CN102637091A - 触控显示装置 - Google Patents

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CN102637091A CN2012100272685A CN201210027268A CN102637091A CN 102637091 A CN102637091 A CN 102637091A CN 2012100272685 A CN2012100272685 A CN 2012100272685A CN 201210027268 A CN201210027268 A CN 201210027268A CN 102637091 A CN102637091 A CN 102637091A
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Abstract

本发明提供一种触控显示装置，包括一滤光片基板、一阵列基板、一液晶层、一覆盖板以及一触控感测结构。覆盖板设置于滤光片基板的背向阵列基板的一侧。触控感测结构包括一第一电极串列及叠合第一电极串列并与第一电极串列保持一间距的一第二电极串列。第一电极串列接收一共用电压扫描信号，第二电极串列接收一感测信号，以于共用电压扫描信号驱动第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。

Description

触控显示装置
技术领域
本发明关于触控技术，尤其是关于一种触控显示装置。
背景技术
目前常见的触控显示装置为一显示面板加上外挂的触控面板，故整体的厚度较高，且触控显示装置因外加触控面板或覆盖板，以及面内反射的影响而容易造成穿透率的衰减。因此，若能将触控功能直接整合于一显示装置即能避免上述问题。然而，目前将触控感测单元整合于一液晶显示器的设计，除原本的显示线路外，需额外布局触控感测的驱动线路，因此除了会占用液晶显示器的显示区域而降低开口率外，也会增加触控感测信号与显示信号间的交互干扰及推动负载。
发明内容
本发明提供一种高成品率、薄型化、高开口率以及低信号干扰的触控显示装置。
本发明的一实施例提供一种触控装置，包括一滤光片基板、一阵列基板、一液晶层以及一触控感测结构。阵列基板相对滤光片基板设置且与滤光片基板保持一间距，且液晶层夹设于滤光片基板与阵列基板之间。触控感测结构设置于滤光片基板且包括一第一电极串列及叠合第一电极串列并与第一电极串列保持一间距的一第二电极串列。于进行触控感测操作时第一电极串列接收一共用电压扫描信号，且第二电极串列接收一感测信号以于共用电压扫描信号驱动第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。于进行触控感测操作时第一电极串列接收一共用电压扫描信号，且第二电极串列接收一感测信号以于共用电压扫描信号驱动第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。
于一实施例中，第一电极串列设置于滤光片基板面向阵列基板的一侧，且第二电极串列设置于滤光片基板背向阵列基板的一侧。
于一实施例中，第一电极串列设置于滤光片基板背向阵列基板的一侧，且第二电极串列设置于滤光片基板面向阵列基板的一侧。
于一实施例中，第一电极串列包括n道(n为正整数)实质上平行排列的多个第一条状电极，共用电压扫描信号逐道驱动所述这些第一条状电极，第二电极串列包括实质上平行排列的多个第二条状电极，且第二条状电极与第一条状电极交错设置。
于一实施例中，多个共用配线形成于阵列基板上，且第一电极串列电连接共用配线。多个导电媒介介设于滤光片基板与阵列基板之间以将第一电极串列电连接共用配线，且导电媒介例如可为一导电间隔物或银胶。
于一实施例中，一装饰层设置于滤光片基板的周缘，且装饰层例如包括陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
通过上述实施例的设计，因为触控感测结构的第一电极串列同时作为驱动液晶层所需的一共用电极，故可整合触控感测结构的驱动线路与显示结构的参考电压线路，达到减少信号干扰及负载、降低线路布局面积以提高开口率、以及减少模块尺寸及重量的效果。
本发明另一实施例提供一种触控显示装置，包括一滤光片基板、一阵列基板、一液晶层、一覆盖板以及一触控感测结构。阵列基板相对滤光片基板设置且与滤光片基板保持一间距，且液晶层夹设于滤光片基板与阵列基板之间。覆盖板设置于滤光片基板的背向阵列基板的一侧。触控感测结构包括一第一电极串列及叠合第一电极串列并与第一电极串列保持一间距的一第二电极串列，于进行触控感测操作时第一电极串列接收一共用电压扫描信号，第二电极串列接收一感测信号，以于共用电压扫描信号驱动第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。
于一实施例中，第一电极串列形成于滤光片基板上且第二电极串列形成于覆盖板上。
于一实施例中，第一电极串列形成于覆盖板上且第二电极串列形成于滤光片基板上。
于一实施例中，第一电极串列形成于滤光片基板的面向覆盖板的一侧，且第二电极串列形成于覆盖板的面向滤光片基板的一侧。
于一实施例中，第一电极串列形成于滤光片基板的面向阵列基板的一侧并作为驱动液晶层所需的一共用电极，且第二电极串列形成于覆盖板的面向滤光片基板的一侧。
通过上述实施例的设计，仅需将显示面板及覆盖板各别加入一道透明电极(例如ITO)制造工艺后再组合，即可构成一触控显示装置，如此制造工艺数较少而可提高产品良率。
本发明另一实施例提供一种触控显示装置，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一触控感测结构以及
一信号处理单元。第二基板相对第一基板设置且与第一基板保持一间距，且液晶层夹设于第一基板与第二基板间。触控感测结构至少设置于第一基板且具有多个驱动电极及叠合所述这些驱动电极并与所述这些驱动电极保持一间距的多个感测电极。信号处理单元设置于第二基板，信号处理单元适于输出驱动液晶层以产生显示效果的至少一栅极驱动信号、至少一像素数据信号及至少一共用电压扫描信号，且适于输出侦测因触碰动作感应生成的耦合电容的至少一感测信号。各个感测电极接收感测信号并于共用电压扫描信号逐个驱动所述这些驱动电极时，感测因触碰动作感应生成的该耦合电容。
于一实施例中，于共用电压扫描信号的脉冲发生期间，栅极驱动信号为低电位。
于一实施例中，共用电压扫描信号的脉冲平均内插于每一个显示画面的图框时间内。
于一实施例中，每一个显示画面的图框时间区分为一显示区间及一触控感测区间，且共用电压扫描信号仅于触控感测区间驱动所述这些驱动电极。
于一实施例中，一覆盖板贴附于第一基板的背向第二基板的一侧，且触控感测结构设置于第一基板及覆盖板。
本发明提供的触控显示装置具有高成品率、薄型化、高开口率以及低信号干扰等优点。
附图说明
图1为依本发明一实施例的触控显示装置的平面示意图。
图2为图1的触控显示装置的一结构实施例的示意图。
图3为本发明一实施例的显示信号与触控感测信号时序图。
图4为本发明另一实施例的显示信号与触控感测信号时序图。
图5A为本发明另一实施例的触控显示装置平面示意图。
图5B为图5A的局部剖面示意图。
图6A及图6B为本发明不同的感测电极结构实施例示意图。
图7为本发明另一实施例的触控显示装置的示意图。
图8为本发明另一实施例的触控显示装置的示意图。
附图标号：
10、40、60、80  触控显示装置
12、62          滤光片基板
14、64          阵列基板
16、66          液晶层
20、70          触控感测结构
22、72          电极串列
22a             第一透明电极
24、74     电极串列
24a        第二透明电极
24b        辅助感应电极
26         IC芯片
28         信号传递垫
32         共用配线
34         导电媒介
36         软性电路板
38         导垫
42、79     黑矩阵层
42a        黑矩阵层区块
44、84     装饰层
68         覆盖板
71a、71b   偏光片
73         光学胶
78         滤光片
81         共用电极
具体实施方式
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附附图，作详细说明如下。
图1为本发明一实施例的触控显示装置的平面示意图，图2为图1的触控显示装置的一结构实施例的示意图。请同时参考图1及图2，触控显示装置10包括一滤光片基板12、一阵列基板14、一液晶层16以及一触控感测结构20。阵列基板14相对滤光片基板12设置且与滤光片基板12保持一间距，且液晶层16夹设于滤光片基板12与阵列基板14间。一触控感测结构20形成于滤光片基板12上且包括至少一电极串列22及至少一电极串列24，电极串列24叠合电极串列22并与电极串列22保持一间距。于本实施例中，电极串列22例如包括多个透明电极22a且形成于滤光片基板12的面向阵列基板14的一侧，电极串列24例如包括多个透明电极24a且形成于滤光片基板12的背向阵列基板14的一侧，且透明电极22a与透明电极24a交错设置。触控显示装置10可进行显示及触控感测操作，电极串列22及电极串列24可分别连接两个不同的信号源，于本实施例中，电极串列22为于显示时驱动液晶层16的一共用电极(common electrode)。于进行触控感测操作时，电极串列22接收一共用电压扫描信号，且电极串列24接收一触控操作所需的感测信号，以于共用电压扫描信号驱动电极串列22时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。当然，于另一实施例中，于进行触控感测操作时，电极串列24可接收一共用电压扫描信号，且电极串列22可接收一触控操作所需的感测信号，以于共用电压扫描信号驱动电极串列24时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。换言之，电极串列22可作为触控感测操作的扫描电极而电极串列24作为感测电极，或者电极串列24可作为触控感测操作的扫描电极而电极串列22作为感测电极亦可。于本实施例中，多个透明电极22a可为实质平行排列的多个条状透明电极。若电极串列22具有n个(n为正整数)透明电极22a，共用电压扫描信号可视显示画面的更新方式，由第1个至第n个或由第n个至第1个顺序逐道驱动各个透明电极22a，电极串列24的各个透明电极24a接收一感测信号，并依扫描的时序将各个透明电极24a因触碰动作感应生成的耦合电容所导致的电压变化，传送到例如IC芯片26的信号处理单元，以侦测出触碰位置。各个透明电极22a可通过一信号传递垫(signal transfer pad)28电连接至阵列基板14的共用配线32。举例而言，信号传递垫28可如图2所示为介设于滤光片基板12与阵列基板14之间的多个导电媒介34，且导电媒介34例如可为导电间隔物或银胶等。再者，透明电极24a可利用例如软性电路板36或其他的导电媒介连接至阵列基板14上的多个导垫38，且导垫38与IC芯片26经由线路连接，如此透明电极24a即可接收来自IC芯片26的感测信号。于一实施例中，显示及触控感测的控制信号线可整合于例如IC芯片26的一信号处理单元，IC芯片26提供的共用电压扫描信号可经由共用配线32、信号传递垫28传递至电极串列22，以逐级驱动各个透明电极22a并同时提供液晶驱动时的共用电压，IC芯片26提供的感测信号可经由导垫38及软性电路板36传递至电极串列24，且IC芯片26同时提供栅极驱动信号及像素数据信号以驱动液晶层16俾提供显示效果。再者，依本发明实施例的设计，利用自感式电容感测或互感式电容感测方式侦测触碰位置均可。另外，虽然图1例示为电极串列22包括多道水平排列的透明电极22a，且电极串列24包括多道垂直排列的透明电极22a，但其并不限定，于另一实施例中，电极串列22可包括多道垂直排列的透明电极22a，且电极串列22可包括多道水平排列的透明电极22a。于显示画面更新时，共用电极的电位不可任意变化，以免破坏了原本预期的周期性液晶极性反转，因此一共用电压扫描信号的大部份属于固定电位，共用电压扫描信号的脉冲只需维持足以发生电容耦合的时间即可(电压扫描信号脉冲发生期间极低于液晶的反应时间)，且于共用电压扫描信号的脉冲发生期间，栅极驱动信号可设为低电位以避免共用电压扫描信号影响画面显示。于一实施例中，如图3所示，共用电压扫描信号的脉冲可以平均内插于每一个显示画面的图框时间内，亦即可在每扫描固定数量的栅极线后，驱动至少一触控感测结构的驱动线(透明电极22a)。或者，于图4所示的另一实施例中，可将每一个显示画面的图框时间区分为一显示区间及一触控感测区间，将一画面更新的所有栅极线扫描后即产生一触发信号以接着驱动所有的触控感测结构驱动线(透明电极22a)，结束后再将信号输出的控制权交回显示驱动电路。
如图2所示，位于滤光片基板12的两相邻透明电极22a彼此断开以避免短路，且透明电极22a作为电容耦合感测动作的一驱动电极。于另一实施例中，如图5A及图5B所示，触控显示装置40的黑矩阵层42可包括多个彼此断开的区块42a且可为例如铬的导电金属所构成，且透明电极22a可搭接导电黑矩阵层42以提高耦合电容量。另外，位于滤光片基板12周缘的黑矩阵层42可提供遮蔽走线的装饰层44效果，当然，装饰层44的材质不限定，例如可包括陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。再者，接收感测信号的透明电极24a的图案外形并不限定为图2所示的实质平行排列的条状电极，例如亦可为图6A所示的菱形或图6B所示的多边形均可。另外，各个透明电极24a间可填入辅助感应电极24b以补偿视觉差异或提高耦合电容量。
通过上述实施例的设计，因为触控感测结构20的电极串列22同时作为驱动液晶层16所需的一共用电极，故可整合触控感测结构的驱动线路与显示结构的参考电压线路，达到减少信号干扰及负载、降低线路布局面积以提高开口率、以及减少模块尺寸及重量的效果。
图7为本发明另一实施例的触控显示装置的示意图。如图7所示，触控显示装置60包括一滤光片基板62、一阵列基板64、夹设于滤光片基板62与阵列基板64间的一液晶层66、一覆盖板68以及一触控感测结构70。再者，偏光片71a、71b可分别设置于滤光片基板62与阵列基板64的外侧。覆盖板68利用一光学胶73贴附于滤光片基板62的一侧(背向阵列基板64的一侧)，其中光学胶73可以是全面贴附或仅是周缘贴附均可。触控感测结构70包括一电极串列72以及一电极串列74，于本实施例中，电极串列72形成于滤光片基板62其面向阵列基板64且形成有多个滤光片78及黑矩阵层79的一侧，且电极串列74形成于覆盖板68其面向滤光片基板62的一侧。于本实施例中，电极串列72同样作为驱动液晶层66所需的一共用电极。于进行触控感测操作时，电极串列72接收一共用电压扫描信号，且电极串列74接收一触控操作所需的感测信号，以于共用电压扫描信号驱动电极串列72时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。当然，于另一实施例中，于进行触控感测操作时，电极串列74可接收一共用电压扫描信号，且电极串列72可接收一触控操作所需的感测信号，以于共用电压扫描信号驱动电极串列74时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。触控感测结构70的电极连接方式与图2的实施例类似，故于此不再赘述。
如图8所示，于另一实施例中，触控显示装置80的电极串列72可形成于滤光片基板62其面向覆盖板68的一侧，电极串列74形成于覆盖板68其面向滤光片基板62的一侧，且驱动液晶层66所需的一共用电极81形成于滤光片基板62的面向阵列基板64的一侧。电极串列72与共用电极81可接收同一共用电压扫描信号以进行显示及触控感测的扫描操作。另外，如图8所示，亦可将一装饰层84形成于覆盖板68的周缘以遮蔽走线，装饰层84的材质不限定，例如可包括陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
通过上述实施例的设计，仅需将显示面板及覆盖板各别加入一道透明电极(例如ITO)制造工艺后再组合，即可构成一触控显示装置，如此制造工艺数较少而可提高产品良率。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (30)

1.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括：
一滤光片基板；
一阵列基板，相对所述滤光片基板设置且与所述滤光片基板保持一间距；
一液晶层，夹设于所述滤光片基板与所述阵列基板之间；以及
一触控感测结构，设置于所述滤光片基板且包括一第一电极串列及叠合所述第一电极串列并与所述第一电极串列保持一间距的一第二电极串列，其中于进行触控感测操作时所述第一电极串列接收一共用电压扫描信号，且所述第二电极串列接收一感测信号以于所述共用电压扫描信号驱动所述第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列设置于所述滤光片基板面向所述阵列基板的一侧，所述第二电极串列设置于所述滤光片基板背向所述阵列基板的一侧。
3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列设置于所述滤光片基板背向所述阵列基板的一侧，所述第二电极串列设置于所述滤光片基板面向所述阵列基板的一侧。
4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列包括n道实质上平行排列的多个第一条状电极，且所述共用电压扫描信号逐道驱动所述多个第一条状电极。
5.如权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，所述第二电极串列包括实质上平行排列的多个第二条状电极，且所述多个第二条状电极与所述多个第一条状电极交错设置。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列为驱动所述液晶层所需的一共用电极。
7.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
多个共用配线，形成于所述阵列基板上，其中所述第一电极串列电连接所述多个共用配线。
8.如权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
多个导电媒介，介设于所述滤光片基板与所述阵列基板之间以将所述第一电极串列电连接所述多个共用配线。
9.如权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，各所述导电媒介为一导电间隔物或银胶。
10.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
多个导垫，形成于所述阵列基板上；以及
至少一软性电路板，连接所述第二电极串列及所述多个导垫。
11.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
一导电黑矩阵层，形成于所述滤光片基板上且搭接所述第一电极串列。
12.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
一装饰层，设置于所述滤光片基板的周缘。
13.如权利要求12所述的触控显示装置，其特征在于，所述装饰层包括陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
14.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括：
一滤光片基板；
一阵列基板，相对所述滤光片基板设置且与所述透明基板保持一间距；
一液晶层，夹设于所述滤光片基板与所述阵列基板之间；
一覆盖板，设置于所述滤光片基板的背向所述阵列基板的一侧；以及
一触控感测结构，包括一第一电极串列及叠合所述第一电极串列并与所述第一电极串列保持一间距的一第二电极串列，于进行触控感测操作时所述第一电极串列接收一共用电压扫描信号，且所述第二电极串列接收一感测信号以于所述共用电压扫描信号驱动所述第一电极串列时感测因触碰动作感应生成的耦合电容。
15.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列形成于所述滤光片基板上且所述第二电极串列形成于所述覆盖板上。
16.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列形成于所述覆盖板上且所述第二电极串列形成于所述滤光片基板上。
17.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述覆盖板通过一光学胶贴附于所述滤光片基板的背向所述阵列基板的一侧。
18.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列形成于所述滤光片基板的面向所述覆盖板的一侧，且所述第二电极串列形成于所述覆盖板的面向所述滤光片基板的一侧。
19.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列形成于所述滤光片基板的面向所述阵列基板的一侧并作为驱动所述液晶层所需的一共用电极，且所述第二电极串列形成于所述覆盖板的面向所述滤光片基板的一侧。
20.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一电极串列包括n道实质上平行排列的多个第一条状电极，且所述共用电压扫描信号逐道驱动所述多个第一条状电极。
21.如权利要求20所述的触控显示装置，其特征在于，所述第二电极串列包括实质上平行排列的多个第二条状电极，且所述多个第二条状电极与所述多个第一条状电极交错设置。
22.如权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
一装饰层，设置于所述覆盖板的周缘以遮蔽走线。
23.如权利要求22所述的触控显示装置，其特征在于，所述装饰层包括陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
24.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括：
一第一基板；
一第二基板，相对所述第一基板设置且与所述第一基板保持一间距；
一液晶层，夹设于所述第一基板与所述第二基板间；
一触控感测结构，至少设置于所述第一基板且具有多个驱动电极及叠合所述多个驱动电极并与所述多个驱动电极保持一间距的多个感测电极；以及
一信号处理单元，设置于所述第二基板，所述信号处理单元适于输出驱动所述液晶层以产生显示效果的至少一栅极驱动信号、至少一像素数据信号及至少一共用电压扫描信号，且适于输出侦测因触碰动作感应生成的耦合电容的至少一感测信号，其中各所述感测电极接收所述感测信号并于所述共用电压扫描信号逐个驱动所述多个驱动电极时，感测因触碰动作感应生成的所述耦合电容。
25.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
多个导电媒介，介设于所述第一基板与第二基板之间，且所述共用电压扫描信号经由所述多个导电媒介传递至所述多个驱动电极。
26.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
多个导垫，形成于所述第二基板上并连接所述信号处理单元；以及
至少一软性电路板，连接所述多个感测电极与所述多个导垫。
27.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，于所述共用电压扫描信号的脉冲发生期间，所述栅极驱动信号为低电位。
28.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，所述共用电压扫描信号的脉冲平均内插于每一个显示画面的图框时间内。
29.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，每一个显示画面的图框时间区分为一显示区间及一触控感测区间，且所述共用电压扫描信号仅于所述触控感测区间驱动所述多个驱动电极。
30.如权利要求24所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置更包括：
一覆盖板，贴附于所述第一基板的背向所述第二基板的一侧，且触控感测结构设置于所述第一基板及所述覆盖板。
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