內嵌觸摸結構的陣列基板以及顯示面板、顯示裝置的製作方法
2023-12-11 01:52:27 1
本發明涉及觸控技術領域,尤其涉及一種內嵌觸摸結構的陣列基板以及顯示面板，還涉及一種顯示裝置。
背景技術：
觸摸顯示屏作為一種輸入媒介,是目前最簡單、方便的一種人機互動方式，因此觸摸顯示屏越來越多地應用到各種電子產品中。基於不同的工作原理以及傳輸信息的介質，觸控螢幕產品可以分為四種：紅外線觸控螢幕、電容式觸控螢幕、電阻觸控螢幕和表面聲波觸控螢幕；其中電容式觸控螢幕由於具有壽命長、透光率高、可以支持多點觸控等優點成為目前主流的觸控螢幕技術。電容式觸控螢幕包括表面電容式和投射電容式，其中投射電容式又可以分為自電容式和互電容式。對於自電容觸摸結構，由於其觸控感應的準確度和信噪比比較高，因而受到了各大面板廠家青睞。
自電容式觸摸結構利用自電容的原理實現檢測手指觸摸位置，具體為：在觸摸結構中設置多個觸控感應電極，當人體未觸碰屏幕時，各觸控感應電極所感知的電容為一固定值，當人體觸碰屏幕時，觸碰位置對應的觸控感應電極所感知的電容受人體影響，觸控偵測晶片在觸控時間段通過檢測各觸控感應電極的電容值變化可以判斷出觸控位置。
對於自電容式內嵌(in-cell)觸控螢幕，現有的通常是將觸控螢幕結構中的觸控感應電極和金屬連接線直接設置在陣列基板上，例如，將陣列基板上的公共電極層劃分為多個呈陣列設置的觸控感應電極，每一觸控感應電極通過單獨的觸控信號走線連接至外部的驅動晶片。其中，多個觸控感應電極還被復用未公共電極，因此在一幀畫面的顯示時間內，所述多個觸控感應電極分時地傳遞公共電壓(Vcom)和觸控信號，該些信號均由驅動晶片提供。
目前，內嵌觸摸結構的顯示面板大多採用全驅的驅動方式：為了降低觸控信號走線與數據線的耦合電容從而提高觸控信號的信噪比(SNR)，在觸控時序時，不僅觸控信號走線輸入有觸控信號，面板內的所有數據線都輸入有相同的觸控信號。然而，現有的內嵌觸摸結構的顯示面板中，觸控信號走線與數據線都是相互分開的，在觸控時序時，需要單獨向每一個數據線分別輸入觸控信號，例如對於FHD(全高清，Full High Definition；解析度為1080*1920)面板，需要驅動晶片同時向1080個數據線提供觸控信號，這種方式會存在以下的問題：(一)、增加驅動晶片的功耗；(二)、驅動晶片內部的邏輯單元的數量相應增多，增加了驅動晶片的成本以及設計難度。
技術實現要素：
鑑於現有技術存在的不足，本發明提供了一種內嵌觸摸結構的陣列基板以及顯示面板，通過對信號線路結構的改進，降低了驅動晶片的功耗，可避免增加驅動晶片的成本以及設計難度。
為了實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案：
一種內嵌觸摸結構的陣列基板，所述陣列基板包括異層設置且相互絕緣的像素結構層、公共電極層以及觸控走線層，所述像素結構層中包括連接至像素單元的多條並行排列的數據線，所述公共電極層被劃分為多個呈陣列分布的觸控感應電極，所述觸控走線層中設置有多條觸控信號走線，所述觸控信號走線將所述觸控感應電極一一對應地連接到驅動集成晶片，所述驅動集成晶片驅動所述觸控感應電極分時地傳遞公共電壓信號和觸控信號，其中，第x條觸控信號走線與所有的數據線之間連接有一信號連接模塊，所述信號連接模塊由所述驅動集成晶片控制，在觸控時序時，所述驅動集成晶片控制所述信號連接模塊開啟，將所述第x條觸控信號走線中的觸控信號輸入到所有的數據線中；其中，第x條觸控信號走線是指所述多條觸控信號走線中的任意一條。
優選地，所述信號連接模塊包括一N-MOS電晶體，所述N-MOS電晶體的漏極連接到所述第x條觸控信號走線，源極連接至所有的數據線，柵極連接至所述驅動集成晶片。
優選地，所述N-MOS電晶體設置在所述像素結構層中，所述N-MOS電晶體的漏極通過層間過孔連接到所述第x條觸控信號走線。
優選地，所述N-MOS電晶體設置在所述觸控走線層中，所述N-MOS電晶體的源極通過層間過孔連接到所有的數據線。
優選地，所述驅動集成晶片為觸控與顯示驅動集成晶片，所述驅動集成晶片還用於向所述數據線提供數據信號。
優選地，所述驅動集成晶片包括多個數據輸出通道，每一數據輸出通道通過多路復用器連接至m條所述數據線，m為大於1的整數。
優選地，m＝3。
優選地，所述像素結構層、公共電極層以及觸控走線層依次疊層設置在一玻璃基板上，所述像素結構層和所述公共電極層之間設置有第一絕緣層，所述公共電極層和所述觸控走線層之間設置有第二絕緣層；所述觸控信號走線通過設置在所述第二絕緣層中的過孔一一對應地電連接到所述觸控感應電極。
本發明還提供了一種顯示面板，包括相對設置的陣列基板和彩膜基板，所述陣列基板和彩膜基板之間填充有液晶層，其中，所述陣列基板為如上所述的內嵌觸摸結構的陣列基板。
本發明的另一方面是一種顯示裝置，其包括如上所述的顯示面板和背光模組，所述顯示面板與所述背光模組相對設置，所述背光模組提供顯示光源給所述顯示面板，以使所述顯示面板顯示影像。
本發明實施例中提供的內嵌觸摸結構的陣列基板以及顯示面板，在其中的一條觸控信號走線與所有的數據線之間連接有一信號連接模塊，在觸控時序時，通過信號連接模塊將一條觸控信號走線中的觸控信號同時輸入到所有的數據線，相比於現有技術中由驅動晶片直接通過數據信號通道向數據線提供以上的觸控信號，較小了驅動集成晶片的功耗，並且不需要增加驅動晶片內部的邏輯單元的數量，節省了驅動晶片的成本並減低晶片的設計難度。
附圖說明
圖1是實施例1中的具有觸控螢幕結構的陣列基板的結構示意圖；
圖2是如圖1的陣列基板的平面示意圖；
圖3是實施例1中數據線與觸控信號走線相互連接的示例性圖示；
圖4是實施例2中的顯示面板的結構示意圖；
圖5是實施例2中的顯示裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。這些優選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據附圖描述的本發明的實施方式僅僅是示例性的，並且本發明並不限於這些實施方式。
在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。
實施例1
本實施例提供了一種內嵌觸摸結構的陣列基板，參閱圖1和圖2，所述陣列基板包括依次設置在玻璃基板00上的像素結構層10、公共電極層20以及觸控走線層30。所述像素結構層10和所述公共電極層20之間設置有第一絕緣層40，所述公共電極層20和所述觸控走線層30之間設置有第二絕緣層50。
其中，如圖2所示，所述像素結構層10中設置有連接至像素單元多條並行排列的數據線D1～Dn，所述公共電極層20被劃分被劃分為多個呈陣列分布的觸控感應電極21，所述觸控走線層30中設置有多條觸控信號走線31。所述觸控信號走線31將所述觸控感應電極21一一對應地連接到驅動集成晶片60，多個觸控感應電極21被復用為公共電極，因此在一幀畫面的顯示時間內，所述驅動集成晶片60驅動所述觸控感應電極31分時地傳遞公共電壓信號和觸控信號。圖2中，第一絕緣層40和第二絕緣層50未示出，其中採用虛線表示像素結構層10位於公共電極層20之下，並且如圖中僅示例性示出了4行×4列的觸控感應電極21，在另外的一些實施例中，也可以劃分為更多數量的觸控感應電極21。
其中，所述驅動集成晶片60為觸控與顯示驅動集成晶片(Touch and Display Driver Integration，TDDI)，所述驅動集成晶片60還用於向所述數據線D1～Dn提供數據信號。
其中，所述觸控信號走線31通過設置在所述第二絕緣層50中的過孔32一一對應地電連接到所述觸控感應電極21。具體地，對於一列觸控感應電極21，每條觸控信號走線31連接到相應的觸控感應電極21前均不與前面的觸控感應電極相連，連接到相應的觸控感應電極21後該觸控信號走線31將不與後面的觸控感應電極繼續連接。
其中，如圖3所示，在本實施例中，第x條觸控信號走線31a與所有的數據線D1～Dn之間連接有一信號連接模塊70，所述信號連接模塊70由所述驅動集成晶片60控制，在觸控時序時，所述驅動集成晶片60控制所述信號連接模塊70開啟，將所述第x條觸控信號走線31a中的觸控信號輸入到所有的數據線D1～Dn中。需要說明的是，如圖3中，所述第x條觸控信號走線31a是指所述觸控走線層30中的所有觸控信號走線中的任意一條。當然，信號連接模塊70也可以同時連接到多條觸控信號走線31。
具體地，如圖3所示，在本實施例中，所述信號連接模塊70包括一N-MOS電晶體Q，所述N-MOS電晶體Q的漏極連接到所述第x條觸控信號走線31a，源極連接至所有的數據線D1～Dn，柵極連接至所述驅動集成晶片60。其中，所述N-MOS電晶體Q可以設置在所述像素結構層10中，此時所述N-MOS電晶體Q的漏極通過層間過孔連接到所述第x條觸控信號走線31a。在另外的實施例中，所述N-MOS電晶體Q也可以是設置在所述觸控走線層30中，此時所述N-MOS電晶體Q的源極通過層間過孔連接到所有的數據線D1～Dn。當然，所述N-MOS電晶體Q還可以是設置在所述像素結構層10和所述觸控走線層30之外。
在本實施例中，如圖3所示，所述驅動集成晶片60包括多個數據信號通道S1～SN，每一數據信號通道S1、SN通過多路復用器(MUX)80連接至m條所述數據線，m為大於1的整數。由此可以節省驅動集成晶片60的輸出通道的數量。所述驅動集成晶片60從數據信號通道S1、SN輸出的數據信號，通過多路復用器80選擇提供給相應的數據線，輸入到像素單元90中。通常地，m的取值可以選擇在2～6之間，本實施例中m為3。
其中，如上結構的陣列基板，在顯示時序時，多路復用器80開啟，驅動集成晶片60的數據信號通道S1、SN向數據線D1～Dn提供數據信號，此時，驅動集成晶片60的使能信號通道En向所述信號連接模塊70，即N-MOS電晶體Q的柵極提供低電平信號，N-MOS電晶體Q關閉，不影響數據信號是傳輸。在觸控時序時，多路復用器80關閉，停止輸入數據信號，此時，驅動集成晶片60的觸控信號通道Tp向觸控信號走線31輸入觸控信號(圖中僅示例性示出了一個信號通道Tp和第x條觸控信號走線31a)，輸送至觸控感應電極21，並且使能信號通道En向所述信號連接模塊70，即N-MOS電晶體Q的柵極提供高電平信號，N-MOS電晶體Q導通，將第x條觸控信號走線31a中的觸控信號同時輸入到所有的數據線D1～Dn中，實現全驅的驅動方式。通過增加一個N-MOS電晶體Q即可將觸控信號同時輸入到所有的數據線D1～Dn中，避免增加驅動晶片的成本以及設計難度。
實施例2
本實施例首先提供了一種顯示面板，如圖4所示，所述顯示面板為液晶顯示面板，其包括相對設置的陣列基板100和彩膜基板200，所述陣列基板100和彩膜基板200之間填充有液晶層300，其中，所述陣列基板100為如上實施例1所提供的內嵌觸摸結構的陣列基板。
本實施例的另一方面是一種顯示裝置，如圖5所示，所述顯示裝置包括顯示面板400和背光模組500，所述顯示面板400與所述背光模組500相對設置，所述背光模組500提供顯示光源給所述顯示面板400，以使所述顯示面板400顯示影像。其中，所述顯示面板400採用本實施例中所提供的液晶顯示面板。
綜上所述，本發明實施例中提供的內嵌觸摸結構的陣列基板以及顯示面板，在其中的一條觸控信號走線與所有的數據線之間連接有一信號連接模塊，在觸控時序時，通過信號連接模塊將一條觸控信號走線中的觸控信號同時輸入到所有的數據線，相比於現有技術中由驅動晶片直接通過數據信號通道向數據線提供以上的觸控信號，較小了驅動集成晶片的功耗，並且不需要增加驅動晶片內部的邏輯單元的數量，節省了驅動晶片的成本並減低晶片的設計難度。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅是本申請的具體實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護範圍。