TW201721262A - 顯示裝置 - Google Patents

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TW201721262A
TW201721262A TW105132270A TW105132270A TW201721262A TW 201721262 A TW201721262 A TW 201721262A TW 105132270 A TW105132270 A TW 105132270A TW 105132270 A TW105132270 A TW 105132270A TW 201721262 A TW201721262 A TW 201721262A
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electrode
touch
display device
substrate
signal line
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TW105132270A
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安貞恩
鄭普泳
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樂金顯示科技股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置，包含一第一基板、複數個閘極線、複數個資料線、複數個薄膜電晶體、一第一電極、一第二電極與一觸控訊號線。複數個閘極線與複數個資料線位於第一基板以定義複數個像素。複數個薄膜電晶體各包含一源極電極、一汲極電極以及一閘極電極。薄膜電晶體位於像素。第一電極設置於像素。第二電極與第一電極相重疊。觸控訊號線平行於資料線，其中觸控訊號線的寬度大於資料線的寬度。

Description

顯示裝置
本發明係關於一種用於顯示影像的顯示裝置。
為因應資訊化社會的發展，各種用於顯示影像的顯示器的需求增加。有鑑於此，一系列的顯示裝置如液晶顯示裝置(LCD)、電漿顯示裝置(PDPs)以及有機發光顯示裝置近來已被使用。
許多顯示裝置提供觸控輸入界面讓使用者可直覺地與方便地直接輸入資訊或指令至裝置，而不再需使用常用的輸入系統如按鈕、鍵盤或滑鼠。
為了提供此觸控輸入界面，感應使用者觸碰與準確偵測觸碰座標的能力是必須的。
有鑑於此，在相關技術中，由各種觸控感應方法中被選出的觸控感應方法，如電阻式觸控感應，電容式觸控感應，電磁感應，紅外線(IR)觸控感應和超音波觸控感應，可進行觸控感應。
此外，關於顯示裝置中的觸控螢幕的使用，開發已朝向觸控感測器位於顯示裝置中進行。特別是，使用位於底部基板的共用電極作為觸控感應電極的內嵌式(In-cell)顯示裝置之開發已在進行中。
然而，內嵌式顯示裝置因需形成觸控感應電極而需精細的製程，使得製造成本增加以及可能需要更長的製造時間週期，導致產品在價格上的競爭力下降。
本發明揭露的各種實施態樣提供一種整合觸控面板的顯示裝置以及其製造方法。顯示面板的結構用以簡化顯示面板的製程以及提升開口率。
根據本發明揭露的一種實施態樣，一種顯示裝置可包含一第一基板、複數個閘極線、複數個資料線、複數個薄膜電晶體、一第一電極、一第二電極與一觸控訊號線。複數個閘極線與複數個資料線位於第一基板以定義複數個像素。複數個薄膜電晶體各包含一源極電極、一汲極電極以及一閘極電極。薄膜電晶體位於像素。第一電極設置於像素。第二電極與第一電極相重疊。觸控訊號線平行於資料線，其中觸控訊號線的寬度大於資料線的寬度。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，第二電極於一顯示模式時作為一共用電極，第二電極於一觸控模式時作為一觸控電極。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，第二電極為塊狀圖案或具有齒部的圖案。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，第一電極連接於汲極電極或源極電極其中之一。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，第一電極為塊狀圖案或具有齒部的圖案。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，顯示裝置更包含一保護層，位於第一電極與第二電極之間。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，顯示裝置更包含一保護層，位於觸控訊號線與資料線之間。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，第二電極透過一接觸孔連接於觸控訊號線。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，接觸孔與部份的閘極線重疊。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，資料線、觸控訊號線、第一電極的相對二邊緣以及第二電極的相對二邊緣彼此平行。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，顯示裝置更包含一第二基板，相對向於第一基板的，第二基板包含朝向第一電極的複數個彩色濾光片。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，觸控訊號線於第二基板的一正交投影位於複數個彩色濾光片於第二基板的複數個正交投影之間。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，資料線於第二基板的一正交投影位於複數個彩色濾光片於第二基板的複數個正交投影之間。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，複數個彩色濾光片中任二者之間的距離大於觸控訊號線的寬度或大於資料線的寬度。
根據本發明揭露的一種顯示裝置的實施態樣，觸控訊號線、資料線以及第二電極與部份的閘極線重疊。
根據本發明揭露的各種實施態樣，可簡化整合觸控面板的顯示裝置的製程以及提升顯示裝置的開口率。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
以下，標記將被添加以詳細說明本發明揭露的實施例，相關實施例將搭配圖式進行說明。在本說明書中，對於每一圖式中的元件添加附圖標記，相同的標號或標記用於表是相同或相似的元件。在以下本發明揭露的詳細說明中，習知的功能及元件之說明被省略以避免模糊本發明揭露的主要發明要點。
可理解的是，如「第一」、「第二」、「A」、「B」、「(a)」及「(b)」等用語被用於說明各種的元件，且此些用語僅是用於供區分兩個元件。這些元件的成分、順序、大小或數量不因使用前述的用語而受到限制。可理解的是當一個元件被描述「連接於」或「耦接於」另一元件時，不僅僅可為直接連接於或是直接耦接於另一元件，也可為透過一中介元件使一個元件非直接連接於或是非直接耦接於另一元件。同樣地，可理解的是當一個元件形成於另一元件之「上」或「下」時，不僅僅可為直接形成於另一元件上或下，也可為透過一中介元件使一個元件非直接形成於另一元件上或下。
本發明揭露提供一顯示裝置，使用的製程方法使用金屬材料形成觸控訊號線以連接像素電極至源極電極或汲極電極(或是使像素電極接觸源極電極或汲極電極)。顯示裝置包含一連接圖案結構，連接源極電極或汲極電極至像素電極。
圖1為本發明一實施例之整合觸控面板的顯示裝置的示意圖。
請參照圖1，本實施例整合觸控面板的顯示裝置100包含一面板110、一資料驅動電路120、一閘極驅動電路130以及一觸控積體電路(IC)140用以控制觸控訊號。
面板110具有沿著一第一方向(如在一排中或一列中)設置於其上的複數個閘極線GL，以及沿著一第二方向(如在一列中或一排中)設置於其上的複數個資料線DL。複數個像素P由複數個資料線DL與複數個閘極線GL的複數個相交的交點定義於面板110上。
在複數個像素P的各個像素區域中，源極電極或汲極電極連接至複數個資料線DL中對應的資料線，一閘極電極連接至複數個閘極線GL中對應的閘極線，以及汲極電極或源極電極連接至一像素電極(或一第一電極)。
此外，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34被形成於面板110上且彼此間隔一預定距離。複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34成組的或成塊的被歸入複數個電極組中。
當面板110作為觸控面板(Touchscreen panel，TSP)時，面板110的功能為顯示面板。
亦即是，面板110可為顯示面板與觸控面板整合成的面板或是內嵌有觸控面板的顯示面板。
當面板110的功能為顯示面板時，面板110的驅動模式為顯示驅動模式。當面板110的功能為觸控面板時，面板110的驅動模式為觸控驅動模式。
當面板110的驅動模式為顯示驅動模式時，資料驅動電路120提供資料電壓Vdata或資料訊號予複數個資料線DL以用於顯示。
當面板110的驅動模式為顯示驅動模式時，閘極驅動電路130依序提供一閘極訊號或一掃描訊號予複數個閘極線GL以用於顯示。
當面板110的驅動模式為觸控驅動模式，觸控IC 140施加一觸控驅動訊號予全部或部份的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34透過觸控訊號線直接連接於觸控IC 140。觸控驅動訊號也被稱為觸控感應訊號、觸控感應電壓或觸控驅動電壓Vtd。
舉例來說，當面板110的驅動模式為觸控驅動模式時，觸控IC 140提供觸控驅動訊號予全部或部份的複數個電極組，複數個電極組由複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34組成。
本實施例整合觸控面板的顯示裝置100更包含一時間控制器(未繪示)，用於控制資料驅動電路120與閘極驅動電路130的驅動時序。
此外，本實施例整合觸控面板的顯示裝置100更包含一觸控控制器(未繪示)，用於透過接受感測資料(如電容、電容變化或電壓)偵測觸碰、觸碰座標等，感測資料由觸控IC 140透過功能為觸控電極的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34進行量測。
本實施例整合觸控面板的顯示裝置100的操作在顯示驅動模式與觸控驅動模式間切換。顯示驅動模式的時序以及觸控驅動模式的時序可被控制以對應時序控制器、觸控控制器等或在一些例子中由時序控制器與觸控控制器協同工作以輸出的控制訊號。
本實施例整合觸控面板的顯示裝置100使用電容式觸控感應由觸控面板上複數個觸控電極(如成排的電極或成列的電極)根據電容變化以偵測觸碰與觸碰座標。
此種電容式觸控感應例如可分類為互容式電容(Mutual capacitive)觸控感應及自容式電容(Self-capacitive)觸控感應。
互容式電容觸控感應為電容式觸控感應的一種例子，可讓排列成行或成列的觸控電極中，排列在其中一方向上的觸控電極被施加驅動電壓以作為傳輸(transmitting)電極Tx(也可稱為驅動電極)，排列在另一方向上的觸控電極作為接收(receiving)電極Rx(也可稱為感應電極)以感應驅動電壓以及與傳輸電極共同形成電容。觸碰與觸碰座標的偵測是根據傳輸電極與接收電極間的電容(互容式電容)由於指示物(指示物)如手指或筆的存在而產生的電容變化。
另一方面，自容式電容觸控感應為電容式觸控感應的另一種例子，包含根據指示物如手指或筆存在與否而形成電容(自容式電容)於特定的觸控電極與指示物之間，以及根據偵測到的電容值以感應觸碰以及觸碰座標。不同於互容式電容觸控感應，自容式電容觸控感應透過觸控電極同時地施加及感應一驅動電壓(一觸控驅動訊號)。如此一來，自容式電容觸控感應不須區分為傳輸電極Tx以及接收電極Rx。
本實施例整合觸控面板的顯示裝置100可使用前述兩種電容式觸控感應中任一者，即互容式電容觸控感應與自容式電容觸控感應中任一者。這邊，然而，使用互容式電容觸控感應的例子被採用以便於後續說明。
資料驅動電路120包含一或多個資料驅動積體電路(ICs)(也可稱為源極驅動IC)。資料驅動IC可透過卷帶式自動晶粒接合(TAB)或晶粒玻璃接合(COG)被連接於面板110的接合墊(Bonding pad)，可直接形成於面板110或在部份例子中可一體結合於面板110。
閘極驅動電路130位於面板110的一側，如圖1所示。根據驅動方式，閘極驅動電路130可被分為位於面板110兩側的兩個部份。
閘極驅動電路130包含一或多個閘極驅動積體電路(IC)。閘極驅動IC可透過卷帶式晶粒接合(TAB)或晶粒玻璃接合(COG)被連接於面板110的接合墊(Bonding pad)，可以閘極於面板中(GIP)型積體電路的實施方式直接形成於面板110上，或在部份例子中可一體成形於面板110。
如圖1所示，前述觸控IC 140位於資料驅動電路120及閘極驅動電路130外，作為與兩者分離的元件。另外，觸控IC 140的實施可作為另一分離的驅動IC(如顯示驅動IC)中的一內部元件，包含資料驅動電路120及閘極驅動電路130其中至少一，或是可被實施作為資料驅動電路120或閘極驅動電路130的內部元件。
如此一來，於觸控驅動模式中，由觸控IC 140施加觸控驅動訊號予觸控驅動模式中作為觸控電極的全部或部份的複數個電極，其實施可透過包含觸控IC 140的分離的驅動IC施加觸控驅動訊號予作為觸控電極的全部或部份的複數個電極。根據設計，包含觸控IC 140 的資料驅動電路120或閘極驅動電路130可施加觸控驅動訊號予作為觸控電極的全部或部份的複數個電極。
觸控IC 140不限於上述的實施方式或設計。應了解的是觸控IC 140的實施可為任何結構或其內部或外部元件，其功能相同於或相似於如下的敘述。
雖然觸控IC 140於圖1中例如為單一電路，觸控IC 140的實施可為二或二以上的電路或部份。
觸控IC 140需要分離的觸控訊號線結構，觸控訊號結構連接於複數個電極中各電極，例如S11至S14、S21至S24以及S31至S34，以施加觸控驅動訊號予全部或部份的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34。
複數個觸控訊號線可沿第一方向(例如成多行)或沿第二方向(例如成多列)設置於面板110上。複數個觸控訊號線中各觸控訊號線連接於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中對應的電極以傳送觸控驅動訊號或共用電壓予對應的電極。
當二或二以上的觸控訊號線連接於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各個電極，電阻可被降低。
被形成以連接於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各個電極的至少一觸控訊號線的方向，可根據感測的進行是否透過沿第一方向(例如成一行)，即閘極線GL形成的方向，或沿第二方向(例如成一列)，即資料線DL形成的方向，而成組的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34而有所不同。
當感測的進行是透過沿第二方向(例如成一列)，即資料線DL形成的方向，成組的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34，至少一觸控訊號線可沿第二方向(例如成一列)，即資料線DL形成的方向，被形成以連接至複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各電極(如第三圖)。
當感測的進行是透過沿第一方向(例如成一行)，即閘極線GL形成的方向，成組的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34，至少一觸控訊號線可沿第一方向(例如成一行)，即閘極線GL形成的方向，被形成以連接至複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各電極。以下，至少一觸控訊號線可被安排沿第二方向(例如成一列)，即資料線DL被形成的方向，連接至複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各電極的一例子被採用以便於後續的說明。
如前所述，當驅動模式為觸控驅動模式時，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34在此用作觸控電極以使至少部份電極被施加觸控驅動訊號。當驅動模式為顯示驅動模式時，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34在此用作共用電極，共用電極對向於面板上的像素電極，且共用電壓Vcom被施加於共用電極。根據驅動模式被用作觸控電極或共用電極的電極被稱作第二電極。
本實施例整合觸控面板的顯示裝置100可例如為橫向電場效應液晶顯示(IPS LCD)裝置，其透過旋轉內部水平方向排列的液晶分子以顯示影像。橫向電場效應液晶顯示(IPS LCD)具有的優點例如較高解析度、較低耗能以及較廣可視角。詳細來說，整合觸控面板的顯示裝置100可為先進高效能橫向電廠效應(AH-IPS)液晶顯示裝置。.
像素電極與共用電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34可被形成於同一基板，使得在顯示驅動模式時，一橫向電場被形成在像素電極與共用電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34之間。
另外，本實施例整合觸控面板的顯示裝置100可為有機發光顯示裝置，其具有一有機發光層位於像素電極與共用電極之間。在此，像素電極與共用電極可被形成在同一基板上。
圖2顯示電容元件Cself、Cpara1以及Cpara2在觸控驅動模式時形成於本實施例整合觸控面板的顯示裝置。
請參考圖2，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34在觸控驅動模式作為觸控電極以及在顯示驅動模式作為共用電極而與像素電極共同形成液晶電容，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34在觸控驅動模式與指示物(指示物)如手指或筆共同形成自電容Cself以偵測觸碰及觸碰座標。複數個電極中各電極在觸控驅動模式下也可與閘極線與資料線共同形成寄生電容元件Cpara1及Cpara2。寄生電容元件可被忽略，因其大小明顯地小於自電容元件。
在下文中，將更詳細說明本實施例整合觸控面板的顯示裝置100，施加共用電壓及觸控驅動訊號於作為共用電極與觸控電極的複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34的方法，施加資料電壓及觸控驅動訊號(或對應於觸控驅動訊號的訊號)於資料線DL的方法，施加資料電壓以及觸控驅動訊號(或對應於觸控驅動訊號的訊號)於閘極線GL的方法等等。
首先，請參照圖3，將提供本實施例整合觸控面板的顯示裝置100更詳細的說明。
圖3為本發明一實施例之整合觸控面板的顯示裝置中的面板的平面示意圖。
請參照圖3，如前所述，面板110具有複數個資料線DL、複數個閘極線GL以及複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34形成於其上。
如前所述，面板110的操作可在顯示驅動模式與觸控驅動模式之間切換。
在這方面，複數個資料線DL及複數個閘極線GL設置於面板110上使得面板110可作為顯示面板。
此外，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34位於面板110上，其為使面板110可作為顯示面板與觸控面板兩者的元件。
更詳細來說，當面板110作為顯示面板，即當面板110在顯示驅動模式下操作時，共用電壓Vcom被施加於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34，使得複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34功能上作為共用電極(也被稱作Vcom電極)對向於像素電極(未繪示)。
當面板110作為觸控面板，即當面板110在觸控驅動模式下操作，觸控驅動電壓被施加於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34，使得複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34與觸碰指示物(如手指或筆)共同形成電容以及功能上作為觸控電極以測量以此方式形成之電容的電容大小。
換句話說，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34在顯示驅動模式中功能上作為共用電極或Vcom電極，以及在觸控驅動模式中功能上作為觸控電極。
複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34具有在顯示驅動模式時施加在其上的共用電壓Vcom，以及在觸控驅動模式時施加在其上的觸控驅動訊號。
因此，如圖3所示，觸控訊號線SL11至SL14，SL21至SL24以及SL31至SL34分別連接於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34以傳送共用電壓或觸控驅動訊號至複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34。
在此結構下，於觸控驅動模式中，由觸控IC 140產生的觸控驅動訊號Vtd透過觸控訊號線SL11至SL14，SL21至SL24以及SL31至SL34被分別傳送至複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中全部或部份的電極。於顯示驅動模式中，由共用電壓源(未繪示)提供的共用電壓Vcom透過觸控訊號線SL11至SL14，SL21至SL24以及SL31至SL34被分別施加於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34。
請參照圖3，像素P被定義為對應面板110上複數個資料線DL與複數個閘極線GL相交的交點。在此，每個像素P可為紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)像素其中之一。
請參照圖3，二個或二個以上的像素P可被定義在一區域(以下稱作單位觸控電極區域)中，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中的各電極功能上作為共用電極與觸控電極而被設置在區域中。亦即是，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中的每個電極對應二個或二個以上的像素P。
舉例來說，數量為n x 3個資料線DL以及m個閘極線GL可位於單一區域(單位觸控電極區域)中，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中的各電極功能上作為共用電極與觸控電極而被設置在區域中，藉此定義數量為n x 3 x m個的像素P。
複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各個電極功能上作為共用電極與觸控電極可被形成具有塊狀圖案，如圖3所示，以及另外可被形成具有齒部的圖案。本發明揭露可應用於複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中各個電極作為共用電極與觸控電極可被形成具有齒部的圖案的例子中。
雖然以下說明的複數個電極作為觸控電極以及共用電極示意於圖中為12個電極排列成3 x 4的陣列，包含3行與4列，但只是為了便於說明的示例。複數個電極功能上作為觸控電極以及共用電極可被排列為各種陣列形狀，且可根據整合觸控面板以及面板110的顯示裝置100的尺寸，觸控系統的設計標準等，而有不同的數量。
本實施例的顯示裝置可以為但不限於液晶顯示(LCD)裝置或有機發光顯示裝置。
如前所述，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34成組或成形為複數個電極組而位於面板110上，且彼此相間隔一預定距離，如前面所敘述。
圖4為圖3之面板的局部平面示意圖。
如圖4所示，複數個電極S11至S14、S21至S24以及S31至S34中的一電極Sxy功能上作為共用電極與觸控電極，可為一第二電極而在驅動模式為觸控驅動模式時功能上作為觸控電極，在驅動模式為顯示驅動模式時功能上作為共用電極並對向於形成於面板上的像素電極(例如第一電極)，並有一共用電壓Vcom施加於其上。
在形成有第二電極Sxy的單位觸控電極區域中，二個或二個以上的像素P可被定義為對應複數個資料線DL與複數個閘極線GL的相交的交點。在此，各像素P可為紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)像素其中之一。
雖然複數個像素，例如3 x 3的像素P11至P33，被排列於第二電極Sxy被設置的單位觸控電極區域中，這只是為了便於說明的示例。不同數量的像素可根據整合觸控面板以及面板110的顯示裝置100的尺寸，觸控系統的設計標準等而被形成。
於面板110上，資料線DL被安排沿第二方向排列以配合像素P11至P31、P12至P32以及P13至P33被安排沿第二方向排列。例如，在第二電極Sxy所在的單位觸控電極區域內，三資料線DL以及三閘極線GL可被安排成3 x 3排列的像素P11至P31、P12至P32以及P13至P33。
二個或二個以上的觸控訊號線SL可被連接至第二電極Sxy以降低線電阻。如圖4所示，觸控訊號線SL被安排重疊於資料線DL於單一第二電極Sxy。亦即是，三觸控訊號線SL被安排對應於三資料線DL。觸控訊號線的寬度W1寬於資料線的寬度W2。單一資料線DL被安排沿第二方向排列以配合像素P11至P31、P12至P32以及P13至P33被安排沿第二方向排列，以及單一觸控訊號線SL被安排對應於各資料線DL。藉此，如後面也會敘述的，觸控訊號線SL功能上作為各個像素的黑色矩陣。因此，不需要提供分離的黑色矩陣。
如下所述，一示例性實施例中第二電極Sxy被形成為具有齒部的圖案如圖5與圖6所示將被說明，以及一示例性實施例中第二電極Sxy被形成為塊狀圖案如圖7所示將被說明。雖然顯示裝置為LCD裝置將被說明，顯示裝置可為有機發光顯示裝置。
圖5為本發明另一實施例之顯示裝置的平面示意圖，以及圖6為圖5沿著A-A’線與B-B’線的剖視圖。
請參照圖5及圖6，如本實施例所述的顯示裝置200包含一閘極線204沿第一方向被安排於第一基板201，一閘極訊號透過閘極線204被傳送；一資料線214沿第二方向被安排於第一基板201，一資料訊號透過資料線214被傳送；一第一電極240被設置於沿第一方向被安排於第一基板201的閘極線204與沿第二方向被安排於第一基板201的資料線214相交的交點所在的區域；一第二電極270被設置於第一基板201且與第一電極240在不同層；以及一觸控訊號線250被設置於第一基板201上方。觸控訊號線250平行於第一電極240。
一閘極絕緣層210被設置於第一基板201，以及一層間絕緣層220被設置於閘極絕緣層210上。
一薄膜電晶體Tr被設置於由閘極線204與資料線214相交所定義的各像素。薄膜電晶體Tr由連接於閘極線204的一閘極電極，一主動層以及連接於資料線214的源極/汲極電極所形成。閘極線204與閘極電極設置於第一基板201，以及閘極絕緣層210設置於閘極線204與閘極電極上。
資料線214與源極/汲極電極設置於閘極絕緣層210上，一層間絕緣層220與一第一保護層230被設置於資料線214與源極/汲極電極上。
第一電極240設置於第一保護層230上。第一電極240可具有塊狀圖案。第一電極240連接於薄膜電晶體Tr的源極電極或汲極電極。第一電極240的材質例如可為金屬氧化物如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，金屬與氧化物混合物如氧化鋅:鋁或氧化錫:銻，以及導電高分子如聚(3-甲基噻吩)(poly(3-methylthiophene))、聚3,4-乙烯二氧噻吩(Poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene]，PEDT)、聚吡咯(polypyrrole)以及聚苯胺(polyaniline)。另外，第一電極240的材質例如可為奈米碳管(CNTs)、石墨烯(grapheme)或銀奈米線(Ag nanowire)。
觸控訊號線250設置於第一保護層230上。如圖5所示，雖然觸控訊號線250以及資料線214可被設置於不同層，即較上層與較下層，但本發明揭露不以此為限。
觸控訊號線250可重疊於資料線214。雖然觸控訊號線250的寬度W1寬於資料線214的寬度W2，但本發明揭露不以此為限。舉例來說，觸控訊號線250的寬度W1可實質相同於資料線214的寬度W2，或窄於資料線214的寬度W2，只要兩者間的寬度差異相對不明顯。
由於觸控訊號線250，其寬度W1寬於資料線214的寬度W2，被設置於與資料線214不同之層，觸控訊號線250可功能上作為對應的像素的黑色矩陣。
觸控訊號線250可被形成為單層結構或多層結構。觸控訊號線250可被形成選自但不限於鋁(Al)、鎢(W)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢鉬合金(MoW)、鉬鈦合金(MoTi)以及銅/鉬鈦合金(Cu/MoTi)所構成之群組之至少一者。觸控訊號線250的成分可更包含選自但不限於如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)以及奈米碳管(CNTs)所構成之群組之一者以形成透明導電材料層。
第二保護層260包含一接觸孔262，第二保護層260設置於第一電極240以及觸控訊號線250上。接觸孔262與閘極線204的一部份相重疊。詳細來說，接觸孔262於第一基板201的正交投影與閘極線204於第一基板201的正交投影的一部份相重疊。
第二電極270設置於第二保護層260上。第二電極270透過接觸孔262連接於觸控訊號線250。第二電極270功能上作為共用電極而於顯示裝置200操作於顯示模式時，共用電壓經由觸控訊號線250施加於其上，以及功能上作為觸控電極而於顯示裝置200操作於顯示模式時，觸控驅動訊號經由觸控訊號線250施加於其上。
資料線214、觸控訊號線250、第一電極240的相對二邊緣以及第二電極270的相對二邊緣彼此平行。詳細來說，資料線214、觸控訊號線250、第一電極240的相對二邊緣以及第二電極270的相對二邊緣於像素周圍的區域中彼此平行。資料線214、觸控訊號線250以及第二電極270與部份的閘極線204相重疊。
在此，顯示裝置200具有像素結構中的第一電極240與第二電極270位於第二保護層260之下與之上。第二電極270被形成為具有齒部的圖案。第一電極240以及第二電極270位於不同層而彼此相交。
顯示裝置200更包含一第二基板281相對向於第一基板201，以及一液晶層290位於第一基板201以及第二基板281之間。第二基板281具有複數個彩色濾光片280相對向或朝向於第一電極240。因此，顯示裝置200可為一液晶顯示(LCD)裝置。當顯示裝置200不含第二基板281及液晶層290而具有如前所述的用於有機發光顯示裝置的內部結構，顯示裝置200可為不同類型的顯示裝置，如一有機發光顯示裝置。
一般情況下，當第二基板281具有彩色濾光片280，一黑色矩陣位於第二基板281及彩色濾光片280之間以避免顏色干擾以及像素之間的漏光。然而，根據本實施例，無黑色矩陣設置於第二基板281上的一位置而對應第一基板201的觸控訊號線250。雖然第二基板281的一區域282不具有黑色矩陣而可形成中空的空間如圖6所示，彩色濾光片280可占據至少一部份的區域282。任何除了黑色矩陣或彩色濾光片280之外的元件依需求可設置於區域282中。
在第一基板201中，觸控訊號線250的寬度W1寬於資料線214的寬度W2。第二基板281中不具有黑色矩陣的區域282的寬度W3寬於觸控訊號線250的寬度W1。然而，本發明揭露不以此為限。
如前所述，觸控訊號線250，其寬度W1寬於資料線214的寬度W2，被設置於與資料線214不同之層以功能上作為黑色矩陣。由此能夠避免顏色干擾以及像素之間的漏光，儘管此例示中無黑色矩陣設置於第二基板281上。
觸控訊號線250於第二基板281的一正交投影可位於複數個彩色濾光片280於第二基板281的複數個正交投影之間。詳細來說，觸控訊號線250於第二基板281的正交投影可位於兩相鄰像素中的二彩色濾光片280於第二基板281的二正交投影之間。
資料線214於第二基板281的一正交投影可位於複數個彩色濾光片280於第二基板281的複數個正交投影之間。詳細來說，資料線214於第二基板281的正交投影可位於兩相鄰像素中的二彩色濾光片280於第二基板281的二正交投影之間。
複數個彩色濾光片280中任二個之間的距離可大於觸控訊號線250或資料線214之寬度。詳細來說，第二基板281上相鄰二像素中的二彩色濾光片280之間的距離可大於觸控訊號線250或資料線214之寬度。
由於觸控訊號線250寬度W1窄於對應黑色矩陣的區域282的寬度W3，觸控訊號線250可功能上作為黑色矩陣，顯示裝置200的穿透率與開口率可增加，增加量對應於對應黑色矩陣的區域282的寬度W3與觸控訊號線250寬度W1之差值(W3-W1)。
示例性實施例中，第二電極被形成為具有齒部的圖案如圖5及圖6所述及如前所述。在下文中，示例性實施例中，第二電極被形成為塊狀圖案將被說明如圖7所示。
圖7為本發明再一實施例之顯示裝置的剖視圖。
請參照圖7，本實施例之顯示裝置300具有的像素結構相似於圖5與圖6所示之前一實施例之顯示裝置200。
閘極絕緣層310設置於第一基板301，以及一層間絕緣層320被設置於閘極絕緣層310上。
資料線314與源極/汲極電極設置於閘極絕緣層310上，一層間絕緣層320與一第一保護層330被設置於資料線214與源極/汲極電極上。
第二電極370設置於第一保護層330上。第二電極370被形成為具有塊狀圖案。第二電極370功能上作為共用電極而於顯示裝置300操作於顯示模式時，共用電壓經由觸控訊號線350施加於其上，以及功能上作為觸控電極而於顯示裝置200操作於顯示模式時，觸控驅動訊號經由觸控訊號線350施加於其上。
第二保護層360a具有一接觸孔362設置於第二電極370上。
觸控訊號線350設置於第二保護層360a上。觸控訊號線350透過接觸孔362連接於第二電極370。
雖然觸控訊號線350以及資料線314可被設置於不同層，即較上層與較下層，但本發明揭露不以此為限。觸控訊號線350可重疊於資料線314。雖然觸控訊號線350的寬度W1寬於資料線314的寬度W2，但本發明揭露不以此為限。舉例來說，觸控訊號線350的寬度W1可實質相同於資料線314的寬度W2，或窄於資料線314的寬度W2，只要兩者間的寬度差異相對不明顯。
由於觸控訊號線350，其寬度W1寬於資料線314的寬度W2，被設置於與資料線314不同之層，觸控訊號線350可功能上作為對應的像素的黑色矩陣。
觸控訊號線350可被形成為單層結構或多層結構。觸控訊號線350可被形成選自但不限於鋁(Al)、鎢(W)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢鉬合金(MoW)、鉬鈦合金(MoTi)以及銅/鉬鈦合金(Cu/MoTi)所構成之群組之至少一者。觸控訊號線350的成分可更包含選自但不限於如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)以及奈米碳管(CNTs)所構成之群組之一者以形成透明導電材料層。
第三保護層360包含一接觸孔362位於觸控訊號線350上。
第一電極340設置於第三保護層360b上。第一電極340可被形成為具有齒部的圖案。第一電極340連接於一薄膜電晶體的一源極電極及一汲極電極中的一電極。
在此，顯示裝置300具有像素結構中的第一電極340位於第二電極370之上。第一電極340被形成為具有齒部的圖案。第一電極340及塊狀圖案的第二電極370位於不同層而彼此相交。
顯示裝置300更包含一第二基板381相對向於第一基板301，以及一液晶層390位於第一基板301以及第二基板381之間。第二基板381具有一彩色濾光片380相對向於第一電極340。
一般情況下，當第二基板381具有彩色濾光片380，一黑色矩陣位於第二基板381及彩色濾光片380之間以避免顏色干擾以及像素之間的漏光。然而，根據本實施例，無黑色矩陣設置於第二基板381上的一位置而對應第一基板301的觸控訊號線350。雖然第二基板381的一區域382不具有黑色矩陣而可形成中空的空間如圖7所示，彩色濾光片380可占據至少一部份的區域382。因此，任何除了黑色矩陣或彩色濾光片280之外的元件依需求可設置於區域382中。
在第一基板301中，觸控訊號線350的寬度W1寬於資料線314的寬度W2。第二基板381中不具有黑色矩陣的區域382的寬度W3寬於觸控訊號線350的寬度W1。然而，本發明揭露不以此為限。
如前所述，觸控訊號線350，其寬度W1寬於資料線314的寬度W2，被設置於與資料線314不同之層以功能上作為黑色矩陣。由此能夠避免顏色干擾以及像素之間的漏光，儘管此例示中無黑色矩陣設置於第二基板381上。
由於觸控訊號線350寬度W1窄於對應黑色矩陣的區域382的寬度W3，觸控訊號線350功能上作為黑色矩陣，顯示裝置300的穿透率與開口率可增加，增加量對應於對應黑色矩陣的區域382的寬度W3與觸控訊號線350寬度W1之差值(W3-W1)。
圖8為一比較例之顯示裝置的剖視圖。
請參照圖8，比較例之顯示裝置400相似於圖7所示之前一實施例之顯示裝置300。然而，比較例之顯示裝置400相異於圖7所示之前一實施例之顯示裝置300之處在於，比較例中的一黑色矩陣482設置於第二基板381上的區域382，而圖7所示之顯示裝置300中無設置黑色矩陣。
圖7所示的實施例之顯示裝置300使用觸控訊號線350以避免顏色干擾與像素間的漏光。相對地，圖8所示的比較例之顯示裝置400使用黑色矩陣482以避免顏色干擾與像素間的漏光。
圖7所示的實施例之顯示裝置300的樣品以及圖8所示的比較例之顯示裝置400的樣品被製造時設定黑色矩陣482的寬度W3為5微米(μm)，觸控訊號線350的寬度W1為3.4微米(μm)，資料線314的寬度W2為2微米(μm)，以及其他的元件相同於前述。二個顯示裝置的透光率與開口率之比較請見表1。
表1
從表1中可意識到圖7所示的實施例之顯示裝置300的開口率相較於圖8所示的比較例之顯示裝置400的開口率增加3.5%。
圖5與圖6所示的實施例之顯示裝置200的開口率可被觀察到實質相同於圖7所示的實施例之顯示裝置300的開口率。
不同於圖8所示的比較例之顯示裝置400，未有實施例之顯示裝置200與300具有設置於第二基板上的黑色矩陣。因此，可能減少製程步驟的數量，藉此降低製造成本。
根據前述的實施例，整合觸控面板的顯示裝置可省去黑色矩陣，藉此減化其製程步驟以及增加其開口率。
前述敘述與對應的圖式是用於說明本發明揭露的一些原則。本領域之技術人員可透過結合、分拆、取代或改變元件，在不偏離本發明的精神下進行各種修改與變化。前述實施例與優點僅僅是代表性的，並非用以限制本發明揭露的精神與範圍。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧面板
120‧‧‧資料驅動電路
130‧‧‧閘極驅動電路
140‧‧‧觸控積體電路
200、300、400‧‧‧顯示裝置
201、301‧‧‧第一基板
204、GL‧‧‧閘極線
210、310‧‧‧閘極絕緣層
214、314、DL‧‧‧資料線
220、320‧‧‧層間絕緣層
230、330‧‧‧第一保護層
240、340‧‧‧第一電極
250、350、SL、SL11~SL34‧‧‧觸控訊號線
260、360a‧‧‧第二保護層
262、362‧‧‧接觸孔
270、370、Sxy‧‧‧第二電極
280、380‧‧‧彩色濾光片
281、381‧‧‧第二基板
282、382‧‧‧區域
290、390‧‧‧液晶層
360b‧‧‧第三保護層
482‧‧‧黑色矩陣
Cpara1、Cpara2、Cself‧‧‧電容元件
P、P11~P33‧‧‧像素
S11~S34‧‧‧電極
W1、W2、W3‧‧‧寬度
圖1為本發明一實施例之整合觸控面板的顯示裝置的示意圖。 圖2為本發明一實施例之整合觸控面板的顯示裝置中，在觸控驅動模式時形成的電容組件的示意圖。 圖3為本發明一實施例之整合觸控面板的顯示裝置中的面板的平面示意圖。 圖4為圖3之面板的局部平面示意圖。 圖5為本發明另一實施例之顯示裝置的平面示意圖。 圖6為圖5沿著A-A’線與B-B’線的剖視圖。 圖7為本發明再一實施例之顯示裝置的剖視圖。 圖8為一比較例之顯示裝置的剖視圖。
200‧‧‧顯示裝置
201‧‧‧第一基板
210‧‧‧閘極絕緣層
214‧‧‧資料線
220‧‧‧層間絕緣層
230‧‧‧第一保護層
240‧‧‧第一電極
250‧‧‧觸控訊號線
260‧‧‧第二保護層
262‧‧‧接觸孔
270‧‧‧第二電極
280‧‧‧彩色濾光片
281‧‧‧第二基板
282‧‧‧區域
290‧‧‧液晶層
W1、W2、W3‧‧‧寬度

Claims (15)

  1. 一種顯示裝置，包含：一第一基板；複數個閘極線與複數個資料線位於該第一基板以定義複數個像素；複數個薄膜電晶體各包含一源極電極、一汲極電極以及一閘極電極，該些薄膜電晶體分別位於該些像素；一第一電極設置於該些像素；一第二電極與該第一電極相重疊；以及一觸控訊號線平行於該資料線，其中該觸控訊號線的寬度大於該資料線的寬度。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第二電極於一顯示模式時功能上作為一共用電極，該第二電極於一觸控模式時功能上作為一觸控電極。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第二電極為一塊狀圖案或一具有齒部的圖案。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一電極連接於該汲極電極或該源極電極其中之一。
  5. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該第一電極為一塊狀圖案或一具有齒部的圖案。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含一保護層，位於該第一電極與該第二電極之間。
  7. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含一保護層，位於該觸控訊號線與該資料線之間。
  8. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第二電極透過一接觸孔連接於該觸控訊號線。
  9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該接觸孔與部份的該閘極線重疊。
  10. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該資料線、該觸控訊號線、該第一電極的相對二邊緣以及該第二電極的相對二邊緣彼此平行。
  11. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含：一第二基板，相對向於該第一基板，該第二基板包含朝向該第一電極的複數個彩色濾光片。
  12. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該觸控訊號線於該第二基板的一正交投影位於該些彩色濾光片於該第二基板的複數個正交投影之間。
  13. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該資料線於該第二基板的一正交投影位於該些彩色濾光片於該第二基板的該些正交投影之間。
  14. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該些彩色濾光片中任二者之間的距離大於該觸控訊號線的寬度或大於該資料線的寬度。
  15. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該觸控訊號線、該資料線以及該第二電極與部份的該閘極線重疊。
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