TWI424349B - 感應結構及觸控顯示面板 - Google Patents

Description

感應結構及觸控顯示面板

本發明是有關於一種感應結構，且特別是有關於一種電阻式的感應結構及具有此種電阻式感應結構的觸控顯示面板。

在一般的觸控顯示面板設計中，以觸控感測模式的設計原理分類，大致可分為電容式、電阻式、感光式等；以結構組成分類，則可分為外貼式(added type)及內建式(integrated type)兩種。其中，內建式的電阻式觸控面板是在對向基板與間隙物(photo spacer)上形成多個觸控導體並在主動元件陣列基板上形成多個觸控墊，當使用者按壓對向基板時，可使間隙物上的觸控導體與主動元件陣列基板上的觸控墊導通，以定位出使用者所按壓的位置。因此，觸控導體與觸控墊之間的間隙會影響觸控面板的感測能力。

此外，對向基板的觸控導體上及主動元件陣列基板的觸控墊上通常設置有一配向層，用以控制液晶的旋轉角度。由於配向層的材料通常為絕緣材料，故配向層的厚度也會影響觸控面板的感測能力。舉例來說，殘留在觸控導體與觸控墊上之配向材料層的厚度越大，將會使可感應觸控之最小外力(active force)越大，也就是使觸控面板的感測能力變差。

本發明提供一種觸控顯示面板，其具有良好的感測能力。

本發明另提供一種感應結構，其具有良好的感測能力。

本發明提出一種觸控顯示面板，包括一第一基板與一第二基板。第一基板上包括設置有多組感應單元，每一組感應單元具有一主感應圖案以及至少一次感應圖案，其中至少一次感應圖案與主感應圖案電性連接，且至少一次感應圖案的尺寸小於主感應圖案的尺寸。第二基板上包括設置有多個感應電極，每一感應電極對應第一基板上之其中一組感應單元設置。

本發明另提出一種感應結構，包括多個主感應圖案、多個次感應圖案以及感應電極。多個次感應圖案中之至少一個係與主感應圖案中之至少一個電性連接，且至少一次感應圖案的尺寸小於至少一主感應圖案的尺寸。感應電極設置於主感應圖案及次感應圖案的對向。

基於上述，本發明之感應結構包括尺寸不同的主感應圖案與次感應圖案。主感應圖案與次感應圖案能相互補償而提升感應結構的感測能力，進而使觸控顯示面板具有較為一致的可感應觸控之最小外力(active force)。

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1是根據本發明之一實施例的觸控顯示面板的上視示意圖。圖2是對應於圖1之I-I’、II-II’以及III-III’的剖面示意圖。其中，為了圖示清楚，圖1僅繪示出本實施例之觸控顯示面板的第一基板的上視示意圖，而未繪示出圖2中的第二基板。請參照圖1以及圖2，本實施例之觸控顯示面板100例如是內建式的觸控顯示面板，其包括一第一基板110、一第二基板170以及位於兩基板110、170之間的顯示介質160。其中，顯示介質160包括液晶分子或是其他的顯示介質。

在本實施例中，第一基板110例如是主動元件陣列基板，其上設置有主動元件陣列層120以及多組感應單元130。主動元件陣列層120包括位於第一基板110上之掃描線SL、資料線DL以及與掃描線SL及資料線DL電性連接的主動元件122。主動元件122例如是薄膜電晶體，其具有閘極、源極、通道以及汲極，且主動元件陣列層120上還包括有畫素電極124。其中，感應單元130包括一主感應圖案132、至少一次感應圖案134以及覆蓋在主感應圖案132與次感應圖案134上之一電極層136。次感應圖案134的尺寸小於主感應圖案132的尺寸，尺寸例如為體積、厚度、寬度、橫向最小截面積、縱向最小截面積、長邊邊長或短邊邊長等等。舉例來說，次感應圖案134的厚度t2實質上等於主感應圖案132的厚度t1，但次感應圖案134的短邊邊長w2例如是小於主感應圖案132的短邊邊長w1約0.1~1.0微米。更詳細來說，倘若主感應圖案132 以及次感應圖案134是矩形圖案，則其各自具有長邊邊長以及短邊邊長。此時，次感應圖案134的短邊邊長w2較佳的是小於主感應圖案132的短邊邊長w1約0.1~1.0微米。倘若主感應圖案132以及次感應圖案134是正方形圖案，此時次感應圖案134的邊長w2較佳的是小於主感應圖案132的邊長w1約0.1~1.0微米。當然，本發明不限制主感應圖案132以及次感應圖案134的圖案形狀必須相同或是不同，其分別還可以是其他種形狀，例如是其他種多邊形、圓形或是不規則形等等。

如圖2所示，次感應圖案134與主感應圖案132之間的距離d例如是介於2.0~20微米，且主感應圖案132及次感應圖案134例如是藉由電極層136電性連接。主感應圖案132與次感應圖案134的材料例如是導體材料，諸如用以形成閘極與掃描線SL的第一金屬層材料(Metal 1)，用以形成主動元件122的通道(舉例為半導體層)的半導體材料，或者是用以形成源極、汲極及資料線DL的第二金屬層材料(Metal 2)，電極層136的材料例如是透明導體材料，諸如銦錫氧化物(ITO)。再者，雖然在圖示中是以單層結構來表示主感應圖案132與次感應圖案134，但主感應圖案132與次感應圖案134也可以是堆疊圖案。舉例來說，主感應圖案132與次感應圖案134可以是由主動元件122製程中的閘極層、閘絕緣層、半導體層、源極層以及保護層所堆疊而成。

第一基板110上更設置有一配向層140，覆蓋感應單 元130，且配向層140暴露出每一組感應單元130之主感應圖案132以及次感應圖案134至少其中之一。在本實施例中，由於主感應圖案132及次感應圖案134上覆蓋有電極層136，因此配向層140是覆蓋電極層136，且至少暴露出電極層136。配向層140的材料例如是聚醯亞胺(polyimide,PI)或其他合適的配向材料，其形成方法例如是採用印刷程序(printing process)並且搭配加熱回流程序(re-flowing process)。

在本實施例中，第一基板110上更設置有多個主堆疊層150與多個次堆疊層152。其中，主堆疊層150與次堆疊層152的高度例如是由主動元件122製程中的閘極層、閘絕緣層、半導體層、源極層以及保護層及所堆疊而成，且主堆疊層150與次堆疊層152上亦覆蓋有配向層140。

請參照圖2，第二基板170是位於第一基板110的對向。在本實施例中，第二基板170例如是一彩色濾光陣列基板，其上配置有黑矩陣層(未繪示)、彩色濾光層(未繪示)以及感應電極180。在本實施例中，感應電極180包括感應間隙物182及電極層184，且電極層184覆蓋感應間隙物182的表面。感應電極180是對應第一基板110之其中一組感應單元130設置，且感應電極180例如是位於黑矩陣層的上方。其中，每一感應電極180與對應的感應單元130之間具有一間隙G₁，因此感應電極180與感應單元130構成一感應結構105。更詳細來說，第一間隙G₁指的是感應電極180之電極層184表面與感應單元130之電極層136 表面之間的距離。當對此觸控顯示面板進行按壓的觸控操作時，感應電極180表面的電極層184會與對向側的感應單元130之電極層136接觸，進而得知觸控位置。

在本實施例中，第二基板170上更包括設置有主間隙物190以及次間隙物192，且電極層184例如是延伸至主間隙物190及次間隙物192上而覆蓋主間隙物190及次間隙物192。詳言之，第一基板110上的主堆疊層150對應於主間隙物190設置，且主間隙物190的頂部與主堆疊層150接觸，以維持第一與第二基板110、170之間的間隙G₂。第一基板110上的次堆疊層152對應於次間隙物192設置，次間隙物192與次堆疊層152並未接觸，而是保持有一定的間隙。次間隙物192主要是輔助主間隙物190之用，也就是當有外力衝擊顯示面板時，次間隙物192得以提供一反作用力以支撐第一與第二基板110、170之間保有間隙G₂。其中，感應間隙物182、主間隙物190以及次間隙物192的材料例如是光阻材料，電極層184的材料例如是透明導體材料，諸如銦錫氧化物(ITO)。特別注意的是，本發明並不限定第一基板110與第二基板170的型態。例如，在其他實施例中，第一基板110也可以是整合了彩色濾光層的COA(Color Filter on Array)基板或AOC(Array on Color Filter)基板，而第二基板170為對向基板。

再者，第二基板170上更包括設置有一配向層194，覆蓋感應電極180之側表面且暴露出感應電極180之上表面。類似地，配向層194的材料例如是聚醯亞胺或其他合 適的配向材料，其形成方法例如是採用印刷程序(printing process)並且搭配加熱回流程序(re-flowing process)。在本實施例中，由於感應電極180包括電極層184，因此配向層194覆蓋電極層184，且至少暴露出電極層184。如此一來，當對此觸控顯示面板進行按壓的觸控操作時，感應電極180表面的電極層184會與對向側的感應單元130之電極層136接觸，進而得知觸控位置。

一般而言，在觸控面板的製程中，感應圖案的形狀與尺寸會影響位於感應圖案上之配向層的厚度分佈。通常，越小尺寸的感應圖案有助於減少殘留於感應圖案頂部的配向層。然而，感應圖案的尺寸受到微影製程之解析度的限制，故難以藉由製作相當小尺寸的感應圖案來控制配向層的分佈以提升觸控面板的感測能力。因此，本實施例所設計的感應結構包括尺寸不同的主感應圖案與次感應圖案。當印刷程序(printing process)以及加熱回流程序(re-flowing process)將配向材料形成至第一基板上時，尺寸不同的主感應圖案與次感應圖案有助於配向材料的分佈而減小殘留於主感應圖案與次感應圖案上的配向材料厚度，進而暴露出主感應圖案與次感應圖案至少一者。換言之，藉由主感應圖案與次感應圖案的相互補償，能提升感應結構的感測能力，以使觸控顯示面板因製程變異所造成的可感應觸控之外力的變異降低。

綜上所述，本發明之感應結構包括尺寸不同的主感應圖案與次感應圖案，其可應用於內建式的觸控顯示面板 中。當感應結構應用於內建式的觸控顯示面板中時，尺寸不同的主感應圖案與次感應圖案有助於配向材料的分佈而減少殘留於主感應圖案與次感應圖案上的配向層，進而暴露出主感應圖案與次感應圖案至少一者。藉由主感應圖案與次感應圖案的相互補償，而提升感應結構的感測能力，以使觸控顯示面板因製程變異所造成的可感應觸控之外力的變異降低。

雖然本發明已以實施例揭露如上，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，故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‧‧‧觸控顯示面板

105‧‧‧感應結構

110、170‧‧‧基板

120‧‧‧主動元件陣列層

122‧‧‧主動元件

124‧‧‧畫素電極

130‧‧‧感應單元

132‧‧‧主感應圖案

134‧‧‧次感應圖案

136、184‧‧‧電極層

140、194‧‧‧配向層

150‧‧‧主堆疊層

152‧‧‧次堆疊層

160‧‧‧顯示介質

180‧‧‧感應電極

182‧‧‧感應間隙物

190‧‧‧主間隙物

192‧‧‧次間隙物

d‧‧‧距離

G₁、G₂‧‧‧間隙

t1、t2‧‧‧厚度

w1、w2‧‧‧短邊邊長

圖1是根據本發明之一實施例的觸控顯示面板的上視示意圖。

圖2是對應於圖1之I-I’、II-II’以及III-III’的剖面示意圖。

100‧‧‧觸控顯示面板

105‧‧‧感應結構

110、170‧‧‧基板

130‧‧‧感應單元

132‧‧‧主感應圖案

134‧‧‧次感應圖案

136‧‧‧電極層

140、194‧‧‧配向層

150‧‧‧主堆疊層

152‧‧‧次堆疊層

160‧‧‧顯示介質

180‧‧‧感應電極

182‧‧‧感應間隙物

184‧‧‧電極層

190‧‧‧主間隙物

192‧‧‧次間隙物

d‧‧‧距離

G₁、G₂‧‧‧間隙

t1、t2‧‧‧厚度

w1、w2‧‧‧短邊邊長

Claims (16)

1. 一種觸控顯示面板，包括：一第一基板，該第一基板上包括設置有多組感應單元以及覆蓋該些組感應單元的一配向層，每一組感應單元具有一主感應圖案、至少一次感應圖案以及接觸並覆蓋在該主感應圖案與該至少一次感應圖案上之一電極層，其中該至少一次感應圖案與該主感應圖案藉由該電極層電性連接，且該至少一次感應圖案的尺寸小於該主感應圖案的尺寸，該配向層暴露出每一組感應單元之該主感應圖案以及該至少一次感應圖案至少其中之一上之該電極層的一部分，但該配向層覆蓋每一組感應單元之該主感應圖案以及該至少一次感應圖案至少其中之一上之該電極層的角落；以及一第二基板，該第二基板上包括設置有多個感應電極，每一感應電極對應該第一基板上之其中一組感應單元設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該至少一次感應圖案的厚度實質上等於該主感應圖案的厚度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該至少一次感應圖案的短邊邊長小於該主感應圖案的短邊邊長0.1~1.0微米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該至少一次感應圖案與該主感應圖案之間的距離介於2.0 ~20微米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該配向層暴露出每一組感應單元之該主感應圖案以及該至少一次感應圖案至少其中之一上之該電極層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第二基板上之每一感應電極包括一感應間隙物以及覆蓋在該感應間隙物表面之一電極層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第二基板上更包括設置一配向層，覆蓋該些感應電極之側表面且暴露出該些感應電極之上表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第二基板上更包括設置有：多個主間隙物，以維持該第一基板與該第二基板之間的一間隙；以及多個次間隙物，其與該第一基板之間具有一距離。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示面板，其中該第一基板上更包括設置有：多個主堆疊層，其對應該第二基板上之該些主間隙物設置；以及多個次堆疊層，其對應該第二基板上之該些次間隙物設置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，更包括一顯示介質設置於該第一基板與該第二基板之間。
11. 一種感應結構，包括： 多個主感應圖案；多個次感應圖案，其中該多個次感應圖案中之至少一個係與該些主感應圖案中之至少一個電性連接，且該至少一次感應圖案的尺寸小於該至少一主感應圖案的尺寸；一感應電極，其設置於該些主感應圖案及次感應圖案的對向；一電極層，接觸並覆蓋在該些主感應圖案與該些次感應圖案上，其中該些主感應圖案與該些次感應圖案藉由該電極層電性連接；以及一配向層，覆蓋該些主感應圖案以及該些次感應圖案，該配向層暴露出該些主感應圖案以及該些次感應圖案至少其中之一上之該電極層的一部分，但該配向層覆蓋該些主感應圖案以及該些次感應圖案至少其中之一上之該電極層的角落。
12. 如申請專利範圍第11項所述之感應結構，其中該至少一次感應圖案的厚度實質上等於該至少一主感應圖案的厚度。
13. 如申請專利範圍第11項所述之感應結構，其中該至少一次感應圖案的短邊邊長小於該至少一主感應圖案的短邊邊長0.1~1.0微米。
14. 如申請專利範圍第11項所述之感應結構，其中該至少一次感應圖案與該至少一主感應圖案之間的距離介於2.0~20微米。
15. 如申請專利範圍第11項所述之感應結構，其中該 配向層暴露出該些主感應圖案以及該些次感應圖案至少其中之一上之該電極層。
16. 如申請專利範圍第11項所述之感應結構，更包括另一配向層，覆蓋該感應電極之側表面且暴露出該感應電極之上表面。