TWI416924B - 觸控顯示面板、顯示器及行動電話 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種觸控顯示面板、採用該觸控顯示面板之顯示器及行動電話。
由於液晶顯示器具輕、薄、耗電少等優點,其被廣泛應用於電視、筆記型電腦、行動電話及個人數位助理等現代化資訊設備。在液晶顯示器上設置一觸摸屏,構成一觸控顯示裝置,使得用戶可以用手或者其他物體接觸觸摸屏,藉由觸控對應產生電訊號以控制液晶顯示器之圖像顯示,這樣可以減少甚至消除用戶對其他輸入設備(如鍵盤、滑鼠、遙控器等)之依賴,方便用戶之操作。
請參閱圖1,其係一種先前技術觸控顯示面板之側視圖,該觸控顯示面板100包括一觸摸屏101、一黏貼帶105、一液晶顯示面板102、一第一軟性電路板103、一第二軟性電路板104及一主電路板(圖未示)。
該液晶顯示面板102包括一顯示驅動積體電路106,該顯示驅動積體電路106提供該液晶顯示面板102工作所需之驅動電壓。該主電路板包括一觸摸屏驅動積體電路(圖未示)及連接器(圖未示),該觸摸屏驅動積體電路用於解析該觸摸屏101產生之電訊號。
該觸摸屏101藉由該黏貼帶105層疊黏貼於該液晶顯示面板102表面。該第一軟性電路板103之一端電連接至該觸摸屏101,另一端藉由一電連接器(圖未示)連接至該觸摸屏驅動積體電路。該第二軟性電路板104之一端電連接至
該液晶顯示面板102,另一端藉由一電連接器(圖未示)連接至該主電路板。
惟,由於該觸摸屏101與該液晶顯示面板102分別獨立製作,工序複雜,且該觸摸屏101係層疊黏貼於該液晶顯示面板102上,使該觸控顯示面板100整體厚度較大,不利於薄型化發展。另外,該觸摸屏101及該液晶顯示面板102需分別經由該第一軟性電路板103及該第二軟性電路板104連接至該主電路板,所需組件較多,多個連接點導致該觸控顯示面板100之組裝效率及可靠性降低。進一步,由於觸控操作直接面對顯示區域,觸控動作容易刮花顯示區域,隨使用時間之增長,而造成透光率降低及顯示模糊等不良情況,影響其使用壽命。
有鑑於此,有必要提供一種薄型化、易於組裝、可靠性高且使用壽命長之觸控顯示面板。
亦有必要提供一種應用該觸控顯示面板之顯示器。
還有必要提供一種應用該觸控顯示面板之行動電話。
一種觸控顯示面板,其包括一面板主體,該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區。該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電
極層及一第二電極層。
一種顯示器,其包括一觸控顯示面板、一容納該觸控顯示面板之外殼及一支撐該外殼之底座。該觸控顯示面板包括一面板主體,該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區。該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電極層及一第二電極層。
一種行動電話,其包括一電話主體及一設置於該電話主體之觸控顯示面板,該觸控顯示面板包括一面板主體,該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區。該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電極層及一第二電極層。
相較於先前技術,本發明觸控顯示面板之觸控區及顯示區係並列製作於同一面板主體,避免由先前技術中觸摸屏與顯示屏層疊造成之整體厚度增加,從而可以降低該觸控顯示面板之整體厚度,有利於電子裝置之薄型化發展。同時該顯示區及該觸控區之佈線及電路可同時製作於同一面板上,減少工序,易於組裝。進一步,由於將
先前分立之多個元件製作為一體,提高元件之集體化程度,使該觸控顯示面板具有更高之可靠性。更進一步,由於採用並列設置之結構,於觸控區內進行觸控操作,避免直接觸碰顯示區域,避免刮花等不良情況之發生。本發明顯示器及行動電話採用了上述觸控顯示面板,有利於產品之薄型化發展,提高產品之組裝性、可靠性及顯示質量。
請參閱圖2,係本發明觸控顯示面板第一實施方式之平面結構示意圖。該觸控顯示面板200包括一面板主體(未標示),該面板主體上並列設置一觸控區210及一顯示區240。該面板主體鄰近該顯示區240邊緣處設置一顯示驅動晶片251、一觸控驅動晶片252及一軟性電路板253。
請一併參閱圖3,係圖2所示觸控顯示面板沿III-III線方向之剖面結構示意圖。該面板主體包括一第一基板241及一與該第一基板241相對設置之第二基板242。該顯示驅動晶片251及該觸控驅動晶片252設置於該第二基板242之邊緣處,該軟性電路板253一端固定於第二基板242,並電連接至該顯示驅動晶片251及該觸控驅動晶片252,其另一端用於連接主電路板等其他電子元件。
該顯示區240及該觸控區210並列設置於該第一基板241。該顯示區240為一液晶顯示區。該顯示區240所對應之該第一基板241與該第二基板242之間設置一液晶層250,一框膠270包封該液晶層250並具有黏貼支撐作用,使該第一基板241與該第二基板242相互黏合並保持一固定
距離。於該第一基板241遠離該液晶層250一側設置一第一偏光片243,該第二基板242遠離該液晶層250一側設置一第二偏光片244。
該觸控區210為一電容型觸控區。於該觸控區210所對應之該第一基板241及該第二基板242相對之表面分別設置一第一電極層211及一第二電極層212。該框膠270使該第一、第二電極層211、212與該液晶層250相互隔離。於該第一基板241遠離該第一電極層211一側之表面設置一按鍵標誌層213,該按鍵標誌層213上可分區域劃分為不同功能之按鍵標誌,藉由觸摸按鍵標誌產生相應之觸控功能。
於該觸控區210內,亦可省略該按鍵標誌層213,而將不同之按鍵標誌藉由物理雕刻、化學蝕刻或鐳射之方法直接製作於該第一基板241外側表面,實現觸摸控制之功能,並降低該觸控區210之厚度。
請參閱圖4,係該第一基板241之平面結構示意圖。該觸控區210之第一電極層211包括複數n列m欄矩陣排列之第一微電極215(n、m均為自然數),每一列第一微電極215均由一導線Xn(圖中標示為X1,X2,…,Xn)串聯為一體,每一導線Xn延伸至該框膠270內,該框膠270內對應導線Xn之位置設置有導電粒子(圖未示),該導電粒子與該導線Xn電連接。
請參閱圖5,係該第二基板242之平面結構示意圖。該觸控區210之第二電極層212與第一微電極215對應位置設
置複數n列m欄矩陣排列之第二微電極217(n、m均為自然數),與第一微電極215不同之處在於:每一欄之複數第二微電極217均由一導線Ym(同上)串聯為一體,導線Ym經過一佈線區(未標示)電連接至該觸控驅動晶片252。
當該第一基板241與該第二基板242對合時,該導電粒子將該導線X1-Xn引導至該第二基板242,該導線X1-Xn進而藉由該第二基板242之佈線區佈線並電連接至該觸控驅動晶片252。由於該複數第一微電極215與該複數第二微電極217相對,且藉由該框膠270之支撐作用,該複數第一微電極215與其對應之第二微電極217相互間隔一定距離,從而形成複數微電容C1。該導線X1-Xn及Y1-Ym可由氧化銦錫導電薄膜製成。
該第一電極層211、該第二電極層212及該導線X1-Xn及Y1-Ym均可在通過不同光罩製程與該顯示區240之元件同時製作,從而減少製作工序,提高生產效率。
請一併參閱圖6及圖7,圖6係觸摸該觸控顯示面板200之動作示意圖,圖7係該觸控區210之工作原理電路圖。該複數電容C1之第一微電極215均藉由導線電連接至一恆流源218,第二微電極217均接地。當用手指216觸摸觸控區210時,由於該手指216為導體且藉由人體接地,此時該觸摸處之第一微電極215與手指216構成一電容C2,因該微電容C1與電容C2共用該第一微電極215,該微電容C1與該電容C2構成並聯關係,如圖7所示。一般,該電容C2大於該微電容C1,則該觸摸處之總電容C會顯著增大為:C=C1+C2,而觸摸前之總電容為C=C1。
該恆流源218提供穩定恆流I為該總電容C充電。根據下列公式:Q=I×T (a)
V=Q/C (b)
其中,Q為總電荷量,I為充電電流強度,T為充電時間,V為總電容C之充電電壓。
檢測觸摸座標之方法有二種:
方法一,根據一定時間T內總電容C之充電電壓V來判斷觸摸座標,具體方法為:由公式(a)、(b)得V=I×T/C,其中I、T為常數,則Q定值,觸摸處C由C1增大為C1+C2時,充電電壓V降低,該觸控驅動晶片252分析該實際充電電壓V,並與預設電壓比較,當實際充電電壓低於預設充電電壓時,則判斷為該點被觸摸,根據該處微電容C1之導線方位,判斷並發出該點座標訊號,從而實現顯示或控制功能。否則,判斷該點未被觸摸,不進行控制操作。
方法二,根據充電至固定電壓V所需充電時間T判斷觸摸座標,具體方法為:由公式(a)、(b)得T=V×C/I,其中V、I為常數,當觸摸處電容C由C1增大為C1+C2時,所需實際充電時間T線性增加,該觸控驅動晶片252分析該實際充電時間T,並與一預設充電時間比較,當實際充電時間大於預設充電時間時,則判斷為該點被觸摸,並發出該點座標訊號,以實現顯示或控制功能。否則,判斷該點未被觸摸,不進行控制操作。
該顯示區240不限於液晶顯示區,還可以是其他平板型顯示面板,如發光二極體(Light Emitting Diode,LED)顯示面板、電槳顯示面板(Plasma Display Pan-el,PDP)、有機發光二極體(Organic Light Emit-ting Diode,OLED)顯示面板、場致發射顯示面板(Field Emitting Display,FED)等類型。
請參閱圖8,係本發明觸控顯示面板第二實施方式之微電極315、317之平面結構示意圖。該觸控觸控顯示面板(圖未示)與第一實施方式之觸控顯示面板之主要區別在於:該第一微電極315與該第二微電極317均為菱形結構,導線X1-Xn及Y1-Ym分別沿對角線方向串聯該第一、第二微電極315、317,構成矩陣排列,其中該複數第一微電極315與該第二微電極317互相交錯排列,利用第一微電極315與相鄰第二微電極317之邊緣電場效應形成複數微電容(未標示),並藉由該複數微電容實現觸控功能。
該第一微電極315、第二微電極317亦可以為矩形、圓形或不規則圖形等形狀。
請參閱圖9,係一液晶顯示器之結構示意圖。該液晶顯示器400包括一觸控顯示面板200、一容納該觸控顯示面板200之外殼410及一支撐該外殼410之底座420。該觸控顯示面板200之該顯示區240用於顯示資訊,該觸控區210用於設置屏幕顯示控制(On Screen Display,OSD)系統480。該屏幕顯示控制系統480包括電源(Power)、色溫(Color Temperature)、顯示輝度(Brightness)、對比度(Contrast)及相位(Phase)等控制功能。
請參閱圖10,係一具觸控功能之行動電話之結構示意圖。該行動電話500包括一觸控顯示面板200及一電話主體510,該觸控顯示面板200設置於該行動電話200,該觸控顯示面板200之該顯示區240用於顯示訊息,該觸控區域210用於製作各種功能鍵580,如數字鍵、字母鍵等。
該液晶顯示器400及該行動電話500亦可採用本發明第二實施方式之觸控顯示面板。
相較於先前技術,本發明觸控顯示面板200中,該觸控區210及該顯示區240並列製作於相同基板241、242間,避免層疊設置,降低該觸控顯示面板200之厚度,有利於實現產品之薄型化。該觸摸區210之複數第一、第二微電極215、217、導線X1-Xn及Y1-Ym可與該顯示區240之內部結構一同製作,減少製作工序,降低生產成本。同時,該觸控驅動晶片252亦可隨該顯示驅動晶片251採用同樣之技術製作於該第二基板242表面,如玻璃覆晶技術(Chip On Glass, COG),且只需要一塊軟性電路板253就可實現與主電路板之連接,從而減少元件,節省成本,提高組裝效率,並且有利於可靠性之提高。進一步,由於採用並列設置之結構,單獨於該控制區210內進行操作,避免刮花顯示區240,屏幕得到保護,有利於延長其使用壽命。
該液晶顯示器400及該行動電話500採用上述第一實施方式之觸控顯示面板200或第二實施方式之觸控顯示面板,產品厚度得以降低,符合薄型化之需求。同時減少元件,提高組裝效率及產品可靠性。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,爰依法提出申請專利。惟,以上所述者僅係本發明之較佳實施方式,本發明之範圍並不以上述實施方式為限,舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
200‧‧‧觸控顯示面板
244‧‧‧第二偏光片
210‧‧‧觸控區
250‧‧‧液晶層
211‧‧‧第一電極層
251‧‧‧顯示驅動晶片
212‧‧‧第二電極層
252‧‧‧觸控驅動晶片
213‧‧‧按鍵標誌層
253‧‧‧軟性電路板
215、315‧‧‧第一微電極
270‧‧‧框膠
216‧‧‧手指
400‧‧‧液晶顯示器
217、317‧‧‧第二微電極
410‧‧‧外殼
218‧‧‧恆流源
420‧‧‧底座
240‧‧‧顯示區
480‧‧‧屏幕顯示控制系統
241‧‧‧第一基板
500‧‧‧行動電話
242‧‧‧第二基板
510‧‧‧電話主體
243‧‧‧第一偏光片
580‧‧‧功能鍵
圖1係一種先前技術觸控顯示面板之側視圖。
圖2係本發明觸控顯示面板第一實施方式之平面結構示意圖。
圖3係圖2中沿III-III線方向之剖面結構示意圖。
圖4係圖3所示觸控顯示面板之第一基板之平面結構示意圖。
圖5係圖3所示觸控顯示面板之第二基板之平面結構示意圖。
圖6係觸摸圖3所示觸控顯示面板之動作示意圖。
圖7係圖3所示觸控顯示面板工作原理之等效電路圖。
圖8係本發明觸控顯示面板第二實施方式之觸控區之微電極排列結構示意圖。
圖9係應用觸控顯示面板之顯示器之結構示意圖。
圖10係應用觸控顯示面板之行動電話之結構示意圖。
210‧‧‧觸控區
243‧‧‧第一偏光片
211‧‧‧第一電極層
244‧‧‧第二偏光片
212‧‧‧第二電極層
250‧‧‧液晶層
213‧‧‧按鍵標誌層
251‧‧‧顯示驅動晶片
240‧‧‧顯示區
253‧‧‧軟性電路板
241‧‧‧第一基板
270‧‧‧框膠
242‧‧‧第二基板
Claims (25)
- 一種觸控顯示面板,其包括一面板主體,該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區,該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電極層及一第二電極層。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板,其進一步包括一顯示驅動電路及一觸控驅動電路,該顯示驅動電路用於驅動該顯示區工作,該觸控驅動電路用於解析該觸控區之觸控狀態。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板,其中,該顯示驅動電路及該觸控驅動電路設置於該第二基板。
- 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示面板,其中,與該觸控區相對應之該第一基板鄰近該第二基板之表面設置該第一電極層,該第二基板鄰近該第一電極層之表面設置該第二電極層,該第一電極層與該第二電極層形成複數微電容。
- 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示面板,其中該第一電極層包括複數第一微電極,該第二電極層包括複數第二微電極,該複數第一微電極與該複數第二微電極對應形成複數微電容。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板,其中每一第 一微電極與一第二微電極相對設置形成一微電容。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板,其中每一第一微電極與一第二微電極利用邊緣電場效應形成一微電容。
- 如申請專利範圍5項所述之觸控顯示面板,其中,該複數微電容電連接至該觸控驅動電路。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板,其中,該複數微電容成n列m欄之矩陣設置。
- 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示面板,其中,每一列/欄微電容之第一微電極藉由一導線串聯並電連接至該觸控驅動電路。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示面板,其中,該框膠內具有導電粒子,該第一微電極之導線藉由該導電粒子與第二基板之觸控驅動電路電連接。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示面板,其中,每一欄/列微電容之第二微電極藉由一導線串聯並電連接至該觸控驅動電路。
- 如申請專利範圍第11或10項所述之觸控顯示面板,其中,該導線由氧化銦錫導電薄膜製成。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板,其中,該第一微電極及該第二微電極形狀為矩形、圓形或菱形。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板,其中,該觸控區第一基板之外側表面具有一按鍵標誌層。
- 如申請專利範圍第15項所述之觸控顯示面板,其中,該按鍵標誌層分為複數具有不同功能之按鍵標誌。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板,其中,該觸 控區表面刻有複數按鍵標誌。
- 如申請專利範圍第17項所述之觸控顯示面板,其中,該複數按鍵標誌藉由物理雕刻、化學蝕刻或鐳射方法之一製作於該第一基板之表面。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板,其進一步包括一軟性電路板,該軟性電路板一端電連接至該顯示驅動電路及該觸控驅動電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板,該顯示區係液晶顯示區、發光二極體顯示區、電槳顯示區、有機發光二極體顯示區及場致發射顯示區之任意一種。
- 一種液晶顯示器,其包括一觸控顯示面板、一容納該觸控顯示面板之外殼及一支撐該外殼之底座,其中該觸控顯示面板包括一面板主體,該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區,該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電極層及一第二電極層。
- 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示器,其中,該觸控區為屏幕顯示控制系統。
- 如申請專利範圍第22項所述之液晶顯示器,其中,該屏幕顯示控制系統用於控制該觸控顯示器之電源、色溫、顯示輝度、對比度及相位。
- 一種行動電話,其包括一電話主體及一設置於該電話主體之觸控顯示面板,其中該觸控顯示面板包括一面板主體, 該面板主體上並列設置一液晶顯示區及一具有觸控功能之觸控區,該面板主體包括一第一基板及一與該第一基板相對設置之第二基板,該液晶顯示區與該觸控區共用該第一基板及該第二基板,其中,該液晶顯示區對應的該第一基板及該第二基板之間設置有液晶層,該觸控區對應的該第一基板及該第二基板設置有用於實現觸控功能之一第一電極層及一第二電極層。
- 如申請專利範圍第24項所述之行動電話,其中,該觸控區設置為數字鍵及功能鍵。
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