TWI831659B - 觸控顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種觸控顯示面板包括第一基板、第二基板、多個發光元件、多個第一支撐件、觸控電極層及多個遮光圖案。第一基板與第二基板彼此重疊設置。多個發光元件分散地設置在第一基板上。多個第一支撐件設置在這些發光元件之間。觸控電極層設置在第二基板上，且具有重疊這些第一支撐件的多個電極開口。多個遮光圖案設置在這些電極開口內。這些遮光圖案與觸控電極層間隔開來且不相重疊。這些第一支撐件在第二基板上的正投影位在這些遮光圖案在第二基板上的正投影內。

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種觸控顯示面板。

顯示器的應用日益廣泛，舉凡家用的視聽娛樂、公共場合的訊息顯示看板、電競用的顯示器及可攜式電子產品都可見其蹤跡。近幾年來，顯示器在車用領域或穿戴式電子產品的應用也逐漸拓展開來，例如：車用後視鏡、車用儀表板、多功能電子錶、電子手環等，且大多具有觸控功能。其中，內嵌式觸控（In-cell touch）技術具有易薄型化及高操控靈敏度的優勢，因此在近幾年逐漸成為觸控顯示器的主流。然而，將觸控電極整合在顯示面板內仍有許多問題待解決。

本發明提供一種觸控顯示面板，其顯示品質及操作穩定性較佳。

本發明的觸控顯示面板，包括第一基板、第二基板、多個發光元件、多個第一支撐件、觸控電極層及多個遮光圖案。第一基板與第二基板彼此重疊設置。多個發光元件分散地設置在第一基板上。多個第一支撐件設置在這些發光元件之間。觸控電極層設置在第二基板上，且具有重疊這些第一支撐件的多個電極開口。多個遮光圖案設置在這些電極開口內。這些遮光圖案與觸控電極層間隔開來且不相重疊。這些第一支撐件在第二基板上的正投影位在這些遮光圖案在第二基板上的正投影內。

基於上述，在本發明的一實施例的觸控顯示面板中，觸控電極層具有重疊多個發光元件與多個第一支撐件的多個電極開口。透過在重疊於第一支撐件的電極開口內設置遮光圖案，除了可避免觸控顯示面板在經過刮壓測試後產生顯示畫面不均（Mura）的問題，還能增加觸控顯示面板在紫外光照射下的耐受性，進而確保發光元件的出光穩定性。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或（and/or）公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制申請專利範圍。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是依照本發明的一實施例的觸控顯示面板的正視示意圖。圖2是圖1的觸控顯示面板的剖視示意圖。圖2對應於圖1的觸控顯示面板的剖線A-A’處。為清楚呈現起見，圖1僅繪示出圖2的第一基板101、畫素定義層130、發光元件150、第一支撐件160、觸控電極層180及遮光圖案185。

請參照圖1及圖2，觸控顯示面板10包括第一基板101、第二基板102、畫素驅動層110及多個發光元件150。第一基板101與第二基板102沿著方向Z彼此重疊設置。先說明的是，以下若未特別提及，兩構件的重疊關係都是以相同的方式來界定，便不再贅述其重疊方向。

多個發光元件150分散地設置在第一基板101上。舉例來說，在本實施例中，這些發光元件150可沿著方向X排成多列，且相鄰兩列的任兩個發光元件150沿著方向Y彼此錯位。更具體地說，在本實施例中，這些發光元件150在第一基板101上的排列位置大致上是呈現蜂巢狀，但不限於此。

在本實施例中，畫素驅動層110設置在第一基板101上，且位在多個發光元件150與第一基板101之間。雖然圖式未繪示，畫素驅動層110可設有多條訊號線（例如資料線、掃描線和電源線）以及用來驅動多個發光元件150的多個畫素電路，其中所述畫素電路可包含至少一主動元件（T）和至少一電容器（C）。舉例來說，所述畫素電路可以是1T1C的架構、2T1C的架構、3T1C的架構、3T2C的架構、4T1C的架構、4T2C的架構、5T1C的架構、5T2C的架構、6T1C的架構、6T2C的架構、7T2C的架構或是任何可能的架構。

舉例來說，多個發光元件150可分別電性連接畫素驅動層110的多個主動元件，且觸控顯示面板10可藉由前述多條訊號線傳送電信號（例如掃描信號、顯示信號及電源信號）至所述畫素電路以個別地控制這些發光元件150發光來達到顯示效果。

在本實施例中，觸控顯示面板10還可包括畫素定義層130，設置在畫素驅動層110上，且具有多個畫素開口130op。這些畫素開口130op各自在第一基板101上的正投影輪廓例如是矩形或八邊形，但不限於此。在其他未繪示的實施例中，畫素定義層的多個畫素開口各自在第一基板101上的正投影輪廓可以是圓形、多邊形、或其他任意的形狀，且這些畫素開口的正投影輪廓可選擇性地相同。

畫素定義層130可由有機材料形成，例如透光高分子材料或不透光高分子材料。透光高分子材料可包括透明樹脂。不透光高分子材料可包括黑色樹脂、白色樹脂（如添加有二氧化鈦顆粒的樹脂）或灰色樹脂，但不以此為限。

特別注意的是，這些畫素開口130op內分別設有多個發光元件150。在本實施例中，發光元件150可包括第一電極層151、第二電極層152與發光層（例如發光層153a、發光層153b或發光層153c），發光層夾設在第一電極層151與第二電極層152之間。發光層可以是有機材、無機材、或其它合適材、或前述之組合製作而成。

舉例來說，第一電極層151可設置在發光層朝向畫素驅動層110的一側，並且電性連接畫素驅動層110的前述主動元件，而第二電極層152設置在發光層背離畫素驅動層110的一側。在本實施例中，第一電極層151例如是反射式電極，反射式電極的材質包括金屬、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、或其他合適的材料、或是金屬材料與其他導電材料的堆疊層。第二電極層152例如是光穿透式電極，而光穿透式電極的材質包括金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少兩者之堆疊層。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第一電極層151與第二電極層152各自可根據實際的透光或反射需求而選用適當的導電材料。

進一步而言，觸控顯示面板10更包括多個第一支撐件160，設置在畫素定義層130上，且位在多個發光元件150之間。發光元件150的至少一側設有第一支撐件160。第一支撐件160的材料可以是無色或有色材，且可包含無機成分、有機成分、或其他合適材、或前述的組合。

舉例來說，在本實施例中，多個發光元件150可包括多個第一發光元件150a、多個第二發光元件150b與多個第三發光元件150c，其中第一發光元件150a、第二發光元件150b與第三發光元件150c分別用於發出不同的色光，例如藍光、紅光與綠光，但不限於此。

在本實施例中，第一發光元件150a與第二發光元件150b各自沿著方向X的一側鄰設有一個第一支撐件160，且沿著方向Y的相對兩側分別鄰設有兩個第一支撐件160，而第三發光元件150c沿著方向X的相對兩側分別鄰設有兩個第一支撐件160，但不限於此。更具體地說，任一發光元件150及其相鄰的至少一個發光元件150之間可設有一個第一支撐件160。特別注意的是，在本實施例中，多個發光元件150的第二電極層152可彼此相連接，並且覆蓋多個第一支撐件160。

另一方面，觸控顯示面板10更包括觸控電極層180，設置在第二基板102朝向第一基板101的表面上。在本實施例中，觸控電極層180的材料可包括金屬、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、或其他合適的材料、或是金屬材料與其他導電材料的堆疊層。

在本實施例中，觸控電極層180具有重疊多個發光元件150的多個電極開口180op。更具體地說，觸控電極層180不重疊於多個發光元件150的多個發光層。多個發光元件150中的至少兩者在第一基板101上的正投影位在觸控電極層180的電極開口180op所占區域在第一基板101上的正投影內。舉例來說，在本實施例中，觸控電極層180的電極開口180op所占區域在第一基板101上的正投影內可重疊設有沿著方向X排列的一個第一發光元件150a、一個第二發光元件150b與一個第三發光元件150c，但不限於此。

特別注意的是，觸控電極層180的這些電極開口180op還重疊於多個第一支撐件160，亦即觸控電極層180不重疊於這些第一支撐件160。由於多個發光元件150的第二電極層152會延伸覆蓋在多個第一支撐件160上，第二電極層152覆蓋第一支撐件160的部分與觸控電極層180的間距較短，容易產生電容耦合效應。當使用者按壓第二基板102進行觸控時，第二基板102內表面上的觸控電極層180會朝第一基板101彎曲，導致觸控電極層180與第二電極層152之間的電容變化過高而產生噪聲（noise）問題。因此，為了解決上述的問題，在本實施例中，觸控電極層180的設置必須要避開與第一支撐件160重疊的區域。

在本實施例中，第二基板102上還設有鈍化層190與多個第二支撐件195。鈍化層190覆蓋觸控電極層180，且這些第二支撐件195設置在鈍化層190上。在本實施例中，第二支撐件195與鈍化層190的材料可選擇性地相同，且可以是無機材料（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（例如：聚酯類、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類或其它合適的材料或上述之組合）或其它合適的材料或上述之組合。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第二支撐件195的材料可不同於鈍化層190的材料，且例如是光阻材料。

應注意的是，第二基板102上的這些第二支撐件195分別重疊第一基板101上的多個第一支撐件160設置，且多個發光元件150的第二電極層152夾設在相重疊的第一支撐件160與第二支撐件195之間。因此，當觸控顯示面板受外力擠壓或彎折時，第二電極層152容易因第一支撐件160與第二支撐件195的對組支撐擠壓而受損，導致顯示畫面不均（Mura）的問題。

為了解決這個問題，觸控顯示面板10更包括設置在觸控電極層180的多個電極開口180op內的多個遮光圖案185。這些遮光圖案185與觸控電極層180件隔開來且不相重疊。特別注意的是，多個第一支撐件160在第二基板102上的正投影位在多個遮光圖案185在第二基板102上的正投影內。

較佳地，任一遮光圖案185與畫素定義層130中最鄰近該任一遮光圖案185的畫素開口130op的間距S1大於等於1微米，且任一第一支撐件160與畫素定義層130中最鄰近該任一第一支撐件160的畫素開口130op的間距S2大於等於1微米。據此，可避免第一支撐件160與遮光圖案185在製程中因對位精度不足而遮擋住發光元件150的發光區（即發光層的設置區域），並且確保第一支撐件160與遮光圖案185的上述重疊關係。

另一方面，為了確保遮光圖案185與觸控電極層180間的電性獨立關係，遮光圖案185與觸控電極層180的間距S3較佳地可大於等於1微米。

在本實施例中，遮光圖案185與觸控電極層180可為同一膜層，亦即遮光圖案185可以是導電材料製作而成，但不限於此。在其他實施例中，遮光圖案的材料也可包括不透光絕緣材料，例如黑色樹脂材料、或摻雜有碳黑的光阻材料。

在本實施例中，遮光圖案185與觸控電極層180彼此電性獨立。更具體地說，遮光圖案185可具有浮置（floating）電位，但不限於此。在其他未繪示的實施例中，遮光圖案185也可與外部耦接而具有接地電位。另一方面，在本實施例中，第一支撐件160（或第二支撐件195）與遮光圖案185各自在第一基板101上的正投影輪廓例如是矩形，但不限於此。在其他未繪示的實施例中，支撐件與遮光圖案的至少一者在第一基板101上的正投影輪廓可以是多邊形或任意的形狀，且支撐件與遮光圖案在第一基板101上的正投影輪廓可選擇性地相同或不同。

圖3A及圖3B分別示出圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板在經過刮壓測試後顯示白畫面時的正視圖。圖4是圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板各自的發光元件被致能時的亮度對紫外光照射時間的分布曲線圖。圖5A及圖5B分別為圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板在經過長時間的紫外光照射後各自的發光元件被致能時的正視圖。

先說明的是，此處的比較例與本實施例的觸控顯示面板10的差異僅在於：比較例的觸控顯示面板未設有圖1的多個遮光圖案185。

在本實施例中，觸控顯示面板10在經過刮壓測試後仍可維持良好的顯示品質，如圖3A示出的均勻白畫面。然而，比較例的觸控顯示面板在經過相同的刮壓測試後，其顯示畫面會產生明顯的刮痕（如圖3B所示），造成顯示畫面不均。也就是說，透過圖1及圖2中的多個遮光圖案185的設置，能有效解決觸控顯示面板10在經過刮壓測試後產生顯示畫面不均的問題。

特別說明的是，發光元件150的出光亮度在長時間的紫外光照射下會下降。如圖4中的曲線C2所示，當照射時間超過100小時，比較例的觸控顯示面板的顯示亮度會隨著照射時間增加而明顯下降。然而，本實施例的觸控顯示面板10在100小時以上的照射時間下，顯示亮度隨著照射時間增加的下降幅度（如圖4中的曲線C1所示）明顯小於比較例的觸控顯示面板。

也就是說，在本實施例中，遮光圖案185的設置還能增加觸控顯示面板10在紫外光照射下的耐受性，進而確保發光元件150的出光穩定性。

從另一觀點來說，即使在長時間的紫外光照射下，本實施例的觸控顯示面板10，其發光元件150的發光面積（例如圖1的發光層在第一基板101上的投影面積）並不會有實質上的改變，如圖5A所示。相反地，比較例的觸控顯示面板，其發光元件150的發光面積會隨著紫外光長時間（例如200小時）的照射而有顯著的縮減（即pixel shrinkage的問題），如圖5B所示。

綜上所述，在本發明的一實施例的觸控顯示面板中，觸控電極層具有重疊多個發光元件與多個第一支撐件的多個電極開口。透過在重疊於第一支撐件的電極開口內設置遮光圖案，除了可避免觸控顯示面板在經過刮壓測試後產生顯示畫面不均（Mura）的問題，還能增加觸控顯示面板在紫外光照射下的耐受性，進而確保發光元件的出光穩定性。

10:觸控顯示面板 101:第一基板 102:第二基板 110:畫素驅動層 130:畫素定義層 130op:畫素開口 150、150a、150b、150c:發光元件 151:第一電極層 152:第二電極層 153a、153b、153c:發光層 160:第一支撐件 180:觸控電極層 180op:電極開口 185:遮光圖案 190:鈍化層 195:第二支撐件 C1、C2:曲線 S1、S2、S3:間距 X、Y、Z:方向 A-A’:剖線

圖1是依照本發明的一實施例的觸控顯示面板的正視示意圖。 圖2是圖1的觸控顯示面板的剖視示意圖。 圖3A及圖3B分別為圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板在經過刮壓測試後顯示白畫面時的正視圖。 圖4是圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板各自的發光元件被致能時的亮度對紫外光照射時間的分布曲線圖。 圖5A及圖5B分別為圖1的觸控顯示面板與一比較例的觸控顯示面板在經過長時間的紫外光照射後各自的發光元件被致能時的正視圖。

10:觸控顯示面板

101:第一基板

102:第二基板

110:畫素驅動層

130:畫素定義層

130op:畫素開口

150、150a、150b、150c:發光元件

151:第一電極層

152:第二電極層

153a、153b、153c:發光層

160:第一支撐件

180:觸控電極層

180op:電極開口

185:遮光圖案

190:鈍化層

195:第二支撐件

S1、S2、S3:間距

Z:方向

A-A’:剖線

Claims (11)

1. 一種觸控顯示面板，包括：一第一基板與一第二基板，彼此重疊設置；多個發光元件，分散地設置在該第一基板上；多個第一支撐件，設置在該第一基板上，且位在該些發光元件之間；一觸控電極層，設置在該第二基板上，且具有重疊該些第一支撐件的多個電極開口；以及多個遮光圖案，設置在該些電極開口內，該些遮光圖案與該觸控電極層間隔開來且不相重疊，其中該些第一支撐件與該些遮光圖案位在該第一基板與該第二基板之間，該些第一支撐件在該第二基板上的正投影位在該些遮光圖案在該第二基板上的正投影內。
2. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該些遮光圖案與該觸控電極層為同一膜層。
3. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該些遮光圖案具有浮置電位。
4. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該些遮光圖案的材料包括不透光絕緣材料。
5. 如請求項1所述的觸控顯示面板，更包括多個第二支撐件，設置在該第二基板上，且分別重疊於該些第一支撐件，其中各該些發光元件包括： 一第一電極層與一第二電極層，該第二電極層覆蓋該些第一支撐件，且夾設在該些第一支撐件與該些第二支撐件之間；以及一發光層，設置在該第一電極層與該第二電極層之間。
6. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中各該些發光元件包括：一第一電極層與一第二電極層；以及一發光層，設置在該第一電極層與該第二電極層之間，該觸控電極層不重疊於該些發光元件的多個該發光層。
7. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該些發光元件的至少兩者在該第一基板上的正投影位在該觸控電極層的各該些電極開口所占區域在該第一基板上的正投影內，且該些發光元件的該至少兩者之間設有該些第一支撐件的至少一者。
8. 如請求項1所述的觸控顯示面板，更包括：一畫素定義層，具有多個畫素開口，該些發光元件分別設置在該些畫素開口內，其中該些第一支撐件設置在該畫素定義層上，且該觸控電極層不重疊於該畫素定義層的該些畫素開口。
9. 如請求項8所述的觸控顯示面板，其中該些遮光圖案的任一者與該畫素定義層中最鄰近該些遮光圖案的該任一者的一該畫素開口的間距大於等於1微米。
10. 如請求項8所述的觸控顯示面板，其中該些第一支撐件的任一者與該畫素定義層中最鄰近該些第一支撐件的該任一者的一該畫素開口的間距大於等於1微米。
11. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中各該些遮光圖案與該觸控電極層的間距大於等於1微米。