TWI509482B - 內建觸控面板型顯示裝置 - Google Patents

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TWI509482B
TWI509482B TW102130497A TW102130497A TWI509482B TW I509482 B TWI509482 B TW I509482B TW 102130497 A TW102130497 A TW 102130497A TW 102130497 A TW102130497 A TW 102130497A TW I509482 B TWI509482 B TW I509482B
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Masahiro Teramoto
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Description

內建觸控面板型顯示裝置
本發明係關於一種內建觸控面板型顯示裝置。
當前正在普及之觸控面板大多係與顯示面板組合利用之外置型者，由於為與顯示面板不同之零件，因而難以實現裝置整體之薄型化。相對於此，組裝於顯示面板中之類型之內嵌式(In-cell)觸控面板為有助於薄型化之構造。
專利文獻1中揭示有於內嵌式觸控面板中在檢測電極之間之空間形成虛設電極。就外觀之觀點而言，其對使反射率一致且抑制電極露出(electrode exposure)較為有效。但是，虛設電極遮蔽來自對向電極之電力線，故就觸控之檢測之方面而言，較佳為進行細分化而形成較多之縫隙。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-231186號公報
就外觀之方面而言，較佳為使包含檢測電極及虛設電極在內之所有電極之間隔為50μm以下(特別是30μm以下)，且較理想為檢測電 極之寬度與虛設電極之寬度相等。藉由如此，可獲得均勻之圖案分佈，且最能降低視認性。但是，檢測電極之寬度及間隔係根據製品規格而定，故未必可以此種尺寸將虛設電極細分化。實際上，只要虛設電極之寬度相對於檢測電極之寬度為±15%以內，則可獲得充分之視認性降低之效果。
然而，根據製品規格，亦設想到：由於檢測電極之間隔狹窄等原因，虛設電極之間隔亦變小，無法充分地確保檢測靈敏度。於該情形時，必須將虛設電極進一步細分化，但若如此則於檢測電極部及虛設電極部產生圖案之疏密，視認性變高而外觀變差。作為對策亦考慮將檢測電極藉由分割成複數條而細分化，使其接近虛設電極細分化之圖案，但若如此則檢測電極之電阻與所分割之條數成比例地變高，而成為使檢測靈敏度降低之新因素。
本發明之目的在於提供一種抑制電阻上升且實現檢測電極之視覺上之細分化，並同時實現外觀良好及檢測靈敏度良好之兩者之內建觸控面板型顯示裝置。
(1)本發明之內建觸控面板型顯示裝置之特徵在於包含：第1基板；第2基板；複數個像素電極，其等配置於上述第1基板及上述第2基板之間；複數個共用電極，其等配置於上述第1基板及上述第2基板之間；複數個檢測電極，其等分別於第1方向延伸，且以相鄰之彼此於與上述第1方向正交之第2方向上空出間隔而並排之方式配置於上述第1基板上；以及複數個虛設電極，其等於在上述第2方向上相鄰之上述檢測電極之間，與上述相鄰之檢測電極空出間隔而於上述第1方向上，以於相鄰之彼此之間空出間隔而並排至少一行之方式配置於上述第1基板上；藉由利用上述複數個像素電極及上述複數個共用電極之間產生之電場之光之控制而顯示圖像，根據因有無遮擋形成於任一上 述檢測電極及任一上述共用電極之間之電場之物質而產生之靜電電容之差，檢測有無觸控；各個上述檢測電極具有至少一行於上述第1方向上於相鄰之彼此之間空出間隔而並排之複數個狹縫，各個上述狹縫之上述第1方向之長度Ls與各個上述虛設電極之上述第1方向之長度Ld之差為上述長度Ld之±15%以內，各個上述檢測電極於在上述第1方向上相鄰之上述狹縫之間所具有之部分之上述第1方向之長度Le與各個上述虛設電極之上述長度Ld之差為上述長度Ld之±15%以內，各個上述狹縫之上述第2方向之寬度Ws與於上述第2方向上相鄰之1個上述虛設電極及1個上述檢測電極之間隔Dde之差為上述間隔Dde之±15%以內，藉由上述複數個狹縫而自各個上述檢測電極於上述第2方向上分割出之2個以上之部分之各自之上述第2方向之寬度We與各個上述虛設電極之上述第2方向之寬度Wd之差為上述寬度Wd之±15%以內。根據本發明，因虛設電極為上述形狀及排列，故外觀變得良好。又，檢測電極可藉由形成狹縫而實現視覺上之細分化，且因未切斷故可抑制電阻上升。又，因與用以將檢測電極細分化之狹縫之寬度對應地空出虛設電極與檢測電極之間隔，故可使檢測靈敏度良好。
(2)如(1)之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：上述複數個虛設電極係於上述第2方向上以相鄰之行並排之方式排列複數行，各個上述狹縫之上述第2方向之上述寬度Ws與於上述第2方向上相鄰之上述虛設電極之間隔Ddd之差為上述間隔Ddd之±15%以內。
(3)如(1)或(2)之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：上述複數個虛設電極包含：第1組之上述虛設電極，其與任一上述狹縫於上述第2方向交錯而配置；及第2組之上述虛設電極，其與於上述第1方向上相鄰之上述狹縫之間之上述部分於上述第2方向交錯而配置。
(4)如(1)至(3)中任一項之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：上述複數個狹縫係於上述第2方向上以2條以上之上述狹縫並排 之方式排列複數行。
10‧‧‧第1基板
12‧‧‧第2基板
14‧‧‧液晶材料
16‧‧‧配向膜
18‧‧‧薄膜電晶體
20‧‧‧半導體膜
22‧‧‧閘極絕緣膜
24‧‧‧閘極電極
26‧‧‧源極電極
28‧‧‧汲極電極
30‧‧‧像素電極
32‧‧‧絕緣膜
34‧‧‧共用電極
36‧‧‧液晶顯示面板
38‧‧‧檢測電極
40‧‧‧手指
42‧‧‧觸控面板
44‧‧‧黏著層
46‧‧‧前面板
48‧‧‧軟性配線基板
50‧‧‧積體電路晶片
52‧‧‧軟性配線基板
54‧‧‧虛設電極
54a‧‧‧虛設電極
54b‧‧‧虛設電極
56‧‧‧圖像顯示區域
58‧‧‧共用配線
60‧‧‧信號線
62‧‧‧開關元件
64‧‧‧掃描線
66‧‧‧狹縫
138‧‧‧檢測電極
154‧‧‧虛設電極
166‧‧‧狹縫
D1 ‧‧‧第1方向
D2 ‧‧‧第2方向
Dde‧‧‧間隔
Ddd‧‧‧間隔
Le‧‧‧長度
Ld‧‧‧長度
Ls‧‧‧長度
We‧‧‧寬度
Wd‧‧‧寬度
Ws‧‧‧寬度
圖1係本發明之實施形態之內建觸控面板型顯示裝置之剖面圖。
圖2係本發明之實施形態之內建觸控面板型顯示裝置之主要部分之分解立體圖。
圖3係表示用以於液晶顯示面板上顯示圖像之電路之圖。
圖4係表示檢測電極及虛設電極之詳細情況之俯視圖。
圖5係表示變化例之檢測電極及虛設電極之詳細情況之俯視圖。
以下，參照圖式，對本發明之實施形態進行說明。
圖1係本發明之實施形態之內建觸控面板型顯示裝置之剖面圖。 圖2係本發明之實施形態之內建觸控面板型顯示裝置之主要部分之分解立體圖。以下說明係將本發明應用於液晶顯示裝置之例，但亦可將本發明應用於液晶顯示裝置以外之顯示裝置(例如EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示裝置)。
內建觸控面板型顯示裝置包含第1基板10及第2基板12。於第1基板10及第2基板12之間配置有液晶材料14。於第1基板10及第2基板12之間且夾著液晶材料14之位置分別形成有配向膜16、16。
第1基板10由透光性材料(例如玻璃)構成。第1基板10為彩色濾光片基板，且形成有省略圖示之著色層及黑矩陣。於第1基板10形成有配向膜16。配向膜16形成於省略圖示之著色層及黑矩陣上。
第2基板12包含透光性材料(例如玻璃)。第2基板12因形成有薄膜電晶體18(Thin Film Transistor)故亦被稱為TFT基板。薄膜電晶體18包含：多晶矽等之半導體膜20；閘極絕緣膜22，其覆蓋半導體膜20；閘極電極24，其隔著閘極絕緣膜22而配置於半導體膜20之上方；以及源極電極26及汲極電極28，其等貫通閘極絕緣膜22而電性連接於半導體 膜20。
源極電極26及汲極電極28之一者係電性連接於像素電極30。 又，於隔著絕緣膜32而與像素電極30不同之層位置形成有共用電極34。於圖1之例中，像素電極30位於共用電極34之上方(遠離第2基板12之側)，但亦可為上下顛倒之配置。
液晶顯示面板36包括以上零件。藉由利用有於複數個像素電極30及複數個共用電極34之間產生之電場之光之控制而顯示圖像。於本實施形態中，藉由形成於像素電極30及共用電極34之間之電場而驅動液晶材料14。因像素電極30及共用電極34形成於第2基板12，故形成於像素電極30及共用電極34之間之電場為橫向電場。或者，亦可將像素電極30形成於第2基板12，將共用電極34形成於第1基板10，藉由縱向電場而驅動液晶材料14。無論為哪一構成，像素電極30及共用電極34均配置於第1基板10及第2基板12之間。
內建觸控面板型顯示裝置具有形成於第1基板10之檢測電極38。 於圖1之例中，於第1基板10之與液晶材料14為相反側之面配置有檢測電極38。如圖2所示，複數個共用電極34沿橫方向延伸且相鄰之彼此於縱方向上並排。
根據因有無遮擋形成於檢測電極38及共用電極34之間之電場之物質而產生之靜電電容之差檢測有無觸控。詳細而言，對檢測電極38及共用電極34分別施加不同之電壓而於兩者間(詳細而言為對向區域之外側)形成電場(邊緣電場)。根據因有無遮擋形成於檢測電極38及共用電極34之間之電場之物質(例如手指40)而產生之靜電電容之差檢測有無觸控。即，觸控面板42包括第1基板10、檢測電極38及共用電極34。於觸控面板42經由黏著層44而貼附有前面板46，來加強觸控面板42。
根據本實施形態，因內建有觸控面板42，故可使裝置較先前 薄。又，液晶顯示面板36及觸控面板42因共有第1基板10，故無需兩者之重疊偏移(superposition misalignment)之對策。
第1基板10具有長方形之平面形狀，複數個檢測電極38於沿著長邊之縱方向上延伸。於第1基板10上，為了檢測電極38與外部之電性連接而安裝有軟性配線基板48。於第2基板12上，搭載有內建液晶之驅動電路之積體電路晶片50，且為了與外部電性連接而安裝有軟性配線基板52。
圖3係表示用以於液晶顯示面板36上顯示圖像之電路之圖。於圖像顯示區域56中形成有像素電極30。因藉由複數個像素電極30而形成像素，故包圍複數個像素電極30之區域為圖像顯示區域56。於圖像顯示區域56中形成有共用電極34。共用電極34設定為基準電位(例如GND(Ground，接地))，對像素電極30施加與像素之明亮度相對應之電壓。藉由利用像素電極30與共用電極34之間產生之電場之光之控制(例如液晶材料14之驅動)而顯示圖像。
共用電極34電性連接於共用配線58，像素電極30電性連接於信號線60。於像素電極30與信號線60之間連接有開關元件62(例如圖1所示之薄膜電晶體18)，從而可進行像素電極30與信號線60之電性導通及遮斷。開關元件62連接於自未圖示之掃描電路引出之掃描線64，且由輸入至掃描線64之掃描信號驅動(接通/斷開)。
圖4係表示檢測電極38及虛設電極54之詳細情況之俯視圖。複數個檢測電極38於第1方向D1 (縱方向)延伸，且相鄰之彼此於與第1方向D1 正交之第2方向D2 (橫方向)上並排。再者，圖4中未圖示之複數個共用電極34(參照圖2)於橫方向(第2方向D2 )延伸，且相鄰之彼此於縱方向(第1方向D1 )上並排。複數個檢測電極38其相鄰之彼此空出間隔而排列。藉由空出間隔而可將邊緣電場增大。檢測電極38由例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等可見光之透過率較高之導電材料 形成，但若膜厚變厚，則易於自外部被視認。
於第2方向D2 上相鄰之檢測電極38之間配置有複數個虛設電極54。複數個虛設電極54配置於第1基板10(參照圖2)。複數個虛設電極54係與相鄰之檢測電極38空出間隔地配置。複數個虛設電極54於第1方向D1 上於相鄰之彼此之間空出間隔而並排至少一行。即，於相鄰之檢測電極38之間，於其間隔方向(第2方向D2 )上相互空出間隔而並排有複數個虛設電極54。又，於檢測電極38延伸之方向(第1方向D1 )上，空出間隔而並排有複數個虛設電極54。複數個虛設電極54係於第2方向D2 上以相鄰之行並排之方式以複數行排列。虛設電極54係由與檢測電極38相同之材料形成。
虛設電極54為電性浮動狀態。即，虛設電極54既不連接於GND等基準電位，亦不連接於檢測電極38或其他配線。但是，視需要亦可將虛設電極54連接於GND等基準電位。複數個虛設電極54之相鄰之彼此空出間隔而排列。
於檢測有無觸控時，使用邊緣電場。邊緣電場分佈於檢測電極38之邊緣及共用電極34之間。例如，若有利用手指之觸控，則手指40成為GND而遮蔽邊緣電場。藉此，形成於檢測電極38與共用電極34之間之電容減少，故藉由檢測該減少(電容差)而可檢測有無觸控。
檢測電極38具有於第1方向D1 上以至少一行(於圖4之例中為一行)於相鄰之彼此之間空出間隔而並排之複數個狹縫66。狹縫66沿第1方向D1 延伸且於第1方向D1 上並排。複數個虛設電極54包含與任一狹縫66於第2方向D2 交錯而配置之第1組之虛設電極54a。又，複數個虛設電極54包含與於第1方向D1 上相鄰之狹縫66之間之部分於第2方向D2 交錯而配置之第2組之虛設電極54b。
狹縫66之第1方向D1 之長度Ls與虛設電極54之第1方向D1 之長度Ld之差為長度Ld之±15%以內。檢測電極38於在第1方向D1 上相鄰之狹 縫66之間具有之部分之第1方向D1 之長度Le與虛設電極54之長度Ld之差為長度Ld之±15%以內。狹縫66之第2方向D2 之寬度Ws與於第2方向D2 上相鄰之1個虛設電極54及1個檢測電極38之間隔Dde之差為間隔Dde之±15%以內。狹縫66之第2方向D2 之寬度Ws與於第2方向D2 上相鄰之虛設電極54之間隔Ddd之差為間隔Ddd之±15%以內。藉由狹縫66將檢測電極38於第2方向D2 上分割而構成之2條以上之部分之各自之第2方向D2 之寬度We與虛設電極54之第2方向D2 之寬度Wd之差為寬度Wd之±15%以內。
根據本實施形態，因虛設電極54為上述形狀及排列，故外觀變得良好。又，檢測電極38藉由形成狹縫66而可實現視覺上之細分化，且因未切斷故可抑制電阻上升。又，因與用以將檢測電極38細分化之狹縫66之寬度對應地空出虛設電極54與檢測電極38之間隔，故可使檢測靈敏度良好。
圖5係表示變化例之檢測電極及虛設電極之詳細情況之俯視圖。 於該例中，複數個狹縫166於第2方向D2 上以2條以上之狹縫166並排之方式以複數行排列。藉由在第2方向D2 上n個(2≦n)並排之狹縫166，而檢測電極138於第2方向D2 上被分割成n+1個部分。分割部分於第2方向D2 上分別成為相同之寬度。
於本變化例中，藉由複數個狹縫166將檢測電極138於第2方向D2 上分割而構成之3個以上之部分之各自之第2方向D2 之寬度We與虛設電極154之第2方向D2 之寬度Wd之差為寬度Wd之±15%以內。其他構成係符合上述實施形態中說明之內容。
本發明並不由上述實施形態限定而可進行各種變形。例如，實施形態中說明之構成可以實質上相同之構成、發揮相同之作用效果之構成或可達成相同之目的之構成置換。
38‧‧‧檢測電極
54‧‧‧虛設電極
54a‧‧‧虛設電極
54b‧‧‧虛設電極
66‧‧‧狹縫
D1 ‧‧‧第1方向
D2 ‧‧‧第2方向
Dde‧‧‧間隔
Ddd‧‧‧間隔
Le‧‧‧長度
Ld‧‧‧長度
Ls‧‧‧長度
We‧‧‧寬度
Wd‧‧‧寬度
Ws‧‧‧寬度

Claims (4)

  1. 一種內建觸控面板型顯示裝置，其特徵在於包含：第1基板；第2基板；液晶材料，其係配置於上述第1基板與上述第2基板之間；複數個像素電極，其等配置於上述第1基板及上述第2基板之間；複數個共用電極，其等配置於上述第1基板及上述第2基板之間；複數個檢測電極，其等分別於第1方向延伸，且以於與上述第1方向正交之第2方向上相鄰者彼此隔著間隔而並排之方式配置於上述第1基板上；及複數個虛設電極，其等於在上述第2方向上相鄰之上述檢測電極之間，與上述相鄰之檢測電極隔著間隔，而以於上述第1方向上相鄰者彼此隔著間隔而並排至少一行之方式配置於上述第1基板上；且利用上述複數個像素電極及上述複數個共用電極之間產生之電場來控制上述液晶材料，藉而顯示圖像，根據遮擋於任一上述檢測電極及任一上述共用電極之間所形成之電場之物質之有無所造成之靜電電容之差，而檢測有無觸控，各個上述檢測電極具有至少一行於上述第1方向上於相鄰之彼此之間空出間隔而並排之複數個狹縫，各個上述狹縫之上述第1方向之長度Ls與各個上述虛設電極之上述第1方向之長度Ld之差，為上述長度Ld之±15%以內， 各個上述檢測電極於在上述第1方向上相鄰之上述狹縫之間所具有之部分之上述第1方向之長度Le與各個上述虛設電極之上述長度Ld之差，為上述長度Ld之±15%以內，各個上述狹縫之上述第2方向之寬度Ws與於上述第2方向上相鄰之1個上述虛設電極及1個上述檢測電極之間隔Dde之差，為上述間隔Dde之±15%以內，藉由上述複數個狹縫而自各個上述檢測電極於上述第2方向上分割出之2個以上之部分之各自之上述第2方向之寬度We與各個上述虛設電極之上述第2方向之寬度Wd之差，為上述寬度Wd之±15%以內。
  2. 如請求項1之內建觸控面板型顯示裝置，其中上述複數個虛設電極係於上述第2方向上以相鄰之行並排之方式排列複數行，各個上述狹縫之上述第2方向之上述寬度Ws與於上述第2方向上相鄰之上述虛設電極之間隔Ddd之差為上述間隔Ddd之±15%以內。
  3. 如請求項1之內建觸控面板型顯示裝置，其中上述複數個虛設電極包含：第1組之上述虛設電極，其與任一上述狹縫於上述第2方向錯開而配置；及第2組之上述虛設電極，其與於上述第1方向上相鄰之上述狹縫之間之上述部分於上述第2方向錯開而配置。
  4. 如請求項1至3中任一項之內建觸控面板型顯示裝置，其中上述複數個狹縫係於上述第2方向上以2條以上之上述狹縫並排之方式排列複數行。
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