液晶显示装置的制作方法

文档序号：17984708发布日期：2019-06-22 00:19阅读：165来源：国知局

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本发明涉及液晶显示装置，更具体地，涉及一种触摸液晶显示装置。

背景技术：

随着信息社会的发展，对用于显示图像的显示装置的各种形式的需求日益增加。近年来，各种平板显示装置已被使用，如液晶显示器件(lcd)、等离子体显示面板(pdp)和有机发光二极管(oled)。

在平板显示装置中，lcd由于具有小型化、重量轻、薄、低功耗驱动等优点而得到广泛应用。

近年来，在笔记本电脑、智能手机等各种信息显示电子装置中，显示装置需要触摸功能。为此，将触摸传感器应用于lcd。

通常，触摸传感器被制造为独立的触摸面板，并以附加形式附接到液晶面板的显示面上。此外，在触摸面板被附接到液晶面板的状态下，覆盖窗被连接到触摸面板的上表面。

在这种触摸面板中，沿水平方向，即行方向(或x方向)延伸的多个x触摸电极和沿垂直方向，即列方向(或y方向)延伸的多个y触摸电极，形成在作为液晶面板的显示区域的有源区域中。多条触摸线沿水平方向形成在触摸面板两侧的非有源区，这些触摸线连接至多个x触摸电极的两端并且沿垂直方向延伸到位于触摸面板的下端侧的触摸集成电路(ic)。

如上所述，由于应提供多条触摸线，所以相关技术的触摸面板需要具有宽的非有源区域的宽度。

因此，位于触摸面板上的覆盖窗具有足以覆盖整个触摸面板的大小，并且包括用于覆盖非有源区域以阻挡非有源区域的正面可见性的黑底。

因此，由于相关技术的触摸lcd需要非显示部分，即，具有相当宽的边框部分，所以在实现窄边框方面存在限制。

此外，从显示装置制造商接收lcd并将lcd附接到信息显示电子装置以生产最终产品的设备制造商，需要适合其各种电子装置设计的显示装置。例如，设备制造商需要在显示装置的覆盖窗中设置标志或照相机孔。

因此，显示装置制造商生产少量和多种类型的产品，显示装置的制造效率从而显著降低。

设备制造商应使用具有比液晶面板大的、宽边框的覆盖窗的显示装置，因此在设计已安装了显示装置的电子装置的部分时，自由度受到显著限制。

技术实现要素：

因此，本发明涉及一种液晶显示装置，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，该装置能够有效地实现用于触摸液晶显示装置的窄边框，提高液晶显示装置的制造效率以及提高安装了液晶显示装置的电子装置的设计自由度。

在下面的描述中将阐述本发明的其他特征和优点，其中部分会由于阐述而显而易见，或者可以通过实践本发明而获知。本发明的这些和其他优点将通过说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构来实现。

为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如本文所具体化和广泛描述的，液晶显示装置包括：液晶面板，在该液晶面板中限定了设置有多个触摸块的显示区域和围绕显示区域的非显示区域，其中，液晶面板包括彼此面对的第一基板和第二基板，附接到第一基板外表面的偏振器，以及多个触摸块中的每一个中设置的触摸电极；以及覆盖窗，通过粘合层连接到偏振器的外表面，其中，覆盖窗的大小大于显示区域的大小并且小于或等于第一基板的大小。

应当理解，上述一般描述和以下详细描述都是说明性的，并且旨在提供对所要求保护的实施方式的进一步解释。

附图说明

附图说明本发明的实施方式，用以提供对本发明的进一步理解，并被纳入本说明书且构成本说明书的部分，附图与本说明书一起用来解释本发明的原理。

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的触摸液晶显示装置的平面图。

图2是示意性地示出根据本发明第一实施方式的液晶面板的平面图。

图3是示出根据本发明第一实施方式的液晶面板的阵列基板的触摸块的部分的平面图。

图4是沿着图3的线iv-iv截取的横截面图。

图5是沿着图1的线v-v截取的横截面图。

图6是示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示装置的非显示区域的截面图。

图7是示出根据本发明的第三实施方式的液晶显示装置的非显示区域的截面图。

具体实施方式

现将详细参考示例性实施方式，其示例在附图中示出。相同的参考标号可以在全部附图中使用以指代相同或类似的部分。

第一实施方式

图1是示意性地示出根据本发明第一实施方式的触摸液晶显示装置的平面图，图2是示意性地示出根据本发明第一实施方式的液晶面板的平面图。

参照图1和图2，根据本实施方式的触摸液晶显示设备10可以包括显示图像的液晶面板100，并且包括触摸元件和附接到液晶面板100的显示面上的覆盖窗200。

虽然图中并未示出，但是可将为液晶面板100提供光的背光单元设置在液晶面板100的下面。

作为背光单元，可使用在液晶面板100的侧面设置发光二极管(led)等光源的边缘型背光单元，或者可以使用在液晶面板100的下面设置光源的直接型背光单元。

本实施方式的液晶面板100可以是盒内(in-cell)型液晶面板，其中，用作自电容型触摸元件的触摸电极171形成在面板内部。作为另一示例，液晶面板100可以是盒上(on-cell)型液晶面板，其中，自电容触摸电极直接形成在液晶面板的外表面上。

在本实施方式中，出于解释的目的，通过示例描述了盒内型液晶面板。

在盒内型液晶面板100中，在图像显示部分显示图像时，具有触摸感测功能的触摸电极171可以被施加公共电压并用作公共电极171。此外，在图像显示部分之间的触摸感测部分中，触摸电极171可以被施加有触摸驱动信号并用作触摸感测的电极。

盒内型液晶面板100可以包括作为第一基板110的阵列基板110、作为第二基板180的对置基板180(例如，面对阵列基板110的滤色器基板)、以及插在阵列基板110和滤色器基板180之间的液晶层。

优选的，但并不限于此，作为液晶面板100，液晶面板可以包括像素电极和触摸电极171(即，公共电极171)，像素电极和触摸电极171一起形成在阵列基板110处并产生电场以操作液晶层。

例如，可以使用面内开关(ips)类型的液晶面板或先进高性能ips(ah-ips)类型的液晶面板。在本实施方式中，出于说明目的，用于产生边缘场的ah-ips类型的液晶面板100被用做示例。

液晶面板100包括显示区域aa，显示区域aa是显示图像的区域，以及围绕(或包围)显示区域aa的非显示区域na。在显示区域aa中，在行方向和列方向上以矩阵形式设置多个像素区域。

多个触摸块tb可以以矩阵形式沿行方向和列方向被设置在液晶面板100中。每个触摸块tb包括作为单元组的在行方向和列方向相邻的多个像素区域。

在液晶面板100的阵列基板110中，在各触摸块tb中分别形成触摸电极171(即公共电极171)。

在每个触摸块tb中形成的公共电极171与相邻触摸块tb的公共电极171是物理上间隔开的，并以被间隔的形式图案化的。

换言之，在相邻触摸块tb中形成的公共电极171彼此电断开，使得触摸块tb可以单独地(或独立地)被驱动。

与各触摸块tb连接的感测线sl以在液晶面板100的阵列基板110上沿某方向延伸的方式形成。例如，感测线sl可以沿作为数据线的延伸方向的列方向或垂直方向形成。

感测线sl通过形成在相应的触摸块tb中的接触孔tch连接到相应的触摸块tb的公共电极171，从而向公共电极171发送相应的驱动信号。

在这方面，在图像显示部分的每一帧期间，公共电压被施加到感测线sl以发送到相应的公共电极171。因此，在设置在触摸块tb中的每个像素区域中的像素电极和公共电极171之间可以产生电场，从而可以显示图像。

在相邻帧之间的空白部分(即图像显示部分之间的触摸感测部分)期间，触摸驱动信号被施加到感测线sl，以发送到公共电极171(即触摸电极171)。

此外，由公共电极171检测与每个触摸块tb根据触摸的存在或不存在的电容变化量相对应的感测信号，并且该感测信号被施加到感测线sl。使用检测到的感测信号，可以检测是否有用户触摸。

如上所述，由于在触摸块tb上形成的公共电极171不仅可以用作产生电场的电极，而且可以用作检测用户触摸的触摸电极，因此可以实现盒内型液晶面板100并且可以减少液晶面板100的厚度。

面对阵列基板110的对置基板180可以形成为具有比阵列基板110更小的大小。例如，对置基板180可以设置为不覆盖非显示区域na的下端部分处的设置面板驱动电路300的部分，其中，面板驱动电路300被设置为阵列基板110的侧边缘部分，并且暴露面板驱动电路300。

面板驱动电路300可以以例如ic形式制造，并以玻璃芯片(cog)方式安装在阵列基板110的非显示区域na上。

面板驱动电路300产生用于驱动液晶面板100的各种信号，并将这些信号提供给液晶面板100以驱动液晶面板100。

在这方面，例如，面板驱动电路300可以将选通信号输出到选通线，并将数据信号输出到数据线。此外，面板驱动电路300选择性地将公共电压或触摸驱动信号输出到感测线sl。另外，面板驱动电路300可以通过感测线sl接收在公共电极171处产生的感测信号。

面板驱动电路300可以包括用于驱动数据线的数据驱动电路、用于驱动选通线的栅极驱动电路和用于驱动感测线的触摸感测电路。在这种情况下，数据驱动电路、栅极驱动电路和触摸感测电路可以形成为独立的ic。或者，至少其中两个电路可以集成为一个ic。在本实施方式中，以数据驱动电路、栅极驱动电路和触摸感应电路集成为一个ic的面板驱动电路300为例。

在另一个例子中，ic型面板驱动电路300可以安装在柔性电路膜上，并通过柔性电路膜连接到液晶面板100。

进一步参考图3和图4详细描述根据本实施方式的液晶面板100的内部结构。

图3是示出根据本发明第一实施方式的液晶面板的阵列基板的触摸块的部分的平面图，图4是沿着图3的iv-iv线截取的截面图。

参照图3和图4，在阵列基板110上形成在行方向(第一方向)上延伸的多条选通线gl和在列方向(第二方向)上延伸的多条数据线dl。

由选通线gl和数据线dl相互交叉的方式来限定以矩阵形式设置的多个像素区域p。

在每个像素区域p中形成连接到选通线gl和数据线dl的薄膜晶体管t。在选通线gl和数据线dl之间形成栅极绝缘膜130。

薄膜晶体管t可以包括连接到选通线gl的栅极121、位于栅极121上的半导体层131以及源极141和漏极143，源极141和漏极143被设置在半导体层131上以彼此间隔开。源极141连接至数据线dl。

在每个像素区域p中形成连接到薄膜晶体管t的漏极143的像素电极151。

公共电极171(即，触摸电极171)可以形成在每个触摸块tb中，并且被设置在像素电极151上，其中至少一个绝缘膜插入公共电极171和像素电极151之间以形成边缘场。例如，由绝缘材料制成的第一钝化层161和第二钝化层162可以形成在像素电极151和公共电极171之间。

公共电极171可以包括面对像素电极151以与每个像素区域p相对应的多个条形的电极图案172。

在第一钝化层161上可以形成连接到每个触摸块tb以向每个触摸块tb发送驱动信号的感测线sl。感测线sl可以沿着数据线dl的延伸方向在相应的触摸块tb中延伸，并且可以与数据线dl重叠。这样，当感测线sl被设置成与作为非显示元件的数据线dl重叠时，可以防止感测线sl孔径比减小，并且可以增加感测线sl的宽度，从而可以减小其电阻。

第二钝化层162可以设置在感测线sl和公共电极171之间，并且感测线sl和公共电极171可以配置为通过形成在第二钝化层162中的接触孔tch彼此接触。

如上所配置的阵列基板110可以联接到对置基板180，液晶层被插至阵列基板110和对置基板180之间，从而制造液晶面板100。

第一偏振器101可附接到阵列基板110的外表面上。另外，第二偏振器102(见图5)可以附接在对置基板180的外表面上。

用于保护液晶面板100的前部的覆盖窗200附接到盒内液晶面板100的前显示表面。换言之，覆盖窗200附接在对置基板180的显示表面上。

在本实施方式中，覆盖窗200形成为具有比液晶面板100的显示区域aa大的大小(或面积)，并且小于液晶面板100的大小(或面积)。

换言之，覆盖窗200的边缘(或外边缘)位于显示区域aa的外边缘(或边界)之外，并且位于对置基板180的边缘(或外边缘)内，对置基板180是覆盖窗200所附接的基板。

换言之，覆盖窗200被形成为覆盖对置基板180的整个显示区域aa和对置基板180的部分非显示区域na。

如上所述，在本实施方式中，覆盖窗200可以形成为具有小于液晶面板100的大小。这是因为触摸元件是在液晶面板100内部的盒内结构中实现的。

在这方面，如上所述，作为触摸元件的触摸电极171被嵌入到液晶面板100中，并以自电容方式感测触摸。

此外，感测线sl作为连接每个触摸电极171的触摸线延伸跨过显示区域aa内部，并且连接到位于下端侧的面板驱动电路300，而并不沿显示区域aa两侧的非显示区na延伸。

如上所述，在本实施方式中，无需像相关技术那样使用一个单独的触摸面板并在触摸面板的非有源区中提供触摸线。

因此，无需提供如相关技术那样的覆盖窗，其大小足以覆盖触摸面板的非有源区域并用黑底覆盖非有源区域。

因此，如本实施方式所述，可以实现具有小于液晶面板100的大小的覆盖窗200。

即使当触摸电极形成为自电容型盒上结构而不是盒内结构时，也可以实现大小小于液晶面板100的覆盖窗200。在盒上结构中，触摸电极可以形成在阵列基板110和对置基板180之一的外表面上以及各触摸块中，在这种情况下，触摸电极可以不具有公共电极的功能。

本实施方式的覆盖窗200参照图5进一步进行详细描述。

图5是沿图1的线v-v截取的截面图。图5示出了液晶显示装置10的左侧的非显示区域的部分的结构，并且该结构可以等同或类似地应用于液晶显示装置10的另一侧的非显示区域的部分。在图5中，出于说明的目的，省略了阵列基板。

参照图5，第二偏振器102附接到液晶面板100的对置基板180的外表面。

覆盖窗200附接于第二偏振器102的外表面。在这方面，覆盖窗200和第二偏振器102可以通过使用透光光学粘合剂(例如，光学透明粘合剂oca)的粘合层250彼此联接。

在此种情况下，覆盖窗200的边缘(或端部)位于显示区域aa(即非显示区域na内)之外。覆盖窗200的边缘位于对置基板180的边缘内。

换言之，覆盖窗200位于显示区域aa的端部和对置基板180的边缘之间。

第二偏振器102的边缘位于覆盖窗200的边缘外侧。

粘合层250形成为从覆盖窗200向外延伸，并且具有大于覆盖窗200的大小。换言之，粘合层250的端部位于覆盖窗200的边缘外侧。粘合层250的没有被覆盖窗口200覆盖并且向外延伸的部分，被称为外延部(或外边缘部分)250a。

如上所述，粘合层250形成为具有比覆盖窗200的面积更大的面积，因此覆盖窗200的整个下表面可以附接到液晶面板100，从而可以保证覆盖窗口200的附接稳定性。

在确保非显示区域na的光学特性方面，有利的是，粘合层250被形成为具有大于覆盖窗200的面积。

粘合层250的外延部250a可被保护层(或保护膜)260覆盖。

在此方面，当外延部250a暴露于外部时，由于外延部250a的粘附特性，可能出现诸如异物粘附到外延部250a、其他结构无意地粘附到外延部250a等诸如此类的问题。因此，保护层260可以附接到外延部250a，以防止外延部250a直接暴露于外部。

考虑到各种设计因素，例如最小光学特性、工艺变化、粘附特性等，非显示区域na中的第二偏振器102的部分的宽度w2和非显示区域na中的覆盖窗200的宽度w3，均可形成相对于非显示区域na的宽度w1的特定比值。

在此方面，第二偏振器102的第二宽度w2与液晶面板100(更具体地说，对置基板180)的非显示区域na的第一宽度w1的比值(w2/w1)的优选范围为约0.4至0.6，更优选范围为约0.5至0.6，但不限于此。

覆盖窗200的第三宽度w3与第二偏振器102的第二宽度w2的比值(w3/w2)优选地在约0.4到0.6之间，更优选地在约0.5到0.6之间，但不限于此。在此种情况下，覆盖窗200的第三宽度w3与对置基板180的非显示区域na的第一宽度w1的比值(w3/w1)优选地约从0.16到0.36，并且更优选地约从0.25到0.36。

如上所述，根据本实施方式，使用盒内(或盒上)型液晶面板，可以形成具有大于显示区域的大小并且小于液晶面板的大小的覆盖窗。

因此，触摸液晶显示装置可以具有非常窄的边框。无需在覆盖窗中形成单独的黑底。

此外，本实施方式的液晶显示装置可以用作触摸液晶显示装置，无论安装有显示装置的电子装置的设计如何，该触摸液晶显示装置基本上是标准化的，从而提升了显示装置的制造效率。

此外，电子装置组制造商可以使用具有窄边框的标准化触摸液晶显示装置，从而可以提高电子装置的设计自由度。

第二实施方式

图6是示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示装置的对应于图5中所示的部分的非显示区域的截面图。出于说明的目的，省略了阵列基板。

与第一实施方式中相同或相似的部件的详细解释可被省略。

参照图6，在本实施方式的液晶显示装置10中，形成粘合层250，其大小(或面积)小于覆盖窗200的大小(或面积)。

在液晶显示装置10中，第二偏振器102附接到液晶面板100的对置基板180的外表面。

覆盖窗200通过粘合层250附接在第二偏振器102的外表面。

在这种情况下，覆盖窗200的边缘位于显示区域aa的外部并且位于非显示区域na内。覆盖窗200的边缘位于对置基板180的边缘内侧。

第二偏振器102的边缘位于覆盖窗200的边缘外侧。

粘合层250形成为具有小于覆盖窗200的大小，以便被覆盖窗200覆盖而不暴露于覆盖窗200的外部。换言之，粘合层250的端部位于覆盖窗200的边缘内侧。在此情况下，粘合层250的末端位于显示区域aa的外部。

如上所述，在本实施方式中，不设置第一实施方式的外延部250a(参见图5)，整个粘合层250被覆盖窗200覆盖并且不暴露于外部。

因此，可以防止异物或其他结构无意地粘附到粘合层250上的问题。因此，无需设置用于防止第一实施方式的外延部250a暴露的保护层260(参见图5)，因而与第一实施方式相比，在工艺方面是有利的。

由于粘合层250形成为从覆盖窗200的边缘向内凹陷，所以在覆盖窗200下面存在空气层，其中，没有形成粘合层250，因此光学特性可能降低。

为了防止光学特性的降低，可以在对置基板180上形成基本上覆盖整个非显示区域na的黑底181。在此情况下，在工艺中可能有利的是，在对置基板180的内表面上形成黑底181。在这方面，在对置基板180的显示区域aa中形成黑底的工艺中，可以在整个非显示区域na上形成黑底181。或者，可以在对置基板180的外表面上形成黑底。

根据本实施方式，类似于第一实施方式，使用盒内(或盒上)型液晶面板，可以形成具有大于显示区域的大小并且小于液晶面板的大小的覆盖窗。

因此，触摸液晶显示装置可以具有非常窄的边框。无需在覆盖窗中形成单独的黑底。

此外，电子装置组制造商可以使用具有窄边框的标准化触摸液晶显示装置，从而可以提升电子装置的设计自由度。

第三实施方式

图7是示出根据本发明的第三实施方式的液晶显示装置的非显示区域的截面图。在图7中，出于说明的目的，省略了液晶面板的对置基板。

与第一实施方式和第二实施方式中的相同或相似的部件的详细说明可被省略。

参照图7，本实施方式的液晶显示装置10具有如下结构，其中，液晶面板具有与第一实施方式和第二实施方式中的液晶面板相反的垂直设置。换言之，本实施方式的液晶显示装置10具有如下的结构：阵列基板110设置在液晶显示装置10的显示面侧并且对置基板设置在阵列基板110下面。

在具有这种结构的液晶显示装置10中，第一偏振器101附接到液晶面板的阵列基板110的外表面，并且覆盖窗200通过粘合层250附接到第一偏振器101的外表面。

在这种情况下，覆盖窗200可以形成为与阵列基板110基本相同的大小。换句话说，覆盖窗200可以形成为其边缘与阵列基板110的边缘重合。

第一偏振器101可以形成为具有与阵列基板110和覆盖窗200基本相同的大小。

此外，粘合层250可以形成为具有与第一偏振器101、阵列基板110和覆盖窗200基本相同的大小。

如上所述，在本实施方式中，液晶显示装置10可以形成为具有所谓的等结构(juststructure)，其中，覆盖窗200具有与阵列基板110相同的大小，并且还具有与第一偏振器101和粘合层250相同的大小，其中，粘合层250插在覆盖窗200和阵列基板110之间。

在这方面，阵列基板110具有比对置基板更大的大小，并且基本上决定液晶面板的大小。因此，在覆盖窗200附接到阵列基板110而不是对置基板的情况下，可以更有效地实现等结构。

在这种结构中，由于无需将覆盖窗200、第一偏振器101和粘合层250相对于阵列基板110的大小作为设计因素，因此可以简化液晶显示装置10的结构和工艺。

此外，整体均匀的光学特性可得以保证，且覆盖窗200的附接稳定性可得以保证。

根据本实施方式，与第一实施方式或第二实施方式类似，使用盒内(或盒上)液晶面板，覆盖窗可以形成大于显示区域并且等于液晶面板的大小。

因此，触摸液晶显示装置可以具有非常窄的边框。无需在覆盖窗中形成单独的黑底。

此外，电子装置组制造商可以使用具有窄边框的标准化触摸液晶显示装置，从而可以提升电子装置的设计自由度。

在第三实施方式中，与第一实施方式或第二实施方式类似，覆盖窗可以形成为具有小于阵列基板的大小。

此外，在第一实施方式或第二实施方式中，与第三实施方式类似，覆盖窗可以以等结构附接到对置基板上。

在本发明的实施方式中，可以使用盒内(或盒上)型液晶面板，形成具有大于显示区域的大小并且小于或等于液晶面板的大小的覆盖窗。

因此，触摸液晶显示装置可以具有非常窄的边框。无需在覆盖窗中形成单独的黑底。

此外，液晶显示装置可以用作触摸液晶显示装置，无论安装有显示装置的电子装置的设计如何，该触摸液晶显示装置基本上是标准化的，因此可以提升显示装置的制造效率。

此外，电子设备组制造商可以使用具有窄边框的标准触摸液晶显示装置，从而可以提升电子设备的设计自由度。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖属于所附权利要求及其等同的范围的修改和变化。