TWI444709B - 液晶顯示器之感測結構 - Google Patents

Description

液晶顯示器之感測結構

本發明係關於一種感測結構，特別是一種應用於液晶顯示器之感測結構。

由於光電技術的不斷進步及影像顯示技術的數位化，各種顯示器在日常生活中隨處可見。液晶顯示器因為具有高畫質、輕薄、低消耗功率、無輻射等優點，因此已廣泛地應用於各種通訊或電子產品上，並逐漸取代傳統陰極射線管顯示器，成為顯示器市場中的主流。

液晶顯示器與感測單元結合應用，可提供觸控功能。如此一來，電子產品可省卻按鍵或其它類似功能之設備與組裝，在同樣的產品尺寸規格下，便可容納更大尺寸之顯示面板。

第1圖所示係為習知液晶顯示器所採用的感測結構。習知感測結構10包含觸控面板(touch panel)11，設置於液晶顯示面板12上，利用設置於觸控面板11上之第一軟性電路板13來傳送觸控面板11於觸控時所產生的感測訊號。液晶顯示面板12包含彩色濾光層基板121及薄膜電晶體陣列基板122，且利用設置於薄膜電晶體陣列基板122上之第二軟性電路板14及驅動晶片17，以提供液晶顯示面板12工作所需之驅動電壓。此外，液晶顯示面板12本身即為一獨立顯示畫面裝置。使用黏膠15可將觸控面板11黏著於液晶顯示面板12上。

第一軟性電路板13與第二軟性電路板14須經熱壓接合，以使兩者的線路最終整合於一連接埠(connector)(圖未示)，再透過此連接埠與訊號處理系統(未圖示)電性連接。

習知液晶顯示器之觸控面板雖可提供觸控的效果，然而其需要設置至少兩片軟性電路板，以分別傳輸觸控訊號及驅動訊號，如此會增加所使用的材料與需要多次熱壓接合線路，使得製造成本增加。

有鑑於此，提供一種液晶顯示器之感測結構，可降低成本支出並簡化製程，為此一業界亟待解決之問題。

本發明之目的在於提供一種液晶顯示器之感測結構，藉由整合式軟性電路板，達到減少材料之使用、簡化軟性電路板之對位及接合製程，進而降低製造成本。若配合使用與顯示器整合的觸控單元，液晶顯示器之整體厚度更可進一步降低。

為達上述目的，本發明揭露一種液晶顯示器之感測結構，包含第一基板、第二基板、感測單元及軟性電路板。第二基板配置於第一基板之下方。感測單元配置於第一基板之上方，且適可於受觸碰時產生一觸碰訊號。軟性電路板具有第一端部和第二端部，於第一端部具有第一接合部及第二接合部，其中第一接合部係位於第一基板之上方且電性連接至感測單元，第二接合部連接至第二基板上。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，具有本發明所屬技術領域之通常知識者便可瞭解本發明之目的、技術手段及實施態樣。

以下將透過數個實施例來解釋本發明內容；然而，本發明的實施例並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明內容，而非用以限制本發明之範圍。

請一併參閱第2圖及第3圖，所示為本發明所揭露之液晶顯示器之感測結構的第一較佳實施例之立體圖及側視圖。感測結構2包含第一基板21、第二基板22、感測單元23及軟性電路板24。

第一基板21與第二基板22彼此疊置，第二基板22係配置於第一基板21之下方。第一基板21可為彩色濾光層基板，第二基板22可為薄膜電晶體陣列基板。此外，感測單元23係配置於第一基板21之上方，且涵蓋液晶顯示器之一有效顯示區域30(Active Area)之至少一部份，且感測單元23適可於受觸碰時，產生一觸碰訊號。

本實施例係可將感測晶片28及驅動晶片29配置於第二基板22上，兩者並分別與軟性電路板24電性連接。詳言之，軟性電路板24於第一端部具有第一接合部25及第二接合部26，第一接合部25係位於第一基板21之上方且電性連接至感測單元23，第二接合部26則可電性連接至感測晶片28與驅動晶片29。

第一接合部25與感測單元23電性連接的方式，例如第一接合部25的線路先連接至第一基板21的線路上，而後再透過第一基板21上之線路與感測單元23之線路連接；或者第一接合部25的線路直接與感測單元23的線路直接相連；此處僅是舉例，本發明不限於此，熟習相關技藝者當能依實際需求調整電性連接的方式。

第二接合部26可連接至第二基板22上，再藉由線路分別與感測晶片28及驅動晶片29電性連接。感測晶片28與驅動晶片29的尺寸、數目與分佈位置僅是舉例，熟習相關技藝者當能依實際需求進行調整。此外，軟性電路板24於第二端部可具有第三接合部27，電性連接至一訊號處理系統50。

第二基板22上的感測晶片28係經由第二接合部26及第一接合部25而與感測單元23電性連接，故當感測單元23受觸碰而產生觸碰訊號時，觸碰訊號便可經由軟性電路板24之第一接合部25及第二接合部26傳送至感測晶片28進行處理；隨後，可再經由第二接合部26與第三接合部27傳送至訊號處理系統50。訊號處理系統50可接收並處理訊號，進而辨識使用者所下達之控制指令；在某些實施例中，訊號處理系統50可回應使用者所輸入的訊號。訊號處理系統50可經由第三接合部27及第二接合部26，將驅動訊號輸入至驅動晶片29，以驅動液晶顯示器之畫面顯示。另外，為了輔助第一接合部25與第二接合部26的接合流暢與線路定位穩定，可於第一接合部25與第二接合部26之間有一縫隙，以方便接合作業和定位精準。縫隙的位置、長度、寬度或數目不限於此，熟習相關技藝者當能依實際需求進行調整。此外，軟性電路板24的線路可預先配置好，第三接合部27無須再經過熱壓接合，可降低成本支出與減少製程複雜度。

本發明感測結構之第二實施例如第4圖所示，在此實施例中，可省略前述實施例中的感測晶片，僅保留驅動晶片31，利用軟性電路板24的第一接合部25與第三接合部27，將感測單元23之感測訊號直接傳至訊號處理系統(未圖示)處理，換言之，感測單元23於受觸碰時產生的觸碰訊號可經由第一接合部25與第三接合部27傳送至訊號處理系統；或者亦可將前述實施例中之感測晶片與驅動晶片整合，使其成為具有感測功能之驅動晶片31，換言之，感測單元23於受觸碰時產生的觸碰訊號可經由第一接合部25及第二接合部26，傳送至驅動晶片31進行處理，隨後，可再經由第二接合部26與第三接合部27傳送至訊號處理系統。於此實施例中，可利用具有驅動及感測雙功能之晶片，來接收與處理來自感測單元23之感測訊號，並可提供一驅動電壓來驅動液晶顯示器。驅動晶片31的尺寸、分佈位置與數目僅是舉例，熟習相關技藝者可依實際需求予以調整。

第5圖所示為本發明感測結構之第三實施例。在此實施例中，感測單元23、感測晶片28及驅動晶片29分別電性連接軟性電路板24，其中第一接合部25可位於兩個彼此分離的第二接合部26之間。詳言之，軟性電路板24於第一端部以第一接合部25與感測單元23電性連接，並利用兩個彼此分離的第二接合部26連接至第二基板22上。如第5圖所示，兩個彼此分離的第二接合部26係分別對應感測晶片28及驅動晶片29設置，並分別連接至第二基板22上之兩側，且第一接合部25位於兩個彼此分離的第二接合部26之中間。同樣地，為了輔助第一接合部25與第二接合部26的接合流暢與線路定位穩定，可於第一接合部25與第二接合部26之間開設縫隙，以方便接合作業和定位精準。根據本發明，縫隙的位置、長度、寬度或數目沒有特別的限制，熟習相關技藝者可依實際需求進行調整。軟性電路板24之第二端部可透過第三接合部27電性連接至訊號處理系統(圖未示)。第5圖所繪示的各式晶片的尺寸、分佈位置與數目僅是舉例，熟習相關技藝者可依實際需求予以調整。另外，第一接合部25與第二接合部26之尺寸差異、於基板上位置分佈、數目多寡等，於此也僅是舉例，熟習相關技藝者亦可依實際需求進行調整。

第6圖所示係本發明感測結構之第四實施例。在此實施例中，感測晶片28與驅動晶片29可分別設置於第二基板22之兩側，而軟性電路板24僅電性連接感測單元23、感測晶片28與訊號處理系統(圖未示)。驅動晶片29透過另一軟性電路板32電性連接，以單獨傳輸來自訊號處理系統的驅動訊號。第一接合部25的位置亦可調整，例如：感測晶片28與驅動晶片29位置相鄰，而使第一接合部25位於第一基板21側邊上；在此僅是舉例，熟習相關技藝者可依實際需求予以調整。晶片的尺寸、分佈位置與數目亦僅是舉例，熟習相關技藝者可依實際需求進行調整。

前述實施例中，感測單元23可為電容感應式單元或電阻感應式單元，但本發明不限於此。感測單元23可為觸控面板(Touch Panel)、其它感應式觸控模組或與顯示器整合的觸控單元，但本發明不受此限，熟習相關技藝者可依實際需求選擇適當的感測單元。與顯示器整合的觸控單元，即觸控功能直接整合於顯示器生產製程中，不必再加一層觸控面板，因此可維持接近原顯示面板的薄度。在較佳實施例中，感測單元23可使用與顯示器整合的觸控單元，如此能使基板整體厚度減少、重量減輕亦減少元件的使用，使製程成本降低。

第7圖為與顯示器整合觸控單元的一種。如圖所示，第一基板21與第二基板22之間具有液晶層41，而感測單元23係直接整合於第一基板21之上表面34。舉例來說，於第一基板21之上表面34周圍形成圖案化之電極層36，接著再形成導電層37。導電層37可為透明的導電氧化物，例如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦(indium oxide)、矽銦氧化物(silicon indium oxide)、鋁鋅氧化物(aluminum zinc oxide,AZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、銻錫氧化物(antimony tin oxide,ATO)或氧化錫等材料；此處僅是舉例，本發明不受此限，熟習相關技藝者可依實際需求選用適當的材料。在較佳實施例中，導電層37係由氧化銦錫所製成。

保護層38可覆蓋著導電層37之表面。保護層38的材料可為氮化矽化合物(SiNx)，但本發明不以此為限，熟習相關技藝者可依實際需求選用適當的材料。保護層38上方可貼附偏光片39。在某些實施例中，可以偏光片39直接取代保護層38。此處與顯示器整合的觸控單元僅是舉例，本發明不限於此，熟習相關技藝者可依實際需求調整。

由於此種將感測單元23係直接整合於第一基板21之上表面34的特性，液晶顯示器之感測結構於製程安排上得更具彈性且更為簡易，且相較於習知技術，此種感測單元23之厚度較薄，更有利於降低感測結構之整體厚度。

綜上所述，本發明利用同一軟性電路板電性連接感測單元、晶片和訊號處理系統，可減少材料的使用與熱壓接合的次數，若配合使用與顯示器整合的觸控單元，液晶顯示器之整體厚度更可進一步降低，使得最終產品符合平面顯示裝置輕薄型化之發展趨勢。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，並可思揣其他不同的實施例，因此本發明之保護範圍當視後附申請專利範圍所界定者為準。

10．．．感測結構

11．．．觸控面板

12．．．液晶顯示面板

121．．．彩色濾光層基板

122．．．薄膜電晶體陣列基板

13．．．第一軟性電路板

14．．．第二軟性電路板

15．．．黏膠

17．．．驅動晶片

2．．．感測結構

21．．．第一基板

22．．．第二基板

23．．．感測單元

24．．．軟性電路板

25．．．第一接合部

26．．．第二接合部

27．．．第三接合部

28．．．感測晶片

29．．．驅動晶片

30．．．有效顯示區域

31．．．驅動晶片

32．．．軟性電路板

34．．．上表面

36．．．電極層

37．．．導電層

38．．．保護層

39．．．偏光片

41．．．液晶層

50．．．訊號處理系統

第1圖係習知感測結構之側視圖；

第2圖係本發明感測結構之第一實施例之立體圖；

第3圖係第2圖所示之感測結構之側視圖；

第4圖係本發明感測結構之第二實施例之立體圖；

第5圖係本發明感測結構之第三實施例之立體圖；

第6圖係本發明感測結構之第四實施例之立體圖；以及

第7圖係本發明感測單元之示意圖。

2．．．感測結構

21．．．第一基板

22．．．第二基板

23．．．感測單元

24．．．軟性電路板

25．．．第一接合部

26．．．第二接合部

27．．．第三接合部

28．．．感測晶片

29．．．驅動晶片

30．．．有效顯示區域

Claims (13)

1. 一種液晶顯示器之感測結構，包含：一第一基板；一第二基板，配置於該第一基板之下方；一感測單元，配置並直接整合於該第一基板之一第一上表面上，且該感測單元適可於受觸碰時，產生一觸碰訊號；一軟性電路板，具有一第一端部，適可電性連接該第一基板之該第一上表面及該第二基板之一第二上表面，且該第一端部具有一第一接合部及一第二接合部，該第一接合部與該第二接合部間具有一縫隙且呈一橫向(transverse)分離之狀態，其中該第一接合部係位於該第一上表面與該感測單元之間並且電性連接該感測單元；以及一感測晶片，配置於該第二基板之該第二上表面上，且該第二接合部電性連接於該感測晶片與該第二上表面之間，其中當該感測單元於受觸碰時產生的該觸碰訊號，係經由該第一接合及該第二接合部傳送至該感測晶片。
2. 如請求項1所述之感測結構，其中該軟性電路板更包含一第二端部，電性連接至一訊號處理系統。
3. 如請求項2所述之感測結構，其中該感測單元於受觸碰時產生的該觸碰訊號，係經由該軟性電路板傳送至該訊號處理系統。
4. 如請求項1所述之感測結構，其中該感測單元係涵蓋該液晶顯示器之一有效顯示區域之至少一部份。
5. 如請求項1所述之感測結構，另包含一驅動晶片，用以驅動該液晶顯示器，其中，該驅動晶片配置於該第二基板之該第二表面上，且經由該軟性電路板與該訊號處理系統電性相接。
6. 如請求項1所述之感測結構，其中該第一基板為一彩色濾光層基板，該第二基板為一薄膜電晶體陣列基板。
7. 如請求項6所述之感測結構，其中該感測單元係為一觸控單元，直接整合於該彩色濾光層基板之該第一上表面。
8. 如請求項7所述之感測結構，其中該觸控單元係為一電容感應式單元或一電阻感應式單元。
9. 如請求項7所述之感測結構，其中該感測單元係包含一導電層，該導電層係形成於該第一基板之該第一上表面。
10. 如請求項9所述之感測結構，其中該導電層係由氧化銦錫所製成。
11. 如請求項9所述之感測結構，其中該感測單元係包含一保護層，覆蓋於該導電層。
12. 如請求項11所述之感測結構，其中該保護層的材料為氮化矽化合物。
13. 如請求項11所述之感測結構，其中該保護層係為一偏光片。