TW201329797A - 觸控顯示面板 - Google Patents

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Po-Hsien Wang
Jen-Yen Chou
Chen-Hao Su
Yu-Ting Chen
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Wintek Corp
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Abstract

一種觸控顯示面板包括一顯示面板、複數個觸控感應元件以及一觸控驅動器電路。顯示面板包括一陣列基板。觸控驅動器電路係設置於陣列基板上。觸控驅動器電路係與觸控感應元件電性連結，且觸控驅動器電路係用以提供至少一掃瞄驅動訊號至觸控感應元件。

Description

觸控顯示面板
本發明係關於一種觸控顯示裝置，尤指一種將觸控驅動器電路設置於陣列基板上之觸控顯示裝置。
近年來，觸控感應技術迅速地發展，許多消費性電子產品例如行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、個人數位助理(PDA)以及筆記型電腦(laptop PC)等均有與觸控功能結合的產品推出。於上述各電子產品中，主要係於原先顯示面板之區域賦予觸控感應之功能，也可說是將原先單純的顯示面板變換成具有觸控辨識功能之觸控顯示面板。依據觸控顯示面板的結構設計上的不同，一般可區分為外掛式(out-cell)與內嵌式(in-cell/on-cell)觸控顯示面板。其中，外掛式觸控顯示面板係將獨立的觸控面板與一般的顯示面板組合而成，而內嵌式觸控顯示面板則是將觸控感應裝置直接設置在顯示面板中基板的內側或外側上。然而，在習知的觸控顯示面板中，無論是外掛式觸控顯示面板或是內嵌式觸控顯示面板，均需要觸控驅動積體電路(touch driver IC)來收發觸控訊號。當觸控顯示面板加大或是觸控解析度要求更高時，touch driver IC在設計上的複雜度以及相對的成本亦會隨之提高。
本發明之主要目的之一在於提供一種觸控顯示面板，利用將觸控驅動器電路設置於陣列基板上，達到簡化觸控驅動積體電路(touch driver IC)的線路設計以及降低觸控驅動積體電路成本之目的。
為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種觸控顯示面板，包括一顯示面板、複數個觸控感應元件以及一觸控驅動器電路。顯示面板包括一陣列基板。觸控驅動器電路係設置於陣列基板上。觸控驅動器電路係與觸控感應元件電性連結，且觸控驅動器電路係用以提供至少一掃瞄驅動訊號至觸控感應元件。
請參考第1圖與第2圖。第1圖與第2圖繪示了本發明第一較佳實施例之觸控顯示面板的示意圖。其中第1圖為側視示意圖，而第2圖為上視示意圖。為了方便說明，本實施例之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第1圖與第2圖所示，本實施例提供一種觸控顯示面板101，觸控顯示面板101包括一顯示面板101P、複數個觸控感應元件160、至少一導通元件140以及一觸控驅動器電路130。顯示面板101P包括一陣列基板110、一對向基板120以及一顯示介質層195。對向基板120係與陣列基板110相對設置。觸控感應元件160係設置於對向基板120面對陣列基板110之一內表面121上，而觸控驅動器電路130係設置於陣列基板110上。導通元件140係設置於陣列基板110與對向基板120之間。在本實施例中，觸控驅動器電路130係透過導通元件140與觸控感應元件160電性連結，也就是說觸控驅動器電路130係透過導通元件140提供至少一掃瞄驅動訊號至觸控感應元件160。此外，本實施例之陣列基板110可包括一主動顯示區110A，而觸控驅動器電路130較佳係設置於主動顯示區110A以外之區域。更進一步說明，本實施例之觸控顯示面板101可更包括至少一導電線路161設置於對向基板120之內表面121上。導電線路係與各觸控感應元件160電性連結。因此，觸控驅動器電路130係依序透過導通元件140與導電線路161以與觸控感應元件160電性連結並得以提供掃瞄驅動訊號。值得說明的是，本實施例之導電線路161可包括透明導電材料例如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)與氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)或其他適合之非透明導電材料例如銀、鋁、銅、鎂、鉬、上述材料之複合層或上述材料之合金，但並不以此為限。此外，導電線路161與觸控感應元件160可以相同或不同之材料形成，當導電線路161與觸控感應元件160係以相同材料以及同一製程形成時，導電線路161可視為觸控感應元件160延伸至觸控顯示面板101的外圍區域。值得說明的是，在本實施例中，可視設計需要調整導通元件140的數目與位置，以使觸控驅動器電路130所提供之掃瞄驅動訊號可有效地傳遞至各觸控感應元件160。此外，導通元件140之結構可與一般液晶顯示器中連結陣列基板與彩色濾光片之共通訊號的導電銀膠相似，但並不以此為限。
在本發明中，陣列基板110可包括複數個顯示控制元件115設置於主動顯示區110A之內，用以驅動顯示介質層195而達到畫面顯示的效果。此外，陣列基板110可包括一非晶矽薄膜電晶體陣列基板(amorphous silicon thin film transistor array substrate)、多晶矽薄膜電晶體陣列基板(poly silicon thin film transistor array substrate)或氧化物半導體薄膜電晶體陣列基板(oxide semiconductor thin film transistor array substrate)，但本發明並不以此為限而可使用其他適合之薄膜電晶體陣列基板。也就是說，位於主動顯示區110A內的顯示控制元件115可包括非晶矽薄膜電晶體、多晶矽薄膜電晶體、氧化物半導體薄膜電晶體或其他適合之驅動元件。值得說明的是，本發明之觸控驅動器電路130較佳係與顯示控制元件115藉由相同的製程一併形成。換句話說，觸控驅動器電路130可藉由一般陣列製程(array process)形成於陣列基板110上，故不會增加額外的製程成本。因此，本發明之觸控驅動器電路130亦可包括非晶矽半導體元件、多晶矽半導體元件、氧化物半導體元件或其他適合之半導體元件。另請注意，本發明之觸控驅動器電路130較佳係設置於陣列基板110之主動顯示區110A以外之區域，故可不影響到主動顯示區110A內的元件與電路之設計。此外，本實施例之觸控顯示面板101可更包括一顯示驅動電路135設置於陣列基板110上，用以驅動各顯示控制元件115，但並不以此為限。顯示驅動電路135亦可藉由一般陣列製程形成於陣列基板110上，故亦不會增加額外的製程成本。另外，在本發明中，顯示介質層195可依設計需要包括液晶材料、有機發光材料、電泳顯示材料或電子墨水(e-ink)材料，但並不以此為限。換句話說，本實施例之顯示面板101P可包括一液晶顯示面板(liquid crystal display panel)、一有機電致發光顯示面板(organic electroluminescent display panel)或一電子紙顯示面板(electronic paper display panel)。另請注意，在本發明之其他較佳實施例中，亦可視需要將觸控感應元件160設置於陣列基板110上，也可說是將觸控感應元件160、顯示控制元件115以及觸控驅動器電路130一併設置於陣列基板110上，以更進一步達到製程簡化的效果。
如第1圖與第2圖所示，本實施例之觸控顯示面板101可更包括一驅動積體電路190且顯示面板101P可更包括一電路板150。在本實施例中，驅動積體電路190可設置於陣列基板110上，藉由陣列基板110內的導線118電性連結驅動積體電路190與觸控驅動器電路130，使得驅動積體電路190所產生之訊號可傳遞至觸控驅動器電路130中進行處理。另外，亦可藉由陣列基板110內的導線119電性連結驅動積體電路190與顯示驅動電路135，使得驅動積體電路190所產生之訊號可傳遞至顯示驅動電路135中進行處理。另請注意，本實施例之觸控驅動器電路130較佳係用以處理觸控發送訊號並將其傳至各觸控感應元件160，但本發明並不以此為限而可視需要調整觸控驅動器電路130的設計以處理觸控發送訊號以及觸控接收訊號。此外，電路板150係與陣列基板110電性連結以輸入訊號，且本實施例之電路板150可包括軟性印刷電路板(flexible printed circuit,FPC)、覆晶薄膜(chip on film,COF)電路板或其他適合之電路板。值得說明的是，本實施例之驅動積體電路190除了可產生以及處理觸控功能相關之訊號之外，亦可選擇性地具有產生以及處理顯示功能相關之訊號，換句話說，驅動積體電路190可僅具有驅動觸控感應元件160之功能或同時具有驅動觸控感應元件160與驅動顯示控制元件115之功能，但並不以此為限。此外，由於在觸控顯示面板101中，觸控感應元件160係設置於對向基板120之內表面121上，故對向基板120之一外表面122可視為一觸控感應面，而觸控顯示面板101可視為一種in-cell內嵌式觸控顯示面板。由於觸控感應元件160與觸控驅動器電路130均整合於顯示面板的結構中，故較可達到薄化整體厚度以及簡化結構之目的。
請參考第3圖至第5圖，並請一併參考第1圖。第3圖至第5圖繪示了本發明第一較佳實施例之觸控顯示面板的觸控驅動方式示意圖。其中第3圖為驅動積體電路190、觸控驅動器電路130以及觸控感應元件160間訊號傳遞之關係示意圖，第4圖為觸控驅動器電路130內處理訊號之狀況示意圖，而第5圖為各掃瞄驅動訊號之時序圖。如第3圖與第4圖所示，驅動積體電路190可產生訊號例如一第一時脈訊號CK1、一第二時脈訊號CK2以及一起始脈波(start pulse)訊號SP至觸控驅動器電路130。藉由於觸控驅動器電路130內設置複數個位移暫存器(shift register)SR、複數個反向器(invertor)INV以及一開關電路(switch circuit)SW，可分別產生掃瞄驅動訊號TX1、掃瞄驅動訊號TX2、掃瞄驅動訊號TX3…掃瞄驅動訊號TXn等至各觸控感應元件160。更明確地說，如第4圖與第5圖所示，第一時脈訊號CK1係分別輸入至各位移暫存器SR中，起始脈波訊號SP依序經過各位移暫存器SR，並依據第一時脈訊號CK1以及一第一反相時脈訊號XCK1進行運算而產生脈波訊號S1、脈波訊號S2、脈波訊號S3…至脈波訊號Sn。脈波訊號S1至脈波訊號Sn分別經過對應之反向器INV後傳至開關電路SW中，控制第二時脈訊號CK2與一接地訊號GND的合成，產生掃瞄驅動訊號TX1、掃瞄驅動訊號TX2、掃瞄驅動訊號TX3…至掃瞄驅動訊號TXn輸至各觸控感應元件。其中，接地訊號GND也可置換為一直流訊號。在本實施例中，第一時脈訊號CK1與第二時脈訊號CK2可分別具有一週期T1以及一週期T2。藉由調整週期T1可控制單一觸控感應元件送出感測訊號的時間長度與頻率，而藉由調整週期T2則可控制單一觸控感應元件在一次送出之訊號中共包含之脈波(pulse)數目及脈波頻率。此外，本實施例之掃瞄驅動訊號TX1、掃瞄驅動訊號TX2、掃瞄驅動訊號TX3以及掃瞄驅動訊號TXn可為互容式(mutual capacitance)感測驅動方式中的觸控發送訊號，但並不以此為限。值得說明的是，上述之位移暫存器SR、反向器INV以及開關電路SW可藉由半導體元件例如非晶矽半導體元件、多晶矽半導體元件或氧化物半導體元件以及線路的佈局設計組合而成，但並不以此為限。
請參考第6圖。第6圖繪示了本發明第二較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。如第6圖所示，與上述第一較佳實施例相比，在本實施例之觸控顯示面板102中，驅動積體電路190係設置於電路板150上，藉由電路板150與陣列基板110電性連結之關係，使得驅動積體電路190所產生之訊號可傳遞至觸控驅動器電路130。本實施例之觸控顯示面板102除了驅動積體電路190的設置位置之外，其餘各部件之特徵、材料特性以及觸控驅動方式係與上述第一較佳實施例中的觸控顯示面板101相似，故在此並不再贅述。
請參考第7圖。第7圖繪示了本發明第三較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。如第7圖所示，與上述第一較佳實施例相比，在本實施例之觸控顯示面板200中，觸控感應元件160以及導電線路161係設置於對向基板120背對陣列基板110之外表面122上，且觸控顯示面板200包括一電路板250與觸控感應元件160以及陣列基板110電性相連。因此，觸控驅動器電路130可透過電路板250與觸控感應元件160電性連結。本實施例之觸控顯示面板200除了觸控感應元件160以及導電線路161的設置位置以及電路板250之外，其餘各部件之特徵、材料特性以及觸控驅動方式係與上述第一較佳實施例中的觸控顯示面板101相似，故在此並不再贅述。值得說明的是，本實施例之觸控顯示面板200可更包括一外蓋基板(cover lens，圖未示)設置於對向基板120之外表面122上，以覆蓋各觸控感應元件160而達到保護的效果。此外，由於在觸控顯示面板200中，觸控感應元件160係設置於對向基板120之外表面122上，故觸控顯示面板200可視為一種on-cell內嵌式觸控顯示面板。
請參考第8圖。第8圖繪示了本發明第四較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。如第8圖所示，與上述第三較佳實施例相比，本實施例之觸控顯示面板301更包括一觸控基板170以及一黏合層180。觸控基板170係設置於對向基板120之外表面122上，且黏合層180係設置於對向基板120與觸控基板170之間，用以黏合對向基板120與觸控基板170。此外，本實施例之觸控感應元件160以及導電線路161係設置於觸控基板170面對對向基板之一內表面171上，也就是說，觸控感應元件160以及導電線路161係設置於觸控基板170與黏合層180之間。此外，本實施例之觸控基板170可包括一外蓋基板，以使觸控基板170同時具有保護觸控感應元件160之功能，但並不以此為限。本實施例之觸控顯示面板301除了觸控感應元件160以及導電線路161的設置位置以及觸控基板170、黏合層180與電路板250之設置之外，其餘各部件之特徵、材料特性以及觸控驅動方式係與上述第一較佳實施例中的觸控顯示面板101相似，故在此並不再贅述。值得說明的是，由於在觸控顯示面板301中，觸控感應元件160係設置於觸控基板170之內表面171上，故觸控基板170之一外表面172可視為一觸控感應面，而觸控顯示面板301可視為一種out-cell外掛式觸控顯示面板。此外，觸控感應元件160可先形成於觸控基板170上再與對向基板120黏合，故可分別控制其製程狀況，較有利於整體良率的提升。
請參考第9圖。第9圖繪示了本發明第五較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。如第9圖所示，與上述第四較佳實施例相比，在本實施例之觸控顯示面板302中，觸控感應元件160以及導電線路161係設置於觸控基板170背對對向基板120之外表面172上。觸控驅動器電路130可透過電路板250與觸控感應元件160電性連結。本實施例之觸控顯示面板302除了觸控感應元件160以及導電線路161的設置位置之外，其餘各部件之特徵、材料特性以及觸控驅動方式係與上述第四較佳實施例中的觸控顯示面板301相似，故在此並不再贅述。值得說明的是，本實施例之觸控顯示面板302可更包括一外蓋基板(圖未示)設置於觸控基板170之外表面172上，以覆蓋各觸控感應元件160而達到保護的效果。此外，由於在觸控顯示面板302中，觸控感應元件160係設置於觸控基板170之外表面172上，再藉由黏合層180黏合對向基板120與觸控基板170，故觸控顯示面板302可視為一種out-cell外掛式觸控顯示面板。
綜合以上所述，本發明之觸控顯示面板係利用將觸控驅動器電路設置於陣列基板上，使得所需之觸控驅動積體電路的設計得以簡化，進而達到降低驅動積體電路成本的目的。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
101．．．觸控顯示面板
101P．．．顯示面板
102．．．觸控顯示面板
110．．．陣列基板
115．．．顯示驅動元件
118．．．導線
119．．．導線
110A．．．主動顯示區
120．．．對向基板
121．．．內表面
122．．．外表面
130．．．觸控驅動器電路
135．．．顯示驅動電路
140．．．導通元件
150．．．電路板
160．．．觸控感應元件
161．．．導電線路
170．．．觸控基板
171．．．內表面
172．．．外表面
180．．．黏合層
190．．．驅動積體電路
195．．．顯示介質層
200．．．觸控顯示面板
250．．．電路板
301．．．觸控顯示面板
302．．．觸控顯示面板
CK1．．．第一時脈訊號
CK2．．．第二時脈訊號
GND．．．接地訊號
INV．．．反向器
S1．．．脈波訊號
S2．．．脈波訊號
S3．．．脈波訊號
Sn．．．脈波訊號
SP．．．起始脈波訊號
SR．．．位移暫存器
SW．．．開關電路
T1．．．週期
T2．．．週期
TX1．．．掃瞄驅動訊號
TX2．．．掃瞄驅動訊號
TX3．．．掃瞄驅動訊號
TXn．．．掃瞄驅動訊號
XCK1．．．第一反相時脈訊號
第1圖與第2圖繪示了本發明第一較佳實施例之觸控顯示面板的示意圖。
第3圖至第5圖繪示了本發明第一較佳實施例之觸控顯示面板的觸控驅動方式示意圖。
第6圖繪示了本發明第二較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。
第7圖繪示了本發明第三較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。
第8圖繪示了本發明第四較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。
第9圖繪示了本發明第五較佳實施例之觸控顯示面板的側視示意圖。
101．．．觸控顯示面板
110．．．陣列基板
110A．．．主動顯示區
115．．．顯示驅動元件
118．．．導線
119．．．導線
130．．．觸控驅動器電路
135．．．顯示驅動電路
190．．．驅動積體電路

Claims (11)

  1. 一種觸控顯示面板，包括：一顯示面板，包括一陣列基板；複數個觸控感應元件；以及一觸控驅動器電路，設置於該陣列基板上，其中該觸控驅動器電路係與該等觸控感應元件電性連結，以提供至少一掃瞄驅動訊號至該等觸控感應元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該顯示面板更包括一對向基板與該陣列基板相對設置，且該等觸控感應元件係設置於該對向基板面對該陣列基板之一內表面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板，更包括至少一導通元件設置於該陣列基板與該對向基板之間，其中該觸控驅動器電路係透過該導通元件與該等觸控感應元件電性連結。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該顯示面板更包括一對向基板以及一電路板，其中該對向基板係與該陣列基板相對設置，且該觸控驅動器電路係透過該電路板與該等觸控感應元件電性連結。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示面板，其中該等觸控感應元件係設置於該對向基板背對該陣列基板之一外表面上。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示面板，更包括一觸控基板以及一黏合層，其中該觸控基板係設置於該對向基板上，且該黏合層係設置於該對向基板與該觸控基板之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示面板，其中該等觸控感應元件係設置於該觸控基板面對該對向基板之一內表面上，且該等觸控感應元件係設置於該觸控基板與該黏合層之間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示面板，其中該等觸控感應元件係設置於該觸控基板背對該對向基板之一外表面上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該陣列基板包括一主動顯示區，且該觸控驅動器電路係設置於該主動顯示區以外之區域。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該顯示面板包括一液晶顯示面板、一有機電致發光顯示面板或一電子紙顯示面板。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該陣列基板包括一非晶矽薄膜電晶體陣列基板、多晶矽薄膜電晶體陣列基板或氧化物半導體薄膜電晶體陣列基板。
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