CN110376814B - 阵列基板及内嵌触控显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种阵列基板，设有多条扫描线和多条数据线以及呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括多个子像素单元和一个触控侦测单元，每个子像素单元内设有像素电极，所述阵列基板上还设有呈阵列排布的多个触控电极，每个触控电极对应于多个像素单元，所述触控电极与所述像素电极位于同一层，所述触控电极为图案化结构且包括纵横交错的多条横向触控电极线和多条纵向触控电极线，每条横向触控电极线沿着扫描线方向延伸并位于对应的一条扫描线正上方，每条纵向触控电极线沿着数据线方向延伸并覆盖对应的一列触控侦测单元，有效解决提高触控侦测信噪比的问题。本发明还提供了包括该阵列基板的内嵌触控显示面板。

Description

阵列基板及内嵌触控显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板及内嵌触控显示面板。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触控显示面板已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触控显示面板按照组成结构可以分为：外挂式触控显示面板(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触控显示面板(On Cell Touch Panel)、以及内嵌触控显示面板(In Cell TouchPanel)。其中内嵌触控显示面板将触控显示面板的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触控显示面板的制作成本，受到各大面板厂家青睐。
现有的内嵌触控显示面板利用互电容或自电容的原理实现检测手指触摸位置。图1所示为现有技术的一种自容内嵌触控显示面板的结构示意图，一整面的公共电极被分割成若干个触控电极区块11，各个触控电极区块11分别由触控信号引线12连接至芯片13。
然而随着面板尺寸变大，触控电极区块11面积变大使得寄生电容变大，造成触控侦测难度上升。同时，由于触控电极区块11上方的液晶电容会随着显示画面不同而产生变化，使得信噪比（SNR）无法提升。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板及内嵌触控显示面板，以解决提高内嵌触控显示面板触控侦测的信噪比的问题。
本发明提供一种阵列基板，所述阵列基板上设有多条扫描线和多条数据线以及呈阵列排布的多个像素单元，其特征在于，每个所述像素单元包括多个子像素单元和一个触控侦测单元，所述子像素单元和所述触控侦测单元均沿着所述数据线方向呈列排布，每个所述子像素单元内设有像素电极，所述阵列基板上还设有呈阵列排布的多个触控电极，每个所述触控电极对应于多个所述像素单元，所述触控电极与所述像素电极位于同一层，所述触控电极为图案化结构且包括纵横交错的多条横向触控电极线和多条纵向触控电极线，每条所述横向触控电极线沿着所述扫描线方向延伸并位于对应的一条所述扫描线正上方，每条所述纵向触控电极线沿着所述数据线方向延伸并覆盖对应的一列所述触控侦测单元。
进一步地，所述像素电极和所述触控电极由同一道蚀刻制程中制作形成。
进一步地，所述阵列基板上还设有沿着所述数据线方向延伸的多条触控信号引线，多条所述触控信号引线与多条所述数据线位于同一层，多条所述触控信号引线与多个所述触控电极之间相互绝缘，每条所述触控信号引线通过触控接触孔与一个对应的所述触控电极电性连接。
进一步地，每个所述子像素单元内的所述像素电极通过薄膜晶体管与对应的所述扫描线和所述数据线连接，所述薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极，所述像素电极通过像素接触孔与所述薄膜晶体管的漏极电性连接，所述数据线、所述源极、所述漏极和所述触控信号引线由同一道蚀刻制程中制作形成。
进一步地，多条所述触控信号引线与多个所述触控电极之间还设置有公共电极，多条所述触控信号引线与所述公共电极之间设置有第一绝缘层和平坦层，所述公共电极与多个所述触控电极之间设置有第二绝缘层，所述触控接触孔和所述像素接触孔均贯穿所述第二绝缘层、所述公共电极、所述平坦层和所述第一绝缘层。
进一步地，沿着所述扫描线方向，所述触控侦测单元的横向宽度不小于所述子像素单元的横向宽度的三分之一，且不大于所述子像素单元的横向宽度。
进一步地，沿着所述扫描线方向，每三列所述子像素单元和每一列所述触控侦测单元相互交替排列。
本发明还提供一种内嵌触控显示面板，包括彩膜基板、阵列基板和位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层，所述彩膜基板上设有黑矩阵和滤色层，其特征在于，所述阵列基板为如上所述的阵列基板，所述黑矩阵对应覆盖每个所述触控侦测单元。
进一步地，所述阵列基板包括第一衬底基板，所述彩膜基板包括第二衬底基板，所述黑矩阵和所述滤色层设置在所述第二衬底基板的内侧表面上，所述彩膜基板上还设有屏蔽层，所述屏蔽层位于所述第二衬底基板的内侧并覆盖所述黑矩阵和所述滤色层，或者所述屏蔽层设置在所述第二衬底基板的外侧表面上。
进一步地，与每个所述触控侦测单元相对应的位置未设置所述屏蔽层。
综上所述，本发明的阵列基板和内嵌触控显示面板在同一道蚀刻制程中制作形成像素电极和触控电极，在同一道蚀刻制程中制作形成数据线和触控信号引线，节约了制造步骤；触控电极并不接收数据信号，触控侦测单元内液晶分子的位置相对固定，因而触控侦测单元内的液晶电容相对固定，使得触控电极感应到的电容变化更为灵敏准确，有效提升了触控侦测的信噪比；每个触控电极由纵横交错的多条横向触控电极线和多条纵向触控电极线构成对应于多个像素单元的一网状结构，减小了寄生电容，进一步提升了触控侦测的信噪比。
附图说明
图1为现有技术的一种自容内嵌触控显示面板的结构示意图。
图2为本发明第一实施例的阵列基板的结构示意图。
图3为图2所示阵列基板中局部(I)的放大示意图。
图4为图2所示阵列基板中单个像素单元的结构示意图。
图5为沿图4中A-A截断线的剖面示意图。
图6为沿图4中B-B截断线的剖面示意图。
图7为沿图4中C-C截断线的剖面示意图。
图8为本发明第一实施例的内嵌触控显示面板中彩膜基板的结构示意图。
图9为图8所示彩膜基板中单个像素单元的结构示意图。
图10为本发明第一实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。
图11为本发明第二实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。
图12为本发明第三实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。
图13为本发明第四实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。
图14(a)为现有技术的自容内嵌触控显示面板中单个触控电极区块的结构示意图；
图14(b)为本发明提供的内嵌触控显示面板中单个触控电极的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
第一实施例
本发明的阵列基板应用于内嵌触控显示面板。请参图2和图3，图2示出了本发明第一实施例的阵列基板的结构示意图，图3示出了图2所示阵列基板中局部(I)的放大示意图。阵列基板上设有多条扫描线221和多条数据线222以及呈阵列排布的多个像素单元P，每个像素单元P包括多个子像素单元P1和一个触控侦测单元P2，子像素单元P1和触控侦测单元P2均沿着数据线222方向呈列排布。
每个子像素单元P1内设有像素电极25，阵列基板上还设有呈阵列排布的多个触控电极26，每个触控电极26对应于多个像素单元P。触控电极26与像素电极25位于同一层，触控电极26为图案化结构且包括纵横交错的多条横向触控电极线261和多条纵向触控电极线262。每条横向触控电极线261沿着扫描线221方向延伸并位于对应的一条扫描线221正上方，以减小对像素开口率的影响，每条纵向触控电极线262沿着数据线222方向延伸并覆盖对应的一列触控侦测单元P2，即每个触控电极26由纵横交错的多条横向触控电极线261和多条纵向触控电极线262构成对应于多个像素单元P的一网状结构。
阵列基板上还设有沿着数据线222方向延伸的多条触控信号引线223，多条触控信号引线223与多条数据线222位于同一层，多条触控信号引线223与多个触控电极26之间相互绝缘，每条触控信号引线223通过触控接触孔260与一个对应的触控电极26电性连接。
请结合图4，示出了阵列基板中单个像素单元的结构示意图。每个子像素单元P1内的像素电极25通过薄膜晶体管210与对应的扫描线221和数据线222连接，薄膜晶体管210包括栅极211、半导体层213、源极214和漏极215，像素电极25通过像素接触孔250与薄膜晶体管210的漏极215电性连接。
请参图5至图7，图5为沿图4中A-A截断线的剖面示意图，图6为沿图4中B-B截断线的剖面示意图，图7为沿图4中C-C截断线的剖面示意图。具体地，阵列基板包括第一衬底基板20、形成在第一衬底基板20上的栅极211和扫描线221、覆盖栅极211和扫描线221的栅极绝缘层212、半导体层213、与半导体层213相接触的源极214和漏极215、连接源极214的数据线222、触控信号引线223、像素电极25以及触控电极26。
其中，栅极211和扫描线221由同一道蚀刻制程中制作形成，数据线222、源极214、漏极215和触控信号引线223由同一道蚀刻制程中制作形成，像素电极25和触控电极26由同一道蚀刻制程中制作形成，节约了制造步骤。
进一步地，多条触控信号引线223与多个触控电极26之间还设置有公共电极23，多条触控信号引线223与公共电极23之间设置有第一绝缘层216和平坦层217，公共电极23与多个触控电极26之间设置有第二绝缘层24。触控接触孔260和像素接触孔250均贯穿第二绝缘层24、公共电极23、平坦层217和第一绝缘层216，触控接触孔260和像素接触孔250可由同一道蚀刻制程中制作形成。
当显示画面时，像素电极25通过薄膜晶体管210接收数据信号，控制像素电极25上方的液晶分子旋转以显示画面。当人体触碰显示面板时，触控电极26感应到的电容由原始电容改变为原始电容叠加人体电容，并产生触控侦测信号，通过触控信号引线223将触控侦测信号传递至触控侦测芯片50。由于本发明的触控电极26并不接收数据信号，触控侦测单元P2内液晶分子40的位置相对固定，进而触控侦测单元P2内的液晶电容相对固定，使得触控电极26感应到的电容变化更为灵敏准确，有效提升了触控侦测的信噪比。
称扫描线221的延伸方向为横向，数据线222的延伸方向为纵向。本发明的内嵌触控显示面板中，增大触控侦测单元P2的横向宽度有利于提升触控侦测的灵敏度，但增大触控侦测单元P2的横向宽度会降低像素开口率。优选地，沿着扫描线221方向，触控侦测单元P2的横向宽度不小于子像素单元P1的横向宽度的三分之一，且不大于子像素单元P1的横向宽度。
进一步地，沿着扫描线221方向，每三列子像素单元P1和每一列触控侦测单元P2相互交替排列。
本发明还提供了内嵌触控显示面板，内嵌触控显示面板包括上述任一种阵列基板、彩膜基板和位于阵列基板与彩膜基板之间的液晶层。
请参图8，示出了本发明内嵌触控显示面板中彩膜基板的结构示意图，彩膜基板包括第二衬底基板30、黑矩阵31和滤色层32，黑矩阵31和滤色层32设置在第二衬底基板30的内侧表面上，黑矩阵31对应覆盖每个触控侦测单元P2。具体地，请参图9，黑矩阵31包括分别对应于三个子像素单元P1的三个黑矩阵开口，且黑矩阵31对应覆盖每个触控侦测单元P2。滤色层32填充在黑矩阵开口内，三个黑矩阵开口内分别填充有红色色阻321、绿色色阻322和蓝色色阻323。
请参图10，示出了内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。其中，TFT阵列层21用于简略地示意出扫描线221、数据线222、薄膜晶体管210、触控信号引线223、第一绝缘层216和平坦层217的结构。子像素单元P1内像素电极25呈栅状，因此像素电极25沿D-D截断线的剖面如图10所示，图10中还示出了纵向触控电极线262沿D-D截断线的剖面。
如图10所示，本实施例的彩膜基板上还设有屏蔽层33，屏蔽层33位于第二衬底基板30的内侧并覆盖黑矩阵31和滤色层32。屏蔽层33用于对外部静电进行屏蔽，本实施例的屏蔽层33采用高阻透明导电材料，优选地屏蔽层33的电阻率高于氧化铟锡（ITO），以避免屏蔽层33影响触控电极26的侦测灵敏度。
进一步，彩膜基板还可以包括平坦层34，平坦层34的一部分填充在第二衬底基板30内侧的触控侦测单元P2的凹陷空间内，平坦层34的另一部分整面覆盖屏蔽层33，用于维持液晶盒空间的均一性。
第二实施例
请参图11，示出了本发明第二实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。本发明第二实施例提供的内嵌触控显示面板与上述第一实施例的区别在于，与每个触控侦测单元P2相对应的位置未设置屏蔽层33。
由于触控电极26和人体触摸位置间不存在屏蔽层33，屏蔽层33不会影响触控电极26的侦测灵敏度，因此本实施例的屏蔽层33既可包括电阻率高于氧化铟锡（ITO）的高阻透明导电材料，也可包括氧化铟锡（ITO）。屏蔽层33在对应于每个触控侦测单元P2的位置设置缺口，可以降低屏蔽层33的材料要求以节省成本，也有利于提升触控电极26的侦测灵敏度。
第三实施例
请参图12，示出了本发明第三实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。本发明第三实施例提供的内嵌触控显示面板与上述第一实施例的区别在于，屏蔽层33设置在第二衬底基板30的外侧表面上，且整面覆盖第二衬底基板30。
第四实施例
请参图13，示出了本发明第四实施例的内嵌触控显示面板沿图9中D-D截断线的剖面示意图。本发明第四实施例提供的内嵌触控显示面板与上述第三实施例的区别在于，与每个触控侦测单元P2相对应的位置未设置屏蔽层33。
由于触控电极26和人体触摸位置间不存在屏蔽层33，屏蔽层33不会影响触控电极26的侦测灵敏度，因此本实施例的屏蔽层33既可包括电阻率高于氧化铟锡（ITO）的高阻透明导电材料，也可包括氧化铟锡（ITO）。屏蔽层33在对应于每个触控侦测单元P2的位置设置缺口，可以降低屏蔽层33的材料要求以节省成本，也有利于提升触控电极26的侦测灵敏度。
综上所述，本发明的内嵌触控显示面板在同一道蚀刻制程中制作形成像素电极25和触控电极26，在同一道蚀刻制程中制作形成数据线222和触控信号引线223，节约了制造步骤；触控电极26并不接收数据信号，触控侦测单元内液晶分子的位置相对固定，因而触控侦测单元P2内的液晶电容相对固定，使得触控电极26感应到的电容变化更为灵敏准确，有效提升了触控侦测的信噪比。对比图14(a)和图14(b)，图14(a)示出了现有技术的自容内嵌触控显示面板中单个触控电极区块11的结构示意图，图14(b)示出了本发明提供的内嵌触控显示面板中单个触控电极的结构示意图，本发明中每个触控电极26由纵横交错的多条横向触控电极线261和多条纵向触控电极线262构成对应于多个像素单元P的一网状结构，减小了寄生电容，进一步提升了触控侦测的信噪比。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种阵列基板，所述阵列基板上设有多条扫描线(221)和多条数据线(222)以及呈阵列排布的多个像素单元(P)，其特征在于，每个所述像素单元(P)包括多个子像素单元(P1)和一个触控侦测单元(P2)，所述子像素单元(P1)和所述触控侦测单元(P2)均沿着所述数据线(222)方向呈列排布，每个所述子像素单元(P1)内设有像素电极(25)，所述阵列基板上还设有呈阵列排布的多个触控电极(26)，每个所述触控电极(26)对应于多个所述像素单元(P)，所述触控电极(26)与所述像素电极(25)位于同一层，所述触控电极(26)为图案化结构且包括纵横交错的多条横向触控电极线(261)和多条纵向触控电极线(262)，每条所述横向触控电极线(261)沿着所述扫描线(221)方向延伸并位于对应的一条所述扫描线(221)正上方，每条所述纵向触控电极线(262)沿着所述数据线(222)方向延伸并覆盖对应的一列所述触控侦测单元(P2)；所述阵列基板上还设有沿着所述数据线(222)方向延伸的多条触控信号引线(223)，多条所述触控信号引线(223)与多条所述数据线(222)位于同一层，多条所述触控信号引线(223)与多个所述触控电极(26)之间相互绝缘，每条所述触控信号引线(223)通过触控接触孔(260)与一个对应的所述触控电极(26)电性连接；每个所述子像素单元(P1)内的所述像素电极(25)通过薄膜晶体管(210)与对应的所述扫描线(221)和所述数据线(222)连接，所述薄膜晶体管(210)包括栅极(211)、半导体层(213)、源极(214)和漏极(215)，所述像素电极(25)通过像素接触孔(250)与所述薄膜晶体管(210)的漏极(215)电性连接，所述数据线(222)、所述源极(214)、所述漏极(215)和所述触控信号引线(223)由同一道蚀刻制程中制作形成。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极(25)和所述触控电极(26)由同一道蚀刻制程中制作形成。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，多条所述触控信号引线(223)与多个所述触控电极(26)之间还设置有公共电极(23)，多条所述触控信号引线(223)与所述公共电极(23)之间设置有第一绝缘层(216)和平坦层(217)，所述公共电极(23)与多个所述触控电极(26)之间设置有第二绝缘层(24)，所述触控接触孔(260)和所述像素接触孔(250)均贯穿所述第二绝缘层(24)、所述公共电极(23)、所述平坦层(217)和所述第一绝缘层(216)。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，沿着所述扫描线(221)方向，所述触控侦测单元(P2)的横向宽度不小于所述子像素单元(P1)的横向宽度的三分之一，且不大于所述子像素单元(P1)的横向宽度。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，沿着所述扫描线(221)方向，每三列所述子像素单元(P1)和每一列所述触控侦测单元(P2)相互交替排列。
6.一种内嵌触控显示面板，包括彩膜基板、阵列基板和位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层，所述彩膜基板上设有黑矩阵(31)和滤色层(32)，其特征在于，所述阵列基板为权利要求1-5任一项所述的阵列基板，所述黑矩阵(31)对应覆盖每个所述触控侦测单元(P2)。
7.根据权利要求6所述的内嵌触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括第一衬底基板(20)，所述彩膜基板包括第二衬底基板(30)，所述黑矩阵(31)和所述滤色层(32)设置在所述第二衬底基板(30)的内侧表面上，所述彩膜基板上还设有屏蔽层(33)，所述屏蔽层(33)位于所述第二衬底基板(30)的内侧并覆盖所述黑矩阵(31)和所述滤色层(32)，或者所述屏蔽层(33)设置在所述第二衬底基板(30)的外侧表面上。
8.根据权利要求7所述的内嵌触控显示面板，其特征在于，与每个所述触控侦测单元(P2)相对应的位置未设置所述屏蔽层(33)。
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