液晶显示面板

摘要

本发明提供一种液晶显示面板，包括：阵列基板、彩色滤光片基板和封闭于它们之间的液晶层；所述触控区域内包括：薄膜晶体管和触控开关；所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极，其栅极电性连接所述扫描线，其漏极电性连接所述信号检测线，触控开关包括位于阵列基板上的第一电极、第二电极、半导体层以及位于彩色滤光片基板上的触控电极，所述触控电极对应于所述半导体层的上方，其中所述触控开关的第一电极电性连接一信号线，第二电极电性连接所述薄膜晶体管的源极。通过设置在液晶显示面板内的触控区域结构来实现对触摸位置的确定，这些结构均是在常规的薄膜制造工艺中完成的，因此不必单独增加触控面板，从而有利于液晶显示面板的轻型化和薄型化。

权利要求

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：阵列基板；

彩色滤光片基板，与所述阵列基板相对设置；

液晶层，封闭于所述阵列基板和彩色滤光片基板之间；

所述阵列基板包括：

扫描线，

数据线，与所述扫描线交叉排列，

信号检测线，

公共电位线，用于提供参考电压；

触控区域，

所述触控区域内包括：薄膜晶体管和触控开关，所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极，其栅极电性连接所述扫描线，其漏极电性连接所述信号检测线，触控开关包括位于阵列基板上的第一电极、第二电极、半导体层以及位于彩色滤光片基板上的触控电极，所述触控电极对应于所述半导体层的上方，其中所述触控开关的第一电极电性连接一信号线，第二电极电性连接所述薄膜晶体管的源极；

所述液晶显示面板还包括检测器，所述检测器位于所述液晶显示面板的显示区域外，且所述检测器与所述信号检测线电性相连。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述触控开关还包括栅电极，所述栅电极设置在所述触控开关的半导体层的下方，所述触控开关的栅电极与所述薄膜晶体管的栅极电性连接不同的扫描线。

3.如权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述信号线为公共电位线。

4.如权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述信号线为扫描线。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩色滤光片基板还包括公共电极，所述触控电极为公共电极的一部分。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，在所述彩色滤光片基板朝向液晶层的一侧还设有一凸块，所述触控电极形成在所述凸块的表面。

7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩色滤光片基板还包括有配向层，所述触控电极从所述配向层中暴露出来。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，在所述触控开关的第二电极与所述信号检测线之间还设有触控电容。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，在所述液晶显示面板显示区域外还设有外围电路，所述外围电路为信号检测线提供一固定的电压信号。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述扫描线与所述数据线垂直交叉排列限定多个像素区域，其中每隔三个像素区域设置一个所述触控区域。

说明书

液晶显示面板

技术领域

[0001] 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。 背景技术

[0002] 随着 科 学 技术 的 日 益发 展，移 动电 话、个 人数 字 助理 (Personal DigitalAssistance，PDA)、笔记本电脑等数字化工具朝着便利、多功能且美观的方向发展，其中显示屏幕是这些设备中不可或缺的人机沟通界面，目前，主流的显示屏幕采用液晶显示装置。

[0003] 另一方面，随着信息技术、无线移动通讯和信息家电的快速发展与应用，为了达到更便利、更轻巧以及更人性化的目的，许多信息产品已由传统的键盘或鼠标等装置输入，转为使用触控式面板(Touch Panel)作为输入装置，其中触控式液晶显示装置更成为主流产品。

[0004] 触控式液晶显示装置通过检测器来检测是否有外力施加于液晶显示面板表面，并精确检测外力施加于液晶显示面板表面的位置信号(或称坐标)，从而来控制液晶显示装置的显示内容。

[0005] 目前，触控式液晶显示装置可以采用许多不同的触控技术实现，例如电容式、电阻式、音波式及红外线式(光学式)等。一般现在公共场合经常使用的触控式液晶显示装置是在液晶显示面板的表面额外配置一触控面板，

[0006] 触控面板与液晶显示面板组装在一起实现触摸输入功能，但是这样势必会增加液晶显示装置的总体厚度与重量，无法满足电子设备薄型化的需求。再者，增加一片触控面板将会减少显示装置背光的穿透率，因而造成亮度和对比度的降低。此外，在传统液晶显示面板上增加触控面板也会相应增加零件成本和制造成本。

发明内容

[0007] 本发明解决的问题是提供一种重量轻、厚度小的触控式液晶显示面板。 [0008] 为解决上述问题，本发明提供一种液晶显示面板，包括：

[0009] 阵列基板；

[0010] 彩色滤光片基板，与所述阵列基板相对设置；

[0011] 液晶层，封闭于所述阵列基板和彩色滤光片基板之间；

[0012] 所述阵列基板包括：

[0013] 扫描线，

[0014] 数据线，与所述扫描线交叉排列，

[0015] 信号检测线，

[0016] 公共电位线，用于提供参考电压；

[0017] 触控区域，

[0018] 所述触控区域内包括：薄膜晶体管和触控开关，

[0019] 所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极，其栅极电性连接所述扫描线，其漏极电性连接所述信号检测线，

[0020] 触控开关包括位于阵列基板上的第一电极、第二电极、半导体层以及位于彩色滤光片基板上的触控电极，所述触控电极对应于所述半导体层的上方，其中所述触控开关的第一电极电性连接一信号线，第二电极电性连接所述薄膜晶体管的源极。 [0021] 所述触控开关还包括栅电极，所述栅电极设置在所述触控开关的半导体层的下方，所述触控开关的栅电极与所述薄膜晶体管的栅极电性连接不同的扫描线。 [0022] 所述信号线为公共电位线。

[0023] 所述信号线为扫描线。

[0024] 所述彩色滤光片基板还包括公共电极，所述触控电极为公共电极的一部分。 [0025] 在所述彩色滤光片基板朝向液晶层的一侧还设有一凸块，所述触控电极 形成在所述凸块的表面。

[0026] 所述彩色滤光片基板还包括有配向层，所述触控电极从所述配向层中暴露出来。 [0027] 在所述触控开关的第二电极与所述信号检测线之间还设有触控电容。 [0028] 在所述液晶显示面板显示区域外还设有外围电路，所述外围电路为信号检测线提供一固定的电压信号。

[0029] 所述扫描线与所述数据线垂直交叉排列限定多个像素区域，其中每隔三个像素区域设置一个所述触控区域。

[0030] 所述液晶显示面板还包括：检测器，位于所述液晶显示面板的显示区域外，所述检测器与所述信号检测线电性相连。

[0031] 与现有技术相比，所述液晶显示面板通过设置在液晶显示面板触控区域内的薄膜晶体管和触控开关等结构来实现对触摸位置的确定，这些结构均是在常规的薄膜制造工艺中完成的，因此不必在液晶显示面板外部单独增加触控面板，从而有利于液晶显示面板的轻型化和薄型化。

附图说明

[0032] 通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

[0033] 图1为本发明的一种实施方式中液晶显示面板的等效电路图；

[0034] 图2为图1中像素区域的局部放大图；

[0035] 图3为图1中触控区域的局部放大图；

[0036] 图4为图3中触控开关的侧面剖视图；

[0037] 图5为外力施加于液晶显示面板时触控开关的侧面剖视图；

[0038] 图6为液晶显示面板的检测器的示意图。

[0039] 图7为本发明的另一种实施方式中触控区域的局部放大图。

具体实施方式

[0040] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0041] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0042] 其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。 [0043] 以下详细说明所述液晶显示面板的实施例。

[0044] 图1为本发明第一实施例中液晶显示面板的等效电路图，为便于说明，图中只示意了阵列基板侧的结构，省略了彩色滤光片基板。如图所示，液晶显示面板阵列基板包括多条扫描线11(图中只示出Gn-1、Gn及Gn+1三条)与多条数据线12，所述多条扫描线11与多条数据线12垂直交叉排列并限定多个像素区域100，与扫描线11平行的位置还设有公共电位线Vcom。

[0045] 图2为图1中像素区域100的局部放大图。如图所示，所述像素区域100包括：薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)101，与扫描线11和数据线12相连；像素电极104，与所述薄膜晶体管101相连；由像素电极104与公共电位线Vcom构成的存储电容102；以及，由像素电极104与位于彩色滤光片基板(图中未示出)中的公共电极构成的液晶电容103。

[0046] 其中，所述薄膜晶体管101包括栅极、源极、漏极和半导体层(图中未标号)，其栅极电性连接扫描线Gn，其源极电性连接数据线12，其漏极电性连接像素电极104。 [0047] 如图1和图2所示，当所述液晶显示面板工作的时候，多条扫描线11会被依次扫描，当扫描线Gn被扫描时，其所对应的薄膜晶体管101被打开，此时，数据线12上的数据信号通过薄膜晶体管101传输到像素电极104，对液 晶电容103及存储电容102进行充电，从而实现该像素区域100的正常显示；当扫描线Gn被扫描完成后，其所对应的薄膜晶体管101被关闭，此时，存储电容102对液晶电容103供电，从而维持像素区域100的显示状态。 [0048] 如图1所示，本实施例中的液晶显示面板还包括：触控区域110以及所述触控区域110对应的信号检测线13。其中，信号检测线13与数据线12平行设置，与扫描线11垂直交叉设置；所述触控区域110由所述数据线12、信号检测线13和至少两条所述扫描线11限定。

[0049] 本实施例中，触控区域110设置于像素区域100的一侧，每隔至少一个像素区域100设置一个触控区域110。例如，对于一般的彩色显示，每一显示单元由红、绿、蓝三个像素区域组成，因此，优选的，每隔红、绿、蓝三个像素区域设置一个触控区域110(也即，每隔红、绿、蓝三列像素区域设置一列触控区域)，而且，触控区域110可以与红、绿、蓝三个像素区域中任一像素区域相邻。本发明的其他实施例中，也可以在每一像素区域一侧均设置触控区域，即每隔一个像素区域设置一个触控区域，或者每隔一定数量的像素区域设置一个触控区域。

[0050] 图3为图1中触控区域110的局部放大图，如图所示，触控区域110包括：薄膜晶体管111和触控开关112，其中薄膜晶体管111包括：栅极111a、源极111b、漏极111c和半导体层(图中未示出)；其中栅极111a电性连接扫描线Gn-1，漏极111c电性连接信号检测线13；信号检测线13在正常情况下(未受外力时)可以不施加电压，也可以在液晶显示面板显示区域外设置外围电路，通过该外围电路为信号检测线提供一固定的电压信号。 [0051] 触控开关112至少包括：第一电极112b、第二电极112c、半导体层以及位于彩色滤光片基板上的触控电极112d。其中，第一电极112b电性连接公共电位线Vcom，第二电极112c电性连接薄膜晶体管111的源极111b。触控电极112d与第一电极112b、第二电极112c之间被液晶层隔离(具体在以下结合图4说明)。优选的，在本实施例中，触控开关112还包括一个栅电极112a，其位于半导体层214的正下方(见图4)；栅电极112a电性连接扫描线Gn。

[0052] 图4为本实施例中所述液晶显示面板的剖视图，为突出本实施例的特点，图中仅示出了触控区域的部分。如图所示，所述液晶显示面板包括：阵列基板210，与所述阵列基板210相对设置的彩色滤光片基板220，封闭于所述阵列基板210和彩色滤光片基板220之间的液晶层(图中未示出)。

[0053] 如图4所示，液晶显示阵列基板210包括：玻璃基板211，形成在玻璃基板211朝向液晶层一侧的栅电极112a，覆盖在所述栅电极112a上的栅极绝缘层213，位于所述栅极绝缘层213上、对应栅电极112a正上方的半导体层214，分别与所述半导体层214部分重叠的第一电极112b与第二电极112c，覆盖所述第一电极112b和第二电极112c的钝化层217，以及，紧邻液晶层的配向层218。彩色滤光片基板220包括：玻璃基板221，形成在玻璃基板221朝向液晶层一侧的黑色矩阵222，覆盖在黑色矩阵222表面的绝缘层223，覆盖在所述绝缘层223表面的公共电极225，覆盖在所述公共电极225表面的配向层226。 [0054] 所述彩色滤光片基板220还包括：触控电极112d，位于彩色滤光片基板220朝向所述液晶层的一侧，从垂直于彩色滤光片基板220的方向看去，该触控电极112b对应于所述半导体层的上方，具体的触控电极112b位于半导体层214的正上方。通过外力对彩色滤光片基板220的作用该触控电极112d可接触或离开所述阵列基板的触控区域。本实施例中的触控开关112实际上可以看作是具有两个栅极的薄膜晶体管。该触控开关的第一电极
112b、第二电极112c、半导体层214与位于彩色滤光片基板220上的触控电极112d构成了一个特殊的薄膜晶体管。在没有触摸液晶显示面板的状态下，如图4所示，触控电极112d与第一电极112b、第二电极112c被液晶层分隔绝缘，该触控开关112处于关闭状态；在触摸液晶显示面板的状态下，如图5所示，在外力F的作用下，所述触控电极112d与液晶显示阵列基板210接触，在触控电极112d的作用下，半导体层214会产生感应电荷，半导体层的通道被打开，从而使得该触控开关112处于打开状态。

[0055] 优选的，为了确保在无外力F时，半导体层的通道关闭，不会因为其它 原因(如电容耦合)产生感应电荷 ，该触控开关112还包括一栅电极112a，其电性连接扫描线Gn，在大多数时间该扫描线Gn处于低电平Vgl状态，因此正常情况下，位于其上方的半导体层不会产生感应电荷而使通道打开。

[0056] 优选的，本实施中，在信号检测线13与触控开关112的第二电极112c之间设置一触控电容15，该触控电容15的两个电极分别电性连接信号检测线13与触控开关112的第二电极112c。由于该触控电容15的设置，可以在触控开关112被打开后，在扫描线Gn-1被扫描前，公共电位线Vcom有足够的时间对触控电容15充电。当扫描线Gn-1被扫描薄膜晶体管111被打开时，触控电容15会放电，从而使信号检测线13上的电压信号发生变化。 [0057] 本实施例中的触控电极112d，可以是额外的形成在彩色滤光片基板上，独立于彩色滤光片基板上的公共电极，但是优选的，所述触控电极112d为彩色滤光片基板公共电极的一部分，这样不必额外制作触控电极，有利于降低成本。

[0058] 更为优选的，如图4和图5所示，在与半导体层214正上方对应的位置彩色滤光片基板220设有凸块224，触控电极112d形成在凸块224的朝向液晶层的一侧，如触控电极112d是公共电极225的一部分，则公共电极225覆盖在绝缘层223及凸块224表面，在凸块
224表面的公共电极225的一部分即为触控开关112的触控电极112d。这样以来，触控电极112d与阵列基板210之间的距离小于其他位置的阵列基板与彩色滤光片基板之间的距离，只需施加较小的外力即可使得触控电极112d与阵列基板210接触，有利于提高灵敏度和可靠性。

[0059] 更优选的，凸块224可以做的足够高，使得配向层226无法形成在触控电极112d上，亦即，使得触控电极112d从配向层226中暴露出来，这样可以在触控电极112d与阵列基板210接触时，减少触控电极112d与半导体层214之间的绝缘层的厚度，使得半导体层产生感应电荷更为容易。

[0060] 同时为了进一步提高灵敏度，还可以增大所述触控开关的沟道宽长比。 [0061] 所述液晶显示面板还可以包括：检测器，位于所述液晶显示面板的显示 [0062] 区域外围，所述检测器与所述信号检测线连接。

[0063] 上述实施例中该液晶显示面板的工作原理如下：

[0064] 结合图3和图4所示，在正常显示的情况下，无外力施加在彩色滤光片基板上220，因此液晶显示阵列基板210与彩色滤光片基板220保持一定的距离，彩色滤光片基板220上的触控电极112d与液晶显示阵列基板210不接触，此时，由于在一帧画面内Gn-1与Gn不会被同时扫描，因此信号检测线13无电压信号传出或者传输的是一预先设置的电压信号。具体的，如图3所示，当扫描线Gn-1被扫描而处于高电压Vgh时，扫描线Gn为低电压Vgl，此时薄膜晶体管111被打开，而触控开关112由于低电压Vgl处于关闭状态，因此公共电位线Vcom的信号，无法传输到信号检测线13上；同理，当扫描线Gn被扫描而处于高电压Vgh时，扫描线Gn-1为低电压Vgl，此时，触控开关112被打开，但是薄膜晶体管111处于关闭状态，因此公共电位线Vcom的信号，仍然无法传输到信号检测线13上。

[0065] 当有外部压力F作用于液晶显示面板时，例如在触摸状态下，液晶显示阵列基板210与滤光片基板220之间的距离被改变，此时触控开关112会在触控电极112d的作用下被打开。如图5所示为触压状态下触控开关112被打开的情况，如图所示，液晶显示阵列基板210与彩色滤光片基板220在外力作用下相接触，具体的，在触控电极112d的位置，阵列基板210上的配向层218与滤光片基板220上的配向层226接触，因此触控电极112d与半导体层214的距离变小，在触控电极112d的电压(公共电压)的作用下，半导体层214会产生感应电荷，因此第一电极112b和第二电极112c间之间的通道被打开，而一般来说，外部触摸的时间会远大于扫描一帧画面所需的时间，因此，如图3所示，触控开关112在触控电极112d的作用下被打开，于是，当扫描线Gn-1被扫描使得薄膜晶体管111被打开时，公共电位线Vcom的信号即可传输到信号检测线13上，设置在显示区域外围的检测器即可检测到信号检测线13上的电压变化。

[0066] 如图6所示，本实施例中，液晶显示面板的检测器具体包括：检测模块 301、信号放大模块302、噪声消除模块303和坐标确定模块304；其中，

[0067] 所述检测模块301，用于从信号检测线获取检测信号，

[0068] 所述信号放大模块302，用于接收所述检测信号并获得放大的检测信号， [0069] 所述噪声消除模块303，用于消除放大的检测信号中的噪声，

[0070] 所述坐标确定模块304，用于由坐标信号确定所述触摸位置的X、Y坐标。 [0071] 由于扫描线11是依次被扫描的，当扫描线Gn-1被扫描时，检测器才能够通过信号检测线13检测输出信号，因此，即可确定外力施加于液晶显示面板的坐标位置(以该扫描线所在的行为横坐标，以信号检测线所在的列为纵坐标)，从而可以确定触摸位置。 [0072] 本发明中触控开关112的第一电极112b可以电性连接公共电位线Vcom(此时公共电位线作为提供检测信号的信号线)，在本发明的另一实施方式中，也可电性连接其他的信号线。如图7所示，触控开关112的第一电极112b电性连接扫描线Gn-1。因此，当外力施加于液晶显示面板，使得触控开关112在触控电极112d的作用下打开，当扫描线Gn-1被扫描而处于高电压Vgh时，扫描线Gn-1的电压信号通过触控开关112与薄膜晶体管111传输到信号检测线13上，外部的检测器检测到电压信号变化，从而确定外力施加的位置。 [0073] 优选的，本实施中，在信号检测线13与触控开关112的第二电极112c之间设置一触控电容15，该触控电容15的两个电极分别电性连接信号检测线13与触控开关112的第二电极112c。

[0074] 由此可见，以上实施例中的液晶显示阵列基板和液晶显示面板，通过设置在阵列基板和滤光片基板中的触控电极、薄膜晶体管和触控开关等结构来实现对触摸位置的确定，这些结构均是在常规的薄膜制造工艺中完成的，仅改变掩模版图案即可实现，因此不必在液晶显示面板外部单独增加触控面板，从而有利于液晶显示面板的轻型化和薄型化。 [0075] 需要说明的是，本领域的技术人员可以理解，以上实施例所述的公共电位线及信号检测线的位置只是示意性的，其中公共电位线也可以与数据线平行设置，而信号检测线也可以与扫描线平行设置；公共电位线和信号检测线 也可以均与数据线或者扫描线平行设置。

[0076] 上述实施例中触控区域的结构可以与各种类型的液晶显示面板结合，组成触控式液晶显示面板。

[0077] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。 [0078] 虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。