專利名稱：觸控顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控顯示面板，尤其涉及一種構(gòu)件簡單、具有理想顯示品質(zhì)的觸控顯示面板。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以及無線通訊與網(wǎng)路的普及化，各式各樣的電子裝置逐漸成為生活不可或缺的工具。然而，一般常見的輸入與輸出(input/output，I/O)界面， 像是鍵盤或是滑鼠，具有相當程度的操作困難。相形之下，觸控面板是一種直觀、簡單的輸入與輸出界面。因此，觸控面板常被應(yīng)用作為人與電子裝置之間的溝通界面，以執(zhí)行控制。一般來說，觸控面板可以分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板、聲波式觸控面板等。目前的產(chǎn)品趨勢都不斷地朝向?qū)⒂|控面板整合于顯示面板內(nèi)的技術(shù)邁進。以最常見的電阻式觸控面板以及電容式觸控面板來說，觸控面板的設(shè)計是以兩層電極層來進行掃描與感測的動作。因此，觸控面板要整合于顯示面板中，必須在顯示面板上額外制作至少兩層電極層而使制程復(fù)雜化。除此之外，額外制作至少兩層電極層將使觸控面板與顯示面板整合后在光線穿透率上的表現(xiàn)不佳而不利于顯示效果。因此，如何在簡易的制程以及不影響顯示品質(zhì)的前提下將觸控面板與顯示面板整合在一起成為備受注意的議題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種觸控顯示面板，不需增加額外的電極層即可實現(xiàn)觸控感測的功能，而具有結(jié)構(gòu)簡單、制程簡化及維持良好的顯示品質(zhì)等效果。本發(fā)明提供一種觸控顯示面板，利用掃描線及資料線上的線負載的電容值變化進行觸碰感測，具有提高感測靈敏度的效果。本發(fā)明提出一種觸控顯示面板，包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質(zhì)層、一對向電極層以及一主動元件陣列。第一基板與第二基板相向而設(shè)，而顯示介質(zhì)層配置于第一基板與第二基板之間。對向電極層配置于第二基板上并位于第二基板與顯示介質(zhì)層之間。主動元件陣列配置于第一基板上，位于第一基板與顯示介質(zhì)層之間。主動元件陣列包括多條掃描線、多條資料線以及多個主動元件。掃描線與資料線沿不同方向延伸，且各主動元件電性連接其中一條掃描線以及其中一條資料線，其中觸控顯示面板被觸碰時，依據(jù)至少部分被觸碰的各掃描線與對向電極層之間的電容值改變所造成的一第一 RC時間常數(shù)變化，以及至少部分被碰觸的各資料線與對向電極層之間的電容值改變所造成的一第二 RC 時間常數(shù)變化判斷一觸碰位置。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。


3
圖1為本發(fā)明一實施例觸控顯示面板的局部剖面示意圖，其中虛線框為觸控顯示 面板的一電路示意圖。圖2為圖1的觸控顯示面板被觸碰時的狀態(tài)。圖3為本發(fā)明一實施例的觸控顯示面板的驅(qū)動電路示意圖。圖4為圖3觸控面板中掃描線與資料線的驅(qū)動波形示意圖。圖5為本發(fā)明另ー實施例的觸控顯示面板的驅(qū)動電路示意圖。主要附圖標記說明100、200、200A 110 第一基板；120 第二基板；觸控顯示面板；130:顯示介質(zhì)層； 140:主動元件陣列；142:掃描線；142(1) 142 (n) 144(1) 144 (m) 144 資料線；驅(qū)動波形；驅(qū)動波形；146:主動元件；148:像素電極；150:對向電極層；160:彩色濾光層； 210:柵極驅(qū)動電路；220:源極驅(qū)動電路；230:觸控感測電路；232:比較器；234 計數(shù)器；240 第一切換開關(guān)組；242、252、260 250 第二切換開關(guān)組；切換開關(guān)；a、b:C:通道層；Cl、Cl，顯示電容；第一節(jié)點、第二節(jié)點；C2、C2，、C3、C3， Ci 預(yù)設(shè)電容；D 漏極；耦合電容；G:柵極；II、12:絕緣層；RP:電阻；Rl 開關(guān)；S 源極；Tl 圖框時間；tl、t2 期間；Vdd 初始電壓；Vref 預(yù)定電壓。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明一實施例觸控顯示面板的局部剖面示意圖，其中虛線框為觸控顯示 面板的一電路示意圖。另外，圖2為圖1的觸控顯示面板被觸碰時的狀態(tài)。請參照圖1，觸 控顯示面板100包括一第一基板110、一第二基板120、ー顯示介質(zhì)層130、一主動元件陣列 140以及ー對向電極層150。第一基板110與第二基板120相向而設(shè)，而顯示介質(zhì)層130配 置于第一基板110與第二基板120之間。對向電極層150配置于第二基板120上并位于 第二基板120與顯示介質(zhì)層130之間。主動元件陣列140配置于第一基板110上，位于第 一基板110與顯示介質(zhì)層130之間。顯示介質(zhì)層130的材質(zhì)可以是ー液晶材料、一電泳材 料、一電濕潤材料或其組合，其中顯示介質(zhì)層130可受到主動元件陣列140的驅(qū)動而呈現(xiàn) 不同的狀態(tài)以進行顯示。在一實施例中，第二基板120上可選擇性地配置有一彩色濾光層 160以實現(xiàn)多彩化的顯示效果。不過，在其他的實施例中，彩色濾光層160的配置也可以是 COA(color filter on array;或 A0C、array on color filter) %結(jié)構(gòu)0具體而言，主動元件陣列140包括多條掃描線142、多條資料線144以及多個主動 元件146。掃描線142與資料線144沿不同方向延伸，且各主動元件146電性連接其中一條掃描線142以及其中一條資料線144。除此之外，主動元件陣列140還可包括多個像素電極 148以及多層絕緣層11、12。各像素電極148電性連接于其中一個主動元件146。另外，絕緣層11、12用以維持各元件的電性獨立，其中絕緣層Il覆蓋柵極G，絕緣層12則配置于像素電極148與源極S、漏極D之間。主動元件146—般包括有一柵極G、一通道層C、一源極S以及一漏極D。通道層C 位于柵極G上方，且源極S與漏極D配置于通道層C上并位于柵極G的相對兩側(cè)。柵極G 電性連接其中一條掃描線142，而源極S電性連接其中一條資料線144。本實施例是以底閘型薄膜電晶體作為主動元件146。此外，像素電極148連接于漏極D。當掃描線142上傳遞的掃描訊號開啟主動元件146時，資料線144上傳遞的資料訊號可以通過主動元件146傳送至像素電極148。顯示介質(zhì)層130可隨像素電極148上與對向電極層150之間的電壓差變化而呈現(xiàn)不同的狀態(tài)來進行顯示。在本實施例中，像素電極148與對向電極層150之間夾有顯示介質(zhì)層130而構(gòu)成一顯示電容Cl。另外，掃描線142與對向電極層150之間也夾有顯示介質(zhì)層130而構(gòu)成一耦合電容C2，且資料線144與對向電極層150之間也夾有顯示介質(zhì)層130而構(gòu)成一耦合電容C3。在本實施例中，第二基板120例如具有可撓性。所以，請同時參照圖1與圖2，觸控顯示面板100被觸碰時，第二基板120會被撓曲而使各元件的相對位置發(fā)生改變。例如，對向電極層150與第一基板110之間的距離因觸碰動作而縮小。故，至少部分被碰觸的掃描線I42與至少部分被碰觸的資料線144上的耦合電容C2與耦合電容C3電容值將會變大， 如圖2所示的耦合電容C2’與耦合電容C3’。此外，顯示電容Cl也改變成顯示電容Cl’。通常，耦合電容C2表示為各掃描線142整條傳輸線上的線負載；而耦合電容C3則表示為各資料線144整條傳輸線上的線負載。因此，其電容值相較于顯示電容Cl來的要大， 基本上，顯示電容Cl (即液晶電容)的典型值為0. 5pF，而耦合電容C2與耦合電容C3典型值可以達到20pF左右。因此，在觸控顯示面板100被觸碰的情形下，耦合電容C2’與耦合電容C3’的變化可以較顯示電容Cl’的變化更為顯著。由于各掃描線142與各資料線144存有一電阻值R，各線上的電阻值R與各線上的耦合電容C2或C3分別構(gòu)成一 RC時間常數(shù)(如RC2或RC3)。在本實施例中，掃描線142 與資料線144的線寬與長度為固定的，一般而言電阻值R不會有所變化。不過，掃描線142 與資料線144上的電容值會受到觸控顯示面板100的碰觸狀態(tài)而發(fā)生改變。因此，掃描線 142與資料線144的RC時間常數(shù)可能隨著電容值變異而發(fā)生變化。根據(jù)上述性質(zhì)，本實施例的觸控顯示面板100被觸碰時，可以依據(jù)至少部分被碰觸的掃描線142與對向電極層150之間的電容值改變所造成的一第一 RC時間常數(shù)變化，以及至少部分被碰觸的資料線144與對向電極層150之間的電容值改變所造成的一第二 RC 時間常數(shù)變化來判斷觸碰位置。換言之，借著判斷出這些線負載(也就是RC時間常數(shù))發(fā)生變化的部分掃描線142以及部分資料線144即可以正確地判斷出觸碰位置所在。因此，本實施例不需通過其他的構(gòu)件來進行觸控感測，而可避免制作其他的構(gòu)件所造成的不便，也可避免其他構(gòu)件的配置對于顯示品質(zhì)所造成的不良影響。整體來說，觸控顯示面板100可維持理想的顯示品質(zhì)，而不受觸控功能的影響。而且，相較于一般傳統(tǒng)利用顯示電容Cl的變化值來作為觸碰感測的手段，本發(fā)明通過偵測掃描線142與資料線144的線負載上電容因觸碰而發(fā)生變化的感測方式，將具有靈敏度提高的效果。
另外，本發(fā)明并不限定在每一條掃描線142以及每一條資料線144上進行觸控感測，也可以同時在相鄰的多條掃描線142或相鄰的多條資料線144上進行。即，相鄰的多條掃描線142或相鄰的多條資料線144可以同時地進行觸控感測。具體而言，圖3為本發(fā)明一實施例的觸控顯示面板的驅(qū)動電路示意圖。請參照圖 3，觸控顯示面板200例如包括有一主動元件陣列(未標示)、一對向電極層150、一柵極驅(qū)動電路210、一源極驅(qū)動電路220、一觸控感測電路230、一第一切換開關(guān)組MO以及一第二切換開關(guān)組250。主動元件陣列(未標示)包括多條掃描線142、多條資料線144、多個主動元件146以及多個像素電極148。在本實施例中，掃描線142、資料線144、主動元件146、像素電極148以及對向電極層150在結(jié)構(gòu)上的相對關(guān)系可以參照前述實施例的描述，但不以此為限。在本實施例中，掃描線142可以透過第一切換開關(guān)組MO的配置而逐一地電性連接至觸控感測電路230。另外，資料線144可以透過第二切換開關(guān)組250的配置而選擇性地電性連接至源極驅(qū)動電路220或是逐一地連接至觸控感測電路230。具體而言，第一切換開關(guān)組240與第二切換開關(guān)組250可以分別由多個切換開關(guān)242、252所組成。具體而言，各掃描線142接連至柵極驅(qū)動電路210，而柵極驅(qū)動電路210會逐一地將掃描訊號傳送至掃描線142中。在本實施例中，切換開關(guān)242也會隨著掃描訊號的輸入時序依序地將對應(yīng)的掃描線142連接至觸控感測電路230。換言之，掃描線142接收到掃描序訊號的同時可以連接至觸控感測電路230以進行觸控感測。此外，切換開關(guān)252在本實施例中可以是一對二切換開關(guān)，各切換開關(guān)252具有一第一節(jié)點a及一第二節(jié)點b，且每一條資料線144可以借著切換開關(guān)252選擇性地切換至第一節(jié)點a或第二節(jié)點b，以便連接源極驅(qū)動電路220或是觸控感測電路230。也就是說，資料線144在不同的時間分別進行顯示以及觸控感測。由前述內(nèi)容可知，觸控顯示面板200可以利用掃描線142以及資料線144上的電容值是否變化來作為觸控感測的依據(jù)，因此觸控感測電路230可以是一用以感測電容值變化的電路設(shè)計。舉例而言，觸控感測電路230可包括一預(yù)設(shè)電容Ci、與預(yù)設(shè)電容Ci連接的一電阻RP、一比較器232以及一計數(shù)器234，其中電阻RP可通過一開關(guān)Rl的導(dǎo)通接地，以進行各掃描線142及各資料線144的觸控感測作業(yè)。比較器232用以將建立在預(yù)設(shè)電容Ci 上的電壓與一預(yù)定電壓Vref做比較，計數(shù)器234則用以記錄預(yù)設(shè)電容Ci的電壓由一初始電壓Vdd下降至低于預(yù)定電壓Vref的時間。另外，欲感測的掃描線142與資料線144例如透過一切換開關(guān)沈0的切換操作，而順序連接至觸控感測電路230，更進一步言之，切換開關(guān)260先連接到掃描線142的位置，待掃描線142掃描與偵測動作完成后，切換開關(guān)260再切換連接到資料線144的位置，以進行資料線144的偵測。觸控感測電路230連接至欲感測的掃描線142或資料線144時，預(yù)設(shè)電容Ci會與圖1中所示的耦合電容C2或是C3并聯(lián)。預(yù)設(shè)電容Ci的電壓由初始電壓Vdd下降至低于預(yù)定電壓Vref的時間會受到對應(yīng)的耦合電容C2或是C3的大小所影響。因此，本實施例可透過量測預(yù)設(shè)電容Ci的電壓由初始電壓Vdd下降至于預(yù)定電壓Vref的時間來估計耦合電容C2或是C3是否變化(也就是估計掃描線142與資料線144的第一與第二 RC時間常數(shù)的變化)，并借以判斷出觸碰位置。當然，觸控感測電路230也可以通過其他布局方式來實現(xiàn)，而本發(fā)明不限于此。
具體而言，圖4為圖3觸控面板中掃描線與資料線的驅(qū)動波形示意圖。請同時參照圖3與圖4，在本實施例中，掃描線142例如有η條，而資料線144例如有m條，且觸控顯示面板200例如以一圖框時間Tl為更新周期來進行顯示與觸控感測。此時，這些掃描線
142的驅(qū)動波形分別為142(1),142(2).....142 (η)，而這些資料線144的驅(qū)動波形分別為
144(1)、144⑵.....144 (m)。以本實施例而言，圖框時間Tl可以劃分為期間tl與期間t2。
在期間tl時，圖3中的切換開關(guān)260例如是將第一切換開關(guān)組240連接至觸控感測電路 230，而在期間t2時，圖3中的切換開關(guān)260例如是將第二切換開關(guān)組250連接至觸控感測電路230。期間tl時，掃描線142(1)至142 (η)會依序地被輸入掃描訊號，此時，第二切換開關(guān)組250中的全部切換開關(guān)252被控制連接到第一節(jié)點a，以便源極驅(qū)動電路220可透過第二切換開關(guān)組250將資料送到各主動元件146，以進行顯示。此外，每一條掃描線142接收到掃描訊號時，對應(yīng)的切換開關(guān)242會被致動而將此一掃描線142連接至觸控感測電路 230。換言之，本實施例是使掃描線142在掃描同時進行觸控感測。接著，在期間t2中，切換開關(guān)252利用一移位暫存器順序被控制連接到第二節(jié)點 b，以逐一地將對應(yīng)的資料線144連接至觸控感測電路230以進行感測。也就是說，觸控感測電路在期間tl中會逐步地感測掃描線142的線負載的電容變化，而期間t2中則逐步地感測資料線144上的線負載的電容變化。在一實施例中，假設(shè)觸控顯示面板200中對應(yīng)于掃描線142(1)與142(2)以及資料線144(m-1)與144(m)的位置上被使用者觸碰，則掃描線142(1)與142(2)上的耦合電容(例如圖2中的C2’)會大于其余掃描線142上的耦合電容(例如圖1中的C2)。因此， 觸控感測電路230的計數(shù)器234在感測掃描線142(1)與142( 時所讀取的計數(shù)值較感測其余掃描線142時的計數(shù)值為大，而可將掃描線142(1)與142(2)作為觸控位置的判斷依據(jù)。相似地，資料線144(m-l)與144(m)上的耦合電容(例如圖2中的C3’)會大于其余資料線144上的耦合電容(例如圖1中的C3)。因此，觸控感測電路的計數(shù)器234在感測資料線144 (m-1)與144 (m)時所讀取的計數(shù)值較感測其余資料線144時的計數(shù)值大，而可將資料線144(m-l)與144(m)作為觸控位置的判斷依據(jù)。因此，本實施例就可以判斷出觸碰位置所在。在本實施例中，觸控顯示面板200將所有的掃描線142都透過第一切換開關(guān)組 240來連接至觸控感測電路230，并且將所有的資料線144都透過第二切換開關(guān)組250連接至源極驅(qū)動電路220以及觸控感測電路230。不過，觸控顯示面板200也可以通過切換開關(guān)組以外的其他方式將掃描線142逐一地連接至觸控感測電路230。當然，資料線144也可以通過切換開關(guān)組以外的其他方式選擇地連接至源極驅(qū)動電路220與觸控感測電路230。此外，圖5為本發(fā)明另一實施例的觸控顯示面板的驅(qū)動電路示意圖。請參照圖5， 觸控顯示面板200A與觸控顯示面板200相似，其差異在于觸控顯示面板200A中僅有部分的掃描線142(例如奇數(shù)條)可透過切換開關(guān)242連接至觸控感測電路230，且部分的資料線144(例如奇數(shù)條)可透過切換開關(guān)252交替連接至源極驅(qū)動電路220與觸控感測電路 230。其余的掃描線142僅連接柵極驅(qū)動電路210，而其余的資料線144直接連接源極驅(qū)動電路220。在本實施方式中，觸控顯示面板200A可以僅有部分的掃描線142與部分的資料線 144透過切換開關(guān)242與切換開關(guān)252連接至觸控感測電路230。其余的掃描線142與其余的資料線144則可以直接地連接至柵極驅(qū)動電路210與源極驅(qū)動電路220。如此一來，僅有部分的掃描線142與部分的資料線144兼具有觸控感測功能與顯示功能，其余的則作為顯示之用。綜上所述，本發(fā)明利用顯示面板中既有的元件(如掃描線與資料線)作為觸控感測元件，因此顯示面板可以兼具觸控功能。當觸控顯示面板被觸碰時，對應(yīng)于觸碰位置的掃描線與資料線會發(fā)生RC時間常數(shù)變化，借以作為觸控感測的依據(jù)。值得一提的是，觸控顯示面板不需以獨立的觸控元件來實現(xiàn)觸控感測功能，其有助于避免觸控元件的配置對顯示效果以及制程的不良影響。雖然本發(fā)明已以實施例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作部分改動或等同替換，故本發(fā)明的保護范圍以本申請權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種觸控顯示面板，其特征在于包括一第一基板；一第二基板，該第一基板與該第二基板相向而設(shè)；一顯示介質(zhì)層，配置于該第一基板與該第二基板之間；一對向電極層，配置于該第二基板上位于該第二基板與該顯示介質(zhì)層之間；以及一主動元件陣列，配置于該第一基板上，位于該第一基板與該顯示介質(zhì)層之間，該主動元件陣列包括多條掃描線、多條資料線以及多個主動元件，該些掃描線與該些資料線沿不同方向延伸，且各該主動元件電性連接其中一條掃描線以及其中一條資料線；其中該觸控顯示面板被觸碰時，依據(jù)至少部分被碰觸的各該掃描線與該對向電極層之間的電容值改變所造成的一第一 RC時間常數(shù)變化，以及至少部分被碰觸的各該資料線與該對向電極層之間的電容值改變所造成的一第二 RC時間常數(shù)變化判斷一觸碰位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于更包括一柵極驅(qū)動電路、一源極驅(qū)動電路以及一觸控感測電路，該些掃描線電性連接至該柵極驅(qū)動電路或是該觸控感測電路，而該些資料線電性連接至該源極驅(qū)動電路或是該觸控感測電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸控顯示面板，其特征在于更包括一第一切換開關(guān)組，至少部分該些掃描線連接至該第一切換開關(guān)組并透過該第一切換開關(guān)組電性連接至該柵極驅(qū)動電路或是該觸控感測電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸控顯示面板，其特征在于更包括一第二切換開關(guān)組，至少部分該些資料線連接至該第二切換開關(guān)組并透過該第二切換開關(guān)組電性連接至該源極驅(qū)動電路或是該觸控感測電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于其中該觸控顯示面板被觸碰時， 依據(jù)所有該些掃描線與所有該些資料線上的該第一 RC時間常數(shù)變化與該第二 RC時間常數(shù)變化判斷該觸碰位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于其中該主動元件陣列更包括多個像素電極，各該像素電極電性連接于其中一個主動元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于其中各該主動元件包括一柵極、 一通道層、一源極以及一漏極，該通道層位于該柵極上方，且該源極與該漏極配置于該通道層上并位于該柵極的兩側(cè)，而該柵極電性連接其中一條掃描線，該源極電性連接其中一條資料線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于更包括一彩色濾光層，配置于該第一基板上或該第二基板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于其中該顯示介質(zhì)層的材質(zhì)包括一液晶材料、一電泳材料、一電濕潤材料或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控顯示面板，其特征在于其中該第二基板具有可撓性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸控顯示面板，包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質(zhì)層、一對向電極層以及一主動元件陣列。顯示介質(zhì)層配置于該二基板之間。對向電極層配置于第二基板與顯示介質(zhì)層之間。主動元件陣列配置于于第一基板與顯示介質(zhì)層之間。主動元件陣列包括多條掃描線、多條資料線以及多個主動元件。掃描線與資料線沿不同方向延伸，各主動元件電性連接其中一條掃描線以及其中一條資料線，其中觸控顯示面板被觸碰時，依據(jù)被觸碰的至少部分掃描線與資料線上的一RC時間常數(shù)變化判斷一觸碰位置。
文檔編號G06F3/041GK102446017SQ20101051234
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者馬志遠 申請人:聯(lián)建(中國)科技有限公司, 勝華科技股份有限公司