CN104182101B - 触控显示面板及触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种触控显示面板，且触控显示面板包括基材、遮光矩阵层及感测线路，感测线路是位于基材一侧面上形成一单一层结构，且位于遮光矩阵层的垂直投影处，感测线路包括多个驱动电极、多个感测电极及多条导线，且所述多个驱动电极以及所述多个感测电极是彼此绝缘间隔，所述多条导线分别连接各所述驱动电极与各所述感测电极。其中，所述多个感测电极、所述多个驱动电极及所述多条导线皆位于单一层。本发明亦揭露一种触控显示装置。本发明提供了一种触控显示面板及触控显示装置，可在不增加光穿透耗损的情况下，增加感测线路的布设面积，以达成增加触控显示面板及触控显示装置的灵敏度，使整体阻容负载下降并提升整体效能的目的。

Description

触控显示面板及触控显示装置

技术领域

本发明是关于一种触控显示面板及触控显示装置，特别关于感测线路是位于基材侧面上形成单一层结构的触控显示面板及触控显示装置。

背景技术

应用于触控显示面板的触控技术大抵分成电容式与电阻式两种，近年来电容式的触控显示面板的市场占有率是逐渐成长，有机会超越电阻式触控显示面板而成为市场的主流技术。电容感应式的触控是利用改变面板的电容造成电流变化，进而转换成电位变化，以判断使用者的触碰坐标。

其中，电容感应式的触控显示面板更可进一步细分成单层电容式触控显示面板以及双层触控式面板，双层电容式的触控显示面板的感应电极分别设置成二感应电极层，中间并间隔一绝缘材料。透过二感应电极层上的导电图案交错设置，以感测并判断使用者手指触控的位置。然而，此种双层的感应电极层却因制程较复杂，因此制程成本相对也较高。

单层电容式触控显示面板因其轻薄化、窄边框以及制造成本低等特性成为近年热门的技术。但依然存在着一些问题，例如电阻值依存性高、阻容负载（RC loading）高等。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有感测线路于基材侧面上形成单一层结构触控显示面板及触控显示装置。

本发明提出一种触控显示面板，触控显示面板包括基材、遮光矩阵层及感测线路，感测线路是位于基材一侧面上形成一单一层结构，且感测线路位于遮光矩阵层的垂直投影处。

感测线路包括多个驱动电极、多个感测电极及多条导线，且所述多个驱动电极以及所述多个感测电极是彼此绝缘间隔，所述多条导线分别连接各所述驱动电极与各所述感测电极。其中，所述多个感测电极、所述多个驱动电极及所述多条感测电极皆位于单一层。

在一实施例中，其中部分所述多个导线是具有分支。

在一实施例中，所述多个驱动电极及所述多个感测电极至少70％的面积位于遮光矩阵层的投影处。

在一实施例中，所述多个驱动电极、所述多个感测电极及所述多条导线的线宽介于3微米至50微米。其中，所述多个驱动电极与所述多个感测电极是配置成矩形和梳状。此外，所述多个感测电极、所述多个驱动电极及所述多条导线皆是由位于遮光矩阵层垂直投影处的一走线线路所组成。

其中走线线路的形状包括有开口、锯齿状、闪电状、多边形、封闭曲线所形成图案、或填满遮光矩阵层。且其中走线线路所组成的图案包括封闭曲线、开放曲线、网状结构、树枝状结构。

在一实施例中，其中所述多个感测线路的材质为金、银、铜、锡、钼、铝、合金、石墨、石墨烯或其组合。

在一实施例中，其中感测线路包括多个接地电极，位于所述多个驱动电极与所述多个感测电极之间且与所述多个感测电极与所述多个驱动电极绝缘间隔。

在一实施例中，遮光矩阵层是设置于基材的另一侧面处。

在一实施例中，遮光矩阵层是设置于基材的侧面上。

在一实施例中，触控显示面板更包括一显示面板，基材是设置于显示面板一入光侧。

本发明更提出一种触控显示装置，且触控显示装置包括：一如上述所述的触控显示面板、一背光模块以及至少一控制单元。且背光模块位于触控显示面板的一侧，控制单元则与感测线路电性相连。

综上所述，本发明提供了一种触控显示面板及触控显示装置，通过于显示面板的遮光矩阵层的投影处，形成单一层的感测线路，可在不增加光穿透耗损的情况下，增加感测线路的布设面积，以达成增加触控显示面板及触控显示装置的灵敏度，使整体阻容负载下降并提升整体效能的目的。

附图说明

图1为本发明的触控显示装置的剖面示意图。

图2为本发明的触控显示面板的部分立体示意图。

图3A为本发明的触控显示面板的感测线路配置示意图。

图3B为图3A的局部放大示意图。

图4A为图2的触控显示面板的感测线路的又一实施态样示意图。

图4B为图2的触控显示面板的感测线路的再一实施态样示意图。

图4C为图2的触控显示面板的感测线路的又一实施态样示意图。

图4D为图2的触控显示面板的感测线路的再一实施态样示意图。

图4E为图2的触控显示面板的感测线路的又一实施态样示意图。

图4F为图2的触控显示面板的感测线路的再一实施态样示意图。

图5为本发明的触控显示装置的又一实施例的剖面示意图。

图6为本发明的触控显示装置的再一实施例的剖面示意图。

附图标号：

2、2a、2b：触控显示面板

20：基材

21、21a、22b：遮光矩阵层

22、22a：彩色滤光层

24a：液晶层

25b：保护玻璃

3、3a、3b：感测线路

30：走线线路

31：感测电极

32：驱动电极

33：网状接地电极部

34：导线

4：背光模块

5：控制单元

CG：显示面板

D、D1、D2：触控显示装置。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的触控显示面板及触控显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。另外，本发明所有实施态样的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。

请参照图1、图2、图3A及图3B所示，图1为本发明的触控显示装置的剖面示意图，图2为本发明的触控显示面板的部分立体示意图。图3A及图3B则为触控显示面板中的感测线路配置示意图及其局部放大图。

本发明的触控显示装置D，包括一触控显示面板2、一背光模块4及至少一控制单元5。其中，触控显示面板2包括一基材20、遮光矩阵层21以及感测线路3，且感测线路3是位于基材20一侧面上形成一单一层结构，且位于遮光矩阵层21的垂直投影处。需注意的是，触控显示装置D是指具有触控感测电极的显示装置，不论是外挂式（out-cell）的触控显示面板、内嵌式（in-cell）的触控显示面板或是将触控感测电极直接制作于显示面板上（Touch ondisplay,TOD）的触控显示面板，均在触控显示装置D的范围内；且触控显示装置D则可为任何型式的平面显示装置，例如为液晶显示装置以及电激发光显示装置等，只要其触控显示面板中具有一遮光矩阵层即可。

本实施例中，为了方便示意及理解，是以触控显示装置D为一TOD（touch ondisplay）型的触控显示装置为例，故感测线路3为触控感测电极；而触控显示面板2则以一液晶触控显示面板为例，其中触控显示面板2更包含一彩色滤光基材以及一薄膜电晶体基材。

基材20为一透光基材，例如是塑胶基材或玻璃基材，当然，基材20也可以是聚亚酰胺（Polyimide,PI）或聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate,PET）薄膜等透明膜状基材。此外，在其他实施例中，基材20亦可指触控显示面板2内显示面板中的一平坦层（例如：无机层、有机层等）以当做承载用，因此可制作感测线路于当做基材的平坦层上。换言之，基材20可选用硬性基材或软性基材或显示面板内，于此并不加以限制。

图1中以箭头示意背光模块4的光线方向。图2则仅显示基材20、遮光矩阵层21及感测线路3的配置。本实施中，触控显示面板2内的感测线路3设置基材20上方，而遮光矩阵层21设置于基材20相对感测线路3的另一侧面处，换言之，遮光矩阵层21与感测线路3是设置于基材20的相异侧。触控显示面板2更包括一彩色滤光层22，遮光矩阵层21与彩色滤光层22设置于基材20同一侧面上，且遮光矩阵层21环绕彩色滤光层22上的各个彩色光阻设置，以提高次像素的辨识度。

补充说明的是，由于感测线路3是设置于遮光矩阵层21的投影处范围中，因此不论感测线路3是设置于遮光矩阵层21的一侧/同侧（入光侧）或是另一侧/异侧（出光侧），均在本发明保护的态样中。

请接着参考图3A及图3B，图面为例示一个触控显示面板的一个单位周期（pitch）内的感测线路的示意图。其中，图3B为图3A的局部放大图。于实际产品中，上述的触控显示面板中具有的感测线路3所形成的单一层，可包含多个图3A所绘制的图案。

本发明的感测线路3包括多个驱动电极32、多感测电极31以及多条导线34。其中，更可包含多个接地电极33，位于所述多个驱动电极32与所述多个感测电极31之间，且与所述多个感测电极31与所述多个驱动电极32绝缘间隔。

于图3A中，为了方便理解，是未显示感测线路3的详细电极图案，由图中可看出，感测线路3的驱动电极32与感测电极31是分别呈一维排列且彼此相邻且绝缘间隔，驱动电极32与感测电极31是分别通过导线34而与设置于侧边的控制单元5电连接，当使用者触碰或点击触控显示装置D之后，驱动电极32所产生的电容变化信号则由感测电极31接收，并传送至与感测电极31电连接的控制单元5内的一信号处理模块，经运算及处理而得到代表触控输入的一坐标信号。另外，驱动电极32及感测电极31的驱动感测方式，可为互电容式。在其他应用中，驱动电极32及感测电极31的驱动感测方式，亦可为自电容式，亦即驱动电极32及感测电极31皆可自行感测触控而传回触控信号。所述多个驱动电极32、感测电极31以及导线34是由一导体材料利用半导体制程或印刷方式等形成于单一层（也就是同一层）并由基材20所支持，进而使得形成一单一电极层。

值得注意的是，所述多个驱动电极32及所述多个感测电极31和导线34皆是由位于遮光矩阵层21垂直投影处的走线线路30分布而形成，由于设计的不同，走线线路30所分布所组成的所述多个驱动电极32及所述多个感测电极31和导线34形状也不同，因此可形成不同的所述多个驱动电极32及所述多个感测电极31和导线34的配置图案。

于本实施例中，驱动电极32及所述多个感测电极31的配置图案为矩形方格搭配部分梳状电极为例，其驱动电极32、感测电极31以及导线34的走线线路30的线宽介于3微米至50微米。较佳的线宽可为5微米至20微米。

承前，所述多个导线34分别电连结至各所述驱动电极32或各所述感测电极31，而所述多个接地电极33是设置于所述驱动电极32或各所述感测电极31之间隔内。且为了达成阻抗匹配（避免阻抗匹配的线宽大于整体金属线路的面积），所述多个导线34更可具有至少一分支的走线线路30，亦即导线34的走线线路30是分布于至少一次像素两侧遮光矩阵处以增加电流流通的面积，且离侧边的控制单元5愈远，则导线34的分支数量也就越多，所占的面积就愈多，换言之，若离侧边的控制单元5较近，则导线34所需走的走线线路30分支数量则较少。可改善已知需搭配较粗的导线给较远的电极、较细的导线给较近的电极的增加整体的成本以及组装速度的缺点。

补充说明的是，此处叙述的“单一层”指驱动电极32、感测电极31、接地电极33及导线34皆设置于同一表面上，例如通过同一溅镀制程而设置于同一基材20表面上，经蚀刻后一并形成感测线路3，故于驱动电极32、感测电极31、接地电极33及导线34并不相重迭。如此一来，即可节省制造已知技术中双层触控电极时所需的光罩数量、蚀刻时间以及架桥设置等等。

所述多个驱动电极32、所述多个感测电极31、接地电极33及导线34是位于遮光矩阵层21的投影处。其中，遮光矩阵层21的投影处是指遮光矩阵层21于垂直方向中经平行光线照射后所形成的假想面。由于所述多个驱动电极32、所述多个感测电极31、接地电极部33及导线34是对应设置于遮光矩阵层21的投影处范围中，而遮光矩阵层21的面积占整个有效显示面积的40%左右，也就是说所述多个驱动电极32、所述多个感测电极31、接地电极部33及导线34的设置面积最多也能占有效显示面积的40%左右。

如此一来，即可提高所述多个驱动电极32以及感测电极31的覆盖率，增加触控显示装置的灵敏度。另外，由于所述多个驱动电极32、所述多个感测电极31、接地电极33及导线34是位于遮光矩阵层21的投影处，因此并不会阻挡到触控显示面板2的出光，也能减少已知以ITO当作感测电极的光穿透耗损。

再者，感测线路3的材质可为导体，例如可为金、银、铜、锡、钼、铝、合金、石墨、石墨烯或其组合，上述的材质其电阻值均比金属氧化物的电阻值小，故能使感测线路3的阻容负载（RC loading）下降并提升整体效能。于本实施例中，所述多个驱动电极32及所述多个感测电极31至少70％的面积位于遮光矩阵层21的投影处，但其比例可依据不同的需求调整，将不以此比例为限。也就是说，可以全部在遮光矩阵区块21的投影处，可以有一部分的驱动电极32或感测电极31是不在遮光矩阵区块21的投影处。

接着请一并参考图4A至图4F，分别为图2的触控显示面板2的感测线路3的不同实施态样示意图。其中，为了清楚示意，图4E、图4F是为局部放大图。

承前所述，所述多个驱动电极32以及所述多个感测电极31和所述多条导线34是位于遮光矩阵层21的投影处。故驱动电极32以及感测电极31可依据次像素的尺寸与形状，并在遮光矩阵层21的投影处，对应遮光矩阵层21的形状配置成矩形或梳状（如图3B），而组成驱动电极32以及感测电极31的走线线路30的形状包括为有开口（如图4E、图4F）、锯齿状、闪电状或多边形、或封闭曲线所形成图案（如图4A、图4C、及图4D）或填满遮光矩阵层（图4D）均可，其中走线线路30的组成形状可为封闭曲线、开放曲线、网状结构、树枝状结构等等。其中，为了清楚示意开口，图4E及图4F为局部放大示意图。

再者，本实施例中并不限定各次像素的周围一定要对应设置有驱动电极32或感测电极31，可视实际需求来设计，而使得各个驱动电极32和感测电极31的走线线路30是分布于整数倍次像素周围的遮光矩阵层的垂直投影处，例如图2中的感测电极31的走线线路30即是对应设置于二个次像素的周围。上述图面所例示的图案皆为示意，实际的图案设计以及配置将依据不同需求而调整，亦可将上述组合加以组合，以达到不同的覆盖率以提高感应面积。

图5及图6为本发明的触控显示装置的二不同实施例的剖面示意图。

请先参考图5，与前述实施例相异处在于：本实施例的触控显示装置D1为一内嵌（in cell）型的触控显示装置，其中触控显示面板2a的遮光矩阵层21a是设置于基材20a的侧面（入光侧），所述多个感测线路3a亦设置于基材20a的一侧面（换言之，遮光矩阵层21a与感测线路3a设置于同侧）。此外，此种实施态样的可依据不同需求采取，例如：先于彩色滤光层22a内侧形成感测线路3a，再覆盖一平坦层（图未示出），再形成遮光矩阵层21a与彩色滤光层22a的色阻的方式为之。或者，亦可先行于彩色滤光层22a内侧形成遮光矩阵层21a与彩色滤光层22a的色阻，再覆盖一平坦层后再形成感测线路3a。

请参考图6，与前述实施例相异处在于：本实施例的触控显示装置D2为一外挂式（out-cell）的触控显示装置，也是一种OGS（on glass sensor）型的触控显示装置。在本实施例中触控显示装置D2更包含一保护玻璃CG以及与保护玻璃CG对应设置的一触控显示面板2b。其中该保护玻璃CG于本实施例用以当作基材，因此所述多个感测线路3b设置于保护玻璃CG的一入光侧，也就是保护玻璃CG的下表面。触控显示面板2b设置于保护玻璃CG的一入光侧，本实施例遮光矩阵层21是设置于触控显示面板2b内。需注意者，前述的触控显示面板2a、2b，均以垂直驱动型的触控显示面板为例，因此在感测线路3b与液晶之间尚具有一共同电极层。而当触控显示面板为水平驱动型，例如为IPS显示面板时，由于不具有共同电极层，因此感测线路3b与液晶之间，则需要额外制作一电性遮蔽层，以避免感测线路3b与像素电极上的信号相干扰。

综上所述，本发明提供了一种触控显示面板及触控显示装置，通过于触控显示面板的遮光矩阵层的投影处，形成网电极部的单一层，可在不增加光穿透耗损的情况下，增加网电极部的布设面积，以达成增加触控显示面板及触控显示装置的灵敏度，使整体阻容负载下降并提升整体效能的目的。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求中。

Claims (13)

1.一种触控显示面板，其特征是，所述触控显示面板包括：

一基材；

一遮光矩阵层；

一彩色滤光层，所述遮光矩阵层环绕所述彩色滤光层上的各个彩色光阻设置；

至少一控制单元；以及

一感测线路，是位于所述基材一侧面上形成一单一层结构，且位于所述遮光矩阵层的垂直投影处，

所述遮光矩阵层是设置于所述基材的另一侧面处，该控制单元电连接该感测线路，所述感测线路包括：

多个驱动电极，所述驱动电极间隔设置；

多个感测电极，所述感测电极间隔设置；及

多条导线，电性连接各所述驱动电极、各所述感测电极与所述控制单元，其中，各所述导线具有至少一分支，且所述导线中离所述控制单元越远则分支数量越多。

2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征是：

所述多个感测电极、所述多个驱动电极及所述多条导线皆位于所述单一层。

3.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，连接所述多个驱动电极的所述多条导线用以接收一驱动信号以感应触碰，并将感应后的信号经由连接所述多个感测电极的所述多条导线输出。

4.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，所述多个驱动电极及所述多个感测电极至少70％的面积位于所述遮光矩阵层的投影处。

5.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，所述多个驱动电极、所述多个感测电极及所述多条导线的线宽介于3微米至50微米。

6.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征是，所述多个感测线路的材质为金、银、铜、锡、钼、铝、合金、石墨、石墨烯或其组合，其中所述基材具有一入光侧及一出光侧，所述遮光矩阵层是设置于所述基材之所述入光侧，所述感测线路是设置于所述基材之所述出光侧。

7.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，所述感测线路包括：

多个接地电极，位于所述多个驱动电极与所述多个感测电极之间，且与所述多个感测电极与所述多个驱动电极间隔设置。

8.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，所述多个驱动电极与所述多个感测电极的配置形状包括矩形和梳状。

9.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征是，所述多个感测电极、所述多个驱动电极及所述多条导线皆是由位于所述遮光矩阵层垂直投影处的一走线线路所组成。

10.如权利要求9所述的触控显示面板，其特征是，所述走线线路的形状包括有开口、锯齿状、闪电状、多边形、封闭曲线所形成图案或填满所述遮光矩阵层。

11.如权利要求9所述的触控显示面板，其特征是，所述走线线路所组成的图案包括封闭曲线、开放曲线、网状结构、树枝状结构。

12.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征是，所述触控显示面板更包括：

一显示面板，是设置于所述基材的一入光侧，且所述遮光矩阵层位于所述显示面板内。

13.一种触控显示装置，其特征是，所述触控显示装置包括：

如权利要求1所述的触控显示面板；

一背光模块，位于所述触控显示面板一侧。