TWI536235B - Built-in touch panel display device - Google Patents

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TWI536235B
TWI536235B TW103104783A TW103104783A TWI536235B TW I536235 B TWI536235 B TW I536235B TW 103104783 A TW103104783 A TW 103104783A TW 103104783 A TW103104783 A TW 103104783A TW I536235 B TWI536235 B TW I536235B
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Masanari Saitou
Koji Nagata
Shinji Sekiguchi
Tomohiko Ootani
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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。
近年來，於行動機器之普及過程中，支持對人而言較為簡易之圖形使用者介面之觸控面板技術變得重要。作為該觸控面板技術，已知有靜電電容耦合方式之觸控面板，一般之靜電電容耦合方式之觸控面板係設有於玻璃基板之表面施有導電塗層(透明導電膜)之觸控面板基板，藉由在此處以手指進行觸摸而實施位置檢測。而且，亦已知有如下之附觸控面板之液晶顯示面板：將上述觸控面板基板安裝於液晶顯示面板之表面，藉由以手指觸控顯示於液晶顯示面板之選單畫面，而實施對應於選單之動作(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-146895號公報
附觸控面板之顯示面板通常係於顯示圖像、文字資訊之顯示面板之顯示區域面上重疊觸控面板而使用，但先前之附觸控面板之顯示面板係將觸控面板與顯示面板各者分別製造，並重疊組合而製成最終製品。因此，先前之附觸控面板之顯示面板由於必須將分別製造之觸控面板與顯示面板堆疊，故而存在附觸控面板之顯示面板變厚之問 題。
本發明之目的在於提供一種藉由內建觸控面板而可較先前更薄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括：第1基板；第2基板；複數個像素電極，其等形成於上述第1基板與上述第2基板之間；複數個共用電極，其等形成於上述第1基板與上述第2基板之間；及複數個檢測電極，其等形成於上述第1基板；藉由利用產生於上述複數個像素電極與上述複數個共用電極之間的電場之光的控制而顯示圖像；根據由有無遮蔽形成於任一上述檢測電極與任一上述共用電極之間之電場的物質所引起之靜電電容之差，檢測有無觸控；且各個上述檢測電極包含貫通孔。根據本發明，由於內建觸控面板，故而變得較先前之附觸控面板之顯示裝置更薄。又，檢測電極由於包含貫通孔，故而邊緣變多。因此，形成於檢測電極與共用電極之對向區域之電場減少，自兩者之外側繞入之邊緣電場增加。於檢測有無觸控時使用邊緣電場。因此，藉由邊緣電場增加，而可提高檢測靈敏度。
(2)如(1)之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：於上述貫通孔之內側包含電性浮動狀態之焊墊部。
(3)如(1)或(2)之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：上述複數個檢測電極係隔開相鄰彼此之間隔而排列，於上述檢測電極之相鄰彼此之間包含電性浮動狀態之虛設電極，上述虛設電極包含虛設貫通孔。
(4)如(3)之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：於上述虛設貫通孔之內側包含電性浮動狀態之虛設焊墊部。
(5)如(1)至(4)中任一項之內建觸控面板型顯示裝置，其特徵亦可在於：上述複數個共用電極係於橫方向延伸且相鄰彼此於縱方向排 列，上述複數個檢測電極係於上述縱方向延伸且相鄰彼此於上述橫方向排列。
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
38a‧‧‧貫通孔
40‧‧‧手指
42‧‧‧觸控面板
44‧‧‧黏著層
46‧‧‧前面板
48‧‧‧可撓性配線基板
50‧‧‧積體電路晶片
52‧‧‧可撓性配線基板
54‧‧‧虛設電極
54a‧‧‧虛設貫通孔
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
138‧‧‧檢測電極
138a‧‧‧貫通孔
166‧‧‧焊墊部
254‧‧‧虛設電極
254a‧‧‧虛設貫通孔
266‧‧‧虛設焊墊部
338‧‧‧檢測電極
338a‧‧‧貫通孔
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的主要部分之分解立體圖。
圖3係表示用以於顯示面板顯示圖像之電路之圖。
圖4係表示檢測電極之詳情之俯視圖。
圖5係表示形成於檢測電極與共用電極之間之電場之圖。
圖6係用以說明檢測有無觸控之作用之圖。
圖7係關於由有無觸控所引起之電容之變化將實施例與先前例進行比較之圖。
圖8係表示本實施形態之變化例1之圖。
圖9係表示本實施形態之變化例2之圖。
圖10係表示本實施形態之變化例3之圖。
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。以下之說明為將本發明應用於液晶顯示裝置之例，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與第2基板12之間配置有液晶材料14。於第1基板10與第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。
第1基板10包含透光性材料(例如玻璃)。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由於形成有薄膜電晶體18(Thin Film Transistor)，故而亦被稱為TFT基板。薄膜電晶體18包含多晶矽等之半導體膜20、覆蓋半導體膜20之閘極絕緣膜22、介隔閘極絕緣膜22而配置於半導體膜20之上方之閘極電極24、貫通閘極絕緣膜22而與半導體膜20電性連接之源極電極26及汲極電極28。
源極電極26及汲極電極28之一者與像素電極30電性連接。又，介隔絕緣膜32而於與像素電極30不同之層位置形成有共用電極34。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)，但亦可為上下相反之配置。
由以上之零件而構成液晶顯示面板36。藉由利用產生於複數個像素電極30與複數個共用電極34之間的電場之光的控制而顯示圖像。本實施形態中，藉由形成於像素電極30與共用電極34之間之電場而驅動液晶材料14。由於像素電極30及共用電極34形成於第2基板12，故而形成於像素電極30與共用電極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。無論是何者之構成，均為像素電極30及共用電極34配置於第1基板10與第2基板12之間。
內建觸控面板型顯示裝置包含形成於第1基板10之檢測電極38。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係於橫方向延伸且相鄰彼此於縱方向排列。
根據由有無遮蔽形成於檢測電極38與共用電極34之間之電場的物質所引起之靜電電容之差，檢測有無觸控。詳細而言，對檢測電極38與共用電極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)。根據由有無遮蔽形成於檢測電極38 與共用電極34之間之電場的物質(例如手指40)所引起之靜電電容之差，檢測有無觸控。即，藉由第1基板10、檢測電極38及共用電極34而構成觸控面板42。於觸控面板42中，經由黏著層44而貼附前面板46進行加強。
根據本實施形態，由於內建觸控面板42，故而可使裝置變得較先前更薄。又，由於液晶顯示面板36及觸控面板42共有第1基板10，故而無需應對兩者之重合偏移。
第1基板10具有長方形之平面形狀，複數個檢測電極38於沿長邊之縱方向延伸。於第1基板10，安裝有可撓性配線基板48以將檢測電極38與外部電性連接。於第2基板12，搭載有內建液晶之驅動電路之積體電路晶片50，且安裝有可撓性配線基板52以與外部進行電性連接。
圖3係表示用以於液晶顯示面板36顯示圖像之電路之圖。於圖像顯示區域56形成有像素電極30。由於藉由複數個像素電極30而形成像素，故而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形成有共用電極34。共用電極34被設定為基準電極(例如GND)，對像素電極30施加對應於像素之亮度之電壓。藉由利用產生於像素電極30與共用電極34之間的電場之光的控制(例如液晶材料14之驅動)而顯示圖像。
共用電極34與共用配線58電性連接，像素電極30與信號線60電性連接。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中所示之薄膜電晶體18)，而可進行像素電極30與信號線60之電性導通及阻斷。開關元件62與自未圖示之掃描電極引出之掃描線64連接，且藉由輸入至掃描線64之掃描信號而驅動(開/關)。
圖4係表示檢測電極38之詳情之俯視圖。複數個檢測電極38係於縱方向延伸且相鄰彼此於橫方向排列。再者，以虛線所示之複數個共 用電極34係於橫方向延伸且相鄰彼此於縱方向排列。複數個檢測電極38係隔開相鄰彼此之間隔而排列。藉由隔開間隔，而可增大邊緣電場。檢測電極38包含貫通孔38a。檢測電極38係由例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等之可見光之透過率較高之導電材料形成，若膜厚變厚則易於自外部被視認。因此，藉由在檢測電極38形成貫通孔38a，而不易視認檢測電極38，易於觀察到圖像。
於檢測電極38之相鄰彼此之間配置有虛設電極54。於檢測電極38與虛設電極54之間空開間隙。圖4之例中，於檢測電極38之相鄰彼此之間，在其間隔方向相互隔開間隔而排列有複數個虛設電極54。 又，於檢測電極38延伸之方向(縱方向)，亦隔開間隔而排列有複數個虛設電極54。虛設電極54由與檢測電極38相同之材料形成。藉由將虛設電極54配置於檢測電極38之間，亦可變得不易視認檢測電極38，藉此可容易地觀察到圖像。
虛設電極54為電性浮動狀態。即，虛設電極54不與GND等基準電位連接，亦不與檢測電極38或其他配線連接。但，視需要亦可將虛設電極54與GND等基準電位連接。複數個虛設電極54係隔開相鄰彼此之間隔而排列。虛設電極54包含虛設貫通孔54a。藉由配置虛設電極54，不存在導電體之區域變窄，故邊緣電場變小，但由於形成虛設貫通孔54a，故而邊緣電場之減少量較少。又，藉由形成虛設貫通孔54a，而變得不易視認虛設電極54，易於觀察到圖像。
圖5係表示形成於檢測電極38與共用電極34之間之電場之圖。於檢測電極38與共用電極34之對向區域(對向面之間)，如電力線所示般產生電場(普通電場)。又，避開檢測電極38與共用電極34之對向區域，如電力線所示般產生邊緣電場。邊緣電場大多分佈於檢測電極38之邊緣與共用電極34之間。檢測電極38由於包含貫通孔38a，故而邊緣變多。因此，形成於檢測電極38與共用電極34之對向區域之普通電 場減少，而自兩者之外側繞入之邊緣電場增加。
圖6係用以說明檢測有無觸控之作用之圖。於檢測有無觸控時使用邊緣電場。例如，若有以手指進行之觸控，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，因此，藉由檢測其減少(電容差)而可檢測有無觸控。
本實施形態中，如上所述般於檢測電極38形成有貫通孔38a，因此邊緣電場增加。若有觸控，則增加之邊緣電場被遮蔽，故電容大幅減少。因此，可提高觸控之檢測靈敏度。
圖7係針對由有無觸控所引起之電容之變化，將實施例與先前例進行比較之圖。於T1至T2之期間有觸控，將電容之變化示於曲線圖。 與先前例相比，實施例中可知由有無觸控所引起之電容之變化(電容差)較大。實施例中，例如以如下方式設計電路：於檢測到電容小於C1時判斷有觸控，檢測到電容大於C2則判斷無觸控。藉由對C1與C2設置差而防止誤動作，將該差設為越大則越不易發生誤動作。實施例中，因由有無觸控所引起之電容之變化(電容差)較大，故可將C1與C2之差設為較大。藉此，可防止錯誤識別有無觸控之誤動作。
圖8係表示本實施形態之變化例1之圖。該例中，檢測電極138於貫通孔138a之內側包含電性浮動狀態之焊墊部166。藉由設置焊墊部166，而可變得不易視認貫通孔138a，藉此可容易地觀察到圖像。
圖9係表示本實施形態之變化例2之圖。該例中，虛設電極254於虛設貫通孔254a之內側包含電性浮動狀態之虛設焊墊部266。藉由設置虛設焊墊部266，而可變得不易視認虛設貫通孔254a，藉此可容易地觀察到圖像。
圖10係表示本實施形態之變化例3之圖。該例中，去除虛設電極，將檢測電極338之相鄰彼此之間隔變窄。由於使檢測電極338之間隔變窄，故而可增大檢測電極338之寬度使其低電阻化。又，由於間 隔較窄，故而變得不易視認檢測電極338，藉此變得容易觀察到圖像。再者，藉由使檢測電極338之相鄰彼此之間隔變窄，電力線通過之區域變窄，因此即使通過檢測電極338之相鄰彼此之間的邊緣電場變弱，即便如此亦可藉由形成貫通孔338a而增加邊緣電場。
本發明並不限定於上述實施形態，而可進行各種變化。例如，實施形態中所說明之構成可由實質上相同之構成、發揮相同作用效果之構成或可達成相同目的之構成替換。
34‧‧‧共用電極
38‧‧‧檢測電極
38a‧‧‧貫通孔
54‧‧‧虛設電極
54a‧‧‧虛設貫通孔

Claims (5)

  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；複數個像素電極，其等形成於上述第1基板與上述第2基板之間；複數個共用電極，其等形成於上述第1基板與上述第2基板之間；及複數個檢測電極，其等形成於上述第1基板；其中上述複數個共用電極之相鄰的2個共用電極係隔開間隔而形成；藉由利用產生於上述複數個像素電極與上述複數個共用電極之間的電場之光的控制而顯示圖像；根據由有無遮蔽形成於任一上述檢測電極與任一上述共用電極之間之電場的物質所引起之靜電電容之差，檢測有無觸控；各個上述檢測電極係於與上述共用電極重疊之位置，包含貫通孔；且上述貫通孔不重疊於上述相鄰的2個共用電極之間的區域。
  2. 如請求項1之內建觸控面板型顯示裝置，其中於上述貫通孔之內側包含電性浮動狀態之焊墊部。
  3. 如請求項1之內建觸控面板型顯示裝置，其中上述複數個檢測電極係隔開相鄰彼此之間隔而排列，於上述檢測電極之相鄰彼此之間包含電性浮動狀態之虛設電極， 上述虛設電極包含虛設貫通孔。
  4. 如請求項3之內建觸控面板型顯示裝置，其中於上述虛設貫通孔之內側包含電性浮動狀態之虛設焊墊部。
  5. 如請求項1至4中任一項之內建觸控面板型顯示裝置，其中上述複數個共用電極係於橫方向延伸且相鄰彼此於縱方向排列，上述複數個檢測電極係於上述縱方向延伸且相鄰彼此於上述橫方向排列。
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