专利名称：触控式液晶显示面板及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种触控式液晶显示面板及液 晶显示器。
背景技术：
目前，触摸屏的应用随着信息社会的发展越来越普遍，其作为最为轻松 的人机交互技术已经被推向众多领域。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、 节省空间、易于交流等许多优点，这种人机交互方式赋予了多媒体以崭新的 面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
一般情况下，公共场合经常使用的触控式液晶显示器是在液晶显示面板
的表面额外设置一触摸屏(touch panel)，触摸屏主要利用电阻、电容、红 外扫描以及表面声波等技术来实现触摸功能，但是这样不仅会增加显示器的 总体厚度与重量，无法达到薄型化的需求，而且触摸屏自身还有功率消耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种触控式液晶显示面板及液晶 显示器，该面板及显示器厚度薄、重量轻并且无额外功率消耗。
为达到上述目的，本发明提供了一种触控式液晶显示面板，包括第一基 板和第二基板，所述第一基板包括多个像素区域，薄膜晶体管位于像素区域 内；所述第二基板包括一透明基板，在该透明基板上设置有用于标示像素位 置的触控标示层。
本发明还提供了一种触控式液晶显示器，包括上述触控式液晶显示面板 和检测器，所述检测器，用于对所述触控标示层进行检测。
由上述的技术方案可见，本发明在现有的液晶显示器(LCD)面板技术基础上，将具有自相似模式的触控标示层设置在第二基板上，具体实施例中 设置在透明基板和对应用于遮挡第 一 基板上薄膜晶体管的黑色矩阵(B M ) 之间，或者直接在第二基板的透明基板上，用触控标示层代替对应用于遮挡 第一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵，从而实现信息的嵌入。通过检测器对像
素中具有自相似模式的触控标示层的进行扫描检测，将结果反馈到计算机系 统中，计算机系统根据检测到的触控标示层的信息，判断像素的物理位置，
并根据信号执行检测点的动作，完成触摸功能。本发明突破了现有的在液晶 显示面板的表面设置有功率消耗的触摸屏技术，把具有自相似模式的触控标 示层设置在液晶显示面板中，通过检测器检测识别触控标示层，在系统作用 下实现触控功能。此液晶显示面板没有额外功率消耗，实现了薄型化的需求， 对于触摸屏领域是一个重大的突破。
图1为本发明第一实施例触控式液晶显示面板的剖面结构示意图。
图2为某一子像素所具有自相似模式的触控标示层的示意图。 图3为本发明第二实施例触控式液晶显示面板的剖面结构示意图。 图4a为像素的每个子像素都具有自相似模式的触控标示层的示意图。 图4b为像素中任意两个子像素具有自相似模式的触控标示层的示意图。
图4c为像素中任意一个子像素具有自相似模式的触控标示层的示意图。
图5为触控式液晶显示面板控制拼接屏的示意图。
图6为图4a所示本发明触控式液晶显示面板的俯视结构示意图。
图7为检测器的结构单元示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并列举实施例，对本发明进一步详细il明。
本发明中触控式液晶显示器包括触控式液晶显示面板和检测器。触控式 液晶显示面板包括第一基板和第二基板。本发明在现有的LCD面板技术基 础上，将具有自相似模式的触控标示层设置在第二基板上，具体实施例中设
置在透明基板和对应用于遮挡第 一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵(Black Matrix, BM)之间，或者直接在第二基板的透明基板上，用触控标示层代替 对应用于遮挡第一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵，从而实现信息的嵌入。通 过检测器对像素中具有自相似模式的触控标示层进行扫描检测，将结果反馈 到计算机系统中，计算机系统根据检测到的触控标示层的信息，判断像素的 物理位置，并根据信号执行检测点的动作，完成触摸功能。本发明把具有自 相似模式的触控标示层设置在液晶显示面板中，通过检测器检测识别触控标 示层，在计算机系统作用下实现触控功能。此液晶显示面板没有额外的功 率消耗，实现了薄型化的需求，对于触摸屏领域是一个重大的突破。
本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说 明，表示结构的示意图会不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的 限定，此外，在实际的制作中，应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
上述自相似模式的自相似性即为复杂系统的总体与部分之间的精细结 构或性质所具有的相似性，或者说从整体中取出的局部(局域)能够体现整 体的基本特征，即几何或非线性变换下的不变性；在不同放大倍数上的性状 相似，包括几何结构与形态、过程、信息、功能、性质、能量、物质(组份)、 时间、空间等特征上具有相似性的广义分形。 一个系统的自相似性是指某种 结构或过程的特征从不同的空间尺度或时间尺度来看都是相似的，或者某系 统或结构的局域性质或局域结构与整体类似。另外，在整体与整体之间或部 分与部分之间也会存在自相似性。 一般情况下自相似性有比较复杂的表现形
式，而不是局域放大一定倍数以后简单地和整体完全重合。但是，表征自相 似系统或结构的定量性质如分形维数，并不会因为放大或缩小等操作而变化 这一点被称为伸缩对称性。本发明运用上述自相似理论，具体到像素而言，像素之间具有自相似性，子像素之间亦具有自相似性。检测器通过检测这种 具有自相似性的信息，从而确定检测位置的像素的信息，从而判定像素的位置。
图1为本发明第一实施例触控式液晶显示面板的剖面结构示意图，其揭
示了在第二基板的透明基板和BM之间制作具有自相似模式的触控标示层。 透明基板100上设置有彩色滤光层105和具有自相似模式的触控标示层104, 黑色矩阵103设置于具有自相似模式的触控标示层104的下方，即具有自相 似模式的触控标示层104位于透明基板IOO和黑色矩阵103之间，其中黑色 矩阵103作用有二 一是用于遮挡第一基板101上的薄膜晶体管102,防止 因漏光而影响TFT器件的性能，二是用于隔离彩色滤光层，避免不同滤光 层之间混色。
需要说明的是，触控标示层可以做在面板显示区域的任何位置，例如做 在像素区域内，但由于触控标示层是不透明的，所以，如杲做在与黑色矩阵 不对应的位置上，则会导致开口率降低。进一步地，为了保证开口率的大小， 将触控标示层做在与黑色矩阵对应的位置上，这里黑色矩阵是指第二基板上 的任意位置的黑色矩阵，其中，本实施例触控标示层做在和用于遮挡第一基 板101上薄膜晶体管102的BM相对应的位置上，即图1中所示的触控标示 层的位置为本发明的其中一个实施例，所以触控标示层的尺寸小于或者等于 对应用于遮挡第 一 基板上薄膜晶体管的黑色矩阵的尺寸。
在本发明的实施例中，使具有自相似模式的触控标示层104嵌入到黑色 矩阵103和透明基板IOO之间的过程，是通过印刷、喷涂、光刻等任意一种 方式，将具有自相似模式的触控标示层104制作在透明基板100上，然后用 黑色矩阵103覆盖制作在透明基板100上的具有自相似模式的触控标示层 104 其中，上述光刻方式的实现，首先在透明基板100上沉积一层用于制 作具有自相似模式的触控标示层的材料，然后通过MATLAB ( Matrix Laboratory,矩阵实验室)软件计算得到具有自相似模式的图形后，将该图 形复制到光罩上，然后将光罩上的图形转移至沉积材料上，经曝光、显影步骤后，具有自相似纟莫式的触控标示层104就形成在透明基板100上。形成触 控标示层104的方式包括印刷、喷涂和光刻，但不限于此，而且具有自相似
模式的触控标示层104的颜色，优选为白色的材料，但不限于此，只要与 BM的颜色不同即可。当BM覆盖在上面时，就形成了黑白相间的条紋，这 样对比度比较高，便于确认，而且信息也不容易出现差错。
图2为某一子像素所具有自相似模式的触控标示层的示意图。触控标示 层由多个条紋组成，子像素所携带的自相似性信息是唯一的，即代表具有触 控标示层的子像素的自相似性的条紋数和条紋宽窄是不相同的，所以子像素 上具有的自相似模式的触控标示层所标识的像素位置也是唯一确定的。
本发明第二实施例的具有自相似模式的触控标示层设置在透明基板的 与黑色矩阵对应的位置上，但是，与第一实施例不同的是，该触控标示层代 替其对应位置处的黑色矩阵，即在具有触控标示层的位置表面不再形成B M ， 从而可以节省BM材料的使用量。如图3所示。液晶盒的上下玻璃基板，第 一基板101和第二基板之间夹有液晶分子(图中未显示)，第二基板包括一 透明基板100，在透明基板IOO上设置有彩色滤光层305和具有自相似模式 的触控标示层304。由于触控标示层304的表面不再形成BM，所以为了防 止第一基板101上薄膜晶体管102的漏光，所以本实施例优选为用触控标示 层304取代非对应用于遮挡第一基板101上薄膜晶体管102的黑色矩阵。其 中，在透明基板100上制作具有自相似模式的触控标示层304的过程，仍然 可以采用光刻等方式实现，而且具有自相似模式的触控标示层304的颜色， 优选为黑色，这样对比度比较高，便于识别确认，而且信息也不容易出现差 错。当然其他具有明显对比色的条紋也可应用到触控标示层304中。具有自 相似模式的触控标示层304优选为采用BM的材料制作， 一般为金属铬(Cr ) 或者树脂，就可以产生BM的效果，具有自相似模式的触控标示层304的示 意图如图2所示。同样，图2只为示意图，具体条纹的数量和尺寸是经过精 确计算得到的。
为清楚起见，未示出图1和图3中第一基板101和第二基板上与本发明无关的其他公知结构，例如第一基板上包括多条栅极线和数据线，多条栅极 线和数据线垂直交叉排列定义出像素区域，像素电极和薄膜晶体管形成于像 素区域中，薄膜晶体管的栅极连接栅极线，源极连接数据线，漏极连接像素 电极；相应地，第二基板上与像素电极对应位置的彩色滤光层。其他在此不
再赘述。
具有自相似模式的触控标示层的排列方式需要与所应用液晶显示系统 的像素排列方式相同，即触控标示层的精度为像素的精度。触控标示层只包 含一种标识其所附着像素的绝对位置信息，即所附着的像素的绝对位置具有
唯一性。
每个像素包括红、绿、蓝三个子像素，所以本发明实现信息的嵌入有三 种方式。
第一种方式为每个子像素都具有自相似模式的触控标示层，如图4a所 示(自相似模式在第二基板上的位置可以如图1或者图3所示)，此方式一 般用于拼接墙显示中。由图中我们可以看出，三个子像素中，第一个子像素 的具有自相似模式的触控标示层标识拼接屏的编号，第二个子像素的具有自 相似模式的触控标示层标识像素在整个面板中X轴的物理地址，第三个子 像素的具有自相似模式的触控标示层标识像素在整个面板中Y轴的物理地 址。显然，这只是较佳实施例，还可以将屏幕编号、X轴物理地址和Y轴的 物理地址这三种标识在像素的三个子像素中作任意顺序的排列，但是某一像 素的三个子像素的具有自相似模式的触控标示层标识顺序一旦确定，则整个 面板的其他像素都按该顺序排列。此种结构的显示面板一般用于多个屏幕的 拼接形式，即由一个触控面板，控制多个面板构成的拼接屏。例如，由3x 3个单屏組成的拼接屏形式，通过触控面板上对应位置划分的9个区域控制， 在触控面板的每个区域内的像素都有标识对应位置拼接屏幕的信息，示意图 如图5所示。图5中拼接屏510由9个单屏501构成，分別通过计算机由触 控式液晶显示面板520上划分的9个区域502控制。单屏501和区域502是 ——对应的。该区域内的每个像素都包括上述三种标识，所以面板位置由拼
9接屏的编号信息和自相似模式的触控标示层的绝对位置信息标识，面板上每 个具有自相似模式的触控标示层包含的信息是互不相同的，因此，每个具有 自相似模式的触控标示层必须能够标记每个像素或者子像素。显然，每个具 有自相似模式的触控标示层不同，则每个图形包含的信息也不同。
为了方便理解，具有如图4a所示的触控标示层，其触控式液晶显示面 板的俯视结构示意图如图6所示。图6为每个子像素均具备自相似模式601 的情形，设置在透明基板100上，彩色滤光层602对应于第一基板的像素电 极。从图中可以看出，在面板中每个具有自相似模式的触控标示层是各不相 同的，所以每个具有自相似模式的触控标示层包含的信息也不同，能够唯一 确定地标记每个像素或者子像素。
第二种方式为像素中任意两个子像素具有自相似模式的触控标示层，如 图4b所示。(具有自相似模式的触控标示层在第二基板上的位置可以如图 1或者图3所示)。
图中任意两个子像素中分别标识像素在整个面板中的X轴和Y轴的物 理地址。标识像素X轴或者Y轴的物理地址的具有自相似模式的触控标示 层是在整个面板中唯一确定的，也就是说通过标识像素的X轴和Y轴的物 理地址，就可以确定该像素的位置。
第三种方式为像素中任意一个子像素具有自相似模式的触控标示层，如 图4c所示。(具有自相似模式的触控标示层在彩色滤光片基板上的位置可 以如图1或者图3所示)。
当只需要一个具有自相似模式的触控标示层就可以标识整个像素时，需 要对比整个面板中的所有像素来对这个子像素进行编码，该子像素模式信息 标识的其所对应的像素在整个面板中的绝对位置，以便于检测器进行识别。
值得注意的是图4b和4c不适用于拼接墙的情况，由于只有一个屏幕， 所以不存在对拼接屏编号，像素的位置由具有自相似模式的触控标示层包含 的绝对位置信息标识。
以上述任意方式将具有自相似模式的触控标示层嵌入液晶面板后，需要用检测器对具有自相似模式的触控标示层进行检测，才能实现触摸功能。由于一个 像素的大小在100微米至200微米的数量级，所以用于对具有自相似模式的触 控标示层进行检测的检测器(在进行像素物理地址识别时，检测精度大于等于 一个像素)，检测到的区域可能为一个或者几个像素的范围，为了确定要得到的 像素的物理位置，可以通过检测器，对识别到像素的自相似模式信号进行判另'J, 即设定像素优先级或者取得到信号较多的像素，从而最终确定该像素的位置。
检测器主要包含捕获单元700、模式识别处理单元701和数据传输单元702，如
图7所示。
捕获单元700用于对液晶显示面板进行感知，将捕获到的具有自相似模式的 触控标示层信号发送给才莫式识别处理单元701;模式识别处理单元701,接收捕 获单元700传递的信号，识别得到其中自相似模式的触控标示层所包含的信息； 数据传输单元702将上述识别的信息发送给计算机处理系统，所述计算机处理 系统与液晶显示面板相连接，执行具有自相似模式的触控标示层所包含的信息 所对应的动作，并在屏幕上显示。
具体地，捕获单元700包括激光二极管、光学透镜和检测探头。捕获单元 700采用激光二极管作为光源，激光二极管发出的光线通过光学透镜照射到具 有自相似模式的触控标示层上时，反射光经过光学透镜聚焦后照射到检测探头， 即光电转换器上产生具有自相似模式的触控标示层的电信号，光电转换器将该 图形的电信号发送给模式识别处理单元701，经模式识别处理单元701中的模 式解码器解码，将解码后的信号通过数据传输单元702中的信息发送模块发送 给计算机处理系统，计算机处理系统接到解码后的信号后，从而确定像素的位 置。检测器与计算机处理系统可以由无线或者有线传输方式实现。
综上所述，将具有自相似模式的触控标示层嵌入到液晶显示面板中，具体 地说，将具有自相似模式的触控标示层设置在第二基板的透明基板上，优选设 在透明基板上对应黑色矩阵的位置，具体实施例中设置在透明基板和用于遮挡 第一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵之间，或者直接在第二基板的透明基板上设 置了具有自相似模式的触控标示层，该触控标示层代替非对应用于遮挡第一基
11板上的薄膜晶体管的黑色矩阵，检测器的检测点能够检测到每个像素的信息， 由此实现了触摸点的准确对位。本发明直接在液晶显示面板中设置具有自相似 模式的触控标示层，其重量轻及占用的空间很小，而且没有功率消耗，实现了
薄型化的需求。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定本发明，任何本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改， 因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1、一种触控式液晶显示面板，包括第一基板和第二基板，所述第一基板包括多个像素区域，薄膜晶体管TFT位于像素区域内；所述第二基板包括一透明基板，其特征在于，在该透明基板上设置有用于标示像素位置的触控标示层。
2、 如权利要求l所述的面板，其特征在于，所述触控标示层具有能够标示 像素位置的自相似模式。
3、 如权利要求2所述的面板，其特征在于，所述触控标示层设置在透明基 板上与黑色矩阵对应的位置上。
4、 如权利要求3所述的面板，其特征在于，所述触控标示层设置在所述透 明基板和所述黑色矩阵之间。
5、 如权利要求4所述的面板，其特征在于，所述触控标示层设置在所述透 明基板和对应用于遮挡第一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵之间，所述触控标示 层的尺寸小于或者等于所述对应用于遮挡第一基板上薄膜晶体管的黑色矩阵的 尺寸。
6、 如权利要求3所述的面板，其特征在于，所述触控标示层设置在透明基 板的非对应于第一基板薄膜晶体管的黑色矩阵位置上，用于取代其对应位置处 的黑色矩阵。
7、 如权利要求1至6任一项所述的面板，其特征在于，每个像素包括三个 子像素，所述像素的每个子像素都具有触控标示层，用于标识该像素在面板中 所控制的拼接屏的编号、X轴及Y轴的物理地址；或者，所述像素的任意两个 子像素具有触控标示层，用于标识该像素在面板中的X轴和Y轴的物理地址； 或者，所述像素的任意一个子像素具有触控标示层，用于标识该像素的编码。
8、 如权利要求7所述的面板，其特征在于，所述触控标示层的精度为像素 的精度。
9、 一种触控式液晶显示器，其特征在于，包括具有权利要求1至8任一项 所述的触控式液晶显示面板和检测器；所述检测器，用于对所述触控标示层进行检测。
10、如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述检测器包括捕获单元、 模式识别处理单元和数据传输单元；捕获单元用于对液晶显示面板进行感知，将捕获到的触控标示层的信号发送给模式识别处理单元；模式识别处理单元，接收捕获单元传递的信号，识别得到触控标示层所包含的信息；数据传输单元将上述识别的信息发送给计算机处理系统，经系统处理后实现 触摸显示功能。
全文摘要
本发明公开了一种触控式液晶显示面板，主要包括第一基板和第二基板，所述第一基板包括多个像素区域，薄膜晶体管TFT位于像素区域内；所述第二基板包括一透明基板，在该透明基板上设置有用于标示像素位置的触控标示层。本发明还公开了一种触控式液晶显示器，包括上述触控式液晶显示面板和检测器。采用该面板及显示器实现了厚度薄、重量轻的薄型化要求。
文档编号G02F1/13GK101581847SQ20091014622
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者刘春凤, 司秉玉, 李奇典 申请人:昆山龙腾光电有限公司