TWI596533B - 具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器 - Google Patents

Description

具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器

本發明是有關於一種內嵌式電容觸控顯示器技術領域，且特別是有關於一種具有分段式共同電極層的整合型電容式觸控顯示器。

隨著科技技術的不斷發展，觸控顯示面板已經越來越廣泛地，被應用在各種電子產品用途，並依不同的感測技術的原理差異，而有電阻式、電容式、光學式等技術的應用與發展。然而現有電子設備的觸控顯示幕，絕大部分顯示器和觸控面板都是分開製作的，也就是一般稱為外掛式觸控面板的技術方式，如圖1所示。外掛式觸控面板技術因為先天存在了體積及重量等問題的挑戰，特別是不利於行動裝置的發展與應用，故為了更有效地減少整個觸控顯示面板的模組厚度與生產成本，目前新技術開發方向，都是往顯示器與觸控整合成一個面板的方向而努力，而這樣技術方式，則被稱為內嵌式觸控面板技術。內嵌式觸控面板技術，又可依照技術整合的程度，再區分為On-cell及In-cell兩種結構方式。On-cell觸碰顯示技術，是將觸控感測器整合在TFT-LCD顯示面板的彩色濾光片基板(CF)的上或下表層；而In-cell觸碰顯示技術，則是將觸控感測器更進步的整合至TFT-LCD顯示面板的Array/Cell結構之中，如圖2所示。

目前在顯示與觸控整合技術的不斷突破與進步之下，In-Cell結構方式的內嵌式投射式電容觸碰面板技術，因為技術成熟的特性優勢，已經逐漸成為市場的主要產品趨勢與技術方向。在現今眾多In-Cell結構的內嵌式投射式電容觸碰技術的發展中，又以將觸碰電極直接整合至薄膜電晶體陣列驅動基板(TFT Array Substrate)上的共同電極技術方式，目前最受到業界的注目與期待，該技術的最大優勢，是實現了顯示及觸碰技術的最終整合目標，因為在不需要額外觸碰結構的製作基礎上，既能在傳統顯示面板上，就能實現觸碰的功能需求，也不會有過去傳統技術的詬病，容易限制產品厚度、光學視效、重量、生產成本等特性問題的發生，如圖3所示。前述整合共同電極來實現內嵌式投射式電容觸碰技術的整合方式，最主要的技術關鍵，包含有二部分：一是依觸碰功能的需求，對原有顯示使用的共同電極進行切割設計，使觸控功能可以獨立進行；二是在於實現顯示與觸控的分時驅動概念，也就是在一個基本操作週期內，分別進行不同功能需求的分時驅動操作，部分時間做為顯示驅動，共同電極執行參考電位的工作，部分時間則做為觸控驅動，進行觸控電極的感測工作，如圖4與圖5(a)所示。

前述之內嵌式投射電容觸碰顯示面板技術，為了降低顯示及觸控功能在執行過程中易遭遇到的訊號干擾問題，該整合技術的主要驅動方式，都是利用分時驅動的概念來實現，將有效的面板驅動時間，拆成兩部分來分時執行，此種作法最大的問題就是容易存在顯示及觸控間的特性需求衝突，如圖5(b)所示。因分時之故，對於顯示功能而言，顯示畫面的更新時間需被限制在更短的操作時間內完成，故一些載子遷移率較低的薄膜電晶體技術，例如目前 主流的非晶矽薄膜電晶體技術(a-Si：H TFT)，因其相對畫素電壓寫入效率較低，就因此被限制只能被在低解析度的顯示觸控整合產品使用，而不能應用在需要更多畫面更新時間的高解析產品上做應用，否則就會壓縮觸控驅動時間的執行完整性。同樣的特性挑戰與取捨，也會發生在觸控功能的要求上，例如：在尺寸較大的觸控顯示面板上，因為更多觸控點需求原因，故觸控驅動處理需要更多時間，及當希望提高偵測位置報點的資料更新速率(Reporting Rate)時，因為同樣是分時之下的部分驅動時間分配原因，所以一旦需要提高觸碰報點的回饋反應速度及高解度觸控應用，也會面臨同樣壓縮顯示特性的問題。

為了可以改善上述問題的發生，如圖6所示，必須重新檢討與設計新觸控顯示整合技術，使觸控與顯示功能同步獨立驅動，有效解決上述問題的衝突及限制。

本發明的目的在提出一種具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，可以有效將顯示器與觸控感測器整合，分區進行觸控與顯示的同步驅動，突破高解析應用及觸控報點率的限制問題，且不需額外的新電極層結構製作，故亦能降低生產成本，提供製造合格率。

為達到上述目的，本發明提出一種具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，該顯示器至少包括：至少一基板，該基板上包括N條橫向的掃描電極；一掃描驅動器，該掃描驅動器與該N條橫向的掃描電極電性相連； M條縱向的資料電極，該M條縱向的資料電極與該N條橫向的掃描電極垂直設置，且相鄰的資料電極間隔開一垂直距離；一資料驅動器，該資料驅動器與該M條縱向的資料電極電性相連；N行×M列個畫素電極及N行×M列個電晶體，每個畫素電極均通過一個電晶體電性連接至一掃描電極與一資料電極；一共同電極層，該共同電極層位於該畫素電極的一側，且該共同電極層包括複數個沿著橫向排列與該掃描電極平行的觸控感應區，任意一觸控感應區對應P行部分或全部畫素電極；其中M、N為大於或等於2的正整數，且P小於N；以及一控制電路驅動器，該控制電路驅動器電性連接至該掃描驅動器、該資料驅動器以及複數個觸控感應區，用以對任意感應區中的任一畫素電極列執行一個用以顯示畫面的顯示驅動動作，同時對沒有對應到該畫素電極列的全部或部分觸控感應區執行一個用以感應觸控位置的觸控感應動作。

在本發明一實施例中，觸控感應動作為自感式感應動作或互感式感應動作。

在本發明一實施例中，觸控感應區中包括複數個沿著橫向排列的觸控感應電極，每個觸控感應電極對應多個畫素電極範圍，該顯示器的共同電極為該觸控感應電極，該各個獨立的觸控感應區中的觸控感應電極與控制電路驅動器電性相連。

在本發明一實施例中，整合型電容式觸控顯示器為主動式矩陣驅動顯示器，包括液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電泳顯示器(EPD)、電濕潤顯示器(EWD)。

在本發明一實施例中，觸控感應電極為透明導電材料，包括透明導電金屬氧化物(TCO)、奈米銀、金屬網格或奈米碳管。

在本發明一實施例中，當該整合型電容式觸控顯示器為液晶顯示器時，採用Array側驅動基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的具導電性性質的BM作為觸控感應電極，或同時採用CF側基板的共同電極與具導電性性質的BM作為觸控感應電極。

在本發明一實施例中，還包括複數條該觸控感應電極與該控制電路驅動器之間的外連接導線及內連接導線；該外連接導線上觸控感應區外，該內連接導線上觸控感應區內。

在本發明一實施例中，各該外連接導線可以水平單側或雙側方式連接內連接導線與觸控感應電極，且各該外連接導線之間採用平行排列或不重疊排列。

在本發明一實施例中，內連接導線平行掃描電極。

在本發明一實施例中，該內連接導線包括金屬導線與觸控感應電極材料。

藉由上述技術手段，與現有技術相比，本發明具有以下突出優點：本發明可以有效將顯示器與觸控感測器整合，而不需額外的新電極層結構 製作，故能降低生產成本，增加製程良率，並在內嵌式電容觸碰顯示面板中，可同時分區進行觸控及顯示的同步驅動，克服a-Si TFT或IGZO TFT等技術，困難高解析應用及觸控報點率的限制問題。

為讓本發明上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1為現有技術外掛式觸控面板結構示意圖；圖2(a)為現有技術中On-cell結構示意圖；圖2(b)為現有技術中In-cell結構示意圖；圖3為本發明中使用共同電極做觸控整合的內嵌式電容觸碰技術結構示意圖；圖4為本發明中原有顯示器的顯示驅動操作週期示意圖；圖5(a)為內嵌式電容觸碰顯示技術進行分時驅動的操作週期示意圖一；圖5(b)為內嵌式電容觸碰顯示技術進行分時驅動的操作週期挑戰示意圖二；圖6為本發明中同時驅動概念示意圖；圖7(a)為本發明中3x3畫素矩陣驅動示意圖；圖7(b)為本發明中主動式矩陣驅動顯示器工作時序示意圖；圖7(c)為本發明中主動式矩陣顯示器畫素驅動的兩種工作狀態示意圖；圖8為本發明中主動式矩陣顯示器的基本驅動原理示意圖；圖9為本發明中主動式矩陣顯示器的基本驅動原理示意圖；圖10為本發明中顯示及觸控面板的多工電路控制示意圖； 圖11(a)為本發明中實施例一中的完整描述示意圖；圖11(b)為本發明中實施例一中的感應電極設計簡示圖；圖12為本發明中實施例二的示意圖；圖13為本發明中實施例三的示意圖；圖14為本發明中實施例四的示意圖；圖15為本發明中實施例五的示意圖；圖16為本發明中實施例六的示意圖；圖17為本發明中實施例六的垂直導通示意圖；圖18為本發明中實施例七的示意圖；圖19為本發明中實施例七的CF側BM層訊號導通示意圖；圖20為本發明中實施例八的示意圖；圖21為本發明中實施例九的示意圖；圖22為本發明中實施例十的示意圖；圖23為本發明中實施例十一的示意圖；圖24為本發明中實施例十二的示意圖；圖25為本發明中實施例十三的示意圖；圖26為本發明中實施例十三的設計範例示意圖；圖27為本發明中實施例十四的示意圖；圖28為本發明中實施例十四的設計範例示意圖；及圖29為本發明中實施例十五的示意圖。

在以下實施例中，相同或相似的元件符號代表相同或相似的元件。此外，以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向，因此，使用的方向用語是用來說明的，而並非用來限制本發明。

本實施例提供一種具有分段式共同電極層的整合型電容式觸控顯示器，如圖10所示，所述顯示器至少包括一基板，任意一基板上包括N條橫向的掃描電極；一掃描驅動器，所述掃描驅動器與所述N條橫向的掃描電極電性相連；M條縱向的資料電極，所述M條縱向的資料電極與所述N條橫向的掃描電極垂直設置，且相鄰的資料電極間隔開一垂直距離；一資料驅動器，所述資料驅動器與所述M條縱向的資料電極電性相連；N行×M列個畫素電極與N行×M列個電晶體，每個畫素電極均通過一個電晶體電性連接至一掃描電極與一資料電極；一共同電極層，所述共同電極層位於所述畫素電極的一側，且所述共同電極層包括複數個沿著橫向排列與所述掃描電極平行的觸控感應區，任意一觸控感應區對應P行部分或全部畫素電極；其中M、N為大於或等於2的正整數，且P小於N；以及一控制電路驅動器，所述控制電路驅動器電性連接至所述掃描驅動器、所述資料驅動器以及所述複數個觸控感應區，用以對任意感應區中的任一畫素電 極列執行一個用以顯示畫面的顯示驅動動作，同時對沒有對應到所述畫素電極列的全部或部分觸控感應區執行一個用以感應觸控位置的觸控感應動作。

在本實施例中，所述觸控感應區中任意一觸控感應區包括複數個沿著橫向排列的觸控感應電極，每個觸控感應電極對應多個畫素電極範圍，所述顯示器的共同電極為所述觸控感應電極，所述獨立的觸控感應區中的觸控感應電極與控制電路驅動器電性相連。

在本實施例中，所述觸控感應動作為自感式感應動作或互感式感應動作。

在本實施例中，所述整合型電容式觸控顯示器為主動式矩陣驅動顯示器，包括液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電泳顯示器(EPD)、電濕潤顯示器(EWD)。

在本實施例中，所述觸控感應電極為透明導電材料，包括透明導電金屬氧化物(TCO)、奈米銀、金屬網格或奈米碳管。較佳的，所述電晶體為薄膜電晶體。

在本實施例中，特別的，當所述整合型電容式觸控顯示器為液晶顯示器時，採用Array側驅動基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的具導電性性質的BM(Black Matrix)作為觸控感應電極，或同時採用CF側基板的共同電極與具導電性性質的BM(Black Matrix)作為觸控感應電極。

在本實施例中，所述顯示幕還包括複數條所述觸控感應電極與所述控制電路驅動器之間的外連接導線及內連接導線；外連接導線上觸控感應區外，內連接導線上觸控感應區內。較佳的，各所述外連接導線可以水平單側或雙側方式 連接內連接導線與觸控感應電極。較佳的，各所述外連接導線之間採用平行排列或不重疊排列。較佳的，所述內連接導線平行掃描電極。較佳的，所述內連接導線包括金屬導線與觸控感應電極材料。

在本實施例中，每個畫素電極與其相連的一個電晶體形成一個畫素單位，且每個觸控感應電極對應一個畫素電極，則每個觸控感應電極的對應範圍是由至少一個畫素單位投射區域範圍所組成，且各個獨立的觸控感應區電極的分佈關係以佈滿整個顯示有效區為原則，必要時亦可只部分顯示有效區或超出顯示有效區。另外，各個獨立的觸控感應區的觸控感應電極及其對應訊號走線，在觸控/顯示有效區內均應平行顯示器的掃描電極，並且可以使用與感應電極相同透明導電材料，或者基於降低耦合干擾或者減少對顯示開口率影響，而使用其他金屬材料。同時，為了降低與掃描電極的耦合干擾，各個獨立的觸控感應區的觸控感應電極並不一定需要大小一致，並且均需與鄰近之顯示掃描電極設計不重疊或最小重疊，並不再同一時間內驅動。

在本實施例中，以3x3畫素矩陣圖例的驅動說明為例，所述主動式矩陣驅動顯示器的基本驅動原理如下：如圖7(a)，圖7(b)以及圖7(c)所示的主動式矩陣顯示器的畫面更新原理，主要是以畫素列單位作依序更新(A→B→C)，當驅動掃描信號依序掃描至各列之主動器件時(例如為薄膜電晶體)，掃描電極將逐列打開其主動器件，資料電極再將欲驅動更新的影像信號寫入畫素電極中，並使對應的畫素電極列，得以獲得正確的顯示影像。而對於掃描電極尚未更新或已經更新過的顯示畫素電極列，其主動器件將維持關閉狀態，使影像信號不會錯誤寫入畫素電極中，同時使原先已寫入畫素電極的影像信號可藉由儲存電 容參考共同電極電位來維持影像；換言之，畫素影像變化，主要決定是在於畫素電極及共同電極的相對跨壓大小。

因此，根據上述主動式矩陣顯示器的基本驅動原理可知，若希望在整合觸控及顯示技術的過程中，能夠實現同步驅動的概念，必須克服下列兩個原則，(1)觸控動作的感測，不能影響顯示畫面的更新，(2)觸控動作的感測，不能影響顯示畫面的保持。

其中，第1個原則的實現概念方式，須使所有觸控感應電極的設計能平行顯示器的掃描電極，因為主動式矩陣顯示器的畫面更新是以水平畫素列為單元執行，如此即可在非掃描更新的水平畫素列區域，進行觸控感應而不衝突顯示畫面的更新。第2個原則的實現概念方式，須利用共同電極來做觸控感應電極，並在面板非掃描更新區域，進行感應偵測。因為此時其畫素電壓狀態，會因主動器件的關閉，而成為浮動狀態，雖然期間共同電極做為觸控感應電極使用，會產生電壓變化現象，但因電荷守恆理論，兩電極間的相對跨壓關係，將如圖8的所示意，仍會同樣維持固定不變，亦即此時共同電極，除能用以觸控感應又能保持顯示影像保持不變的需求，故能達成面板在不同區域進行同步顯示與觸控驅動的期望。

根據上述理論，如圖9所示，操作週期t1時間，A列畫素位置進行顯示畫面更新，而在B、C列畫素位置可進行觸控感測，同理，t2/t3時間，可分別進行B,C列畫素位置的顯示畫面更新，並同步進行A、C列及A、B列的觸控感測動作。

為了更好地說明本發明的觸控顯示幕的不同設計方案，以下提供15個實施例進行說明，對所述15個實施例的概括如下表所示：

實施例一：

如圖11所示為本實施例一的觸控感應電極及其對應畫素電極範圍的劃分的示意圖。

本實施例作動原理為掃描驅動器連接至掃描電極，提供各畫素對應之薄膜電晶體，顯示更新電壓及畫面維持的保持電壓，資料驅動器連接至資料電極，提供各畫素顯示更新的灰階電壓。各畫素電極分別透過薄膜電晶體電連接至掃描電極及資料電極。共同電極層位於畫素電極之一側，並包含多個觸控感應區，沿著橫向排列與掃描電極平行，各觸控感應區對應至畫素電極之其中數列(圖示例為2列)。控制電路連接至掃描驅動器、資料驅動器及觸控感應區進行對應動 作驅動控制，當觸控顯示面板，對其中一畫素列執行顯示畫面的更新時，同時對沒有對應到的畫素列的全部或部分觸控感應區執行觸控感應偵測。

請特別注意的是，圖11(a)有完整描述觸控感應電極其連接導線(含外走線及內連接線)及其不限定對應顯示畫素區域範圍之概念示意，其內包含了掃描電極及其導線、資料電極及其導線與畫素電極、各驅動器。但為後續更方便輕易理解，清楚呈現各實施例的發明特徵及與概念，之後各實施例圖例將省略部分公知元件，改以圖11(b)方式，直接以觸控感應電極及有效作動區之相對關係示意表示，每一觸控感應電極都不會限定其對應畫素顯示的組成元件數目與範圍，後將不再贅述。

實施例二：

如圖12所示為本實施例二的觸控感應電極的示意圖。在本實施例中，各個獨立的觸控感應區電極及其對應訊號導線，同樣平行顯示器的掃描電極。

當觸控顯示面板，對其中一畫素列執行顯示畫面的更新時，同時對沒有對應到的畫素列的全部或部分觸控感應區執行觸控感應偵測。實施例二與實施例一的最大差異在於塊狀感應電極設計，能隨電極設計切割的數目增加而提供更多的觸控感應解析度。

實施例三：

如圖13所示為實施例三的觸控感應電極的示意圖。本實施例作動原理與實施例二相同，最大差異在於感應導線使用雙側出線設計，可以改善顯示裝置兩側邊框，因觸控外連接導線佈線，所造成面板兩側邊框不對稱或寬幅增大問題， 並可減少有效區內，內連接導線空間所形成的觸控錯誤偵測感應區(dead zone)區域的大小問題。

實施例四：

如圖14所示為實施例四的觸控感應電極的示意圖。本實施例的作動原理類似於前述實施例，各個獨立的觸控感應區電極及其對應訊號走線，同樣平行顯示器的掃描電極，亦同樣在非顯示畫素更新之面板區域位置進行觸控偵測，不同之處在於本實施例的觸控感應動作是為互容感應方式而非自容式電容偵測方式，其中感應電極Tx為發射電極，感應電極Rx為接收電極，需要注意的是，雖然本例感應電極排列為梳狀設計但並非限制例子，但只要符合Tx/Rx交錯設計即可發揮前述互容電容偵測方式。另外，雖然未出現在於圖14中，在有效觸控操作區外的Tx發射電極外連接導線及Rx接收電極外連接導線，均需要施以間隔對地訊號線(GND)，以降低有效區外的錯誤觸控訊號耦合干擾影響。

實施例五：

如圖15所示為實施例五的觸控感應電極的示意圖。本實施例作動原理與實施例四相同，最大差異在於感應導線，採用雙側出線設計方式，以改善顯示裝置兩側邊框，因觸控外連接導線佈線，所造成面板兩側邊框不對稱或寬幅增大問題，並減少有效區內，內連接導線空間所形成的觸控錯誤偵測感應區(dead zone)區域的大小。另外，雖然未出現在於圖15中，在有效觸控操作區外的Tx發射電極外連接導線及Rx接收電極外連接導線，均需要施以間隔對地訊號線(GND)，以降低有效區外的錯誤觸控訊號耦合干擾影響。

實施例六：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，差異在於所述顯示幕整合型電容式觸控顯示器若為液晶顯示器時，並不限定只能使用Array側驅動基板的共同電極作為觸控感應電極，亦可使用CF側的共同電極作為觸控感應電極的實施例，需特別注意的是，為了不產生畫素漏光及滿足各觸控電極的獨立設計目的，各獨立觸控(共同)電極的分割設計需在BM經緯位置，如圖16所示。

本實施例特色優勢在於觸碰電極整合過程，不會增加原有Array側驅動基板的外導線佈局空間負擔，故可以大幅減少面板兩側邊框之寬幅，並避免觸控電極及掃描電極之外導線，會產生的訊號耦合干擾問題，並因為觸碰感應層更靠近手指原因，可提高觸控感應的靈敏度。

垂直導通位置可設計在感應區之外，方不至影響顯示視效，並利用上下基板之最表面導電材料，例如透明導電物材料、金屬、有機導電材料或金屬粒子薄膜等材料，將CF上側感應電極訊號導通至下側Array基板的驅動IC，其中垂直導通材料需具有導電性質，並可使用框膠或導通點的型式呈現，示意圖如圖17所示，因液晶顯示器的顯示模式不同，通常CF彩色濾光片結構，可能會存在不同結構的差異，舉例而言，IPS/FFS液晶顯示器的常見CF結構，因不存在CF側共同電極層之故，故不適用本實施例。

實施例七：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，而與實施例六不同的是，若液晶顯示器的CF結構，所使用之BM材料若是具有金屬導電 之性質，則能同樣利用BM遮光層作為觸控感應電極使用，需注意的是為了不產生畫素漏光及滿足各觸控電極的獨立設計目的，如圖18所示，須在BM經緯位置進行觸控電極的分割設計。

本實施的特色優勢是同樣不會增加原有Array側驅動基板的外導線佈局空間，並避免觸控電極及掃描電極之外導線，會產生的訊號耦合干擾問題，及觸碰層更靠近手指位置，更能提高觸控感應的靈敏度。

具有金屬導電之性質的BM遮光層，可參考如圖19中CF導通示意圖方式，藉共同電極層做觸控訊號導通之幫助，將訊號連接Array側驅動基板的控制IC。

連結Array驅動基板與CF側基板的垂直導通方式及材料限制，相同實施例六所述，故不再贅述。

實施例八：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，同實施例六與實施例七不同的是，CF側共同電極層及BM遮光層同時作為觸控感應電極使用。需注意的是為兼顧遮光需求及各觸控電極獨立設計之目的，如圖20所示，須在BM經緯位置進行觸控(共同)電極的分割設計。

本實施的特色優勢與實施例六與實施例七相同，同樣可幫助Array驅動基板側，減少面板兩側邊框框幅、避免與掃描電極導線的訊號耦合干擾及增加觸控感應的靈敏度。特別的是，本實施例因為存在雙電極層串聯或並聯的設計彈性，故還存在進一步降低觸控電極的阻值，改善信號特性，提升信噪比等觸控特性的優勢。

連結Array驅動基板與CF側基板的垂直導通方式及材料限制，因相同實施例六與實施例七所述，故不再贅述。

實施例九：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，當顯示器之掃描電極導線為全走線設計型態時，本實施例的觸控顯示整合面板的外連接導線如圖21所示。

使觸控感應電極與驅動IC之間的連接導線依循平行排列或遵循不重疊的原則，以降低兩電極之間的訊號耦合問題，並不致因為觸碰電極之整合而增加過多的導線佈局空間增加。

實施例十：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，當顯示器的掃描訊號是由面板上內建掃描驅動器電路產生，而非直接由控制電路驅動器(IC)產生時，本實施例的觸控顯示整合面板的觸控電極外連接導線可如圖22所示。

依循平行排列或遵循不重疊，並間隔對地訊號線(GND)之原則，以降低顯示驅動及觸控驅動之間的訊號耦合干擾問題。

實施例十一：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同，為了不增加原有Array側驅動基板的外導線佈局空間，有效減少面板兩側邊框之寬幅及避免與掃描電極導線產生的訊號耦合的干擾，另一實施例概念方式是如圖23所示，可將Array驅動側基板之感應/共同電極導線同樣如實施例六至實施例八使 用垂直導線方式，佈局CF基板非顯示有效區空間，在藉垂直導線方式，完成感應電極與驅動IC之間的導線的連接關係，將訊號導通至下側Array基板的驅動IC操作，其中垂直導通材料需具有導電性質，並可使用框膠或導通點的型式呈現。

實施例十二：

本實施例動作原理及設計概念同前述實施例四及實施例五相同，也就是在進行互容應用時，當面板尺寸或者觸控解析度需求提高時，因為觸碰點數目也會增加，此時可利用在觸控操作有效區之外，進行外部短路連接方式，藉以降低觸控導線數目，並有效節省驅動IC成本。

如圖24所示，以實施例四設計為基礎範例，考慮一面板之尺寸或者觸控解析度要求提高時，做兩倍觸控感區的增加，實際上利用外部短路方式，可將不同感應區對應的接收電極Rx做並聯，雖然面板設計感應區增加兩倍，但觸控導線數目，並不會增加直接兩倍增加，實際感應導線數目只增加一根。

需要注意的是，同實施例四及實施例五互容應用的敘述相同，同樣需在觸控操作有效區外，將Tx發射電極外連接導線及Rx接收電極外連接導線，做對地訊號線(GND)訊號間隔，藉以有效降低操作區外的錯誤觸控訊號耦合干擾。

實施例十三：

如圖25所示，本實施例主要用於描述觸控感應電極在各畫素單元之間的內導線連接方式，其餘的觸控感應電極的動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同；感應層選擇方式，同前述實施例六至實施八相同；外連接導線實施方式，同前述實施例九至實施例十二相同，故不再重複贅述。

在本實施例中，觸控感應電極在畫素單元之間的內導線連接方式，可直接使用觸控感應電極層材料做為畫素單元之間的連接內導線，其優勢是不需要額外導線層製作，圖26為本實施例的設計範例圖。

實施例十四：

如圖27所示，本實施例在於描述觸控感應電極在畫素單元之間的內導線連接方式，其餘觸控感應電極的動作原理及設計概念同前述實施例一至實施例五相同；感應層選擇方式，同前述實施例六至實施例八相同；外連接導線實施方式，同前述實施例九至實施例十二相同，故不再重複贅述。

在本實施例中，觸控感應電極在畫素單元之間的內導線連接方式是使用一金屬導線材料做為畫素單元之間的連接內導線，其優勢是可以大程度地降低跨畫素時與其他電極間產生的耦合干擾，圖28為本實施例的設計範例圖。

實施例十五：

如圖29所示為本實施例中觸控顯示整合裝置，為進步再降低資料電極耦合的一種控制電路驅動器系統處理方式，詳細系統處理方式如下所述：(1)觸控顯示晶片：可分成顯示驅動處理系統、觸控驅動處理系統，兩個系統間，會有時序關係，相互溝通以便驅動工作的分工進行。(2)觸控驅動處理系統：目的在於用以檢測每個觸控感應電極的電容的變化，確定觸摸位置與變化關係。(3)觸控驅動/接收單元：目的是使用電壓源或者電流源來驅動觸控感應電極，及對應接收所述感應電極的感應資料。(4)觸控訊號處理單元：功能在於處理感應電極的感應資料，依電壓、波形、頻率、相位變化的轉換處理，來識別手指或觸控筆的觸控位置判斷。(5)記憶體：目的是用以暫存記憶觸控訊號處理單元所需使用或 參考的資料。(6)顯示電壓耦合補償參考器：是將各灰階變化對感測電極的耦合效應影響，回饋給觸控訊號處理單元，進行電極的感應資料處理運算或是識別判斷時的補償參考，使觸控判斷更精確。(7)柔性線路板(FPC)：用以連接溝通及傳遞觸控顯示晶片及主機端的訊號。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，該整合型電容式觸控顯示器至少包括：至少一基板，該基板上包括N條橫向的掃描電極；一掃描驅動器，該掃描驅動器與該N條橫向的掃描電極電性相連；M條縱向的資料電極，該M條縱向的資料電極與該N條橫向的掃描電極垂直設置，且相鄰的資料電極間隔開一垂直距離；一資料驅動器，該資料驅動器與該M條縱向的資料電極電性相連；N行×M列個畫素電極及N行×M列個電晶體，每個畫素電極均通過一個電晶體電性連接至一掃描電極與一資料電極；一共同電極層，該共同電極層位於該畫素電極的一側，且該共同電極層包括複數個沿著橫向排列與該掃描電極平行的觸控感應區，任意一觸控感應區對應P行部分或全部畫素電極；其中M、N為大於或等於2的正整數，且P小於N；以及一控制電路驅動器，該控制電路驅動器電性連接至該掃描驅動器、該資料驅動器以及複數個觸控感應區，用以對任意感應區中的任一畫素電極列執行一個用以顯示畫面的顯示驅動動作，同時對沒有對應到該畫素電極列的全部或部分觸控感應區執行一個用以感應觸控位置的觸控感應動作；其中，該觸控感應區中包括複數個沿著橫向排列的觸控感應電極，每個觸控感應電極對應多個畫素電極範圍，該整合型電容式觸控顯示器的共同電極為 該觸控感應電極，該各個獨立的觸控感應區中的觸控感應電極與控制電路驅動器電性相連。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，該觸控感應動作為自感式感應動作或互感式感應動作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，該整合型電容式觸控顯示器為主動式矩陣驅動顯示器，包括液晶顯示器、有機發光二極體顯示器、電泳顯示器、電濕潤顯示器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，該觸控感應電極為透明導電材料，包括透明導電金屬氧化物、奈米銀、金屬網格或奈米碳管。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，當該整合型電容式觸控顯示器為液晶顯示器時，採用Array側驅動基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的共同電極作為觸控感應電極，或採用CF側基板的具導電性性質的BM作為觸控感應電極，或同時採用CF側基板的共同電極與具導電性性質的BM作為觸控感應電極。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，還包括複數條該觸控感應電極與該控制電路驅動器之間的外連接導線及內連接導線；該外連接導線上觸控感應區外，該內連接導線上觸控感應區內。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，各該外連接導線可以水平單側或雙側方式連接內連接導線與觸控感應電極，且各該外連接導線之間採用平行排列或不重疊排列。
8. 如申請專利範圍第6項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，該內連接導線平行掃描電極。
9. 如申請專利範圍第6項所述之具有分段式共同電極層之整合型電容式觸控顯示器，其中，該內連接導線包括金屬導線與觸控感應電極材料。