触控显示装置.pdf

本发明提供一种触控显示装置，包括薄膜晶体管基板、彩色滤光片基板、位于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间的液晶层、多个触控驱动电极以及多个触控感应电极。薄膜晶体管基板包括第一基底、扫描线和数据线以及多个像素单元。彩色滤光片基板包括第二基底、设置于第二基底朝向液晶层的遮光层以及设置于第二基底朝向液晶层的色阻层。多个触控驱动电极设置在第一基底上。多个触控感应电极设置在彩色滤光片基板的遮光层与色阻层之间。其中，该色阻层包括多个具有不同颜色的色阻，相邻色阻之间部分交叠，该多个触控感应电极分别设置在相邻色阻之间的交叠处。触控显示装置触控灵敏度高、良率高且不会产生漏光现象。

权利要求书
1.  一种触控显示装置，包括薄膜晶体管基板、与该薄膜晶体管基板相对 设置的彩色滤光片基板以及位于该薄膜晶体管基板和该彩色滤光片基板之间 的液晶层，
其中，该薄膜晶体管基板包括第一基底以及设置于该第一基底朝向液晶 层的表面上的多条相互平行的扫描线和多条相互平行的数据线，该多条扫描 线与该多条数据线绝缘相交以界定多个像素单元；
该彩色滤光片基板包括第二基底、设置于该第二基底朝向液晶层的表面 上的遮光层、设置于该第二基底朝向液晶层的表面上的色阻层以及设置于该 色阻层朝向该液晶层表面上的平坦层，其特征在于，该触控显示装置还包括：
多个触控驱动电极，用于提供触控驱动信号，该多个触控驱动电极设置 在该第一基底上；
多个触控感应电极，用于提供触控感应信号，该多个触控感应电极设置 在该彩色滤光片基板的该遮光层与该色阻层之间；
其中，该色阻层包括多个具有不同颜色的色阻，相邻色阻之间部分交叠， 该多个触控感应电极分别设置在相邻色阻之间的交叠处。

2.  如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该第一基底上进一 步设置有第一电极层及第二电极层，该第一电极层为公共电极或像素电极中 的一种电极，该第二电极为公共电极或像素电极中的另一种电极，该公共电 极与该触控驱动电极共用。

3.  如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该触控显示装置的 每帧时段包括显示时段与触控时段，在显示时段内，该多个触控驱动电极用 于提供公共电压信号；在触控时段内，该多个触控驱动电极用于提供触控驱 动信号。

4.  如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，在该显示时段内， 该公共电压信号输入至该多个触控感应电极。

5.  如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该第一电极层为面 状结构，该第二电极层包括多个相互平行的条状子电极。

6.  如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该第一电极层包括 多个相互平行的条状子电极，该第二电极层包括多个相互平行的条状子电极， 该第一电极层内的条状子电极与该第二电极层内的条状子电极绝缘相交。

7.  如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该多个触控感应电 极的材料为金属。

8.  如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该彩色滤光片基板 设有该平坦层的挖空区域，该触控感应电极通过该挖空区域与导电微球导通， 以将触控感应信号导到该薄膜晶体管基板，进而与该触控驱动电极一起分别 通过对应导线连接到触控柔性电路板。

9.  如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该液晶层的液晶分 子为负性液晶。

说明书触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术，特别涉及一种触控显示装置。
背景技术
随着显示装置功能的提高以及人们对其功能的进一步要求，具有触控 功能的显示装置应运而生，且日渐成熟。传统的触控显示装置包括外挂式 触控显示装置及一体化式触控显示装置，一体化式触控显示装置又分为外 嵌型(On Cell)与内嵌型(In Cell)。具体地，On Cell触控显示装置 指的是将触控传感器设置在显示面板的偏光片与彩色滤光片基板之间，而 In Cel l触控显示装置指的是将触控传感器嵌入到显示面板的像素结构之 中。相较于On Cell触控显示装置，In Cell触控显示装置具有面板薄型 化和轻量化的优势，可降低制造成本及面板厚度。
现有技术中的一种In Cell触控显示装置是将触控传感器集成到边缘 电场切换型(Fringe Field Switching,FFS)液晶显示面板之中，其中， 在液晶显示面板的彩色滤光片基板面向液晶层的一面上设置多条相互平 行的触控传感器的感应电极，而在液晶显示面板的薄膜晶体管基板上的公 共电极的上方设置有多条相互平行的触控传感器的驱动电极。驱动电极与 感应电极的延伸方向垂直，在相交处形成感应电容。在驱动电极提供触控 驱动信号时，若人体接触触控显示装置的触摸屏，人体与触摸屏之间所产 生的人体电容电场就会作用在感应电容上，使感应电容的电容值发生变 化，此时外部触控电路根据检测到的感应电极上因感应电容的电容值发生 变化而引起的电压变化，就可以确定人体接触到触摸屏上的触点位置。然 而，在实现触控功能时，触控传感器的驱动电极的走线与感应电极的走线 与液晶显示面板本身的扫描线与数据线之间的耦合电容较大，使得触控驱 动电路的负载较大，在触控传感器的驱动信号、感应信号与公共信号进行 切换的过程中容易造成延迟，从而影响触控效果。
现有技术中解决上述问题的方法有以下两种：方法一、采用混合 (Hybrid)架构，即将触控传感器的驱动电极或感应电极制作在彩色滤光 片基板上方，以增大触控传感器的驱动电极或感应电极与薄膜晶体管基板 之间的距离，进而减小驱动电极或感应电极与薄膜晶体管基板之间的耦合 电容，但是采用此种方法，由于工艺的限制，在将驱动电极或感应电极制 作在彩色滤光片基板上方时，液晶显示面板的厚度只能薄化到0.4mm，否 则容易发生破片，液晶显示面板良率较低；方法二、触控传感器的驱动电 极和感应电极均采用片电阻较低的金属材料，以降低驱动电极与感应电极 的电阻值，进而降低触控驱动电路的负载。在这种方法中，触控传感器的 驱动电极和感应电极采用金属制作，虽然降低了驱动电极与感应电极的电 阻值，但是由于金属材料表面光反射比较严重，背光源的光线穿过液晶层 照射在位于彩色滤光片基板面向液晶层的一面上的触控传感器的由金属 制作的感应电极上，出现反光，容易导致液晶显示面板出现漏光现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控显示装置，以解决现有技术中触控显 示装置的良率低及容易漏光的问题。
本发明的实施例提供一种触控显示装置，包括薄膜晶体管基板、与该 薄膜晶体管基板相对设置的彩色滤光片基板以及位于该薄膜晶体管基板 和该彩色滤光片基板之间的液晶层，其中，该薄膜晶体管基板包括第一基 底以及设置于该第一基底朝向液晶层的表面上的多条相互平行的扫描线 和多条相互平行的数据线，该多条扫描线与该多条数据线绝缘相交以界定 多个像素单元；该彩色滤光片基板包括第二基底、设置于该第二基底朝向 液晶层的表面上的遮光层、设置于该第二基底朝向液晶层的表面上的色阻 层以及设置于该色阻层朝向该液晶层表面上的平坦层，其中，该触控显示 装置还包括：多个触控驱动电极，用于提供触控驱动信号，该多个触控驱 动电极设置在该第一基底上；多个触控感应电极，用于提供触控感应信号， 该多个触控感应电极设置在该彩色滤光片基板的该遮光层与该色阻层之 间。
进一步地，该第一基底上设置有第一电极层及第二电极层，该第一电 极层为公共电极或像素电极中的一种电极，该第二电极为公共电极或像素 电极中的另一种电极，该公共电极与该触控驱动电极共用。
进一步地，该触控显示装置的每帧时段包括显示时段与触控时段，在 显示时段内，该多个触控驱动电极用于提供公共电压信号；在触控时段内， 该多个触控驱动电极用于提供触控驱动信号。
进一步地，在该显示时段内，该公共电压信号输入至该多个触控感应 电极。
进一步地，该第一电极层为面状结构，该第二电极层包括多个相互平 行的条状子电极。
进一步地，该第一电极层包括多个相互平行的条状子电极，该第二电 极层包括多个相互平行的条状子电极，该第一电极层内的条状子电极与该 第二电极层内的条状子电极绝缘相交。
进一步地，该多个触控感应电极的材料为金属。
进一步地，该彩色滤光片基板设有该平坦层的挖空区域，该触控感应 电极通过该挖空区域与导电微球导通，以将触控感应信号导到该薄膜晶体 管基板，进而与该触控驱动电极一起分别通过对应导线连接到触控柔性电 路板。
优选地，该触控显示装置中液晶层的液晶分子为负性液晶。
本发明的触控显示装置将触控感应电极设置遮光层与色阻层之间，且 相邻色阻交叠，由于色阻和平坦层的存在，使得触控感应电极与薄膜晶体 管基板之间的距离增大，进而减小了触控感应电极与薄膜晶体管基板之间 的耦合电容，从而使得触控驱动电路的负载减小，提高了触控灵敏度且不 会受到制作工艺的限制，良率高；此外，触控感应电极设置在色阻交叠处， 由于相邻色阻的交叠遮挡作用，有效的避免了背光源的光线照射在触控感 应电极的表面而出现的反光现象，从而有效地避免触控显示装置漏光。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的一种触控显示装置的剖面结构示意 图。
图2为图1所示的触控显示装置的薄膜晶体管基板的部分平面结构示 意图。
图3为本发明一实施例所提供的多个触控感应电极的平面结构示意 图。
图4为图3所示的触控感应电极的部分平面结构示意图。
图5为图1所示的触控显示装置的触控架构连线平面示意图。
图6为图5所示的触控显示装置的对应导电端处的剖面结构示意图。
图7为图1所示的触控显示装置的工作时序示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控显示装置其具 体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图 式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说 明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入 且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发 明加以限制。
请一并参考图1与图2，图1为本发明一实施例所提供的一种触控显 示装置100的局部剖面结构示意图，图2为图1所示的触控显示装置100 的薄膜晶体管基板110的部分平面结构示意图。如图1与图2所示，触控 显示装置100包括薄膜晶体管基板110、与该薄膜晶体管基板110相对的 彩色滤光片基板120以及位于该薄膜晶体管基板110与该彩色滤光片基板 120之间的液晶层130。优选地，该液晶层130中的液晶分子为负性液晶。
薄膜晶体管基板110包括第一基底111、第一绝缘层112、多条数据 线113、第二绝缘层114、第一电极层115、第三绝缘层116及第二电极 层117。该第一绝缘层112、多条数据线113、第二绝缘层114、第一电极 层115、第三绝缘层116及第二电极层117依次层叠设置于该第一基底111 朝向液晶层130的表面上，该第一绝缘层112设置在该第一基底111上， 该多条数据线113设置于该第一绝缘层112与该第二绝缘层114之间，该 第一电极层115设置于该第二绝缘层114与该第三绝缘层116之间，该第 二电极层117设置于该第三绝缘层116与液晶层130之间。该第二电极层 117内的电极包括多个相互平行的条状子电极，在本实施例中，该第一电 极层115为一面状电极结构，在其他实施例中，该第一电极层115内的电 极也可包括多个相互平行的条状子电极，并且第一电极层115内的条状子 电极与该第二电极层117内的条状子电极绝缘相交。该第一电极层115 与该第二电极层117均为透明导电材料制成。
在本实施例中，该第一电极层115为像素电极，该第二电极层117 为公共电极，该触控驱动电极119与该第二电极层117的公共电极共用， 在其它实施例中，该第一电极层115可以为公共电极，该第二电极层117 可以为像素电极，相应的，该触控驱动电极119与该第一电极层115的公 共电极共用。
此外，本发明的薄膜晶体管基板110还包括多条相互平行的扫描线 118以及多个触控驱动电极119。该多条相互平行的扫描线118设置于该 第一基底111朝向液晶层130的表面，位于该第一基底111与该第一绝缘 层112之间。该多条扫描线118与该多条数据线113绝缘交叉以界定多个 像素单元(未标示)。
请再参考图1，彩色滤光片基板120包括第二基底121、设置于该第 二基底121朝向液晶层130的表面上的遮光层122与色阻层123、位于遮 光层122与色阻层123之间的多个触控感应电极124以及平坦层125。该 遮光层122、该多个触控感应电极124、该色阻层123以及该平坦层125 依次层叠设置于该第二基底121上。
该色阻层123包括具有不同颜色的多个色阻，如，在本实施例中，该 多个色阻为分别具有红色、绿色和蓝色的第一色阻1230、第二色阻1232 以及第三色阻1234。在其他实施例中，该多个色阻还可为分别具有红色、 绿色、蓝色和白色的第一色阻、第二色阻、第三色阻以及第四色阻。
第一色阻1230与第二色阻1232部分交叠，第一色阻1230与第三色 阻1234部分交叠，也就是说，相邻的色阻之间部分交叠，多个触控感应 电极124分别设置在相邻色阻之间的交叠处。
请参考图3，图3为本发明一实施例所提供的该多个触控感应电极124 的平面结构示意图。如图3所示，该多个触控感应电极124相互平行且断 开，且每个触控感应电极124为网状结构，并由网状结构的多个网格构成， 且每个网格对应一个像素单元，此外，每个触控感应电极124与数据线 113平行。
请一并参考图3和图4，其中，图4为图3所示的触控感应电极124 的部分平面结构示意图。如图4所示，该触控感应电极124包括与扫描线 118平行且对应的第一部分1241和与数据线113平行且对应的第二部分 1242，从而包围对应的像素单元。
在本实施例中，触控感应电极124为金属，由于金属的电阻较低，因 此采用金属制成的触控感应电极124降低了触控驱动电路的负载，提高了 触控灵敏度，此外，触控感应电极124设置在色阻交叠处，相邻的色阻交 叠遮挡来自背光源的光线，避免了金属表面的光反射，进而解决了触控显 示装置100漏光的问题。
本实施例的触控显示装置100将触控感应电极124设置在遮光层122 与色阻层123之间，且对应相邻色阻的交叠处，同时由于色阻和平坦层的 存在，使得触控感应电极124与薄膜晶体管基板110之间的距离增大，进 而减小了触控感应电极124与薄膜晶体管基板110之间的耦合电容，从而 使得触控驱动电路的负载减小，提高了触控灵敏度且不会受到制作工艺的 限制，良率高。
请一并参考图5，图5为图1所示的的触控显示装置的触控架构连线 平面示意图。如图5所示，触控显示装置包括多个触控驱动电极119、多 个触控感应电极124以及柔性电路板101。其中，触控感应电极124设置 在彩色滤光片基板120上，触控驱动电极119设置在薄膜晶体管基板110 上，触控柔性电路板101设置在薄膜晶体管基板110的绑定区1100，而 触控感应电极124若要将感应信号传输至触控柔性电路板101，则需要将 感应信号导至薄膜晶体管基板110上。由于触控感应电极124的导电端 126设置在彩色滤光片基板120的非显示区，该非显示区与薄膜晶体管基 板110通过封框胶(未示出)密封，封框胶中含有导电微球(未示出，请 参考图6)，因此，彩色滤光片基板120上的触控感应电极124通过导电 微球将感应信号传输至薄膜晶体管基板110上，进而与触控驱动电极119 一起分别通过对应导线102连接到触控柔性电路板101。
具体地，请一并参考图5与图6，其中，图6为图5所示的触控显示 装置的对应导电端处的剖面结构示意图。如图5与图6所示，薄膜晶体管 基板110的第一基底111上对应非显示区依次设置导线102、第一绝缘层 112以及缓冲层105，此外，在第一绝缘层112上还设置有第一配向膜104。 其中，第一绝缘层112上设置有通孔(未标示)，该缓冲层105与该导线 102通过该通孔连接，该缓冲层105可为与触控驱动电极119相同的透明 导电材料；彩色滤光片基板120还包括设置在遮光层122朝向液晶层130 的表面上的平坦层125以及设置在平坦层125朝向液晶层130的表面上的 第二配向膜127，其中，触控感应电极的导电端126位于彩色滤光片基板 120的非显示区；此外，平坦层125与触控感应电极的导电端126相对的 位置1250挖空，以使触控感应电极的导电端126通过导电微球140将感 应信号传输至薄膜晶体管基板110，进而与触控驱动电极119一起分别通 过对应导线102连接到触控柔性电路板101。
请一并参考图1和图7，图7为图1所示的触控显示装置100的工作 时序示意图，在本实施例中，触控驱动电极与薄膜晶体管基板的公共电极 共用，在显示阶段，薄膜晶体管基板的公共电极输入公共电极信号，而在 触控阶段，薄膜晶体管基板的公共电极，此时为触控驱动电极，用于提供 触控驱动信号，其中，实现以上功能的切换是通过IC内部电路实现的。 具体地，以下结合图7进行详细说明，如图7所示，该触控显示装置100 的每帧时段包括显示时段与触控时段，举例来说，若该触控显示装置100 的驱动频率为60Hz，则该触控显示装置100的每帧工作时段为16.7ms， 那么该帧时段的前11.7ms时间可作为显示时段，而后5.0ms时间可作为 触控时段。在显示时段内，多条扫描线118依序提供扫描信号给对应的像 素单元，多条数据线113依序提供的显示数据给对应的像素单元，并且薄 膜晶体管基板110上的多个触控驱动电极119作为公共电极输入公共电压 信号，从而实现该触控显示装置100的显示功能，同时，在该时间段内， 可提供公共电压信号给彩色滤光片基板120上的多个触控感应电极124。 在触控时段内，薄膜晶体管基板110上的多个触控驱动电极119，用于提 供触控驱动信号；彩色滤光片基板120上的多个触控感应电极124用于提 供因触摸产生的感应信号，以实现该触控显示装置100的触控功能。由于 触控显示装置100的每帧工作时段内，只有在触控时段内，彩色滤光片基 板120上的多个触控感应电极124才会产生感应信号，而在显示时段内， 彩色滤光片基板120上的多个触控感应电极124被提供公共电压信号，并 且显示时段远远大于触控时段，因此触控感应电极124大多时间维持在公 共电压进而起到了静电屏蔽作用以及其他信号对触控显示装置100的显 示干扰。
本发明的触控显示装置100将触控感应电极124设置遮光层122与色 阻层123之间，相邻色阻交叠，由于色阻和平坦层的存在，使得触控感应 电极124与薄膜晶体管基板110之间的距离增大，进而减小了触控感应电 极124与薄膜晶体管基板110之间的耦合电容，从而使得触控驱动电路的 负载减小，提高了触控灵敏度且不会受到制作工艺的限制，良率高；此外， 触控感应电极124设置在相邻色阻交叠处，由于相邻色阻的交叠遮挡作 用，从而有效的避免了背光源的光线照射在触控感应电极的表面而出现的 反光现象，从而有效地避免触控显示装置漏光。
本说明书中应用了具体个例对本发明的触控显示装置及实施方式进 行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心 思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实 施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对 本发明的限制。