CN110162213A - 触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触控显示装置，包括：多个像素单元、驱动芯片、以及多条触控走线，其中，触控显示装置还包括：补偿装置，所述补偿装置位于所述多个像素单元的区块分界处，且与位于显示区外围的保护线路电连接，用于接收所述保护线路提供的补偿信号，以平衡所述触控显示装置中多个电容的电容值。本发明可以有效地解决触控显示装置面板上像素点亮时产生的屏幕横纹问题，有助于提高产品的出货品质良率。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域，具体涉及一种触控显示装置。
背景技术
随着技术的日益发展，移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑等数字化工具无不朝着便利、多功能且美观的方向发展，其中，显示屏幕是这些设备中不可或缺的人机沟通界面，目前，主流的显示屏幕采用液晶显示装置。
近年来，随着信息技术、无线移动通讯和信息家电的快速发展与应用，为了达到更便利、更轻巧以及更人性化的目的，许多信息产品已由传统的键盘或鼠标等装置输入，转为使用触控式面板(Touch Panel，简称：TP)作为输入装置，其中触控式液晶显示装置更成为主流产品。
传统的触控显示装置包括外挂式触控显示装置及一体化式触控显示装置，一体化触控显示装置又分为外嵌型(On Cell)与内嵌型(In Cell)。具体地，On Cell触控显示装置指的是将触控传感器设置在显示面板的偏光片与彩色滤光片基板之间，而In Cell触控显示装置指的是将触控传感器嵌入到显示面板的像素结构之中。相较于On Cell触控显示装置，In Cell触控显示装置具有面板薄型化和轻量化的优势，可以降低制造成本及面板厚度。
现有技术中的一种In Cell触控显示装置是将触控传感器集成到边缘电场切换型(Fringe Field Switching，FFS)液晶显示面板之中，其中，在液晶显示面板的彩色滤光片基板面向液晶层的一面上设置有多条相互平行的触控传感器的感应电极，而在液晶显示面板的薄膜晶体管基板上的公共电极的上方设置有多条相互平行的触控传感器的驱动电极。驱动电极与感应电极的延长反向垂直，在相交处形成感应电容。在驱动电极提供触控驱动信号时，若人体接触触控显示装置的触摸屏，人体与触摸屏之间所产生的人体电容电场就会作用在感应电容上，使感应电容的电容值发生变化，此时外部触控电路根据检测到的感应电极上因感应电极的电容值发生变化而引起的电压变化，就可以确定人体接触到触摸屏上的触点位置。然而，在触控显示装置的显示区(AA区)内，由于多个像素单元的间隔分布，会使得触控显示装置中的公共电极层被切割而缺少一部分的公共电压信号，使得公共电极与数据线之间以及公共电极与栅极线之间等电容的电容值不同，进而使得像素单元的分界处显示不均，造成屏幕横纹现象。
因此，需要提供一种触控显示装置，以解决上述现有技术问题中屏幕横纹的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种触控显示装置，可以有效地解决在面板像素点亮时产生的屏幕横纹问题，提高产品的出货品质良率。
根据本发明提供的一种触控显示装置，包括：多个像素单元；驱动芯片；以及多条触控走线，其特征在于，所述触控显示装置还包括：补偿装置，所述补偿装置位于所述多个像素单元的区块分界处，且与位于显示区外围的保护线路电连接，用于接收所述保护线路提供的补偿信号，以平衡所述触控显示装置中多个电容的电容值。
优选地，所述补偿装置为：第一补偿层，所述第一补偿层位于相邻行像素单元的分界处；和/或第二补偿层，所述第二补偿层位于相邻列像素单元的分界处，
其中，所述第一补偿层与所述第二补偿层均与所述保护线路电连接。
优选地，所述第一补偿层与所述第二补偿层位于所述触控显示装置中薄膜晶体管基板的同一层。
优选地，所述第一补偿层与所述第二补偿层位于所述触控显示装置中薄膜晶体管基板的不同层，且彼此之间由绝缘层隔离。
优选地，其特征在于，所述第一补偿层和所述第二补偿层均与薄膜晶体管基板中的第一电极层或第二电极层的制作材料相同。
优选地，所述补偿装置还包括：多个开关晶体管，所述多个开关晶体管位于相邻像素单元的分界处，和其栅极与位于所述显示区外围的保护线路电连接，用于接收所述保护线路提供的补偿信号，连通或断开相邻的所述像素单元中的公共电极。
优选地，所述每个开关晶体管的源级和漏极分别对应相邻的两个公共电极，并且当所述补偿信号为高电平时，连通所述相邻的两个公共电极，和当所述补偿信号为低电平时，断开所述相邻的两个公共电极。
优选地，不同像素单元区块分界处的所述补偿装置所接收的补偿信号相同，或不同像素单元区块分界处的所述补偿装置所接收的补偿信号不相同。
优选地，所述补偿信号包括公共电压信号。
优选地，所述保护线路为金属线路。
优选地，所述多个像素单元位于所述触控显示装置的显示区，用于被公共电极分块复用；所述驱动芯片位于所述触控显示装置的显示区外，用于在触控显示阶段向所述多个像素单元输入触控信号；所述触控走线的一端与所述像素单元电连接，另一端与所述驱动芯片电连接，且所述每个像素单元至少通过一条触控走线与所述驱动芯片电连接。
本发明的有益效果是：本发明公开了一种触控显示装置，在面板像素单元的分界处设置有补偿装置，该补偿装置通过接收显示区外围保护线路提供的补偿信号，可以平衡触控显示装置中区块分界出相邻的公共电极上的电压信号，进而可以平衡触控显示装置中多个电容的电容值。
可以有效地避免触控显示装置内像素单元分界处由于显示不均造成的屏幕横纹问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据现有技术中触控显示装置结构的俯视图；
图2示出根据现有技术中触控显示装置的阵列基板中公共电极的结构分布图；
图3示出根据本发明第一实施例中触控显示装置结构的俯视图；
图4示出根据本发明第一实施例触控显示装置区域Ⅰ中像素单元的电路结构图；
图5示出图4所示的触控显示装置沿线Ⅱ-Ⅱ的剖面结构示意图；
图6示出图5中补偿层的另一实施结构图；
图7示出根据本发明第二实施例中触控显示装置结构的俯视图；
图8示出根据本发明第二实施例触控显示装置区域Ⅲ中像素单元的电路结构图；
图9示出图8所示的触控显示装置沿线Ⅳ-Ⅳ的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
图1示出根据现有技术中触控显示装置结构的俯视图。
图2示出根据现有技术中触控显示装置的阵列基板中公共电极的结构分布图。
结合图1与图2，在现有技术中，如图1所示，触控显示装置上设置有多个像素单元200，该像素单元200是公共电极分块复用，像素单元200位于触控显示装置的显示区(AA区)，每个像素单元200通过至少一条触控走线210与驱动集成芯片700电连接。可选的，每一个像素单元200通过一条触控走线210与驱动集成芯片700电连接，驱动集成芯片700在触控显示阶段给像素单元200输入触控信号。
如图2所示，触控显示装置中还包括公共电极层160，公共电极层160被设置为多个区块，每个区块分别对应一个像素单元200，公共电极层160的区块分布可以提高触控显示装置的触控灵敏度，但是在多个区块的相邻位置处会存在区块分界，此处的公共电极层被分割，因此不能给相应位置上下的数据层或栅极层提供公共电压，影响触控显示装置的显示质量。
图3示出根据本发明第一实施例中触控显示装置结构的俯视图。
参考图1与图2可知，在触控显示装置中多个像素单元200彼此间隔分布，且每个像素单元200都对应一个公共电极，同时在相邻像素单元200或相邻的公共电极160区块分界处公共电极部分缺失，从而影响触控显示装置中多个电容(例如，公共电极层与数据线之间的电容，以及公共电极线与薄膜晶体管栅极线之间的电容)的电容值。
本发明所公开的触控显示装置，在多个像素单元200的区块分界处设置有补偿装置，和该补偿装置用于平衡触控显示装置中多个分块的公共电极上的电压值，进而平衡多个像素单元中的多个电容值，消除屏幕横纹。
如图3所示，在本发明第一实施例中，补偿装置为位于相邻行像素单元之间的第一补偿层140、和/或位于相邻列像素单元之间的第二补偿层141。第一补偿层140和第二补偿层141均与显示区(AA区)外围的保护线路310电连接，和保护线路310用于向第一补偿层140和第二补偿层141提供补偿信号。
优选地，补偿信号为公共电压信号。
参考图4、图5和图6，图4示出根据本发明第一实施例触控显示装置区域Ⅰ中像素单元的电路结构图。图5示出图4所示的触控显示装置沿线Ⅱ-Ⅱ的剖面结构示意图。图6示出图5中补偿层的另一实施结构图。
触控显示装置包括薄膜晶体管基板100、与该薄膜晶体管基板100相对设置的彩色滤光片基板以及位于该薄膜晶体管基板100与该彩色滤光片基板之间的液晶层。其中，补偿装置位于薄膜晶体管基板100上。
在本发明第一实施例的第一个实施方式中，补偿装置为单层结构，即第一补偿层140与第二补偿层141重叠布置(位于同一层面)，或第一补偿层140和第二补偿层141为一整体。
需要说明的是，当第一补偿层140与第二补偿层141为同一层面的整体结构时，其组合形成的任何本领域普通技术人员可以想到的图形化设计，均应在本发明的保护范围之内。
如图4和图5所示，薄膜晶体管基板100包括第一基底101、第一栅极层111、有源层120、源漏极112(113)、第一绝缘层131、补偿层140(141)、第二绝缘层132、第一电极层150、第三绝缘层133，以及第二电极层160。第一基底101、第一栅极层111、有源层120、源漏极112(113)、第一绝缘层131、补偿层140(141)、第二绝缘层132、第一电极层150、第三绝缘层133，以及第二电极层160依次层叠设置于该第一基底101朝向液晶层的表面上，第一栅极层111设置于第一基底101的上表面，在第一栅极层111远离第一基底101的一侧设置有有源层120，在有源层120的远离第一栅极层111的一侧设置有源漏极112(113)，补偿层140(141)位于源漏极112(113)远离第一基底101的一侧，且在补偿层140(141)的下表面贴合有第一绝缘层131，在补偿层140(141)的上表面贴合有第二绝缘层132，第一电极层150位于第二绝缘层132与第三绝缘层133之间，第二电极层160位于第三绝缘层133远离第二绝缘层132的一侧。同时第一电极层150与第二电极层160绝缘相交。
优选地，补偿层140(141)与薄膜晶体管基板中的第一电极层150或第二电极层160的制作材料相同，如均由金属材料制成。
在本发明第一实施例的第二个实施方式中，补偿装置为双层结构，即第一补偿层140与第二补偿层141位于不同层面上。
如图6所示，在本发明第一实施例的第二个实施方式中，第一补偿层140与第二补偿层141之间设置有绝缘层134。和第一补偿层140与第二补偿层141的位置可进行互换。而关于薄膜晶体管基板100中的其它结构可参考图4和图5的相关说明，在此不再描述。
可选的，补偿层140(141)在薄膜晶体管基板100中的位置不局限于上述一种，可根据实际情况调整补偿层140(141)的位置，如将补偿层140(141)设置于更靠近第一基底101的位置，或将补偿层140(141)设置于更远离第一基底101的位置，在此不做限定。
优选地，第一补偿层140和第二补偿层141均与薄膜晶体管基板中的第一电极层150或第二电极层160的制作材料相同，如均由金属材料制成。
在本发明第一实施例中，第一补偿层140和第二补偿层141位于多个像素单元200的区块分界处，同时第一补偿层140和第二补偿层141均与触控显示装置显示区(AA区)外围保护线路310电连接，可以接收保护线路310传送的公共电压信号Vcom，并与薄膜晶体管基板100中的第一栅极层111以及数据线层构成补偿电容，进而可以保持多个电容的电容值一致，能够有效地避免触控显示屏幕出现横纹现象，提高产品质量和出货品质良率等。
优选地，保护线路310为金属线路，位于显示区(AA区)的边缘，可以防止静电，同时也为触控显示装置提供边缘电场和公共电压信号Vcom。
图7出根据本发明第二实施例中触控显示装置结构的俯视图。图8示出根据本发明第二实施例触控显示装置区域Ⅲ中像素单元的电路结构图。图9示出图8所示的触控显示装置沿线Ⅳ-Ⅳ的剖面结构示意图。
由图1和图2可知，触控显示装置包括多个像素单元200，该像素单元200由公共电极分块复用，像素单元200位于触控显示装置的显示区(AA区)，每个像素单元200通过至少一条触控走线210与驱动集成芯片700电连接。可选的，每一个像素单元200通过一条触控走线210与驱动集成芯片700电连接，驱动集成芯片700在触控显示阶段给像素单元200输入触控信号。
如图7所示，在本发明第二实施例中，补偿装置还包括位于多个像素单元200(或公共电极)的区块分界处的多个开关晶体管180(在附图中进画出一个，但可以理解的是，在每个区块分界处均应设有开关晶体管180)。
其中，开关晶体管180的栅极连接外围保护线路310，用以接收其传输的补偿信号，和其源极和漏极分别对应区块分界处两侧的公共电极。开关晶体管180用以在接收高电平的补偿信号时，连通区块分界处两侧的公共电极，进而消除各像素单元200间的差异，平衡触控显示装置中的多个电容的电容值。和在接收低电平的补偿信号时，断开区块分界处两侧的公共电极。
如图8和图9所示，在本发明第二实施例中，薄膜晶体管基板100包括第一基底101、第一栅极层111、有源层120、源漏极112(113)、第一绝缘层131、第一电极层150、第二绝缘层132、第二栅极层181、第三绝缘层135、单晶硅层182、第二电极层160以及第四绝缘层136。
第一栅极层111、有源层120、源漏极112(113)、第一绝缘层131、第一电极层150、第二绝缘层132、第二栅极层181、第三绝缘层135、单晶硅层182、第二电极层160以及地四绝缘层136依次层叠设置于该第一基底101朝向液晶层的表面上，第一栅极层111设置于第一基底101的上表面，在第一栅极层111远离第一基底101的一侧设置有有源层120，在有源层120的远离第一栅极层111的一侧设置有源漏极112(113)，第一电极层150位于源漏极112(113)远离第一基底101的一侧，且在第一电极层150的下表面贴合有第一绝缘层131，在补偿层140(141)的上表面贴合有第二绝缘层132，第二栅极层181位于第二绝缘层132与第三绝缘层135之间，单晶硅层182位于第三绝缘层135与第二电极层160之间，第二电极层160位于第三绝缘层135和第四绝缘层136之间。同时第一电极层150与第二电极层160绝缘相交。
进一步地，本实施例中，第二电极层160分为两部分(分别对应相邻像素单元区块分界处的两个公共电极)，和单晶硅层182与两部分的第二电极层160均有接触。
优选地，在本实施例中，第二栅极层181与两部分第二电极层160构成开关晶体管180的三个端口。
可选的，第一电极层150与第二电极层160均为透明导电材料如氧化铟锡ITO制成。且在本实施例中，第一电极层150包括公共电极层，第二电极层160包括像素电极层，在其他实施例中，第一电极层150包括像像素电极层，第二电极层160包括公共电极层。本实施例中，优选第二电极层160为公共电极层。
进一步地，本发明实施例中，第一栅极层111与有源层120之间还可包括栅绝缘层，有源层120与源漏极112(113)之间还包括层间绝缘层。同时，在栅绝缘层与层间绝缘层之间还设置有导电通道170(如过孔)，导电通道可实现源漏极112(113)与有源层120之间的电性连接，以及像素电极150与漏极113之间的电性连接。同时，在薄膜晶体管基板100中，薄膜晶体管的栅极111与扫描线连接，源极112或漏极113与数据线连接。
进一步地，实施例中薄膜晶体管基板100还包括触控电极线210，可选的，触控电极线210与源漏极层位于112(113)同一层。
可选的，源漏极112(113)中的源极112与漏极113位置可互换。
进一步地，有源层120为沉积的多晶硅(Poly Si)层，栅绝缘层与层间绝缘层为沉积的二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)层，绝缘层为沉积的氮化硅(PV-SiNx)层。
在本发明第二实施例中，用开关晶体管180作为补偿装置，可以在触控显示装置的扫描阶段使开关晶体管180关断，而在触控显示装置的显示阶段使开关晶体管180导通，这样不仅可以实现在显示阶段平衡各像素单元中公共电极的电压值，消除横纹现象，也可以减少能量损耗。
优选地，开关晶体管180的通过栅极接收外围保护线路310传输的补偿信号来实现导通与关断。
进一步地，在本发明的一个实施例中，位于不同像素单元的区块分界处的补偿装置(如第一补偿层140、第二补偿层141和开关晶体管180)其所接收的补偿信号相同。而在本发明的另一个实施例中，位于不同像素单元的区块分界处的至少部分补偿装置其所接收的补偿信号不相同，此时应根据具体的实际要求提供补偿信号，需要说明的是，由于不同像素单元的区块可根据实际需求选择性连接，当显示面板的不停区域需要不同补偿信号(电压)时，可以通过驱动集成装置向不同像素单元的区块分界处的至少部分补偿装置提供不同的补偿信号，以实现不同显示区域的有效显示。
进一步地，应对与不同的架构，其它的在触控显示面板的氧化铟锡层(公共电极层)ITO区块缺口处进行电容或电容补偿的方案，均应在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种触控显示装置，包括：多个像素单元、驱动芯片以及多条触控走线，其特征在于，所述触控显示装置还包括：
补偿装置，所述补偿装置位于所述多个像素单元的区块分界处，且与位于显示区外围的保护线路电连接，用于接收所述保护线路提供的补偿信号，以平衡所述触控显示装置中多个电容的电容值。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述补偿装置为：
第一补偿层，所述第一补偿层位于相邻行像素单元的分界处；和/或
第二补偿层，所述第二补偿层位于相邻列像素单元的分界处，
其中，所述第一补偿层与所述第二补偿层均与所述保护线路电连接。
3.根据权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一补偿层与所述第二补偿层位于所述触控显示装置中薄膜晶体管基板的同一层。
4.根据权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一补偿层与所述第二补偿层位于所述触控显示装置中薄膜晶体管基板的不同层，且彼此之间由绝缘层隔离。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一补偿层和所述第二补偿层均与薄膜晶体管基板中的第一电极层或第二电极层的制作材料相同。
6.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述补偿装置还包括：
多个开关晶体管，所述多个开关晶体管位于相邻像素单元的分界处，和其栅极与位于所述显示区外围的保护线路电连接，用于接收所述保护线路提供的补偿信号，连通或断开相邻的所述像素单元中的公共电极。
7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述每个开关晶体管的源级和漏极分别对应相邻的两个公共电极，并且当所述补偿信号为高电平时，连通所述相邻的两个公共电极，和当所述补偿信号为低电平时，断开所述相邻的两个公共电极。
8.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，不同像素单元区块分界处的所述补偿装置所接收的补偿信号相同，或不同像素单元区块分界处的所述补偿装置所接收的补偿信号不相同。
9.根据权利要求1、6或8中任一项所述的触控显示装置，其特征在于，所述补偿信号包括公共电压信号。
10.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，
所述多个像素单元位于所述触控显示装置的显示区，用于被公共电极分块复用；
所述驱动芯片位于所述触控显示装置的显示区外，用于在触控显示阶段向所述多个像素单元输入触控信号；
所述触控走线的一端与所述像素单元电连接，另一端与所述驱动芯片电连接，且所述每个像素单元至少通过一条触控走线与所述驱动芯片电连接。
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