TWI601044B - 觸控顯示面板 - Google Patents

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TWI601044B
TWI601044B TW105106748A TW105106748A TWI601044B TW I601044 B TWI601044 B TW I601044B TW 105106748 A TW105106748 A TW 105106748A TW 105106748 A TW105106748 A TW 105106748A TW I601044 B TWI601044 B TW I601044B
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Description

觸控顯示面板
本發明是關於一種觸控顯示面板。
為了讓操作更為便利及直覺，傳統的顯示面板在應用上正逐漸地被同時包括顯示結構和觸控結構的觸控顯示面板所取代。觸控顯示面板可應用在導覽系統、自動櫃員機、銷售點終端機、筆記型電腦及智慧型手機等諸多領域。然而，單純地疊加顯示結構和觸控結構二者，並不能滿足人們對於更好的顯示效果和觸控效果的追求。因此，在各個方面上最適化觸控顯示面板中的顯示結構和觸控結構二者之間的匹配關係是必須的。
本發明是關於改良的觸控顯示面板。特別是對於觸控顯示面板中的顯示結構和觸控結構二者之間的的匹配關係進行改良。
根據一些實施例，一種觸控顯示面板包括一顯示結構及一觸控結構。顯示結構包括複數畫素，該些畫素具有一第一節距(pitch)P1。觸控結構包括一觸控層，該觸控層具有複數狹縫和複數虛設狹縫，各狹縫包括複數極點，狹縫定義出複數導線和複數觸控區域，虛設狹縫設置在該些觸控區域中，其中狹縫和虛 設狹縫實質上沿著一第一方向排列，狹縫在該第一方向上具有一第二節距P2，虛設狹縫在該第一方向上具有一第三節距P3，且其中狹縫和虛設狹縫配置成實質上沿著一第二方向延伸的鋸齒形狀，各該狹縫中二相鄰的該些極點定義出一線段，該線段在該第二方向上具有一第一長度Ly。將一第一比率(moire ratio)MR1定義為，該第一比率MR1實質上滿足下列運算式(1)：(1)20.7%×A1+8.5%×B1-3%MR112.7%×A1+16.5%×B1+3%其中A1為0~3的整數，B1為1~3的整數，且0B1-A1 1。將一第二比率MR2定義為，該第二比率MR2實質上滿足下列運算式(2)：(2)20.7%×A2+8.5%×B2-3%MR212.7%×A2+16.5%×B2+3%其中A2為0~3的整數，B2為1~3的整數，且0B2-A2 1。將一排列比率LR定義為，該排列比率LR實質上滿足下列運算式(3)：(3)(2C+1)×25%-20%LR(2C+1)×25%+20%其中C為0~11的整數。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧觸控顯示面板
100‧‧‧顯示結構
102‧‧‧第一基板
104‧‧‧第二基板
106‧‧‧顯示層
108‧‧‧基材
110‧‧‧薄膜電晶體層
112‧‧‧基材
114‧‧‧彩色濾光片層
116‧‧‧畫素
200‧‧‧觸控結構
202‧‧‧觸控層
204‧‧‧導線區
206‧‧‧觸控區域
208‧‧‧導線
210‧‧‧狹縫
212‧‧‧傳送感測區
214‧‧‧接收感測區
216‧‧‧虛設狹縫
B‧‧‧藍色濾光片
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
G‧‧‧綠色濾光片
Lx‧‧‧第二長度
Ly‧‧‧第一長度
△Ly‧‧‧長度
P1‧‧‧第一節距
P2‧‧‧第二節距
P3‧‧‧第三節距
R‧‧‧紅色濾光片
T‧‧‧極點
W‧‧‧寬度
第1~2圖為根據本發明實施例的觸控顯示裝置中的觸控顯示 面板的示意圖。
第3A~3B圖為根據本發明實施例的觸控顯示面板中的觸控結構的示意圖。
第4圖為根據本發明實施例的選擇觸控結構中的狹縫和虛設狹縫的節距的原理的示意圖。
第5A~5D圖為根據本發明實施例的選擇觸控結構中的狹縫和虛設狹縫的節距和第一長度Ly的原理的示意圖。
第6圖為根據本發明實施例的進一步選擇觸控結構中的狹縫和虛設狹縫的第一長度Ly的原理的示意圖。
以下將參照所附圖式，對於各種實施例進行詳細的描述。為了清楚起見，圖式中的元件可能並未反映出其真實的尺寸。此外，還可能從圖式中省略一些元件。
觸控顯示裝置包括觸控顯示面板，在以下段落，將對於根據實施例的觸控顯示面板的細節進行描述。然而，除了觸控顯示面板之外，觸控顯示裝置通常還包括其他元件(未示於圖式中)，例如控制電路、或其他配合觸控顯示面板而使用的元件(例如背光源)，為了避免模糊本案的焦點，在此將不會特別對該些元件作說明。
請參照第1~2圖，其分別繪示根據實施例的一觸控顯示面板10的示意圖和剖面示意圖。觸控顯示面板10包括一顯示結構100及一觸控結構200。
根據一些實施例，顯示結構100可為液晶顯示結構， 如第1~2圖所示。於其他實施例，顯示結構亦可為自發光式有機發光二極體(OLED)顯示結構、自發光式無機發光二極體(LED)顯示結構、或反射式電子紙(EPD)顯示結構。顯示結構100典型地包括第一基板102、第二基板104、及位於二者之間的顯示層106。具體來說，第一基板102可為薄膜電晶體基板，作為訊號輸入及控制畫面顯示之用，其包括基材108及薄膜電晶體層110。基材108可由透明材料製成，例如玻璃、藍寶石、塑膠、樹脂或其他透明高分子材料。於其他實施例中，若無穿透之需求，基材108亦可由非透明材料製成，例如金屬、矽、玻璃纖維等。薄膜電晶體層110包括薄膜電晶體、掃描線、資料線、共用訊號線、儲存電容、畫素電極、共用電極、二極體等電路及元件。其中，掃描線與資料線交錯形成複數次畫素，各次畫素可分別由薄膜電晶體獨立控制訊號輸入，部分次畫素可組成一可顯示多種灰階及色彩的畫素116。第二基板104可為彩色濾光片基板或保護基板，其包括基材112、電極或彩色濾光片層114。基材112可由透明材料製成，例如玻璃、藍寶石、塑膠、樹脂或其他透明高分子材料。彩色濾光片層114包括可將通過的光線過濾成不同顏色的多種濾光片，例如可包括紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)、或黃(Y)的濾光片，對應於不同的次畫素，並以複數組成可顯示灰階及色彩的形式，例如一實施例為R、G、B彩色濾光片層114所對應的三個次畫素組成一畫素顯示單元，於其他實施例中可為WRGB、RGBY、RG、GB、RB、RRGGBB等組成形式。畫素116具有一第一節距P1，該第一節距P1可以指畫素116的寬度，亦可指各畫素116的幾何中心之間的間距(pitch)。於此實施例中，顯示層106可為 液晶層，且第二基板104具有彩色濾光片層114。於其他實施例中，顯示層106亦可為有機發光二極體、無機發光二極體或材料或元件，而第二基板104可僅有基材112作為覆蓋或保護之用，並無彩色濾光片層114，或是第二基板104具有量子點或其他螢光、磷光材料的色彩層。需要注意的是，顯示結構100並不僅限於第1~2圖所示的結構。舉例來說，各層的相互位置可能進行調整，也可能增加或省略一些層。或者，根據另一些實施例，顯示結構100可為發光二極體顯示結構、有機發光二極體顯示結構、或其他適用的顯示結構。然而，不論是哪一種顯示結構，都包括複數畫素116，其具有一第一節距P1。
觸控結構200例如包括一觸控層202，其具體結構細節將參照第3A~3B圖於之後的段落作說明。觸控層202可為一透明電極層，該透明電極層例如由ITO(氧化銦錫)或其他適合的導電材料例如IZO(氧化銦鋅)、IGZO(氧化鋅鎵銦)、ZnO(氧化鋅)、AZO(氧化鋅鋁)、GZO(氧化鋅鎵)、IMO(加鉬氧化銦)等透明導電氧化物(transparent conductive oxides,TCO)，或是厚度約奈米(nm)等級之金屬薄膜或金屬線例如金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)及鉻(Cr)等之薄膜或線，以單層膜、多層複合膜(multi-layer)或混合方式製成，例如單層氧化銦錫薄膜，或是一銀薄膜介於兩層氧化銦鋅(IZO-Ag-IZO)之間的複合膜。觸控層202可具有複數狹縫，該些狹縫定義出複數導線和複數觸控區域，導線與觸控區域電性連接以作為訊號傳輸之用。觸控層202還可具有複數虛設狹縫，其設置在觸控區域中，以改善觸控層202的光學效果。觸控區域對應觸控產生電容、電阻、電壓、或其他適合 的訊號的變化，該些變化再經由導線向外傳送。舉例來說，當觸控結構200為互感電容式的觸控方式時，觸控區域可包括傳送感測區(Tx)和接收感測區(Rx)，導線可分別傳輸觸控傳送信號(Tx signal)及觸控接收信號(Rx sigual)予傳送感測區和接收感測區。而觸控結構200為自感電容式的觸控方式時，觸控區域作為一觸控偵測單元，對應該觸控偵測單元可輸入觸控參照信號及輸出觸控感測信號。需要注意的是，雖然在第1~2圖中，觸控結構200被繪示成位在顯示結構100上方，也就是上內嵌式觸控(on-cell touch)，但二者之間的相對關係並不受限於此。舉例來說，觸控結構200可和顯示結構100整合為一體，例如觸控結構200中的部分結構或整體結構可能設置在第一基板102上及第二基板104之間的混合內嵌式觸控(hybrid in-cell touch)及內嵌式觸控(in-cell touch)。於其他實施例中也可以是控結構200可和顯示結構100分開，例如外掛式觸控(out-cell touch)，在該實施例中，觸控結構200與第二基板104具有一間隔。
請參照第3A~3B圖，其繪示根據一些實施例的觸控層202，其中第3B圖為第3A圖中的區域B的放大圖。觸控層202可包括導線區204和觸控區域206。導線區204包括複數導線208。觸控區域206可包括傳送感測區212和接收感測區214。導線208、傳送感測區212、及接收感測區214被狹縫210所分離。虛設狹縫216設置在傳送感測區212和接收感測區214中，虛設狹縫216係模擬狹縫210之走勢，作為開口之用，而並非如狹縫210作為分割導線208、傳送感測區212或接收感測區214為數個獨立個體之用。狹縫210和虛設狹縫216實質上沿著一第一方向D1間 隔排列。在此，「實質上」一詞意味著，除了為了定義導線208及觸控區域206而並未沿著第一方向D1間隔排列的部分狹縫210之外，多數狹縫210大致上是沿著第一方向D1間隔排列。狹縫210在第一方向D1上具有一第二節距P2，第二節距P2即兩相鄰狹縫210的中心或同側邊緣之間在第一方向D1上的間隔距離，例如42.6微米(μm)。虛設狹縫216在第一方向D1上具有一第三節距P3，第三節距P3即兩相鄰虛設狹縫216的中心或同側邊緣之間在第一方向D1上的間隔距離。狹縫210和虛設狹縫216配置成實質上呈沿著一第二方向D2(其例如與第一方向D1垂直)延伸的鋸齒形狀或波浪形狀，以防止疊紋(moire)現象的產生。每一狹縫210包括複數極點T(extrema，亦可稱為頂點vertex)，極點T為鋸齒或波浪線段轉折的頂點，且屬於同一狹縫210中的相鄰極點T之連線定義出一線段，該線段具有一第三長度。該線段在第一方向D1上之投影具有一第二長度Lx，並在第二方向D2上之投影具有一第一長度Ly。根據一些實施例，Lx小於Ly。於其他實施例，Lx亦可大於或等於Ly。狹縫210和虛設狹縫216可具有實質上相同的配置型態，例如具有相同的寬度W，其例如為6微米。狹縫210和虛設狹縫216的差別可僅在於虛設狹縫216為不連續，虛設狹縫216具有一第四長度，第三長度大於第四長度，且於各極點T處或其他位置以一第五長度△Ly斷開，該第五長度△Ly定義為在第二方向D2上的投影量。需要注意的是，於此實施例中，前述由極點T所定義的線段並不等同於實質上構成一虛設狹縫216的各區段，由於虛設狹縫216在極點T處或其他位置斷開的關係，實質上構成虛設狹縫216的各區段會略短於所述線 段。
當觸控顯示面板顯示黑色時，於各種光源下的可視性會受到觸控層202的結構配置的影響。具體來說，如果虛設狹縫216的第三節距P3遠大於狹縫210的第二節距P2，則可能因二者的密度不同，而在光源的照射下於黑色背景中產生亮線群。此外，當狹縫210和虛設狹縫216的長度Ly較大時，由於鋸齒形狀具有二種朝向不同方向的線段，在光源的照射下會產生亮暗紋帶。要解決這些現象，可以嘗試調整狹縫210的第二節距P2、虛設狹縫216的第三節距P3使兩者密度相近，以及縮小狹縫210和虛設狹縫216的長度Ly使鋸齒形狀更為接近直線狀。然而，這樣的調整容易導致疊紋現象(moire)的惡化，特別當畫素116的第一節距P1也正好落在第一方向D1和第二方向D2上時更是如此。因此，第一節距P1和第二節距P2、第三節距P3、及長度Ly之間的關係必須符合一定條件，以在改善觸控顯示面板於顯示黑色時的可視性同時，避免疊紋現象產生。
首先，將一第一疊紋比率(第一比率)MR1定義為，第一疊紋比率MR1需實質上滿足下列運算式(1)：(1)20.7%×A1+8.5%×B1-3%MR112.7%×A1+16.5%×B1+3%其中A1為0~3的整數，B1為1~3的整數，且0B1-A1 1。
其次，將一第二疊紋比率(第二比率)MR2定義為，第二疊紋比率MR2需實質上滿足下列運算式(2)：(2)20.7%×A2+8.5%×B2-3%MR212.7%×A2+16.5%×B2+3% 其中A2為0~3的整數，B2為1~3的整數，且0B2-A2 1。
再者，將一排列比率LR定義為，排列比率LR需實質上滿足下列運算式(3)：(3)(2C+1)×25%-20%LR(2C+1)×25%+20%其中C為0~11的整數。
第二節距P2和第三節距P3較佳地落在A1=A2、B1=B2的相同範圍內，以進一步地避免因狹縫210和虛設狹縫216的密度不同而導致的亮線。更佳的情況是，第二節距P2和第三節距P3相等。然而，如果第二節距P2和第三節距P3的差異不至於導致人眼看到亮線，則A1≠A2、B1≠B2的情況也可以接受。舉例來說，第二節距P2和第三節距P3的關係可以是0.66≦P2/P3≦1.5。
以下對於上述運算式的原理提出解釋。請參照第4圖，由於發現到第二節距P2、第三節距P3和第一節距P1之間，在存在著和的倍數的關係時，疊紋現象會最為嚴重而影響人眼觀感，因此需調整第二節距P2、第三節距P3和第一節距P1，使其之間不存在著這樣的倍數關係。據此，定義出第一疊紋比率MR1的範圍為，其中A為0~3的整數，B為1~3的整數，且0B-A1。並且，當B-A=1時，令C=7。當B-A=0時，令C=3。整理後即可得到運算式(1)、(2)。在此，當提及運算式時所使用的「實質上」一詞意味著，容許分數轉換成小數時的誤差。
類似地，由於發現到長度Ly和第一節距P1之間， 在存在著的倍數的關係時，疊紋現象會最為嚴重而影響人眼觀感，因此需調整長度Ly，使其之間不存在著這樣的倍數關係。據此可定義出排列比率LR的範圍，進而得到運算式(3)。
第5A~5D圖顯示出MR(MR1、MR2)及LR的模擬結果，其中第5A圖對應86.4微米的第一節距P1，第5B圖對應94.5微米的第一節距P1，第5C圖對應117.5微米的第一節距P1，第5B圖對應217.5微米的第一節距P1。反射水準在3以上屬於可接受的範圍。可以觀察到，符合上述運算式的情況下可以得到可接受的反射水準。
請參照第6圖，可據此進一步地訂出長度Ly的極值。第6圖顯示出，在第二節距P2及第三節距P3為70微米的情況下，使用不同燈源所得到的長度Ly和反射水準之間的關係。可以看出，在第二節距P2及第三節距P3為70微米的情況下，長度Ly較佳地小於等於160微米(um)。
綜上所述，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。本發明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。
208‧‧‧導線
210‧‧‧狹縫
212‧‧‧傳送感測區
216‧‧‧虛設狹縫
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
Lx‧‧‧第二長度
Ly‧‧‧第一長度
△Ly‧‧‧長度
P2‧‧‧第二節距
P3‧‧‧第三節距
T‧‧‧極點
W‧‧‧寬度

Claims (10)

  1. 一種觸控顯示面板，包括：一顯示結構，包括複數畫素，該些畫素具有一第一節距P1；以及一觸控結構，包括一觸控層，該觸控層具有複數狹縫和複數虛設狹縫，各該些狹縫具有複數極點，該些狹縫定義出複數導線和複數觸控區域，該些虛設狹縫設置在該些觸控區域中，其中該些狹縫在一第一方向上具有一第二節距P2，該些虛設狹縫在該第一方向上具有一第三節距P3，各該狹縫中二相鄰之該些極點定義出一線段，該線段在一第二方向上具有一第一長度Ly，該第二方向與該第一方向垂直；其中將一第一比率MR1定義為，該第一比率MR1實質上滿足下列運算式(1)：(1)20.7%×A1+8.5%×B1-3%MR112.7%×A1+16.5%×B1+3%其中A1為0~3的整數，B1為1~3的整數，且0B1-A1 1；其中將一第二比率MR2定義為，該第二比率MR2實質上滿足下列運算式(2)：(2)20.7%×A2+8.5%×B2-3%MR212.7%×A2+16.5%×B2+3%其中A2為0~3的整數，B2為1~3的整數，且0B2-A2 1；其中將一排列比率LR定義為，該排列比率LR實質上滿足下列運算式(3)： (3)(2C+1)×25%-20%LR(2C+1)×25%+20%其中C為0~11的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中A1=A2、B1=B2。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第二節距P2和該第三節距P3相等。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第二節距P2及該第三節距P3的關係為0.66≦P2/P3≦1.5。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第一長度Ly小於等於160微米。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該線段在該第一方向上具有一第二長度Lx，且該第二長度Lx不等於該第一長度Ly。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該線段在該第一方向上具有一第二長度Lx，且該第二長度Lx等於該第一長度Ly。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該線段具有一第三長度，該些虛設狹縫具有一第四長度，該第三長度大於該第四長度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該些觸控區域包括傳送感測區和接收感測區。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該觸控層包括一透明電極層。
TW105106748A 2016-03-04 2016-03-04 觸控顯示面板 TWI601044B (zh)

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