具有集成的觸摸和改進的圖像像素孔的顯示器的制造方法
【專利說明】具有集成的觸摸和改進的圖像像素孔的顯示器
[0001]本申請要求2014年3月26日提交的美國專利申請14/226，710和2013年5月I日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/818，342的優(yōu)先權，二者由此以引用方式全文并入本文。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明整體涉及顯示器，并且更具體地涉及諸如液晶顯示器這樣的顯示器。
[0003]顯示器在電子設備中被廣泛地用于顯示圖像。顯示器諸如液晶顯示器通過控制與圖像像素陣列相關聯(lián)的液晶材料來顯示圖像。典型的液晶顯示器具有形成在偏振層之間的濾色器層和薄膜晶體管層。濾色器層具有像素陣列，其中的每個像素包括不同顏色的濾色器元件。薄膜晶體管層包含薄膜晶體管電路的陣列。薄膜晶體管電路可被調節(jié)以控制每個像素生成的光的量和顏色。典型的像素陣列中的薄膜晶體管電路包括用于分發(fā)數(shù)據和控制信號的數(shù)據線和柵極線。
[0004]液晶材料層插置在濾色器層和薄膜晶體管層之間。在操作期間，薄膜晶體管層的電路響應于數(shù)據和柵極線信號將信號施加到薄膜晶體管層中的電極的陣列。這就生成了從每個電極通過液晶層延伸到接地平面的相關聯(lián)部分的電場。該電場控制液晶層中液晶材料的取向，并改變液晶材料如何影響偏振光。
[0005]每個圖像像素通過限定多少光能穿過該圖像像素的相應孔來表征。在顯示器的圖像像素上保持均勻性可能是有挑戰(zhàn)性的。例如，金屬結構諸如信號路徑有時被用于在顯示器上傳送信號。這些金屬結構可阻礙某些光穿過圖像像素中的一些圖像像素，這就減小了受影響的圖像像素的孔。未被金屬結構阻礙的其他圖像像素可能具有比受影響的圖像像素的孔大的孔，這導致顯示器上不均勻的亮度。
[0006]為了保持顯示器亮度均勻性，可使用不透明柵格諸如黑色矩陣來減小所有圖像像素的孔(例如，甚至未被金屬結構遮擋的像素)。然而，由于減小的像素孔，顯示器的總體亮度被降低，并且為了確保足夠的亮度水平，顯示器往往消耗額外的功率。因此期望能夠提供具有亮度均勻性的改善的顯示器。

【發(fā)明內容】

[0007]顯示器可具有集成的觸摸功能性。顯示器可包括透明的公共電極層，該公共電極層具有布置成行的行電極和插置在每行中的行電極之間的列電極。行電極可通過導電路徑(例如，不電耦接到列電極的導電路徑)電耦接。行電極和列電極可耦接到觸摸傳感器電路，該觸摸傳感器電路使用行電極和列電極來檢測觸摸事件。顯示器可包括布置成像素行和像素列的像素陣列。公共電極層的每個電極可覆蓋像素陣列的相應部分。
[0008]顯示器的每個像素可具有相應的孔?？卓刹糠值赜刹煌该鳀鸥?諸如形成在濾色器層中的黑色矩陣結構或形成在金屬層中的金屬柵格)中的開口來限定。電耦接公共電極層的行電極的導電路徑可能覆蓋或以其他方式阻礙某些光穿過像素(例如，導致減小的孔)?？蔀槠渌袼靥峁﹩〗Y構，該啞結構部分地限定(例如修改)所述其他像素的孔以匹配與導電路徑相關聯(lián)的減小的孔。例如，導電路徑可覆蓋第一像素行的第一部分，而啞結構可覆蓋第二像素行的第二部分。在該情形中，啞結構的尺寸可設定成使得所述第二部分的面積基本上等于所述第一部分的面積。啞結構可以是為每個像素提供的浮置金屬路徑，或者可以是在公共電極層的相應電極上延伸并電耦接到公共電極層的相應電極的啞交叉線。
[0009]如果需要，啞結構可利用導電通孔結構電耦接到公共電極層的相應電極。導電通孔結構可潛在地覆蓋圖像像素的部分。導電路徑可具有面積與導電通孔結構基本上相同的啞通孔結構，以幫助確保顯示均勻性。
[0010]根據附圖以及以下對優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的其他特征、本發(fā)明的實質以及各種優(yōu)點將變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0011]圖1為根據本發(fā)明的實施例的可具有啞結構以確保顯示均勻性的類型的一種示例性顯示器諸如液晶顯示器的透視圖。
[0012]圖2為根據本發(fā)明的實施例的一種示例性顯示器的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0013]圖3是根據本發(fā)明的實施例的示出可如何為顯示器提供圖像像素結構和觸摸傳感器元件的示意圖。
[0014]圖4為根據本發(fā)明的實施例的一種具有圖像像素行和列的示例性顯示器的電路圖。
[0015]圖5為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的俯視圖，其示出了在實現(xiàn)觸摸功能性時可如何使用交叉線。
[0016]圖6為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的俯視圖，其示出了可如何使用啞結構來幫助確保顯示均勻性。
[0017]圖7為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，其示出了可如何使用啞結構來幫助確保顯示均勻性。
[0018]圖8為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的俯視圖，其示出了可如何使用啞交叉線來幫助確保顯示均勻性。
[0019]圖9為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，其示出了可如何為交叉線提供啞通孔結構來幫助確保顯示均勻性。
[0020]圖10為根據本發(fā)明的實施例的一種顯示器的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，其示出了啞交叉線可如何被電氣短接到公共電極以幫助降低串擾。
【具體實施方式】
[0021]顯示器廣泛用于電子設備中。例如，顯示器可在計算機監(jiān)視器、膝上型計算機、媒體播放器、蜂窩電話和其它手持設備、平板電腦、電視機、和其他設備中使用。顯示器可基于等離子技術、有機發(fā)光二極管技術、液晶結構等等。
[0022]液晶顯示器因為能表現(xiàn)出低功耗和良好圖像質量而受到歡迎。液晶顯示器結構在本文中有時作為示例來進行描述。
[0023]圖1示出了具有顯示器的一種示例性電子設備的透視圖。如圖1中所示，電子設備6可具有外殼諸如外殼8。外殼8可由材料諸如塑料、玻璃、陶瓷、金屬、纖維復合材料、及這些材料的組合制成。外殼8可具有一個或多個區(qū)部。例如，設備6可具有通過鉸鏈耦接的顯示器外殼部分和基座外殼部分。在圖1所示的構造中，設備6具有正面和背面。圖1所示的顯示器10安裝在外殼8的正面上。如果需要，可以使用其他構型。
[0024]顯示器10可為液晶顯示器。觸摸傳感器陣列可被結合到顯示器10中(例如，形成觸摸屏顯示器)O觸摸傳感器可基于聲學觸摸技術、力傳感器技術、電阻傳感器技術、或其他合適類型的觸摸傳感器。通過一種合適的布置，顯示器10的觸摸傳感器部分可利用電容性觸摸傳感器布置來形成。通過這種類型的構型，顯示器10可包括由電容性觸摸傳感器電極行和列形成的觸摸傳感器陣列。
[0025]圖2中示出了可在形成圖1所示的顯示器10時使用的類型的一種顯示器的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖2所示，顯示器10可包括濾色器(CF)層12和薄膜晶體管(TFT)層14。濾色器層12可包括濾色器元件的陣列。在典型的布置中，層12的像素各自包括三種類型的有色像素(例如，紅子像素、綠子像素和藍子像素)。液晶(LC)層16包括液晶材料，并且被插置在濾色器層12和薄膜晶體管層14之間。薄膜晶體管層14可包括電子部件，諸如薄膜晶體管、電容器、和電極，用于控制被施加于液晶層16的電場。光學膜層18和20可形成在濾色器層12、液晶層16、和薄膜晶體管層14的上方和下方。光學膜18和20可包括結構，諸如四分之一波片、半波片、擴散膜、光學粘合劑、和雙折射補償層。
[0026]顯示器10可具有上偏振層22和下偏振層24。背光源26可為顯示器10提供背面照明。背光源26可包括光源，諸如發(fā)光二極管條帶。背光源26也可包括光導板和后反射器。后反射器可位于光導板的下表面上，以防止漏光。來自光源的光可被注入到光導板的邊緣，并且可在方向28上向上散射穿過顯示器10。任選的覆蓋層諸如蓋玻璃層可被用于覆蓋和保護圖2中所示的顯示器10的層。
[0027]觸摸傳感器結構可被結合到顯示器10的這些層中的一個或多個中。在典型的觸摸傳感器構型中，可利用透明導電材料諸如氧化銦錫的墊和/或條帶來實現(xiàn)電容性觸摸傳感器電極的陣列。如果需要，可使用其他觸摸技術(例如電阻性觸摸、聲學觸摸、光學觸摸等等)。在形成顯示器10中的信號線(例如，用于傳送數(shù)據、電力、控制信號等的結構)時也可使用氧化銦錫或其它透明導電材料或不透明導體。
[0028]在黑白顯示器中，可略去濾色器層12。在彩色顯示器中，濾色器層12可被用于為圖像像素陣列賦予顏色。每個圖像像素例如可具有三個相應的液晶二極管子像素。每個子像素可以與濾色器陣列中單獨的濾色器元件相關聯(lián)。濾色器元件例如可包括紅(R)濾色器元件、藍(B)濾色器元件、和綠(G)濾色器元件。這些元件可被布置成行和列。例如，濾色器元件可被布置成跨顯示器10的寬度的條帶(例如，被布置為重復圖案，諸如RBG圖案或BRG圖案)，使得每列中的濾色器元件是相同的(即，使得每列包含所有紅元件、所有藍元件、或所有綠元件)。通過控制通過每個子像素的透光量，可顯示期望的有色圖像。
[0029]通過每個子像素透射的光的量可利用顯示器控制電路和電極來控制。每個子像素例如可具有透明的氧化銦錫電極?？刂仆ㄟ^液晶層的相關聯(lián)部分的電場并由此控制子像素的透光率的子像素電極上的信號可利用薄膜晶體管來施加。薄膜晶體管可從數(shù)據線接收數(shù)據信號，并且在被相關聯(lián)的柵極線接通時可將數(shù)據線信號施加于與該薄膜晶體管相關聯(lián)的電極。
[0030]圖3示出了一種示例性顯示器的俯視圖。如圖3所示，顯示器10可包括圖像像素
52的陣列。每個圖像