特許 6612263 内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6612263

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20191118BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20191118BHJP

   G02F 1/1343 20060101ALI20191118BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20191118BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20191118BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 430

   G02F1/1368

   G02F1/1343

   G02F1/1333

   G02F1/133 530

   G06F3/041 412

   G06F3/044 120

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-569057(P2016-569057)

(86)(22)【出願日】2015年8月18日

(65)【公表番号】特表2018-509662(P2018-509662A)

(43)【公表日】2018年4月5日

(86)【国際出願番号】CN2015087378

(87)【国際公開番号】WO2016119445

(87)【国際公開日】20160804

【審査請求日】2018年5月21日

(31)【優先権主張番号】201510047498.1

(32)【優先日】2015年1月29日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】510280589

【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＯＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(73)【特許権者】

【識別番号】507134301

【氏名又は名称】北京京東方光電科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＢＯＥ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】王 磊

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ 小川

(72)【発明者】

【氏名】薛 ▲海▼林

(72)【発明者】

【氏名】王 世君

(72)【発明者】

【氏名】姜 文博

(72)【発明者】

【氏名】薛 ▲艶▼娜

(72)【発明者】

【氏名】李 月

(72)【発明者】

【氏名】▲呂▼ 振▲華▼

(72)【発明者】

【氏名】包 智▲穎▼

(72)【発明者】

【氏名】肖 文俊

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 勇

(72)【発明者】

【氏名】李 付▲強▼

【審査官】 菅原 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０４０２０９１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４１４２７７２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４０２０９０９（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８１９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６４７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２５７７９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０２Ｆ １／１３３

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３４３

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のサブピクセルを備えたアレイ基板と、
複数のゲート線及び複数のデータ線であって、前記複数のゲート線及び前記複数のデータ線が前記アレイ基板上に設けられ、互いに交差して絶縁する、複数のゲート線及び複数のデータ線と、
複数の自己容量電極であって、前記複数の自己容量電極が同じ層に設置され、互いに独立する、複数の自己容量電極と、
複数のタッチコントロール線であって、前記複数のタッチコントロール線が各前記自己容量電極をそれぞれタッチ検出チップに接続した、複数のタッチコントロール線とを備え、
前記複数のゲート線と前記複数のデータ線が互いに交差して前記複数のサブピクセルを画定し、各サブピクセルは、長辺と短辺を有し、
前記タッチコントロール線は前記データ線に平行し、前記タッチコントロール線及び前記データ線は、前記サブピクセルの短手方向に沿って延びるように設けられ、
同じピクセルのサブピクセルは前記データ線の延在方向に沿って配置され、前記同じピクセルの各サブピクセルの前記短辺は前記データ線の前記延在方向に沿って配置され、前記同じピクセルの前記サブピクセルは同じデータ線に接続され、且つそれぞれ異なるゲート線に接続されていることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項2】

請求項１に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
前記複数のタッチコントロール線は、一つまたは複数のピクセルが一つの周期とされるように前記アレイ基板上に設けられることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
前記タッチコントロール線と前記データ線が同じ層に設置され、前記タッチコントロール線が前記データ線から絶縁していることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
各サブピクセルにピクセル電極が含まれ、前記自己容量電極と前記ピクセル電極は同じ層に設置され、各前記自己容量電極は二つの隣接するピクセル電極の間にあることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
さらに、各前記タッチコントロール線と同じ層に設置され、互いに絶縁する複数の冗長金属線が含まれ、
各前記冗長金属線と各タッチコントロール線は互いに平行し、一つの重ね合わせられた前記自己容量電極に並列接続されることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
各前記自己容量電極と各前記タッチコントロール線との間には層間絶縁層があり、各前記自己容量電極は、前記層間絶縁層のビアホールを貫通することによって、それに対応するタッチコントロール線に電気的に接続されることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項7】

請求項６に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
前記層間絶縁層では、各前記自己容量電極と電気的に接続されたタッチコントロール線が除かれるタッチコントロール線との重ね合わせた領域に凹部があり、前記ビアホールは前記凹部の断面形状と一致し、前記層間絶縁層の中に均一に分布されることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
二つの隣接する自己容量電極の対向する側縁が折れ線になることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項9】

請求項８に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
二つの隣接する自己容量電極の対向する折れ線になった側縁が階段状の構造になされ、二つの階段状の構造の形状が一致し、互いにマッチすることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項10】

請求項８に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
二つの隣接する自己容量電極の対向する折れ線になった側縁が凹凸状の構造になされ、二つの凹凸状の構造の形状が一致し、互いにマッチすることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
各前記自己容量電極は前記アレイ基板上における共通電極層を構成することを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項12】

請求項１１に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
前記共通電極層は、前記アレイ基板のピクセル電極層と前記アレイ基板のベース基板との間に位置し、また、前記ピクセル電極層と前記共通電極層との間に絶縁層が設けられることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項13】

請求項１１に記載の内蔵型タッチパネルにおいて、
ピクセル電極層が前記共通電極層と前記アレイ基板のベース基板との間に位置し、また、前記ピクセル電極層と前記共通電極層との間に絶縁層が設けられることを特徴とする内蔵型タッチパネル。

【請求項14】

請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の内蔵型タッチパネルを備えたディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディスプレイ技術の急速な発展に伴い、タッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｓｃｒｅｅｎ Ｐａｎｅｌ）は人の生活に徐々に普及してきた。現在、タッチパネルはその構造に応じて、外付け型タッチパネル（Ａｄｄ ｏｎ Ｍｏｄｅ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）、表面被覆型タッチパネル（Ｏｎ Ｃｅｌｌ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）、及び内蔵型タッチパネル（Ｉｎ Ｃｅｌｌ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）に分類される。外付け型タッチパネルは、タッチパネルと液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）がそれぞれ生産され、貼り合わせられることによってタッチ機能を備えた液晶ディスプレイに構成される。しかしながら、外付け型タッチパネルの生産コストが高く、光の通過率が低く、モジュールが厚いなどの欠点がある。これに対し、内蔵型タッチパネルでは、タッチパネルのタッチコントロール電極が液晶ディスプレイの内部に内蔵されることによって、モジュール全体の厚さを薄くすると共に、タッチパネルの生産コストを大きく低減させることができるため、多くのパネルメーカでの評判が高い。

【発明の開示】

【0003】

本発明は内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置を提供する。

【0004】

本発明の少なくとも一つの実施例では、複数のサブピクセルを備えたアレイ基板と、前記アレイ基板上に設けられ、互いに交差して絶縁する複数のゲート線とデータ線と、同じ層に設置され、互いに独立する複数の自己容量電極と、各前記自己容量電極をそれぞれタッチ検出チップに接続した複数のタッチコントロール線とを有する内蔵型タッチパネルを提供する。前記複数のゲート線と前記複数のデータ線が互いに交差して前記複数のサブピクセルを画定し、各サブピクセルは、長辺と短辺を有し、前記タッチコントロール線は、前記サブピクセルの短手方向に沿って延びるように設けられる。

【0005】

例えば、一つのピクセルには複数の前記サブピクセルが含まれ、各前記ピクセルにおける複数のサブピクセルがそれぞれ一本の前記データ線と複数の前記ゲート線に接続される。すなわち、各前記ピクセルは、一本の前記データ線と複数の前記ゲート線によって駆動される。
例えば、前記複数のタッチコントロール線は、一つまたは複数のピクセルが一つの周期とされるように前記アレイ基板上に設けられる。
例えば、前記タッチコントロール線と前記データ線が同じ層に設置され、互いに絶縁し、配線方向が同じである。
例えば、各サブピクセルにピクセル電極が含まれ、前記タッチコントロール線と前記ピクセル電極は同じ層に設置され、二つの隣接する前記ピクセルの間の隙間に位置する。
例えば、前記内蔵型タッチパネルには、各前記タッチコントロール線と同じ層に設置され互いに絶縁する複数の冗長金属線が含まれてもよい。各前記冗長金属線と各タッチコントロール線は互いに平行し、一つの重ね合わせられた前記自己容量電極に並列接続される。
例えば、各前記自己容量電極と各前記タッチコントロール線との間には層間絶縁層があり、各前記自己容量電極は、前記層間絶縁層のビアホールを貫通することによって、それに対応するタッチコントロール線に電気的に接続される。
例えば、前記層間絶縁層では、各前記自己容量電極と電気的に接続されたタッチコントロール線が除かれるタッチコントロール線との重ね合わせた領域に凹部があり、前記ビアホールが前記凹部の断面形状と一致し、前記層間絶縁層の中に均一に分布される。
例えば、二つの隣接する自己容量電極の対向する側縁が折れ線になる。
例えば、二つの隣接する自己容量電極の対向する折れ線になった側縁が階段状の構造になされ、二つの階段状の構造の形状が一致し、互いにマッチする。
例えば、二つの隣接する自己容量電極の対向する折れ線になった側縁が凹凸状の構造になされ、二つの凹凸状の構造の形状が一致し、互いにマッチする。
例えば、各前記自己容量電極は前記アレイ基板上における共通電極層を構成する。
例えば、前記共通電極層は、前記アレイ基板のピクセル電極層と前記アレイ基板のベース基板との間に位置し、また、前記ピクセル電極と前記共通電極層との間に絶縁層が設けられる。
例えば、前記ピクセル電極層は、前記共通電極層と前記アレイ基板のベース基板との間に位置し、また、前記ピクセル電極層と前記共通電極層との間に絶縁層が設けられる。
本発明の実施例は、前記何れかの内蔵型タッチパネルを含むディスプレイ装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本発明の実施例の技術手段をより詳しく説明するために、以下、実施例の図面を簡単に説明する。もちろん、以下に記載された図面は本発明の実施例の一部だけに関するものに過ぎず、本発明を制限するものではない。

【図1】内蔵型タッチパネルの上面視における構造を示す模式図である。

【図2a】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの構造模式図の一である。

【図2b】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの構造模式図の二である。

【図3】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおける自己容量電極とタッチコントロール線との接続関係を示す模式図である。

【図4】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおける自己容量電極とタッチコントロール線との接続関係を示す模式図である。

【図5a】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおける真仮ビアホールが設けられる構造を示す模式図である。

【図5b】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおける真仮ビアホールが設けられる構造を示す模式図である。

【図6a】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの側面視における（断面）構造を示す模式図である。

【図6b】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの側面視における（断面）構造を示す模式図である。

【図7a】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの駆動シーケンスを示す模式図である。

【図7b】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルの駆動シーケンスを示す模式図である。

【図8a】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおいて隣接する自己容量電極の対向する側縁が折れ線になる構造を示す模式図である。

【図8b】本発明の実施例に係る内蔵型タッチパネルにおいて隣接する自己容量電極の対向する側縁が折れ線になる構造を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の実施例の目的、技術手段及び利点をより明らかにするために、以下、本発明の実施例の図面に基づき、本発明の実施例の技術手段を明確に且つ完全に説明する。もちろん、記載される実施例は本発明の実施例の一部であり、全部の実施例ではない。記載される本発明の実施例に基づき、当業者が進歩性のある労働に頼らずに獲得した全部の他の実施例は本発明の請求の範囲に属する。

【0008】

通常は、内蔵型タッチパネルは相互容量または自己容量の原理を利用し、指のタッチ位置の検出を実現する。アップル社のＩｐｈｏｎｅ５を例として、それは相互容量の内蔵型タッチ技術を採用し、タッチコントロール電極がアレイ基板上に形成される。これは、従来のアレイ工程に比べ、少なくとも２枚のマスクが増え、相互容量技術の信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ，ＳＮＲ）を２０以下しか降下させられない。また、自己容量の原理を利用し、タッチパネルに同じ層に設置され互いに絶縁する自己容量電極を複数設けることができる。人体がスクリーンを触らない時に、各自己容量電極のキャパシタンスが一定値であり、人体がスクリーンを触る時に、対応する自己容量電極のキャパシタンスが一定値に人体キャパシタンスを足すものである。タッチ検出チップは、タッチコントロール期間に各自己容量電極のキャパシタンス値の変化を検出することによって、タッチ位置を判定することができる。自己容量式の設計において、人体キャパシタンスが全部の自己容量に影響を与える。それに対し、相互容量式の設計において、人体キャパシタンスが相互容量における投影キャパシタンスのみに影響を与える。そのため、自己容量式では、人体のスクリーンを触れることによるタッチ変化量がより大きくなる。よって、相互容量式のタッチパネルに比べて、タッチコントロールの信号対雑音比を効果的に向上させることができ、タッチ感度を向上させる。

【0009】

内蔵型タッチパネルにおいて、自己容量電極とタッチ検出チップを接続するために、通常、自己容量電極に対応して接続されるタッチコントロール線を設ける。例えば、タッチコントロール線と自己容量電極のパターンとが同じ膜層に設けられてもよく、タッチコントロール線と自己容量電極のパターンとが異なる層に設けられてもよい。タッチコントロール線と自己容量電極とが同じ層に設置された場合は、新たなパターン構成工程の増加が避けられるが、自己容量電極とタッチコントロール線が同じ層に設置されると、タッチコントロールの不感区域が生じてしまう。タッチコントロールの不感区域内において、複数の自己容量電極に接続するタッチコントロール線がすべてこのタッチコントロールの不感区域を通過するため、このタッチコントロールの不感区域内の信号が相対的に混乱になる。つまり、この区域内のタッチコントロールの機能が確保されない。このことを鑑みて、通常はタッチコントロール線と自己容量電極が異なる層に設置される。

【0010】

現在、従来の自己容量ソリューションでは、すべてが共通電極（Ｖｃｏｍ）再利用方式を採用する。すなわち、表示段階に共通電極の役割を果たし、タッチコントロール段階に検出電極の役割を果たす。このソリューションは簡単に実現することができ、余分の層を増やす必要がない。しかし、通常は検出電極が何百個もあるため、何百個のタッチコントロール信号接続線が必要である。これらの電線がパネルの両端から引き出されると、狭いベゼルの持つ製品の生産が困難になる。このため、ダブルデータ線ソリューションが提案された。すなわち、データ信号の存在する層を利用し、タッチコントロール線（Ｔｏｕｃｈ ｌｉｎｅ）の役割を果たした一本の信号線が縦方向に増やされる。余分のタッチコントロール線が引き込まれるため、対応する位置におけるブラックマトリクス（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）の幅を大きくする必要があり、開口率に影響を与えるはずであり、特に、高ピクセル解像度（Ｐｉｘｅｌｓ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ，ＰＰＩ）の製品への影響がもっと著しくなる。

【0011】

図１は内蔵型タッチパネルの上面視における構造を示す模式図であり、自己容量タッチソリューションの回路図を示す。一般的に単一ノードが約５ｍｍ＊５ｍｍ前後の方形電極（自己容量電極０３）に設計され、この電極が一本の導線によってタッチ検出チップ０４に接続され、この電極にタッチ検出チップ０４によって駆動信号Ｔｘが印加される。また、この電極は自身でフィードバック信号を受けることができる。動作中に、例えば操作のための指は直接連結方式であるため、指によるタッチの変化量が比較的に大きい。図１は通常の自己容量ダブルデータ線の設計ソリューションを示している。タッチコントロール線の役割を果たした余分の一本のデータ線（Ｄａｔａ ｌｉｎｅ）が各ピクセルに加えられ、ビアホールを介して自己容量電極０３に接続される。タッチコントロール線０５とデータ線０１は同じ層の金属構造である。ここで、各ピクセルは例えば三つのサブピクセル（例えば、ＲＧＢサブピクセル）を含む。各サブピクセルの中に一つのピクセル電極０９が設けられる。

【0012】

以下は図面に参照し、本発明の実施例における内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置の実施形態に対して詳しく説明する。図面中の各膜層の厚さと形状が実際のものではなく、模式的に本発明の内容を説明するためのものである。

【0013】

本発明の少なくとも一つの実施例に係る内蔵型タッチパネルでは、図２ａまたは図２ｂに示すように、複数のサブピクセル１１を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板上に設けられて互いに交差して絶縁する複数のゲート線１０とデータ線０１と、同じ層に設置されて互いに独立する複数の自己容量電極０３と、データ線０１に平行して各自己容量電極０３をそれぞれにタッチ検出チップ０４に接続した複数のタッチコントロール線０５とが含まれる。複数のゲート線１０と複数のデータ線０１が互いに交差して複数のサブピクセル１１を画定し、各サブピクセル１１は、ピクセル電極０９とスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））を含む。各サブピクセル１１は、長辺と短辺を有する。ここで、例えば、サブピクセル１１を画成するゲート線の長さＬをこのサブピクセルを画成するデータ線の長さＷより長くする。タッチコントロール線０５がサブピクセルの短手方向に沿って延びるように設置される。図２に示される例では、サブピクセル１１の長辺方向が水平方向であり、短手方向が垂直方向であり、タッチコントロール線０５とデータ線０１が平行に設置されている。

【0014】

サブピクセルを画成するゲート線の長さＬをこのサブピクセルを画成するデータ線の長さＷより長くしたため、ピクセル電極のゲート線方向における長さをデータ線方向における長さより長くすることができる。

【0015】

本発明の実施例では、新たなピクセル構造設計によって、タッチコントロール線の位置が最適化され、開口率が向上し、消費電力が降下する。

【0016】

例えば、一つのピクセルに複数のサブピクセルが含まれ、各ピクセルが一本のデータ線と複数のゲート線によって駆動される。

【0017】

例えば、各ピクセルには、隣接して設置された例えば赤サブピクセル、緑サブピクセルと青サブピクセルの三つのサブピクセルが含まれる。各ピクセルが一本のデータ線と三条ゲート線によって駆動されてもよい。このデータ線には、異なるサブピクセルのデータ信号（例えば赤サブピクセル、緑サブピクセルと青サブピクセルのデータ信号）が時分割で入力される。或は、各ピクセルが三本のデータ線と一本のゲート線によって駆動されてもよい。

【0018】

例えば、複数のタッチコントロール線０５は、一つのピクセルが一つの周期とされるようにアレイ基板上に設けられてもよく、複数のピクセルが一つの周期とされるように設けられてもよい。すなわち、一つのピクセルおきに一本のタッチコントロール線が設置され、或は、複数のピクセルおきに一本のタッチコントロール線が設置される。
本発明の各実施例における「複数」という表現は例えば二つ以上を指している。

【0019】

図２ａと図２ｂに示されるピクセル構造において、一つのピクセルが三つのゲート信号と一つのデータ信号によって駆動される。タッチコントロール線が依然としてデータ線と同じ層に設置され、ビアホールを介して自己容量電極に接続される。すなわち、各自己容量電極がそれぞれビアホールを介して対応するタッチコントロール線に接続される。

【0020】

図２ａと図２ｂに示される構造に加えられたタッチコントロール線がサブピクセルの短辺に位置し、短手方向におけるブラックマトリクスの寸法が大きくなり、従来の設計に基づくサブピクセルに比べ、開口率への影響を大きく降下させることができる。そして、複数のピクセルが一本のデータ線のみ必要とするため、駆動ＩＣにおけるチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）の数を節約でき、コストと消費電力を低減し、狭いベゼル設計を実現できる。

【0021】

具体的な実施をする段階において、具体的なソリューションに応じてタッチコントロール線の配線を調整できる。例えば、各タッチコントロールユニットが一本または複数のタッチコントロール線によって接続されることと、ビアホールが必要に応じて数が調整されることと、複数のタッチコントロール線が一つまたは複数のピクセルが一つの周期とされるように設置されることなどができる。

【0022】

例えば、タッチコントロール線０５とデータ線０１が同じ層に設置され、互いに絶縁し、配線方向が同じである。この構造において、タッチコントロール線０５とデータ線０１は、同一の導電層（金属層）のパターンより得られる。このようにすれば、タッチコントロール線０５とタッチ検出チップ０４の接続部が両側のべゼルを占めないようにすることができ、狭いベゼル設計のタッチパネルの実現に有利である。

【0023】

例えば、本発明の一実施例に係る内蔵型タッチパネルにおいて、複数のサブピクセル１１、複数のゲート線１０、複数のデータ線０１、複数の自己容量電極０３がアレイ基板のベース基板上に設置される。

【0024】

例えば、隣接する二つの自己容量電極０３の間の隙間がアレイ基板のベース基板０２上に投影される正射投影は、隣接する二つのピクセルの間に位置する。

【0025】

例えば、タッチパネルの開口率に影響を与えないために、データ線０１が位置する膜層に加えられたタッチコントロール線０５は、通常アレイ基板に配列されたピクセル同士の隙間に配置される。図２ａに示すように、タッチコントロール線０５はデータ線０１に隣接して設置されてもよい。さらに、タッチコントロール線０５とデータ線０１の伝送信号が互いに干渉されるという問題を避けるために、図２ａにおける隣接する二列のサブピクセルのうち一列を水平に逆転させてもよい。図２ｂに示すように、データ線０１が比較的に離れて隣接する二列のピクセルの隙間にタッチコントロール線０５が設置され、データ線０１とタッチコントロール線０５を比較的に離間させる。

【0026】

例えば、タッチパネルにおける自己容量電極０３とタッチコントロール線０５が異なる層に設置されている。自己容量電極０３の抵抗を降下させ、各自己容量電極０３が伝送する電気信号の信号対雑音比を向上させるために、自己容量電極０３とそれに対応するタッチコントロール線０５が複数のビアホールを介して電気的に接続されてもよい。これは、図３に示すように、自己容量電極０３と複数のタッチコントロール線０５から構成された金属の抵抗が並列接続されることに相当する。このように、最大限に電極の抵抗を降下することができ、電極の信号を伝送する時の信号対雑音比を上げることができる。

【0027】

例えば、自己容量電極０３の抵抗をさらに降下させるために、各タッチコントロール線０５を設計する時に、図４に示すように、各タッチコントロール線０５とそれに対応する自己容量電極０３の電気的な接続を完成した上で、もともとパネル全体を貫通したタッチコントロール線０５を切断し、タッチコントロール線０５と、タッチコントロール線０５と同じ層に設置され互いに絶縁する複数の金属線０６を形成する。各金属線０６と各タッチコントロール線０５が互いに平行になり、一つの重ね合わせられた自己容量電極０３に並列接続される。すなわち、ビアホールを介して電気的に接続される。

【0028】

上記の設計は隣接するサブピクセルの間の隙間を十分に利用でき、タッチパネルの開口率が確保されながら、タッチコントロール線０５の冗長部分が利用され、抵抗値の低い冗長金属線０６が設置される。そして、抵抗値の低い冗長金属線０６と抵抗値の高い各自己容量電極０３が並列接続されるため、最大限に各自己容量電極０３の抵抗を降下させることができる。

【0029】

例えば、ビアホールを介してタッチコントロール線０５とそれに対応する自己容量電極０３が接続される時に、図３と図４に示すように、自己容量電極０３とそれに対応するタッチコントロール線０５を接続したビアホールは表示領域の全域での分布が均一ではない。これによって、タッチパネルの表示画面の全体的な均一性に影響を与える恐れがある。この理由で、本発明の実施例に係るタッチパネルの例では、図５ａに示すように、各自己容量電極０３と各タッチコントロール線０５との間に存在する層間絶縁層０７を利用し、各自己容量電極０３を層間絶縁層０７のビアホールＡを貫通させ、タッチコントロール線０５に電気的に接続させる。また、層間絶縁層０７では、各自己容量電極０３とそれに接続しないタッチコントロール線０５との重ね合わせた領域に仮ビアホールが設置され、すなわち、層間絶縁層０７では、自己容量電極０３と、電気接続されるタッチコントロール線０５が除かれるタッチコントロール線０５との重ね合わせた領域に凹部Ｂが設置される。層間絶縁層０７にビアホールＡとマッチする仮ビアホールを加えることによって、表示領域の全域においてパターン均一性が確保され、タッチパネル表示画面の均一性が向上する。

【0030】

なお、本発明の実施例に係る上記のタッチパネルでは，自己容量電極０３とタッチコントロール線０５との間に設置された層間絶縁層０７が複数の絶縁層から構成されてもよく、一層の絶縁層から構成されてもよい。ここで限定されない。層間絶縁層０７に設置されたビアホールＡとは、層間絶縁層０７を構成した各層の絶縁層を貫通した穴であり、層間絶縁層０７に設置された凹部Ｂとは、貫通層間絶縁層０７を貫通しない溝である。

【0031】

例えば、タッチパネル表示領域のパターン均一性を確保するために、層間絶縁層０７におけるビアホールＡと凹部Ｂが加工される時に、両者の断面形状が同じ形状に設計されてもよく、例えば、直径の寸法が同じ円形に設計されてもよい。また、一般的に、図５ｂに示すように、ビアホールＡと凹部は層間絶縁層０７に平均に分布されるように設計される。

【0032】

例えば、本発明の実施例に係る上記のタッチパネルは、ねじれネマティック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）型液晶ディスプレイだけではなく、高度ディメンション・スイッチ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈ，ＡＤＳ）型液晶ディスプレイとイン・プレイン・スイッチ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈ，ＩＰＳ）型液晶ディスプレイにも適用することができる。しかし、上記に限定されるものではない。

【0033】

例えば、本発明の実施例に係る上記のタッチパネルは通常のＡＤＳ型液晶パネルに適用される時に、例えば、共通電極層が板状電極として下層（ベース基板に寄せる）に位置し、ピクセル電極がスリット電極として上層（液晶層に寄せる）に位置する。すなわち、共通電極層がピクセル電極とアレイ基板的ベース基板との間に位置し、また、ピクセル電極と共通電極層との間に絶縁層が設置される。ＨＡＤＳ型液晶パネルでは、ピクセル電極が板状電極として下層（ベース基板に寄せる）に位置し、共通電極層がスリット電極として上層（液晶層に寄せる）に位置する。すなわち、ピクセル電極が共通電極層とアレイ基板におけるベース基板との間に位置し、また、ピクセル電極と共通電極層との間に絶縁層が設置される。

【0034】

本発明の少なくとも一つの実施例にかかる上記のタッチパネルがＡＤＳ型液晶パネルに適用される時に、例えば、本発明の実施例にかかる上記タッチパネルでは、図６ａに示すように、アレイ基板２０における共通電極層０８は自己容量電極０３として再利用することができる。すなわち、各アレイ基板におけるベース基板０２上の共通電極層０８は自己容量電極０３より構成される。タッチコントロール期間に、タッチ検出チップ０４はタッチ操作があるかどうかの検出に用いられ、表示期間に、タッチ検出チップ０４は各自己容量電極０３への共通電極信号の印加にも用いられる。共通電極層０８は、タッチコントロール機能を実現するために、構造が変更され自己容量電極０３に分割される場合は、余分な工程を必要とせず、生産コストを節約し、生産率を向上させることができる。

【0035】

或は、図６ｂに示すように、本発明の実施例では、ピクセル電極０９と同じ層に設置された自己容量電極０３がピクセル電極０９同士の間の隙間に設置されてもよい。すなわち、各自己容量電極０３とアレイ基板におけるベース基板０２上のピクセル電極０９が同じ層に設置され、また、各自己容量電極０３のパターンは隣接する二つのピクセル電極０９の間の隙間に位置する。ピクセル電極層の構造を変更して各ピクセル電極０９従来の隙間に自己容量電極０３を形成する時に、一般的なアレイ基板製造プロセスに基づいて形成されてもよいため、余分な工程を必要とせず、生産コストを節約し、生産率を向上させることができる。

【0036】

例えば、上記液晶表示パネルがタッチパネルに適用される具体的な態様に応じて、共通電極層０８が自己容量電極０３として再利用されると、各自己容量電極０３はピクセルの開口領域に対応する位置にスリット状ＩＴＯ電極構造または板状ＩＴＯ電極構造を備えてもよい。すなわち、各自己容量電極０３は、ＨＡＤＳモードの場合にはスリット状ＩＴＯ電極により構成される。例えば、スリット状ＩＴＯ電極構造はピクセルの開口領域にスリットを備えるＩＴＯ電極である。ＡＤＳモードの場合には、各自己容量電極０３は、液晶表示の需要を満たすように板状ＩＴＯ電極により構成される。この時に、自己容量電極０３はピクセル電極層０９のスリット領域を通して人体からの電界と相互作用することができる。ＡＤＳモードとＨＡＤＳモードにおける液晶パネルの具体的な構造はここで省略する。

【0037】

一般的に、タッチパネルの解像度がミリメートル級であるため、必要なタッチコントロール解像度を確保するために、各自己容量電極０３の解像度と占める面積は、必要なタッチコントロール解像度に応じて決定されてもよい。例えば、各自己容量電極０３が約５ｍｍ＊５ｍｍの方形電極に設計される。通常はディスプレイパネルの解像度がマイクロメートル級であるため、一般的に、一つの自己容量電極０３がディスプレイパネルのうち複数のサブピクセルに対応する。

【0038】

本発明の実施例に係る上記内蔵型タッチパネルにおいて、全体がアレイ基板におけるベース基板０２上に配置された通常の共通電極層０８を複数の自己容量電極０３に分割した場合は、正常な表示機能に影響を与えないように、共通電極層０８の分割を行う時に、通常、分割線は表示の開口領域を避け、ブラックマトリクス層のパターン領域に配置される。すなわち、各自己容量電極０３の間の隙間がアレイ基板におけるベース基板０２上に投影された正射投影は、一般的にアレイ基板的ベース基板０２のサブピクセルの隙間に位置する。

【0039】

或は、本発明の一実施例に係る上記内蔵型タッチパネルでは、自己容量電極０３のパターンが各ピクセル電極０９の隙間に配置される場合は、一般的に、各自己容量電極０３のパターンは、ピクセル電極０９がメッシュとされた格子状の構造となるように設置される。

【0040】

例えば、アレイ基板上の共通電極層は各自己容量電極より構成される（再利用される）。タッチ検出チップは、タッチコントロール段階で各自己容量電極のキャパシタンス値の変化を検出することによってタッチ位置を判定することに用いられ、また、表示期間に各共通電極への共通電極信号の印加にも用いられる。タッチ検出チップは、例えば集積回路（ＩＣ）から製造される。

【0041】

例えば、図６ａに示すように、本発明の各実施例に係る内蔵型タッチパネルは、さらに対向基板３０を含む。対向基板３０とアレイ基板２０は、対向して設置され、それぞれ内蔵型タッチパネル（表示パネル）の上下の基板である。一般的に、アレイ基板上に薄膜トランジスタアレイなどの表示構造が形成され、対向基板上にカラー樹脂が形成される。例えば、対向基板がカラーフィルム基板である。対向基板とアレイ基板との間に液晶層が配置される。

【0042】

例えば、本発明の一実施例に係る上記のタッチパネルでは、共通電極層が自己容量電極として再利用されるため、実施する場合は、タッチコントロールと表示段階が時分割に駆動される方式を採用する。また、実施する場合は、表示駆動チップとタッチ検出チップが一つのチップに整合されてもよいため、生産コストがさらに削減される。

【0043】

例えば、図７ａと図７ｂに示された駆動シーケンス図において、タッチパネルの各フレームを表示する時間（Ｖ−ｓｙｎｃ）は表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）とタッチコントロール期間（Ｔｏｕｃｈ）に分けられる。例えば、図７ａと図７ｂに示された駆動シーケンス図において、タッチパネルの一つのフレームを表示する時間は１６．７ｍｓであり、そのうち４ｍｓをタッチコントロール期間とし、ほかの１２．７ｍｓを表示期間とする。もちろん、両者の長さはタッチ検出チップに用いられるＩＣチップの処理能力に応じて適当に調整されてもよいため、ここで具体的に限定されない。表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）において、表示機能を実現するように、ゲート走査信号がタッチパネルにおける各ゲート信号線Ｇａｔｅ１、Ｇａｔｅ２……Ｇａｔｅ ｎに順次に印加され、階調信号がデータ信号線Ｄａｔａに印加され、共通電極信号がそれぞれ各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに接続されたタッチ検出チップによって各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに印加される。タッチコントロール期間（Ｔｏｕｃｈ）において、図７ａに示すように、各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに接続されたタッチ検出チップは、各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに例えば駆動信号を同時に印加し、同時に各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎのフィードバック信号を受ける。図７ｂに示すように、各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに接続されたタッチ検出チップは、各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎに順次に駆動信号を印加し、それぞれ各自己容量電極Ｃｘ１……Ｃｘ ｎのフィードバック信号を受けてもよい。ここで限定されない。タッチが発生するかどうかはフィードバック信号の解析によって判断されることによって、タッチコントロール機能が実現される。

【0044】

例えば、本発明の各実施例にかかる内蔵型タッチパネルでは、人体キャパシタンスが直接連結する方式によって各自己容量電極０３の自己容量に作用する。従って、人体がスクリーンを触る時に、タッチ位置の下に位置する自己容量電極０３のみ、キャパシタンス値が比較的に大きな変化量が生じる。それに対し、タッチ位置の下に位置する自己容量電極０３と隣接する自己容量電極０３のキャパシタンス値の変化量が非常に小さい。このように、タッチパネル上でスライドする時に、自己容量電極０３の存在する領域におけるタッチコントロール座標を確定することができない。この問題を解決するために、本発明の一つの実施例にかかる内蔵型タッチパネルにおいて、タッチ位置の下に位置する自己容量電極０３と隣接する自己容量電極０３のキャパシタンス値の変化量を上げるために、例えば、隣接する二つの自己容量電極０３の対向する側縁を折れ線にした。

【0045】

例えば、次の二つの方法の何れかでまたはその組み合わせで各自己容量電極０３の全体の形状を設定できる。
１、隣接する二つの自己容量電極０３の対向する折れ線になった側縁を階段状の構造にし、二つの階段状構造の形状を合致させ、互いにマッチさせてもよい。図８ａに示すように、数が２＊２の自己容量電極０３は図８ａに示された。
２、隣接する二つの自己容量電極０３の対向する折れ線になった側縁を凹凸状の構造にし、二つの凹凸状構造の形状を合致させ、互いにマッチさせてもよい。図８ｂに示すように、数が２＊２の自己容量電極０３は図８ｂに示された。

【0046】

例えば、本発明の実施例にかかる上記のタッチパネルでは、任意のパターン構成の工程はアレイ基板上の各膜層の生産に利用できる。例えば、ゲート電極とゲート線パターン→活性層パターン→第一絶縁層パターン→データ線、タッチコントロール線とソース電極とドレイン電極パターン→層間絶縁層パターン→ピクセル電極パターン→第二絶縁層パターン→共通電極層パターンという八回のパターンプロセスを利用できる。もちろん、これに限られるものではない、実際の設計に応じて、七回のパターンプロセス、六回のパターンプロセスまたは五回のパターンプロセスも利用できるため、ここでは限定されない。

【0047】

同じ発明の発想に基づき、本発明の実施例は、本発明の実施例における上記の何れかの内蔵型タッチパネルが含まれるディスプレイ装置を提供する。

【0048】

例えば、該当するディスプレイ装置は携帯電話、タブレート、テレビ、ディスプレイ、ノートブック、デジタルフォトフレーム、腕時計、ナビゲーターなど任意の表示機能を有する製品または部品であってもよい。該当するディスプレイ装置の実施は上記のいずれかの内蔵型タッチパネルの実施例を参照することができるため、同様な説明を省略する。

【0049】

本発明の少なくとも一つの実施例は内蔵型タッチパネル及びディスプレイ装置を提供する。該当する内蔵型タッチパネルは複数のサブピクセルを備えたアレイ基板、アレイ基板上に設けられて互いに交差して絶縁する複数のゲート線とデータ線と、同じ層に設置されて互いに独立する複数の自己容量電極と、各自己容量電極をタッチ検出チップに接続した複数のタッチコントロール線とを有し、複数のゲート線と複数のデータ線は互いに交差して複数のサブピクセルを画定し、各サブピクセルが長辺と短辺を有し、タッチコントロール線がサブピクセルの短手方向に沿って延びるように設けられる。本発明の各実施例は新たなピクセル構造の設計によってタッチコントロール線の位置を最適化し、開口率を向上させ、消費電力を低減させることができる。

【0050】

本発明の実施例では、ピクセルの配置が改めて設計されたため、タッチコントロール線を設置することによる開口率への影響を低減し、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の消費電力を低減することもできる。

【0051】

上記に記載されたものは本発明の具体的な実施例に過ぎず、本発明の請求範囲はそれに限られない。本発明に開示された範囲において、当業者が容易に考え出される変化や置換は本発明の技術的範囲に属するものである。よって、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって決定される。

【0052】

本出願は２０１５年１月２９日に出願した中国特許出願第２０１５１００４７４９８．１号に基づく優先権を主張するものであり、上記の中国特許出願に開示されたすべての内容を本出願の一部として援用する。

【符号の説明】

【0053】

０１ データ線
０２ アレイ基板のベース基板
０３ 自己容量電極
０４ タッチ検出チップ
０５ タッチコントロール線
０６ 金属線
０７ 層間絶縁層
０８ 共通電極
０９ ピクセル電極
１０ ゲート線
１１ サブピクセル
Ａ ビアホール
Ｂ 凹部
Ｌ サブピクセルの一つの長辺
Ｗ サブピクセルの一つの短辺
２０ アレイ基板
３０ 対向基板

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】