二公共电极的分布方式与实施例一或实施例二中的公共电极层结构及驱动方式类似，此处不再赘述。
本实施例提供的内嵌触摸屏液晶显示装置，可从第二基板320一侧同时进行显示观看和触控操作，使用更为方便；同时，因为显示和触控操作同时在第二基板320一侧进行，可以在第一基板310一侧安装背光，提供更为均匀稳定的光源，使显示效果更好。
在本实施例中，因为在第一基板310一侧安装有背光，背光铁框可以屏蔽第一基板310外侧的信号噪音；同时，用户是从第二基板320一侧进行显示观看和触控操作，从第二基板320一侧向下，设置在像素电极354和TFT器件层350上层的公共电极层340可以起到屏蔽第二基板320外侧的信号噪音，降低噪声干扰。所以，本实施例提供的内嵌触摸屏液晶显示装置无需额外制作专用的透明屏蔽层，简化了内嵌触摸屏液晶显示装置的结构，降低了成本。
实施例四
下面以TN/AV模式的内嵌触摸屏液晶显示装置为例详细说明本发明。如图10所示，所述内嵌触摸屏液晶显示装置包括：
相对设置的第一基板410和第二基板420；
设置于所述第一基板410和第二基板420之间的液晶层430；
设置于所述第二基板420朝向第一基板410的一侧上的公共电极层440，其中，所述公共电极层440包括多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极，所述第一公共电极和第二公共电极用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置；
设置于所述第二基板420内侧的TFT器件层450；
设置于所述第二基板420与公共电极层440之间的彩膜层460；
设置于彩膜层460和公共电极层440之间的钝化层470；
设置于所述第一基板410背离第二基板420的一侧上的下偏光片411；
设置于所述第二基板420背离第一基板410的一侧上的上偏光片421；
设置于所述下偏光片411一侧的背光480；以及
设置于所述第一基板410朝向第二基板420一侧上的第二公共电极层490。
与实施例三相比，本实施例的内嵌触摸屏液晶显示装置是形成垂直电场，因此需要在第一基板410上形成第二公共电极层490。其中，第一公共电极和第二公共电极的分布方式与实施例一或二中的公共电极层结构中的相同，此外，所述内嵌触摸屏液晶显示装置的驱动方法也与实施例一和二类似。
综上所述，本发明的内嵌触摸屏液晶显示装置不仅适用于IPS/FFS模式，还适用于TN/AV模式或其它模式，通过将触摸屏的功能集成到液晶显示装置的两基板之间，本发明利用沿第一方向排列并连接在一起的多个第一公共电极作为驱动线，利用沿第二方向排列并连接在一起的多个第二公共电极作为感应线，来检测内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置，省去了将触摸屏贴合到液晶显示装置的液晶面板上的步骤，制造工艺简单，且减小了液晶显示装置的厚度，可降低制造成本。
需要说明的是，以上结构的内嵌触摸屏液晶显示装置仅作为优选实施例介绍，本领域技术人员可以根据实际的生产需要以及技术指标，适当增加或减少该内嵌触摸屏液晶显示装置的层数，并选择各层的类型、材质以及厚度等，此处不再赘述。
此外，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处可互相参考。并且，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明各个实施例的目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (21)

1.一种内嵌触摸屏液晶显示装置，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
设置于所述第二基板朝向第一基板的一侧上的公共电极层；以及
设置于所述第二基板朝向第一基板的一侧上的TFT器件层；
其中，所述公共电极层包括多个呈矩阵排列的第一公共电极和第二公共电极，所述多个第一公共电极和第二公共电极用于检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置；所述多个第一公共电极在第一方向上排列并且电连接，所述多个第二公共电极在第二方向上排列并且电连接；
所述TFT器件层包括设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的扫描线以及与所述扫描线相交的数据线；所述扫描线和数据线限定的像素区域内形成有TFT，所述TFT包括：与所述扫描线电连接的栅极、设置于所述栅极上的栅绝缘层、半导体层、源极和漏极，所述TFT的源极与所述数据线电连接；设置于所述第二基板朝向第一基板一侧上的像素电极与所述TFT漏极电连接；
所述第一公共电极与所述扫描线沿同一方向设置，所述第二公共电极与所述数据线沿同一方向设置，所述第二公共电极通过与所述数据线同层的金属键桥电连接；或者，所述第一公共电极与所述数据线沿同一方向设置，所述第二公共电极与所述扫描线沿同一方向设置，所述第二公共电极通过与所述扫描线同层的金属键桥电连接；或者，所述第一公共电极与所述扫描线沿同一方向设置，所述第二公共电极与所述数据线沿同一方向设置，所述第一公共电极通过与所述扫描线同层的金属键桥电连接，所述第二公共电极通过所述数据线同层的金属键桥电连接。
2.如权利要求1所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，还包括显示信号产生单元和触控信号产生单元，所述显示信号产生单元用于向所述第一公共电极和第二公共电极提供显示信号，所述触控信号产生单元用于向所述第一公共电极和第二公共电极提供触控信号。
3.如权利要求2所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，在显示模式下，所述显示信号产生单元向所述公共电极层提供显示信号；在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述公共电极层提供触控信号。
4.如权利要求3所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
5.如权利要求4所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
6.如权利要求4所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，在触控模式下，所述触控信号产生单元向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
7.如权利要求2所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，所述显示信号产生单元向所述公共电极层提供显示信号的同时，所述触控信号产生单元向所述公共电极层提供触控信号。
8.如权利要求7所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，所述触控信号产生单元向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
9.如权利要求2所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，所述触控信号产生单元向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
10.如权利要求7所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，所述触控信号的等效直流分量与所述显示信号重合。
11.如权利要求1所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，还包括设置于所述第二基板与所述公共电极层之间的彩膜层。
12.如权利要求11所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，还包括设置于所述彩膜层与所述公共电极层之间的钝化层。
13.如权利要求1所述的内嵌触摸屏液晶显示装置，其特征在于，还包括：
设置于所述第二基板背离第一基板的一侧上的上偏光片；
设置于所述第一基板背离第二基板的一侧上的下偏光片；以及
设置于所述下偏光片一侧的背光。
14.一种如权利要求1所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法，其特征在于，分时复用所述公共电极层，包括：
在显示模式下，向所述公共电极层提供显示信号；
在触控模式下，向所述公共电极层提供触控信号。
15.如权利要求14所述的触控驱动方法，其特征在于，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
16.如权利要求15所述的触控驱动方法，其特征在于，在触控模式下，向所述第一公共电极提供激励信号，并向所述第二公共电极提供检测信号。
17.如权利要求15所述的触控驱动方法，其特征在于，在触控模式下，向所述第二公共电极提供激励信号，并向所述第一公共电极提供检测信号。
18.一种如权利要求1所述的内嵌触摸屏液晶显示装置的触控驱动方法，其特征在于，同时向所述公共电极层提供显示信号和触控信号，以在进行像素显示的同时检测所述内嵌触摸屏液晶显示装置的被触碰位置。
19.如权利要求18所述的触控驱动方法，其特征在于，所述触控信号包括激励信号和检测信号。
20.如权利要求19所述的触控驱动方法，其特征在于，向所述第一公共电极提供激励信号的同时，向所述第二公共电极提供检测信号。
21.如权利要求19所述的触控驱动方法，其特征在于，向所述第二公共电极提供激励信号的同时，向所述第一公共电极提供检测信号。
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