CN101634762A - 具有触控检测结构的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明一种具有触控检测结构的液晶显示器，是于一上基板与一下基板之间设有一液晶层，以及于液晶层与下基板之间设置有多条第一电极、多条第二电极及一用以对所述第一电极与所述第二电极产生电性绝缘的隔离层，该隔离层对应于第一电极与第二电极的重叠交会处具有穿孔结构，另，上基板至所述第二电极之间则设有一辅助触压单元，该辅助触压单元包括多个对应穿孔的凸块，在外力触压作用下，对应受触压部位的凸块将间接压迫第二电极透过穿孔与第一电极接触，据以产生电阻阻抗效应，以便判断出触压点的位置。

Description

具有触控检测结构的液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示器，更详而言之是指一种具有触控检测结构的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器的应用广泛，其技术发展历程在不断朝轻薄短小方向演进的同时，除了继续强化显示质量之外，使用的便利性亦是设计的重点，为此，一种改良以按键输入方式衍生操作不便的具备触控功能的液晶显示器便因应而生。

请参阅图1，该液晶显示器1由一显示单元2与一触控单元3构成，其中显示单元2包括上、下基板2a、2b与一液晶层2c位于该上、下基板2a、2b之间，另外，一彩色滤光层2d设置于上基板2a与液晶层2c之间，以便达到显示彩色化的目的；而该触控单元3是叠设在显示单元2接近观看者一侧的外部，虽然触控单元3提供了使用者操作方便，但，因触控单元3本是一独立装置，其与显示单元2相贴附结合成液晶显示器1后，触控单元3必须具备的两片透明板3a、3b将使得液晶显示器1整体厚度与重量增加，且，因透明板3a、3b是位在光源光线经过的末端处，将有造成光穿透率下降的虞，如此势将对最终的显像质量产生不良影响；再者，触控单元3是经贴附方式而与显示单元2结合，惟此一贴合加工亦将增加组装作业的负担。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有触控检测结构的液晶显示器，是于内部制作有触控检测结构，可提升光学显示效果与降低液晶显示器整体厚度及减轻重量的功效。

为达成上述的目的，本发明所提供的一种具有触控检测结构的液晶显示器，是于一上基板与一下基板之间设有一液晶层与该触控检测结构，该触控检测结构位于液晶层与下基板之间，且包含多条第一电极、一隔离层与多条第二电极，其中，所述第一电极沿着一第一方向并列设置，且第一电极具有至少一第一接触面，所述第二电极沿着与该第一方向呈交错的一第二方向并列设置，且第二电极对应于第一电极的第一接触面位置形成一第二接触面并与所对应第一接触面之间保有一间距，该隔离层用以对所述第一电极与所述第二电极产生电性绝缘，且具有多个穿孔，穿孔的两端分别对应该第一接触面与该第二接触面，该第二接触面并未完全遮蔽穿孔。

另，本发明还可于上基板与第二电极之间配置一辅助触压单元，该辅助触压单元包括有多个绝缘的凸块对应于各该穿孔的正上方，在液晶显示器的表面受触压时，对应受触压位置的凸块将向下顶推第二电极致其第二接触面与第一接触面接触，故而达成提高触压准确度的效果。

附图说明

图1为现有技术具备触控功能的液晶显示器示意图；

图2为本发明一较佳实施例的局部剖面立体图；。

图3为图2的3-3方向剖视图；

图4为图2的4-4方向剖视图；

图5类同图3，揭示第二电极呈直向延伸；

图6类同图3，揭示第二电极对应穿孔部位具有陷入的凹部与突块；

图7类同图3，揭示辅助触压单元的第一凸块高度大于液晶层的一半厚度；

图8类同图3，揭示辅助触压单元的第二凸块高度大于液晶层的一半厚度；

图9类同图4，揭示液晶显示器具有一覆盖所有第二电极的第三绝缘层；

图10类同图2，揭示数条电极相互电性连接后再外接至液晶显示器的系统端；

图11类同图2，揭示电极是以间隔方式与液晶显示器的系统端电性连接；

图12类同图4，揭示第二电极的接触端面宽大于穿孔孔径。

【主要组件符号说明】

100液晶显示器

101上基板  102彩色滤光层  102a黑色矩阵

103液晶层  104下基板  104a资料线

104b扫描线 104c第一绝缘层  104d第一表面

105系统端

10第一电极 10a第一接触面  10b、10c长侧边

10d突块  10e第一条第一电极  10f末条第一电极

12隔离层  12a穿孔  12b、12c槽缝

12d第二表面  14第二电极  14a接触端

14b第二接触面  14c第一条第二电极  14d末条第二电极

16第二电极  18第二电极  18a凹部

18b突块

20、30、40辅助触压单元  22、32、44绝缘肋

24、34第一凸块  26、42第二凸块

50辅助触压单元  52第三绝缘层  54第一凸块

56第二凸块  60隔离层  62穿孔

64第二电极  641接触端  642凹部

643缺口  644突块  65绝缘肋

66第一电极  661第一接触面  662突块

D1第一方向  D2第二方向

S1间距  S2间距

W1、W4、W5开口宽度  W2、W3、W6面宽

具体实施方式

图2至图4为本发明一较佳实施例具有触控检测结构的液晶显示器100，其自上而下包括有一上基板101、一彩色滤光层102、一液晶层103与一下基板104，其中，彩色滤光层102包括一用以对多数红、绿、蓝色滤光单元产生隔离的黑色矩阵102a，下基板104为包含多条分别沿着一第一方向D1与一第二方向D2设置的数据线104a与扫描线104b的薄膜晶体管数组基板，且具有一第一绝缘层104c覆盖所述数据线104a与扫描线104b，前述第一方向D1与第二方向D2呈正交，而第一绝缘层104c另具有一第一表面104d，本实施例的液晶显示器100另具有一系统端105用来检测并判断出该触控检测结构的受压位置。

本实施例的触控检测结构包括有多条第一电极10、一隔离层12、多条第二电极14与一辅助触压单元20，其中：

所述第一电极10沿着第一方向D1并列设置于第一绝缘层104c的第一表面104d，且第一电极10相对第一表面104d呈隆起，于本实施例中，每一第一电极10的顶面构成一第一接触面10a，紧邻顶面者为二长侧边10b、10c，且每一第一电极10是各别电性连接至该系统端105。

该隔离层12为绝缘材料铺设于第一绝缘层104c且覆盖所述第一电极10而形成，其具有多个实质上为等径的穿孔12a，且穿孔12a是以数个对应一条第一电极10的方式排列而成，请续配合图3，本实施例的穿孔12a于第二方向D2上的开口宽度W1大于所对应第一电极10的第一接触面10a于第二方向D2上的面宽W2，且穿孔12a内壁面与所对应第一电极10的长侧边10b、长侧边10c之间分别形成一槽缝12b与槽缝12c，另，隔离层12面朝液晶层103的一面为一第二表面12d。

所述第二电极14的制作是在完成隔离层12之后，预先于各穿孔12a中制作有以绝缘材料构成的支撑垫(图未示)，支撑垫覆盖着第一电极10，由于支撑垫的制作方式属一般技艺的应用，于此不予赘述；尔后，续于隔离层12的第二表面12d上沉积金属薄膜，再经光阻涂布、曝光、显影、蚀刻等步骤制得所述沿着第二方向D2并列设置的第二电极14，各第二电极14并分别电性连接至该系统端105；

在上述制程中，支撑垫的高度低于隔离层12的第二表面12d，因此造成第二电极14对应于穿孔12a的部位形成一“ㄩ”型的接触端14a，请配合图4所示，本实施例隔离层12的穿孔12a于第一方向D1上的开口宽度W4是大于第二电极14接触端14a在第一方向D1上的面宽W3，此设计是为方便对于支撑垫的清除作业，而在去除该以绝缘材料构成的支撑垫之后，将使得接触端14a呈悬空状，且其面对第一电极10的一面构成一第二接触面14b，第二接触面14b并与所对应第一接触面10a之间保有一间距S1。

另说明的是，第二电极的型态尚可因支撑垫的高度与隔离层12第二表面12d齐平，而获得如图5所示的直向延伸的第二电极16；又当支撑垫高度超出隔离层12的第二表面12d时，将制得如图6所示的具有朝向该液晶层103陷入的凹部18a的第二电极18，而为强化电极之间的接触效果，可一并于制作该凹部18a时一体成型一突块18b，并在第一电极10相对应的位置亦制作有一突块10d。

该辅助触压单元20包括有多条状的绝缘肋22、多个第一凸块24与多个第二凸块26，其中，所述绝缘肋22完全覆盖对应的第二电极14，且连接所述第一凸块24，各第一凸块24是朝上基板101方向延伸穿入液晶层103中，且各第一凸块24位在对应的穿孔14a正上方位置，所述第二凸块26则是连接于该黑色矩阵102a上，并朝向对应的第一凸块24延伸穿入液晶层103中，前述第一凸块24与第二凸块26的高度各至少为液晶层103厚度的三分之一，因此使得第二凸块26的自由端与对应第一凸块24的自由端保持着一间距S2。

当人们以手指或触控笔接触液晶显示器100的表面时，将造成所触及部位的第二凸块26下移顶抵对应的第一凸块24，第一凸块24并将触压下方的第二电极14产生变形，致使第二电极14突块14a前端的第二接触面14b与第一电极10的第一接触面10a接触而产生电阻阻抗效应，此时，液晶显示器100的系统端105将因电流阻抗的变化而快速地判断出压力作用所在位置，以便于后续显示操控。

本发明将触控检测结构内建于液晶显示器100内部，可一并解决现有技术将触控面板以外加方式制作造成厚度及重量增加的缺失，亦可避免损及光学显示效果，且辅助触压单元20的设计有助于提高触压的准确性。

另须一提的是，达成提高触压准确度的结构并不以上述的辅助触压单元20为限，例如图7所示的辅助触压单元30即不具备图3的第二凸块26结构，而是将连接于绝缘肋32的第一凸块34高度制作成大于液晶层103厚度的一半；图8揭示的辅助触压单元40则是不具备图3的第一凸块24结构，仅包括连接于黑色矩阵102a的第二凸块42，以及覆盖第二电极14的绝缘肋44，其中第二凸块42的高度是大于液晶层103厚度的一半；再如图9所示，辅助触压单元50是以一第三绝缘层52取代图4的各该绝缘肋22而覆盖所有的第二电极14，其同时包括有第一凸块54与第二凸块56；以上所述结构，同样可达成提高触压准确度的作用。

再说明的是，本发明的各第一电极10与各第二电极14除了如图2所示的各别电性连接至该系统端105外，亦可如图10所示的预先将所述第一电极10及第二电极14分别以数条为一组的方式分成数个分群，且每一分群的电极预先相互电性连接后，再于末端外接至该系统端105，上述每一分群当中的第一条第一(第二)电极10e(14c)至末条第一(第二)电极10f(14d)的距离小于或等于0.7公分，此设计是因电极呈细致密布，当以手指作为触压时，指尖前端所触及涵盖宽度至多约在0.7公分左右，因此，此分群方式足以供该系统端105正确地检测感应出触及的特定位置；其次，电极与系统端105的连接关系，尚可如图11所示的采间隔方式设计，但，所间隔的电极数目不以一条为限制，但连接有系统端105的电极之间的距离必须在0.7公分以内，如此以便于系统端105能正确地检测出触压位置，当然，尚可在图2的架构下，选择将两相邻的第一电极10及两相邻的第二电极14的距离设计在小于等于0.7公分范围，以便适用于以手指为触控的场合使用，相对的，若是应用在以类似笔尖为触控的场合使用，则宜将两相邻的第一(第二)电极10(14)的距离设计成更为紧密。

在上述所有的实施例中，第二电极的第二接触面于第一方向上的面宽是以小于隔离层的穿孔于第一方向上的开口宽度而制作，此一特征的作用是便于对以绝缘材料构成的支撑垫清除，惟达成前述目的的结构并不以此为限，如图12所示，其中，隔离层60的穿孔62在第一方向D1上的开口宽度W5是小于第二电极64的接触端641于第一方向D1上的面宽W6，又，第二电极64的接触端641对应于各穿孔62的一面具有一凹部642以及于凹部642的两侧分别形成一缺口643与外部相通，通过此以便于对支撑垫顺利清除，而在清除完穿孔62内的支撑垫后，复制作多条绝缘肋65覆盖对应的第二电极64，而第二电极64的凹部642内面亦可制作有一突块644，以及第一电极66的第一接触面661在相对位置亦制作有一突块662，通过以强化电极之间的接触效果。

以上所述仅为本发明的数较佳可行实施例，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (25)

1.一种具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于包含：

一上基板；

一下基板；

一液晶层，设于该上基板与该下基板之间；

多条第一电极，设于该下基板与该液晶层之间，所述第一电极沿着一第一方向并列设置，且其中至少有部分的第一电极顶面具有至少一第一接触面；

一隔离层，位于所述第一电极与该液晶层之间，该隔离层具有多个穿孔对应第一电极的第一接触面；以及

多条第二电极，设于该隔离层与该液晶层之间，所述第二电极沿着与该第一方向呈交错的一第二方向并列设置，且第二电极对应于每一穿孔部位形成一接触端，该接触端未完全遮蔽穿孔且具有一第二接触面，该第二接触面并与所对应第一接触面之间保有一间距。

2.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极设于该隔离层的表面，该隔离层的穿孔于第一方向上的开口宽度大于第二电极的第二接触面于第一方向上的面宽。

3.如权利要求2所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极的接触端伸入该隔离层的穿孔中，该第二接触面形成于该接触端面对第一电极的一面。

4.如权利要求2所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极的接触端对应于穿孔的一面具有一凹部。

5.如权利要求4所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极的接触端更包括有一突块，该突块连接于该凹部的凹面上。

6.如权利要求5所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，该第一电极的第一接触面对应于第二电极的突块位置具有另一突块。

7.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极设于该隔离层的表面，该隔离层的穿孔于第一方向上的开口宽度小于第二电极的接触端于第一方向上的面宽，另所述第二电极的接触端具有至少一缺口与该隔离层的穿孔相通。

8.如权利要求7所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极对应于各穿孔的一面具有一凹部，该凹部一侧具有该缺口。

9.如权利要求8所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，第二电极于凹部的凹面上具有一突块，第一电极的第一接触面对应第二电极的突块位置具有另一突块。

10.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，该第一方向与该第二方向是呈正交，该隔离层的穿孔于第二方向上的开口宽度大于第一电极的第一接触面于第二方向上的面宽。

11.如权利要求10所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，该隔离层的穿孔为等径的孔洞。

12.如权利要求11所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，该下基板包括一第一绝缘层，该第一绝缘层具有一第一表面，所述第一电极设于该第一表面且相对该第一表面隆起，各第一电极具有二长侧边，该隔离层覆盖所述第一电极，且隔离层的穿孔内壁面与所对应第一电极的长侧边之间形成一槽缝。

13.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，包含有一辅助触压单元，该辅助触压单元包括有多个绝缘的凸块，所述凸块位于该上基板与所述第二电极之间，且对应于各该穿孔的正上方。

14.如权利要求13所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，该辅助触压单元还包括有多数条状且各别覆盖对应第二电极的绝缘肋，所述凸块包括有多个第一凸块连接各该绝缘肋，且第一凸块朝该上基板方向延伸穿入该液晶层中。

15.如权利要求14所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第一凸块的高度大于该液晶层厚度的一半。

16.如权利要求14所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，包括有一位于该上基板与该液晶层之间的彩色滤光层，该彩色滤光层具有一黑色矩阵，该辅助触压单元的所述凸块更包括有多个第二凸块，所述第二凸块与该黑色矩阵连接，且朝对应的第一凸块方向延伸穿入于该液晶层中。

17.如权利要求16所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第一凸块与所述第二凸块的高度至少为液晶层厚度的三分之一。

18.如权利要求13所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，还包括有一位于该上基板与该液晶层之间的彩色滤光层，该彩色滤光层包括有一黑色矩阵，该辅助触压单元的所述凸块包括有多个连接于该黑色矩阵的第二凸块，所述第二凸块朝该下基板方向延伸穿入于该液晶层中，且第二凸块的高度大于该液晶层厚度的一半。

19.如权利要求13所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，还包括有一覆盖所述第二电极的第三绝缘层，该辅助触压单元的凸块设于该第三绝缘层上。

20.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第一电极以数条为一组的方式划分成数个分群，每一分群中的第一条第一电极至末条第一电极的距离小于或等于0.7公分。

21.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极以数条为一组的方式划分成数个分群，每一分群中的第一条第二电极至末条第二电极的距离小于或等于0.7公分。

22.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，两相邻的第一电极的距离小于或等于0.7公分。

23.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，两相邻的第二电极的距离小于或等于0.7公分。

24.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第一电极划分成数个分群，每一分群由数条第一电极构成并电性连接，且每一分群中的第一条第一电极至末条第一电极的距离小于或等于0.7公分。

25.如权利要求1所述具有触控检测结构的液晶显示器，其特征在于，所述第二电极划分成数个分群，每一分群由数条第二电极构成并电性连接，且每一分群中的第一条第二电极至末条第二电极的距离是小于或等于0.7公分。

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