TWI435140B - 觸控顯示面板 - Google Patents

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種觸控顯示面板，且特別是有關於一種具有獨立的操控區之觸控顯示面板。

為了達到攜帶更便利、體積更輕巧化以及操作更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板(touch panel)作為輸入裝置。目前的觸控面板大致可區分為電阻式、電容式、紅外線式及超音波式等觸控面板，其中以電阻式觸控面板與電容式觸控面板為最常見的產品。

觸控面板與顯示面板的整合使得電子產品同時兼具有顯示及觸控操作的功能而成為備受矚目的設計。目前常見的製程中，觸控面板與顯示面板會分別製作，而後再進行一黏合製程以將觸控面板與顯示面板整合在一起。然而，觸控面板與顯示面板分別製作會增加成本的負擔，且黏合製程使得電子產品的製作流程變的複雜。所以，在相同的製程步驟中，同時製作顯示面板所需元件以及觸控面板所需元件的技術紛紛被提出。

本發明提供一種觸控顯示面板，兼具顯示及觸控的功能，且觸控元件不需獨立製作。

本發明提出一種觸控顯示面板，具有一顯示區以及位於顯示區旁的一操控區。具體而言，觸控顯示面板包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質、一第一透明電極層、一第二透明電極層、一介電層以及一主動陣列元件。第二基板與第一基板相向而設。顯示介質配置於顯示區中並位於第一基板與第二基板之間。第一透明電極層配置於第一基板上。第一透明電極層包括一第一顯示區圖案以及一第一操控區圖案，其中第一顯示區圖案位於顯示區，而第一操控區圖案位於操控區。介電層配置於第一透明電極層上。第二透明電極層配置於介電層上。第二透明電極層包括一第二顯示區圖案以及一第二操控區圖案。第二顯示區圖案位於顯示區，而第二操控區圖案位於操控區，其中第二顯示區圖案具有多個開口以暴露出部分第一顯示區圖案。主動陣列元件配置於第二基板上。

基於上述，本發明利用顯示區中既有的材料延伸至操作區中以構成觸控元件。因此，顯示面板在不增加額外的元件及製程步驟之下就可兼具有顯示畫面及觸碰操作的功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A與圖1B繪示為本發明的兩種觸控顯示面板上視示意圖。請同時參照圖1A與圖1B，觸控顯示面板100A 與觸控顯示面板100B各自地都具有一顯示區I以及一操作區II。顯示區I與操作區II相鄰。使用者可以在操作區II中進行操作以改變顯示區I所顯示的顯示畫面。換言之，觸控顯示面板100A與觸控顯示面板100B例如都是兼具有顯示功能及觸控操作功能的顯示面板。另外，觸控顯示面板100A與觸控顯示面板100B的主要差異之處在於，觸控顯示面板100B的表面還印刷有多個標記圖案(icon)102，以方便使用者直接點選標記圖案102的位置來輸入欲執行的功能。

觸控顯示面板100A及觸控顯示面板100B都具有觸控元件(未繪示)以及顯示元件(未繪示)以兼具觸控操作及顯示畫面的功能。在本實施例中，顯示元件(未繪示)係配置於顯示區I，而觸控元件(未繪示)係配置於操作區II。並且，為了不增加製程時間的耗費，觸控元件(未繪示)可由顯示元件(未繪示)中既有的材料加以製作。如此一來，觸控顯示面板100A與觸控顯示面板100B非但兼具顯示畫面與觸控操作的功能，更具有製程步驟簡易的特點。

具體而言，將觸控元件(未繪示)由顯示元件(未繪示)中既有的材料加以製作時，觸控元件(未繪示)與顯示元件(未繪示)的配置方式可有許多的變化。因此，為了闡明這樣的精神，以下提出多個實施例以說明觸控元件(未繪示)與顯示元件(未繪示)之間的關係。值得一提的是，以下實施例所描述的特點都可以應用於觸控顯示面板100A與觸控顯示面板100B中，不過，觸控顯示面板100A與觸控顯 示面板100B的元件設計並不限於此。

圖2A繪示為本發明之第一實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。請參照圖2A，觸控面板200係具有用以顯示畫面的顯示區I以及用以進行觸控操作的操控區II。觸控顯示面板200包括一第一基板210、一第二基板220、一顯示介質230、一第一透明電極層240、一第二透明電極層250、一介電層260、一主動陣列元件270以及一框膠280。

第二基板220與第一基板210相向而設。顯示介質230配置於第一基板210與第二基板220之間。主動陣列元件270配置於第二基板220上。第一透明電極層240配置於第一基板210上。此外，介電層260配置於第一透明電極層240上，且第二透明電極層250則配置於介電層260上。框膠280配置於第一基板210與第二基板220之間並位於顯示區I與操控區II的一交界處。

另外，為了達到多彩化的顯示效果，介電層260可以為一彩色濾光層。在其他的實施方式中，介電層260可以為透明的介電層，而彩色濾光層可以配置於第一基板210與第一透明電極240之間，或是將彩色濾光層可以整合於主動陣列元件270中。在本實施例中，主動陣列元件270例如包括陣列排列的多個主動元件(未繪示)以及多個電性連接至主動元件的畫素電極(未繪示)。並且，顯示介質230的材料例如為液晶材料，特別是垂直配向型的液晶材料。

值得一提的是，顯示介質230的材料為垂直配向型的液晶材料時，第一透明電極層240與第二透明電極層250 可構成雙層共用電極的設計。藉著雙層共用電極的圖案可使觸控顯示面板200具有廣視角的顯示效果。

詳言之，在本實施例中，第一透明電極層240中位於顯示區I的部份例如為一第一顯示區圖案242，而第二透明電極層250中位於顯示區I的部份例如為一第二顯示區圖案252。第一顯示區圖案242可視為一第一共用電極，而第二顯示區圖案252則視為一第二共用電極。第二顯示區圖案252具有多個開口C1以暴露出部分第一顯示區圖案242。第一顯示區圖案242也可具有多個次開口C2且次開口C2小於開口C1並被開口C1暴露出來。如此一來，觸控顯示面板200進行顯示時，畫素電極與第一顯示區圖案242間的電場將不同於畫素電極與第二顯示區圖案252間的電場。所以，顯示介質230會呈現多域垂直配向的排列以達到廣視角的顯示效果。

由於，觸控顯示面板200的第一基板210上配置有兩層透明電極層，而常見的觸控元件多由兩層電極層所構成。因此，本實施例的第一透明電極層240與第二透明電極層250除了可以製作顯示用的共用電極外，尚可用來製作觸控元件。在此，第一透明電極層240位於操控區II的部份例如為一第一操控區圖案244，而第二透明電極層250位於操控區II的部份例如為一第二操控區圖案254。

第一操控區圖案244與第二操控區圖案254在本實施例中可以構成觸控元件。觸控元件的配置方式可以如圖2B所繪示。舉例而言，圖2B繪示為一種觸控元件的上視示 意圖。請同時參照圖2A與圖2B，第一操控區圖案244包括彼此平行的多條第一矩形電極條S1，而第二操控區圖案254包括彼此平行的多條第二矩形電極條S2，且各第一矩形電極條S1的延伸方向與各第二矩形電極條S2的延伸方向彼此交錯。

值得一提的是，第一顯示區圖案242與第一操控區圖案244為相同膜層，也就是第一透明電極層240。同樣地，第二顯示區圖案252與第二操控區圖案254為相同膜層，也就是第二透明電極層250。所以，製作觸控顯示面板200的過程不需增加額外的製程步驟就可以同時製作顯示元件與觸控元件，而簡化元件設計與精簡製程步驟。

在本實施例中，第二基板220的邊緣例如是與顯示區I的邊緣切齊。不過，圖3所繪示的第二實施例中，觸控顯示面板300的第二基板320例如是具有顯示區I以及操控區II。值得一提的是，觸控顯示面板300的元件設計除了第二基板320的尺寸外，其餘元件皆與觸控顯示面板200相同。因此，圖3與圖2A中，元件符號相同者皆表示相同的元件，而不另作說明。

另外，觸控元件的設計並不限於上述實施例的描述。圖4A繪示為本發明之第三實施例的觸控顯示面板剖面示意圖，而圖4B繪示為圖4A中觸控元件的上視示意圖。請同時參照圖4A與圖4B，觸控顯示面板400具有一顯示區I以及位於顯示區I旁的一操控區II。觸控顯示面板400也包括一第一基板210、一第二基板320、一顯示介質230、 一第一透明電極層440、一第二透明電極層450、一介電層260以及一主動陣列元件270。觸控顯示面板400與前述實施例不同之處主要在於第一透明電極層440與第二透明電極層450的圖案設計。

詳言之，第一透明電極層440也是包括位於顯示區I中的第一顯示區圖案242以及位於操控區II中的第一操控區圖案444，而第二透明電極層450也是包括位於顯示區I中的第二顯示區圖案252以及位於操控區II中的第二操控區圖案454。不過，請同時參照圖4A與圖4B，第一操控區圖案444以及第二操控區圖案454共同構成彼此平行的多條第一感測串列SS1，以及彼此平行的多條第二感測串列SS2。各第一感測串列SS1的延伸方向與各第二感測串列SS2的延伸方向彼此交錯。也就是說，本實施例的觸控元件與前述實施例具有不同的結構設計。

此外，在本實施例中，第一操控區圖案444即為這些第一感測串列SS1，且各第一感測串列SS1包括多個第一感測墊P1以及多個串接第一感測墊P1之第一連接部W1。相同地，第二操控區圖案454即為這些第二感測串列SS2，且各第二感測串列SS2包括多個第二感測墊P2以及多個串接第二感測墊P2之第二連接部W2。此時，在操控區II中，介電層260是位於第一連接部W1與對應的第二連接部W2之間以避免第一感測串列SS1與第二感測串列SS2短路。

值得一提的是，介電層260若為彩色濾光層，則介電 層260可以由多個彩色濾光圖案以及一黑矩陣所構成。在本領域中常常採用鉻等金屬材質製作黑矩陣。因此，為了提高觸控元件的傳輸效率，以鉻製作黑矩陣時可以同時將部分的鉻材料配置於第一連接部W1所在位置或是第二連接部W2所在位置。不過，應注意的是，將部分的鉻材料配置於第一連接部W1所在位置或是第二連接部W2所在位置時必須進一步將彩色濾光圖案或是非導電材質配置於第一連接部W1與對應的第二連接部W2之間。

本實施例的第一感測墊P1與第二感測墊P2分別地由第一透明電極層440與第二透明電極層450所構成。不過，在操作區II中，介電層260暴露出第一基板210的部份區域，以使第一感測墊P1與第二感測墊P2同平面。另外，本實施例的第二基板320同時地具有顯示區I與操控區II，不過，在其他實施例也可以使第二基板320的邊緣與顯示區I邊緣切齊。

更詳細而言，以感測串列作為觸控元件時，感測串列的配置方式並不限於以上的描述。圖5A繪示為本發明之第四實施例的觸控顯示面板剖面示意圖，而圖5B繪示為圖5A中觸控元件的上視示意圖。請同時參照圖5A與圖5B，觸控顯示面板500也具有一顯示區I以及位於顯示區I旁的操控區II。另外，觸控顯示面板500與觸控顯示面板400的差異僅在於感測串列的設計。因此，觸控顯示面板500與觸控顯示面板400相同的元件將以相同的符號標示，且這些相同的元件將不再贅述。

在本實施例中，第一透明電極層540的第一操控區圖案544包括多個第一感測墊P3、多個第二感測墊P4以及多個第一連接部W3。第一感測墊P3與第二感測墊P4交錯排列，且第一連接部W3串接第一感測墊P3以構成第一感測串列SS3。另外，第二透明電極層550的第二操控區圖案554則包括多個第二連接部W4。第二連接部W4串接第二感測墊P4以構成第二感測串列SS4，其中介電層260位於第一連接部W3與第二連接部W4之間。

也就是說，觸控元件中，主要用以感測的感測墊P3與P4都是由第一透明導電層540所構成而第二透導電層550僅構成第二連接部W4。這樣的設計可以採用同一道製程步驟製作感測墊P3與P4，所以感測墊P3與P4之間的相對位置更不容易偏移而有助於維持良好的觸控感測靈敏性。

在觸控顯示面板500中，第二基板320當然也可以由第一實施例所描述的第二基板220所取代。也就是說，本實施例並不限定第二基板320的尺寸。除此之外，顯示區I的顯示元件尚可為其他的顯示元件。舉例來說，圖6A繪示為本發明之一第五實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。請參照圖6A，觸控面板600係具有顯示區I以及操控區II。觸控顯示面板600包括一第一基板210、一第二基板320、一顯示介質230、一第一透明電極層640、一第二透明電極層650、一介電層660以及一主動陣列元件670。

另外，在本實施例中，觸控顯示面板600更包括有彩 色濾光層690，其配置於第一基板210與第一顯示區圖案642之間。也就是說，本實施例可以在介電層660之外另外配置彩色濾光層690以達到多彩化的顯示效果。並且，彩色濾光層690可以由彩色濾光圖案692與黑矩陣694所構成。

與前述實施例相似地，本實施例中，第一基板210上亦配置有兩透明電極層。第一透明電極層640包括一第一顯示區圖案642以及一第一操控區圖案644，而第二透明電極層650包括一第二顯示區圖案652以及一第二操控區圖案654。值得一提的是，操控區II中第一操控區圖案642設計實質上與第一實施例中第一操控區圖案242相同，而第二操控區圖案652也實質上與第二操控區圖案252相同。換言之，本實施例與第一實施例不同之處主要在於顯示區I中的元件設計。

具體而言，圖6B繪示為圖6A之觸控顯示面板的畫素電極上視示意圖。請同時參照圖6A與圖6B，本實施例的第一顯示區圖案642與第二顯示區圖案652並非雙層共用電極的設計。第一顯示區圖案642實質上為一完整的共用電極，第二顯示區圖案652為多個畫素電極PE。也就是說，第一顯示區圖案642例如是不具有開口或是狹縫。各畫素電極PE則具有開口C以暴露出共用電極(也就是第一顯示區圖案642)。此外，主動陣列元件670包括陣列排列的多個主動元件TFT(圖中僅繪示一個以便說明)，且各主動元件TFT電性連接至其中一個畫素電極PE。

為了使各主動元件TFT電性連接至其中一個畫素電極PE，觸控顯示面板600更包括有多個導電件680，其配置於第一基板210與第二基板220之間。此外，導電件680例如是一導電間隙物。導電間隙物可以由覆蓋有導電層的柱狀間隙物所構成或是所屬技術領域中所使用的其他導電間隙物。

觸控顯示面板600進行顯示時，第一顯示區圖案642會被輸入共用電壓，而主動元件TFT會將一顯示電壓輸入至畫素電極PE中，其中共用電壓與顯示電壓不同。畫素電極PE中的開口C暴露出第一顯示區圖案642。所以，第一顯示區圖案642與畫素電極PE之間將產生一電場，而顯示介質230會受到此電場作用而成特定排列以進行顯示。

也就是說，觸控顯示面板600為一種邊緣電場切換型(Fringe Field Switch,FFS)顯示面板，其特點之一在於，畫素電極PE與共用電極(也就是第一顯示區圖案652)配置於同一基板(也就是第一基板210)上。第一基板210上原本就需要製作兩層透明電極層，所以利用既有的這些透明電極層就可以在操控區II配置觸控元件。換言之，本實施例不需增加額外的製程步驟即可使顯示面板同時具有觸控控制及顯示畫面的功能。

另外，本實施例中雖繪示著第二基板320同時具有顯示區I以及操控區II，不過第二基板320實質上也可以與顯示區I切齊。當然，操控區II中的元件也可以是前述實 施例中所提及的感測串列。也就是說，本實施例在顯示區I中的元件也可以應用於第三實施例、第四實施例所描述的觸控顯示面板中。

綜上所述，本發明的觸控顯示面板中，有兩透明電極層同時配置其中一個基板上，所以採用原本的兩透明電極層延伸至顯示區外就可以構成觸控元件。換言之，在不增加製程步驟的前提下，顯示面板可以兼具觸控操控以及顯示畫面的功能。也因此，本發明的設計概念有助於精簡顯示面板的製程及增加顯示面板的功能。

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，任何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，當可作些許之更動與潤飾，故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。

100A、100B、200、300、400、500、600‧‧‧觸控顯示面板

102‧‧‧標記圖案

210‧‧‧第一基板

220、320‧‧‧第二基板

230‧‧‧顯示介質

240、440、540、640‧‧‧第一透明電極層

242、642‧‧‧第一顯示區圖案

244、444、544、644‧‧‧第一操控區圖案

250、450、550、650‧‧‧第二透明電極層

252、652‧‧‧第二顯示區圖案

254、454、554、654‧‧‧第二操控區圖案

260、660‧‧‧介電層

270、670‧‧‧主動陣列元件

280‧‧‧框膠

680‧‧‧導電件

690‧‧‧彩色濾光層

692‧‧‧彩色濾光圖案

694‧‧‧黑矩陣

C、C1、C2‧‧‧開口

P1、P2、P3、P4‧‧‧感測墊

S1、S2‧‧‧矩形電極條

PE‧‧‧畫素電極

SS1、SS2、SS3、SS4‧‧‧感測串列

TFT‧‧‧主動元件

W1、W2、W3、W4‧‧‧連接部

I‧‧‧顯示區

II‧‧‧操控區

圖1A與圖1B繪示為本發明的兩種觸控顯示面板上視示意圖。

圖2A繪示為本發明之一第一實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。

圖2B繪示為一種觸控元件的上視示意圖。

圖3繪示為本發明之一第二實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。

圖4A繪示為本發明之一第三實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。

圖4B繪示為圖4A中觸控元件的上視示意圖。

圖5A繪示為本發明之一第四實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。

圖5B繪示為圖5A中觸控元件的上視示意圖。

圖6A繪示為本發明之一第五實施例的觸控顯示面板剖面示意圖。

圖6B繪示為圖6A之觸控顯示面板的畫素電極上視示意圖。

200‧‧‧觸控顯示面板

210‧‧‧第一基板

220‧‧‧第二基板

230‧‧‧顯示介質

240‧‧‧第一透明電極層

242‧‧‧第一顯示區圖案

244‧‧‧第一操控區圖案

250‧‧‧第二透明電極層

252‧‧‧第二顯示區圖案

254‧‧‧第二操控區圖案

260‧‧‧介電層

270‧‧‧主動陣列元件

280‧‧‧框膠

C1、C2‧‧‧開口

I‧‧‧顯示區

II‧‧‧操控區

Claims (9)

1. 一種觸控顯示面板，具有一顯示區以及位於該顯示區旁的一操控區，該觸控顯示面板包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相向而設；一顯示介質，配置於該顯示區中並位於該第一基板與該第二基板之間；一第一透明電極層，配置於該第一基板上，且包括一第一顯示區圖案以及一第一操控區圖案，其中該第一顯示區圖案位於該顯示區，而該第一操控區圖案位於該操控區；一介電層，配置於該第一透明電極層上；一第二透明電極層，配置於該介電層上，且包括一第二顯示區圖案以及一第二操控區圖案，其中該第二顯示區圖案位於該顯示區並具有多個開口以暴露出部分該第一顯示區圖案，而該第二操控區圖案位於該操控區，其中該第一顯示區圖案為一完整的共用電極，該第二顯示區圖案為多個畫素電極，各該畫素電極具有該些開口以暴露出該共用電極；以及一主動陣列元件，配置於該第二基板上，該主動陣列元件包括陣列排列的多個主動元件，且各該主動元件電性連接至其中一該畫素電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該介電層為一彩色濾光層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中 該第一操控區圖案包括彼此平行的多條第一矩形電極條，而該些第二操控區圖案包括彼此平行的多條第二矩形電極條，各該第一矩形電極條的延伸方向與各該第二矩形電極條的延伸方向彼此交錯。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第一操控區圖案包括彼此平行的多條第一感測串列以及該第二操控區圖案包括彼此平行的多條第二感測串列，各該第一感測串列的延伸方向與各該第二感測串列的延伸方向彼此交錯。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示面板，其中各該第一感測串列包括多個第一感測墊以及多個串接該些第一感測墊之第一連接部，且各該第二感測串列包括多個第二感測墊以及多個串接該些第二感測墊之第二連接部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板，其中該介電層位於該些第一連接部與對應的該些第二連接部之間。
7. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示面板，其中該些第一感測墊與該些第二感測墊同平面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第一操控區圖案包括多個第一感測墊、多個第二感測墊以及多個第一連接部，該些第一感測墊與該些第二感測墊交錯排列，該些第一連接部串接該些第一感測墊以構成彼此平行的多條第一感測串列，且該第二操控區圖案包括多個第二連接部，串接該些第二感測墊以構成彼此平行的多 條第二感測串列，其中該介電層位於該些第一連接部與該些第二連接部之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，更包括一彩色濾光層，配置於該第一顯示區圖案以及該第一基板之間。