專利名稱：具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源矩陣顯示裝置，特別是一種具有觸控功能的顯示裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在所使用的液晶顯示裝置等，是根據(jù)手指或稱為觸控筆的細棒對畫面 觸摸以檢測電容或電阻的變化，或根據(jù)檢測紅外線的反射等的各種方法，給出 必要的信息輸入和操作指令。
其中，利用電阻隨著壓力而變化的感壓式(機械式)觸控，會在顯示裝置 表面的玻璃基板上粘貼感壓膜，但該膜的透明度等光學(xué)特性必定不好，因此存 在降低顯示成色，視野角度變窄的問題。
電容感應(yīng)的方式有相對于雜訊較弱，光感應(yīng)的方式則有因陽光或灰塵而引 起誤操作的問題。
圖1表示機械式觸控器的結(jié)構(gòu)。圖中顯示在單元內(nèi)設(shè)置機械式開關(guān)的示
例，陣列玻璃1和彩色濾光玻璃2相向地配置，且在兩者之間的像素的邊界部 設(shè)置可隨著壓力變形的間隔器3。在陣列玻璃1的上面設(shè)置突起狀的傳感器端 子4，在其表面形成IT0膜等的導(dǎo)電性膜5。另外，在彩色濾光玻璃2的下面 亦形成由ITO膜構(gòu)成的共通電極6。傳感器端子4上側(cè)的ITO膜5與共通電極 6的下面之間的距離通常被設(shè)定為1 4nm。而且，圖中未顯示用于顯示的液 晶和TFT等其他元件。
于此觸控器中，從彩色濾光玻璃2上側(cè)以手指及觸控筆施加壓力時，間隔 器被壓縮，藉由施加壓力部分的彩色濾光玻璃2下側(cè)的共通電極ITO膜6與傳感器端子4上側(cè)的IT0膜5相接觸、接通且電阻下降。通過感應(yīng)放大器等來進 行檢測，能判斷觸摸的位置。
圖2是，示意圖1所示機械式觸控結(jié)構(gòu)的電氣連接關(guān)系的模式電路圖。
于此，柵極連接于列選擇線的柵極線GL，源極連接于列選擇線的源極線 SL的薄膜晶體管(TFT)，其漏極和共通電極CE之間，則連接有液晶元件Clc 和開關(guān)S，且其漏極上連接有輔助電容CS的一端。輔助電容CS的另一端連接 于共通連接同一列的輔助電容的輔助電容線CSL上。
如圖1所示，開關(guān)S由彩色濾光玻璃2下側(cè)的ITO膜6和傳感器端子4上 側(cè)的IT0膜5構(gòu)成，圖2的液晶元件Clc和開關(guān)S的連接點相當于圖1的傳感 器端子4及其上面的IT0膜5。
圖2的結(jié)構(gòu)中，柵極線GL變成高電平而選擇該列時，薄膜晶體管TFT被 接通，這時開關(guān)S由于觸摸而接通，像素電極4和共通電極CE成同電平，源 極線SL的電平變成共通電極CE的電平。因此，通過感應(yīng)放大器等檢測該源極 線SL的電平變化，可檢測到該像素上發(fā)生觸摸與否。
在實際的顯示裝置中，使各列的感應(yīng)放大器動作，并從上到下依序?qū)艠O 線進行掃描，即能檢測機械式開關(guān)在何行和列接通。
但是，于此結(jié)構(gòu)中，由于在液晶元件附近直接使開關(guān)接通，會發(fā)生顯示成 色出現(xiàn)問題的情況。例如，若正常白的液晶元件在黑畫面的情況下，以觸筆按 壓的部分會變成白色。
此外，在開關(guān)有缺陷的情況下，不僅不能觸控，顯示上亦會產(chǎn)生問題。
並且，需要在各像素內(nèi)設(shè)置機械式開關(guān)，因設(shè)置開關(guān)需要占有一定的面積， 因此產(chǎn)生有效顯示面積減少，開口率低下的問題。參考專利文獻日本特開2001-75074號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種，面積使用效率率良好以確保充分的開口率、顯 示品質(zhì)良好，具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于，包括像素 部，像素單元以矩陣形式配置在各行所設(shè)置的源極線和各列所設(shè)置的柵極線的 交叉部位，所述像素單元具備的液晶元件設(shè)置于薄膜晶體管的漏極和共通電極 線之間，所述薄膜晶體管的源極連接于所述源極線且所述薄膜晶體管的柵極連 接于所述柵極線；以及
觸控開關(guān)部，在同一行的兩個鄰接像素單元之間，串聯(lián)連接的兩個觸控用 晶體管的柵極分別連接于所述鄰接像素單元的各柵極線，且所述兩個觸控用晶 體管與所述兩個鄰接像素單元所共用的機械式開關(guān)，連接于該行的源極線和共 通電極線之間。
根據(jù)本發(fā)明具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置中，由于在同一行的兩個鄰 接像素單元之間，具有被各鄰接像素單元的各柵極線激活的兩個觸控用晶體管， 以及具有兩個鄰接像素單元共用的機械式開關(guān)連接于該行的源極線和共通電極 線之間而成的觸控開關(guān)部。因此，上下兩個像素能共用機械式開關(guān)。并且，觸 摸檢測利用原有的柵極線，因此用于觸控所需的面積較小，能得到開口率高的 有源矩陣顯示裝置。


圖1為一般機械式觸控器的結(jié)構(gòu)剖面圖2為現(xiàn)有像素中具有機械式開關(guān)的像素單元的結(jié)構(gòu)電路圖3為根據(jù)本發(fā)明具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)電路圖4為將圖3的結(jié)構(gòu)變成彩色結(jié)構(gòu)的有源矩陣顯示裝置中，示意顯示和觸控
動作的時序圖。附圖中主要部件的說明
1 -陣列玻璃
2 -彩色濾光玻璃
3 -間隔器
4 _傳感器端子 5、 6 -導(dǎo)電膜 CE -共通電極
Clcl、 Clc2 -液晶元件 CS1、 CS2 -輔助電容 GL1， GL2 -柵極線 PXn、 PX (n+l) _像素 S開關(guān)(傳感器) SA感應(yīng)放大器 SD源極驅(qū)動器 SL源極線 SW觸控開關(guān)部
具體實施例方式
以下、對根據(jù)本發(fā)明具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置的實施例進行說明。 惟本發(fā)明并非以所示的實施例為限定。
圖3為，根據(jù)本發(fā)明的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置部分的結(jié)構(gòu)電路 圖。圖中顯示一行的n列、(n+l)列的像素單元、以及設(shè)置于其間機械式開關(guān)的 結(jié)構(gòu)。
像素PXn具備薄膜晶體管TFTll，其源極連接于源極線SL，柵極連接于柵極 線GL1、液晶元件Clcl設(shè)置于薄膜晶體管TFTll的漏極和共通電極CE之間、以及輔助電容CS1設(shè)置于薄膜晶體管TFT11的漏極和輔助電容線CSL1之間。
同樣地，像素PX (n+l)具備薄膜晶體管TFT21，其源極連接于源極線SL， 柵極連接于柵極線GL2、液晶元件Clc2設(shè)置于該薄膜晶體管TFT21的漏極和共通 電極CE之間、以及輔助電容CS2設(shè)置于薄膜晶體管TFT21的漏極和輔助電容線 CSL2之間。
柵極線GL1和GL2臨近且平行地配置，因此，像素PXn和像素PX (n+l)在
行的方向上形成對稱的結(jié)構(gòu)。
在柵極線GL1和GL2之間形成觸控開關(guān)部SW。觸控開關(guān)部SW由以下元件構(gòu) 成薄膜晶體管TFT22，其源極連接于源極線SL，柵極連接于柵極線GL2、薄膜 晶體管TFT12，其源極連接于該薄膜晶體管TFT22的漏極，柵極連接于柵極線 GL1、以及機械式開關(guān)S設(shè)置于薄膜晶體管TFT12的漏極和共通電極CE之間。
在該實施例中，機械式開關(guān)S為上下2個像素，艮卩PXn和PX (n+l)所共用。
源極線的一端設(shè)置源極驅(qū)動器SD，用于提供激活源極線，給與對應(yīng)灰階的 電壓，另一端設(shè)置感應(yīng)放大器SA，用于檢測源極線的電平變化。
接下來，對圖3結(jié)構(gòu)的動作進行說明。
進行一般的顯示時，會對顯示對象的像素的源極線，提供與所需的灰階數(shù) 據(jù)相對應(yīng)的電壓，藉由激活顯示對象的像素的柵極線，該像素的液晶元件達到 與灰階相應(yīng)的穿透率，以進行像素的顯示。從而，被激活的柵極線所屬列的像 素數(shù)據(jù)由各源極線提供，并依序?qū)γ苛蟹磸?fù)進行該操作，藉此顯示整個畫面。
作為觸控器使用時，給與各源極線一定的電平，同時激活成對的2列柵極線。 因觸摸而使得開關(guān)處于接通狀態(tài)的情況下，由于源極線SL的電平發(fā)生變化，因 此可檢測出觸摸與否。在實際的檢測中，會使感應(yīng)放大器在感應(yīng)狀態(tài)下動作，并從上到下依序?qū)?柵極線進行掃描，由此可以檢測到何行、何列發(fā)生觸摸引起的接通，即能判斷 觸摸位置。
依此檢測源極線路的電平變化時，可以通過源極驅(qū)動器進行，亦可以通過 源極驅(qū)動和感應(yīng)放大器雙方進行。
圖4是，說明將圖3的結(jié)構(gòu)作為彩色結(jié)構(gòu)、具有觸控功能的彩色液晶顯示裝 置的動作時序圖。
于此，在各線路進行RGB各色像素的讀取，并對每2個線路的觸摸與否進行 感應(yīng)。
首先，對各列進行感應(yīng)前進行預(yù)充電，源極驅(qū)動器將與共通電極CE逆相位 的電壓輸出到源極線SL，并對這些源極線的寄生電容進行充電。
當各列在進行感應(yīng)，對應(yīng)像素內(nèi)機械式開關(guān)被接通時，源極線SL的電平會 變得與共通電極CE的電平相等。另一方面，當各列在感應(yīng)時，對應(yīng)像素內(nèi)機械 式開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，源極線SL的電平則與預(yù)充電的電壓相等。其后，感應(yīng) 放大器SA對感應(yīng)后的源極線電壓進行檢測，并向外部輸出與其相對應(yīng)的電壓。
圖4中，在最初的感應(yīng)期間，預(yù)充電后，柵極線N和柵極線N+1同時接通時， 能檢測到只有紅色源極線R的電平低下。由此可以檢測出，在紅色像素R上發(fā)生 觸摸。
同樣地，接著的感應(yīng)期間，柵極線N+2和柵極線N+3同時接通時，能檢測到 只有綠色源極線G的電平低下。由此可以檢測出，在綠色像素G上發(fā)生觸摸。 在以上的實施例中，作為構(gòu)成機械式開關(guān)的接觸部系使用ITO膜，但仍可使 用其他的導(dǎo)電材料，例如，金屬材料膜。并且，本發(fā)明具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置能應(yīng)用于，例如手機、數(shù)碼相機、PDA (掌上電腦)、汽車用顯示 器、數(shù)碼相框或手提式DVD播放器等電子裝置。
權(quán)利要求
1、一種具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于，包括像素部，像素單元以矩陣形式配置在各行所設(shè)置的源極線和各列所設(shè)置的柵極線的交叉部位，所述像素單元具備的液晶元件設(shè)置于薄膜晶體管的漏極和共通電極線之間，所述薄膜晶體管的源極連接于所述源極線且所述薄膜晶體管的柵極連接于所述柵極線；以及觸控開關(guān)部，在同一行的兩個鄰接像素單元之間，串聯(lián)連接的兩個觸控用晶體管的柵極分別連接于所述鄰接像素單元的各柵極線，且所述兩個觸控用晶體管與所述兩個鄰接像素單元所共用的機械式開關(guān)，連接于該行的源極線和共通電極線之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于， 所述各像素單元，在所述薄膜晶體管的漏極和各列所設(shè)置的輔助電容線之間具 備輔助電容。
3、 如權(quán)利要求1所述的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于， 所述同一行的兩個鄰接像素單元，相對于所述柵極線成對稱結(jié)構(gòu)。
4、 如權(quán)利要求1所述的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于， 所述源極線上連接感應(yīng)放大器，用于檢測所述源極線的電平變化。
5、 如權(quán)利要求1所述的具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，其特征在于， 所述同一行的兩個鄰接像素單元的各柵極線，在觸控時同時被激活。
6、 一種電子裝置，其特征在于，所述電子裝置具備如權(quán)利要求1至5中任 意一項權(quán)利要求所述具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開口率高且具有觸控功能的有源矩陣顯示裝置，包括像素部，像素單元(PX)以矩陣形式配置在各行所設(shè)置的源極線(SL)和各列所設(shè)置的柵極線(GL1、GL2)的交叉部位，所述像素單元PX具備的液晶元件設(shè)置于薄膜晶體管(TFT11、TFT21)的漏極和共通電極線CE之間，所述薄膜晶體管(TFT11、TFT21)的源極連接于所述源極線且所述薄膜晶體管的柵極連接于所述柵極線以及觸控開關(guān)部(SW)，在同一行的兩個鄰接像素單元之間，串聯(lián)連接的兩個觸控用晶體管的柵極分別連接于所述鄰接像素單元的各柵極線，且所述兩個觸控用晶體管(TFT11、TFT21)與所述兩個鄰接像素單元所共用的機械式開關(guān)(S)，連接于該行的源極線和共通電極線之間。
文檔編號G02F1/133GK101620333SQ200910159409
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者山下佳大朗 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司