説明

タッチ表示パネル、タッチ表示装置及び平面表示パネル

【課題】本発明は、フリッカー現象が効果的に削減され、表示品質が向上したタッチ表示パネル、タッチ表示装置及び平面表示パネルを提供することを目的とする。
【解決手段】タッチ表示パネルは、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備える。各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニットと、第二画素ユニットと、第三画素ユニットと、を備える。各画素ユニットは、画素電極と、記憶コンデンサ電極と、補償コンデンサと、を備える。画素電極と記憶コンデンサ電極との間に記憶コンデンサが設置され、補償コンデンサは、画素電極と走査線との間に接続され、且つ第一画素ユニット、第二画素ユニット、第三画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及びそれらの補償コンデンサの静電容量の比は、全て画素電極の面積比と等しい。又、本発明は、タッチ表示装置及び平面表示パネルにも関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチ表示技術に関し、特にタッチ表示パネル、そのタッチ表示パネルを用いるタッチ表示装置及び平面表示パネルに関する。
【0002】
平面表示技術の発展及び製造のコストの低下に伴って、平面表示装置は、低放射性、薄型化及び低消費電力のような利点によって、携帯電話、ゲーム機、携帯情報端末(PDA)のような電子部品に広く用いられている。一般的に、平面表示装置は、主にプラズマディスプレー(PDP)、液晶ディスプレー(LCD)及び有機発光ダイオード(OLED)等である。前記液晶表示装置は、低コストであるため、現在の市場の主流となっている。
【0003】
利便性又は直感的なヒューマンマシンインターフェースのような需要を満たすために、近来の市場には各種のタッチ機能を有するタッチ表示装置が次第に出現している。前記タッチ表示装置は、一般的に外付け式及び内蔵式に分類される。内蔵式タッチ表示装置とは、タッチ感知部品を液晶表示パネル内に直接的に製造することによってタッチパネル及び液晶表示パネルを形成する。具体的に説明すると、内蔵式タッチ表示装置のパネル(即ち、タッチ表示パネル)は、複数の画素ユニットを備える。タッチ感知部品は、部分的な画素ユニットに配置される。前記タッチ感知部品は、それに対応する画素ユニットの部分の面積を占用するため、この部分の画素ユニットの画素電極は、他の画素ユニットの画素電極より小さくなる。
【0004】
画素電極の大きさが異なるため、従来のタッチ表示パネルにおいて、タッチ感知部品が配置されている画素ユニットの液晶コンデンサは、他の画素ユニットの液晶コンデンサと異なる。従って、従来のタッチ表示パネルを使用する時、走査電圧を高電圧と低電圧との間で切り替える場合、前記液晶コンデンサの相違性によって画素ユニットの間のフィードスルー(Feed−Through)電圧が異なることによって、画面のフリッカー(Flicker)現象が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、タッチ表示装置の画面のフリッカー現象が効果的に削減され、表示品質が向上したタッチ表示パネル、タッチ表示装置及び平面表示パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記問題を解決するために、本発明に係るタッチ表示パネルは、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備える。各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニットと、第二画素ユニットと、第三画素ユニットと、を備える。各画素ユニットは、画素電極と、記憶コンデンサ電極と、補償コンデンサと、を備える。前記画素電極と前記記憶コンデンサ電極との間に記憶コンデンサが設置され、前記補償コンデンサは、前記画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及びそれらの補償コンデンサの静電容量の比は、全て前記画素電極の面積比と等しい。
【0007】
また、本発明に係るタッチ表示装置は、走査駆動回路と、データ駆動回路と、前記走査駆動回路に接続される複数の走査線と、前記データ駆動回路に接続される複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備えるタッチ表示パネルと、を備える。前記各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニット及び第二画素ユニットを備える。各画素ユニットは、画素電極と、共通電極と、記憶コンデンサと、補償コンデンサと、を備える。前記画素電極と前記共通電極との間に液晶コンデンサが形成され、前記補償コンデンサは、画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット及び前記第二画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及びそれらの補償コンデンサの静電容量の比は、液晶コンデンサの静電容量の比と等しい。
【0008】
また、本発明に係る平面表示パネルは、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備える。各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニットと、第二画素ユニットと、第三画素ユニットと、を備える。各画素ユニットは、画素電極と、共通電極と、記憶コンデンサ電極と、補償コンデンサと、を備える。前記画素電極と前記共通電極との間に液晶コンデンサが形成され、前記画素電極と前記記憶コンデンサ電極との間に記憶コンデンサが設置され、前記補償コンデンサは、前記画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及びそれらの補償コンデンサの静電容量の比の中の少なくとも1つは、液晶コンデンサの静電容量の比と等しい。
【発明の効果】
【0009】
従来の技術に比べて、本発明に係るタッチ表示パネルでは、各タッチ表示ユニットの内部の第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ及び補償コンデンサの静電容量の比の中の少なくとも1つは、液晶コンデンサの静電容量の比と等しい。従って、前記タッチ表示パネルが動作する過程において発生したフィードスルー電圧値は、おおよそ一致しているため、タッチ表示装置の画面のフリッカー現象が効果的に削減されて、表示品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係るタッチ表示装置の等価回路を示す図である。
【図2】図1に示したタッチ表示装置のタッチ表示パネルのタッチ感知ユニットの平面構造を示す図である。
【図3】図1に示したタッチ表示装置が動作する場合のタッチ表示パネルの画素ユニットの波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面に基づいて、本発明に係るタッチ表示パネル、タッチ表示装置及び平面表示パネルについて詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置の等価回路を示す図である。前記タッチ表示装置100は、内蔵式タッチ表示装置であり、タッチ表示パネル110と、走査駆動回路120と、データ駆動回路130と、共通電圧回路140と、を備える。
【0013】
前記タッチ表示パネル110は、液晶表示パネルのような平面表示パネルであり、平行に配列される複数の走査線150と、互いに平行し且つ前記走査線150と直交に配列される複数のデータ線160と、前記走査線150に平行し且つ前記走査線150と離間して配列される複数の共通線170と、前記複数の走査線150及び前記複数のデータ線160によって区切られ且つマトリックス状に配列される画素ユニット180と、を備える。各画素ユニット180は、薄膜トランジスタ(TFT)181と、画素電極182と、共通電極183と、記憶コンデンサ電極184と、補償コンデンサ187と、を備える。
【0014】
前記薄膜トランジスタ181において、ゲート電極は、それに対応する走査線150によって前記走査駆動回路120に接続され、ドレイン電極は、それに対応するデータ線160によって前記データ駆動回路130に接続され、ソース電極は、前記画素電極182に接続される。本実施形態において、前記薄膜トランジスタ181のゲート電極は、前記補償コンデンサ187によって前記ソース電極に接続され、且つ前記補償コンデンサ187は、前記走査線150と前記画素電極182との間に接続される。
【0015】
前記共通電極183は、前記タッチ表示パネル110のカラーフィルター(ColorFilter、CF)基板(上基板という)に設置される。前記画素ユニット180の中において、前記共通電極183、前記画素電極182及び前記共通電極183と前記画素電極182との間に位置する液晶層は、液晶コンデンサ185を構成する。前記記憶コンデンサ電極184は、前記タッチ表示パネル110のTFT基板(下基板という)に設置される。前記画素ユニット180の中において、前記記憶コンデンサ電極184、前記画素電極182及び前記記憶コンデンサ電極184と前記画素電極182との間に位置する絶縁層は、記憶コンデンサ186を構成する。本実施形態において、前記記憶コンデンサ電極184は、共通線170から延在して形成される。前記共通電極183及び前記記憶コンデンサ電極184は、前記共通電圧回路140に接続される。
【0016】
具体的に説明すると、前記タッチ表示パネル110において、マトリックス状に配列される複数の画素ユニット180は、複数のタッチ感知ユニット190に分配される。本実施形態において、図1を示されたように、3×1個の画素ユニット180の各々は、1つのタッチ感知ユニット190を構成する。
【0017】
図2は、図1に示したタッチ表示装置100のタッチ表示パネル110のタッチ感知ユニット190の平面構造を示す。前記タッチ感知ユニット190の3×1個の画素ユニットの各々を、第一画素ユニット、第二画素ユニット及び第三画素ユニットと規定する。本実施形態において、前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット及び前記第三画素ユニットは、各々、緑色(G)、青色(B)、赤色(R)画素ユニットであり、且つその三個の画素ユニットは、同じ走査線150に接続される。前記タッチ感知ユニット190は、タッチ感知部品191を備える。前記タッチ感知部品191は、前記第一、第二、第三画素ユニットの1つに配置され、例えば、前記第二画素ユニットの内部に配置され、且つその中の画素電極182に隣接して配置される。前記タッチ部品191は、薄膜トランジスタ構造を有することができ、前記タッチ感知ユニット190が外力を受ける場合(例えば、使用者が指又はタッチペンで前記タッチ感知ユニット190の対応する位置に接触する場合)、外部制御回路にタッチ感知信号を出力し、前記外部制御回路は前記タッチ感知信号に基づいて接触された箇所(以下、接触箇所という)の座標を判断し、且つその座標に基づいて対応する制御信号を提供することによって前記タッチ表示装置100又は前記タッチ表示装置100を使用する電子部品を制御して対応する操作を行う。
【0018】
図2を示されたように、前記タッチ感知部品191は、前記第二画素ユニットの部分の面積を占用するため、前記第二画素ユニットの画素電極182の面積S2は、前記第一、第三画素ユニットの中の画素電極182の面積S1、S3より小さく、即ち、S2<S1、S2<S3の条件式を満足し、S1、S2、S3は、各々、第一、第二、第三画素ユニットの画素電極182の面積を指す。又、S1とS3は、等しいことができる。分かり易く説明するために、前記第一画素ユニットの画素電極182の面積と第二画素ユニットの画素電極182の面積と第三画素ユニットの画素電極182の面積との比S1:S2:S3を1:m:nと設定すれば、前記第一、第二、第三画素ユニットの液晶コンデンサ185のコンデンサの比も1:m:nである。本実施形態において、前記タッチ表示パネル110のタッチ感知ユニット190の中で、前記第一、第二、第三画素ユニットの薄膜トランジスタ181のゲート電極とソース電極との交差重畳する箇所の面積を制御することによって、前記第一、第二、第三画素ユニットの補償コンデンサ187の静電容量値の比を1:m:nとする。即ち、前記タッチ表示パネル110において、各タッチ感知ユニット190の第一、第二、第三画素ユニットの補償コンデンサ187の静電容量値の比は、その画素電極182の面積比と等しい。
【0019】
本実施形態において、前記タッチ表示パネル110のタッチ感知ユニット190の中で、前記第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ電極184と前記画素電極182との交差重畳する箇所の面積を制御することによって、前記第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ186の静電容量値の比を1:m:nとする。即ち、前記タット表示パネル110において、各タッチ感知ユニット190の第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ186の静電容量値の比は、その画素電極182の面積比と等しい。
【0020】
前記タッチ表示装置100が画面を表示する時、前記走査駆動回路120は、高電圧を前記走査線150に順次に印加する。第i行の走査線が前記高電圧を受けた場合、前記タッチ表示パネル110の第i行画素ユニットの薄膜トランジスタ181を導通する。この時、データ駆動回路130は、前記第i行画素ユニットにデータ信号をそれぞれ対応するデータ線160及び薄膜トランジスタ181によって入力して、前記タッチ表示パネル110には対応する画面が表示される。
【0021】
図3は、タッチ表示装置が動作する場合の前記タット表示パネル110の中の1つの画素ユニット180の波形図である。T1は、前記走査駆動回路120が前記画素ユニット180に入力した走査信号であり、T2は、前記共通電圧回路140が前記画素ユニット180に入力した電圧信号であり、T3は、前記画素ユニット180の液晶コンデンサ185の電圧の変化曲線である。図3に示されたように、前記画素ユニット180は、隣接している2つのフレームで受信したデータ電圧信号の極性は相反する。
【0022】
具体的に説明すると、第Nフレームの画面を表示する過程において、前記画素ユニット180は、高電圧Vghの走査信号を受信し、この時、前記データ駆動回路130は、前記画素ユニット180にデータ信号を入力するとともに前記画素ユニット180の内部の液晶コンデンサ185を充電する。従って、前記液晶コンデンサ185の電圧は、前記走査信号が高電圧Vghから低電圧Vglに変換されるまで徐々に上昇する。前記走査信号が高電圧Vghから低電圧Vglに変換される時、前記液晶コンデンサ185の電圧は、最大値Vmに到達してから前記データ駆動回路130が出力したデータ信号に対応する安定値Vsまで低減し且つ安定する。これから、第Nフレーム画面の中で、前記画素ユニット180は前記安定値に対応するグレースケールを表示する。
【0023】
前記最大値Vmと安定値Vsとの間の電圧差は、画素ユニット180のフィードスルー電圧値Vpである。分析の結果、フィードスルー電圧値Vpと前記画素ユニット180の液晶コンデンサ185とは、以下の式を満足する。
【0024】
(式)
Vp=Cgs(Vgh−Vgl)/(Cgs+Clc+Cst)
【0025】
ただし、Clc、Cst、Cgsは、それぞれ前記画素ユニット180の内部の液晶コンデンサ185、記憶コンデンサ186、補償コンデンサ187の静電容量値である。(Vgh−Vgl)は、走査信号の高電圧と低電圧との間の電圧差であり、一般的に固定値である。
【0026】
本実施形態の前記タッチ表示装置100において、前記タッチ表示パネル110の各タッチ表示ユニット190の内部の第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ186及び補償コンデンサ187の静電容量の比は、それぞれ第一、第二、第三画素ユニットの画素電極182の面積比と等しい。前記第一、第二、第三画素ユニットの画素電極182の面積比は、前記第一、第二、第三画素ユニットの液晶コンデンサ185の静電容量の比である。従って、上述した式に基づいて同じタッチ表示ユニット190の内部の各画素ユニットが動作する過程で発生したフィードスルー電圧値Vpは、おおよそ一致するため、前記タッチ表示装置100の画面のフリッカー現象は効果的に削減されて、表示品質が向上する。
【0027】
しかし、本発明は、上述した第一実施形態に限定されるものではない。第二の実施形態において、補償コンデンサ187は、画素ユニット180の中の他の交差重畳コンデンサからなることができる。具体的に説明すると、走査線150は、複数の延伸電極をさらに備え、各延伸電極は、それぞれ対応する画素ユニット180の内部へ延伸されてその画素電極182と交差重畳されて交差重畳コンデンサを形成し、それを補償コンデンサ187とする。第三の実施形態において、補償コンデンサ187は、走査線150と画素電極182との間に形成される薄膜コンデンサであることもできる。
【0028】
又、第四の実施形態において、各画素表示ユニット190の内部の第一、第二、第三画素ユニットの記憶コンデンサ186の静電容量の比を画素電極182の面積比と設定するか又は各画素表示ユニット190の内部の第一、第二、第三画素ユニットの補償コンデンサ187の静電容量の比を画素電極182の面積比と設定する。従って、タッチ表示パネル110が動作する過程において、同じ画素表示ユニット190の各画素ユニットにおいて発生したフィードスルー電圧値は、おおよそ一致するため、前記タッチ表示装置110の画面のフリッカー現象は効果的に削減されて、表示品質が向上する。
【0029】
第一実施形態において、共通線170から延在した記憶コンデンサ電極184と前記画素電極182との間の交差重畳コンデンサは記憶コンデンサ186として構成される。しかし、第二、第三、第四実施形態において、前記走査線150から延在して記憶コンデンサ電極184を形成し、前記走査線150の記憶コンデンサ電極184と前記画素電極182との間の交差重畳コンデンサは記憶コンデンサ186として構成される。
【0030】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【符号の説明】
【0031】
100 タッチ表示装置
110 タッチ表示パネル
120 走査駆動回路
130 データ駆動回路
140 共通電圧回路
150 走査線
160 データ線
170 共通線
180 画素ユニット
181 薄膜トランジスタ
182 画素電極
183 共通電極
184 記憶コンデンサ電極
185 液晶コンデンサ
186 記憶コンデンサ
187 補償コンデンサ
190 タッチ感知ユニット
191 タッチ感知部品

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の走査線と、複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備えるタッチ表示パネルにおいて、
各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニットと、第二画素ユニットと、第三画素ユニットと、を備え、
前記各画素ユニットは、画素電極と、記憶コンデンサ電極と、補償コンデンサと、を備え、
前記画素電極と前記記憶コンデンサ電極との間に記憶コンデンサが設置され、前記補償コンデンサは、前記画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及び補償コンデンサの静電容量の比は、全て前記画素電極の面積比と等しいことを特徴とするタッチ表示パネル。
【請求項2】
前記画素ユニットは、薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタのゲート電極、ドレイン電極及びソース電極は、それぞれ対応する走査線、データ線及び画素電極に接続され、且つ前記補償コンデンサは、前記薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項1に記載のタッチ表示パネル。
【請求項3】
前記走査線は、前記画素ユニットまで延伸する複数の延伸電極を備え、且つ前記補償コンデンサは、前記走査線の延伸電極と前記画素電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項1に記載のタッチ表示パネル。
【請求項4】
前記画素ユニットの中のいずれか一つの画素ユニットの内部にタッチ感知部品が配置され、前記タッチ感知部品は、外力を受ける場合、タッチ感知信号を出力することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のタッチ表示パネル。
【請求項5】
走査駆動回路と、
データ駆動回路と、
前記走査駆動回路に接続される複数の走査線と、前記データ駆動回路に接続される複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備えるタッチ表示パネルと、
を備えるタッチ表示装置において、
前記各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニット及び第二画素ユニットを備え、
前記各画素ユニットは、画素電極と、共通電極と、記憶コンデンサと、補償コンデンサと、を備え、
前記画素電極と前記共通電極との間に液晶コンデンサが形成され、前記補償コンデンサは、画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット及び前記第二画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及び補償コンデンサの静電容量の比は、液晶コンデンサの静電容量の比と等しいことを特徴とするタッチ表示装置。
【請求項6】
前記画素ユニットは、薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタのゲート電極、ドレイン電極及びソース電極は、それぞれ対応する走査線、データ線及び画素電極に接続され、且つ前記補償コンデンサは、前記薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項5に記載のタッチ表示装置。
【請求項7】
前記補償コンデンサは、前記走査線と前記画素電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項5に記載のタッチ表示装置。
【請求項8】
前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニットは、同じ走査線に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニットの中のいずれか一つの画素ユニットの内部にタッチ感知部品が配置され、前記タッチ感知部品は、外力を受ける場合、タッチ感知信号を出力することを特徴とする請求項5に記載のタッチ表示パネル。
【請求項9】
複数の走査線と、複数のデータ線と、複数のタッチ感知ユニットと、を備える平面表示パネルにおいて、
各タッチ感知ユニットは、第一画素ユニットと、第二画素ユニットと、第三画素ユニットと、を備え、
前記各画素ユニットは、画素電極と、共通電極と、記憶コンデンサ電極と、補償コンデンサと、を備え、
前記画素電極と前記共通電極との間に液晶コンデンサが形成され、前記画素電極と前記記憶コンデンサ電極との間に記憶コンデンサが設置され、前記補償コンデンサは、前記画素電極と前記走査線との間に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットの記憶コンデンサの静電容量の比及び補償コンデンサの静電容量の比の中の少なくとも1つは、液晶コンデンサの静電容量の比と等しいことを特徴とする平面表示パネル。
【請求項10】
前記画素ユニットは、薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタのゲート電極、ドレイン電極及びソース電極は、それぞれ対応する走査線、データ線及び画素電極に接続され、且つ前記補償コンデンサは、前記薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項9に記載の平面表示パネル。
【請求項11】
前記走査線は、前記画素ユニットまで延伸する複数の延伸電極を備え、且つ前記補償コンデンサは、前記走査線の延伸電極と前記画素電極とが交差重畳されて形成された交差重畳コンデンサであることを特徴とする請求項9に記載の平面表示パネル。
【請求項12】
前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットは、同じ走査線に接続され、且つ前記第一画素ユニット、前記第二画素ユニット、前記第三画素ユニットの中のいずれか一つの画素ユニットの内部にタッチ感知部品が配置され、前記タッチ感知部品は、外力を受ける場合、タッチ感知信号を出力することを特徴とする請求項9に記載の平面表示パネル。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−96249(P2011−96249A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−235502(P2010−235502)
【出願日】平成22年10月20日(2010.10.20)
【出願人】(510138796)奇美電子股▲ふん▼有限公司 (24)
【Fターム(参考)】