CN107065322B - 触摸屏显示设备及含其的集成触摸屏的显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供了触摸屏显示设备及含其的集成触摸屏的显示设备，所述触摸屏显示设备包括：多条选通线；被构造成通过与所述多条选通线交叉来限定子像素的多条数据线；薄膜晶体管；布置在子像素区域中的像素电极；以及布置成与所述像素电极交叠的公共电极，且保护层被插置在所述像素电极与所述公共电极之间。像素电极在对应于薄膜晶体管的区域中具有包括多个像素电极空间的图案，从而抑制白色触摸色差缺陷并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率降低。

Description

触摸屏显示设备及含其的集成触摸屏的显示设备
技术领域
本发明涉及触摸屏显示设备及含其的集成触摸屏的显示设备(touch screen-integrated display device)。
背景技术
随着信息化社会的发展，对于用于显示图像的显示设备的各类需求正在增加。近来，已经使用了各种类型的显示设备，诸如液晶显示(LCD)设备、等离子体显示面板(PDP)设备或有机发光显示(OLED)设备。
这样的显示设备摆脱了诸如按钮、键盘和鼠标的传统输入系统，并提供了使用户能直观且方便地输入信息或指令的基于触摸的输入系统。
为了提供基于触摸的输入系统，需要识别用户的触摸或非触摸并准确检测触摸坐标。
为此，根据现有技术，采用诸如电阻膜模式、电容模式、电磁感应模式、红外模式以及超声模式的各种触摸模式中的一种来提供触摸感测。
此外，关于对显示设备的触摸屏的应用，已经开发出在显示设备内安装触摸传感器的技术。具体地，已经开发出使用形成在下基板上的公共电极作为触摸电极的盒内(in-cell)型显示设备。
然而，这种盒内型显示设备或共面转换(IPS)模式液晶显示设备易遭受在公共电极(或触摸电极)位于像素电极上并且液晶的排列被诸如触摸的外部压力改变但无法迅速恢复时观察到的白色触摸色差。
为了改进这样的白色触摸色差，已经提出了各种技术。然而，即使改进了触摸色差，也可能会出现其它的附加图像质量缺陷(诸如各子像素的亮度降低)。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种触摸屏显示设备，其中，在布置在子像素中的像素电极区域上形成具有多个像素电极空间的图案(凹凸图案)，从而抑制白色触摸色差缺陷并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率的降低，并且还提供了一种具有该触摸屏显示设备的集成触摸屏的显示设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种触摸屏显示设备，其包括：多条选通线，所述多条选通线沿着第一方向布置；多条数据线，所述多条数据线沿着第二方向布置并被构造成通过与所述多条选通线交叉来限定子像素；薄膜晶体管，所述薄膜晶体管布置在所述选通线与所述数据线的交叉处；像素电极，所述像素电极布置在子像素区域中；以及公共电极，所述公共电极布置成与所述像素电极交叠，且保护层插置在所述公共电极与所述像素电极之间。在本文中，所述公共电极具有包括多个公共电极空间的狭缝结构，并且所述像素电极在对应于所述薄膜晶体管的区域中具有包括多个像素电极空间的图案。因此，所述触摸屏显示设备具有抑制白色触摸色差缺陷并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率降低的效果。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种集成触摸屏的显示设备，该集成触摸屏的显示设备包括：多条选通线，所述多条选通线沿着第一方向布置；多条数据线，所述多条数据线沿着第二方向布置并被构造成通过与所述多条选通线交叉来限定子像素；薄膜晶体管，所述薄膜晶体管布置在所述选通线与所述数据线的交叉处；像素电极，所述像素电极布置在所述薄膜晶体管上且平整层在每个子像素区域中被插置在所述像素电极与所述薄膜晶体管之间；以及多个触摸电极，所述多个触摸电极在每个像素电极上布置成块的形式，且在多个像素电极的每个组中在所述触摸电极与所述像素电极之间插置有保护层。所述触摸电极在对应于每个子像素的区域中具有包括多个公共电极空间的狭缝图案，并且所述像素电极在对应于所述薄膜晶体管的区域中具有包括多个像素电极空间的图案。因此，所述集成触摸屏的显示设备具有抑制白色触摸色差缺陷并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率降低的效果。
在根据本发明的触摸屏显示设备中以及具有该触摸屏显示设备的集成触摸屏的显示设备中，在布置在子像素中的像素电极区域上形成具有多个像素电极空间的图案(凹凸图案)，从而抑制白色触摸色差缺陷，并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率的降低。
附图说明
结合附图，通过下面的详细描述将更清楚地理解本发明的上述以及其它方面、特征和其它优点，在附图中：
图1是根据本发明的集成触摸屏的显示设备的构造图；
图2是示出在根据本发明的集成触摸屏的显示设备中在触摸模式期间生成的电容组件(Cself、Cpara1和Cpara2)的图；
图3是示出根据本发明的集成触摸屏的显示设备的显示面板的平面图；
图4是示出在根据本发明的集成触摸屏的显示设备是液晶显示设备的情况下显示面板的截面的图；
图5是示出包括在根据本发明的集成触摸屏的显示设备中的显示面板的另一平面图；
图6A和图6B是示出在显示设备的子像素中出现触摸色差以及透射率降低的图；
图7是示出根据本发明的显示设备的子像素中的电极结构的图；
图8是根据本发明的显示设备的子像素中的薄膜晶体管区域的放大图；
图9是沿着图7的线I-I'截取的截面图；以及
图10A和图10B是示出提高根据本发明的显示设备的子像素中的透射率的图。
具体实施方式
参照附图，从下文描述的示例性实施方式将更清楚地理解本公开的优点和特征以及用于实现这些优点和特征的方法。然而，本公开并不限于下列示例性实施方式，而是可以以各种不同的形式来实现。提供这些示例性实施方式仅用于使本公开的公开内容完整并且向本领域技术人员全面传达本发明的范畴，并且本公开将由所附权利要求来限定。
附图中所示出的用于描述本公开的示例性实施方式的形状、尺寸、比率、角度和数量等仅是示例，并且本公开不限于此。贯穿本说明书，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在以下描述中，公知的相关技术的详细描述可能会被省去，以避免不必要地混淆本公开的主题。
本文中所使用的诸如“包括”、“具有”以及“由……构成”的术语旨在允许加入其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非明确说明，否则任何所提及的单数都可以包括复数。
即使没有明确阐明，组件也被解释为包括普通的误差范围。
当使用诸如“上”、“上方”、“下方”、“靠近”等术语来描述两个部件之间的位置关系时，可以在所述两个部件之间放置一个或更多个部件，除非该术语与术语“直接”一起使用。
当使用诸如“……之后”、“……以后”、“紧接着”以及“……之前”的术语来描述两个或更多个事件之间的时间顺序时，两个或更多个事件可以是间断的，除非该术语与术语“立刻”、“直接”一起使用。
尽管术语“第一”、“第二”等被用于描述各种组件，但这些组件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与其它组件区分开。因此，在下文中所提及的第一组件可以是本公开的技术方案中的第二组件。
如本领域技术人员可以完全理解的，本公开的各示例性实施方式的特征可以彼此部分地或完全地结合或组合，并且可以在技术上以各种方式互锁和操作，并且可以独立地或彼此相关联地实施各示例性实施方式。
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施方式。此外，为了方便起见，在附图中，可能会夸大地表达设备的尺寸和厚度。贯穿本说明书，相同的附图标记通常表示相同的元件。
图1是根据本发明的集成触摸屏的显示设备100的构造图。
参照图1，根据本发明的集成触摸屏的显示设备100是能够提供图像显示功能(显示功能)和触摸感测功能的显示设备。
根据本发明的集成触摸屏的显示设备100例如可以是具有响应于触摸输入的触摸感测功能的中型和大型设备(诸如电视或监视器)或便携式设备(诸如智能电话或平板电脑)。
参照图1，为了提供显示功能，根据本发明的集成触摸屏的显示设备100包括显示面板110、数据驱动器120、选通驱动器130以及控制器140。
显示面板110可以包括沿着第一方向(例如，沿着列方向)布置的多条数据线DL以及沿着第二方向(例如，沿着行方向)布置的多条选通线GL。
数据驱动器120驱动多条数据线DL。在本文中，数据驱动器120还可以被称为“源驱动器”。
选通驱动器130驱动多条选通线GL。在本文中，选通驱动器130还可以被称为“扫描驱动器”。
控制器140控制数据驱动器120和选通驱动器130。为了做到这一点，控制器140将各种控制信号施加至数据驱动器120和选通驱动器130。
控制器140根据在每一帧中实现的定时开始扫描，将从外部输入的图像数据转换成适于数据驱动器120使用的数据信号形式，输出转换后的图像数据并且在与扫描相对应的适当时间控制数据的驱动。
控制器140可以是一般显示技术中所使用的定时控制器或包括定时控制器并执行附加控制功能的控制器。
选通驱动器130根据控制器140的控制依次将接通(ON)电压扫描信号或断开(OFF)电压扫描信号施加至多条选通线。
如果特定的选通线被选通驱动器130打开，则数据驱动器120将从控制器140接收到的图像数据转换成模拟形式的数据电压并且将该数据电压施加至多条数据线DL。
在图1中，数据驱动器120仅位于显示面板的一侧(例如，上侧或下侧)处，但可以根据面板的驱动方法或设计方法位于显示面板110的两侧(例如，上侧和下侧)处。
在图1中，选通驱动器130仅位于显示面板110的一侧(例如，左侧或右侧)处，但可以根据面板的驱动方法或设计方法位于显示面板110的两侧(例如，左侧和右侧)处。
前面所提及的控制器140从外部(例如，主机系统)接收输入图像数据和诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、输入数据使能(DE)信号和时钟信号CLK的各种定时信号。
根据本发明的集成触摸屏的显示设备100可以是诸如液晶显示设备、有机发光显示设备和等离子体显示设备的各种设备中的任一种。例如，集成触摸屏的显示设备100可以是共面转换(IPS)模式液晶显示设备，在该显示设备中液晶分子水平对齐并且适当地旋转以显示图像，并且该显示设备具有高分辨率、低功耗、宽视角等优点。更具体地，集成触摸屏的显示设备100可以是高级高性能-IPS(AH-IPS)模式液晶显示设备。
布置在显示面板110中的每个子像素SP可以被配置成包括诸如晶体管的电路元件。
另外，根据本发明的集成触摸屏的显示设备100可以包括触摸系统以便提供触摸感测功能。
参照图1，触摸系统可以包括用作触摸传感器的多个触摸电极TE以及被构造成通过驱动所述多个触摸电极TE来感测触摸的触摸电路150。
触摸电路150将触摸驱动信号依次施加至多个触摸电极TE以依次驱动所述多个触摸电极TE。
然后，触摸电路150从被施加触摸驱动信号的触摸电极接收触摸感测信号。
触摸电路150可以识别出触摸或非触摸并基于从多个触摸电极TE接收的触摸感测信号计算触摸坐标。
在本文中，触摸驱动信号可以具有例如具有两个或更多个电压电平的脉冲调制信号的波形。
从多个触摸电极TE接收到的触摸感测信号可以根据诸如手指或笔的指示器是否在相应的触摸电极周围输入触摸而改变。
触摸电路150可以识别出触摸或非触摸，并且可以通过基于触摸感测信号获得触摸电极TE中的电容变化(或电压变化或电荷变化)来获得触摸坐标。
参照图1，触摸电极TE中的每一个都被连接至感测线SL，以便将触摸驱动信号施加至多个触摸电极TE中的每一个。
此外，为了将触摸驱动信号依次施加至多个触摸电极TE，触摸系统还可以包括开关电路160，该开关电路160被配置成将触摸电路150依次连接至多条感测线SL，所述多条感测线SL分别连接至多个触摸电极TE。
开关电路160可以包括至少一个多路复用器。
另外，参照图1，多个触摸电极TE中的每一个都可以被形成为块状。
此外，每个触摸电极TE都可以具有等于或相当于一个子像素区域SP的尺寸的尺寸。
另外，如图1所示，每个触摸电极TE都可以具有大于一个子像素区域SP的尺寸的尺寸。
也就是说，每个触摸电极TE区域都可以具有相当于两个或更多个子像素区域SP的尺寸的尺寸。
另外，参照图1，可以在显示面板110中设置多个触摸电极TE。
从这个意义上可以说，显示面板110可以集成有触摸屏或触摸屏面板。也就是说，显示面板110可以是集成有盒内触摸屏或盒上(on-cell)触摸屏的显示面板。
另外，根据本发明的集成触摸屏的显示设备100可以以显示模式操作以便提供显示功能，或者可以以触摸模式操作以便提供触摸感测功能。
就此而言，多个触摸电极TE在触摸模式期间可以作为触摸传感器来操作，并且在显示模式期间可以被用作显示模式电极。
例如，在显示模式期间，作为显示模式电极的示例，多个触摸电极TE可以操作为被施加公共电压Vcom的公共电极。
在本文中，公共电压Vcom对应于要被施加至像素电极的像素电压。
另外，设在显示面板110中的多个触摸电极TE可以以N(N≥2)行M(M≥2)列的矩阵布置，如图1所示。
图2是示出在根据本发明的集成触摸屏的显示设备100中在触摸模式期间生成的电容组件(Cself、Cpara1和Cpara2)的图。
参照图2，在触摸模式下用作触摸电极并且在显示模式下用作公共电极(Vcom电极)(该公共电极与像素电极一起形成液晶电容器)的多个触摸电极TE与诸如手指或笔的指示器一起生成自电容Cself，以便在触摸模式下检测触摸或非触摸以及触摸的坐标。
另外，用作公共电极的多个触摸电极TE还可以与选通线GL以及数据线DL一起生成寄生电容Cpara1和Cpara2。然而，寄生电容Cpara1和Cpara2由于它们比自电容小很多而可以被忽略。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的示例性实施方式的集成触摸屏的显示设备100的显示面板110、将公共电压和触摸驱动信号施加至用作公共电极和触摸电极两者的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34的方法、将数据电压和触摸驱动信号(或者对应于触摸驱动信号的信号)施加至数据线DL的方法、将数据电压和触摸驱动信号(或对应于触摸信号的信号)施加至选通线GL的方法等。
图3是示出根据本发明的集成触摸屏的显示设备的显示面板的平面图。
参照图3，如上所述，显示面板110包括多条数据线DL、多条选通线GL和多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34。
另外，如上所述，显示面板110可以以显示模式或触摸模式操作。
就此而言，形成在显示面板110上的多条数据线DL和多条选通线GL是显示面板110利用其可用作显示面板的组件。
此外，形成在显示面板110上的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34是显示面板110利用其可用作显示面板和触摸屏面板两者的组件。
更具体地，当显示面板110用作显示面板时(即，当显示面板的驱动模式是显示模式时)，多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34用作被施加公共电压Vcom并且被布置为面向像素电极(第一电极，未示出)的“公共电极”(也称为“Vcom电极”)。
此外，当显示面板110用作触摸屏面板时(即，当显示面板110的驱动模式是触摸模式时)，多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34响应于施加至其的触摸驱动电压与触摸指示器(例如，手指或笔)一起形成电容器，并且用作测量电容器的电容的“触摸电极”。
换句话说，多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34在显示模式下用作公共电极(Vcom电极)并且在触摸模式下用作触摸电极。
多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34在显示模式下被施加公共电压Vcom并且在触摸模式下被施加触摸驱动信号。
因此，如图3所示，感测线SL11至SL14、SL21至SL24以及SL31至SL34可被连接至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34，以便将公共电压或触摸驱动信号传送至所述多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34。
因此，在触摸模式下，从触摸电路150和开关电路160生成的触摸驱动信号Vtd经由感测线SL11至SL14、SL21至SL24以及SL31至SL34被施加至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34的全部或一部分。在显示模式下，从公共电压供应单元(未示出)提供的公共电压Vcom经由感测线SL11至SL14、SL21至SL24以及SL31至SL34被施加至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34。
参照图3，与形成在显示面板110上的多条数据线DL和多条选通线GL彼此交叉的点分别对应地限定子像素SP。在本文中，每个子像素可以是红色(R)子像素、绿色(G)子像素、蓝色(B)子像素以及白色(W)子像素中的一种。
参照图3，可以在形成用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的一个触摸电极的区域(在下文中也称为单位触摸电极区域)中限定两个或更多个子像素SP。也就是说，多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的一个触摸电极对应于两个或更多个子像素SP。
例如，24×3条数据线DL和24条选通线GL可以被布置在形成用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的一个个触摸电极的一个区域(单位触摸电极区域)中，从而限定24×3×24个子像素SP。
另外，在对应于每个像素SP的区域中，用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的每一个都可以是块状图案(如图3所示)或(在某些情况下)包括梳齿图案的图案。
本发明可应用于如下情况，即用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的每一个触摸电极都是包括梳齿图案的图案。
图4是示出在根据本发明的集成触摸屏的显示设备100是液晶显示设备的情况下显示面板的截面的图。
图4是示出形成用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的一个触摸电极的区域(单位触摸电极区域)的截面图。
参照图4，在集成触摸屏的显示设备100的显示面板110中，例如，在下基板400上沿着第一方向(沿着水平方向，该方向是图3中的左右方向)形成选通线402，并且在选通线402上形成栅极绝缘层(栅绝缘层)404。
在栅极绝缘层404上沿着第二方向(沿着竖直方向，该方向是图3中垂直于纸张表面的方向)形成数据线406，并且在数据线406上形成第一保护层408。
在第一保护层408上形成每个子像素区域的像素电极410和感测线412，并且可以在像素电极410和感测线412上形成第二保护层414。在本文中，感测线412分别从用作公共电极和触摸电极的多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34连接至开关电路160，以在显示模式下将从公共电压供应单元生成的公共电压Vcom传输至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34，并且在触摸模式下将从触摸电路150和开关电路160生成的触摸驱动信号传输至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34。
在第二保护层414上形成用作公共电极和触摸电极的一个电极416，并且在电极416上形成液晶层418。在本文中，用作公共电极和触摸电极的电极416是多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的一个触摸电极，并且可以是块状图案。
要在其上形成黑底419a、滤色器419b等的上基板420位于液晶层418上。
尽管图4示出了液晶显示设备，但是本发明不限于此并且可应用于可以集成有触摸面板的各种显示设备。
图5是示出根据本发明的集成触摸屏的显示设备100的显示面板的另一平面图。
参照图5，与图3不同，分别连接至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34以传输触摸驱动信号或公共电压的感测线SL11至SL14、SL21至SL24以及SL31至SL34可以与布置选通线GL的第二方向(例如，水平方向)平行地布置。
在这种情况下，图1中所示出的从触摸电路150和开关电路160生成的触摸驱动信号或者从公共电压供应单元生成或供应的公共电压可以经由与选通线平行布置的感测线SL11至SL14、SL21至SL24以及SL31至SL34被传输至多个触摸电极TE11至TE14、TE21至TE24以及TE31至TE34中的所有或部分。
在该过程中，触摸感测线可以形成在导电金属层M3L(或第三保护层)中。然而，在其它实施方式中，多条触摸感测线可以与多条数据线平行。
可应用本发明的形成在底板上的薄膜晶体管的示例可以包括非晶硅(在下文中称为“a-Si”)、金属氧化物以及多晶硅。多晶硅可以是低温多晶硅(在下文中称为“LTPS”)和高温多晶硅(在下文中称为“HTPS”)，但不限于此。
此外，在本说明书中，已经主要描述了每个子像素的像素电极和公共电极。然而，如果本发明是集成触摸屏的显示设备，则所述公共电极可以指触摸电极内每个相应子像素的公共电极。如果本发明是IPS模式液晶显示设备，则公共电极可以指布置在每个子像素中的像素电极和公共电极。
也就是说，本发明可应用于限定了子像素并且在子像素中存在像素电极和公共电极的任何显示设备。
图6A和图6B是示出在显示设备的子像素中出现触摸色差以及透射率降低的图。
参照图6A和图6B，在显示设备中，子像素SP由交替布置的多条选通线601和多条数据线603限定。薄膜晶体管TFT被布置在选通线601和数据线603之间的交叉处。在每个子像素区域SP中，像素电极609和公共电极610布置有插在它们之间的绝缘层(例如，保护层或钝化层)。此外，薄膜晶体管TFT包括栅极601a、栅极绝缘层(未示出)、有源层(未示出)、源极617以及漏极618。
在集成触摸屏的显示设备的情况下，公共电极610可以是触摸电极TE。如果公共电极610是触摸电极，则该触摸电极可以形成为块状，以便与多个子像素相对应。
公共电极610在对应于每个子像素SP的区域中包括狭缝图案。在狭缝图案之间存在公共电极空间VS(Vcom空间)。在附图中，形成了公共电极中分别对应于子像素SP的第一公共电极空间至第三公共电极空间VS1、VS2和VS3，但公共电极空间的数量不限于此。
此外，每个子像素被分成显示图像的开放区域和作为非激活区域的黑底区域(在下文中称为“BM区域”)。在BM区域中，布置有薄膜晶体管、选通线601和数据线603。在液晶显示设备的情况下，BM区域是指形成在滤色器基板上的黑底。
在图6A所示的子像素结构中，形成在公共电极610上的第一公共电极空间至第三公共电极空间VS1、VS2和VS3沿着平行于数据线603的方向布置。因此，配向膜的摩擦方向与公共电极610的角度相似。
因此，如果液晶被施加外部压力，则根据式1的原理，力在公共电极610与摩擦方向之间的夹角为45°时最大。因此，在图6A所示的电极结构中，将液晶恢复成正常排列状态需要较长时间。
因此，在子像素中出现诸如白色触摸色差的缺陷。
Figure BDA0001165451890000111
(T表示液晶的扭矩，ε表示液晶的介电常数，θ表示电极的角度，并且E表示施加至液晶的电场。)
也就是说，由于在公共电极610的第一公共电极空间VS1中电极与摩擦方向之间的夹角较小，因此产生旋转位移区域，在该旋转位移区域中如果施加外部压力则需要较长时间来恢复液晶。因此，出现白色触摸色差。
为此，为了抑制白色触摸色差的出现，如图6B所示，已经提出了公共电极610的第一电极空间至第三公共电极空间VS1、VS2和VS3的边缘朝BM区域的内部弯曲的结构。
然而，为了减小薄膜晶体管与公共电极610之间的寄生电容，在薄膜晶体管的上部形成公共电极孔VH。因此，对要朝BM区域的内部弯曲的第一公共电极空间至第三公共电极空间VS1、VS2和VS3的长度存在限制。
由于这样的设计限制，形成在公共电极610上的第一公共电极空间VS1的边缘位于开放区域中，这导致子像素内透射率降低(亮度降低)。
因此，在根据本发明的显示设备中，在布置在子像素中的像素电极区域上形成具有多个像素电极空间的图案(凹凸图案)，从而抑制白色触摸色差缺陷，并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率的降低。
具体地，液晶排列方向与像素电极之间的夹角通过形成在像素电极区域上的像素电极空间被最大化，使得液晶的恢复力根据式1增大。因此，可以抑制由诸如触摸的外部压力导致的白色触摸色差缺陷的出现。
图7是示出根据本发明的显示设备的子像素中的电极结构的图，图8是根据本发明的显示设备的子像素中的薄膜晶体管区域的放大图，并且图9是沿着图7的线I-I'截取的截面图。
参照图7至图9，根据本发明的显示设备包括沿着第一方向(水平方向或与第二方向交叉的方向)布置的多条选通线701、沿着第二方向(竖直方向或与第一方向交叉的方向)布置并被配置成通过与选通线701交叉来限定子像素SP的多条数据线703、布置在选通线701与数据线703之间的交叉处的薄膜晶体管TFT、布置在子像素区域中的像素电极709以及布置成与像素电极709交叠的公共电极710，且绝缘层(保护层)插置在像素电极709与公共电极710之间。
如上所述，如果本发明的显示设备是集成触摸屏的显示设备，则公共电极710可以是对应于一组多个子像素的触摸电极TE的一部分。
此外，薄膜晶体管TFT包括栅极701a、栅极绝缘层720(未示出)、有源层714(未示出)、源极717以及漏极718。
具体地，在本发明中，布置在子像素区域SP中的公共电极710包括多个狭缝图案，并且在狭缝图案之间存在多个公共电极空间VS1、VS2和VS3。
此外，在本发明中，位于子像素的BM区域中的像素电极709包括包含多个像素电极空间MA1和MA2的图案。因此，液晶的针对外部压力的恢复力增大。
因此，液晶迅速恢复成原始排列方向，从而抑制诸如白色触摸色差(在向显示设备施加诸如触摸的外部压力的区域中的色差)的缺陷。
参照图8，形成在像素电极709上的图案包括第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2。第一像素电极空间MA1与数据线703相邻，并且第二像素电极空间MA2相比第一像素电极空间MA1距数据线703更远。由于像素电极空间的数量不限于此，因此在某些情况下可能存在三个或更多个像素电极空间。
此外，第一像素电极空间MA1的长度比第二像素电极空间MA2的长度短。第一像素电极空间MA1与公共电极710的第一公共电极空间VS1形成45°的夹角。
第二像素电极空间MA2与公共电极710的第二公共电极空间VS2形成45°的夹角。此外，形成在公共电极710上的第一公共电极空间至第三公共电极空间VS1、VS2和VS3与数据线703平行地布置。
因此，在存在像素电极709的第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2的区域中，存在像素电极709与公共电极710彼此形成45°夹角的区域。
更具体地，假设由第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2形成的像素电极709的图案表面被称作①、②、③、④、⑤、⑥、⑦和⑧，则对应于第一像素电极空间MA1的表面①、②、③和④通过反射过程最小值而形成地尽可能小。这些表面形成为具有约2.5μm的长度。
另外，由第二像素电极空间MA2形成的表面⑤、⑥、⑦和⑧中的表面⑥和⑧的长度(即，第二像素电极空间MA2的长度)被设置成约7μm。
这是通过将像素电极709与液晶排列方向之间的夹角设置成45°并因此根据式1最大化液晶的扭矩来改进液晶的恢复力。这还通过调整第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2的长度抑制了由于透射率降低而导致的亮度降低。
因此，在本发明的显示设备中，当施加诸如触摸的外部压力时，液晶通过液晶的恢复力而迅速恢复。因此，抑制了由触摸产生的诸如白色触摸色差的缺陷。
此外，在本发明中，在像素电极上形成诸如第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2的多个夹角，使得公共电极的公共电极空间VS1、VS2和VS3可以与数据线703平行地布置，并且公共电极空间VS1、VS2和VS3的边缘可以位于BM区域内。因此，可以抑制子像素中出现的亮度降低。
参照图9，在本发明的显示设备中，包括栅极701a、栅极绝缘层720、有源层714、源极717和漏极718的薄膜晶体管TFT被布置在基板700上。数据线703被布置在与源极717和漏极718相同的层上。
第一保护层725被布置在薄膜晶体管TFT和数据线703上，并且平整层730被布置在第一保护层725上。如有必要，可以不形成第一保护层725。
像素电极709被布置在平整层730上，并且经由接触孔C电连接至薄膜晶体管TFT的漏极718。
此外，第二保护层740和第三保护层741被层压并布置在像素电极709上，并且公共电极710被布置在第三保护层741上。在公共电极710的与薄膜晶体管TFT交叠的区域中，形成公共电极孔VH，以便使公共电极710与薄膜晶体管TFT之间的寄生电容最小化。
第一保护层至第三保护层725、740和741可以由电绝缘层形成，并且可以不形成第二保护层740和第三保护层741中的任一个。
此外，尽管未在图中示出，但如果本发明的显示设备是集成触摸屏的显示设备，则公共电极710可以是触摸电极的一部分，并且可以进一步形成电连接至触摸电极的触摸感测线。触摸感测线电连接至公共电极710或触摸电极(参照图3和图5)。然而，在其它实施方式中，多条触摸感测线可以与多条数据线平行。
图10A和图10B是示出改进根据本发明的显示设备的子像素中的透射率的图。
参照图10A，如果布置在子像素SP的BM区域中的公共电极610的一部分是弯曲的，如图6B所示，则第二公共电极空间VS2和第三公共电极空间VS3分别具有预定角度。
然而，需要留出相对于形成在公共电极610中以减小寄生电容的公共电极孔VH的距离裕度(margin)。因此，第一公共电极空间VS1的边缘的一部分位于开放区域中。
因此，如图10A所示，由于透射率降低而导致的亮度降低出现在开放区域与BM区域之间的区域X中。
然而，如果通过第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2在像素电极709上形成多个夹角，如图7所示，则形成在公共电极710上的第一公共电极空间VS1的下侧(边缘区域)可以位于BM区域(非有源区域)中(以便与数据线平行)。因此，在图10B所示出的区域Y中，能够抑制由于透射率降低而导致的亮度降低。
此外，参照图8所描述的，由于液晶的恢复力被形成在像素电极709上的第一像素电极空间MA1和第二像素电极空间MA2最大化，因此能够抑制由诸如触摸的外部压力导致的白色触摸色差缺陷。
因此，在根据本发明的显示设备的子像素结构中以及具有该子像素结构的集成触摸屏的显示设备中，在布置在子像素中的像素电极区域上形成具有多个像素电极空间的图案(凹凸图案)，从而抑制白色触摸色差缺陷，并且还抑制在开放区域与BM区域之间的交界处出现的透射率的降低。
提供上述说明和附图仅用于例示本公开的技术概念，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行诸如组件的组合、分离、替换以及改变的各种修改和变化。因此，仅出于例示的目的提供了本公开的示例性实施方式，而不意在限制本公开的技术概念。本公开的技术概念的范围不限于此。因此，应当理解，上述示例性实施方式在所有方面是例示性的，并且不限制本公开。本公开的保护范围应当基于下面的权利要求进行解释，并且在权利要求的等同范围内的所有的技术概念都应解释为落在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月30日提交的韩国专利申请第10-2015-0169459号的优先权，该专利申请出于所有目的以引用方式并入本文，如同在本文中进行完全阐述。

Claims (11)

1.一种触摸屏显示设备，该触摸屏显示设备包括：
多条选通线，所述多条选通线沿着第一方向布置；
多条数据线，所述多条数据线沿着第二方向布置并被构造成通过与所述多条选通线交叉来限定子像素；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管被布置在所述选通线与所述数据线的交叉处；
多条触摸感测线，所述多条触摸感测线与所述多条数据线平行；
第一电极，所述第一电极被布置在子像素区域中；以及
第二电极，所述第二电极被布置成与所述第一电极交叠，
其中，所述第二电极具有包括至少一个第二电极空间的狭缝结构，并且所述第一电极具有包括至少一个第一电极空间的凹凸图案，
其中，所述至少一个第二电极空间与所述至少一个第一电极空间形成夹角，
其中，所述至少一个第二电极空间的边缘部分位于所述子像素的黑底区域中，并且
其中，所述至少一个第一电极空间位于所述黑底区域中，并且
其中，所述第一电极是像素电极，并且所述第二电极是公共电极。
2.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述至少一个第一电极空间与所述多条数据线中的一条形成夹角，并且所述第二电极的所述狭缝结构与所述多条数据线中的一条平行。
3.根据权利要求2所述的触摸屏显示设备，其中，所述至少一个第一电极空间包括所述第一电极的第一空间和所述第一电极的第二空间，并且所述第一电极的第一空间的长度比所述第一电极的第二空间的长度短。
4.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，形成在所述第一电极上的所述凹凸图案中的至少一个与所述薄膜晶体管的源极或漏极交叠。
5.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述第二电极的所述狭缝结构与所述多条数据线中的一条平行。
6.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，该触摸屏显示设备还包括对应于多个子像素的触摸电极。
7.根据权利要求6所述的触摸屏显示设备，其中，所述触摸电极是所述第二电极的一部分并且被连接至所述多条触摸感测线中的一条。
8.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，该触摸屏显示设备还包括与所述薄膜晶体管的一部分交叠的第二电极孔。
9.根据权利要求8所述的触摸屏显示设备，其中，形成所述第二电极孔以便使所述第二电极与所述薄膜晶体管之间的寄生电容最小化。
10.一种集成触摸屏的显示设备，该集成触摸屏的显示设备包括：
根据权利要求1-5和权利要求7-9中的任一项所述的触摸屏显示设备；以及
触摸电极，所述触摸电极被布置在多个子像素区域中。
11.根据权利要求10所述的集成触摸屏的显示设备，其中，所述第一电极的所述凹凸图案与所述薄膜晶体管的漏极平行。
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