CN107025012B - 集成触摸型显示装置 - Google Patents

Abstract

公开一种集成触摸型显示装置，包括：触摸电极，所述触摸电极位于显示面板内并且被布置在每个触摸块；感测线，所述感测线连接到所述触摸电极，并且在显示周期中传输公共电压；以及至少一条虚拟线，所述虚拟线连接到所述触摸电极，并且具有比所述触摸电极的电阻小的电阻。

Description

集成触摸型显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月30日在韩国提交的专利申请No.10-2015-0137814的优先权，其在此通过引用全部并入本文，如同在本文充分地阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种集成(in-cell)触摸型显示装置，更特别地，涉及一种能够提高触摸块(touch block)中公共电压的一致性的集成触摸型显示装置。

背景技术

面对信息社会，显示电信息信号的显示领域已经快速地发展，并且因此已经开发和使用了各种平板显示装置。作为平板显示装置，使用了液晶显示装置(LCD)、等离子体显示面板装置(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示装置等。

在平板显示装置中，广泛地使用LCD，因为它们具有尺寸小、重量轻、外形薄、功耗低等优点。

近来，触摸功能已被添加到LCD。特别地，为了实现薄外形，使用一种嵌入有触摸屏的集成触摸型LCD。

在集成触摸型LCD中，限定了以矩阵形式布置在显示区域中的触摸块，自电容式触摸电极与各自触摸块对应地布置，并且感测线连接到各自的触摸电极。在这种构造的LCD中，显示周期和触摸感测周期交替，并且在触摸感测周期中，用于触摸感测的触摸驱动信号被输出到每条感测线并施加到相应的触摸电极。

通常，感测线大致连接到触摸电极的中央部分，并且触摸电极由具有高电阻的透明导电材料制成。因此，从触摸电极的连接部分到触摸电极的边缘部分，公共电压下降。因此，在触摸块中的位置与位置之间存在公共电压的偏差，发生公共电压不一致(disuniformity)的现象。公共电压的不一致导致显示质量劣化。

对于所有种类的包含LCD的集成触摸型显示装置来说，这种公共电压的不一致都会发生。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本消除由于相关技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题的集成触摸型显示装置。

本发明的一个优点是提供一种能够提高触摸块中公共电压的一致性的集成触摸型显示装置。

本发明的附加特征和优点将在以下的描述中阐明，并且部分地根据该描述将变得显而易见，或可从本发明的实践中获知。通过在书面描述及其权利要求书以及附图中具体指出的结构将实现和获得本发明的这些和其它优点。

为了实现这些和其它优点并根据本发明的意图，如本文所具体化和广义描述的，一种集成触摸型显示装置包括：触摸电极，所述触摸电极位于显示面板内并且被布置在每个触摸块；感测线，所述感测线连接到所述触摸电极，并且在显示周期中传输公共电压；以及至少一条虚拟线(dummy line)，所述虚拟线连接到所述触摸电极，并且具有比所述触摸电极的电阻小的电阻。

需要理解的是，本发明的上述大体描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，旨在对所要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

所包括的用以提供对本发明的进一步理解并且并入本申请中而组成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明第一实施方式的集成触摸型LCD的视图；

图2是示出根据本发明第一实施方式LCD的阵列基板中连接到感测线的触摸块的一部分的平面视图；

图3是示出根据本发明第一实施方式LCD的阵列基板中连接到虚拟线的触摸块的一部分的平面视图；

图4是沿图2的线IV-IV所取的截面图；

图5是沿图3的线V-V所取的截面图；

图6是示出根据本发明第二实施方式的集成触摸型LCD的视图；以及

图7是示出根据本发明第三实施方式的集成触摸型LCD的触摸块的视图。

具体实施方式

现在详细描述示例性实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些实例。可以在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

出于解释的目的，以实例的方式，采用LCD作为显示装置来描述本发明的实施方式。

图1是示出根据本发明第一实施方式的集成触摸型LCD的视图。

参照图1，本实施方式的LCD 100是一种集成触摸型LCD，在这种集成触摸型LCD中，触摸电极171被构造为自电容式触摸感测元件。LCD100包含阵列基板、对置基板例如与阵列基板面对的滤色器基板、以及在阵列基板与滤色器基板之间的液晶层。

触摸电极171可被构造成用作公共电极，在这种情况下，触摸电极171，即公共电极171可连同像素电极一起形成在阵列基板中以在显示周期中操作液晶层来显示图像。包含触摸电极171的LCD100可以例如是面内切换(IPS)模式或高级的高性能面内切换(AH-IPS)模式LCD。在本实施方式中，出于解释的目的，描述了用于产生边缘电场的AH-IPS模式LCD100。

LCD100包含显示图像的显示区域，在显示区域中，像素区域沿行和列以矩阵形式布置。

在显示区域中，多个触摸块TB可沿行和列布置在矩阵形式中。每个触摸块TB可被构造有作为每个触摸块TB的组单元(group unit)而沿列和行方向彼此相邻的多个像素区域。

在LCD100的阵列基板中，触摸电极171与触摸块TB形成为一个单元。在每个触摸块TB形成的每个触摸电极171被图案化以与相邻触摸块TB的触摸电极171分离和间隔开。换句话说，彼此相邻的触摸块TB的触摸电极171彼此电断开。

在LCD100的阵列基板中，连接到每个触摸块TB的每条感测线SL沿一个方向延伸。例如，感测线SL沿列方向延伸，列方向是数据线的延伸方向。感测线SL通过相应第一接触孔CH1连接到相应触摸块TB的触摸电极171并且传输驱动信号到触摸电极171。

在这方面，在作为显示周期的每一帧中，将公共电压提供到感测线SL并且将公共电压传输到触摸电极171。因此，在触摸块TB的每个像素区域中，在像素电极与触摸电极171之间产生电场以操作液晶，因此显示图像。

在相邻显示周期之间的触摸感测周期中(即，在相邻帧之间的空白周期中)，脉冲波形的触摸驱动信号被供给到感测线SL并且传输到触摸电极171。此外，与每个触摸块TB根据触摸而产生的电容变化量相对应的感测信号通过触摸电极171被检测到并且供给到感测线SL。由所检测到的感测信号确定用户的触摸。

因此，在触摸块TB所形成的触摸电极171用作产生电场的公共电极171以及感测用户触摸的电极。因此，能够实现薄的集成触摸型LCD100。

另外，关于每个触摸块TB，至少一条虚拟线SDL与感测线SL间隔开并且与感测线SL平行，而且通过第二接触孔CH2连接到触摸电极171。换句话说，虚拟线SDL对应于每个触摸块TB而形成并且连接到每个触摸块TB，而且，该虚拟线SDL与相邻的触摸块TB间隔开并且被图案化以与连接到相邻触摸块TB的虚拟线SDL分离。

虚拟线SDL可以与感测线SL由相同的材料并且在同一工艺中形成在同一层。这种情况下，具有不需要用来形成虚拟线SDL的额外掩模工艺的优点。

虚拟线SDL起到减小触摸电极171的电阻的作用，为了有效实现这一作用，虚拟线SDL优选由具有比触摸电极171的电阻小的电阻的金属材料形成。

详细地说，当较小电阻的虚拟线SDL连接到触摸电极171时，触摸电极171和虚拟线SDL彼此并联电连接。因此，触摸电极171与虚拟线SDL相结合的电阻小于仅触摸电极171的电阻。因而，减小了从触摸电极171与感测线SL连接的连接部分到触摸电极171的边缘部分的电压降，能够提高公共电压的一致性。

另外，优选的是，多条虚拟线SDL被用于每个触摸块TB。换句话说，随着虚拟线SDL的数目增大，电阻的减少量也增大，因而，形成允许范围内的数目的虚拟线SDL是优选的。

这种情况下，优选的是，多条虚拟线SDL的一部分位于感测线SL的一侧，而这些虚拟线SDL的另一部分位于该感测线SL的另一侧；更优选的是，虚拟线SDL的一部分的数目与虚拟线SDL的另一部分的数目相等。

在这点上，当在感测线SL的两侧布置这些虚拟线SDL时，能够在两侧减小公共电压降，因而公共电压的分布能够更均匀。此外，当位于感测线SL两侧的虚拟线SDL的数目相等时，公共电压的分布能够进一步更加均匀。

此外，优选的是，这些虚拟线SDL围绕触摸块TB的中心线对称地布置，这种情况下，公共电压的分布能够更进一步一致。

另外，优选的是，多个第二接触孔CH2用来将每条虚拟线SDL连接到触摸电极171。在这点上，随着第二接触孔CH2的数目增大，虚拟线SDL与触摸电极171之间的连接面积增大，并且该连接面积对于电阻减小是实质上起作用的参数。因此，当第二接触孔CH2的数目在允许范围内增大时，电阻减小量也增大，因而形成多个第二接触孔CH2是优选的。

类似地，形成多个第一接触孔CH1以将每条感测线SL连接到触摸电极171是优选的。当形成多个第一接触孔CH1时，感测线SL与触摸电极171之间的接触电阻得以减小，因而从感测线SL施加到触摸电极171的公共电压的压降得以减小，并且因而期望电压电平的公共电压能够被供给到触摸电极171。

出于解释的目的，以在相应位置形成相同数目的第一接触孔CH1和第二接触孔CH2为例来描述本实施方式。

进一步参照图2至5来解释LCD100的阵列基板的结构。

图2是示出根据本发明第一实施方式LCD的阵列基板中连接到感测线的触摸块的一部分的平面视图，图3是示出根据本发明第一实施方式LCD的阵列基板中连接到虚拟线的触摸块的一部分的平面视图，图4是沿图2的线IV-IV所取的截面图，而图5是沿图3的线V-V所取的截面图。

参照图2至5，在LCD100的阵列基板，多条栅极线GL沿第一方向例如基板111上的行方向延伸。栅极绝缘层130在栅极线GL上形成。多条数据线DL在栅极绝缘层130上形成并且沿第二方向例如列方向延伸。

通过彼此交叉的栅极线GL和数据线DL，限定了以矩阵形式布置的多个像素区域P。

在每个像素区域P中，形成连接到相应栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管T。

薄膜晶体管T包含：连接到栅极线GL的栅极121；在栅极121上方的栅极绝缘层130上的半导体层131；以及在半导体层131上并且彼此间隔开的源极141和漏极143。源极141连接到数据线DL。

在每个像素区域P中，形成连接到漏极143的像素电极151。

每个触摸电极171，即每个公共电极171在每个触摸块TB形成。公共电极171可布置在像素电极151上方，并且在它们之间具有至少一个绝缘层例如第一钝化层161和第二钝化层162，并且公共电极171与像素电极151一起产生边缘电场。公共电极171可包含对应于每个像素区域P并且面对每个像素电极151的多个条状电极图案172，并且可在相邻电极图案172之间形成开口173。

在这种情况下，电极图案172可沿数据线DL的延伸方向延伸。电极图案172可包含：更接近数据线DL并且位于像素区域P的最外部分的第一电极图案172a；以及位于像素区域P的内部部分的第二电极图案172b。

第一电极图案172a可形成有大于数据线DL的宽度(但不限于此)以遮蔽位于其下方的数据线DL。此外，第一电极图案172a可形成有大于与数据线DL交叠的感测线SL或虚拟线SDL的宽度(但不限于此)从而基本上遮蔽位于其下方的感测线SL或虚拟线SDL。

当如上所述形成第一电极图案172a时，能够防止在数据线DL与像素电极151之间的电干扰以及在数据线DL与感测线SL之间的电干扰。

第二电极图案172b可形成有小于第一电极图案172a的宽度，但不限于此。

在关于公共电极171和像素电极151的布置的另一实例中，在每个触摸块TB的公共电极171可被形成为具有大致板形，像素电极151可位于此公共电极171上方，并且在它们之间具有绝缘层。

在又一实例中，公共电极171和像素电极151的每个都可形成为具有电极图案，并且这些公共电极171和像素电极151可位于同一层或者可以在它们之间具有绝缘层。

公共电极171和像素电极151可以由透明导电材料形成，该透明导电材料例如是ITO、IZO或者ITZO。

在LCD100的阵列基板中，形成连接到每个触摸块TB以传输驱动信号的每条感测线SL。在相应的触摸块TB中，感测线SL可沿数据线DL的延伸方向延伸并且与数据线DL交叠。当感测线SL被布置为与作为非显示元件的数据线DL交叠时，能够防止由于感测线SL引起的孔径比减小，并且感测线SL能够在宽度上最大化并且在电阻上得到减小。感测线SL和数据线DL可以被布置为在它们之间具有至少一个绝缘层例如第一钝化层161。

感测线SL和公共电极171可被布置为在它们之间具有绝缘层例如第二钝化层162，并且可通过第二钝化层162中形成的第一接触孔CH1彼此接触。

此外，在LCD100的阵列基板中，形成至少一条虚拟线SDL，至少一条虚拟线SDL与每个触摸块TB被图案化为一个图案单元并且至少一条虚拟线SDL连接到每个公共电极171。虚拟线SDL可以与感测线SL由相同的材料在同一工艺中形成在同一层。

在每个触摸块TB，虚拟线SDL可以被构造为与感测线SL间隔开、沿着数据线DL的延伸方向延伸、并且与数据线DL交叠。当虚拟线SDL被布置为与作为非显示元件的数据线DL交叠时，能够防止由于虚拟线SDL引起的孔径比减小，并且虚拟线SDL能够在宽度上最大化并且在电阻上得到减小。

虚拟线SDL和数据线DL可被布置为在它们之间具有第一钝化层161。虚拟线SDL和公共电极171可被布置为在它们之间具有第二钝化层162，并且可通过第二钝化层162中形成的第二接触孔CH2彼此接触。

感测线SL和虚拟线SDL可以由具有低电阻的金属材料形成，该金属材料例如是铜(Cu)或者铝(Al)。

以上构造的虚拟线SDL起到减小相应触摸块TB的触摸电极171的电阻的作用。

在这点上，当较小电阻的虚拟线SDL连接到触摸电极171时，触摸电极171与虚拟线SDL彼此并联电连接。因此，触摸电极171与虚拟线SDL相结合的电阻小于仅触摸电极171的电阻。因而，减小了从触摸电极171与感测线SL连接的连接部分到触摸电极171的边缘部分的电压降，能够提高公共电压的一致性。

另外，优选的是，多条虚拟线SDL被用于每个触摸块TB，在这种情况下，触摸电极171的电阻的减少量增大，能够提高公共电压的一致性。

这种情况下，优选的是，多条虚拟线SDL的一部分位于感测线SL的一侧，而这些虚拟线SDL的另一部分位于该感测线SL的另一侧；更优选的是，虚拟线SDL的一部分的数目与虚拟线SDL的另一部分的数目相等。能够在两侧减小公共电压降，因而公共电压的分布能够更均匀。此外，优选的是，这些虚拟线SDL围绕触摸块TB的中央对称地布置，这种情况下，公共电压的分布能够进一步更加均匀。

另外，优选的是，多个第二接触孔CH2用来将每条虚拟线SDL连接到触摸电极171，这种情况下，虚拟线SDL与触摸电极171之间的连接面积增大，电阻减小量也增大。

类似地，形成多个第一接触孔CH1以将每条感测线SL连接到触摸电极171是优选的。这种情况下，从感测线SL施加到触摸电极171的公共电压的压降得以减小，因而期望电压电平的公共电压能够被供给到触摸电极171。

以下解释另一个实施方式，其进一步减小了连接到虚拟线SDL的触摸电极171的电阻，并且能够进一步提高在触摸块TB的公共电压的一致性。

图6是示出根据本发明第二实施方式的集成触摸型LCD的视图。可以省略对与第一实施方式的那些部件类似的部件的解释。

参照图6，在第二实施方式的LCD100中，第二接触孔CH2的数目大于第一接触孔CH1的数目。

在这种构造中，与第一实施方式相比，虚拟线SDL与触摸电极171的接触面积增大。该接触面积是对电阻减小实质上起作用的参数。

因此，触摸电极171与虚拟线SDL相结合的电阻减小量增大，在触摸块TB的公共电压的分布能够更均匀。

图7是示出根据本发明第三实施方式的集成触摸型LCD的触摸块的视图。出于解释的目的，图7示意性地描述了连接到触摸块的虚拟线和感测线。可以省略对与第一和第二实施方式的那些部件类似的部件的解释。

参照图7，在第三实施方式的LCD中，暴露连接到触摸块TB的虚拟线SDL的第二接触孔CH2的面积a2大于第一接触孔CH1的面积a1。

在这种构造中，与第一实施方式相比，虚拟线SDL与触摸电极171的接触面积增大了。

因此，触摸电极171与虚拟线SDL相结合的电阻减小量增大，在触摸块TB的公共电压的分布能够更均匀。

在以上的第二和第三实施方式中，通过增大与触摸电极171的接触面积，在触摸块TB的公共电压的分布能够更均匀。

可以组合第二实施方式和第三实施方式，在这种情况下，虚拟线SDL的接触面积增大得更多，在触摸块TB的公共电压的分布能够进一步更加均匀。

如上所述，在每个触摸块TB，较小电阻的虚拟线被连接到触摸电极171。因此，触摸电极与虚拟线相结合的电阻小于仅触摸电极的电阻。因而，减小了从触摸电极与感测线连接的连接部分到触摸电极的边缘部分的电压降，能够提高公共电压的一致性。

应该理解的是，上述实施方式能够应用于包括LCD的所有种类的显示装置。

对所属领域技术人员显而易见的是，可在本发明中进行各种修改和变型，而不背离本发明的精神或范围。因此，这意味着，本发明涵盖落入所附权利要求书的范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变型。

Claims (4)

1.一种集成触摸型显示装置，包括：

触摸电极，所述触摸电极位于显示面板内并且被布置在每个触摸块；

感测线，所述感测线连接到所述触摸电极，并且在显示周期中传输公共电压；

至少一条虚拟线，所述虚拟线连接到所述触摸电极，并且具有比所述触摸电极的电阻小的电阻；

阵列基板，所述阵列基板包含所述触摸电极、所述感测线和所述至少一条虚拟线；以及

绝缘层，所述绝缘层包含用以连接所述感测线和所述触摸电极的第一接触孔、以及用以连接所述虚拟线和所述触摸电极的第二接触孔，

其中用以连接每一条虚拟线和触摸电极的所述第二接触孔的数目大于用以连接每一条感测线和触摸电极的所述第一接触孔的数目和/或所述第二接触孔的面积大于所述第一接触孔的面积。

2.根据权利要求1所述的集成触摸型显示装置，其中，所述至少一条虚拟线是多条虚拟线，并且所述多条虚拟线布置在所述感测线的两侧。

3.根据权利要求1所述的集成触摸型显示装置，其中所述虚拟线和所述感测线位于同一层并且由相同材料制成。

4.根据权利要求3所述的集成触摸型显示装置，其中，所述阵列基板包含像素电极，所述像素电极位于所述阵列基板的像素区域并且对应于所述触摸电极。

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