一种触控显示器的像素电路及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种触控显示器，尤其涉及一种触控显示器的像素电路及其实现方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着影像显示技术的持续进步，由于触控显示器具有可透过触碰的方式直接进行指令输入的优点，俨然已成为市场上常用的显示器之一，且以被广泛地应用于各种电子产品中。在现有技术中，按照触控感应器的设计位置划分，触控面板大致分为外挂式(on-cell)和内嵌式(in-cell)两种。以内嵌式触控面板为例，其是将触控感测器制作于面板结构中，直接把触控感应器(TP sensor)置于薄膜晶体管液晶显示器面板模组中，触控功能整合于显示器内，不必再外挂触控面板。一般地，内嵌式触控面板的厚度较外挂式触控面板轻而薄。
[0003]如我们所熟知的，在单纯用来呈现画面的显示器中，通常的像素电路包括一薄膜晶体管、一液晶电容以及一像素存储电容。其中，薄膜晶体管包括栅极(gate electrode)、源极(source electrode)和漏极(drain electrode)。薄膜晶体管的栅极电性親接至一扫描线(scan line)，薄膜晶体管的源极电性耦接至一数据线(date line)，薄膜晶体管的漏极电性耦接至液晶电容的一端与像素存储电容的一端。液晶电容的另一端以及像素存储电容的另一端电性親接至一共通电压(common voltage)。此时，共通电压维持恒定的电压准位，液晶电容和像素存储电容所储存的电荷不会流失。
[0004]当导入了触控功能之后，现有的触控显示器通常在共通电极层的下方设置一金属层，透过该金属层来传输触控感测信号。然而，触控感测信号在传送时会出现电压变化(诸如，+9V/-8V)，该电压变化势必会扰动上方的共通电压电位，造成原本像素存储电容和液晶电容所累积的电荷出现流失，影响显不画面的品质。
[0005]有鉴于此，如何设计一种新的触控显示器的像素电路，或对现有的像素电路进行改进，避免触控感测信号与共通电压之间的相互干扰等不良情形，以便克服现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的触控显示器的像素电路所存在的上述缺陷，本发明提供一种新颖的触控显示器的像素电路及其实现方法，以避免触控感测信号与共通电压之间的相互干扰。
[0007]依据本发明的一个方面，提供了一种触控显示器的像素电路，包括:
[0008]—薄膜晶体管，包括一栅极、一源极和一漏极，其栅极电性耦接至一扫描线，其源极电性耦接至一数据线；
[0009]—液晶电容，其一端电性耦接至所述薄膜晶体管的漏极，另一端电性耦接至一共通电极层；
[0010]—像素存储电容，与所述液晶电容并联连接；以及
[0011]—金属层，用于传送所述触控显示器的触控感测信号，其中，所述金属层藉由一绝缘层与所述共通电极层电性隔离。
[0012]在其中的一实施例，所述触控感测信号来自一驱动芯片，所述驱动芯片与所述金属层直接相连。
[0013]在其中的一实施例，所述金属层为未切割的一整块金属材质。
[0014]在其中的一实施例，所述共通电极层为氧化铟锡材质。
[0015]在其中的一实施例，所述共通电极层包括分割而成的多个共通电极，所述共通电极被设为彼此平行。
[0016]依据本发明的另一个方面，提供了一种可稳定共通电压的像素电路的实现方法，包括以下步骤:
[0017]形成一薄膜晶体管，其栅极电性耦接至一扫描线，其源极电性耦接至一数据线，其漏极电性耦接至一液晶电容的一端；
[0018]形成一像素存储电容，与所述液晶电容并联连接；
[0019]形成一共通电极层，电性耦接至所述液晶电容的另一端；
[0020]以及
[0021]形成一金属层，其中，所述金属层用于传送所述触控显示器的触控感测信号，且藉由一绝缘层与所述共通电极层电性隔离。
[0022]在其中的一实施例，所述金属层为未切割的一整块金属材质。
[0023]在其中的一实施例，所述共通电极层为氧化铟锡材质。
[0024]在其中的一实施例，所述共通电极层包括分割而成的多个共通电极，所述共通电极被设为彼此平行。
[0025]采用本发明的触控显示器的像素电路及其实现方法，其薄膜晶体管的栅极电性耦接至一扫描线，源极电性耦接至一数据线，液晶电容的一端电性耦接至薄膜晶体管的漏极且另一端电性耦接至一共通电极层，像素存储电容与液晶电容并联连接，金属层用于传送触控显示器的触控感测信号。并且上述金属层藉由一绝缘层与共通电极层电性隔离。相比于现有技术，本发明将用来传送触控感测信号的金属层直接连接至驱动芯片的输出引脚，从而可最大限度地减小传输线路上的阻抗。此外，本发明在共通电极层与用来传送触控感测信号的金属层之间增加设置一绝缘层，当触控感测信号在传送过程中出现电压变化时，并不会干扰到液晶电容的已存电荷，因而可避免对所显示的画面造成不良影响。
【附图说明】
[0026]读者在参照附图阅读了本发明的【具体实施方式】以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
[0027]图1A示出现有技术中的一种液晶显示器的像素电路的结构示意图；
[0028]图1B示出现有技术中的一种触控显示器的像素电路的结构示意图；
[0029]图1C示出图1B的触控显示器的共通电极层与金属层的位置示意图；
[0030]图2A示出图1B的触控显示器的扇出走线区域的状态示意图；
[0031]图2B示出图1B的触控显示器的触控感测信号传送路径的状态示意图；
[0032]图2C示出图2B的触控感测信号传送路径的等效阻抗示意图；
[0033]图3A示出依据本发明的一实施方式，用于触控显示器的像素电路的结构示意图；
[0034]图3B示出图3A的触控显示器的共通电极层、绝缘层与金属层的位置示意图；
[0035]图3C示出图3A的触控显示器的触控感测信号传送路径的等效阻抗示意图；
[0036]图4A和图4B分别示出现有的触控显示器架构与本发明的触控显示器架构的对比示意图；
[0037]图4C示出图4B的触控显示器的金属屏蔽效应的示意说明图；
[0038]图5A示出在触控显示器中，现有的触控感测信号走线路径以及本发明的触控感测信号走线路径的对比示意图；
[0039]图5B和图5C分别示出现有的触控显示器的同步电路架构与本发明的触控显示器的同步电路架构的对比示意图；
[0040]图6A和图6B分别示出现有的触控显示器的触控运作模式与本发明的触控显示器的触控运作模式的对比示意图；以及
[0041]图7示出依据本发明的另一实施方式，用于触控显示器的、可稳定共通电压的像素电路的实现方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
[0043]下面参照附图，对本发明各个方面的【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0044]图1A示出现有技术中的一种液晶显示器的像素电路的结构示意图。图1B示出现有技术中的一种触控显示器的像素电路的结构示意图。图1C示出图1B的触控显示器的共通电极层与金属层的位置示意图。
[0045]参照图1A，液晶显示器的像素电路包括一薄膜晶体管T1、一液晶电容Clc以及一像素存储电容Cs。其中，薄膜晶体管T1的栅极电性耦接至一扫描线(scan line) 100，薄膜晶体管的源极电性耦接至一数据线(date line) 102，薄膜晶体管的漏极电性耦接至液晶电容Clc的一端与像素存储电容Cs的一端。液晶电容Clc的另一端以及像素存储电容Cs的另一端电性親接至共通电极层104上的共通电压(common voltage)。此时，共通电压维持恒定的电压准位，液晶电容Clc和像素存储电容Cs所储存的电荷不会流失。
[0046]参照图1B，当导入了触控功能之后，现有的触控显示器通常在共通电极层104(诸如，ΙΤ0材质)的下方设置一金属层106，透过该金属层106来传输触控感测信号。如图1C所示，在图1B的触控显示器中，共通电极层104包括分割而成的多个共通电极104a，任意两个共通电极被设为彼此平行。金属层106也被分割为多个小的金属块106a。如此一来，当触控显示器在传送触控感测信号时，其传送路径上的阻抗将等效为金属块106a与共通电极104a并联连接。并且触控感测信号在传送时会出现电压变化(诸如，+9V/-8V)，该电压变化势必会扰动上方的共通电极层104的共通电压电位，造成原本像素存储电容Cs和液晶电容Clc所累积的电荷出现流失，影响显不画面的品质。
[0047]图2A示出图1B的触控显示器的扇出走线区域的状态示意图。图2B示出图1B的触控显示器的触控感测信号传送路径的状态示意图。图2C为图2B的触控感测信号传送路径的等效阻抗示意图。
[0048]参照图2A，若触控感测信号在扇出区域部分的走线长度为120mm，走线宽度为200um，则对应的走线路径阻抗R1为120ohm(0.2*120mm/200um)。图2A的虚线圆圈S的局部放大图如图2B所示。如前所述，在现有的触控显示器(如图1C)中，金属层位于共通电极层的下方