專利名稱：具有集成的觸摸屏面板的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例涉及一種液晶顯示器(IXD)。更具體地講，實施例涉及一種具有集成在其中的互電容式觸摸屏面板的LCD。
背景技術(shù)：
觸摸屏面板是一種輸入裝置，所述輸入裝置通過利用使用者的手或者物體選擇在圖像顯示器的屏幕上顯示的指令來將使用者的指令輸入。觸摸屏面板形成在圖像顯示器的正面以將接觸位置轉(zhuǎn)換為電信號。使用者的手或者物體在接觸位置處直接接觸觸摸屏面板。因此，在接觸位置處選擇的指令作為輸入信號被輸入到圖像顯示器中。由于觸摸屏面板可取代連接到圖像顯示器的單獨的輸入裝置，諸如鍵盤或鼠標， 所以利用觸摸屏面板的應(yīng)用已經(jīng)越來越多了。觸摸屏面板分為電阻式覆蓋觸摸屏面板、感光式觸摸屏面板和電容式觸摸屏面板等。在這些觸摸屏面板中，當使用者的手或者物體接觸觸摸屏面板時，電容式觸摸屏面板通過感測導電感測圖案和鄰近的感測圖案、接地電極等之間形成的電容的變化將接觸位置轉(zhuǎn)換為電信號。觸摸屏面板通常附著到平板顯示器(即，液晶顯示器或者有機發(fā)光顯示器)的外表面。

發(fā)明內(nèi)容
實施例可涉及一種具有集成的觸摸屏面板的液晶顯示器(IXD)，在IXD中，對IXD 設(shè)置的共電極被用作互電容式觸摸屏面板的驅(qū)動電極。根據(jù)實施例，提供了一種具有集成的觸摸屏面板的IXD，所述IXD包括第一基底， 具有在其上形成的多個像素，其中，所述多個像素中的每個像素設(shè)置有薄膜晶體管和像素電極；第二基底，面向第一基底，所述第二基底具有形成在其內(nèi)側(cè)的多個共電極，其中，多個共電極沿第一方向布置以對應(yīng)于所述多個像素；多個感測電極，在所述第二基底外側(cè)并且沿與第一方向交叉的第二方向布置；液晶層，在所述第一基底和所述第二基底之間；和共電極驅(qū)動器，順序地對所述共電極提供驅(qū)動信號并對所述共電極提供具有與所述驅(qū)動信號相反的相位的補償信號。所述共電極驅(qū)動器可在顯示預(yù)定圖像的第一幀時間段內(nèi)對所述共電極提供共電壓，并且在執(zhí)行觸摸識別的第二幀時間段內(nèi)對所述共電極提供所述驅(qū)動信號和所述補償信號。所述第一幀時間段和第二幀時間段可交替地運行。
所述補償信號可以是具有與所述驅(qū)動信號相反的相位和與所述驅(qū)動信號相同的幅度的電壓。所述共電極驅(qū)動器可在對所述共電極提供所述驅(qū)動信號之前或者之后對所述共電極提供所述補償信號。所述共電極驅(qū)動器可以在分別提供所述驅(qū)動信號和所述補償信號的時間段之間提供共電壓。所述共電極驅(qū)動器可以順序提供所述驅(qū)動信號和所述補償信號，使得提供到所述多個共電極中的一個共電極的驅(qū)動信號和補償信號不與提供到所述多個共電極中的前一共電極的驅(qū)動信號和補償信號疊置。各個薄膜晶體管的第一電極可以連接到布置在所述第一基底上的數(shù)據(jù)線，各個薄膜晶體管的柵極電極可以連接到布置在所述第一基底上的柵極線，并且各個薄膜晶體管的第二電極可以連接到像素電極。所述IXD還可以包括第一偏振板和第二偏振板，分別附著到所述第一基底和所述第二基底的外表面；和窗口，附著到所述第二偏振板的外表面。所述感測電極可以形成在所述第二基底和所述窗口之間。所述IXD還可以包括背光，所述背光在所述第一基底的下方以發(fā)射光。所述驅(qū)動信號可以是高于所述共電壓的電壓。


通過參照附圖詳細描述示例性實施例，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，上述的主題將會變得更加清楚，在附圖中圖1示出了框圖，該框圖顯示出具有集成的觸摸屏面板的液晶顯示器(LCD)；圖2示出了圖1中示出的像素的等效電路圖；圖3示出了顯示根據(jù)實施例的具有集成的觸摸屏面板的LCD的一個區(qū)域的剖面圖；圖4示出了顯示圖3中示出的感測電極和共電極圖案(驅(qū)動電極)的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5示出了顯示圖3中示出的感測電極和共電極圖案(驅(qū)動電極)的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6示出了顯示通常對共電極提供的信號的波形圖；圖7示出了顯示根據(jù)實施例的通過共電極驅(qū)動器對共電極提供的信號的波形圖；圖8示出了顯示根據(jù)另一實施例的通過所述共電極驅(qū)動器對所述共電極提供的信號的波形圖；圖9示出了顯示根據(jù)又一實施例的通過所述共電極驅(qū)動器對所述共電極提供的信號的波形圖；圖10示出了顯示根據(jù)再一實施例的通過所述共電極驅(qū)動器對所述共電極提供的信號的波形圖。
具體實施方式
在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更加充分地描述示例實施例；然而，示例實施例可以以不同的形式實施并且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實施例。在以下詳細的描述中，只是通過舉例說明的方式，僅示出和描述了特定的示例性實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，在不脫離本實施例的精神或范圍的所有情況下，可以以各種不同的方式修改所描述的實施例。因此，附圖和描述本質(zhì)上被認為是說明性的而不是限制性的。另外，當元件被稱為在另一元件“上”時，該元件可直接在另一元件上，或者間接在另一元件上且在它們之間設(shè)置有一個或者多個中間元件。此外，當元件被稱為“連接至IJ”另一元件時，該元件可直接連接到另一元件，或者間接連接到另一元件且在它們之間設(shè)置有一個或者多個中間元件。在下文中，相同的標號表示相同的元件。在下文中，將參照附圖詳細描述示例性實施例。圖1是示出了具有集成的觸摸屏面板的液晶顯示器(LCD)的框圖。在圖1中示出了用于顯示圖像的具有集成的觸摸屏面板的LCD的構(gòu)造。圖2是圖1中示出的像素的等效電路圖。圖3是示出根據(jù)實施例的具有集成的觸摸屏面板的LCD的一個區(qū)域的剖面圖。如圖1所示，根據(jù)本實施例的具有集成的觸摸屏面板的LCD包括柵極驅(qū)動器3， 用于對布置在第一方向(例如，水平方向)上的柵極線Gl至Gn提供柵極信號；數(shù)據(jù)驅(qū)動器 4，用于對布置在與第一方向交叉的第二方向(例如，垂直方向)上的數(shù)據(jù)線Dl至Dm提供數(shù)據(jù)信號；多個像素P，分別地具有連接到數(shù)據(jù)線Dl至Dm和柵極線Gl至Gn的薄膜晶體管 Tr ；和共電極驅(qū)動器5，用于對共電極70提供共電壓和驅(qū)動信號。LCD還可包括時序控制器 6，時序控制器6控制柵極驅(qū)動器3、數(shù)據(jù)驅(qū)動器4和共電極驅(qū)動器5。IXD是利用液晶的光學各向異性和偏振性顯示圖像的顯示器。有細長的分子結(jié)構(gòu)的液晶具有液晶的分子排列被有方向地定位的光學各向異性和液晶的分子排列方向在電場中根據(jù)液晶的大小而改變的偏振性。因此，IXD包括作為必需組件的液晶面板。通過將分別具有像素電極和共電極的第一基底和第二基底接合來構(gòu)造液晶面板，像素電極和共電極形成在彼此相對的表面上并在它們之間置有液晶層。通過在被柵極信號選擇的像素的相應(yīng)像素電極和共電極之間施加數(shù)據(jù)信號和共電壓來形成預(yù)定的電場，然后根據(jù)由電場改變的液晶的排列角度來控制從背光發(fā)射的光的透光率。從而，顯示圖像。參照圖2和圖3中示出的實施例，具有集成的觸摸屏面板的IXD具有這樣的構(gòu)造， 艮口，第一基底11和第二基底61彼此面對地接合在一起并且液晶層90設(shè)置在它們之間。相互水平地和垂直地交叉的柵極線Gl至Gn和數(shù)據(jù)線Dl至Dm布置在下面的第一基底11的頂表面上，并且薄膜晶體管Tr分別設(shè)置在柵極線Gl至Gn和數(shù)據(jù)線Dl至Dm的交叉點處， 以一個接一個地連接到在像素P中形成的像素電極50。參照圖2，連接到第i柵極線Gi和第j數(shù)據(jù)線Dj的像素P包括薄膜晶體管Tr， 連接到第i柵極線Gi和第j數(shù)據(jù)線Dj ；像素電極50，連接到薄膜晶體管Tr ；和液晶電容器 Clc，連接到像素電極50和共電極70。如圖3所示，薄膜晶體管Tr包括柵極電極15，連接到柵極線；源/漏電極33和 35 ；和半導體層23，形成在柵極電極15與源/漏電極33和35之間。半導體層23包括有源層23a和歐姆接觸層23b。柵極絕緣層20形成在柵極電極15上，并且保護層40形成在源/漏電極33和35上。接觸孔43形成在保護層40中，從而通過接觸孔43暴露漏電極35。像素電極50形成在保護層40的頂部上，以通過接觸孔43連接到漏電極35。液晶電容器Clc利用像素電極50和第二基底61上的共電極70作為兩個端子，并且像素電極50和共電極70之間的液晶層90作為電介質(zhì)。格子形狀的黑色矩陣63、紅色濾色器圖案66a、綠色濾色器圖案66b、藍色濾色器圖案66c和共電極70形成在上面的第二基底61的與第一基底11相對的背面上。格子形狀的黑色矩陣63圍繞每個像素P，以覆蓋包括柵極線Gl至Gru數(shù)據(jù)線Dl至Dm、薄膜晶體管 Tr等的非顯示區(qū)。紅色濾色器圖案66a、綠色濾色器圖案66b和藍色濾色器圖案66c被順序地和重復(fù)地布置，以對應(yīng)于黑色矩陣63的內(nèi)部中的各個像素P。共電極70由透明導電材料形成并位于濾色器圖案66下面。還可以在濾色器圖案66和共電極70之間形成保護層(未示出)。由于可以改變黑色矩陣63和濾色器圖案66的位置，所以當黑色矩陣63和濾色器圖案66的位置改變時， 共電極70可以形成在第二基底61的內(nèi)表面上。如圖3所示，第一偏振板80附著到第一基底11的外表面，并且第二偏振板82附著到第二基底61的外表面。作為透明基底的窗口 190被沿顯示圖像的方向附著到偏振板上。圖3中示出的實施例具有背光300位于第一基底11下方的結(jié)構(gòu)。因此，在第二基底61的方向上顯示圖像。通過粘著層192將窗口 190附著到第二偏振板82上。在圖3中示出的實施例中，設(shè)置了第一偏振板80，因此，背光300位于第一偏振板80的下方。以下將簡要描述具有上述結(jié)構(gòu)的具有集成的觸摸屏面板的LCD的圖像顯示操作。如果將柵極信號施加到對每個像素P設(shè)置的薄膜晶體管Tr的柵極電極15，那么有源層23a被激活。因此，源電極33通過位于源電極33下方的有源層23a將從連接到源電極33的數(shù)據(jù)線30施加的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)脚c源電極33分隔開預(yù)定間隔的漏電極35。漏電極35通過接觸孔43電連接到像素電極50。因此，數(shù)據(jù)信號的電壓被施加到像素電極50，并且施加的電壓存儲在對每個像素P設(shè)置的存儲電容器Cst中。根據(jù)與分別施加到像素電極50和共電極70的電壓之間的差對應(yīng)的電壓來控制像素電極50和共電極70之間的液晶分子的排列。因此，可以顯示預(yù)定的圖像。在現(xiàn)有技術(shù)的IXD中，共電極70 —體地形成在第二基底61的整個下表面上，以接收相同的電壓。另一方面，在根據(jù)本實施例的具有集成的觸摸屏面板的LCD中，共電極70形成為多個彼此分開的圖案，使得所述圖案被用作互電容式觸摸屏面板的驅(qū)動電極。例如，共電極70被實現(xiàn)為沿第一方向(例如，X軸方向)(見圖4)延伸且以預(yù)定的間隔分開布置的多個圖案70a，并且多個圖案70a用作觸摸屏面板的驅(qū)動電極。觸摸屏面板的感測電極72形成在第二基底61的外側(cè)。在設(shè)置第二偏振板82和窗口 190的情況下，感測電極72可以形成在第二基底61 和窗口 190之間。感測電極72可以形成在第二偏振板82的頂表面上，如圖3所示，或者可形成在窗口 190的底表面上?？蛇x擇地，感測電極72可以形成在第二基底61的頂表面上或者在第二偏振板82的底表面上。感測電極72被實現(xiàn)為沿與第一方向交叉的第二方向(例如，Y軸方向)且以預(yù)定的間隔分開布置的多個圖案。感測電極72由透明導電材料(例如，氧化銦錫(ITO))形成，并且可以通過將其上具有圖案化的透明導電材料的膜附著到第二偏振板82、窗口 190等來實現(xiàn)。在下文中，將參照圖4至圖6詳細描述根據(jù)本實施例的電極結(jié)構(gòu)和具有集成的觸摸屏面板的LCD的操作。圖4是示出了圖3中示出的共電極圖案(驅(qū)動電極)和感測電極的結(jié)構(gòu)的透視圖。 圖5是示出了圖3中示出的共電極圖案(驅(qū)動電極)和感測電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。參照圖4，共電極70被實現(xiàn)為沿第一方向(例如，X軸方向)延伸且以預(yù)定的間隔分開布置的Xl至Xn圖案70a，并且Xl至Xn圖案70a被用作觸摸屏面板的驅(qū)動電極。如上所述，在所述第二基底61的外側(cè)，通過形成沿與第一方向交叉的第二方向(例如，Y軸方向)且以預(yù)定的間隔分開布置的Yl至Yn圖案來實現(xiàn)與驅(qū)動電極70a對應(yīng)的感測電極72。通過驅(qū)動電極70a和感測電極72的布置，驅(qū)動電極70a和感測電極72之間的互電容分別形成在驅(qū)動電極70a和感測電極72的交叉點。形成有互電容的交叉點成為用于實現(xiàn)觸摸識別的感測單元100。圖6是示出通常提供給共電極的信號的波形圖。在根據(jù)本實施例的具有集成的觸摸屏面板的LCD中，圖6中示出的信號可以被提供到共電極70，以顯示圖像并感測來自外部接觸的觸摸。參照圖6，在將柵極信號依次提供給柵極線Gl至Gn以顯示圖像的時間段內(nèi)，即，顯示預(yù)定圖像的第一幀時間段Tl內(nèi)，共電極70的電壓必須保持恒定。因此，具有相同幅度的共電壓被提供給每個共電極70。隨后，在第二幀時間段T2內(nèi)，具有高電平電壓的驅(qū)動信號被依次提供給每個共電極70。所述驅(qū)動信號被用來確定觸摸位置，并且可以是高于共電壓的電壓。在通過手指等觸摸具有向其提供的驅(qū)動信號的感測單元100的情況下，通過互電容的改變產(chǎn)生電壓，由此感測觸摸位置。將描述手指位于Xi驅(qū)動電極和Yi感測電極相互疊置的感測單元100處的情況作為示例。如果驅(qū)動信號被提供到Xl驅(qū)動電極，手指改變了互電容，并且在Yl感測電極中檢測到通過互電容的改變產(chǎn)生的特定電壓(specific voltage)，則Xl驅(qū)動電極和Yl感測電極之間的交叉點被指定為觸摸位置。如果以圖6中描述的方式將驅(qū)動信號提供給每個共電極70以識別觸摸位置，那么共電極70的電壓迅速改變。因此，施加到液晶電容器Clc的像素電壓也改變，從而導致圖像質(zhì)量的異常(閃爍現(xiàn)象、水平條紋的出現(xiàn)，等等)。為了更好地感測觸摸，可以增大施加到共電極70的驅(qū)動信號的電壓的幅度，并且可以增加提供驅(qū)動信號的次數(shù)。然而，這樣影響了像素電壓，并且圖像質(zhì)量會劣化。為了解決這個問題，具有集成的觸摸屏面板的LCD中的共電極驅(qū)動器5將驅(qū)動信號順序提供給共電極70，并且同時提供具有與所提供的驅(qū)動信號的相位相反的相位的補償信號。補償信號可以是具有與驅(qū)動信號的相位相反的相位和與驅(qū)動信號的幅度相同的幅度的電壓。圖7是示出根據(jù)實施例的通過共電極驅(qū)動器提供給共電極的信號的波形圖。參照圖7，在顯示預(yù)定圖像的第一幀時間段Tl內(nèi)，對每個共電極70提供具有相同幅度的共電壓。在執(zhí)行觸摸識別的第二幀時間段T2內(nèi)，對每個共電極70提供驅(qū)動信號，并且對每個共電極70連續(xù)提供具有與驅(qū)動信號相反的相位的補償信號。通過補償信號抵消了當對每個共電極70提供驅(qū)動信號時產(chǎn)生的像素電壓的異常變化，從而不會發(fā)生圖像質(zhì)量的問題。本實施例可變型為將參照圖8至圖10描述的下面的實施例。圖8是示出根據(jù)另一個實施例的通過共電極驅(qū)動器對共電極提供的信號的波形圖。參照圖8，在顯示預(yù)定圖像的第一幀時間段Tl內(nèi)，對每個共電極70提供具有相同幅度的共電壓。然而，在執(zhí)行觸摸識別的第二幀時間段T2內(nèi)，首先提供具有與驅(qū)動信號相反的相位的補償信號。然后在提供補償信號之后就提供驅(qū)動信號。圖9是示出根據(jù)又一實施例的通過共電極驅(qū)動器對共電極提供的信號的波形圖。 圖9中示出的實施例與圖7中示出的實施例相似，但是在分別提供驅(qū)動信號和補償信號的時間段之間的預(yù)定時間段Tb內(nèi)提供共電壓。圖10是示出根據(jù)再一實施例的通過共電極驅(qū)動器對共電極提供的信號的波形圖。圖10中示出的實施例與圖8中示出的實施例相似，但是在分別提供驅(qū)動信號和補償信號的時間段之間的預(yù)定時間段Tb內(nèi)提供共電壓。如參照圖7和圖9描述的實施例中示出的，可以在提供驅(qū)動信號之后提供補償信號，或者如參照圖8和圖10描述的實施例中示出的，可以在提供補償信號之后提供驅(qū)動信號。如參照圖7和圖8中描述的實施例中示出的，可以連續(xù)提供驅(qū)動信號和補償信號， 或者如參照圖9和圖10描述的實施例中示出的，提供共電壓的預(yù)定時間段Tb可以存在于分別提供驅(qū)動信號和補償信號的時間段之間。在上述實施例中，對每個共電極70順序提供驅(qū)動信號和補償信號。在這種情況下，提供給當前共電極Xi (i是自然數(shù))的驅(qū)動信號和補償信號可被提供成不與提供給前一共電極Xi-I的驅(qū)動信號和補償信號疊置?？梢越惶娴剡\行第一幀時間段Tl和第二幀時間段T2。通過總結(jié)和回顧，迄今為止，在觸摸屏面板被附著到平板顯示器的外表面的情況下，會需要在觸摸屏面板和平板顯示器之間提供粘附層。另外，會需要單獨執(zhí)行觸摸屏面板的形成工藝。因此，增加了處理時間和成本。此外，觸摸屏面板被附著到平板顯示器的外表面。因此，平板顯示器的整體厚度增大。通過提供一種可以去除由于對共電極提供驅(qū)動信號導致的圖像質(zhì)量的劣化的具有集成的觸摸屏面板的LCD，本實施例優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。因此，可以執(zhí)行觸摸識別。根據(jù)本實施例，對LCD提供的共電極可以被用作互電容式觸摸屏面板的驅(qū)動電極。通過對每個共電極提供驅(qū)動信號以執(zhí)行觸摸識別，能夠避免圖像質(zhì)量的劣化。在此已經(jīng)公開了示例性實施例，盡管使用了特定的術(shù)語，但是僅以一般和描述性的含義使用和解釋它們，并且不是出于限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種具有集成的觸摸屏面板的液晶顯示器，所述液晶顯示器包括第一基底，具有在其上形成的多個像素，其中，所述多個像素中的每個像素設(shè)置有薄膜晶體管和像素電極；第二基底，面向第一基底，所述第二基底具有形成在其內(nèi)側(cè)的多個共電極，其中，所述多個共電極沿第一方向布置以對應(yīng)于所述多個像素；多個感測電極，在所述第二基底外側(cè)并且沿與第一方向交叉的第二方向布置； 液晶層，在第一基底和第二基底之間；和共電極驅(qū)動器，順序地對所述多個共電極提供驅(qū)動信號并對所述多個共電極提供具有與所述驅(qū)動信號相反的相位的補償信號。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，共電極驅(qū)動器在顯示預(yù)定圖像的第一幀時間段內(nèi)對所述多個共電極提供共電壓，并且在執(zhí)行觸摸識別的第二幀時間段內(nèi)對所述多個共電極提供驅(qū)動信號和補償信號。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中， 所述第一幀時間段和第二幀時間段交替運行。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述補償信號是具有與所述驅(qū)動信號相反的相位和與所述驅(qū)動信號相同的幅度的電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，在對所述多個共電極提供所述驅(qū)動信號之前或者之后，所述共電極驅(qū)動器對所述多個共電極提供所述補償信號。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述共電極驅(qū)動器在分別提供所述驅(qū)動信號和所述補償信號的時間段之間提供共電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述共電極驅(qū)動器順序提供所述驅(qū)動信號和所述補償信號，使得提供給所述多個共電極中的一個共電極的驅(qū)動信號和補償信號不與提供給所述多個共電極中的前一共電極的驅(qū)動信號和補償信號疊置。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，各個薄膜晶體管的第一電極連接到布置在所述第一基底上的數(shù)據(jù)線，各個薄膜晶體管的柵極電極連接到布置在所述第一基底上的柵極線，并且各個薄膜晶體管的第二電極連接到像素電極。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，所述液晶顯示器還包括第一偏振板和第二偏振板，分別附著到所述第一基底和所述第二基底的外表面；和窗口，附著到所述第二偏振板的外表面。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中，所述多個感測電極形成在所述第二基底和所述窗口之間。
11.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，所述液晶顯示器還包括背光，所述背光在所述第一基底的下方以發(fā)射光。
12.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中，所述驅(qū)動信號是高于所述共電壓的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有集成的觸摸屏面板的LCD，所述LCD包括第一基底，具有在其上形成的多個像素，其中，多個像素中的每個像素設(shè)置有薄膜晶體管和像素電極；第二基底，面向第一基底，具有在其內(nèi)側(cè)形成的多個共電極，多個共電極沿第一方向布置以對應(yīng)于多個像素；多個感測電極，在第二基底外側(cè)并且沿與第一方向交叉的第二方向布置；液晶層，在第一基底和第二基底之間；共電極驅(qū)動器，順序地對共電極提供驅(qū)動信號并對共電極提供具有與驅(qū)動信號相反的相位的補償信號。
文檔編號G02F1/1368GK102455538SQ20111034860
公開日2012年5月16日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者吉村英雄, 樸商鎮(zhèn), 樸真佑, 李柱亨, 金哲民 申請人:三星移動顯示器株式會社