CN105930008B - 一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板，其中的阵列基板包括玻璃基板以及依次形成于所述玻璃基板上且相互绝缘的第一金属层、第二金属层、第三金属层以及公共电极层；所述第二金属层中设置有多条扫描线；所述第三金属层中设置有多条连接走线；所述公共电极层被分割为多个触控感应电极，所述触控感应电极通过所述连接走线电性连接到触控侦测芯片；在所述第二金属层中还设置有多条金属线，金属线与扫描线相互绝缘，每一条金属线的两端分别电性连接到位于该条金属线正上方的连接走线；其中，第二方向与第一方向相互垂直。如上提供的内嵌触摸液晶面板及其阵列基板，可减小触控感应电极的连接走线的阻抗，提高了触控灵敏度。

Description

一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板
技术领域
本发明涉及触控技术领域,尤其涉及一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板。
背景技术
触摸显示屏作为一种输入媒介,是目前最简单、方便的一种人机交互方式，因此触摸显示屏越来越多地应用到各种电子产品中。基于不同的工作原理以及传输信息的介质，触摸屏产品可以分为四种：红外线触摸屏、电容式触摸屏、电阻触摸屏和表面声波触摸屏；其中电容式触摸屏由于具有寿命长、透光率高、可以支持多点触控等优点成为目前主流的触摸屏技术。电容式触摸屏包括表面电容式和投射电容式，其中投射电容式又可以分为自电容式和互电容式。对于自电容触摸结构，由于其触控感应的准确度和信噪比比较高，因而受到了各大面板厂家青睐。
目前，自电容触摸结构利用自电容的原理实现检测手指触摸位置，具体为：在触摸结构中设置多个同层设置且相互绝缘的自电容电极，当人体未触碰屏幕时，各自电容电极所承受的电容为一固定值，当人体触碰屏幕时，触碰位置对应的自电容电极所承受的电容为固定值叠加人体电容，触控侦测芯片在触控时间段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。
对于自电容式内嵌(in-cell)触摸屏，通常是将触摸屏结构中的触控感应电极和金属连接线直接设置在阵列基板或滤光基板上。图1是现有的一种具有触摸屏结构的阵列基板的结构示意图。如图1所示，该阵列基板包括玻璃基板1以及依次叠层设置在玻璃基板1上的第一金属层2、第一绝缘层3a、第二金属层4、第二绝缘层3b、公共电极层5、第三绝缘层3c、第三金属层6、第四绝缘层3d以及像素电极层7。其中，第一金属层2中设置有多条扫描线，第二金属层4中设置有多条数据线，扫描线与数据线在走线方向上相互垂直。其中，参阅图1和图2，公共电极层5被分割为多个触控感应电极5a,多个触控感应电极5a呈阵列分布，第三金属层6中设置有多条金属连接线6a,每一个触控感应电极5a需要通过单独的金属连接线6a连接到触控侦测芯片8。具体地，为了不影响显示区域的开口率，金属连接线6a的走线方向设置为与所述数据线的走线方向相同，并且位于第三金属层6中的金属连接线6a在第二金属层4中的投影应当是与所述数据线重合的。进一步地，触控感应电极5a与对应的金属连接线6a是通过位于第三绝缘层3c中的过孔(附图中未示出)电性连接，并且，对于一列触控感应电极5a，每根金属连接线6a连接到相应的触控感应电极5a前均不与前面的触控感应电极相连，连接到相应的触控感应电极5a后该金属连接线6a将不与后面的触控感应电极继续连接。其中，由于公共电极层5被复用为触控感应电极5a，因此在一帧画面的显示时间内，所述公共电极层5(触控感应电极5a)分时地传递公共电压(Vcom)和触控信号。
如上的触摸屏结构中，触控的灵敏度与金属连接线6a的走线阻抗及触控感应电极5a的自电容的大小相关，为了让触控脉冲信号的写入和读出不受信号延迟的影响，需要减小金属连接线6a的走线阻抗以及金属连接线6a与触控感应电极5a之间形成的耦合电容。根据阻抗计算公式：R＝ρ×L/S，L表示长度，S表示线载面，ρ为电阻率，S与走线厚度和宽成正比。在第三金属层6的长度、厚度和电阻率不变的情况下，为了减少金属连接线6a的走线阻抗对触控信号的影响，如果将单根金属连接线6a的宽度增大，则会降低显示区域的开口率；如果采用多根金属连接线6a并行走线连接到一个触控感应电极5a的方式降低走线的总阻值，但是增加金属连接线6a的数量会增加与触控感应电极5a之间形成的耦合电容，也无法提高触控灵敏度。
因此，在内嵌触摸屏结构中，如何减小触控感应电极的连接走线的阻抗以提高触控灵敏度是亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种内嵌触摸液晶面板及其阵列基板，通过对设置于阵列基板中的各层走线结构进行改进，在不增大连接走线与触控感应电极形成的耦合电容的情况下，减小了连接走线的阻抗，提高了触控灵敏度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种内嵌触摸液晶面板的阵列基板，其包括玻璃基板以及依次形成于所述玻璃基板上且相互绝缘的第一金属层、第二金属层、第三金属层以及公共电极层；所述第一金属层中设置有沿第一方向延伸的多条数据线；所述第二金属层中设置有沿第二方向延伸的多条扫描线所述第三金属层中设置有沿第一方向延伸的多条连接走线；所述公共电极层被分割为多个触控感应电极，所述触控感应电极通过所述连接走线电性连接到触控侦测芯片；其中，在所述第二金属层中，位于相邻的两条扫描线之间，对应于所述连接走线在所述第二金属层中的投影的位置，还设置有沿第一方向延伸的多条金属线，所述金属线与所述扫描线相互绝缘，每一条金属线的两端分别电性连接到位于该条金属线正上方的连接走线；其中，第二方向与第一方向相互垂直。
其中，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一绝缘层，所述第二金属层和所述第三金属层之间设置有第二绝缘层，所述第三金属层和所述公共电极层之间设置有第三绝缘层。
其中，所述公共电极层上还依次设置有第四绝缘层和像素电极层。
其中，所述连接走线通过设置于所述第三绝缘层中的第一过孔连接到所述触控感应电极。
其中，所述金属线的两端通过设置于所述第二绝缘层中的第二过孔连接到位于该条金属线正上方的连接走线。
其中，所述连接走线在所述第一金属层中的投影落在所述数据线上。
其中，在一帧画面的显示时间内，所述触控感应电极用于分时地传递公共电压和触控信号。
本发明还提供了一种内嵌触摸液晶面板，包括相对设置的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光基板，还包括位于所述薄膜晶体管阵列基板和所述彩色滤光基板之间的液晶层，其中，所述薄膜晶体管阵列基板为如上所述的阵列基板。
相比于现有技术，本发明实施例提供的内嵌触摸液晶面板及其阵列基板，将第一金属层设置为数据线走线层，将第二金属层设置为扫描线走线层，将第三金属层设置为触控感应电极的连接走线层并且位于触控感应电极的下方，同时，在第二金属层还设置有金属线，通过将金属线并联到触控感应电极的连接走线，减小了连接走线的阻抗；并且，新增加的金属线位于第二金属层，其与位于公共电极层中的触控感应电极之间间隔着多个结构层，并且金属线与连接走线的投影关系是相互重叠，因此增加的金属线对于连接走线与触控感应电极形成的耦合电容的影响很小。基于以上，通过对设置于阵列基板中的各层走线结构进行改进，减小了触控感应电极的连接走线的阻抗，提高了触控灵敏度。
附图说明
图1是现有的一种具有触摸屏结构的阵列基板的结构示意图；
图2是如图1的阵列基板中触控感应电极与金属连接线相互连接的图示；
图3是本发明实施例提供的内嵌触摸液晶面板的阵列基板的结构示意图；
图4是本发明实施例中的第一金属层的结构示意图；
图5是本发明实施例中的第二金属层的结构示意图；
图6是本发明实施例中的第三金属层的结构示意图；
图7是本发明实施例中的触控感应电极与连接走线相互连接的图示；
图8是本发明实施例中的金属线与连接走线相互连接的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的内嵌触摸液晶面板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
参阅图3-图8，本实施例首先提供了一种内嵌触摸液晶面板的阵列基板，将触摸结构内嵌于薄膜晶体管阵列基板中。如图3所示，该阵列基板100包括玻璃基板10以及依次形成于所述玻璃基板10上且相互绝缘的第一金属层11、第二金属层12、第三金属层13以及公共电极层14；所述第一金属层11和所述第二金属层12之间设置有第一绝缘层15a，所述第二金属层12和所述第三金属层13之间设置有第二绝缘层15b，所述第三金属层13和所述公共电极层14之间设置有第三绝缘层15c。进一步地，所述公共电极层14上还依次设置有第四绝缘层15d和像素电极层16，像素电极层16包括多个像素电极16a。
其中，如图4所示，所述第一金属层11中设置有沿第一方向(如图4中的Y方向)延伸的多条数据线11a；所述数据线11a是用于向阵列基板100中的像素单元提供数据信号。需要说明的是，阵列基板100中的一个像素单元通常包括薄膜晶体管(附图中未示出)以及像素电极16a。如图5所示，所述第二金属层12中设置有沿第二方向(如图5中的X方向)延伸的多条扫描线12a；所述数据线12a是用于向阵列基板100中的像素单元提供扫描信号。如图6所示，所述第三金属层13中设置有沿第一方向(如图6中的Y方向)延伸的多条连接走线13a；所述连接走线13a是用于传递触控信号的。如图7所示，所述公共电极层14被分割为多个触控感应电极14a，多个触控感应电极14a呈阵列排布形成内嵌的触摸结构，所述触控感应电极14a通过所述第三金属层13中的连接走线13a电性连接到外部的触控侦测芯片17，其中，图7中的连接走线13a用虚线标示，主要是为了说明第三金属层13相对地位于公共电极层14的下方；进一步地，参阅图7，所述连接走线13a通过设置于所述第三绝缘层15c(图7中未示出)中的第一过孔18连接到所述触控感应电极14a。其中，由于公共电极层14被复用为触控感应电极14a，因此在一帧画面的显示时间内，所述触控感应电极14a分时地传递公共电压(Vcom)和触控信号。附图中，X方向与Y方向相互垂直。
需要说明的是，如图6中主要是示出了连接走线13a的排布方式和延伸走向，因此图6中示出的连接走线13a的长度相等，但是在实际的结构中，参阅图7，连接到不同的触控感应电极14a的连接走线13a的长度是有可能不相同。另外，参阅图4和图6，第三金属层13中的连接走线13a的延伸方向与第一金属层11中的数据线11a的延伸方向是一致的(如图4和图6中的Y方向)，并且，为了不影响显示区域的开口率，所述连接走线13a在所述第一金属层11中的投影应当要落在所述数据线11a上。
在本实施例中，参阅图5和图8，在所述第二金属层12中，位于相邻的两条扫描线12a之间，对应于所述连接走线13a在所述第二金属层12中的投影的位置，还设置有沿第一方向(图5和图8中的Y方向)延伸的多条金属线12b，所述金属线12b与所述扫描线12a是相互绝缘的(每一条金属线12b的两端与邻近的扫描线12a之间都具有间隙)，每一条金属线12b的两端分别电性连接到位于该条金属线12b正上方的连接走线13a。具体地，所述金属线12b的两端通过设置于所述第二绝缘层15b中的第二过孔19连接到位于该条金属线12b正上方的连接走线13a。新增加的金属线12b并联到触控感应电极14a的连接走线13a，减小了连接走线13a的阻抗；并且，新增加的金属线12b位于第二金属层12，其与位于公共电极层14中的触控感应电极14a之间间隔着多个结构层，并且金属线12b与连接走线13a的投影关系是相互重叠，因此增加的金属线12b对于连接走线13a与触控感应电极14a形成的耦合电容的影响很小，因此，在第二金属层12中增加的金属线12b可以提高触控灵敏度。
本实施例还提供了一种内嵌触摸液晶面板，如图9所示，该内嵌触摸液晶面板包括前述实施例中提供的薄膜晶体管阵列基板100，还包括与阵列基板100相对设置的彩色滤光基板200，以及设置于阵列基板100和彩色滤光基板200之间的液晶层300。
综上所述，本发明实施例提供的内嵌触摸液晶面板及其阵列基板，通过对设置于阵列基板中的各层走线结构进行改进，在不增大连接走线与触控感应电极形成的耦合电容的情况下，减小了连接走线的阻抗，提高了触控灵敏度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种内嵌触摸液晶面板的阵列基板，其特征在于，包括玻璃基板以及依次形成于所述玻璃基板上且相互绝缘的第一金属层、第二金属层、第三金属层以及公共电极层；
所述第一金属层中设置有沿第一方向延伸的多条数据线；
所述第二金属层中设置有沿第二方向延伸的多条扫描线
所述第三金属层中设置有沿第一方向延伸的多条连接走线；
所述公共电极层被分割为多个触控感应电极，所述触控感应电极通过所述连接走线电性连接到触控侦测芯片；
其中，所述连接走线在所述第一金属层中的投影落在所述数据线上，在所述第二金属层中，位于相邻的两条扫描线之间，对应于所述连接走线在所述第二金属层中的投影的位置，还设置有沿第一方向延伸的多条金属线，所述金属线与所述扫描线相互绝缘，每一条金属线的两端分别电性连接到位于该条金属线正上方的连接走线；
其中，第二方向与第一方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一绝缘层，所述第二金属层和所述第三金属层之间设置有第二绝缘层，所述第三金属层和所述公共电极层之间设置有第三绝缘层。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上还依次设置有第四绝缘层和像素电极层。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述连接走线通过设置于所述第三绝缘层中的第一过孔连接到所述触控感应电极。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述金属线的两端通过设置于所述第二绝缘层中的第二过孔连接到位于该条金属线正上方的连接走线。
6.根据权利要求1-5任一所述的阵列基板，其特征在于，在一帧画面的显示时间内，所述触控感应电极用于分时地传递公共电压和触控信号。
7.一种内嵌触摸液晶面板，包括相对设置的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光基板，还包括位于所述薄膜晶体管阵列基板和所述彩色滤光基板之间的液晶层，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板为权利要求1-6任一所述的阵列基板。
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