TWI585646B - 觸控型液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種觸控型液晶顯示裝置(LCD),尤其是關於一種不需要阻斷線來阻斷在觸控塊的邊界的資料線之上的漏光的觸控螢幕LCD。
面對資訊社會,顯示電子資訊信號的顯示領域已經快速發展,據此,各種平板顯示裝置已經被發展並且應用。作為平板顯示裝置,可以使用液晶顯示裝置(LCD)、電漿顯示面板裝置(PDP)、有機發光二極體(OLED)等等。
在平板顯示裝置之中,廣泛使用LCDs,因為其具有尺寸小、重量輕、薄邊框、低耗能等優點。
近來,觸控功能已經增加到LCD。尤其,為了實現薄邊框,已使用其中嵌入觸控螢幕的內嵌式觸控型LCD。
第1圖是說明根據習知技術之內嵌式觸控型LCD的剖視圖。
參考第1圖,在習知技術LCD中,像素電極51和共同電極71一起形成在陣列基板中以引出邊緣場作為電場。此類型LCD可以稱之為FFS(邊緣場切換)型LCD或AH-IPS(先進高性能面內切換)型LCD。
在該LCD中,設置複數個觸控塊TB,並且每個觸控塊TB包括設置在行和列方向上的一組相鄰的像素區域P。
在該陣列基板中,閘極絕緣層30形成在基板11上,並且像素電極51在每個像素區域P中形成在閘極絕緣層30上。鈍化層61和62形成在像素電極51上,以及共同電極71在每個觸控塊TB中形成在鈍化層61和62上。
共同電極71包括對應於每個像素區域P的複數個共同圖案72
以及在相鄰共同圖案72之間的開口73。
在顯示影像的顯示周期中,共同電極71施加有共同電壓並且用作相對電極以與像素電極51一起產生電場。在觸控感測周期中,共同電極71用作觸控電極。
共同電極71在每個觸控塊TB中圖案化並且連接至對應於每個觸控塊TB的感測線,並且與相鄰的觸控塊TB的共同電極71分離和隔開。
相鄰的觸控塊TB之間的邊界區域BA位在資料線DL之上。相鄰的觸控塊TB的觸控電極71在資料線DL之上分開。
在此情況下,因為資料線DL和共同電極71之間的電壓差,圍繞它們的液晶異常運行,從而在觸控塊TB的邊界引起漏光。
為了防止這個問題,額外需要在觸控塊TB的邊界的資料線DL之上的一阻斷線SHL以防止漏光,並且該阻斷線SHL施加有與連接至觸控塊TB的感測線相同的信號。該阻斷線SHL延伸至LCD的非顯示區域然後與感測線一樣連接至驅動電路。
如上所述,在習知技術LCD中,由於除了感測線之外還需要阻斷線SHL,LCD的設計和製造程序是複雜的,並且在對LCD尺寸有限制的情況下,例如高分辨率模型或窄邊框模型,難以實現這樣的模型。
進一步,由於在資料線DL之上額外需要阻斷線SHL,因此資料線DL的負載由於阻斷線SHL從而提高了在觸控塊邊界TB產生缺陷的可能性。
因此,本發明涉及一種不需要阻斷線以阻斷在觸控塊的邊界的資料線之上的漏光的觸控型LCD。
本發明的額外特徵和優點將陳述在以下說明書中,並且部分從說明書中顯而易見,或者可以從本發明的實踐中習得。本發明的優點通過書面說明和申請專利範圍以及附圖中特別指出的結構顯示和獲得。
為了實現這些和其他優點,根據本發明的目的,正如具體且廣泛敘述在此,一種觸控型液晶顯示裝置包括彼此相鄰的一第一像素區域和
一第二像素區域,其間具有一資料線,並且每一個像素區域包括一薄膜電晶體和連接至該薄膜電晶體的一像素電極;一第一觸控塊和一第二觸控塊,分別包括該第一像素區域和該第二像素區域;一共同電極,設置在與該像素電極相同的一基板上,並且位在該第一觸控塊和該第二觸控塊的每一個中;以及一感測線,連接至該第一觸控塊和該第二觸控塊的每一個的該共同電極,其中該第一觸控塊的該共同電極越過該資料線並且延伸到該第二像素區域中。
100‧‧‧觸控型LCD
110‧‧‧液晶面板
111‧‧‧基板
121‧‧‧閘極
130‧‧‧閘極絕緣層
131‧‧‧半導體層
141‧‧‧源極
143‧‧‧汲極
151‧‧‧像素電極
161‧‧‧第一鈍化層
162‧‧‧第二鈍化層
171‧‧‧共同電極
172‧‧‧電極圖案
173‧‧‧開口
172a‧‧‧第一圖案
172b‧‧‧第二圖案
200‧‧‧面板驅動電路
TB‧‧‧觸控塊
SL‧‧‧感測線
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
P‧‧‧像素區域
T‧‧‧薄膜電晶體
TCH‧‧‧接觸孔
BA‧‧‧分離區域
TB1‧‧‧第一觸控塊
TB2‧‧‧第二觸控塊
P1‧‧‧第一像素區域
P2‧‧‧第二像素區域
所含附圖提供對本發明的進一步理解並且並入構成本說明書的一部分,說明本發明實施例並且與說明書一起用來解釋本發明主旨。在附圖中:第1圖是說明根據習知技術之內嵌式觸控型LCD的剖視圖;第2圖是說明根據本發明一實施例之觸控型LCD的示意圖;第3圖是說明根據本發明一實施例之液晶面板的觸控塊的一部分的平面圖;第4圖是說明根據本發明一實施例之觸控塊的邊界部分的平面圖;第5圖是沿著第3圖的V-V線的剖面圖;以及第6圖是沿著第4圖的VI-VI線的剖面圖。
現在詳細參考實施例,在附圖中說明其示例。相同或相似的參考數字在整個附圖中用於指代相同或相似的零件。
第2圖是說明根據本發明一實施例之觸控型LCD的示意圖。
參考第2圖,實施例的觸控型LCD 100包括:顯示影像的一顯示面板,即液晶面板110;以及操作液晶面板110的一面板驅動電路200。
液晶面板110是其中嵌入用作觸控電極的一共同電極171的內嵌式觸控型液晶面板。該液晶面板110包括:一陣列基板;面對該陣列基板的一相對基板,例如,一彩色濾光片基板;以及在該陣列基板與該彩色
濾光片基板之間的一液晶層。
較佳地,液晶面板110具有像素電極和共同電極171一起形成在陣列基板中的結構,但不侷限於此。例如,液晶面板110為IPS型或AH-IPS型液晶面板。為了說明的目的,在該實施例中敘述AH-IPS型液晶面板110。
液晶面板110包括一顯示區域和圍繞該顯示區域的一非顯示區域。複數個像素區域在行和列方向上以一矩陣形式設置在該顯示區域中。
進一步地,液晶面板110包括在行和列方向上以一矩陣形式設置在該顯示區域中的複數個觸控塊TB。每個觸控塊TB在行線和列線上包括一組複數個相鄰的像素區域。
共同電極171形成在陣列基板中的每個觸控塊TB中。每個觸控塊TB的共同電極171圖形化以與相鄰觸控塊TB的共同電極171分離並且隔開。換言之,相鄰觸控塊TB的共同電極171被配置以彼此電性斷開。
在該陣列基板中連接至對應的觸控塊TB的感測線SL沿著一個方向延伸。例如,該感測線SL沿著作為資料線DL的延伸方向的列方向延伸。該感測線SL可以接觸對應的觸控塊TB的共同電極171以將驅動信號傳輸至共同電極171。
就這一點而言,在作為顯示影像的顯示周期的每個子畫框中,該感測線SL施加有將被傳輸到對應的共同電極171的共同電壓。因此,在每個像素區域中在像素電極和共同電極171之間引發電場以操作液晶,從而可以顯示影像。
在作為顯示周期間的一個觸控感測周期之相鄰於畫框間的每一個空白周期中,該感測線SL施加有將被傳輸到對應的共同電極171的觸控驅動信號。進一步地,依據觸控之對應於觸控塊TB的電容變化的一感測信號通過作為觸控電極的共同電極171來偵測並且應用至該感測線SL。通過該所偵測的感測信號,可以確定使用者的觸控。
由於觸控塊TB中的共同電極171用作產生電場的電極以及也用作偵測使用者的觸控的觸控電極,可以獲得內嵌式觸控型液晶面板110,並且該液晶面板110的厚度可以被減少。
面板驅動電路200產生操作液晶面板110的各種信號並且將該等信號提供至液晶面板110。例如,面板驅動電路200將閘極信號輸出至各
條閘極線、將資料信號輸出至各條資料線、以及將共同電壓和觸控驅動信號輸出至各條感測線SL。進一步地,面板驅動電路200通過各條感測線SL提供由各個共同電極171所產生的感測信號。
面板驅動電路200可包括操作資料線的一資料驅動電路、操作閘極線的一閘極驅動電路、以及操作感測線SL的一觸控感測電路。例如,資料驅動電路、閘極驅動電路、以及觸控感測電路中的每一個可以被配置在一IC中。或者,這些電路中的至少兩個可以配置在一IC中。進一步地,該閘極驅動電路可以被配置在直接形成在該陣列基板中的一GIP電路中。
配置為IC型的面板驅動電路200可以COG方式安裝在液晶面板110的非顯示區域上。或者,配置為IC型的面板驅動電路可以安裝在一可撓性薄膜上並且通過該可撓性薄膜連接至液晶面板110。
儘管未顯示在附圖中,觸控型LCD 100包括作為光源的一背光單元以將光提供至液晶面板110。該背光單元可以使用CCFL(冷陰極螢光燈)、EEFL(外電極螢光燈)、LED(發光二極體)等等。
參考第3圖和第4圖更加詳細說明液晶面板110的結構。
第3圖是說明根據本發明一實施例之液晶面板的觸控塊的一部分的平面圖,以及第4圖是說明根據本發明一實施例之觸控塊的邊界部分的平面圖。第3圖顯示第2圖中的區域“A”,以及第4圖顯示第2圖中的區域“B”。
參考第3圖和第4圖,在液晶面板110的陣列基板中,複數條閘極線GL沿著第一方向,即行方向延伸,以及複數條資料線DL沿著第二方向,即列方向延伸。
通過相交的閘極線GL和資料線DL定義出矩陣形式的複數個像素區域P。
在每個像素區域P中,設置一連接至閘極線GL和資料線DL的薄膜電晶體T。
該薄膜電晶體T包括:連接至閘極線GL的一閘極121;在閘極121上的一半導體層131;以及在半導體層131之上彼此隔開的源極141和汲極143。源極141連接至資料線DL。
在每個像素區域P中,形成連接至薄膜電晶體T的汲極143的
一像素電極151。
共同電極171形成在每個觸控塊TB中,並且可以位在像素電極151上,其間具有一絕緣層以產生電場。共同電極171包括在每個像素區域P中面對像素電極151的複數個條形電極圖案172、以及在相鄰電極圖案172之間的一開口173。
電極圖案172可以被配置以沿著資料線DL的延伸方向延伸。該電極圖案172可包括靠近資料線DL在像素區域P中作為最外側圖案的第一圖案172a、以及與該第一圖案172a相比位在像素區域P的一內側的第二圖案172b。
在此情況下,第一電極圖案172a可具有比資料線DL的寬度更大的寬度以實質上遮蔽資料線DL。進一步地,第一電極圖案172a可具有比重疊資料線DL的感測線SL的寬度更大的寬度以實質上遮蔽感測線SL。
當第一電極圖案172a以此配置形成時,像素電極151與資料線DL和感測線SL中的每一條之間的干擾可以被預防。
在相對內側的第二電極圖案172b可具有比第一電極圖案172a的寬度小的寬度。
在替換的實施例中,關於共同電極171和像素電極151的配置,實質上具有板形狀的共同電極171可以形成在每個觸控塊TB中,並且具有複數個電極圖案的像素電極151在每個像素區域P中可以形成在共同電極171上,其間具有一絕緣層。
在另一替換的實施例中,共同電極171和像素電極151中的每一個可以具有複數個電極圖案,並且可以形成在相同層上或其間具有一絕緣層的不同層上。
參考第3圖,在陣列基板中,形成連接至對應的觸控塊TB並且傳輸驅動信號的感測線SL。該感測線SL在對應的觸控塊TB中可以沿著資料線DL的延伸方向延伸,並且重疊該資料線DL。當感測線SL被設置以重疊作為非顯示元件的資料線DL時,由於該感測線SL,開口率的減少可以被預防,並且藉由盡可能地增加感測線SL的寬度,感測線SL的電阻可以被減少。
感測線SL和共同電極171可以設置為其間具有一絕緣層,並且
可通過形成在絕緣層中的一接觸孔TCH而彼此接觸。
參考第4圖,在沿著資料線DL的一寬度方向彼此相鄰的觸控塊TB之間的一邊界區域,即一分離區域BA被配置以位在構成相鄰觸控塊TB中的一個的像素區域之外的一最外側像素區域中。
為了說明的目的,由於兩個相鄰的觸控塊TB1和TB2,位在左邊的觸控塊被稱為第一觸控塊TB1,而位在右邊的觸控塊被稱為第二觸控塊TB2。進一步地,第一觸控塊TB1的一最外側像素區域,即最右側像素區域被稱為第一像素區域P1,而第二觸控塊TB2的一最外側像素區域,即最左側像素區域被稱為第二像素區域P2。該第一像素區域P1與該第二像素區域P2位在相對側,其間具有資料線DL,並且每一個分別是第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2的最外側像素區域。
在此情況下,位在第一觸控塊TB1的第一像素區域P1處的共同電極171的最外側部分,即第一電極圖案172a被配置為延伸到第二觸控塊TB2的第二像素區域P2中。
換言之,第一像素區域P1的共同電極171的第一電極圖案172a延伸到第二像素區域P2中覆蓋資料線DL,並且與第二像素區域P2的共同電極171,即第二電極圖案172b分開。
因此,相鄰的第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2之間的分離區域BA沒有位在資料線DL之上,而是位在第二像素區域P2中作為第二觸控塊TB2的最外側像素區域。
因此,靠近第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2在資料線DL之上不會額外需要現有技術的阻斷線。
換言之,參考第1圖,在現有技術中,由於相鄰觸控塊TB之間的邊界位於資料線DL之上,需要額外的阻斷線SHL來防止漏光穿過觸控塊TB之間的邊界。
相反地,在本實施例中,第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2之間的邊界沒有位在資料線DL之上,而是位在資料線DL的一側的第二像素區域P2之上,並且資料線DL被第一觸控塊TB1阻塞。
因此,在資料線DL之上不會發生漏光,從而不需要現有技術的阻斷線來防止漏光。
因此,LCD的設計和製造過程可以被簡化,並且即使在對LCD的尺寸有限制的情況中,例如高分辨率模型或窄邊框模型,這樣的模型能夠被輕易地實現。
進一步地,因為由於阻斷線預防了資料線負載的增加,在觸控塊的邊界產生缺陷的可能性被消除。
參考第5圖和第6圖,更加詳細說明液晶面板110的剖面結構。
第5圖是沿著第3圖的V-V線的剖面圖,以及第6圖是沿著第4圖的VI-VI線的剖面圖。為了說明的目的,在第5圖和第6圖中顯示陣列基板的剖面結構。
參考第5圖和第6圖,在液晶面板110的陣列基板中,閘極線(第3圖和第4圖中的GL)和閘極121形成在基板111上。
閘極絕緣層130形成在閘極線與閘極121上並且實質上在基板111的整個表面之上。閘極絕緣層130由無機絕緣材料製成,例如,氧化矽或氮化矽。
半導體層131形成在對應於閘極121的閘極絕緣層130上。該半導體層可以由非晶矽製成。
源極141和汲極143形成在半導體層131上。連接至源極141的資料線DL形成在閘極絕緣層130上,並且與閘極線相交。
閘極121、半導體層131、以及源極141和汲極143形成薄膜電晶體T。
在附圖說明具有反向交錯結構的薄膜電晶體T。或者,可以使用具有共面結構的薄膜電晶體T。
像素電極151在每個像素區域P中可以形成在閘極絕緣層130上,並且接觸汲極143。或者,絕緣層可以形成在汲極143上並且具有汲極接觸孔,以及像素電極151可以形成在此絕緣層上並且通過汲極接觸孔接觸汲極143。
像素電極151可以形成為在像素區域P中實質上具有板形。像素電極151可以由透明導電材料製成,例如ITO、IZO或ITZO。
第一鈍化層161可以形成在資料線DL、源極141和汲極143、以及像素電極151上。第一鈍化層161可以由無機絕緣材料或有機絕緣材
料製成。
對應於每個觸控塊TB的感測線SL形成在第一鈍化層161上。該感測線SL在每個觸控塊TB中可以重疊資料線DL並且沿著該資料線DL的延伸方向延伸。進一步地,感測線SL可以覆蓋資料線DL並且具有大於該資料線DL的寬度的寬度。
參考第6圖,感測線SL沒有形成在最靠近相鄰觸控塊TB之間邊界的資料線DL之上。換言之,在此實施例中,沒有採用位在與感測線SL相同層的現有技術中的阻斷線。
第二鈍化層162形成在感測線SL上並且實質上在基板111的整個表面之上。第二鈍化層162可以由無機絕緣材料或有機絕緣材料製成。第二鈍化層162具有露出一部分感測線SL的接觸孔(第3圖的TCH)。
共同電極171在每個觸控塊TB中可以形成在第二鈍化層162上。共同電極171通過第二鈍化層162的接觸孔接觸感測線SL並且通過感測線SL提供驅動信號。共同電極171可以由透明導電材料製成,例如ITO、IZO或ITZO。
共同電極171可包括在每個像素區域P中面對像素電極151的複數個條形電極圖案172、以及在相鄰電極圖案172之間的開口173。
電極圖案172可以被配置以沿著資料線DL的延伸方向延伸。電極圖案172包括靠近資料線DL在像素區域P中作為最外側圖案的第一圖案172a、以及與第一圖案172a相比位在像素區域P的一內側的第二圖案172b。
在此情況下,第一電極圖案172a具有比資料線DL的寬度更大的寬度以實質上遮蔽資料線DL。進一步地,第一電極圖案172a具有比重疊資料線DL的感測線SL的寬度更大的寬度以實質上遮蔽感測線SL。
當第一電極圖案172a以此配置形成時,像素電極151與資料線DL和感測線SL中的每一條之間的干擾可以被預防。
位在相對內側的第二電極圖案172b具有比第一電極圖案172a的寬度小的寬度。
在替換的實施例中,關於共同電極171和像素電極151的配置,實質上具有板形狀的共同電極171可以形成在每個觸控塊TB中,並且具有
複數個電極圖案的像素電極151在每個像素區域P中可以形成在共同電極171上,其間具有一絕緣層。
在另一替換的實施例中,共同電極171和像素電極151中每一個可以具有複數個電極圖案,並且可以形成在相同層上或其間具有一絕緣層的不同層上。
參考第6圖,在沿著資料線DL的寬度方向之相鄰的觸控塊TB之間的邊界區域,即分離區域BA配置為位在第二像素區域P2中作為第二觸控塊TB2的最外側像素區域。
換言之,第一像素區域P1之上的共同電極171的第一電極圖案172a越過資料線DL並且延伸到第二像素區域P2中,並且與第二像素區域P2的共同電極171,即最外側第二電極圖案172b分隔。在此情況下,第一像素區域P1的第一電極圖案172a可以用作第二像素區域P2的最外側共同電極圖案並且沿著第二像素區域P2的像素電極151產生電場。
藉由如上配置共同電極171,相鄰的第一觸控塊TB1與第二觸控塊TB2之間的分離區域BA沒有位在資料線DL之上而是位在第二像素區域P2中作為第二觸控塊TB2的最外側像素區域。
因此,靠近第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2在資料線DL之上不會額外需要現有技術的阻斷線。
換言之,根據本實施例,第一觸控塊TB1和第二觸控塊TB2之間的邊界沒有位在資料線DL之上,而是位在資料線DL的一側的第二像素區域P2中,並且資料線DL被第一觸控塊TB1的共同電極171阻塞。
因此,在資料線DL之上不會發生漏光,從而不需要現有技術的阻斷線來防止漏光。
因此,LCD的設計和製造過程可以被簡化,並且即使在對LCD的尺寸有限制的情況中,例如高分辨率模型或窄邊框模型,這樣的模型能夠被輕易的實現。
進一步地,因為由於阻斷線預防了資料線負載的增加,在觸控塊的邊界產生缺陷的可能性被消除。
本發明的顯示裝置可以做出各種修改和變化,對本領域技術人員而言是顯而易見的,不脫離本發明的精神或範圍。因此,本發明意圖涵
蓋本發明中的修改和變化,假設其源自附加申請專利範圍及其等效的範圍之內。
本申請主張2014年12月30日在韓國提交的韓國專利申請第10-2014-0194199號的優先權,為了所有目的其整體併入於此,如同全部陳述於此。
121‧‧‧閘極
131‧‧‧半導體層
141‧‧‧源極
143‧‧‧汲極
151‧‧‧像素電極
171‧‧‧共同電極
172‧‧‧電極圖案
173‧‧‧開口
172a‧‧‧第一圖案
172b‧‧‧第二圖案
SL‧‧‧感測線
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
T‧‧‧薄膜電晶體
BA‧‧‧分離區域
TB1‧‧‧第一觸控塊
TB2‧‧‧第二觸控塊
P1‧‧‧第一像素區域
P2‧‧‧第二像素區域
Claims (8)
- 一種觸控型液晶顯示裝置,包括:彼此相鄰的一第一像素區域和一第二像素區域,其間具有一資料線,並且每一個像素區域包括一薄膜電晶體和連接至該薄膜電晶體的一像素電極;一第一觸控塊和一第二觸控塊,分別包括該第一像素區域和該第二像素區域;一共同電極,設置在與該像素電極相同的一基板上,並且位在該第一觸控塊和該第二觸控塊的每一個中;以及一感測線,連接至該第一觸控塊和該第二觸控塊的每一個中的該共同電極;其中,該第一觸控塊的該共同電極越過該資料線並且延伸到該第二像素區域中,其中該共同電極包括複數個電極圖案,對應於包括在該第一觸控塊及該第二觸控塊的每一個中的複數個像素區域的每一個,並且沿著該資料線的一延伸方向延伸,以及其中該複數電極圖案包括:一第一電極圖案,其位在一最外側並且具有大於其下一對應的資料線的寬度以遮蔽該資料線;以及一第二電極圖案,其與該第一電極圖案相比位在一內側並且具有小於該第一電極圖案的寬度。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中對應於該第一像素區域的該第一電極圖案延伸到該第二像素區域中,並且與該第二像素區域的該第二電極圖案隔開。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,進一步包括在該像素電極上且在該共同電極下的一鈍化層。
- 依據申請專利範圍第3項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中該鈍化層包括在該像素電極和該資料線上並且在該感測線下的一第一鈍化層;以及 在該感測線上並且在該共同電極下的一第二鈍化層。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中該感測線被設置以重疊其下的一對應資料線。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中該第一電極圖案被設置以具有大於其下一對應的感測線的寬度以遮蔽該感測線。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中該感測線覆蓋其下一對應的資料線,並且具有大於其下該對應的資料線的寬度。
- 依據申請專利範圍第1項所述的觸控型液晶顯示裝置,其中該第一觸控塊和該第二觸控塊之間的邊界沒有位在該資料線之上,而是位在該資料線的一側的該第二像素區域之內。
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