TWI559190B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種觸控顯示裝置。

近年來，隨著資訊技術的快速發展，為達到更便利、更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控顯示裝置作為輸入裝置。一般而言，以觸控感測結構的位置來區分，觸控顯示裝置可分為顯示面板外(out-cell)、顯示面板上(on cell)及顯示面板內(in-cell)。

以顯示面板內(in-cell)的觸控顯示裝置為例，其包括顯示面板以及設置在顯示面板內的觸控感測結構。詳言之，顯示面板包括第一基板、相對於第一基板的第二基板、位於第一、二基板之間的顯示介質、位於第一基板與顯示介質之間的畫素陣列以及位於第一、二基板之間的共用電極，而觸控感測結構是位於第一基板與顯示介質之間或第二基板與顯示介質之間。在習知技術中，製造者是利用顯示面板以外的製程來製作觸控感測結構，因 而使觸控顯示裝置的成本不易降低。此外，當顯示面板的畫素陣列與觸控感測結構均設置在第一基板上且顯示面板的共用電極設置在第二基板上時，共用電極層會屏蔽觸控感測結構的訊號，而使觸控顯示裝置的觸控感測效果不佳。

本發明提供一種觸控顯示裝置，其製造成本低。

本發明提供一種觸控顯示裝置，包括第一基板、位於第一基板上的感應電極層、覆蓋感應電極層的第一鈍化層、位於第一鈍化層上的多個橋接圖案、位於第一鈍化層上的畫素陣列、相對於第一基板的第二基板以及位於第一基板與第二基板之間的顯示介質。感應電極層包括多個第一感應電極圖案以及多個第二感應電極圖案。每一橋接圖案電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案並且跨越對應的一個第一感應電極圖案。畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、與掃描線及資料線電性連接的多個主動元件以及多個畫素電極。每一主動元件具有閘極、閘絕緣層、汲極與源極。每一畫素電極與對應的主動元件電性連接。閘極與橋接圖案為同一膜層所形成。

本發明提供另一種觸控顯示裝置，包括第一基板、位於第一基板上的多條掃描線以及多條資料線、位於第一基板上且與掃描線以及資料線電性連接的多個主動元件、與主動元件電性連接的多個畫素電極以及多條共用電極線。第一基板具有多個第一 感應電極串列區以及多個第二感應電極串列區。部分的資料線位於第一感應電極串列區中。部分的共用電極線位於第二感應電極串列區中。每一主動元件具有閘極、第一閘絕緣層、第二閘絕緣層、汲極以及源極。第一閘絕緣層位於閘極以及共用電極線之間。第二基板位於第一基板的對向。顯示介質位於第一基板與第二基板之間。

本發明提供一種觸控顯示裝置的驅動方法包括下列步驟：提供具有多條掃描線、多條資料線以及多條共用電極線的觸控顯示裝置；在一顯示時序區間中，提供閘極驅動訊號予掃描線且提供源極驅動訊號予資料線，且提供共用電壓予共用電極線；在一觸控時序區間中，提供第一觸控驅動訊號予位於多個第一感應電極串列區內的資料線，且提供第二觸控驅動訊號予位於多個第二感應電極串列區內的共用電極線。

基於上述，在本發明一實施例的觸控顯示裝置中，觸控感測結構的橋接圖案與畫素陣列的閘極為同一膜層所形成。在本發明另一實施例的觸控顯示裝置中，部份資料線以及部份共用電極線是作為觸控感測結構使用。藉此，觸控感測結構的製程可與畫素陣列的製程整合在一起，進而以更短的時間及材料成本製作出性能優良的觸控顯示裝置。

為讓本發明的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。

100、100’、200、200’‧‧‧觸控畫素基板

110、210‧‧‧第一基板

120‧‧‧感應電極層

122‧‧‧第一感應電極圖案

124‧‧‧第二感應電極圖案

130‧‧‧第一鈍化層

130a、144a、230a、BPa‧‧‧接觸窗

140‧‧‧畫素單元

142、220‧‧‧畫素電極

144、230‧‧‧平坦層

150、150’‧‧‧橋接圖案

160、240‧‧‧第二基板

170、250‧‧‧顯示介質

180、260‧‧‧共用電極

190、270‧‧‧光源模組

192、280‧‧‧彩色濾光層

194、290‧‧‧上偏光板

196、292‧‧‧下偏光板

210a‧‧‧第一感應電極串列區

210b‧‧‧第二感應電極串列區

1000、1000’、2000、2000’‧‧‧觸控顯示裝置

A-A’、B-B’、C-C’、D-D’‧‧‧剖線

BP‧‧‧第二鈍化層

CL、CL_y~CL_y+2n+m‧‧‧共用電極線

CH、CH’‧‧‧通道

DL、DL_x~DL_x+2a+b‧‧‧資料線

D、D’‧‧‧汲極

DP‧‧‧主體部份

G、G’‧‧‧閘極

GIa‧‧‧接觸窗

GI、GI’‧‧‧閘絕緣層

M‧‧‧畫素陣列

R1~R4‧‧‧局部

RX1、RX2‧‧‧第一感應電極串列

SL、SL_y~SL_y+2n‧‧‧掃描線

S_y‧‧‧第一感應電極串列

S_x‧‧‧第二感應電極串列

S、S’‧‧‧源極

TX1、TXr、TXr+1、TX2r‧‧‧第二感應電極串列

T、T’‧‧‧主動元件

T_P1、T_P2‧‧‧觸控時序區間

T_D1、T_D2‧‧‧顯示時序區間

TP‧‧‧觸控感測結構

U‧‧‧使用者

V_DL‧‧‧源極驅動訊號

V_RX‧‧‧第一觸控訊號

V_sly~V_sly+2‧‧‧閘極驅動訊號

x、y‧‧‧方向

圖1為本發明第一實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。

圖2為圖1之觸控畫素基板的局部R1的放大示意圖。

圖3為根據圖2之剖線A-A’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。

圖4為本發明第一實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。

圖5為本發明第二實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。

圖6為圖5之觸控畫素基板的局部R2的放大示意圖。

圖7為根據圖6之剖線B-B’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。

圖8為本發明第二實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。

圖9為本發明第三實施例之觸控畫素基板的等效電路上視示意圖。

圖10為對應圖9之觸控畫素基板局部R3的放大示意圖。

圖11為根據圖10之剖線C-C’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。

圖12為本發明第三實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。

圖13為輸入至掃描線SL_y~SL_y+2n、共用電極線CL_y~CL_y+2n及資料線DL_x~DL_x+2a+b的驅動電壓時序圖。

圖14為本發明第四實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。

圖15為對應圖14之觸控畫素基板局部R4的放大示意圖。

圖16為根據圖15之剖線D-D’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。

圖17為本發明第四實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。

圖1為本發明第一實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。圖2為圖1之觸控畫素基板的局部R1的放大示意圖。圖3為根據圖2之剖線A-A’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。請參照圖1、圖2及圖3，觸控畫素基板100包括第一基板110、位於第一基板110上的感應電極層120、覆蓋感應電極層120的第一鈍化層130(標示於圖3)以及位於第一鈍化層130上且具有多個畫素單元140的畫素陣列M(標示於圖1)。在本實施例中，第一基板110的材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是其它可適用的材料。第一鈍化層130的材料可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料、其它合適的材料、或上述材料的組合。

如圖1所示，畫素陣列M包括陣列排列的多個畫素單元140。如圖2所示，每一畫素單元140包括至少一條掃描線SL、至少一條資料線DL、至少一個主動元件T以及至少一個畫素電極142。在本實施例中，是以包括一條掃描線SL、一條資料線DL、一個主動元件T以及一個畫素電極142的畫素單元140為示例。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，每一畫素單元140之 掃描線、資料線、主動元件及畫素電極的數量均可視實際的需求做其他適當設計。在本實施例中，掃描線SL與資料線DL可選用金屬材料，但本發明不限於此，在其他實施例中，掃描線SL與資料線DL亦可以使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。

請參照圖2及圖3，每一主動元件T包括閘極G、與閘極G重疊的通道CH、設置在閘極G與通道CH之間的閘絕緣層GI以及分別與通道CH二側電性連接的源極S與汲極D。主動元件T的閘極G與掃描線SL電性連接。主動元件T的源極S與資料線DL電性連接。畫素電極142與主動元件T的汲極D電性連接。在本實施例中，閘極G與掃描線SL可選擇性地為同一膜層所形成；源極S與資料線DL可選擇性地為同一膜層所形成。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，閘極G與掃描線SL之間的膜層關係及/或源極S與資料線DL之間的膜層關係可視實際的需求做其他適當設計。畫素電極142的材質可包括透明導電層。透明導電層的材質可選用金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。

如圖3所示，在本實施例中，閘極G可選擇性地較源極S與汲極D靠近第一基板110。換言之，本實施例的主動元件T為底部閘極(bottom gate)型薄膜電晶體。然而，本發明不限於此， 在其他實施例中，主動元件T亦可為頂部閘極(top gate)型薄膜電晶體或其他適當形式的元件，以下將於後續段落中舉例說明。

請參照圖3，畫素單元140更包括覆蓋主動元件T的平坦層144。平坦層144具有接觸窗144a。畫素電極142位於平坦層144上。畫素電極142透過接觸窗144a與主動元件T的汲極D電性連接。平坦層144的材料可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料、或其它合適的材料、或上述之組合。在本實施例中，畫素單元140可選擇性地包括第二鈍化層BP。第二鈍化層BP覆蓋主動元件T，而平坦層144覆蓋第二鈍化層BP。第二鈍化層BP具有接觸窗BPa。接觸窗BPa與平坦層144之接觸窗144a連通。畫素電極142填入接觸窗144a及接觸窗BPa，而與主動元件T的汲極D電性連接。第二鈍化層BP的材料可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料、或其它合適的材料、或上述之組合。

請參照圖1，感應電極層120包括多個第一感應電極圖案122及多個第二感應電極圖案124。在本實施例中，第一感應電極圖案122可選擇性地為沿著方向y延伸的長條狀導電圖案。第二感應電極圖案124可選擇性地為塊狀導電圖案。多個第二感應電極圖案124沿著y方向排成一行。相鄰的二個第一感應電極圖案122之間可設有一行第二感應電極圖案124。多個畫素單元140排成多行與多列。每一第一感應電極圖案122以及每一第二感應電 極圖案124涵蓋多行與多列的畫素單元140。舉例而言，在圖1的實施例中，每一第一感應電極圖案122涵蓋4列的畫素單元140，而每一第二感應電極圖案124涵蓋12個畫素單元140。需說明的是，圖1所示之第一、二感應電極圖案122、124的形狀、第一、二感應電極圖案122、124之間的相對位置以及每一第一、二感應電極圖案122、124所涵蓋的畫素單元140數量是用以舉例說明本發明而非用以限制本發明，在其他實施例中，第一、二感應電極圖案122、124的形狀、第一、二感應電極圖案122、124之間的相對位置以及每一第一、二感應電極圖案122、124所涵蓋的畫素單元140數量均可視實際需求而做其他適當設計。舉例而言，可先根據所欲達成的顯示區大小及顯示解析度決定畫素單元140的數量及每一畫素單元140的面積，然後再依照所欲達成的觸控解析度決定每一第一、二感應電極圖案122、124所涵蓋的畫素單元140數量及第一、二感應電極圖案122、124之間的相對位置。

在本實施例中，第一、二感應電極圖案122、124的材質可選用透明導電材料，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，若第一、二感應電極圖案122、124內部設有多個透光孔，而使第一、二感應電極圖案122、124具有足夠透光率時，第一、二感應電極圖案122、124亦可選用擋光導電材料，例如：金屬等。

請參照圖1、圖2及圖3，觸控畫素基板100包括位於第 一鈍化層130(標示於圖3)上的橋接圖案150。如圖1所示，每一橋接圖案150跨越對應的一個第一感應電極圖案122，以電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案124。詳言之，第一鈍化層130具有接觸窗130a。相鄰的第二感應電極圖案124透過接觸窗130a與橋接圖案150電性連接。第一感應電極圖案122為第一感應電極串列S_y。多個第二感應電極圖案124以及串接這些第二感應電極圖案124的多個橋接圖案150為第二感應電極串列S_x。第一感應電極串列S_y的延伸方向y與第二感應電極串列S_x的延伸方向x可不相同。第一、二感應電極串列S_y、S_x其中之一用以發射訊號，而第一、二感應電極串列S_y、S_x之另一用以接收訊號。第一、二感應電極串列S_y、S_x構成一觸控感測結構TP(標示於圖1)，以定位出使用者的觸碰位置。

值得注意的是，如圖3所示，橋接圖案150與閘極G為同一膜層所形成。在本實施例中，橋接圖案150以及閘極G係位於閘絕緣層GI與第一鈍化層130之間。由於橋接圖案150與閘極G為同一膜層所形成，因此，觸控感測結構TP(標示於圖1)的製程可與畫素陣列M(標示於圖1)的製程整合在一起，進而以更短的時間及材料成本製作出性能優良的觸控顯示裝置。

請參照圖2及圖3，本實施例的畫素單元140更包括共用電極線CL。共用電極線CL位於畫素電極142下方，以與畫素電極142形成一儲存電容。在本實施例中，共用電極線CL可選擇性地與閘極G為同一膜層所形成。換言之，共用電極線CL可選擇 性地與橋接圖案150為同一膜層。更進一步地說，如圖1及圖2所示，與相鄰二第二感應電極圖案124重疊且跨越對應一個第一感應電極圖案122的部份共用電極線CL可做為電性連接相鄰二個第二感應電極圖案124的橋接圖案150。藉此，用以形成閘極G的光罩便可沿用既有光罩的圖案設計，而不需為了製作觸控感測結構TP的橋接圖案150重新製作用以另一塊光罩。藉此，採用觸控畫素基板100之觸控顯示裝置的成本可更進一步地降低。需說明的是，在本實施例中，雖然是以部份共用電極線CL做為觸控感測結構TP的橋接圖案150，但本發明並不限制於此，在其他實施例中，畫素單元的共用電極線與橋接圖案亦可設計為彼此分離且電性獨立的二導電圖案。

圖4為本發明第一實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖4，觸控顯示裝置1000包括觸控畫素基板100、相對於觸控畫素基板100的第二基板160以及位於觸控畫素基板100與第二基板160之間的顯示介質170。在本實施例中，第二基板160的材質可為透光材料(例如：玻璃、石英、有機聚合物、或是其它可適用的材料)。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第二基板160的材質亦可為不透光/反光材料(例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是透光材料與不透光材料的組合。在本實施例中，顯示介質170例如為液晶，但本發明不限於此，在其他實施例中，顯示介質亦可為有機電致發光層、電泳顯示介質層、或其他適當形式的構件。

本實施例的觸控顯示裝置1000可包括共用電極180。在本實施例中，共用電極180可選擇性地配置於顯示介質170與第二基板160之間。換言之，觸控顯示裝置1000的主體部份DP可為『畫素電極142與共用電極180分別設置在不同基板上』的形式，例如：扭轉向列(Twisted Nematic，TN)、垂直排列(Vertical Alignment，VA)或光學補償彎曲型(Optically Compensatory Bend，OCB)模式的液晶顯示單元。然而，本發明並不限制畫素電極142與共用電極180必需設置在不同的基板上，在其他實施例中，觸控顯示裝置的主體部份DP亦可呈現『畫素電極與共用電極設置在同一基板上』的形式，例如：邊緣電場切換(Fringe Field Switching，FFS)或共面切換(In-Plane Switching，IPS)模式的液晶顯示單元，或有機發光二極體顯示單元。

在本實施例中，由於顯示介質170是選用非自發光性材料(例如：液晶)，因而觸控顯示裝置1000可進一步地包括光源模組190。顯示介質170位於包括多個畫素電極142的畫素陣列M(標示於圖1)與光源模組190之間。光源模組190發出的光線可依序通過第二基板160、顯示介質170及第一基板110。換言之，由第一、二感應電極圖案122(標示於圖1)、124及橋接圖案150構成的觸控感測結構TP(標示於圖1)較共用電極180接近使用者U。如此一來，對使用者U而言，觸控感測結構TP便不會被共用電極180所屏蔽，而不易產生觸控感測效果不佳的問題。

在本實施例中，由於顯示介質170是選用無法自行發出 多種色光的材料(例如：液晶)，因此，若觸控顯示裝置1000欲顯示彩色畫面時，觸控顯示裝置1000可進一步地包括彩色濾光層192。在本實施例中，彩色濾光層192可選擇性地設置在顯示介質170與第二基板160之間。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，彩色濾光層亦可設置在第一基板110與顯示介質170之間，而與包括多個畫素電極142的畫素陣列M(標示於圖1)構成一彩色濾光層於畫素陣列上(color filter on array,COA)的結構。需說明的是，本發明並不限制觸控顯示裝置1000必需包括彩色濾光層192，在其他實施例中，若觸控顯示裝置不欲顯示彩色畫面，或觸控顯示裝置已選用可直接/或間接發出多種色光的顯示介質(例如：有機電致發光層/或彩色電泳顯示介質層)，則觸控顯示裝置可省略彩色濾光層192的設置。

觸控顯示裝置1000可進一步包括上偏光板194與下偏光板196。第一基板110可選擇性地位於上偏光板194與畫素電極142之間。第二基板160可選擇性地位於顯示介質170與下偏光片196之間。在本實施例中，上下偏光板194、196可選用圓偏振偏光板。值得一提的是，當上偏光板194選用圓偏振偏光板時，外界光線通過上偏光板194且被畫素單元140(標示於圖2)及/或觸控感測結構TP(標示於圖1)的反射後，不易再次通過上偏光板194而傳遞至使用者U眼中，進而可達到抗反光的作用。然而，本發明不限於此，當顯示介質170選用液晶或其他材料，而需設置上下偏光板194、196時，上下偏光板194、196的設置位置及 其偏振特性均可視實際的需求設計做其他適當設計。

圖5為本發明第二實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。圖6為圖5之觸控畫素基板的局部R2的放大示意圖。圖7為根據圖6之剖線B-B’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。請參照圖5、圖6及圖7，觸控畫素基板100’與觸控畫素基板100相似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控畫素基板100’與觸控畫素基板100主要差異在於：觸控畫素基板100’的主動元件T’與觸控畫素基板100的主動元件T不同，以下就此差異處做說明，二者相同之處請依圖5、圖6及圖7中的標號對應參照前述說明，於此便不再重述。

請參照圖5、圖6及圖7，觸控畫素基板100’包括第一基板110、位於第一基板110上的感應電極層120、覆蓋感應電極層120的第一鈍化層130(標示於圖7)、位於第一鈍化層130上且包括多個畫素單元140的畫素陣列M(標示於圖5)以及位於第一鈍化層130上的多個橋接圖案150’。如圖5所示，感應電極層120包括多個第一感應電極圖案122以及多個第二感應電極圖案124。每一橋接圖案150’電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案124並且跨越對應的一個第一感應電極圖案122。

如圖5所示，畫素陣列M包括排成陣列的多個畫素單元140。如圖6所示，每一畫素單元140包括至少一掃描線SL、至少一資料線DL、至少一主動元件T’以及至少一畫素電極142。每一主動元件T’包括閘極G’、與閘極G’重疊的通道CH’、 設置在閘極G’與通道CH’之間的閘絕緣層GI以及分別與通道CH’二側電性連接的源極S’與汲極D’。主動元件T’的閘極G’與掃描線SL電性連接。主動元件T’的源極S’與資料線DL電性連接。畫素電極142與主動元件T’的汲極D’電性連接。

如圖7所示，觸控畫素基板100’與觸控畫素基板100的差異在於：主動元件T’的源極S’與汲極D’較閘極G’靠近第一基板110。換言之，主動元件T’為一頂部閘極(top gate)型薄膜電晶體。閘極G’與橋接圖案150’為同一膜層所形成。請參照圖5、圖6及圖7，橋接圖案150’填入第一鈍化層130的接觸窗130a以及閘絕緣層GI的接觸窗GIa，以電性連接相鄰的二個第二感應電極圖案124。

圖8為本發明第二實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖8，觸控顯示裝置1000’與觸控顯示裝置1000相似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控顯示裝置1000’包括觸控畫素基板100’、相對於觸控畫素基板100’的第二基板160以及位於觸控畫素基板100’與第二基板160之間的顯示介質170。觸控顯示裝置1000’與觸控顯示裝置1000具有相似的功效及優點，於此便不再重述。

圖9為本發明第三實施例之觸控畫素基板的等效電路上視示意圖。圖10為對應圖9之觸控畫素基板局部R3的放大示意圖。圖11為根據圖10之剖線C-C’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。請參照圖9、圖10及圖11，觸控畫素基板200包括第一 基板210、位於第一基板210上的多條掃描線SL_y~SL_y+2n(標示於圖9)及多條資料線DL_x~DL_x+2a+b(標示於圖9)、位於第一基板210上且與多條掃描線SL_y~SL_y+2n以及多條資料線DL_x~DL_x+2a+b電性連接的多個主動元件T、位於第一基板210上且與多個主動元件T電性連接的多個畫素電極220以及多條共用電極線CL_y~CL_y+2n(標示於圖9)。如圖10及圖11所示，每一主動元件T可為具有源極S、閘極G、汲極D以及通道CH與的薄膜電晶體。通道CH與閘極G重疊。閘絕緣層GI設置在閘極G與通道CH之間。源極S與汲極D分別與通道CH二側電性連接。每一主動元件T的源極S與對應的資料線DL_x電性連接。每一主動元件T的閘極G與對應的掃描線SL_y電性連接。每一主動元件T的汲極D與對應的畫素電極220電性連接。具體而言，觸控畫素基板200更包括覆蓋主動元件T的平坦層230。平坦層230具有接觸窗230a。畫素電極220填入接觸窗230a而與畫素電極220電性連接。

如圖11所示，在本實施例中，閘極G可選擇性地較源極S與汲極D靠近第一基板210。換言之，本實施例的主動元件T為底部閘極(bottom gate)型薄膜電晶體。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，主動元件T亦可為頂部閘極(top gate)型薄膜電晶體或其他適當形式的元件。

如圖10及圖11所示，多條共用電極線CL_y位於多個畫素電極220下方。共用電極線CL_y與畫素電極220形成一儲存電容。在本實施例中，掃描線SL_y以及共用電極線CL_y可選擇性地 屬於同一膜層，但本發明不以此為限，在其他實施例中，掃描線與共用電極線亦可分屬於不同膜層，以下將於後續段落中配合其他圖示說明之。第一基板210、掃描線SL_y、資料線DL_x、畫素電極220、共用電極線CL_y可選用的材質以及主動元件T各構件可選用的材質，請參照前述說明，於此便不再重述。

請參照圖9，第一基板210具有多個第一感應電極串列區210a以及多個第二感應電極串列區210b。在本實施例中，第一感應電極串列區210a的延伸方向y與第二感應電極串列區210b的延伸方向x可不相同。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一感應電極串列區的延伸方向與第二感應電極串列區的延伸方向亦可相同。部分的資料線DL_x~DL_x+a、DL_x+a+b+1~DL_x+2a+b分別位於多個第一感應電極串列區210a中。位於多個第一感應電極串列區210a內的多條資料線DL_x~DL_x+a、DL_x+a+b+1~DL_x+2a+b是分別作為多個第一感應電極串列RX1、RX2。資料線DL_x代表第x條資料線，x為大於或等於1的正整數。每一第一感應電極串列RX1、RX2包括(a+1)條資料線，a為0、大於或等於1的正整數。相鄰二第一感應電極串列RX1、RX2之間設置有b條資料線，b為0、大於或等於1的正整數。

部分的共用電極線CL_y~CL_y+n、CL_y+n+1~CL_y+2n分別位於多個第二感應電極串列區210b中。位於多個第二感應電極串列區210b內的多條共用電極線CL_y~CL_y+n、CL_y+n+1~CL_y+2n分別作為多個第二感應電極串列TX1、TXr。另外，分別位於多個第二感應電 極串列區210b內的多條共用電極線CL分別作為多個第二感應電極串列TXr+1、TX2r。第二感應電極串列TXr代表第r個第二感應電極串列，r為大於或等於1的正整數。共用電極線CL_y代表第y條共用電極線，掃描線SL_y代表第y條掃描線，y為大於或等於1的正整數。每一第二感應電極串列TX1、TXr、TXr+1、TXr+2包括(n+1)條共用電極線，n為0、大於或等於1的正整數。第二感應電極串列TX1、TXr之間設置有m條共用電極線，m為0、大於或等於1的正整數。在圖9的實施例中，a、b、n、m、r是以4、4、5、0、2為示例，然而，本發明不限於此，a、b、n、m及r的值均可視實際的需求(例如：與所欲達成的顯示解析度與觸控解析度)而定。

圖12為本發明第三實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖12，觸控顯示裝置2000包括觸控畫素基板200、相對於觸控畫素基板200的第二基板240以及位於觸控畫素基板200與第二基板240之間的顯示介質250。在本實施例中，觸控顯示裝置2000可進一步包括共用電極260。共用電極260可選擇性地配置於顯示介質250與第二基板240之間。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，共用電極亦可設置在顯示介質250與第一基板210之間或其他適當位置。第二基板240、顯示介質250及共用電極260可選用的材質請對應地參照前述說明，於此便不再重述。

在本實施例中，顯示介質250是選用非自發光性材料(例如：液晶)，而觸控顯示裝置2000可進一步地包括光源模組270。 顯示介質250位於畫素電極220與光源模組270之間。光源模組270發出的光線可依序通過第二基板240、顯示介質250及第一基板210。換言之，由多個第一感應電極串列RX1、RX2(標示於圖9)及多個第二感應電極串列TX1、TXr、TXr+1、TX2r(標示於圖9)組成的觸控感測結構TP(標示於圖9)較共用電極260接近使用者U。如此一來，對使用者U而言，觸控感測結構TP便不會被共用電極260所屏蔽，而不易產生觸控感測效果不佳的問題。

在本實施例中，由於顯示介質250是選用無法自行發出多種色光的材料(例如：液晶)，因此，若觸控顯示裝置2000欲顯示彩色畫面時，觸控顯示裝置2000可進一步地包括彩色濾光層280。在本實施例中，彩色濾光層280可設置在顯示介質250與第二基板240之間。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，彩色濾光層亦可設置在第一基板210與顯示介質250之間，而與畫素電極220、主動元件T等構件形成一彩色濾光層於畫素陣列上的結構。需說明的是，本發明並不限制觸控顯示裝置2000必需包括彩色濾光層280，在其他實施例中，若觸控顯示裝置不欲顯示彩色畫面，或觸控顯示裝置已選用可直接/或間接發出多種色光的顯示介質(例如：有機電致發光層/或彩色電泳顯示介質層)，則觸控顯示裝置可省略彩色濾光層280的設置。

本實施例的觸控顯示裝置2000可包括上偏光板290與下偏光292。第一基板210位於上偏光板290與畫素電極220之間。第二基板240位於顯示介質250與下偏光片292之間。在本實施 例中，上下偏光板290、292可採用圓偏振偏光板。然而，本發明不限於此，當顯示介質250選用液晶或其他材料，而需設置上下偏光板290、292時，上下偏光板290、292的設置位置及其偏振特性均可視實際的需求設計做其他適當設計。

圖13為輸入至掃描線SL_y~SL_y+2n、共用電極線CL、CL_y~CL_y+2n及資料線DL_x~DL_x+2a+b的驅動電壓時序圖。以下配合圖9與圖13說明圖12之觸控顯示裝置2000的驅動方法。請參照圖9及圖13，觸控顯示裝置2000更包括位於第一基板210上且與資料線DL_x~DL_x+2a+b電性連接的第一驅動裝置294以及位於第一基板210上且與掃描線SL_y~SL_y+2n及共用電極線CL、CL_y~CL_y+2n電性連接的第二驅動裝置296。第一驅動裝置294提供源極驅動訊號V_DL分別至資料線DL_x~DL_x+2a+b，並提供第一觸控訊號V_RX至第一感應電極串列RX1、RX2。第二驅動裝置296提供閘極驅動訊號V_sly~V_sly+2n分別至掃描線SL_y~SL_y+2n，並提供第二觸控訊號V_TX至第二感應電極串列TX1~TXr、TXr+1~TX2r。

在顯示時序區間T_D1、T_D2中，第二驅動裝置296提供閘極驅動訊號V_sly~V_sly+n、V_sly+n+1~V_sly+2n予掃描線SL_y~SL_y+n、SL_y+n+1~S1_y+2n，且第一驅動裝置294提供源極驅動訊號V_DL予資料線DL_x~DL_x+2a+b。共用電極線CL_y~CL_y+n、CL_y+n+1~CL_y+2n、CL係被提供共用電壓V_com。在觸控時序區間T_P1、T_p2中，提供第一觸控驅動訊號V_RX予位於第一感應電極串列區210a內的資料線DL_x~DL_x+a(即RX1)、DL_x+a+b+1~DL_x+2a+b(即RX2)，且提供第二 觸控驅動訊號V_TX予位於第二感應電極串列區210b內的共用電極線CL_y~CL_y+n(即TX1)至CL_y+n+1~CL_y+2n(即TXr)、一群共用電極線CL(即TXr+1)至另一群共用電極線CL(即TX2r)。顯示時序區間T_D1、T_D2以及觸控時序區間T_P1、T_P2不重疊。藉此，在顯示時序區間T_D1、T_D2中觸控顯示裝置2000可顯示部份畫面，在觸控時序區間T_P1、T_P2中觸控顯示裝置2000可進行部份區域的觸控感測動作。顯示時序區間T_D1、T_D2以及觸控時序區T_P1、T_P2可以重複地交替進行，以使圖12的觸控顯示裝置2000顯示完整的畫面及完成整面的觸控感測動作。

圖14為本發明第四實施例之觸控畫素基板的上視示意圖。圖15為對應圖14之觸控畫素基板局部R4的放大示意圖。圖16為根據圖15之剖線D-D’所繪的觸控畫素基板的剖面示意圖。請參照圖14、圖15及圖16，觸控畫素基板200’與上述觸控畫素基板200相似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控畫素基板200’與觸控畫素基板200的主要差異在於：在觸控畫素基板200’中，閘極G’與共用電極線CL、CL_y~CL_y+2n為不同膜層所形成。以下主要就此差異處做說明，二者相同之處便不再重述。

觸控畫素基板200’包括第一基板210、位於第一基板210上的多條掃描線SL_y~SL_y+2n及多條資料線DL_x~DL_x+2a+b、位於第一基板210上且與多條掃描線SL_y~SL_y+2n以及多條資料線DL_x~DL_x+2a+b電性連接的多個主動元件T’、位於第一基板210上 且與多個主動元件T’電性連接的多個畫素電極220以及多條共用電極線CL、CL_y~CL_y+2n。每一主動元件T’可為具有源極S、閘極G’與汲極D的薄膜電晶體。每一主動元件T的源極S與對應的資料線DL_x電性連接。每一主動元件T’的閘極G’與對應的掃描線SL_y電性連接。每一主動元件T’的汲極D與對應的畫素電極220電性連接。共用電極線CL_y位於畫素電極220下方。共用電極線CL_y與畫素電極220形成一儲存電容。部分的資料線DL_x~DL_x+a、DL_x+a+b+1~DL_x+2a+b分別位於多個第一感應電極串列區210a中。部分的共用電極線CL_y~CL_y+n、CL_y+n+1~CL_y+2n分別位於第二感應電極串列區210b中。位於多個第一感應電極串列區210a內的多條資料線DL_x~DL_x+a、DL_x+a+b+1~DL_x+2a+b是分別作為多個第一感應電極串列RX1、RX2。分別位於多個第二感應電極串列區210b內的多條共用電極線CL_y~CL_y+n、CL_y+n+1~CL_y+2n是分別作為多個第二感應電極串列TX1、TXR。分別位於多個第二感應電極串列區210b內的多條共用電極線CL分別作為多個第二感應電極串列TXr+1、TX2r。

每一主動元件T’包括閘極G’、與閘極G’重疊的通道CH、設置在閘極G’與通道CH之間的閘絕緣層GI以及分別與通道CH二側電性連接的源極S與汲極D。主動元件T’的閘極G’與掃描線SL電性連接。主動元件T’的源極S與資料線DL電性連接。畫素電極220與主動元件T’的汲極D電性連接。與觸控畫素基板200不同的是，主動元件T’更包括閘絕緣層GI’。閘 絕緣層GI’位於閘極G’以及共用電極線CL_y之間。在本實施例中，閘極G’可選擇性地較源極S與汲極D靠近第一基板210。換言之，本實施例的主動元件T’為底部閘極(bottom gate)型薄膜電晶體。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，主動元件T’亦可為頂部閘極(top gate)型薄膜電晶體。

圖17為本發明第四實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖17，觸控顯示裝置2000’與觸控顯示裝置2000相似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控顯示裝置2000’包括觸控畫素基板200’、相對於觸控畫素基板200’的第二基板240以及位於觸控畫素基板200’與第二基板240之間的顯示介質250。觸控顯示裝置2000’可採用與觸控顯示裝置2000相同的驅動方法，關於觸控顯示裝置2000’的驅動方法還請參照上述觸控顯示裝置2000的驅動方法，於此便不再重述。

綜上所述，在本發明一實施例的觸控顯示裝置中，觸控感測結構的橋接圖案與畫素陣列的閘極為同一膜層所形成。藉此，觸控感測結構的製程可與畫素陣列的製程整合在一起，進而以更短的時間及材料成本製作出性能優良的觸控顯示裝置。

在本發明另一實施例的觸控顯示裝置中，以部份資料線做為觸控感測結構的第一感應電極串列、以部份共用電極線作為觸控感測結構的第二感應電極串列。換言之，觸控顯示裝置的觸控感測結構與主體部份DP的資料線及共用電極線是共用的，而不需要耗費額外的時間及材料成本製作觸控感測結構，而有利於觸 控顯示裝置的薄型化及成本降低。

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‧‧‧觸控畫素基板

110‧‧‧第一基板

124‧‧‧第二感應電極圖案

130‧‧‧第一鈍化層

130a、144a、BPa‧‧‧接觸窗

142‧‧‧畫素電極

144‧‧‧平坦層

150‧‧‧橋接圖案

160‧‧‧第二基板

170‧‧‧顯示介質

180‧‧‧共用電極

190‧‧‧光源模組

192‧‧‧彩色濾光層

194‧‧‧上偏光板

196‧‧‧下偏光板

1000‧‧‧觸控顯示裝置

BP‧‧‧第二鈍化層

CL‧‧‧共用電極線

CH‧‧‧通道

D‧‧‧汲極

DP‧‧‧主體部份

G‧‧‧閘極

GI‧‧‧閘絕緣層

S‧‧‧源極

T‧‧‧主動元件

TP‧‧‧觸控感測結構

U‧‧‧使用者

Claims (11)

1. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一感應電極層，位於該第一基板上，該感應電極層包括多個第一感應電極圖案以及多個第二感應電極圖案；一第一鈍化層，覆蓋該感應電極層；多個橋接圖案，位於該第一鈍化層上，每一橋接圖案電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案並且跨越對應的一個第一感應電極圖案；一畫素陣列，位於該第一鈍化層上，其中該畫素陣列包括：多條掃描線以及多條資料線；多個主動元件，與該些掃描線以及該些資料線電性連接，其中每一主動元件具有一閘極、一閘絕緣層、一汲極以及一源極；以及多個畫素電極，每一畫素電極與對應的其中一個主動元件電性連接，其中該閘極與該些橋接圖案為同一膜層所形成；一第二基板，位於該第一基板的對向；以及一顯示介質，位於該第一基板與該第二基板之間，其中該些橋接圖案以及該些閘極係位於該第一鈍化層以及該閘絕緣層之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該些第 一感應電極圖案為多條第一感應電極串列，該些第二感應電極圖案為多個塊狀圖案，並且每一橋接圖案電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案，以形成多個第二感應電極串列，且該些第一感應電極串列的延伸方向與該些第二感應電極串列的延伸方向不同。
3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示裝置，其中該第一鈍化層具有多個接觸窗，而該些橋接圖案透過該些接觸窗與該些第二感應電極圖案電性連接。
4. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一感應電極層，位於該第一基板上，該感應電極層包括多個第一感應電極圖案以及多個第二感應電極圖案；一第一鈍化層，覆蓋該感應電極層；多個橋接圖案，位於該第一鈍化層上，每一橋接圖案電性連接相鄰的兩個第二感應電極圖案並且跨越對應的一個第一感應電極圖案；一畫素陣列，位於該第一鈍化層上，其中該畫素陣列包括：多條掃描線以及多條資料線；多個主動元件，與該些掃描線以及該些資料線電性連接，其中每一主動元件具有一閘極、一閘絕緣層、一汲極以及一源極；以及多個畫素電極，每一畫素電極與對應的其中一個主動元件電性連接，其中該閘極與該些橋接圖案為同一膜層所形成； 一第二基板，位於該第一基板的對向；以及一顯示介質，位於該第一基板與該第二基板之間，其中該畫素陣列更包括一平坦層，該平坦層覆蓋該些主動元件，該些畫素電極位於該平坦層上，該平坦層具有多個接觸窗，該些畫素電極透過該些接觸窗與該些主動元件電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，更包括：一光源模組，其中該顯示介質位於該畫素陣列以及該光源模組之間。
6. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板，具有多個第一感應電極串列區以及多個第二感應電極串列區；多條掃描線以及多條資料線，位於該第一基板上，其中部分的該些資料線位於該些第一感應電極串列區中；多個主動元件，位於該第一基板上且與該些掃描線以及該些資料線電性連接，其中每一主動元件具有一閘極、一第一閘絕緣層、一第二閘絕緣層、一汲極以及一源極；多個畫素電極，與該些主動元件電性連接；多條共用電極線，該第一閘絕緣層位於該些閘極以及該些共用電極線之間，其中部分的該些共用電極線位於該些第二感應電極串列區中；一第二基板，位於該第一基板的對向；以及一顯示介質，位於該第一基板與該第二基板之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該些第一感應電極串列區的延伸方向與該些第二感應電極串列區的延伸方向不相同。
8. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，更包括：一光源模組，其中該顯示介質位於該些畫素電極以及該光源模組之間。
9. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，更包括：一第一驅動裝置，位於該第一基板上，該些資料線與該第一驅動裝置電性連接，其中該第一驅動裝置提供一源極驅動訊號以及一第一觸控訊號；以及一第二驅動裝置，位於該第一基板上，該些掃描線以及該些共用電極線與該第二驅動裝置電性連接，其中該第二驅動裝置提供一閘極驅動訊號以及一第二觸控訊號。
10. 一種觸控顯示裝置的驅動方法，包括：提供如申請專利範圍第6項之該觸控顯示裝置；在一顯示時序區間中，提供一閘極驅動訊號予該些掃描線且提供一源極驅動訊號予該些資料線，且提供一共用電壓予該些共用電極線；以及在一觸控時序區間中，提供一第一觸控驅動訊號予位於多個第一感應電極串列區內的該些資料線，且提供一第二觸控驅動訊號予位於多個第二感應電極串列區內的該些共用電極線。
11. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置的驅動方 法，其中該觸控顯示裝置之一驅動時序為該顯示時序區間以及該觸控時序區重複地交替進行。