專利名稱：一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，觸摸屏(Touch Screen Panel)已經(jīng)逐漸遍及人們的生活中。目前，觸摸屏按照組成結(jié)構(gòu)可以分為外掛式觸摸屏(Add on ModeTouch Panel)、覆蓋表面式觸摸屏(On Cell Touch Panel)、以及內(nèi)嵌式觸摸屏(InCell Touch Panel)。其中，外掛式觸摸屏是將觸摸屏與液晶顯示屏(Liquid CrystalDisplay, LCD)分開生產(chǎn),然后貼合到一起成為具有觸摸功能的液晶顯示屏，外掛式觸摸屏存在制作成本較高、光透過率較低、模組較厚等缺點(diǎn)。而內(nèi)嵌式觸摸屏將觸摸屏的觸控電極內(nèi)嵌在液晶顯示屏內(nèi)部，可以減薄模組整體的厚度，又可以大大降低觸摸屏的制作成本，受到各大面板廠家青睞。目前，現(xiàn)有的電容式內(nèi)嵌(in cell)觸摸屏是在現(xiàn)有的TFT (ThinFilmTransistor，薄膜場效應(yīng)晶體管)陣列基板上直接另外增加觸控掃描線和觸控感應(yīng)線實(shí)現(xiàn)的，即在TFT陣列基板的表面制作兩層相互異面相交的條狀I(lǐng)TO電極，這兩層ITO(Indium Tin Oxides，銦錫金屬氧化物)電極分別作為觸摸屏的觸控驅(qū)動線和觸控感應(yīng)線，在兩條ITO電極的異面相交處形成感應(yīng)電容。其工作過程為在對作為觸控驅(qū)動線的ITO電極加載觸控驅(qū)動信號時，檢測觸控感應(yīng)線通過感應(yīng)電容耦合出的電壓信號，在此過程中，有人體接觸觸摸屏?xí)r，人體電場就會作用在感應(yīng)電容上，使感應(yīng)電容的電容值發(fā)生變化，進(jìn)而改變觸控感應(yīng)線耦合出的電壓信號，根據(jù)電壓信號的變化，就可以確定觸點(diǎn)位置。上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要在現(xiàn)有的TFT陣列基板上增加新的膜層，導(dǎo)致在制作TFT陣列基板時需要增加新的工藝，使生產(chǎn)成本增加，不利于提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，用以實(shí)現(xiàn)成本較低、生產(chǎn)效率較高的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括具有公共電極層的TFT陣列基板，在所述TFT陣列基板內(nèi)設(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元，所述公共電極層具有相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極；在顯示時間段，對所述觸控驅(qū)動電極和所述觸控感應(yīng)電極施加公共電極信號；在觸控時間段，對所述觸控驅(qū)動電極施加觸控掃描信號，所述觸控感應(yīng)電極用于耦合所述觸控掃描信號的電壓信號并輸出；所述TFT陣列基板具有沿像素單元的行方向延伸的多條金屬驅(qū)動電極和/或多條金屬感應(yīng)電極，所述金屬驅(qū)動電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的所述觸控驅(qū)動電極電性相連；所述金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的所述觸控感應(yīng)電極電性相連。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顯示裝置，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，將TFT陣列基板中整面連接的公共電極層進(jìn)行分割，形成相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極，對觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極進(jìn)行分時驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏是對TFT陣列基板的公共電極層結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更以實(shí)現(xiàn)觸控功能，因此，在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，不需要增加額外的工藝即可制成觸摸屏，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。并且，由于采用分時驅(qū)動觸控和顯示功能，也能夠降低相互干擾，提高畫面品質(zhì)和觸控準(zhǔn)確性。此外，由于觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極在顯示階段具有公共電極層的作用，因此，各觸控驅(qū)動電極和各觸控感應(yīng)電極通常由電阻較高的諸如ITO或IZO材料制備，在顯示 階段傳遞觸控信號時容易產(chǎn)生信號時延的問題，而本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中，為了降低各觸控驅(qū)動電極和/或觸控感應(yīng)電極的阻值，降低信號時延，在TFT陣列基板中設(shè)置了與各觸控驅(qū)動電極電性相連的多條金屬驅(qū)動電極，以及與各觸控感應(yīng)電極電性相連的多條金屬感應(yīng)電極，極大的減小了觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的阻值，并且這些金屬驅(qū)動電極和金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間，也不會占用觸摸屏的開口區(qū)域，從而保證了觸摸屏所需的開口率。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中公共電極層圖形的示意圖之一；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中公共電極層圖形的示意圖之二 ；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖2中A處的放大圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖3中B處的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板中的金屬觸控電極、金屬感應(yīng)電極以及金屬公共電極的分布示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中雙柵結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖3中C處的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式目前，能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角的液晶顯示技術(shù)主要有平面內(nèi)開關(guān)(IPS，In-PlaneSwitch)技術(shù)和高級超維場開關(guān)(ADS, Advanced Super Dimension Switch)技術(shù)；其中，ADS技術(shù)通過同一平面內(nèi)狹縫電極邊緣所產(chǎn)生的電場以及狹縫電極層與板狀電極層間產(chǎn)生的電場形成多維電場，使液晶盒內(nèi)狹縫電極間、電極正上方所有取向液晶分子都能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高級超維場轉(zhuǎn)換技術(shù)可以提高TFT-LCD產(chǎn)品的畫面品質(zhì)，具有高分辨率、高透過率、低功耗、寬視角、高開口率、低色差、無擠壓水波紋(pushMura)等優(yōu)點(diǎn)。H-ADS (高開口率-高級超維場開關(guān))是ADS技術(shù)的一種重要實(shí)現(xiàn)方式。 本發(fā)明實(shí)施例正是基于ADS技術(shù)和H-ADS技術(shù)提出了一種新的電容式內(nèi)嵌觸摸屏結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏、其驅(qū)動方法及顯示裝置的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說明。附圖中各層薄膜厚度和形狀不反映TFT陣列基板或彩膜基板的真實(shí)比例，目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，具體包括具有公共電極層的TFT陣列基板，在TFT陣列基板內(nèi)設(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元；該公共電極層具有相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極；在顯示時間段，對觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極施加公共電極信號；在觸控時間段，對觸控驅(qū)動電極施加觸控掃描信號，觸控感應(yīng)電極用于耦合觸控掃描信號的電壓信號并輸出；TFT陣列基板具有沿像素單元的行方向延伸的多條金屬驅(qū)動電極和/或多條金屬感應(yīng)電極，金屬驅(qū)動電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的觸控驅(qū)動電極電性相連；金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的觸控感應(yīng)電極 電性相連。本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏將整面連接的公共電極層圖形進(jìn)行重新設(shè)計(jì)優(yōu)化，形成觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極，采用分時驅(qū)動顯示和觸控功能，即一幀時間內(nèi)分成顯示時刻和觸控時刻，在顯示時刻對觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極施加公共電極信號，在觸控時刻對觸控驅(qū)動電極施加觸控掃描信號，觸控感應(yīng)電極同時耦合觸控掃描信號的電壓信號。由于是對公共電極層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，因此，可以在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，不增加額外的工藝即可制成觸摸屏，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。并且，由于采用分時驅(qū)動觸控和顯示功能，也能夠降低相互干擾，提高畫面品質(zhì)和觸控準(zhǔn)確性。此外，由于觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極在顯示階段具有公共電極層的作用，因此，各觸控驅(qū)動電極和各觸控感應(yīng)電極通常由電阻較高的諸如ITO或IZO材料制備，在顯示階段傳遞觸控信號時容易產(chǎn)生信號時延的問題，而本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中，為了降低各觸控驅(qū)動電極和/或觸控感應(yīng)電極的阻值，降低信號時延，在TFT陣列基板中設(shè)置了與各觸控驅(qū)動電極電性相連的多條金屬驅(qū)動電極，以及與各觸控感應(yīng)電極電性相連的多條金屬感應(yīng)電極，極大的減小了觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的阻值，并且這些金屬驅(qū)動電極和金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間，也不會占用觸摸屏的開口區(qū)域，從而保證了觸摸屏所需的開口率。下面對上述觸摸屏的公共電極層的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說明。具體地，利用公共電極層形成的觸控感應(yīng)電極一般沿TFT陣列基板的像素單元的列方向延伸；觸控驅(qū)動電極一般沿TFT陣列基板的像素單元的行方向延伸，當(dāng)然觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極的延伸方向也可以沿著其他方向，在此不做限定。一般地，觸摸屏的精度通常在毫米級，可以根據(jù)所需的觸控精度選擇觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的密度和寬度以保證所需的觸控精度，通常觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的寬度控制在5-7_為佳。而液晶顯示的精度通常在微米級，因此，一般一個觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極會覆蓋多行或多列液晶顯示的像素單元。本發(fā)明實(shí)施例中所指的精度是指的觸摸屏的一個觸控單元或者顯示屏的像素單元的尺寸。具體地，在公共電極層中布置的觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極可以具有條狀電極結(jié)構(gòu)、菱形電極結(jié)構(gòu)(如圖I所示)或插指電極陣列結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，在圖I和圖2中示出的觸控感應(yīng)電極OI沿著圖中的垂直方向布線，觸控驅(qū)動電極02沿著圖中的水平方向布線，由于觸控感應(yīng)電極01和觸控驅(qū)動電極02在同層布置，因此，組成一條觸控驅(qū)動電極02的多個觸控驅(qū)動子電極之間相互絕緣(如圖I所示的菱形結(jié)構(gòu)中由5個觸控驅(qū)動子電極組成一條觸控驅(qū)動電極02，如圖2所示的插指電極結(jié)構(gòu)中由4個觸控驅(qū)動子電極組成一條觸控驅(qū)動電極02)，可以通過金屬橋?qū)⒔M成同一條觸控驅(qū)動電極的各觸控驅(qū)動子電極橋接后，利用一根信號線對其輸入觸控掃描信號，也可以對組成同一條觸控驅(qū)動電極的各觸控驅(qū)動子電極分別設(shè)置信號線對其輸入驅(qū)動信號，如圖2所示，在此不做限定。如圖2中虛線框A表示一個觸控單元，觸控單元的個數(shù)本發(fā)明實(shí)施例中不做限定，圖2中示例性的給出了 2*3個觸控單元。較佳地，當(dāng)觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極采用插指電極陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，相對于條狀電極結(jié)構(gòu)和菱形電極結(jié)構(gòu)，能夠增大觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極之間的互感電容，從而提高觸控的靈敏性和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步地，如圖2所示，由于觸摸屏的精度通常在毫米級，而液晶顯示的精度通常在微米級，因此，在設(shè)置觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極時，兩者之間會存在幾列像素單元的 間隙，這樣，在公共電極層位于觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極之間的間隙處還可以具有公共電極03，該公共電極03與觸控感應(yīng)電極01和觸控驅(qū)動電極02相互絕緣，公共電極03在工作時接入公共電極信號，保證在公共電極03對應(yīng)區(qū)域的像素單元能夠進(jìn)行正常的顯示工作。進(jìn)一步地，由于公共電極03分布在觸控感應(yīng)電極01和觸控驅(qū)動電極02的間隙處，在其接入公共電極信號時有可能會受到觸控感應(yīng)電極01和觸控驅(qū)動電極02中接入的觸控信號的影響，因此，如圖2所示，在公共電極層的邊緣處還可以具有包圍公共電極03、觸控感應(yīng)電極01以及觸控驅(qū)動電極02的公共電極環(huán)04，將接入公共電極03的公共電極信號同時接入到公共電極環(huán)04中，以穩(wěn)定輸入整個面板的公共電極信號的電壓，這樣可以提高整體的顯示性能。圖3為圖2中A區(qū)域的放大圖，圖4為圖3中B區(qū)域的放大圖，在圖4中利用陰影區(qū)域劃分觸控感應(yīng)電極01和觸控驅(qū)動電極02，圖中其余部分為公共電極03。進(jìn)一步地，根據(jù)上述觸摸屏具體應(yīng)用的液晶顯示面板的模式，如上所述，觸摸屏的精度通常在毫米級，液晶顯示的精度通常在微米級，因此，如圖4所示，每個觸控驅(qū)動電極02、觸控感應(yīng)電極01和公共電極03 —般會覆蓋多行或多列液晶顯示的像素單元，當(dāng)然不排除各電極只覆蓋單行或單列像素單元的情況，也不排除各電極只覆蓋半行或半列像素單元的情況。并且，觸控各觸控感應(yīng)電極01、觸控驅(qū)動電極02以及公共電極03之間一般沿著像素單元的間隙分隔。這樣，組成公共電極層的每條觸控感應(yīng)電極01、觸控驅(qū)動電極02和公共電極03與像素單元的開口區(qū)域?qū)?yīng)的位置具有條狀透明電極結(jié)構(gòu)或板狀透明電極結(jié)構(gòu)。具體地，在ADS模式時組成公共電極層的每條觸控感應(yīng)電極01、觸控驅(qū)動電極02和公共電極03與像素單元的開口區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域具有條狀結(jié)構(gòu)，而像素電極具有板狀結(jié)構(gòu)在顯示時間段，對公共電極層中的各電極施加公共電極信號，與像素電極之間產(chǎn)生電場控制液晶分子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)顯示功能；在觸控時間段，公共電極層中的各觸控驅(qū)動電極上加載觸控掃描信號，與觸控驅(qū)動電極形成插指電極結(jié)構(gòu)的觸控感應(yīng)電極耦合該觸控掃描信號的電壓信號并輸出，通過偵測此時觸控感應(yīng)電極上的電壓信號可以實(shí)現(xiàn)觸控功能；在觸控時間段，公共電極層中的公共電極上可以一直加載公共電極信號，但是由于與各像素單元的TFT關(guān)閉，在像素電極上未加載顯示信號，因此與公共電極、觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極對應(yīng)的各像素單元都不會顯示圖像。類似地，在HADS模式時組成公共電極層的每條觸控感應(yīng)電極01、觸控驅(qū)動電極02和公共電極03與像素單元的開口區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域具有板狀結(jié)構(gòu)，像素電極具有條狀結(jié)構(gòu)，其工作原理與上述ADS模式的觸摸屏類似，在此不做詳述。并且，由于ADS模式和HADS模式的液晶面板的具體結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此也不在贅述。在具體實(shí)施時，如圖5所示，可以將用于降低觸控驅(qū)動電極01電阻值的金屬驅(qū)動電極061與TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5同層設(shè)置，金屬驅(qū)動電極061通過至少一個過孔與觸控驅(qū)動電極01電性相連，并且，由于數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5沿著像素單元的列方向延伸，因此，需要將金屬驅(qū)動電極061與數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5相互絕緣設(shè)置。這樣，在制備 TFT陣列基板時不需要增加額外的制備工序，只需要通過一次構(gòu)圖工藝即可形成數(shù)據(jù)信號線和金屬驅(qū)動電極的圖形能夠節(jié)省制備成本，提升產(chǎn)品附加值。同理，也可以將金屬驅(qū)動電極與TFT陣列基板中的柵極信號線同層設(shè)置，金屬驅(qū)動電極通過至少一個過孔與觸控驅(qū)動電極電性相連，并且，為了避免信號干擾，還需要將金屬驅(qū)動電極與柵極信號線相互絕緣設(shè)置。這樣，在制備TFT陣列基板時不需要增加額外的制備工序，只需要通過一次構(gòu)圖工藝即可形成柵極信號線和金屬驅(qū)動電極的圖形能夠節(jié)省制備成本，提升產(chǎn)品附加值。進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時，金屬驅(qū)動電極還可以直接設(shè)置在觸控驅(qū)動電極的上層，也可以直接設(shè)置在觸控驅(qū)動電極的下層，還可以在觸控驅(qū)動電極的上層和下層同時設(shè)置金屬驅(qū)動電極，在此不限定金屬驅(qū)動電極的具體位置。直接與觸控驅(qū)動電極電性相連的金屬驅(qū)動電極能更好的減少觸控驅(qū)動電極的電阻，避免信號時延。但是，與觸控驅(qū)動電極直接電性相連的金屬驅(qū)動電極需要通過單獨(dú)的構(gòu)圖工藝制備，因此，雖然分別在觸控驅(qū)動電極的上下兩層都設(shè)置直接電性相連的金屬驅(qū)動電極能夠最大程度的降低其阻值，但是也會帶來制備工藝的增加，因此，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇制備的金屬驅(qū)動電極的層數(shù)和層級關(guān)系。類似地，在具體實(shí)施時，如圖5所示，可以將用于降低觸控感應(yīng)電極02電阻值的金屬感應(yīng)電極062與TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5同層設(shè)置，金屬感應(yīng)電極062通過至少一個過孔與觸控感應(yīng)電極02電性相連，并且，由于數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5沿著像素單元的列方向延伸，因此，需要將金屬感應(yīng)電極062與數(shù)據(jù)信號線Datal、Data2、Data3、Data4和Data5相互絕緣設(shè)置。這樣，在制備TFT陣列基板時不需要增加額外的制備工序，只需要通過一次構(gòu)圖工藝即可形成數(shù)據(jù)信號線和金屬感應(yīng)電極的圖形能夠節(jié)省制備成本，提升產(chǎn)品附加值。同理，也可以將金屬感應(yīng)電極與TFT陣列基板中的柵極信號線同層設(shè)置，金屬感應(yīng)電極通過至少一個過孔與觸控感應(yīng)電極電性相連，并且，為了避免信號干擾，還需要將金屬感應(yīng)電極與柵極信號線相互絕緣設(shè)置。這樣，在制備TFT陣列基板時不需要增加額外的制備工序，只需要通過一次構(gòu)圖工藝即可形成柵極信號線和金屬感應(yīng)電極的圖形能夠節(jié)省制備成本，提升產(chǎn)品附加值。
進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時，金屬感應(yīng)電極還可以直接設(shè)置在觸控感應(yīng)電極的上層，也可以直接設(shè)置在觸控感應(yīng)電極的下層，還可以在觸控感應(yīng)電極的上層和下層同時設(shè)置金屬感應(yīng)電極，在此不限定金屬感應(yīng)電極的具體位置。直接與觸控感應(yīng)電極電性相連的金屬感應(yīng)電極能更好的減少觸控感應(yīng)電極的電阻，避免信號時延。但是，與觸控感應(yīng)電極直接電性相連的金屬感應(yīng)電極需要通過單獨(dú)的構(gòu)圖工藝制備，因此，雖然分別在觸控感應(yīng)電極的上下兩層都設(shè)置直接電性相連的金屬感應(yīng)電極能夠最大程度的降低其阻值，但是也會帶來制備工藝的增加，因此，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇制備的金屬感應(yīng)電極的層數(shù)和層級關(guān)系。進(jìn)一步地，當(dāng)在公共電極層位于觸控感應(yīng)電極02和觸控驅(qū)動電極01之間的間隙處還具有公共電極03時，如圖5所示，在TFT陣列基板中還可以設(shè)置有與對應(yīng)的公共電極03電性相連的多條金屬公共電極063，金屬公共電極063位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，與金屬感應(yīng)電極062或金屬驅(qū)動電極061同層設(shè)置且相互絕緣。具體地，可以根據(jù)實(shí)際金屬驅(qū)動電極和金屬感應(yīng)電極的層級關(guān)系，將金屬公共電 極與柵極信號線同層設(shè)置，或與數(shù)據(jù)信號線同層設(shè)置，還可以直接將金屬公共電極設(shè)置在公共電極的上層和/或下層，在此不再詳述。下面對上述觸摸屏的公共電極層中的觸控感應(yīng)電極、觸控驅(qū)動電極和公共電極的信號接入方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。在具體實(shí)施時，可以在TFT陣列基板上單獨(dú)布置與公共電極層中的觸控感應(yīng)電極、觸控驅(qū)動電極對應(yīng)的信號線，即，在各像素單元之間的間隙處設(shè)置與各觸控感應(yīng)電極、觸控驅(qū)動電極以及公共電極對應(yīng)的信號線，在實(shí)現(xiàn)觸控功能和顯示功能時對其輸入或輸出相應(yīng)的信號，上述這種在像素單元之間布置信號線的布線方式會占用部分液晶顯示屏開口區(qū)域，導(dǎo)致開口率降低。較佳地，為了能夠最大限度的提高觸摸顯示屏的開口率，本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏的TFT陣列基板中的像素結(jié)構(gòu)在具體實(shí)施時可以采用雙柵(DualGate)結(jié)構(gòu)，如圖6所示，在該結(jié)構(gòu)中，TFT陣列基板上的相鄰行的像素單元之間具有兩條柵極信號線Gatel和Gate2、Gate3和Gate4，且以相鄰的兩列像素單元為一組像素單元列，每組像素單元列共用一條位于該兩列像素單元之間的數(shù)據(jù)信號線Datel、Date2、Date3、Date4。上述這種雙柵結(jié)構(gòu)通過增加一倍數(shù)量的柵極信號線，節(jié)省出一部分?jǐn)?shù)據(jù)信號線的位置。這樣，如圖6所示，就可以在相鄰組像素單元列之間的間隙處設(shè)置與數(shù)據(jù)信號線DateU Date2、Date3、Date4同層設(shè)置的金屬信號線05,當(dāng)然本領(lǐng)域人員可知,該金屬信號線05和數(shù)據(jù)信號線之間也可以是不同層設(shè)置，之間通過絕緣層隔開，在此不做限定。利用這些金屬信號線05對公共電極層中的各電極輸入或輸出對應(yīng)的電信號,上述這種布線方式利用雙柵結(jié)構(gòu)節(jié)省出的一部分?jǐn)?shù)據(jù)線的位置布置金屬信號線，不會過多占用開口區(qū)域，能夠最大限度的保證顯示屏的開口率。具體地，如圖2中A處放大3所示，上述雙柵結(jié)構(gòu)中的金屬信號線按照功能可以分為以下三種觸控信號輸出線051、觸控信號輸入線052以及公共電極信號輸入線053 ；其中，觸控信號輸入線052與觸控驅(qū)動電極02電連接；觸控信號輸出線051與觸控感應(yīng)電極01電連接；公共電極信號輸入線053與公共電極03電連接，具體地，可以通過過孔將金屬信號線與對應(yīng)的電極電性連接傳遞電信號。
為了示意圖中能更清晰的示出觸控信號輸入線052與觸控驅(qū)動電極02的連接，圖3中第η行觸控驅(qū)動電極02的寬度略小于第η+1行觸控單元中觸控驅(qū)動電極02的寬度。較優(yōu)的，相鄰行觸控驅(qū)動電極02的寬度也可以設(shè)置成一致，這樣可以保證電阻一致性，且工藝上不會增加復(fù)雜度，觸控準(zhǔn)確性更高。進(jìn)一步地，如圖3中C處的放大示意7所示，在將相鄰行觸控驅(qū)動電極02(圖7中Txl、Τχ2、Τχ3和Τχ4所示)的寬度設(shè)置成一致時，可以將與各觸控驅(qū)動電極02連接的觸控信號輸入線052設(shè)置成如圖7中所示的折線形狀，并且，在折線形狀的觸控信號輸入線052與數(shù)據(jù)信號線交叉區(qū)域使用橋接形式避免信號串?dāng)_。對應(yīng)的，由于相鄰的觸控驅(qū)動電極02的寬度一致，因此，公共電極03的寬度上下也一致，寬度一致的公共電極03的電阻值相對均勻，最大程度的降低信號傳輸?shù)臅r延；并且，與公共電極03連接的公共電極信號輸入線053的形狀可以設(shè)置成如圖7所示的“山”字形，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，圖7指示示意出了個金屬信號線的布線方式，在具體實(shí)施時，可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求對金屬信號線的形狀進(jìn)行改進(jìn)，并不局限于圖7所示的方式。進(jìn)一步地，由于公共電極層一般由透明電極材料如ITO材料制成，進(jìn)一步的為了·最大限度的降低公共電極層的電阻，提高各電極傳遞電信號的信噪比，如圖3中B處的放大4所示，可以將觸控驅(qū)動電極02與對應(yīng)的觸控信號輸入線052通過多個過孔電性相連；觸控感應(yīng)電極01與對應(yīng)的觸控信號輸出線051通過多個過孔電性相連；公共電極03與對應(yīng)的公共電極信號輸入線053通過多個過孔電性相連。即相當(dāng)于將ITO電極和多個由信號線組成的金屬電阻并聯(lián)，這樣能最大限度的減少電極的電阻，從而提高電極傳遞信號時的信噪比。并且，如圖5所示，還可以將與同一觸控驅(qū)動電極01電性相連的各金屬觸控電極061和各觸控信號輸入線051相互電連接；與同一觸控感應(yīng)電極02電性相連的各金屬感應(yīng)電極062和各觸控信號輸出線052相互電連接；與同一公共電極03電性相連的各金屬公共電極063和各公共電極信號輸入線053相互電連接。這樣，金屬驅(qū)動電極061、金屬感應(yīng)電極062以及金屬公共電極063都帶有電信號，可以進(jìn)一步減少信號傳輸?shù)臅r延?；谕话l(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，該顯示裝置的實(shí)施可以參見上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的實(shí)施例，重復(fù)之處不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，將TFT陣列基板中整面連接的公共電極層進(jìn)行分割，形成相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極，對觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極進(jìn)行分時驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏是對TFT陣列基板的公共電極層結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更以實(shí)現(xiàn)觸控功能，因此，在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，不需要增加額外的工藝即可制成觸摸屏，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。并且，由于采用分時驅(qū)動觸控和顯示功能，也能夠降低相互干擾，提高畫面品質(zhì)和觸控準(zhǔn)確性。此外，由于觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極在顯示階段具有公共電極層的作用，因此，各觸控驅(qū)動電極和各觸控感應(yīng)電極通常由電阻較高的諸如ITO或IZO材料制備，在顯示階段傳遞觸控信號時容易產(chǎn)生信號時延的問題，而本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏中，為了降低各觸控驅(qū)動電極和/或觸控感應(yīng)電極的阻值，降低信號時延，在TFT陣列基板中設(shè)置了與各觸控驅(qū)動電極電性相連的多條金屬驅(qū)動電極，以及與各觸控感應(yīng)電極電性相連的多條金屬感應(yīng)電極，極大的減小了觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的阻值，并且這些金屬驅(qū)動電極和金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間，也不會占用觸摸屏的開口區(qū)域，從而保證了觸摸屏所需的開口率。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括具有公共電極層的TFT陣列基板，在所述TFT陣列基板內(nèi)設(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元，其特征在于， 所述公共電極層具有相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極；在顯示時間段，對所述觸控驅(qū)動電極和所述觸控感應(yīng)電極施加公共電極信號；在觸控時間段，對所述觸控驅(qū)動電極施加觸控掃描信號，所述觸控感應(yīng)電極用于耦合所述觸控掃描信號的電壓信號并輸出； 所述TFT陣列基板具有沿像素單元的行方向延伸的多條金屬驅(qū)動電極和/或多條金屬感應(yīng)電極，所述金屬驅(qū)動電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的所述觸控驅(qū)動電極電性相連；所述金屬感應(yīng)電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，且與對應(yīng)的所述觸控感應(yīng)電極電性相連。
2.如權(quán)利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，各條所述金屬驅(qū)動電極與所述TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線或柵極信號線同層設(shè)置且相互絕緣； 各條所述金屬感應(yīng)電極與所述TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線或柵極信號線同層設(shè)置且相互絕緣。
3.如權(quán)利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，各條所述金屬驅(qū)動電極位于所述觸控驅(qū)動電極的上層和/或下層； 各條金屬感應(yīng)電極位于所述觸控感應(yīng)電極的上層和/或下層。
4.如權(quán)利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控感應(yīng)電極沿TFT陣列基板的像素單元的列方向延伸；所述觸控驅(qū)動電極沿TFT陣列基板的像素單元的行方向延伸。
5.如權(quán)利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控驅(qū)動電極和所述觸控感應(yīng)電極具有條狀電極結(jié)構(gòu)、菱形電極結(jié)構(gòu)或插指電極陣列結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的觸摸屏，其特征在于，在所述公共電極層位于所述觸控感應(yīng)電極和所述觸控驅(qū)動電極之間的間隙處具有公共電極，所述公共電極與所述觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極相互絕緣。
7.如權(quán)利要求6所述的觸摸屏，其特征在于，還包括與對應(yīng)的公共電極電性相連的多條金屬公共電極，所述金屬公共電極位于相鄰行的像素單元之間的間隙處，與所述金屬感應(yīng)電極或所述金屬驅(qū)動電極同層設(shè)置且相互絕緣。
8.如權(quán)利要求6所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控感應(yīng)電極、所述觸控驅(qū)動電極和所述公共電極與像素單元的開口區(qū)域?qū)?yīng)的位置具有狹縫狀透明電極或板狀透明電極結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求6所述的觸摸屏，其特征在于，所述公共電極層的邊緣處具有包圍所述公共電極、所述觸控感應(yīng)電極以及所述觸控驅(qū)動電極的公共電極環(huán)。
10.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏，其特征在于，在所述TFT陣列基板相鄰行的像素單元之間具有兩條柵極信號線，且以相鄰的兩列像素單元為一組像素單元列，每組像素單元列共用一條位于該兩列像素單元之間的數(shù)據(jù)信號線。
11.如權(quán)利要求10所述的觸摸屏，其特征在于，在相鄰組像素單元列之間的間隙處還具有與數(shù)據(jù)信號線同層設(shè)置的金屬信號線；所述金屬信號線具體包括觸控信號輸入線、觸控信號輸出線以及公共電極信號輸入線，其中， 所述觸控信號輸入線與所述觸控驅(qū)動電極電連接；所述觸控信號輸出線與所述觸控感應(yīng)電極電連接；公共電極信號輸入線與所述公共電極電連接。
12.如權(quán)利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控驅(qū)動電極與對應(yīng)的所述觸控信號輸入線通過多個過孔電性相連；所述觸控感應(yīng)電極與對應(yīng)的所述觸控信號輸出線通過多個過孔電性相連；所述公共電極與對應(yīng)的所述公共電極信號輸入線通過多個過孔電性相連。
13.如權(quán)利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，與同一觸控驅(qū)動電極電性相連的各金屬觸控電極和各觸控信號輸入線相互電連接；與同一觸控感應(yīng)電極電性相連的各金屬感應(yīng)電極和各觸控信號輸出線相互電連接；與同一公共電極電性相連的各金屬公共電極和各公共電極信號輸入線相互電連接。
14.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，將TFT陣列基板中整面連接的公共電極層進(jìn)行分割，形成相互絕緣的觸控感應(yīng)電極和觸控驅(qū)動電極，并分別設(shè)置與對應(yīng)的各觸控驅(qū)動電極和各觸控感應(yīng)電極電性相連的金屬驅(qū)動電極和金屬感應(yīng)電極，以降低觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極的阻值，對觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極進(jìn)行分時驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸屏是對公共電極層結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更以實(shí)現(xiàn)觸控功能，因此，在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，不需要增加額外的工藝即可制成觸摸屏，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。并且，由于采用分時驅(qū)動觸控和顯示功能，也能夠降低相互干擾，提高畫面品質(zhì)和觸控準(zhǔn)確性。
文檔編號G06F3/044GK102945106SQ201210429140
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者任濤, 董學(xué), 王海生, 丁小梁, 劉紅娟 申請人:北京京東方光電科技有限公司