TWI575433B - 觸控顯示面板 - Google Patents

Description

觸控顯示面板

本揭露係關於一種觸控顯示面板；具體而言，係關於一種有機發光二極體觸控顯示面板。

近年來，觸控模組已被廣泛地應用在各式電子裝置中，如智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦等。典型的觸控模組例如可設置於顯示螢幕上，包括複數個觸控電極。在物體(手指或觸碰筆等)接近或觸碰顯示螢幕時，相應的觸控電極產生電訊號，藉此達成觸控感測。

觸控模組通常包含至少一片玻璃基板，以利將感測電極設置於玻璃基板之上。然而，將設置有玻璃基板的觸控模組設置於顯示螢幕之上，會導致觸控顯示裝置整體的厚度增加，不利於產品薄型化發展。

有鑑於此，本發明的目的在於薄型化觸控顯示裝置，並且，進一步提升觸控靈敏度。本揭露提供一種觸控顯示面板。觸控顯示面板包含一第一電極層、一第二電極層以及一自發光元件層。

該第一電極層用以做為一第一顯示電極區及一觸控接收區該第二電極層包含一第二顯示電極區及一觸控驅動區，其中該觸控驅動區包含至少一導線。

該自發光元件層設置於該第一電極層及該第二電極層之間，該自發光元件層另包含一像素框，且該像素框包覆該至少一導線並隔絕該至少一導線與該第二顯示電極區。

本揭露另提供一種觸控顯示面板包含一第一電極層、一第二電極層、一自發光元件層以及一薄膜電晶體層。

該第一電極層用以做為一第一顯示電極區及一觸控接收區。

該第二電極層包含一第二顯示電極區。

該自發光元件層設置於該第一電極層及該第二電極層之間並另包含一像素框。

該薄膜電晶體層包含具有一導電閘極之一電晶體，該導電閘極為一觸控驅動區，其中該像素框於垂直方向上與該觸控驅動區重疊。

本揭露又提供一種觸控顯示面板包含一第一電極層、一第二電極層以及一自發光元件層。

該第一電極層用以做為一第一顯示電極區及一觸控電極區。

該第二電極層包含相對應於該第一顯示電極區設置之一電極區。

該自發光元件層設置於該第一電極層及該第二電極層之間。

本揭露將觸控感測電極設置於第一電極層，也就是將觸控感測電極與顯示螢幕的上電極設置在同一層，可省略一供觸控感測電極設置於上的玻璃基板，進而薄型化觸控顯示裝置。

此外，本揭露的像素框於垂直方向上與觸控驅動區重疊可使第二顯示電極區於垂直方向上與觸控驅動區之導電閘極並不重 疊，因此第二顯示電極區並不會干擾觸控驅動區與觸控接收區之間的觸控感測電容而導致觸控功能喪失。換句話說，若是觸控顯示面板的觸控驅動電極與觸控感測電極之間設置有電極，例如顯示控制電極，會使得顯示控制電極遮蔽了觸控驅動電極與觸控感測電極之間的觸控電容及觸控電力線，因而產生干擾，甚至造成觸控功能喪失，而本揭露的觸控顯示面板不會產生上述問題。

並且，本揭露將觸控驅動電極(觸控驅動區)與觸控感測 電極(觸控接收區)整合設置在顯示螢幕中，而非將觸控模組設置於顯示螢幕之上，可以降低電極對光穿透率的影響，進而提升觸控顯示面板整體的光線穿透率。

本揭露之其他內容將在後續說明中陳述，而部分可由內容說明中輕易得知，或可由本揭露之實施而得知。本揭露之各方面將可利用後附之申請專利範圍中所特別指出之元件及組合而理解並達成。需了解，先述的一般說明及下列詳細說明均僅作舉例之用，並非用以限制本揭露。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

10‧‧‧觸控顯示面板

11、31‧‧‧第一電極層

12‧‧‧第二電極層

13‧‧‧自發光元件層

14‧‧‧保護層

15‧‧‧第一基板

16‧‧‧第二基板

17‧‧‧薄膜電晶層

20‧‧‧觸控顯示面板

21‧‧‧第一電極層

22‧‧‧第二電極層

23‧‧‧自發光元件層

27‧‧‧薄膜電晶體層

28‧‧‧電晶體

41‧‧‧資料線

42‧‧‧連接導線

43‧‧‧像素電路

44‧‧‧第一電路

45‧‧‧電晶體

111‧‧‧第一顯示電極區

112‧‧‧觸控接收區

113‧‧‧顯示觸控電極區

121‧‧‧第二顯示電極區

122‧‧‧觸控驅動區

123‧‧‧導線

131‧‧‧像素框

211‧‧‧第一顯示電極區

212‧‧‧觸控接收區

221‧‧‧第二顯示電極區

231‧‧‧像素框

232‧‧‧部分

271‧‧‧導電閘極

當併同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳瞭解本揭露之前揭摘要以及上文詳細說明。為達本揭露之說明目的，各圖式裏圖繪有現屬較佳之各具體實施例。然應瞭解本揭露並不限於所繪之精確排置 方式及設備裝置。

圖1顯示根據本揭露之一實施例之觸控顯示面板之主要元件之示意圖；圖2顯示根據本揭露之一實施例之圖1所顯示之第一電極層的放大圖；圖3顯示根據本揭露之一實施例之圖1所顯示之第二電極層的放大圖；圖4顯示根據本揭露之一實施例之圖1所顯示之第二電極層及自發光元件層之組合結構俯視圖；圖5顯示根據本揭露之一實施例之第一電極層、第二電極層及自發光元件層結合結構之俯視圖；圖6顯示根據本揭露之一實施例之圖5中剖面線AA'之剖面圖；圖7A顯示根據本揭露之一實施例之圖5中剖面線BB'之剖面圖；圖7B顯示根據本揭露之一實施例之圖5中剖面線CC'之剖面圖；圖8顯示根據本揭露之另一實施例之第一電極層、第二電極層及自發光元件層結合結構之俯視圖；圖9顯示根據本揭露之一實施例之圖8剖面線中DD'之剖面圖；圖10顯示根據本揭露之另一實施例之觸控顯示面板之示意圖；圖11顯示根據本揭露之又一實施例之觸控顯示面板之示意圖；圖12顯示根據本揭露之又一實施例之第二顯示電極區之 示意圖；圖13顯示根據本揭露之又一實施例之導電閘極分布之示意圖；圖14顯示根據本揭露之又一實施例之第一電極層、第二電極層及自發光元件層結合結構之俯視圖；圖15顯示根據本揭露之一實施例之圖14中剖面線EE'之剖面圖；圖16顯示根據本揭露之一實施例之圖14中剖面線FF'之剖面圖；以及圖17顯示根據本揭露之一實施例之觸控顯示面板之電路示意圖。

在下文中本揭露的實施例係配合所附圖式以闡述細節。然而本揭露之實施例不必然需要全部的技術特徵才能實施。在其他實施例中，某些已知的方法、結構及技術將不會顯示而造成誤解。說明書所提及的「此實施例」及「其他實施例」等等，意指包含在本揭露之該實施例所述有關之特殊特性、序列、或特徵。說明書中各處出現之「在此實施例中」的片語，並不必然全部指相同的實施例。

此外，本揭露之申請專利範圍及發明說明描述的元件若無特別標示其數量時則為單數。若標示元件的量詞為一時，則量詞包含一單位或至少一單位。若標示元件的量詞為複數個時，則量詞包含兩個以上的單位。若標示元件的量詞未顯示時，則量詞包含一單位或兩個以上的單位。

在此說明書及申請專利範圍中的名詞「上」包含第一物件直接或間接地設置於第二物件的上方。例如，電極設置於基板上就包含，電極「直接」設置於基板上及電極「間接」設置於基板上，兩 種意義。此處的「間接」係指兩個物件在某一方位的垂直方向中具有上與下的關係，且兩者中間仍有其他物體、物質或間隔將兩者隔開。

圖1為觸控顯示面板10及其元件層之組合。如圖1所示，觸控顯示面板10之主要元件層包含一第一電極層11、一第二電極層12以及一自發光元件層13。

圖2為圖1所顯示之第一電極層11的放大圖。第一電極層11包含第一顯示電極區111及觸控接收區112。在此實施例中，第一顯示電極區111與觸控接收區112相互分隔，因此第一顯示電極區111與觸控接收區112並無電性連接。具體而言，觸控接收區112係沿一方向(例如Y方向)延伸。第一電極層11之材料係選自氧化銦錫、氧化銦鋅及奈米銀線。

圖3為圖1所顯示之第二電極層12的放大圖。第二電極層12包含第二顯示電極區121及觸控驅動區122，且第二顯示電極區121相對應於部分第一顯示電極區111之位置設置。在此實施例中，第二顯示電極區121與觸控驅動區122相互分隔，因此第二顯示電極區121與觸控驅動區122相鄰設置。第二電極層12為一金屬層，該金屬層之材料係選自鋁、鎂、鉻、鋰、金、鉑、鉭、鈦、銀、銅及錫。換言之，第二顯示電極區121及觸控驅動區122之材料係選自鋁、鎂、鉻、鋰、金、鉑、鉭、鈦、銀、銅及錫。

此外，由於第一電極層11之第一顯示電極區111與觸控接收區112相互分隔，且第二顯示電極區121在垂直方向上(Z方向)重疊於第一顯示電極區111，因此第二顯示電極區121的位置係相對應於第一顯示電極區111位置設置。

如圖3所示，觸控驅動區122包含至少一導線123。該至少一導線123係沿第一方向(例如X方向)延伸。然而在其他實施例中，該至少一導線123亦可沿第二方向(例如Y方向)延伸。在此實施例中， 導線123相鄰於第二顯示電極區121，而位於同一XY平面。然而在其他實施例(圖未示)中，導線123與第二顯示電極區121亦可設置於不同平面上。此外，在其他實施例(圖未示)中，導線123同時沿X方向及Y方向延伸，而形成導線網結構，此導線網結構環繞第二顯示電極區121。

復參考圖1所示，自發光元件層13設置於第一電極層11及第二電極層12之間，且自發光元件層13電性連接第一電極層11及第二電極層12，以供自發光元件層13產生光線。圖4為第二電極層12及自發光元件層13之組合結構俯視圖。如圖4所示，自發光元件層13另包含像素框131圍繞發光材料。像素框131往第二電極層12延伸並環繞第二顯示電極區121。在此實施例中，部分導線123暴露於像素框131外，然而在其他實施例中，導線123全部包覆於像素框131中。在此實施例中，像素框131由絕緣材料形成，例如可以為樹脂。

圖5顯示為第一電極層11、第二電極層12及自發光元件層13結合結構之俯視圖。如圖5所示，觸控接收區112係設置於像素框131上並沿Y方向延伸。然而在其他實施例(圖未示)中，觸控接收區112與第一顯示電極區111亦可設計為沿X方向延伸。

圖6顯示為圖5中剖面線AA'之剖面圖。如圖6所示，像素框131往第二電極層12延伸而環繞第二顯示電極區121，並且將導線123與第一顯示電極區111以及觸控接收區112電性絕緣。第一顯示電極區111及觸控接收區112設置於像素框131上，因此觸控接收區112與觸控驅動區122之導線123可相隔於該像素框131而形成感測電容以供感測觸控信號。換言之，觸控接收區112與導線123之間電性耦合以供感測觸控現象。

圖7A顯示為圖5中剖面線BB'之剖面圖。如圖7A所示，第一顯示電極區111及第二顯示電極區121之間設置自發光元件層13。 自發光元件層13之像素框131包覆至少一導線123並隔開導線123與第二顯示電極區121。

圖7B顯示為圖5中剖面線CC'之剖面圖。如圖7所示，第一顯示電極區111及第二顯示電極區121之間設置自發光元件層13。參照圖7A，在圖7B中自發光元件層13位於剖面線CC'處之像素框131沒有導線經過，僅分隔相鄰之第二顯示電極區121。

圖8為一第一電極層31、自發光元件層13及第二電極層12之組合結構俯視圖。參照圖2、圖5與圖8，圖8之自發光元件層13位於第一電極層31與第二電極層12中間，其空間相對關係與圖2或圖5所表示之自發光元件層13位於第一電極層11與第二電極層12中間之敘述類似。如圖8所示，第一電極層31包含觸控電極區113沿Y方向延伸，並且沿X方向排列。在本實施例中，顯示觸控電極區113用以做為第一顯示電極區和觸控接收區，也就是說，顯示觸控電極區113既是第一顯示電極區，也是觸控接收區。此實施例與圖5的實施例差異為，圖5所顯示之第一電極層11、第二電極層12及自發光元件層13結合的結構中，第一電極層11之第一顯示電極區111與觸控接收區112相互分隔，然而，如圖8所顯示之結構中，第一電極層31的顯示觸控電極區113可經配置提供第一顯示電極區111或觸控接收區112的功能。

此時，顯示觸控電極區113係利用時序訊號區分觸控功能及顯示功能，使得第一電極層31可分別用以驅動自發光元件層13及做為觸控電極。詳細而言，在某些實施例中，顯示觸控電極區113在第一週期時做為第一顯示電極區111提供顯示功能，且在第二週期時，顯示觸控電極區113做為觸控接收區112提供觸控功能。在此實施例中，顯示觸控電極區113做為第一顯示電極區111時為陰極層(Cathode)，而對應之第二顯示電極區121為陽極層(Anode)。

顯示觸控電極區113對應於Y方向的兩組第二顯示電極 區121。然而在其他實施例(圖未示)中，顯示觸控電極區113亦可對應兩組以上的第二顯示電極區121或對應於X方向的第二顯示電極區121。

圖9顯示為圖8中剖面線DD'之剖面圖。如圖9所示，導線123包覆於像素框131之下。顯示觸控電極區113設置於像素框131上，因此顯示觸控電極區113與觸控驅動區122之導線123可相隔於該像素框131而形成感測電容以供感測觸控信號。

圖10為觸控顯示面板10之示意圖。如圖10所示，觸控顯示面板10另包含一保護層14、一第一基板15、一第二基板16及一薄膜電晶層17。第一基板15與第二基板16設置於觸控顯示面板10之外側。 保護層14設置於第一電極層11上，用於保護其下的面板多層結構。且第一電極層11及第二電極層12設置於第一基板15及第二基板16之間。 薄膜電晶層17則設置於第二基板16與第二電極層12之間，經配置以提供顯示像素電路。如圖10所示，由於將提供觸控感測之觸控接收區112設置於第一電極層11，其與提供顯示功能之電極共用相同層，因此可省略一供觸控感測電極設置於上的玻璃基板，進而有利於觸控顯示面板10的薄型化。

圖11為根據本揭露之另一實施例之一觸控顯示面板20之示意圖。如圖11所示，本揭露之另一觸控顯示面板20包含第一電極層21、第二電極層22、自發光元件層23以及薄膜電晶體層27。

第一電極層21的結構與圖2及圖8所示之實施例之第一電極層11相似，在此不再贅述。第一電極層21包含第一顯示電極區211及觸控接收區212，其中觸控接收區212設置觸控電極。第一顯示電極區211及觸控接收區212分別與第一顯示電極區111及觸控接收區112結構相似，在此不再贅述。觸控顯示面板20與上述實施例的差異在於觸控驅動區的設置方式，以下將詳細說明。

圖12為第二電極層22之示意圖。如圖12所示，第二電極層22包含相對應於部分第一顯示電極區211位置設置之第二顯示電極區221。

自發光元件層23的結構與圖4、6及圖7所示之實施例之自發光元件層13相似，在此不再贅述。自發光元件層23設置於第一電極層11及第二電極層22之間，且包含像素框231，如圖15所示。像素框231與像素框131結構相似，在此不再贅述。

薄膜電晶體層27所包含之電晶體28之導電閘極271的分布圖案，如圖13所示。此實施例中，導電閘極271做為觸控驅動區。 本實施例所說明導電閘極271的數目、分布圖案以及連接方式僅為例示，其他的數目例如多於7個導電閘極271等其他實施方式亦落入本案發明之範圍。導電閘極271經配置以輸出驅動信號而與觸控接收區112產生電性耦合。導電閘極271係以軸向方式形成，並沿一方向(例入X方向)延伸，其結構與功能類似導線123。不同導電閘極271可於端點電性連接，而等效形成一結合之觸控驅動區。在一些實施例中，導電閘極271因應第二電極層之不同設置，可沿第二方向(例如Y方向)延伸。

圖14為第一電極層21、自發光元件層23、第二電極層22及薄膜電晶體層27組合之俯視圖。如圖14所示，第一電極層21之第一顯示電極區211及觸控接收區212與圖2之第一電極層11結構相似。然而在其他實施例(圖未示)中，第一電極層21亦可與圖8之顯示觸控電極區113結構相似。也就是說，第一電極層21具有顯示觸控電極區，用以做為第一顯示電極區和觸控接收區，顯示觸控電極區係利用時序訊號區分觸控功能及顯示功能，使得第一電極層21可分別用以驅動自發光元件層23及做為觸控電極。

圖15顯示為圖14中剖面線EE'之剖面圖。如圖15所示， 第二顯示電極區221及第一顯示電極區211之間設置自發光元件層23。 薄膜電晶體層27之電晶體28設置於相鄰兩個第二顯示電極區221之間。上述相鄰第二顯示電極區221係由像素框231所分隔，因此，電晶體28之導電閘極271於垂直方向(Z方向)上與像素框231重疊。換言之，一部分232之像素框231設置於薄膜電晶體層27上且該部分232之像素框231與第二顯示電極區221於垂直方向(Z方向)上並不重疊。簡言之，第二顯示電極區221於垂直方向(Z方向)上與做為觸控驅動區之導電閘極271並不重疊，因此第二顯示電極區221並不會干擾觸控驅動區271與觸控接收區211之間的觸控感測電容偵測而影響觸控功能。

圖16顯示為圖14中剖面線FF'之剖面圖。如圖16所示，薄膜電晶體層27之導電閘極271設置於像素框231之下。第一顯示電極區211及觸控接收區212設置於像素框231上，因此觸控接收區212與導電閘極271可相隔於像素框231而形成感測電容以供感測觸控信號。換言之，觸控接收區212與導電閘極271之間電性耦合以供感測觸控現象，且第二顯示電極區221並不會設置於觸控接收區212與導電閘極271之間。

圖17顯示觸控顯示面板10的電路示意圖。圖17顯示導線271、資料線41、連接導線42、像素電路43與第一電路44。導線271經由連接導線42電性連接，用以驅動像素電路43。在本圖17中，像素電路43包含電晶體28以及電晶體45，但可依照需求修改像素電路之設置或增加其他元件。電晶體28經由閘極接收導線271之驅動信號驅動，並經由源極或汲極接收資料線41之資料輸入。第一電路44包含第二顯示電極區221或自發光元件層23中之電路，經配置以使自發光層23產生光線。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍 所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多元件可以不同之實施或以其它相同功能的序列予以取代，或者採用上述二種方式之組合。

此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的序列。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示序列，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋此類序列。

10‧‧‧觸控顯示面板

11‧‧‧第一電極層

12‧‧‧第二電極層

13‧‧‧自發光元件層

Claims (17)

1. 一種觸控顯示面板，包含：一第一電極層，用以做為一第一顯示電極區和一觸控接收區；一第二電極層，包含一第二顯示電極區及一觸控驅動區，其中該觸控驅動區包含至少一導線；一自發光元件層，設置於該第一電極層及該第二電極層之間，該自發光元件層另包含一像素框，且該像素框包覆該至少一導線並隔絕該至少一導線與該第二顯示電極區；以及一保護層、一第一基板、一第二基板及一薄膜電晶體層，其中該保護層設置於該第一電極層上，且該第一電極層及該第二電極層設置於該第一基板及該第二基板之間，該薄膜電晶體層設置於該第二基板與該第二電極層之間。
2. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該第一電極層係利用時序訊號區分觸控功能及顯示功能；該第一電極層在一第一週期時做為該第一顯示電極區，且在一第二週期時做為該觸控接收區。
3. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該第一顯示電極區相對應於部分該第二顯示電極區之位置設置。
4. 根據請求項3所述之觸控顯示面板，其中該觸控接收區相對應於該像素框之位置設置。
5. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該像素框環繞該第二顯示電極區。
6. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該至少一導線相鄰於該 第二顯示電極區。
7. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該觸控接收區及該觸控驅動區之間電性耦合以供感測觸控現象。
8. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該第一電極層及該第二電極層電性連接該自發光元件層，以供該自發光元件層產生光線。
9. 根據請求項1所述之觸控顯示面板，其中該第二電極層為一金屬層，該金屬層之材料係選自鋁、鎂、鉻、鋰、金、鉑、鉭、鈦、銀、銅及錫。
10. 一種觸控顯示面板，包含：一第一電極層，用以做為一第一顯示電極區和一觸控接收區；一第二電極層，包含一第二顯示電極區；以及一自發光元件層，設置於該第一電極層及該第二電極層之間，該自發光元件層另包含一像素框；以及一薄膜電晶體層，包含具有一導電閘極之一電晶體，該導電閘極為一觸控驅動區，其中該觸控驅動區於垂直方向上與該像素框重疊。
11. 根據請求項10所述之觸控顯示面板，其中該第一電極層係利用時序訊號區分觸控功能及顯示功能；該第一電極層在一第一週期時做為該第一顯示電極區，且在一第二週期時做為該觸控接收區。
12. 根據請求項10所述之觸控顯示面板，其中該第一電極層包含該第一顯示電極區及該觸控接收區，且該第一顯示電極區相對應於該第二顯示電極區之位置設置。
13. 根據請求項12所述之觸控顯示面板，其中該觸控接收區設置於該像素框上。
14. 根據請求項10所述之觸控顯示面板，其中該像素框環繞該第二顯示電極區。
15. 根據請求項10所述之觸控顯示面板，其中一部分之該像素框設置於於該薄膜電晶體層上，且該部分之該像素框與該第二顯示電極區於垂直方向上不重疊。
16. 根據請求項10所述之觸控顯示面板，其中該第二顯示電極區與該觸控驅動區於垂直方向上並不重疊。
17. 一種觸控顯示面板，包含：一第一電極層，用以做為一第一顯示電極區及一觸控接收區；一第二電極層，包含相對應於該第一顯示電極區設置之一第二顯示電極區；一自發光元件層，設置於該第一電極層及該第二電極層之間；以及一保護層、一第一基板、一第二基板及一薄膜電晶體層，其中該保護層設置於該第一電極層上，且該第一電極層及該第二電極層設置於該第一基板及該第二基板之間，該薄膜電晶體層設置於該第二基板與該第二電極層之間。