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
技術領域：
本實用新型涉及顯示技術領域，尤其涉及一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置。
背景技術：
隨著顯示技術的飛速發(fā)展，觸摸屏(Touch Screen Panel)已經(jīng)逐漸遍及人們的生活中。目前，觸摸屏按照組成結構可以分為外掛式觸摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆蓋表面式觸摸屏(On Cell Touch Panel)、以及內(nèi)嵌式觸摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，外掛式觸摸屏是將觸摸屏與液晶顯示屏(Liquid Crystal Display, 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。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 (Thin FilmTransistor,薄膜場效應晶體管)陣列基板上直接另外增加觸控掃描線和觸控感應線實現(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ITO電極，這兩層ITO (IndiumTin Oxides，銦錫金屬氧化物)電極分別作為觸摸屏的觸控驅(qū)動線和觸控感應線，在兩條ITO電極的異面相交處形成感應電容。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，檢測觸控感應線通過感應電容耦合出的電壓信號，在此過程中，有人體接觸觸摸屏時，人體電場就會作用在感應電容上，使感應電容的電容值發(fā)生變化，進而改變觸控感應線耦合出的電壓信號，根據(jù)電壓信號的變化，就可以確定觸點位置。上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結構設計，需要同時利用兩個驅(qū)動芯片(IC)分別實現(xiàn)觸控驅(qū)動和顯示驅(qū)動,成本較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，用以實現(xiàn)成本較低的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。本實用新型實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括彩膜基板，薄膜晶體管TFT陣列基板，以及位于所述彩膜基板和所述TFT陣列基板之間的液晶層，在所述TFT陣列基板上設有成矩陣排列的多個像素單元，還包括位于所述TFT陣列基板面向所述液晶層一面的至少一條觸控驅(qū)動電極，以及位于所述彩膜基板面向所述液晶層一面的至少一條觸控感應電極；其中，所述觸控感應電極沿像素單元的列方向布線；所述觸控驅(qū)動電極沿像素單元的行方向布線，且與所述TFT陣列基板中的至少一條柵線電性相連；每條所述觸控驅(qū)動電極包括多個同行設置的觸控驅(qū)動子電極，所述觸控驅(qū)動子電極位于相鄰列像素單元之間。本實用新型實施例提供的一種顯示裝置，包括本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。[0011]本實用新型實施例的有益效果包括本實用新型實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在彩膜基板上設置至少一條觸控感應電極，在TFT陣列基板上設置至少一條觸控驅(qū)動電極，觸控驅(qū)動電極與TFT陣列基板中的柵線電性連接，其中，每條觸控驅(qū)動電極由同行設置的位于相鄰列像素單元之間的觸控驅(qū)動子電極組成。由于使用與觸控驅(qū)動電極連接的柵線對其輸入顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，避免了增加用于觸控驅(qū)動的1C，節(jié)省了制作成本。

圖I為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的觸摸屏的TFT陣列基板的結構示意圖；圖3a_圖3c為本實用新型實施例提供的觸摸屏的彩膜基板的結構示意圖；圖4a-圖4b為本實用新型實施例提供的觸摸屏彩膜基板和TFT陣列基板對盒后的結構不意圖；圖5a_圖5c為本實用新型實施例提供的觸摸屏的投射電場線示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的觸控感應線的連接關系示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置的具體實施方式
進行詳細地說明。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比例，目的只是示意說明本實用新型內(nèi)容。本實用新型實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，如圖I所示，具體包括彩膜基板1，TFT陣列基板2，以及位于彩膜基板I和TFT陣列基板2之間的液晶層3，在TFT陣列基板2上設有成矩陣排列的多個像素單元4，還包括位于TFT陣列基板2面向液晶層3 —面的至少一條觸控驅(qū)動電極5，以及位于彩膜基板I面向液晶層3 —面的至少一條觸控感應電極6 ;其中，觸控感應電極6沿像素單元4的列方向布線；圖2所示為TFT陣列基板俯視圖，從圖2中可以看出，一個像素單元4由RGB三個亞像素單元組成，觸控驅(qū)動電極5沿像素單元4的行方向布線，且與TFT陣列基板2中的至少一條柵線7電性相連；每條觸控驅(qū)動電極5包括多個同行設置的觸控驅(qū)動子電極51，該觸控驅(qū)動子電極51位于相鄰列像素單元4之間。本實用新型實施例提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，使用與觸控驅(qū)動電極連接的柵線對其輸入顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，避免了增加用于觸控驅(qū)動的1C，節(jié)省了制作成本。在具體實施時，可以將觸控驅(qū)動子電極與TFT陣列基板中的源極和漏極同層設置，即在一次構圖工藝中同時制備出TFT的源極和漏極以及觸控驅(qū)動子電極的圖形，這樣在TFT陣列基板的制備過程中不會增加新的構圖工藝，也就不會增加作為觸摸屏的TFT陣列基板的制作成本。進一步地，在實現(xiàn)觸控驅(qū)動電極與柵線電性連接，以便使用柵線的顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號時，可以將同一條觸控驅(qū)動電極中的每個觸控驅(qū)動子電極通過與其同層設置的驅(qū)動數(shù)據(jù)線電性相連；該驅(qū)動數(shù)據(jù)線位于相鄰行像素單元之間，且與柵線電性相連。即在制備各觸控驅(qū)動子電極的同時制備出與其連接的驅(qū)動數(shù)據(jù)線，該驅(qū)動數(shù)據(jù)線可以與TFT陣列基板中的柵線平行，即設置在相鄰行像素單元之間的間隙處，然后通過過孔將該驅(qū)動數(shù)據(jù)線與柵線電性連接，以便柵線向其提供信號?；蛘?，在實現(xiàn)觸控驅(qū)動電極與柵線電性連接，以便使用柵線的顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號時，如圖2所示，可以將同一條觸控驅(qū)動電極5中的每個觸控驅(qū)動子電極51分別直接與柵線7電性相連，這樣可以省去制備驅(qū)動數(shù)據(jù)線的構圖工藝，例如采用觸控驅(qū)動子電極5通過過孔直接與交疊的柵線7電性連接，在觸控驅(qū)動子電極5與柵線7不交疊時，可以采用導線連接。具體地，由于每條觸控驅(qū)動電極中的觸控驅(qū)動子電極設置在像素單元之間的間隙處，因此，每個觸控驅(qū)動子電極的寬度不會大于相鄰列像素單元之間的間隙。一般地，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，而觸控驅(qū)動子電極的長度決定了觸摸屏的精度，即可以根據(jù)所需的觸控精度選擇觸控驅(qū)動子電極的長度，因此，每個觸控驅(qū)動子電極的長度會跨越多個液晶顯示的列向像素單元，一般其長度會在2mm以上，這樣，每個觸控驅(qū)動子電極就會與TFT陣列基板中為TFT提供顯示信號的多條柵線交疊，而在兩者的交疊處會產(chǎn)生寄生電容，交疊面積越大寄生電容越大，寄生電容會引起畫面發(fā)綠和線殘像等不良品質(zhì)缺陷，并且這種缺陷會隨著面板的大尺寸化越來越明顯。因此，在具體實施時，為了減少觸控子電極與柵極的交疊面積而減少寄生電容，如圖2所示，每個觸控驅(qū)動子電極51可以是多個電性相連的列向相鄰的驅(qū)動點電極，該驅(qū)動點電極位于每行中相鄰列像素單元之間，通過導線相互連接，圖2是以一個觸控驅(qū)動子電極51由4個驅(qū)動點電極組成為例，圖2中虛線框標示了一個驅(qū)動點電極，這樣導線與柵線的交疊面積會遠遠小于驅(qū)動點電極與柵線的交疊面積，從而盡可能小的減少寄生電容的產(chǎn)生。在具體實施時，位于彩膜基板上的觸控感應電極具體可以位于彩膜基板的襯底與彩色樹脂之間，也可以位于彩膜基板的彩色樹脂面向液晶層的一面。一般地，在彩膜基板上具有與TFT陣列基板的像素單元一一對應的彩色濾光單元，該彩色濾光單元也是由RGB三個亞彩色濾光單元構成的，由于觸控感應電極沿著像素單元的列方向布線，具體地，觸控感應電極可以設置在TFT陣列基板上的投影至少部分覆蓋觸控驅(qū)動電極，并且，由于每條觸控驅(qū)動電極包括的多個同行設置的觸控驅(qū)動子電極位于相鄰列像素單元之間，在具體實施時，觸控感應電極6可以全部設置在彩膜基板的相鄰列彩色濾光單元8之間，如圖3a所示，即觸控感應電極6在TFT陣列基板上的投影如圖4a所示，全部覆蓋觸控驅(qū)動電極；觸控感應電極6也可以選擇性的設置部分相鄰列彩色濾光單元8之間，例如在每隔一列彩色濾光單元8之間的間隙設置一條觸控感應電極6，如圖3b所示，即觸控驅(qū)動電極6在TFT陣列基板上的投影如圖4b所示，部分覆蓋觸控驅(qū)動電極，在此不做詳述。進一步地，可以將現(xiàn)有技術中制作在彩膜基板背向液晶層一面的屏蔽電極制作在彩膜基板面向液晶層的一面，這樣有利于彩膜基板和TFT陣列基板對盒后對盒體進行減薄處理，即使用特定液體刻蝕裸露在外側(cè)的襯底。具體地，多條屏蔽電極可以位于彩膜基板的襯底與彩色樹脂之間，也可以位于彩膜基板的彩色樹脂面向液晶層的一面。在具體實施時，通過與屏蔽電極電性連接的公共電極線向屏蔽電極通入公共電極信號，以屏蔽外界信號的干擾，較佳地，將屏蔽電極制作在彩膜基板的襯底與彩色樹脂之間更加有利于屏蔽電極屏蔽外界信號的干擾。并且，將現(xiàn)有技術中整層制備的屏蔽電極優(yōu)化成條狀屏蔽電極，將屏蔽電極與觸控感應電極的布線方向設置為相同，且兩者在彩膜基板上的投影互不交疊，例如一條屏蔽電極在TFT陣列基板上的投影全部覆蓋于一列像素單元，即如圖3a和圖3b所示，在彩膜基板上一條屏蔽電極9覆蓋一列由RGB組成的彩色濾光單元8。這樣，當每條觸控感應電極在TFT陣列基板上的投影全部覆蓋于相鄰列像素單元之間，或部分覆蓋于相鄰列像素單元之間時，如圖3a和圖3b所示，由于屏蔽電極9和觸控感應電極6的圖形沒有重疊，因此，可以同層設置屏蔽電極與觸控感應電極同層，當然，屏蔽電極和觸控感應電極也可以設置在彩膜基板的不同層，在此不做限定。具體地，當每條觸控感應電極6在TFT陣列基板上的投影全部覆蓋于相鄰列像素·單元4之間時，彩膜基板和TFT陣列基板對盒后的俯視圖如圖4a所示，可以看出，觸摸感應線6基本覆蓋在觸摸驅(qū)動子電極51之上，因此，不利于觸控驅(qū)動電極5發(fā)出的電場通過屏蔽電極9之間的間隙投射，如圖5a所示；而當每條觸控感應電極6在TFT陣列基板上的投影部分覆蓋于相鄰列像素單元4之間時，彩膜基板和TFT陣列基板對盒后的俯視圖如圖4b所示，可以看出，觸摸感應線6部分覆蓋在觸摸驅(qū)動子電極51之上，即有部分觸摸驅(qū)動子電極51之上沒有阻擋的觸控感應電極6，因此，觸控驅(qū)動電極5發(fā)出的電場有部分能夠通過屏蔽電極9之間的間隙投射到觸控感應電極9之上，如圖5b所示。進一步地，每條觸控感應電極除了可以設置為在TFT陣列基板上的投影至少部分覆蓋觸控驅(qū)動電極之外，每條觸控感應電極在TFT陣列基板上的投影還可以與觸控驅(qū)動電極不交疊，即例如如圖3c所示，觸控感應電極6覆蓋彩色濾光單元中的一列子彩色濾光單元，并且在這種情況下，觸控感應電極6 —般位于彩膜基板的襯底與彩色樹脂層之間，這時，在彩膜基板上還可以包括設置在位于彩膜基板的彩色樹脂面向液晶層的一面的多條屏蔽電極9，每條屏蔽電極在彩膜基板上的投影覆蓋至少一條觸控感應電極，例如一條屏蔽電極在TFT陣列基板上的投影全部覆蓋一列像素單元，如圖5c所示，在這種情況下，屏蔽電極一般位于彩膜基板的彩色樹脂面向液晶層的一面。具體地，上述每條觸控感應電極在TFT陣列基板上的投影覆蓋一列像素單元中的一列亞像素單元的設計，如圖5c所示，可以進一步減少投射電場的遮擋，即將觸控感應電極6設置在一列子彩色濾光單元上，觸控驅(qū)動電極5發(fā)出的電場能夠通過屏蔽電極9之間的間隙投射到觸控感應電極6上，不會被遮擋。進一步地，上述結構的彩膜基板將會有兩層電極，即屏蔽電極9和觸控感應電極6，為了降低兩層電極的信號延遲，一般將這兩層電極的厚度控制在1000人以上，并且，為了降低屏蔽電極9和觸控感應電極6之間的寄生電容，觸控感應電極的寬度應該盡量設計的窄一些，大概在20 μ m左右，在具體實施時，可以根據(jù)液晶顯示屏的尺寸、所需的開口率以及所需觸控的精度確定觸控感應電極的具體寬度數(shù)值，在此不做詳述。相對應地，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，可以將多個相鄰的觸控感應電極作為一條觸控感應電極使用，在具體實施時，可以根據(jù)需要的觸控精度，將相鄰的多條觸控感應線在任一端通過導線導通，作為一條觸控感應電極使用，如圖6所示，以3條觸控感應電極6在一端通過導線導通為例，在將每3條觸控感應電極6導通作為一條觸控感應電極后，將其通過在彩膜基板扇出區(qū)域(fanout)通過封框膠與觸控柔性電路板(Touch FPC)相連,這樣可以減少在fanout的走線。基于同一實用新型構思，本實用新型實施例還提供了一種顯示裝置，包括本實用新型實施例提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，該顯示裝置的實施可以參見上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的實施例，重復之處不再贅述。本實用新型實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在彩膜基板上設置至少一條觸控感應電極，在TFT陣列基板上設置至少一條觸控驅(qū)動電極，觸控驅(qū)動電極與TFT陣列基板中的柵線電性連接，其中，每條觸控驅(qū)動電極由同行設置的位于相鄰列像素單元之間的觸控驅(qū)動子電極組成。由于使用與觸控驅(qū)動電極連接的柵線對其輸入顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，避免了增加用于觸控驅(qū)動的1C，節(jié)省了制作成本。 顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求1.一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括彩膜基板，薄膜晶體管TFT陣列基板，以及位于所述彩膜基板和所述TFT陣列基板之間的液晶層，在所述TFT陣列基板上設有成矩陣排列的多個像素單元，其特征在于，還包括 位于所述TFT陣列基板面向所述液晶層一面的至少一條觸控驅(qū)動電極，以及位于所述彩膜基板面向所述液晶層一面的至少一條觸控感應電極；其中， 所述觸控感應電極沿像素單元的列方向布線；所述觸控驅(qū)動電極沿像素單元的行方向布線，且與所述TFT陣列基板中的至少一條柵線電性相連； 每條所述觸控驅(qū)動電極包括多個同行設置的觸控驅(qū)動子電極，所述觸控驅(qū)動子電極位于相鄰列像素單元之間。
2.如權利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控驅(qū)動子電極與所述TFT陣列基板中的源極和漏極同層設置。
3.如權利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，同一條所述觸控驅(qū)動電極中的每個觸控驅(qū)動子電極通過與其同層設置的驅(qū)動數(shù)據(jù)線電性相連；所述驅(qū)動數(shù)據(jù)線位于相鄰行像素單元之間，且與所述柵線電性相連。
4.如權利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，同一條所述觸控驅(qū)動電極中的每個觸控驅(qū)動子電極分別與所述柵線電性相連。
5.如權利要求1-4任一項所述的觸摸屏，其特征在于，每個所述觸控驅(qū)動子電極包括多個電性相連的列向相鄰的驅(qū)動點電極，所述驅(qū)動點電極位于每行中相鄰列像素單元之間。
6.如權利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控感應電極位于所述彩膜基板的襯底與彩色樹脂之間，或位于所述彩膜基板的彩色樹脂面向所述液晶層的一面。
7.如權利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，每條所述觸控感應電極在TFT陣列基板上的投影至少部分覆蓋所述觸控驅(qū)動電極。
8.如權利要求7所述的觸摸屏，其特征在于，所述彩膜基板還包括多條屏蔽電極，位于所述彩膜基板的襯底與彩色樹脂之間，或位于所述彩膜基板的彩色樹脂面向所述液晶層的一面； 所述屏蔽電極與所述觸控感應電極的布線方向相同，且兩者在彩膜基板上的投影互不交疊。
9.如權利要求8所述的觸摸屏，其特征在于，所述屏蔽電極與所述觸控感應電極同層設置。
10.如權利要求I所述的觸摸屏，其特征在于，每條所述觸控感應電極在TFT陣列基板上的投影與所述觸控驅(qū)動電極不交疊。
11.如權利要求10所述的觸摸屏，其特征在于，所述彩膜基板還包括位于所述彩膜基板的彩色樹脂面向所述液晶層的一面的多條屏蔽電極；每條所述屏蔽電極在彩膜基板上的投影覆蓋至少一條所述觸控感應電極。
12.如權利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控感應電極位于所述彩膜基板的襯底與彩色樹脂層之間，所述屏蔽電極位于所述彩膜基板的彩色樹脂面向所述液晶層的一面。
13.如權利要求6-12任一項所述的觸摸屏，其特征在于，相鄰的多條所述觸控感應線在任一端通過導線導通。
14.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-13任一項所述的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。
專利摘要本實用新型公開了一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在彩膜基板上設置至少一條觸控感應電極，在TFT陣列基板上設置至少一條觸控驅(qū)動電極，觸控驅(qū)動電極與TFT陣列基板中的柵線電性連接，其中，每條觸控驅(qū)動電極由同行設置的位于相鄰列像素單元之間的觸控驅(qū)動子電極組成。由于使用與觸控驅(qū)動電極連接的柵線對其輸入顯示信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，避免了增加用于觸控驅(qū)動的IC，節(jié)省了制作成本。
文檔編號G09F9/33GK202711227SQ20122041658
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權日2012年8月21日
發(fā)明者王海生, 李成, 董學, 丁小梁, 陳東, 車春城, 薛海林 申請人:北京京東方光電科技有限公司