CN111367431B - 阵列基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种阵列基板及显示装置。该阵列基板包括触摸基板，触摸基板包括阵列排列的多个触摸电极、多个触摸电极走线，每个触摸电极包括阵列排列的多个触摸传感器，阵列基板的各像素单元的公共电极复用为触摸传感器，阵列基板包括向像素单元提供显示数据的数据走线；阵列基板包括层叠设置的衬底基板、薄膜晶体管，触摸电极走线与数据走线同层设置于薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，触摸电极走线并排设置在每个数据走线的两侧。

Description

阵列基板及显示装置
技术领域
本公开一般涉及显示技术领域，尤其涉及阵列基板、制造方法、及显示装置。
背景技术
随着智能科技的发展，具有触摸功能的显示屏(触摸屏)获得了越来越广泛的应用。当前主流的触摸屏主要分为On Cell和In Cell两种方案，On Cell是将触摸层嵌入到彩色滤光片基板和偏光片之间，In Cell是将触摸层嵌入至像素单元，将TFT陈列基板上的公共电极作为触摸传感器。In Cell式触摸由于只需要单个的Touch层，使得触摸屏的透过率得到改善，且该技术对物理设计的限制大大减小，屏幕更加轻薄，适合当前超薄化的流行趋势，因此其应用空间也是非常广泛。In Cell触摸技术需要考虑添加的触摸Sensor是否影响显示屏原有的显示效果。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种改善显示效果的具备触摸基板的一种阵列基板及显示装置。
第一方面，提供一种阵列基板，该阵列基板包括触摸基板，触摸基板包括阵列排列的多个触摸电极、多个触摸电极走线，每个触摸电极包括阵列排列的多个触摸传感器，阵列基板的各像素单元的公共电极复用为触摸传感器，阵列基板包括向像素单元提供显示数据的数据走线；
阵列基板包括层叠设置的衬底基板、薄膜晶体管，触摸电极走线与数据走线同层设置于薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，触摸电极走线并排设置在每个数据走线的两侧。
在本申请的一个或多个实施例中，在一个触摸电极中，横向排列的相邻公共电极之间电连接，形成公共电极条；
各公共电极条通过选择一个或两个触摸电极走线电连接，所选择的触摸电极走线与触摸驱动器电连接，使得每个公共电极条都能接收到触摸驱动器发送的信号，触控驱动器向触摸电极提供公共电压或者触摸驱动信号。
在本申请的一个或多个实施例中，该所选择的一个触摸电极走线分别与其紧邻的各公共电极通过过孔电连接。
在本申请的一个或多个实施例中，该所选择的两个触摸电极走线中的一个触摸电极走线与其紧邻的偶数行公共电极通过过孔电连接，另一个电极走线与其紧邻的奇数行公共电极通过过孔电连接。
在本申请的一个或多个实施例中，两个触摸电极走线设置在同一根数据走线的两侧，在与接入至触摸驱动器之前连接所述两个触摸电极走线，作为一根引线连接至所述触摸驱动器。
在本申请的一个或多个实施例中，触摸电极走线与数据走线均采用与源漏极相同的金属材料。
在本申请的一个或多个实施例中，数据走线的宽度大于触摸电极走线的宽度。
第二方面，提供一种显示装置，该显示装置包括本申请各实施例所提供的的阵列基板。
在本申请的一个或多个实施例中，显示装置还包括彩膜基板，彩膜基板包括阵列排列的色阻片，以及位于相邻两个色阻片之间的黑矩阵，黑矩阵在衬底基板的正投影覆盖触摸电极走线在衬底基板的正投影。
在本申请的一个或多个实施例中，触摸驱动器包括位于阵列基板的相对的两端的第一触摸驱动器和第二触摸驱动器，同一根触摸电极走线的两端分别与第一触摸驱动器和第二触摸驱动器电连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过将触摸电极走线与数据走线同层设置于薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，触摸电极走线并排设置在每个数据走线的两侧，提供一种不影响显示质量的具有In Cell触摸结构的阵列基板。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本申请实施例的In-cell触摸基板的示例性结构示意图；
图2示出了根据本申请另一实施例的In-cell触摸基板的示例性结构示意图；
图3示出了根据本申请实施例的阵列基板的示例性结构示意图；
图4示出了根据本申请实施例的HADS模式阵列基板的示例性结构示意图；
图5示出了图4的C区的局部放大图；
图6示出了图5的A_A'剖面图；
图7示出了图5的B_B'剖面图；
图8示出了根据本申请实施例的ADS模式阵列基板的示例性结构示意图；
图9示出了图8的D区的局部放大图；
图10示出了图9的A_A'剖面图；
图11示出了图9的C_C'剖面图；
图12示出了根据本申请实施例的ADS模式阵列基板的的触控电极与的触摸驱动器之间的连接示意图；
图13示出了根据本申请一实施例的In-cell触摸结构的显示装置的示例性结构示意图；
图14示出了根据本申请另一实施例的In-cell触摸结构的显示装置的示例性结构示意图；
图15示出了根据本申请又一实施例的In-cell触摸结构的显示装置的示例性结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，触摸基板包括阵列排列的多个触摸电极101、以及分别与各触摸电极连接的触摸电极走线102。通过该触摸电极走线102，将各触摸电极101连接至触摸驱动器103，以进行触摸位置的确定。如图1所示，经过每个触摸电极101的触摸电极走线102为至少一个，可选择其中任意一个或两个触摸电极走线102将触摸电极101连接至触摸驱动器103。本申请的触摸基板位于阵列基板上，属于In-Cell模式，每个触摸电极包括阵列排列的多个触摸传感器，阵列基板的各像素单元的公共电极复用为该触摸传感器，属于同一触摸电极的每个公共电极之间相互连接。因此，可以理解的是，阵列基板的公共电极不是一个整块，而是需要将公共电极做成与像素单元对应的独立小块，依据需要将对应数量的公共电极连接在一起分别形成多个触摸电极。
在触摸感测周期中，触摸驱动器103向触摸电极101提供触摸驱动信号，基于触摸电极接收到的感测信号确定哪个触摸电极被触摸。在用于显示图像的显示周期中，触摸驱动器向触摸电极提供公共电压。需要说明的是，每个触摸电极所包含的公共电极的数量不做限定，根据具体场景进行设定。
作为另一示例，如图2所示，触摸电极走线可从显示区域100的上端一直延伸到下端。此时，触摸电极走线与数据走线之间形成的电容值均匀，触摸感测的准确率提高。
请参考图3，本申请中阵列基板包括层叠设置的衬底基板10、薄膜晶体管20、将触摸电极走线102设置在阵列基板的显示区域中，与数据走线104同层设置在薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，且并排设置在紧邻数据走线104的两侧，如图3所示。
本申请通过将触摸电极走线与数据走线同层设置于薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，触摸电极走线并排设置在每个数据走线的两侧，提出了一种不影响显示质量的具有In Cell触摸结构的阵列基板。另外，将触摸电极走线与数据走线同层设置，能够尽可能加大触摸电极走线的厚度，减小了阻抗，有利于触摸信号的传输。
请参考图4至图7，分别给出HADS(High Transmittance Advanced SuperDimension Switch，高开口率高级超维场转换技术)结构模式的阵列基板的示意图、放大图、A-A截面图和B-B截面图。如图4所示，阵列基板的公共电极采用双畴结构，包括扫描线31、数据走线104，扫描线31和数据走线104交叉绝缘，限定出了像素单元201。每个像素单元201中设置有公共电极51，公共电极51为双畴结构，即一个公共电极51包括两个畴部，分别为第一畴部51-1和第二畴部51-2。阵列基板还包括像素电极，本实施例的公共电极采用狭缝电极，内部有多个狭缝，像素电极采用面状电极。
如图5、图6和图7所示，该阵列基板包括依次层叠设置的衬底基板10、栅极绝缘层30、钝化层40和公共电极51。公共电极51通过连接线15和位于栅极绝缘层30中过孔11、过孔12，将相邻像素单元的公共电极进行了横向的电连接，形成公共电极条。在一个触摸电极，同一行中的各像素单元的公共电极通过连接线15实现横向连接，而连接线15与扫描线31同层设置，通过过孔11和过孔12将连接线15与对应的公共电极51进行连接。为了增加连接线15的厚度，连接线15并未设置在像素电极51所在的层级而是与扫描线31同层设置。这样，减少了连接线15的电阻值。以此，实现了属于该触摸电极的横向排列的公共电极之间的连接。需要说明的是，该连接线设置在整个阵列基板的各像素单元的公共电极之间。各触摸电极之间的断开是，通过在触摸电极断开处的连接线与公共电极之间不设置过孔11和过孔12方式实现，使得在触摸电极断开处的连接线与想相邻的公共电极断开。另外，各触摸电极的大小一般是4mm2左右，对应多个像素单元。可以根据应用的场景设置触摸电极的具体大小，这里不做限定。触摸电极的形状不限于四边形，还可以是三角形、六边形等多边形。这里不做限定。
在一些实施例中，通过一条触摸电极走线实现公共电极条的纵向连接。具体地，图4中的触摸电极走线102-2的引出线102-5通过过孔12，将每个与触摸电极走线102-2紧邻的公共电极与该触摸电极走线102-2进行连接，实现对应触摸电极中所有公共电极条之间的纵向连接。
类似地，触摸电极走线102-1的引出线102-5通过过孔11，可将每个与触摸电极走线102-1紧邻的公共电极与该触摸电极走线进行连接。此时，可以任意选择一个触摸电极走线102-1或者触摸电极走线102-2，用于触摸电极与触摸驱动器之间的连接。
请参考图8至图10,分别给出ADS(Advanced Super Dimension Switch，高级超维场转换技术)结构模式的阵列基板的示意图、放大图、A-A截面图。如图8所示，阵列基板的像素电极采用双畴结构，包括扫描线22、数据走线104，扫描线22和数据走线104交叉绝缘，限定出了像素单元210。每个像素单元210中设置有像素电极19。像素电极19为双畴结构，即一个像素电极19包括两个畴部，分别为第一畴部19-1和第二畴部19-2。阵列基板还包括公共电极51，本实施例的像素电极19采用狭缝电极，内部设置多个狭缝，公共电极采用面状电极。
该阵列基板包括依次层叠设置的衬底基板10、栅极绝缘层30、钝化层40和像素电极19，其中，基板10与栅极绝缘层30之间还设置有公共电极51。如图11所示，在一个触摸电极，通过交叠搭接在公共电极51上方的的连接线18，将各像素单元的公共电极51进行了横向的电连接，形成公共电极条。此时，连接线18的的材料与栅极的材料相同。以此，实现了属于该触摸电极的横向排列的公共电极之间的连接。需要说明的是，在一个触摸电极的同一行的像素单元，该连接线18从第一个像素单元一直延申至最后一个像素单元，仅在各触摸电极之间的断开处断开，以此，实现了触摸电极之间的断开。另外，各触摸电极的大小一般是4mm2左右，对应多个像素单元，可以根据应用的场景设置触摸电极的大小，这里不做限定。触摸电极的形状不限于四边形，还可以是三角形、六边形等多边形。这里不做限定。
在一些实施例中，通过两条触摸电极走线实现公共电极条的纵向连接。具体地，图10中的触摸电极走线102-2的引出线102-5通过过孔16，将与触摸电极走线102-2紧邻的偶数行的公共电极与该触摸电极走线102-2进行连接，实现对应触摸电极中偶数行公共电极条之间的纵向连接。类似地，触摸电极走线102-1的引出线102-5通过过孔17，可将与触摸电极走线102-1紧邻的奇数行公共电极与该触摸电极走线进行连接。如图12所示，在一些实施例中，分别连接奇数行和偶数行公共电极19的触摸电极走线102-1和触摸电极走线102-2设置在同一根数据走线104的两侧，在接入至触摸驱动器103之前连接所述两个触摸电极走线，作为一根引线连接至所述触摸驱动器103。这样，在接入至触控驱动器之前，将触摸电极走线102-2和触摸电极走线102-1连接在一起，实现每个公共电极条的纵向连接。
需要说明的是，为了连接的便利，本实施例中的两个触摸电极走线设置在同一根数据走线的两侧，分别连接奇偶行的公共电极；另外，还可以增加触控走线的数量，以应对大尺寸触控的触摸电极数量较大的需求。
另外，为了不增加掩膜版的使用张数，触摸电极走线与数据走线均采用与源漏极相同的金属材料。这样在掩膜工艺制作源漏极时，同时图案化所需的触摸电极走线与数据走线。因此在未增加掩膜版的基础上，实现了触摸基板的形成。
在一些实施例中，数据走线的宽度大于触摸电极走线的宽度。数据走线的宽度大，是为了减小电阻，从而减小数据信号传输过程中的延时，而触摸电极走线对信号传输的要求就没有那么高。
本申请还提供一种显示装置，该显示装置包括本申请各实施例所提供的阵列基板。
在一些实施例中，显示装置还包括彩膜基板，彩膜基板包括阵列排列的色阻片，以及位于相邻两个色阻片之间的黑矩阵106。当阵列基板采用ADS结构模式时，黑矩阵106在衬底基板10上的正投影覆盖数据走线104以及其两侧的触摸电极走线102在衬底基板10上的正投影，如13所示。当阵列基板采用HADS结构模式时，黑矩阵106在衬底基板10上的正投影覆盖数据走线104以及两侧的缝隙61在衬底基板10上的正投影，该缝隙61位于数据走线104与相邻的触摸电极走线102之间，如14所示。
在一些实施例中，显示装置还包括触摸驱动器，例如，触摸驱动器分别设置在阵列基板的相对的两端的第一触摸驱动器103-1和第二触摸驱动器103-2，且同一根触摸电极走线的两端分别与第一触摸驱动器和第二触摸驱动器电连接。该触摸基板应用于大面积的显示装置时，为了减少走线的电阻造成的延时，使每个触摸电极都能接收到均一的触摸驱动信号，在触摸电极走线的两端分别设置触摸驱动器，通过两端的相同触摸驱动信号向触摸电极提供触摸驱动信号，如图15所示。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括触摸基板，所述触摸基板包括阵列排列的多个触摸电极、多根触摸电极走线，每个所述触摸电极包括阵列排列的多个触摸传感器，所述阵列基板的各像素单元的公共电极复用为所述触摸传感器，所述阵列基板包括向像素单元提供显示数据的多根数据走线；
所述阵列基板包括层叠设置的衬底基板、薄膜晶体管，所述触摸电极走线与数据走线同层设置于所述薄膜晶体管的源漏极所在的层级上，在一个所述触摸电极中，横向排列的相邻公共电极之间电连接，形成公共电极条；
在一个所述触摸电极中，通过两根触摸电极走线实现公共电极的纵向连接，其中，一根触摸电极走线与其紧邻的偶数行公共电极通过过孔电连接，另一根触摸电极走线与其紧邻的奇数行公共电极通过过孔电连接；并且在接入至触摸驱动器之前连接所述两根触摸电极走线，作为一根引线连接至所述触摸驱动器；
在一个所述触摸电极中，连接一个公共电极列的奇数行公共电极的触摸电极走线和连接相邻另一个公共电极列的偶数行公共电极的触摸电极走线设置在同一数据走线的两侧。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，在一个所述触摸电极中，至少一根触摸电极走线与触摸驱动器电连接，使得每个所述公共电极条都能接收到所述触摸驱动器发送的信号，所述触摸驱动器向所述触摸电极提供公共电压或者触摸驱动信号。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸电极走线与所述数据走线均采用与源漏极相同的金属材料。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述数据走线的宽度大于所述触摸电极走线的宽度。
5.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-4任一所述的阵列基板，以及彩膜基板，所述彩膜基板包括阵列排列的色阻片，以及位于相邻两个所述色阻片之间的黑矩阵。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述黑矩阵在所述衬底基板的正投影覆盖所述数据走线以及其两侧的所示触摸电极走线在所述衬底基板的正投影。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述黑矩阵在所述衬底基板的正投影覆盖所述数据走线以及其两侧的缝隙在所述衬底基板的正投影，所述缝隙位于所述数据走线与其相邻的所述触摸电极走线之间。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述触摸驱动器包括位于阵列基板的相对的两端的第一触摸驱动器和第二触摸驱动器，同一根所述触摸电极走线的两端分别与所述第一触摸驱动器和所述第二触摸驱动器电连接。
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