CN101571777B - 显示装置的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置的定位方法。首先，提供储存电容，并写入第一电荷至储存电容。然后，提供对向电极与电性耦接至储存电容的感应元件，两者之间具有第一间隙，且感应元件产生第一漏极电流并调变该第一电荷为第二电荷。接着，触碰显示装置，改变第一间隙为第二间隙，且调变第一漏极电流为第二漏极电流并调变该第一电荷为第三电荷。最后，比较第二电荷与第三电荷的差异，以定义出预定位置。

Description

显示装置的定位方法

技术领域

本发明提供一种显示装置的定位方法，尤指一种具有输入功能的显示装置的定位方法。

背景技术

液晶显示器由于具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已成为目前最被广泛使用的平面显示器。而在各种包含液晶显示器的电子装置中，例如：多媒体播放器、手机或个人数字助理(PDA)等电子装置，利用液晶显示器执行触碰输入的功能已渐成流行，因此，触碰式屏幕的应用越来越广泛。

传统触碰式屏幕以电阻式触碰屏幕及电容式触碰屏幕为主，电阻式触碰屏幕以电压降定位触碰位置，电容式触碰屏幕通常包含感测电容，根据对应于触碰点的感测电容的电容变化，经信号处理而定位出触碰位置。由于公知触碰面板与液晶显示面板分开制作后，再将触碰面板与液晶显示面板组装一起，因此会有重量较重、成本较高、以及透光率较低等缺点，为了解决上述缺点，近来发展出将触碰元件与显示元件制作于同一面板上，以形成具有触碰功能的液晶显示面板。

参考图1，图1为公知显示装置的触碰单元的剖面示意图。如图1所示，感应单元10包含有光感应元件12、读出元件14、黑色矩阵16以及液晶层18，其中光感应元件12与读出元件14都配置于基板20上，黑色矩阵16则配置于对向基板22上，液晶层18配置于基板20与对向基板22之间。位于对向基板22上的黑色矩阵16具有开口24，使得外界的光线可借由此开口24照射于光感应元件12上，因此光感应元件12的通道将有光电流产生，当操作显示装置时，可利用手指遮断光线的入射以降低入光量或利用光笔照射以增加入光量，使光感应元件12通道区上的光电流产生变化，因而可定位出触碰的位置。

由于此方法借由入光量的变化来定位触碰位置，因此容易受到外界环境光线的亮度所影响，特别是位于暗室的环境，利用手指遮断光线的方法可能造成光感应元件无法判别的情况发生，或者位于太阳光下的环境，利用光笔照射的方法也会造成光感应元件无法判别的情况。因此，提供不受操作环境影响的显示装置的定位方法是业界极力达成的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种显示装置的定位方法，借由触碰显示装置的操作界面，使感应元件的漏极电流改变，而得以定义出触碰位置，因此改善公知易受环境光线干扰的问题。

为达到上述的目的，本发明提供一种显示装置的定位方法。首先，提供储存电容，并写入第一电荷至储存电容。然后，提供对向电极与电性耦接至储存电容的感应元件，两者之间具有第一间隙，且感应元件产生第一漏极电流并调变该第一电荷为第二电荷。接着，触碰显示装置，改变第一间隙为第二间隙，且调变第一漏极电流为第二漏极电流并调变该第一电荷为第三电荷。最后比较第二电荷与第三电荷的差异，以定义出预定位置。

本发明借由触碰显示装置的操作界面，使感应元件与对向电极的间隙改变，以改变感应元件的漏极电流，然后，再由漏极电流的变化调变储存电容上的电荷，因此借由读出电路比较触碰前后储存电容上的电荷变化，可定义出触碰的位置。

附图说明

图1为公知显示装置的触碰单元的剖面示意图。

图2为本发明显示装置的定位方法流程图。

图3为本发明显示装置的像素区域的电路示意图。

图4为本发明显示装置的感应单元的剖面示意图。

图5为本发明感应单元的对向基板受外力而形变的剖面示意图。

图6为本发明感应元件在固定漏极电压的情况下栅极电压与漏极电流的关系图。

图7为本发明显示装置的像素区域电路的另一实施例的示意图。

主要元件符号说明

10     感应单元        12     光感应元件

14     读出元件        16     黑色矩阵

18     液晶层          20     基板

22     对向基板        24     开口

100    像素区域        102    数据线

103    数据线          104    栅极线

105    栅极线          106    开关元件

108    感应元件        110    读出元件

112    储存电容        114    偏压电极

116    读出线          118    读出电路

122    对向基板        124    对向电极

126    基板            128    栅极绝缘层

130    通道            132    高掺杂区域

134    保护层          136    遮光层

138    液晶层          140    驱动线

Clc    液晶电容        Cst    第一储存电容

d1     第一间隙        d2     第二间隙

D      漏极            G      栅极

S      源极            S10    步骤

S20    步骤            S30    步骤

S40    步骤            S50    步骤

具体实施方式

参考图2，图2为本发明显示装置的定位方法流程图。如图2所示，一种显示装置的定位方法的流程包含下列步骤：

步骤S10：提供储存电容，并写入第一电荷至该储存电容；

步骤S20：提供感应元件，配置于预定位置，并电性耦接至该储存电容；

步骤S30：提供对向电极，其配置于该感应元件的上方，其中该感应元件与对向电极相距第一间隙，且对应于该预定位置，并产生第一漏极电流，且调变第一电荷为第二电荷；

步骤S40：触碰该预定位置，改变该第一间隙为第二间隙，并调变该第一漏极电流为第二漏极电流，再利用该第二漏极电流，调变第一电荷为第三电荷；以及

步骤S50：比较该第二电荷与该第三电荷的差异，以定义预定位置。

参考图3，并一起参考图2。图3为本发明显示装置的像素区域的电路示意图。如图3所示，显示装置包含有多个像素区域100，每个像素区域100由两个数据线102、103与两个栅极线104、105定义出。像素区域100内包含有开关元件106、显示区储存电容Cst以及液晶电容Clc。其中，部分像素区域100另包含有感应元件(inducing element)108、读出元件(readoutelement)110、储存电容112以及偏压电极114。如图2与图3所示，在上述定位方法的流程中，步骤S10可不只提供储存电容112，而可另包含提供该读出元件110、读出线116以及读出电路(readout circuit)118，其中储存电容112的第一端点电性耦接至读出元件110的源极S，读出元件110的栅极G电性耦接至栅极线104，并且读出元件110的漏极D借由读出线116电性耦接于读出电路118。然后，提供栅极驱动信号经栅极线104传递至读出元件110的栅极G，使读出元件110导通，因此，读出电路118可经由读出线116与读出元件110写入电荷至储存电容112或读出储存电容112的电荷。

参考图4，并一起参考图2和图3。图4为本发明显示装置的感应单元的剖面示意图。如图4、图2与图3所示，步骤S20提供感应元件108，设置于基板126面对于对向基板122的一侧，并配置于该预定位置处，且电性耦接至该储存电容(图中未绘出)，并写入第一电荷至该储存电容，感应元件108的结构包含有栅极G、栅极绝缘层128、通道130、高掺杂区域132、源极S、漏极D以及保护层134。其中，感应元件108的栅极G与源极S电性耦接至储存电容112的第二端点，以及电性耦接感应元件108的漏极D至储存电容112的第一端点，感应元件108的栅极G与源极S以及储存电容112的第二端点都电性耦接至偏压电极114，并且提供偏压至该偏压电极114。值得注意的是，此偏压电极114也可为像素区域100的共通电极，因此偏压电极114也可电性耦接至对向电极124。步骤S30提供对向电极(counter electrode)124，配置于感应元件的上方，其中感应元件108与对向电极124之间相距第一间隙d1，并且未触碰该预定位置的情况下，感应元件可产生第一漏极电流，调变该第一电荷为第二电荷。在步骤S40之前另可包含提供遮光层136，以避免环境光线对感应元件108的干扰，或用非透明的金属来制作对向电极124，也可达到遮蔽环境光的效果，而在未触碰预定位置时，可根据感应元件108的导通状态，定义第二电荷为背景信号，其中遮光层136设置于对向电极124与对向基板122之间。另外，液晶层138设置于感应元件108与对向电极124之间。

参考图5，并一起参考图2。图5为本发明感应单元的对向基板受外力而形变的剖面示意图。如图5与图2所示，步骤S40触碰该预定位置，使第一间隙d1缩小为第二间隙d2，由于对向电极124与感应元件108间的间隙缩小，对向电极124的电压对于感应元件108的导通状态的影响增强，也就是，当对向电极124接近感应元件108时，对向电极124的电压可对感应元件108的通道130造成感应电场，使通道130中的电子会受到感应电场影响，因而可调变第一漏极电流为第二漏极电流，再利用该第二漏极电流，调变第一电荷为第三电荷。

因该感应元件108电性耦接于该储存电容112，且该感应元件108的漏极电流已从该第一漏极电流调变为该第二漏极电流，因此可利用此第二漏极电流，将原本位于储存电容112的第一电荷调变为第三电荷，所以在触碰预定位置时，可根据感应元件108的导通状态，定义第三电荷为感应信号。在步骤S50之前另包含将该感应信号经该读出元件110与该读出线116传递至读出电路118，因而步骤S50可利用读出电路118比较第二电荷与第三电荷的差异，也就是分析感应信号或比较其与背景信号的差异，以定义出预定位置。

参考图6，图6为本发明感应元件在固定漏极电压的情况下栅极电压与漏极电流的关系图。本发明分成五种不同间隙大小来做比较，其间隙大小分别为1、0.75、0.5、0.25与0微米，不同的间隙大小可用来表示不同大小的触碰力量程度。如图6所示，当间隙为1微米时，此种条件的漏极电流为最小，而当间隙为0微米时，其漏极电流为最大，即表示间隙越小，则漏极电流值越大。利用此漏极电流的变化可调变储存电容的电荷，因此，本发明可利用读出电路来比较触碰前后储存电容的电荷差异，定义出触碰位置。值得注意的是，本发明的感应元件具有优选操作范围，此操作范围为感应元件的栅极电压小于感应元件的漏极电压，使漏极电流的大小随着间隙大小而改变，让读出电路得以辨别出漏极电流的变化所造成的储存电容的电荷差异，进而定义出触碰的位置。

参考图7，图7为本发明显示装置的像素区域电路的另一实施例的示意图。如图7所示，相较于图2的电路，感应元件108的源极S改接于驱动线140，用以调整该感应元件108上的偏压，使其操作在最佳的灵敏度，且储存电容112的第二端点电性耦接于该偏压电极114，另一端点电性耦接于该感应元件108的漏极D。

综上所述，本发明提供显示装置的定位方法，借由触碰按压使感应元件与对向电极间的间隙改变，感应元件的漏极电流因而产生变化，进而改变储存电容的电荷信号，因此借由读出电路分析背景信号与感应信号的差异，可定义出触碰位置，所以本发明的触碰方式可改善公知光感应方式，以避免环境光线的干扰。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，都应属于本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种显示装置的定位方法，包含：

提供储存电容，并写入第一电荷至该储存电容；

提供感应元件，其电性耦接至该储存电容并配置于预定位置；

提供对向电极，其配置于该感应元件上方，其中该感应元件与该对向电极相距第一间隙，并产生第一漏极电流且调变该第一电荷为第二电荷；

触碰该预定位置，且改变该第一间隙为第二间隙，以调变该第一漏极电流为第二漏极电流，且调变该第一电荷为第三电荷；以及

比较该第二电荷与该第三电荷的差异，以定义该预定位置。

2.如权利要求1所述的定位方法，还包含提供读出电路，以写入该第一电荷至该储存电容。

3.如权利要求2所述的定位方法，还包含提供读出元件，且该读出元件的漏极电性耦接至该读出电路。

4.如权利要求3所述的定位方法，还包含利用该读出元件，使该读出电路由该储存电容读出该第二电荷或第三电荷。

5.如权利要求1所述的定位方法，还包含提供偏压电极，电性耦接于该储存电容的第二端点。

6.如权利要求5所述的定位方法，还包含电性耦接该偏压电极与该感应元件的栅极。

7.如权利要求5所述的定位方法，还包含电性耦接该对向电极与该偏压电极。

8.如权利要求1所述的定位方法，其中该第一漏极电流与第二漏极电流为通过该感应元件的漏极的电流。

9.如权利要求1所述的定位方法，还包含提供驱动线，用以调整该感应元件上的偏压。

10.如权利要求9所述的定位方法，其中该驱动线电性耦接于该感应元件的源极。

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