用于液晶显示器的触控感应结构的制作方法

专利名称：用于液晶显示器的触控感应结构的制作方法
技术领域：
本发明是与液晶显示器有关，更详而言之是指一种用于液晶显示器的 触控感应结构。
背景技术：
图1所示为常用具有触控功能的液晶显示器结构，其包括一显示面板
l与一触控面板2，该显示面板l具有上、下基板la、 lb及液晶层lc，且 为达彩色化目的更于上基板la与液晶层lc之间设置有彩色滤光层ld，而 为了便于操控，在上基板la外侧贴附该触控面板2，虽然上述组成使得显 示器使用更为便利，但，因触控面板2是一独立组件且以迭合方式贴附于 显示面板l，因此，势将增加显示器的总重量，且因触控面板2必须由两 片透明基板2a、 2b相贴合而成，故将造成显示器整体厚度加大，前述情 形，显然不符合市场对显示器要求轻薄短小的期待。
其次，因触控面板2是装设在接近观看者的一侧，当显示影像穿过该 二透明基板2a、 2b而显现于外时，该二透明基板2a、 2b势必会对于影像 产生影响，例如造成光的穿透率下降或是反射率上升，如此，势将降低显 示器的光学显示效果。
有鉴于此，本案发明人期许改善上述缺失，遂本于精益求精的精神， 并积多年从事光学显示器的研究开发经验，终而有本发明的产生。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于液晶显示器的触控感 应结构，是内建于显示器内部，具有提升光学显示效果与降低显示器整体 厚度及减轻重量的功效。
缘以达成上述的目的，本发明所提供的一种用于液晶显示器的触控感 应结构，是设置于显示器的一液晶层与一下基板之间，其包含一第一绝缘层、多条第一电极、 一第二绝缘层与多条第二电极；其中，第一绝缘层覆 设于下基板上，该多条第一电极沿着一第一方向并列设置于该第一绝缘层 相对该下基板的另一面，且其中至少有部分的第一电极具有至少一第一接 触面，该第二绝缘层覆盖该多条第一电极且具有多个穿孔，穿孔一端开口 对应第一电极的第一接触面，该多个第二电极沿着与第一方向呈交错的一 第二方向并列设置于该第二绝缘层相对第一电极的另一面，其中至少有部 分的第二电极对应于穿孔另一端开口的部位形成一第二接触面，每一第二 接触面正对着每一第一接触面且与所对应第一接触面之间具有一间隙。
藉此，于外力触压作用下，对应受触压部位的第二电极透过穿孔与第 一电极接触，据以产生电阻阻抗效应，以便判断出触压点的位置。


图1为常用具备触控功能的液晶显示器示意图。
图2为本发明一较佳实施例的局部剖面立体图。 图3为图2的3-3方向剖视图。 图4为图2的4-4方向剖视图。 图5类同图3，揭示穿孔是由湿法刻蚀方式制得。 图6类同图3，揭示辅助触压单元的第一凸块高度大于液晶层的一半 厚度。
图7类同图3，揭示辅助触压单元的第二凸块高度大于液晶层的一半 厚度。
图8类同图4，揭示液晶显示器进一步包括有一第三绝缘层与第一凸 块搭配。
图9类同图2，揭示数条电极相互电性连接后再外接至液晶显示器的 系统端。
图10类同图2，揭示电极是以间隔方式与液晶显示器的系统端电性连接。
主要元件符号说明
100 液晶显示器
101 上基板 102彩色滤光层102a黑色矩阵103液晶层
104 下基板104a资料线
104b扫描线105统端
IO触控感应结构
12第一绝缘层121第一表面
14第一电极141第一接触面
14a第一条第一电极14b末条第一电极
16第二绝缘层161(161')穿孔
162 第二表面18第二电极
181 突块182第二接触面
18a第一条第二电极18b末条第二电极
20(30、 40)辅助触压单元22(32、 44)绝缘肋
24(34) 第一凸块
26(42) 第二凸块
50第三绝缘层52第三表面
54辅助触压单元56第一凸块
Dl 第一方向D2第二方向
具体实施例方式
图2至图4所揭示的为包含本发明一较佳实施例触控感应结构10的 液晶显示器100，该液晶显示器100结构自上而下包括有一上基板101、 一彩色滤光层102、 一液晶层103与一下基板104，其中，彩色滤光层102 包括多个红、绿、蓝色的滤光单元(图未示)，以及一用以对该些红、绿、 蓝色滤光单元产生隔离以避免各色的滤光单元相互产生干扰的黑色矩阵 102a，该下基板104为一薄膜晶体管阵列基板，包含有相互交错的多条数 据线104a与多条扫描线104b，以上构件因属既有结构，于此不予赘述。
本实施例的触控感应结构IO包括一第一绝缘层12、多条第一电极14、 一第二绝缘层16、多条第二电极18与一辅助触压单元20，其中
该第一绝缘层12覆盖于该下基板104及其数据线104a与扫描线104b上，且具有一平坦的第一表面121。
又，该多条第一电极14沿着一第一方向Dl并列设置于该第一绝缘层 12的第一表面121，在本实施例中，每一第一电极14位于对应的数据线 104a正上方且电性连接至液晶显示器100的一系统端105，每一第一电极 14的顶面构成一第一接触面141，第一接触面141是相对第一绝缘层12 的第一表面121呈隆起。
而该第二绝缘层16完全覆盖于该第一绝缘层12与该多条第一电极14 上，且第二绝缘层16具有多个对应各第一电极14的穿孔161，在本实施 例中，穿孔161的形成是经干法刻蚀(dmy etching)而制得实质上为等径的 孔洞，各穿孔161—端开口正对着第一龟极14的第一接触面141，另，第 二绝缘层16相对第一绝缘层12的另一面为平坦的第二表面162;当然， 穿孔的形成并不以干法刻蚀为限，如图5所示的穿孔161'，乃经湿法刻蚀 (wetetching)方式制作而呈中间部位为较大孔径者。
另，该多个第二电极18是以沿着与第一方向Dl呈正交的一第二方向 D2并列设置于该第二绝缘层16的第二表面162，且该多个第二电极18恰 覆盖并贴合于该第二绝缘层16上所形成的该多个穿孔161，在本实施例 中，每一第二电极18位于对应的扫描线104b正上方且电性连接至该系统 端105;该多个第二电极18的制作是经由溅射(sputtering)方式于该第二绝 缘层16表面预先形成一薄膜后，再经光刻胶涂布、曝光、显影、刻蚀、 光刻胶去除等工艺而制得条状体，在上述溅射过程中，逸出靶材的原子因 电荷效应群聚于各穿孔161的周缘，据以形成伸入穿孔161的突块181， 突块181位于穿孔161中的一端面构成一第二接触面182，每一第二接触 面182正对着第一接触面141且与对应的第一接触面141保持着一间隙。
最后，该辅助触压单元20包括有多条状的绝缘肋22、多个第一凸块 24与多个第二凸块26，其中，各该绝缘肋22分别覆盖对应的第二电极18， 该多个第一凸块24形成于绝缘肋22的上表面，且位于对应各该穿孔161 的正上方处，每一第一凸块24朝该上基板101方向延伸穿入该液晶层103 中，该多个第二凸块26则是连接于该黑色矩阵102a上，且朝向对应的第 一凸块24延伸穿入液晶层103中，前述第一凸块24与第二凸块26的高 度各约为液晶层103厚度的三分之一，使得第二凸块26的自由端与对应的第一凸块24的自由端保持着一间距。
以上即为本发明较佳实施例的触控感应结构10各细部构造说明。当
吾人以手指或触控笔接触液晶显示器100的表面时，将造成所触及部位的 第二凸块26下移顶抵对应的第一凸块24，第一凸块24并将触压下方的第 二电极18产生变形，致使第二电极18突块181前端的第二接触面182与 第一电极14的第一接触面141接触并据以产生电阻阻抗效应，此时，液 晶显示器100的系统端105将因侦测到电流阻抗的变化而快速地判断出压 力作用所在位置，俾便于后续的显示操控。
本发明的触控感应结构10内建于液晶显示器100的内部，不仅可解 决常用将触控面板以外加方式制作造成整体厚度及重量增加的缺失，亦可 避免损及光学显示效果，其次，辅助触压单元20的设计，更将有助于提 高触压的准确性。
然而，达成提高触压准确度的结构并不以上述为限，例如图6所示的 辅助触压单元30，其并不具备如图3所示的第二凸块26结构，而是包括 多条状的绝缘肋32，以及多个连接于绝缘肋32并对应黑色矩阵102a的第 一凸块34，其中，第一凸块34的高度大于液晶层103厚度的一半；又如 图7所示的辅助触压单元40则是不具备图3所示的第一凸块24结构，仅 包括多个连接于黑色矩阵102a的第二凸块42，以及覆盖第二电极18的绝 缘肋44，其中，第二凸块42的高度大于液晶层103厚度的一半；再者， 图8进一步揭示于第二绝缘层16与第二电极18上方覆设一第三绝缘层 50，该第三绝缘层50具有一第三表面52，而辅助触压单元54的多个第一 凸块56是设于该第三绝缘层50的第三表面52;以上所述结构，同样可达 成提高触压准确度的作用。
再说明的是，本发明的各第一电极14与各第二电极18除了各别电性 连接至液晶显示器100的系统端105夕卜，亦得如图9所示的预先将该多条 第一电极14及第二电极18分别以数条为一组的方式分成数个分群，每一 分群的电极预先相互电性连接后，再于末端外接至该系统端105，上述每 一分群当中的第一条第一(第二)电极14a(18a)至末条第一(第二)电极 14b(18b)的距离小于或等于0.7公分，此设计是因电极结构细致密布，当 以手指作为触压时，指尖前端所触及涵盖宽度至多约在0.7公分左右，因此，此分群方式足以供该系统端105正确地侦测感应出触及的特定位置； 另外，电极与系统端105连接的关系，尚可如图10所示的采间隔方式设 计，惟，所间隔的电极数目不以一条为限制，但连接有系统端105的电极 之间的距离必须在0.7公分以内，如此以便于系统端105能正确地侦测出 触压位置，当然，亦可在图2的架构下，选择将两相邻的第一电极14及 两相邻的第二电极18的距离设计在小于等于0.7公分范围，俾适用于以手 指为触控的场合使用，相对的，若是应用在以类似笔尖为触控的场合使用， 则宜将两相邻的第一(第二)电极14(18)的距离设计成更为紧密。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，举凡应用本发明说明书及权 利要求书范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种用于液晶显示器的触控感应结构，该液晶显示器具有一上基板、一下基板与位于该上基板与该下基板之间的一液晶层，其特征在于，该触控感应结构包含有一第一绝缘层，是覆设于该下基板上，且具有一第一表面；多条第一电极，是沿着一第一方向并列设置于该第一绝缘层的第一表面，其中至少有部分的第一电极具有至少一第一接触面；一第二绝缘层，覆盖该多条第一电极，且具有多个穿孔，其中至少有部分的穿孔一端开口对应第一电极的第一接触面，该第二绝缘层具有一第二表面；多条第二电极，是以沿着与该第一方向呈交错的一第二方向并列设置于该第二绝缘层的第二表面，其中至少有部分的第二电极完全覆盖贴合于对应穿孔的周缘，且对应于穿孔另一端开口的部位形成一第二接触面，每一第二接触面正对着每一第一接触面且与所对应第一接触面之间具有一间隙。
2、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，进一步包含有一辅助触压单元，该辅助触压单元包括有多个绝缘的 凸块，该多个凸块位于该上基板与该多个第二电极之间，且对应于各该穿 孔的正上方。
3、 根据权利要求2所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该辅助触压单元进一步包括有多个条状且各别覆盖对应第二电 极的绝缘肋，该多个凸块包括有多个第一凸块与各该绝缘肋连接，且第一 凸块朝该上基板方向延伸穿入该液晶层中。
4、 根据权利要求3所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多个第一凸块的高度大于该液晶层厚度的一半。
5、 根据权利要求3所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该液晶显示器具有一彩色滤光层，该彩色滤光层包括有一黑色 矩阵，该辅助触压单元的该多个凸块进一步包括有多个第二凸块，该多个 第二凸块连接于该黑色矩阵上，且朝对应的第一凸块方向延伸穿入该液晶层中。
6、 根据权利要求5所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多个第一凸块与该多个第二凸块的高度小于液晶层厚度的三 分之一。
7、 根据权利要求2所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征在于，其中该液晶显示器具有一彩色滤光层，该彩色滤光层包括有一黑色 矩阵，该辅助触压单元的该多个凸块包括有多个连接于该黑色矩阵的第二 凸块，该多个第二凸块朝该下基板方向延伸穿入该液晶层中，且第二凸块 的高度大于该液晶层厚度的一半。
8、 根据权利要求2所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，进一步包括有一覆盖该第二绝缘层与该多个第二电极的第三绝缘 层，该第三绝缘层具有一第三表面，该辅助触压单元的该多个凸块设于该 第三绝缘层的第三表面。
9、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中至少有部分的第一电极的第一接触面相对该第一绝缘层的第一表面呈隆起，至少有部分的第二电极具有多个突块，各突块伸入对应的穿 孔，且突块的端面形成该第二接触面。
10、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该第二绝缘层的各该穿孔为实质上等径的孔洞。
11、 根据权利要求l所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该第二绝缘层的各该穿孔的中间部位呈较大孔径者。
12、 根据权利要求l所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该下基板为一薄膜晶体管阵列基板，该薄膜晶体管阵列基板包 含有相互交错的多条数据线与扫描线，其中至少有部份的数据线的位置与 第一电极相对应，至少有部份的扫描线位置与第二电极相对应。
13、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多条第一电极以数条为一组的方式划分成数个分群，每一分 群中的第一条第一电极至末条第一电极的距离小于或等于0.7公分。
14、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多个第二电极以数条为一组的方式划分成数个分群，每一分群中的第一条第二电极至末条第二电极的距离小于或等于0.7公分。
15、 根据权利要求l所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中两相邻的第一电极的距离是小于或等于0.7公分。
16、 根据权利要求l所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中两相邻的第二电极的距离是小于或等于0.7公分。
17、 根据权利要求1所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多条第一电极划分成数个分群，每一分群由数条第一电极构 成且电性连接，每一分群中的第一条第一电极至末条第一电极的距离是小 于或等于0.7公分。
18、 根据权利要求l所述的用于液晶显示器的触控感应结构，其特征 在于，其中该多个第二电极划分成数个分群，每一分群由数条第二电极构 成且电性连接，每一分群中的第一条第二电极至末条第二电极的距离是小 于或等于0.7公分。
全文摘要
本发明公开了一种用于液晶显示器的触控感应结构，是配置于该液晶显示器的一液晶层与一薄膜晶体管阵列基板之间，该触控感应结构包括有多条第一电极、多条第二电极与一用以对第一电极与第二电极产生电性隔离的绝缘层，该绝缘层在第一电极与第二电极的重迭交会处具有穿孔结构，且该第二电极完全覆盖并贴合于该穿孔的周缘，在外力触压作用下，对应受触压部位的第二电极透过穿孔与第一电极接触，据以产生电阻阻抗效应，以便判断出触压点的位置。
文档编号G02F1/13GK101614891SQ20081012488
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者赖辉龙 申请人:奇信电子股份有限公司