TW201638740A - 內嵌式觸控顯示面板 - Google Patents

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Abstract

一種內嵌式觸控顯示面板，具有顯示區域及週邊區域，且顯示區域包括陣列排列的多個畫素區。內嵌式觸控顯示面板包括多個主動元件、多條資料線、多條閘極線、多條信號線、第一絕緣層、多個第一電極、第二絕緣層、多條第一感測信號線、第三絕緣層以及多個第二電極。各資料線、各信號線以及各第一感測信號線分別位於不同的相鄰畫素區之間，且各資料線、各信號線以及各第一感測信號線於垂直投影方向上未重疊。

Description

內嵌式觸控顯示面板
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種內嵌式觸控顯示面板。
現行的高畫質(Full High Definition，簡稱FHD)內嵌式觸控顯示面板是在畫素電極與共用電極之間***金屬導線，以作為觸控感測線(TP sensor line)的導線，其串接每一個子畫素(Sub-Pixel)內的共用電極以成為觸控感測器，並且由驅動晶片訊號來切換液晶螢幕與觸控螢幕之間的連續運作。
然而，目前一般的自容式觸控面板雖具有結構簡單的優點，但將此結構整合於高解析度的內嵌式觸控顯示面板時，會出現外接腳位(pin)數目過多的問題，而與液晶螢幕本身的扇出(fan-out)線路互搶外引腳(Outer Lead Bonding，簡稱OLB)的空間。此外，連接內嵌式觸控顯示面板的子畫素內共用電極的金屬導線與資料線(data line)走線方向平行，因而造成其之間重疊面積過大，從而增加電容負載。
本發明提供一種內嵌式觸控顯示面板，其具有分別位於不同的相鄰兩行畫素區之間的資料線、信號線以及感測信號線，且各資料線、各信號線以及各第一感測信號線於垂直投影方向上未重疊。
本發明提出一種內嵌式觸控顯示面板，具有顯示區域及周圍區域，且顯示區域包括陣列排列的多個畫素區，內嵌式觸控顯示面板包括多個主動元件、多條資料線、多條閘極線、多條信號線、第一絕緣層、多個第一電極、第二絕緣層、多條第一感測信號線、第三絕緣層以及多個第二電極。主要元件分別位於相應的畫素區內。資料線自顯示區域延伸至週邊區域，且分別電性連接至相應的主動元件。閘極線位於顯示區域且垂直資料線，閘極線分別電性連接至相應的主動元件。信號線自顯示區域延伸至週邊區域，且各信號線延伸方向平行於各資料線的延伸方向。第一絕緣層配置於顯示區域與週邊區域，且第一絕緣層覆蓋主動元件、資料線、閘極線以及信號線。第一電極配置於第一絕緣層上。第二絕緣層配置於第一絕緣層上，並且覆蓋第一電極。第一感測信號線配置於第二絕緣層上，且第一感測信號線自顯示區域延伸至週邊區域。各第一感測信號線的延伸方向平行於各資料線的延伸方向。第三絕緣層配置於第二絕緣層上，並且覆蓋第一信號感測線。第二電極配置於第三絕緣層上，並且分別電性連接至相應 的第一感測信號線。各資料線、各信號線以及各第一感測信號線分別位於不同的相鄰兩行畫素區之間，且各資料線、各信號線以及各第一感測信號線於垂直投影方向上未重疊。
在本發明的一實施例中，上述的第一電極包括多個畫素電極，電性連接至相應的主動元件，且第二電極包括多個共用電極。
在本發明的一實施例中，上述的內嵌式觸控顯示面板更包括多條第二感測信號線，自顯示區域延伸至週邊區域。第一絕緣層覆蓋第二感測信號線，第一感測信號線於垂直投影方向上分別與第二感測信號線重疊，且各第一感測信號線電性連接至相應的第二感測信號線。
在本發明的一實施例中，上述的內嵌式觸控顯示面板更包括多條第一連接線，配置於第一絕緣層與第二絕緣層之間，並且分別電性連接至相應的第二感測信號線。多條第二連接線配置於第三絕緣層上，並且分別電性連接於相應的第一感測信號線與第一連接線之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一電極包括多個共用電極，且第二電極包括多個畫素電極。
在本發明的一實施例中，上述的內嵌式觸控顯示面板更包括多條連接線。連接線配置於第二絕緣層與第三絕緣層之間，並且分別電性連接於相應的第一感測信號線與第二感測信號線之間。
在本發明的一實施例中，上述的信號線包括多個閘極信號線，分別電性連接至對應的閘極線。
在本發明的一實施例中，上述的信號線包括多個浮接信號線。
基於上述，本發明的內嵌式觸控顯示面板的顯示區域包括陣列排列的多個畫素區，並且資料線、信號線以及感測信號線分別位於不同的相鄰兩行畫素區之間，且資料線、信號線以及第一感測信號線於垂直投影方向上未重疊。此外，信號線以及感測信號線的延伸方向平行於資料線的延伸方向。根據上述的內嵌式觸控顯示面板的電路佈局方式，信號線與感測信號線可容置於陣列排列的顯示區域中。因此，內嵌式觸控顯示面板的外接腳位數目可有效減少，從而縮減整體裝置的邊框寬度。
為讓本發明的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。
100、200、300、400、500、600‧‧‧內嵌式觸控顯示面版
170‧‧‧主動元件
201-206‧‧‧步驟
210、310‧‧‧基板
220‧‧‧主動元件
230‧‧‧畫素電極
221‧‧‧源極
222‧‧‧汲極
223‧‧‧閘極
224‧‧‧通道層
240‧‧‧第一開孔
241‧‧‧第二開孔
242‧‧‧第三開孔
250‧‧‧第一金屬層
260‧‧‧第二金屬層
270‧‧‧共用電極
320、420‧‧‧第一電極
322、442‧‧‧畫素電極
340、440‧‧‧第二電極
342、422‧‧‧共用電極
350‧‧‧顯示區域
360‧‧‧週邊區域
370‧‧‧源極驅動器
521‧‧‧第一連接線
541‧‧‧第二連接線
621‧‧‧連接線
BP1‧‧‧第一絕緣層
BP2‧‧‧第二絕緣層
BP3‧‧‧第三絕緣層
D1...Dn‧‧‧資料線
G1...Gn‧‧‧閘極線
P1-P9‧‧‧畫素區
PL‧‧‧平坦層
S1-S3‧‧‧源極配線
T1、T2‧‧‧走線
TP1...TPn‧‧‧第一感測信號線
TP21...T2n、TP31...T3n‧‧‧第二感測信號線
TGP1...TGPn‧‧‧信號線
圖1是本發明一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。
圖2A至圖2F是本發明一實施例的內嵌式觸控顯示面板的製作方法的示意圖。
圖3A、圖3B是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。
圖4A、圖4B是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。
圖5A、圖5B及圖5C是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。
圖6A、圖6B及圖6C是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。
圖1是本發明一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖。在本實施例中，內嵌式觸控顯示面板100採用OTSD(one third source driving，簡稱OTSD)架構，在此架構底下，三個子畫素共用一條源極配線(source line)。例如圖1中陣列排列的子畫素P1-P9中的子畫素P1、P5、P9共用源極配線S1，並且依閘極線G1、G2、G3的驅動時序分別針對子畫素P1、P5、P9進行充電。在本實施例中，採用上述架構的內嵌式觸控顯示面板100，在源極配線的數目減少後，可利用原本部分的源極配線空間作走線設計，例如圖1中的走線T1或T2可為觸控感測信號線或是信號線。此外，以五吋的高畫質(Full High Definition,FHD)且具有1920*1080直立式(Portrait)解析度的內嵌式觸控顯示面板100為例，內嵌式觸控顯示面板100原本具有3240條源極配線，經採用OTSD架構後只剩下1080條源極配線，可省下2160條的源極配線空間。再者，在本實施例中，省下的2160條源極配線空間可優先置入390條的 觸控感測信號線或是信號線，然後再以剩下的空間(2160-390=1770)塞入1770條的閘極線(閘極線共1920條)。 剩下的150條閘極線，則另於架構的兩側形成左右扇出(L/R fan out)的線路。由於本實施例大部分的閘極線已容置於減少源極配線後所省下的空間中，因此，內嵌式觸控顯示面板100於其左右兩側扇出的導線數目可有效減少，進而使得整體面板具有較窄的邊框。就上述例子而言，內嵌式觸控顯示面板100在上述的情形之下可具有小於0.8毫米的邊框大小。
圖2A至圖2F是本發明一實施例的內嵌式觸控顯示面板的製作方法的示意圖，其中圖2A至圖2F分別包括內嵌式觸控顯示面板200的俯視示意圖，以及沿AA’線的剖面示意圖。請參考圖2A，本實施例的內嵌式觸控顯示面板200的形成方式是先於基板210上形成主動元件220，再於基板210上形成覆蓋主動元件220的第一絕緣層BP1，其中主動元件220包括源極221、汲極222、閘極223以及通道層224。此外，第一絕緣層BP1具有第一開孔240，第一開孔240由第一絕緣層BP1的表面延伸至第一金屬層250(圖2A，步驟201)。接著，於第一絕緣層BP1上形成平坦層PL，並且在平坦層PL上例如是以黃光微影的蝕刻方式形成第二開孔241，其中第二開孔241由平坦層PL的表面經由第一開孔240延伸至第一金屬層250的表面(圖2B，步驟202)。在形成平坦層PL層與第二開孔241之後，形成畫素電極230於部分的平坦層PL上且完全覆蓋第一及第二開孔240、241，以使畫素電極 230經第一開孔240橋接第一金屬層250(圖2C，步驟203)。然後，於平坦層PL及畫素電極230上沉積第二絕緣層BP2，並於部分的第二絕緣層BP2上沉積第二金屬層260(圖2D，步驟204)。 接著，在形成第二金屬層260之後，於第二絕緣層BP2上形成第三絕緣層BP3，其中第三絕緣層BP3具有第三開口242暴露出部分的第二金屬層260(圖2E，步驟205)。最後，在完成上述步驟後，於第三絕緣層BP3上形成共用電極270，並且共用電極270完全覆蓋第三開口242。共用電極270經由第三開口242橋接第二金屬層260(圖2F，步驟206)。至此，完成內嵌式觸控顯示面板200的製作過程。在本實施例中，平坦層PL可由氧化矽及氮化矽形成，如SiO2、SiOxNy及SixNy等，而第一、第二及第三絕緣層BP1、BP2、BP3可由碳、氧化物或其它介電材料形成。
圖3A、圖3B是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖，其中圖3B為圖3A的部份(圖3A中的方框處)剖面示意圖。請參考圖1、圖3A及圖3B，本實施例的內嵌式觸控顯示面板300包括繪示於圖1中不同畫素區P1-P9內的主動元件170以及繪示於圖3A、3B中的多條資料線D1、D2....Dn、多條閘極線G1....Gn、多條信號線TGP1....TGPn、多條第一感測信號線TP1....TPn、多個第一電極320以及多個第二電極340(圖3B僅繪示一條資料線D1、一條信號線TGP1以及一條第一感測信號線TP1為例作說明)。在本實施例中，各資料線D1、D2....Dn、各信號線TGP1....TGPn以及各第一感測信號線TP1....TPn分別位於不 同的相鄰畫素區P1-P9之間，並且各資料線D1、D2....Dn、各信號線TGP1....TGPn以及各第一感測信號線TP1....TPn於其垂直投影方向上並未重疊。
此外，本實施例的資料線D1自顯示區域350延伸至週邊區域360，並且分別電性連接圖1中的各畫素區P1-P9內的主動元件170。此外，信號線TGP1由顯示區域350延伸至週邊區域360，並且信號線TGP1延伸的方向平行於資料線D1的延伸方向。除此之外，請參考圖3A及圖3B，本實施例的內嵌式觸控顯示面板300包括第一絕緣層BP1以及配置其上的平坦層PL，其中第一絕緣層BP1配置於顯示區域350與週邊區域360。第一絕緣層BP1覆蓋圖1的主動元件170、資料線D1、閘極線G1~G3以及信號線TGP1。除此之外，本實施例的第一電極320配置於第一絕緣層BP1以及平坦層PL上。
再者，請參考圖3B，內嵌式觸控顯示面板300還包括第二絕緣層BP2，第二絕緣層BP2配置於第一絕緣層BP1及平坦層PL上，並且覆蓋配置於第一絕緣層BP1上的第一電極320。第一感測信號線TP1配置於第二絕緣層BP2上，並且第一感測信號線TP1由顯示區域350延伸至週邊區域360。在本實施例中，第一感測信號線TP1的延伸方向與資料線D1的延伸方向平行。
請再參考圖3B，內嵌式觸控顯示面板300還包括第三絕緣層BP3，第三絕緣層BP3配置於第二絕緣層BP2上並且覆蓋配置於第二絕緣層BP2上的第一感測信號線TP1。此外，第二電極 340配置於第三絕緣層BP3上，並且第二電極340分別電性連接至相應的第一感測信號線TP1。舉例而言，第一電極320包括多個畫素電極322，並且畫素電極322電性連接至圖1的畫素區P1-P9內相應的主動元件170。再者，本實施例的第二電極340包括多個共用電極342。因此，圖3B所繪示的共用電極342是配置於畫素電極322之上。除此之外，如圖3A所示，本實施例的內嵌式觸控面板300還包括源極驅動器370，其連接多條資料線D1....Dn、多條信號線TGP1....TGPn以及多條第一感測信號線TP1....TPn。
進一步而言，由於圖3A、3B所繪示的內嵌式觸控顯示面板300是採用上述的OTSD架構，因此，本實施例可於省下的源極配線空間中置入信號線TGP1或是第一信號感測線TP1，使得信號線TGP1及第一信號感測線TP1容置於內嵌式觸控顯示面板300的顯示區域中，進而減少內嵌式觸控顯示面板300所需的外接腳位(pin)數目。
另一方面，本實施例的信號線TGP1....TGPn例如是多條閘極信號線，其分別連接對應的閘極線G1....Gn。或者，信號線TGP1....TGPn可為多個浮接信號線。本發明對於信號線TGP1....TGPn的形式或功能並不加以限制。
圖4A、圖4B是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖，其中圖4B為圖4A的部份剖面示意圖(圖4A中的方框處)。在圖4A、圖4B所繪示的另一個實施例中，內嵌式觸控顯示面板400與圖3A、圖3B的內嵌式觸控顯示面板300具有類 似的結構，因此相同或相似的構件以相同或相似的符號表示，並且不再重複說明。在本實施例中，第一電極420配置於第一絕緣層BP1與平坦層PL上，並且第一電極420包括多個共用電極422。 此外，本實施例的第二電極440配置於第三絕緣層BP3上，並且包括多個畫素電極442。因此，本實施例與圖3A、圖3B實施例的差異在於本實施例的畫素電極442是配置於共用電極422之上。 根據上述圖3A、圖3B以及圖4A、圖4B實施例的內容，本發明的共用電極342、422以及畫素電極322、442的相對配置方式可依實際電路設計的需求做調整，本發明對此並不加以限制。
圖5A、圖5B及圖5C是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖，其中圖5B與圖5C分別為圖5A(圖5A中的方框處)不同側面的剖面示意圖。本實施例的內嵌式觸控顯示面板500與圖3A、圖3B的內嵌式觸控顯示面板300具有類似的結構，因此相同或相似的構件以相同或相似的符號表示，並且不再重複說明。請參考圖5B及圖5C，內嵌式觸控觸控顯示面板500與圖3A、圖3B的內嵌式觸控顯示面板300的差異在於，內嵌式觸控顯示面板500另外包括多條第二感測信號線TP21...TP2n配置於基板310上，並且第二感測信號線TP21...TP2n由顯示區域350延伸至週邊區域360(圖5B僅繪示一條第二感測信號線TP21為例作說明)。此外，如圖5B所示，第一絕緣層BP1及平坦層PL覆蓋第二感測信號線TP21，並且上述的多條第一感測信號線TP1在其垂直投影方向上分別與第二感測信號線TP21重疊。
請再參考圖5C，在本實施例中，多條第一連接線521(圖5C僅繪示一條第一連接線521為例作說明)配置於第一絕緣層BP1與第二絕緣層BP2之間，並且電性連接至相應的第二感測信號線TP21。此外，多條第二連接線541配置於第三絕緣層BP3上，並且第二連接線541分別電性連接於相應的第一感測信號線TP1與第一連接線521之間。因此，本實施例的第一感測信號線TP1經由第一連接線521與第二連接線541電性連接至相應的第二感測信號線TP21，形成相互並聯的第一感測信號線TP1與第二感測信號線TP21。
值得一提的是，本實施例的內嵌式觸控顯示面板500透過第一感測信號線TP1以及第二感測信號線TP21的相互並聯搭接，可有效解決感測信號線電阻過高的問題，從而降低電阻電容負載(RC loading)。
圖6A、圖6B及圖6C是本發明另一實施例的內嵌式觸控顯示面板的示意圖，其中圖6B與圖6C分別為圖6A(圖6A中的方框處)不同側面的剖面示意圖。圖6A、圖6B及圖6C內嵌式觸控顯示面板600與圖4A、圖4B的內嵌式觸控顯示面板400具有類似的結構，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。本實施例的內嵌式觸控顯示面板600與圖4A、圖4B的內嵌式觸控顯示面板400差異在於，本實施例的內嵌式觸控顯示面板600另外包括多條第二感測信號線TP31配置於基板310上。此外，本實施例具有多條連接線621配置於第二絕緣層 BP2與第三絕緣層BP3之間，並且分別連接於相應的第一感測信號線TP1與第二感測信號線TP31之間。換言之，本實施例的第一感測信號線TP1經由連接線621電性連接第二感測信號線TP31，並且相互並聯搭接，以達成降低電阻，並且減少電阻電容負載(RC loading)的目的。
綜上所述，在本發明上述的多個實施例中，內嵌式觸控顯示面板的多條閘極線、信號線以及感測信號線可容置於原用於配置源極配線的空間中。因此，本發明可有效減少內嵌式觸控顯示面板的外接腳位數以及其左右扇出(L/R fan out)的走線數目，從而裝置邊框的寬度，以符合目前內嵌式觸控顯示面板窄邊框的發展趨勢。
將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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
300‧‧‧內嵌式觸控顯示面板
310‧‧‧基板
320‧‧‧第一電極
322‧‧‧畫素電極
340‧‧‧第二電極
342‧‧‧共用電極
BP1‧‧‧第一絕緣層
BP2‧‧‧第二絕緣層
BP3‧‧‧第三絕緣層
D1‧‧‧資料線
PL‧‧‧平坦層
TP1‧‧‧第一感測信號線
TGP1‧‧‧信號線

Claims (9)

  1. 一種內嵌式觸控顯示面板，具有一顯示區域及一週邊區域，且該顯示區域包括陣列排列的多個畫素區，該內嵌式觸控顯示面板包括：多個主動元件，分別位於相應的該些畫素區內；多條資料線，自該顯示區域延伸至該週邊區域，且分別電性連接至相應的該些主動元件；多條閘極線，位於該顯示區域且垂直該些資料線，該些閘級線分別電性連接至相應的該些主動元件；多條信號線，自該顯示區域延伸至該週邊區域，且各該信號線的延伸方向平行於各該資料線的延伸方向；一第一絕緣層，配置於該顯示區域與該週邊區域，且該第一絕緣層覆蓋該些主動元件、該些資料線、該些閘級線以及該些信號線；多個第一電極，配置於該第一絕緣層上；一第二絕緣層，配置於該第一絕緣層上，並且覆蓋該些第一電極；多條第一感測信號線，配置於該第二絕緣層上，該些第一感測信號線自該顯示區域延伸至該週邊區域，且各該第一感測信號線的延伸方向平行於各該資料線的延伸方向；一第三絕緣層，配置於該第二絕緣層上，並且覆蓋該些第一感測信號線；以及 多個第二電極，配置於該第三絕緣層上，並且分別電性連接至相應的該些第一感測信號線，其中，各該資料線、各該信號線以及各該第一感測信號線分別位於不同的相鄰兩行畫素區之間，且各該資料線、各該信號線以及各該第一感測信號線於垂直投影方向上未重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中該些第一電極包括多個畫素電極，電性連接至相應的該些主動元件，且該些第二電極包括多個共用電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的內嵌式觸控顯示面板，更包括多條第二感測信號線，自該顯示區域延伸至該週邊區域，該第一絕緣層覆蓋該些第二信號線，該些第一感測信號線於垂直投影方向上分別與該些第二感測信號線重疊，且各該第一感測信號線電性連接至相應的該第二感測信號線。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的內嵌式觸控顯示面板，更包括：多條第一連接線，配置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間，並且分別電性連接至相應的該些第二感測信號線；以及多條第二連接線，配置於該第三絕緣層上，並且分別電性連接於相應的該些第一感測信號線與該些第一連接線之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中該些第一電極包括多個共用電極，且該些第二電極包括多個畫素電極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的內嵌式觸控顯示面板，更包括多條第二感測信號線，自該顯示區域延伸至該週邊區域，該第一絕緣層覆蓋該些第二感測信號線，該些第一感測信號線分別於垂直投影方向上與該些第二感測信號線重疊，且各該第一感測信號線電性連接至相應的該第二感測信號線。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的內嵌式觸控顯示面板，更包括：多條連接線，配置於該第二絕緣層與該第三絕緣層之間，並且分別電性連接於相應的該些第一感測信號線與該些第二感測信號線之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中該些信號線包括多個閘極信號線，分別電性連接至對應的閘極線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中該些信號線包括多個浮接信號線。
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