CN101825963B - 内嵌式触控输入显示面板 - Google Patents

Abstract

一种内嵌式触控输入显示面板包含薄膜晶体管基板及彩色滤光片基板。所述薄膜晶体管基板包含网状读取电路及多个阵列式排列的导电接垫。所述网状读取电路包含多条横向读取线及多条纵向读取线，这些横向读取线电连接于纵向读取线。这些导电接垫电连接于所述网状读取电路。多个衬垫料用以使所述薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间保持第一间隙。多个凸部对应于这些导电接垫，并与这些导电接垫之间具有第二间隙。透明电极覆盖这些衬垫料及这些凸部。

Description

内嵌式触控输入显示面板

技术领域

本发明涉及一种用以计算触控式液晶显示面板的接触点坐标的方法，更特别涉及一种触控式液晶显示面板，可将触控功能的相关电路设计在液晶显示面板内。

背景技术

触控技术为液晶显示面板的重要应用项目之一，实现触控功能的方式目前主要是采用外加触控面板(诸如电阻式、电容式、红外线式或表面声波式等的触控面板)于液晶显示面板之外。参考图1，电阻式触控面板50因工艺简单且成本较低，已大量地使用在各个不同的终端应用上。电阻式触控面板50可利用多条导线(诸如四线或五线)，并配合适当的的算法以监测电压的变化，可准确地判定触碰的位置。然而，所述外加的触控面板将会导致液晶显示面板的光学或相关特性上的损失。

为了克服上述问题，目前提出内嵌式触控面板(In Cell Touch Panel)的方式，也即将触控面板功能(Touch Panel Function)的相关电路设计在液晶显示面板内。在液晶显示面板制造时，可一并完成具有触控面板功能的电路(Touch Panel Function Circuit)。这一触控式液晶显示面板可不损失液晶显示面板的光学特性，又可达到触控的目的。

举例而言，参考图2，美国专利公开第2008/0122800A1，标题为“Touch-sensitive Liquid Crystal Display Panel With Built-in Touch MechanismAnd Method For Driving Same(具有内建触控机构及其驱动方法的触控式液晶显示面板)”，公开了一种触控式液晶显示面板10，包含第一基板20、第二基板30及液晶层40。所述第二基板30被配置为相对于所述第一基板20。所述液晶层40配置于所述第一基板20与所述第二基板30之间。电极层24形成于所述第一基板20上，并包含多条扫描线及数据线。这些扫描线及数据线相互交叉，由此定义多个像素区。多个导电接垫22被配置对应于电连接于电极层24的这些扫描线。导电层32配置于所述第二基板30与所述液晶层40之间。多个导电凸部34配置在所述导电层32上，每个导电凸部34与相对应的导电接垫22之间具有预定间隙。

所述第一基板20属于薄膜晶体管基板12，其利用扫描线来用于计算接触点坐标。但是，所述扫描线的扫描信号可能因此受到干扰。再者，所述第二基板30属于彩色滤光片基板14，其已包含有透明电极38，但是为了触控功能，必须增设所述导电层32与具有平坦化的绝缘层36，如此将增加制造成本及时间。另外，多个衬垫料42用以使所述薄膜晶体管基板12与彩色滤光片基板14之间保持预定间隙，其可容置所述液晶层40。但是，这些衬垫料42与导电凸部34必须通过不同工序完成，如此也将增加制造时间。

因此，需要提供一种触控式液晶显示面板，能够解决前述的问题。

发明内容

本发明提供一种内嵌式触控输入显示面板，其包含薄膜晶体管基板及彩色滤光片基板。所述薄膜晶体管基板包含网状读取电路及多个阵列式排列的导电接垫。所述网状读取电路包含多条横向读取线及多条纵向读取线，这些横向读取线电连接于纵向读取线。这些导电接垫电连接于所述网状读取电路。所述彩色滤光片基板包含多个衬垫料、多个凸部、透明电极以及多条扫描线及数据线。这些衬垫料用以使所述薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间保持第一预定间隙。这些凸部对应于这些导电接垫，并与这些导电接垫之间具有第二预定间隙。所述透明电极覆盖这些衬垫料及这些凸部。其中这些横向读取线平行于这些扫描线，且这些纵向读取线平行于这些数据线。

本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板将触控面板功能的相关电路设计在液晶显示面板内。在所述液晶显示面板制造时，可一并完成具有触控面板功能的电路。因此，本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板不损失液晶显示面板的光学特性，又可达到触控的目的。再者，本发明的所述实施例的所述彩色滤光片基板不须为了触控功能，增设另一导电层与具有平坦化的绝缘层，如此将不会增加制造成本及时间。另外，本发明的所述实施例的这些衬垫料与凸部可通过相同工序而以同一材料制造，如此也不会增加制造时间。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术的电阻式触控面板的立体图及部分剖面示意图；

图2为现有技术的触控式液晶显示面板的剖面示意图；

图3为本发明的一实施例的触控式液晶显示面板的剖面示意图；

图3a为本发明的另一实施例的触控式液晶显示面板的剖面示意图；

图4为本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板的立体分解示意图；

图5及图6示出本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板的分压V_x及V_y撷取示意图；

图7示出本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板的分压V_x及V_y计算示意图；

图8为本发明的所述实施例的薄膜晶体管基板的部分平面示意图；

图9为本发明的替代实施例的薄膜晶体管基板的部分平面示意图；

图10为本发明另一实施例的薄膜晶体管基板的部分平面示意图；

图11为本发明又一实施例的薄膜晶体管基板的部分平面示意图；

图12为本发明又一实施例的薄膜晶体管基板的部分剖面示意图；

图13为本发明实施例的用以驱动液晶显示面板的方法的流程图；

图14为本发明实施例的用以制造薄膜晶体管基板的方法的流程图；以及

图15为本发明实施例的用以制造彩色滤光片基板的方法的流程图。

【主要组件符号说明】

10    液晶显示面板              12    薄膜晶体管基板

14    彩色滤光片基板            20    基板

22    导电接垫                  24    电极层

30    基板                      32    导电层

34    导电凸部                  36    绝缘层

38    透明电极                  40    液晶层

42     衬垫料                  50     触控面板

100    液晶显示面板            102    导电层

102a   金属线                  102b   金属线

102c   金属线                  102d   金属线

104    导电层                  112    薄膜晶体管基板

114    彩色滤光片基板          120    透明基板

124    电极层

125    网状金属线              126    绝缘层

130    透明基板                134    凸部

134a   顶面                    135    彩色滤光片

137    黑色矩阵                138    透明电极

139    凸起                    140    液晶层

142    衬垫料                  142a   顶面

143    垫高层                  152    横向金属线

154    纵向金属线              156    连接处

158    导电接垫                160    像素区

162    扫描线                  164    数据线

166    像素电极                172    镀通孔

174    镀通孔                  176    金属延伸层

178    镀通孔                  182    镀通孔

200    步骤                    202    步骤

204    步骤                    206    步骤

300    步骤                    302    步骤

304    步骤                    400    步骤

402    步骤                    404    步骤

406    步骤                    408    步骤

G1     间隙                    G2     间隙

G1’   间隙                    G2’   间隙

H      高度差                  M      数量

N      数量                    R₁     电阻

R₂    电阻                            R₃    电阻

R₄    电阻                            V     电压

V_x  分压  V_y  分压

具体实施方式

参考图3，其示出本发明实施例的触控式液晶显示面板100，诸如内嵌式触控输入显示面板。所述触控式液晶显示面板100包含薄膜晶体管基板112、彩色滤光片基板114及液晶层140。所述液晶层140配置于所述薄膜晶体管基板112与所述彩色滤光片基板114之间。所述薄膜晶体管基板112包含透明基板120、电极层124、网状读取电路(诸如网状金属线125)及第一绝缘层126。所述电极层124形成于所述透明基板120上方。所述网状金属线125也形成于所述透明基板120上方。所述第一绝缘层126用以覆盖所述电极层124及所述网状金属线125。

参考图4，所述网状金属线125包含M条横向读取线(诸如横向金属线152)、N条纵向读取线(诸如纵向金属线154)，其中M及N为至少大于2的整数。这些横向金属线152电连接于纵向金属线154。在本实施例中，这些横向与纵向金属线152、154可具有M×N-4个阵列式排列的连接处156，也即所述横向与纵向金属线152、154在所述网状金属线125的四个角落并无连接处。在另一实施例中，这些横向与纵向金属线152、154也可具有M×N个阵列式排列的连接处156。多个阵列式排列的导电接垫158电连接于所述网状金属线125，并可配置邻近于这些连接处156。

再参考图3，在本实施例中，所述彩色滤光片基板114相对于所述薄膜晶体管基板112，并包含透明基板130、多个黑色矩阵137、多个彩色滤光片135、多个衬垫料142、多个凸部134及透明电极138。这些黑色矩阵137配置于所述透明基板130上。这些彩色滤光片135配置于所述透明基板130及这些黑色矩阵137上，其中位于这些黑色矩阵137上的彩色滤光片135分别形成有凸起139。这些衬垫料142配置于这些彩色滤光片135的凸起139上，用以使所述薄膜晶体管基板112与彩色滤光片基板114之间保持第一预定间隙G1。这些凸部134配置于这些黑色矩阵137上，其中这些衬垫料142的顶面142a与这些凸部134的顶面134a之间定义有一高度差H。这些衬垫料142与这些凸部134可通过相同工序而以同一材料制成。这些凸部134对应于这些导电接垫158，并与这些导电接垫158之间具有第二预定间隙G2。这些凸部134可由非导电性材料制成。所述透明电极138覆盖所述透明基板130、这些黑色矩阵137、这些彩色滤光片135、这些衬垫料142及这些凸部134。另外，这些导电接垫158的配置密度可视需求而定，而这些凸部134的配置密度须对应于这些导电接垫158的配置密度。然而，这些衬垫料142不须对应于这些导电接垫158的配置密度，因此只需一部分的衬垫料142相邻于这些凸部134，而其它部分的衬垫料142不须相邻于这些凸部134。

参考图3a，在另一实施例中，所述薄膜晶体管基板112还包含垫高层143，其形成于所述透明基板120与衬垫料142之间。所述垫高层143可通过进行扫描线或数据线的工序而同时形成。所述垫高层143可使这些衬垫料142增加所述薄膜晶体管基板112与彩色滤光片基板114的间隙为G1’，并使这些凸部134与这些导电接垫158的间隙增加为G2’。换言之，利用所述垫高层143的厚度可调整这些凸部134与这些导电接垫158的间隙，以达到最佳的触控效果。

参考图5及图6，在本实施例中，可将所述彩色滤光片基板114的透明电极138与所述薄膜晶体管基板112的网状金属线视为5线式电阻式触控面板的上下两层导电层102、104。5线式电阻式触控原理是由下层导电层102控制X轴及Y轴的四条线(也即下层导电层102的外围四条金属线102a、102b、102c、102d)，而上层导电层104负责传送触压时X轴及Y轴的电压。就本实施例而言，由于所述透明电极138为均匀导电层，因此当任一凸部134上的透明电极138接触所述网状金属线125的导电接垫158时，所述透明电极138可负责传输电压的工作。参考图7，接触点T将所述纵向金属线分成第一及第二电阻线(分别具有第一及第二电阻R₁、R₂)，并将横向金属线分成第三及第四电阻线(分别具有第三及第四电阻R₃、R₄)。这些电阻线的分压正比于电阻，其显示于下列方程式：

V_x＝V×R₃/(R₃+R₄)

V_y＝V×R₁/(R₁+R₂)

其中V_x为横向第三电阻线的分压，V_y为纵向第一电阻线的分压，且V可为恒定电压5V。如果这些电阻线的直径相同，则这些电阻线的分压分别正比于长度，进而可计算所述接触点T的坐标。

本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板将触控功能的相关电路设计在液晶显示面板内。在所述液晶显示面板制造时，可一并完成具有触控功能的电路。因此，本发明的所述实施例的触控式液晶显示面板可不损失液晶显示面板的光学特性，又可达到触控的目的。再者，本发明的所述实施例的所述彩色滤光片基板不须为了触控功能，增设另一导电层与具有平坦化的绝缘层，如此不会增加制造成本及时间。另外，本发明的所述实施例的这些衬垫料与凸部可通过相同工序而以同一材料制成，因此也不会增加制造时间。

参考图8，在本实施例中，就所述薄膜晶体管基板112而言，所述电极层124可包含多条扫描线162及数据线164，其配置于所述透明基板120上方。这些扫描线162及数据线164相互交叉，由此定义出多个像素区160。这些横向金属线152平行于这些扫描线162，且这些纵向金属线154平行于这些数据线164。这些横向金属线152与这些扫描线162位于同一平面，且这些纵向金属线154与这些数据线164位于同一平面。本发明所属技术领域的普通技术人员可知，这些扫描线162及数据线164之间设有第二绝缘层(图中未示出)，因此这些横向金属线152及纵向金属线154之间也设有所述第二绝缘层。可通过将多个镀通孔172、174形成于所述第一及第二绝缘层中，并将多个金属延伸层176形成于所述第一绝缘层上，用以将这些导电接垫158电连接至所述网状金属线125。举例而言，每一导电接垫158通过所述金属延伸层176及镀通孔172电连接至这些横向金属线152，并通过所述金属延伸层176及镀通孔174电连接至这些纵向金属线154。所述金属延伸层176可为透明金属制成。或者，参考图9，在替代实施例中，每一导电接垫158直接通过单一镀通孔178电连接至所述横向金属线152及纵向金属线154。另外，所述横向金属线152及纵向金属线154的布线密度可视需求而定，诸如每1、4或9个像素区160配置一横向金属线152及一纵向金属线154。

参考图10，在另一实施例中，就所述薄膜晶体管基板112而言，所述电极层124也包含多条扫描线162及数据线164，其配置于所述透明基板120上方。这些横向金属线152及纵向金属线154均位于这些扫描线162与所述透明基板120之间。本发明所属技术领域的普通技术人员可知，这些扫描线162与这些横向金属线152及纵向金属线154之间设有第三绝缘层(图中未示出)。可通过将多个镀通孔182形成于所述第三绝缘层中，用以将这些导电接垫158电连接至所述网状金属线125。举例而言，每一导电接垫158直接通过单一镀通孔182电连接至所述横向金属线152及纵向金属线154的连接处。

参考图11，在又一实施例中，就所述薄膜晶体管基板112而言，所述电极层124可包含多个像素电极166，其配置于所述透明基板120上方。参考图12，这些横向金属线152及纵向金属线154均与这些像素电极166位于同一平面，并由所述第一绝缘层裸露出，因此这些导电接垫158可直接电连接至所述网状金属线125，而不须通过任何镀通孔。举例而言，每一导电接垫158可直接配置于所述横向金属线152及纵向金属线154的连接处。

参考图13，其示出本发明的一实施例的用以计算液晶显示面板的接触点坐标的方法。在步骤200中，提供薄膜晶体管基板，其包含网状金属线及多个阵列式排列的导电接垫，其中所述网状金属线包含多条横向金属线、多条纵向金属线及多个由这些横向与纵向金属线所交接的连接处，且这些导电接垫电连接于所述网状金属线。在步骤202中，提供彩色滤光片基板，其与所述薄膜晶体管基板相对，并包含多个衬垫料、多个凸部及透明电极，其中这些衬垫料用以使所述薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间保持第一预定间隙，每一凸部与相对应的导电接垫之间具有第二预定间隙，且所述透明电极覆盖这些衬垫料及这些凸部。在步骤204中，在接触点将所述凸部上的透明电极电接触相对应的导电接垫，其中所述接触点分别将横向金属线及纵向金属线分成横向第一及第二电阻线及纵向第一及第二电阻线。在步骤206中，通过这些电阻线的分压分别正比于其长度，计算所述接触点坐标。

参考图14，其示出本发明的一实施例的用以制造薄膜晶体管基板的方法。在步骤300中，提供透明基板。在步骤302中，将网状金属线形成于所述透明基板上，其中所述网状金属线包含多条横向金属线、多条纵向金属线及多个由这些横向与纵向金属线所交接的连接处。在步骤304中，形成多个阵列式排列的导电接垫，其中这些导电接垫电连接于所述网状金属线。

再参考图8及图9，本发明的所述实施例的用以制造薄膜晶体管基板的方法还可包含下列步骤：将多条扫描线162及数据线164形成于所述透明基板120上，其中这些横向金属线152与这些扫描线162的形成步骤可通过同一光刻蚀刻工艺完成，且这些纵向金属线154与这些数据线164的形成步骤可通过同一光刻蚀刻工艺完成。

再参考图10，本发明的另一实施例的用以制造薄膜晶体管基板的方法还可包含下列步骤：将多条扫描线162及数据线164形成于所述透明基板120上，其中这些横向及纵向金属线152、154的形成步骤较早于这些扫描线162的形成步骤。

再参考图11，本发明的又一实施例的用以制造薄膜晶体管基板的方法还可包含下列步骤：将多个像素电极166形成于所述透明基板120上，其中这些横向及纵向金属线152、154与这些像素电极166的形成步骤可通过同一光刻蚀刻工艺完成。

参考图15，其示出本发明的一实施例的用以制造彩色滤光片基板的方法。在步骤400中，提供透明基板。在步骤402中，将多个黑色矩阵形成于所述透明基板上。在步骤404中，将多个彩色滤光片形成于所述透明基板及这些黑色矩阵上，其中位于这些黑色矩阵上的这些彩色滤光片分别形成有一凸起。在步骤406中，通过同一形成步骤，将多个衬垫料形成于这些彩色滤光片的凸起上，并同时将多个凸部形成于这些黑色矩阵上。在步骤408中，形成透明电极，其覆盖所述透明基板、这些黑色矩阵、这些彩色滤光片、这些衬垫料及这些凸部。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然而其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围应以所附权利要求的范围为准。

Claims (12)

1.一种内嵌式触控输入显示面板，包含：

薄膜晶体管基板，包含：

网状读取电路，包含多条横向读取线、多条纵向读取线，这些横向读取线电连接于纵向读取线；以及

多个阵列式排列的导电接垫，电连接于所述网状读取电路；以及

彩色滤光片基板，与所述薄膜晶体管基板相对，并包含：

多个衬垫料，用以使所述薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间保持第一预定间隙；

多个凸部，对应于这些导电接垫，并与这些导电接垫之间具有第二预定间隙；

透明电极，覆盖这些衬垫料及这些凸部；以及

多条扫描线及数据线，其中这些横向读取线平行于这些扫描线，且这些纵向读取线平行于这些数据线。

2.根据权利要求1所述的内嵌式触控输入显示面板，其中所述网状读取电路还包含多个由这些横向与纵向读取线所交接的连接处，且这些导电接垫分别邻近于这些连接处。

3.根据权利要求1所述的内嵌式触控输入显示面板，其中这些横向读取线与这些扫描线位于同一平面，且这些纵向读取线与这些数据线位于同一平面。

4.根据权利要求3所述的内嵌式触控输入显示面板，还包含：

多个镀通孔，用以将这些导电接垫电连接至所述网状读取电路。

5.根据权利要求4所述的内嵌式触控输入显示面板，还包含：

多个金属延伸层，用以电连接至这些镀通孔。

6.根据权利要求5所述的内嵌式触控输入显示面板，其中所述金属延伸层由透明金属制成。

7.根据权利要求1所述的内嵌式触控输入显示面板，还包含：

第一透明基板，其中这些横向读取线及纵向读取线均位于这些扫描线与所述第一透明基板之间。

8.根据权利要求7所述的内嵌式触控输入显示面板，还包含：

多个镀通孔，用以将这些导电接垫电连接至所述网状读取电路。

9.根据权利要求1所述的内嵌式触控输入显示面板，还包含：

多个像素电极，其中这些横向读取线及纵向读取线均与这些像素电极位于同一平面。

10.根据权利要求9所述的内嵌式触控输入显示面板，其中这些导电接垫直接电连接于所述网状读取电路。

11.根据权利要求10所述的内嵌式触控输入显示面板，其中这些导电接垫直接配置于这些横向读取线及纵向读取线的连接处。

12.根据权利要求1所述的内嵌式触控输入显示面板，其中所述网状读取电路为网状金属线，且所述横向及纵向读取线均为金属线。

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