TWI650603B - Tft基板及應用其的觸控顯示面板 - Google Patents

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翁裕復
林俊文
鄭子俞
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Abstract

一種TFT基板，其包括基板及設置於基板表面的導電材料層，該TFT基板定義有顯示區和圍繞顯示區的非顯示區，該導電材料層在顯示區形成間隔設置的複數個觸控驅動電極、間隔設置的複數個觸控感應電極以及間隔設置的複數個公共電極，所述複數個觸控感應電極沿第一方向排佈成多行，沿第二方向排佈成多列；每一個觸控驅動電極和每一個公共電極均沿第一方向延伸成條狀，且所述複數個觸控驅動電極和所述複數個公共電極沿第二方向間隔排佈成一列；所述TFT基板還包括多條感測線。該TFT基板的厚度較薄。本發明還提供由應用上述TFT基板的觸控顯示面板。

Description

TFT基板及應用其的觸控顯示面板
本發明涉及一種薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)基板及應用其的觸控顯示面板，尤其涉及一種具有觸控感測功能的TFT基板。
隨著顯示技術的快速發展，觸控屏已經普及到人們的日常生活中。互容式觸控屏，通常包括絕緣設置觸控驅動電極和觸控感測電極。習知互容式觸控結構，如GFF(Glass-Film-Film)觸控結構和GF2架構通常將觸控驅動電極與觸控感測電極層疊設置，不利於降低模組整體的厚度。
鑒於以上內容，有必要提供一種厚度較薄的具有觸控結構的TFT基板及應用其的觸控顯示面板。
一種TFT基板，其包括基板及設置於基板表面的導電材料層，該TFT基板定義有顯示區和圍繞顯示區的非顯示區，該導電材料層在顯示區形成間隔設置的複數個觸控驅動電極、間隔設置的複數個觸控感應電極以及間隔設置的複數個公共電極，述複數個觸控感應電極沿第一方向排佈成多行，沿第二方向排佈成多列；該第一方向與該第二方向交叉；每一個觸控驅動電極和每一個公共電極均沿第一方向延伸成長條狀，所述複數個觸 控驅動電極和所述複數個公共電極沿第二方向間隔排佈成一列；沿第二方向每一個觸控驅動電極的兩側的每一側均依次排佈有一個公共電極以及一行觸控感應電極；該TFT基板還包括有多條感測線；每一條感測線連接位於同一列的觸控感應電極中觸控驅動電極兩側的兩個觸控感應電極。
一種應用上述TFT基板的觸控顯示面板。
本發明將觸控驅動電極、複數個觸控感應電極以及複數個公共電極藉由同一導電材料層形成，有效降低了TFT基板的厚度。
100‧‧‧觸控顯示面板
10、200、300‧‧‧TFT基板
60‧‧‧彩色濾光片基板
80‧‧‧液晶層
111‧‧‧基板
110‧‧‧導電材料層
112‧‧‧中間層
101‧‧‧顯示區
102‧‧‧非顯示區
13‧‧‧觸控驅動電極
12‧‧‧觸控感應電極
15‧‧‧公共電極
103‧‧‧基本單元
18‧‧‧過孔
113‧‧‧感測線
20‧‧‧觸控感測單元
14‧‧‧連接電極
30‧‧‧驅動控制器
50‧‧‧讀取電路
114、115‧‧‧導線
70‧‧‧虛擬單元
71‧‧‧虛擬觸控驅動電極
72‧‧‧虛擬公共電極
73‧‧‧虛擬觸控感應電極
圖1為本發明較佳實施方式的觸控顯示面板的示意圖。
圖2為本發明第一實施例的TFT基板的平面示意圖。
圖3為本發明第二實施例的TFT基板的平面示意圖。
圖4為本發明第三實施例的TFT基板的平面示意圖。
圖5為較佳實施方式的觸控顯示面板的驅動時序圖。
第一實施例
請參閱圖1，本發明第一實施例的觸控顯示面板100為內嵌式觸控顯示面板，其包括TFT基板10、與TFT基板10相對設置的彩色濾光片基板60、位於TFT基板10與彩色濾光片基板60之間的液晶層80以及設置於TFT基板10與彩色濾光片基板60之間用於支撐該液晶層80間隙的複數個間隔體(圖未示)。
該TFT基板10包括基板111和設置於基板111朝向彩色濾光片基板60的表面的導電材料層110。所述導電材料層110至少形成公共電極。可以 理解，該TFT基板10還包括形成於基板111上的中間層112，該中間層112位於該基板111與該導電材料層110之間，該中間層112可為多層結構，其可形成為薄膜電晶體陣列、絕緣覆蓋層、畫素電極、掃描線以及資料線等TFT基板的常規元件。
基板111用於承載TFT基板10的各元件，基板111可以為透明基板，例如由玻璃、透明塑膠等形成的基板。
該導電材料層110可作為顯示用的公共電極，同時作為感測觸控的觸控電極層用來檢測是否存在觸控操作以及觸控位置。
可以理解的，所述觸控顯示面板100定義有顯示區和非顯示區，進而所述TFT基板10也定義有顯示區101和非顯示區102(如圖2所示)，所述非顯示區102圍繞所述顯示區101。該導電材料層110形成間隔設置的複數個觸控感應電極12、間隔設置的複數個觸控驅動電極13以及間隔設置的複數個公共電極15；其中，所述複數個觸控驅動電極13、複數個觸控感應電極12和複數個公共電極15均設置在該顯示區101。該導電材料層110採用所屬技術領域常規使用的各種透明導電材料。
請參閱圖2，每一個觸控感應電極12大致呈矩形塊狀；所述複數個觸控感應電極12沿第一方向(圖2中D1方向)排佈成多行，沿第二方向(圖2中D2方向)排佈成多列。該第一方向與第二方向交叉。本實施例中，該第一方向與第二方向垂直。圖2僅示意性呈現每一行觸控感應電極12包括有六個觸控感應電極12；實際上，一行觸控感應電極12的數量不限於六個，也可設置六個以上。每一個觸控驅動電極13沿第一方向延伸成長條狀，每一個公共電極15沿第一方向延伸成長條狀，所述複數個觸控驅動電極13和所述複數個公共電極15沿第二方向間隔排佈成一列。本實施例中，每一個觸控驅動電極13與每一個公共電極15在第一方向的長度大致相同，且二者 在第二方向兩端對齊設置；另外，二者與每一行觸控感應電極12也是第一方向對齊設置。本實施例中，每一個觸控感應電極12沿第一方向的長度可設置為3-6mm。本實施例中，每一個觸控驅動電極13在第二方向的寬度大於每一個公共電極15在第二方向的寬度。
如圖2所示，沿第二方向每一個觸控驅動電極13的兩側的每一側均設置有一個公共電極15以及一行觸控感應電極12；其中，每一個觸控驅動電極13位於相鄰的兩個公共電極15之間，每一個公共電極15位於相鄰的一個觸控驅動電極13與一行觸控感應電極12之間。在所述顯示區101中，每一個觸控驅動電極13及其兩側與其相鄰的兩個公共電極15和兩行觸控感應電極12構成一個基本單元103(如圖2所示)，所述導電材料層110包括複數個基板單元103，沿第二方向所述複數個基本單元103週期性重複排列。
請進一步參閱圖2，該TFT基板10還包括多條感測線113。所述感測線113由不同於所述導電材料層110的其他導電層形成。可以理解的，對應在該導電材料層110與該感測線113所在的導電層之間設置有一絕緣材料層(圖未示)。本實施例中多條感測線113形成在導電材料層110朝向彩色濾光片基板60一側。每一條感測線113連接同一列的觸控感應電極12中相鄰的兩個觸控感應電極12，且每一條感測線113與所述觸控驅動電極13和所述公共電極15電性絕緣。同一列觸控感應電極12中，每相鄰的兩個觸控感應電極12藉由至少一條感測線113電性連接。每一條感測線113藉由貫穿絕緣材料層的過孔18連接相應的觸控感應電極12。每一條感測線113沿第二方向延伸。同一列的觸控感應電極12中藉由多條感測線113電性連接，不同列的觸控感應電極12相互絕緣。連接位於每一個觸控驅動電極13兩側的兩個觸控感應電極12的感測線113跨越了一個觸控驅動電極13及該觸控驅動電極13兩側的兩個公共電極15。
本實施例中，同一列中每相鄰的兩個觸控感應電極12藉由四條平行設置的感測線113電性連接，且所述四條平行設置的感測線113沿第一方向間隔排佈。
如圖2所示，所述複數個觸控驅動電極13、所述複數個觸控感應電極12、所述複數個公共電極15以及所述多條感測線113定義形成複數個觸控感測單元20。所述複數個觸控感測單元20成矩陣排列成多行多列。每行(沿第一方向)觸控感測單元20構成上述的一個基本單元103。每一個觸控感測單元20包括位於同一列(第二方向)中的兩個觸控感應電極12、位於所述兩個觸控感應電極12之間的一個觸控驅動電極13的部分、位於所述兩個觸控感應電極12之間的兩個公共電極15的部分以及連接於所述兩個觸控感應電極12之間的感測線113。
所述導電材料層110還包括設置在非顯示區102的兩個連接電極14。所述兩個連接電極14分別設置在該顯示區101沿第一方向的兩側(左右側)。每一個連接電極14沿第二方向延伸成長條狀。
所述觸控顯示面板100的非顯示區102還設置有至少一驅動控制器30。本實施例中，所述驅動控制器30的數量為兩個。本實施例中，每一個驅動控制器30位於連接電極14遠離所述顯示區101的一側；每一個連接電極14位於驅動控制器30與所述顯示區101之間。驅動控制器30用以發送觸控驅動信號。
該連接電極14與每一個公共電極15分別藉由一導線115電性連通。每一個公共電極15沿第一方向的兩端分別電性連接一連接電極14，如此使所述複數個公共電極15並聯設置於兩個連接電極14之間，降低整體的電阻。每一個觸控驅動電極13分別藉由一導線114直接電性連接驅動控制器30。
所述觸控驅動電極13和所述觸控感應電極12複用為公共電極。所述觸控顯示面板100採用分時驅動法。在顯示時段，顯示驅動信號(如公共電極電壓)被施加給觸控驅動電極13、所述觸控感應電極12、和公共電極15；在觸控感測時段，所述驅動控制器30發出觸控驅動信號給觸控驅動電極13。所述觸控驅動信號可為正弦波、方波或三角波。
所述觸控顯示面板100的非顯示區102還設置有一讀取電路50。所述讀取電路50設置在該顯示區101沿第二方向的一側，本實施例為該顯示區101的下側。同一列的觸控感應電極12中藉由多條感測線113電性連接，且每一列觸控感應電極12靠近所述讀取電路50的感測線113電性連接所述讀取電路50，使每一列觸控感應電極12與所述讀取電路50電性連接。所述讀取電路50用以接收所述觸控感應電極12的觸摸感應信號。
在每一個觸控感測單元20中，觸控驅動電極13與該觸控感測單元20中的兩個觸控感應電極12分別形成一第一電容；觸控驅動電極13和沿第二方向與其相鄰的一觸控感測單元20的觸控感應電極12形成第二電容；同時觸控驅動電極13與該觸控感測單元20中的感測線113形成寄生電容。
每一個觸控感測單元20的電容C可藉由下面的公式計算：C=2×C1+N×C2+M×C3+Cother其中，C1為第一電容的電容，C2為第二電容的電容，C3為寄生電容的電容，M為該觸控感測單元20中的感測線113的數量，N的數值為1或2，Cother為觸控驅動電極13與其他導電層形成的電容。參上所述，由於在每一個觸控感測單元20中，觸控驅動電極13與兩個觸控感應電極12分別形成第一電容，因此在每一個觸控感測單元20中具有兩個第一電容的電容C1。當一觸控感測單元20位於圖2所示第二方向排列的第一行(沿第一方向)的觸控感測單元20中或最後一行(沿第一方向)的觸控感測單元20中，則沿第二方向與 該觸控感測單元20相鄰的僅有一個觸控感測單元20，則此時N等於1；其他情況的觸控感測單元20沿第二方向與該觸控感測單元20相鄰的有兩個觸控感測單元20，則此時N等於2。
第二實施例
請參閱圖3所示的第二實施例的TFT基板200，該TFT基板200與第一實施例的TFT基板10基本相同，包括同樣排佈的導電材料層110(包括同樣排佈的複數個觸控驅動電極13、複數個觸控感應電極12以及複數個公共電極15)、連接電極14、驅動控制器30、和讀取電路50。該TFT基板200與第一實施例的TFT基板10的區別在於：感測線113的排佈連接方式有所不同；第一實施例中，同一列觸控感應電極12中每相鄰的兩個觸控感應電極12藉由感測線113電性連接，且每一列觸控感應電極12與所述讀取電路50藉由感測線113電性連接；而本實施例中，每一個觸控感測單元20中的兩個觸控感應電極12藉由感測線113電性連接，不同觸控感測單元20的觸控感應電極12相互不連接，且每一個觸控感測單元20與所述讀取電路50藉由感測線113電性連接。
如圖3所示，本實施例中，同一個觸控感測單元20中的兩個觸控感應電極12藉由至少一條感測線113電性連接，所述至少一條感測線113沿第一方向間隔排佈，且其中一條感測線113延伸直接電性連接所述讀取電路50。
第三實施例
請參閱圖4所示的第三實施例的TFT基板300，該TFT基板300與第一實施例的TFT基板21基本相同，包括同樣排佈的導電材料層110(包括同樣排佈的複數個觸控驅動電極13、複數個觸控感應電極12以及複數個公共電極15)、連接電極14、驅動控制器30、和讀取電路50。該TFT基板200與 第一實施例的TFT基板21的區別在於：該TFT基板300中還進一步設置有虛擬單元70。本實施例中，虛擬單元70設置在非顯示區102，數量為兩個，所述兩個虛擬單元70對稱設置在所述複數個觸控感測單元20沿第二方向的兩側(上下側)。
如圖4所示，每一個虛擬單元70包括一虛擬觸控驅動電極71、一虛擬公共電極72和一虛擬觸控感應電極73的行(沿第一方向)，其中虛擬公共電極72位於虛擬觸控驅動電極71和虛擬觸控感應電極73的行(沿第一方向)之間，虛擬觸控感應電極73的行(沿第一方向)位於虛擬公共電極72與觸控感應電極12的行之間。所述虛擬觸控驅動電極71和虛擬公共電極72不連接所述驅動控制器30。所述虛擬觸控感應電極73與其沿第二方向相鄰的觸控感應電極12藉由感測線電性連接。如此設置虛擬單元70，可補償顯示區101上下邊緣處的電容，使整個顯示區101的感應電容均勻分佈。所述虛擬單元70也可由導電材料層110形成。
請參閱圖5所示觸控驅動電極13的驅動時序圖，該驅動時序圖適用於上述三個實施例。所述觸控顯示面板100採用分時驅動法；在顯示時段T1，觸控驅動電極13被施加一直流電壓(公共電極電壓)；在觸控感測時段T2，觸控驅動電極13被施加觸控驅動信號(脈衝信號電壓)。
上述實施例的TFT基板將觸控驅動電極13、複數個觸控感應電極12以及複數個公共電極15藉由同一導電材料層形成，有效降低了TFT基板的厚度。

Claims (11)

  1. 一種TFT基板，其包括基板及設置於基板表面的導電材料層，該TFT基板定義有顯示區和圍繞顯示區的非顯示區，該導電材料層在顯示區形成間隔設置的複數個觸控驅動電極、間隔設置的複數個觸控感應電極以及間隔設置的複數個公共電極，複數個觸控驅動電極用以在觸控時段接收觸控驅動信號，複數個觸控感應電極用以在觸控時段接收觸控感應信號，複數個公共電極用以接收顯示驅動信號，其改良在於：所述複數個觸控感應電極沿第一方向排佈成多行，沿第二方向排佈成多列；該第一方向與該第二方向交叉；每一個觸控驅動電極和每一個公共電極均沿第一方向延伸成長條狀，所有的觸控驅動電極和所有的公共電極沿第二方向間隔排佈成一列；沿第二方向每一個觸控驅動電極的兩側的每一側均依次排佈有一個公共電極以及一行觸控感應電極；該TFT基板還包括有多條感測線；每一條感測線連接位於同一列的觸控感應電極中觸控驅動電極兩側的兩個觸控感應電極。
  2. 如請求項1所述的TFT基板，其中：每一觸控驅動電極及其兩側與其相鄰的兩個公共電極和兩行觸控感應電極構成一個基本單元，該導電材料層包括複數個基本單元，該複數個基本單元沿第二方向週期性重複排列。
  3. 如請求項2所述的TFT基板，其中：所述複數個觸控驅動電極、所述複數個觸控感應電極、所述複數個公共電極以及所述多條感測線定義形成複數個觸控感測單元；所述複數個觸控感測單元成矩陣排列成多行多列；沿第一方向每一行觸控感測單元構成上述的一個基本單元；每一個觸控感測單元包括位於同一列中的兩個觸控感應電極、位於所述兩個觸控感應電極之間的一個觸控驅動電極的部分、位於所述兩個觸控感應電極之間的兩個公共電極的部分以及連接於所述兩個觸控感應電極之間的感測線。
  4. 如請求項3所述的TFT基板，其中：同一列的觸控感應電極中任意相鄰的兩個觸控感應電極被至少一條感測線連接，且每一條感測線與所述觸控驅動電極和所述公共電極電性絕緣。
  5. 如請求項4所述的TFT基板，其中：所述非顯示區設置有一讀取電路用以讀取所述觸控感應電極的感應信號，每一列觸控感應電極靠近所述讀取電路的感測線電性連接所述讀取電路，使每一列觸控感應電極與所述讀取電路電性連接。
  6. 如請求項3所述的TFT基板，其中：每一個觸控感測單元中的兩個觸控感應電極藉由至少一感測線電性連接，不同觸控感測單元的觸控感應電極相互不連接。
  7. 如請求項6所述的TFT基板，其中：所述非顯示區設置有一讀取電路用以讀取所述觸控感應電極的感應信號，每一個觸控感測單元與所述讀取電路藉由感測線電性連接。
  8. 如請求項3所述的TFT基板，其中：該TFT基板還進一步設置有兩個虛擬單元，所述兩個虛擬單元對稱設置在所述複數個觸控感測單元沿第二方向的兩側；每一個虛擬單元包括一虛擬觸控驅動電極、一虛擬公共電極和一沿第一方向虛擬觸控感應電極的行，其中虛擬公共電極位於虛擬觸控驅動電極和虛擬觸控感應電極的行之間，虛擬觸控感應電極的行位於虛擬公共電極與觸控感應電極的行之間；所述虛擬觸控驅動電極和虛擬公共電極不連接所述驅動控制器。
  9. 如請求項1所述的TFT基板，其中：所述導電材料層還包括形成在顯示區兩側的兩個連接電極，每一個公共電極的兩端分別電性連接所述兩個連接電極，使所述複數個公共電極並聯設置。
  10. 如請求項1所述的TFT基板，其中：所述非顯示區設置有至少一驅動控制器，該至少一驅動控制器用以發送觸控掃描驅動信號，每一個觸控驅動電極電性連接驅動控制器。
  11. 一種觸控顯示面板，其包括：TFT基板；與所述TFT基板相對設置的彩色濾光片基板；位於所述TFT基板與所述彩色濾光片基板之間的液晶層；其改良在於：所述TFT基板為請求項1-10中任意一項所述的TFT基板。
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