專利名稱：一種像素單元與薄膜晶體管液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種像素單元及薄膜晶體管液晶顯示器。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor-Liquid Crystal Display,以下簡稱TFT-LCD)，具有重量輕、厚度薄、操作方便以及低功耗等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電視、手機(jī)、顯示器等電子產(chǎn)品中，并且具有觸控功能的TFT-LCD的應(yīng)用也越來越廣泛?，F(xiàn)有技術(shù)中具有觸控功能的TFT-IXD，都是IXD面板與觸控面板(Touch Panel)單獨(dú)設(shè)計(jì)好以后，再采用外掛式(on cell)或內(nèi)嵌式(in cell)的形式將Touch Panel與IXD 面板結(jié)合，最終形成具有觸控功能的TFT-LCD。IXD面板進(jìn)行畫面顯示，主要是通過掃描像素單元中的像素電極區(qū)域，現(xiàn)有的像素單元中，數(shù)據(jù)線與連接薄膜晶體管TFT的源極，柵極線與TFT的柵極連接，并通過數(shù)據(jù)線與柵極線接收的數(shù)據(jù)信號(hào)控制TFT開啟，驅(qū)動(dòng)TFT漏極連接的像素電極區(qū)域，并最終通過掃描像素電極區(qū)域進(jìn)行畫面顯示?，F(xiàn)有的觸控面板，大多采用電容式觸控面板，現(xiàn)有的電容式觸控面板由四層復(fù)合玻璃組構(gòu)成，并由涂覆金屬層的玻璃面作為觸摸屏，當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。現(xiàn)有技術(shù)中，由于將Touch Panel內(nèi)嵌或外掛于IXD中，故最終具有觸控功能的TFT-IXD的厚度較大，并且IXD與Touch Panel單獨(dú)設(shè)計(jì)，制造工藝也較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種像素單元及薄膜晶體管液晶顯示器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中具有觸控功能的TFT-LCD的厚度較大，制作工藝復(fù)雜的問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種像素單元，包括數(shù)據(jù)線、柵極線以及像素電極區(qū)域，還包括與所述像素電極區(qū)域所在平面平行設(shè)置的、由透明材料形成的第一觸摸感應(yīng)區(qū)域和第二觸摸感應(yīng)區(qū)域；其中，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述數(shù)據(jù)線連接，且與所述像素電極區(qū)域隔開；所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述柵極線連接，且與所述像素電極區(qū)域隔開；其中，所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域位于不同層。本發(fā)明的另一方面還提供了一種薄膜晶體管液晶顯示器TFT-IXD，包括上述像素單元組成的陣列；以及
時(shí)序控制單元，與所述像素單元的柵極線和數(shù)據(jù)線相連，用于通過時(shí)序控制掃描像素電極區(qū)域，進(jìn)行畫面顯示；以及通過所述時(shí)序控制掃描第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域，進(jìn)行觸摸位置的確定。本發(fā)明提供的像素單元，以及包括該像素單元陣列的薄膜晶體管液晶顯示器，借助柵極線與數(shù)據(jù)線的交疊部分形成電容，并增加第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與數(shù)據(jù)線連接，構(gòu)成第一觸摸平面；增加第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線連接，構(gòu)成第二觸摸平面，從而在共用柵極線與數(shù)據(jù)線的基礎(chǔ)上，將IXD與Touch Panel合二為一，簡化了具有觸控功能的TFT-IXD的制作工藝，并使TFT-LCD的厚度變小，優(yōu)化TFT-LCD具有重量輕、厚度薄、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的像素單元結(jié)構(gòu)示意
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的像素單元截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的像素單元結(jié)構(gòu)另一截面示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的薄膜晶體管液晶顯示器的像素單元陣列示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，在進(jìn)行LCD像素單元設(shè)計(jì)時(shí)，增加第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域，并且與原有像素單元中的像素電極區(qū)域公用柵極線與數(shù)據(jù)線，柵極線與數(shù)據(jù)線的交疊部分作為觸摸電容，增加的第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域構(gòu)成觸摸平面，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)LCD的基礎(chǔ)上，增加觸控功能，減少LCD的厚度，提高LCD的附加功能。如圖I所示，為本發(fā)明實(shí)施例一提供的像素單元結(jié)構(gòu)示意圖，在該像素單元中包括數(shù)據(jù)線I，柵極線2，像素電極區(qū)域3，第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5。具體的，如圖I所示，第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5是與像素電極區(qū)域3所在平面平行設(shè)置的，并且為了不影響正常畫面顯示，本發(fā)明實(shí)施例中第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5由透明材料形成，優(yōu)選銦錫氧化物ΙΤ0。具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與數(shù)據(jù)線I連接，構(gòu)成感應(yīng)電容的一個(gè)觸摸平面，并且是與像素電極區(qū)域3隔開設(shè)置的；第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5與柵極線2連接，構(gòu)成感應(yīng)電容的另一個(gè)觸摸平面，并且也需要與像素電極區(qū)域3隔開設(shè)置；其中，為了構(gòu)成觸摸電容的兩個(gè)不同觸摸平面，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5與第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4，需位于不同層。本發(fā)明實(shí)施例提供的像素單元，借助柵極線與數(shù)據(jù)線的交疊部分形成觸摸電容，并增加第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與數(shù)據(jù)線連接，構(gòu)成第一觸摸平面；增加第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線連接，構(gòu)成第二觸摸平面，從而在共用柵極線與數(shù)據(jù)線的基礎(chǔ)上，將LCD與TouchPanel合二為一，簡化了具有觸控功能的TFT-IXD的制作工藝，并使TFT-IXD的厚度變小，優(yōu)化TFT-LCD具有重量輕、厚度薄、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例二以最優(yōu)的實(shí)施例，對實(shí)施例一中的像素單元作更為詳細(xì)的說明，當(dāng)然并不引以為限。優(yōu)選的，為了簡化制造工藝，本發(fā)明實(shí)施例中，在制作第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4和第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5，一般采用光刻蝕方法，將其刻蝕為規(guī)則的圖形，并分別與數(shù)據(jù)線和柵極線連接。優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例中第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與數(shù)據(jù)線I進(jìn)行連接時(shí)，采用直接搭接的方式，即二者之間不添加絕緣層，直接采用面面接觸，無需過孔連接，簡化制作工藝，也進(jìn)一步減少最終制作的像素單元模組的厚度。更為優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例中第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4可以與像素電極區(qū)域3位于同一層，并且可以采用與像素電極區(qū)域3相同的材料，使得可以利用制作像素電極區(qū)域時(shí)，采用同一掩膜板Pixel mask同時(shí)制作，然后將制作好的第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與數(shù)據(jù)線直接搭接連接，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例二提供的像素單元中如圖I所示A-A’部分的截面示意圖，圖2中，數(shù)據(jù)線I與第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4直接面面接觸，搭接連接，并且第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4與像素電極區(qū)域3位于同一層，具有相同的材料，減少了制作過程中掩膜板的設(shè)計(jì)，并減少了占用面積。進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中將第一觸摸感應(yīng)區(qū)域4的形狀設(shè)置為與數(shù)據(jù)線I走線方向一致的長條形，并且二者在同一垂直方向的投影區(qū)域具有重疊部分，且第一觸摸感應(yīng)·區(qū)域4的投影區(qū)域?qū)挾却笥跀?shù)據(jù)線I的投影寬度。優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例中第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5與柵極線2也采用直接的搭接方式連接，中間不添加絕緣層，當(dāng)輸入電壓信號(hào)時(shí)，使二者在電勢上相同。更為優(yōu)選的，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5可以直接形成在玻璃基板上，然后形成設(shè)定的圖形后與柵極線2直接搭接，本發(fā)明實(shí)施例中，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5與柵極線2所在的柵極gate金屬層為不同層，且位于gate金屬層的下方，這樣進(jìn)一步簡化了制作工藝，如圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖I中B-B’部分的截面示意圖，圖中絕緣層6，TFT漏極7，溝槽8，源極9，玻璃基板10都與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)計(jì)相同，本發(fā)明實(shí)施例中僅就增加的第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5與柵極線2之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明實(shí)施例中，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5所在的層與柵極線2所在的gate金屬層11，直接搭接連接，不需要加入絕緣層，即在制作工藝中，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域的透明材料沉積后，利用mask形成所需圖形后，可直接與隨后制作的gate金屬層搭接連接，一方面簡化了制作工藝，另一方面也減少了模組厚度。優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例中，為了使第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5形成的感應(yīng)電容的觸摸平面制作工藝更為簡單，并且確定觸摸位置更為準(zhǔn)確，可以采用如下設(shè)計(jì)第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5可以部分位于像素電極區(qū)域的下方，即第二觸摸感應(yīng)區(qū)域5包括第一部分子區(qū)域與第二部分子區(qū)域，其中，第一部分子區(qū)域用于與柵極線2搭接，第二部分子區(qū)域位于所述像素電極區(qū)域下方，并且第一部分子區(qū)域和第二部分子區(qū)域不存在重置區(qū)域。為了簡化制作工藝，本發(fā)明實(shí)施例中將上述第一部分子區(qū)域的形狀設(shè)置成與所述柵極線走線方向相一致的長條形，二者在同一垂直方向的投影區(qū)域具有重疊部分，且第一部分子區(qū)域的投影區(qū)域?qū)挾却笥跂艠O線2的投影寬度。通過以上實(shí)施例，可以得出，本發(fā)明提供的最優(yōu)的像素單元的結(jié)構(gòu)為第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與原有像素區(qū)域位于同一層，間隔設(shè)置不接觸，并且第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與數(shù)據(jù)線搭接連接；第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線直接搭接連接，并且與柵極線所在層位于不同層，位于柵極線所在層的下方，并且第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與原有像素電極區(qū)域具有相同的制作材料。本發(fā)明實(shí)施例提供的上述像素單元的結(jié)構(gòu)，第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與原有像素電極區(qū)域具有相同的制作材料，并位于同一層，在制作時(shí)米用同一掩膜板mask制成；第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線所在的gate金屬層直接搭接連接，無需添加絕緣層，也無需過孔連接，在第二觸摸感應(yīng)區(qū)域的透明材料沉寂后，利用一個(gè)掩膜板mask形成圖形后直接搭接gate金屬層，簡化了制作工藝，并減少了像素單元模組的厚度。本發(fā)明實(shí)施例三還提供了一種薄膜晶體管液晶顯示器TFT-IXD，包括上述實(shí)施例一與實(shí)施例二中所述的像素單元組成的陣列，如圖4所示。為了實(shí)現(xiàn)具有觸控功能的TFT-IXD，又不影響TFT-IXD的畫面顯示，本發(fā)明實(shí)施例中TFT-IXD還包括一時(shí)序控制單元，與像素單元的柵極線和數(shù)據(jù)線相連，用于通過時(shí)序控制掃描像素電極區(qū)域，進(jìn)行畫面顯示；以及通過時(shí)序控制掃描第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域，進(jìn)行觸摸位置的確定。·
通過本發(fā)明提供的上述TFT-LCD，借助柵極線與數(shù)據(jù)線的交疊部分形成電容，并增加第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與數(shù)據(jù)線連接，構(gòu)成第一觸摸平面；增加第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線連接，構(gòu)成第二觸摸平面，從而在共用柵極線與數(shù)據(jù)線的基礎(chǔ)上，將LCD與Touch Panel合二為一，簡化了具有觸控功能的TFT-LCD的制作工藝，并使TFT-LCD的厚度變小，優(yōu)化TFT-IXD具有重量輕、厚度薄、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)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(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種像素單元，包括數(shù)據(jù)線、柵極線以及像素電極區(qū)域，其特征在于，還包括與所述像素電極區(qū)域所在平面平行設(shè)置的、由透明材料形成的第一觸摸感應(yīng)區(qū)域和第二觸摸感應(yīng)區(qū)域；其中， 所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述數(shù)據(jù)線連接，且與所述像素電極區(qū)域隔開； 所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述柵極線連接，且與所述像素電極區(qū)域隔開； 其中，所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域位于不同層。
2.如權(quán)利要求I所述的像素單元，其特征在于，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域和所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域的形狀為規(guī)則圖形。
3.如權(quán)利要求2所述的像素單元，其特征在于，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述數(shù)據(jù)線搭接連接。
4.如權(quán)利要求3所述的像素單元，其特征在于，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述像素電極區(qū)域位于同一層。
5.如權(quán)利要求4所述的像素單元，其特征在于，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域的形狀為與所述數(shù)據(jù)線走線方向相一致的長條形，二者在同一垂直方向的投影區(qū)域具有重疊部分，且所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域的投影區(qū)域?qū)挾却笥谒鰯?shù)據(jù)線的投影寬度。
6.如權(quán)利要求I或5所述的像素單元，其特征在于，所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述柵極線搭接連接。
7.如權(quán)利要求6所述的像素單元，其特征在于，所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與所述柵極線所在層為不同層，且位于所述柵極線所在層的下方。
8.如權(quán)利要求7所述的像素單元，其特征在于，所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域包括第一部分子區(qū)域與第二部分子區(qū)域，其中， 所述第一部分子區(qū)域與所述柵極線搭接，第二部分子區(qū)域位于所述像素電極區(qū)域下方，所述第一部分子區(qū)域和所述第二部分子區(qū)域不存在重疊區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的像素單元，其特征在于，所述第一部分子區(qū)域的形狀為與所述柵極線走線方向相一致的長條形，二者在同一垂直方向的投影區(qū)域具有重疊部分，且所述第一部分子區(qū)域的投影區(qū)域?qū)挾却笥谒鰱艠O線的投影寬度。
10.如權(quán)利要求I所述的像素單元，其特征在于，所述第一觸摸感應(yīng)區(qū)域和所述第二觸摸感應(yīng)區(qū)域的材料為銦錫氧化物ITO。
11.一種薄膜晶體管液晶顯示器TFT-IXD，其特征在于，包括權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的像素單元組成的陣列；以及 時(shí)序控制單元，與所述像素單元的柵極線和數(shù)據(jù)線相連，用于通過時(shí)序控制掃描像素電極區(qū)域，進(jìn)行畫面顯示；以及通過所述時(shí)序控制掃描第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與第二觸摸感應(yīng)區(qū)域，進(jìn)行觸摸位置的確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種像素單元及TFT-LCD，以解決現(xiàn)有技術(shù)中具有觸控功能的TFT-LCD的厚度較大，制作工藝復(fù)雜的問題。本發(fā)明中提供的像素單元，包括數(shù)據(jù)線、柵極線以及像素電極區(qū)域，還包括與像素電極區(qū)域所在平面平行設(shè)置的、由透明材料形成的第一觸摸感應(yīng)區(qū)域和第二觸摸感應(yīng)區(qū)域；其中，第一觸摸感應(yīng)區(qū)域與數(shù)據(jù)線連接，第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與柵極線連接，且與像素電極區(qū)域隔開；并且第二觸摸感應(yīng)區(qū)域與第一觸摸感應(yīng)區(qū)域位于不同層。具有觸控功能的TFT-LCD包括上述像素單元組成的陣列。通過本發(fā)明，將LCD與觸控面板合二為一，簡化了制作工藝，并減少了LCD的厚度。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102890379SQ20121034586
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者木素真 申請人:北京京東方光電科技有限公司