TWI569180B - 觸控顯示面板結構 - Google Patents

Description

觸控顯示面板結構

本發明是有關於一種觸控顯示面板結構。

觸控技術將電子裝置的螢幕與輸入模組結合，因而使電子裝置輕便短小易於攜帶，而且容易操作，搭配上通訊技術的進步，使各類具有觸控功能的行動裝置，如智慧型手機以及平板電腦，成為市場上的流行商品。

減少行動裝置的厚度，將能提升行動裝置的機動性，因而提升產品的市場競爭力。目前相關產業已經發展出單片式觸控面板(One Glass Solution,OGS)、表嵌式觸控面板(On-Cell Touch)與內嵌式觸控面板(In-Cell Touch)等方式來來減少行動裝置的厚度。

為了進一步改善觸控面板的各項特性，相關領域莫不費盡心思開發。如何能提供一種具有較佳特性的觸控面板，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

本發明之一技術態樣是在提供一種觸控顯示面板結構，藉由電性連接金屬輔助電極與共通電極，有效減少觸控感應單元上之電流對於其他電流訊號的干擾。

根據本發明一實施方式，一種觸控顯示面板結構，包含基板、複數個畫素結構以及複數條訊號線。每個畫素結構包含資料線、掃描線、主動元件、第一絕緣層、畫素電極、第二絕緣層、共通電極以及金屬輔助電極。資料線設置於基板上。掃描線設置於基板上。主動元件電性連接掃描線與資料線。第一絕緣層至少覆蓋資料線與主動元件。畫素電極設置於第一絕緣層上並電性連接主動元件。第二絕緣層設置於第一絕緣層上並覆蓋畫素電極。共通電極設置於二絕緣層上。金屬輔助電極設置於第二絕緣層上且電性連接共通電極。多個畫素結構的共通電極形成觸控感應單元，且觸控感應單元的數量為複數個。訊號線分別電性連接觸控感應單元。

於本發明之一或多個實施方式中，訊號線設置於第一絕緣層與第二絕緣層之間，第二絕緣層具有複數個通孔，共通電極具有複數個導通部，導通部設置於通孔中，觸控感應單元分別藉由導通部電性連接訊號線，金屬輔助電極分別設置於共通電極上。

於本發明之一或多個實施方式中，金屬輔助電極在基板上的正投影與資料線在基板上的正投影至少部份重疊。

於本發明之一或多個實施方式中，金屬輔助電極在基板上的正投影與掃描線在基板上的正投影至少部份重疊。

根據本發明另一實施方式，一種觸控顯示面板結構，包含基板、複數個畫素結構以及複數條訊號線。每個畫素結構包含資料線、掃描線、主動元件、第一絕緣層、共通電極、金屬輔助電極、第二絕緣層以及畫素電極。資料線設置於基板上。掃描線設置於基板上。主動元件電性連接掃描線與資料線。第一絕緣層覆蓋資料線、掃描線以及主動元件。共通電極設置於第一絕緣層上。金屬輔助電極設置於第一絕緣層上，且電性連接共通電極。第二絕緣層設置於第一絕緣層上，並覆蓋共通電極與金屬輔助電極。畫素電極設置於第二絕緣層上，並電性連接主動元件。多個畫素結構的共通電極形成觸控感應單元，且觸控感應單元的數量為複數個。訊號線分別電性連接觸控感應單元。

於本發明之一或多個實施方式中，訊號線為平行設置。

於本發明之一或多個實施方式中，訊號線在基板上的正投影與資料線在基板上的正投影至少部份重疊。

於本發明之一或多個實施方式中，金屬輔助電極的阻抗為約0.05Ω/m²至約0.3Ω/m²。

於本發明之一或多個實施方式中，金屬輔助電極分別設置於共通電極上，訊號線分別設置於共通電極之一側。

於本發明之一或多個實施方式中，金屬輔助電極分別設置於共通電極之頂面的邊緣上。

本發明上述實施方式藉由電性連接金屬輔助電極與共通電極，由於金屬輔助電極的阻抗較小，所以分佈於觸控感應單元上的大部份電流將會流至金屬輔助電極。因為金屬輔助電極的分佈範圍沒有觸控感應單元這麼廣，因此將能有效減少觸控感應單元上之電流對於其他電流訊號的干擾。

3、6‧‧‧線段

100‧‧‧觸控顯示面板結構

110‧‧‧基板

111‧‧‧底板

112‧‧‧第三絕緣層

113‧‧‧第四絕緣層

114‧‧‧第五絕緣層

120‧‧‧畫素結構

121‧‧‧資料線

122‧‧‧掃描線

123‧‧‧開口

124‧‧‧第一絕緣層

124t、126t、124t’、126t’‧‧‧通孔

125‧‧‧畫素電極

125c、125c’、127c‧‧‧導通部

126‧‧‧第二絕緣層

127‧‧‧共通電極

128‧‧‧金屬輔助電極

170‧‧‧主動元件

171‧‧‧閘極

172‧‧‧非晶矽層

173‧‧‧源極

174‧‧‧汲極

175‧‧‧多晶矽層

180‧‧‧觸控感應單元

190‧‧‧訊號線

M‧‧‧局部

第1圖繪示依照本發明一實施方式之觸控顯示面板結構之局部的上視示意圖。

第2圖繪示第1圖的局部M的上視示意圖。

第3圖繪示依照本發明一實施方式之觸控顯示面板結構的剖面示意圖，其剖面位置為沿第2圖之線段3。

第4圖繪示依照本發明另一實施方式之觸控顯示面板結構的剖面示意圖，其剖面位置為沿第2圖之線段3。

第5圖繪示依照本發明又一實施方式之觸控顯示面板結構之局部的上視示意圖。

第6圖繪示依照本發明又一實施方式之觸控顯示面板結構的剖面示意圖，其剖面位置為沿第5圖之線段6。

第7圖繪示依照本發明再一實施方式之觸控顯示面板結構的剖面示意圖，其剖面位置為沿第5圖之線段6。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依照本發明一實施方式之觸控顯示面板結構100之局部的上視示意圖。第2圖繪示第1圖的局部M的上視示意圖。本發明不同實施方式提供一種觸控顯示面板結構100。觸控顯示面板結構100為內嵌式(In-Cell)觸控面板結構。

第3圖繪示依照本發明一實施方式之觸控顯示面板結構100的剖面示意圖，其剖面位置為沿第2圖之線段3。如第2圖與第3圖所繪示，觸控顯示面板結構100包含基板110、複數個畫素結構120以及複數條訊號線190。每個畫素結構120包含資料線121、掃描線122、主動元件170、第一絕緣層124、畫素電極125、第二絕緣層126、共通電極127以及金屬輔助電極128。資料線121設置於基板110上。掃描線122設置於基板110上。主動元件170電性連接掃描線122與資料線121。第一絕緣層124至少覆蓋資料線121與主動元件170。畫素電極125設置於第一絕緣層124上並電性連接主動元件170。第二絕緣層126設置於第一絕緣層124上並覆蓋畫素電極125。共通電極127設置 於第二絕緣層126上。金屬輔助電極128設置於第二絕緣層126上且電性連接共通電極127。

具體而言，共通電極127之材質可為氧化銦錫(Indium Tin Oxide)。應了解到，以上所舉之共通電極127之材質僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇共通電極127之材質。

如第1圖與第2圖所繪示，多個畫素結構120的共通電極127形成觸控感應單元180，且觸控感應單元180的數量為複數個。訊號線190分別藉由電性連接觸控感應單元180。此處需要注意的是，第1圖為了明顯繪示觸控感應單元180與訊號線190的電性連接關係，因此僅繪示觸控感應單元180與訊號線190這兩個元件。另外，接觸點181代表觸控感應單元180與訊號線190的電性連接位置，每個觸控感應單元180與每條訊號線190有兩個接觸點181。

觸控感應單元180為自容式感應電極，且每個觸控感應單元180除了在每個畫素電極125上方具有開口123之外，其為一分佈於多個畫素電極125(換句話說，多個子畫素)上方的整片結構。由於觸控感應單元180具有觸控功能，因此在進行觸控感應時會有變動的電流分佈於觸控感應單元180上，而觸控感應單元180的分佈位置極廣，因此在其上之變動電流對於其他電流訊號的干擾極為嚴重。為此，電性連接金屬輔助電極128與共通電極127， 由於金屬輔助電極128的阻抗較小，所以分佈於觸控感應單元180上的大部份電流將會流至金屬輔助電極128，因為金屬輔助電極128並非整片結構，其分佈範圍沒有觸控感應單元180這麼廣，因此將能有效減少觸控感應單元180上之電流對於其他電流訊號的干擾。

如第1圖所繪示，訊號線190為平行設置，用以分別傳遞觸控感應單元180上的電流訊號。如第2圖與第3圖所繪示，訊號線190在基板110上的正投影與資料線121在基板110上的正投影至少部份重疊。在本實施方式中，訊號線190在基板110上的正投影基本上與資料線121在基板110上的正投影重疊。於是，訊號線190將不會影響相關的出光效率。

具體而言，訊號線190設置於第一絕緣層124與第二絕緣層126之間，第二絕緣層126具有複數個通孔126t，共通電極127具有複數個導通部127c，導通部127c設置於通孔126t中，共通電極127(即觸控感應單元180)分別藉由導通部127c電性連接訊號線190，金屬輔助電極128分別設置於共通電極127上。此處需要注意的是，在每個觸控感應單元180中，僅有兩個共通電極127與訊號線190電性連接，其他的共通電極127沒有與訊號線190電性連接。應了解到，以上所舉之第二絕緣層126、共通電極127、金屬輔助電極128以及訊號線190的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇第二絕緣層 126、共通電極127、金屬輔助電極128以及訊號線190的具體實施方式。

具體而言，金屬輔助電極128在基板110上的正投影可與資料線121在基板110上的正投影至少部份重疊，且金屬輔助電極128在基板110上的正投影可與掃描線122在基板110上的正投影至少部份重疊。在本實施方式中，金屬輔助電極128在基板110上的正投影基本上與資料線121在基板110上的正投影重疊，且金屬輔助電極128在基板110上的正投影基本上與掃描線122在基板110上的正投影重疊。於是，金屬輔助電極128將不會影響相關的出光效率。

具體而言，金屬輔助電極128的阻抗為約0.05Ω/m²至約0.3Ω/m²。更具體地說，金屬輔助電極128的阻抗為約0.2Ω/m²。由於氧化銦錫之阻抗為約100Ω/m²，因此金屬輔助電極128的阻抗遠小於共通電極127的阻抗。

具體而言，畫素電極125之材質可為氧化銦錫。應了解到，以上所舉之畫素電極125之材質僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇畫素電極125之材質。

具體而言，基板110包含底板111與第三絕緣層112，主動元件170包含閘極171、非晶矽層172、源極173以及汲極174。閘極171設置於底板111上。第三絕緣層112設置於底板111上且覆蓋閘極171。非晶矽層172設 置於第一絕緣層124與第三絕緣層112之間，且非晶矽層172在底板111上的正投影與閘極171在底板111上的正投影至少部份重疊。源極173與汲極174設置於非晶矽層172上，且源極173與汲極174在底板111上的正投影設置於閘極171在底板111上的正投影之兩側。汲極174電性連接畫素電極125。觸控顯示面板結構100為橫向電場效應(In Panel Switching，IPS)架構。

具體而言，第一絕緣層124具有複數個通孔124t，畫素電極125具有複數個導通部125c，導通部125c設置於通孔124t中，畫素電極125分別藉由導通部125c電性連接汲極174。

第4圖繪示依照本發明另一實施方式之觸控顯示面板結構100的剖面示意圖，其剖面位置為沿第2圖之線段3。本實施方式之觸控顯示面板結構100與前述實施方式之觸控顯示面板結構100大致相同，以下僅描述其相異處。

基板110包含底板111、第四絕緣層113以及第五絕緣層114，主動元件170包含多晶矽層175、閘極171、源極173以及汲極174。多晶矽層175設置於底板111上。第四絕緣層113設置於底板111上且覆蓋多晶矽層175。閘極171設置於第四絕緣層113上，且閘極171在底板111上的正投影與多晶矽層175在底板111上的正投影至少部份重疊。第五絕緣層114設置於第四絕緣層113上且覆蓋閘極171。源極173與汲極174設置於第五絕緣層114 上，且源極173與汲極174在底板111上的正投影設置於閘極171在底板111上的正投影之兩側。汲極174電性連接畫素電極125。觸控顯示面板結構100為低溫多晶矽(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)架構。

第5圖繪示依照本發明又一實施方式之觸控顯示面板結構100之局部的上視示意圖。第6圖繪示依照本發明又一實施方式之觸控顯示面板結構100的剖面示意圖，其剖面位置為沿第5圖之線段6。本實施方式之觸控顯示面板結構100與前述之觸控顯示面板結構100大致相同，以下主要描述其相異處。

如第5圖與第6圖所繪示，共通電極127設置於第一絕緣層124上。金屬輔助電極128設置於第一絕緣層124上，且電性連接共通電極127。第二絕緣層126設置於第一絕緣層124上，並覆蓋共通電極127與金屬輔助電極128。畫素電極125設置於第二絕緣層126上，並電性連接主動元件170。多個畫素結構120的共通電極127藉由金屬輔助電極128的導通部127c互相電性連接而形成觸控感應單元180(見第1圖)，且觸控感應單元180的數量為複數個。訊號線190分別電性連接觸控感應單元180。

此處需要注意的是，在本實施方式中，因為各個共通電極127為設置於資料線121與掃描線122之間，因此由共通電極127所形成的觸控感應單元180並非一整片結構。然而，因為多個共通電極127的分佈位置仍然極廣，所以在其上之變動電流仍會嚴重干擾其他電流訊 號。藉由電性連接金屬輔助電極128與共通電極127，於是分佈於觸控感應單元180上的大部份電流將會流至金屬輔助電極128，因為金屬輔助電極128的分佈範圍沒有觸控感應單元180這麼廣，因此將能有效減少觸控感應單元180上之電流對於其他電流訊號的干擾。

具體而言，金屬輔助電極128分別設置於共通電極127上。更具體地說，金屬輔助電極128分別設置於共通電極127之頂面127t的邊緣上。於是，藉由分別設置金屬輔助電極128於共通電極127之頂面127t的邊緣上，將能有效減少相關出光效率的影響。應了解到，以上所舉之金屬輔助電極128的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇金屬輔助電極128的具體實施方式。

具體而言，訊號線190分別設置於共通電極127之一側。此處需要注意的是，在每個觸控感應單元180中，僅有兩個共通電極127與訊號線190電性連接，其他的共通電極127沒有與訊號線190電性連接。應了解到，以上所舉之共通電極127與訊號線190的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇共通電極127與訊號線190的具體實施方式。

由於金屬輔助電極128與訊號線190分別設置於共通電極127上與共通電極127之一側，因此金屬輔助電極128與訊號線190可以在形成共通電極127後再使用 同一道製程形成，因而可以簡化製程，進而降低製造成本與提升良率。

具體而言，本實施方式之觸控顯示面板結構100為橫向電場效應架構。主動元件170的具體結構與第3圖的觸控顯示面板結構100大致相同，以下僅描述其相異處。

具體而言，第一絕緣層124與第二絕緣層126分別具有通孔124t’、126t’，畫素電極125具有複數個導通部125c’，導通部125c’設置於通孔124t’、126t’中，畫素電極125分別藉由導通部125c’電性連接汲極174。

第7圖繪示依照本發明再一實施方式之觸控顯示面板結構100的剖面示意圖，其剖面位置為沿第5圖之線段6。本實施方式的觸控顯示面板結構100與第6圖的觸控顯示面板結構100大致相同，主要差異在於，本實施方式的觸控顯示面板結構100為低溫多晶矽架構，換句話說，本實施方式的主動元件170的具體結構與第4圖的主動元件170的具體結構大致相同。

本發明上述實施方式藉由電性連接金屬輔助電極128與共通電極127，由於金屬輔助電極128的阻抗較小，所以分佈於觸控感應單元180上的大部份電流將會流至金屬輔助電極128。因為金屬輔助電極128的分佈範圍沒有觸控感應單元180這麼廣，因此將能有效減少觸控感應單元180上之電流對於其他電流訊號的干擾。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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‧‧‧觸控顯示面板結構

110‧‧‧基板

111‧‧‧底板

112‧‧‧第三絕緣層

120‧‧‧畫素結構

121‧‧‧資料線

123‧‧‧開口

124‧‧‧第一絕緣層

124t、126t‧‧‧通孔

125‧‧‧畫素電極

125c、127c‧‧‧導通部

126‧‧‧第二絕緣層

127‧‧‧共通電極

128‧‧‧金屬輔助電極

170‧‧‧主動元件

171‧‧‧閘極

172‧‧‧非晶矽層

173‧‧‧源極

174‧‧‧汲極

190‧‧‧訊號線

Claims (13)

1. 一種觸控顯示面板結構，包含：一基板；複數個畫素結構，每一該些畫素結構包含：一資料線，設置於該基板上；一掃描線，設置於該基板上；一主動元件，電性連接該掃描線與該資料線；一第一絕緣層，至少覆蓋該資料線與該主動元件；一畫素電極，設置於該第一絕緣層上，並電性連接該主動元件；一第二絕緣層，設置於該第一絕緣層上，並覆蓋該畫素電極，其中該畫素電極位於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間；一金屬輔助電極，設置於該第二絕緣層上；以及一共通電極，位於該金屬輔助電極與該第二絕緣層之間，電性連接該金屬輔助電極，其中該金屬輔助電極的阻抗小於該共通電極的阻抗；其中多個該些畫素結構的該些共通電極形成一觸控感應單元，且該些觸控感應單元的數量為複數個；以及複數條訊號線，分別電性連接該些觸控感應單元。
2. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些訊號線為平行設置。
3. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些訊號線在該基板上的正投影與該些資料線在該基板上的正投影至少部份重疊。
4. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極在該基板上的正投影與該些資料線在該基板上的正投影至少部份重疊。
5. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極在該基板上的正投影與該些掃描線在該基板上的正投影至少部份重疊。
6. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極的阻抗為約0.05Ω/m²至約0.3Ω/m²。
7. 如請求項1所述之觸控顯示面板結構，其中該些訊號線設置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間，該第二絕緣層具有複數個通孔，該些共通電極具有複數個導通部，該些導通部設置於該些通孔中，該些觸控感應單元分別藉由該些導通部電性連接該些訊號線，該些金屬輔助電極分別設置於該些共通電極上。
8. 一種觸控顯示面板結構，包含：一基板；複數個畫素結構，每一該些畫素結構包含： 一資料線，設置於該基板上；一掃描線，設置於該基板上；一主動元件，電性連接該掃描線與該資料線；一第一絕緣層，覆蓋該資料線、該掃描線以及該主動元件；一共通電極，設置於該第一絕緣層上；一金屬輔助電極，設置於該第一絕緣層上，且電性連接該共通電極，其中該金屬輔助電極的阻抗小於該共通電極的阻抗；一第二絕緣層，設置於該第一絕緣層上，並覆蓋該共通電極與該金屬輔助電極，其中該共通電極位於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間；以及一畫素電極，設置於該第二絕緣層上，並電性連接該主動元件，其中該金屬輔助電極位於該畫素電極與該共通電極之間；其中多個該些畫素結構的該些共通電極形成一觸控感應單元，且該些觸控感應單元的數量為複數個；以及複數條訊號線，分別電性連接該些觸控感應單元。
9. 如請求項8所述之觸控顯示面板結構，其中該些訊號線為平行設置。
10. 如請求項8所述之觸控顯示面板結構，其中該些訊號線在該基板上的正投影與該些資料線在該基板上的正投影至少部份重疊。
11. 如請求項8所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極的阻抗為約0.05Ω/m²至約0.3Ω/m²。
12. 如請求項8所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極分別設置於該些共通電極上，該些訊號線分別設置於該些共通電極之一側。
13. 如請求項8所述之觸控顯示面板結構，其中該些金屬輔助電極分別設置於該些共通電極之複數個頂面的邊緣上。