CN104460139A - 触控显示装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控显示装置及电子设备，触控显示装置包括顺次设置的感测层、绝缘层和公共电极层，公共电极层包括驱动区、悬浮区和驱动引线，感测层包括悬浮连接线。本发明中，驱动区电极间通过公共电极层中的驱动引线连接，悬浮区电极间通过分布在感测层和绝缘层中的悬浮引线电连接，从而有效地减少了挖孔的工艺难度，简化了产品结构，提高了良品率。

Description

触控显示装置及电子设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控显示装置，还涉及一种具有该触控显示装置的电子设备。
背景技术
随着智能电子产品的普及，电容式触摸屏被广泛应用于各种电子产品，例如如智能手机、平板电脑等。现有的电容式触摸屏分为以G+G(Glass+Glass)、GF(Glass-Film)、GFF(Glass-Film-Film)、OGS(One glass solution)等为代表的外挂式电容屏和以On cell、In cell为代表的嵌入式电容屏。近年来，人们追求越来越轻薄化的用户式体验，促使OGS、On cell、In cell三种技术并争的局面，而由于In cell在制造过程上的独特优势可以做到比OGS和On cell更轻薄、透光性更好和更能满足客户需求，因此In cell式触控显示装置势必成为触控显示装置的主流。
如图1所示，是现有技术中In cell式触控显示装置的公共电极层100的平面示意图。公共电极层100被划分为多个驱动区101和多个感测区102，各个驱动区101内布设有相应的驱动区电极，各个感测区102内布设有相应的感测区电极。具体地，驱动区101呈矩阵排布，并且相邻两列驱动区101之间设置感测区102。设置在同一行的相邻两个驱动区101(简称为驱动区对)的驱动区电极通过驱动引线103电连接。由于感测区102的存在，因此需要采用桥接的方式布设驱动引线103。
图2示出了图1中所示的驱动引线103的布设方式。如图2所示，在公共电极层100的下方顺次设置有平坦化层200和栅极绝缘层300，其中平坦化层200内布设有数据线(由于数据线的存在，不能在平坦化层200布设金属连接线302，以避免金属连接线302与数据线的彼此干扰)和多个第一过孔201，栅极绝缘层300内布设有多个第二过孔301和多条金属连接线302。对于每个驱动区对而言，都有两个第一过孔201、两个第二过孔301和一条金属连接线302与其对应，其中一个驱动区101的驱动区电极顺次贯穿位于其正下方的第一过孔201和第二过孔301与金属连接线302的一端电连接，另一个驱动区101的驱动区电极顺次贯穿位于其正下方的第一过孔201和第二过孔301与金属连接线302的另一端电连接。这里需要指出的是，填充在第一过孔201和第二过孔301中的驱动区电极以及金属连接线302共同构成了用于连接上述驱动区对的驱动引线103。可以看出，为了布设驱动引线103，需要先后挖通两层结构，而平坦化层200一般较厚(例如2μm，是栅极绝缘层300厚度的20倍)，进一步增加了挖孔的工艺难度，因此现有技术中In cell式触控显示装置的制造过程复杂，良品率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在制造现有技术中In cell式触控显示装置的过程中，为了布设驱动引线，需要先后挖通平坦化层和栅极绝缘层两层结构，而平坦化层一般较厚，进一步增加了挖孔的工艺难度，因此现有技术中In cell式触控显示装置的制造过程复杂，良品率低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种触控显示装置以及具有该触控显示装置的电子设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种触控显示装置，其包括从上至下依次设置的感测层、绝缘层和公共电极层，所述公共电极层包括：
呈矩形阵列排布的多个内设有驱动区电极的驱动区；
布设在相邻两列驱动区之间的多个内设有悬浮区电极的悬浮区，相邻两个悬浮区间隔设置并构成悬浮区对；以及
贯穿相邻两个悬浮区之间的间隙的驱动引线，位于同一行的相邻两个驱动区内的驱动区电极通过所述驱动引线电连接；
所述感测层包括多条与悬浮区对一一对应的悬浮连接线，且对于每条悬浮连接线，所述悬浮连接线的一端通过绝缘层中的第一过孔与悬浮区对中的一个悬浮区内的悬浮区电极电连接，另一端通过绝缘层中的第二过孔与所述悬浮区对中的另一个悬浮区内的悬浮区电极电连接。
优选的是，在显示图像时，所述驱动区电极和所述悬浮区电极均与驱动电路中的公共电压输出端电连接；
在触控扫描时，所述驱动区电极与驱动电路中的公共电压输出端电连接，所述悬浮区电极置空。
优选的是，所述感测层还包括多个与所述悬浮区一一对应的第一感测区，所述第一感测区设置在与其相对应的悬浮区的正上方，所述第一感测区内设置有感测区电极。
优选的是，所述第一感测区内的感测区电极为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。
优选的是，所述感测层还包括多个与所述驱动区一一对应的第二感测区，所述第二感测区设置在与其相对应的驱动区的正上方，所述第二感测区内设置有感测区电极；所述第二感测区内的感测区电极通过绝缘层中的第三过孔和与其相对应的驱动区内的驱动区电极电连接。
优选的是，所述第二感测区内的感测区电极通过绝缘层中的至少两个第三过孔和与其相对应的驱动区内的驱动区电极电连接。
优选的是，所述第三过孔呈矩形阵列排布。
优选的是，位于同一行的相邻两个第三过孔的中心距为3像素，位于同一列的相邻两个第三过孔的中心距为3像素。
优选的是，所述第二感测区内的感测区电极为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。
根据本发明的另一个方面，提供了一种具有上述触控显示装置的电子设备。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明所述的触控显示装置，分别将驱动区电极和感测区电极布设在公共电极层和感测层中，而公共电极层和感测层之间仅隔绝缘层。驱动区电极之间可通过公共电极层中的驱动引线电连接，而悬浮区电极之间可通过分布在感测层和绝缘层中的悬浮引线电连接。在形成每条悬浮引线的过程中，仅需要在绝缘层这一层中打孔，并且绝缘层的厚度远小于平坦化层的厚度，从而有效地减少了挖孔的工艺难度，同时克服了因多层开孔导致的良品率下降的缺陷，简化了产品结构，提高了良品率。其次，采用传统的TFT工艺即可完成触控显示装置的制造过程，无需改造现有的机台配置。另外，采用In cell技术，将触控与显示集成于显示面板，提高了生产效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了现有技术中In cell式触控显示装置的公共电极层的平面示意图；
图2示出了图1中所示的驱动引线的布设方式；
图3示出了本发明实施例触控显示装置的结构示意图；
图4示出了图3中所示的公共电极层的平面示意图；
图5示出了图3中所示的感测层的一种平面示意图；
图6示出了图5所示的感测层和图4所示的公共电极层重合后的平面示意图；
图7示出了图4中所示的悬浮区的悬浮区电极利用悬浮引线连接的示意图；以及
图8示出了图3中所示的感测层的另一种平面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明所要解决的技术问题是：在制造现有技术中In cell式触控显示装置的过程中，为了布设驱动引线，需要先后挖通平坦化层和栅极绝缘层两层结构，而平坦化层一般较厚，进一步增加了挖孔的工艺难度，因此现有技术中In cell式触控显示装置的制造过程复杂，良品率低。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种触控显示装置。
如图3所示，是本发明实施例触控显示装置的结构示意图，该触控显示装置包括公共电极层3、形成于公共电极层3之上的第一绝缘层4和形成于第一绝缘层4之上的感测层5。除此之外，触控显示装置还包括薄膜晶体管阵列基板1、形成于薄膜晶体管阵列基板1上的薄膜晶体管阵列2、形成于感测层5之上的第二绝缘层6、形成于第二绝缘层6之上的像素电极层7、形成于像素电极层7之上的液晶层8和形成于液晶层8之上的彩色滤光基板9，并且公共电极层3形成于薄膜晶体管阵列2之上。
具体地，图4示出了图3中所示的公共电极层3的平面示意图。如图4所示，公共电极层3包括多个驱动区31、多个悬浮区32和多条驱动引线33。驱动区31呈矩形阵列排布，并且每个驱动区31内部设置有驱动区电极，各个驱动区电极分别受控于驱动电路(附图中未示出)的公共电压输出端。在相邻两列驱动区31之间设置多个悬浮区32。参照图2，与驱动区31类似，悬浮区32也呈矩形阵列排布。相邻的悬浮区32之间间隔预设的间隙，并且每个悬浮区32内设置有悬浮区电极。各个悬浮区电极在显示图像时也受控于驱动电路的公共电压输出端。触控显示装置的触控和显示采用分时驱动的方式进行控制，这将在下文中进行详细阐述。在本文中，每个相邻的两个悬浮区32构成一个悬浮区对。对于每个悬浮区对，都存在一条驱动引线33从该悬浮区对的内部间隙(即构成悬浮区对的两个悬浮区32之间的间隙)中贯穿，以电连接位于同一行的相邻的两个驱动区31内的驱动区电极。位于同一列的相邻的两个驱动区31内的驱动区电极之间彼此断开。驱动区电极之间通过公共电极层3的驱动引线33电连接，而悬浮区电极之间则通过悬浮引线电连接。具体参见图5、图6和图7。
图5示出了图3中所示的感测层5的一种平面示意图，图6示出了图5所示的感测层5和图4所示的公共电极层3重合后的平面示意图，图7示出了图4中所示的悬浮区32的悬浮区电极利用悬浮引线连接的示意图。如图5至图7所示，感测层5包括多条悬浮连接线52，悬浮连接线52的条数与悬浮区对的个数相等。每条悬浮连接线52唯一地对应一个悬浮区对。在第一绝缘层4设置多个第一过孔(附图中未示出)和多个第二过孔(附图中未示出)，其中第一过孔的个数与悬浮区对的个数相等，第二过孔的个数也与悬浮区对的个数相等。每个第一过孔唯一地对应一个悬浮区对(或者说唯一地对应一个悬浮连接线52)，每个第二过孔唯一地对应一个悬浮区对(或者说唯一地对应一个悬浮连接线52)。每个第一过孔的正上方设置有与其相对应的悬浮连接线52的一端，正下方设置有与其相对应的悬浮区对中的一个悬浮区32。每个第二过孔的正上方设置有与其相对应的悬浮连接线52的另一端，正下方设置有与其相对应的悬浮区对中的另一个悬浮区32。因此，对于每条悬浮连接线52而言，悬浮连接线52的一端通过第一绝缘层4中的第一过孔与悬浮区对中的一个悬浮区32内的悬浮区电极电连接，悬浮连接线52的另一端通过第一绝缘层4中的第二过孔与所述悬浮区对中的另一个悬浮区32内的悬浮区电极电连接。这里需要指出的是，填充在第一过孔和第二过孔中的悬浮连接线52以及感测层5中的悬浮连接线52共同构成了用于连接悬浮区对的悬浮引线。采用上述结构，即可实现相邻两个悬浮区32内的悬浮区电极的电连接。
在本实施例中，分别将驱动区电极和感测区电极布设在公共电极层3和感测层5中，而公共电极层3和感测层5之间仅隔第一绝缘层4。驱动区电极之间可通过公共电极层3中的驱动引线33电连接，而悬浮区电极之间可通过分布在感测层5和第一绝缘层4中的悬浮引线电连接。在形成每条悬浮引线的过程中，仅需要在第一绝缘层4这一层中打孔，并且第一绝缘层4的厚度远小于平坦化层的厚度，从而有效地减少了挖孔的工艺难度，同时克服了因多层开孔导致的良品率下降的缺陷，简化了产品结构，提高了良品率。其次，采用传统的TFT工艺即可完成触控显示装置的制造过程，无需改造现有的机台配置。另外，采用In cell技术，将触控与显示集成于显示面板，提高了生产效率。
在本发明的一优选的实施例中，采用显示和触控分时控制的方式，实现触控显示装置显示功能和触控功能的完美配合。具体地，在显示图像时，各驱动区31内的驱动区电极和各悬浮区32内的悬浮区电极均与驱动电路中的公共电压输出端电连接。在触控扫描时，各驱动区31内的驱动区电极仍然保持与驱动电路中的公共电压输出端电连接，而此时悬浮区32内的悬浮区电极置空。在本发明一优选的实施例中，可采用以下方式将悬浮区电极置空：在悬浮区电极与驱动电路的公共电压输出端之间串联一电子开关，该电子开关受控于一控制器。由控制器判断触控显示装置当前处于显示图像状态和触控扫描状态：当处于显示图像状态时，控制器控制电子开关闭合，以使悬浮区电极与驱动电路的公共电压输出端电连接；当处于触控扫描状态时，控制器控制电子开关断开，以断开悬浮区电极与驱动电路的公共电压输出端之间的连接，悬浮区电极置空。特别地，上述电子开关优选为开关晶体管。
在本发明一优选的实施例中，仍参照图5至图7，感测层5还包括多个与悬浮区32一一对应的第一感测区51，第一感测区51设置在与其相对应的悬浮区32的正上方，第一感测区51内设置有感测区电极。在触控扫描时，各驱动区31内的驱动区电极仍然保持与驱动电路中的公共电压输出端电连接，而此时悬浮区32内的悬浮区电极置空，悬浮区电极和与其相对应的感测区电极电耦合，因此可增大信号感应量，增加信噪比。特别地，第一感测区51内的感测区电极优选为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。当第一感测区51内的感测区电极为金属网格时，可以使得导电电阻更低、感测层更薄、有利于提高触控显示装置的强度和性价比。
进一步地，图8示出了图3中所示的感测层5的另一种平面示意图。如图8所示的感测层5在上述实施例的基础上还包括第二感测区53。第二感测区53的个数与驱动区31的个数相等，并且每个第二感测区53唯一地对应一个驱动区31，第二感测区53设置在与其相对应的驱动区31的正上方。另外，第二感测区53内设置有感测区电极。相应地，在第一绝缘层4中还要设置用于连接感测区电极和相应的驱动区电极的第三过孔(附图中未示出)。第二感测区53内的感测区电极通过第一绝缘层4中的第三过孔和与其相对应的驱动区31内的驱动区电极电连接。特别地，与第一感测区51的感测区电极的选材类似，第二感测区53内的感测区电极优选为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。当第二感测区53内的感测区电极为金属网格时，可以使得导电电阻更低、感测层更薄、有利于提高触控显示装置的强度和性价比。
在本实施例中，第二感测区53内的感测区电极的设置，可以改善显示像素的平衡。原因如下：在现有技术中，驱动区电极一般为透明氧化铟锡电极，其电阻较大。在形成驱动区电极的过程中，各个驱动区31内的驱动区电极的电阻的差异较大，从而造成显示像素的不平衡。应用本实施例，由于第二感测区53内的感测区电极的设置，相当于在每个驱动区电极的两端并联了一个电阻，从而驱动区电极与感测区电极并联后的总电阻减小，进而使得驱动区31内的驱动区电极的电阻(并联后的总电阻)的差异减小，因此有助于改善显示像素的平衡。并且，当第二感测区53内的感测区电极优选为金属网格时，由于金属网格的电阻较小，因此可以避免由于总电阻过度减小而导致的良品率下降的问题。
进一步地，用于连接第二感测区53内的感测区电极与驱动区电极的第三过孔可以是一个孔，也可以是多个孔的集合。在本发明一优选的实施例中，第二感测区53内的感测区电极通过第一绝缘层4中的至少两个第三过孔和与其相对应的驱动区31内的驱动区电极电连接。更进一步地，第三过孔呈矩形阵列排布，并且，位于同一行的相邻两个第三过孔的中心距为3像素，位于同一列的相邻两个第三过孔的中心距为3像素。
相应地，本发明实施例还提供一种具有上述触控显示装置的电子设备。特别地，电子设备可以为：液晶显示面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括从上至下依次设置的感测层、绝缘层和公共电极层，所述公共电极层包括：
呈矩形阵列排布的多个内设有驱动区电极的驱动区；
布设在相邻两列驱动区之间的多个内设有悬浮区电极的悬浮区，相邻两个悬浮区间隔设置并构成悬浮区对；以及
贯穿相邻两个悬浮区之间的间隙的驱动引线，位于同一行的相邻两个驱动区内的驱动区电极通过所述驱动引线电连接；
所述感测层包括多条与悬浮区对一一对应的悬浮连接线，且对于每条悬浮连接线，所述悬浮连接线的一端通过绝缘层中的第一过孔与悬浮区对中的一个悬浮区内的悬浮区电极电连接，另一端通过绝缘层中的第二过孔与所述悬浮区对中的另一个悬浮区内的悬浮区电极电连接。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，
在显示图像时，所述驱动区电极和所述悬浮区电极均与驱动电路中的公共电压输出端电连接；
在触控扫描时，所述驱动区电极与驱动电路中的公共电压输出端电连接，所述悬浮区电极置空。
3.根据权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述感测层还包括多个与所述悬浮区一一对应的第一感测区，所述第一感测区设置在与其相对应的悬浮区的正上方，所述第一感测区内设置有感测区电极。
4.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一感测区内的感测区电极为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的触控显示装置，其特征在于，所述感测层还包括多个与所述驱动区一一对应的第二感测区，所述第二感测区设置在与其相对应的驱动区的正上方，所述第二感测区内设置有感测区电极；所述第二感测区内的感测区电极通过绝缘层中的第三过孔和与其相对应的驱动区内的驱动区电极电连接。
6.根据权利要求5所述的触控显示装置，其特征在于，所述第二感测区内的感测区电极通过绝缘层中的至少两个第三过孔和与其相对应的驱动区内的驱动区电极电连接。
7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述第三过孔呈矩形阵列排布。
8.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，位于同一行的相邻两个第三过孔的中心距为3像素，位于同一列的相邻两个第三过孔的中心距为3像素。
9.根据权利要求5所述的触控显示装置，其特征在于，所述第二感测区内的感测区电极为金属网格、透明氧化铟锡电极和碳纳米管电极中的一种。
10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的触控显示装置。
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