CN112000239A - 触控面板 - Google Patents

Abstract

一种触控面板，包括多条扫描线、多条共享信号线、多条数据线、多条触控信号线以及多个子像素。扫描线以及共享信号线沿着第一方向延伸。数据线以及触控信号线沿着第二方向延伸。各子像素包括开关元件、像素电极、触控电极以及共享电极。开关元件电性连接至对应的一条扫描线以及对应的一条数据线。像素电极电性连接至开关元件。触控电极电性连接至对应的一条触控信号线。共享电极电性连接至对应的一条共享信号线。共享电极沿着第二方向延伸且重叠于部分数据线。触控电极与共享电极属于相同膜层。

Description

触控面板

技术领域

本发明是有关于一种触控面板，且特别是有关于一种包括多个子像素的触控面板。

背景技术

内嵌式触控显示面板是一种将触控传感装置整合至液晶显示面板的技术。触控传感装置的触控电极是直接形成于液晶显示面板的像素电路基板上或是彩色滤光元件基板上，因此，相较于将额外的触控面板黏贴至显示面板的外挂式触控显示面板，内嵌式触控显示面板厚度较薄。然而，由于内嵌式触控显示面板中的触控电极与像素电路的距离较接近，因此，像素电路上的信号容易影响触控电极，导致触控信号失真。

发明内容

本发明提供一种触控面板，能降低数据线与触控电极之间的电容并提高子像素开口率。

本发明的至少一实施例提供一种触控面板，包括基板、多条扫描线、多条共享信号线、多条数据线、多条触控信号线以及多个子像素。扫描线以及共享信号线位于基板上，且沿着第一方向延伸。数据线以及触控信号线沿着交错于第一方向的第二方向延伸。各子像素包括开关元件、像素电极、触控电极以及共享电极。开关元件电性连接至对应的一条扫描线以及对应的一条数据线。像素电极电性连接至开关元件。触控电极电性连接至对应的一条触控信号线。共享电极电性连接至对应的一条共享信号线。共享电极沿着第二方向延伸且重叠于部分数据线。触控电极与共享电极属于相同膜层。触控电极与共享电极结构上彼此分离。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。

图2A是沿着图1中线a-a’的剖面示意图。

图2B是沿着图1中线b-b’的剖面示意图。

图2C是沿着图1中线c-c’的剖面示意图。

图2D是沿着图1中线d-d’的剖面示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。

图4是依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。

附图标记

10、20、30：触控面板

100：触控电极组

200：共享信号串列

AA：显示区

BA：周边区

CH：通道层

CE：共享电极

CL：共享信号线

D：漏极

DL：数据线

DR：驱动电路

D1：第一方向

D2：第二方向

G：栅极

I1：绝缘层

I2：介电层

P：信号输出端

PE：像素电极

OC：欧姆接触层

O1、O2、O3：开口

S：源极

SB：基板

SL：扫描线

SP：子像素

SP1：第一子像素

SP2：第二子像素

SP3：第三子像素

SP4：第四子像素

T：开关元件

TE：触控电极

TL：触控信号线

TLd：虚设信号线

t1、t2：狭缝

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1是依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。图2A是沿着图1中线a-a’的剖面示意图。图2B是沿着图1中线b-b’的剖面示意图。图2C是沿着图1中线c-c’的剖面示意图。图2D是沿着图1中线d-d’的剖面示意图。

请参考图1、图2A、图2B、图2C与图2D，触控面板10包括基板SB、多条扫描线SL、多条共享信号线CL、多条数据线DL、多条触控信号线TL以及多个子像素SP，各子像素SP包括开关元件T、像素电极PE、触控电极TE以及共享电极CE。在本实施例中，触控面板10还包括绝缘层I1以及介电层I2。

请参考图1、图2A以及图2B，开关元件T的栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL位于基板SB上，其中开关元件T的栅极G电性连接至对应的一条扫描线SL。在本实施例中，栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL属于相同膜层。扫描线SL以及共享信号线CL沿着第一方向D1延伸。像素电极PE位于基板SB上。绝缘层I1覆盖栅极G、扫描线SL、共享信号线CL以及像素电极PE。绝缘层I1的厚度例如为400纳米左右，但不以此为限，绝缘层I1不同厚度会影响开关元件T特性曲线，使开关元件T的工作区间改变。

栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL的材料例如包括铬、金、银、铜、锡、铅、铪、钨、钼、钕、钛、钽、铝、锌、上述金属的合金、上述金属的氧化物、上述金属的氮化物或上述材料的组合或其他导电材料，但亦不以此为限。像素电极PE的材料例如包括透明导电材料，举例来说，铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟镓锌氧化物、或是上述至少二者的堆栈层。

在本实施例中，像素电极PE、栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL皆位于基板SB与绝缘层I1之间。藉此，可以简化触控面板10的制程。举例来说，栅极G、扫描线SL、共享信号线CL以及像素电极PE可以于同一道图案化制程中形成，在一些实施例中，先依序形成一透明导电材料与覆该透明导电材料的第一金属层，接着再利用半色调(Halftone)光罩图案化透明导电材料与金属材料的堆栈层，残留的透明导电材料包括像素电极PE，而残留的第一金属层则包括栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL。在其他实施例中，像素电极PE的图案化制程不同于栅极G、扫描线SL以及共享信号线CL的图案化制程。

开关元件T的通道层CH位于绝缘层I1上。栅极G与通道层CH重叠，且栅极G与通道层CH之间夹有绝缘层I1。通道层CH例如包括经掺杂或未经掺杂的半导体材料。

请参考图1、图2A、图2C以及图2D，开关元件T的源极S、开关元件T的漏极D、数据线DL以及触控信号线TL位于绝缘层I1上，其中开关元件T的源极S电性连接至对应的一条数据线DL。源极S、漏极D、数据线DL以及触控信号线TL属于相同膜层。数据线DL以及触控信号线TL沿着交错于第一方向D1的第二方向D2延伸。

源极S、漏极D、数据线DL以及触控信号线TL的材料例如包括铬、金、银、铜、锡、铅、铪、钨、钼、钕、钛、钽、铝、锌、上述金属的合金、上述金属的氧化物、上述金属的氮化物或上述材料的组合或其他导电材料。

开关元件T的源极S与漏极D电性连接通道层CH。在本实施例中，开关元件T为背通道蚀刻型薄膜晶体管，且源极S和通道层CH之间与漏极D和通道层CH之间可以选择性地包括欧姆接触层OC，但本发明不以此为限。在其他实施例中，开关元件T为顶部栅极型薄膜晶体管或其他形式的薄膜晶体管。

开关元件T的漏极D通过开口O3电性连接至像素电极PE，其中开口O3贯穿绝缘层I1。

请参考图1与图2C，触控信号线TL重叠于像素电极PE。在本实施例中，像素电极PE具有狭缝t1，而狭缝t1重叠于触控信号线TL，因此，仅有小部分的像素电极PE(靠近狭缝t1端点的部分像素电极PE)重叠于触控信号线TL，藉此，降低像素电极PE与触控信号线TL之间的负载(loading)。

介电层I2位于源极S、漏极D、数据线DL以及触控信号线TL上。

请参考图1、图2B、图2C与图2D，触控电极TE以及共享电极CE位于介电层I2上。共享电极CE通过开口O1电性连接至共享信号线CL中对应的一条，开口O1贯穿介电层I2与绝缘层I1。共享电极CE沿着第二方向D2延伸且重叠于部分数据线DL。藉由使共享电极CE重叠数据线DL，来避免数据线DL的电场影响液晶的转向。触控电极TE与共享电极CE属于相同膜层。触控电极TE通过开口O2电性连接至触控信号线TL中对应的一条，开口O2贯穿介电层I2。触控电极TE重叠于像素电极PE，且具有多个狭缝t2。狭缝t2的延伸方向实质上平行于第二方向D2。在一些实施例中，共享电极CE重叠于数据线DL的面积大于触控电极TE重叠于触控信号线TL的面积。

触控电极TE与共享电极CE的材料例如包括透明导电材料，举例来说，铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟镓锌氧化物、或是上述至少二者的堆栈层。在一些实施例中，共享电极CE与触控电极TE之间的距离大于1.5微米。

在一些实施例中，触控面板10适用于液晶显示装置，且液晶显示装置还包括彩色滤光元件基板(图中未示出)以及位于彩色滤光元件基板和触控面板10之间的液晶层。在一些实施例中，触控面板10包括显示模式与触控模式。在显示模式中，藉由对触控电极TE以及共享电极CE施加共享信号，使像素电极PE与触控电极TE之间以及像素电极PE与共享电极CE之间产生电场来控制液晶的转向，藉此获得欲显示的影像。在触控模式中，对触控电极TE施加触控信号，当物体(例如手指或触控笔)靠近对应的触控电极TE时，对应的触控电极TE上的电容产生变化，藉此检测触控位置。在一些实施例中，在触控模式中，共享电极CE上可以与触控电极TE一样施加触控信号，但本发明不以此为限。在一些实施例中，不论是显示模式还是触控模式，共享电极CE上都是施加共享信号。

在各子像素SP中，开口O1以及开口O2分别位于像素电极PE的相对两侧。开口O3与开口O2位于像素电极PE的相同侧，藉此，能提高子像素SP的开口率。

在本实施例中，子像素SP1～SP4具有类似的结构。子像素SP2位于子像素SP1的第二方向D2上。同一条触控信号线TL电性连接子像素SP1的触控电极TE与子像素SP2的触控电极TE。

在本实施例中，子像素SP2中的开口O3与子像素SP1中的开口O1分别位于对应的触控信号线TL的相对两侧。子像素SP1中的开口O1与子像素SP2中的开口O1分别位于对应的触控信号线TL的相对两侧。藉此，能提高子像素SP1与子像素SP2的开口率。

子像素SP3位于子像素SP1的第一方向D1上，子像素SP4位于子像素SP3的第二方向D2上。同一条触控信号线TL电性连接子像素SP3的触控电极TE与子像素SP4的触控电极TE。

子像素SP1与子像素SP2分别电性连接至不同条数据线DL。子像素SP3与子像素SP4分别电性连接至不同条数据线DL。在本实施例中，子像素SP1～SP4是藉由列反转方式(Column inversion)操作。

在本实施例中，子像素SP4中的开口O3与子像素SP3中的开口O1分别位于对应的触控信号线TL的相对两侧。子像素SP3中的开口O1与子像素SP4中的开口O1分别位于对应的触控信号线TL的相对两侧。藉此，能提高子像素SP3与子像素SP4的开口率。

子像素SP1的触控电极TE与子像素SP2的触控电极TE彼此电性连接。子像素SP3的触控电极TE与子像素SP4的触控电极TE彼此电性连接。子像素SP1的触控电极TE与子像素SP2的触控电极TE在结构上分离于子像素SP3的触控电极TE与子像素SP4的触控电极TE。

在一些实施例中，各条共享信号线CL电性连接至子像素SP中的N个，各触控信号线TL电性连接至子像素SP中的M个，N>M。举例来说，在本实施例中，电性连接至子像素SP1与子像素SP3的共享信号线CL以及电性连接至子像素SP2与子像素SP4的另一条共享信号线CL彼此电性连接(于图示中未绘出的地方通过其他导线而电性连接)，且施加有相同信号。换句话说，图1中的各共享信号线CL电性连接至四个子像素SP(例如子像素SP1～SP4)，而各条触控信号线TL电性连接至两个子像素SP(例如子像素SP1、SP2或子像素SP3、SP4)。

基于上述，触控电极TE电性连接至触控信号线TL中对应的一条，共享电极CE电性连接至共享信号线CL中对应的一条，共享电极CE重叠于至少部分数据线DL，且触控电极TE与共享电极CE结构上彼此分离，因此，能降低数据线DL与触控电极TE之间的电容，并提高子像素开口率。

图3依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。在此必须说明的是，图3的实施例沿用图1至图2D的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图3的触控面板20与图1的触控面板10的差异在于：触控面板20的触控信号线TL不重叠于像素电极PE。

在本实施例中，子像素SP1与子像素SP2电性连接至同条数据线DL。子像素SP3与子像素SP4电性连接至同条数据线DL。在同一个子像素SP中，触控信号线TL与数据线DL分别位于像素电极PE的相对两侧。

在本实施例中，子像素SP2中的开口O3与子像素SP1中的开口O1位于对应的触控信号线TL的同一侧。子像素SP1中的开口O1与子像素SP2中的开口O1位于对应的触控信号线TL的同一侧。

在本实施例中，子像素SP4中的开口O3与子像素SP3中的开口O1位于对应的触控信号线TL的同一侧。子像素SP3中的开口O1与子像素SP4中的开口O1位于对应的触控信号线TL的同一侧。

基于上述，触控电极TE电性连接至触控信号线TL中对应的一条，共享电极CE电性连接至共享信号线CL中对应的一条，共享电极CE重叠于至少部分数据线DL，且触控电极TE与共享电极CE结构上彼此分离，因此，能降低数据线DL与触控电极TE之间的电容，并提高子像素开口率。

图4依照本发明的一实施例的一种触控面板的俯视示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图1至图2D的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图4，触控面板30具有显示区AA与位于显示区AA至少一侧的周边区BA。多个触控电极组100设置于显示区AA中，各触控电极组100是由多个子像素(绘于图1)的触控电极彼此电性连接所构成。各触控电极组100通过对应的触控信号线TL而电性连接至位于周边区BA的驱动电路DR的信号输出端P。在本实施例中，各触控电极组100电性连接至对应的一条触控信号线TL，但本发明不以此为限。在其他实施例中，各触控电极组100电性连接至一条以上的触控信号线TL。每个触控电极组100电性连接至不同条触控信号线TL。在一些实施例中，虚设信号线TLd重叠部分触控电极组100，藉此减少不同触控电极组100所对应的子像素的开口率差异，虚设信号线TLd不与驱动电路DR或触控电极组100电性连接。在本实施例中，虚设信号线TLd电性连接触控电极组100，然而，虚设信号线TLd与驱动电路DR分离。

在本实施例中，在显示区AA中沿着第一方向D1延伸的共享信号线CL于周边区BA彼此电性连接，并电性连接至驱动电路DR。换句话说，显示区AA中的沿着第一方向D1延伸的多条共享信号线CL上施加有相同的信号。在本实施例中，多条共享信号线CL彼此电性连接以构成一个共享信号串列200，但本发明不以此为限。在其他实施例中，触控面板可以包括多个互相分离的共享信号串列200。

在本实施例中，共享信号串列200所重叠的子像素的数量大于各触控电极组100所重叠的子像素的数量。

综上所述，触控电极电性连接至触控信号线中对应的一条，共享电极电性连接至共享信号线中对应的一条，共享电极重叠于至少部分数据线，且触控电极与共享电极结构上彼此分离，因此，能降低数据线与触控电极之间的电容，并提高子像素开口率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种触控面板，其特征在于，包括：

一基板；

多条扫描线以及多条共享信号线，位于该基板上，且沿着一第一方向延伸；

多条数据线以及多条触控信号线，沿着交错于该第一方向的一第二方向延伸；以及

多个子像素，各该子像素包括：

一开关元件，电性连接至该些扫描线中对应的一条以及该些数据线中对应的一条；

一像素电极，电性连接至该开关元件；

一触控电极，电性连接至该些触控信号线中对应的一条；以及

一共享电极，电性连接至该些共享信号线中对应的一条，且该共享电极沿着该第二方向延伸且重叠于至少部分该些数据线，其中该触控电极与该共享电极属于相同膜层，且该触控电极与该共享电极结构上彼此分离。

2.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中该些扫描线以及该些共享信号线属于相同膜层，且该些数据线以及该些触控信号线属于相同膜层。

3.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，更包括：

一介电层以及一绝缘层，其中在各该子像素中：

该共享电极通过一第一开口电性连接至该些共享信号线中对应的一条，且该触控电极通过一第二开口电性连接至该些触控信号线中对应的一条，该第一开口以及该第二开口贯穿该介电层；且

该开关元件的漏极通过一第三开口电性连接至该像素电极，该第三开口贯穿该绝缘层。

4.如权利要求3所述的触控面板，其特征在于，其中在各该子像素中：

该第一开口以及该第二开口分别位于该像素电极的相对两侧。

5.如权利要求3所述的触控面板，其特征在于，其中该些子像素包括包括一第一子像素以及一第二子像素，其中该第二子像素相邻于该第一子像素且位于该第一子像素的该第二方向上，且该些触控信号线中对应的该一条电性连接该第一子像素与该第二子像素，其中该第二子像素中的该第三开口与该第一子像素中的该第一开口分别位于该些触控信号线中对应的该一条的相对两侧。

6.如权利要求5所述的触控面板，其特征在于，其中该第一子像素中的该第一开口与该第二子像素中的该第一开口分别位于该些触控信号线中对应的该一条的相对两侧。

7.如权利要求3所述的触控面板，其特征在于，其中在各该子像素中：

该第三开口与该第二开口位于该像素电极的相同侧。

8.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中：

至少部分该些共享信号线彼此电性连接以构成至少一个共享信号串列；

多个触控电极组，各该触控电极组分别由部分该些子像素的该些触控电极彼此电性连接所构成，其中该至少一个共享信号串列所重叠的子像素的数量大于各该触控电极组所重叠的子像素的数量。

9.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中在各该子像素中：

该些触控信号线中对应的该一条重叠于该像素电极。

10.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中在各该子像素中：

该共享电极重叠于该些数据线的面积大于该触控电极重叠于该些触控信号线中对应的该一条的面积。

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