CN101738761A - 触控式面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控式面板，其具有薄膜晶体管基板及彩色滤光基板，薄膜晶体管基板与彩色滤光基板相对而设。公共电极设置于彩色滤光基板靠近薄膜晶体管基板的一侧，且公共电极具有多个开口部。触控式面板包括感应读取回路、触控单元以及至少一像素单元，其中像素单元邻设于触控单元。触控单元具有相互平行的多条第一感应线，其设置于薄膜晶体管基板靠近彩色滤光基板的一侧，其中各第一感应线与相对应的各开口部相对设置。像素单元具有像素电极，像素电极设置于薄膜晶体管基板之上，且像素电极的电性由扫描线及数据线电性控制。

Description

触控式面板

技术领域

本发明涉及一种触控式面板。

背景技术

随着科技不断的进步，使得各种信息设备不断地推陈出新。其中，以数据输入设备而言，除了一般以键盘或鼠标输入数据之外，利用触控式技术来输入数据也是另一种输入方式的选择。由于人除了具有视觉及听觉之外，还具有触觉，而随着传感器技术不断的更新突破，使得触碰式传感器成了人与信息设备沟通的另一选择。

另一方面，传统的计算机输入接口(例如键盘或鼠标)对于不熟悉计算机的人来说，在操作上存在一定的困难度，而成为计算机普及化的障碍之一。为了能够提供更直觉式的操作设备，近来，业者积极地发展触控式面板(touch panel)。触控式面板具有人性化的输入接口特性，使得任何年龄层的使用者都可直接以手指或以触控笔来输入数据或选取触控式面板上的功能选项。

一般而言，触控式面板是在显示面板(例如液晶显示面板)的显示面上另外设置触控板。然而，额外设置的触控板除了会增加触控式面板的整体厚度，而且材料成本也会相对的增加。近来，有业者将触控板整合至显示面板中，由此，可以节省材料成本并减少触控式面板的厚度。

参照图1所示，现有的触控式面板1包括薄膜晶体管基板13、彩色滤光基板14、公共电极15、液晶层16以及像素电极19。

薄膜晶体管基板13与彩色滤光基板14相对而设，液晶层16设置于薄膜晶体管基板13与彩色滤光基板14之间。公共电极15设置于彩色滤光基板14的表面上，像素电极19设置于薄膜晶体管基板13的表面上。

如图1所示，现有的触控式面板1的公共电极15为一整片式结构，其面积大约等于彩色滤光基板14的面积。上述电容式触控面板的技术，必须通过改变公共电极15与像素电极19的间距来改变电容值。而当使用者向触控式面板1施加外力时，其产生局部凹陷区域，并依据局部凹陷区域的感应电容C₁₁的电容值改变量而输出感应信号。

然而，当使用者向触控式面板1施加外力时，由于公共电极15为一整片式结构，使得局部凹陷区域除了包括触碰位置之外，也可能包括其它非触碰位置。此时，可能造成触控式面板1对触碰位置的误判。因此，如何提供一种提高判断触碰位置的准确度的触控式面板，为当前的重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种提高判断触碰位置准确度的触控式面板。

为达到上述目的，本发明提供一种触控式面板，其具有薄膜晶体管基板以及彩色滤光基板，其中薄膜晶体管基板与彩色滤光基板相对而设。公共电极设置于彩色滤光基板靠近薄膜晶体管基板的一侧，且公共电极具有多个开口部。触控式面板包括感应读取回路、触控单元以及至少像素单元，其中，像素单元邻设于触控单元。触控单元具有相互平行的多条第一感应线，其设置于薄膜晶体管基板靠近彩色滤光基板的一侧，其中各第一感应线与相对应的各开口部相对设置。像素单元具有像素电极，其设置于薄膜晶体管基板上，且像素电极的电性由扫描线及数据线控制。感应读取回路与第一感应线电性连接，并输出感应输出值。

为达到上述目的，本发明提供一种触控式面板，其具有薄膜晶体管基板以及彩色滤光基板，其中薄膜晶体管基板与彩色滤光基板相对而设。公共电极设置于彩色滤光基板靠近薄膜晶体管基板的一侧。触控式面板包括感应读取回路、触控单元以及至少一像素单元，其中，像素单元邻设于触控单元。触控单元具有相互平行的多条第一感应线，其设置于彩色滤光基板靠近薄膜晶体管的一侧。像素单元具有像素电极，其设置于薄膜晶体管基板上，且像素电极的电性由扫描线及数据线控制。感应读取回路与第一感应线电性连接，并输出感应输出值。

综上所述，依据本发明的触控式面板，其通过相互平行的第一感应线形成触控单元，而人体仅需碰触触控式面板，即可通过触控单元来判断触碰位置。而依据第一感应线设置位置的不同，可在公共电极形成开口部，以使触控单元能够正常动作。

附图说明

为了使本发明的上述和其它目的、特征、优点更加明显易懂，结合附图对其实施例进行详细说明，在附图中：

图1为现有的触控式面板的示意图；

图2至图5为本发明第一实施例的触控式面板的示意图；

图6至图7为本发明第二实施例的触控式面板的示意图；以及

图8A至图8B为本发明第三实施例的触控式面板的示意图。

【主要组件符号说明】

1、2、3、4：触控式面板

13：薄膜晶体管基板

14：彩色滤光基板

15：公共电极

16：液晶层

19：像素电极

2：触控式面板

21：感应读取回路

22：阻抗单元

23、33、43：薄膜晶体管基板

24、34、44：彩色滤光基板

25、35、45：公共电极

251、451：开口部

26、36、46：液晶层

27、37、47：触控单元

271、272、371、372、471、473：感应线

273、31：绝缘层

28、38、48：像素单元

29、39、49：像素电极

32、42：光阻层

373：几何图案

472：感应延伸部

A：区域

C₁₁、C₂₂、C₃₂、C₄₂：感应电容

C₂₁：运算电容

C₂₃、C₁₂：等效寄生电容

D₁₁：数据线

H：开孔

L：开关单元

OP：运算放大器

R₂₁、R₂₂：电阻

S₁₁：扫描线

S_L：切换信号线

T：晶体管

V_O：感应值

V_i：电压

具体实施方式

以下将参照相关附图来说明依据本发明多个实施例的触控式面板，其中各图标中的各组件所示的位置仅为示意位置，并非用以限定各组件的实际位置。

第一实施例

参照图2及图3所示，其中，图2为本发明第一实施例的触控式面板2的俯视图，图3为图2中A-A线的剖面图。本发明第一实施例的触控式面板2包括薄膜晶体管基板23、彩色滤光基板24、公共电极25以及液晶层26。

薄膜晶体管基板23与彩色滤光基板24相对而设，而液晶层26设置于薄膜晶体管基板23与彩色滤光基板24之间。在本实施例中，薄膜晶体管基板23以及彩色滤光基板24可分别为玻璃基板或塑料基板。公共电极25设置于彩色滤光基板24靠近薄膜晶体管基板23的一侧，且公共电极25具有至少一开口部251。

继续参照图3所示，触控式面板2包括触控单元27、像素单元28以及感应读取回路21，感应读取回路21可视需要形成在薄膜晶体管基板23或彩色滤光基板24上，或者是形成于独立的集成电路中。

触控单元27包括感应电容C₂₂，感应电容C₂₂具有相互平行的多条第一感应线271。在本实施例中，为说明方便，以下将以一条第一感应线271为例说明。

第一感应线271设置于薄膜晶体管基板23靠近彩色滤光基板24的一侧，且第一感应线271与公共电极25的开口部251相对设置。此外，第一感应线271与感应读取回路21电性连接，感应读取回路21检测或读取感应电容C₂₂的电容值或电荷变化。

像素单元28邻设于触控单元27，且像素单元28包括像素电极29，其具有至少一晶体管T。而且，触控式面板2还包括多条扫描线S₁₁以及多条数据线D₁₁。其中扫描线S₁₁、数据线D₁₁以及像素电极29设置于薄膜晶体管基板23靠近彩色滤光基板24的一侧。在本实施例中，各晶体管T例如为薄膜晶体管，其栅极与相对应的扫描线S₁₁电性连接，源极与相对应的数据线D₁₁电性连接，而漏极与相对应的像素电极29电性连接。

在本实施例中，触控式面板2的局部等效电路可如图4所示，其中，感应电容C₂₂的第一端与等效寄生电容C₂₃以及感应读取回路21电性连接，感应电容C₂₂的第二端浮接(floating)。

感应读取回路21可包括微分器，其具有运算电容C₂₁、电阻R₂₁以及运算放大器OP。运算放大器OP具有正输入端、负输入端以及输出端，其中，电阻R₂₁设置于运算放大器OP的负输入端以及输出端之间，运算电容C₂₁分别与运算放大器OP的负输入端以及感应电容C₂₂电性连接，而运算放大器OP的正输入端接地。

继续参照图4所示，本实施例的触控式面板2还包括开关单元L以及阻抗单元22。在本实施例中，阻抗单元22为触控式面板2中，在信号传递时所遇到的阻抗，例如为线阻抗，其以电阻R₂₂表示。

开关单元L连接到切换信号线S_L，并经由切换信号线S_L传送切换信号以控制开关单元L为导通状态或截止状态。当开关单元L为导通状态时，输入信号经由开关单元L对等效寄生电容C₂₃进行充电，以使等效寄生电容C₂₃的两端产生电压差V_i。

由于人体是一个带电体，并可视为一具有电容的个体，因此，当人体碰触触控式面板2时，感应电容C₂₂的电容值改变量与等效寄生电容C₂₃两端的电压差V_i会改变。为此，运算放大器OP输出感应值V_O，其数学式如下：

$V_o=-R_{21}\×C_{21}\×\frac{d{V}_i}{\mathrm{dt}}.$

参照图5所示，图5为图2中B-B线的剖面图，本实施例的触控式面板2还包括相互平行的多条第二感应线272以及绝缘层273。

在本实施例中，为说明方便，以下将以一条第二感应线272为例说明。绝缘层273设置于第一感应线271与第二感应线272之间。

同时参照图2所示，数据线D₁₁平行于第一延伸方向，扫描线S₁₁平行于第二延伸方向。这里，第一感应线271与第一延伸方向大致平行，第二感应线272与第二延伸方向大致平行，其中，第一延伸方向与第二延伸方向大致垂直。

在本实施例中，第一感应线271以及第二感应线272形成感应触控的分辨率，一般而言，感应触控所需的分辨率小于触控式面板2的显示画面的分辨率。因此，在触控式面板2上，第一感应线271的数量小于数据线D₁₁的数量和/或第二感应线272的数量小于扫描线S₁₁的数量。也即，第一感应线271的密度小于数据线D₁₁的密度，第二感应线272的密度小于扫描线S₁₁的密度。

此外，由于第一感应线271以及第二感应线272的材料分别包括不透光金属，因此，使用较少的第一感应线271以及第二感应线272的数量，可以提高触控式面板2的开口率。

第二实施例

触控式面板2的感应线除了可以设计在薄膜晶体管基板侧之外(如第一实施例)，也可设计在彩色滤光基板侧。参照图6所示，本实施例的触控式面板3包括薄膜晶体管基板33、彩色滤光基板34、公共电极35、液晶层36、像素单元38，其中像素单元38包括像素电极39。

其中，图6中的薄膜晶体管基板33、彩色滤光基板34、公共电极35、液晶层36、像素单元38以及像素电极39与图3中的薄膜晶体管基板23、彩色滤光基板24、公共电极25、液晶层26、像素单元28以及像素电极29具有相同的连接关系与功能，这里不再赘述。

而且，在本实施例中，公共电极35可具有开口部，或公共电极35为一整片式的结构。这里，公共电极35以一整片式的结构为例说明。

触控单元37包括感应电容C₃₂并具有相互平行的多条第一感应线371以及相互平行的多条第二感应线372。在本实施例中，为说明方便，以下将以一条第一感应线371以及一条第二感应线372为例说明。第一感应线371及第二感应线372设置于彩色滤光基板34靠近薄膜晶体管基板33的一侧。

继续参照图6所示，触控式面板3还包括扫描线(未示出)以及数据线(未示出)，其中数据线平行于第一延伸方向，扫描线平行于第二延伸方向。这里，第一感应线371与第一延伸方向大致平行，第二感应线372与第二延伸方向大致平行，其中，第一延伸方向与第二延伸方向大致垂直。

本实施例的触控式面板3还包括绝缘层31以及光阻层32。其中，绝缘层31设置于第一感应线371与第二感应线372之间，光阻层32设置于第二感应线372以及公共电极35之间。在本实施例中，光阻层32包括红色光阻、绿色光阻或蓝色光阻。

图7为图6中区域A中第一感应线371及第二感应线372的俯视放大图。在图7中，部分第一感应线371与部分第二感应线372在投影方向上具有如区域A所示的重叠处。在重叠处之外，第一感应线371和/或第二感应线372具有几何图案373，目的在于使感应线的有效感应面积增大，在本实施例中，几何图案373可为四边形、三角形、圆形或多边形。这里，几何图案373以四边形为例说明。

同时参照图6及图7所示，第一感应线371及第二感应线372在重叠处形成电容效应。当重叠面积越大，会形成较大的等效电容，相反，当重叠面积越小，则会形成较小的等效电容。

在本实施例中，第一感应线371和/或第二感应线372在区域A中的电极宽度较窄，以减少第一感应线371与第二感应线372的重叠面积，以降低电容效应。另外，第一感应线371和/或第二感应线372通过电极宽度较大的几何图案来增加第一感应线371及第二感应线372的感测区域。

第三实施例

同时参照图8A及图8B所示，图8A为第三实施例的触控式面板4的俯视图，图8B为图8A中C-C线的剖面图。本实施例的触控式面板4包括薄膜晶体管基板43、彩色滤光基板44、公共电极45、液晶层46、像素单元48以及像素电极49。

其中，图8B中的薄膜晶体管基板43、彩色滤光基板44、公共电极45、液晶层46、像素单元48以及像素电极49与图3中的薄膜晶体管基板23、彩色滤光基板24、公共电极25、液晶层26、像素单元28以及像素电极29具有相同的连接关系与功能，这里不再赘述。

触控单元47包括感应电容C₄₂并具有相互平行的多条第一感应线471以及多个感应延伸部472。在本实施例中，为说明方便，以下将以一条第一感应线471以及一个感应延伸部472为例说明。

第一感应线471设置于彩色滤光基板44靠近薄膜晶体管基板43的一侧，感应延伸部472位于第一感应线471与彩色滤光基板44之间。本实施例的第一感应线471设置于公共电极45的开口部451。

触控式面板4还包括多条扫描线(未示出)以及多条数据线(未示出)，其中数据线平行于第一延伸方向，扫描线平行于第二延伸方向。这里，第一感应线471与第一延伸方向大致平行，其中，第一延伸方向与第二延伸方向大致垂直。

同时参照图8A及图8B所示，在触控式面板4的俯视图中，感应延伸部472的面积涵盖多个像素单元48，即涵盖多个像素电极49的范围，且在投影方向上，第一感应线471位于相邻的像素电极49之间。在本实施例中，感应延伸部472的材料可包括透明导电材料，而第一感应线471的材料可包括透明导电材料或是非透明导电材料。其中，非透明导电材料可为低电阻值的金属材料，以增加第一感应线471的传导效率。

此外，上述的各像素电极49可表示为子像素，这里，子像素可为红色(R)、绿色(B)或蓝色(B)等。

本实施例的触控式面板4还包括光阻层42以及相互平行的多条第三感应线473。在本实施例中，为说明方便，以下将以一条第三感应线473为例说明。

光阻层42设置于第一感应线471与感应延伸部472之间，其中，光阻层42具有开孔H，而第一感应线471与感应延伸部472经由开孔H直接电性连接，以通过感应延伸部472增加感应面积。第三感应线473设置于薄膜晶体管基板43靠近彩色滤光基板44的一侧，且与开口部451相对设置。

需要注意，上述的组件，例如公共电极、感应线、像素电极、绝缘层或光阻层等的图示，都是示意性的，而非其实际结构。

综上所述，依据本发明的触控式面板，其通过感应线与公共电极的开口部相对设置，或是将感应线设置于公共电极的开口部。相比于现有技术，本实施例的感应电容的电容值不受公共电极的影响，以提高判断触碰位置准确度。

以上所述仅为示例性的，而不是限制性的。任何未脱离本发明的精神与范畴而对其进行的等效修改或变更，均应包括在所附的权利要求书请求保护的范围之内。

Claims (22)

1.一种触控式面板，具有薄膜晶体管基板及彩色滤光基板，其中所述薄膜晶体管基板与所述彩色滤光基板相对而设，公共电极设置于所述彩色滤光基板靠近所述薄膜晶体管基板的一侧，且所述公共电极具有多个开口部，所述触控式面板包括：

触控单元，具有相互平行的多条第一感应线，其设置于所述薄膜晶体管基板靠近所述彩色滤光基板的一侧，其中各所述第一感应线与相对应的各所述开口部相对设置；

至少一像素单元，邻设于所述触控单元，所述像素单元具有像素电极，所述像素电极设置于所述薄膜晶体管基板之上，且所述像素电极的电性由扫描线及数据线控制；以及

感应读取回路，与所述第一感应线电性连接，并输出感应输出值。

2.根据权利要求1所述的触控式面板，其中当其具有多条数据线时，所述第一感应线的密度小于所述数据线的密度。

3.根据权利要求1所述的触控式面板，其中所述数据线平行于第一延伸方向，所述扫描线平行于第二延伸方向，所述第一延伸方向与所述第二延伸方向大致垂直。

4.根据权利要求3所述的触控式面板，其中各所述第一感应线与所述第一延伸方向大致平行。

5.根据权利要求3所述的触控式面板，其中所述触控单元还包括多条第二感应线，与所述第一感应线相对设置，各所述第二感应线与所述第二延伸方向大致平行。

6.根据权利要求5所述的触控式面板，其中当其具有多条扫描线时，所述第二感应线的密度小于所述扫描线的密度。

7.根据权利要求5所述的触控式面板，还包括绝缘层，设置于所述第一感应线与所述第二感应线之间。

8.根据权利要求5所述的触控式面板，其中各所述第一感应线的部分与各所述第二感应线的部分在投影方向上重叠，在重叠处之外的各所述第一感应线和/或各所述第二感应线具有几何图案。

9.根据权利要求8所述的触控式面板，其中所述几何图案为四边形、三角形、圆形或多边形。

10.一种触控式面板，具有薄膜晶体管基板及彩色滤光基板，其中所述薄膜晶体管基板与所述彩色滤光基板相对而设，公共电极设置于所述彩色滤光基板靠近所述薄膜晶体管基板的一侧，所述触控式面板包括：

触控单元，具有相互平行的多条第一感应线，其设置于所述彩色滤光基板靠近所述薄膜晶体管基板的一侧；

至少一像素单元，邻设于所述触控单元，所述像素单元具有像素电极，所述像素电极设置于所述薄膜晶体管基板之上，且所述像素电极的电性由扫描线及数据线控制；以及

感应读取回路，与所述第一感应线电性连接，并输出感应输出值。

11.根据权利要求10所述的触控式面板，其中当其具有多条数据线时，所述第一感应线的密度小于所述数据线的密度。

12.根据权利要求10所述的触控式面板，其中所述数据线平行于第一延伸方向，所述扫描线平行于第二延伸方向，所述第一延伸方向与所述第二延伸方向大致垂直。

13.根据权利要求12所述的触控式面板，其中各所述第一感应线与所述第一延伸方向大致平行。

14.根据权利要求12所述的触控式面板，其中所述触控单元还包括多条第二感应线，各所述第二感应线与所述第二延伸方向大致平行。

15.根据权利要求14所述的触控式面板，其中当其具有多条扫描线时，所述第二感应线的密度小于所述扫描线的密度。

16.根据权利要求14所述的触控式面板，还包括绝缘层，设置于所述第一感应线与所述第二感应线之间。

17.根据权利要求16所述的触控式面板，其中各所述第一感应线与各所述第二感应线经由所述绝缘层的开孔而电性连接。

18.根据权利要求14所述的触控式面板，其中各所述第一感应线的部分与各所述第二感应线的部分在投影方向上重叠，在重叠处之外的各所述第一感应线和/或各所述第二感应线具有几何图案。

19.根据权利要求18所述的触控式面板，其中所述几何图案为四边形、三角形、圆形或多边形。

20.根据权利要求10所述的触控式面板，还包括多个感应延伸部，分别涵盖多个像素单元的范围，各所述感应延伸部位于相对应的各所述第一感应线与所述彩色滤光基板之间，并与所述第一感应线电性连接。

21.根据权利要求10所述的触控式面板，其中所述公共电极具有多个开口部，各所述第一感应线与相对应的各所述开口部相对设置。

22.根据权利要求21所述的触控式面板，还包括多条第三感应线，设置于所述薄膜晶体管基板，并与相对应的各所述开口部相对设置。

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