TWI416206B - 觸控式顯示面板 - Google Patents

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TWI416206B
TWI416206B TW098138502A TW98138502A TWI416206B TW I416206 B TWI416206 B TW I416206B TW 098138502 A TW098138502 A TW 098138502A TW 98138502 A TW98138502 A TW 98138502A TW I416206 B TWI416206 B TW I416206B
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Po Hsien Wang
Chih Chang Lai
Chun Hsien Lee
Ching Fu Hsu
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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Description

觸控式顯示面板
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種觸控式顯示面板。
目前觸控面板已廣泛地應用在許多電子產品中，例如通訊手機、PDA、GPS裝置等，以與顯示面板整合在一起，使用者可透過顯示畫面進行觸控操作。然而，市面上整合觸控功能的電子產品大多是將觸控面板與顯示面板直接組裝在一起，如此，使電子產品顯得較為厚重且影響產品外觀。因此，如何提供使用者更為優良之產品乃實為各家廠商積極研發之重點。
本發明係有關於一種觸控式顯示面板，使觸控偵測之驅動端線路與感測端電極分別設於顯示面板同一基板之二個表面，不僅使面板結構簡化，且可防止面板內不同訊號之間的干擾。
根據本發明，提出一種觸控式顯示面板，其包括第一基板、第二基板、主動畫素陣列、多個驅動線路、多個感測電極與多個濾光層。主動畫素陣列設置在第一基板上，並包括多個畫素。第二基板平行第一基板，並包括第一表面與第二表面，其中，第一表面係面對主動畫素陣列。驅動線路設置在第一表面並對應各畫素之邊緣配置以形成多個開口。各個驅動線路包括第一主線路與第二主線路。第一主線路之第一端連接主動畫素陣列，第二端則連接第一基板。第二主線路則透過第一基板連接第一主線路之第 二端，其中，第二主線路之延伸方向與部分之第一主線路之延伸方向一致。濾光層設置在第一表面，並填滿開口。感測電極設置在第二表面，用以與驅動線路偵測至少一觸控點之位置。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參照第1A、1B圖，第1A圖係依照本發明較佳實施例的一種觸控式顯示面板之示意圖，第1B圖係第1A圖觸控式顯示面板之訊號線配置之示意圖。觸控式顯示面板1包括第一基板11、第二基板13、主動畫素陣列15(見第1B圖)、多個驅動線路17、多個感測電極19與多個濾光層21。主動畫素陣列15設置在第一基板11上，並包括多條掃描線SL、資料線DL與畫素P等元件。第二基板13平行第一基板11，並包括第一表面13a與第二表面13b，其中，第一表面13a係面對第一基板11上之主動畫素陣列15。
驅動線路17佈局在第二基板13之第一表面13a，而感測電極19則佈局在第二表面13b，其中感測電極19的形狀係依照相對於垂直方向的驅動線路17而設計。感測電極19、第二基板13與驅動線路17所組成之結構係為一觸控面板結構，其中，驅動線路17與感測電極19用以偵測至少一觸控點之位置。驅動線路17於第一表面13a之佈局係根據各畫素P之配置所決定。本實施例中，驅動線路17係對應各畫素P之邊緣配置以形成多個開口17a，濾光層21設置在這些開口17a中，驅動線路17係直接作為濾光層21之黑色矩陣。
觸控式顯示面板1例如更包括一液晶層23與二個偏光片25、27。液晶層23係夾置在第一基板11與第二基板13之間。偏光片25、27分別設置在第一基板11與第二基板13之最外層表面。由於用於觸控感應之驅動線路17與感測電極19是直接設置在第二基板13之二個相對表面，並與第一基板11、液晶層23同時構成顯示面板1之結構，本實施例無須使用多餘的基板去架設驅動線路17與感測電極19之結構，因此可有效降低顯示面板1之厚度。另外，驅動線路17係直接作為黑色矩陣使用，亦簡化了結構上走線的複雜度。
接著請參照第2A、2B圖，第2A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第一種佈局之示意圖，第2B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第一種佈局之示意圖。驅動線路17係對應各畫素P(見第1B圖)邊緣配置以佈滿整個第二基板13之第一表面13a，為簡化圖式與說明，如第2B圖所示，本實施例是以驅動線路171至179做說明。驅動線路171至179係各自獨立不相連，且各包括一第一主線路、一第二主線路與多個分支線路。以驅動線路171與172為例，驅動線路171包括第一主線路171a、第二主線路171b與多個分支線路171c，其中，第二主線路171b之延伸方向與部分之第一主線路171a之延伸方向一致，而分支線路171c則連接第一主線路171a與第二主線路171b，且垂直這兩個主線路。驅動線路172包括第一主線路172a、第二主線路172b與多個分支線路172c，第二主線路172b之延伸方向與部分之第一主線路172a之延伸方向一致，而分支線路172c則連接第一主線路172a與第二主線路172b，且垂直這兩個主線路，其他驅動線路173至179之組成則依此類推，從而使所有畫 素邊緣皆配置有驅動線路之走線，且同時作為濾光層21(見第1A圖)之黑色矩陣。
第一主線路171a、172a等各為一L型線路，而第二主線路171b、172b等係各為一直線型線路，其中，第二主線路171b、172b等之一端係各別對應到第一主線路171a、172a等之轉折處，然而在第一表面13a上所有的第一主線路171a、172a等與第二主線路171b、172b係不相連。較佳地，這些L型線路係等間隔地設置，且相鄰二個L型線路之間隔係為單一個畫素，而直線型線路則相互平行，並同樣以單一畫素之間隔配置。第一主線路171a、172a等之一端連接主動畫素陣列15(見第1B圖)，並透過主動畫素陣列15中的掃描線連接第二主線路171b、172b，第一主線路171a、172a等之另一端則透過第一基板11之掃描線輸入訊號，使第一主線路與第二主線路收到相同之訊號。
當觸控式顯示面板1之寬度與長度不一致，且需達到全面性觸控感應，此種L型之第一主線路搭配直線型之第二主線路之驅動線路17設計正好提供全面感測觸控位置之功能。驅動線路17本身之線路連接以及與主動畫素陣列15之連接可透過其他元件達成，以下說明之。
如第2B圖所示，觸控式顯示面板1更包括多個導電間隔物，其區分為三群且位在可視區AA之邊緣。舉例來說，第一主線路171a、172a等之一端各別設有第一導電間隔物SP1，這些第一導電間隔物SP1位在第一基板11與第二基板13(見第1A圖)之間，並連接至可視區AA外之掃描線，如掃描線SL1至SL9，使第一主線路171a、172a等可各別接收掃描訊號。另外，第一主線路171a、172a等之另一端各別設置有一第二導電間隔物SP2，第 二主線路171b、172b之一端則設置有第三導電間隔物SP3，這些第二導電間隔物SP2與第三導電間隔物SP3亦設置在第一基板11與第二基板13之間。
請參照第2C圖，其係第2B圖的第二、第三導電間隔物於第一基板連接之示意圖。如第2C圖所示，第一基板11於可視區AA內之掃描線SL1至SL9等用以連接第二導電間隔物SP2與第三導電間隔物SP3。以掃描線SL1、SL2為例，第一主線路171a係透過第二導電間隔物SP2、掃描線SL1與第三導電間隔物SP3連接至第二主線路171b，而第一主線路172a係透過第二導電間隔物SP2、掃描線SL2與第三導電間隔物SP3連接至第二主線路172b，其他驅動線路173至179之連接則依此類推。
由於驅動線路171至179分別連接至掃描線SL1至SL9，每當驅動IC(未繪示)透過掃描線SL1至SL9傳送掃描訊號以依序致能各列畫素P時，驅動線路171至179亦依序接收掃描訊號，因此掃描訊號同時可作為偵測觸控點之驅動訊號，並搭配感測電極19(見第1A圖)以偵測觸控點之位置。根據驅動線路171至179之L型線路與直線型線路之走線設計，感測電極19之電極圖案可有多種不同設計。較佳地，感測電極19係為透明導電材料製作之塊狀電極。
為搭配驅動線路171至179接收掃描訊號之順序及其走線設計，如第2A圖所示，本實施例之感測電極圖案之組成係以感測電極19a至19g做說明。感測電極19a至19g係佈滿整個第二表面13b且彼此獨立不相連，並各自透過導線引腳S11至S17連接至第二基板13邊緣。導線引腳S11至S17之材質可同為透明導電材料或是金屬材料，然而，由於金屬材料之阻抗值較低，較佳 可使用金屬引腳以降低導電引腳S11至S17之寬度。感測電極19a至19g之塊狀外型雖相似，然而其面積並不一定要完全相同。感測電極19a對應驅動線路171至179之第二主線路與分支線路位置，感測電極19b、19c、19e對應驅動線路171至173之第一主線路與分支線路位置，感測電極19d對應驅動線路174至176之第一主線路與分支線路位置，感測電極19f對應驅動線路171至176之第一主線路與分支線路位置，感測電極19g對應驅動線路171至179之第一主線路與分支線路位置。
如第2B圖所示，當掃描線SL1至SL3循序驅動，驅動線路171至173亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路171至173之感測電極19c、19b、19e、19f、19g、19a同時進行感應，亦即，導線引腳S13、S12、S15、S16、S17、S11係同時接收訊號。
當掃描線SL4至SL6循序驅動，驅動線路174至176亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路174至176之感測電極19d、19f、19g、19a同時進行感應，亦即，導線引腳S14、S16、S17、S11係同時接收訊號。
當掃描線SL7至SL9循序驅動，驅動線路177至179亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路177至179之感測電極19g、19a同時進行感應，亦即，導線引腳S17、S11係同時接收訊號。
如此一來，透過驅動線路171至179之走線設計與感測電極19a至19g之圖案設計，當掃描線SL1至SL9循序驅動後，整個可視區AA之觸控感應也同時完成。當然，感測電極亦可有其他圖案設計。請參照第3圖，其係第2A圖的感測電極之另一示意圖。如第3圖所示，感測電極19a’至19f’佈滿整個第二表面13b且彼此獨立不相連，並各自透過導線引腳S21至S26連接至第二 基板13邊緣。
再以第2B圖為例，當掃描線SL1至SL3循序驅動，驅動線路171至173亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路171至173之感測電極19c’、19b’、19d’、19e’、19f’、19a’同時進行感應，亦即，導線引腳S23、S22、S24、S25、S26、S21係同時接收訊號。
當掃描線SL4至SL6循序驅動，驅動線路174至176亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路174至176之感測電極19c’、19e’、19f’、19b’同時進行感應，亦即，導線引腳S23、S25、S26、S22係同時接收訊號。
當掃描線SL7至SL9循序驅動，驅動線路177至179亦同時循序驅動，此時，對應驅動線路177至179之感測電極19f’、19c’同時進行感應，亦即，導線引腳S26、S23係同時接收訊號。之後，亦同時可完成整個可視區AA之觸控感應。
另外，請參照第4A、4B圖，第4A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第二種佈局之示意圖，第4B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第二種佈局之示意圖。驅動線路471至476係分別連接至掃描線SL1至SL6，以接收這些掃描線之掃描訊號。這些驅動線路471至476同樣各具有L型之第一主線路與直線型之第二主線路，以及連接在這些主線路上之多個分支線路。然而，相較於第2B圖之第二主線路，這些驅動線路471至476之第二主線路的面積較大。以驅動線路471為例，其第一主線路471a之一端透過第一導電間隔物SP1連接至掃描線SL1，其另一端透過第二導電間隔物SP2連接至第一基板101之掃描線SL1(見第2C圖)，並透過導線31連接至第三導電間隔 物SP3，最後連接到第二主線路471b之一端，而第二主線路471b之另一端則對應第一主線路471a之轉折處，另外，多個分支線路471c連接且垂直第一主線路471a與第二主線路471b，其他驅動線路472至476之走線配置則依此類推，從而使所有畫素邊緣皆配置有驅動線路之走線。
對應第4B圖驅動線路471至476之走線配置方式，如第4A圖所示，感測電極49a至49d係對應驅動線路471至476之第二主線路與分支線路位置，感測電極49e、49f係對應驅動線路471至473之第一主線路與分支線路位置，感測電極49g則對應驅動線路471至476之第一主線路與分支線路位置。感測電極49a至49g分別透過導線引腳S41至S47連接至第二基板13之邊緣。
當掃描線SL1至SL3依序驅動時，驅動線路471至473亦同時循序驅動，此時感測電極49a至49g同時感測，亦即，導線引腳S41至S47係同時接收訊號。接著當SL4至SL6依序驅動時，驅動線路474至476亦同時循序驅動，此時感測電極49g、49a至49d同時感測，亦即，導線引腳S41至S44及S47係同時接收訊號。如此，即完成整個可視區AA之觸控感應。
請參照第5圖，其係說明感測電極之圖案設計規則之示意圖。在此是根據第2B圖的驅動線路171至179之走線配置方式，去說明如何決定感測電極圖案之設計。如第5圖所示，在L型線路(如第一主線路171a、172a等)之區域中，先以n×n個畫素為一單位(在此以3×3個畫素為一單位)，由右至左依序排列於L型線路之對角線上，並往上延伸，如此可先決定三個感測電極的位置，即感測電極19e、19f、19g(見第2A圖)。至於對應直線型線路(如第二主線路171b、172b等)之感測電極，則可直接 以數條直線型線路為一單位，決定感測電極之範圍，例如第2A圖的感測電極19a、第3圖的感測電極19a’、19b’、19c’與第4A圖的感測電極49a至49d。
請參照第6A、6B圖，第6A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第三種佈局之示意圖，第6B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第三種佈局之示意圖。如第6B圖所示，驅動線路671至676佈滿整個第一表面13a，並各具有一主線路與多個分支線路。以驅動線路671為例，驅動線路671具有主線路671a與多個分支線路671b，其中，分支線路671b相互平行並連接且垂直主線路671a以形成柵欄狀的驅動線路671，而主線路671a係透過導電間隔物SP61連接至掃描線SL1。驅動線路672具有主線路672a與多個分支線路672b，其中，分支線路672b相互平行並連接且垂直主線路672a，而主線路672a透過導電間隔物SP62連接至掃描線SL2，其他驅動線路673至676之走線配置則依此類推。此柵欄狀驅動線路配置方式係可與第2B、4B圖L型及直線型驅動線路相結合。
如第6A圖所示，感測電極69a至69d可各為一長條塊狀電極，並同時橫跨數列畫素且對應至驅動線路671至676。因此，當掃描線SL1至SL6循序驅動時，驅動線路671至676亦同時循序驅動，對應之感測電極69a至69d係同時進行感測，亦即，導線引腳S61至S64係同時接收訊號。
上述之導電間隔物SP61、SP62等係設置在驅動線路671至676配置區域之兩對側邊緣，此將使顯示面板之邊緣加寬。因此，請參照第7圖，其係第6B圖的驅動線路之另一示意圖。驅動線路771至773於第一表面13a邊緣之走線係先分別向同一方向延 伸直至可視區(未標示)之單一邊緣，再透過導電間隔物SP71至SP73連接掃描線SL1至SL3，如此，不會佔用多餘的基板空間而可降低顯示面板之邊緣寬度。另外，驅動線路771至773係可各對應多列畫素，例如各自對應二列畫素之所有邊緣排列而形成柵欄狀結構，因此可減少所連接之掃描線數目，降低結構的複雜度。
以第1A圖為例，由於本實施例之感測電極19與驅動線路17分設於第二基板13之上下側，使得感測電極19與驅動線路17保持固定間隔，且感測電極19與主動畫素陣列15(見第1B圖)亦保持距離。當主動畫素陣列15被驅動以顯示影像時，每一時間僅有一掃描線掃過一列畫素P，亦即，僅有一驅動線路，如第2B圖之驅動線路171至179之其中之一被驅動。以一般驅動畫素顯示之電壓而言，驅動線路構成之網路在同一時間只有一條為15V，其他皆為-10V，因此可在感測電極19與主動畫素陣列15之間產生一屏蔽效果，故使觸控感應與影像顯示之間不會有雜訊的疑慮。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧觸控式顯示面板
11‧‧‧第一基板
13‧‧‧第二基板
13a‧‧‧第一表面
13b‧‧‧第二表面
15‧‧‧主動畫素陣列
17、171~179、471~476、671~ 676、771~773‧‧‧驅動線路
19、19a~19g、19a’~19f’、49a~ 49g、69a~69d‧‧‧感測電極
21‧‧‧濾光層
23‧‧‧液晶層
25、27‧‧‧偏光片
P‧‧‧畫素
171a、172a‧‧‧第一主線路
171b、172b‧‧‧第二主線路
171c、172c、671b、672b‧‧‧分支線路
S11~S17、S21~S26、S41~S47‧‧‧導線引腳
671a、672a‧‧‧主線路
AA‧‧‧可視區
SL、SL1~SL9‧‧‧掃描線
DL‧‧‧資料線
SP1~SP3、SP61、SP62、SP71、 SP72‧‧‧導電間隔物
第1A圖係依照本發明較佳實施例的一種觸控式顯示面板之示意圖。
第1B圖係第1A圖觸控式顯示面板之訊號線配置之示意圖。
第2A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第一種佈局之示意圖。
第2B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第一種佈局之示意圖。
第2C圖係第2B圖的第二、第三導電間隔物於第一基板連接之示意圖。
第3圖係第2A圖的感測電極之另一示意圖。
第4A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第二種佈局之示意圖。
第4B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第二種佈局之示意圖。
第5圖係說明感測電極之圖案設計規則之示意圖。
第6A圖係第1A圖的感測電極於第二基板之第二表面第三種佈局之示意圖。
第6B圖係第1A圖的驅動線路於第二基板之第一表面第三種佈局之示意圖。
第7圖係第6B圖的驅動線路之另一示意圖。
13b‧‧‧第二表面
171~179‧‧‧驅動線路
171a、172a‧‧‧第一主線路
171b、172b‧‧‧第二主線路
171c、172c‧‧‧分支線路
AA‧‧‧可視區
SL1~SL9‧‧‧掃描線
SP1~SP3‧‧‧導電間隔物

Claims (11)

  1. 一種觸控式顯示面板，包括：一第一基板；一主動畫素陣列，設置在該第一基板上，並包括複數個畫素；一第二基板，平行該第一基板，並包括一第一表面與一第二表面，其中，該第一表面係面對該主動畫素陣列；複數個驅動線路，設置在該第一表面並對應該些畫素各別之邊緣配置以形成複數個開口，該些驅動線路各包括：一第一主線路，其一第一端連接該主動畫素陣列，該第一主線路之一第二端連接該第一基板；以及一第二主線路，透過該第一基板連接該第一主線路之該第二端，其中，該第二主線路之延伸方向與部分之該第一主線路之延伸方向一致，該些第一主線路係各為一L型線路，該些第二主線路係各為一直線型線路；複數個濾光層，設置在該第一表面，並填滿該些開口；以及複數個感測電極，設置在該第二表面，其中，該些驅動線路與該些感測電極用以偵測至少一觸控點之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中，該些畫素設置在該觸控式顯示面板之一可視區內，該主動畫素陣列更包括複數個掃描線，該些掃描線對應該可視區設置並延伸至該可視區外，該些第一主線路之該些第一端連接該可視區外之該些掃描線，以接收該些掃描線之掃描訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控式顯示面板，更包括：複數個第一導電間隔物，設置在該些第一端；複數個第二導電間隔物，設置在該些第二端；以及 複數個第三導電間隔物，連接該些第二主線路。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控式顯示面板，其中，該些第二導電間隔物與該些第三導電間隔物係透過該可視區內之該些掃描線連接。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控式顯示面板，其中：該些第一導電間隔物位在該可視區之一第一邊緣，該些第二導電間隔物位在該可視區之一第二邊緣，該些第三導電間隔物位在該可視區之一第三邊緣，其中，該第二邊緣垂直該第一邊緣，該第三邊緣平行該第二邊緣。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中，該些L型線路係等間隔地設置，且各該些L型線路之間隔係為單一個畫素。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中，該些L型線路之排列具有一對角線，部分之該些感測電極係至少對應該對角線上n×n個畫素。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中，該些驅動線路更各包括複數個分支線路，該些分支線路連接該些第一主線路與該些第二主線路，且垂直該些第一主線路與該些第二主線路。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中，該些感測電極係各為一塊狀電極，至少部分之該些塊狀電極之面積相同。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控式顯示面板，其中，該些面積相同之塊狀電極係對應該些第二主線路設置。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板，其中， 各該些感測電極之邊緣具有一導線引腳，該導線引腳之材質係為透明導電材料或金屬。
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