CN101377596A - 显示装置及相关定位方法 - Google Patents

Abstract

利用对向电极所产生的电压，以调控感应元件沟道的导通状态，而检测触碰位置的显示装置，包含有设置于基板的感应元件与读出电路，以及对应于该感应元件的遮光元件与对向电极。对应于触碰位置的感应元件，受到其相对的对向电极的电压影响，改变沟道的导通状态并产生感应信号，感应信号经读出电路转换为读出信号，以执行触碰位置分析。

Description

显示装置及相关定位方法

技术领域

本发明是提供一种显示装置及相关定位方法，尤指一种具输入功能的液晶显示装置及相关定位方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)是目前最被广泛使用的一种平面显示器，具有省电及型薄质轻等特征。而在各种包含液晶显示器的电子装置中，比如多媒体播放器、手机或个人数字助理(PDA)等电子装置，利用液晶显示器执行触碰输入的功能已逐渐流行，也就是，触碰式屏幕的应用越来越广泛。

传统触碰式屏幕以电阻式触碰屏幕及电容式触碰屏幕为主，电阻式触碰屏幕以电压降定位触碰位置，电容式触碰屏幕通常包含感测电容，根据对应于触碰点的感测电容的电容变化，经信号处理而定位出触碰位置。由于现有触碰面板与液晶显示面板是分开制作后，再将触碰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，近来发展出将触碰元件与显示元件制作于同一面板上，以形成具有触碰功能的液晶显示面板。

发明内容

依据本发明的实施例，其公开一种显示装置，其包含基板、像素电极、第一导线、第二导线、数据线、感应元件以及遮光元件。第一导线及第二导线均配置于基板上，数据线交叉于第一导线配置于基板上，感应元件电连接于第一导线，且对应于遮光元件，并与像素电极电绝缘。

依据本发明的实施例，其还公开一种显示装置，其包含基板、开关元件、感应元件及遮光元件。基板包含导线、第一数据线与第二数据线，开关元件电连接于导线与第一数据线，感应元件电连接于导线与第二数据线，遮光元件对应于感应元件。

依据本发明的实施例，其还公开一种显示装置的定位方法，此显示装置包含对向电极、感应元件与读出电路。此定位方法包含触碰显示装置的位置，改变对应于此位置的对向电极与感应元件间的间隙，以调变感应元件的导通状态，通过导通状态的变化，定义感应信号，以及输入感应信号至读出电路。

附图说明

图1显示依本发明的感应单元的剖面示意图；

图2显示图1的感应单元的对向基板受外力而形变的剖面示意图；

图3显示图1的感应单元的阵列结构示意图；

图4为图3的阵列结构的元件布局示意图；

图5显示依本发明的像素单元的基板及对向基板的重叠示意图；

图6显示依本发明的感应电路的示意图；

图7显示图1的感应单元的另一阵列结构的示意图；

图8显示图1的感应单元的另一阵列结构的示意图；

图9显示图1的感应单元的另一阵列结构的示意图。

具体实施方式

为让本发明更清除易懂，下文依本发明的显示装置，特举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并不是用来限制本发明所涵盖的技术范围，而方法流程步骤编号更不是用来限制其执行先后次序，任何由方法步骤重新组合的执行流程，所产生的具有均等功效的方法，均为本发明所涵盖的技术范围。

参照图1，其显示依本发明的感应单元300的剖面示意图。感应单元300包含感应元件520、遮光元件380、对向电极390、彩色单元CF及液晶层305。感应元件520配置于基板301上，遮光元件380、彩色单元CF与对向电极390则配置于对向基板302上，且该对向电极390与该感应元件520间具有第一间隙d1。其中，感应元件520的结构包含栅极G、栅极绝缘层312、沟道315、高掺杂区域316、源极S、漏极D、及保护层360，且该感应元件520为P型金属氧化物半导体晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管、二极管、或薄膜晶体管。

其中，沟道315为非晶硅半导体层，高掺杂区域316则为高掺杂N型非晶硅半导体区域，而遮光元件380则由金属或非金属等吸光或反光材料所构成。

沟道315的导通状态，会受到栅极G的栅极电压与对向电极390的对向电压共同作用影响，而提高或降低。当对向基板302不受外力影响时，第一间隙d1的大小不会改变，故沟道315的导通状态，几乎不受对向电极390的电压所影响，仅受到栅极G的电压所控制，此时沟道315的导通状态可视为背景信号。另外，遮光元件380则是用来避免沟道315受环境光线的干扰，但遮光元件380为选择性元件，而非必要元件。

参照图2，其显示依本发明的对向基板302受外力而形变的剖面示意图。当由手指按压或触碰笔按压等所产生的外力，施加于对向基板302时，其将产生如图2所示的形变，使得第一间隙d1缩小为第二间隙d2，而增强对向电极390的电压对沟道315的导通状态的影响。该对向电压可对沟道315造成电场的影响，且此电场为对向电压与第一间隙d1、第二间隙d2的函数。也就是，第一间隙d1缩小为第二间隙d2，会改变此电场的强度，而影响感应元件520的导通状态。因此，感应元件520可根据沟道315导通状态的变化，而输出相对应的感应信号。通过分析感应信号或比较其与背景信号的差异，即可定位触碰位置。

参照图3，其显示依本发明阵列结构500的示意图。其中，阵列结构500包含多条栅极线540、多条数据线550、多条读出线560、及多个像素区域Ra。像素区域Ra由栅极线540与数据线550所定义。每一像素区域Ra均包含开关元件510、储存电容Cst、液晶电容Clc及像素电极。其中，部分像素区域Ra更包含感应元件520及读出元件530。栅极线540为导线，用来传导电压。读出元件530为P型金属氧化物半导体晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管、二极管、或薄膜晶体管。感应元件520所产生的感应信号，可经由对应的读出元件530耦合至对应的读出线560。开关元件510的栅极G与其对应的感应元件520的源极S，电连接至不同的栅极线540。

当感应元件520没有被选取(比如感应元件520的栅极电压为负压)时，读出元件530用来过滤感应元件520的噪声，比如过滤感应元件520受环境光的影响，所输出的不当信号。但读出元件530与读出线560均为选择性元件，而非必要元件，即数据线550也可视为读取线，而与感应元件520直接电耦合。

参照图4，其为依本发明面板结构700的布局示意图，包含多条栅极线540、多条共同电极线545、多条数据线550、多条读出线560、多个像素电极570、多个开关元件510、多个感应元件520及多个读出元件530配置于基板上，以及包含多个红色单元570r、多个绿色单元570g、多个蓝色单元570b的彩色单元CF，配置于对向基板上。其中，该彩色单元还可包含多个白色单元，且该感应元件520可配置于任一对应于该彩色单元的像素区域，在一优选实施例中，该感应元件520配置于对应于该蓝色单元的像素区域。开关元件510的漏极D经由第一接触孔511电连接至对应的像素电极570，感应元件520的源极S则经由第二接触孔521电连接至对应的栅极线540。

参照图5，其显示依本发明的像素单元的示意图。其中，遮光元件380所覆盖的区域，主要涵盖感应元件520、读出元件530及开关元件510，且对向基板的蓝色单元570b对应至基板的像素电极570。图1所示的感应单元300的剖面示意图，即为由图5沿切线1-1’剖面的结构示意图。

参照图6，其是显示依本发明的感应电路900的示意图。为了清楚显示感应电路900，图中省略数据线、共同电极线、开关元件、及像素电极等像素相关的电路构件，而仅显示与感应机制相关的电路构件。其中，感应元件520及读出元件530，并非每一栅极线均要设置，而可每隔至少一条栅极线才设置。此外，读出电路990也并非每一条读出线均要设置，而可将多条读出线电连接至同一读出电路990，例如：每8条读出线设置该读出电路990，用来将由读出线所输入的感应信号转换为读出信号Vout，分析该读出信号Vout或比较其与背景信号的差异，以定义该触碰位置。

参照图7，其是显示依本发明的阵列结构585的示意图。其中，开关元件510的栅极与其对应的感应元件520的源极，均电连接至同一栅极线540。此外，阵列结构585的其它结构与阵列结构500相同，故不再赘述。

参照图8，其是显示依本发明的阵列结构595的示意图。其中，感应元件520的源极S经对应的电源线596，电连接至独立电压源597。驱动感应元件520的电压，由栅极线540与独立电压源597所提供，故可独立调整感应信号。

参照图9，其是显示依本发明的阵列结构596的示意图。其中，感应元件520的栅极G，电连接至选取线542。选取线542为导线，可由独立的电压源所控制。而开关元件510的栅极G，电连接至栅极线540。

综上所述，依本发明另提出一种显示装置的定位方法，该显示装置包含对向电极、感应元件、读出元件与读出电路，此定位方法的流程包含下列步骤：

步骤S10：触碰该显示装置上的一个位置；

步骤S20：改变对应于该位置的该对向电极与该感应元件间的间隙，以调变该感应元件的导通状态；

步骤S30：利用该读出元件，以过滤该感应元件的噪声；

步骤S40：根据该感应元件的导通状态的变化，定义感应信号；

步骤S50：输入该感应信号至该读出电路；以及

步骤S60：分析该感应信号，以定义该触碰位置。

在上述定位方法的流程中，步骤S20包含根据该对向电极所具有的电压，对该感应元件造成电场，该电场为该电压与该间隙的函数，而改变对应于该位置的该对向电极与该感应元件间的该间隙，即改变该电场的强度，以调变该感应元件的导通状态。在步骤S10之前可另包含利用遮光元件，以避免环境光线对该感应元件的干扰，而在未触碰该位置时，可根据该感应元件的导通状态，定义背景信号，如此则步骤S60可包含比较该感应信号与该背景信号，以定义该触碰位置。步骤S50可包含输入该感应信号至该读出电路，以转换该感应信号为读出信号，而步骤S60可包含分析该读出信号，以定义该触碰位置，或比较该读出信号与该背景信号，以定义该触碰位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明申请专利范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1、一种显示装置，包含：

基板，包含像素电极、第一导线与第二导线；

数据线，交叉于所述第一导线配置于所述基板上；

感应元件，电连接于所述第一导线，且与所述像素电极绝缘；以及

遮光元件，对应于所述感应元件。

2、如权利要求1所述的显示装置，其中所述感应元件电连接至独立电压源。

3、如权利要求1所述的显示装置，还包含读出线与读出电路，其中所述读出线与所述数据线平行配置，且所述读出线电连接至所述感应元件与所述读出电路。

4、如权利要求1所述的显示装置，还包含读出元件，所述读出元件电连接至所述感应元件与所述第一导线。

5、如权利要求1所述的显示装置，还包含开关元件，所述开关元件电连接至所述数据线、所述第一导线以及所述像素电极。

6、如权利要求1所述的显示装置，还包含开关元件，所述开关元件电连接至所述数据线、所述第二导线以及所述像素电极。

7、如权利要求1所述的显示装置，还包含读出电路，其中所述数据线电连接所述感应元件与所述读出电路。

8、如权利要求1所述的显示装置，还包含对向基板与对向电极，其中，所述对向基板对应于所述基板，且所述对向电极配置于所述对向基板上。

9、一种显示装置的定位方法，所述显示装置包含对向电极、感应元件与读出电路，所述方法包含：

触碰所述显示装置上的一个位置；

改变对应于所述位置的所述对向电极与所述感应元件间的间隙，以调变所述感应元件的导通状态；

通过所述感应元件的导通状态的变化，定义一个感应信号；以及

输入所述感应信号至所述读出电路。

10、如权利要求9所述的定位方法，还包含分析所述感应信号，以定义所述触碰位置。

11、如权利要求9所述的定位方法，其中所述对向电极具有电压，其可对所述感应元件造成电场，所述电场为所述电压与所述间隙的函数。

12、如权利要求9所述的定位方法，其中未触碰所述位置时，所述感应元件的导通状态，定义为背景信号。

13、如权利要求12所述的定位方法，还包含比较所述感应信号与所述背景信号，以定义所述触碰位置。

14、如权利要求12所述的定位方法，还包含输入所述感应信号至所述读出电路，以转换所述感应信号为读出信号。

15、如权利要求14所述的定位方法，还包含分析所述读出信号，以定义所述触碰位置。

16、如权利要求12所述的定位方法，还包含比较所述读出信号与所述背景信号，以定义所述触碰位置。

17、如权利要求9所述的定位方法，还包含利用读出元件，以过滤所述感应元件的噪声。

18、如权利要求9所述的定位方法，还包含利用遮光元件，以避免光线对所述感应元件的干扰。

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