CN105022516B - 触控面板与触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控面板与触控显示装置。触控面板包括:基板，其中基板包括可视区与边框区，其中边框区围绕可视区；遮光层形成在基板的边框区上；以及感测电极层形成在该基板之上，其中感测电极层从可视区延伸至边框区，其中感测电极层包括多个第一电极，其中各该些第一电极包括多个第一电极垫，该些第一电极垫沿一第一方向排列且互相电连接；多个第二电极，其中各该些第二电极包括多个第二电极垫，该些第二电极垫沿一第二方向排列；以及多个桥接部，横跨该些第一电极，用于电连接该些相邻的第二电极垫。

Description

触控面板与触控显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示面板，且特别是涉及一种触控面板与触控显示装置。

背景技术

随着科技日新月异的进步，消费性电子产品的应用也越来越多样化，目前的许多电子产品中，除了以轻、薄、短、小为主外，许多可携式的电子产品(例如个人数字助理(personal digital assistant,PDA)或移动电话)已广泛地使用触控式面板(touchpanel)。

传统的触控显示装置式将触控面板与显示面板分开制作，再将触控面板与显示面板组装在一起，而触控式面板又可分为电阻式(Resistive)、电容式(Capacitive)、超音波式(Surface Acoustic Wave)及光学式(Optics)等四种，其中电容式又可分为表面电容式(Surface Capacitive)与投射式电容(Projective Capacitive)两种。

然而，现有触控面板仅在可视区内具有触控功能，而在边框区无触控功能，因而使触控面板的灵敏度受限，因此，业界亟需发展一种触控面板，以提升触控显示面板的灵敏度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种触控面板，包括:一基板，其中该基板包括一可视区与一边框区，其中该边框区围绕该可视区；一遮光层，形成在该基板的边框区上；以及一感测电极层，形成在该基板之上，其中该感测电极层从该可视区延伸至该边框区，其中该感测电极层包括:多个第一电极，其中各该第一电极包括第一电极垫，该些第一电极垫沿一第一方向排列且互相电连接；多个第二电极，其中各该第二电极包括第二电极垫，该些第二电极垫沿一第二方向排列；以及多个桥接部，形成在该些第一电极之上，用于电连接该些相邻的第二电极垫。

本发明另提供一种触控显示装置，包括:一显示元件；以及一如本发明所述的触控面板，形成在该显示元件之上。

本发明还提供一种触控显示装置，包括:一显示元件；以及一如本发明所述的触控面板，形成在该显示元件之内。

附图说明

图1是本发明一实施例的触控面板的俯视图；

图2是图1区域Z的俯视图；

图3A-图3C是本发明一实施例的触控面板制造方法的剖面图；

图3D是沿着图2的D-D’剖线而得的剖面图；

图4A是本发明一实施例图2区域S的放大图；

图4B是本发明一实施例的俯视图；

图5是本发明一实施例的跨接电极宽度比值与电阻比值的关系图；

图6是本发明一实施例的触控显示装置的示意图；

图7是本发明另一实施例的触控显示装置的示意图。

符号说明

10～可视区

20～边框区

102～基板

120～感测电极层

121X～第一电极

121Y～第二电极

122～连接线

123～绝缘层

124～桥接部

124a～第一桥接部

124b～第二桥接部

125X～第一电极垫

125Y～第二电极垫

130～遮光层

150～信号引线层

150a～信号引线

200～显示面板

600～触控显示装置

B～接合区

S～区域

P～区域

Z～区域

W1～第一桥接部位于绝缘层上的第一宽度

W2～第二桥接部位于绝缘层上的第二宽度

W1’～第一桥接部位于第二电极上的第一宽度

W3～一实施例的第一桥接部位于绝缘层上的第三宽度

具体实施方式

以下特举出本发明的实施例，并配合所附的附图作详细说明，而在附图或说明中所使用的相同符号表示相同或类似的部分，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，附图中未绘示或描述的元件，为所属技术领域中具有通常知识者所知的形状，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

本发明提供一种触控面板与触控显示装置。图1显示本发明一实施例的触控面板100的俯视图。触控面板100包括基板102，基板102包括可视区10与边框区20，其中可视区10为透明区，以将影像呈现，而边框区20为不可视区且其围绕可视区10。触控面板100包括遮光层130(显示于图3A中)，遮光层130形成在基板102之上，以使基板102呈现出黑色的边框。

基板102由透明的材料所组成，其材料包括乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基(polyallylate)、聚碳酸酯(PC)、或其类似材料。在一些实施例中，基板102为硬质基板或可挠式基板。在一些实施例中，基板102为平面形状、曲面形状或其他不规则形状。

图2为图1区域Z的俯视示意图。触控面板100包括感测电极层120形成在基板102之上。其中感测电极层120从可视区10延伸分布至该边框区20(请参见图3C)。感测电极层120包括多个第一电极121X、多个第二电极121Y与多个桥接部124。各第一电极121X包括多个第一电极垫125X，该些第一电极垫125X沿第一方向(例如X轴)排列，且互相电连接，第二电极121Y包括多个第二电极垫125Y，该些第二电极垫125Y沿第二方向(例如Y轴)排列，第一方向不平行于第二方向。第二电极垫125Y利用桥接部124电连接相邻第二电极垫125Y。感测电极层120还包括多个连接线122，用于电连接相邻的第一电极垫125X。桥接部124包括位于边框区20内的第一桥接部124a，以及位于可视区10内的第二桥接部124b，其中该些桥接部124，横跨该些第一电极121X，用于电连接该些相邻的第二电极垫125Y。

在一些实施例中，第一电极121X或第二电极121Y的材料为透明导电材料，例如氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmiumtin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锡锌(indium tin zincoxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide,CdO)、氧化铪(hafniumoxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indiumgallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesiumoxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)或上述的组合。

在一些实施例中，桥接部124的材料包括金属导线、透明导电材料或上述的组合。金属导线包括铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)或上述的组合。透明导电材料包括氧化铟锡(indiumtin oxide,ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锡锌(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide,CdO)、氧化铪(hafnium oxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium galliumzinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)或上述的组合。在另一实施例中，位于边框区20内的第一桥接部124a的材料为金属导线，位于可视区10内的第二桥接部124b的材料为透明导电材料。

此外，尚有绝缘层123位于第一电极121X与桥接部124之间(请参见图3C)。在一些实施例中，绝缘层123的材料为有机或无机的绝缘材料，例如为聚亚酰胺(polyimide)、环氧树脂等材料。

需注意的是，现有技术中，并未在边框区20内形成感测电极层120，因此，现有仅在可视区10内具有触控功能。本发明感测电极层120从可视区10延伸至边框区20的遮光层130之上，因此，除了可视区10内具有触控功能以外，在边框区20内也具有触控功能。因此，相比较于现有技术，本发明在边框区20内也能执行触控功能，因此本发明的触控面板100的灵敏度高于现有触控面板的灵敏度。

请再次参见图2，触控面板100包括信号引线层150形成在边框区20内且位于遮光层130之上，其中信号引线层150包括多信号引线150a，且每一个信号引线150a的一端电连接至感测电极层120上，另一端连接至基板102的驱动集成电路(IC,图未标示)，以形成接合区B，且信号引线150a之间彼此绝缘。需注意的是，接合区B的数量与位置可依据感测电极层120的形状和大小，以及信号引线150a的数目作调整，并不限于本发明所公开的数量与位置。

图3A-图3C显示本发明一实施例的触控面板制造方法的剖面图。图3A-图3C是沿着图2的C-C’剖线而得的剖面图。

请参见图3A，首先提供基板102，在基板102之上形成遮光层130，更确切而言，在边框区20内形成遮光层130。在一些实施例中，遮光层130由树脂、颜料、感光剂和溶剂等所组成的有色光致抗蚀剂材料。在一些实施例中，遮光层130采用黑色光致抗蚀剂材料，如聚亚酰胺或油墨材料。在一些实施例中，形成遮光层的方法包括沉积制作工艺，例如物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、旋转涂布法(spin-on)或其他合适的制作工艺。

请参见图3B，形成遮光层130之后，形成感测电极层120在基板102与遮光层130之上。感测电极层120包括多个第一电极121X、多个第二电极121Y。第一电极121X包括多个第一电极垫125X沿第一方向(例如X轴)排列，并且具有多个连接线122，用于电连接两相邻的第一电极垫125X，第二电极121Y包括第二电极垫125Y沿第二方向(例如Y轴)排列。感测电极层120的材料同前所述，在此不再赘述。

在一些实施例中，先利用沉积制作工艺形成金属材料，之后利用光刻图案化(photolithography patterning)制作工艺及蚀刻制作工艺形成感测电极层120。沉积制作工艺包括物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)或其他合适的制作工艺。光刻图案化制作工艺包括光致抗蚀剂涂布(例如，旋转涂布)、软烘烤(soft baking)、掩模对准(maskaligning)、曝光(exposure)、曝光后烘烤(post-exposure baking)、显影光致抗蚀剂、冲洗、干燥(例如，硬烘烤)、其他合适的制作工艺及/或上述制作工艺的组合。蚀刻制作工艺包括干式蚀刻(dry etching)、湿式蚀刻(wet etching)及/或其他的蚀刻方法(例如，反应离子蚀刻(reactive ion etching))。

请参见图3C，在形成感测电极层120之后，形成绝缘层123在连接线122上。在一些实施例中，先利用沉积制作工艺形成绝缘材料，之后利用光刻图案化(photolithographypatterning)制作工艺及蚀刻制作工艺形成绝缘层123。

请再次参见图3C，在形成绝缘层123之后，形成第一桥接部124a与第二桥接部124b位于绝缘层123之上，其中第一桥接部124a位于边框区20内，第二桥接部124b位于可视区10内。在一些实施例中，桥接部124的形成方法同于第一电极121X或第二电极121Y的形成方法。

图3D是沿着图2的D-D’剖线而得的剖面图。需注意的是，当第一桥接部124a设置在边框区20的遮光层130之上时，会在遮光层130之上形成电容结构，因为遮光层130为一种类导电材料(例如由油墨材料所组成)，会导致电荷累积在遮光层130处。当电荷(例如静电)累积过多时，会造成静电放电(electrostatic discharge,ESD)，进而损坏触控面板100。因此，当第一桥接部124a形成在遮光层130之上时，本发明调整第一桥接部124a的宽度，以解决静电放电(ESD)的问题。

因此，本发明通过设计第一桥接部124a与第二桥接部124b的宽度比值，以解决边框区20内静电放电(ESD)的问题。宽度的设计可通过下述公式得知，且通过实验测试结果证实，位于边框区20内的第一桥接部124a的第一宽度W1与位于显示区10内的第二桥接部124b的第二宽度W2比值介于约2～5时，较佳的实施例为第一桥接部124a的第一宽度W1与第二桥接部124b的第二宽度W2比值介于2～4，可有效提升边框区20的静电放电(ESD)能力。

由于静电放电(ESD)能力跟功率有关，功率的公式如下述式(I)。另外，请参见公式(II)与公式(III)，其中公式(II)计算第一桥接部124a位于绝缘层123上的电阻值(R2)，以及公式(III)计算第一桥接部124a位于第二电极垫125Y上的电阻值(R12)，最后可计算得知R2/R12的比值。

P＝I²R-------------------------------式(I)

R2＝ρ_ME/(d_ME*W1)----------式(II)

R12＝(ρ_ME/(d_ME*W1’))*(ρ_ITO/(d_ITO*W1’))/

((ρ_ME/(d_ME*W1’))+(ρ_ITO/(d_ITO*W1’))------式(III)

其中

ρ_ITO:第二电极121Y的电阻系数

d_ITO:第二电极121Y的厚度

ρ_ME:第一桥接部124a的电阻系数

d_ME:第一桥接部124a的厚度

W1:在边框区20中，第一桥接部124a位于绝缘层123上的宽度

W1’:在边框区20中，第一桥接部124a位于第二电极垫125Y上的宽度

请参见图4A，此图显示本发明图2区域S的放大图，其中第一桥接部124a位于第二电极垫125Y上的宽度以W1’表示，第一桥接部124a位于绝缘层123上的宽度以W1表示。其中第一桥接部124a位于第二电极垫125Y上的宽度W1’相等于绝缘层123上的宽度以W1，其中宽度(W1,W1’)为第一桥接部124a位于该边框区20增宽后的第一宽度。

请参见图4B，此图显示本发明本发明另一实施例的俯视图，其中位于边框区20的第一桥接部124a具有第三宽度W3，此第三宽度为并未增宽的宽度，因此第三宽度W3小于第一宽度W1，其中在实施例中，第三宽度W3等于位于可视区10的第二桥接部124b的第二宽度W2。亦即，此实施例中，边框区20的第一桥接部124a(宽度W3)，以及可视区10的第二桥接部124b(宽度W2)，两者的宽度为相等(W3＝W2)。

图5显示本发明一实施例的桥接部124在边框区20上的宽度比值与电阻比值(R2/R12)的关系图。请参见图5，X轴显示第一宽度W1与第三宽度W3的比值(W1/W3)Y轴显示R2/R12的比值。由图5中可知，当第一宽度与第三宽度的比值(W1/W3)介于约2～5时，可使R2/R12的比值介于1.015～1.04的范围，此范围可使边框区20内能承受的静电放电(ESD)电压值达到约2.5kV～4kV。

请再次参见图2，位于边框区20上的该些第一桥接部124a具有第一宽度W1，且位于可视区10上的该些第二桥接部124b具有第二宽度W2，其中第一宽度W1大于第二宽度W2。在一些实施例中，第一宽度W1为约14～35μm，较佳为14～20μm。在一些实施例中，第二宽度W2为约7～10μm。在一些实施例中，第一宽度W1比第二宽度W2的比值(W1/W2)为约2～5。

依据本发明的一些实施例中，当位于边框区20上的该些第一桥接部124a的第一宽度W1为约7μm，位于可视区10上的该些第二桥接部124b的第二宽度W2为约7μm时，在边框区20的遮光层130上可以承受的静电防护(ESD)电压为约1.5kV。依据本发明的一些实施例中，当位于边框区20上的该些第一桥接部124a的第一宽度W1为约14μm，位于可视区10上的该些第二桥接部124b的第二宽度W2为约7μm时，亦即第一宽度比第二宽度的比值(W1/W2)为2时，在边框区20内可以承受的静电防护(ESD)电压值可提高至约2.5kV。

图6显示本发明一实施例的触控显示装置600，触控显示装置600包括本发明上述的触控面板100与显示元件200，其中触控面板100位于显示元件200之上。显示元件200包括液晶显示元件(Liquid Crystal Display,LCD)或有机发光二极管显示元件(organiclight-emitting diode,OLED)。在一些实施例中，显示元件200可为液晶显示元件(LCD)，此液晶显示元件可包括薄膜晶体管基板与相对设置的彩色滤光片基板。本发明触控面板100中的基板可为与显示元件200中的基板共用，例如，触控面板100中的基板102可为显示元件200中的彩色滤光片基板。另外，触控面板100中的基板102也可为一保护基板。其中薄膜晶体管基板还包括薄膜晶体管结构、像素电极、扫描线与数据线等结构。在一些实施例中，有机发光二极管显示元件(OLED)包括阴极层、有机发光二极管层、阳极层、薄膜晶体管层、下基板、及上基板等结构层，其中有机发光二极管层包括空穴传输子层(hole transportinglayer,HTL)、一发光层(emitting layer)及电子传输子层(electron transportinglayer,HTL)。

图7显示本发明另一实施例的触控显示装置，触控显示装置包括触控面板100与显示元件200，其中触控面板形成在显示元件之内，且触控面板中还包括基板，此基板为彩色滤光基板或保护基板。在一些实施例中，显示元件包括液晶显示元件(Liquid CrystalDisplay,LCD)或有机发光二极管显示元件(organic light-emitting diode,OLED)。在一些实施例中，显示元件200可为液晶显示元件(LCD)，此液晶显示元件可包括薄膜晶体管基板与相对设置的彩色滤光片基板。本发明触控面板100中的基板可为与显示元件200中的基板共用，例如，触控面板100中的基板102可为显示元件200中的彩色滤光片基板。另外，触控面板100中的基板102也可为一保护基板。

本发明提供一种触控面板与触控显示装置。触控面板中的感测电极层从可视区延伸至边框区的遮光层之上，以使边框区与可视区都具有触控功能，进而提升触控面板的灵敏度。再者，感测电极层包括第一电极、第二电极与桥接部，其中桥接部形成在该些第一电极之上，用于电连接相邻被分隔的第二电极垫。依据本发明一些实施例，位于边框区上的桥接部的宽度比可视区上的桥接部的宽度比值为约2～5，可提高边框区内承受的静电防护(ESD)电压值。因此，本发明的触控面板不但具有高灵敏度且能通过设计位于边框区的桥接部的宽度，以有效提升边框区的静电防护(ESD)能力。

虽然结合以上数个优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种触控面板，包括:

基板，其中该基板包括一可视区与一边框区，其中该边框区围绕该可视区；

遮光层，形成在该基板的边框区上；以及

感测电极层，形成在该基板之上，其中该感测电极层从该可视区延伸至该边框区，

其中该感测电极层包括:

多个第一电极，其中各该些第一电极包括多个第一电极垫，该些第一电极垫沿一第一方向排列且互相电连接；

多个第二电极，其中各该些第二电极包括多个第二电极垫，该些第二电极垫沿一第二方向间隔排列；以及

多个桥接部，横跨该些第一电极，用于电连接相邻的该些第二电极垫，其中该些桥接部包括：

多个第一桥接部，位于该边框区上，该些第一桥接部具有一第一宽度；以及

多个第二桥接部，位于该可视区上，该些第二桥接部具有一第二宽度，且该第一宽度大于该第二宽度。

2.如权利要求1所述的触控面板，其中该第一宽度比该第二宽度的比值为约2-5。

3.如权利要求1所述的触控面板，还包括:

绝缘层，于该可视区中，该绝缘层位于该些第一电极与该些第二桥接部之间；于该边框区中，该绝缘层位于该些第一电极与该些第一桥接部之间。

4.如权利要求1所述的触控面板，还包括:

信号引线层，位于该边框区，其中该信号引线层包括多信号引线，且每一个信号引线电连接至该感测电极层上。

5.如权利要求1所述的触控面板，其中该些第一电极或该些第二电极的材料包括氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmiumtin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锡锌(indium tin zincoxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide,CdO)、氧化铪(hafniumoxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indiumgallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesiumoxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)或上述的组合。

6.如权利要求1所述的触控面板，其中该些桥接部的材料包括金属导线、透明导电材料或上述的组合。

7.如权利要求6所述的触控面板，其中该金属导线包括铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)或上述的组合。

8.如权利要求6所述的触控面板，其中该透明导电材料包括氧化铟锡(indium tinoxide,ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锡锌(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide,CdO)、氧化铪(hafnium oxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zincmagnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)或上述的组合。

9.一种触控显示装置，包括:

显示元件；以及

如权利要求1所述的触控面板，位于该显示元件之上。

10.如权利要求9所述的触控显示装置，其中该显示元件包括液晶显示元件或有机发光二极管显示元件。

11.如权利要求10所述的触控显示装置，其中该显示元件为一液晶显示元件，且包括薄膜晶体管基板与相对设置的彩色滤光片基板，其中该触控面板中的该基板为该彩色滤光片基板。

12.如权利要求10所述的触控显示装置，其中该触控面板包括一基板，且该基板为彩色滤光基板或保护基板。

13.一种触控显示装置，包括:

显示元件；以及

如权利要求1所述的触控面板，形成在该显示元件之内。

14.如权利要求13所述的触控显示装置，其中该显示元件包括一液晶显示元件或一有机发光二极管显示元件。

15.如权利要求14所述的触控显示装置，其中该显示元件为一液晶显示元件，且包括薄膜晶体管基板与相对设置的彩色滤光片基板，其中该触控面板中的该基板为该彩色滤光片基板。