TWI585648B - 觸控顯示面板與畫素結構 - Google Patents

Description

觸控顯示面板與畫素結構

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種觸控顯示面板與畫素結構。

近年來，各式電子產品都不斷朝向將觸控式元件整合於顯示面板，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，並使螢幕可配置的面積擴大。因此，觸控顯示面板的應用越來越普及與廣泛。一般而言，觸控顯示面板可藉由將感測元件，例如感測電極，內建於顯示面板中或是將感測元件，例如平板狀的觸控面板，外貼於顯示面板上。

觸控感測元件內建於顯示面板可以縮減觸控顯示面板的厚度，也使得電子產品的組裝更為簡化。不過，在內建式設計之下，感測元件的相關線路需要集中製作於顯示面板內部，這會造成顯示面板製作程序的增加以及使感測元件的電性受到影響。舉例來說，感測元件與其他元件或是電路間的耦合會增加感測元件的負載，這會影響感測元件的感測能力與感測品質。因此，內建感測元件的觸控顯示面板需要考量如何在不使製作程序複雜又可以維持感測元件的性能下，將感測元件整合於顯示面板中。

本發明提供一種觸控顯示面板，可減輕感測電極受到的寄生電容。

本發明提供一種畫素結構，可在既有的製作程序下將感測電極及相關線路整合於畫素結構中，且可減輕感測電極受到的寄生電容。

本發明的觸控顯示面板包括一基板、一感測電極陣列層、一底金屬層以及一主動元件層。感測電極陣列層設置於基板上，且包括多個感測電極，且感測電極彼此分隔且呈陣列排列。底金屬層設置於基板上，且包括多條訊號線。其中一條訊號線在其中一個感測電極與一驅動電路之間傳遞訊號。主動元件層設置於基板上，且位於感測電極陣列層與底金屬層之間。

在本發明的一實施例中，上述的主動元件層包括多個主動元件，且主動元件呈陣列排列。底金屬層更包括多個遮光墊，且遮光墊在遠離基板的方向上重疊主動元件。其中一個感測電極在朝向基板的方向上重疊N個主動元件，且N為大於1的正整數且小於主動元件的總數量。主動元件層更包括多條掃描線以及多條資料線。其中一條掃描線連接其中一個主動元件，以控制其中一個主動元件的開啟與關閉。其中一條資料線連接其中一個主動元件。在其中一個主動元件開啟時其中一個主動元件允許其中一條資料線上的顯示訊號通過，且其中一條訊號線的延伸方向平行其中一條資料線的延伸方向。

在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示面板更包括多個連接導體。其中一個連接導體用以將其中一條訊號線電性連接其中一個感測電極。

在本發明的一實施例中，上述的其中一條訊號線的一端延伸至超出位於最外圍的感測電極。

在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示面板更包括一顯示介質層，且顯示介質層配置於感測電極陣列層之上。

本發明的畫素結構包括一基板、一感測電極、一訊號線、一主動元件、一掃描線以及一資料線。訊號線與感測電極都位於基板上。感測電極電性連接訊號線，且訊號線在感測電極與一驅動電路之間傳遞訊號。主動元件位於訊號線與感測電極之間。掃描線連接主動元件，以控制主動元件的開啟與關閉。資料線連接主動元件。在主動元件開啟時，主動元件允許資料線上的顯示訊號通過。訊號線的延伸方向與資料線的延伸方向平行。

在本發明的一實施例中，上述的訊號線在遠離基板的方向上重疊資料線。

在本發明的一實施例中，上述的訊號線具有一分支，分支在遠離該基板的方向上未重疊資料線。

在本發明的一實施例中，上述的畫素結構更包括一遮光墊，且遮光墊在遠離基板的方向上重疊主動元件。遮光墊與訊號線由相同膜層構成。

在本發明的一實施例中，上述的主動元件包括一閘極以及一半導體層。半導體層包括一通道區、一源極區與一汲極區，閘極在朝向基板的方向上重疊通道區，通道區位於源極區與汲極區之間，閘極連接掃描線且源極區連接資料線。

在本發明的一實施例中，上述的畫素結構更包括一底絕緣層、一閘絕緣層、一層間絕緣層、一平坦層、一保護層以及一畫素電極。底絕緣層覆蓋訊號線，且半導體層配置於底絕緣層上。閘絕緣層配置於半導體層與閘極之間。層間絕緣層覆蓋閘極，且資料線配置於層間絕緣層上。平坦層覆蓋資料線，且感測電極配置於平坦層上。保護層位於畫素電極與感測電極之間。

在本發明的一實施例中，畫素結構更包括一連接導體。底絕緣層具有一第一開口，閘絕緣層具有一第二開口，層間絕緣層具有一第三開口。連接導體穿過第一開口、第二開口與第三開口並接觸訊號線。另外，平坦層可具有一第四開口。感測電極穿過第四開口並接觸連接導體。

在本發明的一實施例中，上述的保護層具有一第五開口。感測電極穿過第四開口與第五開口並接觸連接導體。

在本發明的一實施例中，上述的畫素電極位於保護層與平坦層之間。

在本發明的一實施例中，上述的感測電極位於保護層與平坦層之間。

基於上述，本發明實施例的觸控顯示面板中，訊號線可使用阻值較低的材料製作，而感測電極受到訊號線的耦合電容小而可具有理想的觸控品質，且觸控顯示面板具有理想的良率與品質。

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。

圖1為本發明一實施例的觸控顯示面板的上視示意圖，而圖2為本發明一實施例的觸控顯示面板的局部剖面示意圖。在圖1與圖2中，觸控顯示面板100包括基板SUB1、基板SUB2、顯示介質層DM、感測電極陣列層110、底金屬層120以及主動元件層130。顯示介質層DM夾於基板SUB1與基板SUB2之間，且感測電極陣列層110、底金屬層120以及主動元件層130都設置於顯示介質層DM與基板SUB1之間。觸控顯示面板100還可以包括有其他元件，諸如彩色濾光層、對向電極層等。另外，為了維持顯示介質層DM的厚度，觸控顯示面板100在部分實施例中可以設置有抵頂於基板SUB1與基板SUB2之間的支撐物(未繪示)。但這些元件可以依據實際的需求而選擇性設置。

感測電極陣列層110設置於基板SUB1上並包括多個感測電極112。感測電極112彼此分隔且呈陣列排列。各感測電極112在圖1以矩形圖案表示，但各感測電極112的外型可以依據不同需求而調整。舉例來說，各感測電極112的外型可以為矩形以外的多邊型圖案、梳型圖案等，或是各感測電極112具有弧形外輪廓。另外，這些感測電極112的外型與面積大小可以不一致。

感測電極陣列層110的感測電極112可以提供觸控感測的功能。具體而言，各個感測電極112可以進行互容式觸控感測或是自容式觸控感測。以互容式觸控感測而言，相鄰的兩個感測電極112可以一者為掃描電極而一者為讀取電極。此時，掃描電極用以接收觸控掃描訊號，且讀取電極用以在對應的掃描電極接收到觸控掃描訊號時讀取出所感應到的電容。在另一實施例中，觸控顯示面板100中可在感測電極陣列層110以外設有掃描電極，且感測電極陣列層110的所有感測電極112都可以作為讀取電極以達成互容式觸控感測的功能。在另一實施例中，觸控顯示面板100中可在感測電極陣列層110以外設有讀取電極，且感測電極陣列層110的所有感測電極112都可以作為掃描電極以達成互容式觸控感測的功能。以自容式觸控感測而言，各感測電極112可以直接讀取出自身感測到的電容以實現觸控感測。換言之，感測電極陣列層110的所有感測電極112並不需限定以何種模式進行觸控感測。

在本實施例中，感測電極陣列層110的所有感測電極112大致佈滿於觸控顯示面板100的顯示區中，且這些感測電極112除了提供觸控功能之外，也可以作為共用電極，以提供驅動顯示介質層DM的電場。並且，感測電極陣列層110的所有感測電極112可以交替進行顯示與觸控感測兩種功能。在進行顯示功能時，所有感測電極112可以都被輸入共用電位，而在進行觸控功能時，感測電極112則可以被輸入觸控用的觸控掃描訊號或是用來讀取所受到的電容。

為了實現觸控感測功能，這些感測電極112在電性訊號上需要彼此獨立。因此，這些感測電極112的輪廓彼此相隔開來而無實體上的接觸。此外，這些感測電極112的訊號也必須獨立傳遞。因此，底金屬層120設置於基板SUB1上且可包括多條獨立的訊號線122，以分別電性連接至感測電極112。具體而言，其中一條訊號線122用以在其中一個感測電極112與一驅動電路10之間傳遞訊號。也就是說，驅動電路10所發出的觸控掃描訊號可以通過其中一條訊號線122傳遞給作為掃描電極用的感測電極112。並且，作為讀取電極用的感測電極112所感測到的訊號可以通過其中一條訊號線122傳遞給驅動電路10。

為了可以傳遞訊號至驅動電路10，訊號線122的其中一端可以延伸至超過位在最外圍的感測電極112。因此，訊號線122只電性連接其中一個感測電極112，但訊號線122可以橫越未與其電性連接的感測電極112。訊號線122與未與其電性連接的感測電極112之間的耦合作用可能產生寄生電容而對訊號線122與感測電極112造成負擔。這樣的寄生電容效應可能影響到感測電極112的感測能力與感測靈敏性。

在本實施例中，主動元件陣列層130設置於基板SUB1上並位於感測電極陣列層110與底金屬層120之間。因此，底金屬層120的這些訊號線122與感測電極陣列層110的這些感測電極112之間的間隔距離有助於減小兩者間的耦合作用而減輕耦合作用對訊號線122與感測電極112造成的負擔。另外，主動元件層130中的構件也可以作為底金屬層120的這些訊號線122與感測電極陣列層110的這些感測電極110之間的屏蔽而更進一步減輕感測電極112的耦合作用對訊號線122造成的負擔。在本實施例中，由於主動元件層130位於底金屬層120的訊號線122與感測電極陣列層110的感測電極112之間，觸控顯示面板100可更包括多個連接導體140，以將感測電極112連接至對應的訊號線122。

主動元件陣列層130包括有多個主動元件132，且主動元件132呈陣列排列。在本實施例中，主動元件132都是位於觸控顯示面板100的顯示區中以作為顯示畫素單元的驅動元件。同時，感測電極112也都是設置於顯示區中。單個感測電極112在朝向基板SUB1的方向上可以重疊N個主動元件132，且N為大於1的正整數且N小於主動元件132的總數量。感測電極122的輪廓往朝向基板SUB1的方向投影時，主動元件132會位在感測電極122的投影中。進一步來說，單個感測電極112可以在朝向基板SUB1的方向上重疊N個顯示畫素單元。不過，感測電極122的布局解析度可以依據觸控功能要求的解析度來調整。

主動元件132通常是薄膜電晶體而且採用半導體材料來實現導通與斷開的作用。多數的半導體材料受到光線照射時，可能產生誘發電流而導致主動元件132的元件特性受到影響，例如漏電流(leaking current)上升。因此，觸控顯示面板100的底金屬層120更包括多個遮光墊124，且遮光墊124在遠離基板SUB1的方向上對應地重疊主動元件132。也就是說，遮光墊124的輪廓往遠離基板SUB1的方向投影時，主動元件132會位在遮光墊124的投影中。在遮光墊124的設置下，主動元件132可以避免被光線照射。如此一來，主動元件132可以具備有穩定的元件特性。

以本實施例來說，遮光墊124與訊號線122採用相同膜層製作。遮光墊124與訊號線122的製作包括形成金屬層於基板SUB1上以及使用一道光罩來圖案化此金屬層以同時形成訊號線122與遮光墊124。如此，訊號線122不需以其他金屬層製作，且底金屬層120既包括訊號線122也包括遮光墊124的設計不致讓觸控顯示面板100的製作程序複雜化。底金屬層120在本實施例中相較主動元件層130更接近基板SUB1。在這樣的堆疊順序下，底金屬層120是在主動元件層130尚未形成前加以製作的。因此，製作底金屬層120的製程溫度可以高於主動元件層130的組成材料的耐受溫度。既然底金屬層120可以採用較高溫的製作條件來製作，即有較大的機會選擇低阻值的材料。若訊號線122具有低阻值，其可以具有較窄的線寬，使訊號線與其他導體的耦合電容較低，而仍保有足夠的訊號傳輸效果。另外，底金屬層120較為接近基板SUB1且底金屬層122上堆疊許多膜層，因此底金屬層120的訊號線122相對不易在後續製作過程中被刮損。

圖3為本發明一實施例的觸控顯示面板的主動元件層的示意圖。請參照圖3，主動元件層130包括多條掃描線SL、多條資料線DL以及多個主動元件132。其中一條掃描線SL連接其中一個主動元件132，以控制主動元件132的開啟(導通)與關閉(斷路)。其中一條資料線DL連接主動元件132。在主動元件132受到對應的掃描線SL的控制而開啟時，主動元件132可以允許對應的資料線DL上的顯示訊號通過。當圖3的主動元件層130應用於圖1的觸控顯示面板100，圖1中的訊號線122的延伸方向可以設置為平行於資料線DL的延伸方向或是平行於掃描線DL的延伸方向。

圖4為本發明一實施例的觸控顯示面板中部份感測電極與部分訊號線的示意圖。根據圖1的相關描述，每一條訊號線122在電性上會連接其中一個感測電極112，但是在空間配置上，訊號線122可以橫越未與其連接的感測電極112。在圖4中，訊號線122a通過至少一個接觸結構(在下述實施例中以四個為例，但並不予以限制)電性連接感測電極112a，而訊號線122b通過至少一個接觸結構電性連接感測電極112b。同時，訊號線122a會橫越感測電極112b但不與感測電極112b電性連接。另外，訊號線122b朝感測電極112a延伸出去的延伸線上可以設置有輔助線段122b’。輔助線段122b’不與訊號線122b連接且輔助線段122b’可以電性連接感測電極112b。於此，接觸結構可為由一個至多個開口組合而成的一個連接通道。

圖5為本發明另一實施例的觸控顯示面板中部份感測電極與部分訊號線的示意圖。在圖5中，訊號線122a透過至少一個接觸結構電性連接感測電極112a，而訊號線122b透過至少一個接觸結構電性連接感測電極112b。同時，訊號線122a會橫越感測電極112b但不與感測電極112b電性連接。訊號線122b朝感測電極112a延伸出去而重疊於感測電極112a，但訊號線122b不與感測電極112a電性連接。如此一來，訊號線122a與訊號線122b的延伸長度可以近似。

圖6為本發明一實施例的畫素結構的上視示意圖。圖7、圖8與圖9為圖6的畫素結構沿線I-I、II-II與III-III的剖面示意圖。請參照圖6至圖9，畫素結構200可以應用於圖1與圖2的觸控顯示面板100中並配置於基板SUB1上，以驅動顯示介質層DM。畫素結構200包括感測電極112、訊號線122、主動元件132、遮光墊124、掃描線SL以及資料線DL。訊號線122與遮光墊124所在膜層位於主動元件132所在膜層與基板SUB1之間，且主動元件132所在膜層位於感測電極112所在膜層與基板SUB1之間。訊號線122電性連接感測電極112，且用以在感測電極112與圖1的驅動電路10之間傳遞訊號。遮光墊124在遠離基板SUB1的方向上重疊主動元件132。掃描線SL連接主動元件132，以控制主動元件132的開啟與關閉。資料線DL連接主動元件132。訊號線122的延伸方向與資料線DL的延伸方向平行。以配置於圖2的基板SUB1上為例，訊號線122在遠離基板SUB1的方向上重疊資料線DL。不過，訊號線122具有一分支122E，且分支122E在遠離基板SUB1的方向上未重疊資料線DL。

另外，畫素結構200還可以包括連接主動元件132的畫素電極PE，且畫素電極PE在朝向基板SUB1的方向上可以重疊感測電極112。在主動元件132開啟時，主動元件132允許資料線DL上的顯示訊號通過以將顯示訊號傳遞給畫素電極PE。此時，感測電極112被輸入共用電位，則畫素電極PE與感測電極112之間的電壓差形成驅動電場以用來驅動圖2中顯示介質層DM。因此，感測電極112可以做為共用電極以實現顯示功能。

在本實施例中，主動元件132包括閘極G以及半導體層SE，且閘極G實質上為掃描線SL重疊於半導體層SE的部份。半導體層SE包括一通道區CH、一源極區S與一汲極區D。在圖6中，閘極G在朝向基板SUB1的方向上重疊通道區CH，通道區CH位於源極區S與汲極區D之間。閘極G實質上為掃描線SL的一部份而由金屬材料製作而成，所以閘極G連接掃描線SL。源極區S連接資料線DL，且汲極區D可與畫素電極PE電性連接。

由圖7至圖9可知，畫素結構200還包括有底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL與保護層PV。底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL與保護層PV都是採用絕緣材料製作而用來隔離畫素結構200中的導體元件以避免這些導體元件因為短路而失去原定的功能。

訊號線122與遮光墊124由相同膜層構成，例如圖1與圖2中的底金屬層120。底絕緣層I1覆蓋訊號線122與遮光墊124，且半導體層SE配置於底絕緣層I1上。閘絕緣層I2疊置於底絕緣層I1上，且半導體層SE配置於底絕緣層I1與閘絕緣層I2之間。包括有閘極G的掃描線SL配置於閘絕緣層I2上。如此，閘絕緣層I2介於閘極G與半導體層SE之間以使兩構件無電性上與實體上的直接接觸。在本實施例中，半導體層SE的材料包括多晶矽、非晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料或其他具備有半導體性質的材料。遮光墊124在遠離基板SUB1的方向上重疊主動元件132，並且遮光墊124在遠離基板SUB1的方向上至少重疊通道區CH的整體。如此一來，通道區CH的兩側分別由閘極G與遮光墊124遮蔽而不容易受光線照射，可以具有穩定的特性。

層間絕緣層I3疊置於閘絕緣層I2上並覆蓋包括有閘極G的掃描線SL，且資料線DL配置於層間絕緣層I3上。平坦層PL覆蓋資料線DL，且感測電極112配置於平坦層PL上。保護層PV配置於平坦層PL上。感測電極112配置於平坦層PL上，且畫素電極PE配置於保護層PV上。因此，保護層PV位於畫素電極PE與感測電極112之間。

由閘極G與半導體層SE構成的主動元件132、閘極G與半導體層SE之間的閘絕緣層I2、掃描線SL、資料線DL、掃描線SL與資料線DL之間的層間絕緣層I3以及覆蓋資料線DL的平坦層PL的整體可以視為圖1與圖2中的主動元件層130。不過，主動元件層130也可選擇還包括有其他構件。本實施例將包含多個膜層的主動元件層130設置於感測電極112與訊號線122之間有助於降低感測電極112與訊號線122之間的耦合作用而減小訊號線122與感測電極112所受到的寄生電容。同時，資料線DL位於感測電極112與訊號線122之間，所以資料線DL可以提供屏蔽作用而更進一步避免感測電極112與訊號線122間的寄生電容對感測電極112造成負擔。因此，感測電極112在進行觸控感測時可以提供良好的感測能力與理想的感測靈敏性。

為了讓訊號線122電性連接感測電極112，如圖8所示，底絕緣層I1具有一第一開口O1，閘絕緣層I2具有一第二開口O2，層間絕緣層I3具有一第三開口O3，且第一開口O1、第二開口O2與第三開口O3在朝向基板SUB1的方向上都重疊訊號線122的分支122E。如此一來，第一開口O1、第二開口O2與第三開口O3的設置使得訊號線122的分支122E具有不被底絕緣層I1、閘絕緣層I2與層間絕緣層I3遮蓋的部分。畫素結構200更包括連接導體140，且連接導體140穿過第一開口O1、第二開口O2與第三開口O3並接觸訊號線122的分支122E。同時，平坦層PL具有一第四開口O4，第四開口O4使得平坦層PL暴露出連接導體140，且感測電極112穿過第四開口O4而接觸連接導體140。然須知悉的是，連接導體140穿過多個開口接觸訊號線的分支122E，並不必然要求所有開口都要在朝向基板SUB1的方向上重疊訊號線的分支122E。若以多道蝕刻製程製備不同開口的狀況下，該些開口有時會部分重疊或是完全不重疊。

由圖9可知，為了讓資料線DL電性連接半導體層SE的源極區S，閘絕緣層I2具有第五開口O5，層間絕緣層I3具有第六開口O6，第五開口O5與第六開口O6使得閘絕緣層I2與層間絕緣層I3都暴露出源極區S，且資料線DL穿過第五開口O5與第六開口O6並接觸源極區S。

另外，為了讓畫素電極PE電性連接汲極區D，閘絕緣層I2具有第七開口O7，層間絕緣層I3具有第八開口O8，第七開口O7與第八開口O8使得閘絕緣層I2與層間絕緣層I3都暴露出汲極區D。畫素結構200更包括汲極連接導體CD，且汲極連接導體CD穿過第七開口O7與第八開口O8並接觸汲極區D。此外，平坦層PL具有第九開口O9，保護層PV具有第十開口O10，第九開口O9與第十開口O10使得平坦層PL與保護層PV都暴露出汲極連接導體CD，且畫素電極PE穿過第九開口O9與第十開口O10並接觸汲極連接導體CD。此時，感測電極112具有電極開口A112，且第九開口O9的面積與第十開口O10的面積都完全位於電極開口A112的面積內，以避免感測電極112直接電性連接畫素電極PE。

在本實施例中，第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3、第五開口O5、第六開口O6、第七開口O7與第八開口O8可以在製作資料線DL、連接導極140與汲極連接導體CD之前，藉由同一道圖案化步驟製作出來，但並不用以限定本發明，例如在可行的實施例中，不同的開口可由多道的圖案化步驟製作出來。並且，資料線DL、連接導極140與汲極連接導體CD可以由相同的金屬層圖案化而得。另外，第四開口O4與第九開口O9可以由同一道圖案化步驟製作出來。如此一來，感測電極112與訊號線122中間雖然間隔許多膜層，為了實現這兩構件的電性連接而設置的開口無須以獨立的製作步驟製作。因此，畫素結構200可以在既有的製程下製作完成，無需增加製作程序。

在本實施例中，底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3與保護層PV的材質可以為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其他絕緣材料。平坦層PL的材質可以是有機絕緣材料，或是其他可以堆疊足夠膜厚的絕緣材料。平坦層PL的厚度可以大於底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3與保護層PV，以提供理想的平坦化效果。

訊號線122在平坦層PL製作之前即已完成，訊號線122、主動元件132、掃描線SL與資料線DL都被平坦層PL所覆蓋。訊號線122、主動元件132、掃描線SL與資料線DL在膜層堆疊方向上所造成的高度差異可以藉由平坦層PL來達到平坦化，這有助於提升具有畫素結構200的觸控顯示面板之製作良率。以畫素結構200應用於圖2的觸控顯示面板100來說明，觸控顯示面板100一般需要利用支撐物(未繪示)支撐於基板SUB1與基板SUB2之間以維持顯示介質層DM的厚度。此時，平坦層PL的平坦化效果越好則支撐物越可以穩定的抵頂於基板SUB1與基板SUB2之間。相較之下，如果支撐物抵頂於不平整的表面上，支撐物很可能發生滑移而使得基板SUB1與基板SUB2之間的組立效果不佳。另外，應用於觸控顯示面板100時，畫素結構200接觸於顯示介質層DM的一側可以設置有配向層(未繪示)，以控制顯示介質層DM中顯示介質材料的排列，例如液晶材料。配向層的配向作用可利用摩擦的方式來實現。當平坦層PL的平坦性不佳，會使得配向層的表面受到的摩擦力與摩擦方向不均勻，而導致配向作用不均勻。此時，觸控顯示面板100的顯示效果就有可能無法符合需求。因此，平坦層PL的平坦化效果越好可確保觸控顯示面板100的良率。

圖10為本發明另一實施例的畫素結構的上視示意圖。圖11、圖12與圖13為圖10的畫素結構沿線IV-IV、V-V與VI-VI的剖面示意圖。請參照圖10至圖13，畫素結構300可以應用於圖1與圖2的觸控顯示面板100中，以驅動顯示介質層DM。畫素結構300包括圖1與圖2中的感測電極112、訊號線122、主動元件132、遮光墊124、掃描線SL以及資料線DL。訊號線122電性連接感測電極112，且訊號線122用以在感測電極112與圖1的驅動電路10之間傳遞訊號。掃描線SL連接主動元件132，以控制主動元件132的開啟與關閉。資料線DL連接主動元件132。訊號線122的延伸方向與資料線DL的延伸方向平行。訊號線122在遠離基板SUB1的方向上重疊資料線DL的面積。不過，訊號線122具有一分支122E，且分支122E在遠離基板SUB1的方向上未重疊資料線DL。遮光墊124的面積在遠離基板SUB1的方向上重疊主動元件132。另外，畫素結構300還可以包括連接主動元件132的畫素電極PE。畫素結構300中這些構件的電性連接關係大致上相同於畫素結構200，因此主動元件132的組成構件以及主動元件132與畫素電極PE的連接關係可以參照畫素結構200的相關描述，此處不再贅述。不過，畫素結構300的感測電極112與畫素電極PE的堆疊順序不同於畫素結構200。

由圖11至圖13可知，畫素結構300還包括有底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL與保護層PV。底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL與保護層PV彼此的堆疊順序大致相同於畫素結構200。不過，在本實施例中，畫素電極PE配置於平坦層PL上。保護層PV配置於畫素電極PE上，且感測電極112配置於保護層PV上，所以畫素電極PE位於保護層PV與平坦層PL之間。在本實施例中，底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL、主動元件132、掃描線SL與資料線DL可以構成圖1與圖2中的主動元件層130。不過，主動元件層130也可選擇還包括有其他構件。

在本實施例中，感測電極112所在膜層與訊號線122所在膜層之間至少隔有底絕緣層I1、閘絕緣層I2、層間絕緣層I3、平坦層PL、保護層PV、主動元件132、掃描線SL與資料線DL，這有助於降低感測電極112與訊號線122之間的耦合作用而減小感測電極112與訊號線122之間的寄生電容。同時，資料線DL位於感測電極112與訊號線122之間，所以資料線DL可以提供屏蔽作用而更進一步避免感測電極112與訊號線122間的耦合作用對訊號線122與感測電極112造成負擔。因此，感測電極112在進行觸控感測時可以達到良好的感測靈敏性。

為了讓訊號線122電性連接感測電極112，如圖12所示，底絕緣層I1具有一第一開口P1，閘絕緣層I2具有一第二開口P2，層間絕緣層I3具有一第三開口P3，且第一開口P1、第二開口P2與第三開口P3使得底絕緣層I1、閘絕緣層I2與層間絕緣層I3暴露出訊號線122的分支122E。畫素結構300更包括連接導體140，且連接導體140穿過第一開口P1、第二開口P2與第三開口P3並接觸訊號線122的分支122E。同時，平坦層PL具有一第四開口P4且保護層PV具有一第五開口P5，第四開口P4與第五開口P5使得平坦層PL與保護層PV都暴露出連接導體140，且感測電極112穿過第四開口P4與第五開口P5並接觸連接導體140。然須知悉的是，連接導體140穿過多個開口接觸訊號線的分支122E，並不必然要求所有開口都要暴露出訊號線的分支122E。若以多道蝕刻製程製備不同開口的狀況下，該些開口有時會部分暴露或是完全不暴露訊號線122的分支122E。

由圖13可知，為了讓資料線DL電性連接半導體層SE的源極區S，閘絕緣層I2具有第六開口P6，層間絕緣層I3具有第七開口P7，第六開口P6與第七開口P7使得閘絕緣層I2與層間絕緣層I3暴露出源極區S，且資料線DL穿過第六開口P6與第七開口P7並接觸源極區S。

另外，為了讓畫素電極PE電性連接汲極區D，閘絕緣層I2具有第八開口P8，層間絕緣層I3具有第九開口P9，第八開口P8與第九開口P9使得閘絕緣層I2與層間絕緣層I3都暴露出汲極區D。並且，畫素結構300更包括汲極連接導體CD，且汲極連接導體CD穿過第八開口P8與第九開口P9並接觸汲極區D。此外，平坦層PL具有第十開口P10，第十開口P10讓平坦層PL暴露出汲極連接導體CD，且畫素電極PE穿過第十開口P10並接觸汲極連接導體CD。

在本實施例中，資料線DL、連接導極140與汲極連接導體CD可以由相同的膜層圖案化而得。第一開口P1、第二開口P2、第三開口P3、第六開口P6、第七開口P7、第八開口P8與第九開口P9可以在製作資料線DL、連接導極140與汲極連接導體CD之前，藉由同一道圖案化步驟製作出來。另外，第四開口P4與第十開口P10可以由同一道圖案化步驟製作出來。感測電極112與訊號線122中間雖然間隔許多膜層，為了實現這兩構件的電性連接而設置的開口無須以獨立的製作步驟製作。因此，畫素結構300可以在既有的製程下製作完成，無需增加製作程序。另外，畫素結構300與前述的畫素結構200同樣都可以利用平坦層PL提供理想的平坦化效果，因此具有畫素結構300的觸控顯示面板可以具有理想的品質與良率。

綜上所述，本發明實施例的觸控顯示面板以及畫素結構中，感測電極與傳遞感測電極之訊號的訊號線之間夾有主動元件層，且主動元件層由許多膜層構成。因此，感測電極與訊號層之間的耦合作用可以顯著地降低而有助於減輕基於感測電極的寄生電容對訊號線與感測電極的負擔。並且，本發明實施例的訊號線可以重疊於掃描線或是資料線，而可以利用掃描線或是資料線作為訊號線與感測電極之間的屏蔽，更進一步減輕訊號線可能對感測電極造成的寄生電容。如此一來，感測電極可以提供理想的觸控能力。此外，由於訊號線以底金屬層製作，平坦層可以覆蓋訊號線以及主動元件層中的構件，這使得平坦層具有理想的平坦化效果也使觸控顯示面板具有理想的品質與良率。

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。

10：驅動電路 100：觸控顯示面板 110：感測電極陣列層 112、112a、112b：感測電極 120：底金屬層 122、122a、122b：訊號線 122b’：輔助線段 122E：分支 124：遮光墊 130：主動元件層 132；主動元件 140：連接導體 A112：電極開口 CD：汲極連接導體 CH：通道區 D：汲極區 DL：資料線 DM：顯示介質層 G：閘極 I-I、II-II、III-III、IV-IV、V-V、VI-VI：線 I1：底絕緣層 I2：閘絕緣層 I3：層間絕緣層 O1~O10、P1~P10：開口 PE：畫素電極 PL：平坦層 PV；保護層 S：源極區 SE：半導體層 SL：掃描線 SUB1、SUB2：基板

圖1為本發明一實施例的觸控顯示面板的上視示意圖。 圖2為本發明一實施例的觸控顯示面板的局部剖面示意圖。 圖3為本發明一實施例的觸控顯示面板的主動元件層的示意圖。 圖4為本發明一實施例的觸控顯示面板中部份感測電極與部分訊號線的示意圖。 圖5為本發明一實施例的觸控顯示面板中部份感測電極與部分訊號線的示意圖。 圖6為本發明一實施例的畫素結構的上視示意圖。 圖7為圖6的畫素結構沿線I-I的剖面示意圖。 圖8為圖6的畫素結構沿線II-II的剖面示意圖。 圖9為圖6的畫素結構沿線III-III的剖面示意圖。 圖10為本發明另一實施例的畫素結構的上視示意圖。 圖11為圖10的畫素結構沿線IV-IV的剖面示意圖。 圖12為圖10的畫素結構沿線V-V的剖面示意圖。 圖13為圖10的畫素結構沿線VI-VI的剖面示意圖。

100：觸控顯示面板 110：感測電極陣列層 112：感測電極 120：底金屬層 122：訊號線 124：遮光墊 130：主動元件層 132；主動元件 140：連接導體 DM：顯示介質層 SUB1、SUB2：基板

Claims (20)

1. 一種觸控顯示面板，包括：一基板；一感測電極陣列層，設置於該基板上，包括多個感測電極，該些感測電極彼此分隔且呈陣列排列；一底金屬層，設置於該基板上，包括多條訊號線，且該些訊號線之一者電性連接該些感測電極之一者，且該些訊號線之該者在該些感測電極之該者與一驅動電路之間傳遞訊號；以及一主動元件層，設置於該基板上，且位於該感測電極陣列層與該底金屬層之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示面板，其中該主動元件層包括多個主動元件，該些主動元件呈陣列排列。
3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示面板，其中該底金屬層更包括多個遮光墊，且該些遮光墊在遠離該基板的方向上重疊該些主動元件。
4. 如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示面板，其中該些感測電極之該者在朝向該基板的方向上重疊N個主動元件，N為大於1的正整數且N小於該些主動元件的總數量。
5. 如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示面板，其中該主動元件層更包括：多條掃描線，該些掃描線之一者連接該些主動元件之一者，以控制該些主動元件之該者的開啟與關閉；以及 多條資料線，該些資料線之一者連接該些主動元件之一者，在該主動元件之該者開啟時，該主動元件之該者允許該些資料線之該者上的顯示訊號通過，且該些訊號線之該者的延伸方向平行該些資料線之該者的延伸方向。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示面板，更包括多個連接導體，該些連接導體之一者用以將該些訊號線之該者電性連接該些感測電極之該者。
7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示面板，其中該些訊號線之該者的一端延伸至超出位於最外圍的感測電極。
8. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示面板，更包括一顯示介質層，配置於該感測電極陣列層之上。
9. 一種畫素結構，包括：一基板；一訊號線，位於該基板上；一感測電極，位於該訊號線上，該感測電極電性連接該訊號線，且該訊號線在該感測電極與一驅動電路之間傳遞訊號；一主動元件，位於該訊號線與該感測電極之間；一掃描線，連接該主動元件，以控制該主動元件的開啟與關閉；以及一資料線，連接該主動元件，該訊號線的延伸方向平行該資料線的延伸方向，且在該主動元件開啟時該主動元件允許該資料線上的顯示訊號通過。
10. 如申請專利範圍第9項所述的畫素結構，其中該訊號線在遠離該基板的方向上重疊該資料線。
11. 如申請專利範圍第10項所述的畫素結構，其中該訊號線具有一分支，該分支在遠離該基板的方向上未重疊該資料線。
12. 如申請專利範圍第9項所述的畫素結構，更包括一遮光墊，該遮光墊在遠離該基板的方向上重疊該主動元件。
13. 如申請專利範圍第12項所述的畫素結構，其中該遮光墊與該訊號線由相同膜層構成。
14. 如申請專利範圍第9項所述的畫素結構，其中該主動元件包括一閘極以及一半導體層，該半導體層包括一通道區、一源極區與一汲極區，該閘極在朝向該基板的方向上重疊該通道區，該通道區位於該源極區與該汲極區之間，該閘極連接該掃描線且該源極區連接該資料線。
15. 如申請專利範圍第14項所述的畫素結構，更包括：一底絕緣層，覆蓋該訊號線，且該半導體層配置於該底絕緣層上；一閘絕緣層，配置於該半導體層與該閘極之間；一層間絕緣層，該層間絕緣層覆蓋該閘極，且該資料線配置於該層間絕緣層上；一平坦層，覆蓋該資料線，且該感測電極配置於該平坦層上；一保護層，配置於該平坦層上；以及一畫素電極，該保護層位於該畫素電極與該感測電極之間。
16. 如申請專利範圍第15項所述的畫素結構，更包括一連接導體，其中該底絕緣層具有一第一開口，該閘絕緣層具有一第二開口，該層間絕緣層具有一第三開口，該連接導體穿過該第一開口、該第二開口與該第三開口並接觸該訊號線。
17. 如申請專利範圍第16項所述的畫素結構，其中該平坦層具有一第四開口，且該感測電極穿過該第四開口並接觸該連接導體。
18. 如申請專利範圍第17項所述的畫素結構，其中該保護層具有一第五開口，該感測電極穿過該第四開口與該第五開口並接觸該連接導體。
19. 如申請專利範圍第15項所述的畫素結構，其中該畫素電極位於該保護層與該平坦層之間。
20. 如申請專利範圍第15項所述的畫素結構，其中該感測電極位於該保護層與該平坦層之間。