JP2014038625A - インセル型タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単で、コストが低いインセル型タッチパネルを提供する。
【解決手段】前記インセル型タッチパネルは、対向して設けられる第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板には、横方向に設けられる複数本のゲートラインが形成され、前記インセル型タッチパネルは、横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続され、ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
【選択図】図３
【解決手段】前記インセル型タッチパネルは、対向して設けられる第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板には、横方向に設けられる複数本のゲートラインが形成され、前記インセル型タッチパネルは、横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続され、ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
【選択図】図３
Description
本発明は、タッチディスプレイ技術分野に関し、特に、インセル型タッチパネルに関する。
タッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）は、入力媒体として、ディスプレイスクリーンとともにタッチディスプレイパネルを形成する。タッチディスプレイパネルは、段々表示分野の主流になっている。
目下、最も多く適用されるタッチパネルは、ディスプレイスクリーンの外側に増設されるアドオン型タッチパネル（Ａｄｄ ｏｎ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）及びディスプレイスクリーン内に内蔵されるインセル型タッチパネル（Ｉｎ ｃｅｌｌ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）である。アドオン型タッチパネルは、ディスプレイスクリーンとタッチパネルとが個別に生産され、そして、貼り合わせてタッチ及び表示の機能を有するタッチディスプレイパネルになる。
フラットパネルディスプレイの光学的特性及び電気的特性に対する要求が向上していることにつれて、且つ消費者によるフラットパネルディスプレイに対する軽薄化の要求によって、工程条件及び表示効果が不変である場合、高性能、低いコスト、超軽薄のタッチディスプレイパネルを設計することが、大手メーカの主な目標になっている。従来のアドオン型タッチディスプレイパネルには、構造が複雑で、コストが高く、光透過率が低く、モジュールが厚い等の欠点がある。
本発明の態様は、構造が簡単で、コストが低いインセル型タッチパネルを提供する。
本発明の一態様に係るインセル型タッチパネルは、対向して設けられる第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板には、横方向に設けられる複数本のゲートラインが形成され、前記インセル型タッチパネルは、
横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、
複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続され、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、
複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続され、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
本発明の態様は、インセル型タッチパネルに、複数本の横方向に配列するゲートライン、横方向に設けられるタッチドライブライン、及び縦方向に設けられるタッチセンスラインを設け、さらに、前記ゲートラインにそれぞれ対応する複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が該タッチスキャンＴＦＴに対応するゲートラインに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続される。各タッチスキャンＴＦＴに接続されるゲートラインは、画像表示を実現するための駆動信号が印加されてオンされるとき、前記タッチスキャンＴＦＴも導通され、このとき、該タッチスキャンＴＦＴにタッチ駆動信号を印加し、従って該タッチスキャンＴＦＴのドレイン電極に接続されるタッチドライブラインを駆動する。本発明の態様は、１本のタッチドライブラインの走査時間と１本又は複数本のゲートラインの走査時間とが関連付けられるように、ゲートラインの走査時間によってタッチ駆動の走査時間を制御する。また、タッチドライブラインが専用のタッチ駆動回路によって独立に制御されるため、タッチドライブラインの高周波走査が実現される。タッチ駆動信号が印加されたタッチドライブライン及びタッチセンスラインから形成される電界によって、インセル型タッチパネルのタッチ機能が実現され、構造が簡単で、コストが低いインセル型タッチパネルが実現される。
本発明の実施形態は、構造が簡単で、コストが低いインセル型タッチパネルを提供する。
容量式タッチパネルは、表面容量式タッチパネル及び投影容量式タッチパネルを含む。本発明の実施形態に係るタッチパネルは、投影容量式タッチパネルである。
投影容量式タッチパネルの動作原理は、タッチパネルにタッチしたとき、タッチパネルの電極が放射する静電界の大きさが変化し、検出装置が前記静電界の変化量を検出することでタッチポイントの位置決めを実現する。具体的には、インセル型タッチパネルにおけるタッチパネルの電極は、複数本のタッチドライブライン及び複数本のタッチセンスラインを備え、タッチドライブラインに高周波電圧を印加し、タッチセンスラインに定電圧を印加し、タッチドライブラインとタッチセンスラインとが投影電界を形成する。タッチポイントでの投影電界の変化を検出し、タッチポイントの位置を特定する。
タッチポイント位置検出装置がタッチポイントを検出した場合、タッチドライブラインを一行ずつ順次に走査し、各タッチドライブラインを走査するとき、全てのタッチセンスラインの信号を読み取り、タッチドライブラインを一列ずつ順次に走査することで、個々のタッチドライブラインと個々のタッチセンスラインとの交差点をいずれも走査することができて、走査中にタッチポイントの位置を検出することができる。このようなタッチポイント位置の検出方式は、マルチポイントの座標を具体的に確定することができるため、マルチタッチを実現することができる。前記検出装置の等価回路モデルは、図１に示すように、信号源１０１、タッチドライブライン抵抗１０３、ドライブラインとセンスラインとの間の相互キャパシタンス１０２、タッチドライブラインと共通電極層との間の寄生容量１０４及びタッチセンスラインと共通電極層との間の寄生容量１０４、タッチセンスライン抵抗１０５、及び検出回路１０６を備える。タッチパネルに指で触れるとき、一部の電流が指に流入し、これは、タッチドライブラインとタッチセンスラインとの間の相互キャパシタンスが変化することに等価であり、これによる電流の微小な変化を検出端で検出する。
本発明の実施形態に係るインセル型タッチパネルは、ディスプレイスクリーン内にタッチドライブライン及びタッチセンスラインを設け、各タッチドライブラインが１つ又は複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して１本又は複数本のゲートラインに接続される。ここで、１つのタッチスキャンＴＦＴが１本のゲートラインに対応し、１本のタッチドライブラインが複数のタッチスキャンＴＦＴに対応してもよい。各タッチドライブラインに対応するゲートラインがオンするとき、タッチ駆動ＩＣを前記タッチドライブラインに対して充電させる（即ち、タッチ駆動信号を入力する）。タッチ駆動信号が印加されたタッチドライブラインと定電圧が印加されたタッチセンスラインとは、タッチ機能を実現する。
具体的には、液晶ディスプレイパネルでは、アレイ基板の周囲領域（非表示領域）に、前記ゲートラインにそれぞれ対応する複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられ、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が該タッチスキャンＴＦＴに対応するゲートラインに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続される。該タッチスキャンＴＦＴの導通及びカットオフによって、該タッチスキャンＴＦＴに接続するタッチドライブラインに、タッチ駆動信号を入力したり、タッチ駆動信号の入力をキャンセルしたりする。該タッチスキャンＴＦＴの導通及びカットオフは、ゲートラインにおける画像表示を実現するためのＴＦＴの導通及びカットオフと同期する。
タッチ駆動信号（タッチ駆動Ｃｌｏｃｋ信号）が印加されたタッチ駆動回路は、画像表示を実現する表示駆動回路から独立し、タッチ駆動Ｃｌｏｃｋ信号の周波数及び大きさは、実際の要求によって設定することができる。形成されたインセル型タッチパネルは、構造が簡単で、厚みが薄く、デバイスを実現する工程が簡単で、製品のコストが低い。
以下、本発明の実施形態に係る技術案を全体的に説明する。
本発明の実施形態に係るインセル型タッチパネルは、対向して設けられる第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板には、横方向に設けられる複数本のゲートラインが形成されており、前記インセル型タッチパネルは、
横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、
ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続される複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、をさらに備え、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、
ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続される複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、をさらに備え、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
１つの例示では、各タッチドライブラインは、タッチスキャンＴＦＴのドレイン電極を介して１つのタッチスキャンＴＦＴ、又は複数のタッチスキャンＴＦＴに接続される。
１つの例示では、１本のタッチドライブラインに接続される複数のタッチスキャンＴＦＴに対応するゲートラインは、順に隣接する。
１つの例示では、前記インセル型タッチパネルは、第１基板に縦方向に設けられる複数本のデータラインをさらに備え、
前記複数本のタッチドライブラインは、前記第１基板にあり、且つ前記データラインと同じ層に設けられ、各タッチドライブラインは、隣接する２本のデータラインの間にあるドライブライン線分を複数備え、同じデータラインの両側にあるドライブライン線分は、ビアホールで接続され、
前記複数本のタッチセンスラインが前記第２基板にある。
前記複数本のタッチドライブラインは、前記第１基板にあり、且つ前記データラインと同じ層に設けられ、各タッチドライブラインは、隣接する２本のデータラインの間にあるドライブライン線分を複数備え、同じデータラインの両側にあるドライブライン線分は、ビアホールで接続され、
前記複数本のタッチセンスラインが前記第２基板にある。
１つの例示では、前記タッチスキャンＴＦＴは、前記第１基板の非表示領域、即ち、周囲領域に設けられる。
１つの例示では、該インセル型タッチパネルは、縦方向に設けられる複数のタッチ駆動電極ユニットをさらに備え、各タッチ駆動電極ユニットは、１つ又は複数のタッチ駆動電極を備え、各タッチ駆動電極ユニットは、１本のタッチドライブラインに電気的に接続され、前記タッチ駆動電極ユニットは、隣接する２列の画素ユニットの間に設けられる。
１つの例示では、隣接するタッチセンスラインの間のスリットは、前記第１基板における前記タッチ駆動電極ユニットに対応し、各タッチセンスラインは、１列又は複数列の画素ユニットに対応する。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニットにおいて、隣接する複数のタッチ駆動電極は、幅がゲートライン又はデータラインと等しい金属線によって電気的に接続される。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニットは、長さが１０μｍないし１５０μｍであってもよい。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニットは、幅がアレイ基板における１つのサブ画素ユニットの幅である。
１つの例示では、各タッチ駆動電極は、縦方向に隣接する２つのサブ画素ユニットに対応するゲートラインの間にある。
１つの例示では、各タッチスキャンＴＦＴのソース電極に接続されるタッチ駆動回路、及びゲートラインを駆動して画像表示を実現する駆動回路は、１つの集積チップＩＣに設けられる。
以下、本発明の実施形態に係る技術案を図面によって具体的に説明する。
図２を参照すると、本発明の実施形態に係るインセル型タッチパネルは、
対向して設けられる第１基板１及び第２基板２を備え、第１基板１には、横方向に設けられる複数本のゲートライン３が形成され、前記インセル型タッチパネルは、
横方向に設けられる複数本のタッチドライブライン４と、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスライン５と、
ゲート電極が１本のゲートライン３に接続され、且つ該ゲートライン３が１つのタッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され（図２に示さない）、ドレイン電極が１本のタッチドライブライン４に接続される複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６と、をさらに備え、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
対向して設けられる第１基板１及び第２基板２を備え、第１基板１には、横方向に設けられる複数本のゲートライン３が形成され、前記インセル型タッチパネルは、
横方向に設けられる複数本のタッチドライブライン４と、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスライン５と、
ゲート電極が１本のゲートライン３に接続され、且つ該ゲートライン３が１つのタッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され（図２に示さない）、ドレイン電極が１本のタッチドライブライン４に接続される複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６と、をさらに備え、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数である。
例えば、ｍ本のゲートライン、ｎ個のタッチスキャンＴＦＴ６、及びｌ本のタッチドライブライン（ｍ、ｎ、ｌは正の整数である）を設けるとする。それは以下の場合を含む。
ｍ＝ｎ、ｎ＝ｌの場合、各ゲートラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、各タッチドライブラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、ゲートライン、タッチスキャンＴＦＴ、及びタッチドライブラインがそれぞれ対応する。
ｍ＝ｎ、ｎ＞ｌの場合、各ゲートラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、各タッチドライブラインは、複数のタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、１本のタッチドライブラインが複数のタッチスキャンＴＦＴに対応し、複数のタッチスキャンＴＦＴがそれぞれ１本のゲートラインに対応する。
ｍ＞ｎ、ｎ＞ｌの場合、１つのタッチスキャンＴＦＴは、それぞれ１本のゲートラインに接続され、各タッチドライブラインは、複数のタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、一部のゲートラインがタッチスキャンＴＦＴに接続されない。
ｍ＝ｎ、ｎ＝ｌの場合、各ゲートラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、各タッチドライブラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、ゲートライン、タッチスキャンＴＦＴ、及びタッチドライブラインがそれぞれ対応する。
ｍ＝ｎ、ｎ＞ｌの場合、各ゲートラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴに接続され、各タッチドライブラインは、複数のタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、１本のタッチドライブラインが複数のタッチスキャンＴＦＴに対応し、複数のタッチスキャンＴＦＴがそれぞれ１本のゲートラインに対応する。
ｍ＞ｎ、ｎ＞ｌの場合、１つのタッチスキャンＴＦＴは、それぞれ１本のゲートラインに接続され、各タッチドライブラインは、複数のタッチスキャンＴＦＴに接続され、つまり、一部のゲートラインがタッチスキャンＴＦＴに接続されない。
タッチスキャンＴＦＴに接続されないゲートラインは、画像表示を実現するだけのものであり、タッチスキャンＴＦＴに接続されるゲートラインは、画像表示を実現するとともに、タッチ機能も実現するものである。
その中では、タッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極は、ゲートライン３に直接に接続される１つの独立な構造であってもよいし、タッチスキャンＴＦＴ６をゲートライン３の上方に直接に設け、ゲートライン３をタッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極として利用してもよい。
その中では、タッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極は、ゲートライン３に直接に接続される１つの独立な構造であってもよいし、タッチスキャンＴＦＴ６をゲートライン３の上方に直接に設け、ゲートライン３をタッチスキャンＴＦＴ６のゲート電極として利用してもよい。
図２に示すように、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）内に内蔵されるタッチパネルを例として、第１基板１と第２基板２との間に液晶１２が充填され、ゲートライン３とタッチドライブライン４との間が絶縁層１５によって絶縁される。
図３は、図２に対応するインセル型タッチパネルの上面図である。
図３では、第１基板１において、横方向に設けられる複数本のゲートライン３、ゲートライン３に平行に設けられるタッチドライブライン４、各ゲートライン３に接続されるＴＦＴ６、全てのＴＦＴ６に接続されるタッチ駆動ＩＣ、及び第１基板１又は第２基板２においてタッチドライブライン４に垂直に設けられるタッチセンスライン５を備える。タッチパネルを実際に製造する場合、タッチセンスライン５は、一定の幅を有する導線であってもよい。
図３では、第１基板１において、横方向に設けられる複数本のゲートライン３、ゲートライン３に平行に設けられるタッチドライブライン４、各ゲートライン３に接続されるＴＦＴ６、全てのＴＦＴ６に接続されるタッチ駆動ＩＣ、及び第１基板１又は第２基板２においてタッチドライブライン４に垂直に設けられるタッチセンスライン５を備える。タッチパネルを実際に製造する場合、タッチセンスライン５は、一定の幅を有する導線であってもよい。
タッチスキャンＴＦＴ６は第１基板１における周囲領域（該周囲領域は表示パネルにおける非表示領域である）にあり、ＴＦＴ６がゲートラインに接続されるため、一般的に、ＴＦＴ６を第１基板におけるゲートラインの引出位置の付近に設ける。
以下、図２及び図３に示すインセル型タッチパネルがタッチ機能を実現する原理を簡単に説明する。
具体的には、タッチセンスライン５に定電圧を印加し、タッチドライブライン４に接続されるタッチ駆動回路を介してタッチドライブライン４にタッチ駆動信号を印加し、該タッチ駆動信号が高周波信号である。タッチドライブライン４とタッチセンスライン５との間に電界が形成され、該電界も投影電界であり、タッチポイント領域の投影電界の変化を検出することで、タッチポイントの位置決めを行う。
タッチ駆動回路がタッチ駆動ＩＣに設けられる。
タッチ駆動回路がタッチ駆動ＩＣに設けられる。
タッチドライブライン４とタッチセンスライン５との間に形成される電界は、図４に示すように、矢印を有する曲線が電界の向きの線である。図４から分かるように、隣接するタッチセンスライン５の間にスリットが有し、タッチドライブライン４とタッチセンスライン５との間の電界を、タッチセンス電極層を透過して第２基板２の外側まで到達できるため、第２基板２の外側で発生するタッチ動作がさらによくセンスされる。
タッチパネルが動作する場合、各タッチセンスライン５の定電圧が常に存在し、各タッチドライブライン４のタッチ駆動信号がパルスのように入力される。タッチドライブライン４に接続されるタッチスキャンＴＦＴ６が導通する場合、タッチ駆動回路は、該タッチドライブライン４にタッチ駆動信号を入力する。タッチスキャンＴＦＴ６の導通及びカットオフは、該タッチスキャンＴＦＴ６に接続されるゲートライン３に制御され、画像表示の実現を制御するためのチップＩＣはあるゲートライン３を走査するように制御するとき、即ち、該ゲートライン３に表示駆動電圧を印加するとき、該ゲートライン３に接続される全てのＴＦＴ（タッチスキャンＴＦＴ６を含む）がいずれも導通される。
画像表示を実現するとき、各行のゲートラインを走査する速度が非常に速いため、単位時間内に、ゲートラインの導通が非常に頻繁であり、それに対して、タッチスキャンＴＦＴ６の導通も非常に頻繁であり、タッチパネルがタッチを実現するための要求を満たす。
図５は本発明の実施形態において画像表示及びタッチを実現するシーケンス図である。
以下、本発明がタッチ表示を実現する原理を図２ないし図５を組み合わせて具体的に説明する。
以下、本発明がタッチ表示を実現する原理を図２ないし図５を組み合わせて具体的に説明する。
あるゲートラインを走査して画像表示を実現する場合、１つの走査周期（又は１つの走査パルス）内に、図４に示すタッチ駆動ＩＣが１つ又は複数のＣＬＫ信号パルスを、該ゲートラインに接続されるタッチドライブライン４に入力する。
図５に示すように、ＣＬＫは、タッチ駆動ＩＣが供給するタッチ駆動信号である。図５は、タッチ駆動ＩＣが２つのＣＬＫ信号パルスを一定の時間をあけてタッチドライブライン４に入力することを示す。さらに、図４では、ゲートラインｎ、ゲートラインｎ＋１、ゲートラインｎ＋２、及びゲートラインｎ＋３は、第１本のタッチドライブラインのタッチ駆動信号の入力を協働して制御し、ゲートラインｍ、ゲートラインｍ＋１、ゲートラインｍ＋２、及びゲートラインｍ＋３は、第２本のタッチドライブラインのタッチ駆動信号の入力を協働して制御する。
ここで、一般的に、ゲートラインを走査する走査周期内に２つのＣＬＫ信号パルスを一定の時間をあけてタッチドライブライン４内に入力すれば、よいタッチ効果が得られる。１つの走査周期内に入力されるＣＬＫ信号パルスの数が多ければ、タッチドライブラインの走査頻度が高くなり、タッチ効果がよくなるが、それに対して、タッチ駆動ＩＣに対する要求も高くなり、インセル型タッチパネル全体のコストも高くなる。
該タッチスキャンＴＦＴ６の導通は、該タッチスキャンＴＦＴ６に接続されるゲートラインにおける他の、画像表示のためのＴＦＴの通常動作に影響しない。
該タッチスキャンＴＦＴ６の導通は、該タッチスキャンＴＦＴ６に接続されるゲートラインにおける他の、画像表示のためのＴＦＴの通常動作に影響しない。
本発明の実施形態は、従来のゲートラインを走査するときにゲートラインに印加される導通電圧によって、該ゲートラインに接続されるタッチスキャンＴＦＴ６を導通するとともに、該タッチスキャンＴＦＴ６に接続されるタッチドライブラインにタッチ駆動信号を入力し、タッチ駆動信号が印加されたタッチドライブライン及び定電圧が印加されたタッチセンスラインはタッチ機能を実現する。
タッチドライブライン４は、第１基板１に設けられ、タッチセンスライン５は、第１基板１に設けられてもよいし、第２基板２に設けられてもよい。
本発明の実施形態は、液晶ディスプレイＬＣＤ分野に適用でき、他の表示分野、例えば、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）分野にも適用されてもよい。
本発明の実施形態が液晶ディスプレイＬＣＤ分野に適用されるとき、タッチドライブライン４は、アレイ基板（第１基板１に対応する）に設けられ、タッチセンスラインは、カラーフィルム基板（第２基板２に対応する）に設けられ、具体的には、図６に示すように、第２基板２の、液晶に接触する側に設けられ、具体的には、透明電極と同じ層に設けられ、ＲＧＢ樹脂層８の上に設けられる。その中では、第２基板２における透明電極は、ＩＴＯ共通電極（ＴＮ型ＬＣＤ）、又は静電を遮蔽するためのＩＴＯシールド電極（ＩＰＳ型又はＦＦＳ型ＬＣＤ）であってもよい。或いは、図７に示すように、タッチセンスラインは、ＲＧＢ樹脂層８と第２基板２との間に設けられてもよい。
本発明がＯＬＥＤ表示分野に適用されるとき、タッチドライブライン４及びタッチセンスライン５は、インセル型タッチパネルにおいて、第１基板又は第２基板における異なる層に同時に設けられてもよい。
タッチパネルに用いられるゲートラインの数は、タッチ精度の要求及びタッチパネルの大きさによって設けられてもよい。タッチ精度の要求が高く、及び／又はタッチパネルが大きいとき、アレイ基板に多数のゲートラインを設置してタッチ機能を実現し、タッチ精度の要求が低く、及び／又はタッチパネルが小さいとき、アレイ基板に少数のゲートラインを設けてタッチ機能を実現する。第１基板１における全てのゲートライン又は一部のゲートラインによって、タッチドライブラインに印加するタッチ駆動信号を制御する。タッチスキャンＴＦＴ６に接続される全てのゲートラインは、いずれも該タッチスキャンＴＦＴ６の導通及びカットオフを制御でき、さらに、タッチドライブラインにタッチ駆動信号を印加する時間を制御し、即ち、各タッチドライブラインの走査時間を制御する。
１つの例示では、図８に示すように、本発明の実施形態に係るインセル型タッチパネルは、
第１基板１に位置する複数本の縦方向に設けられるデータライン１４をさらに備え、
複数本の横方向に設けられるタッチドライブライン４は、第１基板１にあり、タッチドライブライン４は、図６に示す第１基板１におけるデータライン１４と同じ層に設けられてもよいし、又は独立の層として設けられてもよい。複数本のタッチセンスライン５は、第２基板２において透明電極と同じ層に設けられる。
第１基板１に位置する複数本の縦方向に設けられるデータライン１４をさらに備え、
複数本の横方向に設けられるタッチドライブライン４は、第１基板１にあり、タッチドライブライン４は、図６に示す第１基板１におけるデータライン１４と同じ層に設けられてもよいし、又は独立の層として設けられてもよい。複数本のタッチセンスライン５は、第２基板２において透明電極と同じ層に設けられる。
タッチドライブライン４は、第１基板１におけるデータライン１４と同じ層に設けられてもよい。これによって、タッチドライブライン４がデータライン１４と同じ工程で製造でき、工程が節約され、製造手順が簡単になる。然し、製造時、データライン１４とタッチドライブライン４とを絶縁させることを確保し、両方がつながって短絡される、又は信号がクロストークになる問題を避ける必要がある。
タッチドライブライン４は、独立の層として設けられ、且つ絶縁層によってデータライン１４と分離してもよく、データライン１４との間が短絡される又はクロストークする問題が完全に避けられ、タッチドライブライン４の存在する膜層もデータライン１４の存在する膜層に設けられてもよい。
タッチドライブライン４は、第１基板１におけるデータライン１４と同じ層に設けられる場合、データラインとの間にクロストークを形成する問題を避けるため、１つの例示では、図８に示すように、各タッチドライブライン４は、隣接する２本のデータライン１４の間にあるタッチドライブライン線分を複数備え、同じデータライン１４の両側にあるタッチドライブライン線分がビアホールによって接続されてもよい。
具体的には、上述したビアホールは、以下の方式で実現されてもよい。同じデータライン１４の両側にあるタッチドライブライン線分は、ゲート金属層又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の画素電極層にある接続電極によって接続されてもよい。前記接続電極は、ビアホールを介して上述した同じデータライン両側のタッチドライブライン線分にそれぞれ接続される。
１本のゲートラインにおけるタッチスキャンＴＦＴによって１本のタッチドライブライン信号のタッチ駆動信号の入力を制御してもよいし、複数本のゲートラインにおけるタッチスキャンＴＦＴによって同じタッチドライブラインのタッチ駆動信号の入力を制御してもよい。つまり、各タッチドライブラインは、１つのタッチスキャンＴＦＴのドレイン電極に接続されるか、又は、複数のタッチスキャンＴＦＴのドレイン電極に接続される。
図３に示すインセル型タッチパネルにおいて、１本のタッチドライブライン４が４つのタッチスキャンＴＦＴ６に接続され、該タッチドライブライン４に接続されたタッチスキャンＴＦＴ６が順に導通されるとき、同じタッチドライブライン４にタッチ駆動信号を順に入力する。
複数本のゲートラインにおけるタッチスキャンＴＦＴによって同じタッチドライブラインにおけるタッチ駆動信号の入力を制御することは、単位時間内の該タッチドライブラインに対する充電回数、即ち、タッチ駆動信号の入力回数を向上でき、単位時間内のタッチドライブラインに対する充電回数が多ければ、タッチセンス効果がよくなり、タッチ精度が高くなる。
図２に示すタッチドライブラインは、幅が小さいため、通常のタッチ機能を実現するために、本発明の実施形態は、タッチ機能を実現するためのタッチドライブラインの構造を優れたものとした。
具体的には、図９を参照しながら、本発明に係るインセル型タッチパネルは、縦方向に設けられる複数のタッチ駆動電極ユニット４１をさらに備え、各タッチ駆動電極ユニット４１は、１つ又は複数のタッチ駆動電極４１１を備え、１本のタッチドライブライン４に電気的に接続され、隣接する２列の画素ユニットの間に設けられ、つまり、タッチ駆動電極ユニット４１は、空間的に、第２基板において隣接するタッチセンスライン５の間のスリットに対応する。
１つの例示では、図１０に示すように、隣接するタッチセンスライン５の間のスリットは、第１基板１におけるタッチ駆動電極ユニット４１に対応し、即ち、隣接するタッチセンスライン５の間のスリットは、第１基板１における隣接する２列の画素ユニット１３の間のスリットに対応し、各タッチセンスライン５は、１列の画素ユニット１３に対応する（図１０に示す）か、又は、複数列の画素ユニットに対応する（図１０に示さない）。その中では、各画素ユニットは、ＲＧＢの３つのサブ画素を少なくとも備える。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニット４１において、隣接する複数のタッチ駆動電極ユニット４１は、タッチドライブライン４によって電気的に接続される。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニット４１は、長さが１０μｍないし１５０μｍである。具体的には、タッチパネルの大きさ及び要求される開口率によって確定されてもよい。各タッチ駆動電極ユニット４１は、タッチパネルが大きい場合、長く設置されてもよく、そうでない場合、短く設置されてもよい。
１つの例示では、各タッチ駆動電極ユニット４１の幅は、アレイ基板における１つのサブ画素ユニットの幅であるが、１つのサブ画素ユニットの幅に限らず、実際の要求によって設定されてもよい。開口率に対する要求が低い場合、タッチ駆動電極ユニット４１の幅をさらに広く設置してもよく、開口率に対する要求が高い場合、タッチ駆動電極ユニット４１の幅を狭く設置してもよい。
１つの例示では、各タッチ駆動電極４１１は、縦方向に隣接する２つのサブ画素ユニットに対応するゲートラインの間にある（図９に示さない）。各タッチ駆動電極４１１の長さは、１つのサブ画素ユニットの長さであってもよいし、１つのサブ画素ユニットの長さより短くてもよい。
各タッチ駆動電極ユニット４１を構成する隣接するタッチ駆動電極４１１の間の接続部の幅は、タッチ駆動電極４１１自身の幅より狭いことが好ましい。上下に隣接するタッチ駆動電極４１１の間は、幅がデータライン又はゲートラインの幅と等しい又は近接する金属線によって接続されることが好ましい。これによって、タッチ駆動電極ユニット４１とゲートラインとの重なり合う面積が低減され、ゲートラインとの間の相互キャパシタンスが低下され、ゲートラインが通常の画像表示を実現することに影響しない。
１つの例示では、第１基板において、異なる領域にある各タッチ駆動電極は、大きさが全く同じであり、各タッチ駆動電極ユニットも全く同じである。つまり、各タッチ駆動電極ユニットは、幅及び長さが等しく、且つタッチ駆動電極ユニットが備えるタッチ駆動電極は、数および大きさが同じである。
１つの例示では、同じタッチドライブライン４に接続されるタッチ駆動電極ユニット４１は、同一行に属する全ての隣接する画素ユニットの間に設けられてもよく（図９に示す）、又は、同一行に属する一部の隣接する画素ユニットの間に設けられてもよい。
さらに高精度のタッチセンス効果を得るために、タッチ駆動電極ユニット４１は、同一行に属する全ての隣接する画素ユニットの間に設けられることが好ましい。１つの例示では、製造工程の難度を低下させ、通常のタッチ精度の要求を満たすために、実際の要求によって、タッチ駆動電極ユニット４１を同一行に属する一部の隣接する画素ユニットの間に設けてもよい。隣接する２つのタッチ駆動電極ユニット４１の間の距離Ｌは、具体的には、実際の要求及びインセル型タッチパネルの実際の大きさによって設計されてよい。
図９に示す縦方向に隣接するタッチ駆動電極ユニット４１の間の距離は、１つの画素ユニットの長さという距離であってもよいし、ゼロ又は複数の画素ユニットの長さといった距離であってもよい。
１つの例示では、縦方向に隣接する２つのタッチ駆動電極ユニット４１の間の距離は、要求によって設置されてもよく、１つ又は複数の画素ユニットの縦方向の長さをあける距離であってもよいし、同一列における隣接する画素ユニットの間の距離であってもよい。
図１１はタッチドライブライン４に複数のタッチ駆動電極ユニット４１が設けられたインセル型タッチパネルの一部上面図である。全体的には、構造が優れた各タッチドライブラインは、一定の幅を有する横方向に配列する導線であり、タッチドライブラインの触れられる面積が向上され、タッチパネルの敏感度が向上される。
以下、本発明の実施形態に係るタッチセンスライン５の設置方式を説明する。
本発明に係るタッチセンスラインは、透明導電バーであり、具体的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成されてもよい。
本発明に係るタッチセンスラインは、透明導電バーであり、具体的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成されてもよい。
図１２に示すように、タッチセンスライン５は、一定の幅を有し、且つ等距離に配列する複数の導電バーである。
各タッチセンスライン５の存在する領域は、アレイ基板において同一列に属する画素ユニットに対応する領域であり、即ち、各タッチセンスライン５のアレイ基板における投影領域は、タッチセンスラインの下方に同一列に属する画素ユニットに被覆される領域に重なり合う。
１つの例示では、図１３を参照すると、タッチセンスラインの受信信号を向上させるために、隣接するタッチセンスライン５の一部が導線９によって接続され、例えば、互いに隣接する３つ又は２つの導電バーが導線９によって接続される。複数の独立するタッチセンスライン５は、導線９によって接続されて１つの幅が広いタッチセンスラインを構成する。
図１２及び図１３から分かるように、タッチセンスラインの幅は、１つの画素ユニットの幅であってもよいし、複数の画素ユニットの幅であってもよい。即ち、タッチセンスライン５は、１列の画素ユニットだけを被覆し、又は、隣接する複数列の画素ユニットを被覆する。タッチセンスライン５が隣接する複数列の画素ユニットを被覆するとき、タッチセンスラインの受信信号が向上する。
１つの例示では、各タッチスキャンＴＦＴ６のソース電極に接続されるタッチ駆動回路、及びゲートラインを駆動して画像表示を実現するための駆動回路は、１つの集積チップＩＣに設けられてもよい。タッチドライブラインに供給されるＣＬＫ信号は、画像表示を実現するための駆動信号から独立する。
以上のように、本発明実施形態に係るインセル型タッチパネルは、複数本の横方向に配列するゲートライン、横方向に設けられるタッチドライブライン、及び縦方向に設けられるタッチセンスラインを設け、前記ゲートラインにそれぞれ対応する複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備え、各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が該タッチスキャンＴＦＴに対応するゲートラインに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続される。各タッチスキャンＴＦＴに接続されるゲートラインが画像表示を実現するための駆動信号が印加されてオンされるとき、前記タッチスキャンＴＦＴも導通され、このとき、該タッチスキャンＴＦＴにタッチ駆動信号を印加し、それによって該タッチスキャンＴＦＴのドレイン電極に接続されるタッチドライブラインを駆動する。タッチ駆動信号が印加されたタッチドライブライン及びタッチセンスラインによって形成される電界によって、インセル型タッチパネルのタッチ機能を実現する。構造が簡単で、コストが低いインセル型タッチパネルが実現された。
当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、修正及び変形を行える。本発明に対するこれらの修正及び変形は、本発明の特許請求の範囲及び均等な技術の範囲内にあるならば、本発明は、これらの改善及び変形を包含する。
１ 第１基板
２ 第２基板
３ ゲートライン
４ タッチドライブライン
５ タッチセンスライン
６ タッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
８ ＲＧＢ樹脂層
９ 導線
１２ 液晶
１３ 画素ユニット
１４ データライン
１５ 絶縁層
４１ タッチ駆動電極ユニット
４１１ タッチ駆動電極
２ 第２基板
３ ゲートライン
４ タッチドライブライン
５ タッチセンスライン
６ タッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
８ ＲＧＢ樹脂層
９ 導線
１２ 液晶
１３ 画素ユニット
１４ データライン
１５ 絶縁層
４１ タッチ駆動電極ユニット
４１１ タッチ駆動電極
Claims (12)
- 対向して設けられる第１基板及び第２基板を備えたインセル型タッチパネルであって、
横方向に設けられる複数本のタッチドライブラインと、
縦方向に設けられる複数本のタッチセンスラインと、
複数のタッチスキャン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と
を備え、
前記第１基板には、横方向に設けられる複数本のゲートラインが形成され、
各タッチスキャンＴＦＴは、ゲート電極が１本のゲートラインに接続され、且つ該ゲートラインが１つのタッチスキャンＴＦＴのゲート電極だけに接続され、ソース電極がタッチ駆動回路に接続され、ドレイン電極が１本のタッチドライブラインに接続され、
ゲートラインの数≧タッチスキャンＴＦＴの数≧タッチドライブラインの数であることを特徴とするインセル型タッチパネル。 - 各タッチドライブラインが、１つのタッチスキャンＴＦＴのドレイン電極又は複数のタッチスキャンＴＦＴのドレイン電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。
- 同一のタッチドライブラインに接続される複数のタッチスキャンＴＦＴに対応するゲートラインは、順に隣接することを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。
- 前記第１基板に縦方向に設けられる複数本のデータラインをさらに備え、
前記複数本のタッチドライブラインが、前記第１基板にあり、前記データラインと同一の層に設けられ、
各タッチドライブラインは、隣接する２本のデータラインの間にあるタッチドライブライン線分を複数備え、
同一のデータラインの両側にあるタッチドライブライン線分は、ビアホールで接続され、
前記複数本のタッチセンスラインが、前記第２基板にあることを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。 - 前記タッチスキャンＴＦＴが、前記第１基板の非表示領域に設けられることを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。
- 縦方向に設けられる複数のタッチ駆動電極ユニットをさらに備え、
各タッチ駆動電極ユニットは、１つ又は複数のタッチ駆動電極を備え、
各タッチ駆動電極ユニットは、１本のタッチドライブラインに電気的に接続され、
各タッチ駆動電極ユニットは、隣接する２列の画素ユニットの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。 - 隣接するタッチセンスラインの間のスリットは、前記第１基板における前記タッチ駆動電極ユニットに対応し、
各タッチセンスラインは、１列の画素ユニットに対応するか、又は複数列の画素ユニットに対応することを特徴とする請求項６に記載のインセル型タッチパネル。 - 各タッチ駆動電極ユニットにおいて、隣接する複数のタッチ駆動電極は、幅がゲートライン又はデータラインの幅と等しい金属線によって電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載のインセル型タッチパネル。
- 各タッチ駆動電極ユニットは、長さが１０μｍないし１５０μｍであることを特徴とする請求項６に記載のインセル型タッチパネル。
- 各タッチ駆動電極ユニットは、幅がアレイ基板における１つのサブ画素ユニットの幅であることを特徴とする請求項６に記載のインセル型タッチパネル。
- 各タッチ駆動電極は、縦方向に隣接する２つのサブ画素ユニットに対応するゲートラインの間にあることを特徴とする請求項６に記載のインセル型タッチパネル。
- 各タッチスキャンＴＦＴのソース電極に接続されるタッチ駆動回路、及びゲートラインを駆動して画像表示を実現する駆動回路が、１つの集積チップＩＣに設けられることを特徴とする請求項１に記載のインセル型タッチパネル。
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