TW201820000A - 具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有操作感應功能的液晶顯示面板，包括顯示區與非用於顯示的至少一操作感應區。顯示區包括有多個第一電極與至少一第二電極，其中顯示區的多個第一電極接收影像資料的多個像素電壓，以及顯示區的第二電極接收共電壓。操作感應區包括有至少一第一電極與至少一第二電極，其中操作感應區的第一電極不接收像素電壓，以及操作感應區的第二電極不接收共電壓，而使得操作感應區的第一電極與/或第二電極用以感測觸碰物觸碰或接近操作感應區時所產生的感應信號。

Description

具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置

本發明係關於液晶顯示面板，且特別是一種不需要額外設計透明的觸控電極層於絕緣基板上，但卻具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置。

目前具有觸控功能的液晶顯示裝置，一般多是將液晶顯示面板與觸控面板貼合，以形成觸控顯示面板，其中觸控面板具有透明的絕緣基板(例如，塑膠薄膜或玻璃基板)與鍍於絕緣基板上的至少一個觸控電極層(例如，銦錫氧化物層)。

由於需要額外的至少一個觸控電極層來感應觸碰信號，且需要額外的絕緣基板來與液晶顯示面板貼合，因此，上述觸控顯示面板的成本優勢、貼合率、輕薄度與走線的一致性都會相對地下降。另一方面，上述額外的觸控電極層無法設置於液晶層下方，否則將無法順利感應到觸碰信號，因此，導致上述觸控電極層的能夠擺放之位置的選擇自由度下降。

除此之外，雖然目前亦有內嵌式(in-cell)觸控顯示面板的架構被提出，然而，其仍然需要使用額外的至少一個觸控電極層來感測觸碰信號，且其仍須大幅改變原本液晶顯示面板的製程步驟，才能順利地製成內嵌式觸控顯示面板。

本發明實施例提供一種具有操作感應功能的液晶顯示面板。此液晶顯示面板包括顯示區與非用於顯示的至少一操作感應區。顯示區包括有多個第一電極與至少一第二電極，其中顯示區的多個第一電極接收影像資料的多個像素電壓，以及顯示區的第二電極接收共電壓。操作感應區包括有至少一第一電極與至少一第二電極，其中操作感應區的第一電極不接收像素電壓，以及操作感應區的第二電極不接收共電壓，而使得操作感應區的第一電極與/或第二電極用以感測觸碰物觸碰或接近操作感應區時所產生的感應信號。

本發明實施例還提供一種顯示裝置包括上述液晶顯示面板、感測電路與驅動電路，其中操作感應區電性連接感測電路，以及顯示區電性連接驅動電路。

據此，本發明實施例提供一種具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置，其中所述具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置僅需藉由走線布局的改變，即可賦予液晶面板具有觸控鍵的功能，因此具有低成本與高穩定性的優點，且在製程上因為減省了傳統貼合鍍有觸控電極層(例如，銦錫氧化物層)的貼合製程，所以可以大幅地提升了觸控液晶顯示面板的製程良率，促使製造成本可有效降低。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1‧‧‧顯示裝置

11、21~23、31、32‧‧‧液晶顯示面板

12‧‧‧驅動電路

13‧‧‧感測電路

111、217、226、238‧‧‧顯示區

112、218、227、239‧‧‧操作感應區

AA‧‧‧剖面線

211、221、231‧‧‧透明基板

212、222、232‧‧‧電晶體層

213、233‧‧‧第一電極層

223‧‧‧第一與第二電極層

234‧‧‧絕緣層

215、235‧‧‧第二電極層

214、224、236、ML‧‧‧液晶層

216、225、237‧‧‧透明蓋板

312、314、315、322、324‧‧‧電極對

313、316、317、323、325‧‧‧走線

314a、315a‧‧‧第二電極

314b、315b‧‧‧第一電極

圖1是本發明實施例所提供的顯示裝置的方塊圖。

圖2A是本發明實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意圖。

圖2B是本發明另一實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意 圖。

圖2C是本發明另一實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意圖。

圖3A是本發明實施例所提供的液晶顯示面板的平面透視圖。

圖3B是本發明另一實施例所提供的液晶顯示面板的平面透視圖。

圖4是本發明實施例所提供的液晶顯示面板的部份剖面示意圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件，且本文中所使用的術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。

本發明實施例提供一種具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置，所述液晶顯示面板透過改良現有液晶顯示面板製程其中的布局來配置非用於顯示且獨立的至少一個操作感應區，亦即，直接在液晶顯示面板上形成操作感應區，而無須貼合具有透明絕緣基板與鍍於絕緣基板上的至少一個觸控電極層的觸控面板來形成操作感應區。上述具有操作感應功能的液晶顯示面板僅需要進一步電性連接例如透過微控制器實現的感測電路，即可以獲取操作感應區上的感應信號，並藉此判斷例如觸碰位置、接近與否或手勢動作，且相鄰兩者的操作感應區的感應信號並不會彼此干擾影響，而有誤動作的情況發生。因此，上述具有操作感應功 能的液晶顯示面板與其顯示裝置具有低成本與高穩定性的優點，且在製程上因為減省了傳統貼合鍍有觸控電極層(例如，銦錫氧化物層)的貼合製程，所以可以大幅地提升了觸控液晶顯示面板的製程良率，促使製造成本可有效降低。

首先，請參照圖1，圖1是本發明實施例所提供的顯示裝置的方塊圖。於圖1中，顯示裝置1包括具有操作感應功能的液晶顯示面板11、驅動電路12與感測電路13。驅動電路12電性連接液晶顯示面板11，以及液晶顯示面板11電性連接感測電路13。液晶顯示面板11具有顯示區111與非用於顯示的至少一操作感應區112。

顯示區111具有多個第一電極(例如，像素電極)與對應的至少一個第二電極(例如，共電極)，顯示區111的多個第一電極電性連接顯示區111中多個以陣列排列的電晶體之第一端(例如，電晶體的源極端)，以及顯示區111的第二電極接收共電壓。驅動電路12用以控制多個電晶體的開關(例如，驅動電路12具有閘極驅動電路以選擇性地送閘極控制信號給多個電晶體的閘極)，以及將影像資料的多個像素電壓送給被開啟之多個電晶體的第二端(例如，驅動電路12具有源極驅動電路，將像素電壓送給被開啟之電晶體的汲極端)，以使電性連接被開啟之多個電晶體的第一電極接收多個像素電壓。如此一來，透過像素電壓與共電壓施加在第一電極與第二電極產生的電場，對應的液晶會產生扭轉，而使得顯示區111可以據此顯示影像資料對應的影像畫面。

操作感應區112具有至少一個第一電極與對應的至少一個第二電極。操作感應區112的第一電極不接收影像資料的像素電壓，且操作感應區112的第二電極不接收用於顯示區111的共電壓。因此，操作感應區112的第一電極(像素電極)與/或第二電極(共電極)係可用來感應觸碰物(例如，手指或觸控筆)觸碰或接近此操作感應區112時產生的感應信號(例如，透過電壓差值來呈現的電容 變化量)。感測電路13用來接收感應信號，並且依據感應信號決定對應的操作感應區112是否被觸發(例如，透過微控制器來實現)，甚至，透過連續多個感應信號的變化，感測電路13可以偵測觸控物的動作(例如，觸控或懸浮的手勢信號)。另外一方面，第一電極與第二電極的形狀與總長度並非用以限制本發明，於其中一種實施例，可以將第一電極與第二電極設計為用以發射與接收毫米波(millimeter wave)，使其增加感應觸碰物接近的距離，以及讓感測電路13可以更精確地感測觸碰物的動作類型。

在此請注意，除了顯示區111與操作感應區112之外，液晶顯示面板11更可以具有至少一標示區(圖1未繪示)，標示區可以圍繞在操作感應區112附近。標示區具有至少一第一電極與對應的至少一第二電極，第一電極接收特定電壓，第二電極接收共電壓，以產生電場，使對應的液晶扭轉。如此，標示區會顯示特定標示影像，以指示使用者液晶顯示面板11的何處為操作感應區112。

另外，除了使用上述標示區來標示操作感應區112之外，亦可以選擇改用塗布油墨圖案或黏貼貼紙於操作感應區112之上或其周圍。總而言之，上述用來標示操作感應區112的作法並非用以限制本發明。

接著，請參照圖2A，圖2A是本發明實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意圖。圖2A的液晶顯示面板21的堆疊結構是由圖1中之液晶顯示面板11沿著剖面線AA切割所看見的堆疊結構。於圖2A中，液晶顯示面板21由下而上依序具有透明基板211、電晶體層212、第一電極層213、液晶層214、第二電極層215與透明蓋板216。圖2A的液晶顯示面板21的堆疊結構可以見於現有的液晶顯示面板中，與現有液晶顯示面板的差異在於，液晶顯示面板21透過對第一電極層213與第二電極層215的布局，而劃分出顯示區217與操作感應區218。

顯示區217中的第一電極層213中的多個第一電極電性連接電晶體層212之多個電晶體的第一端，以透過電晶體的第一端接收影像資料的像素電壓。顯示區217中的第二電極層216中的至少一第二電極接收共電壓。然而，操作感應區218中的第一電極層213中的多個第一電極不接收影像資料的像素電壓，以及操作感應區218中的第二電極層216中的至少一第二電極不接收共電壓。

接著，請參照圖2B，圖2B是本發明另一實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意圖。圖2B的液晶顯示面板22的堆疊結構是由圖1中之液晶顯示面板11沿著剖面線AA切割所看見的堆疊結構。於圖2B中，液晶顯示面板22由下而上依序具有透明基板221、電晶體層222、第一與第二電極層223、液晶層224與透明蓋板225。圖2A的液晶顯示面板22的堆疊結構可以見於現有的橫向電場液晶顯示面板中，與現有橫向電場液晶顯示面板的差異在於，液晶顯示面板22透過對第一與第二電極層223的布局，而劃分出顯示區226與操作感應區227。

顯示區226中的第一與第二電極層223中的多個第一電極電性連接電晶體層222之多個電晶體的第一端，以透過電晶體的第一端接收影像資料的像素電壓。顯示區226中的第一與第二電極層223中的至少一第二電極接收共電壓。然而，操作感應區227中的第一與第二電極層223中的多個第一電極不接收接收影像資料的像素電壓，以及操作感應區227中的第一與第二電極層223中的至少一第二電極不接收共電壓。

接著，請參照圖2C，圖2C是本發明另一實施例的液晶顯示面板的堆疊結構示意圖。圖2C的液晶顯示面板23的堆疊結構是由圖1中之液晶顯示面板11沿著剖面線AA切割所看見的堆疊結構。於圖2C中，液晶顯示面板23由下而上依序具有透明基板231、電晶體層232、第一電極層233、絕緣層234、第二電極層235、 液晶層236與透明蓋板237。圖2C的液晶顯示面板23的堆疊結構可以見於現有的橫向電場液晶顯示面板中，與現有橫向電場液晶顯示面板的差異在於，液晶顯示面板23透過對第一電極層233與第二電極層235的布局，而劃分出顯示區238與操作感應區239。

顯示區238中的第一電極層233中的多個第一電極電性連接電晶體層232之多個電晶體的第一端，以透過電晶體的第一端接收影像資料的像素電壓。顯示區238中的多個第二電極層235中的至少一第二電極接收共電壓。然而，操作感應區239中的第一電極層233中的多個第一電極不接收影像資料的像素電壓，以及操作感應區239中的多個第二電極層235中的至少一第二電極不接收共電壓。

在此請注意，上述三種液晶顯示面板的堆疊結構並非用以限制本發明，其他液晶顯示面板的堆疊結構只要是透過第一與第二電極是否分別接收像素電壓與共電壓來劃分顯示區與操作感應區的作法，皆可以用來實現本發明實施例的液晶顯示面板。除此之外，上述雖然舉例，第一電極為像素電極，第二電極為共電極，但本發明並不限制於此，於其他種實施例方式中，亦有可能是第一電極為共電極，而第二電極為像素電極，且此時，第一電極的數量為至少一個，而第二電極的數量為多個。

本發明實施例的液晶顯示面板大體上可以應用在一般的顯示裝置上，例如電視、平板電腦、手機或提款機的顯示螢幕等等，甚至，還可以作為車錶、碼表或交通工具使用的抬頭顯示器的八段顯示裝置。

請參照圖3A，圖3A是本發明實施例所提供的液晶顯示面板的平面透視圖。於圖3A中，液晶顯示面板31於此實施例中，係用來實現車錶的八段顯示裝置。液晶顯示面板31於顯示區中具有多個電極對312，且每一個電極對312具有上下設置的第一電極與第二電極。顯示區中的多個第一電極與多個第二電極透過多個走 線313而可以電性連接到驅動電路。顯示區中的第一電極可以透過走線313接收到影像資料的像素電壓，以及顯示區中的第二電極可以透過走線313接收到共電壓。

液晶顯示面板31於多個操作感應區中具有多個電極對315，且每一個電極對315具有上下設置的第一電極與第二電極。操作感應區中的第一電極與第二電極透過走線316而可以電性連接到感測電路。操作感應區中的第一電極並不接收影像資料的像素電壓，以及操作感應區中的第二電極並不接收共電壓。因此，操作感應區中的第一電極與/或第二電極可以用來感應觸碰物是否觸碰到此操作感應區，且感測電路可以透過走線316獲得感應觸碰物觸碰到操作感應區時，對應的第一電極與/或第二電極所產生的感應信號。

液晶顯示面板31於此實施例中還具有形成多個標示區的多個電極對314，電極對314圍繞在操作感應區之電極對315的附近。每一個電極對314具有上下設置的第一電極與第二電極。標示區中電極對314的第一電極與第二電極透過走線317而可以電性連接到驅動電路。標示區中電極對314的第一電極接收特定電壓，以及標示區中電極對314的第二電極接收共電壓。如此，標示區會顯示特定標示影像，以指示使用者液晶顯示面板31的何處為操作感應區。

請參照圖3B，圖3B是本發明另一實施例所提供的液晶顯示面板的平面透視圖。於圖3B中，液晶顯示面板32於此實施例中，係用來實現車錶的八段顯示裝置。液晶顯示面板32於顯示區中的電極對322與走線323與圖3A之液晶顯示面板31於顯示區中的電極對312與走線313相同，以及液晶顯示面板32於操作感應區中的電極對324與走線325與圖3A之液晶顯示面板31於操作感應區中的電極對315與走線316相同，故不再贅述。圖3B與圖3A之實施例的差異在於，圖3B的液晶顯示面板32不具有標示 區，因此缺少如同圖3A的電極對314與走線317。

於上述兩實施例中，較佳地，操作感應區中的走線316與325係走最短路徑去電性連接到感測電路，不過根據感測電路本身的敏感度，最短路徑並非用以限制本發明。另外，操作感應區中的走線316與325較佳地應該獨立，且盡量地遠離顯示區的走線313與323，亦即顯示區的走線313與323不跨越操作感應區，而操作感應區中的走線316與325不跨越顯示區；同樣，根據感測電路本身的敏感度，上述限制亦有可能並非是必要限制。接著，請參照圖4,圖4是本發明實施例所提供的液晶顯示面板的部份剖面示意圖。圖4之剖面圖是圖3A的液晶顯示面板31沿著剖面線AA切割所獲得，由圖4可以知道標示區的第二電極314a與操作感應區的第二電極315a彼此未電性電接，以及標示區的第一電極314b與操作感應區的第一電極315b彼此未電性電接。在第一電極314b、315b與第二電極314a、315a之間則是液晶層ML(但本發明不限制於此，亦有可能如同前面圖2C的實施例為絕緣層)。由此，可以得知，本發明實施例的液晶顯示面板主要是改變現有液晶顯示面板製程中有關第一電極與第二電極的布局，來設計出非用於顯示的操作感應區，故無須貼合觸控面板或額外設計實體按鍵。

綜合以上所述，本發明實施例提供一種具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置，其中所述液晶顯示面板透過改良現有液晶顯示面板製程的走線布局來配置非用於顯示且獨立的至少一個操作感應區，即可賦予液晶面板具有觸控鍵的功能。所述具有操作感應功能的液晶顯示面板與其顯示裝置具有低成本與高穩定性的優點，且在製程上因為減省了傳統貼合鍍有觸控電極層(例如，銦錫氧化物層)的貼合製程，所以可以大幅地提升了觸控液晶顯示面板的製程良率，促使製造成本可有效降低。除此之外，本發明實施例並不限定液晶顯示面板的類型與應用。

以上所述，僅為本發明最佳之具體實施例，惟本發明之特徵 並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

Claims (10)

1. 一種具有操作感應功能的液晶顯示面板，包括：一顯示區，包括有多個第一電極與至少一第二電極，其中所述顯示區的所述多個第一電極接收一影像資料的多個像素電壓，以及所述顯示區的所述第二電極接收一共電壓；以及非用於顯示的至少一操作感應區，包括有至少一第一電極與至少一第二電極，其中所述操作感應區的所述第一電極不接收所述像素電壓，以及所述操作感應區的所述第二電極不接收所述共電壓，而使得所述操作感應區的所述第一電極與/或所述第二電極用以感測一觸碰物觸碰或接近所述操作感應區時所產生的一感測信號。
2. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，更包括：至少一標示區，圍繞於所述操作感應區的週圍，包括有至少一第一電極與至少一第二電極，其中所述第一電極接收一特定電壓，以及所述第二電極接收所述共電壓，以顯示一特定標示影像，來標示所述操作感應區，其中所述標示區的所述第一電極未電性連接所述操作感應區的所述第一電極，以及所述標示區的所述第二電極未電性連接所述操作感應區的所述第二電極。
3. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，其中所述操作感應區更包括至少一走線，以將所述操作感應區的所述第一電極與/或所述第二電極電性連接至一感測電路，且該走線不跨越所述顯示區。
4. 如請求項第3項所述的液晶顯示面板，其中用以所述操作應區的所述走線係走一最短路徑將所述操作感應區的所述第一電極與/或所述第二電極電性連接至所述感測電路。
5. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，其中所述顯示區更包括多個走線，所述顯示區的多個走線電性連接所述多個第一電極 與所述第二電極，並且不跨越所述操作感應區，而與所述操作感應區具有一距離。
6. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，其中所述液晶顯示面板用以實現一八段顯示裝置。
7. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，更包括：一電晶體層，具有多個電晶體，且所述多個電晶體電性連接所述顯示區的所述多個第一電極。
8. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，其中所述顯示區的所述多個第一電極未電性連接於所述操作感應區的所述多個第一電極，所述顯示區的所述第二電極未電性連接於所述操作感應區的所述第二電極。
9. 如請求項第1項所述的液晶顯示面板，其中所述液晶顯示面板之一透明蓋板於所述操作感應區上或週圍塗布有一油墨圖案或黏貼有一貼紙。
10. 一種顯示裝置，包括：一驅動電路；一感測電路；以及如請求項第1至9項其中之一的液晶顯示面板，其中所述顯示區的所述多個第一電極與所述第二電極電性連接所述驅動電路，以及所述操作感應區的所述第一電極與/或所述第二電極電性連接所述感測電路。