TWI416383B - 觸控面板與液晶顯示面板 - Google Patents

Description

觸控面板與液晶顯示面板

本發明是有關於一種觸控面板以及液晶顯示面板，且特別是有關於一種具有濾光功能的觸控面板以及具有觸控功能的多彩化液晶顯示面板。

在現今之資訊社會下，人類對電子產品之依賴性逐漸日增。舉凡行動電話(mobile phone)、掌上型電腦(handheld PC)個人化數位助理(Personal Digital Assistance,PDA)或是智慧型手機(smart phone)等電子產品在生活周遭隨處可見。為了在有限的體積下，能讓使用者有較大的可視畫面以及提供更便利的操作模式，部分的電子產品會將觸控式面板與顯示面板結合，而構成彩色觸控式顯示面板。

圖1繪示為習知之一種彩色觸控式顯示面板。請參照圖1，彩色觸控式顯示面板100包括顯示面板110以及觸控面板120，其中觸控面板120是藉由雙面膠130與顯示面板110貼合。顯示面板110例如是可進行多彩顯示的液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)、有機發光顯示器(organic light emitting display,OLED)等平面顯示器之顯示面板。同時，觸控面板120是數位電容式觸控面板，其包括多個條狀的上電極122、多個條狀的下電極124以及夾於上電極122與下電極124之間的介電層126。當觸控面板120是藉由雙面膠130與顯示面板110貼合時，彩色觸 控式顯示面板100兼具有觸控以及多彩化顯示的功能。然而，雙面膠130僅貼附於顯示面板110與觸控面板120的周圍，使得觸控面板120與顯示面板100之間有空隙G存在。光線穿過空隙G時，由於介質間折射率的差異，可能使顯示面板100發生漏光或是光線穿透率下降的現象而使顯示品質變差。此外，觸控面板120與顯示面板100的貼合使得彩色觸控顯示面板100的厚度無法縮減，而無法滿足市場上對於薄型化電子裝置的需求。

另外，圖2繪示為習知之另一種彩色觸控式顯示面板。請參照圖2，彩色觸控式顯示面板200與彩色觸控式顯示面板100大致相同，其差異之處在於：彩色觸控顯示面板200中，觸控面板120是藉由光學膠230與顯示面板110貼合。光學膠230是全面地塗佈於顯示面板110與觸控面板120之間。因此，彩色觸控式顯示面板200不易產生漏光的情形而具有良好的顯示效果。可惜的是，光學膠230所需成本較高且彩色觸控式顯示面板200的厚度仍無法減小。同時，光學膠230在長時間使用之後，會產生信賴性不佳的問題。由此可知，習知之彩色觸控式顯示面板仍無法滿足電子產品薄型化的發展趨勢，以及兼顧觸控式顯示面板之顯示品質。

本發明是提供一種觸控面板，其具有濾光功能，以解決彩色觸控顯示面板中觸控面板需另外貼附於彩色顯示面 板上的問題。

本發明另提供一種液晶顯示面板，以兼具多彩化顯示以及觸控控制的功能。

本發明提出一種具有濾光功能之觸控面板。觸控面板包括第一電極層、第二電極層、第一介電層、第二介電層以及遮蔽電極層。第二電極層配置於第一電極層上方。第一介電層配置於第一電極層與第二電極層之間，而第二介電層配置於第二電極層上。同時，第二電極層位於第一介電層以及第二介電層之間，其中第一介電層或第二介電層其中之一為彩色濾光層。遮蔽電極層配置於第二介電層上。

在本發明之一實施例中，上述之觸控面板更包括保護層，配置於遮蔽電極層上。

本發明另提出一種液晶顯示面板，其包括第一基板、第二基板以及液晶層。第一基板包括第一電極層、第二電極層、第一介電層、第二介電層、遮蔽電極層、保護層以及第三電極層。第二電極層配置於第一電極層上方。第一介電層配置於第一電極層與第二電極層之間，而第二介電層配置於第二電極層上。同時，第二電極層位於第一介電層以及第二介電層之間。遮蔽電極層配置於第二介電層上。保護層配置於遮蔽電極層上，其中第一介電層或第二介電層或保護層其中之一為彩色濾光層。第三電極層配置於保護層上。第二基板平行第一基板，且液晶層配置於第一基板之第三電極以及第二基板之間。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極層包括多個 第一條狀電極圖案，且第一條狀電極圖案相互平行。此外，第二電極層包括多個第二條狀電極圖案。第二條狀電極圖案例如是相互平行且第二條狀電極圖案之排列方向與第一條狀電極圖案之排列方向實質上垂直。

在本發明之一實施例中，上述觸控面板與液晶顯示面板更包括一基板，第一電極層配置於基板上，且彩色濾光層包括多個彩色濾光膜以及黑矩陣，黑矩陣在基板上定義出多個次畫素區，且各彩色濾光膜位於各次畫素區內。同時，第一電極層以及第二電極層重疊之面積適於涵蓋兩個以上之次畫素區。具體而言，各彩色濾光膜包括紅色濾光膜、綠色濾光膜或藍色濾光膜。

在本發明之一實施例中，上述之觸控面板與液晶顯示面板更包括一平坦層，配置於彩色濾光層遠離第一電極層之一側表面上。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極層、第二電極層、遮蔽電極層以及第三電極層之材質包括一透明導電材料，且透明導電材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。

在本發明之一實施例中，上述之彩色濾光層之厚度從0.2μm至4μm。

在本發明之一實施例中，上述液晶顯示面板之第二基板包括一主動元件陣列結構。

在本發明一實施例中，上述第一介電層包括一玻璃基板或是一塑料基板。

在本發明一實施例中，上述觸控面板與液晶顯示面板還包 括一光學鏡片，配置於第一電極層遠離第一介電層的一側表面上。

本發明因將彩色濾光層與觸控面板之結構整合於相同的基板上，因此本發明之觸控面板具有濾光的功能。進一步來說，本發明之液晶顯示面板除了進行多彩化顯示之外還可以兼具觸控控制的功能，同時，相較於習知之具有觸控功能的彩色顯示面板而言，本發明之液晶顯示面板具有較薄的厚度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

【第一實施例】

圖3A為本發明之第一實施例之觸控面板的示意圖。請參照圖3A，觸控面板300A包括基板310、第一電極層320、第二電極層330、第一介電層(350)、第二介電層360以及遮蔽電極層370，其中第一介電層(350)例如為彩色濾光層350。第一電極層320配置於基板310上，而第二電極層330配置於第一電極層320上方。彩色濾光層350配置於第一電極層320與第二電極層330之間，而第二介電層360配置於第二電極層330上。同時，第二電極層330位於彩色濾光層350以及第二介電層360之間。遮蔽電極層370配置於第二介電層360上，其中遮蔽電極層可以是 接地(grounding)、浮接(floating)或耦接一電壓源。

本實施例中，第一介電層，也就是彩色濾光層350之厚度會影響觸控面板300A的濾光效果以及第一電極層320與第二電極層330之間的電容效應。因此，彩色濾光層350之厚度例如可以從0.2μm至4μm。一般來說，在顯示面板所使用的彩色濾光層350的厚度約從0.8μm至1.2μm，以達到良好的濾光效能。此外，第二介電層360例如是由聚亞醯胺、氧化矽、氮化矽或是氮氧化矽、壓克力樹脂等介電材質構成。

觸控面板300A例如為一數位電容式觸控面板。詳細來說，第一電極層320包括多個第一條狀電極圖案322，且第一條狀電極圖案322相互平行。此外，第二電極層330包括多個第二條狀電極圖案332。第二條狀電極圖案332例如是相互平行且第二條狀電極圖案332之排列方向與第一條狀電極圖案322之排列方向實質上垂直。換言之，各第一條狀電極圖案322例如是平行於圖面方向排列，而各第二條狀電極圖案332例如是垂直於圖面方向排列。當使用者碰觸觸控面板300A之處恰為第一電極層320中第i條第一條狀電極圖案322與第二電極層330中第j條第二條狀電極圖案332重疊之處，則藉由使用者的碰觸可以產生一訊號，例如是(Xi,Yj)以控制電子裝置。

另外，彩色濾光層350包括多個彩色濾光膜352以及黑矩陣354，黑矩陣354在基板310上定義出多個次畫素區P，且各彩色濾光膜352位於各次畫素區P內。同時， 第一電極層320以及第二電極層330重疊之面積適於涵蓋兩個以上之次畫素區P。實際上，第一電極層320以及第二電極層330重疊之面積可以視設計者對於觸控面板300A的解析度之要求而有不同。另外，第一電極層320與第二電極層330也不限定由多個條狀電極圖案構成。第一電極層320、第二電極層330以及遮蔽電極層370之材質包括一透明導電材料，且透明導電材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。

除此之外，本發明之觸控面板也可如圖3B所繪示之觸控面板300B一般。請參照圖3B，觸控面板300B是在觸控面板300A中另配置一保護層380於遮蔽電極層370上。保護層380可以保護遮蔽電極層，以配合後續膜層製作的需求。

具體而言，各彩色濾光膜352包括紅色濾光膜、綠色濾光膜或藍色濾光膜。在其他實施例中，彩色濾光膜352也可以是具有其他色彩組合的彩色濾光膜352。在本實施例中，將彩色濾光層350作為第一介電層，並整合於觸控面板300A中，可使觸控面板300A具有濾光的功能。此外，若將觸控面板300B與另一基板對組(assembling)並於兩板間填入液晶分子，則可構成如圖4所繪示之具有觸控功能之液晶顯示面板。

請參照圖4，液晶顯示面板400包括如圖3B所繪示之觸控面板300B、第二基板420以及液晶層430。由於，本實施例之觸控面板300B具有濾光功能，所以在與第二 基板420對組之後，觸控面板300B可作為彩色濾光片而使液晶顯示面板400可呈現多彩化的顯示效果。換言之，液晶顯示面板400不需藉由一黏著劑(雙面膠或光學膠)將觸控面板300B與顯示面板貼合，就可使液晶顯示面板400具有觸控功能。因此，觸控式液晶顯示面板400具有較薄的厚度，且液晶顯示面板400之顯示效果也不會因觸控面板與液晶顯示面板間的空隙而發生漏光的現象。此外，本發明也不會有光學膠隨使用時間增長而劣化的問題。

觸控面板300B上配置有第三電極層440，其例如作為液晶顯示面板400中的共用電極。第三電極層440之材質包括一透明導電材料，且透明導電材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。另外，遮蔽電極層370的配置可以避免第二電極層330的信號與液晶顯示面板的共用電極層的信號互相干擾，以有助於使液晶顯示面板維持良好的顯示品質。第二基板420上則例如配置有主動元件陣列結構422。在其他實施例中，液晶顯示面板400也可以是一被動式液晶顯示面板的設計，其例如為超扭轉向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic liquid Crystal display,STN-LCD)或是扭轉向列型液晶顯示器(Twisted Nematic liquid Crystal display,TN-LCD)之顯示面板。

當然，本發明之觸控面板300B並不限定僅用於液晶顯示面板當中，在其他實施例當中，觸控面板300B也可以應用於有機發光顯示器(organic light emitting display,OLED)等平面顯示器中。如此一來，有機發光顯示器可以 呈現多彩化顯示也可以具有觸控的功能。在其他實施例中，觸控面板300B可當作彩色濾光片而應用在各種顯示介面上。

除此之外，本發明之觸控面板也可如圖5所繪示之觸控面板300C一般。請參照圖5，觸控面板300C是在觸控面板300A中另配置一平坦層390於彩色濾光層350上。平坦層390可使彩色濾光層350具有較佳的平坦度，以提高後續膜層製作的製程良率。

進一步來說，請參照圖6，本發明之觸控面板還可如圖6所繪示之觸控面板300D。觸控面板300D是在觸控面板300B中另配置一平坦層390於彩色濾光層350上。平坦層390可使彩色濾光層350具有較佳的平坦度，以提高後續膜層製作的製程良率，且保護層380可以保護遮蔽電極層370，以配合後續膜層製作的需求。

【第二實施例】

圖7繪示為本發明之第二實施例之觸控面板的示意圖。請參照圖7，觸控面板700與觸控面板300A相似，其差異之處在於：觸控面板700的第二介電層為彩色濾光層760，而第一介電層750並非彩色濾光層。觸控面板700可與觸控面板300A一樣具有多種變化，例如更配置平坦層(未繪示)於觸控面板700的彩色濾光層760與遮蔽電極層370之間，或是在遮蔽電極層370上配置保護層(未繪示)。在其他實施例中觸控面板700的第一介電層750也可以是玻璃基板或是塑料基板。此時，觸控面板700不須配置在基 板310上，而以第一介電層750支撐基材。另外，若第一介電層750為玻璃基板或塑料基板時，可以在第一電極層320遠離第一介電層750的一側表面上配置一光學鏡片(未繪示)。換言之，第一介電層750為玻璃基板或是塑料基板時，基板310可以替換成一光學鏡片。整體來說，將觸控面板700與彩色濾光層760整合可以使觸控式顯示面板的厚度大幅減小。

【第三實施例】

圖8繪示為本發明之第三實施例之觸控面板的示意圖。請參照圖8，觸控面板800與觸控面板300B相似，其差異之處在於：觸控面板800的保護層為彩色濾光層880，而第一介電層850及第二介電層860並非彩色濾光層。觸控面板800可與觸控面板300A一樣具有多種變化，例如更配置平坦層(未繪示)於觸控面板800的彩色濾光層880上。

在其他實施例中觸控面板800的第一介電層850也可以是玻璃基板或是塑料基板。此時，觸控面板800不須配置在基板310上，而以第一介電層850支撐基材。另外，若第一介電層850為玻璃基板或塑料基板時，可以在第一電極層320遠離第一介電層850的一側表面上配置一光學鏡片(未繪示)。換言之，第一介電層850為玻璃基板或是塑料基板時，基板310可以替換成一光學鏡片。整體來說，將觸控面板800與彩色濾光層880整合可以使觸控式顯示面板的厚度大幅減小。

綜上所述，本發明之觸控面板以及液晶顯示面板至少具有以下所述之優點。本發明之觸控面板具有濾光作用， 因此可將本發明之觸控面板作為彩色濾光片之用。將本發明之觸控面板與一主動元件陣列基板對組並於其間填入液晶後，可以構成一觸控式液晶顯示面板。此時，觸控式液晶顯示面板不需以兩種不同功能的面板相互貼附，因而使觸控式液晶顯示面板的厚度減小。此外，本發明之觸控式液晶顯示面板不會受到黏著劑或是兩面板間的空隙影響而使顯示品質變差。進一步來說，本發明之觸控式液晶顯示面板將兩種不同功能的面板整合在一起，因而使觸控式液晶顯示面板的製作元件簡化，進而節省成本。更詳細而言，本發明之觸控面板不僅可應用於液晶顯示面板中，也可應用於其他需要彩色濾光片的平面顯示面板中，以使平面顯示面板兼具觸控功能與多彩化的顯示效能。

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，任何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，當可作些許之更動與潤飾，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。

100、200‧‧‧彩色觸控式顯示面板

110‧‧‧顯示面板

120、300A、300B、300C、300D、700、800‧‧‧觸控面板

122‧‧‧上電極

124‧‧‧下電極

126‧‧‧介電層

130‧‧‧雙面膠

230‧‧‧光學膠

310‧‧‧基板

320‧‧‧第一電極層

322‧‧‧第一條狀電極圖案

330‧‧‧第二電極層

332‧‧‧第二條狀電極圖案

350、760、880‧‧‧彩色濾光層

352‧‧‧彩色濾光膜

354‧‧‧黑矩陣

360、860‧‧‧第二介電層

370‧‧‧遮蔽電極層

380‧‧‧保護層

390‧‧‧平坦層

400‧‧‧液晶顯示面板

420‧‧‧第二基板

422‧‧‧主動元件陣列結構

430‧‧‧液晶層

440‧‧‧第三電極層

750、850‧‧‧第一介電層

P‧‧‧次畫素區

圖1繪示為習知之一種彩色觸控顯示面板。

圖2繪示為習知之另一種彩色觸控顯示面板。

圖3A為本發明之第一實施例之一種觸控面板的示意圖。

圖3B為本發明之第一實施例之另一種觸控面板的示意圖。

圖4繪示為本發明之具有觸控功能之液晶顯示面板的示意圖。

圖5、6為本發明之第一實施例之另外兩種觸控面板的示意圖。

圖7繪示為本發明之第二實施例之觸控面板的示意圖。

圖8繪示為本發明之第三實施例之觸控面板的示意圖。

300A‧‧‧觸控面板

310‧‧‧基板

320‧‧‧第一電極層

322‧‧‧第一條狀電極圖案

330‧‧‧第二電極層

332‧‧‧第二條狀電極圖案

350‧‧‧彩色濾光層

352‧‧‧彩色濾光膜

354‧‧‧黑矩陣

360‧‧‧第二介電層

370‧‧‧遮蔽電極層

P‧‧‧次畫素區

Claims (26)

1. 一種觸控面板，具有濾光功能，該觸控面板包括：一第一電極層；一第二電極層，配置於該第一電極層上方；一第一介電層，配置於該第一電極層與該第二電極層之間；一第二介電層，配置於該第二電極層上，以使該第二電極層位於該第一介電層以及該第二介電層之間，其中該第一介電層或該第二介電層其中之一為一彩色濾光層；以及一遮蔽電極層，配置於該第二介電層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一電極層包括多個第一條狀電極圖案，且該些第一條狀電極圖案相互平行。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該第二電極層包括多個第二條狀電極圖案，該些第二條狀電極圖案相互平行且該些第二條狀電極圖案之排列方向與該些第一條狀電極圖案之排列方向實質上垂直。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一基板，該第一電極層配置於該基板上，且該彩色濾光層包括多個彩色濾光膜以及一黑矩陣，該黑矩陣在該基板上定義出多個次畫素區，且各該彩色濾光膜位於各該次畫素區內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該第 一電極層以及該第二電極層重疊之面積適於涵蓋兩個以上之次畫素區。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中各該彩色濾光膜包括紅色濾光膜、綠色濾光膜或藍色濾光膜。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一保護層，配置於該遮蔽電極層上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該遮蔽電極層係為接地、浮接或耦接一電壓源。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一平坦層，配置於該彩色濾光層遠離該第一電極層之一側表面上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一電極層、該第二電極層以及該遮蔽電極層之材質包括一透明導電材料。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板，其中該透明導電材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該彩色濾光層之厚度從0.2μ m至4μ m。
13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一介電層包括一玻璃基板或是一塑料基板。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板，其中還包括一光學鏡片，配置於該第一電極層遠離該第一介電層的一表面上。
15. 一種液晶顯示面板，包括： 一第一基板，包括：一基板；一第一電極層，配置於該基板上；一第二電極層，配置於該第一電極層上方；一第一介電層，位於該些第一電極層與該些第二電極層之間；一第二介電層，配置於該第二電極層上，以使該第二電極層位於該第一介電層以及該第二介電層之間；一遮蔽電極層，配置於該第二介電層上；一保護層，配置於該遮蔽電極層上，其中該第一介電層、該第二介電層或該保護層其中之一為一彩色濾光層；以及一第三電極層，覆蓋該保護層；一第二基板，平行該第一基板；以及一液晶層，配置於該第一基板之該第三電極以及該第二基板之間。
16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極層包括多個第一條狀電極圖案，且該些第一條狀電極圖案相互平行。
17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示面板，其中該第二電極層包括多個第二條狀電極圖案，該些第二條狀電極圖案相互平行且該些第二條狀電極圖案之排列方向與該些第一條狀電極圖案之排列方向實質上垂直。
18. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該彩色濾光層包括多個彩色濾光膜以及一黑矩陣，該黑矩陣在該基板上定義出多個次畫素區，且各該彩色濾光膜位於各該次畫素區內。
19. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極層以及該第二電極層重疊之面積適於涵蓋兩個以上之次畫素區。
20. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示面板，其中各該彩色濾光膜包括紅色濾光膜、綠色濾光膜或藍色濾光膜。
21. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該遮蔽電極層係為接地、浮接或耦接一電壓源。
22. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，更包括一平坦層，配置於該彩色濾光層遠離該基板之一側表面上。
23. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極層、該第二電極層、該第三電極層以及該遮蔽電極層之材質包括一透明導電材料。
24. 如申請專利範圍第23項所述之液晶顯示面板，其中該透明導電材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
25. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該彩色濾光層之厚度從0.2μ m至4μ m。
26. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其中該第二基板包括一主動元件陣列結構。