專利名稱：一種內置觸控的液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內置觸控的液晶顯示裝置。
背景技術：
觸控技術的發(fā)展方向有低成本、高良率、大尺寸、高可靠性等等。為了達到此目標，在工藝技術上，可以將ITO Sensor與Cover lens甚至連TFT都一同整合，以降低生產成本、使厚度變薄，更可避免貼合不良的問題。在材料技術上，可發(fā)展ITO之有機或無機替代材料、掌握軟性薄膜及基板技術，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材替代較昂貴的強化玻璃或PMMA塑料板。在結構技術上，發(fā)展了 On-Cell和In-Cell等內置觸控結構。 In-Cell結構的集成度高、合格率低，觸控裝置的整體厚度薄，重量輕。圖I所示為常用的三種In-Cell觸控技術光敏式、電容式、電阻式。圖I的A為光敏式觸控技術，其具體實現(xiàn)方法有多重，典型方法是在激光筆的照射下，在第一基板I上的光敏開關形成較大電流，通過判斷產生電流的開關位置可以確定觸控位置；圖I的B為電容式觸控技術，其是在按壓第二基板2后，按壓位置的液晶層厚度發(fā)生變化，相應的液晶電容值發(fā)生變化，通過判斷發(fā)生液晶電容變化的位置可以確定觸控位置。圖I的C為電阻式觸控技術，其是在按壓第二基板2后，第二基板2的導電層與第一基板I上的分別連接橫向感測線的導電PAD以及連接縱向感測線的導電PAD接觸，通過判斷發(fā)生短路的橫向感測線位置和縱向感測線位置可以確定觸控位置。圖2 (a)和圖2 (b)所示為現(xiàn)有電阻式In-Cell觸控技術的示意圖，在圖2 (a)中的第一基板膜面?zhèn)鹊钠矫鎴D中，分布著相互垂直的X感測線30和Y感測線40，X感測線30平行掃描線10，Y感測線40平行數(shù)據(jù)線20，在對應藍色B色層的B子像素中設有分別與X感測線30連接的第一導電PAD 50和與Y感測線40連接的第二導電PAD 60。在圖2 (b)的In-Cell結構斷面圖中，下側的第一基板I和上側的第二基板2之間隔著液晶層3和耐壓PS 4。第一基板I上分布微開關11，微開關11的源極和漏極分別為與X感測線30和Y感測線40連接的第一、第二導電PAD 50、60，微開關11的柵極為第二基板上的導電PS 6。圖2 (a)和圖2 (b)所示的電阻式In-Cell觸控技術的現(xiàn)有實現(xiàn)方案存在如下缺點像素開口率低、應用產品尺寸受限、控制電路復雜并有專利限制。開口率低是因為①藍色B子像素內設有兩個Sensor (第一、第二導電PAD)，降低B子像素的開口率；②第二基板的CF側的導電PS面積很大；③每一行有專用的Y-Sensor線,每一列有專用的X-Sensor線。應用產品尺寸受限是因為①通過分析RC大小等級來確定X/Y-Sensor線上的觸控點位置X/Y-Sensor線大量分布，影響LCD數(shù)據(jù)線和掃描線的充電能力?？刂齐娐窂碗s是因為需要獨立的驅動電路和掃描電路；電路原理類似Stantum數(shù)字電阻式觸控技術，控制電路受到中國專利CN100447723C的保護
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種提高像素開口率，使按壓電阻式內置觸控技術可以應用到大尺寸面板上，并且簡化觸控的驅動電路的內置觸控的液晶顯示裝置。本發(fā)明提供一種內置觸控的液晶顯示裝置，包括第一基板、與第一基板相對的第二基板、以及夾設在第一基板與第二基板之間的液晶層，所述第一基板設有縱橫交叉的掃描線和數(shù)據(jù)線、由掃描線和數(shù)據(jù)線交叉限定的若干像素單元，每個像素單元包括三個像素子單元，每個像素子單元均設有薄膜晶體開關和像素電極，所述第二基板上設有導電PS，所述其中之一的像素子單元內還設有微開關、與數(shù)據(jù)線平行且與數(shù)據(jù)線位于同層的Y感測線、以及導電PAD，所述微開關包括與掃描線連接的柵極、與Y感測線連接的源極、以及與導電PAD連接的漏極，且所述導電PAD與導電PS相對。
本發(fā)明又提供一種內置觸控的液晶顯示裝置，包括第一基板、與第一基板相對的第二基板、以及夾設在第一基板與第二基板之間的液晶層，所述第一基板設有縱橫交叉的掃描線和數(shù)據(jù)線、由掃描線和數(shù)據(jù)線交叉限定的若干像素單元，每個像素單元包括三個像素子單元，每個像素子單元均設有薄膜晶體開關和像素電極，所述第二基板上設有導電PS，所述其中之一的像素子單元內還設有微開關、與掃描線平行且與掃描線位于同層的X感測線、以及導電PAD，所述微開關包括與掃描線連接的柵極、與X感測線連接的源極、以及與導電PAD連接的漏極，且所述導電PAD與導電PS相對。本發(fā)明是對現(xiàn)有按壓電阻式內置觸控裝置進行改進，解決目前此類裝置存在的缺點，提高像素開口率，使按壓電阻式內置觸控技術可以應用到大尺寸面板上，并且簡化觸控的驅動電路。


圖I所示為常用的三種In-Cell觸控技術；圖2 Ca)所示為現(xiàn)有電阻式In-Cell觸控技術的平面示意圖；圖2 (b)所示為現(xiàn)有電阻式In-Cell觸控技術在A-A’方向的斷面示意圖；圖3 (a)所示為本發(fā)明內置觸控的液晶顯示裝置原理的平面示意圖；圖3 (b)所示為本發(fā)明內置觸控的液晶顯示裝置原理的斷面示意圖；圖4所示為本發(fā)明內置觸控的液晶顯示裝置的第一實施例的示意圖；圖5所示為本發(fā)明內置觸控的液晶顯示裝置的第二實施例的示意圖；圖6所示為本發(fā)明第一和第二實施例的掃描信號的時序示意圖；圖7所示為本發(fā)明電阻式內置觸控裝置的第三實施例的示意圖；圖8所示為本發(fā)明電阻式內置觸控裝置的第四實施例的示意圖；圖9所示為本發(fā)明第三和第四實施例的掃描信號的時序示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。圖3 (a)和圖3 (b)為本發(fā)明的內置觸控的液晶顯示裝置的原理圖，如圖3 (a)所不，液晶顯不裝置包括第一基板I、與第一基板I相對的第二基板2、夾設在第一基板I和第二基板2之間的液晶3、以及設置在第二基板2上耐壓PS 4和導電PS 6，導電PS6的表面覆蓋ITO導電薄膜。所述第一基板I為陣列基板，所述第二基板2為彩膜基板。在第一基板I上設有縱橫交叉的掃描線10和數(shù)據(jù)線20、與掃描線10平行的公共電極線(如圖5的編號“30”)、由掃描線10和數(shù)據(jù)線20交叉限定的若干像素單元，每個像素單元均包括三個像素子單元，分別為R像素子單元、G像素子單元和B像素子單元，每個像素子單元內均設有像素電極(如圖4的編號“12”)和薄膜晶體管開關100。所述第一基板I上還設有與數(shù)據(jù)線20平行且位于B像素子單元內設有Y感測線40,并在B像素子單兀內還設有一微開關41和一導電PAD42,所述導電PAD 42位于第一基板I的頂層，該導電PAD 42與所述導電PS 6垂直相對，在導電PS6與導電PAD42之間隔著液晶層，且導電PAD42和導電PS6之間的液晶層厚度要大于LCD正常液晶盒厚的精度值。所述微開關41設有柵極411、漏極412和源極413，微開關41的柵極411連接掃描線10，微開關41的漏極412連接Y感測線40，微開關41的源極413連接導電PAD 42?！ぴ诒緦嵤├?，B像素子單元內分布著兩個薄膜晶體管開關，一個是與R像素子單元和G像素子單元一樣的像素開關100，另一個用作觸控感測的微開關41。圖3 (a)和圖3 (b)的微開關是置于B像素子單元內，根據(jù)R像素子單元、G像素子單元和B像素子單元排列關系，微開關也可以置于R像素子單元或G像素子單元。圖4為本發(fā)明的第一實施例的示意圖，導電PAD 42’是位于掃描線10上的微開關結構，本第二實施例的微開關41’的柵極(圖未示)連接掃描線10，微開關41’的源極(圖未示)連接Y感測線40，微開關41’的漏極(圖未示)連接導電PAD 42’。導電PAD 42’從下到上的層結構依次為與數(shù)據(jù)線20同層的金屬塊21、透明絕緣層(圖未示)和與像素電極12同層的導電PAD 42’，導電PAD42’通過接觸孔22與金屬塊21連接，在導電PAD42’正上方對應第二基板2的導電PS 6。圖5為本發(fā)明第二實施例的示意圖，與上述第一實施例不同的是導電PAD42”是位于公共電極線30上的微開關結構，本第三實施例的微開關41”的漏極延伸到公共電極線
30上。當?shù)诙?0的導電PS 6的電位與第一基板I的公共電極線30電位相同時，導電PAD 42”接觸導電PS 6時不至于增大公共電極線30的負載，同樣也減輕了掃描線的負載。導電PS 6帶有穩(wěn)定的直流電壓，可以是公共電極線30的COM電壓。在液晶顯示裝置制造的過程中，當在第一基板I和第二基板2上涂布配向膜，用于確定液晶的轉動方向。由于配向膜屬于絕緣體，所以需要在導電PS 6和導電PAD 42上去除配向膜。去除配向膜的方法主要有兩種一種是在涂布配向膜的時候，在導電PS和導電PAD上不涂布配向膜；另一種是整面涂布配向膜后，通過曝光刻蝕與顯影等工藝去除導電PS和導電PAD上的配向膜?；谝陨系慕Y構，通過按壓第二基板2，第二基板2上的導電PS 6與第一基板I上的導電PAD 42短接，使得導電PAD 42帶有COM電位。一般，液晶顯示裝置的掃描頻率至少為60HZ，掃描信號的時序如圖6所示，在圖6中，觸控點位置的檢出原理如下按壓后對應觸點的第一基板上的導電PAD帶有COM電位，對應相應微開關的掃描線輸入開態(tài)Vgon電壓時,微開關打開,作為微開關源極的導電PAD上的COM電位被傳輸?shù)結感測線上，位于Y感測線終端的控制電路檢出Y感測線的電壓值，并與參考電壓Vref比較，檢出電壓Vy>Vref時，認為這根Y感測線上的某個位置發(fā)生了按壓行為，再通過判斷這個時間點輸入開態(tài)Vgon電壓的掃描線，確定縱橫分布的掃描線與Y感測線的交叉位置就可以確定按壓發(fā)生的位置。圖7是本發(fā)明第三實施例的示意圖，與上述第一實施例不同的是在第一基板上，感測線是與掃描線10平行分布，并稱為X感測線50，在圖7中，微開關41’ ’ ’的柵極411’’’與液晶顯示裝置的掃描線10連接，源極412’’’與導電PAD 42’’’連接，漏極413’’’與X感測線50連接。X感測線50與掃描線10平行，并與掃描線10為同層金屬結構，微開關漏極413’ ’ ’通過連接線60與X感測線50連接。圖8是本發(fā)明第四實施例的示意圖，在圖8中，X感測線50與掃描線10同層，并與掃描線10平行。微開關41””的柵線與掃描線連接，微開關41””的源極與導電PAD 42””連接，微開關41””的漏極延伸到X感測線50上后通過接觸孔21和導電層61與X感測線50等電位連接，導電層61與導電PAD42””同層制造。
基于以上結構的觸控裝置，觸控位置的確定方法如圖9所示，發(fā)生按壓行為后，等觸控位置上的掃描線輸入開態(tài)Vgon電壓后，可以在相應的X感測線上檢出電壓的變化，從而確定發(fā)生觸控位置的縱向坐標。因為從觸控位置到X感測線檢出電路之間存在一定的RC延遲，通過計算RC延遲的大小，可以確定觸控位置到X感測線終端的距離，從而確定觸控位置的橫向坐標。結合觸控位置的橫向坐標和縱向坐標，可以確定觸控位置。確定觸控位置的橫向坐標，還可以通過比較X感測線終端接收到電壓大小來判斷，因為X感測線有一定的電壓降，觸控位置到X感測線終端越長，電壓降越大。本發(fā)明通過在第二基板(彩膜基板)上設置導電PS，且第二基板上的其他結構可以變化(如沒有RGB色層等)，在第一基板(陣列基板)增加微開關，該微開關的柵極與液晶顯示裝置現(xiàn)有的掃描線連接，微開關的源極為一導電PAD，微開關的漏極為Y感測線或X感測線。通過按壓內置觸控裝置，第二基板上的導電層與第一基板上的導電PAD接觸，在微開關打開時間內，第二基板導電層的電位通過微開關傳到第一基板的感測線上，位于感測線終端的控制電路檢測到這個電位后，通過判斷這根感測線的位置以及對應感測到信號時的掃描線位置，可以確定觸控位置。
權利要求
1.一種內置觸控的液晶顯示裝置，包括第一基板、與第一基板相對的第二基板、以及夾設在第一基板與第二基板之間的液晶層，所述第一基板設有縱橫交叉的掃描線和數(shù)據(jù)線、、由掃描線和數(shù)據(jù)線交叉限定的若干像素單元，每個像素單元包括三個像素子單元，每個像素子單元均設有薄膜晶體開關和像素電極，其特征在于所述第二基板上設有導電PS，所述其中之一的像素子單元內還設有微開關、與數(shù)據(jù)線平行且與數(shù)據(jù)線位于同層的Y感測線、以及導電PAD，所述微開關包括與掃描線連接的柵極、與Y感測線連接的源極、以及與導電PAD連接的漏極，且所述導電PAD與導電PS相對。
2.根據(jù)權利要求I所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于所述導電PAD位于掃描線的上方。
3.根據(jù)權利要求2所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于所述導電PAD與像素電極位于同層，且所述導電PAD從下到上的層結構依次為與數(shù)據(jù)線同層的金屬塊、透明絕緣層和導電PAD，導電PAD通過接觸孔與金屬塊連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于還包括與掃描線平行的公共電極線，所述導電PAD位于公共電極線的上方。
5.根據(jù)權利要求4所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于微開關的漏極延伸到公共電極線上。
6.一種內置觸控的液晶顯示裝置，包括第一基板、與第一基板相對的第二基板、以及夾設在第一基板與第二基板之間的液晶層，所述第一基板設有縱橫交叉的掃描線和數(shù)據(jù)線、由掃描線和數(shù)據(jù)線交叉限定的若干像素單元，每個像素單元包括三個像素子單元，每個像素子單元均設有薄膜晶體開關和像素電極，其特征在于所述第二基板上設有導電PS，所述其中之一的像素子單元內還設有微開關、與掃描線平行且與掃描線位于同層的X感測線、以及導電PAD，所述微開關包括與掃描線連接的柵極、與X感測線連接的源極、以及與導電PAD連接的漏極，且所述導電PAD與導電PS相對。
7.根據(jù)權利要求6所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于所述漏極通過一連接線與X感測線連接。
8.根據(jù)權利要求6所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于X感測線與掃描線平行，并與掃描線為同層金屬結構。
9.根據(jù)權利要求6所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于所述漏極位于X感測線上，且該漏極通過接觸孔和導電層與X感測線等電位連接，所述導電層與所述導電PAD為同層結構。
10.根據(jù)權利要求6所述的內置觸控的液晶顯示裝置，其特征在于所述導電PS與導電PAD之間隔著液晶層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內置觸控的液晶顯示裝置，包括第一基板、第二基板、以及液晶層，所述第一基板設有掃描線和數(shù)據(jù)線、若干像素單元，每個像素單元包括三個像素子單元，每個像素子單元均設有薄膜晶體開關和像素電極，所述第二基板上設有導電PS，所述其中之一的像素子單元內還設有微開關、與數(shù)據(jù)線平行且與數(shù)據(jù)線位于同層的Y感測線、以及導電PAD，所述微開關包括與掃描線連接的柵極、與Y感測線連接的源極、以及與導電PAD連接的漏極，且所述導電PAD與導電PS相對。本發(fā)明是對現(xiàn)有按壓電阻式內置觸控裝置進行改進，解決目前此類裝置存在的缺點，提高像素開口率，使按壓電阻式內置觸控技術可以應用到大尺寸面板上，并且簡化觸控的驅動電路。
文檔編號G06F3/045GK102955311SQ201210423110
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者馬群剛 申請人:南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司