CN107037904A - 集成触摸显示面板及具有其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种集成触摸显示面板包括：基板、多个第一像素和多个第二像素、触摸电极和屏蔽电极。基板具有有效区和在所述有效区的外部的非有效区。多个第一像素设置在有效区，并且多个第二像素设置在非有效区。触摸电极通过电连接多个第一像素中的一组第一像素的公共电压电极而形成。屏蔽电极通过电连接多个第二像素的公共电压电极而形成。屏蔽电极设置为围绕有效区。

Description

集成触摸显示面板及具有其的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2015年12月30日提交的韩国专利申请第10-2015-0189189号的优先权，为了所有目的通过参考将该专利申请结合在此，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本公开内容涉及一种集成触摸显示面板，所述集成触摸显示面板具有设置在其中的触摸电极。
背景技术
为了应对信息社会的发展，对于能够显示图像的各种类型的显示装置的需求日益增长。目前，正在使用诸如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)、和有机发光二极管(OLED)显示装置之类的一系列显示装置。
在这些显示装置中，LCD装置包括具有晶体管的阵列基板、具有滤色器和/或黑矩阵的上基板、和夹在阵列基板以及上基板之间的液晶分子阵列。在LCD装置中，取决于施加在每个像素中的两电极之间的电场而控制液晶层中的液晶分子的取向，由此调整液晶层的光透射率以显示图像。
这样的LCD装置的显示面板被划分为有效区和在所述有效区外部的非有效区。通过将第一基板和第二基板彼此附接制造显示面板。第一基板也称为阵列基板，晶体管等形成在该基板上并且在该基板上限定像素，第二基板也称为上基板，黑矩阵和/或滤色器设置在该基板上。
其上形成有晶体管的阵列基板或第一基板包括沿第一方向延伸的多条栅极线、沿垂直于第一方向的第二方向延伸的多条数据、和分别由每条栅极线和每条数据线限定的多个像素。至少一个晶体管形成在每个像素中，其中每个晶体管的栅极和源极分别连接至对应的栅极线和对应的数据线。
此外，栅极驱动器电路和数据驱动器电路设置在非有效区上或设置在显示面板的外部，以给栅极线和数据线提供驱动像素所需的扫描信号或数据电压。
近来，显示面板通常包括检测使用用户的手指或光笔而输入的触摸的功能。已开发单独制造的触摸屏设置在显示面板上的显示面板类型、和其中在显示面板的制造期间将触摸感测电极等包含在显示面板内的集成触摸显示面板等。
在集成触摸显示面板中，提供公共电压Vcom至显示面板的像素的公共电压电极通常可加工为具有用作触摸电极的特定形状。
因为触摸电极不需要比像素更密集地分布，所以每个触摸电极可横跨一组像素而设置。当使用公共电压电极实现触摸电极时，分别对应于每个像素的一组公共电压电极可结合在一起以形成单个触摸电极。
响应于形成在触摸电极中的电容的变化可检测出使用外部物体对触摸电极的触摸。一般而言，触摸所述触摸电极的外部物体引起触摸电极与外部物体之间的电容增加。显示装置可通过检测电容的增加而确定是否外部物体进行了触摸。基于形成在触摸电极上的电容变化而检测触摸的方法也被称为电容式触摸感测。
使用电容式触摸感测的显示装置通过将触摸驱动信号输入至触摸电极并且接收响应于触摸驱动信号的信号来感测触摸。
当噪声引入触摸电极时，响应信号会失真，因此显示装置一旦接收到这样的失真响应信号会错误地检测触摸。
发明内容
本公开内容的各方面意图克服集成触摸显示装置错误地检测触摸的问题。本公开内容还意图减少或防止引入噪声至触摸电极。
根据本公开内容的一方面，一种集成触摸显示面板可包括：基板、多个第一像素和多个第二像素、触摸电极和屏蔽电极。所述基板具有有效区和在所述有效区的外部的非有效区。所述多个第一像素设置在所述有效区，并且所述多个第二像素设置在所述非有效区。所述触摸电极通过电连接所述多个第一像素中的一组第一像素的公共电压电极而形成。所述屏蔽电极通过电连接所述多个第二像素的公共电压电极而形成。所述屏蔽电极设置为围绕所述有效区。
根据本公开内容的另一方面，一种集成触摸显示装置可包括显示面板和触摸驱动电路。所述显示面板包括设置在有效区的多个第一像素、设置在非有效区的多个第二像素、触摸电极和屏蔽电极，所述触摸电极通过电连接所述多个第一像素中的一组第一像素的公共电压电极而形成，所述屏蔽电极通过电连接所述多个第二像素的公共电压电极而形成，所述屏蔽电极设置为围绕所述有效区。
根据如上所述的本公开内容，可克服集成触摸显示装置错误地检测触摸的问题。此外，可减少或防止引入噪声至触摸电极。
附图说明
当结合附图时，将从下面的详细描述更清楚地理解本公开内容的上述和其它目的、特征和优点，其中：
图1是图示根据示例实施方式的显示装置的示意构造图；
图2是沿图1的线I-I’截取的截面图；
图3图示屏蔽电极，所述屏蔽电极的多个部分彼此分开；
图4图示外部噪声引入至触摸电极；
图5图示阻挡外部噪声的屏蔽电极；
图6图示在图5中示出的由驱动电路提供的信号的波形；
图7图示阻挡外部噪声的屏蔽金属层和屏蔽电极；以及
图8图示在图7中示出的由驱动电路提供的信号的波形。
具体实施方式
现在将详细描述本公开内容的实施方式，附图中图解了这些实施方式的例子。在整个文件中，应当参照附图，其中将使用相同的参考数字和标记表示相同或相似的部件。在下面本公开内容的描述中，在可能使本公开内容的主题变得不清楚的情况下，将省略其中引入的已知功能和部件的详细描述。
还将理解，尽管在此可能使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”这样的术语来描述各种元件，但这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。这些元件的本质、次序、顺序或编号不受这些术语限制。将理解到，当一元件被称为与其他元件“连接”或“耦接”时，不仅能与其他元件“直接连接”或“耦接”，而且还能经由“中间”元件与其他元件“间接连接或耦接”。同样，将理解当一元件被称为形成在其他元件“上方”或“下方”时，不仅能直接形成在其他元件上方或下方，而且还能经由中间元件间接形成在其他元件上方或下方。
图1是图示根据示例实施方式的显示装置的示意构造图。
参照图1，显示装置100包括显示面板110、驱动电路120等。
显示面板110可通过将作为阵列基板的第一基板与作为上基板的第二基板彼此附接而制造，在所述第二基板上设置黑矩阵和/或滤色器。
多条栅极线和多条数据线设置在显示面板110上，由彼此交叉的栅极线和数据线限定像素。
在像素中，薄膜晶体管(TFT)形成在栅极线与数据线交叉的位置中。此外，像素电极和公共电压电极设置在像素中，通过TFT给像素电极提供数据电压，像素电极和公共电压电极基于相对于像素电极的电势差在液晶材料中形成磁场。
公共电压电极在显示模式或触摸驱动模式下运作。
在显示模式中，公共电压Vcom被提供至公共电压电极。公共电压在相对于像素电极上形成的数据电压形成电势差的同时将电场提供至液晶层。
在触摸驱动模式中，公共电压电极用作触摸电极。在触摸驱动模式中，触摸驱动信号被提供至公共电压电极，并且显示装置100可使用响应于触摸驱动信号的信号检测触摸。
外部物体触摸显示装置100的面积大于每个像素的面积。设置在一组像素中的一组公共电压电极可彼此电连接，由此形成触摸电极130。
如图1所示，显示面板110划分为中心部分的有效区AA和有效区A/A外部的非有效区N/A。多个触摸电极130设置在有效区AA。
多个触摸电极130通过第一驱动线161连接至驱动电路120(仅图示一条第一驱动线161)。驱动电路120设置在显示面板110的一部分上(图1中的显示面板110的下部)。
驱动电路120通过将触摸驱动信号提供至触摸电极130并且从触摸电极130接收响应于触摸驱动信号的信号来检测每个触摸电极130的触摸。
此外，驱动电路120将数据电压提供至像素。一组像素设置在放置有每个触摸电极的区域中，并且每个像素接收从驱动电路120提供的数据电压。
考虑到驱动电路120检测触摸，驱动电路120可称为触摸驱动电路。驱动电路120也可称为数据驱动电路，因为驱动电路120将数据电压提供至像素。
如图1所示，触摸驱动电路和数据驱动电路可形成为单个IC。在其他实施方式中，触摸驱动电路和数据驱动电路可形成为分开的IC。
驱动电路120是以柔性印刷电路板(FPCB)的形状设置在膜上芯片(COF)内的D-IC或T-IC，并且经由焊接元件连接至显示面板110。
非有效区N/A设置在有效区A/A的外部。非有效区N/A划分为第一非有效区(第一N/A)和第二非有效区(第二N/A)，在所述第一N/A中设置有虚拟像素142，在所述第二N/A中不设置虚拟像素142。
为了区别放置在有效区用于提供图像给用户的像素与放置在非有效区不被用户视觉识别的像素，下文中，将放置在有效区的像素称为放置在有效区的第一像素141，将放置在非有效区的像素称为放置在非有效区的第二像素142。
第一像素141和第二像素142二者都包括像素电极和公共电压电极。
包括在一组第一像素中的公共电压电极可彼此电连接，由此形成单个触摸电极130。
包括在一组第二像素中的公共电压电极可彼此电连接，由此形成屏蔽电极150。屏蔽电极150通过第二驱动线162连接至驱动电路120。
电连接至驱动电路120的第三驱动线163设置在第二非有效区(第二N/A)，第二N/A放置在第二像素142的外部。
图2是沿图1的线I-I’截取的截面图。
参照图2，在放置在有效区A/A中的第一像素141和放置在第一非有效区(第一N/A)中的第二像素142中，TFT设置在基板上。在第二非有效区(第二N/A)中，线LOG(玻璃上线)设置在基板上。
每个TFT可包括栅极GE、有源层AL、源极SE、漏极DE等。
栅极GE从栅极线延伸。
有源层AL形成TFT的有源区。有源层AL可由氧化物半导体形成，所述氧化物半导体选自但不限于氧化锌(ZnO)，例如氧化铟镓锌(IGZO)、氧化锌锡(ZTO)和氧化铟锌(ZIO)。
源极SE从数据线延伸，同时漏极DE连接至像素电极PE。
参照层压位置，栅极GE和线LOG(玻璃上线)形成在基板上，并且栅极绝缘层GI形成在栅极GE和线LOG(玻璃上线)上。此外，源极SE、有源层AL、漏极DE和像素电极PE形成在栅极绝缘层GI上。
其上形成有TFT和像素电极PE的栅极绝缘层GI由有机保护层PAC覆盖，所述有机保护层PAC用作层间绝缘层和保护层。
有机保护层PAC可由选自但不限于光丙烯、丙烯酸酯、聚酰胺、苯并环丁烯(BCB)等的材料形成。
驱动线161、162、163设置在有机保护层PAC上。驱动线161、162、163由与数据线不同的材料的形成，并且形成在与数据线不同的层上。具体而言，第一驱动线161、第二驱动线162和第三驱动线163可由相同的材料形成并且形成在有机保护层PAC上的相同的层中。
驱动线161、162、163可由选自但不限于铝(Al)、铝-钕(Al-Nd)、铜(Cu)、钼(Mo)、钼-钛(MoTi)和铬(Cr)的低电阻金属或合金形成。
其上形成有驱动线161、162、163的有机保护层PAC由无机保护层PAS覆盖。
无机保护层PAS可由选自但不限于氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)的无机材料形成。
在第一像素141中，触摸电极130放置在无机保护层PAS上。触摸电极130通过接触孔与放置在不同层中的第一驱动线161电连接。
在第二像素142中，屏蔽电极150放置在无机保护层PAS上。屏蔽电极150通过接触孔与放置在不同层中的第二驱动线162电连接。
在以上描述的栅极线或栅极中，栅极金属层或源极/漏极金属层可由选自但不限于铝(Al)、铝合金(AlNd)、铜(Cu)、铜合金、钼(Mo)、钼合金(MoTi)和铬(Cr)的具有低电阻特性的至少一种金属材料形成。
此外，触摸电极130和屏蔽电极150的每个可以是由透明导电材料形成的透明电极，所述透明导电材料具有相对高的功函数，例如，诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之类的金属氧化物、或金属和氧化物的组合，诸如ZnO：Al或SnO2：Sb。
此外，栅极绝缘层GI和无机保护层PAS可由诸如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)之类的无机绝缘材料形成，但不限于此。栅极绝缘层GI和无机保护层PAS可由其他电绝缘材料形成。
第一像素141和第二像素142可以相同工艺形成。例如，放置在第一像素141中的晶体管和放置在第二像素142中的晶体管以相同掩模工艺形成。此外，设置在第一像素141和第二像素142中的触摸电极130和屏蔽电极150以相同掩模工艺形成。
触摸电极130在边界处彼此分开，以彼此电隔离。这里，以相同掩模工艺形成的屏蔽电极150的多个部分可彼此分开。
图3图示屏蔽电极，所述屏蔽电极的多个部分彼此分开。
参照图3，屏蔽电极150是多个彼此分开的部分的组合。
具有预定宽度的间隙限定在触摸电极130之间的边界处，使得触摸电极130彼此电隔离。以相同方式，屏蔽电极150的多个部分可由间隙彼此分开。
屏蔽电极150的多个部分沿第二驱动线162的纵向方向彼此分开。此外，屏蔽电极150的多个部分通过第二驱动线162彼此电连接。
在屏蔽电极150的区域中，第二像素可彼此邻近并且分开地设置。彼此分开的第二像素可通过第二驱动线162彼此电连接。
第二驱动线162与屏蔽电极150放置在不同层，并且第二驱动线162通过接触孔连接至屏蔽电极150的彼此分开的部分。
尽管如图3所示屏蔽电极150的多个部分彼此分开，但是第二像素的所有公共电压电极也可在相同层上彼此连接，使得屏蔽电极150形成为一体。在这种情况下，第二驱动线162可通过单个接触孔与屏蔽电极150连接。
此外，显示装置可通过第二驱动线162将信号提供至屏蔽电极150，以防止外部噪声引入至触摸电极130。
图4图示外部噪声引入至触摸电极。
参照图4，在显示面板110的外部提供有噪声源410。
噪声源410可与触摸电极130形成电容耦合。例如，噪声源410可以是具有电极的物体或人体。当物体或人体靠近触摸电极130时，电容耦合形成在物体或人体与触摸电极130之间。
噪声源410可利用耦合电容420将噪声传输至触摸电极130。
在显示装置将触摸驱动信号提供至触摸电极130然后接收响应于触摸驱动信号的响应信号以检测触摸的过程中，显示装置会错误地将噪声识别为触摸。
当噪声源410没有通过耦合电容420传输噪声时，耦合电容420的形成会增加触摸电极130的电容，由此显示装置错误地检测触摸。
显示装置通过识别触摸电极130的电容变化来检测触摸电极130的触摸。因此，当触摸电极130的电容由于噪声源410增加时，显示装置会错误地将电容的增加识别为对触摸电极130的触摸。
图5图示阻挡外部噪声的屏蔽电极。
参照图5，屏蔽电极150可阻挡从噪声源410传输的噪声和形成在噪声源410与显示装置之间的耦合电容。
屏蔽电极150围绕有效区。屏蔽电极150还围绕放置在有效区中的触摸电极130。
放置在显示面板外部的噪声源410与屏蔽电极150形成电容式耦合，屏蔽电极150比触摸电极130更靠近噪声源410。因此，从噪声源410传输的噪声通过形成在噪声源410与屏蔽电极150之间的第一耦合电容510泄漏给屏蔽电极150。
屏蔽电极150可与触摸电极130形成电容式耦合，噪声可通过形成在屏蔽电极150与触摸电极130之间的第二耦合电容520传输。此外，第二耦合电容520会增加触摸电极130的电容。
可使用信号去除由于第二耦合电容520导致的噪声传输和电容增加。
触摸电极130通过第一驱动线161电连接至驱动电路120，屏蔽电极150通过第二驱动线162电连接至驱动电路120。
此处，驱动电路120可通过第一驱动线161将触摸驱动信号STX提供至触摸电极130，同时通过第二驱动线162将无负载驱动信号LFD提供至屏蔽电极150。
触摸驱动信号STX的相位和无负载驱动信号LFD的相位可彼此同步。
图6图示在图5中示出的由驱动电路提供的信号的波形。
当具有相同相位的信号提供至电容的两端时，DC电压可形成在该电容的两端上，因此没有电流流至电容。这与电容的两端实质绝缘的情况相同，因此在电容之间形成非常高的阻抗。换句话说，实质上没有电容存在。
参照图5和图6，驱动电路将相位同步的触摸驱动信号STX和无负载驱动信号LFD输入至触摸电极130和屏蔽电极150。因此，同步信号提供至形成在屏蔽电极150与触摸电极130之间的第二耦合电容520的两端，由此实现如同实质去除了第二耦合电容520的效果。当触摸驱动信号STX和无负载驱动信号LFD不仅相位相同而且幅度A1和A2也相同时，可加强该效果。
当去除了形成在屏蔽电极150与触摸电极130之间的第二耦合电容520时，由噪声源410产生的噪声不传输至触摸电极130，触摸电极130的电容不会增加。因此可降低显示装置由于噪声源410而错误地检测触摸的可能性。
显示装置可具有阻挡噪声源410的双褶层屏蔽膜。
图7图示阻挡外部噪声的屏蔽金属层和屏蔽电极。
参照图7，屏蔽金属层是与第二驱动线162设置在相同层上的第三驱动线163，位于设置有第二像素的屏蔽电极150的外部。
噪声源410可与放置在触摸电极130和屏蔽电极150外部的第三驱动线163耦合以形成第三耦合电容530。第三耦合电容530用作阻挡外部噪声的第一元件。
此外，形成在噪声源410与屏蔽电极150之间的第一耦合电容510用作阻挡外部噪声的第二元件。
具有同步相位的触摸驱动信号可提供至触摸电极130、屏蔽电极150和第三驱动线163，以去除在屏蔽金属层(第三驱动线163)和触摸电极130之间以及在屏蔽电极150与触摸电极130之间的耦合电容。
图8图示在图7中示出的由驱动电路提供的信号的波形。
参照图7和图8，驱动电路120可将触摸驱动信号STX提供至触摸电极130同时将第一无负载驱动信号LFD1提供至屏蔽电极150，第一无负载驱动信号LFD1的相位与触摸驱动信号STX的相位相同。驱动电路120可将第二无负载驱动信号LFD2提供至第三驱动线163，第二无负载驱动信号LFD2的相位与触摸驱动信号STX的相位相同。
这些信号STX、LFD1和LFD2可去除在触摸电极130、屏蔽电极150和第三驱动线163之间的所有耦合电容。
尽管在图8中图示了具有相同相位和不同幅度A1、A2、和A3的信号，但是可将具有相同相位和相同幅度的信号提供至触摸电极130、屏蔽电极150和第三驱动线163。驱动电路120可将实质相同的触摸驱动信号STX提供至第一驱动线161、第二驱动线162和第三驱动线163。
外部噪声可通过屏蔽电极150和第三驱动线163传输至驱动电路120。驱动电路120可不对这样的噪声执行信号处理或可允许这样的噪声传到地面。
具体而言，驱动电路120可仅从第一驱动线161接收响应于触摸驱动信号的响应信号并且处理接收的响应信号。因此，从第二驱动线162或第三驱动线163接收的信号可不被处理或可允许其传到地面。
根据如上所述的示例实施方式，可克服集成触摸显示装置错误地检测触摸的问题。此外，可减少或防止引入噪声至触摸电极。
应当理解，这里使用的术语“包括”、“包含”、“具有”和它们的任何变型意图覆盖非排他的内含物，除非明确地相反描述。除非另有定义，这里使用的包括技术和科学术语的所有术语都与本公开内容所属领域的技术人员共同理解的意思一致。进一步理解的是，诸如在通用词典中定义的那些术语应当被解释为其在现有技术背景中的意义以及在本公开内容中的意义相同，并且不会被理想化地或过度形式意义地解释，除非这里明确地这样定义。
为解释本公开内容的特定原理，已呈现上述描述和附图。本公开内容涉及的领域的技术人员在不背离本公开内容的原理的情况下可通过组合、划分、替换和改变元件来进行各种修改和变化。在此公开的上述实施方式应当被理解为仅是说明性的，而不限定本公开内容的原理。应当理解，本公开内容的范围应当由随附权利要求书限定，并且它们的等同物落入本公开内容的范围内。

Claims (10)

1.一种集成触摸显示面板，包括：
基板，所述基板具有有效区和在所述有效区的外部的非有效区；
多个第一像素和多个第二像素，所述多个第一像素和多个第二像素分别包括像素电极和公共电压电极，所述多个第一像素设置在所述有效区，并且所述多个第二像素设置在所述非有效区；
触摸电极，所述触摸电极包括所述多个第一像素中的一组第一像素的彼此电连接的公共电压电极；和
屏蔽电极，所述屏蔽电极包括所述多个第二像素的彼此电连接的公共电压电极，所述屏蔽电极设置为围绕所述有效区。
2.根据权利要求1所述的集成触摸显示面板，进一步包括：
第一驱动线，所述第一驱动线电连接至所述触摸电极；
第二驱动线，所述第二驱动线电连接至所述屏蔽电极。
3.根据权利要求2所述的集成触摸显示面板，进一步包括第三驱动线，所述第三驱动线放置在所述多个第二像素的外部。
4.根据权利要求3所述的集成触摸显示面板，其中具有同步相位的触摸驱动信号被提供至所述第一驱动线、所述第二驱动线和所述第三驱动线。
5.根据权利要求4所述的集成触摸显示面板，其中相同触摸驱动信号被提供至所述第一驱动线、所述第二驱动线和所述第三驱动线。
6.根据权利要求4所述的集成触摸显示面板，进一步包括提供所述触摸驱动信号的触摸驱动电路，所述触摸驱动电路仅从所述第一驱动线接收响应于所述触摸驱动信号的响应信号并且处理所接收的响应信号。
7.根据权利要求2所述的集成触摸显示面板，其中所述多个第二像素中的两个邻近并且分开的第二像素通过所述第二驱动线彼此电连接。
8.一种集成触摸显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括设置在有效区的多个第一像素、设置在非有效区的多个第二像素、触摸电极和屏蔽电极，所述触摸电极包括所述多个第一像素中的一组第一像素的彼此电连接的公共电压电极，所述屏蔽电极包括所述多个第二像素的彼此电连接的公共电压电极，所述屏蔽电极设置为围绕所述有效区；和
触摸驱动电路，所述触摸驱动电路将触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述屏蔽电极。
9.根据权利要求8所述的集成触摸显示装置，其中所述触摸驱动电路将具有同步相位的触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述屏蔽电极。
10.根据权利要求8所述的集成触摸显示装置，进一步包括电连接至所述触摸电极的第一驱动线和电连接至所述屏蔽电极的第二驱动线，其中所述触摸驱动电路仅从所述第一驱动线接收响应于所述触摸驱动信号的响应信号并且处理所接收的响应信号。
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