TWI395006B - 觸控顯示面板 - Google Patents

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種觸控顯示面板(touch-sensing display panel)，且特別是有關於一種電容式觸控顯示面板。

觸控面板依照其感測方式的不同而大致上區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板、聲波式觸控面板以及電磁式觸控面板。由於電容式觸控面板具有反應時間快、可靠度佳以及耐用度高等優點，因此，電容式觸控面板已被廣泛地使用於電子產品中。依照結構及製造方式的不同，電容式觸控面板又可大致上區分為外貼式與整合式/內建式(on-cell/in-cell)兩種。外貼式的電容式觸控面板通常是先將感測串列先製作於一輔助基板上，再將此已製作有感測串列的輔助基板貼附於顯示器的外表面上，很明顯地，外貼式觸控面板會具有一定的厚度。與外貼式觸控面板相較，整合式/內建式觸控面板則十分有利於顯示器的薄化與輕量化。

不論整合式/內建式觸控面板、外貼式觸控面板，在製造上都面臨了製造過程中良率不足，或是靜電放電所導致的良率降低問題。舉例而言，目前的整合式/內建式觸控面板多半是先於基板的其中一表面上製作觸控線路，之後再於基板的另一表面上製作彩色濾光薄膜，在製作彩色濾光薄膜的同時，觸控線路常會因製造過程中良率不足而斷 線，或是靜電放電而遭受到破壞。除此之外，不論整合式/內建式觸控面板、外貼式觸控面板，當使用者以手指觸碰整合式/內建式觸控面板以及外貼式觸控面板時，靜電放電現象亦有可能產生，進而導致觸控線路被破壞。

圖1A與圖1B為習知之觸控線路之示意圖。請參照圖1A與圖1B，習知的觸控線路100包括多個第一感測串列110以及多個第二感測串列120。各個第一感測串列110沿著一第一方向D1延伸，且各個第一感測串列110彼此電性絕緣。由圖1A與圖1B可知，各個第一感測串列110包括多個第一感測墊112以及多個第一橋接部114，且各個第一橋接部114分別電性連接於二相鄰的第一感測墊112之間。各個第二感測串列120沿著一第二方向D2延伸，且各個第二感測串列120彼此電性絕緣。各個第二感測串列120包括多個第二感測墊122以及多個第二橋接部124，且各個第二橋接部124分別電性連接於二相鄰的第二感測墊122之間。此外，第一感測串列110與第二感測串列120之間彼此電性絕緣。

當製造過程中良率不足或是靜電放電現象發生破壞時，第一感測串列110與第二感測串列120常會出現斷線的情況，如圖1B中的區域A所繪示。由於靜電放電現象在製程中以及使用過程中是無法完全避免的，因此如何提昇觸控線路100的靜電放電防護能力是設計者所面臨的重要議題之一。

當斷線處發生在顯示區時，由於不易修補，往往造成 廢片與浪費，因此如何降低修補需求成為一重要課題。

本發明提供一種觸控顯示面板，其可以有效地降低修補(repairing)的需求。

本發明提供一種觸控顯示面板，其包括一顯示面板以及一觸控線路。觸控線路配置於顯示面板上，且觸控線路包括多個第一感測串列、多個第二感測串列以及多條感測信號傳遞線路。各第一感測串列包括多個第一感測子串列以及多個連接於第一感測子串列之間的第一分支導線。各第二感測串列包括多個第二感測子串列以及多個連接於第二感測子串列之間的第二分支導線，且第一感測串列與第二感測串列彼此交錯。各感測信號傳遞線路分別與其中一第一感測串列或其中一第二感測串列連接。

在本發明之一實施例中，前述之顯示面板包括一第一基板、一第二基板以及一顯示介質層，其中第二基板配置於第一基板上方，而顯示介質層則配置於第一基板與第二基板之間。

在本發明之一實施例中，前述之顯示介質層包括一液晶層、一電泳顯示介質層或一有機電激發光顯示介質層。

在本發明之一實施例中，前述之觸控線路配置於顯示面板之一外表面上。

在本發明之一實施例中，前述之觸控線路內建於顯示面板中。

在本發明之一實施例中，前述之各個第一子感測串列 包括多個第一感測墊以及多條第一橋接導線，其中各第一橋接導線分別連接於二相鄰第一感測墊之間。

在本發明之一實施例中，前述之第一分支導線連接於位在不同第一子感測串列中的第一感測墊之間。

在本發明之一實施例中，前述之各個第二子感測串列包括多個第二感測墊以及多條第二橋接導線，其中各第二橋接導線分別連接於二相鄰第二感測墊之間。

在本發明之一實施例中，前述之第二分支導線連接於位在不同第二子感測串列中的第二感測墊之間。

在本發明之一實施例中，前述之各個第一感測串列中的第一感測墊、第一橋接導線以及第一分支導線排列成一第一網狀結構，而第一網狀結構具有多個第一網孔，且各第一網孔的位置對應於其中一個第二感測墊的位置。

在本發明之一實施例中，前述之各個第二感測串列中的第二感測墊、第二橋接導線以及第二分支導線排列成一第二網狀結構，而第二網狀結構具有多個第二網孔，且各第二網孔的位置對應於其中一個第一感測墊的位置。

在本發明之一實施例中，前述之觸控顯示面板可進一步包括一感測信號讀出電路，其中感測信號讀出電路透過感測信號傳遞線路與第一感測串列以及第二感測串列電性連接。

在本發明之一實施例中，前述之第一感測墊包括透明導電感測墊，而透明導電感測墊之材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物或鋁鋅氧化物。

在本發明之一實施例中，前述之第一感測墊包括金屬 網狀感測墊，而金屬網狀感測墊之材質包括鋁、銅、鉬、鎢或金。此外，金屬網狀感測墊之線寬例如是介於0.1微米至10微米之間。

基於上述，由於本發明之感測串列中的感測子串列是透過多條分支導線彼此連接，因此本發明之感測串列不易出現因斷線而無法傳遞感測信號的問題，進而降低修補的需求。此外，感測串列中的分支導線可進一步降低靜電放電(Electro-Static Discharge，ESD)對感測串列的損害。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2A至圖2F為本發明之不同觸控顯示面板的剖面示意圖。請參照圖2A至圖2F，本實施例之觸控顯示面板200包括一顯示面板210以及一配置於顯示面板210上之觸控線路220。在本實施例中，顯示面板210包括一第一基板212、一第二基板214以及一顯示介質層216，其中第二基板214配置於第一基板212上方，而顯示介質層216則配置於第一基板212與第二基板214之間。舉例而言，第一基板212可為一具有畫素陣列212a之薄膜電晶體陣列基板(TFT array substrate)，第二基板214可為一彩色濾光基板(Color filter substrate)，而顯示介質層216可為液晶層。然而，在其他可行的實施例中，第一基板212可為一整合有彩色濾光層之薄膜電晶體陣列基板(Color filter on Array，COA)，而第二基板214可為一具有共通電極(common electrode)之對向基板。此外，本實施例所使用之顯示介質層216可為電泳顯示介質層、有機電激發光顯示介質層或其他顯示介質。

在本實施例中，觸控線路220可以配置於顯示面板210之一外表面上，換言之，觸控線路220可以是配置在第一基板212上或是第二基板214上(如圖2A、圖2D)，亦可以是內建於顯示面板210中(如圖2B、圖2E)。此外，觸控線路220亦可以先配置在輔助基板S上，再將輔助基板S外貼在第一基板212上或是第二基板214上(如圖2C、圖2F)。當觸控線路220配置於顯示面板210之外表面上時，觸控顯示面板200即為所謂的整合式(on-cell)觸控顯示面板(如圖2A、圖2D)，當觸控線路220藉由輔助基板S外貼於顯示面板210之外表面上時，觸控顯示面板200即為所謂的外貼式觸控顯示面板(如圖2C、圖2F)，當觸控線路220內建於顯示面板210中時，觸控顯示面板200即為所謂的內建式(in-cell)觸控顯示面板(圖2B、圖2E)。

詳言之，觸控線路220可以直接形成於顯示面板210之第二基板214的外表面上，如圖2A所示。此外，觸控線路220亦可先形成於一輔助基板S上，再將此已形成有觸控線路220的基板S黏貼於顯示面板210之第二基板214的外表面上，如圖2C所示。相類似地，觸控線路220可以直接形成於顯示面板210之第一基板212的外表面上，如圖2D所示。此外，觸控線路220亦可先形成於一基板S上，再將此已形成有觸控線路220的基板S黏貼於顯示面 板210之第一基板212的外表面上，如圖2F所示。

承上述，觸控線路220可以直接形成於顯示面板210之第二基板214的內表面上，如圖2B所示，或是直接形成於顯示面板210之第一基板212的內表面上，如圖2E所示。

以下將搭配圖3A至圖3C以及圖4A至圖4B對觸控線路220進行詳細之描述。

【第一實施例】

圖3A至圖3C與圖4A至圖4B為本發明第一實施例之觸控線路之示意圖。請參照3A至圖3C，本實施例之觸控線路220包括多個第一感測串列222、多個第二感測串列224以及多條感測信號傳遞線路226。各第一感測串列222包括多個第一感測子串列222a以及多個連接於第一感測子串列222a之間的第一分支導線222b。各第二感測串列224包括多個第二感測子串列224a以及多個連接於第二感測子串列224a之間的第二分支導線224b，且第一感測串列222與第二感測串列224彼此交錯。各感測信號傳遞線路226分別與其中一第一感測串列222或其中一第二感測串列224連接。

在本實施例中，前述之各個第一子感測串列222a包括多個第一感測墊P1以及多條第一橋接導線C1，其中各第一橋接導線C1分別連接於二相鄰第一感測墊P1之間。從圖3A圖3C可知，第一分支導線222b連接於位在不同第一子感測串列222a中的第一感測墊P1之間。此外，前 述之各個第二子感測串列224a包括多個第二感測墊P2以及多條第二橋接導線C2，其中各第二橋接導線C2分別連接於二相鄰第二感測墊P2之間。從圖3B與圖3C可知，第二分支導線224b連接於位在不同第二子感測串列224a中的第二感測墊P2之間。如圖3A至3C所示，在此實施例中，以第一子感測串列224a與第二子感測串列224b分別使用兩條為例，四個相鄰的第一感測墊P1構成沿第一方向(例如是D1方向)的一第一感測單元，四個相鄰的第二感測墊P2構成沿第二方向(例如是D2方向)的一第二感測單元。本發明之第一子感測串列224a與第二子感測串列224b亦分別使用多條，比如是三條或是四條，以增加感測的效果。

設計上，每一個第一感測墊P1與每一個第二感測墊P2的邊長L介於0.5毫米(mm)至8毫米(mm)之間，且較佳是介於1mm至6mm之間，例如是4mm。第一感測墊P1與第二感測墊P2的間距g介於0.01mm至1mm之間，且較佳是介於0.1mm至0.8mm之間，例如是0.5mm。第一感測墊P1與第二感測墊P2的邊長L與間距g可依照實際的設計需求修改。

在本發明一實施例中，第一感測墊P1或第二感測墊P2包括透明導電感測墊，而透明導電感測墊之材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物或鋁鋅氧化物。而在本發明之其他實施例中，第一感測墊P1或第二感測墊P2包括金屬網狀感測墊，而金屬網狀感測墊之材質包括鋁、銅、鉬、鎢或金。此外，金屬網狀感測墊之線寬例如是介於0.1微米至 10微米之間。金屬網狀感測墊的網狀圖案可以是三角形、矩形、菱形、六角形、多邊形以及圓形等，以矩形圖案構成的金屬網狀感測墊為例，矩形圖案的邊長例如是介於10微米至600微米之間。

請參照圖3A至圖3C，各個第一感測串列222中的第一感測墊P1、第一橋接導線C1以及第一分支導線222b排列成一第一網狀結構(meshed structures)，而第一網狀結構具有多個第一網孔M1，且各第一網孔M1的位置對應於其中一個第二感測墊P2的位置。此外，各個第二感測串列224中的第二感測墊P2、第二橋接導線C2以及第二分支導線224b排列成一第二網狀結構，而第二網狀結構具有多個第二網孔M2，且各第二網孔M2的位置對應於其中一個第一感測墊P1的位置。由於第一感測墊P1交錯於第二感測單元中，第二感測墊P2交錯於第一感測單元中，因此使用者的手指更容易同時觸控到第一感測墊P1與第二感測墊P2，所以此設計更容易達到位置偵測的目的，可避免誤作動。

值得注意的是，由於第一橋接導線C1會與第二分支導線224b交錯，因此第一橋接導線C1與第二分支導線224b需採用不同層的圖案化薄膜來製作，以避免第一橋接導線C1與第二分支導線224b在交錯處短路。在一較佳實施例中，第一橋接導線C1與第二分支導線224b之間可配置一絕緣層，以避免第一橋接導線C1與第二分支導線224b在交錯處短路。同樣地，由於第二橋接導線C2會與第一分支導線222b交錯，因此第二橋接導線C2與第一分 支導線222b需採用不同層的圖案化薄膜(patterned thin films)來製作，以避免第二橋接導線C2與第一分支導線222b在交錯處短路。在一較佳實施例中，第二橋接導線C2與第一分支導線222b之間可配置一絕緣層，以避免第二橋接導線C2與第一分支導線222b在交錯處短路。在變化實施例中，且絕緣層可以複數個圖案化絕緣區塊替代，圖案化絕緣區塊僅設置在交錯處，可避免在交錯處短路，同時可以使第一感測墊P1與第二感測墊P2使用同一層製作，不僅可以增加透光度，也可以增進感測均勻度。

舉例而言，當第一橋接導線C1、第一感測墊P1以及第二感測墊P2為一併製作時，第二分支導線224b可採用另一層金屬薄膜來製作(變化實施例1)。同樣地，當第二分支導線224b、第一感測墊P1以及第二感測墊P2為一併製作時，第一橋接導線C1可採用另一層金屬薄膜來製作(變化實施例2)。此外，當第二橋接導線C2、第一感測墊P1以及第二感測墊P2為一併製作時，第一分支導線222b可採用另一層金屬薄膜來製作(變化實施例3)。同樣地，當第一分支導線222b、第一感測墊P1以及第二感測墊P2為一併製作時，第二橋接導線C2可採用另一層金屬薄膜來製作(變化實施例4)。

承上述，製造者可以選擇變化實施例1或變化實施例2來製作彼此交錯之第一橋接導線C1與第二分支導線224b，當然，製造者可以選擇變化實施例3或變化實施例4來製作彼此交錯之第二橋接導線C2與第一分支導線222b。此外，前述之變化實施例1可以任意地與變化實施 例3或變化實施例4搭配，同理，前述之變化實施例2亦可以任意地與變化實施例3或變化實施例4搭配。

在本實施例中，觸控顯示面板200可進一步包括一感測信號讀出電路230，其中感測信號讀出電路230透過感測信號傳遞線路226與第一感測串列222以及第二感測串列224電性連接。

請參照圖4A至圖4B，當區域A1中的第一橋接導線C1發生斷線時，第一感測串列222仍然能夠透過鄰近的第一分支導線222b來維持第一感測墊P1之間的電性連接關係，使感測訊號仍然可以傳遞(如圖中的替代路徑R)。同樣地，當區域A2中的第二橋接導線C2發生斷線時，第二感測串列224仍然能夠透過第二分支導線224b來維持第二感測墊P2之間的電性連接關係，使感測訊號仍然可以傳遞(如圖中的替代路徑R)。由於第一分支導線222b與第一橋接導線C1的設計，替代路徑R跟原有傳遞路徑的電阻值相當接近，因此不易造成感測訊號延遲的問題。承上述。本實施例中的第一感測串列222與第二感測串列將不易出現因斷線而無法傳遞感測信號的問題，故可降低修補的需求。

【第二實施例】

圖5A至圖5C與圖6A至圖6B為本發明第二實施例之觸控線路之示意圖。請參照圖5A至圖5C，本實施例之觸控線路200’與第一實施例之觸控線路200類似，為主要差異之處在於第一觸控墊P1與第二觸控墊P2的排列方式 不同。

從圖5A至圖5C可知，位在同一個第一感測子串列222a中的第一觸控墊P1是呈曲折(zigzag)排列，且第一觸控墊P1是透過多條傾斜之第一橋接導線C1彼此電性連接。

請參照圖6A至圖6B，當區域A3中的第一橋接導線C1發生斷線時，第一感測串列222仍然能夠透過第一分支導線222b來維持第一感測墊P1之間的電性連接關係。同樣地，當區域A4中的第二橋接導線C2發生斷線時，第二感測串列224仍然能夠透過第二分支導線224b來維持第二感測墊P2之間的電性連接關係。承上述。本實施例中的第一感測串列222與第二感測串列將不易出現因斷線而無法傳遞感測信號的問題，故可降低修補的需求。

承上述，由於本發明之感測串列中的感測子串列是透過多條分支導線彼此連接，因此本發明之感測串列不易出現因斷線而無法傳遞感測信號的問題，進而降低修補的需求。此外，感測串列中的分支導線可進一步降低靜電放電對感測串列的損害。

此外，由於兩個方向的子感測串列彼此交錯，因此使用者的手指更容易同時觸控到第一感測墊P1與第二感測墊P2，所以此設計更容易達到位置偵測的目的。

100‧‧‧觸控線路

110‧‧‧第一感測串列

120‧‧‧第二感測串列

200‧‧‧觸控顯示面板

210‧‧‧顯示面板

212‧‧‧第一基板

214‧‧‧第二基板

216‧‧‧顯示介質層

220‧‧‧觸控線路

222‧‧‧第一感測串列

222a‧‧‧第一感測子串列

P1‧‧‧第一感測墊

C1‧‧‧第一橋接導線

222b‧‧‧第一分支導線

224‧‧‧第二感測串列

224a‧‧‧第二感測子串列

P2‧‧‧第二感測墊

C2‧‧‧第二橋接導線

224b‧‧‧第二分支導線

226‧‧‧感測信號傳遞線路

M1‧‧‧第一網孔

M2‧‧‧第二網孔

A、A1、A2、A3、A4‧‧‧區域

S‧‧‧輔助基板

R‧‧‧替代路徑

圖1A與圖1B為習知之觸控線路之示意圖。

圖2A至圖2F為本發明之不同觸控顯示面板的剖面示意圖。

圖3A至圖3C與圖4A至圖4B為本發明第一實施例之觸控線路之示意圖。

圖5A至圖5C與圖6A至圖6B為本發明第二實施例之觸控線路之示意圖。

220‧‧‧觸控線路

222‧‧‧第一感測串列

222a‧‧‧第一感測子串列

P1‧‧‧第一感測墊

C1‧‧‧第一橋接導線

222b‧‧‧第一分支導線

224‧‧‧第二感測串列

224a‧‧‧第二感測子串列

P2‧‧‧第二感測墊

C2‧‧‧第二橋接導線

224b‧‧‧第二分支導線

226‧‧‧感測信號傳遞線路

M1‧‧‧第一網孔

M2‧‧‧第二網孔

Claims (16)

1. 一種觸控顯示面板，包括：一顯示面板；一觸控線路，配置於該顯示面板上，其中該觸控線路包括：多個第一感測串列，其中各該第一感測串列包括多個第一感測子串列以及多個連接於該些第一感測子串列之間的第一分支導線，其中各該第一感測子串列包括：多個第一感測墊；以及多條第一橋接導線，其中各該第一橋接導線分別連接於二相鄰第一感測墊之間，且該些第一分支導線連接於不同第一感測子串列之間；多個第二感測串列，其中各該第二感測串列包括多個第二感測子串列以及多個連接於該些第二感測子串列之間的第二分支導線，其中各該第二感測子串列包括：多個第二感測墊；以及多條第二橋接導線，其中各該第二橋接導線分別連接於二相鄰第二感測墊之間，該些第二分支導線連接於不同第二感測子串列之間，且該些第一感測串列與該些第二感測串列交錯；以及多條感測信號傳遞線路，其中各該感測信號傳遞線路分別與其中一第一感測串列或其中一第二感測串列連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該顯示面板包括：一第一基板；一第二基板，配置於該第一基板上方；以及一顯示介質層，配置於該第一基板與該第二基板之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板，其中該顯示介質層包括一液晶層、一電泳顯示介質層或一有機電激發光顯示介質層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板，其中該觸控線路配置於該顯示面板之一外表面上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示面板，更包括一輔助基板，設置於該觸控線路與該顯示面板之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該觸控線路內建於該顯示面板中。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該些第一分支導線連接於位在不同第一感測子串列中的該些第一感測墊之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該些第二分支導線連接於位在不同第二感測子串列中的該些第二感測墊之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中各該第一感測串列中的該些第一感測墊、該些第一橋接導線以及該些第一分支導線排列成一第一網狀結構，而該第一網狀結構具有多個第一網孔，且各該第一網孔的位置對 應於其中一個第二感測墊的位置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中各該第二感測串列中的該些第二感測墊、該些第二橋接導線以及該些第二分支導線排列成一第二網狀結構，而該第二網狀結構具有多個第二網孔，且各該第二網孔的位置對應於其中一個第一感測墊的位置。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，更包括一感測信號讀出電路，其中該感測信號讀出電路透過該些感測信號傳遞線路與該些第一感測串列以及該些第二感測串列電性連接。
12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該些第一感測墊包括透明導電感測墊。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控顯示面板，其中該些透明導電感測墊之材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物或鋁鋅氧化物。
14. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該些第一感測墊包括金屬網狀感測墊。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控顯示面板，其中該些金屬網狀感測墊之材質包括鋁、銅、鉬、鎢或金。
16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控顯示面板，其中該些金屬網狀感測墊之線寬介於0.1微米至10微米之間。