200935279 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種觸控式顯示裝置；具體而言，本發明係關於 - 一種可避免感應器之電壓與顯示裝置之驅動電壓產生耦合的觸控 式顯示裝置。 【先前技術】 Q 目前市面上的包含有觸控式液晶顯示器的電子裝置種類繁 夕’如個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、智慧 型手機(Smart Phone)、衛星導航(Global Positioning System， GPS)等，讓使用者利用手指或筆觸控即可以書寫與操作此電子裝 置。因為雜觸控式操作的電子裝置十分容紐用，消費者的接 受度高，且在市場上佔有一定的市佔率。 圖la所不為習知内建觸控感應器之液晶顯示器之面板中的局 部晝素陣列電路圖。如圖la所示，晝素㈣係由複數個晝素1〇 ❹ 依縱向及橫向排顺合而成，其巾晝轉航含複絲閘極線3〇 及複數條資料線50以陣列形式相互交又地設置。以圖la所示的 其中之-個畫素10做說明，晝素1G係包含薄膜電晶齡_出瓜 transistor)ll、儲存電容13、液晶電容15、閘極線3〇及資料線 50。薄膜電晶體11具有源極12、汲極14、及閘極16，其中源極 12係電連接至資料線50，且閘極16係電連接至閘極線3〇。晝素 ίο更加包含畫素電極17，其中畫素電極17電連接汲極14、储存 電容13及液晶電容15 ’使通過薄膜電晶體u的電流可經由畫素 5 200935279 電極17從薄膜電晶體11之汲極η流向至儲存電容及液晶電 容15。 母條閘極線3〇輸入電壓以控制薄膜電晶體η的開啟與關閉， . 當薄膜電晶體11被開啟時，連接到此薄膜電晶體11的資料線50 可傳送晝素訊號(如晝素之類比灰階電壓等）通過薄膜電晶體U， 並藉由儲存電容13與液晶電容15儲存此晝素訊號，使畫素在一 個畫面週期内維持住此晝素所需要顯示的訊號。 而就輸入或觸控操作之部份，晝素陣列中更加包含有感應器 70、導線20及訊號讀取線4〇。如圖ia所示，感應器7〇包含感應 兀件Ή、儲存電容73及開關元件75。導線20分別電性連接感應 το件71與儲存電容73’且訊號讀取線4〇係與開關元件75電性連 接，其中導線20係用以傳送固定電壓至感應器7〇，以提供感應器 70所需之低準位參考電壓。感應元件71可為光感應元件，當手 指、筆尖、光源或其它物件在觸控式液晶顯示器之面板上接近或 觸碰到對應至光感應元件71的位置時，光感應元件71則可因為 ❾ 此接近或觸碰動作而感應到光線亮度改變。此光線亮度改變可使 光感應元件71之源極電壓改變，且由於儲存電容冗係電性耦接 於感應το件71之祕，儲存電容73之電壓差也會同時改變。當 閘極線30有電壓開啟開關元件75時，電性連接至開關元件.75的 訊號讀取線40貝何讀取到電容73之電壓差改變，並可將之傳送 至處理器（可為觸控式液晶顯示器之處理器、使用此觸控式液晶顯 不器之電子裝置的處理器等）’以使觸控式液晶顯示器或使用此觸 控式液晶顯示器之電子裝置執行對應的工作。 6 200935279 此外，觸控式液晶顯示器需傳送共同電S U面板電路中之 共同電極(=mmon Strode)，作為面板的參考電壓。由於液晶 電容15可藉由此共同電極及畫素電極17重疊而形成，液晶電: .Η之電壓也會受到驅動電壓L所影響。在習知技術中，為了降 低液晶顯示器之雜，駆動電壓L可為交流電壓調變。然而，如 圖lb所示，由於導線20係與畫素電極17重疊，每個晝素1〇在 重疊之區塊會有可能產生電容耗合效應(在圖la及圖lb中使用偏 ㈣容Gbias作域表）。此健電容ebias可齡影_畫素電極17 的電位，使得導線20所經過的晝㈣，其晝素電極17的電位與 其它沒有導線20經過的畫素有差異，造成顯示上有橫條線的騎 發生。 【發明内容】 本發明之目的在於提供-種具有共同Μ㈣（麵如 modulation)之觸控式顯示裝置，該觸控式顯示裝置包含第一畫 素、至少-個感應器及第-導線。該第—畫素至少包含第一晝素 電極，且該第-導線係電性連接該感應器。其中，第—導線與第 一畫素電極不互相重疊。。 本發明之另-目的在於提供―種財朗f義變（c〇_n ―)之觸控式顯示裝置，該觸控式顯示裝置包含第一晝 素、第二晝素、感應器及第-導線。該第—晝素至少包含一個第 -畫素電極’該第二晝素至少包含—個第二晝素電極，且該感應 器配置於該第-晝素與該第二畫素之間。此外，該第—導線係電 7 200935279 性連接該感應器，且該第一導線通過該第一晝素及該第二晝素。 其中，該第一導線與該第一晝素電極不互相重疊，而該第一導線 '與第二畫素電極不互相重疊。。 ' 本發明之更另一目的在於提供一種具有共同電壓調變(common modulation)之觸控式顯示裝置，該觸控式顯示裝置包含第一畫 素、第二晝素及第一導線。該第一晝素具有第一晝素電極及感應 器’該第二晝素相鄰於該第一畫素且具有第二畫素電極，且該第 導線電性連接該第一晝素之該感應器。其中，該第一晝素中該 ® 第一導線迴避該第一晝素電極，亦即第一晝素中該第一導線與第 一畫素電極不互相重疊；而該第二畫素中該第一導線迴避該第二 晝素電極，亦即第二晝素中該第一導線與第二晝素電極不互相重 疊。 藉由设置該第一導線迴避該第一晝素電極及該第二晝素電 極，觸控式顯示裝置可以使感應器之電壓與顯示裝置之驅動電麈 產生柄合的情況減少，以降低感應器之電壓針對每一個晝素可造 Λ 成的影響。 Ο 【實施方式】 本發明係提供一種觸控式顯示裝置。在較佳實施例中，本發明 之觸控式顯示裝置可為一種具有共同電壓調變（c〇mm〇n modulation)的觸控式液晶顯示裝置。然而在不同實施例中，本發 明之觸控式顯示裝置可為-種具有直流鋼電壓(e_nDC)的觸 控式液晶顯示裝置。本發明之觸控_示裝置射_在各種不 200935279 同的電子裝置中，如個人數位助理（Pers〇nal Digital Assistant ’ PDA)、智慧型手機(Smart Ph〇ne)、衛星導航(G1〇bal Positioning System ’ GPS)及個人電腦等可利用本發明所提供之 觸控式顯示裝置與使用者互動之電子裝置。 本發明之第一實施例係為一觸控式液晶顯示裝置，且圖仏至 圖3c係說明本發明之第一實施例。如圖^所示，觸控式液晶顯 示裝置具有晝素陣列，其中畫斜列至少包含第—閘極線ιι〇、一 Ο
第二閘極線13G及第—資料線⑽以陣列形式相互交叉地設置。 畫素陣列更加包含第-晝素期、感應器咖、第一導線71〇及訊 號讀取線730。 以下將《細第-畫素3GG之結構。第一晝素咖包含薄膜電晶 f (thin film transistor)31〇、第一晝素儲存電容33〇、液晶電 谷350、第-瞧線11G及第—資料線⑽。薄膜電晶體31〇具有 源極3i2、汲極314及閘極316，其中源極312係電連接至第一資 料線150，且閘極316係電連接至第一閘極線.第一畫素猶 ,加包含第-畫素電極317，其中第一晝素電極317電連槪極 、第—晝素儲存電容細及液晶電容咖，使通過薄膜電晶體 3^之電流可經由第-晝素電極317從薄膜電晶體31〇之没極314 \向第一畫素儲存電容330及液晶電容35〇。 第:閘極線H0係輸人電壓以控制薄臈電晶體_關啟與關 祕電晶體_被開啟時，連接到薄膜電晶體310的第-電二可傳送晝素訊號(如畫素之類比灰階電壓等)經由薄膜 曰曰體310，此晝素訊號可被儲存至第一晝素儲存電容33〇與液晶 9 200935279 電容350’使第一晝素300可在一個晝面週期内維持住所需要顯示 的訊號。 本實施例之觸控式液晶顯示裝置之面板係可具有上層基板、下 層基板以及液晶層設置於該上層基板及該下層基板之間。第一晝 素300之薄膜電晶體310、第一晝素電極317及對應至第一晝素 300的第一閘極線110及第一資料線係可設置於該下層基板 上。此外，在該上層基板上對應至薄膜電晶體31〇及第一畫素電 極317的位置可設置有共同電極(common eiectr〇de)、色彩遽鏡 矩陣（Color Filter Array)及黑色矩陣(Black Matrix)，其中 第一晝素300之液晶電容350可藉由此共同電極及第一畫素電極 317而形成。在觸控式液晶顯示器之運作過程中，觸控式液晶顯示 器需傳送電壓至此共同電極及第一晝素電極317,而此共同電極與 第一畫素電極317之間的電壓差係可在這兩個電極之間產生電 場。由於該液晶層的液晶分子係順著電場方向排列，當改變共同 電極及第一晝素電極317之電壓時，電場的改變也會影響到液晶 分子的排列方向。所以，該液晶層的光線穿透率也會因此而跟著 改變。因此，觸控式液晶顯示器可利用改變在第一畫素3〇〇中的 共同電極及第一晝素電極317之電壓差，使液晶顯示器產生所需 的畫面。在此實施例中，觸控式液晶顯示器係傳送驅動電壓 至此共同電極。由於液晶電容350係可藉由此共同電極及第一畫 素電極317而形成，液晶電容350係也接收此驅動電壓Vran，如圖 2a所示。其中，驅動電壓在此實施例中係較佳為交流電壓； 然而在不同實施例中’驅動電壓^^亦可為直流電壓。 200935279 接著將說明畫素陣列中第—晝素_ 330。本發明之第一實施 方《第一晝素儲存電容 容挪於畫素陣列中。第一種方形成第—晝素储存電 C〇_)，而第二種方式存電容⑹on 儲存電容及祕_存電容之柚絲自於mte)。共同線 也就是第-晝素儲存電容330,所接二容電極位置， 兩種方式。 絲源。町將說明這 所示的第-畫素職容33。=:囷&之電路圖中 方式》在峨财^=_一種實施 电d50弟一晝素儲存電容330 也接收由觸控式液晶顯示輯傳送㈣驅動電壓I接著說明本 實施利如何以共同線儲存電容之方式形成第—晝素儲存電容 330。圖2b為圖2a所示之畫素陣列的結構俯視示意圖。如圖此 所不，畫素陣列更包含第二導線75G ,亦為共同電位線(_^。 第二導線750係通過第-晝素期，且第一畫素綱之第一晝素電 極317與第二導線750的重叠部分係為第一畫素儲存電容33〇。圖 2c所不為圖2b中沿A-A連線的之剖面示意圖，亦說明第一晝素 齡電容330之剖面示意圖。如圖2c所示，第一晝素儲存電容—33〇 可利用第二導線750、第-晝素電極317、絕緣層331及保護層咖 所形成。其中’第二導、線750係設置在最底層，接著形成絕緣層 331在第二導線750上’而再接著形成保護層333在絕緣層咖 上，Μ則覆蓋第-晝素電極317在保護層333上。 以下將說明第-種方式，係為利用閘極線儲存電容之方式形成 200935279 Ο ❹ 畫素30G之第-畫素館存電容咖。在此方式中，第〆畫素館 存電容330係接收由晝素陣列中之閘極線所送出的信號。因此， 2如所示，第一晝素錯存電容咖係電連接至第二·線130， 、第一閘極線130可為連接至畫素陣列中之其他晝素的閉極 、’一圖3b為圖3a所示之畫素陣列的結構俯視示意圖。如圖牝所 I第-晝素300之第一晝素電極317與第二開極線⑽重疊的 刀係為第一畫素儲存電容330。圖3c所示為圖3b竹㈣，連 ^的之剖面示意圖，亦說明第一晝素儲存電容咖之触示意圖。 一 =3c所不’第一晝素儲存電容跏可利用第二閘極線咖、第 :畫素電極3Π、絕緣層33卜保護層333及儲存電容電極娜所 =成其中’第一閘極線13〇係設置在最底層，接著形成絕緣層 1在第^閘極線13〇上’再接著形成儲存電容電極咖在絕緣層 表後則形成保護層333在絕緣層331及餘存電容電極335 上。之後，係在保護層333上形成開口 337，使儲存電容電極娜 暴露在外。接著則覆蓋第一畫素電極317在保護層333上，且使 第一晝素電極317可藉由開口 337連接至儲存電容電極娜。 以下將說明晝素陣列中之感應器500。如圖2a所示，感應器 50〇包含感應元件510、儲存電容530及開關元件55〇，感應元件 =可為-光感應元件。第一導線71G係分別電性連接感應元件 及儲存電容530 ’且訊號讀取線730係與開關元件55〇電性連 接^第一導線710係用以傳送一固定電壓至感應器500,以提供感 應器500所需之低準位參考電壓。如圖此所示，感應器_係設 置於第4素300之-侧。當手指、筆尖、光源或其它物件在面 12 200935279 板上接近或觸碰到對應至感應元件510的位置時，感應元件51〇 • 财因為此接近或__喊朗雜競親。此光線亮度 改變可使感應元件510之源極電敎變，且由於館存電容53〇係 電性耦接於感應元件510之源極，儲存電容53〇之電壓差也會同 時改變。由於儲存電容530也同時電性耦接於開關元件55〇，當閘 極線130有電麼開啟開關元件55〇 a夺，電性連接至開關元件55〇 的訊號讀取線730則可讀取到儲存電容53〇之電麼差改變，並可 〇 將之傳送至處理器（可為觸控式液晶顯示器之處理器、使用此觸控 式液晶顯示器之電子裳置的處理器等），以使觸控式液晶顯示器或 使用此觸控式液晶顯示n之電子裝置執行對應的工作。 在此實施巾如gj 2b及圖所示(若使用共同線儲存電容 之方式形成第-畫素儲存電容_，傳送蚊電壓至感應器_ 的第-導線710係設置於第一晝素電極317的外侧，以不與第一 晝素電極317重養。因此，第-導線710與第一晝素電極317並 不相互重疊。同樣地，如圖3b及圖3c所示(若使用閉極線儲存電 ❹ 容之方式形成第一晝素儲存電容330)，第-導線71〇與第一晝素 電極317也並不相互重疊。 —、 本發明之第二實施例係為另一觸控式液晶顯示裝置，且圖知 至圖5祕說明本發明之第二實補。第二實_與第-實施例大 致上相同，不同的地方是，如圖4a所示，在第二實施例中畫素陣 列更包含第二晝素6GG以及連接至第二晝素_之第二資料線 170。第二晝素6〇〇的内部元件與第一晝素_相同，其中第二畫 素600包含薄膜電晶體61〇、第二晝素儲存電容63〇、液晶電^ 13 200935279 110 17〇 ° ^ 必甲齋獻靈、第二資料線170及第二晝素600輯接關係和· =Γ係可參考第一實施例令所描述的第-晝素— 閘和線及第一資料線150之間的電流、電壓互動及連接 :圖4a所示，感應器_係配置於第—晝素咖及及第二 ’且本實施例係姻共雜_容之方_。 一直素300之第一畫素儲存電容33〇以及 素儲存電容630。 5京酬之第—晝
圖处為圖知所示之晝素陣列的結構俯視示意圖，且係可者 ^一^幫助朗本實制如何狀_儲存電容之方朗時形^ 一素儲存電容330及第二晝素餘存電容63〇。如圖4 第二導線750係啊通過第一畫素_及第二晝素600，且為二 同電位線。其中，第一晝素綱之第一畫素電極3Π與第二導線 750^重叠部分係為第一晝素儲存電容謂，而第二晝素刚之第 -旦素電極617與第二導線75〇的重叠部分 ^此外，在第二導線则第二資料線㈣ 可插人絕緣層，使第二導線與第二資料線17G *相互電導 本發明之第一實施例也可利用閘極線儲存電容之方式形成第 一晝f1存電容咖及第二畫素儲存電容咖。圖5a _為此實 施例中之晝素陣列使賴極線儲存電容之方式的電路圖。如圖5a 斤’、第晝素儲存電容330及第二晝素儲存電容63〇係電連接 至第二閘極線13〇。此外，圖5b為圖5a所示之晝素陣列的結構俯 200935279 視示意圖。如圖5b所示，第—畫素議之第—書 130 =第電二4Γ極617與第二閘極線13°重叠的⑽ 素儲存電容630。 ^ * 成第在此查實中’如圖^所示（若使用共同線儲存電容之方式形 電容咖及第二畫素儲存電容_，傳送‘ 感應器500的第一導線71〇得通過第一晝素_及第二
圆且係設置於第—晝素電極3Π及第二晝素電極617的外^因 此，第一導線710與第一晝素電極317及第二晝素餘617並不 相互重疊。囉地’如圖5b所示(若使_極線齡電容之方式 形成第一錢儲存電容330及第二晝素儲存電容_，第一導^ 710與第一晝素電極317及第二畫素電極617也並不相互重疊： 本發明之第三實施例為另—觸控式液晶顯示裝置，且圖如至 圖6c係說明本發明之第三實施例。第三實施例與第二實施例大致 上相同’其中在此實施例中晝素陣列也包含第一畫素3〇〇及第二 晝素600。此外，本實施例與第一及第二實施例所不同的地方是， 如圖6a所示，第一晝素300更加包含感應器500 圖6b所示為本 實施例中使用共同線儲存電容之方式的畫素陣列結構俯視示意 圖’且圖6c所示為本實施例中使用閘極線儲存電容之方式的晝素 陣列結構俯視示意。如圖6b及圖6c所示，感應器500的第一導 線710係通過第一畫素3〇〇及第二畫素600 ’且係設置於第一晝素 電極317及第二晝素電極617的外側。因此，第一導線710與第 一晝素電極317及第二晝素電極617並不相互重疊。 15 200935279 藉由使感應器之轉與各個晝素之晝素電财互相重疊，觸控 式顯示裝置可贱感應n㈣與顯示妓的驅動電齡生輕合 的情況減少，以降低感應ϋ之電壓針對每_個晝素可造成的影響。 本發明已由上述_實施例加以插述，然社述實施例僅為實 施本發明之範例。必須指&的是，已之實施例並未限制本發 明之範圍。相反地，包含於申請專利職之精神及綱之修改及 均等設置均包含於本發明之範圍内。 〇 〇 【圖式簡單說明】 圖la為習知之一種晝素陣列的局部電路示意圖。 圖lb為圖la中之晝素陣列的結構俯視示意圖。 圖2a為本發明第一實施例之使用共同線错存電容方式之晝素 陣列的局部電路示意圖。 — 圖2b為圖2a中之晝素陣列的結構俯視示意圖。 圖2c為圖2b中沿[A，連線的剖面示意圖。 陣歹實陳侧極線鱗物式之晝素 圖3b為圖3a中之畫素陣列的結構俯視示意圖。 圖3c為圖3b中沿B-B，連線的剖面示意圖。 陣歹狀糾共畴贿1料式之畫素 圖4b為圖4a中之晝素陣列的結構俯視示意圖。 圖％為本發明第二實施例之使賴極線儲存電容方式之晝素 16 200935279 陣列的局部電路示意圖。 圖為圖5a中之晝素陣列的結構俯視示意圖。 圖6a為本發明第三實施例之使用共同線儲存電容方式之晝素 陣列的局部電路示意圖。 圖6b為圖6a中之晝素陣列的結構俯視示意圖。 圖6c為本發明第三實施例之使用閘極線儲存電容方式之晝素 陣列的結構俯視示意圖。 > 【主要元件符號說明】 10晝素 11薄膜電晶體 12源極 13儲存電容 14汲極 15液晶電容 16閘極 Π晝素電極 20導線 30閘極線 40訊號讀取線 50資料線 70感應器 71感應元件 17 200935279 73儲存電容 75開關元件 * 110第一閘極線 - 130第二閘極線 150第一資料線 160佈線交叉部份 170第二資料線 300第一晝素 〇 310薄膜電晶體 312源極 314汲極 316閘極 317第一晝素電極 330第一晝素儲存電容 331絕緣層 0 333保護層 335儲存電容電極 337 開口 350液晶電容 500感應器 510感應元件 530儲存電容 550開關元件 18 200935279 600第二晝素 610薄膜電晶體 ' 617第二晝素電極 - 630第二晝素儲存電容 650液晶電容 710第一導線 730訊號讀取線 750第二導線 ❹ （：—偏壓電容
VoM驅動電壓
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