CN102902390B

CN102902390B - 触控面板

Info

Publication number: CN102902390B
Application number: CN201110213001.0A
Authority: CN
Inventors: 吴许合; 林松君; 阮一中; 叶长青
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: CN102902390A

Abstract

本发明是有关于一种触控面板，包括一触控装置与一显示装置。触控装置包括图案化、透明的第一导电层，其包括一感应图案与一防护图案，其中感应图案作为触控装置的一感应层，防护图案作为显示装置的一静电保护层。

Description

触控面板

技术领域

本发明涉及一种触控面板，特别是涉及一种低成本的触控面板。

背景技术

触控面板(touch panel)结合了触控技术与显示技术，而普遍应用于电子装置，例如电脑或手机中，同时作为输入与显示之用。触控面板可分为外挂式触控面板(on cell touch panel)与内嵌式触控面板(in cell touchpanel)两种。外挂式触控面板包括一触控装置与一显示装置；前者通常具有许多透明导线形成触控感应单元(touch sensor)，后者例如一液晶显示器。内嵌式触控面板则是将触控感应单元或光感应单元(photo sensor)，结合于液晶显示器的像素结构中。因为工艺步骤增加，外挂式触控面板的制造成本通常较高。图1与图2说明制造成本增加的原因，其中图1为一种现有习知边界电场切换液晶显示器(Fringe Field Switching，FFS)的剖面图，图2显示在图1的显示器上制作一触控装置。首先参见图1，边界电场切换液晶显示器主要具有一下基板10、一上基板20，以及一液晶层30设置于两基板(1、11)之间。在下基板10的内表面，一共通电极11(counterelectrode)设置于下基板10上；一栅极绝缘层12设置于共通电极11上；多个像素电极13设置于栅极绝缘层12上；以及一配向层14覆盖多个像素电极13。共通电极11与像素电极13通常是由透明导电材质，例如氧化铟锡(Indium tin oxide)制成，用于驱动液晶层30，且共通电极11与像素电极13之间的距离，小于上基板20与下基板10之间的距离。另外，下基板10还具有呈正交设置、但未绘出的多条扫描线(gate line)与数据线(dataline)以定义出多个像素单元，以及一薄膜晶体管设置于扫描线与数据线的交界区域。在上基板20的内表面，多个黑矩阵21形成在上基板20的内表面；多个彩色滤光层22，包括红(R)、绿(G)、蓝(B)滤光层，分别设置于黑矩阵21之间；一覆盖层23(over coating)形成于黑矩阵21与彩色滤光层22上，以保护彩色滤光层22并使平坦化；一配向层24形成于覆盖层23上。另外，于下基板10与上基板20的外表面上，通常设置有偏光板(未图示)。当共通电极11与像素电极13具有不同电压，可产生一边缘电场(fringefield)驱动液晶。但是由于两电极(11、13)都设置于下基板10上，会有静电产生的问题；因此，通常会在上基板20的外表面，形成一透明导电层25，例如氧化铟锡，作为静电防护层25。接着参见图2，如果要在边界电场切换液晶显示器(FFS)上形成触控感应单元(touch sensor)，必须先形成一绝缘层40或覆盖层40以隔离透明导电层25，接着依序形成透明导电层41、绝缘层42、透明导电层43、保护层44等等，以构成触控感应单元。由以上说明可知，因为结构层数增加，导致工艺步骤与材料增加，进而导致良率降低与制造成本增加。因此，有需要提出一种新的、成本较低的触控面板结构。

由此可见，上述现有的触控面板在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的触控面板，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种触控面板，具有较低的制造成本。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种触控面板，其包括：一触控装置，用于侦测一触控位置；一显示装置，位于该触控位置下方；其中该触控装置包括一图案化、透明的第一导电层，该第一导电层包括一第一感应图案与一防护图案，该第一感应图案作为该触控装置的一感应层，该防护图案作为该显示装置的一静电保护层；其中所述的显示装置包一画面周期，该画面周期包括一像素期间与一感应期间，该像素期间用于驱动该显示装置的一液晶层，且提供一防护电压给该防护图案，该感应期间用于提供一感应电压给该第一感应图案。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的触控面板，其还包括：一透明的覆盖层，位于该第一导电层上；一图案化、透明的第二导电层，位于该覆盖层上；该第一导电层、该覆盖层、该第二导电层构成该触控装置的一触控感应单元。

前述的触控面板，其中所述的第二导电层包括一第二感应图案与一浮接图案。

前述的触控面板，其中所述的第二感应图案包括多个呈平行排列、且彼此间没有电性连接的感应图案导线；该浮接图案包括多个呈平行排列、且并未连接电源的浮接次图案，该浮接次图案设置于该感应图案导线之间。

前述的触控面板，其中所述的第一感应图案包括多个呈平行排列、且彼此间没有电性连接的感应图案导线；该防护图案包括多个呈平行排列、彼此间电性连接的防护图案导线，该防护图案导线设置于该感应图案导线之间。

前述的触控面板，其中所述的防护图案还作为该第一感应图案的一浮接图案(dummy pattern)。

前述的触控面板，其中所述的显示装置包括一上基板、一下基板，以及一液晶层位于该上基板与该下基板之间，且该第一导电层位于该上基板相对于该下基板的外表面上。

前述的触控面板，其中所述的下基板包括一共通电极与多个像素电极。

前述的触控面板，其中所述的显示装置包括一边界电场切换液晶显示器(FFS)或一共平面切换液晶显示器显示器(IPS)。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明触控面板至少具有下列优点及有益效果：本发明相较于现有习知技术可减少至少两个结构层，进而提升良率、降低制造成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为一种现有习知边界电场切换液晶显示器(Fringe FieldSwitching，FFS)的剖面图。

图2显示在图1的显示器上制作一触控装置示意图。

图3显示本发明较佳实施例触控面板的剖面图。

图4为图3中第一导电层的仰视图。

图5为图3中第二导电层的仰视图。

图6为图3中结合第一导电层与第二导电层52的示意图。

图7A为图4至图6所示触控面板的驱动方法示意图。

图7B为图7A的一范例示意图。

1：显示装置 2：触控装置

10：下基板 11：共通电极

12：栅极绝缘层 13：像素电极

14：配向层 20：上基板

21：黑矩阵 22：彩色滤光层

23：覆盖层 24：配向层

25：透明导电层/静电防护层 30：液晶层

40：绝缘层/覆盖层 41：透明导电层

42：绝缘层 43：透明导电层

44：保护层 50：第一导电层

50a：感应图案 50b：防护图案

50c：导线 51：覆盖层

52：第二导电层 52a：感应图案

52b：浮接图案 53：保护层

d1，d2，d3：浮接次图案 G1，G2，G3…扫描线

S：狭缝 s1，s2，s3…防护图案导线

T：周期 T1：像素期间

TS：感应期间 VA：可视区域

V_G：栅极电极 V_S：感应电极

V_P：防护图案 x1，x2，x3…感应图案导线

y1，y2，y3…感应图案导线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控面板其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图3显示本发明较佳实施例触控面板的剖面图，其包括一触控装置2与一显示装置1。首先说明触控装置2的元件。一图案化、透明的第一导电层50，其材质例如氧化铟锡，被形成于一显示装置1上。一透明的覆盖层51，例如环氧树脂、压克力树脂类，或其他绝缘材质，或正/负型光阻，被形成于第一导电层50上。一图案化、透明的第二导电层52，其材质例如氧化铟锡，被形成于第一覆盖层51上。一硬度较高的保护层53，被形成于第二导电层52上方。第一导电层50、覆盖层51、第二导电层52构成触控装置2的触控感应单元。

另外，在保护层53上方可能还有未绘出的覆盖镜片(cover lens)，其材质例如聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate，PET)，以及一或多个绝缘层可能设置于覆盖镜片与保护层53之间。

接着说明显示装置1的元件，本实施例触控面板利用边界电场切换液晶显示器(FFS)作为显示装置1，但不限于此。显示装置1主要具有一下基板10、一上基板20，以及一液晶层30设置于两基板(1、11)之间。在下基板10的内表面，一共通电极11设置于下基板10上；一栅极绝缘层12设置于共通电极11上；多个像素电极13设置于栅极绝缘层12上；以及一配向层14覆盖多个像素电极13。共通电极11与像素电极13通常是由透明导电材质，例如氧化铟锡制成，用于驱动液晶层30，且共通电极11与像素电极13之间的距离，小于上基板20与下基板10之间的距离。另外，下基板10还具有呈正交设置、但未绘出的多条扫描线与数据线以定义出像素单元，以及一薄膜晶体管设置于扫描线与数据线的交界区域。

此外，在上基板20的内表面，多个黑矩阵21形成在上基板20的内表面；多个彩色滤光层22，包括红(R)、绿(G)、蓝(B)滤光层，分别设置于黑矩阵21之间；一覆盖层23(over coating)形成于黑矩阵21与彩色滤光层22上，以保护彩色滤光层22并使平坦化；一配向层24形成于覆盖层23上。另外，在下基板10与上基板20的外表面上，通常设置有偏光板(未图示)。

如前所述，因为共通电极11与像素电极13都设置于下基板10上，会有静电产生的问题。为解决此问题，第一导电层50被设计成兼具-触控感应与静电防护-两种功能。

图4至图7B说明如何使第一导电层50兼具两种功能，其中图4为图3中第一导电层50的仰视图，图5为图3中第二导电层52的仰视图，图6为图3中结合第一导电层50与第二导电层52的示意图，图7A为图4至图6所示触控面板的驱动方法示意图，图7B为图7A的一范例。

参见图4，在触控面板的一可视区域VA内，第一导电层50包括两个部分，一感应图案50a与一防护图案50b，且两者之间没有电性连接。感应图案50a由多条横向设置的导线(y1，y2，y3…)构成，其彼此间没有电性连接，但连接到相同的电压源。防护图案50b也是由多条横向设置的导线(s1，s2，s3…)构成，但彼此间经由设置于可视区域VA外的导线50c电性连接。不限于图3所示的形状，防护图案50b与感应图案50a被设计成使两者之间的狭缝S较小，且狭缝S1设置于黑矩阵21上方；另外，防护图案50b还作为感应图案50a的一种浮接图案(dummy pattern)；藉由上述设计，可避免使用者很容易区分具有导线(y1，y2，y3…)与不具有导线(y1，y2，y3…)的区域。

参见图5，在触控面板的可视区域VA内，第二导电层52包括两个部分，一感应图案52a与一浮接图案52b，且两者之间没有电性连接。感应图案52a由多条纵向设置的导线(x1，x2，x3…)构成，其彼此间没有电性连接，但连接到相同的电压源。浮接图案50b包括多条横向设置于导线(x1，x2，x3…)之间的浮接次图案(d1，d2，d3…)，且未连接电源。不限于图5所示的形状，感应图案52a与浮接图案52b被设计成使两者之间的狭缝S2较小，且狭缝S2较佳地设置于黑矩阵21上方。注意在本发明其他实施例，浮接图案52b可能被省略。

参见图6，第一导电层50的感应图案导线(y1，y2，y3…)与第二导电层52的感应图案导线(x1，x2，x3…)构成多个电容式或电阻式的触控感应单元；使用者的触碰位置会使其电容或电阻值产生变化。

注意在另一实施例，感应图案50a与防护图案50b可以是纵向设置、感应图案52a与浮接图案52b可以是横向设置。

参见图7A与图7B，其分别显示图4至图6所示触控面板的驱动方法与范例。在一个画面(frame)的周期T内，区分成像素期间T1与感应期间TS。在像素期间T1，依序提供一栅极电压VG于下基板10的扫描线(G1，G2，G3…)，使其所连接的薄膜晶体管被打开，以写入像素电压于所连接的像素电极13。同时，提供一共通电极电压VC于共通电极11。同时，提供一防护电压VP，经由导线50c，提供给防护图案50b，使第一导电层50具有静电防护功能。在感应期间TS内，有规则地提供导线(y1，y2，y3…)与导线(x1，x2，x3…)等一感应电压VS，使第一导电层50与第二导电层52提供触控感应功能。值得注意的是，图7B所示仅为范例，根据显示装置模式，以及触控感应单元的结构与原理，可有各种不同的驱动方法。

以上实施例应用于如图1的边界电场切换液晶显示器，主要发明概念是将原有的静电防护层25图案化并分为两部分，再搭配驱动方式使其中一部分作为触控感应单元(touch sensor)的一感应层，另一部分作为静电防护层，如此相较于现有习知技术可减少至少两个结构层，进而提升良率、降低制造成本。根据相同原理，本发明的概念也可应用于具有静电防护层的其他类型显示装置，较佳为广视角模式液晶显示器，例如共平面切换液晶显示器(In-Plane Switching mode，IPS)。

上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种触控面板，其特征在于其包括：

一触控装置，用于侦测一触控位置；

一显示装置，位于该触控位置下方；

其中该触控装置包括一图案化、透明的第一导电层，该第一导电层包括一第一感应图案与一防护图案，该第一感应图案作为该触控装置的一感应层，该防护图案作为该显示装置的一静电保护层；

其中所述的显示装置包括一画面周期，该画面周期包括一像素期间与一感应期间，该像素期间用于驱动该显示装置的一液晶层，且提供一防护电压给该防护图案，该感应期间用于提供一感应电压给该第一感应图案。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于其还包括：

一透明的覆盖层，位于该第一导电层上；

一图案化、透明的第二导电层，位于该覆盖层上；

该第一导电层、该覆盖层、该第二导电层构成该触控装置的一触控感应单元。

3.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于其中所述的第二导电层包括一第二感应图案与一浮接图案。

4.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于其中所述的第二感应图案包括多个呈平行排列、且彼此间没有电性连接的感应图案导线；该浮接图案包括多个呈平行排列、且并未连接电源的浮接次图案，该浮接次图案设置于该感应图案导线之间。

5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于其中所述的第一感应图案包括多个呈平行排列、且彼此间没有电性连接的感应图案导线；该防护图案包括多个呈平行排列、彼此间电性连接的防护图案导线，该防护图案导线设置于该感应图案导线之间。

6.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于其中所述的防护图案还作为该第一感应图案的一浮接图案。

7.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于其中所述的显示装置包括一上基板、一下基板，以及一液晶层位于该上基板与该下基板之间，且该第一导电层位于该上基板相对于该下基板的外表面上。

8.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于其中所述的下基板包括一共通电极与多个像素电极。

9.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于其中所述的显示装置包括一边界电场切换液晶显示器或一共平面切换液晶显示器显示器。