TW201903589A - 內嵌式觸控面板 - Google Patents

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李昆倍
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瑞鼎科技股份有限公司
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Abstract

本發明揭露一種內嵌式觸控面板。內嵌式觸控面板包含複數個像素。每個像素之疊層結構包含基板、封裝層、有機發光層、第一導電層及第二導電層。封裝層相對於基板而設置。有機發光層形成於基板與封裝層之間。第一導電層形成於有機發光層與封裝層之間。第二導電層形成於有機發光層與封裝層之間。

Description

內嵌式觸控面板
本發明係與觸控面板有關，特別是關於一種內嵌式(In-cell)觸控面板。
一般而言，採用主動矩陣有機發光二極體(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED)顯示技術的電容式觸控面板大致可依照其疊層結構之不同而分為數種不同型式，例如將觸控感測電極設置於封裝層下方之內嵌式(In-cell)的AMOLED電容式觸控面板以及將觸控感測電極設置於封裝層上方之On-cell的AMOLED電容式觸控面板。
相較於傳統的單片式玻璃(One Glass Solution,OGS)的AMOLED電容式觸控面板與On-Cell的AMOLED電容式觸控面板，內嵌式的AMOLED電容式觸控面板可達成最薄化的AMOLED觸控面板設計，並可廣泛應用於手機、平板電腦及筆記型電腦等可攜式電子產品上。
然而，目前的內嵌式觸控面板常會因為較大的寄生電容而使其電阻電容負載大幅增加，再加上觸控與顯示模式之間的雜訊干擾，因而導致其觸控效能變差，此一現象亟待克服。
因此，本發明提出一種內嵌式觸控面板，希望能透過其創新的佈局方式簡化電路走線之設計並降低阻值及寄生電容之影響，藉以改善先前技術之上述問題並有效提升內嵌式觸控面板之整體效能。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種內嵌式觸控面板。於此實施例中，內嵌式觸控面板包含複數個像素。每個像素之疊層結構包含基板、封裝層、有機發光層、第一導電層及第二導電層。封裝層相對於基板而設置。有機發光層形成於基板與封裝層之間。第一導電層形成於有機發光層與封裝層之間。第二導電層形成於有機發光層與封裝層之間。
於一實施例中，內嵌式觸控面板係為內嵌式自電容觸控面板或內嵌式互電容觸控面板。
於一實施例中，第一導電層係用以作為觸控電極走線且第二導電層係用以作為觸控電極。
於一實施例中，第一導電層與第二導電層彼此耦接。
於一實施例中，疊層結構還包含絕緣層，設置於第一導電層與第二導電層之間，第一導電層與第二導電層係透過形成於絕緣層之通孔彼此耦接。
於一實施例中，第一導電層與第二導電層係透過直接接觸之方式彼此耦接。
於一實施例中，第一導電層與第二導電層彼此電性 絕緣。
於一實施例中，第一導電層位於第二導電層與封裝層之間。
於一實施例中，第二導電層位於第一導電層與封裝層之間。
於一實施例中，第二導電層係由透明導電材料構成。
於一實施例中，疊層結構還包含第三導電層，形成於有機發光層上，用以作為有機發光層之陰極或陽極。
於一實施例中，疊層結構還包含間隙物及第三導電層。間隙物形成於有機發光層上。第三導電層形成於間隙物與有機發光層上，用以作為有機發光層之陰極或陽極。
於一實施例中，至少部份作為觸控電極的第二導電層不形成於間隙物上方。
於一實施例中，至少部份作為觸控電極走線的第一導電層不形成於間隙物上方。
於一實施例中，形成於間隙物上方之部分的第三導電層會與作為有機發光層之陰極或陽極的第三導電層彼此斷開而呈現浮接(Floating)狀態。
於一實施例中，疊層結構還包含抗反射層，形成於封裝層上方，用以消除反射光。
於一實施例中，抗反射層為線偏光片與圓偏光片之組合。
於一實施例中，抗反射層具有多層膜結構，可對環境光形成破壞性干涉。
於一實施例中，第一導電層係為網格狀(Mesh type)佈局或僅於內嵌式觸控面板之有效顯示區(Active area)內以單一方向佈局。
於一實施例中，當有機發光層係發出白光時，內嵌式觸控面板還包含彩色濾光層，形成於有機發光層上方，用以對白光進行濾光。
相較於先前技術，根據本發明之內嵌式觸控面板具有下列優點及功效：
(1)觸控感測電極及其走線之設計簡單。
(2)其佈局方式不影響顯示裝置原有的開口率。
(3)可降低觸控感測電極本身之電阻電容負載。
(4)可降低觸控與顯示之間的雜訊干擾。
(5)可縮減AMOLED面板模組的厚度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1、2、3、4、7、8、11‧‧‧疊層結構
ARL‧‧‧抗反射層
ENL‧‧‧封裝層
SUB‧‧‧基板
TR‧‧‧第一導電層
TE‧‧‧第二導電層
VIA‧‧‧通孔
INS‧‧‧絕緣層
SP‧‧‧間隙物
CAD‧‧‧陰極層
OEL‧‧‧有機發光二極體元件層
AND‧‧‧陽極層
ISO‧‧‧絕緣層
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
G‧‧‧閘極
AL‧‧‧主動層
ITO‧‧‧透明導電膜
AA‧‧‧有效顯示區
R1~R5‧‧‧區域
C‧‧‧電容
A1~A4‧‧‧區域
H1~H3‧‧‧孔洞
B1~B3‧‧‧區域
LS‧‧‧光源
LIN‧‧‧入射光
LPZ‧‧‧線偏光片
CPZ‧‧‧圓偏光片
OLED‧‧‧有機發光顯示層
EYE‧‧‧眼睛
TFL1~TFL2‧‧‧半穿透半反射層
IML‧‧‧中介層
LREF、LREF1、LREF2、LREF3‧‧‧反射光
LIN1、LIN2‧‧‧穿透光
圖1係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第一具體實施例。
圖2係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第二 具體實施例。
圖3係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第三具體實施例。
圖4係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第四具體實施例。
圖5及圖6係分別繪示本發明之內嵌式觸控面板之不同走線佈局方式。
圖7係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第五具體實施例。
圖8係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第六具體實施例。
圖9及圖10係分別繪示本發明之內嵌式觸控面板之不同走線佈局方式。
圖11係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第七具體實施例。
圖12係繪示抗反射層為線偏光片與圓偏光片之組合的示意圖。
圖13係繪示抗反射層具有可對環境光形成破壞性干涉之多層膜結構的示意圖。
本發明係揭露一種內嵌式觸控面板。於實際應用中，本發明之內嵌式觸控面板可以是內嵌式自電容(Self-capacitive)觸控面板或內嵌式互電容(Mutual-capacitive)觸控面板，並無特定之 限制。內嵌式觸控面板包含有複數個像素，其實際的面板設計可依不同的面板及特性而有不同的設計方式，例如本發明亦可實施於採用白光OLED搭配彩色濾光層之疊層結構或具有其他疊層結構的內嵌式觸控面板，並無特定之限制。
本發明之內嵌式觸控面板的每個像素之疊層結構至少包含基板、封裝層、有機發光層、第一導電層及第二導電層。封裝層相對於基板而設置。有機發光層形成於基板與封裝層之間。第一導電層形成於有機發光層與封裝層之間。第二導電層形成於有機發光層與封裝層之間。有機發光層可包含主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)，但不以此為限。
需特別說明的是，於本發明中，第一導電層可為網格狀(Mesh type)佈局或僅於內嵌式觸控面板之有效顯示區(Active area)內以單一方向佈局，用以作為觸控感測電極之走線。第二導電層可由透明導電層構成，用以作為觸控感測電極。第一導電層與第二導電層可彼此耦接或電性絕緣。第一導電層可形成於第二導電層與封裝層之間或是第二導電層形成於第一導電層與封裝層之間，亦即第一導電層可形成於第二導電層之後或第一導電層形成於第二導電層之前。於第二導電層所形成的複數個觸控感測電極之間可視實際需要增加多功能電極之設置，但不以此為限。
首先，請參照圖1，圖1係繪示內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第一具體實施例。
如圖1所示，疊層結構1可包含有基板SUB、主動層 AL、絕緣層ISO、閘極G、源極S、汲極D、陽極層AND、有機發光二極體元件層OEL、陰極層CAD、第一導電層TR、絕緣層INS、通孔VIA、第二導電層TE、封裝層ENL及抗反射層ARL。其中，有機發光二極體元件層OEL設置於基板SUB上方。封裝層ENL相對於基板SUB設置於有機發光二極體元件層OEL上方。抗反射層ARL設置於封裝層ENL上方。陽極層AND及陰極層CAD分別設置於有機發光二極體元件層OEL之下方及上方，用以分別作為有機發光二極體元件層OEL之陽極與陰極。
需說明的是，第一導電層TR設置於封裝層ENL之下表面，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極的走線。第二導電層TE設置於第一導電層TR下方，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極。如圖1右側所示，第一導電層TR與第二導電層TE之間透過絕緣層INS彼此電性絕緣。如圖1左側所示，第一導電層TR與第二導電層TE可透過形成於絕緣層INS之通孔VIA彼此耦接。
接著，請參照圖2，圖2係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第二具體實施例。
需說明的是，於此實施例之疊層結構2中，第二導電層TE設置於封裝層ENL之下表面，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極。第一導電層TR設置於第二導電層TE下方，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極之走線。第一導電層TR與第二導電層TE之間透過絕緣層INS彼此電性絕緣。第一導電層TR與第二導電層TE可透過形成於絕緣層INS之通孔VIA彼此耦接。
請參照圖3，圖3係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第三具體實施例。
需說明的是，於此實施例之疊層結構3中，第一導電層TR形成於封裝層ENL之下表面，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極之走線。如圖3左側所示，作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極的第二導電層TE可覆蓋於第一導電層TR而與第一導電層TR透過直接接觸之方式彼此耦接；如圖3右側所示，作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極的第二導電層TE亦可透過斷開之方式與第一導電層TR彼此電性絕緣。
請參照圖4，圖4係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第四具體實施例。
需說明的是，於此實施例之疊層結構4中，第二導電層TE形成於封裝層ENL之下表面，用以作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極。如圖4左側所示，作為內嵌式觸控面板之觸控感測電極之走線的第一導電層TR可覆蓋於第二導電層TE而與第二導電層TE透過直接接觸之方式彼此耦接；如圖4右側所示，第二導電層TE與第一導電層TR亦可透過斷開之方式彼此電性絕緣。
接著，請參照圖5及圖6，圖5及圖6係分別繪示本發明之內嵌式觸控面板之不同走線佈局方式。其中，圖5所繪示的走線佈局方式可對應於圖1的疊層結構1及圖2的疊層結構2；圖6所繪示的走線佈局方式可對應於圖3的疊層結構3及圖4的疊層結構4。
如圖5所示，第一導電層TR分別形成不同的觸控感測 電極走線並透過通孔VIA耦接至由透明導電膜ITO(亦即第二導電層TE)所形成的不同觸控感測電極。透明導電膜ITO所形成的不同觸控感測電極之間彼此斷開不相連且第一導電層TR所形成的不同觸控感測電極走線之間亦彼此斷開不相連。需說明的是，在同一觸控感測電極內可透過多個通孔VIA分別耦接多條觸控感測電極走線來降低阻抗，但不以此為限。
舉例而言，如圖5中之區域R1所示，不同的觸控感測電極彼此斷開且不同觸控感測電極走線亦彼此斷開；如圖5中之區域R2所示，不同觸控感測電極走線彼此斷開。
如圖6所示，第一導電層TR分別形成不同的觸控感測電極走線並透過直接接觸之方式耦接至由透明導電膜ITO(亦即第二導電層TE)所形成的不同觸控感測電極。透明導電膜ITO所形成的不同觸控感測電極之間彼此斷開不相連且第一導電層TR所形成的不同觸控感測電極走線之間亦彼此斷開不相連。需說明的是，在同一觸控感測電極內可同時佈置多條觸控感測電極走線來降低阻抗，但不以此為限。此外，觸控感測電極不會與另一觸控感測電極之觸控感測電極走線彼此重疊，亦即觸控感測電極與另一觸控感測電極之觸控感測電極走線彼此斷開不相連。
舉例而言，如圖6中之區域R3所示，不同的觸控感測電極彼此斷開且不同觸控感測電極走線亦彼此斷開；如圖6中之區域R4所示，不同觸控感測電極走線彼此斷開；如圖6中之區域R5所示，觸控感測電極與另一觸控感測電極之觸控感測電極走線亦 彼此斷開不相連。
請參照圖7，圖7係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第五具體實施例。
需說明的是，此實施例之疊層結構7還包含有間隙物SP。間隙物SP係形成於有機發光層OEL上且陰極層CAD形成於間隙物SP與有機發光層OEL上。由於間隙物SP具有一定的高度且封裝層ENL之下表面形成有作為觸控感測電極的第二導電層TE，使得形成於間隙物SP上的陰極層CAD會被抬高而更靠近第二導電層TE。
如圖7右側所示，當作為觸控感測電極之走線的第一導電層TR係透過直接接觸之方式與第二導電層TE耦接且其位置對應於間隙物SP時，由於形成於間隙物SP上的陰極層CAD與第一導電層TR之間的距離變小，造成觸控感測的電阻電容負載(RC loading)變大，且觸控感測與顯示驅動之間亦會有較大的雜訊干擾；因此，如圖7左側所示，可將位於間隙物SP上方的第一導電層TR去除，藉以避免位於左側的間隙物SP上方產生如同先前技術中之第一導電層TR與陰極層CAD之間的寄生電容，有效降低內嵌式觸控面板之電阻電容負載並提升其觸控效能。實際上，亦可同時去除圖7右側的間隙物SP上方的第一導電層TR，藉以達到更佳的降低寄生電容功效，但不以此為限。
請參照圖8，圖8係繪示本發明之內嵌式觸控面板之像素的疊層結構之第六具體實施例。
如圖8右側所示，作為觸控感測電極之走線的第一導電層TR亦可繞開間隙物SP而避免位於間隙物SP之上方，藉以降低觸控感測的電阻電容負載；如圖8左側所示，除了避免第一導電層TR位於間隙物SP之上方之外，還可進一步去除位於間隙物SP上方的第二導電層TE，藉以達到更佳的降低寄生電容功效，有效減少觸控感測的電阻電容負載以及觸控感測與顯示驅動之間的雜訊干擾。
接著，請參照圖9及圖10，圖9及圖10係分別繪示本發明之內嵌式觸控面板之不同走線佈局方式。
如圖9所示，於區域A1內，與間隙物SP彼此重疊之陰極層CAD被去除而留下孔洞H1；於區域A2內，與間隙物SP彼此重疊之第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)被去除而留下孔洞H2；於區域A3內，與間隙物SP彼此重疊之陰極層CAD與第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)均被去除而留下孔洞H3；於區域A4內，亦可保留與間隙物SP重疊之部分的第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)及陰極層CAD。
如圖10所示，於區域B1內，與間隙物SP彼此重疊之第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)被去除而留下孔洞H1且作為觸控感測電極走線的第一導電層TR會繞開間隙物SP之區域；於區域B2內，與間隙物SP彼此重疊之第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)被去除而留下孔洞H2且作為觸控感測電極走線的第一導電層TR不會繞開間隙物SP之區域；於區域B3內，與間隙物SP彼此重疊 的第二導電層TE(例如透明導電膜ITO)及第一導電層TR均被去除而留下孔洞H1。
除了上述實施例之外，為了保持本發明之內嵌式觸控面板的可視均勻性，如圖11所示，位於間隙物SP上方而與間隙物SP彼此重疊的第二導電層TE與陰極層CAD亦可選擇不將其完全去除，而是將位於間隙物SP上方而與間隙物SP彼此重疊的第二導電層TE(亦即以斜線表示的第二導電層TE)與周遭其他作為觸控感測電極的第二導電層TE彼此斷開而呈現浮接(Floating)狀態以及將位於間隙物SP上方而與間隙物SP彼此重疊的陰極層CAD(亦即以斜線表示的陰極層CAD)與周遭其他的陰極層CAD彼此斷開而呈現浮接狀態，但不以此為限。
接下來，請參照圖12，圖12係繪示抗反射層ARL為線偏光片LPZ與圓偏光片CPZ之組合的示意圖。
如圖12所示，線偏光片LPZ設置於圓偏光片CPZ上方且圓偏光片CPZ設置於有機發光顯示層OLED上方。當外界的光源LS發出的入射光LIN射至線偏光片LPZ時，入射光LIN只有特定方向(例如上下方向)的線偏光會穿透，當此線偏光向下射至圓偏光片CPZ時，會被轉變成順時針旋轉(或逆時針旋轉)的圓偏光，接著被有機發光顯示層OLED反射為反射光LREF後會轉變為逆時針旋轉(或順時針旋轉)的圓偏光。當此逆時針旋轉(或順時針旋轉)的圓偏光被反射至圓偏光片CPZ時，會被轉變成與入射的線偏光之特定方向垂直(例如左右方向)的線偏光後被線偏光片LPZ吸收而不會射出 至使用者的眼睛EYE。藉此，包含線偏光片LPZ與圓偏光片CPZ之組合的抗反射層ARL即可有效達到抗反射的效果。
亦請參照圖13，圖13係繪示抗反射層ARL具有可對環境光形成破壞性干涉之多層膜結構的示意圖。
如圖13所示，於有機發光顯示層OLED上方形成至少兩個半穿透半反射層TFL1~TFL2且半穿透半反射層TFL1~TFL2之間設置有中介層IML。當外界的光源LS發出的入射光LIN射至半穿透半反射層TFL1與中介層IML之界面時，部分的入射光LIN會穿透而形成穿透光LIN1且部分的入射光LIN會被反射而形成反射光LREF1射出至外界。當穿透光LIN1射至中介層IML與半穿透半反射層TFL2之界面時，部分的穿透光LIN1會穿透而形成穿透光LIN2且部分的穿透光LIN1會被反射而形成反射光LREF2射出至外界。當穿透光LIN2射至半穿透半反射層TFL2與有機發光顯示層OLED之界面時，穿透光LIN2會被反射而形成反射光LREF3射出至外界。
因此，本發明可適當地設計半穿透半反射層TFL1~TFL2及中介層IML之厚度與介電常數，致使上述不同的反射光LREF1~LREF3之間分別具有二分之一個相位差而形成破壞性干涉，藉以達到消除反射光的功效。
綜上所述，根據本發明之內嵌式觸控面板及其佈局具有下列優點及功效：
(1)觸控感測電極及其走線之設計簡單。
(2)其佈局方式不影響顯示裝置原有的開口率。
(3)可降低觸控感測電極本身之電阻電容負載。
(4)可降低觸控與顯示之間的雜訊干擾。
(5)可縮減AMOLED面板模組的厚度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (20)

  1. 一種內嵌式觸控面板，包含：複數個像素，每個像素之一疊層結構包含：一基板；一封裝層，相對於該基板而設置；一有機發光層，形成於該基板與該封裝層之間；一第一導電層，形成於該有機發光層與該封裝層之間；以及一第二導電層，形成於該有機發光層與該封裝層之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，係為一內嵌式自電容觸控面板或一內嵌式互電容觸控面板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導電層係用以作為觸控電極走線且該第二導電層係用以作為觸控電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導電層與該第二導電層彼此耦接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之內嵌式觸控面板，其中該疊層結構還包含：一絕緣層，設置於該第一導電層與該第二導電層之間，該第一導電層與該第二導電層係透過形成於該絕緣層之一通孔(Via)彼此耦接。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導電層與該第二導電層係透過直接接觸之方式彼此耦接。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導 電層與該第二導電層彼此電性絕緣。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導電層位於該第二導電層與該封裝層之間。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式觸控面板，其中該第二導電層位於該第一導電層與該封裝層之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該第二導電層係由透明導電材料構成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該疊層結構還包含：一第三導電層，形成於該有機發光層上，用以作為該有機發光層之陰極或陽極。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該疊層結構還包含：一間隙物，形成於該有機發光層上；以及一第三導電層，形成於該間隙物與該有機發光層上，用以作為該有機發光層之陰極或陽極。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之內嵌式觸控面板，其中至少部份作為觸控電極的該第二導電層不形成於該間隙物上方。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之內嵌式觸控面板，其中至少部份作為觸控電極走線的該第一導電層不形成於該間隙物上方。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之內嵌式觸控面板，其中形成於該間隙物上方之部分的該第三導電層會與作為該有機發光層之陰極或陽極的該第三導電層彼此斷開而呈現浮接(Floating) 狀態。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該疊層結構還包含：一抗反射層，形成於該封裝層上方，用以消除反射光。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之內嵌式觸控面板，其中該抗反射層為線偏光片與圓偏光片之組合。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之內嵌式觸控面板，其中該抗反射層具有多層膜結構，可對環境光形成破壞性干涉。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中該第一導電層係為網格狀(Mesh type)佈局或僅於該內嵌式觸控面板之有效顯示區(Active area)內以單一方向佈局。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控面板，其中當該有機發光層係發出一白光時，該內嵌式觸控面板還包含：一彩色濾光層，形成於該有機發光層上方，用以對該白光進行濾光。
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