CN101738763A - 具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，是在一薄膜晶体管阵列基板与一对向电极基板之间设置一液晶层，多条第一检测线是与薄膜晶体管阵列基板的栅极线经同一道工艺制得，且平行栅极线设置，多条第二检测线则是与薄膜晶体管阵列基板的源极线经同一道工艺制得，且平行源极线设置，一图案化的第一绝缘层用以将源极线、第二检测线与栅极线、第一检测线电性隔离，且具有多个穿孔，穿孔两端开口分别对应第一检测线的第一导电面与第二检测线的第二导电面，另有多个凸块对应各穿孔，凸块间接受触压后将促使第一导电面与第二导电面接触产生电阻阻抗效应，以便判断出触压点的位置。

Description

具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器

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内嵌电阻式触控结构的液晶显示器。

背景技术

目前具有触控功能的液晶显示器1主要是由一液晶显示面板2与一触控面板3相贴合组成，但，此组合结构容易因触控面板3至少包含有两片对合基板3a、3b而造成液晶显示器1整体厚度增加与重量加重的情形，而此情形显然有悖于液晶显示器朝轻薄短小方向发展的趋势，其次，触控面板3是以贴合方式叠设在液晶显示面板2上方，但，此一贴合加工势将增加组装作业的负担，再者，因触控面板3设置在靠近观看者的一侧，当显示光源穿过该触控面板3时，仍会造成光穿透率下降，进而损及显示效果，有鉴于此，本案发明人期许改善上述缺失，基于多年从事光学显示器的研究经验，终而有本发明的产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，具有降低液晶显示器整体厚度与重量的功效，且可提升光学显示效果。

为达成上述的目的，本发明所提供的一种具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，是在一薄膜晶体管阵列基板与一对向电极基板之间设置有一液晶层，该薄膜晶体管阵列基板具有一表面及于该表面设有多条沿着一第一方向并列的栅极线与多条沿着一第二方向并列的源极线，这些栅极线与源极线彼此电性绝缘且相互交错定义出多个子画素区，另有多条第一检测线与这些栅极线并列设于该薄膜晶体管阵列基板的表面，且第一检测线位于源极线下方并具有至少一第一导电面，多条第二检测线则与这些源极线并列设于该薄膜晶体管阵列基板的表面，第二检测线在其延伸方向上跨越对应的栅极线与第一检测线，且第二检测线具有至少一第二导电面，一图案化的第一绝缘层则是位于这些源极线、第二检测线与这些栅极线、第一检测线的重叠部位之间，并具有多个穿孔，每一穿孔的两端开口分别对应该第一导电面与该第二导电面，一第二绝缘层覆盖这些栅极线、源极线、子画素区、第一检测线与第二检测线。

上述结构将达成触控感应的第一检测线与第二检测线配置于该薄膜晶体管阵列基板上，可达成降低液晶显示器厚度与重量的目的，并可减低对显像效果的影响。

另，液晶显示器还可配置一辅助触压单元，通过该辅助触压单元具有的多个绝缘凸块对应各该穿孔的正上方，而在液晶显示器表面受触压时，凸块向下顶推第二检测线致其第二导电面触及第一检测线的第一导电面，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面板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为上述较佳实施例的局部剖视图；

图4为本发明触控结构与栅极线及源极线的相关配置图；

图5为图4的局部放大图；

图6为图5的6-6方向剖视图；

图7为图5的7-7方向剖视图；

图8类同图3，揭示第二检测线的支线呈悬臂状；

图9类同图5，揭示第二检测线的支线面宽小于穿孔开口宽度；

图10类同图6，揭示第二检测线的支线面宽小于穿孔开口宽度；

图11类同图7，揭示第二检测线的支线具有一下凹部；

图12类同图3，揭示第一凸块自由端的端面大于穿孔孔径；

图13类同图3，揭示辅助触压单元包括第一凸块与第二凸块；

图14类同图4，揭示各检测线是以多条为一组的方式划分成多个分群并电性连接至系统端；

图15类同图4，揭示每一栅极线配置一条第一检测线，每一源极线配置一条第二检测线；

图16类同图3，揭示液晶显示器更包括有一第三绝缘层。

【主要元件符号说明】

100液晶显示器

10上偏光板            12对向电极基板   121玻璃基板

121a表面              122彩色滤光层    123透明电极

122a、122b、122c红、绿、蓝色滤光单元   16液晶层

20薄膜晶体管阵列基板                   21画素电极

201玻璃基板           201a表面         202栅极线

203源极线             204a、204b、204c子画素区

22下偏光板            24背光模块       25系统端

26第一检测线          261第一导电面    262第一突出块

26a第一条第一检测线   26b末条第一检测线

27接合垫

28第一绝缘层          281第一隔离块    282第二隔离块

283第三隔离块         284第四隔离块    284a顶面

284b第一肋条          284c第二肋条     285穿孔

30、30’第二检测线    30a第一条第二检测线

30b末条第二检测线     301主线          302支线

302a悬臂状支线        302b支线         302c支线

303第二导电面         304第二突出块    305开口

306缝隙               307下凹部        32第二绝缘层

34辅助触压单元        341第一凸块      341a自由端

36辅助触压单元        361第一凸块      362第二凸块

38第三绝缘层          S1第一距离       S2第二距离

W1、W3面宽            W2、W4开口宽度

具体实施方式

图2至图5为本发明的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器100，该液晶显示器100结构自上而下包括一上偏光板10、一对向电极基板12、一液晶层16、一薄膜晶体管阵列基板20、一下偏光板22与一背光模块24，其中：

该对向电极基板12包括一玻璃基板121、一彩色滤光层122设于该玻璃基板121的一表面121a以及一透明电极123覆盖该彩色滤光层122，前述彩色滤光层122是由多个红、绿、蓝色滤光单元122a、122b、122c依序排列而成。

该薄膜晶体管阵列基板20包括一玻璃基板201、多条沿着一第一方向D1并列的栅极线202与多条沿着一第二方向D2并列的源极线203设于该玻璃基板201的一表面201a，且这些栅极线202与源极线203彼此电性绝缘并相互交错定义出多个各别对应红、绿、蓝色滤光单元122a、122b、122c的子画素区204a、204b、204c。

以上构件因属液晶显示器的基本组成，容不再赘述，另，液晶显示器100尚包括有一系统端25用以整合多项操控功能，例如显示功能或检测判断本发明结构达成触控感应的功能等，以下再就本发明达成触控功能的较佳实施例结构叙述，其包括有多条第一检测线26、一图案化的第一绝缘层28、多条第二检测线30、一第二绝缘层32与一辅助触压单元34，其中：

这些第一检测线26与这些栅极线202经由同一道工艺一并制得，请配合图4所示，本实施例的这些栅极线202被以三条为一组的方式划分成多个群组，每一群组的栅极线202配置有一条第一检测线26，该第一检测线26平行群组中的第一条栅极线202而设置于该玻璃基板201的表面201a，且前一群组与次一群组栅极线202所配置的第一检测线26之间的距离小于或等于0.7公分，又，该二相邻第一检测线26相互电性连接后再于末端先连结一接合垫(pad)27，再电性连接至该系统端25，请配合图6、图7所示，每一第一检测线26的顶面构成一第一导电面261，且同时形成有多个隆起的第一突出块262。

该第一绝缘层28的制作程序是在完成栅极线202与第一检测线26的制作之后，其经预先涂布一层绝缘材料后，再施以曝光显影而获得如图5所示的包括多个第一隔离块281、第二隔离块282、第三隔离块283、第四隔离块284与多个穿孔285，其中：

每一第一隔离块281位在源极线203经过栅极线202与第一检测线26的重叠部位之间。

每一第二隔离块282位在源极线203与栅极线202的重叠部位之间。

这些第三隔离块283邻设在部分的第二隔离块282旁边，且位在第二检测线30与栅极线202的重叠部位之间，于本实施例中，相邻的第二隔离块282与第三隔离块283连接成一体。

而这些第四隔离块284则是紧邻设置在部分的第一隔离块281旁边，在本实施例中，每一第四隔离块284与相邻的第一隔离块281连接成一体，请配合图6、图7所示，第四隔离块284具有一顶面284a，该顶面284a并与第一检测线26的第一导电面261相距一第一距离S1，且第四隔离块284具有相连接呈“L”型的第一肋条284b与第二肋条284c，其中第一肋条284b覆盖局部的栅极线202与局部的第一检测线26，第二肋条284c则是朝向对应蓝色滤光单元122c的子画素区204c而沿着第一检测线26延伸一段距离设置。

这些穿孔285分别位于每一第二肋条284c上，且一端开口对应第一导电面261上的第一突出块262。

在完成该第一绝缘层28的制作之后，预先于各穿孔285中设有以绝缘材料制成的支撑垫(因支撑垫最终将被特定清洗液侵蚀清除，故未表示于图中)，且支撑垫顶缘略高出第四隔离块284的顶面284a，接着，续经沉积金属薄膜、涂布光阻、曝光、显影、蚀刻等步骤，即于该玻璃基板201的表面201a同时制得这些第二检测线30与源极线203，本实施例的这些源极线203亦被以三条为一组的方式划分成多个群组，每一群组的源极线203配置一条第二检测线30，且前一群组与次一群组源极线203所配置的第二检测线30之间的距离小于或等于0.7公分，又，每一第二检测线30是由一条主线301与多条支线302构成，其中：

请配合图4、图5，两相邻的主线301一端先相互电性连接后再于末端透过一接合垫27而与该系统端25电性连接，每一主线301平行源极线203并在延伸方向上接触地跨越第三隔离块283与第四隔离块284的第一肋条284b。

请续配合图6、图7，各支线302则是沿着第四隔离块284的第二肋条284c表面设置，且延伸通过对应的穿孔285，在本实施例中，支线302于第二方向D2上的面宽W1大于穿孔285于第二方向D2上的开口宽度W2，又，支线302因受到支撑垫的支撑而于面对穿孔285的一面形成一凹面，该凹面构成一第二导电面303且具有一第二突出块304，该第二导电面303与该第一导电面261保持一大于第一距离S1的第二距离S2，使得支线302于凹面的两侧分别具有一开口305，开口305的作用在于方便使用特定清洗液侵蚀位于支线302与穿孔285之间的支撑垫，待于完全清除穿孔285内的支撑垫后将促使第二导电面303直接面对第一导电面261；上述支线302是以跨越穿孔285方式制作，但，其尚得被制作成如图8所示的悬臂状支线302a，且于底面亦具有该第二突出块304。

再说明的是，第二检测线的支线与穿孔的关系亦可制作成如图9、图10所示，即，第二检测线30’的支线302b于第二方向D2上的面宽W3小于穿孔285于第二方向D2上的开口宽度W4，如此，清洗液得透过支线302b与穿孔285周缘的缝隙306对支撑垫进行侵蚀清除，当然，在此特征下人们亦得将支撑垫的高度制作成低于第四隔离块284的顶面284a，而于清除支撑垫后，将获得如图11所示的具有“ㄩ”型下凹部307的支线302c，使得第二导电面303与第一导电面261更为接近。

而该第二绝缘层32则是完全覆盖这些栅极线202、源极线203、子画素区204a、204b、204c、第一检测线26与第二检测线30，且其表面设置有多个画素电极21，这些画素电极21各别对应一个子画素区204a、204b、204c，且恰位于各子画素区204a、204b、204c的正上方位置。

请配合图3，本实施例的辅助触压单元34包括有多个绝缘材料制成的第一凸块341，这些第一凸块341连接于该透明电极123，且朝该第二绝缘层32方向延伸穿入该液晶层16，并各别正对一个穿孔285，第一凸块341的高度大于该液晶层16厚度的一半，其自由端341a接近第二绝缘层32；由于第一凸块341对光的穿透性会产生些许的干扰，因此，本实施例特别将第一凸块341设置在对应蓝色滤光单元122c的子画素区204c范围内，此是因为在蓝光表现的范围内，第一凸块341对穿过该处的光所造成的阻挡效应，相较红光或绿光而言，较不易为人们所感受察觉。

以上即为本发明应用于液晶显示器100的触控结构叙述，当人们以手指接触液晶显示器100表面时，所触及部位的第一凸块341将间接地顶抵第二检测线30的支线302变形，并导致第二导电面303上的第二突出块304与第一导电面261上的第一突出块262接触而产生电阻阻抗效应，此时，液晶显示器100的系统端25将根据电流阻抗的变化而快速地判断出触压作用力的所在位置，以便于后续的显示操控。另，必须说明的是，第一检测线26的第一突出块262与第二检测线30的第二突出块304可被省略，即以第一导电面261与第二导电面303相互接触同样可产生电阻阻抗效应以供系统端25作为位置判断；其次，第一凸块341自由端341a的端面亦可被制作成如图12所示的大于穿孔285孔径，避免对第二检测线30产生剪力破坏。

由上述可知，本发明将触控结构内建于液晶显示器100内部，一并解决现有技术将触控面板以外加方式制作容易造成厚度及重量增加与损及光学显示效果的缺失，且这些作为触控结构的第一检测线26与第二检测线30是随着制作栅极线202与源极线203的工艺一并制得，毋需另增新工艺，故不会增加成本与作业上的负担；其次，辅助触压单元34的设计将有助于提高触压的准确性，又，达成提高触压准确度的结构并不以上述辅助触压单元34为限，如图13所示的辅助触压单元36是由相对应的第一凸块361与第二凸块362构成，且第一凸块361与第二凸块362的高度至少为液晶层16厚度的三分之一，其同样具有提高触压准确度的效果。

又于上述实施例中，两相邻的第一检测线26以及两相邻的第二检测线30的距离设定在小于或等于0.7公分的范围，此设计乃因以手指作为触控时，指尖前端与液晶显示器100表面接触的宽度至多在0.7公分左右，所以，接触信号仍能正确地传递至该系统端25；相对的，液晶显示器的设计若是以触控笔作为触控操作使用时，则宜将两相邻的第一检测线26以及两相邻的第二检测线30的距离设计成更为紧密。

以下再说明本发明触控结构的各检测线与系统端的多个可行衍生变化关系：

请参阅图14所示，在所有的栅极线202与源极线203被以多条为一组的方式划分成多个群组，且每一群组的栅极线202配置一条第一检测线26，每一群组的源极线203配置一条第二检测线30的情形下，这些第一检测线26与第二检测线30亦得以多条为一组的方式划分成多个分群，且每一分群的检测线亦相互电性连接后再于末端透过一个接合垫27而外接至该系统端25，又每一分群中的第一条第一检测线26a至末条第一检测线26b，第一条第二检测线30a至末条第二检测线30a的距离同样维持在小于或等于0.7公分。

图15进一步揭露每一栅极线202配置一条第一检测线26，每一源极线203配置一条第二检测线30，且这些第一检测线26与第二检测线30被以多条为一组的方式划分成多个分群，每一分群的检测线同样先相互电性连接后再于末端透过一个接合垫27而外接至该系统端25，每一分群中的第一条第一检测线26a至末条第一检测线26b的距离小于或等于0.7公分，每一分群中的第一条第二检测线30a至末条第二检测线30b的距离亦小于或等于0.7公分。

对应图4、图14与图15的说明可知，检测线是以两条以上为一分群的方式预先相互电性连接后再于末端连结一个接合垫27后复与该系统端25电性连接，此设计方式可减少使用接合垫27的数量，具有降低成本支出的优点，但，本发明并不排除每一条检测线与一个接合垫连结再各别与系统端25电性连接的设计制作方式，其依据产品的实际需求而变更制作。

最后再说明的是，本发明达成触控感应的结构亦可应用于半穿透半反射式的液晶显示器，如图16所示，其只需于第二绝缘层32表面覆盖一第三绝缘层38，再将画素电极改设置于该第三绝缘层38的表面即可，该第三绝缘层38是以有机材料制成，其具有可透光性且表面具有反射光线效果。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，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 (20)

1.一种具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于包含有：

一薄膜晶体管阵列基板，具有一表面及于该表面设有多条沿着一第一方向并列的栅极线与多条沿着一第二方向并列的源极线，这些栅极线与源极线彼此电性绝缘且相互交错定义出多个子画素区；

多条第一检测线，是与这些栅极线并列设于该薄膜晶体管阵列基板的表面，且位于这些源极线下方，各该第一检测线具有至少一第一导电面；

多条第二检测线，是与这些源极线并列设于该薄膜晶体管阵列基板的表面，且第二检测线在其延伸方向上跨越对应的栅极线与第一检测线，各该第二检测线具有至少一第二导电面；

一图案化的第一绝缘层，用以将这些栅极线、第一检测线与这些源极线、第二检测线隔离，使彼此为电性绝缘，该第一绝缘层具有多个穿孔，穿孔两端开口分别对应该第一检测线的第一导电面与该第二检测线的第二导电面；

一第二绝缘层，覆盖这些栅极线、源极线、子画素区、第一检测线与第二检测线；

多个画素电极，位于该第二绝缘层上方且各别对应一个子画素区；

一液晶层，位于这些画素电极上方；以及

一对向电极基板，位于该液晶层上方。

2.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，每一第一检测线的顶面构成该第一导电面，每一第二检测线包括一条主线与多条支线，该主线平行源极线设置，各支线沿着对应的第一检测线设置，且支线具有该第二导电面，该第一绝缘层具有多个隔离块，其中位于第二检测线的支线与第一检测线重叠部分的隔离块具有一该穿孔。

3.如权利要求2所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该穿孔于第二方向上的开口宽度小于该第二检测线的支线于第二方向上的面宽，该支线具有至少一开口与该穿孔相通。

4.如权利要求3所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，具有穿孔的隔离块具有一顶面，该顶面与该第一检测线的第一导电面保持一第一距离，该第二检测线的支线面对穿孔的一面形成一凹面，该凹面构成该第二导电面且与该第一检测线的第一导电面保持一第二距离，该第二距离大于该第一距离，使得该支线于凹面的两侧分别具有一该开口。

5.如权利要求4所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该第一检测线的第一导电面对应穿孔部位具有一第一突出块，该第二检测线于支线的凹面具有一第二突出块对应该第一突出块。

6.如权利要求2所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该穿孔于第二方向上的开口宽度大于该第二检测线的支线于第二方向上的面宽。

7.如权利要求6所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该第一检测线的第一导电面对应穿孔部位具有一第一突出块，该第二检测线的支线具有一第二突出块对应该第一突出块。

8.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，这些栅极线以多条为一组的方式划分成多个群组，每一群组的栅极线配置一条第一检测线。

9.如权利要求8所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，前一群组的栅极线所配置的第一检测线与次一群组的栅极线所配置的第一检测线的距离小于或等于0.7公分。

10.如权利要求8所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，这些第一检测线以多条为一组的方式划分成多个分群，每一分群中的第一条第一检测线至末条第一检测线的距离小于或等于0.7公分。

11.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，这些源极线以多条为一组的方式划分成多个群组，每一群组的源极线配置一条第二检测线。

12.如权利要求11所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，前一群组的源极线所配置的第二检测线与次一群组的源极线所配置的第二检测线的距离小于或等于0.7公分。

13.如权利要求11所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，这些第二检测线以多条为一组的方式划分成多个分群，每一分群中的第一条第二检测线至末条第二检测线的距离小于或等于0.7公分。

14.如权利要求11所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该对向电极基板包括有一彩色滤光层、一透明电极与多个绝缘的凸块，该彩色滤光层具有多个红、绿、蓝色滤光单元依序排列，且各滤光单元对应一个画素电极，该透明电极覆盖该彩色滤光层，这些凸块连接于该透明电极，又，每一第一检测线的顶面构成该第一导电面，每一第二检测线包括一条主线与多条支线，该主线平行源极线设置，各支线沿着对应的第一检测线延伸至对应蓝色滤光单元的子画素区内，且支线具有该第二导电面，该第一绝缘层的各穿孔分布于对应蓝色滤光单元的子画素区范围内，各凸块则对应位于各穿孔的正上方。

15.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，每一栅极线配置一条第一检测线，这些第一检测线以多条为一组的方式划分成多个分群，每一分群中的所有第一检测线相互电性连接，且每一分群中的第一条第一检测线至末条第一检测线的距离小于或等于0.7公分。

16.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，每一源极线配置一条第二检测线，这些第二检测线以多条为一组的方式划分成多个分群，每一分群中的所有第二检测线相互电性连接，且每一分群中的第一条第二检测线至末条第二检测线的距离小于或等于0.7公分。

17.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，还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，这些凸块位于该对向电极基板与该第二绝缘层之间，且各别对应于各该穿孔的正上方。

18.如权利要求17所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该对向电极基板具有一彩色滤光层及一透明电极覆盖该彩色滤光层，这些凸块包括多个第一凸块连接于该透明电极上，且朝该第二绝缘层方向延伸穿入该液晶层，各第一凸块的高度并大于该液晶层厚度的一半。

19.如权利要求17所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，该对向电极基板具有一彩色滤光层及一透明电极覆盖该彩色滤光层，这些凸块包括多个第一凸块连接于该透明电极上，以及多个第二凸块连接于该第二绝缘层上，并朝对应的第一凸块延伸穿入该液晶层中，该第一凸块与该第二凸块的高度至少为该液晶层厚度的三分之一。

20.如权利要求1所述的具有内嵌电阻式触控结构的液晶显示器，其特征在于，还包括有一第三绝缘层覆盖该第二绝缘层，这些画素电极设置于该第三绝缘层的表面。

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