CN106201056A - 内嵌式互电容触控面板 - Google Patents

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CN106201056A CN201610332968.3A CN201610332968A CN106201056A CN 106201056 A CN106201056 A CN 106201056A CN 201610332968 A CN201610332968 A CN 201610332968A CN 106201056 A CN106201056 A CN 106201056A
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embedded mutual
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李昆倍
林依萦
江昶庆
许有津
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Abstract

本发明公开一种内嵌式互电容触控面板，包含多个像素。每个像素的一叠层结构包含一基板、一薄膜晶体管元件层、一液晶层、一彩色滤光层及一玻璃层。薄膜晶体管元件层设置于基板上。薄膜晶体管元件层内设置有一第一导电层及一共同电压电极。第一导电层以网格状排列或仅在内嵌式互电容触控面板的一有效区域内沿一第一方向排列。液晶层设置于薄膜晶体管元件层上方。彩色滤光层设置于液晶层上方。玻璃层设置于彩色滤光层上方。

Description

内嵌式互电容触控面板
技术领域
本发明与触控面板有关，尤其是关于一种内嵌式互电容触控面板(In-cellmutual-capacitive touch panel)。
背景技术
一般而言，电容式触控面板大致可依照其叠层结构的不同而分为数种不同型式，例如：内嵌式(In-cell)的电容式触控面板及On-cell的电容式触控面板。
请参照图1及图2，图1及图2分别为内嵌式的电容式触控面板及On-Cell的电容式触控面板的叠层结构示意图。如图1所示，On-Cell的电容式触控面板的叠层结构1由下至上依序是：基板10、薄膜晶体管(TFT)元件层11、液晶层12、彩色滤光层13、玻璃层14、触控感应层15、偏光片16、粘合剂17及上覆透镜18。如图2所示，内嵌式的电容式触控面板的叠层结构2由下至上依序是：基板20、薄膜晶体管(TFT)元件层21、触控感应层22、液晶层23、彩色滤光层24、玻璃层25、偏光片26、粘合剂27及上覆透镜28。
比较图1及图2可知：内嵌式的电容式触控面板将触控感应层22设置于液晶层23的下方，亦即设置于液晶显示模块之内；On-Cell的电容式触控面板则是将触控感应层15设置于玻璃层14的上方，亦即设置于液晶显示模块之外。相较于传统的单片式玻璃触控面板(One Glass Solution,OGS)及On-Cell的电容式触控面板，内嵌式的电容式触控面板可达成最薄化的触控面板设计，并可广泛应用于手机、平板电脑及笔记型电脑等可携式电子产品上。
因此，本发明提出一种内嵌式互电容触控面板及其布局，希望能通过其创新的布局方式降低阻值及寄生电容的影响，以提升内嵌式的互电容触控面板的整体效能。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种内嵌式互电容触控面板，以有效解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。
根据本发明的一具体实施例为一种内嵌式互电容触控面板。于此实施例中，内嵌式互电容触控面板包含多个像素(Pixel)。每个像素的一叠层结构包含一基板、一薄膜晶体管元件层、一液晶层、一彩色滤光层及一玻璃层。薄膜晶体管元件层设置于基板上。薄膜晶体管元件层内设置有一第一导电层及一共同电压电极(Common Electrode)。第一导电层以网格状(Mesh Type)排列或仅在内嵌式互电容触控面板的一有效区域(Active Area)内沿一第一方向排列。液晶层设置于薄膜晶体管元件层上方。彩色滤光层设置于液晶层上方。玻璃层设置于彩色滤光层上方。
于一实施例中，内嵌式互电容触控面板的触控电极包含一第一方向电极及一第二方向电极，其中第一方向电极由网格状排列的第一导电层所形成且第二方向电极由在有效区域内沿第一方向排列的第一导电层通过通孔(Via)电性连接共同电压电极所形成。
于一实施例中，第一方向电极与第二方向电极分别为驱动电极与感测电极或第一方向电极与第二方向电极分别为感测电极与驱动电极。
于一实施例中，在第一方向电极与第二方向电极之间设置有一多功能电极，多功能电极由在有效区域内沿第一方向排列的第一导电层通过通孔电性连接共同电压电极所形成。
于一实施例中，第一导电层形成于共同电压电极之后。
于一实施例中，第一导电层形成于共同电压电极之前。
于一实施例中，彩色滤光层包含一彩色滤光片(Color Filter)及一黑色矩阵光阻(Black Matrix Resist)，黑色矩阵光阻具有良好的光遮蔽性，第一导电层位于黑色矩阵光阻的下方。
于一实施例中，未形成触控电极的部分的第一导电层电性连接对应于第一方向电极的部分的共同电压电极，以降低共同电压电极的电阻电容负荷(RC loading)。
于一实施例中，薄膜晶体管元件层中还包含一原有导电层，原有导电层电性连接共同电压电极，以降低共同电压电极的电阻电容负荷。
于一实施例中，当叠层结构具有半源极驱动(Half Source Driving,HSD)架构时，叠层结构会额外多空出一源极线的空间可供薄膜晶体管元件层中的一原有导电层与第一导电层或共同电压电极电性连接。
于一实施例中，原有导电层与薄膜晶体管元件层中的一源极(Source)及一汲极(Drain)同时形成。
于一实施例中，第二方向电极通过走线于内嵌式互电容触控面板的一边缘区域(Border Area)与同一通道的第二方向电极电性相连。
于一实施例中，对应于第一方向电极的部分的共同电压电极于内嵌式互电容触控面板的一边缘区域与其他部分的共同电压电极电性相连。
于一实施例中，多功能电极通过走线于内嵌式互电容触控面板的一边缘区域与其他多功能电极电性相连。
于一实施例中，第二方向电极的走线均匀布置或分区布置不同数量。
于一实施例中，内嵌式互电容触控面板的有效区域被多功能电极于边缘区域的走线所围住。
于一实施例中，多个该第一方向电极分成一第一群电极与一第二群电极，且第一群电极的走线会穿过第二群电极，但不与第二群电极电性连接。
于一实施例中，第二群电极的两个第一方向电极彼此电性相连。
于一实施例中，对应于第一群电极的一部分的共同电压电极与对应于第二群电极的另一部分的共同电压电极同属于相同的共同电压电极区域或分属于不同的共同电压电极区域。
于一实施例中，当内嵌式互电容触控面板运作于一触控模式时，共同电压电极切换为一浮接(Floating)状态或施加与一触控感测信号同频、同幅或同相的一触控相关信号。
于一实施例中，内嵌式互电容触控面板的一触控模式与一显示模式分时驱动，并且内嵌式互电容触控面板利用显示周期的一空白区间(Blanking interval)运作于触控模式。
于一实施例中，空白区间包含一垂直空白区间(Vertical Blanking Interval,VBI)、一水平空白区间(Horizontal Blanking Interval,HBI)及一长水平空白区间(LongHorizontal Blanking Interval)中的至少一种，长水平空白区间的时间长度等于或大于水平空白区间的时间长度，长水平空白区间重新分配多个水平空白区间而得或长水平空白区间包含垂直空白区间。
于一实施例中，共同电压电极具有多个共同电压电极区域分别与内嵌式互电容触控面板的多个触控电极重叠，当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，多个触控电极依序施加多个触控感测信号且共同电压电极相对应地依序施加与多个触控感测信号同频、同幅或同相的多个触控相关信号，或是共同电压电极呈现浮接(Floating)状态。
于一实施例中，多个触控电极为驱动电极或感测电极。
相较于现有技术，根据本发明的内嵌式互电容触控面板具有下列优点及功效：
(1)触控感应电极及其走线的设计简单。
(2)布局方式不影响内嵌式触控面板原有的开口率。
(3)降低共同电压电极本身的电阻电容负荷(RC loading)。
(4)当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，同时控制共同电压电极以降低内嵌式互电容触控面板整体的电阻电容负荷。
(5)将触控模式与显示模式分时驱动以提升信号-信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1及图2分别为传统内嵌式的电容式触控面板及On-Cell的电容式触控面板的叠层结构示意图。
图3为本发明的一具体实施例的内嵌式互电容触控面板的叠层结构的剖面示意图。
图4为本发明的另一具体实施例的内嵌式互电容触控面板的叠层结构的剖面示意图。
图5为本发明的内嵌式互电容触控面板的像素设计的一实施例。
图6为本发明的内嵌式互电容触控面板的叠层结构具有半源极驱动(Half SourceDriving,HSD)架构的示意图。
图7为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第一实施例。
图8则为触控驱动电极(TX)沿垂直方向的通道数为24且触控感测电极(RX)沿水平方向的通道数为14的示意图。
图9为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第二实施例。
图10则为触控驱动电极(TX)沿水平方向的通道数为14且触控感测电极(RX)沿垂直方向的通道数为24的示意图。
图11为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第三实施例。
图12则为触控感测电极(RX)沿垂直方向的通道数为12且触控驱动电极(TX)沿水平方向的通道数为30的示意图。
图13A及图13B为内嵌式互电容网格触控电极的边缘可设计为直线或非直线的示意图。
图14为包含有多功能电极的内嵌式互电容网格触控电极设计的示意图。
图15A为内嵌式互电容触控面板利用影像信号中的空白区间(Blankinginterval)输出触控驱动信号，以运作于触控模式下。
图15B分别为垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。
图16为图7的内嵌式触控面板分别运作于显示模式及触控模式下的时序图。
图17A及图17B为图9的内嵌式触控面板分别运作于显示模式及触控模式下的时序图。
图18为图11的内嵌式触控面板分别运作于显示模式及触控模式下的时序图。
主要元件符号说明：
1、2、3、4 叠层结构
10、20、30、40 基板
11、21、31、41 薄膜晶体管元件层
12、23、32、42 液晶层
13、24、33、43 彩色滤光层
14、25、34、44 玻璃层
15、22 触控感应层
16、26 偏光片
17、27 粘合剂
18、28 上覆透镜
M3 第一导电层
CITO 共同电压电极
M2 原有导电层
BM 黑色矩阵光阻
CF 彩色滤光片
LC 液晶单元
G 闸极
S 源极
D 汲极
VIA 通孔
5A～5E、6A～6D 虚线标示的范围
TE1 第一方向电极
TE2 第二方向电极
MFL 多功能电极
TR、TR1～TR4 走线
IC 控制电路
RX1～RXm、RX1～RX14、RX1-1～RX24-1、RX1-14～RX12-14、RX1-13～RX24-13 触控感测电极
TX1-1～TX24-1、TX1～TX(n+1)、TX1～TX(2n)、TX1-15～TX24-15、TX1-m～TX4-m、TX1～TX30 触控驱动电极
EA、EB 触控电极
SIM 影像信号
HSync 水平同步信号
VSync 垂直同步信号
STH 触控驱动信号
VBI 垂直空白区间
HBI 水平空白区间
LHBI 长水平空白区间
VCOM1～VCOMm、VCOM1～VCOMn 共同电压电极区域
G1～G3 闸极驱动信号
S1～S3 源极驱动信号
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种内嵌式触控面板。于此实施例中，内嵌式触控面板为内嵌式互电容触控面板(In-cell mutual-capacitive touch panel)，但不以此为限。
此实施例中的内嵌式触控面板包含多个像素。每个像素的一叠层结构包含一基板、一薄膜晶体管元件层、一液晶层、一彩色滤光层及一玻璃层。薄膜晶体管元件层设置于基板上。液晶层设置于薄膜晶体管元件层上方。彩色滤光层设置于液晶层上方。玻璃层设置于彩色滤光层上方。薄膜晶体管元件层内设置有一第一导电层及一共同电压电极。
需说明的是，本发明的第一导电层以网格状排列或仅在内嵌式互电容触控面板的一有效区域内沿一第一方向排列。内嵌式互电容触控面板的触控电极包含一第一方向电极及一第二方向电极，其中第一方向电极由网格状排列的第一导电层所形成且第二方向电极由在有效区域内沿第一方向排列的第一导电层通过通孔(Via)电性连接共同电压电极所形成。实际上，第一方向电极与第二方向电极可分别作为互电容感测的驱动电极与感测电极，或是第一方向电极与第二方向电极可分别作为互电容感测的感测电极与驱动电极，并无特定的限制。
请参照图3，图3为根据本发明的一具体实施例的内嵌式互电容触控面板的叠层结构的剖面示意图。如图3所示，内嵌式的电容式触控面板的叠层结构3由下至上依序是：基板30、薄膜晶体管元件层31、液晶层32、彩色滤光层33及玻璃层34。彩色滤光层33包含彩色滤光片(Color Filter)CF及黑色矩阵光阻(Black Matrix Resist)BM两部分，其中黑色矩阵光阻BM具有良好的光遮蔽性，可应用于彩色滤光层33中，作为区隔红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的彩色滤光片的材料。
于此实施例中，薄膜晶体管元件层31内设置有第一导电层M3及共同电压电极CITO，并且第一导电层M3形成于共同电压电极CITO之后。第一导电层M3可以网格状排列或仅在内嵌式互电容触控面板的有效区域内沿第一方向排列。第一导电层M3位于黑色矩阵光阻BM的下方，以受到黑色矩阵光阻BM的遮蔽。
需说明的是，本发明的内嵌式互电容触控面板的触控电极包含有第一方向电极及第二方向电极。图3中未与共同电压电极CITO电性连接的第一导电层M3呈网格状排列而形成第一方向电极；图3中通过通孔VIA电性连接共同电压电极CITO的第一导电层M3在内嵌式互电容触控面板的有效区域内沿第一方向排列而形成第二方向电极。
当本发明的内嵌式互电容触控面板进行互电容感测时，若第一方向电极(亦即网格状排列的第一导电层M3)作为驱动电极，则第二方向电极(亦即电性连接共同电压电极CITO的第一导电层M3)作为感测电极；相反地，若第一方向电极作为感测电极，则第二方向电极作为驱动电极。
接着，请参照图4，图4为根据本发明的另一具体实施例的内嵌式互电容触控面板的叠层结构的剖面示意图。如图4所示，内嵌式的电容式触控面板的叠层结构4由下至上依序是：基板40、薄膜晶体管元件层41、液晶层42、彩色滤光层43及玻璃层44。彩色滤光层43包含彩色滤光片CF及黑色矩阵光阻BM两部分，其中黑色矩阵光阻BM具有良好的光遮蔽性，可应用于彩色滤光层43中，作为区隔红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的彩色滤光片的材料。
于此实施例中，薄膜晶体管元件层41内设置有第一导电层M3及共同电压电极CITO，并且第一导电层M3形成于共同电压电极CITO之前。第一导电层M3可以网格状排列或仅在内嵌式互电容触控面板的有效区域内沿第一方向排列。第一导电层M3位于黑色矩阵光阻BM的下方，以受到黑色矩阵光阻BM的遮蔽。
需说明的是，本发明的内嵌式互电容触控面板的触控电极包含有第一方向电极及第二方向电极。图4中未与共同电压电极CITO电性连接的第一导电层M3呈网格状排列而形成第一方向电极；图4中通过通孔VIA电性连接共同电压电极CITO的第一导电层M3在内嵌式互电容触控面板的有效区域内沿第一方向排列而形成第二方向电极。
当本发明的内嵌式互电容触控面板进行互电容感测时，若第一方向电极(亦即网格状排列的第一导电层M3)作为驱动电极，则第二方向电极(亦即电性连接共同电压电极CITO的第一导电层M3)作为感测电极；相反地，若第一方向电极作为感测电极，则第二方向电极作为驱动电极。
请参照图5，图5为本发明的内嵌式互电容触控面板的像素设计的一实施例。如图5所示，在第一方向电极TE1与第二方向电极TE2之间还可设置有多功能电极MFL。于实际应用中，多功能电极MFL可以由在内嵌式互电容触控面板的有效区域内沿第一方向排列的第一导电层M3通过通孔VIA电性连接共同电压电极CITO而形成，但不以此为限。
于图5中，虚线范围5A所标示的是共同电压电极CITO与第一导电层M3绝缘；虚线范围5B及5C所标示的是共同电压电极CITO断开；虚线范围5D所标示的是共同电压电极CITO与第一导电层M3绝缘；虚线范围5E所标示的是共同电压电极CITO与第一导电层M3电性连接。
请参照图6，图6为本发明的内嵌式互电容触控面板的叠层结构具有半源极驱动(Half Source Driving,HSD)架构的示意图。如图6所示，由于采用半源极驱动架构的像素设计，叠层结构会额外多空出一源极线的空间可供薄膜晶体管元件层中的一原有导电层与第一导电层或共同电压电极电性连接，但不以此为限。实际上，原有导电层可与薄膜晶体管元件层中的一源极及一汲极同时形成，但不以此为限。
举例而言，于图6中，虚线范围6A所标示的是将多出的原有导电层M2通过通孔VIA与第一导电层M3电性连接，使其具有与共同电压电极CITO的走线并联的双层走线效果，在此第一导电层M3与共同电压电极CITO电性连接，且仅有单一方向的走线；虚线范围6B所标示的是第一导电层M3仅通过通孔VIA与电极范围内的共同电压电极CITO电性连接，在此第一导电层M3与共同电压电极CITO电性连接，且仅有单一方向的走线；虚线范围6C所标示的是利用原有导电层M2作为网格状排列的第一导电层M3对应的共同电压电极CITO的走线，由以降低共同电压电极CITO的电阻电容负荷；虚线范围6D所标示的是利用未形成触控电极的部分的第一导电层M3电性连接对应于第一方向电极的部分的共同电压电极CITO，以作为其走线并降低共同电压电极CITO的电阻电容负荷。
请参照图7，图7为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第一实施例。于此实施例中，内嵌式互电容触控面板以第二方向电极作为触控驱动电极(TX)并以第一方向电极作为触控感测电极(RX)，但不以此为限。如图7所示，假设触控驱动电极TX1-1～TX1-m属同一个通道(Channel)TX1、触控驱动电极TX2-1～TX2-m属同一个通道TX2、触控驱动电极TX3-1～TX3-m属同一个通道TX3且触控驱动电极TX4-1～TX4-m属同一个通道TX4。若以通道TX1为例，无论在内嵌式互电容触控面板的上方及下方，均设置有横向的走线TR3将同属通道TX1的触控驱动电极TX1-1～TX1-m彼此相连接，由以达到双绕降低阻抗的设计。此外，由于位于左右两侧的触控驱动电极TX1-1与TX1-m分别都有走线TR进入控制电路IC，故可实现多区驱动的目的，由以达到降低电阻电容负荷的功效。关于其余的通道TX2～TX4亦可依此类推，于此不另行赘述。至于触控感测电极RX1与RXm的走线TR各自进入控制电路IC；多功能电极MFL的走线TR则会先连接在一起后再各自进入控制电路IC。
触控感测电极RX1及RXm由网格状排列的第一导电层M3形成，且对应于触控感测电极RX1及RXm的部分的共同电压电极CITO于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与其他部分的共同电压电极CITO电性相连并利用未形成触控电极的部分的第一导电层M3作为对应于触控感测电极RX1及RXm的部分的共同电压电极CITO的走线，由以达到降低阻抗的设计；触控驱动电极TX1-1～TX4-1与TX1-m～TX4-m通过走线TR3于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与同一通道(Channel)的触控驱动电极电性相连并利用走线TR1通过通孔VIA电性连接触控驱动电极相对应区域内的共同电压电极CITO，由以达到双绕降低阻抗的设计；多功能电极MFL通过走线TR4于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与其他多功能电极MFL电性相连并利用走线通过通孔VIA电性连接多功能电极MFL相对应区域内的共同电压电极CITO，由以达到双绕降低阻抗的设计。
于实际应用中，触控驱动电极TX1-1～TX4-1与TX1-m～TX4-m的走线TR1可以均匀布置或分区布置不同数量，由以达到最佳的电阻电容负荷的设计。以触控驱动电极TX1-1～TX4-1为例，触控驱动电极TX1-1～TX2-1分别布置有2条走线TR1，而触控驱动电极TX3-1～TX4-1则分别布置有1条走线TR1，但不以此为限。此外，内嵌式互电容触控面板的有效区域(Active area)被多功能电极MFL于边缘区域的走线TR4所围住，由以达到遮蔽(Shielding)效果。亦请参照图8，图8则为触控驱动电极(TX)沿垂直方向的通道数为24且触控感测电极(RX)沿水平方向的通道数为14的示意图。需说明的是，内嵌式互电容触控面板的有效区域为左右对称。
请参照图9，图9为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第二实施例。于此实施例中，内嵌式互电容触控面板以第一方向电极作为触控驱动电极(TX)并以第二方向电极作为触控感测电极(RX)，但不以此为限。如图9所示，假设触控感测电极RX1-1～RX1-m属同一个通道RX1、触控感测电极RX2-1～RX2-m属同一个通道RX2、触控感测电极RX3-1～RX3-m属同一个通道RX3且触控感测电极RX4-1～RX4-m属同一个通道RX4。若以通道RX1为例，无论在内嵌式互电容触控面板的上方及下方，均设置有横向的走线TR3将同属通道RX1的触控感测电极RX1-1～RX1-m彼此相连接，由以达到双绕降低阻抗的设计。此外，由于位于左右两侧的触控感测电极RX1-1与RX1-m分别都有走线TR进入控制电路IC，故可实现多区驱动的目的，由以达到降低电阻电容负荷的功效。关于其余的通道RX2～RX4亦可依此类推，于此不另行赘述。至于触控驱动电极TX1与TXm的走线TR各自进入控制电路IC；多功能电极MFL的走线TR则会先连接在一起后再各自进入控制电路IC。
触控驱动电极TX1与TXm由网格状排列的第一导电层M3形成，且对应于触控驱动电极TX1与TXm的部分的共同电压电极CITO于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与其他部分的共同电压电极CITO电性相连并利用未形成触控电极的部分的第一导电层M3作为对应于触控驱动电极TX1与TXm的部分的共同电压电极CITO的走线，由以达到降低阻抗的设计；触控感测电极RX1-1～RX4-1与RX1-m～RX4-m通过走线TR3于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与同一通道的触控感测电极电性相连并利用走线TR1通过通孔VIA电性连接触控感测电极相对应区域内的共同电压电极CITO，由以达到双绕降低阻抗的设计；多功能电极MFL通过走线TR4于内嵌式互电容触控面板的边缘区域与其他多功能电极MFL电性相连并利用走线通过通孔VIA电性连接多功能电极MFL相对应区域内的共同电压电极CITO，由以达到双绕降低阻抗的设计。
于实际应用中，触控感测电极RX1-1～RX4-1与RX1-m～RX4-m的走线TR1可以均匀布置或分区布置不同数量，由以达到最佳的电阻电容负荷的设计。以触控感测电极RX1-1～RX4-1为例，触控感测电极RX1-1～RX2-1分别布置有2条走线TR1，而触控感测电极RX3-1～RX4-1则分别布置有1条走线TR1，但不以此为限。此外，内嵌式互电容触控面板的有效区域被多功能电极MFL于边缘区域的走线TR4所围住，由以达到遮蔽效果。亦请参照图10，图10则为触控驱动电极(TX)沿水平方向的通道数为14且触控感测电极(RX)沿垂直方向的通道数为24的示意图。需说明的是，内嵌式互电容触控面板的有效区域为左右对称。
请参照图11，图11为本发明的内嵌式互电容触控面板的面板线路布局的第三实施例。于此实施例中，内嵌式互电容触控面板以第一方向电极作为触控感测电极(RX)并以第二方向电极作为触控驱动电极(TX)，但不以此为限。需说明的是，图11与图9不同之处在于：图11中的触控驱动电极(TX)可分成第一群电极TX1与第二群电极TX(n+1)，且第一群电极TX1的走线亦会穿过第二群电极TX(n+1)，但不会与第二群电极TX(n+1)电性相连。此实施例中的第一群电极TX1由单一个触控驱动电极TX1构成，而第二群电极TX(n+1)由两个触控驱动电极TX(n+1)构成，但不以此为限。
实际上，第二群电极TX(n+1)的两个触控驱动电极TX(n+1)彼此电性相连。同理，第二群电极TX(2n)的两个触控驱动电极TX(2n)彼此电性相连，以此类推。此外，对应于第一群电极TX1的一部分的共同电压电极与对应于第二群电极TX(n+1)的另一部分的共同电压电极可同属于相同的共同电压电极区域或分属于不同的共同电压电极区域，并无特定的限制。图12则为触控感测电极(RX)沿垂直方向的通道数为12且触控驱动电极(TX)沿水平方向的通道数为30的示意图。需说明的是，内嵌式互电容触控面板的有效区域为左右对称。
值得注意的是，在上述第一实施例至第三实施例中所定义的触控驱动电极(TX)，亦可在其他实施例中被定义为触控感测电极(RX)，端视实际需求而定。同理，在上述第一实施例至第三实施例中所定义的触控感测电极(RX)，亦可在其他实施例中被定义为触控驱动电极(TX)，端视实际需求而定。
需说明的是，本发明所公开的内嵌式互电容触控面板的叠层结构可实现各种单层触控电极的图案。实际上，触控电极EA与EB的形状可依照实际需求设计为任意的几何图形，无论是规则的形状或不规则的形状均可，并且其边缘的形状亦可依照实际需求设计为规则的形状，例如直线(如图13A所示)或是不规则的形状(如图13B所示)，并无特定的限制。
请参照图14，图14为包含有多功能电极MFL的内嵌式互电容网格触控电极设计的示意图。如图14所示，触控电极EA与EB可分别作为触控驱动电极(TX)或触控感测电极(RX)。举例而言，触控电极EA作为触控驱动电极(TX)且触控电极EB作为触控感测电极(RX)，或是触控电极EA作为触控感测电极(RX)且触控电极EB作为触控驱动电极(TX)。
实际上，触控电极EA与EB可均由第一导电层M3所形成的网格状电极构成，或是如同上述实施例一样，触控电极EA与EB其中之一是由第一导电层M3所形成的网格状电极构成，而另一个触控电极则是与共同电压电极CITO电性连接，并无特定的限制。至于多功能电极MFL则可布置于驱动电极(TX)与感测电极(RX)之间，并且多功能电极MFL亦可由第一导电层M3所形成的网格状电极构成，但不以此为限。
需说明的是，于实际应用中，本发明的内嵌式互电容触控面板中的共同电压电极可具有单一个或多个共同电压电极区域，并无特定的限制。共同电压电极的单一个或多个共同电压电极区域会与内嵌式互电容触控面板的触控电极重叠。本发明的内嵌式互电容触控面板可于不同时间分别运作于显示模式与触控模式下，亦即内嵌式互电容触控面板的触控模式与显示模式分时驱动。
请同时参照图15A，内嵌式互电容触控面板利用影像信号SIM中的空白区间(Blanking interval)输出触控驱动信号STH，以运作于触控模式下。内嵌式互电容触控面板会在非显示时序(亦即空白区间)进行触控感测。
亦请参照图15B，图15B分别为垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。于实际应用中，内嵌式互电容触控面板可根据不同驱动方式调整其使用的空白区间种类多寡。如图15B所示，空白区间可包含垂直空白区间(Vertical Blanking Interval)VBI、水平空白区间(Horizontal Blanking Interval)HBI及长水平空白区间LHBI(LongHorizontal Blanking Interval)中的至少一种。其中，长水平空白区间LHBI的时间长度等于或大于水平空白区间HBI的时间长度。长水平空白区间LHBI可以是重新分配多个水平空白区间HBI而得或是长水平空白区间LHBI包含有垂直空白区间VBI。
请同时参照图7及图16，假设图7中的触控感测电极RX1～RXm分别对应于不同的共同电压电极区域VCOM1～VCOMm。如图16所示，当内嵌式互电容触控面板运作于显示模式时，会由闸极驱动器及源极驱动器分别输出闸极驱动信号G1～G3及源极驱动信号S1～S3，以驱动内嵌式互电容触控面板的像素显示画面；当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，触控驱动电极TX1～TX2分别施加触控感测信号且共同电压电极区域VCOM1～VCOMm会切换为浮动电位。
请同时参照图9及图17A～图17B，假设图9中的触控感测电极TX1～TX2分别对应于不同的共同电压电极区域VCOM1～VCOM2。如图17A～图17B所示，当内嵌式互电容触控面板运作于显示模式时，会由闸极驱动器及源极驱动器分别输出闸极驱动信号G1～G3及源极驱动信号S1～S3，以驱动内嵌式互电容触控面板的像素显示画面；当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，触控感测电极TX1～TX2分别施加触控感测信号且共同电压电极区域VCOM1～VCOM2相对应地依序施加与触控感测信号同频、同幅或同相的触控相关信号(如图17A所示)，或是共同电压电极区域VCOM1～VCOM2呈现浮接状态(如图17B所示)。
请同时参照图11及图18，假设图11中的触控感测电极TX1及TX(n+1)均对应于共同电压电极区域VCOM1且触控感测电极TXn及TX(2n)均对应于共同电压电极区域VCOMn。当内嵌式互电容触控面板运作于显示模式时，会由闸极驱动器及源极驱动器分别输出闸极驱动信号G1～G3及源极驱动信号S1～S3，以驱动内嵌式互电容触控面板的像素显示画面；当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，触控感测电极TX1～TX(2n)分别施加触控感测信号且共同电压电极区域VCOM1～VCOMn呈现浮接状态(如图18所示)。
相较于现有技术，根据本发明的内嵌式互电容触控面板具有下列优点及功效：
(1)触控感应电极及其走线的设计简单。
(2)布局方式不影响内嵌式触控面板原有的开口率。
(3)降低共同电压电极本身的电阻电容负荷。
(4)当内嵌式互电容触控面板运作于触控模式时，同时控制共同电压电极以降低内嵌式互电容触控面板整体的电阻电容负荷。
(5)将触控模式与显示模式分时驱动以提升信号-信噪比。
由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (24)

1.一种内嵌式互电容触控面板，其特征在于，包含：
多个像素，每个像素的一叠层结构包含：
一基板；
一薄膜晶体管元件层，设置于该基板上，该薄膜晶体管元件层内设置有一第一导电层及一共同电压电极，其中该第一导电层以网格状排列或仅在该内嵌式互电容触控面板的一有效区域内沿一第一方向排列；
一液晶层，设置于该薄膜晶体管元件层上方；
一彩色滤光层，设置于该液晶层上方；以及
一玻璃层，设置于该彩色滤光层上方。
2.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该内嵌式互电容触控面板的触控电极包含一第一方向电极及一第二方向电极，其中该第一方向电极由网格状排列的该第一导电层所形成且该第二方向电极由在该有效区域内沿该第一方向排列的该第一导电层通过通孔电性连接该共同电压电极所形成。
3.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第一方向电极与该第二方向电极分别为驱动电极与感测电极或该第一方向电极与该第二方向电极分别为感测电极与驱动电极。
4.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，在该第一方向电极与该第二方向电极之间设置有一多功能电极，该多功能电极由在该有效区域内沿该第一方向排列的该第一导电层通过一通孔电性连接该共同电压电极所形成。
5.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第一导电层形成于该共同电压电极之后。
6.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第一导电层形成于该共同电压电极之前。
7.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该彩色滤光层包含一彩色滤光片及一黑色矩阵光阻，该黑色矩阵光阻具有良好的光遮蔽性，该第一导电层位于该黑色矩阵光阻的下方。
8.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，未形成该触控电极的部分的该第一导电层电性连接对应于该第一方向电极的部分的该共同电压电极，以降低该共同电压电极的电阻电容负荷。
9.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该薄膜晶体管元件层中还包含一原有导电层，该原有导电层电性连接该共同电压电极，以降低该共同电压电极的电阻电容负荷。
10.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，当该叠层结构具有半源极驱动架构时，该叠层结构会额外多空出一源极线的空间可供该薄膜晶体管元件层中的一原有导电层与该第一导电层或该共同电压电极电性连接。
11.如权利要求10所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该原有导电层与该薄膜晶体管元件层中的一源极及一汲极同时形成。
12.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第二方向电极通过走线于该内嵌式互电容触控面板的一边缘区域与同一通道的该第二方向电极彼此电性相连。
13.如权利要求2所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，对应于该第一方向电极的部分的该共同电压电极于该内嵌式互电容触控面板的一边缘区域与其他部分的该共同电压电极电性相连。
14.如权利要求4所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该多功能电极通过走线于该内嵌式互电容触控面板的一边缘区域与其他该多功能电极电性相连。
15.如权利要求12所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第二方向电极的走线均匀布置或分区布置不同数量。
16.如权利要求14所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该内嵌式互电容触控面板的该有效区域被该多功能电极于该边缘区域的走线所围住。
17.如权利要求13所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，多个该第一方向电极分成一第一群电极与一第二群电极，且该第一群电极的走线会穿过该第二群电极，但不与第二群电极电性连接。
18.如权利要求17所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该第二群电极的两个该第一方向电极彼此电性相连。
19.如权利要求17所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，对应于该第一群电极的一部分的该共同电压电极与对应于该第二群电极的另一部分的该共同电压电极同属于相同的共同电压电极区域或分属于不同的共同电压电极区域。
20.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，当该内嵌式互电容触控面板运作于一触控模式时，该共同电压电极切换为一浮接状态或施加与一触控感测信号同频、同幅或同相的一触控相关信号。
21.如权利要求1所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该内嵌式互电容触控面板的一触控模式与一显示模式分时驱动，并且该内嵌式互电容触控面板利用显示周期的一空白区间运作于该触控模式。
22.如权利要求21所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该空白区间包含一垂直空白区间、一水平空白区间及一长水平空白区间中的至少一种，该长水平空白区间的时间长度等于或大于该水平空白区间的时间长度，该长水平空白区间重新分配多个该水平空白区间而得或该长水平空白区间包含该垂直空白区间。
23.如权利要求21所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该共同电压电极具有多个共同电压电极区域分别与该内嵌式互电容触控面板的多个触控电极重叠，当该内嵌式互电容触控面板运作于该触控模式时，该多个触控电极依序施加多个触控感测信号且该共同电压电极相对应地依序施加与该多个触控感测信号同频、同幅或同相的多个触控相关信号，或是该共同电压电极呈现浮接状态。
24.如权利要求23所述的内嵌式互电容触控面板，其特征在于，该多个触控电极为驱动电极或感测电极。
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