TW201918844A - 內嵌式電容觸控面板 - Google Patents

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Abstract

一種內嵌式電容觸控面板，應用於被動矩陣式發光二極體顯示器。內嵌式電容觸控面板包含複數個像素及第一觸控電極。每個像素之疊層結構包含基板、第一導電層、第二導電層、發光二極體層。基板設置於像素之一側。第一導電層設置於基板上方並沿第一方向排列。第二導電層設置於第一導電層上方並沿第二方向排列。發光二極體層設置於第一導電層與第二導電層彼此重疊區域之間而形成該像素。第一觸控電極設置於該複數個像素中之第一像素與第二像素之間，且第一像素與第二像素係彼此相鄰。

Description

內嵌式電容觸控面板
本發明係與觸控面板有關，尤其是關於一種內嵌式電容觸控面板。
近年來，有機發光二極體顯示器已廣泛應用於各種行動裝置及微型顯示器，其可依照驅動方式之不同分為主動矩陣式(Active matrix)有機發光二極體顯示器及被動矩陣式(Passive matrix)有機發光二極體顯示器。
相較於主動矩陣式有機發光二極體顯示器，被動矩陣式有機發光二極體顯示器由於具有較簡單的驅動電路基板結構，故可具有較低的製造成本。如圖1所示，被動矩陣式有機發光二極體顯示器的陰極電極CE與陽極電極AE係分別沿水平方向及垂直方向交錯排列而形成有複數個陰極電極CE與陽極電極AE的重疊區域，再將有機發光二極體層OLED設置於該些重疊區域即可形成發光像素。陰極驅動器CD及陽極驅動器AD分別選取特定的陰極電極CE與陽極電極AE並施加一電壓，以驅動位於陰極電極CE與陽極電極AE的重疊區域的發光畫素發光。
接著，請參照圖1A~圖1C。圖1A~圖1C分別繪示沿圖1中之剖面線AA’所得到之各種不同疊層結構的剖面示意圖。
如圖1A所示，陰極電極CE係設置於基板SUB上方；有機發光二極體層OLED1設置於陰極電極CE上方；有機發光二極體層OLED1可採用紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)有機發光二極體構成且其上方依序設置有陽極電極AE及封裝層ENC。
如圖1B所示，陰極電極CE係設置於基板SUB上方；有機發光二極體層OLED2設置於陰極電極CE上方；有機發光二極體層OLED2可採用白色有機發光二極體構成且其上方依序設置有陽極電極AE、不同顏色的彩色濾光片CF及封裝層ENC。
如圖1C所示，陰極電極CE係設置於基板SUB上方；有機發光二極體層OLED3設置於陰極電極CE上方；有機發光二極體層OLED3可採用紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)有機發光二極體構成且其上方依序設置有陽極電極AE、顏色轉換層CC及封裝層ENC。
然而，上述的被動矩陣式有機發光二極體顯示器僅可提供顯示功能，若要使其提供觸控功能，通常還需要採用外掛觸控感測模組的方式來達成，不僅會增加顯示器的整體厚度，亦會導致生產良率下降，使得生產成本大幅增加。
至於微型發光二極體(Micro LED)則是一種新型態的顯示技術，顧名思義，其尺寸較傳統的發光二極體來得小，通常可小於100um，甚至可小到5um，故有能力實現具有高像素密度(Pixels Per Inch,PPI)的顯示面板。
於微型發光二極體顯示器的製程中，可先分別在不同的磊晶基板上形成紅(R)、綠(G)及藍(B)的無機發光二極體 (Inorganic LED)，再採用特定的轉移技術將其從磊晶基板搬移至驅動電路基板(例如玻璃基板)並接合於驅動電路基板上的特定位置。舉例而言，如圖2A~圖2F所示，透過特製的微型夾取器CP可藉由電磁力、真空吸力、凡德瓦力等方式從磊晶基板SUB1上吸起微型發光二極體MLED後，再將微型發光二極體MLED轉移至玻璃基板SUB2並接合於玻璃基板SUB2上的特定位置。
由於無機發光二極體具有高發光效率特性，因此，相較於有機發光二極體，微型發光二極體可在相對較小的畫素發光面積下發出與有機發光二極體亮度相同甚至更高的光。舉例而言，有機發光二極體的發光亮度最高約為1000nits，而無機發光二極體的發光亮度則可高達106nits，亦即無機發光二極體的發光亮度可為有機發光二極體的發光亮度的1000倍。
於此情況下，微型發光二極體的畫素發光區域尺寸只需25um2(亦即5um*5um)即可與有機發光二極體的畫素發光區域為25000um2(亦即158um*158um)的畫素亮度相等。因此，若微型發光二極體顯示器與有機發光二極體顯示器具有相同的像素密度及單位亮度，則相較於有機發光二極體顯示器，微型發光二極體顯示器之驅動電路基板上將會出現許多沒有發光二極體層、陰極、陽極及電極走線的閒置空間，而這些閒置空間可用來設置其他的電路及走線，而不會干擾顯示器原有的電路佈局。
根據上述可知：若被動矩陣式有機發光二極體顯示器同時採用有機發光二極體(OLED)及微型發光二極體(Micro LED)技術，如圖3所示，一部分的陰極電極CE與陽極電極AE的重疊區域所設置的仍是有機發光二極體OLED，而另一部分的陰極電極CE與陽極電極AE的重疊區域所設置的則是微型發光二極體MLED。如此一來，由於微型發光二極體MLED的尺寸較小，使得圖3中之相鄰兩電極之間的空隙區域SA會大於圖1中之相鄰兩電極之間的空隙區域SA，故可用來設置其他電路及走線，而不會干擾顯示器原本的電路佈局。
有鑑於此，本發明提出一種內嵌式電容觸控面板，以有效解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。
根據本發明之一具體實施例為一種內嵌式電容觸控面板。於此實施例中，內嵌式電容觸控面板係應用於被動矩陣式發光二極體顯示器。內嵌式電容觸控面板包含複數個像素及第一觸控電極。每個像素之疊層結構包含基板、第一導電層、第二導電層、發光二極體層。基板設置於像素之一側。第一導電層設置於基板上方並沿第一方向排列。第二導電層設置於第一導電層上方並沿第二方向排列。發光二極體層設置於第一導電層與第二導電層彼此重疊區域之間而形成該像素。第一觸控電極設置於該複數個像素中之第一像素與第二像素之間，且第一像素與第二像素係彼此相鄰。
於一實施例中，疊層結構還包含封裝層及絕緣層。封裝層相對於基板而設置於像素之另一側。絕緣層填充於封裝層 與基板之間。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板還包含第二觸控電極。第二觸控電極設置於該複數個像素中之第一像素與第三像素之間，其中第一像素與第二像素係沿第二方向彼此相鄰，且第一像素與第三像素係沿第一方向彼此相鄰。
於一實施例中，第一觸控電極與第二觸控電極係設置於封裝層與基板之間且第二觸控電極位於第一觸控電極與第一導電層上方，第一觸控電極透過絕緣層與第二導電層彼此間隔且第二觸控電極透過絕緣層與第一導電層彼此間隔。
於一實施例中，第一觸控電極與第二觸控電極之間透過通孔電性連接而形成網格狀結構或梳狀結構。
於一實施例中，第一觸控電極與第二觸控電極係設置於封裝層與基板之間，第一觸控電極與第二觸控電極係以同一導電層構成且彼此電性相連，並透過絕緣層與第二導電層及第一導電層彼此間隔。
於一實施例中，第一像素與第二像素係沿第一方向或第二方向彼此相鄰，第一觸控電極係設置於封裝層與基板之間。
於一實施例中，第一觸控電極與第一導電層係以同一導電層構成並透過絕緣層彼此間隔。
於一實施例中，第一觸控電極與第二導電層係以同一導電層構成並透過絕緣層彼此間隔。
於一實施例中，第一觸控電極係以不同於第一導電層與第二導電層的導電層構成並透過絕緣層與第一導電層以及第二導電層彼此間隔。
於一實施例中，複數個第一觸控電極係佈局為三角形或梯形之一維自電容觸控感測電極組，以透過單一個第一觸控電極之自電容感測量的大小或相鄰兩個第一觸控電極之自電容感測量的比例決定觸控位置。
於一實施例中，該複數個像素均採用有機發光二極體形成發光二極體層。
於一實施例中，該複數個像素均採用微型發光二極體(Micro LED)形成發光二極體層。
於一實施例中，該複數個像素中之一部分像素採用有機發光二極體形成發光二極體層且該複數個像素中之另一部分像素採用微型發光二極體形成發光二極體層。
於一實施例中，第一導電層包含平行排列的複數個第一極性電極，且該複數個第一極性電極均耦接至第一極性驅動器，第一觸控電極係設置於該複數個第一極性電極中之兩個第一極性電極之間的空隙區。
於一實施例中，第二導電層包含平行排列的複數個第二極性電極，且該複數個第二極性電極均耦接至第二極性驅動器，第二觸控電極係設置於該複數個第二極性電極中之兩個第二極性電極之間的空隙區域。
於一實施例中，第一觸控電極與第一導電層係以同一導電層或不同導電層構成。
於一實施例中，第二觸控電極與第二導電層係以同一導電層或不同導電層構成。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板係採用互電容觸控感測技術或自電容觸控感測技術。
於一實施例中，發光二極體層係採用頂發光(Top-emitting)發光二極體結構、底發光(Bottom-emitting)發光二極體結構或雙面穿透發光二極體結構。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板之觸控感測模式與顯示模式係彼此分時驅動，致使內嵌式電容觸控面板之觸控感測期間與顯示期間彼此不重疊。
於一實施例中，當內嵌式電容觸控面板利用顯示期間外之空白區間運作於觸控感測模式時，像素中之第一導電層或第二導電層維持於固定電壓。
於一實施例中，空白區間係包含垂直空白區間、水平空白區間及長水平空白區間中之至少一種，長水平空白區間的時間長度等於或大於水平空白區間的時間長度，長水平空白區間係重新分配複數個水平空白區間而得或長水平空白區間包含垂直空白區間。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板之觸控感測期間與顯示期間至少部分重疊。
於一實施例中，當內嵌式電容觸控面板與水平同步訊號或垂直同步訊號同步或利用顯示期間內之空白區間運作於觸控感測模式時，像素中之第一導電層或第二導電層維持於固定電壓。
於一實施例中，空白區間係包含垂直空白區間、水平空白區間及長水平空白區間中之至少一種，長水平空白區間的時間長度等於或大於水平空白區間的時間長度，長水平空白區間係重新分配複數個水平空白區間而得或長水平空白區間包含垂直空白區間。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板分別耦接觸控控制器及顯示控制器，且觸控控制器係與顯示控制器同步並調配觸控與顯示操作之時序。
於一實施例中，內嵌式電容觸控面板耦接觸控顯示控制器，觸控顯示控制器係由觸控控制器及顯示控制器整合而成，並係用以調配觸控與顯示操作之時序。
相較於先前技術，根據本發明之內嵌式電容觸控面板適用於被動矩陣式有機發光二極體顯示器，可有效整合顯示及觸控兩項功能，其具有下列優點：
(1)觸控感測電極及其走線之設計相對簡單，且可適用於互電容或自電容觸控感測技術。
(2)可利用面板內原有的導電層作為觸控電極，以降低製程複雜度並減少製造成本。
(3)觸控感測電極與顯示驅動電極之重疊面積相對較少，可有效降低面板的電阻電容負荷(RC loading)並減少雜訊。
(4)觸控感測電極係設置於畫素之間，所以不會遮蔽畫素的顯示區域，可降低對於面板可視性之影響。
(5)觸控與顯示可分時驅動，以提升訊雜比。
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。
AD‧‧‧陽極驅動器
CD‧‧‧陰極驅動器
TC1‧‧‧第一觸控控制器
TC2‧‧‧第二觸控控制器
AE‧‧‧陽極電極
CE‧‧‧陰極電極
SUB1‧‧‧磊晶基板
SUB2‧‧‧玻璃基板
CP‧‧‧微型夾取器
TEx‧‧‧第一觸控電極
TEy、TEy’‧‧‧第二觸控電極
PX1~PX3‧‧‧第一像素~第三像素
OLED、OLED1~OLED3‧‧‧有機發光二極體層
SA‧‧‧空隙區域
SUB‧‧‧基板
ENC‧‧‧封裝層
CF‧‧‧彩色濾光片
CC‧‧‧顏色轉換層
MLED‧‧‧微型發光二極體
ISO‧‧‧絕緣層
LED‧‧‧發光二極體層
VIA‧‧‧穿孔
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
Hsync‧‧‧水平同步訊號
STH‧‧‧觸控感測驅動訊號
LHB‧‧‧長水平空白區間
DTP‧‧‧內嵌式電容觸控面板
TD‧‧‧觸控控制器
DD‧‧‧顯示控制器
TDID‧‧‧觸控顯示控制器
AA’、BB’、CC’、DD’EE’‧‧‧剖面線
圖1繪示傳統的被動矩陣式有機發光二極體顯示器之示意圖。
圖1A~圖1C分別繪示沿圖1中之剖面線AA’所得到之各種不同疊層結構的剖面示意圖。
圖2A~圖2F繪示透過特製的微型夾取器將微型發光二極體從磊晶基板轉移至玻璃基板上的流程示意圖。
圖3繪示被動矩陣式有機發光二極體顯示器可同時採用有機發光二極體(OLED)及微型發光二極體(Micro LED)技術之示意圖。
圖4繪示根據本發明之一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖。
圖5繪示沿圖4中之剖面線BB’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
圖6繪示根據本發明之另一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖。
圖7繪示沿圖6中之剖面線CC’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
圖8繪示根據本發明之又一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖。
圖9繪示沿圖8中之剖面線DD’EE’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
圖10繪示根據本發明之再一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖。
圖11至圖13分別繪示於不同實施例中之內嵌式電容觸控面板的垂直同步訊號Vsync、水平同步訊號Hsync及觸控感測驅動訊號STH的時序圖。
圖14繪示內嵌式電容觸控面板之顯示及觸控操作分別受控於彼此分隔的顯示驅動器DD及觸控驅動器TD的示意圖。
圖15繪示內嵌式電容觸控面板之顯示及觸控操作均受控於觸控顯示整合驅動器(Touch Display Integrated Driver,TDID)的示意圖。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種內嵌式電容觸控面板。於此實施例中，內嵌式電容觸控面板不僅適用於互電容觸控技術，亦適用於自電容觸控技術。內嵌式電容觸控面板至少包含複數個像素及第一觸控電極。每個像素之疊層結構包含基板、第一導電層、第二導電層及發光二極體層。基板設置於像素 之一側。第一導電層設置於基板上方並沿第一方向排列。第二導電層設置於第一導電層上方並沿第二方向排列。發光二極體層設置於第一導電層與第二導電層彼此重疊區域之間而形成該像素。第一觸控電極設置於該複數個像素中之第一像素與第二像素之間，且第一像素與第二像素係彼此相鄰。
實際上，內嵌式電容觸控面板還可進一步包含第二觸控電極。第二觸控電極設置於該複數個像素中之第一像素與第三像素之間，其中第一像素與第二像素係沿第二方向彼此相鄰，且第一像素與第三像素係沿第一方向彼此相鄰。
接下來，將分別透過不同的較佳具體實施例來說明本發明之詳細技術內容。
首先，請參照圖4及圖5，圖4繪示根據本發明之一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖；圖5繪示沿圖4中之剖面線BB’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
如圖4所示，複數個陰極電極(亦即由第一導電層形成的第一極性電極)CE與複數個陽極電極(亦即由第二導電層形成的第二極性電極)AE分別沿水平方向(亦即第一方向)及垂直方向(亦即第二方向)平行排列，彼此會交錯重疊而形成有複數個陰極電極CE與陽極電極AE的重疊區域，並且發光二極體層LED可設置於該些重疊區域而形成包含第一像素PX1~第三像素PX3在內的複數個發光像素。一般而言，發光二極體層LED可包含有電子傳輸層(ETL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、電洞注入層(HIL) 及有機發光層(OEL)，但不以此為限。
複數個第一觸控電極TEx分別沿水平方向(亦即第一方向)平行排列於兩兩相鄰的陰極電極(亦即第一極性電極)CE之間的空隙區域，亦即第一觸控電極TEx可設置於該些發光像素中之第一像素PX1與第二像素PX2之間的空隙區域，並且第一像素PX1與第二像素PX2係沿垂直方向(亦即第二方向)彼此相鄰。同理，複數個第二觸控電極TEy分別沿垂直方向(亦即第二方向)平行排列於兩兩相鄰的陽極電極(亦即第二極性電極)AE之間的空隙區域，亦即第二觸控電極TEy可設置於該些發光像素中之第一像素PX1與第三像素PX3之間的空隙區域，並且第一像素PX1與第三像素PX3係沿水平方向(亦即第一方向)彼此相鄰。
於此實施例中，該些陰極電極(亦即第一極性電極)CE係耦接至陰極驅動器CD並受控於陰極驅動器CD；該些陽極電極(亦即第二極性電極)AE係耦接至陽極驅動器AD並受控於陽極驅動器AD。該些第一觸控電極TEx耦接第二觸控控制器TC2並受控於第二觸控控制器TC2；該些第二觸控電極TEy耦接第一觸控控制器TC1並受控於第一觸控控制器TC1。
如圖5所示，沿圖4中之剖面線BB’所得到之疊層結構包含基板SUB、陰極電極(亦即第一極性電極)CE、發光二極體層LED、陽極電極(亦即第二極性電極)AE、第一觸控電極TEx、第二觸控電極TEy、封裝層ENC及絕緣層ISO。
基板SUB設置於第一像素PX1之一側，且封裝層ENC 相對於基板SUB而設置於第一像素PX1之另一側。陰極電極(亦即第一極性電極)CE設置於基板SUB上方並沿水平方向(亦即第一方向)排列。陽極電極(亦即第二極性電極)AE設置於陰極電極CE上方並沿垂直方向(亦即第二方向)排列。發光二極體層LED係設置於陰極電極CE與陽極電極AE彼此重疊區域之間而形成第一像素PX1。
第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy係設置於封裝層ENC與基板SUB之間且第二觸控電極TEy位於第一觸控電極TEx與陰極電極CE上方。絕緣層ISO填充於封裝層ENC與基板SUB之間，用以分別隔開第一觸控電極TEx與陰極電極CE、第二觸控電極TEy與陽極電極AE、第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy。也就是說，第一觸控電極TEx係透過絕緣層ISO與陽極電極AE彼此間隔且第二觸控電極TEy係透過絕緣層ISO與陰極電極彼此間隔。
於此實施例中，第一觸控電極TEx可與陰極電極CE同樣採用第一導電層製得以簡化整體製程，或是第一觸控電極TEx採用與陰極電極CE不同的導電層製得，並透過絕緣層ISO隔開第一觸控電極TEx與陰極電極CE，以增加良率並降低電阻電容負荷(RC loading)。
同理，第二觸控電極TEy亦可與陽極電極AE採用同樣的第二導電層製得以簡化整體製程，或是第二觸控電極TEy採用與陽極電極AE不同的導電層製得，並透過絕緣層ISO隔開第二觸控電極TEy與陽極電極AE，以增加良率並降低電阻電容負荷。
於實際應用中，發光二極體層LED可採用有機發光 二極體(OLED)或微型發光二極體(Micro LED)構成，並且發光二極體層LED係設置於陰極電極(亦即第一導電層)CE與陽極電極(亦即第二導電層)AE彼此重疊區域之間。
當發光二極體層LED採用微型發光二極體構成時，發光二極體層LED可採用倒裝結構(Flip Chip)，並分別透過其陰極接點與陽極接點耦接至陰極電極(亦即第一導電層)CE與陽極電極(亦即第二導電層)AE的導電接點，以形成電性連接。
於實際應用中，沿水平方向(亦即第一方向)排列的第一觸控電極TEx與沿垂直方向(亦即第二方向)排列的第二觸控電極TEy之間可透過絕緣層ISO隔開，並且第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy可分別被驅動作為傳送器(TX)電極與接收器(RX)電極。
舉例而言，第一觸控電極TEx可被驅動作為傳送器(TX)電極且第二觸控電極TEy可被驅動作為接收器(RX)電極，或是第一觸控電極TEx可被驅動作為接收器(RX)電極且第二觸控電極TEy可被驅動作為傳送器(TX)電極。
需說明的是，為了能夠形成具有較大面積的傳送器(TX)電極或接收器(RX)電極以增進電容感測能力，複數個傳送器(TX)電極或複數個接收器(RX)電極可以在內嵌式電容觸控面板的顯示區域之外彼此耦接，或是在觸控控制器(例如第一觸控控制器TC1或第二觸控控制器TC2)彼此耦接而形成具有較大面積的傳送器(TX)電極或接收器(RX)電極，但不以此為限。
接著，請參照圖6及圖7，圖6繪示根據本發明之另一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖；圖7繪示沿圖6中之剖面線CC’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
如圖6所示，複數個陰極電極(亦即第一導電層)CE與複數個陽極電極(亦即第二導電層)AE分別沿水平方向(亦即第一方向)及垂直方向(亦即第二方向)平行排列而彼此交錯重疊形成有複數個陰極電極(亦即第一導電層)CE與陽極電極(亦即第二導電層)AE的重疊區域，然後再將發光二極體層LED(例如有機發光二極體或微型發光二極體)設置於該些重疊區域即可形成包含第一像素PX1~第三像素PX3在內的複數個發光像素。
該些第一觸控電極TEx分別沿水平方向(亦即第一方向)平行排列於兩兩相鄰的陰極電極(亦即第一導電層)CE之間的空隙區域，亦即第一觸控電極TEx會設置於該些像素中之第一像素PX1與第二像素PX2之間的空隙區域，且第一像素PX1與第二像素PX2係沿垂直方向(亦即第二方向)彼此相鄰。
同理，該些第二觸控電極TEy分別沿垂直方向(亦即第二方向)平行排列於兩兩相鄰的陽極電極(亦即第二導電層)AE之間的空隙區域，亦即第二觸控電極TEy會設置於該些像素中之第一像素PX1與第三像素PX3之間的空隙區域，且第一像素PX1與第三像素PX3係沿水平方向(亦即第一方向)彼此相鄰。
需說明的是，該些第一觸控電極TEx與該些第二觸控電極TEy彼此重疊區域可透過穿孔(Via)彼此電性連接而形成網 格狀(Mesh)結構或梳狀(Comb)結構，並可藉由適當的佈局形成互電容觸控感測電極或自電容觸控感測電極，但不以此為限。
該些陰極電極(亦即第一導電層)CE耦接陰極驅動器CD並受控於陰極驅動器CD；該些陽極電極(亦即第二導電層)AE耦接陽極驅動器AD並受控於陽極驅動器AD。該些第一觸控電極TEx耦接第二觸控控制器TC2並受控於第二觸控控制器TC2；該些第二觸控電極TEy耦接第一觸控控制器TC1並受控於第一觸控控制器TC1。
如圖7所示，沿圖6中之剖面線CC’所得到之疊層結構包含基板SUB、陰極電極CE、發光二極體層LED、陽極電極AE、第一觸控電極TEx、第二觸控電極TEy及封裝層ENC。基板SUB設置於第一像素PX1之一側。封裝層ENC相對於基板SUB而設置於第一像素PX1之另一側。陰極電極(亦即第一導電層)CE設置於基板SUB上方並沿水平方向(亦即第一方向)排列。陽極電極(亦即第二導電層)AE設置於陰極電極(亦即第一導電層)CE上方並沿垂直方向(亦即第二方向)排列。發光二極體層LED設置於陰極電極(亦即第一導電層)CE與陽極電極(亦即第二導電層)AE彼此重疊區域之間而形成第一像素PX1。
當第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy分別採用不同的導電層構成並透過絕緣層ISO彼此隔開時，部分的第一觸控電極TEx與部分的第二觸控電極TEy可透過穿孔(Via)電性連接而形成網格狀結構，藉以增加其與外界觸控物體之電容耦合量， 並可藉由適當的佈局而形成互電容觸控感測電極或自電容觸控感測電極，但不以此為限。
接著，請參照圖8及圖9，圖8繪示根據本發明之又一較佳具體實施例的內嵌式電容觸控面板的示意圖；圖9繪示沿圖8中之剖面線DD’EE’所得到之疊層結構的剖面示意圖。
與前述實施例不同的是，此實施例中之第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy係採用同一導電層構成，並且第一觸控電極TEx與第二觸控電極TEy係透過絕緣層ISO來與陰極電極CE或陽極電極AE彼此隔開。該些第一觸控電極TEx與該些第二觸控電極TEy可彼此電性相連而形成網格狀結構或梳狀結構，並可藉由適當的佈局形成互電容觸控感測電極或自電容觸控感測電極，但不以此為限。
此外，內嵌式電容觸控面板的該些觸控感測電極亦可僅沿單一方向(例如水平方向或垂直方向)排列，並且該些觸控感測電極可採用與陰極電極CE相同的第一導電層、與陽極電極AE相同的第二導電層、或是與陰極電極CE及陽極電極AE均不相同的其他導電層構成，並無特定之限制。實際上，該些觸控感測電極可分別設置於沿垂直方向平行排列的兩兩相鄰的陽極電極AE之間的空隙區域，或是設置於沿水平方向平行排列的兩兩相鄰的陰極電極CE之間的空隙區域，藉以降低內嵌式電容觸控面板的電阻電容負荷與訊號干擾。
於實際應用中，沿單一方向排列的第一觸控感測電 極可佈局為具有特定圖樣(例如三角形或梯形)的一維自電容觸控感測電極組，以透過該自電容觸控感測電極組中之單一個自電容觸控感測電極所感測到的電容量大小或是相鄰兩個自電容觸控感測電極所感測到的電容量之比例來決定觸控位置。
舉例而言，如圖10所示，內嵌式電容觸控面板的觸控感測電極僅包含沿垂直方向平行排列的複數個第二觸控電極TEy與TEy’，並未包含任何沿水平方向或其他方向排列的觸控電極。於此實施例中，該些第二觸控電極TEy與TEy’分別耦接至第一觸控控制器TC1並受控於第一觸控控制器TC1，並且該些第二觸控電極TEy與TEy’係布局成具有三角形或梯形的一維自電容觸控感測電極，並可藉由單一自電容觸控感測電極所感測到的電容量大小或是相鄰兩自電容觸控感測電極所感測到的電容量之比例來決定觸控位置。
於上述各實施例中，內嵌式電容觸控面板之所有像素的發光二極體層LED可全部都採用有機發光二極體(OLED)構成，亦可所有像素的發光二極體層LED全部都採用微型發光二極體(Micro LED)構成，或是一部分像素的發光二極體層LED採用有機發光二極體構成且另一部份像素的發光二極體層LED則採用微型發光二極體構成。
需說明的是，當內嵌式電容觸控面板之部分或全部的像素採用微型發光二極體構成發光二極體層LED時，由於微型發光二極體僅需較小的面積即可達到與具有較大面積的有機發 光二極體相同的發光強度，因此，採用微型發光二極體的該些像素即可大幅減少使用面積，致使內嵌式電容觸控面板中的可佈局空間增加而可供其他電路或走線使用，例如電容觸控感測電極可利用增加的可佈局空間來增大其面積，故能達到較高的電容耦合量，以提升內嵌式電容觸控面板的觸控感測效能。
於上述各實施例中，依據不同的發光二極體結構設計，陰極電極與陽極電極亦可相互對調而不影響本發明的各實施例。此外，上述各實施例中之發光二極體雖均以頂發光(Top Emitting)型態的發光二極體為例，但實際上亦可採用底發光(Bottom Emitting)型態或雙面穿透型態的發光二極體結構，並無特定之限制。
需說明的是，本發明之內嵌式電容觸控面板的觸控感測模式與顯示模式可以彼此分時驅動，致使內嵌式電容觸控面板的觸控感測期間與顯示期間彼此不重疊，但不以此為限。
接著，請參照圖11至圖13，圖11至圖13分別繪示於不同實施例中之內嵌式電容觸控面板的垂直同步訊號Vsync、水平同步訊號Hsync及觸控感測驅動訊號STH的時序圖。
於一實施例中，本發明之內嵌式電容觸控面板可利用顯示期間外之空白區間運作於觸控感測模式。實際上，空白區間可包含垂直空白區間、水平空白區間及長水平空白區間中之至少一種。其中，長水平空白區間的時間長度等於或大於水平空白區間的時間長度，長水平空白區間係重新分配複數個水平空白區 間而得或長水平空白區間包含垂直空白區間。
舉例而言，如圖11所示，觸控感測驅動訊號STH係利用垂直同步訊號Vsync之空白區間作動，此時，由第一導電層形成的陰極電極CE或由第二導電層形成的陽極電極AE可維持於固定電壓。但不以此為限。
於另一實施例中，本發明之內嵌式電容觸控面板的觸控感測亦可利用顯示週期之顯示區間作動，並可與水平同步訊號Hsync或垂直同步訊號Vsync同步。舉例而言，如圖12所示，觸控感測驅動訊號STH係利用顯示週期之顯示區間作動，並且觸控感測驅動訊號STH與水平同步訊號Hsync同步，此時，由第一導電層形成的陰極電極CE或由第二導電層形成的陽極電極AE可維持於固定電壓。但不以此為限。
於又一實施例中，本發明之內嵌式電容觸控面板的觸控感測亦可利用顯示期間內之空白區間運作於觸控感測模式。舉例而言，如圖13所示，觸控感測驅動訊號STH並未與水平同步訊號Hsync或垂直同步訊號Vsync同步，而是利用顯示期間內之水平同步訊號Hsync的長水平空白區間LHB運作於觸控感測模式，此時，由第一導電層形成的陰極電極CE或由第二導電層形成的陽極電極AE可維持於固定電壓。但不以此為限。
於實際應用中，本發明之內嵌式電容觸控面板的觸控感測時段可與顯示週期之顯示區間至少部分重疊，如圖12及圖13所示。
接著，請參照圖14及圖15，圖14繪示內嵌式電容觸控面板DTP之顯示及觸控操作分別受控於彼此分隔的顯示驅動器DD及觸控驅動器TD的示意圖；圖15繪示內嵌式電容觸控面板DTP之顯示及觸控操作均受控於觸控顯示整合驅動器(Touch Display Integrated Driver,TDID)的示意圖。
如圖14所示，內嵌式電容觸控面板DTP分別耦接觸控控制器TD及顯示控制器DD，並且觸控控制器TD係與顯示控制器DD同步並調配觸控與顯示操作之時序。
如圖15所示，內嵌式電容觸控面板DTP耦接觸控顯示控制器(例如觸控顯示整合驅動器)TDID。觸控顯示整合驅動器係由觸控控制器及顯示控制器整合而成，並係用以調配觸控與顯示操作之時序。
相較於先前技術，根據本發明之內嵌式電容觸控面板適用於被動矩陣式有機發光二極體顯示器，可有效整合顯示及觸控兩項功能，其具有下列優點：
(1)觸控感測電極及其走線之設計相對簡單，且可適用於互電容或自電容觸控感測技術。
(2)可利用面板內原有的導電層作為觸控電極，以降低製程複雜度並減少製造成本。
(3)觸控感測電極與顯示驅動電極之重疊面積相對較少，可有效降低面板的電阻電容負荷並減少雜訊。
(4)觸控感測電極係設置於畫素之間，所以不會遮蔽 畫素的顯示區域，可降低對於面板可視性之影響。
(5)觸控與顯示可分時驅動，以提升訊雜比。
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。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 (28)

  1. 一種內嵌式電容觸控面板，應用於一被動矩陣式發光二極體顯示器，該內嵌式電容觸控面板包含：複數個像素，每個像素之一疊層結構包含：一基板，設置於該像素之一側；一第一導電層，設置於該基板上方，沿一第一方向排列；一第二導電層，設置於該第一導電層上方，沿一第二方向排列；以及一發光二極體層，設置於該第一導電層與該第二導電層彼此重疊區域之間而形成該像素；以及一第一觸控電極，設置於該複數個像素中之一第一像素與一第二像素之間，其中該第一像素與該第二像素係彼此相鄰。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該疊層結構還包含：一封裝層，相對於該基板而設置於該像素之另一側；以及一絕緣層，填充於該封裝層與該基板之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之內嵌式電容觸控面板，還包含：一第二觸控電極，設置於該複數個像素中之該第一像素與一第三像素之間，其中該第一像素與該第二像素係沿該第二方向彼此相鄰，且該第一像素與該第三像素係沿該第一方向彼此相鄰。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極與該第二觸控電極係設置於該封裝層與該基板之間且該第二觸控電極位於該第一觸控電極與該第一導電層上 方，該第一觸控電極透過該絕緣層與該第二導電層彼此間隔且該第二觸控電極透過該絕緣層與該第一導電層彼此間隔。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極與該第二觸控電極之間透過一通孔(Via)電性連接而形成一網格狀(Mesh)結構或一梳狀(Comb)結構。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極與該第二觸控電極係設置於該封裝層與該基板之間，該第一觸控電極與該第二觸控電極係以同一導電層構成且彼此電性相連，並透過該絕緣層與該第二導電層及該第一導電層彼此間隔。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一像素與該第二像素係沿該第一方向或該第二方向彼此相鄰，該第一觸控電極係設置於該封裝層與該基板之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極與該第一導電層係以同一導電層構成並透過該絕緣層彼此間隔。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極與該第二導電層係以同一導電層構成並透過該絕緣層彼此間隔。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一觸控電極係以不同於該第一導電層與該第二導電層的導電層構成並透過該絕緣層與該第一導電層以及該第二導電層彼此間隔。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之內嵌式電容觸控面板，其中複數 個該第一觸控電極係佈局為具有一特定圖樣之一維自電容觸控感測電極組，以透過單一個該第一觸控電極之自電容感測量的大小或相鄰兩個該第一觸控電極之自電容感測量的比例決定觸控位置。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該複數個像素均採用有機發光二極體(OLED)形成該發光二極體層。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該複數個像素均採用微型發光二極體(Micro LED)形成該發光二極體層。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該複數個像素中之一部分像素採用有機發光二極體形成該發光二極體層且該複數個像素中之另一部分像素採用微型發光二極體形成該發光二極體層。
  15. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第一導電層形成平行排列的複數個第一極性電極，且該複數個第一極性電極均耦接至一第一極性驅動器，該第一觸控電極係設置於該複數個第一極性電極中之兩個第一極性電極之間的空隙區域。
  16. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第二導電層包含平行排列的複數個第二極性電極，且該複數個第二極性電極均耦接至一第二極性驅動器，該第二觸控電極係設置於該複數個第二極性電極中之兩個第二極性電極之間的空隙區域。
  17. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第 一觸控電極與該第一導電層係以同一導電層或不同導電層構成。
  18. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該第二觸控電極與該第二導電層係以同一導電層或不同導電層構成。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，係採用互電容(Mutual-capacitive)觸控感測技術或自電容(Self-capacitive)觸控感測技術。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該發光二極體層係採用頂發光(Top-emitting)發光二極體結構、底發光(Bottom-emitting)發光二極體結構或雙面穿透發光二極體結構。
  21. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該內嵌式電容觸控面板之觸控感測模式與顯示模式係彼此分時驅動，致使該內嵌式電容觸控面板之觸控感測期間與顯示期間彼此不重疊。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之內嵌式電容觸控面板，其中當該內嵌式電容觸控面板利用該顯示期間外之一空白區間運作於該觸控感測模式時，該像素中之該第一導電層或該第二導電層維持於一固定電壓。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該空白區間係包含一垂直空白區間、一水平空白區間及一長水平空白區間中之至少一種，該長水平空白區間的時間長度等於或大於該水平空白區間的時間長度，該長水平空白區間係重新分配複數個該水平空白區間而得或該長水平空白區間包 含該垂直空白區間。
  24. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該內嵌式電容觸控面板之觸控感測期間與顯示期間至少部分重疊。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之內嵌式電容觸控面板，其中當該內嵌式電容觸控面板與水平同步訊號或垂直同步訊號同步或利用該顯示期間內之一空白區間運作於觸控感測模式時，該像素中之該第一導電層或該第二導電層維持於一固定電壓。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該空白區間係包含一垂直空白區間、一水平空白區間及一長水平空白區間中之至少一種，該長水平空白區間的時間長度等於或大於該水平空白區間的時間長度，該長水平空白區間係重新分配複數個該水平空白區間而得或該長水平空白區間包含該垂直空白區間。
  27. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該內嵌式電容觸控面板分別耦接一觸控控制器及一顯示控制器，且該觸控控制器係與該顯示控制器同步並調配觸控與顯示操作之時序。
  28. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式電容觸控面板，其中該內嵌式電容觸控面板耦接一觸控顯示控制器，該觸控顯示控制器係由一觸控控制器及一顯示控制器整合而成，並係用以調配觸控與顯示操作之時序。
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