TWM468723U - 內嵌式觸控顯示面板結構 - Google Patents

Description

內嵌式觸控顯示面板結構

本創作係關於一種具有觸控板的顯示螢幕之結構，尤指一種內嵌式觸控顯示面板結構。

習知之觸控式平面顯示器係將觸控面板與平面顯示器直接進行上下之疊合，因為疊合之觸控面板為透明之面板，因而影像可以穿透疊合在上之觸控面板顯示影像，再藉由觸控面板作為輸入之媒介或介面。然而這種習知之技藝，因為於疊合時，必須增加一個觸控面板之完整重量，使得平面顯示器重量大幅地增加，不符合現時市場對於顯示器輕薄短小之要求。而直接疊合觸控面板以及平面顯示器時，在厚度上，增加了觸控面板本身之厚度，降低了光線的穿透率，增加反射率與霧度，使螢幕顯示的品質大打折扣。

針對前述之缺點，觸控式平面顯示器改採嵌入式觸控技術。嵌入式觸控技術目前主要的發展方向可分為On-Cell及In-Cell兩種技術。On-Cell技術是將投射電容式觸控技術的感應電極(Sensor)製作在面板彩色濾光片(Color Filter,CF)的背面(即貼附偏光板面)，整合為彩色濾光片的結構。In-Cell技術則是將感應電極(Sensor)置入LCD Cell的結構當中，目前主要利用的感應方式也可分為電阻(接觸)式、電容式與光學式三種，其中電阻式是利用LCD Cell上下兩基板電極的導通，計算分壓的變化來判定接觸位置座標，On-Cell Touch的技術則是將觸控面板的Sensor作在薄膜上，然後貼合在最上層的上基板的玻璃上，而Out Cell Touch技術指的是外掛在顯示面板之外的觸控面板，也是目前最常見的，電阻式、電容式等技術都有，通常都是由另外的觸控面板廠商製造，再與顯示面板進行貼合、組裝。

In-Cell Touch技術則是將觸控元件整合於顯示面板之內，使得顯示面板本身就具備觸控功能，因此不需要另外進行與觸控面板貼合或是組裝的製程，這樣技術通常都是由TFT LCD面板廠開發。

然而不論In-Cell Touch技術、On-Cell Touch技術、或Out Cell Touch技術，其均在LCD顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板設置感應電極層，此不僅增加成本，亦增加製程程序，容易導致製程良率降低及製程成本飆昇，以及開口率下降而須要更強的背光，也會增加耗電，不利於行動裝置的輕薄的需求。因此，習知觸控顯示面板結構仍有改善的空間。

本創作之主要目的係在提供一種內嵌式觸控顯示面板結構，可大幅降低TFT型觸控液晶顯示面板重量及厚度，同時可大幅節省材料成本及加工成本，無須改變製程，即可使顯示面板具有觸控功能。

為達成上述之目的，本創作提出一種內嵌式觸控顯示面板結構，包括有一上基板、一下基板、一遮光層、及一薄膜電晶體及感應電極層。該上基板及該下基板以平行成對之配置將一液晶層夾置於二基板之間。該遮光層位於該上基板之相對於液晶層之同一側的表面，該遮光層係由多數條遮光線條所構成。該薄膜電晶體及感應電極層位於該下基板之相對於液晶層之同一側的表面，其中，該薄膜電晶體及感應電極層具有一掃描線子層及一資料線子層。該掃描線子層具有多數條掃描線及多數條感應導體線段，該多數條掃描線係依據一第一方向設置，該多數條感應導體線段係依據一第二方向設置，該第二方向之多數條感應導體線段係被該多數條掃描線所分隔。該資料線子層位於該掃描線子層之相對於液晶層之同一側的表面，其具有多數條資料線及多數條感應導體線段，該多數條資料線係依據該第二方向設置，該多數條感應導體線段係依據該第一方向設置，該第一方向之多數條感應導體線段係被該多數條資料線所分隔。

100‧‧‧內嵌式觸控顯示面板結構

110‧‧‧上基板

120‧‧‧下基板

130‧‧‧液晶層

140‧‧‧遮光層

150‧‧‧薄膜電晶體及感應電極層

160‧‧‧彩色濾光層

170‧‧‧保護層

180‧‧‧共通電極層

190‧‧‧第一偏光層

200‧‧‧第二偏光層

250‧‧‧多數條遮光線條

260‧‧‧區域

310‧‧‧掃描線子層

320‧‧‧掃描線

330‧‧‧第二方向之多數條感應導體線段

331‧‧‧第一方向第一延伸部

333‧‧‧第一方向第二延伸部

410‧‧‧資料線子層

420‧‧‧資料線

430‧‧‧第一方向之多數條感應導體線段

431‧‧‧第二方向第一延伸部

433‧‧‧第二方向第二延伸部

510‧‧‧穿孔

910‧‧‧四邊型區域

710‧‧‧絕緣層

920‧‧‧走線

911~91N‧‧‧四邊型區域

921~92N‧‧‧走線

圖1係本創作之一種內嵌式觸控顯示面板結構的立體示意 圖。

圖2係一般習知遮光層的示意圖。

圖3係本創作掃描線子層的示意圖。

圖4係本創作資料線子層的示意圖。

圖5係本創作掃描線及資料線電氣連接的示意圖。

圖6係本創作掃描線子層及資料線子層電氣連接的示意圖。

圖7A及圖7B係圖6中A-A'及B-B'處的剖面圖。

圖8係本創作掃描線及資料線電氣連接的另一示意圖。

圖9係本創作四邊型區域及對應走線的示意圖。

圖10係本創作遮光層與該第二方向之多數條感應導體線段及該第一方向之多數條感應導體線段的示意圖。

本創作是關於一種內嵌式觸控顯示面板結構。圖1係本創作之一種內嵌式觸控顯示面板結構的立體示意圖，如圖所示，該內嵌式觸控顯示面板結構100包括有一上基板110、一下基板120、一液晶層130、一遮光層(black matrix)140、一薄膜電晶體及感應電極層150、一彩色濾光層(color filter)160、一保護層(over coat)170、一共通電極層(Vcom)180、一第一偏光層(upper polarizer)190、及一第二偏光層(lower polarizer)200。

該上基板110及該下基板120較佳為玻璃基板，該上基板110及該下基板120並以平行成對之配置將該液晶層130夾置於二基板110,120之間。

該遮光層(black matrix)140係位於該上基板110之相對於液晶層130之同一側的表面，該遮光層140係由多數條遮光線條所構成。

圖2係一般習知遮光層140的示意圖。如圖2所示，習知遮光層140係由不透光的黑色絕緣材質之線條構成多數條遮光線條250，該等黑色絕緣材質之多數條遮光線條250係互相垂直分佈於該習知遮光層140，故該習知遮光層140又稱為黑矩陣(black matrix)。在該等黑色絕緣材質之線條之間的區域260則分佈有彩色濾光層(color filter)。

習知的薄膜電晶體層(TFT)位於該下基板120之相對於液晶層130之同一側的表面。習知薄膜電晶體層由薄膜電晶體及透明電極1所組成。

本創作係在習知的薄膜電晶體層(TFT)設置多數條感應導體線段，並在其上佈值感應觸控圖型結構，而形成本創作的薄膜電晶體及感應電極層150，如此，則無需於LCD顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板設置感應電極層，據此降低成本，減少製程程序，提昇製程良率及降低製程成本。該薄膜電晶體及感應電極層150位於該下基板120之相對於液晶層130之同一側的表面。其中，該薄膜電晶體及感應電極層具有一掃描線子層及一資料線子層。

圖3係本創作掃描線子層310的示意圖。該掃描線子層(sub-layer)310具有多數條掃描線320及多數條感應導體線段330，該多數條掃描線320係依據一第一方向(X)設置，該多數條感應導體線段330係依據一第二方向(Y)設置， 該第二方向之多數條感應導體線段330係被該多數條掃描線320所分隔。其中，該第二方向之多數條感應導體線段330分別具有第一方向(X)的一第一延伸部331及一第二延伸部333。其中，該第一方向係垂直第二方向，第一方向(X)大致垂直於第二方向(Y)。

圖4係本創作資料線子層410的示意圖。該資料線子層(sub-layer)410位於該掃描線子層(sub-layer)310之相對於液晶層130之同一側的表面，其具有多數條資料線420及多數條感應導體線段430，該多數條資料線420係依據該第二方向(Y)設置，該多數條感應導體線段430係依據該第一方向(X)設置，該第一方向之多數條感應導體線段430係被該多數條資料線420所分隔。其中，該第一方向之多數條感應導體線段430分別具有第二方向(Y)的一第一延伸部431及一第二延伸部433。

圖5係本創作掃描線320及資料線420電氣連接的示意圖。該掃描線320及該資料線420係分別位於不同層，該等延伸部331、333、431、433係有部分區域重疊，故其可經由一穿孔(via)510電氣連接。

圖6係本創作掃描線子層310及資料線子層410電氣連接的示意圖。其係由該上基板110方向往該下基板120方向看過去的示意圖。在橢圓C處，其係為了標註第二方向之多數條感應導體線段330，實際上應是無法從該上基板110方向往該下基板120方向看到第二方向之多數條感應導體線段330。

如圖6所示，該第一方向之多數條感應導體線段430的線寬係與掃描線320的線寬相同，該第二方向之多數條感應導體線段330的線寬係與資料線420的線寬相同。由於在液晶顯示器中，該遮光層之該多數條遮光線條的位置係依據與該多數條掃描線320、該多數條資料線420的位置相對應而設置，以讓該遮光層之該多數條遮光線條遮住該多數條掃描線320、該多數條資料線420。於其他實施例中，該第一方向之多數條感應導體線段430的線寬可較掃描線320的線寬小，該第二方向之多數條感應導體線段330的線寬可較資料線420的線寬小。

本創作中，第二方向之多數條感應導體線段330的位置與資料線420的位置相同，只是在不同層。同樣地，該第一方向之多數條感應導體線段430的位置與掃描線320的位置相同，只是在不同層。習知的掃描線及資料線的位置係設置在遮光線條的下方。而本創作則將該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430設置於該多數條掃描線320及該多數條資料線420的對應處，亦即，該該遮光層140之該多數條遮光線條250的位置係依據與該多數條掃描線320及該多數條資料線420的位置相對應而設置，因此該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430亦會被該多數條遮光線條250所遮住。

圖7A及圖7B係圖6中A-A'及B-B'處的剖面圖。如圖7A所示，在掃描線320與第二方向第二延伸部433之間 有一絕緣層710。第二方向第二延伸部433與第一方向第一延伸部331及第一方向第二延伸部333係經由穿孔(via)510電氣連接。在掃描線320與資料線420之間有一絕緣層710。

圖8係本創作掃描線320及資料線420電氣連接的另一示意圖。請參閱圖5及圖8，該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430可分別形成一四邊型區域910、一走線920。亦即，部分該等延伸部331、333、431、433藉由重疊處電氣連接，該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430可形成一第一組感應導體線、及一第二組感應導體線。該第一組感應導體線係為N個四邊型區域，在每一個四邊型區域中的感應導體線段係電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間並未連接，以在該薄膜電晶體及感應電極層150形成有感應觸控圖型結構。該第二組感應導體線係形成N個走線，該N個走線的每一個走線係與一對應的四邊型區域電氣連接，而走線之間並未連接。

圖9係本創作四邊型區域及對應走線的示意圖，其係由該下基板120方向往該上基板110方向看過去的示意圖。如圖9所示，該薄膜電晶體及感應電極層150的該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430係以一第一方向(X)及一第二方向(Y)設置。其中，該第一方向係垂直第二方向。該薄膜電晶體及感應電極層150的該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430係由導電之金屬材料或 合金材料所製成。其中，該導電之金屬材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鋁、鈦、銅、銀、金、鉑及其合金。

本案的圖式並分真實的比例，其僅是為了說明。該等延伸部331、333、431、433由於導電之金屬材料或合金材料所製成，故其寬度可以很細，並不會影響液晶的透光率。

該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430係分成一第一組感應導體線910、及一第二組感應導體線920，該第一組感應導體線910形成N個四邊型區域911~91N，其中，N為自然數。在每一個四邊型區域中的感應導體線係電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間並未連接，以在該薄膜電晶體及感應電極層150形成有感應觸控圖型結構。

該四邊型區域911~91N係為下列形狀其中之一：長方形、正方形、菱形。於本實施例中，該N個四邊型區域911~91N係以長方形為例子，且該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430的會被該遮光層140之該多數條遮光線條250所遮住。

該第二組感應導體線920形成N個走線921~92N，該N個走線的每一個走線係與一對應的四邊型區域911~91N電氣連接，而每一個走線921~92N之間並未連接。

圖10係本創作遮光層140與該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段 430的示意圖，其係由該下基板120方向往該上基板110方向看過去的示意圖。如圖10所示，其遮光層140與該第二方向之多數條感應導體線段330及該第一方向之多數條感應導體線段430疊合時的示意圖。

該第一組感應導體線910與該第二組感應導體線920係對應地連接。因此，該第一組感應導體線910可在該薄膜電晶體及感應電極層150形成有感應觸控圖型結構。該第一組感應導體線910及該第二組感應導體線920的線寬較佳小於或等於該多數條遮光線條250的線寬，當由該上基板110往該液晶層130方向看時，該第一組感應導體線910及該第二組感應導體線920可被該多數條遮光線條250所遮蔽，使用者僅會看到該多數條遮光線條250，不會看到該第一組感應導體線910及該第二組感應導體線920。

該彩色濾光層(color filter)160位於該遮光層140之相對於液晶層130之同一側的表面。

該保護層(over coat)170位於該彩色濾光層(color filter)160的表面。

該共通電極層(Vcom)180位於上基板110與下基板120之間，如VA與TN型液晶顯示器時共通電極層(Vcom)位於上基板，IPS與FFS型液晶顯示器時共通電極層(Vcom)位於下基板。

該第一偏光層(upper polarizer)190係位於該上基板110之相對於液晶層130之另一側的表面。

該第二偏光層(lower polarizer)200係位於該下 基板120之相對於液晶層130之另一側的表面。

由前述說明可知，本創作可於薄膜電晶體及感應電極層150上形成有感應觸控圖型結構，其優點為無需於LCD顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板設置感應電極層，據此可降低成本，減少製程程序。

同時，在定義習知多數條掃描線320的光罩上，可同時定義本創作的該第二方向之多數條感應導體線段330。在定義習知多數條資料線420的光罩上，可同時定義本創作的該第一方向之多數條感應導體線段430。據此並未增加製造程序，無須新增製程即可讓液晶顯示面板具有觸控功能。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

330‧‧‧第二方向之多數條感應導體線段

331‧‧‧第一方向第一延伸部

333‧‧‧第一方向第二延伸部

430‧‧‧第一方向之多數條感應導體線段

431‧‧‧第二方向第一延伸部

433‧‧‧第二方向第二延伸部

510‧‧‧穿孔

910‧‧‧四邊型區域

Claims (12)

1. 一種內嵌式觸控顯示面板結構，包括有：一上基板；一下基板，該上基板及該下基板以平行成對之配置將一液晶層夾置於二基板之間；一遮光層，位於該上基板之相對於液晶層之同一側的表面，該遮光層係由多數條遮光線條所構成；以及一薄膜電晶體及感應電極層，位於該下基板之相對於液晶層之同一側的表面，其中，該薄膜電晶體及感應電極層具有：一掃描線子層，其具有多數條掃描線及多數條感應導體線段，該多數條掃描線係依據一第一方向設置，該多數條感應導體線段係依據一第二方向)設置，該第二方向之多數條感應導體線段係被該多數條掃描線所分隔；以及一資料線子層，位於該掃描線子層之相對於液晶層之同一側的表面，其具有多數條資料線及多數條感應導體線段，該多數條資料線係依據該第二方向設置，該多數條感應導體線段係依據該第一方向設置，該第一方向之多數條感應導體線段係被該多數條資料線所分隔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該第二方向之多數條感應導體線段及該第一方向之多數條感應導體線段設置於該多數條掃描線及該多數條資料線的對應處，該遮光層之該多數條遮光線條的位置係依據與該多數條掃描線、該多數條資料線的位置相對應而設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該第二方向之多數條感應導體線段分別具有第一 方向的一第一延伸部及一第二延伸部，該第一方向之多數條感應導體線段分別具有第二方向的一第一延伸部及一第二延伸部，該等延伸部係有部分區域重疊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，部分該等延伸部藉由重疊處電氣連接，該第二方向之多數條感應導體線段及該第一方向之多數條感應導體線段可形成一第一組感應導體線、及一第二組感應導體線，該第一組感應導體線形成N個四邊型區域，在每一個四邊型區域中的感應導體線段係電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間並未連接，以在該薄膜電晶體及感應電極層形成有感應觸控圖型結構。
5. 如申請專利範圍第4項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該第二組感應導體線係形成N個走線，該N個走線的每一個走線係與一對應的四邊型區域電氣連接，而走線之間並未連接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該第一方向係垂直第二方向。
7. 如申請專利範圍第6項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其更包含：一彩色濾光層，位於該遮光層之相對於液晶層之同一側的表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其更包含：一保護層，位於該彩色濾光層的表面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其更包含：一共通電極層，位於該上基板與下基板之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該四邊型區域係為下列形狀其中之一：長方形、正方形、菱形。
11. 如申請專利範圍第10項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該薄膜電晶體及感應電極層的該第二方向之多數條感應導體線段及該第一方向之多數條感應導體線段係由導電之金屬材料或合金材料所製成。
12. 如申請專利範圍第11項所述之內嵌式觸控顯示面板結構，其中，該導電之金屬材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鋁、鈦、銅、銀、金、鉑及其合金。