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：
本實用新型涉及顯示技術(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 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(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 (Thin FilmTransistor,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 (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(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，需要在現(xiàn)有的TFT陣列基板上增加新的膜層，會影響觸摸屏整體的透光率，并且也會導(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。

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)成本較低且生產(chǎn)效率較高的電容式內(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，具有柵極信號線的薄膜晶體管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(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元；所述彩膜基板具有沿像素單元的列方向延伸的多個觸控感應(yīng)電極；所述TFT陣列基板具有沿像素單元的行方向延伸的多個觸控驅(qū)動電極；每個觸控驅(qū)動電極由相鄰的至少一條柵極信號線組成；在一幀畫面的顯示時間內(nèi)，各所述觸控驅(qū)動電極用于分時地傳遞柵極掃描信號和觸控掃描信號。本實用新型實施例提供了一種顯示裝置，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(shè)置觸控感應(yīng)電極，將TFT陣列基板上的相鄰的至少一條柵極信號線作為一條觸控驅(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，以實現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本實用新型實施例提供的觸摸屏利用了柵極信號線作為觸控驅(qū)動電極，在TFT陣列基板上無需增加新的膜層，因此，不會影響整個觸摸屏的透光率，并且在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，也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。此夕卜，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。

圖1為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的縱向剖面示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏中TFT陣列基板的俯視示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏中的觸控感應(yīng)電極的示意圖之一;圖4為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏中的觸控感應(yīng)電極的示意圖之二 ；圖5為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏中TFT陣列基板的橫向剖面示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的工作時序圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型實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施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說明。附圖中各層薄膜的厚度和形狀不反映陣列基板和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。圖1和圖2所示分別為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的縱向剖面示意圖和觸摸屏中TFT陣列基板的俯視圖。如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏具體包括彩膜基板1，具有柵極信號線2的薄膜晶體管TFT陣列基板3，以及位于彩膜基板I和TFT陣列基板3之間的液晶層4，在TFT陣列基板3上設(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元5 ;還包括彩膜基板I具有沿像素單元5的列方向延伸的多個觸控感應(yīng)電極6 ；TFT陣列基板3具有沿像素單元5的行方向延伸的多個觸控驅(qū)動電極7 ;每個觸控驅(qū)動電極7由相鄰的至少一條柵極信號線2組成；在一幀畫面的顯示時間內(nèi)，各觸控驅(qū)動電極7用于分時地傳遞柵極掃描信號和觸控掃描信號。本實用新型實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，在彩膜基板上設(shè)置觸控感應(yīng)電極，將TFT陣列基板上的相鄰的至少一條柵極信號線作為一條觸控驅(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，以實現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本實用新型實施例提供的觸摸屏利用了柵極信號線作為觸控驅(qū)動電極，在TFT陣列基板上無需增加新的膜層，因此，不會影響整個觸摸屏的透光率，并且在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，也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。此外，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。下面對上述觸摸屏中TFT陣列基板中設(shè)置的觸控驅(qū)動電極進(jìn)行詳細(xì)的說明。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，如圖2所示，在本實用新型實施例提供的觸摸屏中，一般一個觸控驅(qū)動電極Tx會由相鄰的多條柵極信號線G組成，并且，各觸控驅(qū)動電極一般會包含相同條數(shù)的柵極信號線，在圖2中每條觸控驅(qū)動電極Txl和Tx2由i根柵極信號線G組成，在觸控時間段，組成一個觸控驅(qū)動電極的各條柵極信號線會加載相同的觸控掃描信號，作為一個觸控驅(qū)動電極使用，以保證所需的觸控精度。進(jìn)一步地，如圖2所示，為了減少相鄰的觸控驅(qū)動電極Txl和Tx2之間的信號干擾，在具體實施時，可以在每相鄰的兩個觸控電極Txl和Τχ2之間間隔至少一條柵極信號線，在相鄰的觸控驅(qū)動電極Txl和Τχ2之間間隔j-1根柵極信號線，以避免觸控驅(qū)動電極Txl和Tx2之間的信號干擾；其中，可以根據(jù)實際所需的觸控精度，選取合適的間隔柵極信號線的條數(shù)，在此不做限定。下面對上述觸摸屏中彩膜基板中設(shè)置的觸控感應(yīng)電極進(jìn)行詳細(xì)的說明。目前，在液晶顯示面板中，為了避免顯示過程中外界信號對顯示信號的干擾，一般都會在彩膜基板背向液晶層的一面設(shè)置屏蔽電極層，該屏蔽電極層為整面設(shè)置。本實用新型實施例提供的上述觸摸屏在具體實施時，可以根據(jù)所需的觸控精度，如圖3所示，將彩膜基板上的屏蔽電極層(shielding ΙΤ0)分割成合適寬度的觸控感應(yīng)電極Rx, —般情況下,每條觸控感應(yīng)電極Rx的寬度在2飛mm為佳。并且，觸摸屏的精度通常在毫米級，而液晶顯示屏的精度通常在微米級，可以看出顯示所需的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于觸控所需的精度，因此，一般每條觸控感應(yīng)電極都會對應(yīng)多行像素單元。在觸控驅(qū)動電極Tx傳遞觸控掃描信號時，各觸控感應(yīng)電極Rx耦合觸控掃描信號的電壓信號并輸出，在觸控驅(qū)動電極Tx傳遞柵極掃描信號時，各觸控感應(yīng)電極Rx可以接地，屏蔽外界信號對顯示信號的干擾，起到屏蔽電極的作用。進(jìn)一步地，為了在彩膜基板和TFT陣列基板對盒后能對盒體進(jìn)行減薄處理，即使用特定液體刻蝕裸露在外側(cè)的襯底基板，可以將屏蔽電極層制作在彩膜基板面向液晶層的一面，具體地，組成屏蔽電極層的各觸控感應(yīng)電極Rx可以設(shè)置于彩膜基板的襯底與黑矩陣區(qū)域之間，也可以位于黑矩陣面向液晶層的一面。當(dāng)觸控感應(yīng)電極Rx設(shè)置在彩膜基板的襯底與黑矩陣區(qū)域之間時，更有利于屏蔽外界信號的干擾。當(dāng)觸控感應(yīng)電極位于彩膜基板背向液晶層的一面時，由于觸控感應(yīng)電極與觸控驅(qū)動電極之間的間距較大，因此，如圖3所示，可以直接將各條觸控感應(yīng)電極Rx制備成面狀結(jié)構(gòu)即可保證耦合電容值在合適的范圍。當(dāng)觸控感應(yīng)電極位于彩膜基板面向液晶層的一面時，由于觸控感應(yīng)電極與觸控驅(qū)動電極之間的間距較小，為了保證耦合電容值在合適的范圍提高觸控的可行性，如圖4所示，可將各條觸控感應(yīng)電極Rx設(shè)計為具有網(wǎng)格狀電極結(jié)構(gòu)，且各觸控感應(yīng)電極的圖案被黑矩陣區(qū)域覆蓋，這樣就可以利用黑矩陣遮蓋觸控感應(yīng)電極的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，不會對顯示器的開口率產(chǎn)生影響，也不會影響顯示器的光透過率。具體地，由于在彩膜基板上設(shè)置的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的觸控感應(yīng)電極不會遮擋像素單元，因此，觸控感應(yīng)電極的材料可以具體為透明導(dǎo)電氧化物例如ITO或ΙΖ0，也可以為金屬，當(dāng)采用金屬制作觸控感應(yīng)電極時可以有效的降低其電阻。本實用新型實施例提供的上述觸摸屏可以適用于各種模式的液晶顯示面板，例如可以適用于能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角的平面內(nèi)開關(guān)(IPS，In-Plane Switch)和高級超維場開關(guān)(ADS, Advanced Super Dimension Switch)型液晶顯示面板，也可以適用于傳統(tǒng)的扭曲向列(TN, Twisted Nematic)型液晶顯示面板,在此不做限定。當(dāng)本實用新型實施例提供的上述觸摸屏應(yīng)用于ADS型液晶顯示面板時，即在TFT陣列基板上具有公共電極層，如圖5所示，可以將公共電極層至于各條柵極信號線的底層，即各柵極信號線位于公共電極層之上，公共電極層在TFT陣列基板上整層設(shè)置，這樣，在觸控時間段和顯示時間段，公共電極層都能起到屏蔽電極的作用，避免外界信號干擾觸摸屏的正常工作。具體地，本實用新型實施例還提供了上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的驅(qū)動方法，如圖6所示的時序圖，具體包括首先,將觸摸屏顯示每一幀(STV)的時間分成顯示時間段(Display)和觸控時間段(Touch)，例如圖6所示的驅(qū)動時序圖中觸摸屏的顯示一幀的時間為16. 67ms，選取其中4ms作為觸控時間段，其他的12. 67ms作為顯示時間段，當(dāng)然也可以根據(jù)IC芯片的處理能力適當(dāng)?shù)恼{(diào)整兩者的時長，在此不做具體限定。在顯示 時間段，對觸摸屏中的每條柵極信號線Gl，G2……Gn依次施加?xùn)艠O掃描信號，對數(shù)據(jù)信號線施加灰階信號，控制液晶分子翻轉(zhuǎn)，這段時間和正常的液晶面板工作原理無異；同時，觸控驅(qū)動電極接地，起到屏蔽電極層的作用。在觸控時間段，對組成觸控驅(qū)動電極Txl、Tx2……Txn的各條柵極信號線依次施加觸控掃描信號，觸控感應(yīng)電極Rx耦合觸控掃描信號的電壓信號并輸出，通過手指的觸摸，改變觸摸點(diǎn)位置兩電極之間的感應(yīng)電容，從而改變觸控感應(yīng)電極Rx的末端接收電壓信號的大小，實現(xiàn)觸控功能。同時，觸摸屏中的數(shù)據(jù)信號線無信號輸入，若觸控屏中有不作為觸控驅(qū)動電極的柵極信號線，則這些柵極信號線也無信號輸入。較佳地，在觸控時間段，對組成觸控驅(qū)動電極Txl、Tx2……Txn的各條柵極信號線依次施加的觸控掃描信號為負(fù)壓方波脈沖信號，例如-5V,這樣可以防止TFT開關(guān)打開,影響觸摸屏的正常顯示?；谕粚嵱眯滦蜆?gòu)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(fù)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(shè)置觸控感應(yīng)電極，將TFT陣列基板上的相鄰的至少一條柵極信號線作為一條觸控驅(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，以實現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本實用新型實施例提供的觸摸屏利用了柵極信號線作為觸控驅(qū)動電極，在TFT陣列基板上無需增加新的膜層，因此，不會影響整個觸摸屏的透光率，并且在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，也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。此夕卜，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。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)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(quán)利要求及其等同技術(shù)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(quán)利要求1.一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括彩膜基板，具有柵極信號線的薄膜晶體管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(shè)有呈矩陣排列的多個像素單元；其特征在于， 所述彩膜基板具有沿像素單元的列方向延伸的多個觸控感應(yīng)電極； 所述TFT陣列基板具有沿像素單元的行方向延伸的多個觸控驅(qū)動電極；每個觸控驅(qū)動電極由相鄰的至少一條柵極信號線組成； 在一幀畫面的顯示時間內(nèi)，各所述觸控驅(qū)動電極用于分時地傳遞柵極掃描信號和觸控掃描信號。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，各所述觸控驅(qū)動電極包含相同條數(shù)的柵極信號線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的觸摸屏，其特征在于，每相鄰的兩個觸控電極之間間隔至少一條柵極信號線。
4.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述TFT陣列基板還具有公共電極層，各所述柵極信號線位于該公共電極層之上。
5.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，各條所述觸控感應(yīng)電極位于所述彩膜基板的襯底與黑矩陣區(qū)域之間。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸屏，其特征在于，各所述觸控感應(yīng)電極具有網(wǎng)格狀電極結(jié)構(gòu)，且各觸控感應(yīng)電極的圖案被所述黑矩陣區(qū)域覆蓋。
7.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)電極的材料為透明導(dǎo)電氧化物或金屬。
8.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7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(shè)置觸控感應(yīng)電極，將TFT陣列基板上的相鄰的至少一條柵極信號線作為一條觸控驅(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，以實現(xiàn)觸控功能和顯示功能。由于本實用新型實施例提供的觸摸屏利用了柵極信號線作為觸控驅(qū)動電極，在TFT陣列基板上無需增加新的膜層，因此，不會影響整個觸摸屏的透光率，并且在現(xiàn)有的TFT陣列基板制備工藝的基礎(chǔ)上，也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。此外，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G02F1/133GK202870794SQ20122058661
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者趙衛(wèi)杰, 董學(xué), 王海生, 楊盛際, 劉英明, 丁小梁, 劉紅娟, 任濤 申請人:北京京東方光電科技有限公司