CN101738772A

CN101738772A - 触控显示装置

Info

Publication number: CN101738772A
Application number: CN200910263896A
Authority: CN
Inventors: 冯佑雄
Original assignee: Century Technology Shenzhen Corp Ltd
Current assignee: Century Technology Shenzhen Corp Ltd
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: CN101738772B

Abstract

一种触控显示装置，包括一背光模组以及配置于背光模组上的一液晶显示面板。液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板与配置于第一基板与第二基板之间的一液晶层。第一基板具有一像素结构层与一触控元件层。第二基板具有一共通电极。第二基板位于背光模组与第一基板之间。触控元件层的第一桥接线与第二桥接线的位置以及像素结构层的薄膜晶体管的位置对应第二基板的彩色滤光层的黑矩阵的位置。

Description

触控显示装置

【技术领域】

本发明是涉及一种显示装置，且特别是涉及一种触控显示装置。

【背景技术】

近年来，随着资讯技术、无线通讯及资讯家电的快速发展与广泛应用，许多信息产品的操作界面已由传统的键盘或鼠标改为使用触控面板作为输入装置。常见的触控面板大致可分为电容式触控面板以及电阻式触控面板。电容式触控面板因为具有多点触控的特性而备受瞩目。

当使用者以手指或是导电物体接近或触碰电容式触控面板的表面时，电容式触控面板上的电容值会发生对应的变化。电容式触控面板利用这样的电容值变化来进行触控位置的感测以及计算。因此，使用者的手指或导电物体与触控元件的最短距离将会影响电容值变化的幅度，进而影响电容式触控面板的感测精准度。

目前常见的触控显示装置是在触控面板与显示面板分开制造后，再对触控面板与显示面板进行组装，因此会有成本较高、重量较重以及透光率较低等缺点。为了改善上述的缺点，触控面板与显示面板整合为同一面板，以形成具有触控功能的液晶显示面板被提出。液晶显示面板通常由一彩色滤光基板、一像素阵列基板与夹在两者间的液晶层构成。同时，液晶显示面板后方还需配置一背光模组以提供面光源。彩色滤光基板通常设置在朝向使用者的一侧，而像素阵列基板则设置在朝向背光模组的一侧。

为了简化工艺，通常触控元件会整合在像素阵列基板。然而，这样的设计却会增加使用者与触控元件的最短距离而降低感测精准度。甚者，屏蔽在使用者与触控元件之间的彩色滤光基板还具有整面的共通电极，更会进一步降低感测精准度。因此，另一方案就是选择将触控元件整合在彩色滤光基板。然而，形成触控元件的工艺与彩色滤光基板的原始工艺相容性不佳，且需额外形成信号线以将触控元件连接到与像素阵列基板连接的控制电路板，整体成本过高。由此可知，目前两种触控显示装置都存在有极大的缺点而待改进。

【发明内容】

本发明提供一种触控显示装置，可解决现有技术无法兼具高感测精准度与低成本的问题。

本发明的一种触控显示装置包括一背光模组以及配置于背光模组上的一液晶显示面板。液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板与配置于第一基板与第二基板之间的一液晶层。第一基板具有一像素结构层与一触控元件层。第二基板包括一透明基板、一彩色滤光层、一黑矩阵与一共通电极。第二基板位于背光模组与第一基板之间。像素结构层包括多条扫描线、多条数据线、多个像素电极和多个薄膜晶体管，且像素电极连接至薄膜晶体管，而薄膜晶体管连接至扫描线与数据线。触控元件层包括多条第一感测轴线、多条第二感测轴线以及一绝缘层。各第一感测轴线包括多个第一感测垫与多条第一桥接线各第二感测轴线包括多个第二感测垫与多条第二桥接线。第一桥接线、第二桥接线与薄膜晶体管的位置对应黑矩阵的位置。绝缘层覆盖第一感测轴线以及第二感测轴线。

在本发明一实施例中，各第一感测轴线沿一第一方向延伸。各第一桥接线沿第一方向延伸电性串接相邻两个第一感测垫，且相邻两个第一感测垫间布设有一绝缘构件于第一桥接线上。各第二感测轴线沿一第二方向延伸。各第二桥接线沿第二方向延伸电性串接相邻两个第二感测垫。各第二桥接线设置于绝缘构件上而与各第一桥接线交错。

在本发明一实施例中，第一基板更包括一透明基板，触控元件层位于透明基板与像素结构层之间。此外，第一基板可更包括一平坦层，覆盖触控元件层，平坦层位于触控元件层与像素结构层之间。

在本发明一实施例中，第一基板更包括一透明基板，透明基板位于触控元件层与像素结构层之间，像素结构层位于透明基板与液晶层之间。此外，第一基板可更包括一平坦层，覆盖触控元件层，触控元件层位于平坦层与透明基板之间。

在本发明一实施例中，触控显示装置更包括一控制电路板，具有多个控制芯片，各控制芯片电连接像素结构层与触控元件层。

在本发明一实施例中，触控显示装置更包括两个偏光板，分别配置于液晶显示面板靠近与远离背光模组的两侧。

基于上述，本发明的触控显示装置是将像素结构层与触控元件层整合在液晶显示面板远离背光模组的一侧，也就是像素结构层位于液晶显示面板靠近使用者的一侧。因此，本发明的触控显示装置兼具高感测精准度与低制造成本的优点。同时，由于第一桥接线、第二桥接线与薄膜晶体管的位置对应黑矩阵的位置，因此可提高本发明的触控显示装置的开口率。

为让本发明上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示作详细说明如下。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的触控显示装置的局部剖示图。

图2A为图1的触控元件层的俯视图。

图2B为图1的触控元件层在桥接线处的放大图。

图3为图1的像素结构层1212的等效电路图。

图4是本发明另一实施例的触控显示装置的局部剖示图。

图5是本发明又一实施例的触控显示装置的局部剖示图。

【具体实施方式】

图1是本发明一实施例的触控显示装置的局部剖示图。请参照图1，本实施例的触控显示装置1000包括一背光模组1100以及配置于背光模组1100上的一液晶显示面板1200。液晶显示面板1200包括一第一基板1210、一第二基板1220与配置于第一基板1210与第二基板1220之间的一液晶层1230。第一基板1210具有一像素结构层1212与一触控元件层1214。第二基板1220具有一共通电极1222。第二基板1220位于背光模组1100与第一基板1210之间。

在使用触控显示装置1000时，背光模组1100所提供的面光源会通过液晶显示面板1200而带有影像，使用者则从靠近液晶显示面板1200的第一基板1210的一侧观看影像。同时，使用者可利用手指或其它导电物体接近或触碰第一基板1210。此时，第一基板1210的触控元件层1214在触控位置会产生电容值变化。据此，即可计算出触控位置、触控时间等等的参数，并根据计算出来的参数而在影像上产生标记、执行对应的指令或进行其它动作。由于触控元件层1214是位于液晶显示面板1200最靠近使用者的一侧，因此可缩短使用者的手指或导电物体与触控元件层1214的最短距离而增加电容值变化的幅度，进而提升感测精准度。此外，由于通常形成为一整面的共通电极1222并没有屏蔽在使用者与触控元件层1214之间，故可避免共通电极1222干扰及降低电容值变化的幅度。另外，相比较于触控面板与显示面板分开制造后再组装而成的触控显示装置，本实施例的触控显示装置1000不仅工艺及材料成本较低，还具有较薄的厚度。既然液晶显示面板1200的厚度降低，当然也可以增加液晶显示面板1200的光穿透率，进而减少背光模组1100所需提供的面光源的亮度，同时达到节能减碳的环保效果。

本实施例的第一基板1210包括一透明基板1216、触控元件层1214与像素结构层1212，触控元件层1214位于透明基板1216与像素结构层1212之间。透明基板1216可以是玻璃基板、可挠式基板或是其它基板。此外，第一基板1210还可更包括一平坦层1218，覆盖触控元件层1214，且平坦层1218位于触控元件层1214与像素结构层1212之间。通过平坦层1218的设置，像素结构层1212可在平坦层1218所提供的平坦表面上形成，以提升像素结构层1212的精细度并增加工艺良率。本实施例的第二基板1220包括一透明基板1224、一彩色滤光层1226、一黑矩阵BM与共通电极1222，彩色滤光层1226与黑矩阵BM位于透明基板1224与共通电极1222之间。然而，若液晶显示面板1200为单色或灰阶显示，则不需配置彩色滤光层1226，但第二基板1220仍可配置有黑矩阵BM。另外，彩色滤光层1226与黑矩阵BM也可以整合在第一基板1210上，之后将以另一实施例做说明。本实施例的触控显示装置1000还可包括两个偏光板1300，分别配置于液晶显示面板1200靠近与远离背光模组1100的两侧。

图2A为图1的触控元件层的俯视图，而图1约略为沿图2A中A-A线剖示所见的结构，但图2A仅画出图1的触控元件层与透明基板。请参照图1与图2A，本实施例的触控元件层1214包括多条第一感测轴线120、多条第二感测轴线130以及一绝缘层140。第一感测轴线120以及第二感测轴线130皆配置于透明基板1216上。各第一感测轴线120沿一第一方向D1延伸，而各第二感测轴线130沿一第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2不平行。绝缘层140则覆盖第一感测轴线120以及第二感测轴线130。使用者利用手指或其它导电物体接近或触碰触控元件层1214时，会导致触碰位置附近的第一感测轴线120以及第二感测轴线130之间的电容值产生变化。通过侦测电容值的变化即可计算出触控位置等的参数。

本实施例的触控元件层1214更包括多条第一传输线S1以及多条第二传输线S2。各第一传输线S1的一第一连接端S1a连接至其中一条第一感测轴线120，而各第二传输线S2的一第二连接端S2a连接至其中一条第二感测轴线130。各第一传输线S1的另一端则为第一信号端S1b，而各第二传输线S2的另一端则为第二信号端S2b。上述的传输线会通过收拢的布置整合在液晶显示面板1200的非显示区的一侧。本实施例的触控显示装置1000更包括一控制电路板1400，具有多个控制芯片1410，各控制芯片1410电连接触控元件层1214的第一信号端S1b与第二信号端S2b。

在本实施例中，绝缘层140更覆盖第一传输线S1以及第二传输线S2。本实施例的各第一感测轴线120由多个感测垫122和多个桥接线124所组成，各第二感测轴线130由多个感测垫132和多个桥接线134所组成。第一感测轴线120与第二感测轴线130必需保持独立的导电特性，因此第一感测轴线120的桥接线124与第二感测轴线130的桥接线124之间配置有绝缘构件180。请参照图1与图2B，具体而言，第一感测轴线120的一个桥接线124电性串接相邻两个感测垫122，且相邻两个感测垫122间布设有绝缘构件180于桥接线124上。在形成第一感测轴线120时，例如是先形成金属材质的多个桥接线124，再形成铟锡氧化物材质的多个感测垫122，并使感测垫122搭接相邻的桥接线124。第二感测轴线130的一个桥接线134电性串接相邻两个感测垫132，各桥接线134设置于绝缘构件180上而与各桥接线124交错。第二感测轴线130例如是以铟锡氧化物材质一体形成，亦即感测垫132与桥接线134都是相同材质。

图3为图1的像素结构层1212的等效电路图。请参照图1与图3，本实施例的像素结构层1212包括多条扫描线SL、多条数据线DL、多个像素电极PE和多个薄膜晶体管TS，且像素电极PE连接至薄膜晶体管TS，而薄膜晶体管TS连接至扫描线SL与数据线DL。本实施例的薄膜晶体管TS包括栅极GE、源极SE以及漏极DE。栅极GE与扫描线SL电连接，栅极GE可为扫描线SL的一部分。此外，源极SE与数据线DL电连接，且漏极DE与像素电极PE电连接。此外，请参照图2A与图3，控制芯片1410更可电连接像素结构层1212的数据线DL。亦即是，控制芯片1410可同时整合有控制触控元件层1214与像素结构层1212的功能，以节省成本。

请再参照图1与图2B，桥接线124、桥接线134与薄膜晶体管TS都属于透光率较差的元件。因此，桥接线124、桥接线134与薄膜晶体管TS的位置都以对应于黑矩阵BM的位置为佳，以使触控显示装置1000具有较佳的开口率，进而提升触控显示装置1000的显示画面的亮度与对比。

图4是本发明另一实施例的触控显示装置的局部剖示图。请参照图4，本实施例的触控显示装置1002与图1的触控显示装置1000相似，差异在于透明基板1216位于触控元件层1214与像素结构层1212之间，像素结构层1212位于透明基板1216与液晶层1230之间，触控元件层1214位于平坦层1218与透明基板1216之间。桥接线124、桥接线134与薄膜晶体管TS的位置同样对应于黑矩阵BM的位置。图4与图1中相同的组件以相同组件符号标示，并在此省略其说明。本实施例的触控显示装置1002具有与图1的触控显示装置1000相同的优点。

图5是本发明又一实施例的触控显示装置的局部剖示图。请参照图5，本实施例的触控显示装置1004与图1的触控显示装置1000相似，差异在于彩色滤光层1226与黑矩阵BM整合在第一基板1210上。桥接线124、桥接线134与薄膜晶体管TS的位置同样对应于黑矩阵BM的位置。图5与图1中相同的组件以相同组件符号标示，并在此省略其说明。本实施例的触控显示装置1004具有与图1的触控显示装置1000相同的优点。

综上所述，在本发明的触控显示装置中，像素结构层与触控元件层整合在液晶显示面板靠近使用者的一侧。因此，可缩短使用者的手指或导电物体与触控元件层的最短距离而增加电容值变化的幅度，进而提升感测精准度，还可避免共通电极干扰及降低电容值变化的幅度。此外，本发明的触控显示装置不仅制造过程及材料成本较低，还具有较薄的厚度与较高的光穿透率，进而减少背光模组所需提供的面光源的亮度，同时达到节能减碳的环保效果。另外，由于透光率较差的元件如第一桥接线、第二桥接线与薄膜晶体管的位置都对应黑矩阵的位置，因此可提高本发明的触控显示装置的开口率。

虽然本发明已以实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作一些的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种触控显示装置，包括：

一背光模组；以及

一液晶显示面板，其配置于该背光模组上，该液晶显示面板包括：

一第一基板，其上设有：

一像素结构层，其具有多条扫描线、多条数据线、多个像素电极和多个薄膜晶体管，且该多个像素电极连接至该多个薄膜晶体管，而该多个薄膜晶体管连接至该多条扫描线与该多条数据线；以及

一触控元件层，其具有多条第一感测轴线、多条第二感测轴线和一绝缘层，其中各该第一感测轴线包括多个第一感测垫与多条第一桥接线，各该第二感测轴线包括多个第二感测垫与多条第二桥接线，该绝缘层覆盖该多条第一感测轴线以及该多条第二感测轴线；

一第二基板，其具有一透明基板、一彩色滤光层、一黑矩阵与一共通电极，该第二基板位于该背光模组与该第一基板之间，其中该多条第一桥接线、该多条第二桥接线与该多个薄膜晶体管的位置对应该黑矩阵的位置；以及

一液晶层，其配置于该第一基板与该第二基板之间。

2.如权利要求1所述的触控显示装置，其中该触控元件层的各该第一感测轴线沿一第一方向延伸，其中各该第一桥接线沿该第一方向延伸电性串接相邻二第一感测垫，且相邻第一感测垫间布设有一绝缘构件于该第一桥接线上，各该第二感测轴线沿一第二方向延伸，各该第二桥接线沿该第二方向延伸电性串接相邻二第二感测垫，各该第二桥接线设置于该绝缘构件上而与各该第一桥接线交错。

3.如权利要求1所述的触控显示装置，其中该第一基板包括一透明基板、该触控元件层与该像素结构层，该触控元件层位于该透明基板与该像素结构层之间。

4.如权利要求3所述的触控显示装置，其中该第一基板更包括一平坦层，覆盖该触控元件层，该平坦层位于该触控元件层与该像素结构层之间。

5.如权利要求1所述的触控显示装置，其中该第一基板包括一透明基板、该触控元件层与该像素结构层，该透明基板位于该触控元件层与该像素结构层之间，该像素结构层位于该透明基板与该液晶层之间。

6.如权利要求5所述的触控显示装置，其中该第一基板更包括一平坦层，覆盖该触控元件层，该触控元件层位于该平坦层与该透明基板之间。

7.如权利要求1所述的触控显示装置，更包括一控制电路板，具有多个控制芯片，各该控制芯片电连接该像素结构层与该触控元件层。

8.如权利要求1所述的触控显示装置，更包括两个偏光板，分别配置于该液晶显示面板靠近与远离该背光模组的两侧。