CN106249932A - 触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控显示装置包括第一基板、第二基板、显示介质以及像素阵列结构。像素阵列结构包括扫描线、数据线、有源元件、像素电极、信号电极层以及信号传输层。扫描线与数据线交错排列。有源元件连接于扫描线与数据线。像素电极阵列排列。信号电极层包括多个信号电极。信号传输层包括信号线。信号线配置于相邻两列的像素电极之间并且电性连接其中一个信号电极。数据线的至少一部分位于信号线之外。本发明提供的触控显示装置，具有内建式的触控感测结构，有助于提升内建式触控感测结构的感测性能。

Description

触控显示装置

技术领域

本发明涉及一种触控显示装置，尤其涉及一种具有内建式触控结构的触控显示装置。

背景技术

近年来，随着信息技术、无线移动通信和信息家电等各项应用的快速发展，为了达到更便利、体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多信息产品的输入装置已由传统的键盘或鼠标等转变为触控显示面板(touch displaypanel)。目前常见的触控显示面板是在触控面板与显示面板分开制造后，再将触控面板与显示面板进行组装。以这种方式制作出来的触控显示面板会有成本较高、重量较重以及透光率较低等缺点，而仍有待改进。

因此，已有许多内建式的触控结构设计使得显示面板整体厚度得以薄化。但是，将触控结构整合于显示面板内又不想让显示功能与触控功能彼此影响，会是内建式触控设计需要克服的议题。

发明内容

本发明提供一种触控显示装置，具有内建式的触控感测结构且有助于提升内建式触控感测结构的感测性能。

本发明的触控显示装置包括第一基板、第二基板、显示介质以及像素阵列结构。显示介质位于第一基板与第二基板之间且像素阵列结构位于第一基板与显示介质之间。像素阵列结构包括扫描线、数据线、有源元件、多个像素电极、一信号电极层以及一信号传输层。数据线与扫描线交错排列。有源元件连接于扫描线与数据线。像素电极阵列排列。信号电极层包括多个信号电极且信号电极至少一部分重叠于像素电极。信号传输层包括信号线。信号线配置于相邻两列的像素电极之间并且电性连接信号电极的其中之一。数据线的至少一部分位于信号线之外。

在本发明的一实施例中，上述信号线的至少一部分位于数据线之外。

在本发明的一实施例中，上述的数据线的另一部分重叠于信号线，且数据线与信号线彼此重叠的重叠面积占数据线的整体面积的50％以下。

在本发明的一实施例中，上述的数据线包括多个数据线纵向部以及多个数据线转折部。数据线转折部的其中之一连接于两个数据线纵向部之间。信号线包括多个信号线纵向部以及多个信号线转折部。信号线转折部的其中之一连接于两个信号线纵向部之间。数据线转折部交错于信号线转折部，且数据线纵向部的其中之一位于信号线纵向部的其中之一的延伸线上。

在本发明的一实施例中，上述的数据线纵向部在线宽方向上部分重叠信号线纵向部。

在本发明的一实施例中，上述的数据线完全位于信号线之外。

在本发明的一实施例中，上述的扫描线包括彼此相邻的一第一扫描线与一第二扫描线。有源元件包括连接第一扫描线的一第一有源元件与连接第二扫描线的一第二有源元件，且第一有源元件与第二有源元件连接于同一条数据线。

在本发明的一实施例中，上述的信号传输层还包括一信号连结线。信号连结线的线长小于数据线的线长，且数据线具有至少一外露线段以及至少一重叠线段。外露线段位于其中一条信号连结线之外且重叠线段重叠信号连结线。外露线段与重叠线段沿数据线的延伸方向排列。

在本发明的一实施例中，上述的信号传输层还包括多个信号连结线，连接于同一个信号电极。信号传输层还包括至少一连接线。连接线将信号连结线连接。

在本发明的一实施例中，上述的信号电极层连接至一共用电位。

在本发明的一实施例中，上述的触控显示装置还包括一触控感测电路，连接于信号电极层。

在本发明的一实施例中，上述的触控感测电路感测至少一个信号电极所感应的感测电容变化。

在本发明的一实施例中，信号电极具有多个狭缝。信号电极相对于像素电极更邻近显示介质。

在本发明的一实施例中，像素电极具有多个狭缝。像素电极相对于信号电极更邻近显示介质。

在本发明的一实施例中，上述的像素阵列结构还包括一绝缘层，绝缘层配置在数据线与信号传输层之间。

在本发明的一实施例中，上述的显示介质为液晶。

基于上述，本发明一实施例的像素阵列结构使用信号电极层作为提供像素驱动电场用的电极也作为触控感测用的电极，因此具有内建式的触控感测结构。根据本发明的实施例，用以传递信号给信号电极层的信号传输层与数据线的至少一部分的正投影不重叠，而有助于降低数据线对于信号传输层造成的负载。如此一来，像素阵列结构的设计可以降低触控感测时的噪声比。因此，本发明实施例的像素阵列结构应用于显示面板以及触控显示装置都可以提供良好的触控感测功能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的像素阵列结构的示意图；

图2为本发明另一实施例的像素阵列结构的俯视示意图；

图3为图2的像素阵列结构沿剖线I-I’的剖面示意图；

图4为本发明又一实施例的像素阵列结构的俯视示意图；

图5为图4的像素阵列结构沿剖线II-II’的剖面示意图；

图6A为本发明再一实施例的像素阵列结构的俯视示意图；

图6B为图6A的像素阵列结构中数据线与信号线的示意图；

图7为图6A的像素阵列结构沿剖线III-III’的剖面示意图；

图8为图6A的像素阵列结构沿剖线IV-IV’的剖面示意图；

图9为本发明再一实施例的像素阵列结构的俯视示意图；

图10为图9的像素阵列结构沿剖线V-V’的剖面示意图；

图11为图9的像素阵列结构沿剖线VI-VI’的剖面示意图；

图12为本发明又一实施例的像素阵列结构的示意图；

图13为本发明另一实施例的像素阵列结构的示意图；

图14为图13的像素阵列结构中部分E2的一种实施方式的俯视示意图；

图15为图14的像素阵列结构沿剖线VII-VII’的剖面示意图；

图16为本发明一实施例的像素阵列结构的局部构件的示意图，其中图16仅示出了像素阵列结构的扫描线、数据线、信号电极层与信号传输层；

图17为图16的像素阵列结构中标注为X1与X2的信号电极的局部俯视示意图；

图18为本发明另一实施例的像素阵列结构的局部部位中数据线、信号电极与信号传输层的示意图；

图19为本发明另一实施例的像素阵列结构的局部部位中数据线与信号传输层的示意图；

图20为本发明一实施例的显示面板的示意图；

图21为本发明一实施例的触控显示装置的示意图。

附图标记说明：

1：显示面板；

2：触控显示装置；

10、20：基板；

100、100A、100B、100C、100D、100E、200、300、400、500：像素阵列结构；

110、212、214、310：扫描线；

120、120A、120C、120D、120E、220、320：数据线；

130、232、234：有源元件；

140、140A、140B、240：像素电极；

150、150A、150B、250、350：信号电极层；

152、152A、152B、252、352、X1～X4：信号电极；

160、160A、160C、160D、160E、260、360、460、560：信号传输层；

162、162A、162C、162D、162E、262、362：信号线；

322：外露线段；

324：重叠线段；

364、464、564：信号连结线；

366、466、566：连接线；

C120A、C120C：数据线重叠正投影；

E120A、E120C：数据线外露正投影；

E162A、E162C：信号线外露正投影；

CD：数据线转折部；

CV：信号线转折部；

CH：通道层；

CM：导电结构；

DM：显示介质；

GI、PV1、PV2、PV3：绝缘层；

IC：触控感测电路；

O150A、O250：开口；

OG：平坦层；

P1、P2、P3：节距；

PX：像素阵列结构；

S：狭缝；

SUB1：第一基板；

SUB2：第二基板；

T1：第一端；

T2：第二端；

T3：第三端；

TR：横向走线区；

U1、U2、U3：传输单元；

VD1、VD1’、VD2、VD2’：数据线纵向部；

VV1、VV1’、VV2、VV2’：信号线纵向部；

VR、VR1～VR12：纵向走线区；

W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8：接触窗。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的像素阵列结构的示意图。请参照图1，像素阵列结构100包括多条扫描线110、多条数据线120、多个有源元件130、多个像素电极140、一信号电极层150以及一信号传输层160。数据线120与扫描线110交错排列。有源元件130连接于扫描线110与数据线120。像素电极140连接于有源元件130，其中像素电极140阵列排列，且纵向走线区VR分别位于相邻两列的像素电极140之间。信号电极层150与像素电极140上下相迭且信号电极层150包括相互独立的多个信号电极152。信号传输层160包括多条信号线162，且各信号线162电性连接其中一个信号电极152。数据线120与信号线162配置在纵向走线区VR中。在本实施例中，有源元件130可以是一种三端元件，其中第一端T1连接至扫描线110、第二端T2连接至数据线120而第三端T3连接至像素电极140。举例而言，有源元件130可以是薄膜晶体管，其中扫描线110可以控制有源元件130的开启与关闭，数据线120则用来传递显示画面所需要的信号，且数据线120上的信号可在有源元件130被开启时输入给对应的像素电极140。

在图1中，信号电极152与像素电极140彼此重叠，而可以用来提供像素驱动电场，且信号电极152还可以作为触控感测用的电极。一般来说，触控感测用的电极所需要解析度仅需要分辨出使用者的指端或是触控笔笔端的接触面积大小即可，不需要像像素电极140一样高的解析度。因此，各个信号电极152的面积可以大于像素电极140的面积。在本实施例中，以单一个信号电极152的面积涵盖4×2个像素电极140的面积来说明。不过，在实际应用中，单一个信号电极152的面积所涵盖的像素电极140的数量可以依据实际产品的解析度而定。

另外，像素电极140排列成多个行与多个列。相邻两行像素电极140之间定义出一条横向走线区TR，且每个横向走线区TR中设置有一条扫描线110。相邻两列像素电极140之间定义出一条纵向走线区VR，且同一个纵向走线区VR中设置有一条数据线120与一条信号线162。此时，同一个纵向走线区VR中的数据线120与信号线162难以避免的会产生彼此耦合的现象而增加信号传输层160的负载。由于触控感测电路往往希望信号传输层160所承受的负载(例如RC-loading)越小越好，数据线120与信号线162的耦合现象越显著，将使触控感测的功能受到不良影响，例如信号噪声比(signal-noiseratio)不佳。因此，像素阵列结构100可以依照以下实施例的任一种方式来实施以降低信号传输层160的负载而提升触控感测的性能。

图2为本发明另一实施例的像素阵列结构的俯视示意图，而图3为图2的像素阵列结构沿剖线I-I’的剖面示意图。请参照图2，像素阵列结构100A对应于图1的像素阵列结构100中的部分E1，且在图2中，部分构件的元件符号沿用图1中标注的元件符号。因此，图2中各个构件的配置关系可以参照图1。具体而言，像素阵列结构100A包括扫描线110、数据线120A、有源元件130、像素电极140A、信号电极层150A以及信号传输层160A。在本实施例中，像素电极140A与其他构件的连接关系相同于图1的像素电极140，不过在此实施例中，像素电极140A可具有多个狭缝S。信号电极层150A与其他构件的连接关系相同于图1的信号电极层150，不过，在此实施例中，信号电极层150A可具有一开口O150A以暴露出有源元件130。同时，信号传输层160A的信号线162A与其他构件的连接关系相同于图1的信号传输层160的信号线162，且数据线120A与其他构件的连接关系相同于图1的数据线120。本实施例中，信号线162A与数据线120A彼此部分重叠且彼此部分不重叠。

在本实施例中，以垂直于第一基板110的正投影而言，数据线120A具有一数据线重叠正投影C120A以及一数据线外露正投影E120A，其中数据线重叠正投影C120A重叠于同样位于同一个纵向走线区VR的信号线162A的正投影，且数据线外露正投影E120A在这条信号线162A的正投影之外。进一步来说，信号线162A具有一信号线外露正投影E162A。信号线外露正投影E162A在对应的数据线120A的正投影之外，并且在线宽方向上，数据线重叠正投影C120A位于数据线外露正投影E120A与信号线外露正投影E162A之间。在本实施例中，数据线重叠正投影C120A可以占数据线120A的整体面积的50％以下。如此一来，信号线162A仅有一部分重叠于数据线120A而可以减轻数据线120A与信号线162A彼此间的耦合现象。

请同时参照图2与图3，像素阵列结构100A实质上是由堆叠于基板10上的多个膜层所构成。有源元件130的第一端T1连接于扫描线110是由配置在基板10上的第一导电层构成，其中图3虽未标注扫描线110，但第一端T1实质上是扫描线110的一部分。绝缘层GI覆盖第一导电层所构成的第一端T1与扫描线110。绝缘层GI上设置有通道层CH，其作为有源元件130的通道，且由半导体材质制作。有源元件130的第二端T2与第三端T3以及数据线120A都配置于绝缘层GI上而由第二导电层构成，其中第二端T2与第三端T3配置于通道层CH上且彼此实体上分隔开来。第一端T1、第二端T2、第三端T3与通道层CH共同构成有源元件130。

绝缘层PV1覆盖数据线120A、第二端T2、第三端T3与通道层CH，且信号传输层160A配置于绝缘层PV1上。信号传输层160A由第三导电层构成。第三导电层可选择性地还包括导电结构CM，且绝缘层PV1具有接触窗W1以让导电结构CM通过接触窗W1连接于有源元件130的第三端T3。绝缘层PV2覆盖信号传输层160A且平坦层OG配置于绝缘层PV2上。信号电极层150A配置于平坦层OG上，其中接触窗W2贯穿平坦层OG与绝缘层PV2以让信号电极层150A的信号电极152通过接触窗W2电性连接至信号线162A。绝缘层PV3覆盖信号电极层150A的信号电极152A。像素电极140A配置于绝缘层PV3上，且像素电极140A通过接触窗W3连接至导电结构CM以通过导电结构CM电性连接至有源元件130的第三端T3，其中接触窗W3贯穿绝缘层PV3、平坦层OG与绝缘层PV2。此外，信号电极层150A具有开口O150A以暴露出有源元件130且接触窗W3位于开口O150A的面积中。在此实施例中，信号传输层160A位于平坦层OG下方，可通过平坦层OG的膜厚，增加信号传输层160A与信号电极层150A的距离，以降低信号传输层160A与信号电极层150A耦合(coupling)效应。

在一实施例中，信号传输层160A的信号线162A可以延伸至重叠于不只一个信号电极152A，而仅与所重叠的其中一个信号电极152A电性连接。因此，在平坦层OG的设置下，增加信号传输层160A与信号电极层150A的距离，有助于降低信号传输层160A的信号线162A与未直接电性连接的信号电极152A之间的耦合现象。

在本实施例中，上述第一导电层、第二导电层与第三导电层的材质可以是金属、金属合金、导电氧化物、有机导电材料或是上述材料的组合，且第一导电层、第二导电层与第三导电层各自可以是多层导电材料层构成的迭层。绝缘层PV1、PV2与PV3的材质可以是绝缘的氧化物、氮化物、氮氧化物，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。平坦层OG可以是有机绝缘材料。信号电极152A与像素电极140A可以由透明导电材料制作或是由可透光的导电层构成，可透光的导电层例如有金属网格层、奈米导电丝层、奈米碳管层或其他导电层。不过，上述材质仅是举例说明之用，并非用以限定本发明。另外，绝缘层PV2与平坦层OG可以省略其中一者。

由图3可知，信号电极152A位于像素电极140A与基板10之间，且像素电极140A可具有多个狭缝S。这些狭缝S的正投影重叠于信号电极152A本身的正投影。当像素阵列结构100A应用于装置中且显示画面时，信号电极152A可被输入共用电位，像素电极140A则接收来自数据线120A所传递的信号，以通过狭缝S所在处产生边缘电场效应而产生像素驱动电场E。如此一来，像素阵列结构100A可以驱动显示装置中的显示介质而实现显示功能。不过，像素阵列结构100A也可以采用其他方式来产生像素驱动电场E，无须局限在上述方式。举例而言，像素阵列结构100A可以应用于采用垂直驱动电场式(vertical field type)的显示装置中或是共平面切换形式(in-planeswitch type)的显示装置中。

另外，数据线120A所在膜层位于信号传输层160A所在膜层与扫描线110所在膜层之间，且数据线120A所在膜层(即第二导电层)与信号传输层160A所在膜层(即第三导电层)之间仅夹有一层绝缘层PV1，这可能使得数据线120A与信号传输层160A彼此之间的耦合现象较为显著。不过，在本实施例中，如图2所示，数据线120A仅有一部分的正投影重叠于信号线162A的正投影，且信号线162A的正投影仅有一部分重叠于数据线120A的正投影。藉此，数据线120A与信号传输层160A之间的耦合现象可减轻许多。换言之，数据线120A与信号传输层160A之间的负载可以降低而有助于提升的触控感测性能。

在本实施例中，信号电极层150A单独一层就可以实现触控感测功能，因此像素阵列结构100A是具有单层电极方案(One Layer Solution,OLS)的触控感测结构。信号电极层150A的各个信号电极152A可以采用自容式感测模式进行触控感测，或是信号电极层150A的信号电极152A可以两两成对而采用互容式感测模式进行触控感测。此外，信号电极层150A既作为显示用的电极层也作为触控用的电极层，因此本实施例可以在无须提供额外的膜层之下就具有内建式的触控感测结构。

图4为本发明又一实施例的像素阵列结构的俯视示意图，而图5为图4的像素阵列结构沿剖线II-II’的剖面示意图。请参照图4，像素阵列结构100B相似于像素阵列结构100A，且像素阵列结构100B包括扫描线110、数据线120A、有源元件130、像素电极140B、信号电极层150B以及信号传输层160A。具体而言，像素阵列结构100B中的扫描线110、数据线120A、有源元件130以及信号传输层160A的具体描述可参照前述实施例的说明。

请同时参照图4与图5，在本实施例中，像素电极140B与信号电极层150B的迭置顺序不同于前述图2与图3的实施例。具体而言，像素电极140B位于信号电极层150B与基板10之间，且信号电极层150B具有狭缝S，其中像素电极140B的正投影重叠于狭缝S的正投影以通过像素电极140B与信号电极层150B提供像素驱动电场E。

由图5可知，信号电极层150B的信号电极152B可以通过贯穿绝缘层PV3、平坦层OG与绝缘层PV2的接触窗W4电性连接至信号传输层160A的信号线162A。另外，像素电极140B位于平坦层OG与绝缘层PV3之间并且通过贯穿平坦层OG与绝缘层PV2的接触窗W5连接至导电结构CM以电性连接于有源元件130的第三端T3。

在本实施例中，信号电极层150B的信号电极152B既可以提供显示画面的功能又可以提供触控感测的功能，因此本实施例不需要额外的膜层就可以具有内建式的触控感测结构。另外，数据线120A与信号传输层160A的信号线162A虽然位于同一个纵向走线区VR中，数据线120A的正投影与对应的信号线162A的正投影仅有部分重叠，而有助于减轻数据线120A与信号线162A之间的耦合作用。因此，信号传输层160A的负载可以减少而有助于改善触控感测性能。

图6A为本发明再一实施例的像素阵列结构的俯视示意图，而图6B为图6A的像素阵列结构中数据线与信号线的示意图。图7与图8则分别为图6A的像素阵列结构沿剖线III-III’与剖线IV-IV’的剖面示意图。在图6A、7与8中，像素阵列结构100C相似于像素阵列结构100A，且像素阵列结构100C包括扫描线110、数据线120C、有源元件130、像素电极140A、信号电极层150A以及信号传输层160C。具体而言，像素阵列结构100C中的扫描线110、有源元件130、像素电极140A、信号电极层150A、各膜层之间的绝缘层GI、PV1～PV3以及平坦层OG的具体描述可参照前述实施例的说明。在本实施例中，数据线120C与信号传输层160C的信号线162C分别为折曲状(zigzagshape)，此设计可以减少两条线性结构的正投影的重叠比例而减轻信号传输层160C的负载。

由图6A与图6B可知，数据线120C包括多个数据线纵向部VD1、VD2以及多个数据线转折部CD。数据线纵向部VD1、VD2各自沿着纵向方向延伸，且各数据线转折部CD连接于两个数据线纵向部VD1、VD2之间。信号线162C包括多个信号线纵向部VV1、VV2以及多个信号线转折部CV。信号线纵向部VV1、VV2各自沿着纵向方向延伸，且各信号线转折部CV连接于两个信号线纵向部VV1与VV2之间。数据线转折部CD与信号线转折部CV的倾斜方向不同且数据线转折部CD交错于信号线转折部CV。

进一步来说，数据线纵向部VD1与信号线纵向部VV1彼此并排，且数据线纵向部VD2与信号线纵向部VV2彼此并排。数据线纵向部VD1位于信号线纵向部VV2的延伸线上，且数据线纵向部VD2位于信号线纵向部VV1的延伸线上。也就是说，数据线纵向部VD1与信号线纵向部VV2交替的沿着同一个线性轨迹分布，且数据线纵向部VD2与信号线纵向部VV1交替的沿着同一个线性轨迹分布。另外，数据线纵向部VD1的正投影在线宽方向上部分重叠信号线纵向部VV1的正投影而部分位于这个信号线纵向部VV1的正投影之外。同样地，数据线纵向部VD2的正投影在线宽方向上部分重叠信号线纵向部VV2的正投影而部分位于这个信号线纵向部VV2的正投影之外。换言之，由图7与图8可知，数据线120C具有一数据线重叠正投影C120C以及一数据线外露正投影E120C，其中数据线重叠正投影C120C重叠于对应的信号线162C的正投影，且数据线外露正投影E120C在这条信号线162C的正投影之外。进一步来说，信号线162C具有一信号线外露正投影E162C。信号线外露正投影E162C在对应的数据线120C的正投影之外，并且数据线重叠正投影C120C位于数据线外露正投影E120C与信号线外露正投影E162C之间。并且，以图6A、图7至图8的图面与文字标示方向来说，对应于数据线纵向部VD1的数据线外露正投影E120C位于数据线重叠正投影C120C的右侧而对应于数据线纵向部VD2的数据线外露正投影E120C位于数据线重叠正投影C120C的左侧。整体而言，数据线120C在第一基板110上的正投影与信号线162C在第一基板上的正投影仅有部分彼此重叠而另一部分彼此不重叠，藉此可减轻与数据线120C相关的耦合现象而降低信号传输层160C的负载。举例而言，数据线重叠正投影C120C，即数据线120C与信号线162C彼此重叠的面积，可以占数据线120C整体面积的50％以下。

在一实施例中，数据线120C与信号线162C会在不同的图案化步骤中加以制作。因此，两个图案化步骤分别进行即有可能存在基于对位上的误差而导致数据线120C与信号线162C的相对位置与预设条件不符。不过，在本实施例中数据线120C与信号线162C分别为折曲状且两个线性结构的弯折方向相反。因此，一旦因为上述对位误差发生导致数据线120C与信号线162C的相对位置与预设条件不符，数据线120C与信号线162C的重叠面积比例不会发生明显变化。

举例而言，若图6A的像素阵列结构100C中，因为对位误差使得数据线120C相对于原本的预设位置向图面的右偏移，则在第一基板110上的正投影中，数据线纵向部VD1重叠于信号线纵向部VV1的重叠面积会比预设值来的小，但数据线纵向部VD2重叠于信号线纵向部VV2的重叠面积会比预设值来的大。因此，数据线纵向部VD1与数据线纵向部VD2重叠于信号线162C的重叠面积可以彼此补偿而不受到制程误差影响。换言之，将数据线120C与信号线162C采用折曲状的设计，则即使制程步骤中发生对位偏移的现象，数据线120C与信号线162C的面积重叠比例仍可维持在预设的范围内，这有助于提升制程裕度，并且使得最终产品具有一致的品质。另外，即使发生对位偏移现象，数据线120C与信号线162C整体所占据的面积不会增加，因此像素阵列结构100C应用于显示装置时不会因为数据线120C与信号线162C整体所占据的面积增加而导致透光区或有效显示区的面积被牺牲。

图9为本发明再一实施例的像素阵列结构的俯视示意图，而图10与图11分别为图9中剖线V-V’与剖线VI-VI’的剖面示意图。像素阵列结构100D相似于像素阵列结构100C，且两实施例中以相同元件符号标示的构件代表具有相同功能的构件。两实施例的差异点主要在于，信号传输层160D中，信号线162D的折曲幅度相较于前述信号线162C更大，且数据线120D的折曲幅度相较于前述数据线120C更大。如此一来，彼此并排的数据线纵向部VD1’与信号线纵向部VV1’相隔一间隙G1，且彼此并排的数据线纵向部VD2’与信号线纵向部VV2’相隔一间隙G2，其中间隙G1与间隙G2可以相等或是略有差异。如此一来，数据线120D的正投影与信号线162D的正投影的重叠仅在数据线转折部CD交错于信号线转折部CV处，因此可以更有效地减少数据线120D对信号传输层160D造成的负载。

图12为本发明又一实施例的像素阵列结构的示意图。请参照图12，像素阵列结构100E大致相同于像素阵列结构100C，不过数据线120E在不同列像素电极140A处具有不同的折曲方向，且信号传输层160E的信号线162E在不同列像素电极140A处也具有不同的折曲方向。以图12中的文字方向而言，奇数条数据线120E由上至下的转折方式是右、左、左、右，且奇数条信号线162E由上至下的转折方式是左、右、右、左。偶数条数据线120E由上至下的转折方式是右、左、右、左，且偶数条信号线162E由上至下的转折方式是左、右、左、右。在其他实施例中，数据线120E与信号线162E的转折方向并不需特别限定，只要数据线120E与信号线162E的转折方向相反，让数据线120E与信号线162E在面积上的重叠比例降低就可以应用于以上实施例中的任何一者，以降低触控感测电路的负载而提升触控感测性能。此设计亦可减少因为制程上对组的偏移误差所造成的可视性问题。

前述图2到图12实施例都可以应用于图1的像素阵列结构100中。由图1可知，为了实现触控感测的功能，信号传输层160中的信号线162可以朝向一连接端(未示出)延伸以连接至触控感测电路，使得对应的信号电极152通过信号线162连接至触控感测电路。不过，连接端一般都设置在像素阵列结构100的一侧，使得不同信号电极152与连接端之间的距离不相等。如此一来，信号传输层160的信号线162的布线长度也会不一致。同时，不同信号线162与对应的数据线120的重叠面积也可能会不同，这将导致对应于不同信号电极152所受到的负载也不相同。

图13为本发明另一实施例的像素阵列结构的示意图。请参照图13，像素阵列结构200包括多个扫描线212、214、多条数据线220、多个有源元件232、234、多个像素电极240、一信号电极层250以及一信号传输层260，其中扫描线212与214可分别视为第一扫描线与第二扫描线而有源元件232、234可分别视为第一有源元件与第二有源元件。像素电极240排列成阵列，且像素电极240之间存在多个横向走线区TR与多个纵向走线区VR。扫描线212与214彼此相邻且位于其中一个横向走线区TR，数据线220位于纵向走线区VR中并交错于扫描线212、214。各有源元件232连接于其中一条扫描线212与其中一条数据线120且各有源元件234连接于其中一条扫描线214与其中一条数据线120。信号电极层250包括相互独立的多个信号电极252，且各个信号电极252的面积可以大于像素电极240的面积。信号传输层260包括多条信号线262，且各信号线262电性连接其中一个信号电极252。在本实施例中，有源元件232或234可以是一种三端元件，其中第一端T1连接至扫描线212或214、第二端T2连接至数据线220而第三端T3连接至像素电极240。举例而言，有源元件232或234可以是薄膜晶体管，其中扫描线212或214可以控制有源元件232或234的开启与关闭，数据线220则用来传递显示画面所需要的信号，且数据线220上的信号可在有源元件232或234被开启时输入给对应的像素电极240。

本实施例采用双扫描线对应一条数据线的布线设计，因此数据线220仅设置于相邻两个纵向走线区VR的其中一者，而信号线262可以设置于相邻两个纵向走线区VR的另一者中。也就是说，数据线220与信号线262配置在不同的纵向走线区VR中。在本实施例中，数据线220的配置节距大致上相同于信号线262的配置节距，且这两种线性结构的配置节距大致上都是纵向走线区VR的节距的两倍。因此，数据线220的整体面积都位于信号线262的面积之外而可以减轻数据线220对信号传输层260造成的负载。

图14为图13的像素阵列结构中部分E2的一种实施方式的俯视示意图，图15为图14的像素阵列结构沿剖线VII-VII’的剖面示意图。请同时参照图14与图15，像素阵列结构200实质上是由堆叠于基板20上的多个膜层所构成。有源元件232(或234，不过图15仅示出有源元件232)的第一端T1连接于扫描线212(或214)是由配置在基板20上的第一导电层构成，其中图15虽未标注扫描线212，但第一端T1实质上是扫描线212的一部分。绝缘层GI覆盖第一导电层所构成的第一端T1与扫描线212。绝缘层GI上设置有通道层CH，其作为有源元件232的通道，且由半导体材质制作。有源元件232的第二端T2与第三端T3以及数据线220都配置在绝缘层GI上而由第二导电层构成，其中第二端T2与第三端T3配置在通道层CH上且彼此实体上分隔开来。第一端T1、第二端T2、第三端T3与通道层CH共同构成有源元件232。

绝缘层PV1覆盖数据线220、第二端T2、第三端T3与通道层CH，且信号传输层260配置在绝缘层PV1上。信号传输层260由第三导电层构成。第三导电层可选择性地还包括导电结构CM，且绝缘层PV1具有接触窗W6以让导电结构CM通过接触窗W6电性连接于有源元件232的第三端T3。绝缘层PV2与平坦层OG覆盖信号传输层260且信号电极层250配置在平坦层OG上，其中一接触窗W7贯穿平坦层OG与绝缘层PV2以让信号电极层250的信号电极252通过接触窗W7电性连接至信号线262。绝缘层PV3则覆盖信号电极层250的信号电极252。像素电极240配置在绝缘层PV3上，且像素电极240通过接触窗W8连接至导电结构CM并通过导电结构CM电性连接至有源元件232的第三端T3，其中接触窗W8贯穿绝缘层PV3、平坦层OG与绝缘层PV2。此外，信号电极层250具有开口O250以暴露出有源元件252的面积且接触窗W8位于开口O250的面积中。

由图15可知，信号电极252位于像素电极240与基板20之间，且像素电极240具有多个狭缝S。这些狭缝S的正投影重叠于信号电极252本身的正投影。当像素阵列结构200应用于装置中，信号电极252可被输入共用电位，像素电极240则接收来自数据线220所传递的信号，以通过狭缝S所在处产生边缘电场效应而产生像素驱动电场E。如此一来，像素阵列结构200可以驱动装置中的显示介质而提供显示功能。

另外，由图14可知，数据线220的正投影与信号传输层260的信号线262的正投影彼此分离而无重叠，因此，无论数据线220所在膜层与信号线262所在膜层之间存在多少层绝缘层，数据线220与信号线262之间的耦合作用都不显著而不会对信号传输层260造成负担。因此，像素阵列结构200可以符合触控感测电路的要求，并具有理想的触控感测性能。

在上述实施例中，连接于触控感测电路的信号线数量仅需等于信号电极的数量即可以将每个信号电极都连接至触控感测电路而实现触控感测的功能。因此，信号传输层可以包括多条不需要向外延伸且不会直接的实体上连接至触控感测电路但电性连通于其中一个信号电极的信号连结线。举例而言，图16为本发明一实施例的像素阵列结构的局部构件的示意图，其中图16仅示出了像素阵列结构的扫描线、数据线、信号电极层与信号传输层。请参照图16，像素阵列结构300包括多条扫描线310、多条数据线320、多个有源元件、多个像素电极、一信号电极层350以及一信号传输层360，其中本实施例为了简化图示以清楚表示部分构件，图16中省略了多个有源元件与多个像素电极，而多个有源元件与多个像素电极的功能与配置位置可以参照上述实施例的任一者。另外，像素阵列结构300中各构件的堆叠顺序可以参照前述实施例任一者的方式来配置。

在本实施例中，数据线320与扫描线310交错排列。这些数据线320分别位于多个纵向走线区VR中，且每个纵向走线区VR中可以设置有一条数据线320，不过随着数据线320的分布密度设计，部分纵向走线区VR中可以未设置有数据线320。在此，为了方便描述，部分的纵向走线区VR编号为纵向走线区VR1至纵向走线区VR12。信号电极层350包括多个信号电极352，其中各个信号电极352的正投影涵盖12条数据线320以及3条扫描线310。上述数值仅是举例说明之用，其他实施例的设计可以使各个信号电极352的正投影中设置有X条扫描线310与Y条数据线320，且X与Y分别为正整数。为了清楚说明信号电极352相对于其他构件的设置关系，图16中绘制的4个信号电极352分别以X1至X4标注。

图17为图16的像素阵列结构中标注为X1与X2的信号电极的局部俯视示意图。请同时参照图16与图17，在本实施例中，信号传输层360包括多条信号线362。各条信号线362用以将所连接的信号电极352连接至触控感测电路。为了连接至触控感测电路，信号线362可以延伸至未电性连接的信号电极352的正投影中。举例而言，设置在纵向走线区域VR1与纵向走线区VR2中的信号线362电性连接标注为X1的信号电极352，并且还延伸到标注为X2的信号电极352的正投影中。另外，设置在纵向走线区域VR7与纵向走线区VR8中的信号线362电性连接标注为X2的信号电极352并且向外延伸至标注为X2的信号电极352的正投影之外。同时，信号传输层360还选择性地设置有补偿信号线362’，其中这些补偿信号线362’位于标注为X1的信号电极352的正投影内且电性连接于标注为X1的信号电极352。如此一来，纵向走线区域VR7与纵向走线区VR8的线路布局可以呈现相近的电性补偿效果。不过，补偿信号线362’可视实际的设计需求而省略。

信号传输层360还包括多条信号连结线364。各信号连结线364连接至其中一个信号电极352但不须向外延伸，以直接的实体上连接至触控感测电路。信号线362的线长小于或是等于数据线320的线长，且信号线362的线长可与所连接的信号电极352的位置与尺寸有关。信号连结线364则与信号电极352的尺寸有关。由图16与图17可知，各条信号连结线364完全位于所连接的一个信号电极352的正投影中。在图17中，各信号连结线364的正投影重叠于同一个纵向走线区VR中的数据线320。因此，至少其中一条数据线320(例如对应信号连结线364的数据线320)具有至少一外露线段322以及至少一重叠线段324。外露线段322的正投影位于对应的信号连结线364的正投影之外且重叠线段324的正投影重叠于这条信号连结线364的正投影。并且，各条数据线320的外露线段322与重叠线段324是沿着数据线320的延伸方向交替排列。以纵向走线区VR3来说，纵向走线区VR3中的信号连结线364连接于标注为X2的信号电极352，而且位于纵向走线区VR3中的这条数据线320在标注为X1的信号电极352处具有外露线段322，而在标注为X2的信号电极352处具有重叠线段324。

本实施例将多条信号连结线364连接同一个信号电极352，这有助于降低信号电极352的阻抗。不过，根据前述实施例的剖面结构与说明可知，信号连结线364所在膜层位于信号电极352所在膜层与数据线320所在膜层之间，且信号连结线364与对应的数据线320之间的耦合作用可能增加信号电极352所受到的负载。因此，以本实施例来说，连接同一个信号电极352的多条信号连结线364的节距P1大于数据线320的节距P2。另外，节距P1可以是节距P2的两倍使得两条相邻的信号连结线364之间即存在有一条数据线320的外露线段322。因此，同一个信号电极352的面积下，数据线320有部分重叠于信号连结线364且有部分不与任何信号线362或信号连结线364重叠，而有助于减少重叠于数据线320对信号传输层360造成负载。此外，信号连结线364的节距可为定值，或规则变化，或为随机改变。

另外，在一实施例中，信号传输层360中信号连结线364的末端可以为自由端，而且多条信号连结线364在实体上可以彼此独立而呈现出多的独立的条状图案。不过，以本实施例来说，信号传输层360也可选择还包括至少一连接线366。连接线366的延伸方向垂直相交于各信号连结线364的延伸方向且连接线366将同一个信号电极352的M条信号连结线364作连接，其中M为2以上的正整数。如此一来，至少有两条或两条以上的信号连结线364通过连接线366实体上连接在一起构成栅状图案。以本实施例来说，M为2，但M可以照实际设计需求而为其他数值。如此一来，连接线366与所连接的信号连结线364可以使得信号电极352的电阻更小，且电位更加均匀。此外，连接线366的数目可以为N条，N为2以上的正整数。并且，连接线366的节距可为定值，或规则变化，或为随机改变。

由图16可知，信号连结线364除了具备上述布局设计外，本实施例中，每个信号电极352的面积内，信号线364的数量均一致。如此一来，对于每个信号电极352来说，基于数据线320所导致的耦合电容(或称寄生电容)的大小彼此近似，这有助于触控感测电路的信号运算，也可以提升触控感测的性能。此外，在一些实施例中，可通过调控信号电极352面积内，信号线364的数目，使得面板内，所有信号电极352的耦合电容，具有相近的电容值。

图18为本发明另一实施例的像素阵列结构的局部部位中数据线、信号电极与信号传输层的示意图。请参照图18，像素阵列结构400仅绘制出数据线320、信号电极层350与信号传输层460，而实际上像素阵列结构400还包括前述实施例任一者中的扫描线、有源元件与像素电极。在本实施例中，数据线320与信号电极层350的结构设计以及配置位置可以参照图16与图17的实施例，因而此处不另赘述。具体来说，本实施例不同于像素阵列结构300之处主要在于，信号传输层460包括有多条信号线362、多条信号连结线464以及多条连接线466，其中信号线362可以参照图16与图17的实施例。另外，在本实施例中，连接同一个信号电极352且彼此相邻的两条信号连结线464之间的节距P3可以为数据线320的节距P2的3倍。因此，彼此相邻的这两条信号连结线464之间存在有两条数据线320。另外，连接于上下相邻两个信号电极352的信号连结线464位于不同的数据线320上，而构成交错排列的配置关系。

此外，在一些实施例中，节距P1可以为节距P2的A倍，A可为大于2的整数倍。此外，在一些实施例中，节距P1可以为大于节距P2的随机正整数。

以图18的纵向走线区VR1至VR8来说，标注为X1的信号电极352的面积中的信号连结线464设置在纵向走线区VR3与纵向走线区VR6中，而标注为X2的信号电极352的面积中的信号连结线464设置在纵向走线区VR4与纵向走线区VR7中。并且，标注为X1的信号电极352与标注为X2的信号电极352在纵向方向上下相邻。此外，标注为X2的信号电极352下方若有另一信号电极352，则对应于此另一个信号电极352的信号连结线464可选择设置在纵向走线区VR5与纵向走线区VR8中。

在图16至图18的实施例中，连接线366都设置在对应的信号连结线364或464的端部且连接于两条信号连结线364之间或两条信号连结线464之间，但不以此为限。举例来说，图19为本发明另一实施例的像素阵列结构的局部部位中数据线与信号传输层的示意图。请参照图19，像素阵列结构500仅示出数据线320与信号传输层560，而实际上像素阵列结构500还包括前述实施例任一者中的扫描线、数据线、有源元件、像素电极与信号电极层。在本实施例中，数据线320的结构设计以及配置位置可以参照图16与图17的实施例，因而此处不另赘述。具体来说，本实施例不同于像素阵列结构300之处主要在于，信号传输层560包括有多条信号线362、多条信号连结线564以及多条连接线566，其中信号线362可以参照图16与图17的实施例。另外，在本实施例中，彼此相邻的两条信号连结线564之间的节距P3可以为数据线320的节距P2的3倍，两条信号连结线564可以由多条连接线566连接，且各连接线566的长度大于节距P3，使得连接线566的至少一末端不连接于信号连结线564。如此一来，可以沿着连接线566的长度方向设置多个接触窗而让对应的信号电极通过这些接触点电性连接连接线566，以通过连接线566的导电特性来降低对应的信号电极的阻抗以及使得对应的信号电极的电位均匀性提升。

另外，在图19中，连接线566与信号连结线564可以构成多个实体上独立的传输单元U1、U2与U3，且传输单元U1、U2与U3中连接线566的设置位置不一致。也就是说，本实施例不须局限连接线566的设置位置。不过，在像素阵列结构500中，连接线566的设置位置可选择设置在扫描线的面积上，或是设置在原有的不须透光的构件所在位置。

图20为本发明一实施例的显示面板的示意图。请参照图20，显示面板1包括第一基板SUB1、第二基板SUB2、显示介质DM与像素阵列结构PX。第一基板SUB1与第二基板SUB2上下相对。显示介质DM位于第一基板SUB1与第二基板SUB2之间且像素阵列结构PX位于第一基板SUB1与显示介质DM之间。在本实施例中，像素阵列结构PX可以是前述实施例的像素阵列结构100、100A～100E、200～500中的其中一者。在像素阵列结构PX中的信号电极与像素电极里，具有狭缝的一者相对于另一者更邻近显示介质DM。在本实施例中，显示介质DM可以为液晶，也可以是其他可通过像素阵列结构PX提供的像素驱动电场来驱动的显示材料，例如电泳显示材料、电湿润显示材料等。由前述实施例可知，像素阵列结构PX本身既可以提供像素驱动电场又可以进行触控感测，因此显示面板1具有内建式触控结构。第二基板SUB2上可选择性设置有彩色滤光层以使显示面板1提供全彩化的显示效果。此外，第二基板SUB2上可不需设置有用来提供像素驱动电场的电极层。不过，在其他实施例中，为了实现不同驱动模式，第二基板SUB2可选择设置有用来提供像素驱动电场的电极层。

图21为本发明一实施例的触控显示装置的示意图。请参照图21，触控显示装置2包括显示面板1以及触控感测电路IC，其中显示面板1可以参照图20的相关描述。触控感测电路IC连接于像素阵列结构PX中的信号传输层。如此一来，触控感测电路IC可以感测像素阵列结构PX中的各信号电极所感应的感测电容变化。由前述实施例可知，像素阵列结构PX中的信号传输层用来将各信号电极连接至触控感测电路IC，且信号传输层可以通过前述实施例的结构设计而降低与数据线之间的耦合现象。因此，触控显示装置2可以具有理想的触控感测性能。

综上所述，本发明实施例的像素阵列结构中，信号电极层包括多个实体上独立的信号电极，这些信号电极既可用来提供像素驱动电场又可以提供触控感测的功能，而实现内建式触控感测结构的设计。另外，本发明实施例的像素结构设置有信号传输层，用以将各信号电极连接至触控感测电路以及显示所需要的共用电位。经由调整信号传输层的轮廓，本发明实施例使得信号传输层的正投影至少部分不重叠于数据线的正投影。因此，数据线的耦合作用对信号传输层造成的负载可以减轻而使得触控感测的信号噪声比降低。如此一来，像素阵列结构内建的触控感测功能具有良好的感测品质。另外，本发明实施例的显示面板与触控显示装置具有这样的像素阵列结构而可以具有理想的触控功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第二基板；

一显示介质，位于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

一像素阵列结构，位于所述第一基板与所述显示介质之间，其中所述像素阵列结构包括：

一扫描线；

一数据线，与所述扫描线交错排列；

一有源元件，电性连接于所述扫描线与所述数据线；

多个像素电极，阵列排列；

一信号电极层，包括复数个信号电极，并且该些信号电极至少一部分重叠于该些像素电极；以及

一信号传输层，包括一信号线，所述信号线配置于相邻两列的该些像素电极之间并且所述信号线电性连接该些信号电极的其中之一，且所述数据线的至少一部分位于所述信号线之外。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述信号线的至少一部分位于所述数据线之外。

3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述数据线的另一部分重叠于所述信号线且所述数据线与所述信号线彼此重叠的重叠面积占所述数据线的整体面积的50％以下。

4.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述数据线包括多个数据线纵向部以及多个数据线转折部，该些数据线转折部的其中之一连接于两个数据线纵向部之间，该些信号线的其中之一包括多个信号线纵向部以及多个信号线转折部，该些信号线转折部的其中之一连接于两个信号线纵向部之间，该些数据线转折部交错于该些信号线转折部，且该些数据线纵向部的其中之一位于该些信号线纵向部的其中之一的延伸线上。

5.根据权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，该些数据线纵向部在线宽方向上部分重叠该些信号线纵向部。

6.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述数据线完全位于所述信号线之外。

7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，该些扫描线包括彼此相邻的一第一扫描线与一第二扫描线，该些有源元件包括连接所述第一扫描线的一第一有源元件与连接所述第二扫描线的一第二有源元件，且所述第一有源元件与所述第二有源元件连接于同一条数据线。

8.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述信号传输层还包括一信号连结线，所述信号连结线的线长小于所述数据线的线长，且所述数据线具有至少一外露线段以及至少一重叠线段，所述外露线段位于所述信号连结线之外且所述重叠线段重叠所述信号连结线。

9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，所述外露线段与所述重叠线段沿所述数据线的延伸方向排列。

10.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述信号传输层还包括多个信号连结线，连接于同一个信号电极。

11.根据权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，所述信号传输层还包括一连接线，所述连接线将该些信号连结线连接。

12.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述信号电极层连接至一共用电位。

13.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该些信号电极具有多个狭缝，且该些信号电极相对于该些像素电极更邻近所述显示介质。

14.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该些像素电极具有多个狭缝，且该些像素电极相对于该些信号电极更邻近所述显示介质。

15.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括一绝缘层，配置在所述数据线与所述信号传输层之间。

16.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括一触控感测电路，连接于所述信号电极层。

17.根据权利要求16所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控感测电路感测该些信号电极所感应的感测电容变化。

18.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示介质为液晶。