TW201537408A

TW201537408A - 觸控顯示面板

Info

Publication number: TW201537408A
Application number: TW103111946A
Authority: TW
Inventors: Jin-Ting Kuo
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-01

Abstract

一種觸控顯示面板，其包括顯示面板、第一導電層以及第二導電層。顯示面板包括第一基板、第二基板、顯示介質層、第一偏光元件以及第二偏光元件。顯示介質層位於第一偏光元件與第二偏光元件之間。第一基板位於顯示介質層與第一偏光元件之間。第二基板位於顯示介質層與第二偏光元件之間。第一導電層位於第二偏光元件中。第二導電層位於第一導電層與顯示介質層之間。第一導電層與第二導電層交錯且彼此電性絕緣。

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種面板，且特別是有關於一種觸控顯示面板。

為了達到使用便利、體積輕巧化以及操作人性化的目的，許多資訊產品已由傳統的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，其中兼具觸控與顯示功能的觸控顯示面板更是現今最流行的產品之一。

一般來說，觸控式顯示面板可分成外貼式(add-on)觸控顯示面板以及整合式(on-cell)觸控顯示面板。外貼式觸控顯示面板通常會先分別製作出顯示面板以及觸控面板，再藉由黏著層將兩者貼合在一起。然而，這種設計容易增加觸控顯示面板整體的厚度及重量，且顯示面板及觸控面板的貼合製程容易增加製程成本以及造成良率的損失。相較之下，由於整合式觸控顯示面板的觸控元件以及彩色濾光層分別製作於顯示面板之一基板的正反面上，因此可較外貼式觸控顯示面板更薄及更輕。然而，由於在製作觸控元件之前，需將形成有彩色濾光層的基板翻面，因此在整合式觸控顯示面板的製作過程中容易有靜電放電(Electric Static Discharge，ESD)的風險以及刮傷彩色濾光層的可能性。

因此，後來發展出內建式(in-cell)觸控顯示面板，其將觸控元件整合於顯示面板中，從而可比外貼式觸控顯示面板更輕更薄，且可解決靜電放電及刮傷的問題。惟將觸控元件整合於顯示面板中除了會增加顯示面板固有的製程道數之外，還容易產生顯示訊號與觸控訊號相互干擾的問題。在觸控顯示面板的市場需求量增加及市場競爭越趨激烈的情況下，觸控顯示面板的製程成本及製程時間勢必被要求進一步地降低。是以，如何在不大幅增加顯示面板固有的製程道數的前提下，提供一種輕薄且可靠性(reliability)良好的觸控顯示面板，實為未來之趨勢。

本發明提供一種觸控顯示面板，其輕薄且可靠性良好。

本發明的一種觸控顯示面板，其包括顯示面板、第一導電層以及第二導電層。顯示面板包括第一基板、第二基板、顯示介質層、第一偏光元件以及第二偏光元件。顯示介質層位於第一偏光元件與第二偏光元件之間。第一基板位於顯示介質層與第一偏光元件之間。第二基板位於顯示介質層與第二偏光元件之間。第一導電層位於第二偏光元件中。第二導電層位於第一導電層與顯示介質層之間。第一導電層與第二導電層交錯且彼此電性絕緣。

在本發明的一實施例中，上述的第二偏光元件包括偏光層、第一保護層、第二保護層、表面保護層以及第一黏著層。第一黏著層位於表面保護層與第二基板之間。偏光層位於表面保護層與第一黏著層之間。第一保護層位於偏光層與第一黏著層之間。第二保護層位於表面保護層與偏光層之間。第一導電層位於表面保護層與第一黏著層之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一導電層設置在表面保護層上，且第一導電層透過第二黏著層與第二保護層接合。

在本發明的一實施例中，上述的第一導電層設置在偏光層上，且位於第二保護層與偏光層之間或位於第一保護層與偏光層之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一導電層以及第二導電層位於第一保護層與第二保護層之間，且分別設置在偏光層的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的顯示面板更包括主動元件陣列以及遮蔽層。主動元件陣列位於顯示介質層與第一基板之間，且主動元件陣列包括多個畫素電極。遮蔽層位於顯示介質層與第二基板之間，且遮蔽層包括多個彼此分離的開口。由垂直於第二基板的方向視之，各開口曝露出對應的畫素電極。第二導電層位於顯示介質層與第二基板之間且與遮蔽層重疊，並且第二導電層曝露出開口。

在本發明的一實施例中，上述的遮蔽層設置在第二基板上，且遮蔽層位於第二導電層與第二基板之間。

在本發明的一實施例中，上述的第二導電層包括多個導電圖案、多條導線以及多個接墊。各導電圖案透過至少一導線與對應的接墊電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的至少一導電圖案透過導線中的兩條導線與對應的接墊電性連接，且兩條導線分別連接於導電圖案的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的各導電圖案包括多個彼此連接的網格單元。網格單元排列成條狀及塊狀的其中至少一者，且由垂直於第二基板的方向視之，各網格單元環設至少一開口。

在本發明的一實施例中，上述的顯示面板更包括彩色濾光層。彩色濾光層位於遮蔽層與主動元件陣列之間。彩色濾光層包括多個濾光圖案。濾光圖案位於畫素電極的上方，且各濾光圖案在第二基板上的正投影重疊於至少一畫素電極在第二基板上的正投影。

在本發明的一實施例中，上述的顯示面板更包括共用電極層。共用電極層位於第二導電層與顯示介質層之間。當共用電極層被輸入顯示訊號時，第二導電層被浮置。當第二導電層被輸入觸控訊號時，共用電極層被浮置。

基於上述，本發明的觸控顯示面板在顯示面板固有的膜層之間額外設置用於觸控感測的第一導電層以及第二導電層，且第一導電層以及第二導電層藉由顯示面板中固有的膜層而彼此電性絕緣。也就是說，本發明的觸控顯示面板除了可省略習知將觸控元件預先製作於承載基板上，再將形成有觸控元件之承載基板與顯示面板相貼合的步驟之外，還可省略習知觸控面板中設置於第一導電層與第二導電層之間的絕緣層的製作。因此，本發明的觸控顯示面板能夠在不大幅增加顯示面板的製程道數的前提下，提供一種輕薄且可靠性良好的觸控顯示面板。

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‧‧‧觸控顯示面板

110‧‧‧顯示面板

120‧‧‧第一導電層

122、132‧‧‧導電圖案

124、134、W‧‧‧導線

126、136、PAD‧‧‧接墊

130‧‧‧第二導電層

AD‧‧‧主動元件

ADA‧‧‧主動元件陣列

AD1‧‧‧第一黏著層

AD2‧‧‧第二黏著層

BM‧‧‧遮蔽層

CF‧‧‧濾光圖案

CFL‧‧‧彩色濾光層

CM‧‧‧共用電極層

DL‧‧‧資料線

DM‧‧‧顯示介質層

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧方向

MU1、MU2‧‧‧網格單元

O‧‧‧開口

P‧‧‧畫素區

PE‧‧‧畫素電極

PP‧‧‧偏光層

PT1‧‧‧第一保護層

PT2‧‧‧第二保護層

P1‧‧‧第一偏光元件

P2‧‧‧第二偏光元件

SL‧‧‧掃描線

SP‧‧‧表面保護層

SUB1‧‧‧第一基板

SUB2‧‧‧第二基板

X‧‧‧交錯處

A-A’‧‧‧剖線

圖1是依照本發明的第一實施例的一種觸控顯示面板的爆炸示意圖。

圖2是圖1中彩色濾光層、第二導電層以及遮蔽層的上視示意圖。

圖3是圖2中剖線A-A’的剖面示意圖。

圖4是圖1中第一導電層以及第二導電層的上視示意圖。

圖5是圖1中第二偏光元件以及第二導電層的剖面示意圖。

圖6至圖8是第二偏光元件與第二導電層的其他三種設置型態的剖面示意圖。

圖9是圖1中彩色濾光層、第二導電層以及遮蔽層的另一種設置型態的上視示意圖。

圖10是第一導電層以及第二導電層的另一種設置型態的局部上視示意圖。

圖1是依照本發明的第一實施例的一種觸控顯示面板的爆炸示意圖。圖2是圖1中彩色濾光層、第二導電層以及遮蔽層的上視示意圖。圖3是圖2中剖線A-A’的剖面示意圖。圖4是圖1中第一導電層以及第二導電層的上視示意圖。圖5是圖1中第二偏光元件以及第二導電層的剖面示意圖。

請參照圖1，觸控顯示面板100包括一顯示面板110、一第一導電層120以及一第二導電層130。顯示面板110包括一第一基板SUB1、一第二基板SUB2、一顯示介質層DM、一第一偏光元件P1以及一第二偏光元件P2。顯示介質層DM位於第一偏光元件P1與第二偏光元件之間P2。第一基板SUB1位於顯示介質層DM與第一偏光元件P1之間。第二基板SUB2位於顯示介質層DM與第二偏光元件P2之間。第一導電層120位於第二偏光元件P2中。第二導電層130位於第一導電層120與顯示介質層DM之間。

顯示面板110例如是一液晶顯示面板，顯示介質層DM例如是一液晶層。第一基板SUB1以及第二基板SUB2例如是透光的基板，且第一基板SUB1以及第二基板SUB2的材質例如是玻璃、石英、有機聚合物或是其他合適的材料。

為改變液晶層中液晶分子的傾倒方向，以使顯示面板110 能夠顯示不同灰階的影像畫面，顯示面板110可進一步包括一主動元件陣列ADA以及一共用電極層CM。在本實施例中，主動元件陣列ADA與共用電極層CM分別位於顯示介質層DM的相對兩側。詳言之，主動元件陣列ADA位於顯示介質層DM與第一基板SUB1之間，且共用電極層CM位於顯示介質層DM與第二基板SUB2之間，但本發明不限於此。在另一實施例中，主動元件陣列ADA與共用電極層CM也可共同位於顯示介質層DM與第一基板SUB1之間。

主動元件陣列ADA包括多條掃描線SL、多條資料線DL、多個主動元件AD、多個畫素電極PE、多條導線W以及多個接墊PAD。掃描線SL與資料線DL相交，而定義出多個畫素區P。詳言之，掃描線SL沿一第一方向D1排列且分別沿一第二方向D2延伸，並且各掃描線SL透過一條導線W與對應的接墊PAD電性連接。資料線DL沿第二方向D2排列且分別沿第一方向D1延伸，並且各資料線DL透過一條導線W與對應的接墊PAD電性連接。第一方向D1不同於第二方向D2，且第一方向D1與第二方向D2所夾的角度大於0度且小於180度。本實施例的第一方向D1與第二方向D2例如是相互垂直，但本發明不限於此。

在本實施例中，各畫素區P中設置有一個主動元件AD以及一個畫素電極PE，且主動元件AD分別與對應的一條掃描線SL、一條資料線DL以及一個畫素電極PE電性連接。然而，各畫素區中的元件相對設置關係、連接關係或各元件的圖案、數量可視設計需求而定，且此領域中具有通常知識者可視其所需而增設其他元件。

共用電極層CM例如是一整面的電極層，但本發明不限於此。在另一實施例中，依據共用電極層CM與畫素電極PE的相對設置關係或圖案設計或是液晶種類的不同，共用電極層CM也可以是一圖案化的電極層。此外，為避免共用電極層CM遮蔽影像光束，共用電極層CM的材質較佳是可透光的導電材質，如金屬氧化物。所述金屬氧化物可以是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。透過改變主動元件陣列ADA中畫素電極PE與共用電極層CM之間的電壓差，可控制液晶層中液晶分子的傾倒方向，從而使顯示面板110能夠顯示不同灰階的影像。

值得一提的是，當共用電極層CM設置在顯示介質層DM與第二導電層130之間時，可藉由輪流輸入顯示訊號與觸控訊號，以降低觸控訊號與顯示訊號之間的相互干擾現象。並且，當共用電極層CM與第二導電層130的其中一者被輸入訊號時，可藉由將另一者浮置，以降低兩者之間的負載。舉例而言，當共用電極層CM被輸入顯示訊號時，第二導電層130被浮置。當第二導電層130被輸入觸控訊號時，共用電極層CM被浮置。

為降低顯示面板110中這些不可透光元件(如驅動元件、走線、金屬層等)的可視性，顯示面板110可進一步包括一位於顯示介質層DM與第二基板SUB2之間的遮蔽層BM。遮蔽層BM的材質例如是摻雜有顏色的樹脂(resin)或其他具有良好遮光效果與低反射特性的適當材質。

遮蔽層BM除了要能夠遮蔽不可透光元件之外，還要能夠讓來自畫素電極PE的影像光束通過。因此，遮蔽層BM包括多個彼此分離的開口O。由垂直於第二基板SUB2的方向D3視之，各開口O曝露出對應的畫素電極PE。詳言之，開口O設置在畫素電極PE的上方，且開口O的尺寸可以大於、小於或等於畫素電極PE。也就是說，由垂直於第二基板SUB2的方向D3視之，各開口O可以完全地曝露出對應的畫素電極PE或局部地曝露出對應的畫素電極PE，而開口O的尺寸大小或其所曝露出之畫素電極PE的面積大小端視設計需求而定。

另外，為使顯示面板110實現全彩化，顯示面板110可進一步包括一位於遮蔽層BM與主動元件陣列ADA之間的彩色濾光層CFL。在本實施例中，彩色濾光層CFL位於顯示介質層DM與遮蔽層BM之間，但本發明不限於此。在另一實施例中，彩色濾光層CFL可設置在主動元件陣列ADA上。也就是說，彩色濾光層CFL與主動元件陣列ADA位在顯示介質層DM的同一側。

彩色濾光層CFL包括多個濾光圖案CF，如多個紅色濾光圖案、多個綠色濾光圖案以及多個藍色濾光圖案，以進行全彩畫顯示。濾光圖案CF位於畫素電極PE的上方，且各濾光圖案CF在第二基板SUB2上的正投影重疊於至少一畫素電極PE在第二基板SUB2上的正投影。在本實施例中，紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案例如交替地沿第二方向D2排列且分別沿第一方向D1延伸。此外，各濾光圖案CF在第二基板SUB2上的正投影重疊於多個沿第一方向D1排列的畫素電極PE在第二基板SUB2上的正投影。換言之，各濾光圖案CF在第二基板SUB2上的正投影重疊於多個沿第一方向D1排列的開口O在第二基板SUB2上的正投影(如圖2所示)。

第一偏光元件P1以及第二偏光元件P2例如分別為偏振片，且第一偏光元件P1以及第二偏光元件P2例如分別包括一偏光層PP、一第一保護層PT1、一第二保護層PT2、一表面保護層SP以及一第一黏著層AD1(圖1僅繪示出第二偏光元件P2的上述膜層)。在第二偏光元件P2中，第一黏著層AD1位於表面保護層SP與第二基板SUB2之間，偏光層PP位於表面保護層SP與第一黏著層AD1之間，第一保護層PT1位於偏光層PP與第一黏著層AD1之間，且第二保護層PT2位於表面保護層SP與偏光層PP之間。在第一偏光元件P1中，未繪示的第一黏著層、第一保護層、偏光層、第二保護層以及表面保護層例如是依序堆疊於第一基板SUB1上。

第一導電層120與第二導電層130的其中一者例如作為觸控感測中的驅動電極，而其中另一者例如作為觸控感測中的感測電極。舉例而言，第一導電層120作為觸控感測中的感測電極，而第二導電層130作為觸控感測中的驅動電極，但本發明不限於此。

第一導電層120與第二導電層130交錯且彼此電性絕緣。在本實施例中，如圖1及圖5所示，第一導電層120位於表面保護層SP與第一黏著層AD1之間。詳言之，第一導電層120設置在表面保護層SP上，且第一導電層120透過一第二黏著層AD2與第二保護層PT2接合，其中接合後的第一導電層120以及第二黏著層AD2位於表面保護層SP與第二保護層PT2之間。第二黏著層AD2例如是紫外光硬化膠材(UV Light Curing Adhesive)或可見光硬化膠材(Visible Light Curing Adhesive)。此外，接合第一導電層120與第二保護層PT2的方法可以是將紫外光硬化膠材或可見光硬化膠材全面地或局部地塗佈在第一導電層120以及第二保護層PT2其中至少一者上之後，再利用照光以及壓合的方式將兩者黏著在一起。

在本實施例中，如圖2及圖3所示，第二導電層130位於顯示介質層DM與第二基板SUB2之間且與遮蔽層BM重疊。詳言之，本實施例的遮蔽層BM設置在第二基板SUB2上，且遮蔽層BM位於第二導電層130與第二基板SUB2之間。此外，第二導電層130設置在遮蔽層BM上，且彩色濾光層CFL設置在第二導電層130及遮蔽層BM上。然而，本發明之遮蔽層BM、彩色濾光層CFL及第二導電層130的相對堆疊關係並不限於上述。

第二導電層130包括多個導電圖案132、多條導線134以及多個接墊136。各導電圖案132透過至少一導線134與對應的接墊136電性連接。在本實施例中，如圖1及圖2所示，各導電圖案132透過一條導線134與對應的接墊136電性連接，但本發明不限於此。

各導電圖案132包括多個彼此連接的網格單元MU1。在本實施例中，網格單元MU1排列成條狀，且就巨觀而言，導電圖案132沿第二方向D2排列並分別沿第一方向D1延伸。此外，由垂直於第二基板SUB2的方向D3視之，各網格單元MU1環設一個開口O。詳言之，本實施例的網格單元MU1例如沿開口O佈線，使得網格單元MU1與開口O具有相似或相同的輪廓，且第二導電層130曝露出開口O。然而，依據不同的設計需求，網格單元MU1所排列的形狀、排列方向、延伸方向、各網格單元MU1環設開口O的數量或是各網格單元MU1的輪廓也會有所不同。舉例而言，網格單元MU1也可排列成條狀及塊狀的其中至少一者。此外，各網格單元MU1可環設多個開口O。

由於第二導電層130設置在遮蔽層BM上，因此可降低第二導電層130對於觸控顯示面板100之開口率的影響，從而第二導電層130的導電圖案132、導線134以及接墊136的材質除了可採用透明的金屬氧化物之外，也可採用遮光的金屬、合金或其混合物。或者，第二導電層130也可由金屬氧化物以及金屬、合金、其混合物的至少兩者堆疊而成。在本實施例中，導電圖案132、導線134以及接墊136的材質例如皆為金屬，且導電圖案132、導線134以及接墊136例如由一金屬層圖案化而成。如此一來，第二導電層130除了可具有相對低的阻值之外，還具有相對簡化的製程。另外，本實施例可令濾光圖案CF覆蓋導電圖案132。如此一來，濾光圖案CF除了能使顯示面板110實現全彩化之外，還可作為導電圖案132的防護層，降低導電圖案132在顯示面板的製作過程中被刮傷的可能性，從而提升觸控顯示面板100總體的信賴性。

請參照圖1及圖4，在本實施例中，第一導電層120亦可設計成包括多個導電圖案122、多條導線124以及多個接墊126。各導電圖案122透過至少一導線124與對應的接墊126電性連接，其中導電圖案122、導線124以及接墊126的材質可採用透光的金屬氧化物。或者，導電圖案122、導線124以及接墊126的材質也可採用金屬、合金或其混合物。再者，導電圖案122、導線124以及接墊126的材質也可以是金屬氧化物、金屬、合金或其混合物的堆疊層。在本實施例中，導電圖案122、導線124以及接墊126的材質例如皆為金屬，且導電圖案122、導線124以及接墊126例如由一金屬層圖案化而成。如此一來，第一導電層120除了可具有相對低的阻值之外，還具有相對簡化的製程。

考量到觸控顯示面板100的光穿透率，各導電圖案122可設計成包括多個彼此連接的網格單元MU2。在本實施例中，網格單元MU2排列成條狀，且就巨觀而言，導電圖案122沿第一方向D1排列且分別沿第二方向D2延伸。此外，在第一導電層120(以虛線表示)與第二導電層130(以實線細線表示)的交錯處X(以實線粗線表示)的導電圖案122的側壁例如切齊於導電圖案132的側壁。然而，本發明之導電圖案122及導電圖案132的圖案設計或相對設置關係並不限於上述。

由上述可知，本實施例的觸控顯示面板100在顯示面板110固有的膜層之間額外設置用於觸控感測的第一導電層120以及第二導電層130，且第一導電層120以及第二導電層130藉由顯示面板110中固有的膜層(可以是設置於第一導電層120與第二導電層130之間的任一絕緣層)而彼此電性絕緣。因此，本實施例的觸控顯示面板100除了可省略習知將觸控元件預先製作於承載基板上，再將形成有觸控元件之承載基板與顯示面板相貼合的步驟之外，還可省略習知觸控面板中設置於第一導電層與第二導電層之間的絕緣層的製作。因此，本實施例的觸控顯示面板100能夠在不大幅增加顯示面板110的製程道數的前提下(僅需增加兩道製程製作第一導電層120與第二導電層130)，提供一種輕薄且可靠性良好的觸控顯示面板100。

圖6至圖8是第二偏光元件與第二導電層的其他三種設置型態的剖面示意圖。請參照圖6及圖7，在圖1的架構下，第一導電層120也可設置在偏光層PP上，且位於第二保護層PT2與偏光層PP之間或位於第一保護層PT1與偏光層PP之間。或者，如圖8所示，第一導電層120以及第二導電層130可位於第一保護層PT1與第二保護層PT2之間，且分別設置在偏光層PP的相對兩側。

圖9是圖1中彩色濾光層、第二導電層以及遮蔽層的另一種設置型態的上視示意圖。請參照圖9，在圖1的架構下，也可令第二導電層130的至少一導電圖案132透過導線134中的兩條導線134與對應的接墊136電性連接(圖8繪示所有的導電圖案132皆透過兩條導線134與對應的接墊136電性連接)，且兩條導線134分別連接於導電圖案132的相對兩側。如此一來，可改善導電圖案132相對兩側因阻值而造成的壓降，從而使觸控顯示面板100整體的觸控靈敏度較為均一。

圖10是第一導電層以及第二導電層的另一種設置型態的局部上視示意圖。請參照圖10，在圖1的架構下，各導電圖案122的網格單元MU2也可排列成條狀及塊狀，且這些條狀及塊狀例如沿第一方向D1交替地排列及串接。此外，各導電圖案132的網格單元MU1也可排列成條狀及塊狀，且這些條狀及塊狀例如沿第二方向D2交替地排列及串接。並且，交錯處X例如是由一個網格單元MU2以及一個網格單元MU1重疊而成，但本發明不用以限定在交錯處X的網格單元MU2與網格單元MU1的重疊數量。

綜上所述，本發明的觸控顯示面板在顯示面板固有的膜層之間額外設置用於觸控感測的第一導電層以及第二導電層，且第一導電層以及第二導電層藉由顯示面板中固有的膜層而彼此電性絕緣。也就是說，本發明的觸控顯示面板除了可省略習知將觸控元件預先製作於承載基板上，再將形成有觸控元件之承載基板與顯示面板相貼合的步驟之外，還可省略習知觸控面板中設置於第一導電層與第二導電層之間的絕緣層的製作。因此，本發明的觸控顯示面板能夠在不大幅增加顯示面板的製程道數的前提下，提供一種輕薄且可靠性良好的觸控顯示面板。

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。