TWI636392B

TWI636392B - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TWI636392B
Application number: TW107108511A
Authority: TW
Inventors: 林苔瑄; 簡鈺峰
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2018-09-21
Also published as: CN108646943A; TW201939233A; US20190286267A1; US10969887B2; CN108646943B

Abstract

一種觸控顯示裝置，包括在第一基板上的多條掃描線、多條資料線、多條金屬共用線、多個畫素組、共用電極層、多個遮光圖案及多個觸控電極圖案。各金屬共用線在兩相鄰掃描線間。各畫素組在兩相鄰金屬共用線間。共用電極層有與金屬共用線對應設置的多個共用電極部分，各金屬共用線的垂直投影全在對應的共用電極部分的垂直投影內。遮光圖案與金屬共用線對應設置，各金屬共用線和與其相鄰的掃描線的垂直投影全在對應的遮光圖案的垂直投影內。觸控電極圖案與金屬共用線對應設置，各觸控電極圖案的垂直投影全在對應的共用電極部分的垂直投影內。

Description

觸控顯示裝置

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裝置。

在現今之資訊社會下，人們對電子產品之依賴性與日俱增。為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板作為輸入裝置，其中同時具有觸控與顯示功能的觸控顯示面板更是成為現今最流行的產品之一。現有的觸控面板大致可分為電容式、電阻式及感光式等類型，其中又以電容式觸控面板為主流的產品。由於現有的觸控面板大多存在觸控靈敏度受到限制的問題，因此如何提升觸控靈敏度實為觸控面板亟待克服的一大課題。

本發明提供一種觸控顯示裝置，其具有良好的觸控面積且可避免觸控訊號受到顯示訊號干擾，進而具有提升的觸控靈敏度。

本發明的觸控顯示裝置，包括畫素陣列基板、對向基板以及液晶層。畫素陣列基板包括第一基板、多條掃描線、多條資料線、多條第一金屬共用線、多個畫素組以及共用電極層。多條掃描線及多條資料線配置於第一基板上，其中資料線不平行於掃描線設置。多條第一金屬共用線配置於第一基板上，且每一第一金屬共用線配置於兩相鄰的掃描線之間。多個畫素組陣列排列於第一基板上，每一畫素組位於兩相鄰的第一金屬共用線之間，且每一畫素組電性連接於掃描線中的兩者及資料線中的一者。共用電極層配置於第一基板上，其中畫素組與共用電極層結構上分離，共用電極層包括多個第一共用電極部分及多個第二共用電極部分，第一共用電極部分與第一金屬共用線對應設置，且每一第一金屬共用線於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內。對向基板與畫素陣列基板對向設置，且包括第二基板、多個第一遮光圖案以及多個第一觸控電極圖案。多個第一遮光圖案配置於第二基板上，其中第一遮光圖案與第一金屬共用線對應設置，每一第一金屬共用線以及和每一第一金屬共用線相鄰的兩掃描線於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案於第一基板上的垂直投影內。多個第一觸控電極圖案配置於第一遮光圖案上，其中第一觸控電極圖案與第一金屬共用線對應設置，每一第一觸控電極圖案於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內。液晶層配置於畫素陣列基板與對向基板之間。

基於上述，在本發明的觸控顯示裝置中，透過畫素陣列基板包括配置於第一基板上的多條掃描線、多條資料線、多條第一金屬共用線、多個畫素組及共用電極層，其中每一第一金屬共用線配置於兩相鄰的掃描線之間，每一畫素組位於兩相鄰的第一金屬共用線之間，每一畫素組電性連接於兩條掃描線及一條資料線，每一第一金屬共用線於第一基板上的垂直投影完全落入共用電極層所包括之對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內，以及對向基板包括配置於第二基板上的多個第一遮光圖案以及多個第一觸控電極圖案，其中每一第一金屬共用線以及和每一第一金屬共用線相鄰的兩掃描線於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案於第一基板上的垂直投影內，每一第一觸控電極圖案於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內，藉此本發明的觸控顯示裝置具有良好的觸控面積且可避免觸控訊號受到顯示訊號干擾，進而具有提升的觸控靈敏度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。圖2是圖1的觸控顯示裝置中的畫素陣列基板的上視示意圖。圖3是圖1的觸控顯示裝置中的對向基板的上視示意圖。須說明的是，圖1的剖面位置分別為對應至圖2及圖3中的剖線I-I’及剖線II-II’的位置。

請同時參照圖1至圖3，在本實施方式中，觸控顯示裝置10包括畫素陣列基板100、對向基板110及液晶層120。詳細而言，在本實施方式中，畫素陣列基板100可包括第一基板102、多條掃描線SL1~SL4、多條資料線DL1~DL2、多條第一金屬共用線MC1~MC3、多個畫素組U1~U2以及共用電極層CM。在本實施方式中，畫素陣列基板100可選擇性地更包括第二金屬共用線MC4。另一方面，在本實施方式中，與畫素陣列基板100對向設置的對向基板110可包括第二基板112、多個第一遮光圖案SP1以及多個第一觸控電極圖案TE1。在本實施方式中，對向基板110可選擇性地更包括多個第二遮光圖案SP2、多個第二觸控電極圖案TE2、絕緣層OC1、絕緣層OC2、彩色濾光層CF以及絕緣層OC3。

值得一提的是，為了清楚說明，圖1到圖3中僅繪示出兩個畫素組U1~U2，但發明所屬領域中具有通常知識者應理解，觸控顯示裝置10實際上可包括排列成陣列的多個畫素組。另外，為了方便說明起見，圖2中省略繪示第一基板102，而圖3中省略繪示第二基板112、絕緣層OC1、絕緣層OC2、彩色濾光層CF以及絕緣層OC3。

在本實施方式中，液晶層120配置於畫素陣列基板100與對向基板110之間。也就是說，觸控顯示裝置10包括液晶顯示面板。

在本實施方式中，第一基板102及第二基板112的材質可為玻璃、石英或有機聚合物。

在本實施方式中，掃描線SL1~SL4與資料線DL1~DL2配置於第一基板102上。在本實施方式中，掃描線SL1~SL4不平行於資料線DL1~DL2設置。在本實施方式中，掃描線SL1~SL4的延伸方向與資料線DL1~DL2的延伸方向不相同，亦即掃描線SL1~SL4的延伸方向與資料線DL1~DL2的延伸方向相交。另外，在本實施方式中，掃描線SL1~SL4沿第二方向y依序排列，而資料線DL1~DL2沿第一方向x依序排列。此外，掃描線SL1~SL4與資料線DL1~DL2可位於不相同的膜層，且掃描線SL1~SL4與資料線DL1~DL2之間可夾有閘絕緣層GI（於後文進行詳細描述）。基於導電性的考量，掃描線SL1~SL4與資料線DL1~DL2一般是使用金屬材料。然而，本發明並不限於此，根據其他實施方式，掃描線SL1~SL4與資料線DL1~DL2也可以使用例如合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物等的其他導電材料，或是金屬材料與前述其它導電材料的堆疊層。

在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3配置於第一基板102上。在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者分別配置於兩相鄰的掃描線之間。詳細而言，如圖2所示，第一金屬共用線MC2配置於掃描線SL2與掃描線SL3之間。雖然圖2中未繪示，但領域中具有通常知識者應可理解，第一金屬共用線MC1係配置於掃描線SL1與沿第二方向y設置的上一條掃描線（未繪示）之間，以及第一金屬共用線MC3配置於掃描線SL4與沿第二方向y設置的下一條掃描線（未繪示）之間。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3沿第二方向y依序排列。從另一觀點而言，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3可平行於掃描線SL1~SL4設置。

在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3的材質與掃描線SL1~SL4的材質相同。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3與掃描線SL1~SL4可屬於同一膜層或由同一膜層所製作。然而，本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3也可以是與資料線DL1~DL2屬於同一膜層。又或是在其他實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3也可以與掃描線SL1~SL4和資料線DL1~DL2都不屬於同一膜層。另外，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3電性連接至共用電壓，例如約0伏特。

在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3的主要寬度w2介於約3微米(µm)至約300µm之間，較佳可為介於約10 µm至約100 µm之間。詳細而言，透過第一金屬共用線MC1~MC3的主要寬度w2介於前述範圍內，使得觸控顯示裝置10中的共用電壓之穩定性得以提升，進而避免顯示畫面發生閃爍或殘影的現象，以及使得觸控顯示裝置10的觸控電極面積得以提升，進而具有提升的觸控靈敏度。

在本實施方式中，如圖2所示，第一金屬共用線MC1~MC3之與資料線DL1~DL2交錯的部分具有寬度w1，其中寬度w1小於主要寬度w2。透過此設計，可降低觸控顯示裝置10中第一金屬共用線MC1~MC3與資料線DL1~DL2間的電容負載，進而提升顯示品質。

在本實施方式中，第二金屬共用線MC4配置於第一基板102上。在本實施方式中，第二金屬共用線MC4位於資料線DL1與資料線DL2之間且與資料線DL1、資料線DL2具有相同的延伸方向。也就是說，第二金屬共用線MC4位於兩相鄰的資料線之間。值得一提的是，雖然圖2中僅繪示一條第二金屬共用線MC4，但領域中具有通常知識者應理解，觸控顯示裝置10實際上可包括分別配置於任兩相鄰的資料線之間的多條第二金屬共用線MC4。

在本實施方式中，第二金屬共用線MC4的材質可與資料線DL1~DL2的材質相同。也就是說，在本實施方式中，第二金屬共用線MC4與資料線DL1~DL2可屬於同一膜層。然而，本發明並不限於此。在其他實施方式中，第二金屬共用線MC4也可以是與掃描線SL1~SL4屬於同一膜層。又或是在其他實施方式中，第二金屬共用線MC4也可以與掃描線SL1~SL4和資料線DL1~DL2都不屬於同一膜層。另外，在本實施方式中，第二金屬共用線MC4電性連接至共用電壓，例如約0伏特。

在本實施方式中，畫素組U1~U2配置於第一基板102上。在本實施方式中，畫素組U1包括沿第一方向x排列的第一畫素單元U1a及第二畫素單元U1b，且畫素組U1配置於掃描線SL1~SL2和資料線DL1~DL2之間，而畫素組U2包括沿第一方向x排列的第一畫素單元U2a及第二畫素單元U2b，且畫素組U2配置於掃描線SL3~SL4和資料線DL1~DL2之間。詳細而言，在本實施方式中，第一畫素單元U1a包括主動元件T1以及畫素電極PE1，第二畫素單元U1b包括主動元件T2以及畫素電極PE2，第一畫素單元U2a包括主動元件T3以及畫素電極PE3，第二畫素單元U2b包括主動元件T4以及畫素電極PE4。

在本實施方式中，主動元件T1為底部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極G1、與閘極G1對應設置的通道層C1、位於通道層C1上的汲極D1以及源極S1，主動元件T2為底部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極G2、與閘極G2對應設置的通道層C2、位於通道層C2上的汲極D2以及源極S2，主動元件T3為底部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極G3、與閘極G3對應設置的通道層C3、位於通道層C3上的汲極D3以及源極S3，主動元件T4為底部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極G4、與閘極G4對應設置的通道層C4、位於通道層C4上的汲極D4以及源極S4。然而，本發明不限於此。在其他實施方式中，主動元件T1、主動元件T2、主動元件T3及主動元件T4例如分別也可以是頂部閘極型薄膜電晶體、或雙閘極型薄膜電晶體。

在本實施方式中，閘極G1與掃描線SL1為一連續的導電圖案，此表示閘極G1與掃描線SL1彼此電性連接；閘極G2與掃描線SL2為一連續的導電圖案，此表示閘極G2與掃描線SL2彼此電性連接；閘極G3與掃描線SL3為一連續的導電圖案，此表示閘極G3與掃描線SL3彼此電性連接；閘極G4與掃描線SL4為一連續的導電圖案，此表示閘極G4與掃描線SL4彼此電性連接。也就是說，在畫素組U1中，第一畫素單元U1a的主動元件T1及第二畫素單元U1b的主動元件T2分別與不相同的掃描線（即掃描線SL1及掃描線SL2）電性連接，且在畫素組U2中，第一畫素單元U2a的主動元件T3及第二畫素單元U2b的主動元件T4分別與不相同的掃描線（即掃描線SL3及掃描線SL4）電性連接。

在本實施方式中，源極S1與資料線DL2為一連續的導電圖案，此表示源極S1與資料線DL2彼此電性連接；源極S2與資料線DL2為一連續的導電圖案，此表示源極S2與資料線DL2彼此電性連接；源極S3與資料線DL1為一連續的導電圖案，此表示源極S3與資料線DL1彼此電性連接；源極S4與資料線DL1為一連續的導電圖案，此表示源極S4與資料線DL1彼此電性連接。也就是說，在畫素組U1中，第一畫素單元U1a的主動元件T1及第二畫素單元U1b的主動元件T2與同一資料線（即資料線DL2）電性連接，且在畫素組U2中，第一畫素單元U2a的主動元件T3及第二畫素單元U2b的主動元件T4與同一資料線（即資料線DL1）電性連接。從另一觀點而言，在本實施方式中，畫素組U1係電性連接於兩條掃描線SL1~SL2及一條資料線DL2，而畫素組U2係電性連接於兩條掃描線SL3~SL4及一條資料線DL1。

另外，在本實施方式中，主動元件T1的閘極G1、主動元件T2的閘極G2、主動元件T3的閘極G3、主動元件T4的閘極G4上方更覆蓋有閘絕緣層GI，以及在主動元件T1、主動元件T2、主動元件T3、主動元件T4的上方更覆蓋有保護層BP，以保護主動元件T1、主動元件T2、主動元件T3、主動元件T4。閘絕緣層GI、保護層BP的材質可為無機材料、有機材料或其組合，其中無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層；有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。值得注意的是，為了方便說明起見，圖2中省略繪示閘絕緣層GI及保護層BP。

在本實施方式中，畫素電極PE1藉由接觸窗H1與主動元件T1的汲極D1電性連接，畫素電極PE2藉由接觸窗H2與主動元件T2的汲極D2電性連接，畫素電極PE3藉由接觸窗H3與主動元件T3的汲極D3電性連接，畫素電極PE4藉由接觸窗H4與主動元件T4的汲極D4電性連接。也就是說，在本實施方式中，畫素電極PE1、畫素電極PE2、畫素電極PE3及畫素電極PE4分別電性連接於主動元件T1、主動元件T2、主動元件T3及主動元件T4。在本實施方式中，畫素電極PE1、畫素電極PE2、畫素電極PE3及畫素電極PE4的材質可包括金屬氧化物導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。

在本實施方式中，畫素組U1位於第一金屬共用線MC1與第一金屬共用線MC2之間，且畫素組U2位於第一金屬共用線MC2與第一金屬共用線MC3之間。也就是說，在本實施方式中，畫素組U1~U2中的每一者分別位於兩相鄰的第一金屬共用線之間。

在本實施方式中，共用電極層CM配置於第一基板102上。在本實施方式中，共用電極層CM包括多個第一共用電極部分CP1及多個第二共用電極部分CP2。在本實施方式中，如圖2所示，第一共用電極部分CP1與第二共用電極部分CP2彼此交替設置，且第一共用電極部分CP1與第二共用電極部分CP2經由連接部分C彼此連接。

在本實施方式中，第一共用電極部分CP1與第一金屬共用線MC1~MC3對應設置。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的上方設置有第一共用電極部分CP1。詳細而言，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影內。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3的主要寬度w2小於或等於第一共用電極部分CP1的寬度X。在本實施方式中，第一共用電極部分CP1的寬度X介於約3 µm至約300 µm之間，較佳可為介於約10 µm至約100 µm之間。

在本實施方式中，第二共用電極部分CP2具有對應畫素電極PE1~PE4而設置的多個狹縫S。也就是說，在本實施方式中，共用電極層CM為經圖案化的電極層。

在本實施方式中，共用電極層CM與畫素電極PE1~PE4之間更設置有層間絕緣層IL，以使共用電極層CM與畫素組U1~U2在結構上彼此分離，即共用電極層CM與畫素組U1~U2的畫素電極PE1~PE4和主動元件T1~T4並未電性連接。如圖1所示，在本實施方式中，畫素電極PE1~PE4設置在層間絕緣層IL的下方，且共用電極層CM設置在層間絕緣層IL的上方。層間絕緣層IL的材質可為無機材料、有機材料或其組合，其中無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層；有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。

值得一提的是，當觸控顯示裝置10處於顯示模式時，畫素電極PE1~PE4可與共用電極層CM產生邊緣電場。也就是說，在本實施方式中，共用電極層CM與畫素電極PE1對應的部分作為第一畫素單元U1a的共用電極，共用電極層CM與畫素電極PE2對應的部分作為第二畫素單元U1b的共用電極，共用電極層CM與畫素電極PE3對應的部分作為第一畫素單元U2a的共用電極，共用電極層CM與畫素電極PE4對應的部分作為第二畫素單元U2b的共用電極。從另一觀點而言，在本實施方式中，觸控顯示裝置10可包括邊際場切換式（fringe field switching，FFS）顯示面板。另外，在本實施方式中，共用電極層CM與畫素電極PE1~PE4設置於不同平面上，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，共用電極層CM與畫素電極PE1~PE4也可實質上設置於同一平面上。

在本實施方式中，共用電極層CM電性連接至共用電壓，例如約0伏特。另外，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3藉由接觸窗J與共用電極層CM電性連接，以及第二金屬共用線MC4藉由接觸窗K與共用電極層CM電性連接，然本發明並不限於此。在本實施方式中，透過第一金屬共用線MC1~MC3藉由接觸窗J與共用電極層CM電性連接，以及第二金屬共用線MC4藉由接觸窗K與共用電極層CM電性連接，使得觸控顯示裝置10中的共用電壓之穩定性得以提升，進而避免顯示畫面發生閃爍或殘影的現象。

在本實施方式中，共用電極層CM可選擇性地更具有多個開口圖案O。詳細而言，在本實施方式中，於第一基板102的垂直方向n上，開口圖案O和主動元件T1~T4及掃描線SL1~SL4重疊。在本實施方式中，透過共用電極層CM的開口圖案O和主動元件T1~T4及掃描線SL1~SL4於垂直方向n上相重疊，可避免導致電容負載增加，進而提升顯示品質。

在本實施方式中，共用電極層CM例如是透明導電層，其材質包括金屬氧化物導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。

在本實施方式中，多個第一遮光圖案SP1配置於第二基板112上。在本實施方式中，第一遮光圖案SP1與第一金屬共用線MC1~MC3對應設置。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者對應的第二基板112上方設置有第一遮光圖案SP1。

在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者以及和第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者相鄰的兩掃描線於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內。詳細而言，如圖1至圖3所示，第一金屬共用線MC2以及和第一金屬共用線MC2相鄰的兩掃描線（即掃描線SL2及掃描線SL3）於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內。雖然圖1至圖3中未繪示，但領域中具有通常知識者應可理解，第一金屬共用線MC1以及和第一金屬共用線MC1相鄰的兩掃描線（即掃描線SL1及上一條掃描線（未繪示））於第一基板102上的垂直投影完全落入第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內，以及第一金屬共用線MC3以及和第一金屬共用線MC3相鄰的兩掃描線（即掃描線SL4及下一條掃描線（未繪示））於第一基板102上的垂直投影完全落入第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內。

另一方面，在本實施方式中，主動元件T1~T4中的每一者於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內，如圖1至圖3所示。

在本實施方式中，多個第二遮光圖案SP2配置於第二基板112上。在本實施方式中，每一第一遮光圖案SP2與資料線DL1~DL2和第二金屬共用線MC4中的一者對應設置。也就是說，在本實施方式中，資料線DL1~DL2和第二金屬共用線MC4中的每一者對應的第二基板112上方設置有第一遮光圖案SP2。

在本實施方式中，如圖3所示，第二遮光圖案SP2與第一遮光圖案SP1連接以形成一網狀遮光層BM。在本實施方式中，網狀遮光層BM的材質可為黑色樹脂或是遮光金屬（例如：鉻）等反射性較低的材料，如此一來，網狀遮光層BM可用以遮蔽不欲被使用者觀看到的元件及走線。如前文所述，第一金屬共用線MC1~MC3、掃描線SL1~SL4、和主動元件T1~T4的上方皆設置有第一遮光圖案SP1，且資料線DL1~DL2和第二金屬共用線MC4的上方皆設置有第一遮光圖案SP2，因此網狀遮光層BM能夠遮蔽前述元件以避免使用者觀看到。

在本實施方式中，絕緣層OC1配置於第二基板112上且覆蓋網狀遮光層BM。絕緣層OC1的材質可為無機材料、有機材料或其組合，無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層。有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。

在本實施方式中，多個第一觸控電極圖案TE1配置於絕緣層OC1且配置於第一遮光圖案SP1上。也就是說，在本實施方式中，觸控顯示裝置10屬於內嵌式觸控顯示面板。在本實施方式中，第一觸控電極圖案TE1與第一金屬共用線MC1~MC3對應設置。也就是說，在本實施方式中，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的上方設置有第一觸控電極圖案TE1。如前文所述，第一金屬共用線MC1~MC3與第一共用電極部分CP1對應設置，故在本實施方式中，第一觸控電極圖案TE1亦與第一共用電極部分CP1對應設置。

在本實施方式中，每一第一觸控電極圖案TE1於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影內，如圖1至圖3所示。也就是說，在本實施方式中，每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z小於或等於每一第一共用電極部分CP1的寬度X。在本實施方式中，第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z介於約3 µm至約300 µm之間，較佳可為介於約10 µm至約100 µm之間。值得一提的是，為了能夠使第一共用電極部分CP1良好地避免第一觸控電極圖案TE1接收到的觸控訊號受到顯示訊號干擾，每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z較佳地小於每一第一共用電極部分CP1的寬度X。

在本實施方式中，每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z與第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的主要寬度w2間的關係並不特別限定。也就是說，雖然圖1至圖3的實施方式揭示每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z大於第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的主要寬度w2，但在其他實施方式中，每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z也可以小於或等於第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的主要寬度w2。值得一提的是，就提升觸控面積的觀點而言，每一第一觸控電極圖案TE1的主要寬度Z較佳地大於第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者的主要寬度w2。

在本實施方式中，多個第二觸控電極圖案TE2配置於第二遮光圖案SP2上。在本實施方式中，每一第二觸控電極圖案TE2與第二遮光圖案SP2中的一者對應設置。在本實施方式中，如圖3所示，第二觸控電極圖案TE2與第一觸控電極圖案TE1連接以形成網狀觸控電極層TE。在本實施方式中，網狀觸控電極層TE例如是透明導電層或非透明導電層，其中透明導電層的材質包括金屬氧化物導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層，非透明導電層的材質包括金屬或合金。

在本實施方式中，網狀觸控電極層TE可選擇性地更具有多個開口圖案Q。詳細而言，在本實施方式中，開口圖案Q與主動元件T1~T4對應設置。也就是說，在本實施方式中，於第一基板102的垂直方向n上，每一開口圖案Q和主動元件T1~T4中的一者重疊。在本實施方式中，透過開口圖案Q與主動元件T1~T4對應設置，使得網狀觸控電極層TE接收到的觸控訊號能較不容易受到主動元件T1~T4的訊號干擾，亦即網狀觸控電極層TE接收到的觸控訊號能較不容易受到顯示訊號干擾。

在本實施方式中，絕緣層OC2配置於第二基板112上且覆蓋網狀觸控電極層TE。絕緣層OC2的材質可為無機材料、有機材料或其組合，無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層。有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。值得一提的是，雖然圖1及圖3中未繪示，但領域中具有通常知識者應可理解，觸控顯示裝置10可選擇性地更包括配置於絕緣層OC2上的另一網狀觸控電極層。

在本實施方式中，彩色濾光層CF配置於絕緣層OC2上。在本實施方式中，彩色濾光層CF包括多個彩色濾光圖案CF1~CF4，其中彩色濾光圖案CF1與第一畫素單元U1a對應設置，彩色濾光圖案CF2與第二畫素單元U1b對應設置，彩色濾光圖案CF3與第一畫素單元U2a對應設置，彩色濾光圖案CF4與第二畫素單元U2b對應設置，以用來達成彩色畫面的顯示。在本實施方式中，彩色濾光圖案CF1~CF4可以是任何所屬技術領域中具有通常知識者所周知的用於顯示面板中的任一彩色濾光圖案。彩色濾光圖案CF1~CF4分別可以是紅色濾光圖案、綠色濾光圖案或藍色濾光圖案，但本發明不限於此。

在本實施方式中，絕緣層OC3配置於第二基板112上且覆蓋彩色濾光層CF。絕緣層OC3的材質可為無機材料、有機材料或其組合，無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層。有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。

值得說明的是，如前文所述，在本實施方式中，透過第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者分別配置於兩相鄰的掃描線之間，畫素組U1~U2中的每一者分別位於兩相鄰的第一金屬共用線之間，畫素組U1~U2分別電性連接於兩條掃描線及一條資料線，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影內，第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者以及和第一金屬共用線MC1~MC3中的每一者相鄰的兩掃描線於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案SP1於第一基板102上的垂直投影內，以及每一第一觸控電極圖案TE1於第一基板102上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影內，使得觸控顯示裝置10能夠達成在可避免觸控訊號受到顯示訊號干擾的同時具有良好的觸控感應面積，進而具有提升的觸控靈敏度。

另外，雖然在觸控顯示裝置10中，於第一基板102的垂直方向n上，第一共用電極部分CP1與其對應的兩掃描線SL2~SL3不重疊，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，於第一基板102的垂直方向n上，第一共用電極部分CP1與其對應的掃描線SL2及/或掃描線SL3也可以部分重疊。以下，將參照圖4及圖5進行詳細說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。

圖4是依照本發明的另一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。圖4的觸控顯示裝置20的上視示意圖請參考圖2及圖3，而圖4的剖面位置分別可對應至圖2及圖3中的剖線I-I’及剖線II-II’的位置。

請同時參照圖4及圖1，圖4的觸控顯示裝置20與圖1的觸控顯示裝置10相似，因此以下將就兩者間的差異處做說明。

請參照圖4，在本實施方式中，於第一基板102的垂直方向n上，第一共用電極部分CP1和與其相鄰的兩掃描線SL2~SL3皆互相部分重疊。也就是說，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL2於第一基板102上的垂直投影部分重疊，且第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL3於第一基板102上的垂直投影部分重疊。

在本實施方式中，第一共用電極部分CP1與掃描線SL2的重疊面積比例為大於0至80%，且第一共用電極部分CP1與掃描線SL3的重疊面積比例為大於0至80%。也就是說，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL2於第一基板102上的垂直投影之間存在一重疊面積，且掃描線SL2於第一基板102上的垂直投影不會完全落入第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影；以及同樣地，第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL3於第一基板102上的垂直投影之間存在一重疊面積，且掃描線SL3於第一基板102上的垂直投影不會完全落入第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影。在本文中，第一共用電極部分CP1與掃描線SL2的重疊面積比例定義為：於垂直投影面上，掃描線SL2與第一共用電極部分CP1重疊的重疊面積佔掃描線SL2的面積的比例；以及第一共用電極部分CP1與掃描線SL3的重疊面積比例定義為：於垂直投影面上，掃描線SL3與第一共用電極部分CP1重疊的重疊面積佔掃描線SL3的面積的比例。也就是說，在本文中，第一共用電極部分CP1與和其對應的掃描線的重疊面積比例定義為：於垂直投影面上，所述掃描線與第一共用電極部分CP1重疊的重疊面積佔所述掃描線的面積的比例。

值得一提的是，就降低掃描線SL2~SL3的驅動電壓及避免導致電容負載增加的觀點而言，第一共用電極部分CP1與掃描線SL2的重疊面積比例較佳地為20%以下，且第一共用電極部分CP1與掃描線SL3的重疊面積比例較佳地為20%以下。

另外，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1和掃描線SL2及掃描線SL3皆互相部分重疊，但本發明並不以此為限。在其他實施方式中，第一共用電極部分CP1也可以僅與掃描線SL2及掃描線SL3中的一者互相部分重疊。

圖5是依照本發明的另一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。圖5的觸控顯示裝置30的上視示意圖請參考圖2及圖3，而圖5的剖面位置分別可對應至圖2及圖3中的剖線I-I’及剖線II-II’的位置。

請同時參照圖5及圖1，圖5的觸控顯示裝置30與圖1的觸控顯示裝置10相似，因此以下將就兩者間的差異處做說明。

請參照圖5，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1的一側和與其相鄰的掃描線SL2的一側切齊，以及第一共用電極部分CP1的一側和與其相鄰的掃描線SL3的一側切齊。也就是說，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL2於第一基板102上的垂直投影雖有重疊但重疊面積為0（亦即重疊面積比例為0），以及第一共用電極部分CP1於第一基板102上的垂直投影與掃描線SL3於第一基板102上的垂直投影雖有重疊但重疊面積為0（亦即重疊面積比例為0）。

另外，在本實施方式中，第一共用電極部分CP1和掃描線SL2及掃描線SL3皆切齊，但本發明並不以此為限。在其他實施方式中，第一共用電極部分CP1也可以僅與掃描線SL2及掃描線SL3中的一者切齊。

綜上所述，在本發明的觸控顯示裝置中，透過畫素陣列基板包括配置於第一基板上的多條掃描線、多條資料線、多條第一金屬共用線、多個畫素組及共用電極層，其中每一第一金屬共用線配置於兩相鄰的掃描線之間，每一畫素組位於兩相鄰的第一金屬共用線之間，每一畫素組電性連接於兩條掃描線及一條資料線，每一第一金屬共用線於第一基板上的垂直投影完全落入共用電極層所包括之對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內，以及對向基板包括配置於第二基板上的多個第一遮光圖案以及多個第一觸控電極圖案，其中每一第一金屬共用線以及和每一第一金屬共用線相鄰的兩掃描線於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案於第一基板上的垂直投影內，每一第一觸控電極圖案於第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於第一基板上的垂直投影內，藉此本發明的觸控顯示裝置能夠達成在可避免觸控訊號受到顯示訊號干擾的同時具有良好的觸控面積，進而具有提升的觸控靈敏度。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，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、20、30‧‧‧觸控顯示裝置
100‧‧‧畫素陣列基板
102‧‧‧第一基板
110‧‧‧對向基板
112‧‧‧第二基板
120‧‧‧液晶層
BM‧‧‧網狀遮光層
BP‧‧‧保護層
C‧‧‧連接部分
C1、C2、C3、C4‧‧‧通道層
CF‧‧‧彩色濾光層
CF1、CF2、CF3、CF4‧‧‧彩色濾光圖案
CM‧‧‧共用電極層
CP1‧‧‧第一共用電極部分
CP2‧‧‧第二共用電極部分
D1、D2、D3、D4‧‧‧汲極
DL1、DL2‧‧‧資料線
G1、G2、G3、G4‧‧‧閘極
GI‧‧‧閘絕緣層
H1、H2、H3、H4、J、K‧‧‧接觸窗
IL‧‧‧層間絕緣層
MC1、MC2、MC3‧‧‧第一金屬共用線
MC4‧‧‧第二金屬共用線
n‧‧‧垂直方向
O、Q‧‧‧開口圖案
OC1、OC2、OC3‧‧‧絕緣層
PE1、PE2、PE3、PE4‧‧‧畫素電極
S‧‧‧狹縫
S1、S2、S3、S4‧‧‧源極
SL1、SL2、SL3、SL4‧‧‧掃描線
SP1‧‧‧第一遮光圖案
SP2‧‧‧第二遮光圖案
T1、T2、T3、T4‧‧‧主動元件
TE‧‧‧網狀觸控電極層
TE1‧‧‧第一觸控電極圖案
TE2‧‧‧第二觸控電極圖案
U1、U2‧‧‧畫素組
U1a、U2a‧‧‧第一畫素單元
U1b、U2b‧‧‧第二畫素單元
w2、Z、Y‧‧‧主要寬度
w1、X‧‧‧寬度
x‧‧‧第一方向
y‧‧‧第二方向

圖1是依照本發明的一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。圖2是圖1的觸控顯示裝置中的畫素陣列基板的上視示意圖。圖3是圖1的觸控顯示裝置中的對向基板的上視示意圖。圖4是依照本發明的另一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。圖5是依照本發明的另一實施方式的觸控顯示裝置的局部剖面示意圖。

Claims

一種觸控顯示裝置，包括：一畫素陣列基板，包括：一第一基板；多條掃描線及多條資料線，配置於該第一基板上，其中該些資料線不平行於該些掃描線設置；多條第一金屬共用線，配置於該第一基板上，每一第一金屬共用線配置於兩相鄰的掃描線之間；多個畫素組，陣列排列於該第一基板上，每一畫素組位於兩相鄰的第一金屬共用線之間，且每一畫素組電性連接於該些掃描線中的兩者及該些資料線中的一者；以及一共用電極層，配置於該第一基板上，其中該些畫素組與該共用電極層結構上分離，該共用電極層包括多個第一共用電極部分及多個第二共用電極部分，該些第一共用電極部分與該些第一金屬共用線對應設置，且每一第一金屬共用線於該第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於該第一基板上的垂直投影內；一對向基板，與該畫素陣列基板對向設置，包括：一第二基板；多個第一遮光圖案，配置於該第二基板上，其中該些第一遮光圖案與該些第一金屬共用線對應設置，每一第一金屬共用線以及和每一第一金屬共用線相鄰的兩掃描線於該第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一遮光圖案於該第一基板上的垂直投影內；以及多個第一觸控電極圖案，配置於該些第一遮光圖案上，其中該些第一觸控電極圖案與該些第一金屬共用線對應設置，每一第一觸控電極圖案於該第一基板上的垂直投影完全落入對應的第一共用電極部分於該第一基板上的垂直投影內；以及一液晶層，配置於該畫素陣列基板與該對向基板之間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中每一第一金屬共用線的主要寬度介於3微米(µm)至300微米(µm)之間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中每一第一觸控電極圖案的主要寬度大於每一第一金屬共用線的主要寬度。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該些第一金屬共用線的材質與該些掃描線的材質相同。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該畫素陣列基板更包括：至少一第二金屬共用線，配置於該第一基板上，其中該第二金屬共用線位於兩相鄰的資料線之間。
如申請專利範圍第5項所述的觸控顯示裝置，其中該些第一金屬共用線與該共用電極層電性連接，以及該第二金屬共用線與該共用電極層電性連接。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中每一畫素組包括一第一畫素單元及一第二畫素單元，該第一畫素單元及該第二畫素單元分別包括：一主動元件；以及一畫素電極，電性連接於該主動元件。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，其中該第一畫素單元的該主動元件以及該第二畫素單元的該主動元件分別與不相同的掃描線電性連接。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，其中該第一畫素單元的該主動元件以及該第二畫素單元的該主動元件與同一資料線電性連接。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，其中該些第二共用電極部分具有對應該些畫素電極而設置的多個狹縫。
如申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置，其中該共用電極層更具有多個開口圖案，且於該第一基板的垂直方向上該些開口圖案和該些主動元件及該些掃描線重疊。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該對向基板更包括：多個第二遮光圖案，配置於該第二基板上，其中該些第二遮光圖案與該些第一遮光圖案連接以形成一網狀遮光層。
如申請專利範圍第12項所述的觸控顯示裝置，其中該對向基板更包括：多個第二觸控電極圖案，配置於該些第二遮光圖案上，其中該些第二觸控電極圖案與該些第一觸控電極圖案連接以形成一網狀觸控電極層。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中每一第一觸控電極圖案的主要寬度小於每一第一共用電極部分的寬度。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該共用電極層中的至少一第一共用電極部分與其對應的兩掃描線不重疊。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該共用電極層中的至少一第一共用電極部分與其對應的兩掃描線部分重疊。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該共用電極層中的至少一第一共用電極部分與其對應的兩條掃描線中的一者的重疊面積比例為0至80%。