TW202117514A

TW202117514A - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TW202117514A
Application number: TW108137974A
Authority: TW
Inventors: 陳志成; 志昇袁; 黃世雄; 劉貴文
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-05-01
Also published as: TWI706307B

Abstract

一種觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板、蓋板、導電網以及導電層。觸控顯示面板包括第一基板、第二基板、主動元件陣列以及多個觸控電極。主動元件陣列位於第一基板以及第二基板之間。觸控電極位於第一基板以及第二基板之間。蓋板覆蓋觸控顯示面板。導電網位於蓋板上，且重疊於觸控顯示面板的顯示區。導電網具有第一阻抗。導電層位於蓋板上，且重疊於觸控顯示面板的邊框區。導電層具有第二阻抗。第一阻抗大於該第二阻抗。

Description

觸控顯示裝置

本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種觸控電極位於第一基板以及第二基板之間的觸控顯示裝置。

目前，電容式觸控顯示裝置能夠通過測量電容的微小變化來判別觸控位置。電磁干擾（Electromagnetic Interference, EMI）是電容式觸控顯示裝置常見的問題。嚴重的電磁干擾可能會使觸控功能失準，因此，為了使觸控顯示裝置能精確的辨識觸控位置，需要考慮電磁干擾對觸控顯示裝置造成的影響。

一般而言，觸控顯示裝置常利用擴展頻譜法（Spread Spectrum）來抑制電磁干擾對觸控顯示裝置造成的影響。然而，擴展頻譜法。擴展頻譜法主要是將時脈訊號的振幅減低，以降低電磁干擾的影響。然而，擴展頻譜法會使得時脈訊號的波形變寬，並導致訊號失真。

本發明提供一種觸控顯示裝置，可以有效的抑制電磁干擾對觸控功能造成的影響。

本發明的至少一實施例提供一種觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板、蓋板、導電網以及導電層。觸控顯示面板包括第一基板、第二基板、主動元件陣列以及多個觸控電極。主動元件陣列位於第一基板以及第二基板之間。觸控電極位於第一基板以及第二基板之間。蓋板覆蓋觸控顯示面板。導電網位於蓋板上，且重疊於觸控顯示面板的顯示區。導電網具有第一阻抗。導電層位於蓋板上，且重疊於觸控顯示面板的邊框區。導電層具有第二阻抗。第一阻抗大於第二阻抗。

本發明的至少一實施例提供一種觸控顯示裝置，包括多個觸控顯示面板、蓋板、多個導電網以及導電層。各觸控顯式面板包括第一基板、第二基板、畫素陣列以及多個觸控電極。主動元件陣列位於第一基板以及第二基板之間。觸控電極位於第一基板以及第二基板之間。蓋板覆蓋觸控顯示面板。導電網位於蓋板上，且分別重疊於觸控顯示面板的顯示區。各導電網具有第一阻抗。導電層位於蓋板上，且重疊於觸控顯示面板的多個邊框區。導電層具有第二阻抗。第一阻抗大於第二阻抗。

以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解的是，這些實務上的細節不應用被以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知的結構與元件在圖式中將省略或以簡單示意的方式為之。

在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同或類似的元件。在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者所述元件與所述另一元件中間可以也存在其他元件。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，所述元件與所述另一元件中間不存在其他元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，二元件互相「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

應當理解，儘管術語「第一」與「第二」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。

本文使用的術語僅僅是為了描述本發明特定的實施例，而不是用來限制本發明。舉例來說，本文使用的「一」、「一個」和「該」並非限制元件為單數形式或複數形式。本文使用的「或」表示「及/或」。如本文所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」或「包含」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則原本被描述為在元件的「下」側的其他元件將變成被定向在元件的「上」側。因此，取決於附圖的特定取向，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為原本在元件「下」或「下方」的其他元件將變成被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下」或「下方」可以包括上方和下方的取向。

本文使用的「約」或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的「約」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

圖1A是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的仰視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板的上視示意圖。圖1C是圖1A線aa’的剖面示意圖。圖1D是圖1A線bb’的剖面示意圖。圖1A繪示了蓋板200以及位於蓋板200上的部分構件，圖1B繪示了第一基板110以及位於第一基板110上的部分構件。

請參考圖1A至圖1D，觸控顯示裝置10包括觸控顯示面板100、蓋板200、導電網300以及導電層400。在本實施例中，觸控顯示裝置10還包括導電外框500，觸控顯示面板100容納於導電外框500中。

觸控顯示面板100具有顯示區AA以及位於顯示區AA外側的邊框區BA，且包括第一基板110、第二基板120、主動元件陣列130以及多個觸控電極140。在本實施例中，觸控顯示面板100還包括背光模組150、顯示介質層160、黑矩陣170、彩色濾光元件180、第一偏光片192、第二偏光片194、多個驅動電路CF、多個驅動電路GC、多個電路板FPC以及印刷電路板PCBA。

第一基板110之材質例如為玻璃、石英、有機聚合物或其他透明材料。第二基板120之材質例如為玻璃、石英、有機聚合物或其他透明材料。

主動元件陣列130位於第一基板110以及第二基板120之間。主動元件陣列130包括多條掃描線SL、多條資料線DL以及多個畫素結構P。畫素結構P位於觸控顯示面板100的顯示區AA。包括主動元件以及畫素電極。主動元件可以是底部閘極型薄膜電晶體或是頂部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極、通道、源極以及汲極。主動元件與對應的一條掃描線SL及對應的一條資料線DL電性連接。另外，主動元件與畫素電極電性連接。

觸控電極140位於第一基板110以及第二基板120之間。在本實施例中，觸控電極140重疊於畫素電極，且觸控電極140除了適用於接收觸控訊號之外，還適用於控制液晶的轉向。舉例來說，觸控電極140上可施加共用電壓，且觸控電極140與畫素電極之間的電場可以用來轉動液晶的方向。

在本實施例中，觸控電極140透過導線（未繪出）而電性連接至晶片（未繪出）。舉例來說，每個觸控電極140透過對應的一條導線而電性連接至晶片。

需注意的是，由於圖1C與圖1D只是用於示意觸控電極140所在的膜層，因此，圖1C與圖1D僅以單一膜層繪示觸控電極140，並非用於限制觸控電極140的數量。在本實施例中，每個觸控電極140重疊於多個畫素結構P。圖1B中觸控電極140以及畫素結構P的數量只是用於示意。觸控電極140的數量以及畫素結構P的數量可以依照實際需求而進行調整。

顯示介質層160位於第一基板110以及第二基板120之間。在本實施例中，顯示介質層160包括液晶。

黑矩陣170以及彩色濾光元件180位於第二基板120上。在本實施例中，黑矩陣170包括位於顯示區AA中的多個開口O。至少部分彩色濾光元件180位於開口O中。

雖然在本實施例中，黑矩陣170以及彩色濾光元件180位於第二基板120與顯示介質層160之間，但本發明不以此為限。在其他實施例中，黑矩陣170及/或彩色濾光元件180位於第一基板110與顯示介質層160之間，並構成黑矩陣於畫素陣列上（black matrix on array, BOA）及/或彩色濾光層於畫素陣列上（color filter on array, COA）之結構。

多個驅動電路CF以及多個驅動電路GC位於邊框區BA中。

資料線DL電性連接至驅動電路CF。在本實施例中，驅動電路CF例如是藉由薄膜覆晶封裝（Chip on film, COF）技術或其他封裝封裝的晶片，但本發明不以此為限。在一些實施例中，驅動電路CF還包括多工器（Multiplexer, MUX），藉此，減少晶片所需的數量。多工器例如位於邊框區BA中。

掃描線SL電性連接至驅動電路GC。在本實施例中，驅動電路GC形成於第一基板110上，且驅動電路GC例如為閘極整合驅動電路（gate driver-on-array，GOA），但本發明不以此為限。在其他實施例中，驅動電路GC例如是晶片。多個電路板FPC以及印刷電路板PCBA位於第一基板110上。電路板FPC電性連接印刷電路板PCBA。在一些實施例中，電路板FPC電性連接印刷電路板PCBA與驅動電路CF及/或驅動電路GC，但本發明不以此為限。

第一偏光片192以及第二偏光片194分別位於第一基板110與第二基板120上。第一偏光片192位於背光模組150與第一基板110之間。

蓋板200覆蓋觸控顯示面板100。蓋板200之材質例如為玻璃、石英、有機聚合物或其他透明材料。

遮光層210位於蓋板200上，且重疊於導電外框500。在本實施例中，遮光層210的寬度W6大於導電外框500的寬度W7，因此，在垂直於蓋板200的方向VD上，導電外框500完全被遮光層210遮蔽。在本實施例中，遮光層210還重疊於部分觸控顯示面板100的邊框區BA。

絕緣層220覆蓋遮光層210以及蓋板200。

導電網300位於蓋板200上，且重疊於觸控顯示面板100的顯示區AA。在本實施例中，導電網300位於絕緣層220上。導電網300包括沿著第一方向D1延伸的多條第一延伸部310以及沿著第二方向D2延伸的多條第二延伸部320。在本實施例中，第一方向D1垂直於第二方向D2，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一方向D1與第二方向D2之間的夾角可以依照實際需求而調整。

第一延伸部310以及第二延伸部320的寬度W1例如介於1微米至50微米之間。

導電網300具有藉由第一延伸部310以及第二延伸部320定義出的多個空隙GP。每個空隙GP重疊於多個畫素結構P。在本實施例中，空隙GP的長度L2以及寬度W2分別大於或等於觸控電極140的長度L3與寬度W3，藉此維持觸控電極140的附載的均勻性。由於導電網300具有多個空隙GP，外界訊號（例如手指產生的訊號）可以穿過導電網300而被觸控電極140接收。

在本實施例中，導電網300為浮置電極（Floating electrode）。在本實施例中，導電網300可以降低有助於遮蔽顯示區AA元件所產生的電磁干擾，舉例來說，掃描線SL及/或資料線DL的極性轉換所產生的電磁干擾可以被第一延伸部310以及第二延伸部320減少。

觸控顯示裝置10選擇性地包括連接部330。連接部330連接多條第一延伸部310及/或多條第二延伸部320。連接部330重疊於遮光層210，且連接部330的寬度W4大於第一延伸部310以及第二延伸部320的寬度W1。連接部330的寬度W4小於遮光層210的寬度W5，因此，在垂直於蓋板200的方向VD上，連接部330完全被遮光層210遮蔽。在本實施例中，連接部330僅位於第一延伸部310以及第二延伸部320的其中一側，但本發明不以此為限。在其他實施例中，連接部330位於第一延伸部310以及第二延伸部320的兩側或三側。在一些實施例中，連接部330有助於減輕第一延伸部310以及第二延伸部320所產生的天線效應。

在本實施例中，導電層400分離於導電網300。導電層400位於蓋板200上，且重疊於觸控顯示面板100的邊框區BA。在本實施例中，導電層400位於絕緣層220上。在本實施例中，導電層400重疊於遮光層210，且導電層400的寬度W6小於遮光層210的寬度W5，因此，在垂直於蓋板200的方向VD上，導電層400完全被遮光層210遮蔽。導電層400的形狀為U字形或L字形。在本實施例中，由於導電層400的形狀為U字形或L字形而非封閉的環狀，因此可以避免導電層400產生類似天線的效應。

在本實施例中，驅動電路CF以及驅動電路GC重疊於導電層400，藉此，可以降低驅動電路CF以及驅動電路GC對觸控電極140所造成之電磁干擾。

在本實施例中，導電層400、導電網300以及連接部330的材質包括金屬（例如：鎳、銅、金、鉬、鋁、銀、鈦或其組合）或其他導電材料。導電層400、導電網300以及連接部330例如是藉由濺鍍或貼膜的方式形成於蓋板200上。

在本實施例中，導電網300具有第一阻抗。舉例來說，第一延伸部310的阻抗以及第二延伸部320的阻抗為第一阻抗。導電層400具有第二阻抗。第一阻抗大於第二阻抗。第一阻抗介於10^5歐姆至10^9歐姆。第二阻抗介於1歐姆至 10^3歐姆。

在本實施例中，導電層400、導電網300以及連接部330包括相同的材質，藉由調整第一延伸部310以及第二延伸部320的寬度W1與導電層400的寬度W4來改變第一阻抗以及第二阻抗。在本實施例中，第一延伸部310以及第二延伸部320的寬度W1小於導電層400的寬度W4。在其他實施例中，導電層400的材質不同於導電網300以及連接部330的材質。

在本實施例中，第一延伸部310以及第二延伸部320的寬度W1小於觸控電極140的長度L3與寬度W3，藉此避免每個觸控電極140收到的訊號變化量差異過大。

導電層400電性連接至接地電壓。在本實施例中，絕緣層230覆蓋導電網300以及連接部330。絕緣層230暴露出導電層400。導電層400藉由導電膠510以及連接墊240而電性連接至導電外框500，並透過導電外框500而電性連接至接地電壓。連接墊240位於導電膠510與導電層400之間，其中連接墊240的材質包括金屬氧化物，且連接墊240能避免導電層400接觸外界空氣，使導電層400較不容易氧化。

基於上述，由於導電網300的第一阻抗大於導電層400的第二阻抗，可以有效的抑制觸控顯示面板100的邊框區BA中之驅動電路所產生之電磁干擾對觸控功能造成的影響。

圖2是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。

在此必須說明的是，圖2的實施例沿用圖1A至圖1D的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

圖2之觸控顯示裝置20與圖1C之觸控顯示裝置10的主要差異在於：觸控顯示裝置20的導電外框500電性連接至觸控顯示面板100。

在本實施例中，導電外框500透過導電膠520以及銀膠530而電性連接至觸控顯示面板100。在本實施例中，銀膠530形成於第二基板120上，而導電膠520形成於導電外框500上。

在本實施例中，導電層400除了透過導電外框500而連接至接地電壓之外，還可以透過觸控顯示面板100而連接至接地電壓，因此，能使導電層400上的電壓分佈更均勻。

圖3A是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的仰視示意圖。圖3B是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板的上視示意圖。

在此必須說明的是，圖3A與圖3B的實施例沿用圖1A至圖1D的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

在本實施例中，觸控顯示裝置30包括觸控顯示面板100a、觸控顯示面板100b、蓋板200、導電網300a、導電網300b以及導電層400。

觸控顯示面板100a以及觸控顯示面板100b各自包括第一基板110、第二基板（省略繪示）、畫素陣列130以及多個觸控電極140。主動元件陣列130位於第一基板220以及第二基板之間。觸控電極140位於第一基板110以及第二基板120之間。

在本實施例中，觸控顯示面板100a以及觸控顯示面板100b可以類似圖1C的觸控顯示面板100或圖2的觸控顯示面板100，關於省略的構件可以參考前述實施例，於此不再贅述。

蓋板200覆蓋觸控顯示面板100a以及觸控顯示面板100b。導電網300a以及導電網300b位於蓋板200上，且分別重疊於觸控顯示面板100a的顯示區AA以及觸控顯示面板100b的顯示區AA。在本實施例中，連接部330連接導電網300a以及導電網300b。導電網300a以及導電網300b各自具有第一阻抗。

導電層400位於蓋板200上，且重疊於觸控顯示面板100a的邊框區BA以及觸控顯示面板100b的邊框區BA。導電層400具有第二阻抗。第一阻抗大於第二阻抗。

在本實施例中，部分導電層400位於導電網300a以及導電網300b之間。且位於導電網300a以及導電網300b之間的導電層400之寬度W8大於位於導電網300a以及導電網300b外側的導電層400之寬度W6。在本實施例中，寬度W8大於或等於兩倍的寬度W6

基於上述，由於導電網300a以及導電網300b的第一阻抗大於導電層400的第二阻抗，可以有效的抑制觸控顯示面板100a以及觸控顯示面板100b之驅動電路所產生之電磁干擾對觸控功能造成的影響。

10、20、30:觸控顯示裝置 100、100a、100b:觸控顯示面板 110:第一基板 120:第二基板 130:主動元件陣列 140:觸控電極 150:背光模組 160:顯示介質層 170:黑矩陣 180:彩色濾光元件 192:第一偏光片 194:第二偏光片 200:蓋板 210:遮光層 220、230:絕緣層 240:連接墊 300、300a、300b:導電網 310:第一延伸部 320:第二延伸部 330:連接部 400:導電層 500:導電外框 510、520:導電膠 530:銀膠 AA:顯示區 BA:邊框區 CF、GC:驅動電路 D1:第一方向 D2:第二方向 DL:資料線 FPC:電路板 GP:空隙 L2、L3:長度 O:開口 P:畫素結構 PCBA:印刷電路板 SL:掃描線 VD:方向 W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8:寬度

圖1A是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的仰視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板的上視示意圖。圖1C是圖1A線aa’的剖面示意圖。圖1D是圖1A線bb’的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。圖3A是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的仰視示意圖。圖3B是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板的上視示意圖。

10:觸控顯示裝置

100:觸控顯示面板

200:蓋板

210:遮光層

300:導電網

310:第一延伸部

320:第二延伸部

330:連接部

400:導電層

AA:顯示區

D1:第一方向

D2:第二方向

GP:空隙

L2:長度

W2:寬度

Claims

一種觸控顯示裝置，包括：一觸控顯示面板，包括：一第一基板以及一第二基板；一主動元件陣列，位於該第一基板以及該第二基板之間；以及多個觸控電極，位於該第一基板以及該第二基板之間；一蓋板，覆蓋該觸控顯示面板；一導電網，位於該蓋板上，且重疊於該觸控顯示面板的一顯示區，其中該導電網具有一第一阻抗；一導電層，位於該蓋板上，且重疊於該觸控顯示面板的一邊框區，其中該導電層具有一第二阻抗，且該第一阻抗大於該第二阻抗。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該第一阻抗介於10⁵ 歐姆至10⁹ 歐姆。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該第二阻抗介於1歐姆至10³ 歐姆。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該導電層以及該導電網的材質包括金屬。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該導電層的形狀為U字形或L字形。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該導電網具有多個空隙，且該些空隙的長度與寬度分別大於或等於該些觸控電極的長度與寬度。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，更包括：一導電外框，其中該觸控顯示面板容納於該導電外框中；以及一導電膠，電性連接該導電外框以及該導電層，且該導電外框以及該導電層電性連接至接地電壓。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，更包括：一連接墊，位於該導電膠與該導電層之間，其中該連接墊的材質包括金屬氧化物。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，其中該導電外框電性連接至該觸控顯示面板。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該導電網為浮置電極。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控顯示面板更包括：多個驅動電路，設置於該邊框區中，且該些驅動電路重疊於該導電層。
一種觸控顯示裝置，包括：多個觸控顯示面板，其中各該觸控顯式面板包括：一第一基板以及一第二基板；一主動元件陣列，位於該第一基板以及該第二基板之間；以及多個觸控電極，位於該第一基板以及該第二基板之間；一蓋板，覆蓋該些觸控顯示面板；多個導電網，位於該蓋板上，且分別重疊於該些觸控顯示面板的多個顯示區，其中各該導電網具有一第一阻抗；一導電層，位於該蓋板上，且重疊於該些觸控顯示面板的多個邊框區，其中該導電層具有一第二阻抗，且該第一阻抗大於該第二阻抗。
如申請專利範圍第12項所述的觸控顯示裝置，其中部分該導電層位於該些導電網之間。