TW201616305A - 內嵌式觸控顯示面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種內嵌式觸控顯示面板，包括一基板、一半導體層疊、一透明層、一絕緣層以及一金屬層。半導體層疊設置於基板上方，且包含複數個像素控制元件。透明層設置於半導體層疊上方，且包括複數個第一觸控電極部以及複數條第一連接線，各第一連接線沿著一第一方向延伸。絕緣層設置於透明層上方。金屬層設置於絕緣層上方，且包括複數個第二觸控電極部以及複數條第二連接線，各第二連接線沿著一第二方向延伸，其中第二連接線與第一觸控電極部形成複數條第一觸控電極條，且第一連接線與第二觸控電極部形成複數條第二觸控電極條。

Description

內嵌式觸控顯示面板

本發明係關於一種內嵌式觸控顯示面板，係指一種將觸控感測器整合於顯示面板內部之觸控顯示面板。

隨著科技日新月異，觸控面板由於具有人機互動的特性，已被廣泛應用於儀器的外埠輸入介面上。近年來，隨著消費性電子產品的應用面發展越廣，將觸控功能與顯示器結合而形成觸控顯示裝置之應用產品也越多，例如：行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、個人數位助理(PDA)以及筆記型電腦(laptop PC)等。傳統觸控顯示裝置係由觸控面板與顯示面板直接貼合構成，面板整體厚度與重量均高於單一顯示面板，造成使用者攜帶上的負擔。有鑑於此，降低觸控顯示裝置之厚度實為業界努力的目標。

本發明之主要目的之一在於提供一種內嵌式觸控顯示面板，以在不干擾顯示功能的前提下實現觸控功能，提高元件整合度，以降低成本，同時降低內嵌式觸控顯示面板之厚度與重量。

為達上述之目的，本發明提供一種內嵌式觸控顯示面板，其包括一第一基板、一半導體層疊、一透明層、一絕緣層以及一金屬層。半導體層疊設置於第一基板上方，且半導體層疊包含複數個像素控制元件。透明層設置於半導體層疊上方，且透明層包括複數個第一觸控電極部以及複數條第一 連接線，其中各第一連接線沿著一第一方向延伸。絕緣層設置於透明層上方。金屬層設置於絕緣層上方，且金屬層包括複數個第二觸控電極部以及複數條第二連接線，其中各第二連接線沿著一第二方向延伸，其中各第二連接線電性連接沿著第二方向設置之兩相鄰之第一觸控電極部，使第二連接線與第一觸控電極部形成複數條第一觸控電極條，且各第一連接線電性連接沿著第一方向設置之兩相鄰之第二觸控電極部，使第一連接線與第二觸控電極部形成複數條第二觸控電極條。

為達上述之目的，本發明另提供一種包含一透明層與一金屬層之內嵌式觸控顯示面板，其包括複數個第一顯示像素單元、複數個第二顯示像素單元、複數個第三顯示像素單元、複數個第四顯示像素單元以及複數個第五顯示像素單元。每一第一顯示像素單元包括一第一透明線段設置於透明層內，以及一第一金屬線段設置於金屬層內；每一第二顯示像素單元包括一第二透明線段設置於透明層內，以及包括一第二金屬線段設置於金屬層內，且各第二透明線段與各第二金屬線段互相電性連接；每一第三顯示像素單元包括一第三透明線段設置於透明層內；每一第四顯示像素單元包括一第四透明線段設置於透明層內，以及包括一第三金屬線段設置於金屬層內，且各第四透明線段與各第三金屬線段互相電性連接；以及每一第五顯示像素單元包括一第四金屬線段設置於金屬層內。其中第二透明線段、第三透明線段、第一金屬線段以及第二金屬線段形成複數條第一觸控電極條，分別沿著一第二方向延伸。其中第一透明線段、第四透明線段、第三金屬線段以及第四金屬線段形成複數條第二觸控電極條，分別沿著一第一方向延伸，且第一觸控電極條等第二觸控電極條相交錯並絕緣。

於本發明之內嵌式觸控顯示面板中，觸控感測器可設置於顯示面板內部，且觸控感測器之第一觸控電極條與第二觸控電極條可透過第一透明層與第一金屬層所形成，因此並不需額外的觸控面板黏貼於顯示面板上。藉此可降低成本，同時降低內嵌式觸控顯示面板之厚度與重量。

100‧‧‧內嵌式觸控顯示面板

100a‧‧‧主動區

100b‧‧‧周邊區

102‧‧‧第一基板

104‧‧‧半導體層疊

105‧‧‧第三金屬層

106‧‧‧第一透明層

107‧‧‧第二金屬層

108‧‧‧第一絕緣層

108a‧‧‧第一穿孔

108b‧‧‧第二穿孔

108c‧‧‧第三穿孔

109‧‧‧第一金屬層

114‧‧‧液晶層

116‧‧‧第二基板

118‧‧‧黑色矩陣

118a‧‧‧第一開口

120‧‧‧彩色濾光片

124‧‧‧觸控感測器

126‧‧‧第一觸控電極條

128‧‧‧第二觸控電極條

130‧‧‧第一觸控電極部

130L‧‧‧第一水平透明線

130V‧‧‧第一垂直透明線

132‧‧‧第二連接線

134‧‧‧連接線組

136‧‧‧第二觸控電極部

136a‧‧‧第二開口

136L‧‧‧水平金屬線

136V‧‧‧垂直金屬線

138‧‧‧第一連接線

140‧‧‧顯示電極條

140L‧‧‧第二水平透明線

140V‧‧‧第二垂直透明線

140Va‧‧‧第一子透明線

140Vb‧‧‧第二子透明線

142‧‧‧第三連接線

144‧‧‧顯示像素單元

144a‧‧‧第一顯示像素單元

144b‧‧‧第二顯示像素單元

144c‧‧‧第三顯示像素單元

144d‧‧‧第四顯示像素單元

144e‧‧‧第五顯示像素單元

144f‧‧‧第六顯示像素單元

144g‧‧‧第七顯示像素單元

146a1‧‧‧第一透明線段

146d1‧‧‧第四透明線段

146a2‧‧‧第六透明線段

146d2‧‧‧第七透明線段

146b‧‧‧第二透明線段

146c‧‧‧第三透明線段

146e‧‧‧第八透明線段

146f‧‧‧第五透明線段

146g‧‧‧第九透明線段

148Va‧‧‧第六金屬線段

148La‧‧‧第一金屬線段

148b‧‧‧第二金屬線段

148d‧‧‧第三金屬線段

148e‧‧‧第四金屬線段

148f‧‧‧第五金屬線段

148g‧‧‧第七金屬線段

150‧‧‧第二透明層

152‧‧‧第二絕緣層

C‧‧‧互電容

D‧‧‧汲極

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

G‧‧‧閘極

GI‧‧‧閘極絕緣層

S‧‧‧源極

TFT‧‧‧薄膜電晶體

PE‧‧‧像素電極

第1圖為本發明之內嵌式觸控顯示面板之剖面示意圖。

第2圖為本發明之觸控感測器之上視示意圖。

第3圖為本發明第一實施例之第一觸控電極條之上視示意圖。

第4圖為本發明第一實施例之第一觸控電極部之上視示意圖。

第5圖為本發明第一實施例之第二觸控電極條之上視示意圖。

第6圖為本發明第一實施例之觸控感測器之上視示意圖。

第7圖為本發明第一實施例之第一透明層與第一金屬層之上視示意圖。

第8圖為第7圖之區域A1之放大示意圖。

第9圖為沿著第8圖之剖面線A-A’之剖面示意圖。

第10圖為沿著第8圖之剖面線B-B’之剖面示意圖。

第11圖為本發明第一實施例之顯示像素單元之上視示意圖。

第12圖為沿著第8圖之第一顯示像素單元之剖面線C-C’之剖面示意圖。

第13圖為沿著第8圖之第一顯示像素單元之剖面線D-D’之剖面示意圖。

第14圖為本發明第一實施例之第二顯示像素單元之剖面示意圖。

第15圖為本發明第一實施例之第三顯示像素單元之剖面示意圖。

第16圖為本發明第一實施例之第四顯示像素單元之剖面示意圖。

第17圖為本發明第一實施例之第五顯示像素單元之剖面示意圖。

第18圖為本發明第一實施例之第六顯示像素單元之剖面示意圖。

第19圖為本發明第一實施例之第七顯示像素單元之剖面示意圖。

第20圖為本發明另一實施例之顯示像素單元之上視示意圖。

第21圖為本發明另一實施例之顯示像素單元之上視示意圖。

請參考第1圖，本實施例之內嵌式觸控顯示面板100可具有一主動區100a以及一周邊區100b。主動區100a內係用於配置執行顯示畫面與觸控功能之元件，周邊區100b可圍繞主動區100a，用以設置例如：周邊線路或驅動元件等不欲使用者看見之電路或控制元件，但不限於此。內嵌式觸控顯示面板100可包括一第一基板102、一半導體層疊104、一第一透明層106、一第一絕緣層108以及一第一金屬層109。半導體層疊104設置於第一基板102上，並用於傳輸內嵌式觸控顯示面板100所欲顯示出之畫面訊號。第一透明層106設置於半導體層疊104上，第一絕緣層108設置於第一透明層106上，且第一金屬層109設置於第一絕緣層108上。透過第一絕緣層108電性絕緣第一透明層106與第一金屬層109，第一透明層106與第一金屬層109可彼此相互電容耦合，以形成觸控感測器。舉例來說，第一透明層106可包括設置於主動區100a內並用於傳輸觸控驅動訊號之驅動電極，第一金屬層109可包括設置於主動區100a內並用於感測耦合電容變化之感測電極，使得觸控感測器可偵測出觸摸物接近或觸摸內嵌式觸控顯示面板100的位置。於其他實施例中，驅動電極與感測電極亦可分別透過第一金屬層109與第一透明層106形成。

本實施例之內嵌式觸控顯示面板100可為一液晶顯示面板，且可另包括一液晶層114以及一第二基板116。第一基板102與第二基板116相對設置，且液晶層114設置於第一基板102與第二基板116之間。由於半導體層疊104、第一透明層106、第一絕緣層108與第一金屬層109係設置於第一基板102與液晶層114之間，因此本實施例之內嵌式觸控顯示面板100可將觸控感測器整合至其內部，使內嵌式觸控顯示面板100可具有觸控功能。本發明之內嵌式觸控顯示面板100並不限為液晶顯示面板，本發明整合有觸控感測器之顯示面板亦可為其他類型之主動陣列式顯示面板，例如：有機發光二極體顯示面板。

另外，內嵌式觸控顯示面板100可另包括一黑色矩陣118以及複 數個彩色濾光片120。黑色矩陣118與彩色濾光片120設置於第二基板116面對液晶層114之表面上。黑色矩陣118具有複數個第一開口118a，位於主動區100a內，且各第一開口118a對應內嵌式觸控顯示面板100的一像素區，使得通過各第一開口118a的光線可形成畫面的一像素或次像素。黑色矩陣118可用以遮蔽不欲被使用者觀看到之元件或線路。各彩色濾光片120分別設置於各第一開口118a內之第二基板116上，用以決定從像素區射出之光線的顏色。值得一提的是，構成觸控感測器之一部分之第一金屬層109可透過黑色矩陣118遮蔽，而不被使用者觀看到，以避免第一金屬層109限制光線通過各像素區之面積，即避免第一金屬層109限縮像素的開口率。

以下將進一步說明本實施例之觸控感測器。請參考第2圖。本實施例之觸控感測器124可設置於主動區100a內，使得觸摸物在觸摸或接近主動區100a內之內嵌式觸控顯示面板100時可透過觸控感測器124偵測其位置。觸控感測器124可由彼此交錯之複數條第一觸控電極條126以及複數條第二觸控電極條128所構成，其中第二觸控電極條128分別沿著一第一方向D1延伸，且第一觸控電極條126分別不同第一方向D1之一第二方向D2延伸。第一觸控電極條126與第二觸控電極條128相交錯並絕緣，使得各第一觸控電極條126會與各第二觸控電極條128交錯區域會產生一互電容C。本實施例之觸控感測器124可利用互容式觸控感測方法驅動。舉例來說，可傳送觸控驅動訊號至各第一觸控電極條126，且各第二觸控電極條128可透過互電容C感應到觸控驅動訊號，以產生觸控感測訊號。當有觸摸物接近或觸碰內嵌式觸控顯示面板100時，對應此觸摸物之互電容C會產生變化，因此可偵測出此觸摸物的位置。於本發明中，第一觸控電極條126與第二觸控電極條128可由第一透明層106以及第一金屬層109所構成。

此外，第一觸控電極條126與第二觸控電極條128可分別用於循序或分組循序傳送觸控驅動訊號與觸控感測訊號，即以單一條第一觸控電極條126或分為同一組之複數條第一觸控電極條126為單位循序傳送，此時單 一條第二觸控電極條128或分為同一組之複數條第二觸控電極條128可因與第一觸控電極條126耦合而感應到觸控驅動訊號之變化，進而產生觸控感測訊號。於其他實施例中，觸控驅動訊號亦可傳送於第二觸控電極條128，而從第一觸控電極條126產生觸控感測訊號。

請參考第3圖。第一透明層106可包括複數個第一觸控電極部130，且第一金屬層109包括複數條第二連接線132。於本實施例中，第一觸控電極部130以一陣列方式排列。各第二連接線132沿著第二方向D2延伸，且各第二連接線132延伸至與沿著第二方向D2設置之任兩相鄰之第一觸控電極部130重疊，以電性連接沿著第二方向D2設置之任兩相鄰之第一觸控電極部130，使第二連接線132與第一觸控電極部130可形成複數條沿著第二方向D2延伸之第一觸控電極條126。此外，各第一觸控電極部130大於各第一開口118a，並對應複數個第一開口118a。

請進一步參考第4圖。舉例來說，第一觸控電極部130可包括複數條沿第一方向D1延伸之第一垂直透明線130V與複數條沿第二方向D2延伸之第一水平透明線130L。第一垂直透明線130V與第一水平透明線130L彼此交錯與連接。第一水平透明線130L與一部分之第一垂直透明線130V於垂直第一基板102之一第三方向D3上被黑色矩陣118覆蓋，且另一部分之第一垂直透明線130V橫跨黑色矩陣118對應各第一觸控電極部130之第一開口118a。任兩相鄰之第一垂直透明線130V之間距可小於各第一開口118a於第二方向D2上之寬度，且至少一條第一垂直透明線130V可橫跨各第一開口118a。

值得一提的是，本實施例之第一觸控電極條126不僅可作為觸控感測器124的一部分，還可作為共同電極。具體來說，本實施例之第一觸控電極條126於觸控時段時可用於傳輸觸控驅動訊號，且於不與觸控時段重疊之顯示時段可用於傳輸共同電壓，而作為共同電極。

請注意，在第3圖與第4圖中，每一第一觸控電極部130在第二 方向D2上包含5個第一開口118a之寬度。然而本發明之第一觸控電極部130的寬度比例及其與第一開口118a之寬度比例並不以上述為限，亦可為其他類型，舉例來說，每一第一觸控電極部130在第二方向D2上可包含30個第一開口118a之寬度，可依據實際需求而作相對應調整；同樣的，第一觸控電極部130在第一方向D1上的寬度亦不以上述為限，可依據實際需求而作相對應調整。以下各圖示為求清楚說明其相關之特徵，故在各圖示中採取適當寬度比例，後續不再於各圖中重複說明。

請參考第5圖。第一透明層106可另包括複數個連接線組134，且第一金屬層109可另包括複數個第二觸控電極部136。各連接線組134沿著第一方向D1延伸，且各連接線組134延伸至與沿著第一方向D1設置之任兩相鄰之第二觸控電極部136重疊，以電性連接沿著第一方向D1設置之任兩相鄰之第二觸控電極部136，使連接線組134與第二觸控電極部136形成複數條沿著第一方向D1延伸之第二觸控電極條128。各連接線組134可包括至少一條第一連接線138，沿著第一方向D1延伸。於本實施例中，各連接線組134係包括複數條第一連接線138，但不以此為限。

於本實施例中，各第二觸控電極部136可為網格狀。具體來說，各第二觸控電極條128可包括複數條沿著第一方向D1延伸之垂直金屬線136V以及複數條沿著第二方向D2延伸之水平金屬線136L。值得一提的是，第二觸控電極部136於第三方向D3上並未與黑色矩陣118之第一開口118a重疊，即不與可顯示出畫面之像素區重疊。也就是說，黑色矩陣118於第三方向D3上可遮蔽第一金屬層109之第二觸控電極部136，使得在設置有第二觸控電極部136的情況下並不會影響各像素的開口率。進一步來說，垂直金屬線136V與水平金屬線136L交錯並連接，以圍繞出複數個第二開口136a，其中各第二開口136a大於或等於各第一開口118a。因此，分別沿著第一方向D1延伸之任兩相鄰之垂直金屬線130V之間距可大於或等於各第一開口118a於第一方向D1上之寬度，且任兩相鄰之垂直金屬線130V與任兩相鄰之水平 金屬線130L可圍繞至少一個像素區。

於其他實施例中，各第二觸控電極部亦可不為網格狀，且不包括沿著第二方向延伸之水平金屬線。也就是，各第二觸控電極條可僅包括複數條垂直金屬線，分別沿著第一方向延伸，且沿著第一方向設置之任兩相鄰之垂直金屬線可透過各第一連接線電性連接。並且，第一金屬層可另包括複數條連接條，設置於周邊區內，並沿著不同第一方向之方向延伸，例如沿著第二方向延伸。或者，連接條可由第一金屬層以外之導電層所構成。

以下將進一步說明本實施例之第一觸控電極條126與第二觸控電極條128之相對關係。請參考第6圖。沿著第一方向D1延伸的各第二觸控電極條128設置於任兩相鄰行之第一觸控電極部130之間，同一列且相鄰行之第一觸控電極部130沿著第二方向D2連接而形成第一觸控電極條126，因此第二觸控電極條128與第一觸控電極條126互相橫跨交錯且絕緣。具體來說，由於第一觸控電極部130與連接線組134由同一第一透明層106所構成，因此為了使第一觸控電極部130與連接線組134絕緣，第一觸控電極部130不與連接線組134連接，相鄰行之第一觸控電極部130透過設置於第一金屬層109之第二連接線132互相連接，且各第二觸控電極條128之各連接線組134設置於沿著第二方向D2設置之任兩相鄰之第一觸控電極部130之間。另外，於第一金屬層109中，為了使第二觸控電極部136與第二連接線132絕緣，第二觸控電極部136不與第二連接線132連接，同一行且相鄰列之第二觸控電極部136透過設置於第一透明層106之連接線組134互相連接，且各第二連接線132設置於沿著第一方向D1設置之任兩相鄰之第二觸控電極部136之間。藉此，各第二連接線132可橫跨各第二觸控電極條128之各連接線組134，因此各第二連接線132可與各連接線組134於交錯處形成互電容C。

請參考第7圖。第一透明層106可另包括複數條顯示電極條140，分別沿著第一方向D1延伸。其中，各顯示電極條140係作為共同電極，於 顯示時段時可被電性連接至同一共同電壓，使顯示電極條140於顯示時段時不會處於浮接狀態，進而可避免內嵌式觸控顯示面板100顯示出不佳之畫面。為了使各顯示電極條140與第一觸控電極條126以及第二觸控電極條128電性絕緣，各顯示電極條140不與設置於第一透明層106之第一觸控電極部130以及連接線組134相接觸。並且，各顯示電極條140分別與各第二觸控電極條128之第二觸控電極部136重疊，因此亦設置於任兩相鄰行之第一觸控電極部130之間，並與排列於第一方向D1上之第二連接線132交錯。

請進一步參考第8圖至第10圖，以進一步說明第一觸控電極條126與第二觸控電極條128之配置關係。其中設置於第一透明層106之第一觸控電極部130與設置於第一金屬層109之第二連接線132係形成第一觸控電極條126，設置於第一金屬層109之第二觸控電極部136與設置於第一透明層106之第一連接線138係形成第二觸控電極條128。具體來說，第一絕緣層108可另具有複數個第一穿孔108a，設置於各第二觸控電極部136之垂直金屬線136V與相對應之第一連接線138之間，使得各第二觸控電極部136透過各第一穿孔108a電性連接至各連接線組134之至少一第一連接線138之一端。並且，設置於第一透明層106與第一金屬層109之間之第一絕緣層108可具有複數個第二穿孔108b，設置於各第一觸控電極部130之其中一第一垂直透明線130V與相對應之第二連接線132之間，使得各第一觸控電極部130可透過各第二穿孔108b電性連接至各第二連接線132。於其他實施例中，第二穿孔108b亦可設置於各第一觸控電極部130之其中一第一水平透明線130L與相對應之第二連接線132之間。

並且，各顯示電極條140可包括複數條第二垂直透明線140V以及複數條第二水平透明線140L。第二垂直透明線140V分別沿著第一方向D1延伸，並與沿著第二方向D2延伸之第二水平透明線140L交錯與連接。任兩相鄰之第二垂直透明線140V之間距可小於各第一開口118a於第二方向D2上之寬度，且至少一條第二垂直透明線140V可橫跨各第一開口118a。於本 實施例中，第二垂直透明線140V可區分為複數條第一子透明線140Va以及複數條第二子透明線140Vb。其中，第一子透明線140Va係與垂直金屬線136V重疊，且不橫跨第二連接線132。與第二連接線132交錯之第一連接線138可設置於沿著第一方向D1設置之任兩相鄰之第一子透明線140Va之間，且不與第一子透明線140Va相接觸。並且，第一子透明線140Va與第二水平透明線140L可於第三方向D3上被黑色矩陣118覆蓋。另外，第二子透明線140Vb可橫跨黑色矩陣118對應各第二觸控電極條128之第一開口118a以及可橫跨沿著第一方向D1設置之第二連接線132，且第二子透明線140Vb之其中至少一者設置於沿著第二方向D2設置之任兩相鄰之第一連接線138之間。於本實施例中，第二子透明線140Vb不與垂直金屬線136V重疊。於其他實施例中，一部分之第二子透明線140Vb可於第三方向D3上被黑色矩陣118覆蓋，並與一部分之垂直金屬線136V重疊。

於本實施例中，第一金屬層109可另包括複數條第三連接線142，分別沿著第二方向D2延伸，並與第一金屬層109之第二觸控電極部136絕緣，且第三連接線142之其中至少一者於第三方向D3上與各第一觸控電極部130重疊並電性連接。具體來說，第一絕緣層108可包括複數個第三穿孔108c，且第三連接線142之至少兩部分可透過第三穿孔108c之至少兩者以電性連接至一第一觸控電極部130。由於第三連接線142係由金屬所構成，因此其電阻值小於由透明導電材料所構成之第一觸控電極部130，所以透過第三連接線142電性連接至第一觸控電極部130可有效地降低此第一觸控電極部130的電阻值。於本實施例中，第三連接線142係沿著第二方向D2延伸，但本發明不限於此。於其他實施例中，第三連接線142可以沿著第一方向D1延伸。

請參考第11圖，且一併參考第8圖。於本實施例中，內嵌式觸控顯示面板100可包括複數個顯示像素單元144。各顯示像素單元144係對應內嵌式觸控顯示面板100用於顯示出畫面之像素結構，但不限於此。顯示像 素單元144可包括複數個第一顯示像素單元144a、複數個第二顯示像素單元144b、複數個第三顯示像素單元144c、複數個第四顯示像素單元144d與複數個第五顯示像素單元144e，其中位於不同區域的各顯示像素單元具有不同的結構，茲以各圖分別說明。

請參考第12圖與第13圖，且一併參考第8圖及第11圖。第一顯示像素單元144a係對應各第一連接線138橫跨各第二連接線132之區域，且可包括第一透明層106以及第一金屬層109，其中第12圖為沿著第8圖之第一顯示像素單元之剖面線C-C’之剖面示意圖，第13圖為沿著第8圖之第一顯示像素單元之剖面線D-D’之剖面示意圖。具體來說，於各第一顯示像素單元144a內，第一透明層106可包括沿著第一方向D1延伸之一第一透明線段146a1，且第一金屬層109包括沿著第二方向D2延伸之第一金屬線段148La以及沿著第一方向D1延伸之一第六金屬線段148Va。其中，各第一顯示像素單元144a之第六金屬線段148Va電性連接第一透明線段146a1，且第一金屬線段148La橫跨第一透明線段146a1並與第一透明線段146a1絕緣。

另外，各第一顯示像素單元144a之第一透明層106可另包括沿著第一方向D1延伸之複數條第六透明線段146a2，其中第六透明線段146a2與第一透明線段146a1、第一金屬線段148La以及第六金屬線段148Va絕緣。

此外，除了第一透明層106與第一金屬層109之外，各第一顯示像素單元144a可另包括半導體層疊104。各第一顯示像素單元144a之半導體層疊104可包括一像素控制元件，且像素控制元件可包括一薄膜電晶體TFT、一閘極線(圖未示)、一資料線(圖未示)、一第二透明層150以及一第二絕緣層152。各薄膜電晶體TFT鄰近閘極線與資料線交錯處設置，且包括一閘極G、一閘極絕緣層GI、一源極S以及一汲極D。閘極G連接至閘極線。於本實施例中，閘極G與閘極線可由第二金屬層107所形成。閘極絕緣層GI覆蓋於第二金屬層107與第一基板102上。並且，源極S電性連接至資料線。源極S、汲極D以及資料線可由第三金屬層105所形成，但不限於此。本發明之 薄膜電晶體TFT之類型並不以上述為限，亦可為其他類型，例如為頂閘型低溫多晶矽(LTPS)薄膜電晶體。於本實施例中，各第一顯示像素單元144a之第二透明層150包括一像素電極PE，電性連接至薄膜電晶體TFT之汲極D。第二絕緣層152覆蓋於第三金屬層105、像素電極PE以及閘極絕緣層GI上。因此，像素電極PE可透過第二絕緣層152與第一透明層106之第二透明線段146a2絕緣。並且，當內嵌式觸控顯示面板100進行顯示功能時，像素電極PE與位於其上之第二透明線段146a2之間的電壓差可形成橫向電場。本發明之半導體層疊104並不限於上述結構，亦可依據實際需求而作相對應調整，例如：像素電極可另具有狹縫，分別對應第二透明線段設置。

請參考第14圖，且一併參考第8圖及第11圖。第二顯示像素單元144b係對應各第二連接線132與各第一觸控電極部130重疊之區域。各第二顯示像素單元144b可包括第一金屬層109以及第一透明層106。具體來說，於各第二顯示像素單元144b內，第一金屬層109包括一第二金屬線段148b，且對應同一第二連接線132之第二金屬線段148b與第一金屬線段148La彼此電性連接。第一透明層106包括複數條第二透明線段146b，其中對應同一第一觸控電極條126之第二金屬線段148b可透過第二穿孔108b與第二透明線段146b之一者電性連接。

請參考第15圖，且一併參考第8圖及第11圖。第三顯示像素單元144c係對應不與第二連接線132重疊之第一觸控電極部130的區域。相較於第二顯示像素單元144b，各第三顯示像素單元144c不具有第一金屬層109，且可包括第一透明層106。具體來說，於各第三顯示像素單元144c內，第一透明層106可包括複數條第三透明線段146c。承前所述，對應同一第二連接線132之第二金屬線段148b與第一金屬線段148La彼此電性連接，以形成第二連接線132。再者，透過第二穿孔108b對應同一第一觸控電極條126之第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b與第二金屬線段148b可彼此電性連接。因此，對應同一第一觸控電極條126之第一金屬線段148La、第二金 屬線段148b、第二透明線段146b與第三透明線段146c可形成第一觸控電極條126。

請參考第16圖，且一併參考第8圖及第11圖。第四顯示像素單元144d係對應各第一連接線138與各第二觸控電極部136重疊的區域。各第四顯示像素單元144d分別與各第一顯示像素單元144a相鄰設置，並可包括第一透明層106與第一金屬層109。具體來說，於各第四顯示像素單元144d內，第一透明層106可包括一第四透明線段146d1，且對應同一第一連接線138之第一透明線段146a1與第四透明線段146d1係彼此電性連接，因此第四透明線段146d1與第一透明線段146a1形成複數條第一連接線138，即形成複數個連接線組134。並且，各第四顯示像素單元144d之第一金屬層109包括一第三金屬線段148d。對應同一第二觸控電極條128之第三金屬線段148d可透過第一穿孔108a與第四透明線段146d1電性連接。

另外，各第四顯示像素單元144d之第一透明層106可另包括複數條第七透明線段146d2，其中第七透明線段146d2與第五透明線段146d1絕緣。

請參考第17圖，且一併參考第8圖及第11圖。第五顯示像素單元144e係對應不與第一連接線138重疊之第二觸控電極部136的區域。各第五顯示像素單元144e包括第一金屬層109以及第一透明層106。具體來說，各第五顯示像素單元144e之第一金屬層109包括一第四金屬線段148e，且對應同一第二觸控電極部136之第四金屬線段148e與第三金屬線段148d彼此電性連接而形成此第二觸控電極部136，因此第四顯示像素單元144d之第三金屬線段148d與第五顯示像素單元144e之第四金屬線段148e形成複數個第二觸控電極部136。承前所述，對應同一第一連接線138之第一透明線段146a1與第四透明線段146d1彼此電性連接，以形成第一連接線138。並且，透過第一穿孔108a電性連接對應同一第二觸控電極條128之第三金屬線段148d與第四透明線段146d1。因此，對應同一第二觸控電極條128之第一透明線 段146a1、第六金屬線段148Va、第四透明線段146d1、第三金屬線段148d以及第四金屬線段148e可形成第二觸控電極條128。

另外，各第五顯示像素單元144e之第一透明層106包括複數條第八透明線段146e，且對應同一顯示電極條140之第六透明線段146a2、第七透明線段146d2與第八透明線段146e彼此電性連接。

請參考第18圖，且一併參考第8圖及第11圖。顯示像素單元144可另包括複數個第六顯示像素單元144f。各第七顯示像素單元144f係對應各第三連接線與各第一觸控電極部130重疊的區域，並包括第一金屬層109以及第一透明層106。具體來說，各第六顯示像素單元144f之第一金屬層109包括一第五金屬線段148f，且對應同一第三連接線142之複數個第六顯示像素單元144f之第五金屬線段148f互相電性連接而形成此第三連接線142。

另外，各第六顯示像素單元144f之第一透明層106包括複數條第五透明線段146f，與對應同一第一觸控電極部130之第三顯示像素單元144c之第三透明線段146c以及第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b電性連接。第六顯示像素單元144f之第一絕緣層108具有第三穿孔108c，使得第五金屬線段148f可透過第三穿孔108c電性連接至第五透明線段146f。因此，第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b、第三顯示像素單元144c之第三透明線段146c、以及第六顯示像素單元144f之第五透明線段146f形成複數個第一觸控電極部130。

請參考第19圖，且一併參考第8圖及第11圖。顯示像素單元144可另包括複數個第七顯示像素單元144g。各第七顯示像素單元144g係對應各第二連接線132不與各第一連接線138重疊的區域，並包括第一金屬層109與第一透明層106。於本實施例中，各第七顯示像素單元144g之第一金屬層109包括一第七金屬線段148g，且對應同一第二連接線132之第七金屬線段148g與第一金屬線段148La以及第二金屬線段148b互相電性連接而形成第二連接線132，因此第一顯示像素單元144a之第一金屬線段148La、第二顯 示像素單元144b之第二金屬線段148b與第七顯示像素單元144g之第七金屬線段148g形成複數條第二連接線132。

另外，各第七顯示像素單元144g之第一透明層106包括複數條第九透明線段146g，且對應同一顯示電極條140之第六透明線段146a2、第六金屬線段148Va、第七透明線段146d2、第八透明線段146e與第九透明線段146g彼此電性連接而形成顯示電極條140，因此第一顯示像素單元144a之第六透明線段146a2、第六金屬線段148a2、第四顯示像素單元144d之第七透明線段146d2、第五顯示像素單元144e之第八透明線段146e與第七顯示像素單元144g之第九透明線段146g形成複數個顯示電極條140。

由於第二顯示像素單元144b、第三顯示像素單元144c、第四顯示像素單元144d、第五顯示像素單元144e、第六顯示像素單元144f與第七顯示像素單元144g皆包含有半導體層疊104，且其結構係與第一顯示像素單元144a之半導體層疊104相同，因此在此不多作贅述。

於其他實施例中，第一連接線138之數量可與垂直金屬線136V之數量相同，因此顯示像素單元144可不包括第七顯示像素單元144g，如第20圖所示。第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b、第三顯示像素單元144c之第三透明線段146c、及第六顯示像素單元144f之第五透明線段146f可形成第一觸控電極部130；第一顯示像素單元144a之第一金屬線段148La及第二像素單元144b之第二金屬線段148b可形成第二連接線132；並且第一觸控電極部130與第二連接線132可形成複數條第一觸控電極條126。意即第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b、第三顯示像素單元144c之第三透明線段146c、第六顯示像素單元144f之第五透明線段146f、第一顯示像素單元144a之第一金屬線段148La、及第二像素單元144b之第二金屬線段148b可形成第一觸控電極條126。

第五顯示像素單元144e之第四金屬線段148e及第四顯示像素單元144d之第三金屬線段148d可形成第二觸控電極部136；第一顯示像素單 元144a之第一透明線段146a1與第四顯示像素單元144d之第四透明線段146d1可形成第一連接線138；並且第二觸控電極部136與第一連接線138可形成複數條第二觸控電極條128。意即第五顯示像素單元144e之第四金屬線段148e、第四顯示像素單元144d之第三金屬線段148d、第一顯示像素單元144a之第一透明線段146a1、及第四顯示像素單元144d之第四透明線段146d1可形成第二觸控電極條128。

第一顯示像素單元144a之第六透明線段146a2、第四顯示像素單元144d之第七透明線段146d2與第五顯示像素單元144e之第八透明線段146e形成複數條顯示電極條140。

另外，於其他實施例中，第一金屬層109可不包括第三連接線142，因此顯示像素單元144亦可不包括第六顯示像素單元144f，如第21圖所示。對應同一第一觸控電極部130之第三透明線段146c可與第二透明線段146b彼此電性連接而形成此第一觸控電極部130，因此第三顯示像素單元144c之第三透明線段146c與第二顯示像素單元144b之第二透明線段146b形成複數個第一觸控電極部130。

綜上所述，本發明之觸控感測器可設置於顯示面板中，且觸控感測器之第一觸控電極條與第二觸控電極條可透過第一透明層與第一金屬層所形成，因此並不需額外的觸控面板黏貼於顯示面板上。藉此可降低成本，同時降低內嵌式觸控顯示面板之厚度與重量。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

126‧‧‧第一觸控電極條

128‧‧‧第二觸控電極條

130‧‧‧第一觸控電極部

132‧‧‧第二連接線

134‧‧‧連接線組

136‧‧‧第二觸控電極部

138‧‧‧第一連接線

C‧‧‧互電容

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

Claims (23)

1. 一種內嵌式觸控顯示面板，包括：一第一基板；一半導體層疊，設置於該第一基板上方，且該半導體層疊包含複數個像素控制元件；一透明層，設置於該半導體層疊上方，且該透明層包括複數個第一觸控電極部以及複數條第一連接線，其中各該第一連接線沿著一第一方向延伸；一絕緣層，設置於該透明層上方；以及一金屬層，設置於該絕緣層上方，且該金屬層包括複數個第二觸控電極部以及複數條第二連接線，其中各該第二連接線沿著一第二方向延伸；其中各該第二連接線電性連接沿著該第二方向設置之兩相鄰之該等第一觸控電極部，使該等第二連接線與該等第一觸控電極部形成複數條第一觸控電極條，且各該第一連接線電性連接沿著該第一方向設置之兩相鄰之該等第二觸控電極部，使該等第一連接線與該等第二觸控電極部形成複數條第二觸控電極條。
2. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該透明層另包括複數條顯示電極條，分別沿著該第一方向延伸，並與該等第一觸控電極條以及該等第二觸控電極條電性絕緣，且各該顯示電極條於垂直該第一基板之一第三方向上與各該第二觸控電極條重疊。
3. 如請求項2所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該顯示電極條包括複數條透明線，沿著該第一方向延伸，且該等透明線之一者設置於沿著該第二方 向設置之任兩相鄰之該等第一連接線之間。
4. 如請求項2所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一觸控電極部呈一矩陣排列，且各該顯示電極條設置於兩相鄰行之該等第一觸控電極部之間。
5. 如請求項2所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等顯示電極條之一者於一顯示時段時電性連接至一共同電壓。
6. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一觸控電極部呈一矩陣排列，且各該第二觸控電極條設置於兩相鄰行之該等第一觸控電極部之間。
7. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一觸控電極條之一者，於一觸控時段時用於傳輸一觸控訊號，且於一顯示時段時用於傳輸一共同電壓。
8. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該絕緣層包括複數個第一穿孔，且各該第二觸控電極部透過該等第一穿孔之一者電性連接至該等第一連接線之一者。
9. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該絕緣層包括複數個第二穿孔，且各該第一觸控電極部透過該等第二穿孔之一者電性連接至該等第二連接線之一者。
10. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該金屬層另包括複數條第三連接線，並與該等第二觸控電極條絕緣，且各該第三連接線於垂直該第一基板之一第三方向上與該等第一觸控電極部之一者電性連接。
11. 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括一第二基板以及一黑色矩陣，該第二基板與該第一基板相對設置，且該黑色矩陣設置於該第二基板上，其中該黑色矩陣於垂直該第一基板之一第三方向上遮蔽該金屬層。
12. 如請求項10所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該黑色矩陣具有複數個第一開口，且各該第二觸控電極部包括複數條金屬線，彼此交錯與連接，以圍繞出複數個第二開口，其中各該第二開口大於或等於各該第一開口。
13. 如請求項10所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該黑色矩陣具有複數個第一開口，且各該第一觸控電極部包括複數條透明線，沿著該第一方向延伸，其中兩相鄰之該等透明線之間距小於各該第一開口於該第二方向上之寬度。
14. 一種包含一透明層與一金屬層之內嵌式觸控顯示面板，該內嵌式觸控顯示面板包括：複數個第一顯示像素單元，該等第一顯示像素單元之每一者包括一第一透明線段設置於該透明層內，以及一第一金屬線段設置於該金屬層內；複數個第二顯示像素單元，該等第二顯示像素單元之每一者包括一第二透明線段設置於該透明層內，以及包括一第二金屬線段設置於該金屬層內，且各該第二透明線段與各該第二金屬線段互相電性連接；複數個第三顯示像素單元，該等第三顯示像素單元之每一者包括一第三透明線段設置於該透明層內；複數個第四顯示像素單元，該等第四顯示像素單元之每一者包括一第四透明線段設置於該透明層內，以及包括一第三金屬線段設置於該金屬 層內，且各該第四透明線段與各該第三金屬線段互相電性連接；以及複數個第五顯示像素單元，該等第五顯示像素單元之每一者包括一第四金屬線段設置於該金屬層內；其中該等第二透明線段、該等第三透明線段、該等第一金屬線段以及該等第二金屬線段形成複數條第一觸控電極條，分別沿著一第二方向延伸；其中該等第一透明線段、該等第四透明線段、該等第三金屬線段以及該等第四金屬線段形成複數條第二觸控電極條，分別沿著一第一方向延伸，且該等第一觸控電極條與該等第二觸控電極條相交錯並絕緣。
15. 如請求項14所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一顯示像素單元之該等第一透明線段與該等第四顯示像素單元之該等第四透明線段形成複數條第一連接線。
16. 如請求項15所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一顯示像素單元之該等第一金屬線段與該等第二顯示像素單元之該等第二金屬線段形成複數條第二連接線，且各該第二連接線橫跨各該第一連接線。
17. 如請求項16所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一觸控電極條之每一者包含複數個第一觸控電極部與複數個該第二連接線，其中該等第二顯示像素單元之該等第二透明線段與該等第三顯示像素單元之該等第三透明線段形成該等第一觸控電極部，且該等第二連接線之一者連接該等第一觸控電極部之兩者。
18. 如請求項16所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第二觸控電極條之每一者包含複數個第二觸控電極部與複數個該第一連接線，其中該等第四顯 示像素單元之該等第三金屬線段與該等第五顯示像素單元之該等第四金屬線段形成該等第二觸控電極部，且該等第一連接線之一者連接該等第二觸控電極部之兩者。
19. 如請求項16所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括複數個第六顯示像素單元，且該等第六顯示像素單元之每一者包含一第五透明線段設置於該透明層內以及一第五金屬線段設置於該金屬層內，其中該等第一觸控電極條之每一者包含複數個第一觸控電極部與複數個該第二連接線，其中該等第二顯示像素單元之該等第二透明線段、該等第三顯示像素單元之該等第三透明線段、以及該等第六顯示像素單元之該等第五透明線段形成該等第一觸控電極部，且該等第二連接線之一者連接該等第一觸控電極部之兩者。
20. 如請求項19所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第六顯示像素單元之該等第五金屬線段形成複數條第三連接線，且各該第三連接線與該等第一觸控電極部之一者電性連接。
21. 如請求項14所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一顯示像素單元之每一者另包含一第六透明線段設置於該透明層內與一第六金屬線段設置於該金屬層內，該等第四顯示像素單元之每一者另包含一第七透明線段設置於該透明層內，以及該等第五顯示像素單元之每一者另包含一第八透明線段設置於該透明層內，且該等第一顯示像素單元之該等第六透明線段與該等第六金屬線段、該等第四顯示像素單元之該等第七透明線段、以及該等第五顯示像素單元之該等第八透明線段形成複數個顯示電極條，分別沿著該第一方向延伸，並與該等第一觸控電極條以及該等第二觸控電極條電性絕緣，且各該顯示電極條與各該第二觸控電極條重疊。
22. 如請求項14所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括：複數個第七顯示像素單元，且該等第七顯示像素單元之每一者包含一第七金屬線段設置於該金屬層內；其中該等第一顯示像素單元之該等第一透明線段與該等第四顯示像素單元之該等第四透明線段形成複數條第一連接線；其中該等第一顯示像素單元之該等第一金屬線段、該等第二顯示像素單元之該等第二金屬線段、與該等第七顯示像素單元之該等第七金屬線段形成複數條第二連接線，且各該第二連接線橫跨各該第一連接線。
23. 如請求項22所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等第一顯示像素單元之每一者另包含一第六透明線段設置於該透明層內與一第六金屬線段置於該金屬層內，該等第四顯示像素單元之每一者另包含一第七透明線段設置於該透明層內，該等第五顯示像素單元之每一者另包含一第八透明線段設置於該透明層內，以及該等第七顯示像素單元之每一者另包括一第九透明線段設置於該透明層內，且該等第一顯示像素單元之該等第六透明線段與該等第六金屬線段、該等第四顯示像素單元之該等第七透明線段、該等第五顯示像素單元之該等第八透明線段、以及該等第七顯示像素單元之該等第九透明線段形成複數個顯示電極條，分別沿著該第一方向延伸，並與該等第一觸控電極條以及該等第二觸控電極條電性絕緣，且各該顯示電極條與各該第二觸控電極條重疊。