顯示面板、具有該顯示面板的顯示設備及其方法
2023-04-23 01:47:41
專利名稱：顯示面板、具有該顯示面板的顯示設備及其方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示面板、一種具有該顯示面板的顯示設備及其方法。尤其是，本發明涉及一種能夠進行觸控螢幕功能的顯示面板、具有該顯示面板的顯示設備及其方法。
背景技術：
通常來說，液晶顯示(「LCD」)設備利用液晶的光學和電學特性來顯示圖像，該光學和電學特性例如是各向異性的折射率、各向異性的介電常數等。相對於如陰極射線管(「CRT」)、等離子顯示器(「PDP」)等顯示設備來說，LCD設備具有一些特性，如結構較輕、功耗較低、驅動電壓較低等。
通常來說，LCD設備包括具有控制接口的輸入部分和計算數據以輸出控制信號的系統部分。通過輸入部分將數據提供給系統部分，且系統部分輸出基於該數據的控制信號以顯示圖像。
近來，LCD設備還包括利用顯示在該LCD設備屏幕上的圖標來接收數據的觸摸板，從而用戶直接向LCD面板輸入數據。該觸摸板檢測手指或觸摸物接觸控螢幕幕的觸摸位置，並將觸摸位置轉換成輸入信號以向LCD設備提供輸入信號。當一臺計算機包括具有該觸摸板的LCD設備時，如鍵盤、滑鼠等額外的輸入部分便是不必要的了。此外，在如包括具有該觸摸板的LCD設備的便攜電話這樣的移動裝置中，如手機鍵盤這樣的額外的輸入部分便是不必要的了。因此，該觸摸板得到廣泛地應用。
當觸摸板被安裝在LCD設備上時，具有該觸摸板的LCD設備的厚度和尺寸增加了。為了減小該LCD設備的厚度和尺寸，將觸摸板和LCD設備整體形成。當如手指的物體觸摸與LCD設備整體形成的觸摸板時，與手指觸摸點相鄰的區域內的液晶分子取向發生變化。由此，該LCD設備的屏幕上出現波紋，且顯示質量劣化了。
發明內容
本發明提供了一種能夠進行觸控螢幕功能的顯示面板。
本發明還提供了一種具有該顯示面板的顯示設備。
本發明還提供了一種在觸控螢幕功能期間防止顯示質量劣化的方法。
在本發明的示範性實施例中，顯示面板包括陣列基板和相對基板。陣列基板包括多條數據線、與數據線相交的多條柵線、基本平行於柵線的多條第一信號線、基本平行於數據線的多條第二信號線、以及由彼此相鄰的柵線和彼此相鄰的數據線界定的多個像素。每個像素包括像素電極和絕緣於像素電極的公共電極。相對基板與陣列基板相結合來容納液晶層，且其包括多個連接部件。由於外部提供的壓力，至少一個連接部件電連接第一信號線和第二信號線中至少之一。
第一信號線基本上可以由與柵線基本相同的層形成，而第二信號線基本上可以由與數據線基本相同的層形成。
顯示面板還可以包括用於維持陣列基板和相對基板之間的間隙的間隙維持部件。該間隙維持部件可以是柱狀間隔物。
每個連接部件均可包括從相對基板突出的突起部和覆蓋該突起部的導電層。
陣列基板還可以包括多個第一感測電極和多個第二感測電極。每個第一感測電極都被設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線。每個第二感測電極都被設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線。第一和第二感測電極基本上可由與像素電極相同的層形成。第一和第二感測電極可由與每個像素的公共電極基本上相同的層形成。
或者，陣列基板還可以包括多個第一感測電極、多個第二感測電極和多個第三感測電極。每個第一感測電極都被設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線。每個第二感測電極都被設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線。每個第三感測電極都與第一和第二感測電極隔開設置且與每個連接部件相重疊。該陣列基板還可以包括用於向公共電極施加預定電壓的公共電壓線，且每個第三感測電極均可電連接該公共電壓線。
顯示面板還可以包括陣列基板和相對基板之間的液晶層，其中，當顯示面板工作期間該液晶層中的液晶分子可以在陣列基板上水平取向，且外部提供的壓力基本上不會改變液晶分子的取向。
在本發明的其他示範性實施例中，一種顯示設備包括顯示面板、觸摸位置檢測部分和位置確定部分。該顯示面板包括陣列基板和相對基板。該陣列基板包括多條數據線、與數據線相交的多條柵線、基本平行於柵線的多條第一信號線、基本平行於數據線的多條第二信號線、以及由彼此相鄰的柵線和彼此相鄰的數據線界定的多個像素。每個像素均包括像素電極和絕緣於像素電極的公共電極。該相對基板與陣列基板相結合來容納液晶層，且其包括多個連接部件。由於外部提供的壓力，至少一個連接部件電連接第一信號線和第二信號線中至少之一。觸摸位置檢測部分檢測電連接到連接部件的第一和第二信號線以輸出檢測信號。位置確定部分基於檢測信號來確定外部提供的壓力的位置坐標。
顯示面板還可以包括用於維持陣列基板和相對基板之間的間隙的間隙維持部件。該間隙維持部件可以是柱狀間隔物。
陣列基板還可以包括多個第一感測電極和多個第二感測電極。每個第一感測電極被設置在相應的一條第一信號線上且被電連接到相應的一條第一信號線上。每個第二感測電極被設置在相應的一條第二信號線上且被電連接到相應的一條第二信號線上。第一和第二感測電極可由與像素電極基本相同的層形成。
或者，陣列基板還可以包括多個第一感測電極、多個第二感測電極和多個第三感測電極。每個第一感測電極被設置在相應的一條第一信號線上且被電連接到相應的一條第一信號線上。每個第二感測電極被設置在相應的一條第二信號線上且被電連接到相應的一條第二信號線上。每個第三感測電極都與第一和第二感測電極隔開設置且與每個連接部件相重疊。該陣列基板還可以包括用於向公共電極施加預定電壓的公共電壓線，且每個第三感測電極均可電連接該公共電壓線。
觸摸位置檢測部分可以包括用於控制向第一和第二信號線施加的初始驅動電壓的電壓控制部分。觸摸位置檢測部分還可以包括數據採樣部分，用於當外部提供的壓力使至少一個連接部件電連接第一信號線和第二信號線中至少之一時檢測第一和第二信號線的電壓變化以及輸出檢測信號。該數據採樣部分可以包括運算放大器。
在本發明的其他示範性實施例中，一種在進行液晶顯示器的觸控螢幕功能期間防止顯示質量劣化的方法包括提供帶有像素電極、公共電極、電連接第一信號線的第一感測電極和電連接第二信號線的第二感測電極的陣列基板，提供帶有從其突出的導電連接部件的相對基板，在陣列基板和相對基板間設置液晶層，當液晶顯示器工作期間該液晶層中的液晶分子在陣列基板上水平取向，以及將外部提供的壓力施加到相對基板上，以通過陣列基板上的第一和第二感測電極將連接部件電連接到第一和第二信號線，其中外部提供的壓力基本不會改變液晶分子的取向。
由上所述，顯示面板包括具有像素電極和公共電極的陣列基板。因此，當該顯示面板工作時，液晶分子在列陣基板上水平取向。因此，當將外部提供的壓力施加到顯示面板上以進行觸控螢幕功能時，外部提供的壓力基本不會改變設置在陣列基板上的液晶分子的取向，且顯示質量可以得到改進。
結合附圖，通過下文的具體描述本發明的上述和其它特性和優點將變得顯而易見，其中圖1是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示設備的框圖；圖2是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的平面圖；圖3是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的透視圖；圖4是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的一部分的平面圖；圖5是沿著圖4中所示的線I-I』的剖面圖；圖6是用於說明當將外部提供的壓力施加給相對基板時圖4中的示範性顯示面板的剖面圖；圖7是用於說明根據本發明另一示範性實施例的示範性顯示面板的一部分的平面圖；圖8是沿著圖7中所示的線ll-ll』的剖面圖；圖9是用於說明當將外部提供的壓力施加給相對基板時圖7中的示範性顯示面板的剖面圖；圖10是用於示出利用根據本發明的示範性實施例的示範性顯示面板來檢測觸摸位置的示範性方法的流程圖；圖11是用於說明根據本發明的示範性實施例的示範性顯示面板的示範性觸摸位置檢測部分的示範性電路圖；
圖12是用於說明根據本發明的另一示範性實施例的示範性顯示面板的示範性觸摸位置檢測部分的示範性電路圖。
具體實施例方式
此後將結合附圖更全面地描述本發明，在這些附圖中示出了本發明的實施例。本發明可以多種不同形式實現，而並不應解釋為僅局限於這裡所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本公開更為全面和完整，並使本領域的技術人員更充分地了解本發明的範圍。為了清晰起見，在圖中，層和區域的尺寸被放大了。
可以理解，當元件或層被提到在另一元件或層「上」、「連接到」或「耦合到」另一元件或層時，它可以直接在另一元件或層上、直接連接到或耦合到另一元件或層上，或可能存在中間的元件或層。相反，當元件被提到「直接」在另一元件或層「上」，「直接連接到」或「直接耦合到」另一元件或層時，則不存在中間的元件或層。在整個說明書中同樣的參考數字表示同樣的元件。如這裡所使用的，術語「和/或」涵蓋了相關的列出的項目中的任意一項或多項的任意組合。
可以理解，儘管第一、第二、第三等這些術語可以在這裡使用來描述各種元件、組件、區域、層和/或部分，但這些元件、組件、區域、層和/或部分不應僅限於這些術語。這些術語只是被用來區分元件、組件、區域、層和/或部分與另外的元件、組件、區域、層和/或部分。因此，只要不脫離本發明的教導，下面所討論的第一部分、組件、區域、層和/或部分可以被稱為第二元件、組件、區域、層和/或部分。
空間關係術語，如「在…下面」、「在…之下」、「低於」、「在…之上」、「高於」等，可以在這裡使用以用於簡化圖中所圖示的一個元件或特徵與另外的元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)關係的描述。可以理解，這些空間關係術語用於涵蓋使用或操作中除圖中所示的方位之外的裝置的所有不同方位。例如，如果圖中的裝置被翻轉，則被描述為在其它元件或特徵之「下」或在其它元件或特徵「下面」的元件這時將位於其它元件或特徵之「上」。因此，示範性術語「在…之下」涵蓋了在…之上和在…之下兩個意思。裝置還可以有其它定位(旋轉90度或處於其它方位上)，並因此解釋這裡所使用的空間關係描述語。
這裡所用的專有名詞僅用於描述特定的實施例而並非意圖限定本發明。如這裡所用的，單數形式「一」、「一個」和「該」也意圖涵蓋複數形式，除非上下文清楚指明是其它情況。還應該理解，當在說明書中使用術語「包含」、「包括」時，指明了所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在。
這裡參考剖面圖描述本發明的實施例，這些剖面圖是本發明理想化的實施例(和中間構造)的示意圖。因而，由於製造工藝和/或公差而導致的圖示的形狀不同是可以想見的。因此，本發明的實施例不應解釋為限於這裡圖示的區域的特定形狀而應包括例如由於製造而產生的形狀的偏差。例如，圖示為矩形的注入區域在它的邊緣具有倒圓或曲線特徵和/或注入濃度梯度，而非從注入到非注入區域的二元變化。同樣地，通過注入形成的埋入區域可能導致在埋入區域和進行注入的表面之間的區域中一定的注入。因此，圖中所示的區域本身僅是示意性的，它們的形狀並非用於圖示裝置的實際形狀，並且並非用於限制本發明的範圍。
除非另外定義，這裡所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員所通常理解的含義相同的含義。還應該理解，比如在通用的辭典中所定義的那些的術語，應解釋為具有與它們在相關領域的環境中的含義相一致的含義，而不應以過度理想化或過度正式的含義來解釋，除非在本文中明確地定義。
圖1是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示設備的框圖。圖2是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的平面圖。圖3是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的透視圖；參考圖1和2，顯示設備100包括顯示面板200、面板驅動部分300、觸摸位置檢測部分400和位置確定部分500。
顯示面板200包括陣列基板210、相對基板220和液晶層(未示出)。陣列基板210包括多個開關元件，如薄膜電晶體(TFT)。相對基板220面對陣列基板210。液晶層設置在陣列基板210和相對基板220之間。
陣列基板210還可以包括多條沿陣列基板210的列方向即第二方向排列的數據線DL1、DL2、…DLm和多條沿陣列基板210的行方向即第一方向排列的柵線GL1、GL2、…GLn。
陣列基板210的柵線GL1、GL2、…GLn的數量為n，且柵線GL1、GL2、…GLn沿第一方向D1延伸。陣列基板210的數據線DL1、DL2、…DLm的數量為m，且數據線DL1、DL2、…DL沿第二方向D2延伸。第二方向基本上垂直於第一方向D1。多個像素形成在由柵極GL1、GL2、…GLn和數據線DL1、DL2、…DLm限定的區域中。這裡「n」和「m」是自然數。
例如，TFT中的TFT211、公共電極(未示出)和像素電極(未示出)形成在其中第一數據線DL1和第一柵線GL1相交叉的區域中。TFT211的柵極電連接第一柵線GL1。TFT211的源極電連接第一數據線DL1。TFT211的漏極電連接像素電極。同樣，m×n個TFT形成在數據線DL1、DL2、…DLm與柵線GL1、GL2、…GLn相交叉的區域內。
參考圖3，陣列基板210還可以包括多條第一信號線SL1和多條第二信號線SL2以進行觸控螢幕功能。第一信號線SL1沿第一方向D1延伸，而第二信號線SL2沿第二方向D2延伸。第一信號線SL1與第二信號線SL2相交叉，且與第二信號線SL2電絕緣。第一和第二信號線SL1和SL2電連接觸摸位置檢測部分400。
第一和第二信號線SL1和SL2可以分別形成在單元像素部分中，而不是形成在每個像素中。每個單元像素部分均包括紅(「R」)像素、綠(「G」)像素和藍(「B」)像素。或者，第一和第二信號線SL1和SL2可以形成在多個單元像素部分中。例如，第一和第二信號線SL1和SL2可以分別形成在每四個單元像素部分中。
相對基板220面對陣列基板210，且與陣列基板210相結合以在其間容納液晶層。相對基板220可以是具有多個濾色片的濾色基板。或者，濾色片可以形成在陣列基板210上。
此外，相對基板220還可以包括多個連接部件230以進行觸控螢幕功能。當外部提供的壓力PO被施加到一個連接部件230上時，該連接部件230電連接形成在陣列基板210上的第一線號線SL1中的一條和第二信號線SL2中的一條。
分別向第一和第二信號線SL1和SL2施加第一初始驅動電壓Vid1和第二初始驅動電壓Vid2。第一初始驅動電壓Vid1與第二初始驅動電壓Vid2的電平不同。當外部提供的壓力PO被施加到一個連接部件230上時，該連接部件230電連接第一線號線SL1中的一條和第二信號線SL2中的一條。因此，施加到第一和第二信號線SL1和SL2每條上的電壓電平被改變，由此檢測外部提供的壓力PO在顯示面板200上的觸摸位置。第一線號線SL1用來檢測觸摸位置的y-坐標，而第二信號線SL2用來檢測觸摸位置的x-坐標。
連接部件230可以分別形成在每個單元像素部分中。每個單元像素部分均包括紅(「R」)像素、綠(「G」)像素和藍(「B」)像素。或者，連接部件230可以形成在多個單元像素部分中。例如，連接部件230可以分別形成在每四個單元像素部分中。連接部件230可以與第一和第二信號線SL1和SL2相對應。
面板驅動部分300包括定時控制部分310、電源部分320、灰度電壓發生部分330、數據驅動部分340和柵驅動部分350。
定時控制部分310控制顯示設備100的運行。定時控制部分310基於RGB原始數據信號DATA_0和第一控制信號CNTL1產生第一數據信號DATA1、第二控制信號CNTL2、第三控制信號CNTL3和第四控制信號CNTL4。從如圖像控制器的主系統向顯示面板200提供RGB原始數據信號DATA_0和第一控制信號CNTL1。
特別是，第一控制信號CNTL1包括主時鐘信號MCLK、水平同步信號HSYNC和垂直同步信號VSYNC。第二控制信號CNTL2包括水平起始信號STH、反轉信號REV和數據加載信號TP以用於控制數據驅動部分340。第三控制信號CNTL3包括起始信號STV、時鐘信號CK和輸出使能信號OE等，用於驅動柵驅動部分350。第四控制信號CNTL4包括另一時鐘信號CLK和反轉信號REV。
定時控制部分310控制原始數據信號DATA_0的周期以向數據驅動部分320提供第一數據信號DATA1。
定時控制部分310號可以輸出第五控制信號CNTL5以控制觸摸位置檢測部分400。第五控制信號CNTL5包括另一時鐘信號以控制從電源部分320輸出的第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2，使得第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2被分別施加到第一和第二信號線SL1和SL2上。第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2可以為0V。
電源部分320產生施加到顯示面板200上的公共電壓Vcom和Vcst、施加給陣列基板210以進行觸控螢幕功能的第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2、施加給灰度電壓發生部分330的模擬驅動電壓AVDD、以及基於從定時控制部分310輸出的第四控制信號CNTL4而施加到柵驅動部分350的柵開/關電壓Von和Voff。
灰度電壓發生部分330使用從電源部分320輸出的模擬驅動電壓AVDD作為參考電壓，基於具有對應於伽馬曲線的電阻比率的區分電阻，產生了對應於灰度數量的多個參考灰度電壓VGMA_R。
如圖2中所示，數據驅動部分340包括數據帶載封裝(「TCP」)341，數據TCP 341在其上承載了數據驅動晶片342。數據驅動部分340還可以包括多個TCP 341以將數據線DL1、DL2、…DLm劃分為多個組。陣列基板210通過數據TCP 341電連接數據印刷電路板(「PCB」)360，定時控制部分310形成在該數據印刷電路板360上。
數據TCP 341基於來自定時控制部分310的第二控制信號CNTL2和由灰度電壓發生部分330產生的灰度電壓VGMA，將數字形式的第一數據信號DATA1改變為多個數據信號D1、D2、…Dm。數據TCP 341控制分別向數據線DL1、DL2、…DLm提供數據信號D1、D2、…Dm的輸出定時。
柵驅動部分350包括用於其上承載柵驅動晶片的柵TCP 351。柵驅動部分350還可以包括多個柵TCP351以將柵線GL1、GL2、…GLn劃分為多個組。柵TCP 351分別向柵線GL1、GL2、…GLn施加基於從定時控制部分310輸出的第三控制信號CNTL3和由電源部分320輸出的柵開/關電壓Von和Voff的柵信號G1、G2、…Gn。
觸摸位置檢測部分400檢測施加到相對基板220上的外部提供的壓力PO的觸摸位置。
當外部提供的壓力PO施加到相對基板220時，連接部件230電連接第一線號線SL1中的一條和第二信號線SL2中的一條以改變被施加給第一線號線SL1的第一初始驅動電壓Vid1的電平，由此檢測外部提供的壓力PO的y-坐標。
此外，當外部提供的壓力PO施加到相對基板220時，連接部件230電連接第一線號線SL1和第二信號線SL2以改變被施加給第二線號線SL2的第二初始驅動電壓Vid2的電平，由此檢測外部提供的壓力PO的x-坐標。
正如之後將參考圖11和圖12而進一步描述的，觸摸位置檢測部分400還可以包括電壓控制部分和數據採樣部分。電壓控制部分基於第五控制信號CNTL5分別向第一和第二信號線SL1和SL2施加第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2。數據採樣部分檢測每條第一和第二信號線SL1和SL2的電壓變化以輸出第一和第二檢測信號DS1和DS2。
觸摸位置檢測部分400可以形成在面板驅動部分300的數據驅動部分340上。具體而言，觸摸位置檢測部分400可以與數據驅動部分340的數據驅動晶片342整體形成。當觸摸位置檢測部分400與數據驅動晶片342整體形成時，該數據驅動晶片342還可以包括額外的電連接第一和第二信號線SL1和SL2的焊盤。如圖3所示，儘管第一信號線SL1基本上沿第一方向D1延伸時，但是每條第一信號線SL1的端部可以被彎曲以沿第二方向D2延伸，從而連接第一信號線SL1與數據驅動晶片342中的額外的焊盤。
位置確定部分500基於由觸摸位置檢測部分400輸出的第一和第二檢測信號DS1和DS2來處理y-坐標和x-坐標以確定被施加給顯示面板200的外部提供的壓力PO的位置。
圖4是用於說明根據本發明示範性實施例的示範性顯示面板的一部分的平面圖。圖5是沿著圖4中所示的線I-I』的剖面圖。圖6是用於說明當外部提供的壓力被施加到相對基板上時圖4的示範性顯示面板的剖面圖。
參考圖3和4，陣列基板210包括多個以矩陣形狀排列的像素。每個像素由彼此相鄰的柵線GL和彼此相鄰的數據線DL限定。每個像素包括公共電壓線CL、TFT 211、公共電極212和像素電極214。至少一個像素還可以包括第一信號線SL1、第二信號線SL2、第一感測電極ES1和第二感測電極ES2。
柵線GL沿第一方向D1延伸，而數據線DL沿基本上垂直於第一方向D1的第二方向D2延伸。柵線GL與數據線DL電絕緣。
第一線號線SL1沿第一方向D1延伸，而第二信號線SL2沿第二方向D2延伸。將第一初始驅動電壓Vid1施加給第一信號線SL1，將第二初始驅動電壓Vid2施加給第二信號線SL2。
第一感測電極ES1可以形成在第一信號線SL1上，而第二感測電極ES2可以形成在第二信號線SL2上。即，第一感測電極ES1電連接第一信號線SL1，而第二感測電極ES2電連接第二信號線SL2。當向相對基板220施加外部提供的壓力PO時，第一和第二感測電極ES1和ES2與形成在相對基板220上的連接部件230相連。具體而言，第一信號線SL1通過第一感測電極ES1與連接部件230相連，第二信號線SL2通過第二感測電極ES2與連接部件230相連。第一和第二感測電極ES1和ES2通過過孔VH與第一和第二信號線SL1和SL2相連。
像素電極214電連接TFT 211。像素電極214可以包括如氧化銦錫(「ITO」)和氧化銦鋅(「IZO」)等的透明導電材料。像素電極214包括沿第一方向D1延伸的主像素電極214a和多個從主像素電極214a沿第二方向D2延伸的次像素電極214b。
主像素電極214a與柵線GL相鄰。主像素電極214a的一端電連接TFT211。通過主像素電極214a將信號電壓施加給每個次像素電極214b。在所述的實施例中，次像素電極214b包括第一次像素電極、第二次像素電極、第三次像素電極和第四次像素電極，但是次像素電極214b的數量可以因需增加或減少。
公共電壓線CL沿第一方向延伸。公共電壓線CL可以與柵線GL由陣列基板210基本相同的層形成。公共電極212可以與像素電極214由陣列基板210基本相同的層形成，且其可以通過過孔VH電連接公共電壓線CL。通過公共電壓線CL將公共電壓施加給公共電極212。公共電壓212可以包括如ITO和IZO等的透明導電材料。
公共電極212包括沿第一方向D1延伸的主公共電極212a和多個從主公共電極212a沿第二方向D2延伸的次公共電極212b。主公共電極212a平行於主像素電極214a延伸，而次公共電極212b平行於次像素電極214b延伸。在所述的實施例中，次公共電極212b包括第一次公共電極、第二次公共電極、第三次公共電極和第四次公共電極，但是次公共電極212b的數量可以因需增加或減少。次像素電極214b與次公共電極212b可以相互替換地排列在像素區域中。公共電極212和像素電極214間形成電場以控制設置在陣列基板210和相對基板220之間的液晶層的液晶分子的取向。
公共電極212和像素電極214可為多種形狀，如彎曲形、斜坡形等，使得公共電極212形成在其上形成了像素電極214的基板上。
參考圖4和5，顯示面板200包括陣列基板210、相對基板220和間隙維持部件240。
TFT 211形成在陣列基板210的第一基底基板200a上。平坦化層213覆蓋TFT 211與第一和第二信號線SL1和SL2。第一和第二感測電極ES1和ES2、像素電極214和公共電極212形成在平坦化層213上。
TFT 211包括柵極211a、柵絕緣層211b、有源層211c、歐姆接觸層211d、源極211e、漏極211f和保護層211g。
柵極211a從柵線GL延伸。柵絕緣層211b覆蓋柵極211a且保護柵極211a。柵絕緣層211b也覆蓋柵線GL、第一信號線SL1、公共電壓線CL和第一基底基板200a的任何外露部分。有源層211c和歐姆接觸層211d相繼形成在柵絕緣層211b上。歐姆接觸層211d的一部分被除去以使有源層211c的一部分外露。源極211e和漏極211f形成在歐姆接觸層211d上。源極211e從數據線DL延伸。漏極211f與數據線DL分離地形成。保護層211g形成在源極211e和漏極211f上，也形成在第二信號線SL2、數據線DL和柵絕緣層211b的任何外露部分上。保護層211g的一部分和平坦化層213的一部分被除去以使漏極211f的外一部分外露。
第一信號線SL1由與柵線GL基本上相同的層形成，而第二信號線SL2由與柵線DL基本上相同的層形成。
第一感測電極ES1形成在第一信號線SL1上。第一感測電極ES1形成在平坦化層213上，且通過貫穿平坦化層213、保護層211g和柵絕緣層211b的過孔VH電連接第一信號線SL1。當外部提供的壓力PO被施加給相對基板220時，第一信號線SL1通過第一感測電極ES1與連接部件230電連接。第二感測電極ES2形成在第二信號線SL2上。第二感測電極ES2形成在平坦化層213上，且通過貫穿平坦化層213和保護層211g的過孔VH與連接部件230電連接。當外部提供的壓力PO被施加給相對基板220時，第二信號線SL2通過第一感測電極ES2與連接部件230電連接。為了阻止像素開口率的減小，第一和第二感測電極ES1和ES2可以形成在非顯示區域，例如在有光阻擋層形成的區域中。為了使第一和第二感測電極ES1和ES2彼此相鄰設置，分叉部可以從第一信號線SL1和第二信號線SL2延伸。在所示的實施例中，來自第一信號線SL1的分叉部可以平行於第二信號線SL2延伸，而來自第二信號線SL2的分叉部可以平行於第一信號線SL1延伸。通過所述的分叉部來第一和第二感測電極ES1和ES2設置，可以有助於防止像素開口率減小，但是帶有或不帶有分叉部的第一和第二感測電極ES1和ES2的替換構造也在這些實施例的範圍之內。每個第一和第二感測電極ES1和ES2均可包括如ITO和IZO等的透明導電材料。
第一信號線SL1設置在柵絕緣層211b、保護層211g和平坦化層213之下。第一信號線SL1通過過孔VH電連接第一感測電極ES1。第二信號線SL2被設置在保護層211g和平坦化層213之下。第二信號線SL2通過過孔VH電連接第二感測電極ES2。
相對基板220包括第二基板200a和連接部件230。第二基板200a可以包括如玻璃、合成聚合物等的透明絕緣材料。例如，第二基板200a可以包括彈性相對較小的聚碳酸酯(「PC」)。或者，第二基板200a可以包括通過蝕刻工藝、研磨工藝等形成的玻璃板以具有相對較小的厚度。
連接部件230從相對基板220突出預定的高度，且連接部件230的高度小於陣列基板210和相對基板220間的單元間隙。連接部件230的高度小於間隙維持部件240的高度。
連接部件230具有突出部230a和導電層230b且與第一和第二感測電極ES1和ES2相交疊。突出部230a從相對基板220突出。例如，突出部230a可以在與間隙維持部件240相同的相對基板220的層形成。導電層230b覆蓋突出部230a。導電層230b可以覆蓋突出部230a距離陣列基板210最近的下端。導電層230b可包括如ITO和IZO等的透明導電材料。
間隙維持部件240維持陣列基板210和相對基板220間的單元間隙。間隙維持部件240的實例包括柱狀間隔物、球狀間隔物等。球狀間隔物的彈力大於柱狀間隔物。
參考圖5和6，當向相對基板220施加外部提供的壓力PO時，連接部件230與第二基板220a一起向陣列基板210運動以接觸第一和第二感測電極ES1和ES2。因為連接部件230包括導電層230b，所以當連接部件230接觸第一和第二感測電極ES1和ES2時，第一和第二感測電極ES1和ES2彼此電連接。第一和第二感測電極ES1和ES2通過過孔VH分別電連接第一和第二信號線SL1和SL2。因此，第一和第二信號線SL1和SL2彼此電連接。因此，施加到第一和第二信號線SL1和SL2每條上的電壓電平變化了。
當施加到相對基板220上的外部提供的壓力PO被去掉時，連接部件230通過第二基板220a的彈性和間隙維持部件240的彈性從陣列基板210沿相反方向運動。因此將連接部件230與第一和第二感測電極ES1和ES2隔開。
圖7是用於說明根據本發明另一示範性實施例的示範性顯示面板的一部分的平面圖。圖8是沿著圖7中所示的線ll-ll』的剖面圖。圖9是用於說明當將外部提供的壓力PO施加給相對基板時圖7中的示範性顯示面板的剖面圖。
參考圖3和7，顯示面板201包括具有多個以矩陣形式排列的像素的陣列基板210。每個像素均由彼此相鄰的柵線GL和彼此相鄰的數據線DL限定。每個像素均包括公共電壓線CL、TFT 211、公共電極212和像素電極214。TFT 211、公共電極212和像素電極214基本與圖5中所示的TFT、公共電極和像素電極相同。至少一個像素還可以包括第一信號線SL1、第二信號線SL2、第一感測電極ES1、第二感測電極ES2和第三感測電極ES3。
柵線GL沿第一方向D1延伸，而數據線DL沿大致垂直於第一方向D1的第二方向D2延伸。柵線GL與數據線DL電絕緣。公共電壓線CL沿第一方向D1延伸且基本上可以由與柵線GL相同的層形成。
第一線號線SL1沿第一方向D1延伸，而第二信號線SL2沿第二方向D2延伸。第一信號線SL1可以由與柵線GL基本上相同的層形成，而第二信號線SL2可以由與數據線DL基本上相同的層形成。第一和第二信號線SL1和SL2接地。因此，每條第一和第二信號線SL1和SL2均施加有0V的初始驅動電壓。
第一感測電極ES1可以形成在第一信號線SL1上，而第二感測電極ES2可以形成在第二信號線SL2上。第三感測電極ES3形成在公共電壓線CL上。為使第一、第二和第三感測電極ES1、ES2和ES3彼此相鄰設置，分叉部可以從第一信號線SL、第二信號線SL2和公共電壓線CL延伸出來。在所述的實施例中，來自公共電壓線CL和第一信號線SL的分叉部彼此相對延伸且平行於第二信號線SL2，而來自第二信號線SL2的分叉部可平行於第一信號線SL1和公共電壓線CL且在它們之間延伸。通過所述的分叉部來設置第一、第二和第三感測電極ES1、ES2和ES3可以有助於防止像素開口率的減小，但是帶有或不帶有分叉部的第一、第二和第三感測電極ES1、ES2和ES3的替換構造也在這些實施例的範圍之內。當向相對基板220施加外部提供的壓力PO時，第一到第三感測電極ES1到ES3與連接部件235接觸。具體而言，連接部件235通過第一感測電極ES1電連接第一信號線SL1，連接部件235通過第二感測電極ES2電連接第二信號線SL2，且連接部件235通過第三感測電極ES3電連接公共電壓線CL。第一到第三感測電極ES1到ES3通過過孔VH分別電連接第一信號線SL、第二信號線SL2和公共電壓線CL。
參考圖7和8，顯示面板201包括陣列基板210、相對基板220和間隙維持部件240。
第一信號線SL1、第二信號線SL2和公共電壓線CL形成在第一基底基板200a上。平坦化層213形成在第一信號線SL1、第二信號線SL2和公共電壓線CL上。第一到第三感測電極ES1到ES3形成在平坦化層213上。
第一感測電極ES1形成在第一信號線SL1上。第二感測電極ES2形成在第二信號線SL2上。第三感測電極ES3形成在公共電壓線CL上。為了防止像素開口率的減小，第一到第三感測電極ES1和ES2可以形成在非顯示區域，例如在其中形成了光阻擋層的區域中。每個第一到第三感測電極ES1到ES3可以包括如ITO和IZO等的透明導電材料。
將第一信號線SL1設置在柵絕緣層211b、保護層211g和平坦化層213之下。第一信號線SL1通過過孔VH電連接第一感測電極ES1。將第二信號線SL2設置在保護層211g和平坦化層213之下。第二信號線SL2通過過孔VH電連接第二感測電極ES2。將公共電壓線CL設置在柵絕緣層211b、保護層211g和平坦化層213之下。公共電壓線CL通過過孔VH電連接第三感測電極ES3。
連接部件235具有突出部235a和導電層235b，且與第一到第三感測電極ES1到ES3相重疊。即，當相對基板220和陣列基板210裝配在一起且液晶層位於它們之間時，將連接部件235設置在相對基板220與第一到第三感測電極ES1到ES3相重疊的位置上。突出部235a從相對基板220突出。例如，突出部235a可以與間隙維持部件240一起形成。即，突出部235a可以與間隙維持部件240在基本上相同的製作步驟中形成。導電層235b覆蓋突出部235a。導電層235b可以覆蓋突出部235a的下端。導電層235b可以包括如ITO和IZO等的透明導電材料。
參考圖8和9，當向相對基板220施加外部提供的壓力PO時，連接部件235和第二基板220a一起向陣列基板210移動以接觸第一到第三感測電極ES1到ES3。第一到第三感測電極ES1到ES3通過過孔VH分別電連接第一信號線SL1、第二信號線SL2和公共電壓線CL。因此，第一信號線SL1、第二信號線SL2和公共電壓線CL彼此電連接。因此，施加到每條第一和第二信號線SL1和SL2上的電壓電平有所不同。
當施加到相對基板220上的外部提供的壓力PO被去掉時，連接部件235通過第二基板220a的彈性和間隙維持部件240的彈性從陣列基板210沿相反方向運動。從而將連接部件235與第一到第三感測電極ES1到ES3隔開。
在這個示範性實施例中，當連接部件235與第一到第三感測電極ES1到ES3相接觸時，每條第一和第二信號線SL1和SL2的電壓電平與施加給第一和第二信號線SL1和SL2預定電壓不同。因此，在此實施例中，電源部分320無需向第一和第二信號線SL1和SL2施加初始驅動電壓。
或者，第一感測電極ES1可以形成在第一像素中，而第二感測電極ES2可以形成在與第一像素相鄰的第二像素中，而第三感測電極ES3可以形成在第一和第二像素每個中。在這樣的實施例中，第一感測電極ES1電連接第三感測電極ES3，由此檢測外部提供的壓力PO在顯示面板201上觸摸位置的y-坐標。此外，第二感測電極ES2電連接第三感測電極ES3，由此檢測外部提供的壓力PO在顯示面板201上觸摸位置的x-坐標。
圖10是用於示出利用根據本發明的示範性實施例的示範性顯示面板來檢測觸摸位置的示範性方法的流程圖。
參考圖1、5、6和10，顯示面板200包括陣列基板210和相對基板220。陣列基板210包括沿第一方向D1延伸的第一信號線SL1和沿與第一方向D1相交叉的第二方向D2延伸的第二信號線SL2。相對基板220面對陣列基板210，使得將液晶層設置在陣列基板210和相對基板220之間。相對基板220包括連接部件230。連接部件230從相對基板220向陣列基板210突出。
第一和第二信號線SL1和SL2電連接觸摸位置探測部分400(如圖1所示)。通過觸摸位置探測部分400分別向第一和第二信號線SL1和SL2施加第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2。
例如，顯示面板200包括輸入部件，如顯示在顯示面板200上的圖標。如示範性方法的框S101所示，觸摸位置探測部分400基於從定時控制部分310輸出的第五控制信號CNTL5向第一和第二信號線SL1和SL2施加從電源部分320輸出的第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2。
如示範性方法的框S102判定的，當將外部提供的壓力PO施加到相對基板220的一部分上時，相對基板220的該部分向陣列基板210彎曲，使得連接部件230接觸第一和第二感測電極ES1和ES2。因此，第一和第二信號線SL1和SL2彼此電連接。因此，改變了施加給每條第一和第二信號線SL1和SL2的電壓電平。
如示範性實施例的框S103所示，當改變施加給第一信號線SL1的電壓電平時，觸摸位置探測部分400的數據採樣部分420，如以下參考圖11和12所示一樣，使用改變的電壓電平產生第一檢測信號DS1。第一檢測信號DS1對應於外部提供的壓力PO位置的y-坐標。此外，當與第一信號線SL1變化同時施加給第二信號線SL2的電壓電平改變時，觸摸位置探測部分400的數據採樣部分420使用改變的電壓電平產生第二檢測信號DS2。第二檢測信號DS2對應於外部提供的壓力PO位置的x-坐標。
將第一和第二檢測信號DS1和DS2提供給位置確定部分500(如圖1中所示)。如示範性方法的框S104所示，位置確定部分500處理外部提供的壓力PO的y-坐標和x-坐標來確定外部提供的壓力PO在顯示面板200上的位置，由此向顯示圖像的主系統提供y-坐標和x-坐標的數據。
在主系統中存儲輸入部件的y-坐標和x-坐標的數據和指令集合。主系統運行對應於y-坐標和x-坐標的數據的程序，該y-坐標和x-坐標的數據基於由外部提供的壓力PO產生的第一和第二檢測信號DS1和DS2，並且在顯示面板200上顯示程序的結果。位置確定部分500可以集成在主系統之中。或者，主系統可以進行位置確定部分500的觸摸位置確定功能。
在使用圖7和9中所示的顯示面板201時可以採用與圖10中所示方法相似的方法來檢測觸摸位置。這樣的方法無需像框S101中所示那樣向第一和第二信號線SL1和SL2施加第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2。
圖11是用於說明根據本發明的示範性實施例的示範性顯示面板的示範性觸摸位置檢測部分的示意性電路圖。
參考圖1、6和11，基於從定時控制部分310(如圖1中所示)輸出的第五控制信號CNTL5驅動電壓控制部分410來向第一和第二信號線SL1和SL2施加第一和第二初始驅動電壓Vid1和Vid2。
當外部提供的壓力PO使第一和第二信號線SL1和SL2彼此電連接時，施加給每條第一和第二信號線SL1和SL2的電壓電平發生了變化。數據採樣部分420將預定的參考信號Vref與每條第一和第二信號線SL1和SL2變化的電壓電平相比較來放大參考信號Vref和每條第一和第二信號線SL1和SL2發生變化之間的電壓差，並且產生第一和第二檢測信號DS1和DS2。可以調整參考信號Vref以增強檢測每條第一和第二信號線SL1和SL2的電平變化的靈敏度。數據採樣部分420可以包括運算放大器(Op-Amp)，且電源部分320可以輸出參考信號Vref。
例如，多個數據採樣部分420可以連接每條第一和第二信號線SL1和SL2。電壓控制部分410可以包括如金屬氧化物半導體(「MOS」)電晶體的開關元件。電壓控制部分410可以電連接第一和第二信號線SL1和SL2。
圖12是用於說明根據本發明的另一示範性實施例的示範性顯示面板的示範性觸摸位置檢測部分的示範性電路圖。
參考圖12，向第一信號線SL1施加第一初始驅動電壓Vid1，而第二信號線SL2接地，使得施加給第二信號線SL2的電壓為0V。第一初始驅動電壓Vid1不是0V。
當外部提供的壓力PO使第一和第二信號線SL1和SL2彼此電連接時，施加給每條第一和第二信號線SL1和SL2的電壓電平改變。數據採樣部分420將預定的參考信號Vref與每條第一和第二信號線SL1和SL2變化的電壓電平相比較來放大參考信號Vref和每條第一和第二信號線SL1和SL2變化之間的電壓差，並且產生第一和第二檢測信號DS1和DS2。
通過採用上述的示範性顯示面板和顯示設備，使在液晶顯示器的觸控螢幕功能器件防止顯示質量劣化的方法成為可能。該方法可以包括提供帶有像素電極、公共電極、電連接第一信號線的第一感測電極和電連接第二信號線的第二感測電極的陣列基板，提供帶有從其突出的導電連接部件的相對基板，在陣列基板和相對基板間設置液晶層，當液晶顯示器工作時該液晶層中的液晶分子在陣列基板上水平取向，以及向相對基板施加外部提供的壓力以在陣列基板上通過第一和第二感測電極使連接部件與第一和第二信號線相連，其中外部提供的壓力基本不會改變液晶分子的取向。
根據以上描述，顯示面板包括具有像素電極和公共電極的陣列基板。因此，當顯示面板工作時，液晶分子在陣列基板上水平取向。因此，為了進行觸控螢幕功能，當向顯示面板施加外部提供的壓力時，基本不會改變陣列基板上液晶分子的取向，且可以改進顯示質量。
此外，通過公共電壓線施加用於進行感測工作的電壓以簡化用於驅動各條信號線的電壓控制部分。
雖然以上具體描述了本發明的示範性實施例，但是應該理解，本發明並不僅局限於這些示範性實施例，但不脫離權利要求所確定的本發明的範圍和精神可以進行多種改進和修改。
權利要求
1.一種顯示面板，包括陣列基板，所述陣列基板包括多條數據線、與所述數據線相交的多條柵線、基本平行於所述柵線的多條第一信號線、基本平行於所述數據線的多條第二信號線、以及由彼此相鄰的所述柵線和彼此相鄰的所述數據線限定的多個像素，其中每個像素包括像素電極和與所述像素電極絕緣的公共電極；和相對基板，所述相對基板與所述陣列基板相結合來容納液晶層且包括多個連接部件，至少一個所述連接部件由於外部提供的壓力電連接所述第一信號線和第二信號線中至少之一。
2.如權利要求1的顯示面板，其中，所述第一信號線由與所述柵線基本相同的層形成，而所述第二信號線由與所述數據線基本相同的層形成。
3.如權利要求1的顯示面板，還包括用於維持所述陣列基板和所述相對基板之間的間隙的間隙維持部件。
4.如權利要求3的顯示面板，其中，所述間隙維持部件是柱狀間隔物。
5.如權利要求1的顯示面板，其中，每個所述連接部件具有從所述相對基板突出的突起部和覆蓋所述突起部的導電層。
6.如權利要求1的顯示面板，其中，所述陣列基板還包括多個第一感測電極，每個所述第一感測電極設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線；和多個第二感測電極，每個所述第二感測電極設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線。
7.如權利要求6的顯示面板，其中，所述第一和第二感測電極由與每個像素的像素電極基本相同的層形成。
8.如權利要求6的顯示面板，其中，所述第一和第二感測電極由與每個像素的公共電極基本相同的層形成。
9.如權利要求1的顯示面板，其中，所述陣列基板還包括多個第一感測電極，每個所述第一感測電極設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線；多個第二感測電極，每個所述第二感測電極設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線；和多個第三感測電極，每個所述第三感測電極與所述第一和第二感測電極隔開設置且與每個所述連接部件相重疊。
10.如權利要求9的顯示面板，其中，所述陣列基板還包括用於向所述公共電極施加預定電壓的公共電壓線，且每個所述第三感測電極電連接所述公共電壓線。
11.如權利要求9的顯示面板，其中，所述第一到第三感測電極由與每個所述像素的像素電極基本相同的層形成。
12.如權利要求1的顯示面板，還包括在所述陣列基板和所述相對基板間的液晶層，其中，當所述顯示面板工作時，所述液晶層中的液晶分子在陣列基板上水平取向，且所述外部提供的壓力基本上不會改變所述液晶分子的取向。
13.一種顯示設備，包括顯示面板，包括陣列基板，所述陣列基板包括多條數據線、與所述數據線相交的多條柵線、基本平行於所述柵線的多條第一信號線、基本平行於所述數據線的多條第二信號線、以及由彼此相鄰的所述柵線和彼此相鄰的所述數據線限定的多個像素，其中每個像素包括像素電極和與所述像素電極絕緣的公共電極；和相對基板，所述相對基板與所述陣列基板相結合來容納液晶層且包括多個連接部件，至少一個所述連接部件由於外部提供的壓力電連接所述第一信號線和第二信號線中至少之一；觸摸位置檢測部分，所述觸摸位置檢測部分檢測電連接到所述連接部件的第一和第二信號線以輸出檢測信號；和位置確定部分，所述位置確定部分基於所述檢測信號來確定所述外部提供的壓力的位置坐標。
14.如權利要求13的顯示設備，其中，所述顯示面板還包括用於維持所述陣列基板和所述相對基板之間的間隙的間隙維持部件。
15.如權利要求14的顯示設備，其中，所述間隙維持部件是柱狀間隔物。
16.如權利要求13的顯示設備，其中，所述陣列基板還包括多個第一感測電極，每個所述第一感測電極設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線；和多個第二感測電極，每個所述第二感測電極設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線。
17.如權利要求13的顯示設備，其中，所述陣列基板還包括多個第一感測電極，每個所述第一感測電極設置在相應的一條第一信號線上且電連接相應的一條第一信號線；多個第二感測電極，每個所述第二感測電極設置在相應的一條第二信號線上且電連接相應的一條第二信號線；和多個第三感測電極，每個所述第三感測電極與所述第一和第二感測電極隔開設置且與每個所述連接部件相重疊。
18.如權利要求17的顯示設備，其中，所述陣列基板還包括用於向所述公共電極施加預定電壓的公共電壓線，且每個所述第三感測電極電連接所述公共電壓線。
19.如權利要求13的顯示設備，其中，所述觸摸位置檢測部分包括控制向所述第一和第二信號線施加的初始驅動電壓的電壓控制部分。
20.如權利要求13的顯示設備，其中，所述觸摸位置檢測部分包括數據採樣部分，用於當所述外部提供的壓力使至少一個所述連接部件電連接所述第一信號線和第二信號線中至少之一時檢測所述第一和第二信號線的電壓變化以及輸出檢測信號。
21.如權利要求20的顯示設備，其中，所述數據採樣部分包括運算放大器。
22.一種在進行液晶顯示器的觸控螢幕功能期間防止顯示質量劣化的方法，所述方法包括提供帶有像素電極、公共電極、電連接第一信號線的第一感測電極和電連接第二信號線的第二感測電極的陣列基板；提供帶有從其突出的導電連接部件的相對基板；在所述陣列基板和所述相對基板間設置液晶層，在所述液晶顯示器工作期間所述液晶層中的液晶分子在所述陣列基板上水平取向；和將外部提供的壓力提供到所述相對基板上，以通過所述陣列基板上的第一和第二感測電極將所述連接部件電連接到所述第一和第二信號線，其中所述外部提供的壓力基本不會改變所述液晶分子的取向。
全文摘要
本發明公開了一種顯示面板、一種具有該顯示面板的顯示設備及其方法。該顯示面板包括陣列基板和相對基板。陣列基板包括多條數據線、與數據線相交的多條柵線、多條第一信號線、多條第二信號線以及多個像素。每個像素均包括像素電極和與所述像素電極絕緣的公共電極。相對基板包括多個連接部件。通過外部提供的壓力，至少一個連接部件電連接第一信號線和第二信號線中至少之一。因此，當將外部提供的壓力施加到顯示面板上以進行觸控螢幕功能時，基本不會改變設置在陣列基板上的液晶分子的取向，且顯示質量可以得到改進。
文檔編號G02F1/133GK101038385SQ200710103579
公開日2007年9月19日 申請日期2007年2月25日 優先權日2006年2月20日
發明者全珍, 金炯傑 申請人:三星電子株式會社