TWI623868B - 顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板，具有一顯示區以及一電路區，電路區實質上圍繞顯示區。顯示面板包括一第一基底、一畫素陣列、一第一感測電極、一壓電感測層、一第二感測電極以及一周邊電路。畫素陣列位於第一基底上，且位於顯示區內。第一感測電極位於第一基底上，且實質上位於電路區內。壓電感測層位於第一感測電極上，且實質上位於電路區內，而不位於顯示區內。第二感測電極位於壓電感測層上。周邊電路位於電路區內。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種具有壓電感測層之顯示面板。

隨著科技發展，各種電子顯示裝置亦具備有多種功能的應用。以智慧型手機為例，現更發展出三維的觸控顯示功能，除了可感測平面方向的觸控位置外，還可感測垂直方向的壓力，進而觸發額外的功能應用。

然而，在現今的裝置中，多半是將感測壓力的元件以外掛的方式添加在顯示面板上，來感測垂直方向的壓力，此舉反而增加了裝置整體的厚度。

本發明係有關於一種顯示面板，係於畫素陣列之基底上形成壓電感測層，並形成第一感測電極和第二感測電極，以作為壓電感測層之下、上電極，且壓電感測層實質上位於電路區內而不位於顯示區內，使顯示面板本身即具備壓力感測之功能。

根據本發明之一實施例，提出一種顯示面板。顯示面板具有一顯示區以及一電路區，電路區實質上圍繞顯示區。顯示面板包括一第一基底、一畫素陣列、一第一感測電極、一壓電感測層、一第二感測電極以及一周邊電路。畫素陣列位於第一基底上，且位於顯示區內。第一感測電極位於第一基底上，且實質上位於電路區內。壓電感測層位於第一感測電極上，且實質上位於電路區內，而不位於顯示區內。第二感測電極位於壓電感測層上。周邊電路位於電路區內。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

100‧‧‧顯示面板

110‧‧‧第一基底

120‧‧‧第二基底

130‧‧‧顯示介質層

140‧‧‧膠框

150‧‧‧壓力感測元件

151‧‧‧第一感測電極

152‧‧‧第二感測電極

153‧‧‧壓電感測層

154‧‧‧遮蔽層

155‧‧‧平坦層

156‧‧‧緩衝層

160‧‧‧閘絕緣層

161a、162a‧‧‧源極區

161b、162b‧‧‧汲極區

161c、162c‧‧‧通道區

161G、162G‧‧‧閘極

163‧‧‧層間介電層

164a、165a‧‧‧源極

164b、165b‧‧‧汲極

170‧‧‧保護層

180‧‧‧畫素電極

190‧‧‧周邊電路

DLn-1、DLn、DLn+1‧‧‧資料線

P‧‧‧子畫素

PA‧‧‧畫素陣列

R1‧‧‧電路區

R2‧‧‧顯示區

SLn-1、SLn、SLn+1‧‧‧掃描線

T1‧‧‧第一主動元件

T2‧‧‧第二主動元件

第1圖繪示本揭露一實施例之顯示面板的俯視圖。

第2圖繪示第1圖沿切線2-2’之剖視圖。

以下係提出各種實施例進行詳細說明，本發明並非顯示出所有可能的實施例，未於本發明提出的其它實施態樣也可以應用。再者，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本發明保護範圍之用。此外，實施例中之圖式係省略部分元件，以清楚顯示本發明之技術特點。

請參照第1圖，其繪示本揭露一實施例之顯示面板100的俯視圖。顯示面板100具有電路區R1以及顯示區R2，電路區R1實質上圍繞於顯示區R2。顯示面板100包括第一基底110，第一基底110之材質例如為玻璃、塑膠或其他合適的材料，第一基底110上可配置有畫素陣列PA以及周邊電路190，畫素陣列PA配置於顯示區R2中，而周邊電路190位於電路區R1內。

於本實施例中，周邊電路190配置於顯示區R2的相對兩側，然本揭露並不限於此。例如，於另一實施例中，周邊電路190可僅配置於顯示區R2的一側、兩側、三側或四側。

請參照第2圖，其繪示第1圖沿切線2-2’之剖視圖。顯示面板100更可包括第一感測電極151、壓電感測層153以及第二感測電極152。第一感測電極151位於第一基底110上，且實質上位於電路區R1內。壓電感測層153位於第一感測電極151上，且實質上位於電路區R1內，而不位於顯示區R2內，舉例來說，壓電感測層153之任一部分可完全不位於顯示區R2內或是壓電感測層153之極小部分可從電路區R1延伸至顯示區R2內。第二感測電極152位於壓電感測層153上。舉例來說，第一感測電極151、壓電感測層153以及第二感測電極152均位於電路區R1內，但不位於顯示區R2內。

壓電感測層153之材料可例如為壓電材料，當使用者進行垂直方向的觸控操作時，壓電感測層153受到壓力的作用，壓電感測層153將會提供電荷，而在壓電感測層153之下側的第一感測電極151可與壓電感測層153之上側的第二感測電極152重疊，進而形成一 電容結構。因此，當壓電感測層153受壓而產生電荷時，將使第一感測電極151和第二感測電極152之間的電容值產生變化，故可透過電容值的改變來偵測觸控的壓力。

上述實施例之顯示面板100，第一感測電極151、第二感測電極152以及壓電感測層153係構成壓力感測元件150。藉由在第一基底110上形成電容結構，使顯示面板100本身即具備壓力感測之功能，不需額外再以外掛的方式將感測壓力的元件添加在顯示面板100上。此外，壓力感測元件150係放置於電路區R1內，因此並不會影響整個顯示面板100的光學表現。

再者，於一實施例中，更可利用現有之畫素陣列基板的製程，而不需額外的製程即可製作壓力感測元件150，以下將進一步說明。

請一併參照第1圖及第2圖。於此實施例中，周邊電路190可包括一移位暫存電路。然本揭露並不限於此，周邊電路190亦可以是其它類型的電路，例如是一測試電路、一修補電路、靜電防護電路或其餘類似的電路。

位於電路區R1內之移位暫存電路可包括第一主動元件T1，而位於顯示區R2內之畫素陣列PA可包括第二主動元件T2。由第2圖中可見，本實施例之顯示面板100係先形成壓力感測元件150，再形成第一主動元件T1。另一方面，本實施例之顯示面板100更可於形成第一主動元件T1之步驟時，同時形成第二主動元件T2。

如第2圖所示，首先，提供第一基底110。接著，形成第一感測電極151及一遮蔽層154於第一基底110上。第一感測電極151係位於電路區R1內，遮蔽層154係位於顯示區R2內，而不位於電路區R1內。此外，於一實施例中，第一感測電極151及遮蔽層154係屬於同一圖案化膜層。舉例來說，第一感測電極151及遮蔽層154可以是以一金屬層進行圖案化而形成。

接著，形成壓電感測層153於第一感測電極151上，舉例來說，壓電感測層153僅形成於電路區R1內，而不形成於顯示區R2內。

接著，形成第二感測電極152於壓電感測層153上。第二感測電極152之材料可與第一感測電極151相同，例如是一金屬層圖案化而形成。於此實施例中，第二感測電極152係與第一感測電極151重疊，如此一來，第一感測電極151、第二感測電極152及壓電感測層153三者係構成一壓力感測元件150。也就是說，第二感測電極152和第一感測電極151可分別作為壓電感測層153之上、下電極，以利用其間電容值的改變來偵測出觸控的壓力。

接著，形成一平坦層155於遮蔽層154上，且平坦層155僅形成於顯示區R2內，而不形成於電路區R1內。其中，平坦層155之材料係不同於壓電感測層153之材料。舉例來說，壓電感測層153之材料例如是有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜材料、陶瓷材料或複合材料，平坦層155之材料可以是有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜 材料、陶瓷材料或複合材料。並且，平坦層155之厚度可實質上相當於壓電感測層153之厚度。例如，壓電感測層153之厚度可為約0.5微米至100微米，而平坦層155之厚度可例如為約0.5微米至100微米，以使電路區R1中之壓電感測層153和顯示區R2中之平坦層155實質上同高度而無段差，以利於後續的製程。當然，上述提及之材料及厚度僅為舉例說明之用，並非用以限定本揭露之範圍。

於顯示區R2形成平坦層155後，接著，於電路區R1和顯示區R2形成一緩衝層156。於電路區R1內，緩衝層156覆蓋於壓電感測層153和第二感測電極152上。而於顯示區R2內，緩衝層156覆蓋於平坦層155上。

接著，同時形成電路區R1之第一主動元件T1及顯示區R2之第二主動元件T2於緩衝層156上。第一主動元件T1及第二主動元件T2可例如是低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS-TFT)，然本揭露並不限於此。

於本實施例中，可執行例如是一離子摻雜製程，先形成第一主動元件T1之源極區161a、汲極區161b和通道區161c，以及第二主動元件T2之源極區162a、汲極區162b和通道區162c。此外，通道區161c更可與第一感測電極151及第二感測電極152重疊，且通道區162c更可與遮蔽層154重疊。於此配置中，第一感測電極151及第二感測電極152在垂直投影方向上可實質上略大於通道區161c，而遮蔽層154在垂直投影方向上可實質上略大於通道區162c，以作為遮光層來進一步阻斷光漏電流的產生。

接著，形成閘絕緣層160於緩衝層156上，以覆蓋第一主動元件T1之源極區161a、汲極區161b和通道區161c，以及第二主動元件T2之源極區162a、汲極區162b和通道區162c。而後，對應於通道區161c和通道區162c的位置，分別同時形成第一主動元件T1之閘極161G和第二主動元件T2之閘極162G。

接著，形成層間介電層163於閘絕緣層160上，並覆蓋閘極161G和閘極162G。而後，形成第一主動元件T1之源極164a和汲極164b，以及第二主動元件T2之源極165a和汲極165b。如此，便完成了第一主動元件T1和第二主動元件T2的形成步驟。

由於在現有之畫素陣列基板的製程中，本身便需要在顯示區R2內的第二主動元件T2之通道區162c下方形成遮光層(即遮蔽層154)，以免光漏電流的產生而造成電性改變，因此，在電路區R1中形成壓力感測元件150之製程可合併於畫素陣列基板之製程，而不會進一步增加生產成本。再者，於電路區R1內，第一感測電極151及第二感測電極152亦可作為遮光層使用，其在垂直投影方向上的面積實質上略大於通道區161c。因此，第一感測電極151及第二感測電極152的面積相對地大。這樣一來，在面對使用者於垂直方向上觸壓時，感測電極之面積愈大，產生之電容值的變化更為顯著，偵測觸控壓力的效果便愈佳。

此外，由於壓電感測層153本身需要以電壓極化，又由於第一主動元件T1之通道區161c本身亦需要第一感測電極151及第二感測電極152作為遮光層來防止光漏電流的產生，透過第一感測電極 151和第二感測電極152，還可有利於壓電感測層153之材料的極化，使顯示面板100本身即具備壓力感測之功能，且極化之電壓也不會影響到顯示面板100的運作。

接著，於電路區R1和顯示區R2形成一保護層170於第一主動元件T1和第二主動元件T2上，以覆蓋層間介電層163、源極164a、165a與汲極164b、165b。而後，形成一畫素電極180於保護層170上並與汲極165b連接，以電性連接於第二主動元件T2。

請參照第1圖及第2圖。顯示面板100更可包括第二基底120、顯示介質層130以及膠框140。第二基底120係與第一基底110相對設置，第二基底120例如是一彩色濾光基板。顯示介質層130位於第一基底110與第二基底120之間，顯示介質層130例如是液晶層。在完成上述步驟的第一基底110後，可利用膠框140接合第一基底110和第二基底120，膠框140實質上圍繞顯示區R2。並且，膠框140可與周邊電路190重疊，且於垂直投影方向上完全涵蓋周邊電路190。也就是說，膠框140亦與壓電感測層153重疊，但壓電感測層153未延伸超出膠框140在垂直投影方向的對應範圍外。

上述以周邊電路190為移位暫存電路之實施例中，第一主動元件T1係作為電路區R1中閘極驅動電路(Gate driver On Array,GOA)之元件，第二主動元件T2係作為顯示區R2中畫素陣列PA之開關。請再參照第1圖，其更繪示了畫素陣列PA之部分區域放大圖。畫素陣列PA包括數個子畫素P，每個子畫素P則包括第二主動元件T2以及與第二主動元件T2電性連接之畫素電極180。畫素陣列PA更包括數 條資料線...、DLn-1、DLn、DLn+1、...以及數條掃描線...、SLn-1、SLn、SLn+1、...，每個子畫素P可與對應的資料線(例如DLn)以及對應的掃描線(例如SLn-1)電性連接。其中，每個子畫素P可透過第二主動元件T2的源極165a與資料線(例如DLn)電性連接，並透過第二主動元件T2的閘極162G與掃描線(例如SLn-1)電性連接。於此，周邊電路190(例如是移位暫存電路)係與這些掃描線...、SLn-1、SLn、SLn+1、...電性連接，以依序輸出多個閘極驅動信號，進而驅動畫素陣列PA。

上述各種實施例之顯示面板，係於畫素陣列之基底上形成壓電感測層，並形成第一感測電極和第二感測電極，以作為壓電感測層之下、上電極，且壓電感測層實質上位於電路區內而不位於顯示區內，使顯示面板本身即具備壓力感測之功能。而且，這樣的設計並不會影響整個顯示面板的光學表現。此外，上述第一感測電極、第二感測電極以及壓電感測層可利用現有之畫素陣列基板的製程，而不需額外的製程即可製作，因此不會進一步增加生產成本。另外，在電路區中，第一感測電極及第二感測電極更可復作為遮光層使用，其在垂直投影方向上的面積實質上略大於通道區，這樣的設計可使感測之電容值的變化更為顯著，增加偵測觸控壓力的效果。再者，由於第一主動元件之通道區本身即需要第一感測電極及第二感測電極來遮光，故有利於壓電感測層之材料的極化，且極化之電壓也不會影響到顯示面板的運作。

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。

Claims (16)

1. 一種顯示面板，具有一顯示區及實質上圍繞該顯示區之一電路區，該顯示面板包括：一第一基底；一畫素陣列，位於該第一基底上，且位於該顯示區內；一第一感測電極，位於該第一基底上，且實質上位於該電路區內；一壓電感測層，位於該第一感測電極上，且實質上位於該電路區內而不位於該顯示區內；一第二感測電極，位於該壓電感測層上；以及一周邊電路，位於該電路區內，該周邊電路包括一移位暫存電路，該移位暫存電路包括一第一主動元件，且該第一感測電極及該第二感測電極係與該第一主動元件之一通道區重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一第二基底，與該第一基底相對設置；以及一框膠，實質上圍繞該顯示區，接合該第一基底與該第二基底，其中該壓電感測層係與該框膠重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括一遮蔽層，位於該第一基底上，且位於該顯示區內而不位於該電路區內，其中該遮蔽層與該第一感測電極係屬於同一圖案化膜層。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，更包括一平坦層，位於該遮蔽層上，且位於該顯示區內而不位於該電路區內，其中該平坦層之材料不同於該壓電感測層之材料，其中該平坦層之材料係為有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜材料、陶瓷材料或複合材料，該平坦層之厚度約為0.5微米至100微米，其中該壓電感測層之材料係為有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜材料、陶瓷材料或複合材料，該壓電感測層之厚度約為0.5微米至100微米。
5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，該畫素陣列包括：一第二主動元件，位於該平坦層上；一畫素電極，電性連接於該第二主動元件，其中該遮蔽層係與該第二主動元件之一通道區重疊；一資料線，電性連接於該第二主動元件；以及一掃描線，電性連接於該第二主動元件，並與該移位暫存電路電性連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一測試電路。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一靜電防護電路。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一修補電路。
9. 一種顯示面板，具有一顯示區及實質上圍繞該顯示區之一電路區，該顯示面板包括：一第一基底；一畫素陣列，位於該第一基底上，且位於該顯示區內；一第一感測電極，位於該第一基底上，且實質上位於該電路區內；一壓電感測層，不位於該顯示區內，其中該壓電感測層位於該第一感測電極上且實質上位於該電路區內；一第二感測電極，位於該壓電感測層上；以及一周邊電路，位於該電路區內。
10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，更包括：一第二基底，與該第一基底相對設置；以及 一框膠，實質上圍繞該顯示區，接合該第一基底與該第二基底，其中該壓電感測層係與該框膠重疊。
11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，更包括一遮蔽層，位於該第一基底上，且位於該顯示區內而不位於該電路區內，其中該遮蔽層與該第一感測電極係屬於同一圖案化膜層。
12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示面板，更包括一平坦層，位於該遮蔽層上，且位於該顯示區內而不位於該電路區內，其中該平坦層之材料不同於該壓電感測層之材料，其中該平坦層之材料係為有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜材料、陶瓷材料或複合材料，該平坦層之厚度約為0.5微米至100微米，其中該壓電感測層之材料係為有機材料、無機材料、單晶材料、高分子材料、壓電聚合物材料、薄膜材料、陶瓷材料或複合材料，該壓電感測層之厚度約為0.5微米至100微米。
13. 如申請專利範圍第11項所述之顯示面板，該畫素陣列包括：一第二主動元件，位於該平坦層上；一畫素電極，電性連接於該第二主動元件，其中該遮蔽層係與該第二主動元件之一通道區重疊； 一資料線，電性連接於該第二主動元件；以及一掃描線，電性連接於該第二主動元件。
14. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一測試電路。
15. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一靜電防護電路。
16. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，其中該周邊電路係為一修補電路。