專利名稱：有源矩陣顯示器與其前、后基板以及其感測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一位置感測顯示器與此種感測器的操作方法。
背景技術(shù)：
位置感測器已以一透明位置感測外罩的形式與顯示器結(jié)合，而該透明位 置感測外罩置于該顯示器上以記錄觸碰或筆式輸入。此種感測器可包括電極 陣列，其與驅(qū)動/感測電路連接。
所述感測器可為電容式感測器，其具有一組電極與驅(qū)動及/或感測電路連 接。藉由測量電容的改變來確認(rèn)物體(例如筆尖或手指)的位置，而電容與電 極相關(guān)，且電極受到鄰近物體的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有源矩陣顯示器，包括 一前面板與一后面板，其中該 前面板包括 一透明基板； 一共同電極，其與一后有源基板協(xié)同運作以驅(qū)動 液晶；多個第一感測電極延伸越過該顯示器；該后面板包括 一基板；以及 一顯示像素的陣列，顯示像素配置為縱列與橫列；多個感測電路與個別的感 測電極連接，其更包括耦合電容器電容耦合該感測電極至該個別的感測電路 以從該感測電極耦合感測訊號至該感測電^各。
本發(fā)明也提供一種前透明基板，其用于一有源矩陣液晶顯示器，以與具 有感測電路的一后有源基板協(xié)同運作，該前透明基板包括 一共同電極，其 與該后有源基板協(xié)同運作以驅(qū)動液晶；多個第一感測電極以一第一方向延伸 越過該顯示器；多個第二感測電極以越過該第一感測電極的一第二方向延伸 越過該顯示器；耦合電極連接各該第一感測電極與該第二感測電極，該耦合 電極延伸超過該共同電極至一耦合區(qū)以電容耦合于后有源基板上的該耦合 電極，以從該感測電極耦合電容感測訊號至后有源基板上的感測電路。
本發(fā)明還提供一種后有源基板，其用于一有源矩陣液晶顯示器，以與具 有感測電極的一前透明基板協(xié)同運作，該后有源基板包括 一像素的有源矩陣陣列；多個第一感測電路與第二感測電路；以及多個耦合電極，連接至個
別的x感測電路與y感測電路以電容耦合該前透明基板上的耦合電極，以從 該感測電極耦合電容感測訊號至后有源基板上的感測電路。
本發(fā)明更提供一種感測被感測物體的位置的方法，其以一有源矩陣液晶 顯示器來感測，該有源矩陣液晶顯示器包括一透明前基板以及一后有源基 板，其中該透明前基板具有一共同電極、多個碎黃列感測電極以一第一x方向 延伸越過該顯示器與多個縱列感測電極以越過該橫列感測電極的一第二y方 向延伸越過該顯示器，該后有源基板具有一顯示像素的陣列與多個橫列的感 測電路與多個縱列的感測電路，而該方法包括以一驅(qū)動訊號驅(qū)動該共同電 極；電容耦合于該x感測電極與y感測電極上的該驅(qū)動訊號至個別的x感測 電路與y感測電路，且偵測于該x感測電路與y感測電路上的該電容耦合驅(qū)
號的改變以確定一被感測物體的位置，該改變?yōu)樵摫桓袦y物體鄰接個別的橫 列感測電極與縱列感測電極所引起。
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特 舉較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一有源矩陣液晶顯示器的側(cè)視圖； 圖2顯示第1圖配置的透明前面板； 圖3顯示第1圖配置的有源后面板；
圖4為一電路圖，其顯示介于第1圖配置的多個元件間的電容耦合;
主要元件符號說明
2前面板
4后面板
6液晶
10透明基板
12x感測電極層
14x感測電極
16絕緣層
18y感測電極層20y感觀'J電極
21濾光層
22共同電招^
24耦合區(qū)
26接觸區(qū)
28耦合區(qū)
30后基板
32有源電路層
34有源矩陣像素陣列
36像素
38橫列驅(qū)動電路
40縱列驅(qū)動電3各
42x感測電^各
44y感測電^各
46耦合電極
48耦合電極
50共同電才及驅(qū)動電^各
52感測-共同耦合電容
54耦合電容器
56電容器
60筆尖或手指
具體實施例方式
與先前顯示器組件相較，藉由將感測電路與顯示器整合，將顯示器進行 簡化，而此可降低成本與改善產(chǎn)率。進一步而言，藉由避免提供一分離式觸 控面板，可排除塵?；蚱渌☆w粒陷入分開的觸控面版與顯示器之間的可能性。
此外，藉由引入會導(dǎo)致反射的額外表面，分離式觸控面板可能影響顯示 器的光學(xué)功效，而此問題可藉由整合觸控感測器來減低。
發(fā)明人已了解藉由將前面板與后面板耦合，可提供感測電路于后有源面 板上，且與前面板上的電極耦合。使用電容器將電路與電極耦合可避免提供歐姆接觸(ohmic contact)時困難的制造步驟。
圖1-4顯示一有源矩陣液晶顯示器，其具有一前面板2、 一后面板4、 與液晶6介于前面板2與后面板4之間。
參見圖1與圖2，需注意的是圖2為前面板2的前視圖。前面板2具有 一透明基板IO,其于完成的裝置中面向前方，而為了簡化，將其于圖2中省 略。在透明基板上的為一x感測電極層12,其由多個延伸于縱列方向上且相 互平行的x感測電極14所組成。
一絕緣層16覆蓋于x感測電極層12的上。提供一 y感測電極層18于 絕緣層16上，y感測電極20以橫列方向延伸且相互平行。
為了簡化，圖2只顯示3個x感測電極14與y感測電極20,但實際上 可以更多。例如，依據(jù)所需的解析度，其可有數(shù)十或數(shù)百個電極。
提供一濾光層21于y感測電極層18上，濾光層21包括紅色、綠色與 藍色濾光片以提供一色彩顯示。
一共同電極22越過面^反2于濾光層21之上。
每個x感測電極14包括一耦合區(qū)24，而其將會在以下進行更進一步的 描述。y感測電極20包括耦合區(qū)28。為了提供與共同電極22之一直接接觸， 也提供一接觸區(qū)26。
電極14、 20與22為透明，其可由透明導(dǎo)電材料，例如氧化銦錫所形成。 同樣地，基板10也為透明，且例如可由玻璃或塑膠所制成。
關(guān)于后面板4，請參見圖1與圖3，其包括一后基板30與于后基板30 上的一有源電路層32。有源電路層32包括一有源矩陣像素陣列34，其由多 個像素36排成縱列與橫列所形成。此可為本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的任何形式的 有源矩陣陣列，因此不在以下進行更進一步的描述。
沿著像素陣列34的一邊緣提供橫列驅(qū)動電路38以驅(qū)動橫列的像素，而 沿著像素陣列34的一相鄰邊緣提供縱列驅(qū)動電路40以驅(qū)動縱列的像素。可 使用任何合宜的驅(qū)動電路。
沿著像素陣列34相對于縱列驅(qū)動電路40的邊緣提供x感測電路42，且 其排成橫列。各x感測電路42連接至一個別的耦合電極46，而個別的耦合 電極46設(shè)置于一區(qū)域其對應(yīng)于一在無源基板2上的個別x感測電極14的耦 合區(qū)24。
相似地，沿著像素陣列34相對于橫列驅(qū)動電路38的邊緣提供y感測電路44，且其排成縱列。各y感測電路44連接至一個別的耦合電極48，而個 別的耦合電極48設(shè)置于一區(qū)域其對應(yīng)于一于無源基板2上的個別的y感測 電極的耦合區(qū)28。
將一共同電極驅(qū)動電路50配置成與接觸區(qū)26直接接觸以驅(qū)動共同電極22。
需注意的是，不像共同電極驅(qū)動電路50與接觸區(qū)26之間的連接方式， 感測電極的耦合區(qū)24、 28并不直接連接至相對應(yīng)的耦合電極46、 48;其乃 以電容耦合來做為替代。由于耦合區(qū)24、 28與耦合電極46、 48設(shè)置于像素 陣列34的外側(cè)，在此實施例中，以是液晶啦文為一介電質(zhì)，但其他實施例中， 一固態(tài)介電支持結(jié)構(gòu)或間隙壁可作為介電質(zhì)。
此設(shè)定了一電路，如圖4所示，其中共同電極驅(qū)動電路50驅(qū)動共同電 極22，而共同電極22藉由一感測-共同耦合電容52與感測電極14、20耦合。 介于耦合區(qū)24、 28與耦合電極46、 48之間的此電容圖式顯示如在感測電極 14、 20與感測電路42、 44之間的耦合電容器54。
在使用中，共同電極驅(qū)動電路50驅(qū)動共同電極22，且藉由感測-共同耦 合電容52與感測電極14、 22耦合。將于感測電極14、 20上的訊號傳送越 過耦合電容器54至感測電極42、 44。
當(dāng)筆尖或手指60做為被感測物體設(shè)置于熒幕附近時，此扮演一有效的 接地電容器，經(jīng)由電容器56與感測電路42、 44耦合，電容器56影響感測 電路42、 44上偵測到的訊號，且因此允許藉由確認(rèn)x感測電^各42與y感測 電路44何者在偵測訊號中具有改變來測定筆尖或手指60的位置。
可以了解的是，藉由驅(qū)動電^各38、 40、 50可同時驅(qū)動共同電極22與像 素陣列34以顯示一影像或一連續(xù)的影像于顯示器上。
以一有源矩陣液晶顯示器進行感測整合可加強觸控感測顯示器制造的 容易度。更進一步而言，此實施例避免歐姆接觸的使用，以避免顯著的不可 靠度。
藉由以電容形成于有源與無源基板之間來耦合感測電極14、 20至感測 電路42、 44,而不需提供一橫列的接點以連接感測電路42、 44至于其他基 板上的電極14、 20。因此，以此方式，可提供所有有源電路系統(tǒng)于有源后面 板4上，且前面板2維持為無源。在此實施例說明中的唯一的直接接觸為介 于驅(qū)動電路50與接觸區(qū)26之間。特別是本發(fā)明可與有源式矩陣有機發(fā)光二極體(Active-Matrix Organic Light Emitting Diode, AMOLED)裝置一起使用。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種有源矩陣顯示器，包括前面板與后面板，其中該前面板包括透明基板；共同電極，其與該后面板協(xié)同運作以驅(qū)動液晶；多個感測電極延伸交叉設(shè)置于該顯示器上；該后面板包括基板；顯示像素的陣列，該顯示像素配置為縱列與橫列；多個感測電路耦合至個別的感測電極；以及耦合電容器電容耦合該感測電極與該個別的感測電路以從該感測電極耦合感測訊號至該感測電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示器，其中該耦合電容器包括 個別的耦合電極連接該前面板上的各該感測電極，該耦合電極延伸超過該共同電極至耦合區(qū)；以及個別的耦合電極連接該后面板上的各該感測電極并與于該前面板上的 個別的耦合電極對齊。
3. 如權(quán)利要求1所述的有源矩陣顯示器，其中該感測電極包括第一感測 電極與該第 一感測電極交叉設(shè)置的第二感測電極；且該前透明基板包括第一感測電極層，其具有該第一感測電極與該第二感測電極之一且對應(yīng) 于該前面板上的耦合電極；絕緣層，其位于該第一感測電極層上；第二感測電極層，其具有上述該第 一感測電極與該第二感測電極的其余 的一個且對應(yīng)于該絕緣層上的耦合電極；濾光層，其位于第二感測電極層上，該濾光層包括彩色濾光片；以及 共同電極層，其位于該濾光層上，該共同電極層包括該共同電極并面向液晶。
4. 如權(quán)利要求3所述的有源矩陣顯示器，其中該第一感測電極為x感測 電極，其以縱列方向延伸設(shè)置于該顯示器上，而該第二感測電極為y感測電極，其以橫列方向延伸設(shè)置于該顯示器上。
5. 如權(quán)利要求4所述的有源矩陣顯示器，其中該感測電路包括第一感測 電路及第二感測電路，該第一感測電路沿著該顯示像素陣列的一邊緣配置， 而該第二感測電路沿著該顯示像素陣列的與該邊緣重直的另一邊緣配置。
6. 如權(quán)利要求5所述的有源矩陣顯示器，其中該后面板更包括一橫列驅(qū) 動電路，其配置在相對于該第二感測電路的該顯示像素陣列的邊緣上，與一 縱列驅(qū)動電路，其配置在相對于該第一感測電路的該顯示像素陣列的邊緣 上。
7. —種前透明基板，其用于一有源矩陣液晶顯示器，以與具有感測電路 的一后有源基板協(xié)同運作，該前透明基板包括共同電極，其與該后有源基板協(xié)同運作以驅(qū)動液晶； 多個第一感測電極，其以第一方向延伸設(shè)置于該顯示器上； 多個第二感測電極，其以越過該第一感測電極的第二方向延伸設(shè)置于該顯示器上；耦合電極，其連接至各該第一感測電極與該第二感測電極，該耦合電極 延伸超過該共同電極至一耦合區(qū)以電容耦合至后有源基板上的該耦合電極， 以從該感測電極耦合電容感測訊號至后有源基板上的感測電路。
8. 如權(quán)利要求7所述的前透明基板，其中該前透明基板具有第 一感測電極層，其具有該第 一感測電極與該第二感測電極之一且對應(yīng) 于該前面板上的耦合電極；絕緣層，其位于該第一感測電極層上；第二感測電極層，其具有上述該第一感測電極與該第二感測電極的其余 的一個且對應(yīng)于該絕緣層上的耦合電極；濾光層，其位于該第二感測電極層上，該濾光層包括彩色濾光片；以及 共同電極層，其包括該共同電極且面向液晶。
9. 一種后有源基板，其用于一有源矩陣液晶顯示器，以與具有感測電極 的一前透明基板協(xié)同運作，該后有源基板包括像素的有源矩陣陣列；多個第 一感測電路與第二感測電路；以及多個耦合電極，其連接至個別的第 一感測電路與第二感測電路以電容耦 合該前透明基板上的耦合電極，以,人該感測電極耦合電容感測訊號至后有源基板上的感測電路。
10. —種感測被感測物體的位置的方法，其以一有源矩陣液晶顯示器 來感測，該有源矩陣液晶顯示器包括透明前基板以及后有源基板，其中該透 明前基板具有共同電極、多個第一感測電極以第一X方向延伸設(shè)置于該顯示器上與多個第二感測電極以越過該第一感測電極的第二y方向延伸設(shè)置于該 顯示器上，該后有源基板具有顯示像素的陣列與多個橫列感測電路與多個縱 列感測電路，而該方法包括以驅(qū)動訊號驅(qū)動該共同電極；電容耦合于該第一感測電極與第二感測電極上的該驅(qū)動訊號至個別的 橫列感測電路與縱列感測電路，且偵測于該橫列感測電路與縱列感測電路上 的該電容耦合驅(qū)動訊號；以及偵測于特定橫列感測電路與縱列感測電路上的所偵測的驅(qū)動訊號的改 變以確定被感測物體的位置，該改變?yōu)樵摫桓袦y物體鄰接個別的橫列感測電 極與縱列感測電極所引起。
全文摘要
一種位置感測顯示器，其整合了一觸控感測器與一有源矩陣LCD面板。于各個層中前面板上的x感測電極與y感測電極電容耦合至于有源后面板的各個的感測電路。驅(qū)動一共同電極，于x感測電極與y感測電極上產(chǎn)生的訊號藉由個別的感測電路來測量。當(dāng)被偵測物體接近時測量所產(chǎn)生的訊號的改變以確定被感測物體的位置。
文檔編號G06F3/041GK101470290SQ20081018801
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者約翰·R·艾爾斯, 馬丁·J·愛德華茲 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司