CN101196622B - 具有触控功能的液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

一种具有触控功能的液晶显示面板，其包含多条沿着水平方向设置的扫描线，多条沿着垂直方向设置的数据线，第一像素以及第二像素，系分别被二相邻扫描线以及二相邻数据线围绕，该第一像素包含第一薄膜晶体管；该第二像素包含第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管的栅极与该第三薄膜晶体管的栅极系分别与该二相邻扫描线电性连接，该第二薄膜晶体管的源极系与光传感器电性连接，该第二薄膜晶体管的漏极系与读取线电性连接，该读取线系沿着该垂直方向设置，并且该读取线的一端系电性连接开关元件以及信号处理器。

Description

具有触控功能的液晶显示面板

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板，尤其是涉及一种具有触控功能的液晶显示面板。

背景技术

目前常见的触控面板(touch panel)依照作用原理可以分为电阻式、电磁式、以及电容式。电阻式触控面板的应用范围局限于小面积产品，电磁式触控面板是以电磁的感应方式或者以电磁的发射与接收方式进行接触点对应平面位置的定位，而电容式触控面板是以电容感应方式感测接触点的坐标，即利用接触点在面板的相对区域上感应出电容变化而得到接触点坐标。

由于已知触控面板与液晶显示面板分开制作后，再将触控面板与液晶显示面板组装一起，因此会有重量较重、成本较高、以及透光率较低等缺点，为了解决上述缺点，近来发展出将触控元件与显示元件制作于同一面板上，以形成具有触控功能的液晶显示面板。

图1为已知整合光学式触控元件的液晶显示面板的示意图，如图1所示，液晶显示面板10包含有多条水平配置的扫描线12以及多条垂直配置的数据线14，多个第一像素16以及第二像素18，其分别由两条相邻扫描线12与两条相邻数据线14围绕构成。第一像素16包含第一薄膜晶体管20，具有栅极与所述两条相邻扫描线电性连接，源极与所述两条相邻数据线电性连接，以及漏极与像素电极(未显示于图1)电性连接。第二像素18包含第二薄膜晶体管22以及第三薄膜晶体管24，分别具有栅极与所述两条相邻扫描线电性连接，第二薄膜晶体管22还具有源极与所述两条相邻数据线电性连接，漏极与像素电极(未显示于图1)电性连接，并且第三薄膜晶体管24还具有源极与光传感器26电性连接，漏极与读取线28电性连接。光传感器26通常为第四薄膜晶体管，具有栅极与源极，同时与具有固定电压的偏压线30电性连接，漏极与第三薄膜晶体管24的源极电性连接。当光传感器26受到外部光线照射时，即可产生光电流作为光感应信号，并且由第三薄膜晶体管24读取后利用读取线28传送至信号处理器32(图2)，即可定位液晶显示面板10上接触点的坐标。

图2为图1所示的液晶显示面板10的周边电路示意图，如图2所示，在读取线28与信号处理器32之间，包含扇出线(fan-out line)34，其连接读取线28与液晶显示面板10边缘的连接垫36。由于各条扇出线34会随着与其连接的读取线28位置而具有不同长度，并且各扇出线34长度与其本身的电阻值有关，因此会影响所传送的该光感应信号，使得该光感应信号经由信号处理器32处理之后产生错误而无法判别。

图4为已知图1所示的液晶显示面板10在读取线28上与连接垫36上所得到的光感应信号的仿真结果。由图4的下半图可知，读取线28上gate-in点产生的信号为9.8827uA，而由连接垫36上gate-end所测得的信号为6.423Ua(如图4的上半图所示)；因此采用已知技术读取信号的方法，在同一时间上gate-in与gate-end的信号将有相当的误差，由此，期望提出改良上述问题的信号量测方法。

发明内容

本发明目的是提供一种具有触控功能的液晶显示面板，其包含开关元件以用来控制读取线以及扇出线所传送的光感测信号进入信号处理器，以解决gate-in与gate-end的信号无法同步的问题。

本发明提供一种具有触控功能的液晶显示面板，其包含：

多条沿着第一方向设置的扫描线；

多条沿着第二方向设置的数据线，并且所述第一方向与所述第二方向垂直；

第一像素，其被二条相邻第一扫描线和第二扫描线以及二条相邻第一数据线和第二数据线所围绕，所述第一像素包含第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管具有与所述两条相邻第二扫描线电性连接的栅极，与所述两条相邻第一数据线电性连接的源极，以及与像素电极电性连接的漏极；

第二像素，其被两条相邻第二扫描线和第三扫描线以及两条相邻第一数据线和第二数据线所围绕，所述第二像素包含第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管与所述第三薄膜晶体管各具有分别与所述两条相邻第三扫描线和第二扫描线电性连接的栅极，所述第二薄膜晶体管具有与所述两条相邻第一数据线电性连接的源极，与像素电极电性连接的漏极，并且所述第三薄膜晶体管具有与光传感器电性连接的源极，与读取线电性连接的漏极，

其中所述读取线沿着所述第二方向设置，并且所述读取线的一端依次电性连接开关元件以及信号处理器，使得当所述第二扫描线传送栅极脉冲打开所述第三薄膜晶体管时，所述开关元件同时被打开，以将所述第三薄膜晶体管读取的光感测信号经由所述读取线传送至所述信号处理器；当所述第二扫描线未传送栅极脉冲并且所述第三薄膜晶体管为关闭时，所述开关元件亦为关闭，并且所述读取线为浮接状态。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1以及图2为已知的具有触控功能的液晶显示面板的电路示意图；

图3与图5为本发明的具有触控功能的液晶显示面板的电路示意图；

图4为已知的具有触控功能的液晶显示面板的仿真结果；

图6为本发明的具有触控功能的液晶显示面板的栅极信号以及控制信号波型图；以及

图7为本发明的具有触控功能的液晶显示面板的仿真结果。

【主要元件符号说明】

10：液晶显示面板         12：扫描线

14：数据线               16：第一像素

18：第二像素             20：第一薄膜晶体管

22：第二薄膜晶体管       24：第三薄膜晶体管

26：光传感器             28：读取线

30：偏压线               32：信号处理器

34：扇出线               36：连接垫

50：液晶显示面板         52：扫描线

54：数据线               56：第一像素

58：第二像素             60：第一薄膜晶体管

62：第二薄膜晶体管       64：第三薄膜晶体管

66：光传感器             68：读取线

70：偏压线               72：信号处理器

74：扇出线               76：开关元件

78：栅极脉冲             80：控制信号

具体实施方式

在不限制本发明的精神及应用范围之下，以下即以多个实施例，介绍本发明的实施；本领域技术人员在了解本发明的精神后，当可将本发明的液晶显示器结构应用于各种不同的液晶显示器中。

图3为本发明的具有触控功能的液晶显示面板的示意图，如图3所示，液晶显示面板50包含有多条水平配置的扫描线52以及多条垂直配置的数据线54，多个第一像素56以及第二像素58，其分别由两条相邻扫描线52与两条相邻数据线54围绕构成。第一像素56包含第一薄膜晶体管60，具有栅极与所述两条相邻扫描线电性连接，源极与所述两条相邻数据线电性连接，以及漏极与像素电极(未显示于图3)电性连接，当第一薄膜晶体管60被打开时，由数据线54传送的数据电压写入该像素电极以显示图像。第二像素58包含第二薄膜晶体管62以及第三薄膜晶体管64，分别具有栅极与两条相邻扫描线电性连接，第二薄膜晶体管62还具有源极与所述两条相邻数据线的电性连接，漏极与像素电极(未显示于图3)电性连接。与第一薄膜晶体管60相同，当第二薄膜晶体管62被打开时，由数据线54传送的数据电压写入该像素电极以显示图像。第三薄膜晶体管64还具有源极与光传感器66电性连接，漏极与垂直配置的读取线68电性连接，光传感器66通常为第四薄膜晶体管，具有栅极与源极同时与具有固定电压的水平配置的偏压线70电性连接，漏极与第三薄膜晶体管64的源极电性连接。当光传感器66受到外部光线照射时，即可产生光电流作为光感应信号，并且由第三薄膜晶体管64读取后利用读取线68传送至信号处理器72(图5所示)，即可定位液晶显示面板50上接触点的坐标。

本发明与已知的具有触控功能的液晶显示面板不同处在于，如图5所示，读取线68通过扇出线74依次与开关元件76以及信号处理器72电性连接，开关元件76例如为金属氧化物半导体元件，用来控制读取线68以及扇出线74所传送的光感应信号进入信号处理器72。此外，开关元件76通过控制信号来控制，当第三薄膜晶体管64被栅极脉冲打开时，开关元件76亦同时被控制信号打开，因此第三薄膜晶体管64读取光传感器66产生的光感应信号，并且利用读取线68以及扇出线74传送至信号处理器72。当第三薄膜晶体管64未被栅极脉冲打开时，开关元件76亦为关闭状态，此时读取线68为浮接状态。

由于第二像素58较第一像素56额外包含第三薄膜晶体管64以及光传感器66，会对液晶显示面板50的图像质量产生影响，因此第二像素58间隔配置在液晶显示面板50上，并且第二像素58通常用来显示人眼敏感度较低的蓝色。在本发明的实施例中，第二像素58是每间隔四条扫描线52设置，亦即第1条、第5条、第9条...扫描线52会与第三薄膜晶体管64的栅极电性连接。各扫描线的栅极脉冲78以及开关元件76的控制信号80的波型如图6所示。在帧(frame)中，栅极驱动器(未显示于图6)产生栅极脉冲78依次扫描第1条至第768条扫描线，当栅极信号扫描至第1条、第5条、第9条...扫描线并且打开第三薄膜晶体管64时，控制信号80为高电平(high state)状态，因此该光感应信号可经由读取线68、扇出线74、以及导通的开关元件76传送至信号处理器72。当栅极脉冲78扫描至第2～4条、第6～8条、第10～12条...等扫描线时，控制信号80为低电平状态(lowstate)，此时第三薄膜晶体管64以及开关元件66均被关闭，读取线68则为浮接状态。此外，在熄灭时间(blanking time)内，控制信号80亦维持低电平状态。

本发明的具有触控功能的液晶显示面板50包含开关元件76设置于扇出线74与信号处理器72之间，以用来控制读取线68以及扇出线74传送的该光感应信号进入信号处理器72，当开关元件76被关闭时，读取线68为浮接状态，因此可避免漏电流经由读取线68传送至信号处理器72，同时可解决已知技术中由于各条扇出线74阻抗不同而造成信号误判的问题。

图7与图4分别为本发明与已知具有触控功能的液晶显示面板的仿真结果，比较两图的模拟结果得知，不同的面板内分布位置所得到的光感应信号相当接近。就本发明而言，由读取线28上gate-in点产生的信号为8.234uA，而由连接垫36上gate-end所量测到的信号为8.603uA；就已知技术而言，由读取线28上gate-in点产生的信号为9.8827uA，而由连接垫36上gate-end所量测到的信号为6.423uA。所以，本发明可以改善原有技术的缺点，使得出的光感应信号不受到面板内部位置的影响。

虽然以上已经通过优选实施例公开了本发明，但是并非用户限制本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求为准。

Claims (9)

1.一种具有触控功能的液晶显示面板，其包含：

多条沿着第一方向设置的扫描线；

多条沿着第二方向设置的数据线，并且所述第一方向与所述第二方向垂直；

第一像素，其被第一扫描线和第二扫描线以及第一数据线和第二数据线所围绕，所述第一像素包含第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管具有与所述第二扫描线电性连接的栅极，与所述第一数据线电性连接的源极，以及与像素电极电性连接的漏极；

第二像素，其被第二扫描线和第三扫描线以及第一数据线和第二数据线所围绕，所述第二像素包含第二薄膜晶体管以及第三薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管与所述第三薄膜晶体管各具有分别与所述第三扫描线和第二扫描线电性连接的栅极，所述第二薄膜晶体管具有与所述第一数据线电性连接的源极，与像素电极电性连接的漏极，并且所述第三薄膜晶体管具有与光传感器电性连接的源极，与读取线电性连接的漏极，

其中所述读取线沿着所述第二方向设置，并且所述读取线的一端依次电性连接开关元件以及信号处理器，使得当所述第二扫描线传送栅极脉冲打开所述第三薄膜晶体管时，所述开关元件同时被打开，以将所述第三薄膜晶体管读取的光感测信号经由所述读取线传送至所述信号处理器；当所述第二扫描线未传送栅极脉冲并且所述第三薄膜晶体管为关闭时，所述开关元件亦为关闭，并且所述读取线为浮接状态。

2.如权利要求1所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述光传感器为第四薄膜晶体管，所述第四薄膜晶体管具有均电性连接偏压线的栅极和源极，以及电性连接所述第三薄膜晶体管源极的漏极。

3.如权利要求2所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述偏压线沿着所述第一方向设置，并且施加固定电压。

4.如权利要求1所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述读取线与所述开关元件之间包含有扇出线。

5.如权利要求1所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述开关元件为金属氧化物半导体元件。

6.如权利要求1所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述第二扫描线亦与所述第一薄膜晶体管的栅极电性连接。

7.如权利要求6所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，当所述第二扫描线传送栅极脉冲打开所述第三薄膜晶体管时，同时打开所述第一薄膜晶体管，以将所述第一薄膜晶体管读取的数据信号写入所述像素电极。

8.如权利要求1所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，所述开关元件通过控制信号来控制。

9.如权利要求8所述的具有触控功能的液晶显示面板，其中，当所述第二扫描线传送栅极脉冲时，所述控制信号同时传送至所述开关元件。

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