本發(fā)明涉及一種觸控面板，尤其涉及一種內(nèi)嵌式觸控面板及其陣列基板。

背景技術(shù)：

液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)是目前使用最廣泛的一種平板顯示器，已經(jīng)逐漸成為諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)或膝上型計(jì)算機(jī)等的各種電子設(shè)備所使用的具有高分辨率彩色屏幕的顯示器。

隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)LCD的顯示品質(zhì)、外觀設(shè)計(jì)、人機(jī)界面等提出了更高的要求，觸控技術(shù)(Touch Technology)因具有操作方便、高度集成等特點(diǎn)而成為技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。

觸控技術(shù)近些年發(fā)展迅猛，目前已有多種觸控面板投入量產(chǎn)。對(duì)于現(xiàn)有的觸控面板，根據(jù)觸控傳感器(Touch Sensor)設(shè)置位置的不同，可分為觸控傳感器覆蓋于液晶盒上式(On Cell)、觸控傳感器內(nèi)嵌在液晶盒內(nèi)式(In Cell)、以及觸控傳感器外掛于顯示面板式(Out Cell)。其中，In-Cell型觸控面板是指將觸控功能嵌入到液晶像素中的方法，不僅進(jìn)一步降低了整機(jī)厚度，而且可以和LCD一同制作，沒有額外的制作工序，也不影響其在室外等明亮的環(huán)境下的可視性。因此，對(duì)In-Cell型觸控面板的研究日漸盛行。

現(xiàn)有的內(nèi)嵌式觸控面板的一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是利用一金屬連接層來傳遞觸控信號(hào)，該金屬連接層包括多條彼此平行的金屬連接線，用以電連接不同的觸控傳感器的焊盤電極。為了不影響像素開口率，所述金屬連接線一般設(shè)置在觸控面板的數(shù)據(jù)線的上方，如此，在金屬連接線與數(shù)據(jù)線之間會(huì)存在電阻電容性負(fù)載(RC Loading)，該負(fù)載會(huì)影響金屬連接線所傳遞的觸控信號(hào)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致觸控精度下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低在觸控面板的有效區(qū)內(nèi)走線的電阻電容性負(fù)載，提高觸控面板的觸控精度的內(nèi)嵌式觸控面板的陣列基板。

本發(fā)明提供了一種內(nèi)嵌式觸控面板的陣列基板，所述陣列基板包括：觸控電極，以陣列的形式設(shè)置在觸控面板的有效區(qū)中；觸控感測(cè)芯片，設(shè)置在觸控面板的有效區(qū)外；金屬連接線，與觸控電極異層設(shè)置且通過過孔連接到觸控電極，并且與觸控面板的數(shù)據(jù)線相互絕緣地疊置，其中，觸控電極通過金屬連接線連接到觸控感測(cè)芯片，在金屬連接線與數(shù)據(jù)線之間設(shè)置有開關(guān)電路，開關(guān)電路在觸控階段使金屬連接線與數(shù)據(jù)線接通，而在顯示階段使金屬連接線與數(shù)據(jù)線斷開。

開關(guān)電路可包括薄膜晶體管和公共導(dǎo)電線。

薄膜晶體管的柵極可連接到公共導(dǎo)電線，薄膜晶體管的源極和漏極中的一個(gè)可連接到金屬連接線，薄膜晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)可連接到數(shù)據(jù)線。

公共導(dǎo)電線可由觸控感測(cè)芯片接出。

薄膜晶體管可以是NMOS、PMOS、CMOS或傳輸門等。

開關(guān)電路可設(shè)置在觸控面板的有效區(qū)的上側(cè)或下側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嵌式觸控面板的陣列基板在觸控面板的觸控階段通過觸控感測(cè)芯片提供信號(hào)至公共導(dǎo)電線以使薄膜晶體管導(dǎo)通，從而使數(shù)據(jù)線與金屬連接線電連接，由此觸控面板在有效區(qū)內(nèi)走線的電阻值和電容值都大幅下降，電阻電容性負(fù)載減小，從而可增加觸控面板的工作準(zhǔn)確度。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的各方面將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的In-Cell觸控陣列基板的示意性剖視圖。

圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自電容In-Cell觸控陣列基板的架構(gòu)示意圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的In-Cell觸控陣列基板的架構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將通過參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行解釋來詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以按照多種不同形式具體實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為限制為本文所闡述的各實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例是為了使得本公開是清楚且完整的，并且將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明構(gòu)思。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。此外，各個(gè)元件和區(qū)域是示意性示出的。因而，本發(fā)明構(gòu)思不限于圖中所示出的相對(duì)尺寸或距離。將要理解的是，盡管在這里會(huì)使用術(shù)語第一、第二等來描述各個(gè)元件和/或部件，但這些元件和/或部件不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用于將一個(gè)元件和/或部件與另一個(gè)元件和/或部件區(qū)分開。因此，下面討論的第一元件或第一部件可以被稱為第二元件或第二部件，而沒有背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的In-Cell觸控陣列基板的示意性剖視圖。

參照?qǐng)D1，觸控陣列基板100可包括基底110、遮光層115、緩沖層120、半導(dǎo)體元件SE、平坦化層140、公共電極層145、第二層間絕緣層150、金屬連接層M3、鈍化層155和像素電極層160。

基底110可包括透明基板，優(yōu)選為玻璃基板。

遮光層115可設(shè)置在基底110上以及半導(dǎo)體元件SE下方，用于防止光線進(jìn)入半導(dǎo)體元件SE可包括的薄膜晶體管的溝道區(qū)，從而可以起到降低漏電流、提高薄膜晶體管器件電學(xué)性能的作用。遮光層115可為鉬(Mo)、鈦(Ti)、鋁(Al)、銅(Cu)中的一種或多種的堆棧組合。

緩沖層120可設(shè)置在基底110上并且覆蓋基底110上的遮光層115。緩沖層120可減少或有效地防止金屬原子和/或雜質(zhì)從基底110向觸控陣列基板的在基底110上的其他層的擴(kuò)散并且可改善基底110的不規(guī)則表面的平整度。緩沖層120可為氧化硅(SiO_x)層、氮化硅(SiN_x)層或者由氧化硅層與氮化硅層疊加構(gòu)成的復(fù)合層。

半導(dǎo)體元件SE可設(shè)置在緩沖層120上。半導(dǎo)體元件SE可包括薄膜晶體管。薄膜晶體管可包括多晶硅層125、源極S、漏極D、柵極G以及設(shè)置在它們之間的柵極絕緣層130和第一層間絕緣層135。

多晶硅層125可設(shè)置在緩沖層120上，并且包括位于兩端的N型重?fù)诫s區(qū)N+、位于中間的溝道區(qū)CH以及位于N型重?fù)诫s區(qū)N+與溝道區(qū)CH之間的N型輕摻雜區(qū)N-。

柵極絕緣層130可設(shè)置在緩沖層120上并且覆蓋在緩沖層120上的多晶硅層125。柵極絕緣層130可為氧化硅(SiO_x)層、氮化硅(SiN_x)層或者由氧化硅層與氮化硅層疊加構(gòu)成的復(fù)合層。

柵極G可設(shè)置在柵極絕緣層130上。柵極G可與多晶硅層125的溝道區(qū)CH疊置。柵極G可包括金屬、合金、導(dǎo)電金屬氧化物、透明導(dǎo)電材料等。

第一層間絕緣層135可設(shè)置在柵極絕緣層130上并且覆蓋在柵極絕緣層130上的柵極G。第一層間絕緣層135可使用無機(jī)材料或有機(jī)材料來形成。

源極S和漏極D可設(shè)置在第一層間絕緣層135上。源極S和漏極D可分別通過第一過孔H1與N型重?fù)诫s區(qū)N+相接觸。第一過孔H1形成在兩端的N型重?fù)诫s區(qū)N+上并且穿過第一層間絕緣層135和柵極絕緣層130。源極S和漏極D中的每個(gè)可包括金屬膜、合金膜、金屬氮化物膜、導(dǎo)電金屬氧化物膜和/或透明導(dǎo)電膜。

平坦化層140可設(shè)置在第一層間絕緣層135上。平坦化層140可完全覆蓋源極S和漏極D，并且可具有基本上水平的表面而沒有圍繞源極S和漏極D的臺(tái)階。平坦化層140可包括有機(jī)材料或無機(jī)材料。

公共電極層145可設(shè)置在平坦化層140上。公共電極層145的材料可為透明金屬氧化物，所述透明金屬氧化物可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物中的一種或多種。

第二層間絕緣層150可設(shè)置在平坦化層140上并且覆蓋在平坦化層140上的公共電極層145。第二層間絕緣層150可為氧化硅(SiO_x)層、氮化硅(SiN_x)層或者由氧化硅層與氮化硅層疊加構(gòu)成的復(fù)合層。

金屬連接層M3可設(shè)置在第二層間絕緣層150上并且與半導(dǎo)體元件SE的源極S疊置。金屬連接層M3通過第二過孔H2與位于其下方的公共電極層145相接觸，第二過孔H2形成在公共電極145上并且穿過第二層間絕緣層150。金屬連接層M3可由任何合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成。

鈍化層155可設(shè)置在第二層間絕緣層150上并且可覆蓋在第二層間絕緣層150上的金屬連接層M3。鈍化層155的材料可為氮化硅或氧化硅。

像素電極層160可設(shè)置在鈍化層155上。像素電極層160可通過第三過孔H3與半導(dǎo)體元件SE的漏極D相接觸。第三過孔H3在半導(dǎo)體元件SE的漏極D上并且穿過平坦化層140、第二層間絕緣層150和鈍化層155。像素電極層160的材料可為透明金屬氧化物，所述透明金屬氧化物可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物中的一種或多種。

半導(dǎo)體元件SE的源極S連接到數(shù)據(jù)線，半導(dǎo)體元件SE的柵極G連接到柵極線。顯示面板通過柵極線提供的柵極信號(hào)和數(shù)據(jù)線提供的數(shù)據(jù)電壓來驅(qū)動(dòng)。

由于觸控面板的金屬連接層M3與數(shù)據(jù)線疊置，因此在金屬連接層M3與數(shù)據(jù)線之間會(huì)存在電阻電容性負(fù)載(RC Loading)，該負(fù)載會(huì)影響金屬連接層所傳遞的觸控信號(hào)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致面板的觸控精度下降。

上述的內(nèi)嵌式觸控陣列基板是以公共電極層145與金屬連接層M3的排布來實(shí)現(xiàn)觸控功能，觸控技術(shù)屬于自電容式，其中，公共電極層145用作觸控面板的自電容電極。

圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自電容In-Cell觸控陣列基板的架構(gòu)示意圖。

如圖2所示，自電容In-Cell觸控陣列基板包括觸控感測(cè)芯片IC、連接到觸控感測(cè)芯片IC的多條平行的金屬連接線ML以及多個(gè)自電容電極200。其中，觸控感測(cè)芯片IC設(shè)置在觸控面板的有效區(qū)(Active Area)外。多個(gè)自電容電極200以陣列的形式形成在觸控面板的有效區(qū)中，多條金屬連接線ML中的每條用于電連接觸控感測(cè)芯片IC和多個(gè)自電容電極200中的相應(yīng)的一個(gè)。

自電容電極200可對(duì)應(yīng)于圖1中所示的公共電極層145，金屬連接線ML可對(duì)應(yīng)于如圖1中所示的金屬連接層M3。自電容電極200和金屬連接線ML為異層設(shè)置，且自電容電極200與相應(yīng)的金屬連接線ML通過過孔H電性連接，其中，過孔H可對(duì)應(yīng)于圖1中所示的用于電連接金屬連接層M3和公共電極層145的第二過孔H2。

可對(duì)如圖1中所示的位于金屬連接層M3下方的用作自電容電極的公共電極層145采取挖空設(shè)計(jì)，以使得多個(gè)自電容電極200如圖2所示地被彼此間隔開，從而改善多個(gè)自電容電極200之間的串?dāng)_。

當(dāng)人體未觸碰屏幕時(shí)，各個(gè)自電容電極所承受的電容為一固定值。當(dāng)人體觸碰屏幕時(shí)，對(duì)應(yīng)的自電容電極所承受的電容為固定值疊加人體電容，觸控感測(cè)芯片在觸控階段通過檢測(cè)各自電容電極的電容值變化可以判斷出觸控位置。

為了降低顯示信號(hào)和觸控信號(hào)之間的相互干擾，提高畫面品質(zhì)和觸控準(zhǔn)確性，一般需要將觸控和顯示階段進(jìn)行分時(shí)驅(qū)動(dòng)。在觸控階段，觸控面板產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并接收感測(cè)信號(hào)，以確定觸控位置。而在顯示階段，觸控面板產(chǎn)生公共電壓，并通過過孔連接位于下方的公共電極層，以實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的正常顯示。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的In-Cell觸控陣列基板的架構(gòu)示意圖。

為了克服上述缺點(diǎn)，可在觸控面板的有效區(qū)AA周邊增加包括一組薄膜晶體管TFT和一條公共導(dǎo)電線TP-SW的開關(guān)電路，該開關(guān)電路用于實(shí)現(xiàn)金屬連接線ML與數(shù)據(jù)線的接通與斷開。

薄膜晶體管TFT的數(shù)量可與金屬連接線ML的數(shù)量相同。作為示例，參照?qǐng)D3，示例性地示出了開關(guān)電路包括三個(gè)薄膜晶體管TFT的情況。其中，每個(gè)薄膜晶體管TFT的源極和漏極中的一個(gè)連接到相應(yīng)的金屬連接線ML，每個(gè)薄膜晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)連接到相應(yīng)的一條數(shù)據(jù)線。具體地，第一薄膜晶體管TFT1的源極和漏極中的一個(gè)電連接到第一金屬連接線ML(n+1)，第一薄膜晶體管TFT1的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第一數(shù)據(jù)線DL(n+1)。第二薄膜晶體管TFT2的源極和漏極中的一個(gè)電連接到第二金屬連接線ML(n+2)，第二薄膜晶體管TFT2的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第二數(shù)據(jù)線DL(n+2)。第三薄膜晶體管TFT3的源極和漏極中的一個(gè)電連接到第三金屬連接線ML(n+3)。第三薄膜晶體管TFT3的源極和漏極中的另一個(gè)電連接到第三數(shù)據(jù)線DL(n+3)。另外，第一薄膜晶體管TFT1、第二薄膜晶體管TFT2和第三薄膜晶體管TFT3的柵極可電連接到公共導(dǎo)電線TP-SW。

開關(guān)電路可設(shè)置在有效區(qū)AA的上側(cè)或下側(cè)。

薄膜晶體管TFT可以是NMOS、PMOS、CMOS或傳輸門等。

公共導(dǎo)電線TP-SW可由觸控感測(cè)芯片IC接出。

在顯示階段，觸控感測(cè)芯片IC可提供信號(hào)使薄膜晶體管TFT截止，由此數(shù)據(jù)線與金屬連接線ML斷開。在觸控階段，觸控感測(cè)芯片IC可提供信號(hào)使薄膜晶體管TFT導(dǎo)通，由此數(shù)據(jù)線與金屬連接線ML連接，從而觸控面板在有效區(qū)AA內(nèi)走線的電阻值和電容值都大幅降低，電阻電容性負(fù)載減小，觸控面板的工作精度提高。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在觸控面板的有效區(qū)周邊增加包括一組薄膜晶體管和一條公共導(dǎo)電線的開關(guān)電路(例如，由一組薄膜晶體管和一條公共導(dǎo)電線構(gòu)成的開關(guān)電路)。在觸控面板的觸控階段，觸控感測(cè)芯片提供信號(hào)至公共導(dǎo)電線以使薄膜晶體管導(dǎo)通，從而使數(shù)據(jù)線與金屬連接線電連接，由此觸控面板在有效區(qū)內(nèi)走線的電阻值和電容值都大幅下降，電阻電容性負(fù)載減小，從而可增加觸控面板的工作準(zhǔn)確度。

雖然參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可做出形式上和細(xì)節(jié)上的各種改變。結(jié)合一個(gè)實(shí)施例描述的特征或方面可以適用于其他實(shí)施例。