一種觸控式有源平板顯示屏的製作方法

2023-06-14 22:37:26 1

專利名稱：一種觸控式有源平板顯示屏的製作方法
技術領域：
本發明涉及觸控式平板顯示器，具體涉及觸控式有源平板顯示屏。
技術背景申請號為2006100948141 、 2006101065583 、 2005101244714和 200610115269X'等中國專利都提出了將平板顯示器的顯示屏的電極線既 用於顯示又用於觸控探測，讓顯示屏電極不僅傳遞驅動信號，也感測並傳 遞觸控信號，而不再需要獨立之觸模屏的方法。在電容式觸控方式下，使 得平板顯示器可感測到觸控手指與顯示屏電極間所形成的耦合電容和從 這個電容流出的漏電流，從而確定觸控位置；在電磁式觸控方式下，使得 平板顯示器可感測到觸控筆發出或反射的電磁信號，從而確定觸控位置。 在觸控物(手指或觸控筆)只是觸碰，甚至只是靠近而不需要觸壓顯示屏的 情況下，平板顯示器形成觸控功能。申請號為2005101244714的"數模觸控式平板顯示器"的專利，提出 了以顯示掃描電極或信號電極作為觸控探測電極，讓作為觸控探測電極的 顯示掃描電極或信號電極兩端均具引出線。以檢測到引出端觸控信號差別 發生變化的觸控探測電極為被觸控電極，以被觸控電極兩個引出端觸控信 號的差別，定位觸控物在被觸控電極上的位置，從而確定觸控物在顯示屏 上的觸控位置。申請號為200610115269X的"有源觸控式平板顯示器"的專利，提出 了以有源觸控式平板顯示屏的顯示掃描電極或信號電極作為觸控電極，以 檢測到觸控信號變化的觸控檢測電極，定位被觸控電極；以檢測到觸控信
號的大小，定位觸控物在被觸控電極上的位置，從而確定觸控物在顯示屏 上的觸控位置。但對於如TFT-LCD等有源平板顯示器，顯示屏的一片基板玻璃上具有 TFT陣列和顯示象素陣列，和與TFT的柵極相連的顯示掃描電極，與TFT 的源極或漏極相連的顯示信號電極;而顯示屏的另一片基板玻璃上具有彩 色濾光膜、網格狀掩光黑膜層、以及公共電極；而有源平板顯示屏往往是 以公共電極基板作為顯示屏的上基板玻璃。顯示屏公共電極由透明的金屬 氧化物(如氧化銦和氧化錫混合物IT0)形成，公共電極被施加地電位或其 他的顯示驅動電位。以掃描電極或信號電極作為觸控探測電極時，雖然金 屬氧化物公共電極的導電性並不如金屬導電性，存在一定的面電阻值，但 仍然對觸控物與作為觸控探測電極的掃描電極或信號電極之間電信號的 傳遞具有屏蔽作用，使得感測觸控的顯示屏掃描電極和信號電極所獲得的 觸控信號變小，給觸控探測帶來困難。發明內容本發明旨在提供一種利用有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上的電 極構造出具有觸控感測能力的有源平板顯示屏，以避免顯示公共電極對觸 控信號的屏蔽。本發明的技術思路是:有源觸控式平板顯示屏由上下基板玻璃及邊框 粘接膠組成顯示盒，在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上設置若干條相 互平行的條狀電極，若干條平行條狀電極組成的條狀電極組，條狀電極之 間相互絕緣隔離。對上基板玻璃內表面上的條狀電極施加觸控信號，並檢 測這些條狀電極上觸控信號的變化，條狀電極組承擔觸控探測電極的作 用。當手指或觸控筆等觸控物靠近顯示屏時，觸控物與上基板玻璃內表面 上的條狀電極間產生耦合電容，條狀電極上的觸控信號部分從觸控物洩漏 出去，使條狀電極上的觸控信號發生改變，觸控檢測電路通過檢測條狀電 極上觸控信號的變化，以檢測到觸控信號發生變化的條狀電極和觸控信號 的大小，定位觸控物在有源平板顯示屏上位置。觸控檢測電路對條狀電極上觸控信號的檢測，可以只從條狀電極的單 端檢測觸控信號，來定位觸控物在條狀電極上的位置；也可以從條狀電極 的兩端檢測觸控檢測觸控信號，以兩端觸控信號的差別，來定位觸控物在 條狀電極上的位置。本發明的技術解決方案是:在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上設 置若干相互平行的條狀電極，若干條狀電極組成的條狀電極組，以此組平 行電極中部分電極作為觸控檢測電極，以此組平行電極其餘的部分或全部 電極作為觸控激勵電極。觸控檢測電極的單側端頭連接觸控檢測電路，觸 控激勵電極連接觸控激勵源。當手指或觸控筆等觸控物靠近顯示屏時，觸 控物與觸控激勵電極和觸控檢測電極間產生耦合電容，觸控激勵電極上的 觸控信號部分從觸控物洩漏出去，觸控檢測電路檢測到觸控檢測電極上觸 控信號的變化。以檢測到觸控信號變化的觸控檢測電極，定位被觸控電極； 以檢測到觸控信號的大小，定位觸控物在被觸控電極上的位置；從而確定 觸控物在顯示屏上的觸控位置。當在多條觸控檢測電極上檢測到觸控信號 變化時，以觸控信號變化最大的電極為觸控定位點，或以這些檢測到觸控 信號變化電極的中間位置為觸控定位點。另一種解決方案是在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上設置若 幹相互平行的條狀電極，若干條狀電極組成的條狀電極組，以此組平行電 極中部分電極作為觸控檢測電極，以此組平行電極其餘的部分或全部電極 線作為觸控激勵電極。觸控檢測電極的兩側端頭均連接觸控檢測電路，觸 控激勵電極連接觸控激勵源。當手指或觸控筆等觸控物靠近顯示屏時，觸 控物與觸控激勵電極和觸控檢測電極間產生耦合電容，觸控激勵電極上的 觸控信號部分從觸控物洩漏出去，觸控檢測電路檢測到觸控檢測電極上觸 控信號的變化。以檢測到觸控信號變化的觸控檢測電極，定位被觸控電極;
以檢測到的被觸控電極兩側端頭觸控信號的差別，定位觸控物在被觸控電極上的位置；從而確定觸控物在顯示屏上的觸控位置。當在多條觸控檢測 電極上檢測到觸控信號變化時，以觸控信號變化最大的電極為觸控定位 點，或以這些檢測到觸控信號變化電極的中間位置為觸控定位點。以上兩種方案中，從條狀電極組中選擇部分電極作為觸控激勵電極 或觸控檢測電極的觸控驅動方法，可以是以循環掃描的方式，取平行電極 組中的部分電極作為觸控檢測電極，以此組平行電極其餘的部分或全部電 極作為觸控激勵電極；也可以是以循環相間的方式，取平行電極組中部分 電極作為觸控檢測電極，以相鄰的部分電極作為觸控激勵電極，再相鄰的 部分電極線又作為觸控檢測電極，再相鄰的部分電極線又作為觸控激勵電 極，以循環相間的方式布置觸控檢測和激勵電極。再一種解決方案是在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上設置若 幹相互平行的條狀電極，若干條狀電極組成的條狀電極組，以此組平行電 極中部分電極既作為激勵又作為檢測的觸控探測電極。觸控探測電極的兩 側端頭均連接觸控檢測電路和觸控激勵源，觸控激勵源給觸控探測電極施 加觸控信號，觸控檢測電路從觸控探測電極採樣觸控信號。當手指或觸控 筆等觸控物靠近顯示屏時，觸控物與觸控探測電極間產生耦合電容，觸控 探測電極上的觸控信號部分從觸控物洩漏出去，觸控檢測電路檢測到觸控 探測電極上觸控信號的變化。以檢測到觸控信號變化的觸控探測電極，定 位被觸控電極；以檢測到的被觸控電極兩側端頭觸控信號的差別，定位觸 控物在被觸控電極上的位置；從而確定觸控物在顯示屏上的觸控位置。當 在多條觸控探測電極上檢測到觸控信號變化時，以觸控信號變化最大的電 極為觸控定位點，或以這些檢測到觸控信號變化電極的中間位置為觸控定 位點。這樣就實現了在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上，構造出觸控 感測電極，使有源平板顯示屏具有觸控感測能力，以避免了顯示公共電極
對觸控信號的屏蔽。從條狀電極組中選擇部分電極作為觸控探測電極的觸控驅動方法， 可以是以循環掃描的方式，讓平行電極組中的部分電極連接觸控檢測電路 和觸控激勵源成為觸控電極；也可以是以同時的方式，讓平行電極組中所 有電極都連接觸控檢測電路和觸控激勵源成為觸控電極。以上三種解決方案中，在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上設置的 若干相互平行的條狀電極，可以是獨立與顯示驅動電極的觸控專用條狀電 極；也可以是將顯示驅動公共電極分離為若干條相互平行的條狀電極，顯 示驅動信號和觸控探測信號復用條狀電極組，讓條狀電極組既作為顯示驅 動公共電極，又作為觸控電極，讓顯示屏電極既傳輸顯示驅動信號，又感 測並傳輸觸控信號。在上基板玻璃內表面上的條狀電極組既作為顯示驅動公共電極,又作 為觸控電極時，條狀電極至少完整地覆蓋一行或一列的顯示象素。有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上條狀觸控電極的邊緣，可以是直 線狀；可以是折線狀；也可以是曲線狀。有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上條狀觸控電極，可以是從上基板 玻璃上的引出端直接引出；也可以是通過上下基板玻璃的導通點轉移到下 基板玻璃上的引出端引出。


圖1是一種上基板玻璃上設置專用條狀觸控電極線的觸控式TFT-LCD 的示意圖。圖2是一種時分復用上基板玻璃上條狀電極的觸控式TFT-LCD的示意圖。圖3是一種頻分復用上基板玻璃上條狀電極的觸控式TFT-LCD的示意圖。
本發明的實施例之一如圖1所示:一種上基板玻璃上設置專用條狀觸控電極線的觸控式TFT-LCD 100。 TFT-LCD顯示屏100有上基板玻璃110、 顯示屏下基板玻璃120。顯示屏100下基板玻璃120上有N條顯示掃描電 極線121和M條信號電極線122，顯示掃描電極線121和信號電極線122 通過各自的引出端連接顯示驅動電路130。顯示屏100上基板玻璃110上 有顯示公共電極111，在顯示公共電極111和上基板之間設置M條專用探 測觸控的條狀觸控電極線，此M條觸控電極線組成觸控電極組112;顯示 公共電極111通過上下基板玻璃間的導通點，從下基板玻璃120上的引出 端連接顯示驅動電路130;觸控電極組112的各條電極線各自通過上下基 板玻璃間的導通點，從下基板玻璃120上的引出端連接觸控電路140。顯 示驅動電路130通過顯示掃描電極線121、信號電極線122和顯示公共電 極lll，驅動上下基板玻璃間的液晶層顯示。觸控電路140檢測觸控電極 組112上觸控信號的變化，以檢測到觸控信號變化的觸控電極線，定位被 觸控電極，以檢測到被觸控電極上觸控信號的大小，定位觸控物在被觸控 電極上的位置，由被觸控電極和觸控物在被觸控電極上的位置確定觸控物 在顯示屏上的位置。本發明的實施例之二如圖2所示:一種時分復用上基板玻璃上條狀電 極的觸控式TFT-LCD 200。 TFT-LCD顯示屏200有上基板玻璃210、下基 板玻璃220。顯示屏200下基板玻璃220上有顯示掃描電極線221和信號 電極線222 ， N條顯示掃描電極線221和M條信號電極線222通過各自的 引出端連接顯示驅動電路230。顯示屏200上基板玻璃210上有各自覆蓋 一列顯示象素的M條條狀ITO電極組211，條狀ITO電極組211各電極從 兩端分別具有引出端，兩端的引出端分別通過模擬開關組261 、262和263， 連接顯示驅動電路230和觸控電路241、 242。模擬開關組261與模擬開 關組262和263不同時閉合連通，模擬開關組262的控制端和263的控制 端連通，模擬開關組261的控制端與模擬開關組262和263的控制端保持 邏輯非的關係。控制電路250通過模擬開關組261、 262和263，將觸控 式TFT-LCD200從時間上分割成顯示狀態和觸控狀態，在顯示狀態時，模 擬開關組261閉合連通，模擬開關組262和263斷開，條狀ITO電極組 211起顯示公共電極的作用，顯示驅動電路230通過顯示掃描電極線221、 信號電極線222和起顯示公共電極作用的ITO電極組211，驅動上下基板 玻璃間的液晶層顯示；在觸控狀態時，模擬開關組261斷開，模擬開關組 262和263閉合連通，條狀ITO電極組211起觸控探測電極的作用，觸控 電路241、 242檢測條狀IT0電極組211兩端觸控信號的變化，以檢測到 觸控信號變化的ITO電極，定位被觸控電極，以檢測到被觸控電極的兩端 觸控信號的差別，定位觸控物在被觸控電極上的位置，由被觸控電極和觸 控物在被觸控電極上的位置確定觸控物在顯示屏上的位置。本發明的實施例之三如圖3所示:一種頻分復用上基板玻璃上條狀電 極的觸控式TFT-LCD 300。 TFT-LCD顯示屏300有上基板玻璃310、下基 板玻璃320。顯示屏300下基板玻璃320上有顯示掃描電極線321和信號 電極線322， N條顯示掃描電極線321和M條信號電極線322通過各自的 引出端連接顯示驅動電路330。顯示屏300上基板玻璃310上有各自覆蓋 一列顯示象素的M條條狀ITO電極組311，條狀ITO電極組311各電極從 兩端分別具有引出端，各電極一端的引出端通過信號複合器組350分別連 接顯示驅動電路330和觸控電路341，各電極另一端的引出端通過信號隔 離器組360連接觸控電路342。信號複合器組350將相對低頻的顯示驅動 信號與相對高頻的觸控信號相疊加送入ITO電極組311的一端;信號隔離 器組360對相對低頻的顯示驅動信號為高阻態，防止顯示驅動信號的洩 漏，同時讓相對高頻的觸控信號從ITO電極組311的另一端流入各條ITO 電極。信號複合器組350和信號隔離器組360，使條狀ITO電極組311同 時起顯示公共電極的作用和觸控探測電極的作用，讓觸控式TFT-LCD 300 狀態。顯示驅動電路330通過顯示掃描電極線 321、信號電極線322和起顯示公共電極作用的IT0電極組311，驅動上 下基板玻璃間的液晶層顯示；觸控電路341、 342檢測條狀IT0電極組311 兩端觸控信號的變化，以檢測到觸控信號變化的ITO電極，定位被觸控電 極，以檢測到被觸控電極的兩端觸控信號的差別，定位觸控物在被觸控電 極上的位置，由被觸控電極和觸控物在被觸控電極上的位置確定觸控物在 顯示屏上的位置。上述三個實施例並不代表所有可能的實施方案，其它的變形方案也應 是本發明的保護範圍。
權利要求
1.觸控式有源平板顯示屏，以TFT陣列基板為下基板玻璃，由上下基板玻璃及邊框粘接膠組成顯示盒，其特徵在於在有源平板顯示屏的上基板玻璃的內表面上設置若干條條狀電極作為觸控探測電極。
2. 根據權利要求l所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於條 狀電極單端具有引出端。
3. 根據權利要求l所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於條 狀電極雙端具有引出端。
4. 根據權利要求2或3所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於 上基板玻璃上的條狀電極通過上下基板玻璃間的導通點從下基板玻璃上 具有引出端。
5. 根據權利要求l所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於上 基板玻璃上條狀的觸控探測電極是透明金屬氧化物電極。
6. 根據權利要求5所述的透明金屬氧化物電極，其特徵在於條狀 的透明金屬氧化物電極通過模擬開關連接顯示驅動電路和觸控電路。
7. 根據權利要求5所述的透明金屬氧化物電極，其特徵在於條狀 的透明金屬氧化物電極通過信號複合器連接顯示驅動電路和觸控電路。
8. 根據權利要求l所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於以 檢測到觸控信號變化的觸控探測電極，定位被觸控電極，以檢測到觸控信 號的大小，定位觸控物在被觸控電極上的位置。
9. 根據權利要求l所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於以 檢測到觸控信號變化的觸控探測電極，定位被觸控電極，以檢測到的被觸 控電極兩側端頭觸控信號的差別，定位觸控物在被觸控電極上的位置。
10. 根據權利要求1所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於 條狀電極至少完整地覆蓋一行或一列的顯示象素。
11. 根據權利要求1所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於條 狀觸控電極之間相互絕緣隔離。
12. 根據權利要求1所述的觸控式有源平板顯示屏，其特徵在於條 狀觸控電極的邊緣是直線狀、是折線狀、曲線狀中至少一種。
全文摘要
本發明涉及觸控式平板顯示器，具體涉及觸控式有源平板顯示屏。觸控式有源平板顯示屏上基板玻璃上的公共電極，對觸控物與作為觸控探測電極的掃描電極或信號電極之間電信號的傳遞具有屏蔽作用，使得觸控探測電極所獲得的觸控信號變小，給觸控探測帶來困難。本發明是在有源平板顯示屏上基板玻璃內表面上，設置若干條相互平行的條狀電極作為觸控探測電極，通過檢測條狀電極上的觸控信號發生改變，以檢測到觸控信號發生變化的條狀電極和條狀電極上觸控信號的大小，定位觸控物在有源平板顯示屏上位置。
文檔編號G06F3/041GK101149654SQ20061013902
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月22日 優先權日2006年9月22日
發明者陳其良 申請人:陳其良;陳梅英