專利名稱：觸控式液晶顯示面板及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種觸控式液晶顯示面板及液 晶顯示器。
背景技術(shù)：
目前，觸摸屏的應(yīng)用隨著信息社會的發(fā)展越來越普遍，其作為最為輕松 的人機交互技術(shù)已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域。觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、 節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點，這種人機交互方式賦予了多媒體以嶄新的 面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。
一般情況下，公共場合經(jīng)常使用的觸控式液晶顯示器是在液晶顯示面板
的表面額外設(shè)置一觸摸屏(touch panel)，觸摸屏主要利用電阻、電容、紅 外掃描以及表面聲波等技術(shù)來實現(xiàn)觸摸功能，但是這樣不僅會增加顯示器的 總體厚度與重量，無法達到薄型化的需求，而且觸摸屏自身還有功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種觸控式液晶顯示面板及液晶 顯示器，該面板及顯示器厚度薄、重量輕并且無額外功率消耗。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種觸控式液晶顯示面板，包括第一基 板和第二基板，所述第一基板包括多個像素區(qū)域，薄膜晶體管位于像素區(qū)域 內(nèi)；所述第二基板包括一透明基板，在該透明基板上設(shè)置有用于標示像素位 置的觸控標示層。
本發(fā)明還提供了一種觸控式液晶顯示器，包括上述觸控式液晶顯示面板 和檢測器，所述檢測器，用于對所述觸控標示層進行檢測。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在現(xiàn)有的液晶顯示器(LCD)面板技術(shù)基礎(chǔ)上，將具有自相似模式的觸控標示層設(shè)置在第二基板上，具體實施例中 設(shè)置在透明基板和對應(yīng)用于遮擋第 一 基板上薄膜晶體管的黑色矩陣(B M ) 之間，或者直接在第二基板的透明基板上，用觸控標示層代替對應(yīng)用于遮擋 第一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣，從而實現(xiàn)信息的嵌入。通過檢測器對像
素中具有自相似模式的觸控標示層的進行掃描檢測，將結(jié)果反饋到計算機系 統(tǒng)中，計算機系統(tǒng)根據(jù)檢測到的觸控標示層的信息，判斷像素的物理位置，
并根據(jù)信號執(zhí)行檢測點的動作，完成觸摸功能。本發(fā)明突破了現(xiàn)有的在液晶 顯示面板的表面設(shè)置有功率消耗的觸摸屏技術(shù)，把具有自相似模式的觸控標 示層設(shè)置在液晶顯示面板中，通過檢測器檢測識別觸控標示層，在系統(tǒng)作用 下實現(xiàn)觸控功能。此液晶顯示面板沒有額外功率消耗，實現(xiàn)了薄型化的需求， 對于觸摸屏領(lǐng)域是一個重大的突破。


圖1為本發(fā)明第一實施例觸控式液晶顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為某一子像素所具有自相似模式的觸控標示層的示意圖。 圖3為本發(fā)明第二實施例觸控式液晶顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4a為像素的每個子像素都具有自相似模式的觸控標示層的示意圖。 圖4b為像素中任意兩個子像素具有自相似模式的觸控標示層的示意圖。
圖4c為像素中任意一個子像素具有自相似模式的觸控標示層的示意圖。
圖5為觸控式液晶顯示面板控制拼接屏的示意圖。
圖6為圖4a所示本發(fā)明觸控式液晶顯示面板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為檢測器的結(jié)構(gòu)單元示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并列舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細il明。
本發(fā)明中觸控式液晶顯示器包括觸控式液晶顯示面板和檢測器。觸控式 液晶顯示面板包括第一基板和第二基板。本發(fā)明在現(xiàn)有的LCD面板技術(shù)基 礎(chǔ)上，將具有自相似模式的觸控標示層設(shè)置在第二基板上，具體實施例中設(shè)
置在透明基板和對應(yīng)用于遮擋第 一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣(Black Matrix, BM)之間，或者直接在第二基板的透明基板上，用觸控標示層代替 對應(yīng)用于遮擋第一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣，從而實現(xiàn)信息的嵌入。通 過檢測器對像素中具有自相似模式的觸控標示層進行掃描檢測，將結(jié)果反饋 到計算機系統(tǒng)中，計算機系統(tǒng)根據(jù)檢測到的觸控標示層的信息，判斷像素的 物理位置，并根據(jù)信號執(zhí)行檢測點的動作，完成觸摸功能。本發(fā)明把具有自 相似模式的觸控標示層設(shè)置在液晶顯示面板中，通過檢測器檢測識別觸控標 示層，在計算機系統(tǒng)作用下實現(xiàn)觸控功能。此液晶顯示面板沒有額外的功 率消耗，實現(xiàn)了薄型化的需求，對于觸摸屏領(lǐng)域是一個重大的突破。
本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為了便于說 明，表示結(jié)構(gòu)的示意圖會不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對本發(fā)明的 限定，此外，在實際的制作中，應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
上述自相似模式的自相似性即為復(fù)雜系統(tǒng)的總體與部分之間的精細結(jié) 構(gòu)或性質(zhì)所具有的相似性，或者說從整體中取出的局部(局域)能夠體現(xiàn)整 體的基本特征，即幾何或非線性變換下的不變性；在不同放大倍數(shù)上的性狀 相似，包括幾何結(jié)構(gòu)與形態(tài)、過程、信息、功能、性質(zhì)、能量、物質(zhì)(組份)、 時間、空間等特征上具有相似性的廣義分形。 一個系統(tǒng)的自相似性是指某種 結(jié)構(gòu)或過程的特征從不同的空間尺度或時間尺度來看都是相似的，或者某系 統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的局域性質(zhì)或局域結(jié)構(gòu)與整體類似。另外，在整體與整體之間或部 分與部分之間也會存在自相似性。 一般情況下自相似性有比較復(fù)雜的表現(xiàn)形
式，而不是局域放大一定倍數(shù)以后簡單地和整體完全重合。但是，表征自相 似系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的定量性質(zhì)如分形維數(shù)，并不會因為放大或縮小等操作而變化 這一點被稱為伸縮對稱性。本發(fā)明運用上述自相似理論，具體到像素而言，像素之間具有自相似性，子像素之間亦具有自相似性。檢測器通過檢測這種 具有自相似性的信息，從而確定檢測位置的像素的信息，從而判定像素的位置。
圖1為本發(fā)明第一實施例觸控式液晶顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其揭
示了在第二基板的透明基板和BM之間制作具有自相似模式的觸控標示層。 透明基板100上設(shè)置有彩色濾光層105和具有自相似模式的觸控標示層104, 黑色矩陣103設(shè)置于具有自相似模式的觸控標示層104的下方，即具有自相 似模式的觸控標示層104位于透明基板IOO和黑色矩陣103之間，其中黑色 矩陣103作用有二 一是用于遮擋第一基板101上的薄膜晶體管102,防止 因漏光而影響TFT器件的性能，二是用于隔離彩色濾光層，避免不同濾光 層之間混色。
需要說明的是，觸控標示層可以做在面板顯示區(qū)域的任何位置，例如做 在像素區(qū)域內(nèi)，但由于觸控標示層是不透明的，所以，如杲做在與黑色矩陣 不對應(yīng)的位置上，則會導(dǎo)致開口率降低。進一步地，為了保證開口率的大小， 將觸控標示層做在與黑色矩陣對應(yīng)的位置上，這里黑色矩陣是指第二基板上 的任意位置的黑色矩陣，其中，本實施例觸控標示層做在和用于遮擋第一基 板101上薄膜晶體管102的BM相對應(yīng)的位置上，即圖1中所示的觸控標示 層的位置為本發(fā)明的其中一個實施例，所以觸控標示層的尺寸小于或者等于 對應(yīng)用于遮擋第 一 基板上薄膜晶體管的黑色矩陣的尺寸。
在本發(fā)明的實施例中，使具有自相似模式的觸控標示層104嵌入到黑色 矩陣103和透明基板IOO之間的過程，是通過印刷、噴涂、光刻等任意一種 方式，將具有自相似模式的觸控標示層104制作在透明基板100上，然后用 黑色矩陣103覆蓋制作在透明基板100上的具有自相似模式的觸控標示層 104 其中，上述光刻方式的實現(xiàn)，首先在透明基板100上沉積一層用于制 作具有自相似模式的觸控標示層的材料，然后通過MATLAB ( Matrix Laboratory,矩陣實驗室)軟件計算得到具有自相似模式的圖形后，將該圖 形復(fù)制到光罩上，然后將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移至沉積材料上，經(jīng)曝光、顯影步驟后，具有自相似纟莫式的觸控標示層104就形成在透明基板100上。形成觸 控標示層104的方式包括印刷、噴涂和光刻，但不限于此，而且具有自相似
模式的觸控標示層104的顏色，優(yōu)選為白色的材料，但不限于此，只要與 BM的顏色不同即可。當BM覆蓋在上面時，就形成了黑白相間的條紋，這 樣對比度比較高，便于確認，而且信息也不容易出現(xiàn)差錯。
圖2為某一子像素所具有自相似模式的觸控標示層的示意圖。觸控標示 層由多個條紋組成，子像素所攜帶的自相似性信息是唯一的，即代表具有觸 控標示層的子像素的自相似性的條紋數(shù)和條紋寬窄是不相同的，所以子像素 上具有的自相似模式的觸控標示層所標識的像素位置也是唯一確定的。
本發(fā)明第二實施例的具有自相似模式的觸控標示層設(shè)置在透明基板的 與黑色矩陣對應(yīng)的位置上，但是，與第一實施例不同的是，該觸控標示層代 替其對應(yīng)位置處的黑色矩陣，即在具有觸控標示層的位置表面不再形成B M ， 從而可以節(jié)省BM材料的使用量。如圖3所示。液晶盒的上下玻璃基板，第 一基板101和第二基板之間夾有液晶分子(圖中未顯示)，第二基板包括一 透明基板100，在透明基板IOO上設(shè)置有彩色濾光層305和具有自相似模式 的觸控標示層304。由于觸控標示層304的表面不再形成BM，所以為了防 止第一基板101上薄膜晶體管102的漏光，所以本實施例優(yōu)選為用觸控標示 層304取代非對應(yīng)用于遮擋第一基板101上薄膜晶體管102的黑色矩陣。其 中，在透明基板100上制作具有自相似模式的觸控標示層304的過程，仍然 可以采用光刻等方式實現(xiàn)，而且具有自相似模式的觸控標示層304的顏色， 優(yōu)選為黑色，這樣對比度比較高，便于識別確認，而且信息也不容易出現(xiàn)差 錯。當然其他具有明顯對比色的條紋也可應(yīng)用到觸控標示層304中。具有自 相似模式的觸控標示層304優(yōu)選為采用BM的材料制作， 一般為金屬鉻(Cr ) 或者樹脂，就可以產(chǎn)生BM的效果，具有自相似模式的觸控標示層304的示 意圖如圖2所示。同樣，圖2只為示意圖，具體條紋的數(shù)量和尺寸是經(jīng)過精 確計算得到的。
為清楚起見，未示出圖1和圖3中第一基板101和第二基板上與本發(fā)明無關(guān)的其他公知結(jié)構(gòu)，例如第一基板上包括多條柵極線和數(shù)據(jù)線，多條柵極 線和數(shù)據(jù)線垂直交叉排列定義出像素區(qū)域，像素電極和薄膜晶體管形成于像 素區(qū)域中，薄膜晶體管的柵極連接?xùn)艠O線，源極連接數(shù)據(jù)線，漏極連接像素 電極；相應(yīng)地，第二基板上與像素電極對應(yīng)位置的彩色濾光層。其他在此不
再贅述。
具有自相似模式的觸控標示層的排列方式需要與所應(yīng)用液晶顯示系統(tǒng) 的像素排列方式相同，即觸控標示層的精度為像素的精度。觸控標示層只包 含一種標識其所附著像素的絕對位置信息，即所附著的像素的絕對位置具有
唯一性。
每個像素包括紅、綠、藍三個子像素，所以本發(fā)明實現(xiàn)信息的嵌入有三 種方式。
第一種方式為每個子像素都具有自相似模式的觸控標示層，如圖4a所 示(自相似模式在第二基板上的位置可以如圖1或者圖3所示)，此方式一 般用于拼接墻顯示中。由圖中我們可以看出，三個子像素中，第一個子像素 的具有自相似模式的觸控標示層標識拼接屏的編號，第二個子像素的具有自 相似模式的觸控標示層標識像素在整個面板中X軸的物理地址，第三個子 像素的具有自相似模式的觸控標示層標識像素在整個面板中Y軸的物理地 址。顯然，這只是較佳實施例，還可以將屏幕編號、X軸物理地址和Y軸的 物理地址這三種標識在像素的三個子像素中作任意順序的排列，但是某一像 素的三個子像素的具有自相似模式的觸控標示層標識順序一旦確定，則整個 面板的其他像素都按該順序排列。此種結(jié)構(gòu)的顯示面板一般用于多個屏幕的 拼接形式，即由一個觸控面板，控制多個面板構(gòu)成的拼接屏。例如，由3x 3個單屏組成的拼接屏形式，通過觸控面板上對應(yīng)位置劃分的9個區(qū)域控制， 在觸控面板的每個區(qū)域內(nèi)的像素都有標識對應(yīng)位置拼接屏幕的信息，示意圖 如圖5所示。圖5中拼接屏510由9個單屏501構(gòu)成，分別通過計算機由觸 控式液晶顯示面板520上劃分的9個區(qū)域502控制。單屏501和區(qū)域502是 ——對應(yīng)的。該區(qū)域內(nèi)的每個像素都包括上述三種標識，所以面板位置由拼
9接屏的編號信息和自相似模式的觸控標示層的絕對位置信息標識，面板上每 個具有自相似模式的觸控標示層包含的信息是互不相同的，因此，每個具有 自相似模式的觸控標示層必須能夠標記每個像素或者子像素。顯然，每個具 有自相似模式的觸控標示層不同，則每個圖形包含的信息也不同。
為了方便理解，具有如圖4a所示的觸控標示層，其觸控式液晶顯示面 板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。圖6為每個子像素均具備自相似模式601 的情形，設(shè)置在透明基板100上，彩色濾光層602對應(yīng)于第一基板的像素電 極。從圖中可以看出，在面板中每個具有自相似模式的觸控標示層是各不相 同的，所以每個具有自相似模式的觸控標示層包含的信息也不同，能夠唯一 確定地標記每個像素或者子像素。
第二種方式為像素中任意兩個子像素具有自相似模式的觸控標示層，如 圖4b所示。(具有自相似模式的觸控標示層在第二基板上的位置可以如圖 1或者圖3所示)。
圖中任意兩個子像素中分別標識像素在整個面板中的X軸和Y軸的物 理地址。標識像素X軸或者Y軸的物理地址的具有自相似模式的觸控標示 層是在整個面板中唯一確定的，也就是說通過標識像素的X軸和Y軸的物 理地址，就可以確定該像素的位置。
第三種方式為像素中任意一個子像素具有自相似模式的觸控標示層，如 圖4c所示。(具有自相似模式的觸控標示層在彩色濾光片基板上的位置可 以如圖1或者圖3所示)。
當只需要一個具有自相似模式的觸控標示層就可以標識整個像素時，需 要對比整個面板中的所有像素來對這個子像素進行編碼，該子像素模式信息 標識的其所對應(yīng)的像素在整個面板中的絕對位置，以便于檢測器進行識別。
值得注意的是圖4b和4c不適用于拼接墻的情況，由于只有一個屏幕， 所以不存在對拼接屏編號，像素的位置由具有自相似模式的觸控標示層包含 的絕對位置信息標識。
以上述任意方式將具有自相似模式的觸控標示層嵌入液晶面板后，需要用檢測器對具有自相似模式的觸控標示層進行檢測，才能實現(xiàn)觸摸功能。由于一個 像素的大小在100微米至200微米的數(shù)量級，所以用于對具有自相似模式的觸 控標示層進行檢測的檢測器(在進行像素物理地址識別時，檢測精度大于等于 一個像素)，檢測到的區(qū)域可能為一個或者幾個像素的范圍，為了確定要得到的 像素的物理位置，可以通過檢測器，對識別到像素的自相似模式信號進行判另'J, 即設(shè)定像素優(yōu)先級或者取得到信號較多的像素，從而最終確定該像素的位置。
檢測器主要包含捕獲單元700、模式識別處理單元701和數(shù)據(jù)傳輸單元702，如
圖7所示。
捕獲單元700用于對液晶顯示面板進行感知，將捕獲到的具有自相似模式的 觸控標示層信號發(fā)送給才莫式識別處理單元701;模式識別處理單元701,接收捕 獲單元700傳遞的信號，識別得到其中自相似模式的觸控標示層所包含的信息； 數(shù)據(jù)傳輸單元702將上述識別的信息發(fā)送給計算機處理系統(tǒng)，所述計算機處理 系統(tǒng)與液晶顯示面板相連接，執(zhí)行具有自相似模式的觸控標示層所包含的信息 所對應(yīng)的動作，并在屏幕上顯示。
具體地，捕獲單元700包括激光二極管、光學(xué)透鏡和檢測探頭。捕獲單元 700采用激光二極管作為光源，激光二極管發(fā)出的光線通過光學(xué)透鏡照射到具 有自相似模式的觸控標示層上時，反射光經(jīng)過光學(xué)透鏡聚焦后照射到檢測探頭， 即光電轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生具有自相似模式的觸控標示層的電信號，光電轉(zhuǎn)換器將該 圖形的電信號發(fā)送給模式識別處理單元701，經(jīng)模式識別處理單元701中的模 式解碼器解碼，將解碼后的信號通過數(shù)據(jù)傳輸單元702中的信息發(fā)送模塊發(fā)送 給計算機處理系統(tǒng)，計算機處理系統(tǒng)接到解碼后的信號后，從而確定像素的位 置。檢測器與計算機處理系統(tǒng)可以由無線或者有線傳輸方式實現(xiàn)。
綜上所述，將具有自相似模式的觸控標示層嵌入到液晶顯示面板中，具體 地說，將具有自相似模式的觸控標示層設(shè)置在第二基板的透明基板上，優(yōu)選設(shè) 在透明基板上對應(yīng)黑色矩陣的位置，具體實施例中設(shè)置在透明基板和用于遮擋 第一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣之間，或者直接在第二基板的透明基板上設(shè) 置了具有自相似模式的觸控標示層，該觸控標示層代替非對應(yīng)用于遮擋第一基
11板上的薄膜晶體管的黑色矩陣，檢測器的檢測點能夠檢測到每個像素的信息， 由此實現(xiàn)了觸摸點的準確對位。本發(fā)明直接在液晶顯示面板中設(shè)置具有自相似 模式的觸控標示層，其重量輕及占用的空間很小，而且沒有功率消耗，實現(xiàn)了
薄型化的需求。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改， 因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1、一種觸控式液晶顯示面板，包括第一基板和第二基板，所述第一基板包括多個像素區(qū)域，薄膜晶體管TFT位于像素區(qū)域內(nèi)；所述第二基板包括一透明基板，其特征在于，在該透明基板上設(shè)置有用于標示像素位置的觸控標示層。
2、 如權(quán)利要求l所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層具有能夠標示 像素位置的自相似模式。
3、 如權(quán)利要求2所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層設(shè)置在透明基 板上與黑色矩陣對應(yīng)的位置上。
4、 如權(quán)利要求3所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層設(shè)置在所述透 明基板和所述黑色矩陣之間。
5、 如權(quán)利要求4所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層設(shè)置在所述透 明基板和對應(yīng)用于遮擋第一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣之間，所述觸控標示 層的尺寸小于或者等于所述對應(yīng)用于遮擋第一基板上薄膜晶體管的黑色矩陣的 尺寸。
6、 如權(quán)利要求3所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層設(shè)置在透明基 板的非對應(yīng)于第一基板薄膜晶體管的黑色矩陣位置上，用于取代其對應(yīng)位置處 的黑色矩陣。
7、 如權(quán)利要求1至6任一項所述的面板，其特征在于，每個像素包括三個 子像素，所述像素的每個子像素都具有觸控標示層，用于標識該像素在面板中 所控制的拼接屏的編號、X軸及Y軸的物理地址；或者，所述像素的任意兩個 子像素具有觸控標示層，用于標識該像素在面板中的X軸和Y軸的物理地址； 或者，所述像素的任意一個子像素具有觸控標示層，用于標識該像素的編碼。
8、 如權(quán)利要求7所述的面板，其特征在于，所述觸控標示層的精度為像素 的精度。
9、 一種觸控式液晶顯示器，其特征在于，包括具有權(quán)利要求1至8任一項 所述的觸控式液晶顯示面板和檢測器；所述檢測器，用于對所述觸控標示層進行檢測。
10、如權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征在于，所述檢測器包括捕獲單元、 模式識別處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元；捕獲單元用于對液晶顯示面板進行感知，將捕獲到的觸控標示層的信號發(fā)送給模式識別處理單元；模式識別處理單元，接收捕獲單元傳遞的信號，識別得到觸控標示層所包含的信息；數(shù)據(jù)傳輸單元將上述識別的信息發(fā)送給計算機處理系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后實現(xiàn) 觸摸顯示功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種觸控式液晶顯示面板，主要包括第一基板和第二基板，所述第一基板包括多個像素區(qū)域，薄膜晶體管TFT位于像素區(qū)域內(nèi)；所述第二基板包括一透明基板，在該透明基板上設(shè)置有用于標示像素位置的觸控標示層。本發(fā)明還公開了一種觸控式液晶顯示器，包括上述觸控式液晶顯示面板和檢測器。采用該面板及顯示器實現(xiàn)了厚度薄、重量輕的薄型化要求。
文檔編號G02F1/13GK101581847SQ20091014622
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者劉春鳳, 司秉玉, 李奇典 申請人:昆山龍騰光電有限公司