CN101424809B - 触控式液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的触控式液晶显示装置包含一液晶显示单元、一触控晶体管、一触控感测组件、以及一触控检测电路。该第一液晶显示单元系耦接于一第一扫描线，该触控检测电路耦接于一感测线。该触控晶体管包含耦接于一第二扫描线的一栅极、一第一端点、以及耦接于该感测线的一第二端点。该第一触控感测组件包含耦接于该触控晶体管的第一端点的一第一导体、耦接于该第一扫描线的一第二导体、以及一第一触控导体，其中当该触控式液晶显示装置的一感测区被触压时，该第一触控导体即电气连接该第一导体及该第二导体。

Description

触控式液晶显示装置
技术领域
本发明关于一种触控式液晶显示装置，特别是关于一种整合触控功能于液晶显示面板中的触控式液晶显示装置。
背景技术
功能先进的显示器渐成为现今消费电子产品的重要特色，其中液晶显示器已经逐渐成为各种电子设备如电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记型计算机屏幕所广泛应用具有高分辨率彩色屏幕的显示器。由于现今液晶显示器为了方便携带与使用，使用者可直接触碰的触控式液晶显示面板也成为市场开发的方向。传统的电阻式或电容式触控液晶显示面板，在面板上设置额外的电阻或电容组件，并通过检测对象触压点的电压/电流值变化来判断触压点的位置坐标。
然而，由于电阻及电容等组件是直接设置在显示面板上，因此会导致显示面板的光线穿透率下降，并且增加显示面板的整体厚度。因此，若能将触控感测组件整合至液晶显示面板的中，即可减少液晶显示器的整体重量以及体积，有利于现今讲求轻薄设计的液晶显示产品。
发明内容
本发明提供一种触控式液晶显示装置，其将触控功能整合于液晶显示面板之中，因而可减少液晶显示装置的整体重量及体积，有利于现今讲求轻薄设计的显示产品，且支持单点与多点触控因而可适用于各种尺寸的显示产品。
本发明的触控式液晶显示装置的一实施例，包含一第一液晶显示单元、一触控晶体管、一第一触控感测组件、以及一触控检测电路。该第一液晶显示单元耦接于一第一扫描线，该触控检测电路耦接于一感测线。该触控晶体管包含耦接于一第二扫描线的一栅极、一第一端点、以及耦接于该感测线的一第二端点。该第一触控感测组件包含耦接于该触控晶体管的第一端点的一第一导体、耦接于该第一扫描线的一第二导体、以及一第一触控导体，其中当该触控式液晶显示装置的一感测区被触压时，该第一触控导体电气连接该第一导体及该第二导体。
本发明的触控式液晶显示装置的另一实施例，包含一第一透明基板、与该第一透明基板相向的一第二透明基板、设置于该第一透明基板上且耦接于一第一扫描线的一第一液晶显示单元、设置于该第一透明基板上的一触控晶体管、以及一第一触控感测组件。该触控晶体管包含耦接于一第二扫描线的一栅极、一第一端点、以及耦接于一感测线的一第二端点。该第一触控感测组件包含设置于该第一透明基板上且耦接于该触控晶体管的第一端点的一第一导体、设置于该第一透明基板上且耦接于该第一扫描线的一第二导体、以及设置于该第二透明基板上的一第一触控导体，其中当该第二透明基板的一感测区被触压时，该第一触控导体电气连接该第一导体及该第二导体。
本发明的一种触控式液晶显示装置，将触控功能整合于液晶显示面板之中，因而可减少液晶显示装置的整体重量及体积，有利于现今讲求轻薄设计的显示产品，且支持单点与多点触控因而可适用于各种尺寸的显示产品。
附图说明
图1为本发明的触控式液晶显示装置的一实施例；
图2为本发明的液晶显示面板的一实施例；
图3及图4为本发明的触控感测组件的结构及触压操作的一实施例；
图5为本发明的触控式液晶显示装置的一局部布局实施例；
图6为本发明的液晶显示面板的信号波形图的一实施例；
图7及图8为本发明的触控式液晶显示装置的另一局部布局实施例；
图9为本发明另一实施例的液晶显示面板；
图10为本发明另一实施例的液晶显示面板的信号波形图；以及
图11为本发明另一实施例的液晶显示面板。
其中，附图标记：
10   触控式液晶显示装置       12   栅极驱动器
14   源极驱动器               16   触控检测电路
20   液晶显示面板             30A  液晶显示单元
30D   液晶显示单元           32A   显示晶体管
32D   显示晶体管             40    触控晶体管
42    栅极                   44    第一端点
46    第二端点               50A   触控感测组件
50B   触控感测组件           50C   触控感测组件
50D   触控感测组件           52A   第一导体
52B   第一导体                52C   第一导体
52D   第一导体                54A   第二导体
54B   第二导体               54C   第二导体
54D   第二导体               56A   第一触控导体
56B   第一触控导体            56C   第一触控导体
56D   第二触控导体           58    感测区
58’  触控感测盲区           60    第一透明基板
62A   第一座体               62B   第二座体
62C   第三座体              70    第一透明基板
72A   间隔件                72B   间隔件
72C   间隔件                74    导电材料
78    彩色滤光膜            90    液晶显示面板
92    感测区                92’  触控感测盲区
100   液晶显示面板          102   感测区
104   感测区
具体实施方式
图1为本发明的触控式液晶显示装置10的一实施例。该触控式液晶显示装置10包含一栅极驱动器12、一源极驱动器14、一触控检测电路16、以及一液晶显示面板20。该栅极驱动器12用来产生一扫描信号，并通过多条扫描线G1-GI传送至该液晶显示面板20。该源极驱动器14用来产生一数据信号电压，并通过多条数据线D1-DJ传送至该液晶显示面板20。该触控检测电路16则通过多条感测线B1-BK耦接于该液晶显示面板20，用来检测该液晶显示面板20被触压的位置。
图2为本发明的液晶显示面板20的一实施例。该液晶显示面板20包含一液晶显示单元30A、一液晶显示单元30D、一触控晶体管40、以及触控感测组件50A。该液晶显示单元30A经由一显示晶体管32A耦接于一扫描线GI-7，该液晶显示单元30D经由一显示晶体管32D耦接于另一扫描线GI-4。该触控晶体管40包含耦接于该扫描线GI-4的一栅极42、一第一端点44、以及耦接于一感测线B3的一第二端点46。该触控感测组件50A包含耦接于该触控晶体管40的第一端点44的一第一导体52A、耦接于该扫描线GI-7的一第二导体54A、以及一第一触控导体56A。当该触控式液晶显示装置10的一感测区58被触压时，该触控感测组件50A的第一触控导体56A电气连接该第一导体52A及该第二导体54A。
图3及图4为该触控式液晶显示装置10的结构及触压操作的一实施例，图5为该触控式液晶显示装置10的一局部布局实施例。该触控式液晶显示装置10包含一第一透明基板60以及一第二透明基板70，其与该第一透明基板60相向。该第一透明基板60可为一玻璃基板，该液晶显示面板20、该扫描线G1-GI、该数据线D1-DJ、以及该感测线B1-BK形成于该第一透明基板60上。该第二透明基板70亦可为一玻璃基板且包含多个彩色滤光膜78(显示于图5)。
参考图3，该第一透明基板60包含第一座体62A、第二座体62B及第三座体62C，且该触控感测组件50A的第一导体52A及第二导体54A设置于该第三座体62C上。该第二座体62B设置于该第一座体62A与该第一导体52A之间，且该第一座体62A的高度大于该第二座体62B的高度。该第二透明基板70上设置有多个间隔件72A-72C，其面向该第一透明基板60的末端具有导电材料74(例如ITO)，且该间隔件72C上的导电材料74作为该触控感测组件50A的第一触控导体56A。
参考图3，为该触控感测组件50A处于未导通状态的示意图。该第一透明基板60上的第一座体62A经由该导电材料74接触该第二透明基板70的间隔材72A。相对地，该触控感测组件50A的第一触控导体56A尚未接触其第一导体52A及第二导体54A，且该第二透明基板70上的间隔材72B亦未接触该第一透明基板60上的第二座体62B。
参考图4，其为一对象80(例如：手或笔)触压该触控式液晶显示装置10的示意图。当该对象80触压该触控式液晶显示装置10的一感测区58时，该第一透明基板60上的第一座体62A仍然保持接触该第二透明基板70的间隔材72A，且该触控感测组件50A的第一触控导体56A亦接触其第一导体52A及第二导体54A并予以电气连接。相对地，该第二透明基板70上的间隔材72B仍然尚未接触该第一透明基板60上的第二座体62B。
若该对象80持续向下触压该触控感测组件50A，亦即过度施力于该第二透明基板70时，则该第二透明基板70上的间隔材72B即接触该第一透明基板60上的第二座体62B，以便避免该对象80因施力过度而损坏该触控感测组件50A的第一触控导体56A、第一导体52A及第二导体54A。
图6为图2的液晶显示面板20的信号波形图。该栅极驱动器12产生的扫描信号(高位准电压)在T1时经由该扫描线GI-7导通该显示晶体管32A，以便该源极驱动器14产生的数据信号电压可经由该显示晶体管32A传送至该液晶显示单元30A。之后，该扫描线GI-7的电压由高位准转换为低位准，关闭该显示晶体管32A。同理，该栅极驱动器12产生的扫描信号电压依序导通耦接于扫描线G2、G3、GI-4的显示晶体管。特而言之，该扫描线GI-7是该扫描线GI-4的前级。
该触控晶体管40的栅极42耦接于该扫描线GI-4，并于T4时被扫描信号(高位准电压)导通，若该感测区58并未被触压而无法电气连接该第一导体52A及该第二导体54A，则在该触控晶体管40导通期间，该感测线B3的电压始终保持高位准。相对地，若该对象80触压该感测区58时使得该第一触控导体56A电气连接该第一导体52A及该第二导体54A，且该触控晶体管40于T4时被扫描信号(高位准电压)导通，则该感测线B3的电压将由高位准被下拉至低位准(即扫描瞄GI-7的低电压位准)。之后，该扫描线GI-4的电压由高位准转换为低位准而关闭该显示晶体管32D后，该感测线B3的电压将由低电压位准被充电至原先的高电压位准。
因此，该触控检测电路16可由该感测线B3的电压波形(高位准转换为低位准)而判断该对象80的横向触压位置。另，该对象80的纵向触压位置则可由该扫描线GI-4计算得知。特而言之，若同时有多个对象80触压该液晶显示面板20时，该触控式液晶显示装置10可利用该栅极驱动器12依序完成所有扫描线G1-GI的扫描后，即可得知该多个对象80的触压位置，亦即该触控式液晶显示装置10具有单点及多点触控的功能。特而言之，该触控感测组件50A的放电参考电位是前级扫描线GI-7未被扫描时的低位准电压，因此该感测线B3可由高位准电压迅速放电。
复参图2，该触控感测组件50A的感测区58位于该扫描线GI-7与该该扫描线GI-4之间，亦即该感测区58是位于该触控晶体管40之前。此-设计在扫描线GI-3至GI之间形成一触控感测盲区58’。解决该触控感测盲区58’的方法可通过在扫描线GI-3至GI之间另行设置一触控感测组件，其被触控时耦接于该扫描线GI与该触控晶体管40的第一端点44。
图7及图8为该第一透明基板60的另一局部布局实施例。参考图7，多条感测线(图7中的二条感测线BK-1及BK-2)经由一信号通路S1耦合至该触控检测电路16，亦即将多条(例如N条)感测线并联或串连以形成一有效感测区，其中N可介于1至10之间。特而言之，较密集的触控信号分布有助于提高有效的触控信号数据，可大幅提升算法对坐标的计算精度。此外，将多条(例如N条)感测线经由该信号通路S1耦合至该触控检测电路16，亦即该感测线BK-1、BK-2与该触控检测电路16采用多对1设计，其有助于提升触控信号的均匀度。
复参图6，该扫描线GI-4的电压由高位准转换为低位准因而关闭该显示晶体管32D后，该感测线B3的电压将由低位准被充电至原先的高位准。图7所示的布局实施例是单向地对该感测线BK-1、BK-2充电。相对地，若将多条感测线予以连接而形成一回路(图8中的二条感测线BK-1及BK-2)，可双向地对该感测线BK-1、BK-2充电，以便大幅地降低该感测线BK-1、BK-2的充电时间。亦即，将多条(例如N条)感测线并联或串连而形成一回路，以便降低该感测线的充电时间，其中N可介于1至10之间。
图9为本发明另一实施例的液晶显示面板90。相较图2所示的液晶显示面板20的触控感测组件50A耦接于一前级扫描线与该触控晶体管40，图9所示的液晶显示面板90的触控感测组件50B耦接于一后级扫描线与该触控晶体管40。该触控感测组件50B包含耦接于该触控晶体管40的第一端点44的一第一导体52B、耦接于该扫描线G7的一第二导体54B、以及一第一触控导体56B。当液晶显示面板90的一感测区92被触压时，该第一触控导体56B电气连接该第一导体52B及该第二导体54B。特而言之，该扫描线G7为该扫描线G4的后级。
图10为图9的液晶显示面板90的信号波形图。该触控晶体管40的栅极42耦接于该扫描线G4，并于T4时被扫描信号(高位准电压)导通，若该感测区92在此时并未被触压因而该第一触控导体56B无法电气连接该第一导体52B及该第二导体54B，则在该触控晶体管40导通期间，该感测线B3的电压始终保持高位准。相对地，若该感测区92被触压因而该第一触控导体56B电气连接该第一导体52B及该第二导体54B，且该触控晶体管40于T4时被扫描信号(高位准电压)导通，则该感测线B3的电压将由高位准被下拉至低位准(即后级扫描线G7的低电压位准)。之后，该扫描线G4的电压由高位准转换为低位准因而关闭该显示晶体管32D后，该感测线B3的电压将由低位准被充电至原先的高位准。
因此，该触控检测电路16可通过该感测线B3的电压波形(高位准转换为低位准)而判断触压点的横向触压位置。另，触压点的纵向触压位置则可由该扫描线G4计算得知。特而言之，若同时有多个对象触压该液晶显示面板90时，该触控式液晶显示装置10可利用该栅极驱动器12依序完成所有扫描线G1-GI的扫描后，即可得知该多个对象的触压位置，亦即该触控式液晶显示装置10具有单点及多点触控的功能。
复参图9，该触控感测组件50B的感测区92位于该扫描线G4与该该扫描线G7之间，亦即该感测区92是位于该触控晶体管40之前。此一设计在扫描线G1至G4之间形成一触控感测盲区92’。解决该触控感测盲区92’的方法可通过在扫描线G1至G4之间另行设置一触控感测组件，其被触控时耦接于该扫描线G1与该触控晶体管40的第一端点44。
图11为本发明另一实施例的液晶显示面板100。相较图2或图9所示的的触控感测组件50A或50B分别耦接于前级扫描线或后级扫描线，图11所示的液晶显示面板100通过一触控感测组件50C耦接于前级扫描线且通过另一触控感测组件50D耦接于后级扫描线。该触控感测组件50C包含耦接于该触控晶体管40的第一端点44的一第一导体52C、耦接于该扫描线G1的一第二导体54C、以及一第一触控导体56C。当该液晶显示面板100的一感测区102被触压时，该第一触控导体56C电气连接该第一导体52C及该第二导体54C。
该触控感测组件50D包含耦接于该触控晶体管40的第一端点44的一第一导体52D、耦接于该扫描线G7的一第二导体54D、以及一第二触控导体56D。当该液晶显示面板100的另一感测区104域被触压时，该第二触控导体56D电气连接该第一导体52D及该第二导体54D。特而言之，该扫描线G1是该扫描线GI-4的前级，该扫描线G7是该扫描线GI-4的后级。
图2的液晶显示面板20的触控感测组件50A耦接于前级扫描线，因此在扫描线GI-3至GI之间存有该触控感测盲区58’。此外，图9的液晶显示面板90的触控感测组件50B耦接于后级扫描线，因此在扫描线G1至G4之间存有该触控感测盲区92’。相对地，图11的液晶显示面板100通过该触控感测组件50C耦接于前级扫描线且通过该触控感测组件50D耦接于后级扫描线，亦即在该触控晶体管40之前均有触控感测组件，因此没有触控感测盲区的问题。
本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而本发明所属技术领域的技术人员，在不背离权利要求书所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及公开可作种种的替换及修改。例如，上文公开的许多制程可以不同的方法实施或以其它制程予以取代，或者采用上述二种方式的组合。

Claims (15)

1.一种触控式液晶显示装置，其特征在于，包含：第一液晶显示单元、触控晶体管、第一触控感测组件以及一触控检测电路；
该第一液晶显示单元，耦接于一第一扫描线；
该触控晶体管，包含：
一栅极，耦接于一第二扫描线；
一第一端点；以及
一第二端点，耦接于一感测线；
该第一触控感测组件，包含：
一第一导体，耦接于该触控晶体管的第一端点；
一第二导体，耦接于该第一扫描线；以及
一第一触控导体，其中当该触控式液晶显示装置的一第一感测区被触压时，该第一触控导体电气连接该第一导体及该第二导体；
该触控检测电路，耦接于该感测线。
2.根据权利要求1的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一扫描线是该第二扫描线的前级。
3.根据权利要求1的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一扫描线是该第二扫描线的后级。
4.根据权利要求1的触控式液晶显示装置，其特征在于，还包含：
一第二液晶显示单元，耦接于一第三扫描线；以及
一第二触控感测组件，包含：
一第三导体，耦接于该触控晶体管的第一端点；
一第四导体，耦接于该第三扫描线；以及
一第二触控导体，其中当该触控式液晶显示装置的一第二感测区被触压时，该第二触控导体电气连接该第三导体及该第四导体。
5.根据权利要求4的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一扫描线是该第二扫描线的前级。
6.根据权利要求4的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第三扫描线是该第二扫描线的后级。
7.根据权利要求1的触控式液晶显示装置，其特征在于，N条感测线经由一信号通路耦合至该触控检测电路，N介于1至10之间。
8.根据权利要求7的触控式液晶显示装置，其特征在于，该N条感测线形成一回路。
9.一种触控式液晶显示装置，其特征在于，包含：
一第一透明基板，一第二透明基板，一第一液晶显示单元，一触控晶体管以及一第一触控感测组件；
该第二透明基板，与该第一透明基板相向；
该第一液晶显示单元，设置于该第一透明基板上且耦接于一第一扫描线；
该触控晶体管，设置于该第一透明基板上，包含：
一栅极，耦接于一第二扫描线；
一第一端点；以及
一第二端点，耦接于一感测线；
该第一触控感测组件，包含：
一第一导体，设置于该第一透明基板上且耦接于该触控晶体管的第一端点；
一第二导体，设置于该第一透明基板上且耦接于该第一扫描线；以及
一第一触控导体，设置于该第二透明基板上，其中当该第二透明基板的一第一感测区被触压时，该第一触控导体电气连接该第一导体及该第二导体。
10.根据权利要求9的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一透明基板包含一第一座体及一第二座体，该第二座体设置于该第一座体与该第一导体之间。
11.根据权利要求10的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第二透明基板包含多个间隔材，该间隔材面向该第一透明基板的末端具有导电材料。
12.根据权利要求10的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一座体的高度大于该第二座体的高度。
13.根据权利要求9的触控式液晶显示装置，其特征在于，还包含一彩色滤光膜，设置于该第二透明基板上。
14.根据权利要求9的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一扫描线是该第二扫描线的前级。
15.根据权利要求9的触控式液晶显示装置，其特征在于，该第一扫描线是该第二扫描线的后级。
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