TWI431519B - 觸控液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控液晶顯示裝置

本發明係關於一種觸控液晶顯示裝置。

近年來，隨操作人性化、簡潔化發展，帶有觸控面板之觸控顯示裝置，特別是觸控液晶顯示裝置，越來越廣泛地應用於生產及生活中。由於用戶可以直接用手或者其他物體接觸觸控液晶顯示裝置以輸入訊息，從而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，大大方便用戶之操作。

當前，觸控面板通常包括電阻型、電容型、聲波型、紅外線型等多種類型，其一般為矩形透明面板形式，並採用堆疊之方式設置於液晶顯示裝置之顯示面一側，並藉由軟性電路板等連接於液晶顯示裝置及相應之控制裝置，從而實現觸控功能。

惟，上述堆疊結構之觸控液晶顯示裝置中，觸控面板與液晶顯示裝置均為獨立結構且需要分別製作，然後再組合固定於一起，其製造成本較高。觸控面板通常藉由一黏合層黏合於液晶顯示裝置之顯示面，該觸控面板及黏合層使觸控液晶顯示裝置之厚度及重量增加。同時，由於該觸控面板及黏合層對光具有吸收、折射及反射等光學作用，使液晶顯示裝置之光穿透率降低，且易產生光學干擾，造成顯示圖像變形或變色，降低其顯示效果。

有鑑於此，提供一種製造成本低、厚度薄、重量輕且顯示效果良好之觸控液晶顯示裝置。

一種觸控液晶顯示裝置，其包括一第一基板、一與該第一基板相對設置之第二基板、一設置於該第一基板與該第二基板間之液晶層及一電容傳感層，該電容傳感層包括一透明導電圖案，該透明導電圖案設置於該第二基板之一表面。

相較於先前技術，本發明觸控液晶顯示裝置之第二基板由於其表面具有一電容傳感層，並借助該電容傳感層與外界導體之耦合電容效應，形成電容型觸控結構，實現觸控功能。該觸控液晶顯示裝置不需要額外之觸控面板，其製造成本低、厚度薄、重量輕，有利於觸控液晶顯示裝置之輕薄化發展。同時，由於未使用觸控面板及黏貼帶等元件，有效減少光吸收、折射、反射及干擾等不良現象，該觸控液晶顯示裝置之整體透光率高且顯示效果良好。

請參閱圖1，係本發明觸控液晶顯示裝置第一實施方式之側面結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置1包括一第一基板11、一與該第一基板11相對設置之第二基板12及一夾於該第一基板11與該第二基板12之間之液晶層13。

該第一基板11遠離該液晶層13一側之表面設置一第一偏光片111。該第二基板12遠離該液晶層13一側之表面依次層疊設置一第一電容傳感層14及一第二偏光片15，其中該第一電容傳感層14鄰近該第二基板12。

該第二偏光片15兼具偏光性及介電性並具有一定機械 強度，從而既可實現偏光作用，又使該第一電容傳感層14與外界電絕緣，亦相當於一保護層，可保護該第一電容傳感層14免受外界物體刮傷。

請參閱圖2，係圖1所示第一電容傳感層14之平面結構示意圖。該第一電容傳感層14包括一導電層141、一電極142及四電極線L1、L2、L3、L4。

該導電層141係由均勻透明導電材質製成，如氧化銦錫薄膜。該電極142係一中空矩形電極，其由低電阻率材質製成，如印刷銀漿或氧化銦錫等，其設置於該導電層141邊緣並與該導電層141電連接。該電極142亦可以為四條形電極，並分別設置於該導電層141之四邊緣。該四電極線L1、L2、L3、L4一端分別電連接於該電極142之四邊，另一端電連接於外部控制器(圖未示)用於傳輸電訊號。

請參閱圖3，係該觸控液晶顯示裝置1之工作原理示意圖。當該觸控液晶顯示裝置1處於工作狀態時，該四電極線L1、L2、L3、L4從外部控制器同時接收相同之交流電壓訊號，並藉由該電極142傳輸至該導電層141。由於該四電極線L1、L2、L3、L4傳輸之電壓訊號相同，所以該電極142各點之電位相同，並保持電位動態一致。同時，該四電極線L1、L2、L3、L4之間無電壓差，亦無電流通過該四電極線L1、L2、L3、L4。

當用手指(圖未示)碰觸該第二偏光片15之任意一點P時，由於手指係導體，其可作為一電容極板，該導電層141亦可作為一電容極板，該第二偏光片15作為一介電層，則 該手指、該導電層141及夾於二者之間之第二偏光片15形成一耦合電容C。由於手指藉由人體接地，大地與該導電層141之間存在電壓差。則由於耦合電容C之作用，產生耦合電流通過該耦合電容C並藉由人體流入大地。且該耦合電流等於從該四電極線L1、L2、L3、L4分別流出電流I1、I2、I3、I4之和。

根據電容理論輿實驗驗正，該四電極線L1、L2、L3、L4所在之四邊與該點P之間具有不同之距離Ya、Xa、Yb、Xb，而流經該四電極線L1、L2、L3、L4之電流I1、I2、I3及I4與該對應之距離Ya、Xa、Yb、Xb成比例，則通過計算該四電流I1、I2、I3、I4之比，即可計算出該點P與該電極142各邊之距離Ya、Xa、Yb、Xb之比例，從而確定該點P所對應之控制座標，並根據該座標對應產生控制訊號。

相較於先前技術，該觸控液晶顯示裝置1第二基板12與該第二偏光片15之間設置一第一電容傳感層14，並藉由該第一電容傳感層14與人體之導電作用，形成電容型觸控結構，以實現觸控功能。該觸控液晶顯示裝置1不需要額外之觸控面板，其製造成本低、厚度薄、重量輕，有利於該觸控液晶顯示裝置1之輕薄化發展，而且節省材質，有利於降低觸控液晶顯示裝置1之成本。同時，由於該觸控液晶顯示裝置1減少使用觸控面板及黏貼帶等元件，光線不必穿過觸控面板及黏貼帶等元件，可減少光吸收、折射、反射及光線干擾等不良現象，觸控液晶顯示裝置1之透光率高、顯示效果好。

請參閱圖4，係本發明觸控液晶顯示裝置第二實施方式之結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置2與該觸控液晶顯示裝置1相似，其主要區別在於：該觸控液晶顯示裝置2進一步包括一彩色濾光層221及一導電膠222。該彩色濾光層221設置於該第二基板22鄰近該液晶層23一側。該第一電容傳感層24設置於該第二基板22與該彩色濾光層221之間。該第二偏光片25設置於該第二基板22遠離該液晶層23一側。

該導電膠222設置於該第一基板21與該第二基板22之間，該導電膠222鄰近該第二基板22一側電連接至該第一電容傳感層24之電極(圖未示)，該導電膠222另一側電連接至設置於該第一基板21上之複數電子線路(圖未示)。該電子線路電連接至一驅動電路(圖未示)。該驅動電路用於根據該電容傳感層24內電流變化來解析並確定外界觸碰之座標，以驅動該觸控液晶顯示裝置2實現觸控功能。

相較於第一實施方式，該觸控液晶顯示裝置2由於該第一電容傳感層24設置於該第二基板22靠近該液晶層23一側，使該第一電容傳感層24避免受到外界刮傷、撞擊等損害，進而使該觸控液晶顯示裝置2可靠性較高。

請參閱圖5，係本發明觸控液晶顯示裝置第三實施方式之結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置3與該觸控液晶顯示裝置2相似，其主要區別在於：第二偏光片35設置於第二基板32鄰近液晶層33一側，其位於第一電容傳感層34與該第二基板32之間。

請參閱圖6，係本發明觸控液晶顯示裝置第四實施方式 之結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置4與該觸控液晶顯示裝置2相似，其主要區別在於：該觸控液晶顯示裝置4進一步包括一第二電容傳感層46，該第二電容傳感層46設置於第二偏光片45與第二基板42之間。

請一併參閱圖7，係圖6所示第一及第二電容傳感層之空間結構示意圖。該第一電容傳感層44包括一第一導電層441、二設置於該第一導電層441相對之二邊緣之電極442及二電極線L1、L2。該第二電容傳感層46包括一第二電容傳感層461、二設置於該第二導電層461相對之二邊緣之電極462及二電極線L3、L4。該第一電容傳感層44用於確定一第一方向X之座標，該第二電容傳感層46用於確定一與該第一方向垂直之第二方向Y之座標。

請參閱圖8，係本發明觸控液晶顯示裝置第五實施方式之結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置5與該觸控液晶顯示裝置4相似，其主要區別在於：第二偏光片55設置於第一電容傳感層54與第二基板52之間。

請一併參閱圖9及圖10，圖9係本發明觸控液晶顯示裝置第六實施方式之結構示意圖，圖10係圖9所示第一及第二電容傳感層之空間結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置6與該觸控液晶顯示裝置4結構相似，其主要區別在於：該第一電容傳感層64包括複數獨立間隔設置且相互平行之第一透明導電線641，該第二電容傳感層66包括複數獨立間隔設置且相互平行之第二透明導電線661。該第一透明導電線641與該第二透明導電線661垂直。每一第一透明導電線641及 每一第二透明導電線661之兩端均藉由一電極(圖未示)連接一透明導電線(圖未示)用來為該第一透明導電線641及第二透明導電線661輸入或輸出訊號。該複數交叉之第一、第二透明導電線641、661形成數位電容式觸控系統，使該觸控液晶顯示裝置6藉由依序掃描該第一、第二透明導電線641、661可實現多點觸控。

請參閱圖11，係本發明觸控液晶顯示裝置第七實施方式之結構示意圖。該觸控液晶顯示裝置7與該觸控液晶顯示裝置6相似，其主要區別在於：第二偏光片75設置於第一電容傳感層74與第二基板72之間。

綜上所述，本發明確已符合發明之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為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。

觸控液晶顯示裝置‧‧‧1、2、3、4、5、6、7

第一基板‧‧‧11、21

第二基板‧‧‧12、22、32、42、52、72

液晶層‧‧‧13、23、33

第一電容傳感層‧‧‧14、24、34、54、64、74

第二偏光片‧‧‧15、25、35、45、55、75

第二電容傳感層‧‧‧46、66

第一偏光片‧‧‧111

第一導電層‧‧‧141、441

電極‧‧‧142、442、462

彩色濾光層‧‧‧221

導電膠‧‧‧222

第二導電層‧‧‧461

第一透明導電線‧‧‧641

第二透明導電線‧‧‧642

圖1係本發明觸控液晶顯示裝置第一實施方式之側面結構示意圖。

圖2係圖1所示電容傳感層之平面結構示意圖。

圖3係圖1所示觸控液晶顯示裝置之工作原理示意圖。

圖4係本發明觸控液晶顯示裝置第二實施方式之結構示意圖。

圖5係本發明觸控液晶顯示裝置第三實施方式之結構示意圖。

圖6係本發明觸控液晶顯示裝置第四實施方式之結構示意圖。

圖7係圖6所示第一及第二電容傳感層之立體結構示意圖。

圖8係本發明觸控液晶顯示裝置第五實施方式之結構示意圖。

圖9係本發明觸控液晶顯示裝置第六實施方式之結構示意圖。

圖10係圖9所示第一及第二電容傳感層之立體結構示意圖。

圖11係本發明觸控液晶顯示裝置第七實施方式之結構示意圖。

觸控液晶顯示裝置‧‧‧1

第一基板‧‧‧11

第二基板‧‧‧12

液晶層‧‧‧13

第一電容傳感層‧‧‧14

第二偏光片‧‧‧15

第一偏光片‧‧‧111

Claims (17)

1. 一種觸控液晶顯示裝置，其包括：一第一基板；一第二基板，其與該第一基板相對設置；一液晶層，其設置於該第一基板與該第二基板之間；一偏光片，其設置於該第二基板遠離液晶層之一側；及一電容傳感層，該電容傳感層包括一透明導電圖案，該透明導電圖案設置於該第二基板之一表面，且該電容傳感層位於該偏光片與該液晶層之間，其中該電容傳感層可偵測觸控所產生之耦合電流並計算出對應之控制座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層用於感測外界觸碰點於二相互交叉之座標軸上之座標。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層設置於該第二基板遠離該液晶層一側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層設置於該第二基板鄰近該液晶層一側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該觸控液晶顯示裝置進一步包括一導電膠，其設置於該第一基板與該第二基板之間，且該導電膠電連接至該電容傳感層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該觸控液晶顯示裝置進一步包括一驅動電路，其設置於該第一基板並電連接至該導電膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該透明導電圖案為一矩形之透明導電層。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層進一步包括四電極，該四電極分別設置於該透明導電層之四邊緣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層進一步包括四電極線，每一電極線電連接至一電極。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該觸控液晶顯示裝置進一步包括一電容傳感層，該二電容傳感層分別設置於該第二基板二相對之表面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一電容傳感層用於感測外界觸碰點於一座標軸上之座標，該二座標軸之方向交叉。
12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一透明導電圖案為一矩形之透明導電層。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一電容傳感層進一步包括四電極，該四電極分別設置於該透明導電層之四邊緣。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一電容傳感層進一步包括四電極線，每一電極線電連接至一電極。
15. 如申請專利範圍第10項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一透明導電圖案為複數間隔設置之透明導電線。
16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，每一電容傳感層進一步包括複數電極，每一該透明導電線兩端設置有二該電極。
17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控液晶顯示裝置，其中，該電容傳感層進一步包括複數電極線，每一電極線電連接至一電極。