TWI461805B - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種液晶顯示裝置(LCD),並且特別地,本發明關於一種液晶顯示裝置(LCD),其具有一用以感測一使用者之觸控的感測電極。
液晶顯示裝置(LCD)由於具有例如低驅動電壓、低功耗、以及可攜性之優點,廣泛應用於不同領域,例如筆記型電腦、監視器、航天器、以及飛機。一液晶顯示裝置(LCD)包含有一底基板、一頂面板、以及底基板與頂基板之間形成的一液晶層。根據是否應用一電場,控制液晶層之排列以使得光線透射率在液晶顯示裝置(LCD)之中控制,用以由此在液晶顯示裝置(LCD)之上顯示影像。
通常,一滑鼠或鍵盤用作一液晶顯示裝置(LCD)之輸入裝置。然而,當液晶顯示裝置(LCD)應用於導航系統、移動終端、以及電子設備時,一觸控式螢幕近來用作代替使用滑鼠或鍵盤的新輸入裝置,其中觸控式螢幕使得一使用者能夠使用一手指或筆直接輸入資訊。
以下,將詳細描述習知技術之一具有觸控式螢幕之液晶顯示裝置(LCD)。「第1圖」係為習知技術之一液晶顯示裝置(LCD)之橫截面圖。
如「第1圖」所示,習知技術之液晶顯示裝置(LCD)包含有一液晶面板10以及一觸控式螢幕20。液晶面板10顯示影像。這裡,液晶面板10包含有一底基板12、一頂基板14、以及底基板12與頂基板14之間形成的一液晶層16。觸控式螢幕20形成於液晶面板10之一頂表面上,以及觸控式螢幕20提供為感測一使用者之觸控。觸控式螢幕20包含有一觸控式基板22、一形成於觸控式基板22之一底表面上的第一感測電極24、以及一形成於觸控式基板22之一頂表面上的第二感測電極26。
第一感測電極24在觸控式基板22之底表面上,在水平方向上排列;以及第二感測電極26在觸控式基板22之頂表面上,在垂直方向上排列。因此,如果使用者觸控一預定部份時,第一與第二感測電極24及26之間的電容在觸控部份變化。因此,一使用者之觸控點透過電容之改變可感測。
然而,由於習知技術之液晶顯示裝置(LCD)形成有另外形成於液晶面板10之頂表面上的觸控式螢幕20,因此,總厚度由於觸控式螢幕20增加,製造過程複雜化,以及製造成本也增加。
因此,鑒於上述問題,本發明之目的在於提供一種液晶顯示裝置,藉由克服由於習知技術之限制及缺點所產生之一個或多個問題。
本發明之一目的在於提供一液晶顯示裝置,其中一用於感測使用者之觸控的感測電極提供於一液晶面板之內部。因此,不需要在液晶面板之一頂表面上提供一另外的觸控式螢幕,由此可減少總厚度,簡化製造過程,以及降低製造成本。
本發明其他的優點與特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述,並且本發明其他的優點與特徵對於本領域的普通技術人員來說,可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份,得以實現和獲得。
為了獲得本發明目的之這些及其他優點,現對本發明作具體化和概括性的描述,本發明提供的一種液晶顯示裝置包含有一基板,複數個閘極線及複數個資料線,其位於基板之上彼此相交叉,用以定義複數個畫素區域;位於畫素區域中的複數個畫素電極;一共同電極,形成圖案為具有複數個共同電極圖案部份,每一共同電極圖案部份對應於一單獨畫素區域;複數個感測線,其位於共同電極之上且與共同電極電連接;以及至少一個電場屏蔽層,其位於相鄰之共同電極圖案部份之間的一區域之上。
可以理解的是,如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明,並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
以下,將結合圖式部份詳細描述本發明之較佳實施例。圖式中的相同標號表示相同或類似元件。下文中,將結合附圖描述本發明之一液晶顯示裝置。
「第2A圖」係為本發明一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖,「第2B圖」係為沿「第2A圖」之A-A線之橫截面圖,以及「第2C圖」係為沿「第2A圖」之B-B線之橫截面圖。如「第2A圖」所示,本發明一實施例之液晶顯示裝置包含有一基板100、一閘極線210、一資料線230、一共同電極300、一感測線400、以及一畫素電極500。基板100可由玻璃或塑料形成。閘極線210在水平方向,形成於基板100之上;以及資料線230在垂直方向,形成於基板100之上。複數個畫素區域透過彼此相交叉的閘極線210與資料線230定義。閘極線210係為直線形狀,以及資料線係為一彎曲形狀,但是並不限制於此。資料線230可提供為一直線形狀。
雖然圖未示,對於每一畫素區域,一薄膜電晶體可形成為一開關元件,該薄膜電晶體可具有一閘極、一半導體層、以及源/汲極。該薄膜電晶體可形成為閘極位於半導體層之下的一底閘結構,或者閘極位於半導體層之上的一頂閘結構。
共同電極300與畫素電極500一起形成一電場以驅動液晶。此外,共同電極300功能上作為用以感測一使用者觸控的感測電極。為了將共同電極300作為感測電極使用,複數個共同電極300提供於一預定圖案中。每一共同電極300可形成為與一個或多個畫素區域相對應之尺寸。舉例而言,如圖所示,每一共同電極300可形成為與三個畫素區域相對應之尺寸。
感測線400將這些共同電極300彼此電連接。也就是說,單獨形成的複數個共同電極300使用感測線400相連接,以及一感測電路元件與感測線400之一端相連接,用以由此感測使用者之觸控。感測線400與資料線230以及與閘極線210相平行排列,用以由此感測X軸及Y軸坐標上的觸控部份。
感測線400功能上用以減少共同電極300之電阻且防止發生旋錯,以下將進行描述。
通常,共同電極300係由一透明導電材料,例如氧化銦錫(Indium-Tin-Oxide,ITO)形成。該透明導電材料之缺點在於具有較大的電阻。在這一方面,係由具有良好導電性的金屬材料形成的感測線400與共同電極300相連接,由此共同電極300之電阻減少。
如「第2A圖」所示,如果資料線230形成為彎曲形狀,則光洩漏出現於資料線230的彎曲部份中,由此產生旋錯。因此,與閘極線210相平行排列的感測線400形成於旋錯發生部份中,用以由此防止出現旋錯。以上的感測線400防止出現旋錯。然而,需要防止透過感測線400產生的孔徑比之減少。因此,與資料線230相平行排列的感測線400較佳地與資料線230相重疊。如果需要,可另外提供與閘極線210相重疊的感測線400用以減少共同電極300之電阻,同時防止透射率之減少。
畫素電極500形成於每一畫素區域之中。特別地,畫素電極500之形狀可與畫素區域之形狀相對應。將結合「第4A圖」描述,至少一個狹縫可提供於畫素電極500之中,用以實現一邊緣場切換型液晶顯示裝置。
將結合「第2B圖」及「第2C圖」之橫截面圖,詳細描述本發明之一實施例之液晶顯示裝置。
如「第2B圖」所示,閘極線210在基板100之上形成圖案,以及一閘極絕緣層220及一鈍化層240順次形成於閘極線210之上。共同電極300在鈍化層240之上形成圖案,以及感測線400在共同電極300之上形成圖案。一絕緣中間層450形成於感測線400之上,以及畫素電極500在絕緣中間層450之上形成圖案。
如「第2C圖」所示,閘極絕緣層220形成於基板100之上,資料線230在閘極絕緣層220之上形成圖案,以及鈍化層240形成於資料線230之上。共同電極300在鈍化層240之上形成圖案,以及感測線400在共同電極300之上形成圖案。絕緣中間層450形成於感測線400之上,以及畫素電極500在絕緣中間層450之上形成圖案。
「第2B圖」及「第2C圖」中所示之橫截面表示底閘結構之薄膜電晶體。如果形成頂閘結構之薄膜電晶體,一絕緣層可另外形成於閘極線210之下用以將半導體層與閘極線210彼此相絕緣。
如「第2C圖」所示,根據本發明之一實施例,共同電極300形成圖案以使得共同電極300與複數個畫素區域相對應。而且,分別形成圖案的共同電極300以固定之間隔提供,同時定位於相對於資料線230,即,「第2C圖」中所示的中心資料線230的左及右側。因此,具有共同電極300形成於資料線230之上的一區域,以及共同電極300不形成於資料線230之上的一區域。
如果共同電極300形成於資料線230之上,則在資料線230之中出現的電場透過共同電極300阻擋,以使得液晶層不透過在資料線230出現的電場影響。然而,如果共同電極300不形成於資料線230之上,則由於在資料線230中出現的電場不透過共同電極300阻擋,因此液晶層透過在資料線230中出現的電場影響,並且可出現串擾。
「第3圖」係為透過本發明一實施例的液晶顯示裝置之資料線產生的電場分佈之模擬圖。如「第3圖」所示,在共同電極300沒有形成於資料線230之上的區域,電場之大小增加以使得其中出現串擾(如「第3圖」之圓形部份所示)。
以下,將描述本發明之另一實施例之一液晶顯示裝置,其中一防止串擾之電場屏蔽層另外形成於一底基板之一資料線之上。
「第4A圖」係為本發明另一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖,「第4B圖」係為沿「第4A圖」之A-A線之橫截面圖,以及「第4C圖」係為沿「第4A圖」之B-B線之橫截面圖。除另外形成一電場屏蔽層600之外,本發明另一實施例之液晶顯示裝置之底基板在結構上與本發明上述實施例之液晶顯示裝置之底基板相同。因此,圖式中之相同標號表示相同或類似元件,並且將省去相同元件之詳細說明。
如「第4A圖」所示,本發明另一實施例之液晶顯示裝置包含有一基板100、一閘極線210、一資料線230、一共同電極300、一感測線400、一畫素電極500、以及一電場屏蔽層600。複數個畫素區域透過彼此相交叉的閘極線210及資料線230定義。在閘極線210與資料線230之一交叉部份,一薄膜電晶體形成為一開關裝置。共同電極300按照與一個或多個開關裝置相對應之尺寸形成圖案。而且,分別形成圖案的共同電極300以固定之間隔提供,同時定位於相對於資料線230的左及右側。感測線400將複數個共同電極300彼此電連接,以及與資料線230及閘極線210相平行排列。而且,與閘極線210相平行排列的感測線400可形成於旋錯發生區中,以及與資料線230相平行排列的感測線400可與資料線230相重疊。畫素電極500可提供於畫素區域之中,以及形成為與該畫素區域相對應之形狀。
至少一個狹縫510可提供於畫素電極500之中。如果畫素電極500之中包含有狹縫510,則一邊緣場在畫素電極500與共同電極300之間的狹縫510之上形成。因此,液晶透過該邊緣場驅動,由此實現一邊緣場切換型液晶顯示裝置。
電場屏蔽層600形成於沒有形成共同電極300之一區域,也就是說,位於每一共同電極300之間的區域中。更詳細而言,電場屏蔽層600在沒有形成共同電極300的區域中,形成於資料線230之上。因此,自資料線230之中出現的電場透過電場屏蔽層600阻擋,由此防止串擾出現。
電場屏蔽層600可與畫素電極500形成為相同一層,以並且可由與畫素電極500相同之材料,例如氧化銦錫(ITO)形成。此種情況下,當電場屏蔽層600與畫素電極500形成為同一層且由與畫素電極500相同之材料形成時,不需要執行用於形成電場屏蔽層600的一另外過程。電場屏蔽層600可與共同電極300電連接。也就是說,電場屏蔽層600包含有一朝向共同電極300突出之接觸部份610,其中接觸部份610藉由一接觸孔455與共同電極300電連接。
圖式之中,接觸部份610向右突出,以使得接觸部份610與對於該資料線230之右側形成的共同電極300相連接。然而,接觸部份610可向左突出,以使得接觸部份610與對於該資料線230之左側形成的共同電極300相連接。
接觸部份610形成於一非透射區域中,用以防止孔徑比透過接觸部份610降低。也就是說,接觸部份610形成於一薄膜電晶體區域(圖未示)之中,或者形成為與一蔽光層區域,例如一頂基板之上的黑矩陣區域相對應。
以下,將結合「第4B圖」及「第4C圖」之橫截面圖,描述本發明之另一實施例之一液晶顯示裝置。
如「第4B圖」所示,一閘極線210在一基板100之上形成圖案,以及一閘極絕緣層220及一鈍化層240順次形成於閘極線210之上。一共同電極300在鈍化層240之上形成圖案,以及一感測線400在共同電極300之上形成圖案。一絕緣中間層450形成於感測線400之上,以及一畫素電極500在絕緣中間層450之上形成圖案。
如「第4C圖」所示,閘極絕緣層220形成於基板100之上;一資料線230在閘極絕緣層220之上形成圖案;以及鈍化層240形成於資料線230之上。共同電極300在鈍化層240之上形成圖案,以及感測線400在共同電極300之上形成圖案。絕緣中間層450形成於感測線400之上,以及畫素電極500與電場屏蔽層600在絕緣中間層450之上形成圖案。電場屏蔽層600包含有一朝向共同電極300延伸之接觸部份610,其中接觸部份610藉由絕緣中間層450之中的一接觸孔455與共同電極300相連接。
「第5圖」係為透過本發明另一實施例的液晶顯示裝置之資料線產生的電場分佈之模擬圖。如「第5圖」所示,當電場屏蔽層600形成於資料線之上方時,電場之大小不增加(如圓形部份所示)以使得防止串擾。
「第6圖」係為本發明再一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖。除電場屏蔽層600之一結構之外,「第6圖」中所示之液晶顯示裝置之底基板與「第4A圖」至「第4C圖」中所示之液晶顯示裝置之底基板相同。因此,圖式中之相同標號表示相同或類似元件,並且將省去相同元件之詳細說明。
在「第4A圖」至「第4C圖」之中,電場屏蔽層600在沒有形成共同電極300的區域中,在資料線230之上方並不連續形成。也就是說,電場屏蔽層600在不與閘極線210相重疊的同時形成圖案。在「第6圖」之中,電場屏蔽層600在沒有形成共同電極300的區域中,在資料線230之上方連續形成。也就是說,電場屏蔽層600在與閘極線210相重疊的同時形成圖案。
而且,在「第4A圖」至「第4C圖」之中,由於電場屏蔽層600不連續形成,因此每一電場屏蔽層600提供有朝向共同電極300突出之接觸部份610。然而,在「第6圖」之中,由於電場屏蔽層600連續形成,因此電場屏蔽層600可僅提供有一個朝向共同電極300突出之接觸部份610。可選擇地,電場屏蔽層600可提供有複數個接觸部份。
「第7A圖」係為本發明又一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖,以及「第7B圖」係為沿「第7A圖」之A-A線之橫截面圖。除電場屏蔽層600與共同電極300之間的一電連接變化之外,「第7A圖」及「第7B圖」中所示的液晶顯示裝置之底基板與「第6圖」中所示的液晶顯示裝置之底基板相同。因此,圖式中之相同標號表示相同或類似元件,並且將省去相同元件之詳細說明。
如「第6圖」所示,接觸部份610提供於電場屏蔽層600之中,以及接觸部份610藉由接觸孔455與共同電極300相連接。然而,在「第7A圖」及「第7B圖」之中,電場屏蔽層600與活性區周圍內的感測線400相連接,由此電場屏蔽層600與共同電極300電連接。
更詳細而言,如「第7A圖」及「第7B圖」所示,接觸部份610自電場屏蔽層600之一端朝向感測線400突出。接觸部份610藉由絕緣中間層450之接觸孔455與感測線400相連接。感測線400與活性區中的共同電極300相連接。因此,電場屏蔽層600藉由感測線400與共同電極300電連接。同時,當共同電極300與感測線400透過使用一半色調光罩的曝光過程形成圖案時,共同電極300另外形成於「第7B圖」中的感測線400之下。
對於上述本發明之液晶顯示裝置,以及描述了底基板。「第8圖」表示根據本發明之一完成之液晶顯示裝置。在完成之液晶顯示裝置之中,底部之基板100與一頂基板800相結合且其間具有一液晶層900。頂基板800可包含有一蔽光層810,例如一黑矩陣層,用以防止在除畫素區域之外的其他區域中的光線洩漏;分別形成於每一蔽光層之間的紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)濾光層;以及形成於這些彩色濾光層820之上的一塗覆層。
如上所述,共同電極用於形成電場以驅動液晶,以及並且用作感測使用者之觸控的感測電極。與習知技術不相同,根據本發明之液晶顯示裝置不需要在液晶面板之上提供另外的觸控式螢幕,由此根據本發明之液晶顯示裝置具有減少之厚度,以及實現以簡化之製造過程以及降低的製造成本。
而且,電場屏蔽層形成於共同電極之間的區域中,以使得可能防止液晶受到透過資料線中出現的電場之影響,由此克服了串擾之問題。
本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下,所作之更動與潤飾,均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。
10...液晶面板
12...底基板
14...頂基板
16...液晶層
20...觸控式螢幕
22...觸控式基板
24...第一感測電極
26...第二感測電極
100...基板
210...閘極線
220...閘極絕緣層
230...資料線
240...鈍化層
300...共同電極
400...感測線
450...絕緣中間層
455...接觸孔
500...畫素電極
510...狹縫
600...電場屏蔽層
610...接觸部份
800...頂基板
810...蔽光層
820...彩色濾光層
900...液晶層
第1圖係為習知技術之一液晶顯示裝置(LCD)之橫截面圖;
第2A圖係為本發明一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖;
第2B圖係為沿第2A圖之A-A線之橫截面圖;
第2C圖係為沿第2A圖之B-B線之橫截面圖;
第3圖係為透過本發明一實施例的液晶顯示裝置之資料線產生的電場分佈之模擬圖;
第4A圖係為本發明另一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖;
第4B圖係為沿第4A圖之A-A線之橫截面圖;
第4C圖係為沿第4A圖之B-B線之橫截面圖;
第5圖係為透過本發明另一實施例的液晶顯示裝置之資料線產生的電場分佈之模擬圖;
第6圖係為本發明再一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖;
第7A圖係為本發明又一實施例之一液晶顯示裝置之底基板之平面圖;
第7B圖係為沿第7A圖之A-A線之橫截面圖;以及
第8圖係為本發明之一液晶顯示裝置之示意圖。
100...基板
210...閘極線
230...資料線
300...共同電極
400...感測線
455...接觸孔
500...畫素電極
510...狹縫
600...電場屏蔽層
610...接觸部份
Claims (14)
- 一種液晶顯示裝置,係包含有:一基板;複數個閘極線及複數個資料線,係彼此相交叉位於該基板之上,用以定義複數個畫素區域;複數個畫素電極,係位於該等畫素區域之中;一共同電極,係形成圖案用以具有複數個共同電極圖案部份,每一該等共同電極圖案部份對應於一單獨畫素區域;複數個感測線,係位於該共同電極之上且與該共同電極電連接;以及至少一個電場屏蔽層,係位於相鄰之該等共同電極圖案部份之間的一區域之上。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層在不具有該共同電極的至少一個區域上方,位於該資料線之上方。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層位於與該畫素電極相同之層,以及係由與該畫素電極相同之材料形成。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層與一各別的共同電極圖案部份電連接。
- 如請求項第4項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層包含有一朝向該各別共同電極圖案部份突出之接觸部份,以及其中該接觸部份藉由一接觸孔與該共同電極圖案部份相連接。
- 如請求項第5項所述之液晶顯示裝置,其中該接觸部份形成於一非透射區域之中,用以防止孔徑比之減少。
- 如請求項第6項所述之液晶顯示裝置,其中該非透射區域對應於一黑矩陣區域或薄膜電晶體區域。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層與該閘極線相重疊。
- 如請求項第8項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層在至少兩個畫素區域之間連續。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該電場屏蔽層包含有朝向一各別感測線突出之接觸部份,以及該接觸部份藉由一接觸孔與該感測線相連接。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該畫素電極形成於該共同電極之上方,以及一絕緣中間層位於該畫素電極與該共同電極之間。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該等共同電極圖案部份分別具有一彎曲形狀,以及其中該第一感測線位於該等共同電極圖案部份之該彎曲部份,用以防止旋錯。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該共同電極與該畫素電極一起形成一電場。
- 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置,其中該等感測線感測一使用者之觸控位置。
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