TWI505156B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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TWI505156B TW102143699A TW102143699A TWI505156B TW I505156 B TWI505156 B TW I505156B TW 102143699 A TW102143699 A TW 102143699A TW 102143699 A TW102143699 A TW 102143699A TW I505156 B TWI505156 B TW I505156B
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I Chieh Chu
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Description

觸控顯示裝置
本發明係關於一種觸控顯示裝置，尤指一種能預防內部靜電擊傷黑色矩陣現象之觸控顯示裝置。
近年來，隨著操作人性化、簡潔化之發展趨勢，帶有觸控面板之觸控顯示裝置被越來越廣泛地應用於生產及生活中。由於用戶可以通過直接用手或者其他物體接觸觸控顯示裝置之方式輸入訊號，從而減少甚至消除用戶對其他輸入裝置(如鍵盤、滑鼠、遙控器等)之依賴，大大方便了用戶之操作。
觸控面板技術可由訊號產生原理、感測技術、螢幕組裝方式等三大面向區分不同種類。依訊號產生原理不同，可區分為數位式及類比式：數位式觸控訊號係採用透明ITO(Indium Tin Oxide；銦錫氧化物)導電薄膜，在透明導電玻璃上依X、Y軸方向分布導線，在線路交錯處形成開關，按壓時就感應觸碰訊號；而類比式觸控原理與數位式的差別係於上下層間設有隔球(dot spacer)，碰觸後上下層電極接通而產生電位差的訊號，再透過電路把訊號傳給控制器，以處理和計算觸碰點的座標位置。再者，觸控面板技術若依感測技術、製作技術及製程技術不同可區分為電訊 號(包含電阻式、電容式、電磁式等)、光訊號(包含紅外線式等)、及聲訊號(包含表面聲波式、聲波導式、色散信號式、聲脈衝式等)。
然而，在觸控面板之製造過程中，後製程溫度會使黑色矩陣(black matrix,BM)材質發生碳化的現象，造成黑色矩陣的電阻降低，產生些微的導電性。在此情況下，在電極區域中，表面曲率半徑較小或尖角的部分，即較窄小的部分，其電荷密度跟電場強度就越高。因此，當電荷持續累積，形成大電壓差，將導致靜電放電(electro-static discharge,ESD)進而擊傷黑色矩陣，最終引發面內漏光或短路問題。
藉此，目前亟需發展一種觸控顯示裝置，在電極區域中避免表面曲率半徑較小或尖角的設計，以防止製程中發生靜電擊傷黑色矩陣的問題。
本發明之主要目的係在提供一種觸控顯示裝置，俾能防止在觸控面板之製造過程中，因電荷累積在表面曲率半徑較小部分或尖角而造成靜電擊傷黑色矩陣的情形。
為達成上述目的，本發明提供一種觸控顯示裝置，包括：一顯示裝置；以及一觸控面板，係設置於該顯示裝置之一側上，其中，該觸控面板包括：一基板；一遮光層，設置於該基板與該顯示裝置之間；以及一線路層，設置於該遮光層與該顯示裝置之間，該線路層包括：一第 一訊號電極，該第一訊號電極具有一第一重疊區與一第一非重疊區；以及一第二訊號電極，該第二訊號電極具有一第二重疊區與一第二非重疊區；其中該第一重疊區和該第二重疊區係與該遮光層重疊，且該第一重疊區和該第二重疊區間之間距係大於該第一非重疊區和該第二非重疊區間之間距。
據此，在本發明之觸控顯示裝置中，與習知觸控面板相比，因本發明觸控面板中重疊區間之間距設計較大，電極區域上之電荷會平均分散，使電荷不易聚集在特定區域，進而防止在觸控面板之製造過程中發生靜電擊傷現象，提高製程良率。
100‧‧‧觸控面板
200‧‧‧顯示裝置
300‧‧‧觸控顯示裝置
1‧‧‧感測區
2‧‧‧邊緣區
3‧‧‧框架
4‧‧‧接線區
10‧‧‧基板
11‧‧‧線路層
21‧‧‧遮光層
20‧‧‧光學薄膜層
30‧‧‧保護層
101‧‧‧觸控面
d1,d2,d6‧‧‧間距
d3,d5‧‧‧寬度
d4‧‧‧延伸之距離
d7‧‧‧長度
111‧‧‧第一訊號電極
111A‧‧‧第一非重疊區
111A1‧‧‧第一非重疊區邊緣
111B‧‧‧第一重疊區
111B1‧‧‧第一重疊區邊緣
112‧‧‧第二訊號電極
112A‧‧‧第二非重疊區
112A1‧‧‧第二非重疊區邊緣
112B‧‧‧第二重疊區
112B1‧‧‧第二重疊區邊緣
111C‧‧‧第一連接區
112C‧‧‧第二連接區
113‧‧‧虛擬電極
114‧‧‧開口區
114A‧‧‧開口區之一端
114B‧‧‧開口區之另一端
x‧‧‧間隙寬度方向
y‧‧‧間隙長度方向
圖1係本發明實施例之觸控面板示意圖。
圖2係圖1之角落區域放大圖。
圖3係圖2之局部放大圖。
圖4A和圖4B係圖3之局部放大圖。
圖4C係圖4A之另一實施態樣示意圖。
圖5係圖4A之a-b線段處剖面圖。
圖6係本發明實施例之觸控顯示裝置示意圖。
圖7係對照組之觸控顯示裝置之局部放大圖。
以下係藉由具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地 了解本發明之其他優點與功效。此外，本發明亦可藉由其他不同具體實施例加以施行或應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
[實施例]
圖1係本發明實施例之觸控面板示意圖。如圖1所示，觸控面板100分為感測區1、邊緣區2、框架3及接線區4，其中，面板之角落區域(虛線圈起處)之放大圖係如圖2所示。請參照圖2，觸控面板100之線路層11包含第一訊號電極111、第二訊號電極112、和虛擬電極113，且線路層11係設置於遮光層21上方，其中，角落區域(虛線圈起處)之放大圖係如圖3所示；圖3中第一訊號電極111和第二訊號電極112之局部區域(虛線圈起處)之放大圖係如圖4A所示。
請參照圖4A，第一訊號電極111包含第一非重疊區111A和第一重疊區111B，第二訊號電極112包含第二非重疊區112A和第二重疊區112B，第一重疊區111B和第二重疊區112B係對應遮光層21，第一重疊區111B和第二重疊區112B間之間距d2係大於第一非重疊區111A和第二非重疊區112A間之間距d1。舉例說明，第一非重疊區111A和第二非重疊區112A間之間距d1一般約為30微米，第一重疊區111B和第二重疊區112B間之間距d2可為第一非重疊區111A和第二非重疊區112A間之間距d1之1.5至10倍，較佳為2至5倍；或者，當第一非重疊區111A和第二非重疊區112A間之間距d1依觸控面板尺寸或特定需求 而變化時，第一重疊區111B和第二重疊區112B間之間距d2可為40至300微米，較佳為60至100微米。於此，在圖4A、圖4B中，x、y方向係以第一非重疊區111A和第二非重疊區112A之間隙為基準，間隙寬度方向為x，間隙長度方向為y；且x、y方向係互相垂直。
並且，由圖4A亦顯示第一非重疊區111A與第二非重疊區112A、和第一重疊區111B與第二重疊區112B之間可更包括：一開口區114，開口區114之一部分係對應遮光層21，對應與未對應遮光層21之部分並未特別限制，兩者之面積比例可由本技術領域之人適當調整。其中，開口區114於第一非重疊區111A和第二非重疊區112A之間隙於方向y上之寬度d3(即，第一和第二非重疊區111A,112A與第一和第二重疊區111B,112B在開口區114之距離)，可為第一非重疊區111A和第二非重疊區112A間之間距d1(一般約為30微米)之0.2至2倍，或者寬度d3可為0.6至60微米；但本發明並未受限於此。此外，開口區114係自第一和第二重疊區111B,112B之一側朝一方向延伸，該方向為第一和第二非重疊區111A,112A之間隙寬度方向x，延伸之距離d4可為第一和第二非重疊區111A,112A間之間距d1(一般約為30微米)之3至10倍，或者距離d4可為100至1000微米；但本發明亦不在此限。詳細說明：開口區114自第一重疊區111B之一側朝該方向x延伸之距離d4，即為第一重疊區111B之該側至開口區114之一側114A之距離，開口區114之該側114A係位於第一非重疊區111A 和第一重疊區111B之間；同理，開口區114自第二重疊區112B之一側朝該方向x延伸之距離d4，即為第二重疊區112B之該側至開口區114之另一側114B之距離，開口區114之另一側114B係對應該側114A、並位於第二非重疊區112A和第二重疊區112B之間。在設置開口區114之情況下，可量測開口區114之長度d7，其應約為：兩倍d4距離(即第一重疊區111B之一側、第二重疊區112B之一側分別朝該方向x延伸之距離d4)、與第一和第二重疊區111B,112B間之間距d2之總和。
圖4B與圖4A同樣為圖3之局部放大圖。由圖4B所示，第一非重疊區111A具有第一非重疊區邊緣111A1，第二非重疊區112A具有第二非重疊區邊緣112A1，第一重疊區111B具有第一重疊區邊緣111B1，及第二重疊區112B具有第二重疊區邊緣112B1。在圖4B中，第一非重疊區邊緣111A1、第二非重疊區邊緣112A1、第一重疊區邊緣111B1、及第二重疊區邊緣112B1皆以粗黑線表示，相鄰處並以虛線區隔。其中，第一重疊區邊緣111B1和第二重疊區邊緣112B1間之最短距離係大於第一非重疊區邊緣111A1和第二非重疊區邊緣112A1間之最短距離，但本發明並未受限於此。
或者，請參照圖4C，其係圖4A之另一實施態樣示意圖。請參照圖4C，第一訊號電極111包含第一非重疊區111A和第一重疊區111B、並可更包含設置於其間之第一連接區111C，第二訊號電極112包含第二非重疊區112A和第二重疊區112B、並可更包含設置於其間之第二連接區 112C。第一和第二連接區111C,112C於第一和第二非重疊區111A,112A之間隙長度方向y上之寬度d5(即，第一和第二非重疊區111A,112A與第一和第二重疊區111B,112B間之間距)不受限，較佳可為第一和第二非重疊區111A,112A間之間距d1(一般約為30微米)之0.1至1倍，或者寬度d5可為0.3至30微米。此外，第一和第二連接區111C,112C間之間距d6亦不受限，例如，間距d6較佳可與第一和第二重疊區111B,112B間之間距d2定義相同。於此圖4C之實施態樣中，間距d1,d2的定義係與圖4A所述相同。
根據圖4A、圖4C之兩種實施態樣，第一和第二重疊區111B,112B間之間距d2係大於第一和第二非重疊區111A,112A間之間距d1，在電極區域中避免邊緣曲率半徑較小的設計，能使電荷平均分散，而不易聚集在特定區域，又因靜電力會與距離平方成反比，故靜電力降低而減少靜電放電現象，因此，間距d2大於間距d1可有效防止製造過程中發生靜電擊傷黑色矩陣的情形，並提高製程良率。
圖5係圖4A之a-b線段處剖面圖。請參照圖5，本發明實施例之觸控面板自觸控面101依序包括：基板10、遮光層21、光學薄膜層20、線路層11、及保護層30。由於遮光層21形成之高度差，於遮光層21上方塗佈之膜層在高度落差處會有厚度不均的現象，容易使第一訊號電極111和第二訊號電極112導通而發生短路情形；因此，在線路層11包含開口區114之狀態下，第一訊號電極111和第二訊號電極112間相距較遠，進而避免上述短路情形發生。 藉此，設置光學薄膜層20之目的一般係讓使用者不易察覺到觸控電極(即，線路層11)之圖案，可依實際需求設置，不需要的情況亦可省略。一般而言，基板10可為玻璃基板，遮光層21材料可為碳黑，光學薄膜層20材料可為氮氧化矽(SiOxNy)，線路層11材料可為銦錫氧化物(ITO)，及保護層30可為壓克力系材料；但本發明並未受限於此。
本發明之觸控顯示裝置係如圖6所示，其為上述觸控面板100應用於顯示裝置200之示意圖。為便於圖示，在圖6中省略了實際存在的觸控面板100結構(即，圖5之基板10、遮光層21、光學薄膜20、線路層11、及保護層30)。觸控顯示裝置300包括：顯示裝置200；以及觸控面板100，係設置於顯示裝置200之一側上；使用者係從觸控面101觀看觸控顯示裝置300。簡言之，觸控面板100可應用於任何需使用到觸控面板之裝置，無特別限制，顯示裝置200可為各種平面顯示器，例如可為液晶顯示器、有機發光二極體顯示器或電子紙顯示器等；實際應用例如：車用顯示器、隔離電磁波玻璃、手機、太陽能電池、攜帶式液晶電玩、家電用品液晶面板、儀器用顯示器、有機發光二極體顯示器、液晶顯示器、筆記型電腦、液晶電式、電漿顯示器、彩色濾鏡用電極或以上之組合等。
[測試例]
使用13.3吋觸控顯示裝置進行測試，其中，實驗組的觸控顯示裝置係如圖4A實施例所述，其中，第一和第二非重疊區111A,112A間之間距d1約為30微米，第一 和第二重疊區111B,112B間之間距d2約為60微米，約一半面積之開口區114係對應下方遮光層21，開口區114於第一和第二非重疊區111A,112A之間隙長度方向上之距離d3約為60微米，開口區114自第一和第二重疊區111B,112B之一側朝x方向延伸之距離d4約為100微米。另外，對照組的觸控顯示裝置，請參照圖7，除了第一和第二重疊區111B,112B間之間距d2約為30微米，其餘皆與實驗組相同。
請一併參照圖1、圖2，使用靜電槍(規格：1.5KΩ/100pF)直接接觸感測區1之線路層11，進行靜電放電之耐受度測試。測試之電壓強度自±0.5V、±1V而後逐漸遞增，每次接觸後皆需放電以防電荷累積；測試過程中，操作人員需配戴抗靜電環，觸控面板100之接線區4接地線。靜電放電之耐受度測試結果係整理於下表1。
據此，於對照組之觸控顯示裝置中(請參照圖6)，當靜電放電大於+4KV時，在重疊區111B,112B間之間距d2就可能引發靜電擊傷遮光層21之情形，造成小面積的遮光層21破裂，引發裝置感測區角落發生漏光情形。反觀實驗組之觸控顯示裝置(請參照圖4A)，對於靜電放電之耐受度提升至+11KV，亦即當靜電放電大於+11KV時，才有可能引發靜電擊傷遮光層21的情形。有鑑於此，重疊區111B, 112B間之間距d2加大，能使電荷平均分散，達到有效防止靜電擊傷現象之目的，並提高製程良率。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
111‧‧‧第一訊號電極
111A,112A‧‧‧非重疊區
111C,112C‧‧‧連接區
114A‧‧‧開口區之一側
21‧‧‧遮光層
x‧‧‧間隙寬度方向
y‧‧‧間隙長度方向
112‧‧‧第二訊號電極
111B,112B‧‧‧重疊區
114‧‧‧開口區
114B‧‧‧開口區之另一側
d1,d2‧‧‧間距
d3‧‧‧寬度
d4‧‧‧延伸之距離
d7‧‧‧長度

Claims (9)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示裝置；以及一觸控面板，係設置於該顯示裝置之一側上，其中，該觸控面板包括：一基板；一遮光層，設置於該基板與該顯示裝置之間；以及一線路層，設置於該遮光層與該顯示裝置之間，該線路層包括：一第一訊號電極，該第一訊號電極具有一第一重疊區與一第一非重疊區；以及一第二訊號電極，該第二訊號電極具有一第二重疊區與一第二非重疊區；其中該第一重疊區和該第二重疊區係與該遮光層重疊，且該第一重疊區和該第二重疊區間之間距係大於該第一非重疊區和該第二非重疊區間之間距；其中，該第一重疊區與該第二重疊區、和該第一非重疊區與該第二非重疊區之間更包括：一開口區，該開口區之一部分係對應該遮光層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該第一重疊區和該第二重疊區間之間距係為該第一非重疊區和該第二非重疊區間之間距之1.5至10倍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該第一重疊區和該第二重疊區間之間距係為40至300微米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該第一重疊區具有一第一重疊區邊緣，該第一非重疊區具有一第一非重疊區邊緣，該第二重疊區具有一第二重疊區邊緣，及該第二非重疊區具有一第二非重疊區邊緣；其中，該第一重疊區邊緣和該第二重疊區邊緣間之最短距離係大於該第一非重疊區邊緣和該第二非重疊區邊緣間之最短距離。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該開口區之寬度，係為該第一非重疊區和該第二非重疊區間之間距之0.2至2倍。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該開口區之寬度係為0.6至60微米。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該開口區之寬度係與該第一重疊區和該第二重疊區間之間距相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該開口區係自該第一重疊區之一側、和該第二重疊區之一側分別朝一方向延伸，該方向係該第一非重疊區和該第二非重疊區之一間隙寬度方向，延伸之距離係為該第一非重疊區和該第二非重疊區間之間距之3至10倍。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中，該開口區係自該第一重疊區之一側、和該第二重疊區之一側分別朝一方向延伸，該方向係該第一非重疊區和該第二非重疊區之一間隙寬度方向，延伸之距離係為100至1000微米。
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