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TW201405180A - 彩色濾光片基板、觸控式液晶顯示面板及裝置 - Google Patents

彩色濾光片基板、觸控式液晶顯示面板及裝置 Download PDF

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TW201405180A
TW201405180A TW101128342A TW101128342A TW201405180A TW 201405180 A TW201405180 A TW 201405180A TW 101128342 A TW101128342 A TW 101128342A TW 101128342 A TW101128342 A TW 101128342A TW 201405180 A TW201405180 A TW 201405180A
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Ho-Chien Wu
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Shih Hua Technology Ltd
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Abstract

本發明提供一種彩色濾光片基板、觸控式液晶顯示面板及裝置。該彩色濾光片基板包括公共電極層及透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣交疊並配合形成電容式觸控結構。

Description

彩色濾光片基板、觸控式液晶顯示面板及裝置
本發明係關於一種用於觸控式液晶顯示裝置的彩色濾光片基板、觸控式液晶顯示面板及觸控式液晶顯示裝置。
隨著液晶顯示技術的蓬勃發展及製造成本的日益降低，具有輻射低、厚度小、功耗低等優點的液晶顯示裝置越來越受到消費者的青睞，因此被廣泛地應用在電子產品中。為了符合現代人對於更加便利、更加直觀的人機界面的需要，近年來市場上逐漸推出各種各樣具有觸控功能的液晶顯示裝置，即觸控式液晶顯示裝置。
觸控式液晶顯示幕一般可以分為外置式和內嵌式兩種；其中，外置觸控式液晶顯示幕是在傳統的液晶顯示幕基礎上通過黏接等方式附加一觸控屏，從而將觸控功能和顯示功能集成。關於外置式觸控式液晶顯示幕中的液晶顯示器與所述觸摸屏的整合方案，主要包括雙層玻璃結構(Glass-on-Glass)以及單片玻璃式(OGS, One Glass Solution)兩種結構，然而，先前技術都是將觸摸屏直接設置在液晶模組上方，因為無論雙層玻璃結構或者單片玻璃式結構，這種設置方式因玻璃結構而使厚度增加，使得採用該彩色濾光片基板的觸控式液晶顯示幕的厚度較大，難於滿足觸控式液晶顯示幕日益薄型化的發展趨勢。
鑒於以上內容，有必要提出一種薄型化的用於觸控式液晶顯示裝置的彩色濾光片基板。
也有必要提供一種薄型化的觸控式液晶顯示面板及觸控式液晶顯示裝置。
一種用於觸控式液晶顯示面板的彩色濾光片基板，其包括公共電極層及透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣交疊並配合形成電容式觸控結構。
一種觸控式液晶顯示面板，其包括第一基板、與該第二基板相對設置的第二基板及夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶層，該第一基板包括公共電極層及透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣重疊並配合形成電容式觸控結構。
一種觸控式液晶顯示裝置，其包括顯示面板、背光模組及驅動電路，該背光模組用於為該顯示面板提供平面光，該驅動電路用於感測施加到該顯示面板的觸控動作並控制及驅動該顯示面板顯示畫面，該顯示面板包括第一基板、與該第二基板相對設置的第二基板及夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶層，該第一基板包括公共電極層及透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣交疊並配合形成電容式觸控結構。
與先前技術相比較，本發明彩色濾光片基板及採用該基板的觸控式液晶顯示面板與裝置中，該透明導電層與用於與畫素電極配合來驅動液晶的複數公共電極配合形成電容式觸控結構，從而電容式觸控屏至少可以省掉一層透明導電層，進而該彩色濾光片基板及採用該基板的觸控式液晶顯示面板與裝置的厚度較低。
請參閱圖1，圖1是本發明觸控式液晶顯示面板的立體結構示意圖。該觸控式液晶顯示面板100包括第一基板110、與該第一基板110相對設置的第二基板120及夾於該第一基板110與該第二基板120之間的液晶層130。該第一基板110為彩色濾光片基板（也稱上基板），其包括透明導電層111、上偏光片112、第一基底113、彩色濾光片114、公共電極層115及上配向層116。該第二基板120包括下配向層121、驅動層122、第二基底123及下偏光片124。
該第一基底113可以為玻璃基底，為方便描述，將該第一基底113遠離該液晶層130的一側定義第一側，將該第一基底113鄰近該液晶層130且與該第一側相反的一側定義為第二側。該上偏光片112與該透明導電層111設置於該第一基底113的第一側。具體地，本實施例中，該上偏光片112設置於該第一基底113遠離該液晶層130的表面上，該透明導電層111設置於該上偏光片112遠離該液晶層130的一側。
本實施方式中，該彩色濾光片114、該公共電極層115及該上配向層116均設置於該第一基底113的鄰近該液晶層130的一側（即該第二側）。然而，需要說明的是，在一變更實施方式中，該彩色濾光片114也可以設置於該第一基底113的第一側，且夾於該上偏光片112與該第一基底113之間。優選地，如圖1所示，該彩色濾光片114設置於該第一基底113鄰近該液晶層130的表面上，該公共電極層115設置於該彩色濾光片114的鄰近該液晶層130的一側，該上配向層116設置於該公共電極層115鄰近該液晶層130的一側。
該第二基底123也可以為玻璃基底。該驅動層122為薄膜電晶體驅動層，該驅動層122用於配合該公共電極層115驅動該液晶層130中的液晶分子。優選地，該下配向層121與該驅動層122均設置於該第二基底123鄰近該液晶層130的一側，其中，該驅動層122設置於該第二基底123鄰近該液晶層130的表面上，該下配向層121設置於該驅動層122鄰近該液晶層130的一側。該下偏光片124設置於該第二基底123的遠離該液晶層130的一側，具體地，該下偏光片124可以貼附於該第二基底123遠離該液晶層130的表面上。
請參閱圖2，圖2是圖1所示的第一基板110的立體分解示意圖。該透明導電層111為一連續的面狀的透明導電層。其中，該透明導電層111具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，優選地，該透明導電層111為奈米碳管導電層。請參閱圖3，圖3是奈米碳管導電層的結構示意圖。該奈米碳管導電層可以包括複數奈米碳管1110，該複數奈米碳管1110均沿該第一方向X擇優取向，且每一奈米碳管1110與相鄰的奈米碳管1110通過範德華力首尾相連。其中，該透明導電層111可以先與該上偏光片112通過黏接的方式結合於一體，再與該上偏光片112一起黏接於該第一基底113的遠離該液晶層130的表面上。
本實施例中，該第一基板110還包括複數沿該第二方向Y間隔排列探測電極117。其中，該第一方向X與該第二方向Y垂直。該複數探測電極117設置在該透明導電層111的一側，並與該透明導電層111電連接，該複數探測電極117用於與外部觸摸感測電路電連接。
該公共電極層115包括複數間隔設置公共電極1150，該複數公共電極1150不僅用於與位於該第二基板120的驅動層122共同驅動液晶層130，而且由於該公共電極層115與該透明導電層111絕緣交疊，因此該公共電極層115還用於與該透明導電層111配合形成電容式觸控結構。可以理解，本實施方式中，該第一基底113、該彩色濾光片114及該上偏光片112均作為該透明導電層111與該複數公共電極1150構成的電容式觸控結構的絕緣的電介質層。當然，在一種變更實施方式中，該彩色濾光片114可以位於該公共電極層115與該上配向層116之間，此時，該第一基底113與該上偏光片112作為該電容式觸控結構的絕緣的電介質層。
在另外一種變更實施方式中，該公共電極層115也可以位於該第一基底113遠離該液晶層一側，且位於該彩色濾光片114與該第一基底113之間，由此，該複數公共電極1150構成的電容式觸控結構的絕緣的電介質層包括該上偏光片112及該彩色濾光片114。又或者，該公共電極層115位於該彩色濾光片114與該上偏光片112之間，由此，該複數公共電極1150構成的電容式觸控結構的絕緣的電介質層包括該上偏光片112。
具體地，該複數公共電極1150均沿第二方向Y延伸，且與該透明導電層111絕緣交疊從而定義複數交疊電容。該複數公共電極1150的材料與該透明導電層111不同，且每個公共電極1150沿各個方向的導電率可以基本相同。具體地，該複數公共電極1150的材料為氧化銦錫或氧化銦鋅。
該彩色濾光片114包括呈矩陣排布的複數濾光單元，其中該複數濾光單元分為紅色濾光單元R、綠色濾光單元G及藍色濾光單元B。本實施例中，每個公共電極1150對應一行濾光單元，也就是說，每行濾光單元與對應的一個公共電極1150在垂直於該第一基板110的方向上的投影交疊。
請參閱圖4，圖4是圖1所示的觸控式液晶顯示面板100的第二基板120的驅動層122的示意圖。該驅動層122包括複數相互平行的掃描線125、複數與該複數掃描線125垂直絕緣相交的資料線126及複數該複數掃描線125與該複數資料線126相交界定的呈矩陣排列的畫素區域127，每一畫素區域127包括一薄膜電晶體128、及與薄膜電晶體128連接的畫素電極129。其中，該複數掃描線125沿該第二方向Y延伸，而該複數資料線126均沿該第一方向X延伸。
請參閱圖5，圖5是該驅動層122與該複數公共電極1150的對應關係示意圖。優選地，該驅動層122的每行畫素區域127與一個公共電極1150相對應，換句話說，該公共電極1150的個數與該複數畫素區域127的行數相等，每個公共電極1150與對應的一行畫素區域127在垂直於該第一基板110的方向上的投影交疊。由於每個公共電極1150與對應的一行畫素區域127在垂直於該第一基板110的方向上的投影交疊，並且每行濾光單元RGB與對應的一個公共電極在垂直於該第一基板110的方向上的投影交疊，可以理解，該複數呈矩陣排列的畫素區域127與該複數呈矩陣排列濾光單元一一對應。
下面介紹該觸控式液晶顯示面板100的觸控偵測以及畫面顯示原理。
該觸控式液晶顯示面板100工作時，該複數公共電極1150交替被施加觸摸掃描信號及公共電壓信號。該公共電極層115的複數公共電極1150被施加該觸摸掃描信號的時間段可以定義為觸摸偵測時段T1，該公共電極層115的複數公共電極1150被施加該公共電壓信號的時間段可以定義為顯示驅動時段T2。一實施方式中，為了提高動態顯示效果，該顯示驅動時段T2可以被分為圖像顯示時段T2a及黑畫面顯示時段T2b（也稱為插黑時段），此時該觸摸偵測時段T1可以與該插黑時段T2b重疊，即利用液晶顯示面板100的插黑時段同時施加觸摸掃描信號及公共電壓信號至該複數公共電極1150。換句話說，在該觸摸偵測時段T1，該觸控式液晶顯示面板100顯示插黑畫面。
請參閱圖6，圖6是施加到複數公共電極1150的觸摸掃描信號的示意圖。當該觸控式液晶顯示面板100處於觸摸偵測時段，該複數公共電極1150依序被施加觸摸掃描信號，一觸摸感測電路(圖未示)通過該複數探測電極探測該透明導電層111的電壓變化即可判斷施加到該公共電極層115與該透明導電層111形成的電容式觸控結構上的觸控動作的位置。
請參閱圖7，圖7是複數公共電極1150被施加的公共電壓信號的示意圖。當該觸控式液晶顯示面板100處於顯示驅動時段，該複數公共電極1150同時被施加交流的公共電壓信號，該複數公共電極1150配合設置於該第二基板120的畫素電極129驅動該液晶層130中的液晶分子旋轉，從而使得該觸控式液晶顯示面板100顯示各種灰階畫面。
與先前技術相比較，本發明觸控式液晶顯示面板100中，該透明導電層111與（用於與畫素電極129配合來驅動液晶的）該複數公共電極配合形成電容式觸控結構，從而電容式觸控屏至少可以省掉一層透明導電層，進而該觸控式液晶顯示面板100及其彩色濾光片基板（即該第一基板110）的厚度較低。
進一步地，該透明導電層111可以為奈米碳管導電層。該奈米碳管導電層可以先與該上偏光片112結合於一體，再與該上偏光片112一起黏接於該第一基底113的遠離該液晶層130的表面上，使得該透明導電層111無需承載基板，從而該第一基板110及觸控式液晶顯示面板100的厚度進一步降低。
請參閱圖8，圖8是本發明觸控式液晶顯示裝置10的電路方框示意圖。該觸控式液晶顯示裝置10包括顯示面板14、背光模組15及驅動電路16。該背光模組15用於為該顯示面板14提供平面光。該驅動電路16用於感測施加到該顯示面板14的觸控動作並控制及驅動該顯示面板14顯示畫面。
具體地，該顯示面板14採用圖1所示的觸控式液晶顯示面板100。該驅動電路16包括顯示驅動電路17、觸摸偵測電路18及處理器19。該顯示驅動電路17用於提供公共電壓信號及畫素電極信號至該顯示面板14以驅動該顯示面板14顯示畫面，該顯示驅動電路17還用於施加觸摸掃描信號至該顯示面板14的複數公共電極1150。該觸摸偵測電路18電連接該複數探測電極117，用於通過該複數探測電極117探測該透明導電層111的電壓變化，來判斷施加到該公共電極層115與該透明導電層111形成的電容式觸控結構上的觸控動作的位置。該處理器19用於依據該觸摸偵測電路18的判斷結果通過該顯示驅動電路17控制該顯示面板14回應該觸控動作（即顯示相應的畫面）。
該觸控式液晶顯示裝置10由於採用圖1所示的觸控式液晶顯示面板100，因此厚度較低。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施例為限，該舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．觸控式液晶顯示面板
110．．．第一基板
120．．．第二基板
130．．．液晶層
111．．．透明導電層
112．．．上偏光片
113．．．第一基底
114．．．彩色濾光片
115．．．公共電極層
116．．．上配向層
117．．．探測電極
121．．．下配向層
122．．．驅動層
123．．．第二基底
124．．．下偏光片
1110．．．奈米碳管
1150．．．公共電極
R．．．紅色濾光單元
G．．．綠色濾光單元
B．．．藍色濾光單元
125．．．掃描線
126．．．資料線
127．．．畫素區域
128．．．薄膜電晶體
129．．．畫素電極
X．．．第一方向
Y．．．第二方向
T1．．．觸摸偵測時段
T2．．．顯示驅動時段
10．．．觸控式液晶顯示裝置
14．．．顯示面板
15．．．背光模組
16．．．驅動電路
17．．．顯示驅動電路
18．．．觸摸偵測電路
19．．．處理器
圖1是本發明觸控式液晶顯示面板的立體結構示意圖。
圖2是圖1所示的觸控式液晶顯示面板的第一基板的立體分解示意圖。
圖3是奈米碳管導電層的結構示意圖。
圖4是圖1所示的觸控式液晶顯示面板的第二基板的驅動層的示意圖。
圖5是圖4所示的驅動層與圖2所示的第一基板的複數公共電極的對應關係示意圖。
圖6是施加到圖2所示的第一基板的複數公共電極的觸摸掃描信號的示意圖。
圖7是施加到圖2所示的第一基板的複數公共電極的公共電壓信號的示意圖。
圖8是本發明觸控式液晶顯示裝置的電路方框示意圖。
110．．．第一基板
111．．．透明導電層
112．．．上偏光片
113．．．第一基底
114．．．彩色濾光片
115．．．公共電極層
116．．．上配向層
117．．．探測電極
1150．．．公共電極
Y．．．第二方向

Claims (31)

  1. 一種用於觸控式液晶顯示面板的彩色濾光片基板，其包括公共電極層，其中，該基板還包括透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣交疊並配合形成電容式觸控結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其中，該公共電極層的材料包括氧化銦錫或氧化銦鋅。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其中，該第一方向與該第二方向垂直。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其中，該透明導電層為奈米碳管導電層，該奈米碳管導電層的奈米碳管均沿該第一方向擇優取向延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其中，該基板還包括基底，該公共電極層設置於該基底的第一側，該透明導電層設置於該基底的與該第一側相反的第二側。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其進一步包括上偏光片，其中，該上偏光片設置於該基底與該透明導電層之間，進而該複數公共電極與該透明導電層配合形成的電容式觸控結構的電介質層包括該基底及該上偏光片。
  7. 如申請專利範圍第６項所述的基板，其進一步包括彩色濾光片，其中，該彩色濾光片設置於該基底與該公共電極層之間，該電容式觸控結構的電介質層進一步包括該彩色濾光片。
  8. 如申請專利範圍第７項所述的基板，其中，該彩色濾光片包括複數呈矩陣排布的濾光單元，其每個公共電極對應一行濾光單元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的基板，其中，該基板還包括複數探測電極，該複數探測電極沿該第二方向間隔排列在該透明導電層的一側並與該透明導電層電連接。
  10. 一種觸控式液晶顯示面板，其包括第一基板、與該第二基板相對設置的第二基板及夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶層，該第一基板包括公共電極層，其中，該第一基板還包括透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣重疊並配合形成電容式觸控結構。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，該公共電極層的材料包括氧化銦錫或氧化銦鋅。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，該第一方向與該第二方向垂直。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，該透明導電層為奈米碳管導電層，該奈米碳管導電層的奈米碳管均沿該第一方向擇優取向延伸。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，該第一基板還包括基底，該公共電極層設置於該基底與該液晶層之間，該透明導電層設置於該基底遠離該液晶層一側。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的觸控式液晶顯示面板，其進一步包括上偏光片，其中，該上偏光片設置於該基底與該透明導電層之間，進而該複數公共電極與該透明導電層配合形成的電容式觸控結構的電介質層包括該基底及該上偏光片。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，該第二基板鄰近液晶層一側設置複數掃描線、複數與該複數掃描線絕緣相交的資料線及複數該複數掃描線與該複數資料線相交界定的呈矩陣排列的畫素區域，每一畫素區域包括一畫素電極，其中該複數掃描線與該公共電極的延伸方向相同，該複數資料線均沿該第一方向延伸。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的觸控式液晶顯示面板，其中，每一個公共電極對應一行畫素區域。
  18. 一種觸控式液晶顯示裝置，其包括顯示面板、背光模組及驅動電路，該背光模組用於為該顯示面板提供平面光，該驅動電路用於感測施加到該顯示面板的觸控動作並控制及驅動該顯示面板顯示畫面，該顯示面板包括第一基板、與該第二基板相對設置的第二基板及夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶層，該第一基板包括公共電極層，其中，該第一基板還包括透明導電層，該透明導電層具有導電各向異性且沿第一方向的導電率大於其他方向的導電率，該公共電極層包括複數間隔設置且均沿第二方向延伸的公共電極，該複數公共電極與該透明導電層絕緣交疊並配合形成電容式觸控結構。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該公共電極層的材料包括氧化銦錫或氧化銦鋅。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第一方向與該第二方向垂直。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該透明導電層為奈米碳管導電層，該奈米碳管導電層的奈米碳管均沿該第一方向擇優取向延伸。
  22. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第一基板還包括基底，該公共電極層設置於該基底與該液晶層之間，該透明導電層設置於該基底遠離該液晶層一側。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第一基板進一步包括上偏光片，該上偏光片設置於該基底與該透明導電層之間，進而該複數公共電極與該透明導電層配合形成的電容式觸控結構的電介質層包括該基底及該上偏光片。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第一基板進一步包括彩色濾光片，該彩色濾光片設置於該基底與該公共電極層之間，該電容式觸控結構的電介質層進一步包括該彩色濾光片。
  25. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第一基板還包括複數探測電極，該複數探測電極沿該第二方向間隔排列在該透明導電層的一側並與該透明導電層電連接。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該第二基板鄰近液晶層一側設置複數掃描線、複數與該複數掃描線絕緣相交的資料線及複數該複數掃描線與該複數資料線相交界定的呈矩陣排列的畫素區域，每一畫素區域包括一畫素電極，其中該複數掃描線與該公共電極的延伸方向相同，該複數資料線均沿該第一方向延伸。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，每一個公共電極對應一行畫素區域。
  28. 如申請專利範圍第18項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該觸控式液晶顯示裝置還包括觸控偵測電路，該觸控偵測電路與該複數探測電極電連接，用於通過偵測該複數探測電極的電壓變化來判斷施加到該公共電極層與該透明導電層形成的電容式觸控結構上的觸控動作的位置。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的觸控式液晶顯示裝置，其中，該公共電極層被交替施加公共電壓信號及觸摸掃描信號，當該公共電極層被施加該公共電壓信號，該公共電極層配合設置於該第二基板的畫素電極驅動該液晶層以顯示畫面；當該公共電極被施加該觸摸掃描信號，該公共電極層與該透明導電層配合偵測觸控動作。
  30. 如申請專利範圍第29項所述的觸控式液晶顯示裝置，其特徵在於: 該公共電極層的複數公共電極被施加該觸摸掃描信號的時間段可以定義為觸摸偵測時段，在該觸摸偵測時段，該複數公共電極依次被施加掃描信號；該公共電極層的複數公共電極被施加該公共電壓信號的時間段可以定義為顯示驅動時段，在該顯示驅動時段，該複數公共電極同時被施加交流的公共電壓信號。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的觸控式液晶顯示裝置，其特徵在於: 在該觸摸偵測時段，該觸控式液晶顯示裝置顯示插黑畫面。
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