TWI613580B - 感測顯示裝置 - Google Patents

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TWI613580B
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呂藝全
張志嘉
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Abstract

一種感測顯示裝置，其包括顯示面板、封裝層、感測線 路層以及蓋體。顯示面板具有一顯示區。封裝層包覆顯示面板，封裝層的最小厚度介於1微米至10微米之間。感測線路層配置於封裝層上，感測線路層的佈局面積與顯示區的面積比值介於3%至15%之間。蓋體覆蓋封裝層以及感測線路層，且蓋體的厚度介於10微米至120微米之間。

Description

感測顯示裝置
本發明的實施例是有關於一種感測裝置，且特別是有關於一種感測顯示裝置。
近年來，光電技術與半導體製造技術的成熟帶動了顯示面板(Display Panel)技術的發展，而常見的顯示面板包括液晶顯示面板、有機電激發光顯示面板等已經相繼地被使用者所接受。現今的顯示裝置仍持續地朝向輕薄、窄邊框、高顯示品質、多功能等方向發展，除了上述的發展趨勢之外，具備強大感測功能的顯示面板更為使用者帶來了極佳的使用與操作便利性。現階段，感測技術依照其感測方式的不同而大致上區分為電阻式感測技術、電容式感測技術、光學式感測技術、聲波式感測技術以及電磁式感測技術等。以電容式感測技術為例，其具有反應時間快、可靠度佳以及耐用度高等優點，可廣泛地搭配在顯示面板上。
隨著感測顯示裝置的厚度不斷地被要求縮減，感測線路層與顯示畫素之間的距離亦隨之縮短，感測線路層與顯示畫素之間距離的縮短會影響感測線路層的操作靈敏度。
本發明的實施例提供一種感測顯示裝置，其包括顯示面板、封裝層、感測線路層以及蓋體。顯示面板具有顯示區。封裝層包覆顯示面板，封裝層的最小厚度介於1微米至10微米之間。感測線路層配置於封裝層上，感測線路層的佈局面積與顯示區的面積比值介於3%至15%之間。蓋體覆蓋封裝層以及感測線路層，且蓋體的厚度介於10微米至120微米之間。
本發明的另一實施例提供一種感測顯示裝置，其包括顯示面板、封裝層以及感測線路層。顯示面板具有顯示區，且顯示面板包括至少一導體層。封裝層包覆顯示面板。感測線路層配置於封裝層上，感測線路層的佈局面積與顯示區的面積比值介於3%至15%之間，且導體層與感測線路層之間的距離介於1微米至10微米之間。
本發明的又一實施例提供一種感測顯示裝置，其包括顯示面板、封裝層、感測線路層以及蓋體。顯示面板具有顯示區，且顯示面板包括第一電極層、第二電極層以及顯示介質，顯示介質位於第一電極層與第二電極層之間。封裝層包覆顯示面板，且第二電極層位於顯示介質與封裝層之間。感測線路層配置於封裝層上，感測線路層的佈局面積與顯示區的面積比值介於3%至15%之間，其中感測線路層包括彼此相互電性絕緣的多個第一感測電極以及多個第二感測電極，且感測線路層與第二電極之間的距離 介於1微米至10微米之間。蓋體覆蓋封裝層以及感測線路層，蓋體具有感測表面，且感測線路層與蓋體的感測表面之間的距離介於10微米至120微米之間。
為讓本發明更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200‧‧‧感測顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
110a‧‧‧顯示區
112‧‧‧第一電極層
112a‧‧‧陽極圖案
114‧‧‧第二電極層
116‧‧‧顯示介質
120‧‧‧封裝層
130‧‧‧感測線路層
132‧‧‧第一感測電極
132a‧‧‧第一導線
132a1、132a2、134a2、134a2‧‧‧圖案
134‧‧‧第二感測電極
134a‧‧‧第二導線
136‧‧‧絕緣圖案
140‧‧‧蓋體
140a‧‧‧感測表面
C‧‧‧導體層
D1、D2‧‧‧距離
DR1‧‧‧行方向
DR2‧‧‧列方向
L、L’‧‧‧線寬
P‧‧‧畫素
S‧‧‧間距
SUB‧‧‧基板
T1、T2‧‧‧厚度
X‧‧‧位置
圖1為依據本發明第一實施例的感測顯示裝置的剖面示意圖。
圖2為圖1中感測線路層的上視示意圖。
圖3為第一感測電極與其相對應的第二感測電極的局部示意圖。
圖4為第一感測電極與第二感測電極的線寬、封裝層的最小厚度以及所產生的電容值(capacitance)的關係圖。
圖5A為依據本發明第二實施例的第一感測電極、第二感測電極以及畫素的上視示意圖。
圖5B為圖5A中位置X的局部放大示意圖。
圖6為依據本發明第三實施例的感測顯示裝置的剖面示意圖。
第一實施例
圖1為依據本發明第一實施例的感測顯示裝置的剖面示意圖，而圖2為圖1中感測線路層的局部區域的上視示意圖。請參照圖1與圖2，本實施例的感測顯示裝置100可包括顯示面板110、封裝層120以及感測線路層130。顯示面板110具有顯示區110a，且顯示面板110包括至少一導體層C。封裝層120包覆顯示面板110。感測線路層130配置於封裝層120上，感測線路層130的佈局面積與顯示區110a的面積比值介於3%至15%之間，且顯示面板110中的導體層C與感測線路層130之間的距離D1介於1微米至10微米之間。此處，感測線路層130的佈局面積泛指感測線路層130中實際具有感測效果的區域的面積，在某些實施例中，若感測線路層130中包含擬圖案(dummy patterns)，則擬圖案所佔據的面積不列入感測線路層130的佈局面積之計算。
在一些實施例中，顯示面板110可包括基板SUB、第一電極層112、第二電極層114以及顯示介質116，其中第一電極層112、第二電極層114以及顯示介質116皆形成於基板SUB上，而顯示介質116位於第一電極層112與第二電極層114之間，且第二電極層114位於顯示介質116與封裝層120之間。舉例而言，前述的第一電極層112可為主動元件陣列，其中主動元件陣列包括多個陣列排列的陽極圖案112a，而前述的第二電極層114為共用陰極層，且顯示介質116可包括有機電激發光層。以上述的有機電激發光型態的顯示面板110為例，導體層C所指為顯示面板 110中較為鄰近於封裝層120或感測線路層130的電極層，例如圖1中所繪示的第二電極層114。
在一些實施例中，主動元件陣列可為薄膜電晶體陣列，且此薄膜電晶體陣列可包括多條掃描線、多條資料線以及多個畫素，各個畫素分別與對應的掃描線以及資料線電性連接，且各個畫素分別包括與對應的掃描線以及資料線電性連接的驅動電路以及與驅動電路電性連接的畫素電極。舉例而言，驅動電路例如是由2個電晶體與1個電容器所構成的2T1C電路架構、由4個電晶體與2個電容器所構成的4T2C電路架構或由其它數量的電晶體與電容器所構成的電路架構。此外，畫素電極的材質可為透明導電氧化物(諸如，銦錫氧化物、銦鋅氧化物等)。
在圖1中所繪示的有機電激發光型態的顯示面板110中，導體層C(即，第二電極層114)的分佈範圍通常對應於顯示面板110的顯示區110a，且導體層C(即，第二電極層114)的佈局面積例如是略大於或實質上等於顯示面板110的顯示區110a的面積。顯示面板110中的導體層C(即，第二電極層114)鄰近感測線路層130(例如二者之間的距離D1介於1微米至10微米之間)，且導體層C(即，第二電極層114)具有很大的佈局面積，導體層C(即，第二電極層114)有可能會影響到感測線路層130的操作靈敏度。為了降低感測線路層130的操作靈敏度被影響的程度，本實施例將感測線路層130的佈局面積與顯示區110a的面積比值控制在3%至15%之間，以使感測線路層130產生足夠大的 電容值(例如，介於1pF至20pF之間)。換言之，當感測線路層130的佈局面積與顯示區110a的面積比值介於3%至15%之間時，導體層C(即，第二電極層114)對於感測線路層130的干擾可被忽略。承上述，當感測線路層130的佈局面積與顯示區110a的面積比值介於3%至15%之間時，感測線路層130的操作靈敏度將不會受到顯示面板110的大幅影響而出現明顯劣化。
如圖1所示，顯示面板110與感測線路層130分別位於封裝層120的兩相對側。意即，封裝層120的最小厚度T1可決定了導體層C與感測線路層130之間的距離D1。在一些實施例中，封裝層120的最小厚度T1例如是介於1微米至10微米之間，此時，導體層C與感測線路層130之間的距離D1實質上等於封裝層120的最小厚度T1。舉例而言，封裝層120可為具有良好阻水氧能力的一層或多層的介電層，且封裝層120的水氣穿透率(Water Vapor Transmission Rate，WVTR)可小於10-1g/m2‧day，例如介於10-1g/m2‧day至10-6g/m2‧day之間。
在一些實施例中，感測線路層130包括彼此相互電性絕緣的多個第一感測電極132以及多個第二感測電極134，且第一感測電極132或第二感測電極134與導體層C(即，第二電極層114)之間的距離介於1微米至10微米之間。此處，感測線路層130的佈局面積為第一感測電極132以及第二感測電極134所佔據的面積。如圖1所示，感測線路層130中的第一感測電極132彼此電性絕緣，感測線路層130中的第二感測電極134彼此電性絕緣， 而第一感測電極132會與第二感測電極134交錯，且第一感測電極132與第二感測電極134在交錯處可藉由絕緣圖案136彼此電性絕緣。
在一些實施例中，第一感測電極132與第二感測電極134可藉由一層透明導電氧化物層(例如，銦錫氧化物層、銦鋅氧化物層等)以及多個橋接線(例如，金屬橋接線)所構成，且透明導電氧化物層與橋接線之間藉由絕緣圖案136彼此電性絕緣。在其他實施例中，第一感測電極132與第二感測電極134可藉由兩層透明導電氧化物層(例如，銦錫氧化物層、銦鋅氧化物層等)，且兩層透明導電氧化物層之間藉由絕緣圖案136彼此電性絕緣所構成。除此之外，上述的透明導電氧化物層亦可以金屬層取代。值得注意的是，第一感測電極132以及第二感測電極134的製作可依據實際的設計需求而有所更動，本發明的實施例不限於上述之設計。
圖3為第一感測電極與其相對應的第二感測電極的局部示意圖。請參照圖3，在一些實施例中，第一感測電極132及第二感測電極134可呈現導線(conductive traces)的型態而沿著預定路徑延伸，且第一感測電極132與其相對應的第二感測電極134之間維持實質上固定的間距S。舉例而言，第一感測電極132與第二感測電極可具有相同的線寬L，而線寬L可介於50微米至70微米之間，第一感測電極132與其相對應的第二感測電極134之間的間距S可介於50微米至80微米之間。在一些實施例中，封裝 層120的最小厚度T1(或距離D1)與間距S的比可介於1：50至1：80之間。在其他實施例中，線寬L與間距S的比可介於1：0.5至1：0.9之間。
圖4為第一感測電極與第二感測電極的線寬、封裝層的厚度以及所產生的電容值的關係圖。請參照圖4，在第一感測電極132與其相對應的第二感測電極134之間的間距S(例如為40微米)以及封裝層120的最小厚度T1固定的情況下，第一感測電極132與第二感測電極134的線寬L越大，第一感測電極132與第二感測電極134之間所產生的電容值越大。此外，在間距S(例如為40微米)與線寬L固定的情況下，封裝層120的最小厚度T1越小，第一感測電極132與第二感測電極134之間所產生的電容值越小。
從圖4可知，在設計上，當感測顯示裝置100的厚度被要求降低時，封裝層120的最小厚度T1也可能會被要求降低，第一感測電極132與第二感測電極134之間所產生的電容值會因為封裝層120的最小厚度T1降低而下降，此時，感測線路層130中的第一感測電極132與第二感測電極134的線寬L必須足夠大，才能夠產生足夠大的電容值。在前述的實施例中，當感測線路層130的佈局面積與顯示區110a的面積比值介於3%至15%之間時，第一感測電極132與第二感測電極134之間便可產生足夠的電容值，以維持感測線路層130的操作靈敏度。
第二實施例
圖5A為依據本發明第二實施例的第一感測電極、第二感測電極以及畫素的上視示意圖，而圖5B為圖5A中位置X的局部放大示意圖。請參照圖5A與圖5B，在本實施例中，為了降低感測線路層130對顯示面板110的視覺造成影響，可令感測線路層130中的第一感測電極132以及第二感測電極134的佈局位置不與顯示面板110中的畫素P重疊。舉例而言，導線型態的第一感測電極132以及第二感測電極134可對應於相鄰畫素P之間的區域分佈，且以不遮蔽住畫素P為原則，其中畫素P可例如以陣列式排列。
如圖5A與圖5B所繪示，為了讓第一感測電極132與對應的第二感測電極134之間能夠產生足夠大的電容值，第一感測電極132與第二感測電極134必須具有足夠大的線寬L(如圖4所示)，但若第一感測電極132與第二感測電極134的線寬L大於相鄰畫素P之間的區域寬度時，第一感測電極132與第二感測電極134無可避免地會與畫素P重疊而影響到顯示面板110的整體視覺，因此，本實施例可使用多條線寬L’較小且彼此相連接的第一導線132a來構成第一感測電極132，及/或可使用多條線寬L’較小且彼此相連接的第二導線134a來構成第二感測電極134。此處，第一導線132a與第二導線134a的線寬L’以不大於畫素P之間的區域寬度為原則，第一導線132a與第二導線134a的分佈不與畫素P重疊。
如圖5A所示，顯示面板100的畫素P可沿著行方向DR1 與列方向DR2呈陣列排列，而構成第一感測電極132的各個第一導線132a分別是由多個沿著行方向DR1延伸的圖案132a1以及多個沿著列方向DR2延伸的圖案132a2所構成。同樣地，構成第二感測電極134的各個第二導線134a分別是由多個沿著行方向DR1延伸的圖案134a1以及多個沿著列方向DR2延伸的圖案134a2所構成。
請參照圖5A與圖5B，在第一感測電極132與第二感測電極134交錯的鄰近區域(proximity area)中，第一導線132a與第二導線134a可具有階梯狀圖案，而此階梯狀圖案是由前述的圖案132a2、134a2、132a1、134a1所構成。承上述，階梯圖案可有助於讓第一感測電極132以及第二感測電極134不與畫素P重疊。
第三實施例
圖6為依據本發明第三實施例的感測顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例的感測顯示裝置200與第一實施例的感測顯示裝置100類似，感測顯示裝置200可進一步包括蓋體140，此蓋體140覆蓋封裝層120以及感測線路層130，蓋體140的厚度T2可介於10微米至120微米之間。在其它實施例中，蓋體140的厚度T2例如是介於12微米至60微米之間。
蓋體140的厚度T2決定了第一感測電極132與蓋體140的感測表面140a之間的距離D2或第二感測電極134與蓋體140的感測表面140a之間的距離D2。在一些實施例中，蓋體140與感測線路層130之間可不具有其它薄膜，故前述的距離D2可實質 上等於蓋體140的厚度T2(例如介於10微米至120微米之間)。在其他實施例中，蓋體140與感測線路層130之間可進一步具有其它薄膜(例如黏著層、阻障層、保護層等)，故前述的距離D2可大於蓋體140的厚度T2，而此距離D2仍然介於10微米至120微米之間。
值得注意的是，第二實施例中所述的第一感測電極132與第二感測電極134的設計(即圖5A與圖5B)可應用於本實施例的感測顯示裝置100、200之中。
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及其均等範圍所界定者為準。
100‧‧‧感測顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
110a‧‧‧顯示區
112‧‧‧第一電極層
112a‧‧‧陽極圖案
114‧‧‧第二電極層
116‧‧‧顯示介質
120‧‧‧封裝層
130‧‧‧感測線路層
132‧‧‧第一感測電極
134‧‧‧第二感測電極
136‧‧‧絕緣圖案
C‧‧‧導體層
D1‧‧‧距離
SUB‧‧‧基板
T1‧‧‧厚度

Claims (17)

  1. 一種感測顯示裝置，包括：顯示面板，具有顯示區；封裝層，包覆所述顯示面板，所述封裝層的最小厚度介於1微米至10微米之間；感測線路層，配置於所述封裝層上，所述感測線路層的佈局面積與所述顯示區的面積比值介於3%至15%之間；以及蓋體，覆蓋所述封裝層以及所述感測線路層，所述蓋體的厚度介於10微米至120微米之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括第一電極層、第二電極層以及顯示介質，所述顯示介質位於所述第一電極層與所述第二電極層之間，且所述第二電極層位於所述顯示介質與所述封裝層之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括有機電激發光型態的顯示面板，所述第一電極層包括主動元件陣列，所述主動元件陣列包括多個陣列排列的陽極圖案，而所述第二電極層包括共用陰極層，且所述顯示介質包括有機電激發光層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的感測顯示裝置，其中所述封裝層包括至少一介電層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括分佈於所述顯示區內的多個畫素，所述感測線路層與所述畫素不重疊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的感測顯示裝置，其中所述蓋體具有感測表面，所述感測線路層與所述蓋體的所述感測表面之間的距離介於10微米至120微米之間。
  7. 一種感測顯示裝置，包括：顯示面板，具有顯示區，且所述顯示面板包括至少一導體層；封裝層，包覆所述顯示面板；以及感測線路層，配置於所述封裝層上，所述感測線路層的佈局面積與所述顯示區的面積比值介於3%至15%之間，且所述導體層與所述感測線路層之間的距離介於1微米至10微米之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的感測顯示裝置，其中所述感測線路層包括彼此相互電性絕緣的多個第一感測電極以及多個第二感測電極，且所述第一感測電極或所述第二感測電極與所述導體層之間的距離介於1微米至10微米之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括分佈於所述顯示區內的多個畫素，且所述第一感測電極以及多個第二感測電極與所述畫素不重疊。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括有機電激發光型態的顯示面板，且所述導體層包括共用陰極層。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的感測顯示裝置，其中所述封裝層包括至少一介電層。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的感測顯示裝置，更包括蓋體，其中所述蓋體覆蓋所述封裝層以及所述感測線路層，且所述蓋體具有感測表面。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的感測顯示裝置，其中所述感測線路層與所述感測表面之間的距離介於10微米至120微米之間。
  14. 一種感測顯示裝置，包括：顯示面板，具有顯示區，且所述顯示面板包括第一電極層、第二電極層以及顯示介質，所述顯示介質位於所述第一電極層與所述第二電極層之間；封裝層，包覆所述顯示面板，且所述第二電極層位於所述顯示介質與所述封裝層之間；感測線路層，配置於所述封裝層上，所述感測線路層的佈局面積與所述顯示區的面積比值介於3%至15%之間，其中所述感測線路層包括彼此相互電性絕緣的多個第一感測電極以及多個第二感測電極，且所述感測線路層與所述第二電極層之間的距離介於1微米至10微米之間；以及蓋體，其中所述蓋體覆蓋所述封裝層以及所述感測線路層，所述蓋體具有感測表面，所述感測線路層與所述蓋體的所述感測表面之間的距離介於10微米至120微米之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括有機電激發光型態的顯示面板，所述第一電極層包括主動元件陣列，所述主動元件陣列包括多個陣列排列的陽極圖案，而所述第二電極層包括共用陰極層，且所述顯示介質包括有機電激發光層。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的感測顯示裝置，其中所述顯示面板包括分佈於所述顯示區內的多個畫素，且所述第一感測電極以及多個第二感測電極與所述畫素不重疊。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的感測顯示裝置，其中所述封裝層包括至少一介電層。
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