触碰显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种触碰显示装置，该装置包括：一阵列基板，一相对基板，一公共电极，一显示材料，一栅极驱动电路，一源极驱动电路，至少一感测电路，以及一控制器，用以控制所述的源极驱动电路、所述的栅极驱动电路及所述的至少一感测电路。利用上下倒置的主动矩阵驱动结构或原始被动矩阵驱动结构，配合人体导体的特性及抗噪声的感测电路设计，达到同时处理显示与多点触碰感测的功效，减少硬件成本与节省能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于触碰显示装置，尤其是关于一种整合显示与多点触碰功能的触碰显示装置。
技术介绍
图1A为传统薄膜晶体管液晶面板(thin film transistor LCD)的一个剖面结构示意图。图1B为图1A之一局部结构放大透视图，显示信号层、控制器、源极驱动电路及栅极驱动电路的电路图。图1C为图1B之像素阵列之一局部电路图。图1A～图1C中的TFT LCD系采用主动矩阵(Active Matrix)驱动方式来显示像素阵列。参考图1A，偏光片(polarizer)173设于相对基板(substrate)170上方，用以检测该入射偏振光经过液晶旋转过后的偏振方向，又称为检振片。偏光片183设于阵列基板180下方，用以改变入射光的偏振方向，又称为起振片。相对基板170上的元件包含三种颜色的彩色滤光片(color filter，CF)171，分别表示每个像素的RGB三原色；另外，彩色滤光片171上更设置一整片ITO透明导体薄膜，作为液晶电容116的公共电极(common electrode)172。背光(backlight)模块160系用来产生光线以补偿环境光源之强度。阵列基板180上方设置一信号层181，包含纵横交错的数据线D1～D3和扫描线G1～G3，形成一像素阵列。控制器130用以控制源极驱动电路110(source driver)及栅极驱动电路120(gate driver)，使其透过数据线D1～D3和扫描线G1～G3(图1B中仅以三条数据线及三条扫描线为例作说明)将显示影像值存入一像素阵列中的各像素单元。其中，每一个数据线与扫描线的交叉点附近(即各像素单元)均设置一个薄膜晶体管115、一液晶电容(capacitor)116与一储存电容117。薄膜晶体管115的栅极连接至扫描线G1，源极连接至数据线D1，汲极连接至液晶电容116的像素电极116a。液晶电容116是由像素电极116a、公共电极(common electrode，Vcom)172以及液晶层150所组成。薄膜晶体管115相当于开关的功能，能将显示电压(display voltage)储存于液晶电容116之中，而液晶电容116另一侧接到公共电极172作为所储存电压值的参考电位。液晶电容116所储存的显示电压值可以转动液晶的排列方向，进而改变入射光的偏振方向，搭配上下两片偏光片173、183，可以决定该点所显示的亮度值。储存电容117的功能是辅助液晶电容116来储存电荷。传统的触碰显示装置是在显示装置外加触碰装置，但是会造成显示亮度下降的缺点，同时也会增加硬件成本。
技术实现思路
本专利技术之目的之一系提出一种主动矩阵式触碰显示装置，利用上下倒置的主动矩阵驱动结构，配合人体导体的特性及抗噪声的感测电路设计，来达到同时处理显示与多点触碰感测的功效。为达成上述目的，本专利技术主动矩阵式触碰显示装置，包含：一阵列基板，其远离使用者之表面上，设有一信号层，包含多条数据线及多条扫描线，其中该些数据线及该些扫描线之每一交会处分别配置一像素单元，各像素单元设有一切换元件以及一像素电极；一相对基板，平行相对于该阵列基板且位于远离使用者之一侧；一公共电极，相对于该些像素电极，设于该相对基板之靠近使用者之表面上；一显示材料，夹于该阵列基板及该相对基板之间；一栅极驱动电路，依序致能各该扫描线所连接之像素单元，其中，该栅极驱动电路的输出端与该些数据线间形成多个第一连接点；一源极驱动电路，提供多个数据信号，并经由该些数据线输出至对应的像素单元，其中，该源极驱动电路的输出端与该些数据线间形成多个第二连接点；至少一感测电路，用以对该些数据线及该些扫描线之至少其一进行触碰感测，每一感测电路包含：一探测电路，根据至少一频率，产生一探测信号以输出至该些第一连接点及该些第二连接点之至少其一；以及，一感应电路，接收相对应连接点之至少一输出信号，进行信号撷取处理，以产生一量测值；以及，一控制器，用以控制该源极驱动电路、该栅极驱动电路及该至少一感测电路。本专利技术之另一个目的是提供一种被动矩阵式触碰显示装置，包含：一第一基板，其远离使用者之表面上，设有一第一信号层，包含多条第一信号线；一第二基板，平行相对于该第一基板且设于远离使用者之一侧，该第二基板之靠近使用者之表面上，设有一第二信号层，包含多条第二信号线，其中该些第一信号线及该些第二信号间相互交错排列；一显示材料，夹于该第一基板及该第二基板之间；一第一驱动电路，用以供应至少一第一电压信号至该些第一信号线，其中，该第一驱动电路的输出端与该些第一信号线间形成多个第一连接点；一第二驱动电路，用以供应至少一第二电压信号至该些第二信号线，其中，该第二驱动电路的输出端与该些第二信号线形成多个第二连接点；至少一感测电路，用以对该些第一信号线及该些第二信号线之至少其一进行触碰感测，每一感测电路包含：一探测电路，根据至少一频率，产生一探测信号以输出至该些第一连接点及该些第二连接点之至少其一；以及，一感应电路，接收相对应连接点之至少一输出信号，进行信号撷取处理，以产生一量测值；以及，一控制器，用以控制该第一驱动电路、该第二驱动电路及该至少一感测电路。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本专利技术之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1A为传统薄膜晶体管液晶面板的一个剖面结构示意图；图1B为图1A的一局部结构放大透视图，显示信号层、控制器、源极驱动电路及栅极驱动电路的电路图；图1C为图1B的像素阵列的一局部电路图；图2A为本专利技术主动矩阵式触碰显示装置的一实施例的一个剖面结构示意图；图2B为图2A的一局部结构放大透视图，显示信号层、控制器、源极驱动暨感测电路及栅极驱动暨感测电路的电路图；图2C显示主动矩阵式触碰显示装置的另一实施例的一个剖面结构示意图，其中，彩色滤光片系设置在公共电极及相对基板之间；图2D显示主动矩阵式触碰显示装置的另一实施例的一个剖面结构示意图，其中，彩色滤光片系设在信号层上；图3A为本专利技术主动矩阵式触碰显示装置的另一实施例的一个剖面结构示意图；图3B为图3A的一局部结构放大透视图，显示信号层、控制器、源极驱动暨感测电路及栅极驱动暨感测电路的电路图；图3C显示主动矩阵式触碰显示装置的另一实施例的一个剖面结构示意图，其中，彩色滤光片系设于阵列基板的信号层上；图4A为本专利技术被动矩阵式触碰显示装置的一实施例的一个剖面结构示意图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动矩阵式触碰显示装置，其特征在于，所述的装置包含：
一阵列基板，其远离使用者的表面上，设有一信号层，包含多条数据线及多条扫描线，
其中所述的数据线及所述的扫描线的每一交会处分别配置一像素单元，各像素单元设有一
切换元件以及一像素电极；
一相对基板，平行相对于所述的阵列基板且位于远离使用者的一侧；
一公共电极，相对于所述的像素电极，设于所述的相对基板的靠近使用者的表面上；
一显示材料，夹于所述的阵列基板及所述的相对基板之间；
一栅极驱动电路，依序致能各所述的扫描线所连接的像素单元，其中，所述的栅极驱
动电路的输出端与所述的扫描线间形成多个第一连接点；
一源极驱动电路，提供多个数据信号，并经由所述的数据线输出至对应的像素单元，
其中，所述的源极驱动电路的输出端与所述的数据线间形成多个第二连接点；
至少一感测电路，用以对所述的数据线及所述的扫描线的至少其一进行触碰感测，每
一感测电路包含：
一探测电路，根据至少一频率，产生一探测信号以输出至所述的第一连接点及所
述的第二连接点的至少其一；以及
一感应电路，接收相对应连接点的至少一输出信号，进行信号撷取处理，以产生
一量测值；以及
一控制器，用以控制所述的源极驱动电路、所述的栅极驱动电路及所述的至少一感测
电路。
2.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的探测电路包含：
一波形产生器，根据所述的至少一频率，在一固定量测时间内，产生一数字信号；以
及
一电压驱动器，根据所述的数字信号，产生所述的探测信号。
3.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中，在一画面显示期间内且
所述的扫描线的其一系处于显示状态时，所述的感测电路对不相邻于所述的处于显示状态
的扫描线的所述的扫描线的至少其一进行触碰感测。
4.如权利要求3所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当同时进行触碰感测的所
述的扫描线连接至不同感测电路时，进行触碰感测的各所述的扫描线间系不相邻，其中当
进行触碰感测的所述的扫描线连接至同一感测电路时，进行触碰感测的各所述的扫描线间
系相邻。
5.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的感应电路包含：
一带通滤波器，用以根据一滤波频率，对所述的输出信号的至少其一进行滤波处理后，
产生一滤波信号；以及
一方均根电路，接收所述的滤波信号，进行方均根运算，以产生所述的量测值，其中，
所述的至少一频率为一固定频率且所述的滤波频率等于所述的固定频率。
6.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的感应电路包含：
一信号撷取器，接收所述的输出信号的至少其一，根据所述的探测信号，进行信号撷
取处理，以产生所述的量测值；
其中，所述的至少一频率为一固定频率、或多个随机组合的频率。
7.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的探测信号包含二个共地
的正相信号及反向信号。
8.如权利要求7所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的感应电路包含：
一差动放大器，接收所述的输出信号之二者，用以滤除低频噪声，以产生一感应信号；
一带通滤波器，用以根据一滤波频率，对所述的感应信号进行滤波处理后，产生一滤
波信号；以及
一方均根电路，接收所述的滤波信号，进行方均根运算，以产生所述的量测值，其中，
所述的至少一频率为一固定频率且所述的滤波频率等于所述的固定频率。
9.如权利要求7所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的感应电路包含：
一差动放大器，接收所述的输出信号之二者，用以滤除低频噪声，以产生一感应信号；
以及
一信号撷取器，接收所述的感应信号，根据所述的探测信号，进行信号撷取处理，以
产生所述的量测值；
其中，所述的至少一频率为一固定频率、或多个随机组合的频率。
10.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中，在一垂直空白期间的同
一时间内，所述的至少一感测电路对所述的数据线及所述的扫描线的至少其一进行触碰感
测。
11.如权利要求10所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当同时进行触碰感测的
所述的扫描线连接至不同感测电路时，进行触碰感测的各所述的扫描线间系不相邻，其中
当进行触碰感测的所述的扫描线系连接至同一感测电路时，进行触碰感测的各所述的扫描
线间系相邻。
12.如权利要求10所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当同时进行触碰感测的
所述的数据线系连接至不同感测电路时，进行触碰感测的各所述的数据线间系不相邻，其
中当进行触碰感测的所述的数据线系连接至同一感测电路时，进行触碰感测的各所述的数
据线间系相邻。
13.如权利要求10所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的感应电路包含：
一方均根电路，接收所述的输出信号的至少一者，进行方均根运算，以产生所述的量
测值，其中，所述的至少一频率为一固定频率。
14.如权利要求13所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当所述的探测信号包含
二个共地的正相信号及反向信号时，所述的感应电路更包含一差动放大器，系所述的方均
根电路的前级电路，接收所述的输出信号之两者，用以滤除低频噪声，产生一感应信号以
传送至所述的方均根电路。
15.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，所述的显示材料为多个微胶囊、
多个电激发光元件及液晶之一者。
16.如权利要求15所述的触碰显示装置，其中当所述的显示材料为液晶时，所述的
触碰显示装置更包含：
一第一偏光片，设于所述的阵列基板的靠近使用者的表面上；
一第二偏光片，设于所述的相对基板的远离使用者的表面上；
一彩色滤光片，设于所述的相对基板的靠近使用者的表面及所述的公共电极之间或所
述的信号层上；以及
一背光模块，设于所述的相对基板的所述的第二偏光片上，用来产生光线以补偿一环
境光源的强度。
17.如权利要求15所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当所述的显示材料为多
个发出白色光的电激发光元件且所述的触碰显示装置为一彩色显示器时，所述的触碰显示
装置更包含一彩色滤光片，设于所述的相对基板的靠近使用者的表面及所述的公共电极之
间或所述的信号层上。
18.如权利要求15所述的触碰显示装置，其特征在于，其中当所述的显示材料为所
述的电激发光元件时，所述的电激发光元件为发光二极管、有机发光二极管以及高分子发
光二极管之其一。
19.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中馈入至所述的第一连接点
的探测信号的电压值系低于馈入至所述的第二连接点的探测信号的电压值。
20.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中，每一次进行触碰感测时，
各所述的感测电路系分别对一感应通道进行触碰感测，其中，所述的感应通道包含多条相
邻扫描线或多条相邻数据线。
21.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中，所述的阵列基板的材质
及所述的相对基板的材质是塑胶、玻璃及薄型金属之其一。
22.如权利要求1所述的触碰显示装置，其特征在于，其中，所述的切换元件为一薄
膜晶体管。
23....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鸿伟，李明宪，陈灿辉，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：