CN106886328B - 触摸显示装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够改善分辨率和可视性的触摸显示装置。该触摸显示装置被配置成使得显示面板中的显示电极和位于显示面板的顶部上的触摸感测电极沿相同的方向以相同的角度倾斜。

Description

触摸显示装置

本申请要求于2015年11月4日提交的韩国专利申请第2015-0154323号的权益，其通过引用合并到本文中如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及能够改善分辨率和可视性的触摸显示装置。

背景技术

触摸面板是允许用户采用手或者物体通过选择显示在显示装置等的屏幕上的指令来输入命令的输入装置。即，触摸面板将被用户的手或物体接触的接触位置转换成电信号，并且将在接触位置处选择的指令接收作为输入信号。触摸面板可以取代在连接至显示装置的状态下操作的单独输入装置(例如，键盘或鼠标)，并且因此触摸面板的使用范围逐渐扩大。

上述触摸面板附接至液晶显示器的前表面。此时，在液晶显示器中，由于显示电极规则地布置在各个像素区中，并且因此用作衍射光栅，因而可以根据从背光单元发射并且穿过显示电极的光的波长由显示电极生成多个衍射图像(这会导致相长干涉)。

另外，在触摸面板中，由于触摸感测电极也规则地布置并且用作衍射光栅，因而可以根据从显示面板导向并且穿过触摸感测电极的光的波长由触摸感测电极生成多个衍射图像(这会导致相长干涉)。

此时，由于在没有考虑触摸感测电极与显示电极之间的布置关系的情况下设计触摸感测电极和显示电极，因此经触摸感测电极衍射的图像不同于经显示电极衍射的图像。因此，如图1中所示，沿不同方向强烈地生成由经显示电极衍射的图像引起的矩阵散射(matrix scattering)以及由经触摸感测电极衍射的图像引起的矩阵散射。因此，会发生可归因于环境光反射的视觉劣化(例如，双重图像和色移(color-shift))，这导致图像可视性的劣化。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上避免了由于相关技术的限制和缺点所造成的一个或更多个问题的触摸显示装置。

本发明的目的是提供一种能够改善分辨率和可视性的触摸显示装置。

在下面的描述中将部分地阐述本发明的另外的优点、目的和特征，并且当考察如下时对于本领域技术人员部分将变得明显，或者部分可以根据本发明的实践来认识。可以通过在所书写的描述和其权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得本发明的目的和其他优点。

为了实现这些目的以及其他优点，并且根据本发明的目标，如本文中所呈现以及广泛描述的，触摸显示装置被构造成使得显示面板中的显示电极和位于显示面板顶部上的触摸感测电极沿相同的方向以相同的角度倾斜。

在根据本发明的触摸显示装置的第一实施方案中，显示电极包括显示狭缝，该显示狭缝具有“＜”或者“＞”形状(“大于号”或者“小于号”的形状)，该显示狭缝关于每个像素区的中心线对称，中心线平行于栅极线和数据线中的任一个，以及触摸感测电极包括触摸狭缝，该触摸狭缝具有“＜”或者“＞”形状，其沿与显示狭缝相同的方向倾斜。

在根据本发明的触摸显示装置的第二实施方案中，显示电极包括具有“＜”或者“＞”形状的显示狭缝，该显示狭缝沿两个方向倾斜以关于每个像素区的中心线对称，中心线平行于栅极线和数据线中的任一个，以及触摸感测电极包括触摸狭缝，该触摸狭缝沿与显示狭缝的所述两个倾斜方向中之一相同的方向倾斜。

将理解的是，本发明的前述总体描述和下面的详细描述两者均是示例性的和说明性的，并且旨在提供所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

附图被包括来提供对本发明的进一步理解并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方案并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1是用于说明由常规触摸感测电极和显示电极导致的分辨率劣化的图；

图2是示出了根据本发明的触摸显示装置的截面图；

图3是示出了图2中所示的薄膜晶体管基板的平面图；

图4是示出了关于图2中所示的触摸感测电极与显示电极之间的布置关系的第一实施方案的图；

图5是示出了关于图2中所示的触摸感测电极与显示电极之间的布置关系的第二实施方案的图；

图6是用于说明通过根据本发明的触摸感测电极和显示电极改善分辨率的图；以及

图7是用于说明与相关技术相比根据本发明的触摸显示装置的分辨率的水平的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。

图2是示出了根据本发明的具有触摸传感器的触摸显示装置的截面图。

图2中所示的具有触摸传感器的触摸显示装置包括薄膜晶体管基板120、滤色器基板130和触摸传感器140。

滤色器基板130包括用于防止漏光的黑矩阵132、用于产生颜色的滤色器134、用于平坦化的覆盖层136、以及用于保持盒(cell)间隙的柱间隔物138。

黑矩阵132形成在上基板111上以与栅极线、数据线和薄膜晶体管中至少之一交叠。黑矩阵132用于使各个像素区彼此分开并且防止相邻像素区之间的光干涉。

在上基板111上形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器134以便产生相应的颜色。

柱间隔物138形成在覆盖层136上以便与黑矩阵132交叠，从而保持滤色器基板130与薄膜晶体管基板120之间的盒间隙。

如图2和图3中所示，薄膜晶体管基板120包括连接至栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管TFT、连接至每个薄膜晶体管TFT的像素电极122、以及用于连同像素电极122一起形成电场的公共电极124。

每个薄膜晶体管TFT响应于来自栅极线GL的栅极信号将来自数据线DL的数据信号选择性地提供至像素电极122。为此，薄膜晶体管TFT包括连接至栅极线GL的栅电极102、连接至数据线DL的源电极106、连接至像素电极122的漏电极108、以及形成在栅极绝缘膜112上的半导体层104以在源电极106与漏电极108之间形成沟道。

公共电极124形成在第二保护膜116上并且连同像素电极122一起形成边缘场。

像素电极122连接至薄膜晶体管TFT的漏电极108(其通过形成在第一保护膜至第三保护膜114、116和118中的接触孔110露出)。当视频信号通过薄膜晶体管TFT提供至像素电极122时，像素电极122连同被提供有共用电压的公共电极124一起形成边缘场，由此引起在薄膜晶体管基板120与滤色器基板130之间水平布置的液晶分子通过介电各向异性而旋转。另外，光通过像素区的透射率根据液晶分子的旋转程度而变化，从而实现光的渐变(gradation)。

另外，像素电极122形成在第三保护膜118上以具有多个显示狭缝126。在此，如图3中所示，每个显示狭缝126具有对称形状，并且以第一角度θ1相对于每个像素区的平行于栅极线GL的中心线(虚线)斜向地倾斜。通过显示狭缝126露出的像素电极122的侧表面具有对称形状，并且相对于像素区的中心线以第一角度θ1斜向地倾斜。第一角度θ1相对于像素区的中心线的形成锐角。例如，第一角度θ1相对于像素区的中心线在1至10度的范围内。如此，在每个像素区的上部分和下部分中沿不同的方向形成了公共电极124与像素电极122之间的边缘场，这使得能够形成多个域。

虽然通过示例的方式已经将本发明的像素电极122描述为具有显示狭缝126，但是公共电极124可以具有显示狭缝126，以及像素电极122可以具有板形状，使得在像素电极122与公共电极124之间形成边缘场。

在薄膜晶体管基板的下基板101的背表面上形成有下偏振器152b，以及在上基板111的背表面上形成有上偏振器152a。在上偏振器152a与上基板111之间形成有触摸传感器140。

如图4和图5中所示，触摸传感器140包括多个触摸感测电极142以及连接至触摸感测电极142的触摸感测线144。

触摸感测线144连接至触摸感测电极142并且将由触摸感测电极142感测的用户触摸信号传送至触摸驱动器(未示出)。此时，触摸感测线144以一对一的比率连接至触摸感测电极142。

触摸感测电极142由在上基板111的背表面上的透明导电膜形成。此时，触摸感测电极142使用与触摸感测线144相同的材料经由单个掩模工艺形成，这可以简化工艺。

触摸感测电极142在上基板111的背表面上以预定距离彼此间隔开以感测用户触摸位置。在考虑用户触摸区的情况下，每个触摸感测电极142具有与形成在下基板101上的每个像素区对应的尺寸。因此，每个触摸感测电极142具有与像素电极122相同的形状，并且尺寸上为像素电极122的n倍(在此，n为大于1的正整数)。

考虑到电阻和透射率，触摸感测电极142具有多个触摸狭缝146。此时，触摸狭缝146平行于形成在像素电极122和公共电极124中的至少一个显示电极中的显示狭缝126。触摸感测电极142的通过触摸狭缝146露出的侧表面相对于栅极线GL以第二角度θ2倾斜。第二角度θ2相对于栅极线GL形成锐角。例如，第二角度θ2相对于栅极线GL的范围在1至10度的范围内。

因此，通过将触摸感测电极142的结构与显示电极的结构匹配，像素电极122(其为显示电极)的折叠方向和角度θ1与触摸感测电极142的折叠方向和角度θ2变成相同。像素电极122和触摸感测电极142的折叠角度θ1和θ2相对于栅极线GL形成锐角。例如，相对于栅极线GL像素电极122的折叠角度θ1和触摸感测电极142的折叠角度θ2在1至10度的范围内。

具体地，如图4中所示，当像素电极122(其为显示电极)包括显示狭缝126(其相对于栅极线GL和数据线DL中的任一个沿第一方向和第二方向折叠锐角角度)时，触摸感测电极142也具有触摸狭缝146(其相对于栅极线GL沿第一方向和第二方向折叠锐角角度)。即，像素电极122具有为“＜”或“＞”形状的显示狭缝126，其关于每个像素区的平行于栅极线GL的中心线对称，以及触摸感测电极142具有“＜”或“＞”形状的触摸狭缝146，其沿与显示狭缝126相同的方向倾斜。

在该情况下，确定衍射图像的方向的像素电极122的折叠角度θ1与触摸感测电极142的折叠角度θ2变得相同，使得经每个触摸感测电极142衍射的图像和经每个像素电极122衍射的图像沿相同的方向生成。因此，由经像素电极122衍射的图像引起的矩阵散射和由经触摸感测电极142衍射的图像引起的矩阵散射沿相同的两个方向出现以彼此一致。

另外，如图5中所示，当像素电极122(其为显示电极)包括显示狭缝126(其相对于栅极线GL和数据线DL中的任一个沿第一方向和第二方向折叠锐角角度)时，触摸感测电极142具有触摸狭缝146(其相对于栅极线GL沿上述第一方向和第二方向中的任一方向折叠锐角角度)。即，像素电极122具有为“＜”或“＞”形状的显示狭缝126，其关于每个像素区的平行于栅极线GL的中心线对称，以及触摸感测电极142具有“/”或“\”形状的触摸狭缝146，其沿与显示狭缝126的所述两个倾斜方向中任一方向相同的方向倾斜。

在该情况下，确定衍射图像的方向的触摸感测电极142的折叠角度变得与像素电极122的折叠角度相同，由此经触摸感测电极142衍射的图像和经像素电极122衍射的图像沿相同的方向生成。从而，由经像素电极122衍射的图像引起的矩阵散射沿两个方向出现，并且由经触摸感测电极142衍射的图像引起的矩阵散射沿所述两个方向中任一个方向出现，以与由沿对应方向的显示电极引起的矩阵散射一致。

以该方式，在本发明中，由于由触摸感测电极142引起的矩阵散射被由像素电极122引起的矩阵散射抵消，如图6中所示，因此仅出现由像素电极122(其为显示电极)引起的矩阵散射。因而，可以看到可归因于环境光的反射的视觉劣化(例如，双重图像和色移)未发生，这可以防止图像可视性的劣化。

特别地，如图7中所示，可以看出，与相关技术相比，本发明可以改善矩阵散射以及改善可归因于矩阵散射的色移，并且获得改善的图像可视性。

根据以上描述明显的是，根据本发明，为像素电极和公共电极中至少之一的显示电极与触摸感测电极具有相同的折叠结构，使得它们沿相同的方向以相同的角度形成。因此，在本发明中，由触摸感测电极引起的矩阵散射被由显示电极引起的矩阵散射抵消，因此仅出现由显示电极引起的矩阵散射。因此，可以防止由可归因于环境光反射的视觉劣化(例如，双重图像和色移)而导致的图像可视化的劣化。

以上描述仅通过实例的方式被给出以描述本发明，并且本领域技术人员可以设想将落入本公开内容的原理的精神和范围内的多种修改方案和实施方案。因此，本发明的说明书中所公开的实施方案不旨在限制本发明。本发明的范围应当由所附权利要求来解释，并且所有技术和本发明将覆盖落入由权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改方案、等同内容和替选方案。

Claims (2)

1.一种触摸显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板包括位于多个像素区中的每一个中的像素电极；在所述多个像素区中的每一个中彼此交叉的栅极线和数据线；以及

触摸感测电极，所述触摸感测电极位于所述显示面板的顶部上用于感测是否发生用户触摸，

其中所述像素电极和所述触摸感测电极沿相同方向以相对于所述栅极线1至10度的相同角度倾斜，

其中所述像素电极包括具有“＜”或者“＞”形状的多个显示狭缝，所述触摸感测电极具有“/”或“\”形状的多个触摸狭缝，并且所述触摸狭缝沿与所述多个显示狭缝中每一个的两个倾斜方向中的任一方向相同的方向倾斜，

其中所述触摸感测电极的所述多个触摸狭缝彼此平行，以及

其中所述像素电极形成在保护膜上，所述保护膜覆盖位于所述多个像素区中的用于与所述像素电极一起产生电场的公共电极。

2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述像素电极具有由所述多个显示狭缝露出的侧表面，以及所露出的侧表面相对于所述栅极线以1至10度之间的角度倾斜，以及

其中所述触摸感测电极具有由所述多个触摸狭缝露出的侧表面，以及所露出的侧表面相对于所述栅极线以1至10度之间的角度倾斜。

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