阵列上具有滤色器的单元中或单元上触摸传感器

摘要

本发明公开了一种在阵列上具有滤色器的单元中或单元上触摸传感器。提供了利用单元中和/或单元上触摸传感器组件的方法和设备，所述单元中和/或单元上触摸传感器组件包括单元中和/或单元上黑基质材料(80)，该黑基质材料也可用作触摸驱动或感应电极。在一个例子中，电子显示器(18)可以包括下基板(64)、上基板(70)和屏蔽电子显示器(18)的像素之间的光的黑基质材料(80)。黑基质材料(80)的至少一部分可以形成电子显示器(18)的触摸传感器的组件的全部或一部分。

说明书

技术领域

本公开大体上涉及电子显示器，并且更具体地，涉及具有在显示像素单元 上或显示像素单元内的黑基质(matrix)和触摸屏传感器组件的电子显示器。

背景技术

这部分意欲向读者介绍本领域的多个方面，可能涉及下文描述和/或要求保 护的本技术的多4方面。该论述被认为有助于为读者提供背景信息以帮助更好 理解本公开内容的多个方面。因此，应当理解的是，这些论述将从该方面进行 阅读而不作为对现有技术的承认。

电子设备可以使用多种用户输入设备，包括按钮、鼠标、触摸传感器面板、 触摸屏等。尤其是触摸屏，由于它们操作的便利性和多功能性而受欢迎。通常， 触摸屏可以是被触摸面板覆盖的诸如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管 (OLED)显示器之类的平板显示器。这种触摸屏通常可以识别屏幕上的触摸 的发生和位置，使电子设备能够适当响应。

许多触摸屏可以由覆盖LCD的电容性触摸传感器面板形成。这样的电容性 触摸传感器面板可以由基本上透明的导电材料(例如氧化铟锡(ITO))制成 的触摸感应线和触摸驱动线的一些矩阵形成。这些触摸驱动线和触摸感应线通 常在基本上透明的基板上纵横设置。当一物体(例如用户的手指)靠近触摸驱 动线和触摸感应线的交叉点时，该触摸驱动线和触摸感应线之间的电容可能改 变。电容的这种改变可以表明在该位置处发生了触摸。虽然在LCD上覆盖基本 上透明的电容性触摸传感器面板可使光从LCD透过，但是该电容性触摸传感器 面板可使LCD的亮度非零减小。此外，用电容性触摸传感器面板覆盖LCD可 以增加厚度和重量。当触摸屏组件被集成到LCD的显示像素单元中以避免将不 连续的电容性触摸传感器面板覆盖到LCD上时，集成的触摸屏组件可具有相对 高的电阻和/或可电容耦合至其他显示组件。此外，尽管滤色器被认为已合并到 扭曲向列模式(TN模式)电子显示器中，但是难以使这种TN模式电子显示器 的制造适用于制造边缘场切换模式(FFS模式)电子显示器。

发明内容

在下文阐述这里公开的某些特定实施例的概述。应当理解的是，呈现这些 方面仅仅是为读者提供所述某些特定实施例的简要概述，并且这些方面不意欲 限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括可能未在下面阐述的多种方面。

本公开的实施例涉及液晶显示器(LCD)以及合并有利用单元中和/或单元 上触摸传感器组件(例如显示像素单元内和/或之上的黑基质材料)的LCD的 电子设备。具体地，本发明的实施例可以合并有在LCD的显示像素单元内的单 元中或在显示像素单元之上的单元上的集成触摸传感器组件，而不是利用单独 的覆盖在LCD面板上的触摸传感器面板。这些触摸传感器组件可以包括单元中 黑基质的导电部分等，所述单元中黑基质也可以屏蔽从一个像素的光混入到另 一像素。

通过例子的方式，电子显示器可以包括下基板、上基板以及屏蔽电子显示 器的像素之间的光的黑基质材料。黑基质材料的至少一部分可以形成电子显示 器的触摸传感器的组件的所有或一部分。

上述特征的各种改进可以与本公开的各种方面相关地存在。其他特征也可 以被合并于这些各种方面中。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合 的方式存在。例如，下文讨论的与一个或多个示意性实施例有关的各种特征可 以独立地或以任何组合的方式合并到本公开的上述任何方面中。上文提出的概 述仅仅意欲让读者熟悉本公开的实施例的某些方面和上下文，而不限制要求保 护的主题。

附图说明

通过阅读下文的详细描述并且参考附图可以更好地理解本发明的各种方 面，其中：

图1是根据实施例的包括具有单元中触摸传感器组件和/或单元中黑基质的 液晶显示器(LCD)的电子设备的示意性框图；

图2是表示图1的电子设备的实施例的笔记本计算机的透视图；

图3是表示图1的电子设备的另一实施例的手持式设备的正视图；

图4-6是根据实施例的具有单元中触摸传感器组件和/或充当触摸传感器组 件的黑基质的LCD的各层分解图；

图7是根据实施例的切换LCD的像素的显示电路的电路图；

图8是根据实施例的示出LCD的单元中触摸传感器子系统的示意性框图；

图9-12是根据实施例的FFS模式LCD的各层侧视图的示意性图示，其中 黑基质的组件被设置在顶部玻璃构件上并且充当触摸传感器组件；以及

图13-14分别是描述用于制造图9和10以及图11和12的LCD的方法的 实施例的流程图。

具体实施方式

本公开的一个或多个特定实施例将在下文进行描述。描述的这些实施例仅 仅是目前公开的技术的例子。此外，为了提供对这些实施例的简要描述，实际 实现方式的所有特征可能不在该说明书中被描述。应当认识到，在任何这样的 实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实 现方式特定的决定以达到开发者的特定目标，例如依从系统相关约束和商业相 关约束，其在不同实现方式中可能改变。此外，应当认识到，这样的开发努力 可能是复杂并耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言将不过是设 计、加工和制造的常规任务。

当介绍本公开的各种实施例的元件时，词语一”、“一个”和“该”意欲表示 存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意欲是包含在内的，并表 示除了列出的元件外还可以有其他元件。此外，应当理解，本公开对“一个实施 例”或“实施例”的引用并不意欲被解释为排除也合并所记载特征的其他实施例 的存在。

如上所述，本公开的实施例涉及液晶显示器(LCD)和包含LCD的电子 设备，所述LCD利用显示像素单元内(“单元中”)或显示像素单元之上(“单 元上”)的触摸传感器组件和黑基质材料。具体地，本公开的实施例可以包含相 对于LCD的显示像素显示单元的单元中或单元上的集成触摸传感器组件，而不 是在LCD面板上利用单独的、重叠的触摸传感器面板。除此之外，这些触摸传 感器组件可以包括单元中或单元上黑基质的导电部分，所述黑基质还可以屏蔽 来自一个像素的光进入另一像素。具体地，显示像素单元可被理解为在下基板 和上基校之间形成，下基板也被称为薄膜晶体管(TFT)玻璃基板，上基板也 被称为顶部玻璃基板。液晶层可以被设置在这些上基板和下基板的向内侧的各 层之间。从而，当大体上将黑基质材料形成在顶部玻璃基板的向内侧时，黑基 质材料可以处于“单元中”。当大体上将黑基质材料形成在顶部玻璃基板的向外 侧时，黑基质材料可以被称为“单元上”。

触摸传感器组件通常可以包括触摸驱动线或区域和触摸感应线或区域。在 触摸驱动线或区域和触摸感应线或区域相交之处，可以形成电容性触摸像素。 当一物体(例如用户手指)靠近触摸像素时，触摸驱动线或区域和触摸感应线 或区域的相交处之间的电容可能改变，这种电容的改变可以表示在触摸像素的 位置处发生了用户触摸。

各种单元中层和/或其他结构可以形成这些单元中触摸传感器组件。这些单 元中触摸传感器组件可以包括集成的显示器面板组件，其次要作用是用作触摸 传感器组件，如转让给苹果公司的、标题为“集成触摸屏(INTEGRATED TOUCH SCREEN)”的美国专利申请公开号2010/0194707中大致公开的，该 文献通过引用将其全部内容合并于此。同样地，应当理解的是，触摸驱动电极 和/或触摸感应电极可以由显示器的一条或多条栅极线、显示器的一个或多个像 素电极、显示器的一个或多个公共电极、显示器的一条或多条源极线、或者显 示器的一条或多条漏极线、或者这些或其他显示像素元件的一些组合来形成。 另外地或者可替代地，单元中黑基质材料的至少一些导电部分可用作触摸传感 器组件或可增强其他触摸传感器组件。从而，在一些实施例中，单元中黑基质 材料的某些导电部分可以作为触摸驱动电极或触摸感应电极。在其他实施例中， 单元中黑基质材料的某些导电部分可以补充由基本上透明的导电材料(例如， 氧化铟锡(ITO))组成的触摸驱动电极或触摸感应电极。由于单元中黑基质 的导电部分可以具有比基本上透明的触摸驱动电极或触摸感应电极低的电阻， 所以包含单元中黑基质材料的导电部分可以降低整个电阻。

在一些实施例中，基于有机树脂的滤色器可以被形成在TFT玻璃基板上的 的薄膜晶体管(TFT)层中。即，掺杂来滤出不同颜色的有机树脂可作为用于 红色、绿色和/或蓝色子像素的滤色器层以及TFT电介质层，而不使用在不同的 基板层中形成的单独的滤色器。如这里公开的，边缘场切换模式(FFS模式) LCD可能特别适合于这样的基于有机树脂的滤色器。具体地，基于有机树脂的 滤色器可以具有相对低的介电常数(例如，大约4)，并可以去除对单蚀的电介 质层的需要。

包括黑基质材料的单元中触摸传感器组件可以被形成到顶部玻璃基板或上 基板的向内侧或向外侧，而不是被形成在单独的构件中。如这里使用的，在顶 部玻璃基板的向内侧或向外侧形成的各层可以被称为“顶部玻璃构件”。通过例 子的方式，触摸驱动或触摸感应电极和电介质层可以被形成在顶部玻璃基板上， 黑基质被沉积到电介质层上。黑基质材料的至少一些部分可以是导电的，并可 以用作用于LCD触摸屏的触摸传感器子系统的相应触摸驱动或触摸感应电极。

记住前文内容，下面将提供可以利用电子触摸屏显示器的适合的电子设备 的大致描述，所述电子触摸屏显示器具有单元中或单元上触摸组件和黑基质。 特别地，图1是示出可能出现在适合使用这样的显示器的电子设备中的各组件 的框图。图2和3分别示出适合的电子设备的透视图和正视图，所述电子设备 可以是如图所示的笔记本计算机或手持式电子设备。

首先看图1，根据本公开的实施例的电子设备10可以包括一个或多个处理 器12、存储器14、非易失性存储16、具有单元中触摸传感器组件20的显示器 18、输入结构22、输入/输出(I/O)接口24、网络接口26以及电源28等。图 1示出的各功能框可以包括硬件元素(包括电路)、软件元素(包括存储在计算 机可读介质上的计算机代码)或者硬件元素和软件元素两者的组合。应当注意 到，图1仅是特定实现方式的一个例子，并且意欲示出可能出现在电子设备10 中的组件的类型。

通过例子的方式，电子设备10可以表示图2所示的笔记本计算机、图3所 示的手持式设备或类似的设备的框图。应当注意，处理器12和/或其他数据处理 电路在这里可以通常被称为“数据处理电路”。这样的数据处理电路可以全部或 部分地实现为软件、固件、硬件或它们的任何组合。而且，数据处理电路可以 是单一包含的处理模决，或者可以全部或部分地合并到电子设备10内的任何其 他元件内。

在图1的电子设备10中，处理器12和/或其他数据处理电路可以可操作地 与存储器14和非易失性每储16耦接，以执行用于适当地响应用户在显示器18 上的触摸的各种算法。由处理器12执行的这样的程序或指令可以被存储在任何 适合的制造物体中，所述制造物体包括至少共同存储指令或例程的一个或多个 有形计算机可读介质，例如存储器14和非易失性存储16。存储器14和非易失 性存储16可包括任何适合的用于存储数据和可执行指令的制造物体，例如随机 存取存储器、只读存储器、可擦写闪存存储器、硬盘驱动器和光盘。并且，在 这样的计算机程序产品上编码的程序(例如，操作系统)也可以包括可由处理 器12执行来使得电子设备10能够提供各种功能的指令。

显示器18可以是触摸屏液晶显示器(LCD)，其可以使得用户能够与电子 设备10的用户界面交互。诸如触摸感应电极和/或触摸驱动电极之类的各种触摸 传感器组件可以位于显示器18的显示像素单元内。如上所述，这些单元中/单元 上触摸传感器20组件可以包括集成的显示器面板组件，所述显示器面板组件起 到作为触摸传感器组件的次要作用。这样，应当理解，单元中/单元上触摸传感 器20组件可以由显示器的栅极线、显示器的像素电极、显示器的公共电极、显 示器的源极线、或者显示器的漏极线、或者这些元件的一些组合形成。附加地 或者可替代地，单元中黑基质材料的至少一些导电部分可以用作对单元中/单元 上触摸传感器20的组件起补充作用的组件。在一些实施例中，单元中/单元上触 摸传感器20可以是MultiTouch^TM显示器，从而允许一次在显示器18上检测到 多个触摸。

电子设备10的输入结构22可以使得用户能够与电子设备10交互(例如， 按下按钮以提高或降低音量级别)。I/O接口24可以使得电子设备10能够连接 到各种其他电子设备，网络接口26也可这样。网络接口26可以包括例如用于 个域网(PAN)(例如蓝牙网络)的接口、用于局域网(LAN)(例如802.11x Wi-Fi网络)的接口、和/或用于广域网(WAN)(例如3G或4G蜂窝网络) 的接口。电子设备10的电源28可以是任何适合的电源，例如可再充电的锂聚 合物(Li-poly)电池和/或交流(AC)功率转换器。

电子设备10可以采取计算机或其他类型的电子设备的形式。这样的计算机 可以包括通常是便携式的计第机(例如手提计算机、笔记本计算机和平板计算 机)以及通常在一个地点中使用的计算机(例如传统的台式计算机、工作站和 或服务器)。在某些实施例中，计算机形式的电子设备10可以是可从苹果公司 得到的Pro、MacBookmini 或Mac的模型。通过例子的方式，图2中示出了根据本公开的一个实施例 的采取笔记本计算机30的形式的电子设备10。所示的计算机30可以包括外壳 32、显示器18、输入结构22和I/O接口24的端口。在一个实施例中，输入结 构22(例如键盘和/或触摸板)可以用来与计算机30进行交互，例如开启、控 制或操作在计算机30上运行的应用或GUI。例如，键盘和/或触摸板可以允许 用户操纵显示器18上显示的应用界面或用户界面。显示器18可以相对薄和/或 明亮，因为单元中/单元上触摸传感器20可能不需要覆盖在其上的额外的电容性 触摸面板。

图3示出了表示电子设备10的一个实施例的手持式设备34的正视图。手 持式设备34可以代表例如手机、媒体播放机、个人数据组织器、手持式游戏平 台或这样的设备的任何组合。通过例子的方式，手持式设备34可以是从加利福 尼亚的丘珀蒂诺的苹果公司可得的或的模型。在其他实施例中， 手持式设备34可以是电子设备10的极大小的实施例，其可以是例如从苹果公 司可得的的模型。

手持式设备34可以包括外壳36以保护内部组件不受物理损害并防止它们 受到电磁干扰。外壳36可以包围显示器18，显示器18可以显示指示符图标38。 指示符图标38可以指示手机信号强度、蓝牙连接和/或电池量等。I/O接口24 可以通过外壳36打开，并且可以包括例如连接到外部设备的来自苹果公司的专 有I/O端口。

用户输入结构40，42，44和46结合显示器18可以允许用户控制手持式设 备34。例如，输入结构40可以激活或去激活手持式设备34，输入结构42可操 纵用户界面20到主页画面、用户可配置应用界面，和/或激活手持式设备34的 声音识别特征，输入结构44可以提供音量控制，以及输入结构46可以在震动 和响铃模式之间切换。麦克风48可以获得各种语音相关特征的用户语音，扬声 器50可以使能录音回放和/或某些电话能力。耳机输入52可以提供到外部扬声 器和/或耳机的连接。如上所述，显示器18可以相对薄和/或明亮，因为单元中/ 单元上触摸传感器20可能不需要覆盖在其上的额外的电容性触膜面板。

显示器18可以包括多种层。图4-6示出在显示器18中可能出现的不同层 的框图分解示图。图4-6的实施例描述了单元中/单元上触摸传感器20组件的各 配置。实际上，图4-6示出如下实施例，所述实施例具有背光构件60、下偏光 层62、下基板或薄膜晶体管(TFT)玻璃基板64、薄膜晶体管(TFT)层66、 液晶层68、上基板或顶部玻璃基板70、黑基质/触摸感应电极80、触摸传感器 电介质层88、触摸驱动电极86、以及上偏光过滤器加上高电阻或抗静电膜90。 在图4中，包括黑基质/触摸感应电极80、触摸传感器电介质层88和触摸驱动 电极86的单元中/单元上触摸传感器20组件被示为在顶部玻璃基板70的向内侧 形成。在图5和6中，包括黑基质/触摸感应电极80、触摸传感器电介质层88 和触摸驱动电极86的单元上触摸传感器20组件被示为在顶部玻璃基板70的向 外侧形成。此外，在图5和6中，作为单元中/单元上触摸传感器20组件的屏蔽 层92被形成在顶部玻璃基板70的向内侧。

首先看图4，可以看到，来自背光构件60的光可以透过下偏光层62、薄膜 晶体管(TFT)玻璃基板64、TFT层66，并进入液晶层68。液晶层68可以包 括悬浮在液体或凝胶基质中的液晶粒子或分子。液晶粒子可以通过在TFT层66 中产生的电场被定向或排列。液晶层68中的液晶粒子的定向可以最终影响通过 显示器18的像素发射的光量。具体地，离开液晶层68并通过顶部玻璃基板70 和高电阻膜90出射的光量和/或光极性可以取决于在TFT层66中产生的电场。 从而，通过调制施加到液晶层68的电场，可以相应地改变通过显示器18的像 素发射的光量。

虽然FTT玻璃基板64被描述为玻璃，但是TFT玻璃基板64可以可替代 地由任何适合的透光材件形成，例如石英和/或塑料。使用任何适合的技术(包 括沉积、蚀刻、掺杂等)，可以将TFT层66形成在TFT玻璃基板64的向内 侧。如将在下文描述的，TFT层66可以包括多种导电、非导电和半导电的层和 结构，所述层和结构通常形成用于驱动显示器18的像素的操作的电器件和通路。 为了允许来自背光构件60的光透过TFT层66，TFT层66通常可以由透光材 料形成，具有很少的例外(例如黑基质)。

TFT层66可以包括相应的数据线(也被称为源极线)、扫描线(也被称为 栅极线)、像素电极和公共电极，以及其他可在显示器18中找到的导电迹线和 结构。在显示器18的透光部分中，这些导电结构可以使用透明导电材料(例如 氧化铟锡(ITO))来形成。此外，TFT层66可以包括用于形成薄膜晶体管(TFT) 的各层，其可以用来将视频数据信号提供给这些TFT薄膜晶体管(TFT)。这 样的视颜数据信号可以使TFT将某电压传送至显示器18的像素电极，从而产 生调制液晶层68的电场。以这种方式，TFT可以允许更多或更少的光透过显示 器18的特定子像素以在显示器18上产生图像。在TFT层66中形成TFT可以 涉及设置由合适的透明材料(例如，硅氧化物)形成的层(例如，栅极绝缘膜) 和由合适的半导体材料(例如，非晶硅)形成的半导电层。一般来说，相应的 导电结构和迹线、绝缘结构和半导电结构可以被适当地设置以形成显示器18的 各像素，包括将在下文中参考图7更详细讨论的公共电极、TFT以及用于操作 显示器18的像素的相应源极线和栅极线。

在顶部玻璃基板的向内侧和TFT玻璃基板的向内侧之间出现的结构和/或 层可以形成显示器18的显示像素的“单元”，如附图标记74大致所示。在图4 中，在TFT玻璃基板64的向内侧形成的TFT层66可以包括用于允许显示器 18比利用单独的触摸传感器面板的显示器更薄、更轻和/或更亮的多种组件。例 如，作为TFT层66的组件而不是单独的层形成的滤色器层76可以由被掺杂来 滤出某些颜色(例如，红色、绿色或蓝色)的有机树脂形成。在滤色器层76中 使用的有机树脂可以用于双重目的作为TFT层66的薄膜晶体管(TFT)与TFT 层66的公共电极和像素电极之间的层间电介质层，并可以具有大约为4或者更 小的介电常数。

应该意识到，在可替代的实施例中，TFT层66中形成的黑基质材料可以用 作或补充触摸驱动电极。附加地或可替代地，单元中/单元上触摸传感器20组件 可以由显示器18的一个或多个像素电极、显示器18的一个或多个公共电极、 显示器18的一条或多条源极线、或显示器18的一条或多条漏极线、或这些元 件的一些组合而形成。

显示柔性电路板(FPC)82可以被接合到TFT玻璃基板层64。显示FPC82 可以被接合到TFT玻璃基板上的导电迹线，并可以提供信号以控制TFT层66 中的显示像素的元件。例如，如将在下文中描述的，显示FPC82可以提供数据 以产生也被称为栅极信号和源极信号的扫描信号和数据信号，从而使显示器18 的像素发射某频率的光。

在图4的实施例中，单元中/单元上触摸传感器20组件可以被形成在顶部玻 璃基板70的向内侧。特别地，触摸驱动电极86可以被形成在顶部玻璃基板70 的向内侧，电介质层88被形成在触摸驱动电极86之上。黑基质材料可以被形 成在电介质层88之上，至少一些黑基质材料作为黑基质/触摸感应电极80补充 触摸感应电极或用作触摸感应电极。

在光透过液晶层68之后，该光可以继续在黑基质(包括黑基质/触摸感应电 极80)之间透过，透过电介质层88和触摸驱动电极86，透过顶部玻璃基板70， 直到与高电阻和/或抗静电膜耦接的上偏光层90。如将在下文讨论的，高电阻和 /或抗静电膜可以被形成在上偏光层90之上或之下。触摸驱动电极86和电介质 层88可以由基本上透明的材料(例如氧化铟锡(ITO))或者任何其他适合的 基本上透明的导电材料形成。黑基质/触摸感应电极80可以补充由基本上透明的 导电材料(例如氧化铟锡(ITO))或任何其他适合的材料形成的触摸感应电 极。对于这样的实施例，黑基质/触摸感应电极80可以有效地减小显示器18中 的触摸感应电极的总电阻。因为单元中/单元上触摸传感器20组件可以被形成在 顶部玻璃基板70上，所以触摸FPC84可以被接合到顶部玻璃基板70。

图5和6表示显示器18的可替代实施例。在图5和6中，单元上触摸传感 器20组件可以被形成在顶部玻璃基板70的向外侧，作为单元中/单元上触摸传 感器20组件的屏蔽层92可以被形成在顶部玻璃基板70的向内侧。屏蔽层92 可以由基本上透明的导电材料(例如，ITO)形成。通过在单元上触摸传感器 20组件和其他显示像素单元74组件之间插入屏蔽层92，可以减小电容耦合。 从而，屏蔽层92可以减小可能由这两个系统之间的过多电容相互作用而引起的 显示失真和/或触摸失真。

在图5中，触摸驱动电极86可以被设置到顶部玻璃基板70上，电介质层 88可以被形成在触摸驱动电极86上。黑基质/被摸感应电极80可以被形成在电 介质层88上。与高电阻和/或抗静电膜耦接的上偏光层90可以被形成在黑基质/ 触摸感应电极上。因为单元上触摸传感器20组件可以被形成在顶部玻璃基板70 的向外侧，所以触摸FPC84可以被接合到顶部玻璃基板70的向外侧。

在图6中，黑基质/触摸感应电极80可以被形成在顶部玻璃基板70的向外 侧。电介质层88、触摸驱动电极86和与高电阻和/或抗静电膜耦接的上偏光层 90可以被设置在黑基质/触摸感应电极80的单元上部分之上。在不直接设置在 显示像素单元之上的黑基质/被摸感应电极80的外围部分中，触摸FPC84可以 被直接接合到黑基质/触摸感应电极80。

在TFT层66中构图的各部件之间可以是像素阵列100，如图7所示。图7 大致表示根据实施例的显示器18的某些组件的电路图。特别地，显示器18的 像素阵列100可以包括以像素阵列或矩阵设置的多个单元像素102。在这样的阵 列中，每个单元像素102可以由行和列的交叉而限定，行和列分别由栅极线104 (也被称为扫描线)和源极线106(也被称为数据线)来表示。虽然为了简化的 目的仅仅示出了分别由附图标记102a-102f表示的6个单元像素102，但是应当 理解的是，在实际的实现方式中，每条源极线106和栅极线104可以包括成百 上千或成千上万个这样的单元像素102。每个单元像素102可以表示三个子像素 之一，分别滤出通过在TFT层66中形成的基于有机树脂的滤色器层76的仅一 种颜色(例如，红色、蓝色或绿色)的光。为了本公开的目的，术语“像素”、“子 像素”和“单元像素”可以在很大程度上可互换地使用。

在当前示出的实施例中，每个单元像素102包括薄膜晶体管108，薄膜晶体 管108用于开先存储在相应像素电极110上的数据信号。相对于可被其他像素 102共享的公共电极112的电势而存储在像素电极110上的电势可以产生足以改 变液晶层68(图7中未示出)的布置的电场。在图7所示的实施例中，每个TFT 108的源极114可以电连接至源极线106，每介TFT108的栅极116可以电连接 至栅极线104。每个TFT108的漏极118可以电连接至相应的像素电极110。每 个TFT108可以作为开关元件，可以基于施加到T FT108的栅极116的栅极线 104上的扫描信号的存在或缺失分别在预定时间段内被激活和去激活(例如，接 通和断开)。

当被激活时，TFT108可以存储通过相应的源极线106接收的图像信号， 作为在它的像素电极110上的电荷。如上所述，由像素电极110存储的图像信 号可以用于产生相应像素电极110和公共电极112之间的电场。相应像素电极 110和公共电极112之间的电场可以改变设置在单元像素102之上的液晶层68 (未示出)。该电场可以排列液晶层68内的液晶分子以调制通过像素102的光 发射。从而，当电场改变时，透过像素102的光量可以增加或减少。一般来说， 光可以以与从源极线106施加的电压对应的强度透过单元像素102。

显示器18也可以包括源极驱动器集成电路(IC)120，源极驱动器集成电 路120可以包括诸如处理器或专用集成电路(ASIC)之类的芯片，通过接收来 自处理器12的图像数据122并向像素阵列100的单元像素102发送相应的图像 数据来控制显示像素阵列100。应当理解，源极驱动器120可以是在TFT玻璃 基板64上的片上玻璃(COG)组件、显示FPC82的组件和/或通过显示FPC82 连接到TFT玻璃基板64的印刷电路板(PCB)的组件。源极驱动器120也可 以耦接到栅极驱动器集成电路(IC)124，栅极驱动器集成电路124可以通过栅 极线104激活或去激活单元像素102的行。这样，源极驱动器120可以向栅极 驱动器124提供定时信号126以促进像素102的各个行的激活/去激活。在其他 实施例中，定时信息可以以一些其他方式被提供给栅极驱动器124。显示器18 可以包括或可以不包括公共电压(Vcom)源128，公共电压源128用于向公共 电极112提供公共电压(Vcom)。在一些实施例中，Vcom源128可以在不同 的时间向不同的公共电极112提供不同的Vcom。在其他实施例中，可以将公共 电极112都保持在相同的电势(例如，地电势)处。

如上所述，显示器18的单元中/单元上触摸传感器20可以使用某些单元中 和/或单元上触摸传感器组件(例如，如图4所示的在顶部玻璃基板70的向内侧 形成的黑基质/触摸感应电极80、或者如图5和6所示的在顶部玻璃基板70的 向外侧形成的黑基质/触摸感应电极80)来操作。现在将参考图8描述这样的单 元中/单元上触摸传感器20的大致操作，图8提供了显示器18所使用的单元中/ 单元上触摸传感器20的一个例子。单元中/单元上触摸传感器20可以通过触摸 处理器160与电子设备的处理器12交互。一般来说，触摸处理器160可以传递 触摸在显示器18上的发生和位置，以使得处理器12能够适当地响应这样的用 户触摸。

触摸处理器160可以可操作地耦接到触摸控制器162，触摸控制器162可以 控制触摸像素阵列140的大致操作。如将在下文进一步讨论的，触摸像素阵列 可以包括N x M的触摸像素142(例如，6×10矩阵的触摸像素142)。触摸控 制器162可以包括，例如，一个或多个感应通道164(也被称为事件探测和解调 电路)、通道扫描逻辑电路166、驱动器逻辑电路168、存储器170以及一个或 多个电荷泵171。触摸处理器162可以被集成到单个的专用集成电路(ASIC) 中，其可以被设置在例如顶部玻璃基板70上的片上玻璃(COG)组件中、触 摸FPC84中或耦接到触摸FPC84的印刷电路板(PCB)中。通道扫描逻辑电 路166可以访问存储器170，并可以自动地从感应通道164进行读取和/或控制 感应通道164。通道扫描逻辑电路166额外地可以控制驱动器逻辑电路168以各 种频率和/或相位产生触摸驱动信号172给触摸驱动接口146，并且作为响应， 触摸感应接口148可以向感应通道164提供各种感应信号174。

如上所述，触摸像素阵列140包括M x N矩阵的触摸像素142。这些触摸 像素142由于触摸驱动电极86和触摸感应电极178(其可包括例如黑基质/触摸 感应电极80)之间的相互作用而出现。应当注意到，有时在这里使用的术语“线” 和“电极”简单地指导电路径，而不意欲限制为严格线性的结构。而且，术语“线” 和“电极”可以包含改变方向的不同大小、形状、材料和区域的路径。触摸驱动 电极86可以被来自触摸控制器162的驱动器逻辑电路168的触摸驱动信号172 而驱动。

当一物体(例如手指)接近于触摸驱动电极86和触摸感应电极178的交汇 处时，感应线178可以对触摸驱动信号172作出不同响应。结果是物体的出现 可以被触摸驱动像素142“看见”。也就是，导致的在触摸感应电极178中产生的 感应信号174可以通过触摸控制器162中的感应通道164被发送。以这种方式， 触摸驱动电极86和触摸感应电极178可以形成电容性感应节点或触摸像素142。 应当理解，各个触摸驱动电极86和触摸感应电极178可以由例如专门的触摸驱 动电极86和/或专门的触摸感应电极178而形成，和/或可以由显示器18的一条 或多条栅极线104、显示器18的一个或多个像素电极110、显示器18的一个或 多个公共电极112、显示器18的一条或多条源极线106、显示器18的一条或多 条漏极线118、或者这些元件的一些组合而形成。此外，显示器18的黑基质材 料的至少一些部分可以用作或者补充触摸驱动电极86和/或触摸感应电极178 (例如，黑基质/触摸感应电极80)。

图9和10表示可被用在显示器18中的各层的示意性侧视图，并大致表示 图4的实施例的例子。图9和10的例子示出了这些各层可以如何包括单元中/ 单元上触摸传感器20组件。图9和10的层包括在其上可形成TFT层66的TFT 玻璃基板层64、液晶层68、顶部玻璃基板70和高电阻层72。此外，触摸驱动 电极层86、电介质层88和黑基质/触摸感应电极80被示为在顶部玻璃基板70 的向内侧形成。图9和10的各层被示为形成通过黑基质材料138(此处用黑基 质/触摸感应电极80表示)划界的红色像素102a和绿色像素102b。由于图9和 10的单元中/单元上触摸传感器20组件被形成在顶部玻璃基板70的向内侧，所 以与被形成在TFT玻璃基板64上相比，单元中/单元上触摸传感器20组件和显 示组件之间的电容耦合可以减少。同时，通过被形成在顶部玻璃基板70上而不 是作为单独的触摸传感器器件，单元中/单元上触摸传感器20可以减少在其他情 况下将出现的复杂性和/或重量。

注意图9和10的例子彼此不同之处在于，在图9中，上偏光层90和高电 阻层72可被形成在顶部玻璃基板70的向外侧，而在图10中，代替高电阻膜72 或除高电阻膜72之外，抗静电膜220可被形成在在顶部玻璃基板70的向外侧。 应当注意到，在可替代的实施例中，高电阻层72和/或抗静电膜220可被形成在 上偏光层90的与它们在图9和10中的各自位置相反的一侧。

在图9和10的例子中，黑基质/触摸感应电极80和触摸驱动电极86可以作 为单元中/单元上触摸传感器20组件操作。这样，触摸FPC84可以电连接到这 些组件，如示意性所示。因为单元中/单元上触摸传感器20组件被形成在顶部玻 璃基板70上，所以触摸FPC84可以被接合到顶部玻璃基板70。还可注意到， 黑基质/触摸感应电极80可以电连接到或可以不电连接到形成触摸感应电极178 的透光导电材料(例如，氧化铟锡(ITO))。以这种方式，黑基质/触摸感应 电极80可以降低透光导电触摸感应电极178的有效电阻。此外应注意到，一些 公共接地材料214(例如，银(Ag)膏)可以将高电阻层72和/或抗静电层220 保持在与触摸FPC84、显示FPC82和接地的任何其他单元中组件相同的地电 势处。

显示像素组件可以被形成在TFT层66中。可在TFT层66中存在的各层 和组件可以包括例如TFT108、滤色器层76(被示为红色成分的滤色器层(76a) 和绿色成分的滤色器层(76b))、像素电极110的指状物(fingers)和公共电 极112。TFT108可以包括例如栅极116、源极114和漏极118。可由绝缘材料 (例如，硅氧化物)形成的栅极绝缘体204和活性硅206可以被形成在栅极116 与源极114和/或漏极118之间。当将激活信号从显示FPC82提供给栅极116 时，活性硅206可允许电荷在源极114和漏极118之间流动，从而允许被施加 到源极114的数据信号到达漏极118。应当意识到，该数据信号也可从来自显示 FPC82的信号得到。显示FPC82可以被接合到TFT玻璃基板64，并以任何 适合的方式连接到栅极116和源极114。并且，如上所述，因为滤色器层76可 以由掺杂来滤出红光、蓝光或绿光的有机树脂形成，并可以具有约为4或更小 的介电常数，所以滤色器层76可用作在TFT108与像素电极110和公共电极 112之间的层间电介质层。

虽然未在图9和10中示出，漏极118电连接至像素102之一(例如，绿色 像素102b)的像素电极110的指状物。透光钝化层210可将像素电极110的指 状物与公共电极112电分离，从而允许在它们之间形成电场。基于当栅极116 被激活时提供给源极114的数据信号，电场可以调制液晶层68的液晶，以使受 控的光量透过绿色像素102b。应当意识到，顶部像素结构也可被应用到其他实 施例中。

在图9和10的例子中，黑基质/触摸感应电极80可以由任何适合的不透明 金属(例如，Cr/CrO_x、或任何其池盒属或其他与金属和有机黑基质的导电聚合 物或混合物等等)形成。当利用额外的触摸感应电极178时，黑基质/触摸感应 电极80可以降低这些触摸感应电极178的电阻，触摸感应电极178可由氧化铟 锡(ITO)形成，并且可具有比黑基质/触摸感应电极80材料高的电阻。

作为银(Ag)膏示出的公共接地材料214(但是其可由任何适合的导电材 料形成)可以用于向设置在TFT玻璃基板64上的元件和顶部玻璃基板70的组 件提供一致的地。例如，顶部玻璃基板70上的高电阻层72可以被维持在与显 示FPC82和触摸FPC84相同的地电势处。在一些实施例中，公共电极112电 压(Vcom)也可以通过使用接地导体214被保持在地电势处。

图11和12表示可被用在显示器18中的各层的示意性侧视图，并大致分别 表示图5和6的实施例的例子。图11和12的与出现在图9和10中的元件类似 的元件不再进一步讨论，但是应当理解，这些元件大致以同样的方式操作。图 11和12都包括在顶部玻璃基板70的向外侧形成的单元中/单元上触摸传感器20 组件和在顶部玻璃基板70的向内侧形成的屏蔽层92。

在图11中，触摸驱动电极86被示为在顶部玻璃基板70的向外侧形成，在 顶部玻璃基板70之上可以形成电介质层88。黑基质/触摸感应电极80可以被形 成在电介质层88之上。与高电阻和/或抗静电膜220耦接的上偏光层90可以被 形成在黑基质/触摸感应电极之上。因为单元中/单元上触摸传感器20组件可以 被形成在顶部玻璃基板70的向外侧，所以触摸FPC84可以被接合到顶部玻璃 基板70的向外侧。如图11示意性所示，触摸FPC84可以可操作地耦接到黑基 质/触摸感应电极80和触摸驱动电极86。

在图12中，黑基质/触摸感应电极80被示为在顶部玻璃基板70的向外侧形 成。电介质层88、触摸驱动电极86和与高电阻和/或抗静电膜220耦接的上偏 光层90可以被设置代黑基质/触摸感应电极80的单元上部分之上。在不直接设 置在显示像素单元之上的黑基面触摸感应电极80的外围部分中，触摸FPC84 可以被直接接合到黑基质/触摸感应电极80。如图12示意性所示，触摸FPC84 也可以可操作地耦接到触摸驱动电极86。

如图13的流程图250所示，制造图9和10所示的例子可以包括在TFT玻 璃基板64的向内侧形成TFT层66(框252)，以及在顶部玻璃基板70的向外 侧形成高电阻层72和/或抗静电膜220以及上偏光层90(框254)。此外，可以 在顶部玻璃基板70的向内侧形成触摸驱动电极86、电介质层88和黑基质/触摸 感应电极80(框256)。然后，当TFT玻璃基板64和顶部玻璃基板70被结合 时，可以将液晶层68设置在它们的向内侧之间(框258)。

类似地，如图14的流程图230所示，制造如图11和12所述的例子可以包 括在TFT玻璃基板64的向内侧形成TFT层66(框232)。此外，可以在顶部 玻璃基板的向内侧形成屏蔽层92(框233)。并且，可以在顶部玻璃基板70的 向外侧形成黑基质/触摸感应电极80、电介质层88和触摸驱动电极86、以及高 电阻层72和/或抗静电层220(框234)。然后，当TFT玻璃基板64和顶部玻 璃基板70被结合时，可以将液晶层68设置在它们的向内侧之间(框236)。

根据实施例，提供了一种电子显示器面板，包括：在下基板的向内侧之上 形成的薄膜晶体管层，薄膜晶体管层至少部分地通过形成在薄膜晶体管层中的 基于有机树脂的滤色器层而形成，其中滤色器层包括多种颜色，以及其中电子 显示器的多个显示像素中的每一个包括所述多种颜色之一；在顶部玻璃基板的 向外侧之上形成的触摸传感器层，触摸传感器层至少部分地通过如下形成：在 顶部玻璃基板的向外侧之上形成的触摸驱动电极；在顶部玻璃基板的向外侧之 上形成的电介质层；以及在顶部玻璃基板的向外侧之上形成的黑基质材料，其 中黑基质材料被配置为将所述多个显示像素分开以及减少通过所述多个显示像 素中的一个的光通过所述多个显示像素中的另一个的量，以及其中黑基质材料 的至少一部分包括被配置为用作电子显示器的触摸传感器的组件的导电材料； 以及设置在上基板的向内侧和下基板的向内侧之间的液晶层。

根据实施例，触摸传感器层至少部分地以上述顺序形成。

根据实施例，触摸传感器层至少部分地通过如下形成：直接在顶部玻璃基 板的向外侧形成的触摸驱动电极；直接在触摸驱动电极上形成的电介质层；以 及直接在电介质层上形成的黑基质材料。

根据实施例，触摸传感器层至少部分地通过如下形成：直接在顶部玻璃基 板的向外侧形成的黑基质材制；直接在黑基质材料上形成的电介质层；以及直 接在电介质材料上形成的触摸驱动电极。

根据实施例，电子显示器面板包括在顶部玻璃基板的向内侧形成的屏蔽层， 其中屏蔽层被配置为减少薄膜晶体管层和触摸传感器层之间的电容耦合。

根据实施例，触摸传感器层部分地通过在顶部玻璃基板的向外侧之上形成 的高电阻膜或抗静电膜或高电阻膜和抗静电膜两者而形成。

根据实施例，提供了一种电子显示器面板，包括：至少部分地通过形成薄 膜晶体管层中的基于有机树脂的滤色器层而在下基板的向内侧之上形成的薄膜 晶体管层；至少部分地通过如下在上基板的向内侧之上形成的触摸传感器层： 在上基板的向内侧之上形成的第一多个触摸传感器电极；在所述第一多个触摸 传感器电极之上形成的电介质层；以及在电介质层之上形成的第二多个触摸传 感器电极，其中所述第二多个触摸传感器电极包括黑基质材料的至少一部分， 其中黑基质材料被配置为屏蔽电子显示器的显示像素之间的光；以及设置在上 基板的向内侧和下基板的向内侧之间的液晶层。

根据实施例，所述第二多个触摸传感器电极包括由基本上透明的导电材料 和黑基质材料的所述至少一部分形成的多个触摸感应电极。

根据实施例，电子显示器面板包括在上基板的向外侧之上形成的高电阻膜 或抗静电膜或高电阻膜和抗静电膜两者。

根据实施例，电子显示器面板包括一个或多个导体，所述一个或多个导体 被配置为将高电阻膜或抗静电膜或高电阻膜和抗静电膜两者、触摸传感器柔性 电路板、以及显示触摸柔性电路板接到相同的地电势。

根据实施例，电子显示器面板包括在高电阻膜或抗静电膜或高电阻膜和抗 静电膜两者之上或之下形成的偏光层。

根据实施例，提供了一种电子显示器，包括如上所述的任何电子显示器面 板。

根据实施例，提供了一种电子设备，包括如上所述的任何电子显示器。

通过例子的方式示出了上述特定实施例，并且应当理解，这些实施例可以 易受到各种修改和替代形式的影响。此外，应当理解，权利要求不意欲限制为 所公开的特定形式，而是覆盖落入本发明的精神和范围之内的所有修改、等价 物和替代方式。