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，包括具有柵極信號線的TFT陣列基板，且在所述TFT陣列基板內(nèi)設有呈矩陣排列的多個像素單元；所述TFT陣列基板具有位于相鄰列的像素單元之間的觸控感應線；TFT陣列基板中的至少一條柵極信號線作為觸控掃描線；所述TFT陣列基板具有位于所述觸控掃描線和觸控感應線的交疊處的觸控單元；其中，每個觸控單元由與相鄰的觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與相鄰的觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成；所述觸控開關單元用于在與所述觸控開關單元電性相連的觸控掃描線加載柵極掃描信號時，導通與所述觸控開關單元相連的觸控驅(qū)動電極和觸控掃描線。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。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，將TFT陣列基板中的柵極信號線作為觸控驅(qū)動線，在TFT陣列基板中相鄰列的像素單元之間設置觸控感應線，并在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置觸控單元，其中，每個觸控單元由與觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成，實現(xiàn)觸摸屏的功能。由于使用柵極信號線作為觸控掃描線向觸控單元中的觸控驅(qū)動電極輸入柵極掃描信號作為觸控的驅(qū)動掃描信號，實現(xiàn)觸控功能，能避免增加用于觸控驅(qū)動的1C，節(jié)省了制作成本。

圖1為本實用新型實施例提供的嵌觸摸屏中TFT陣列基板的結構示意圖；圖2為圖1提供的TFT陣列基板中A部分的局部放大圖；圖3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4為本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結構分解示意圖；圖5a和5b分別為本實用新型實施例提供的觸控單元在觸控前和觸控中的示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的觸控單元的結構示意圖。
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1所示，包括具有柵極信號線01的TFT陣列基板，且在TFT陣列基板內(nèi)設有呈矩陣排列的多個像素單元02 ；TFT陣列基板具有位于相鄰列的像素單元之間的觸控感應線03 ；TFT陣列基板中的至少一條柵極信號線01作為觸控掃描線04 ；TFT陣列基板具有位于觸控掃描線04和觸控感應線03的交疊處的觸控單元；其中，如圖2所示，每個觸控單元由與相鄰的觸控感應線03電性相連的觸控感應電極05,以及通過觸控開關單元06與相鄰的觸控掃描線04電性相連的觸控驅(qū)動電極07組成；觸控開關單元06用于在與觸控開關單兀06電性相連的觸控掃描線04加載柵極掃描信號時,導通與觸控開關單元06相連的觸控驅(qū)動電極07和觸控掃描線04。本實用新型提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，將TFT陣列基板中的柵極信號線作為觸控驅(qū)動線，在TFT陣列基板中相鄰列的像素單元之間設置觸控感應線，并在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置觸控單元，其中，每個觸控單元由與觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成，以實現(xiàn)觸摸屏的功能。由于使用柵極信號線作為觸控掃描線向觸控單元中的觸控驅(qū)動電極輸入柵極掃描信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，能避免增加用于觸控驅(qū)動的1C，節(jié)省了制作成本。進一步地，在本實用新型實施例提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏中，如圖3所示，還可以包括:設置于TFT陣列基板上方、且與TFT陣列基板大小相同的的彩膜基板；該彩膜基板背向TFT陣列基板的一面具有用于屏蔽電場的屏蔽層；該屏蔽層至少在與觸控單元對應區(qū)域為開口區(qū)域，即在屏蔽層對應觸控單元的區(qū)域無圖案，無圖案的區(qū)域為圖3中虛線框所示，當然還可以根據(jù)需要在屏蔽層中的其他區(qū)域設置開口區(qū)域，在此不做限定。在具體實施時，該屏蔽層的材料可以為ΙΤ0，屏蔽層可以屏蔽外界電場的干擾，如圖4的結構分解示意圖所示，在屏蔽層與觸控單元對應的區(qū)域無圖案(即開天窗)，人體電場可以通過天窗作用到觸控單元上。具體地，如圖5a所示，在觸控之前，組成觸控單元的觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極之間具有耦合電容Co ;如圖5b所示，在觸控時，由于人體電場作用會分別作用在觸控單元中觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極上，使觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極之間的電容值發(fā)生變化Co — Co+ Δ C，此時，可以通過觸控感應電極的電壓變化來確定是否存在觸點。具體地，通過逐列測試與觸控感應電極連接的觸控感應線的電壓變化可以得到觸控點的橫向坐標即X方向坐標，而通過對作為觸控掃描線的柵極信號線上加載的柵極掃描信號的監(jiān)控可以得到觸控點的縱向坐標y方向坐標，從而得到觸摸的位置。較佳地，在具體實施時，用于連接觸控單元中的觸控驅(qū)動電極與對應的觸控掃描線的觸控開關單元可以為TFT器件，其中，TFT器件的柵極和漏極同時與觸控掃描線電性相連，即柵極和漏極短接，源極與觸控驅(qū)動電極電性相連。作為觸控開關單元的TFT器件的各個部件可以和TFT陣列基板中現(xiàn)有的像素TFT器件的各部件同層制備，這樣不用增加新的制備工藝，僅需變更對應的各膜層的構圖即可實現(xiàn)，也就不會增加作為觸摸屏的TFT陣列基板的制作成本。采用柵極和漏極短接的TFT器件作為觸控開關單元，可以保證僅在觸控掃描線加載的柵極掃描信號為高電位時，柵極掃描信號才會作為觸控的驅(qū)動信號流入到對應觸控驅(qū)動電極，而在觸控掃描線加載的柵極掃描信號為低電位時，柵極掃描信號不會作為觸控的驅(qū)動信號流入到對應觸控驅(qū)動電極中，這樣保證了在同一時刻僅有一行的觸控驅(qū)動電極開啟，從而保證觸控位置的縱向坐標的唯一'I"生。一般地，觸摸屏的觸控精度通常在毫米級，而TFT陣列基板的顯示精度通常在微米級，可以看出，觸控屏所需的觸控掃描線和觸控感應線比TFT陣列基板顯示所需的驅(qū)動線(數(shù)據(jù)信號線和柵極信號線)要少的多，因此，在本實用新型實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏中，在設定觸控掃描線和觸控感應線時，一般將各觸控掃描線之間的間距設置為相同，各觸控感應線之間的間距設置為相同。例如以圖1中所示為例，各觸控掃描線之間間隔兩個像素單元，各觸控驅(qū)動線之間間隔兩個像素單元。最佳地，可以將各觸控掃描線之間的間距與各觸控感應線之間的間距設置為相同，以統(tǒng)一觸摸屏的觸控精度。進一步地，在TFT陣列基板中實現(xiàn)位于相鄰列的像素單元之間的觸控感應線時，可以將各觸控感應線與TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線同層設置且相互絕緣，即在制備各數(shù)據(jù)信號線的同時制備出與其相互絕緣的觸控感應線，這樣，在制備TFT陣列基板時不需要增加額外的制備工序，只需要通過一次構圖工藝即可形成數(shù)據(jù)信號線和觸控感應線的圖形，能夠節(jié)省制備成本，提升產(chǎn)品附加值。當然可以分別制備觸控感應線和數(shù)據(jù)信號線，在此不做限定。具體地，本實用新型實施例提供的上述觸摸屏，在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置觸控單元時，可以采用金屬或透明導電氧化物作為觸控感應電極或觸控驅(qū)動電極的材料。較佳地，在具體實施時，每個觸控單元的觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極可以同層設置，也可以異層設置，只要保證兩者可以形成電容結構即可。下面都是以每個觸控單元的觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極同層設置為例進行說明的。當觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極采用透明導電氧化物制備時，觸控單元可以與TFT陣列基板中的像素電極同層制備且需要保證兩者相互絕緣；當觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極采用金屬制備時，觸控單元可以與TFT陣列基板中的TFT器件的源漏極同層制備且保證兩者相互絕緣，在此不作贅述。由于每個觸控單元都僅在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置，為保證觸摸屏的開口率，每個觸控單元的觸控面積會設置的比較小，這不利于提高觸控靈敏度。因此，較佳地，在本實用新型實施例提供的觸摸屏中，如圖6所示，還可以包括:與觸控感應電極05電性相連的至少一個第一觸控子電極08，以及與觸控感應電極05電性相連的至少一個第二觸控子電極09 ;第一觸控子電極和08第二觸控子電極09分別位于相鄰像素單元之間的間隙處。這樣，可以在保證觸摸屏的開口率的基礎上，盡量增加每個觸控單元的觸控面積，以提高觸控感應的靈敏度。進一步地，在設置各第一觸控子電極08和第二觸控子電極09時，針對每個觸控單兀:如圖6所不,與觸控感應電極05電性相連的各第一觸控子電極08和與觸控驅(qū)動電極07電性相連的各第二觸控子電極09最好一一對應，且每一對相互對應的第一子電極08和第二子電極09形成電容結構。當然，在每個觸控單元中的第一觸控子電極08和第二觸控子電極09的數(shù)量可以不相同，在此不做限定?；谕粚嵱眯滦蜆嬎?，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，將TFT陣列基板中的柵極信號線作為觸控驅(qū)動線，在TFT陣列基板中相鄰列的像素單元之間設置觸控感應線，并在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置觸控單元，其中，每個觸控單元由與觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成，實現(xiàn)觸摸屏的功能。由于使用柵極信號線作為觸控掃描線向觸控單元中的觸控驅(qū)動電極輸入柵極掃描信號作為觸控的驅(qū)動掃描信號，實現(xiàn)觸控功能，能避免增加用于觸控驅(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，包括具有柵極信號線的TFT陣列基板，且在所述TFT陣列基板內(nèi)設有呈矩陣排列的多個像素單元；其特征在于， 所述TFT陣列基板具有位于相鄰列的像素單元之間的觸控感應線； TFT陣列基板中的至少一條柵極信號線作為觸控掃描線； 所述TFT陣列基板具有位于所述觸控掃描線和觸控感應線的交疊處的觸控單元；其中， 每個觸控單元由與相鄰的觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與相鄰的觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成；所述觸控開關單元用于在與所述觸控開關單元電性相連的觸控掃描線加載柵極掃描信號時，導通與所述觸控開關單元相連的觸控驅(qū)動電極和觸控掃描線。
2.如權利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控開關單元為TFT器件，其中，所述TFT器件的柵極和漏極同時與觸控掃描線電性相連，源極與觸控驅(qū)動電極電性相連。
3.如權利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，各所述觸控掃描線之間的間距相同，各所述觸控感應線之間的間距相同。
4.如權利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，各所述觸控感應線與所述TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線同層設置且相互絕緣。
5.如權利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸控感應電極或所述觸控驅(qū)動電極的材料為金屬或透明導電氧化物。
6.如權利要求5所述的觸摸屏，其特征在于，每個觸控單元的觸控感應電極和觸控驅(qū)動電極同層設置。
7.如權利要求1-6任一項所述的觸摸屏，其特征在于，還包括:與所述觸控感應電極電性相連的至少一個第一觸控子電極，以及與所述觸控感應電極電性相連的至少一個第二觸控子電極； 所述第一觸控子電極和所述第二觸控子電極分別位于相鄰像素單元之間的間隙處。
8.如權利要求7所述的觸摸屏，其特征在于，針對每個觸控單元:與觸控感應電極電性相連的各第一觸控子電極和與觸控驅(qū)動電極電性相連的各第二觸控子電極 對應，且每一對相互對應的第一子電極和第二子電極形成電容結構。
9.如權利要求1-6任一項所述的觸摸屏，其特征在于，還包括:設置于所述TFT陣列基板上方、且與所述TFT陣列基板大小相同的的彩膜基板； 所述彩膜基板背向所述TFT陣列基板的一面具有用于屏蔽電場的屏蔽層； 所述屏蔽層至少在與所述觸控單元對應區(qū)域為開口區(qū)域。
10.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-9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，將TFT陣列基板中的柵極信號線作為觸控驅(qū)動線，在TFT陣列基板中相鄰列的像素單元之間設置觸控感應線，并在觸控掃描線和觸控感應線的交疊處設置觸控單元，其中，每個觸控單元由與觸控感應線電性相連的觸控感應電極，以及通過觸控開關單元與觸控掃描線電性相連的觸控驅(qū)動電極組成，以實現(xiàn)觸摸屏的功能。由于使用柵極信號線作為觸控掃描線向觸控單元中的觸控驅(qū)動電極輸入柵極掃描信號作為觸控的驅(qū)動信號，實現(xiàn)觸控功能，能避免增加用于觸控驅(qū)動的IC，節(jié)省了制作成本。
文檔編號G06F3/044GK203038256SQ20132003791
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權日2013年1月24日
發(fā)明者李付強, 王磊, 薛艷娜, 薛海林, 陳小川 申請人:北京京東方光電科技有限公司