TWI460639B - 影像顯示系統 - Google Patents

Description

影像顯示系統

本發明係有關於一種包含顯示面板之影像顯示系統，特別有關於一種具有內嵌式電容觸控結構之觸控顯示面板。

一般而言，內嵌式觸控式顯示面板的感應方式包括光學式或靜電式感應。光學式感應的觸控面板係利用位於畫素中的光感應器來感應外界光線，達到觸控的目的。然而，光學式感應容易受到外界光線亮度的影響，且受限於畫素面積的大小。當面板的解析度越高，畫素面積越小時，光學式感應的訊號會減弱，並且畫素中的光感應器會使得面板的開口率下降，因此光學式感應的觸控面板仍有許多問題待改善。

另一種內嵌式靜電式感應的觸控面板則是利用接觸面板時產生的電容，達到觸控的目的。請參閱第1圖，其為習知的靜電式感應觸控面板100之平面示意圖。習知的靜電式感應觸控面板100具有多個菱形導電結構12和18，排列成行(column)的菱形導電結構12由X軸電極10連接，並耦接至X軸電路14，排列成列(row)的菱形導電結構18則由Y軸電極16連接，並耦接至Y軸電路20。菱形導電結構12和X軸電極10位於同一導電層中，而菱形導電結構18和Y軸電極16則位於另一導電層中，導電層的材料例如為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)，因此習知的靜電式感應觸控面板100需具有兩層ITO導電層結構。

請參閱第2圖，其係顯示沿著第1圖中的線2-2’，為習知的內嵌式靜電式感應觸控面板100之上基板102的剖面圖。上基板102內具有靜電式感應觸控面板所需的電容結構，首先在玻璃基板22上形成X軸電極10與菱形導電結構12，並在X軸電極10上覆蓋介電層24，然後在介電層24上形成Y軸電極16與菱形導電結構18，並在Y軸電極16與菱形導電結構18上覆蓋介電層26。接著，在介電層26上形成彩色濾光片層28，並在彩色濾光片層28及介電層26上形成共用電極層30。

靜電式感應觸控面板係藉由偵測觸碰面板所產生的電容，達到觸控的目的，其中欲偵測的電容係由觸碰面板處與面板中的導電層提供。然而，習知的內嵌式靜電式感應觸控面板100具有兩層導電層，例如電極10和16，二層導電層與共用電極層30之間也會產生寄生電容，而且Y軸電極16與共用電極層30之間僅相隔一層介電層26，因此所產生的寄生電容值也較大。由於寄生電容會干擾觸控面板實際上欲偵測的電容值，使得偵測訊號靈敏度降低，因此習知的內嵌式靜電式感應觸控面板100之偵測訊號靈敏度不佳。

有鑑於此，業界亟需一種具有內嵌式電容觸控結構之顯示面板，其可以改善上述問題。

本發明提供一種包含觸控顯示面板之影像顯示系統，該觸控顯示面板包括：第一基板；電極陣列設置於第一基板上，該電極陣列包含第一觸控區；第一共用電極層設置於電極陣列上；以及第一介電層設置於電極陣列與第一共用電極層之間。

為了讓本發明之上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之具有內嵌式電容觸控結構的觸控顯示面板僅係利用一層透明電極層作為觸控區，以達到觸控之目的，其可以降低寄生電容，提高偵測訊號的靈敏度。此外，只使用一層透明電極層還可以降低對面板光學特性的衝擊，例如對於顯示畫面之亮度、對比、均勻性等的影響較小。

請參閱第3圖，其為依據本發明一實施例之觸控顯示面板300的內嵌式電容觸控結構之平面示意圖。在觸控顯示面板300中具有複數個觸控區310，其係以陣列排列的按鍵形式呈現在顯示面板300上，形成電極陣列312，其中位於顯示面板300之X軸方向和Y軸方向上的複數個觸控區310都是設置在同一層電極層結構中，具有共同的平面，且彼此電性絕緣。在本發明之一實施例中，每一個觸控區310可以是圓形的按鍵，且其直徑約為5至15mm之間，例如10mm。雖然第3圖中每一個觸控區310為圓形按鍵，熟悉此技藝人士當可瞭解，複數個觸控區310中的任意一個也可以是橢圓形、正方形、矩形、三角形、多邊形或其他任意形狀之按鍵，並且觸控區310的寬度可介於約5至15mm之間。另外，電極陣列312的排列形狀可以是圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形、多邊形或其他任意形狀。

請參閱第4A圖，其係顯示沿著第3圖中的線4-4’，依據本發明一實施例之觸控顯示面板300之剖面示意圖。顯示面板300具有顯示區330，以及圍繞顯示區330的週邊區340。在第一基板301上形成透明電極層303，透明電極層303例如為銦錫氧化物或銦鋅氧化物。透明電極層303在對應顯示區330的部分，係經圖案化以形成複數個觸控區310，其係作為內嵌式電容觸控結構的下電極板。當觸碰觸控顯示面板300上的觸控區310，例如使用者的手指(係作為內嵌式電容觸控結構的上電極板)觸碰觸控區310時，手指上帶有的靜電會與觸控區310之間產生一電容而形成內嵌式電容觸控結構。

接著，在透明電極層303上覆蓋介電層305，在本發明之一實施例中，可以在介電層305上形成彩色濾光片層311，然後在彩色濾光片層311上覆蓋另一介電層307，介電層305和307可以是矽氧化物、矽氮化物、有機化合物或前述之組合。在介電層305和307形成之後，分別在週邊區340的介電層305和307內分別形成開口321和323，且開口323的尺寸大於開口321，由開口321和323所組成的開口320暴露出透明電極層303。接著，在介電層307上及開口320內順應性地形成共用電極層309，共用電極層309例如為銦錫氧化物或銦鋅氧化物，共用電極層309藉由開口320與透明電極層303電性連接。

另外，顯示面板300還包含與第一基板301對向設置的第二基板319，第二基板可以是薄膜電晶體陣列(TFT Array)基板，第二基板319上具有電極層(未顯示)，例如為掃描線、資料線或共用電極線，且第二基板319上還具有薄膜電晶體332。在第二基板319上形成介電層317，介電層317可以是矽氧化物、矽氮化物、有機化合物或前述之組合，然後在週邊區340的介電層317內形成開口325，暴露出第二基板319上的電極層。接著，在介電層317上及開口325內順應性地形成共用電極層315，共用電極層315例如為銦錫氧化物或銦鋅氧化物，共用電極層315藉由開口325與第二基板319上的電極層電性連接。

依據本發明之一實施例，可以在第一基板301與第二基板319之間夾設液晶層327，利用位於週邊區340的框膠(未顯示)可將液晶層327密封，框膠中含有複數個導電物313，這些導電物313與共用電極層309和315接觸，因此可使得第一基板301上的透明電極層303藉由共用電極層309、導電物313以及共用電極層315，電性連接至第二基板319上的電極層。此外，在一實施例中，位於顯示區330內，共用電極層309與315之間的距離d1約為2至6μm之間，例如d1可為3μm，而位於週邊區340內，共用電極層309與315之間的距離d2則約為5至7μm之間，例如d2可為5μm。

接著，請參閱第4B圖，其係顯示沿著第3圖中的線4-4’，依據本發明另一實施例之觸控顯示面板300之剖面示意圖。第4B圖之觸控顯示面板300與第4A圖的差異在於其中的彩色濾光片層311係直接設置於透明電極層303上，然後在彩色濾光片層311上覆蓋兩層介電層305和307。其他的元件則與第4A圖的顯示面板300相同，在此不再贅述。

另外，請參閱第4C圖，其係顯示沿著第3圖中的線4-4’，依據本發明又另一實施例之觸控顯示面板300之剖面示意圖，其中的彩色濾光片層311係設置於兩層介電層305和307之上，其他的元件同第4A圖的觸控顯示面板300，在此不再贅述。

本發明係利用一層的透明電極層303經圖案化以形成觸控區310，作為內嵌式電容觸控結構的下電極，而且在透明電極層303與共用電極層309之間至少有兩層介電層305和307存在。由於電容值與兩電極之間的距離成反比，因此在本發明之顯示面板300中，透明電極層303與共用電極層309之間產生的寄生電容值會較只具有一層介電層之習知的觸控面板100降低約3至4倍，進而使得本發明之觸控顯示面板可被偵測到的觸控訊號雜訊比(signal to noise ratio，簡稱S/N)提高約3至4倍。

另外，依據本發明之觸控顯示面板300，可配合操作者手指觸碰面板的動作，以判定觸控顯示面板300應該執行的指令。當手指滑動觸碰某些觸控區310時，藉由偵測在不同時間及不同位置的觸控區上所得到的訊號，可判定操作者手指動作代表的指令為拖拉(draw)、捲軸(scroll)、放大/縮小(zoom in/out)、敲擊(click)或雙敲擊(double click)等。

請參閱第5圖，其係顯示沿著第3圖中的線4-4’，依據本發明一實施例之有機發光二極體(OLED)觸控顯示面板300之剖面示意圖，其與第4A圖之觸控顯示面板的主要差別在於第二基板319上設置有陽極434、發光層436、陰極438和保護層442，以形成OLED結構，並且於第一基板301與第二基板319之間設置填充材料427。此外，於彩色濾光片層311上並未再覆蓋介電層307和共用電極層309。

雖然上述實施例係以具有彩色濾光片層之觸控顯示面板為例說明，然而在本發明之另一實施例中，觸控顯示面板也可以不設置彩色濾光片層。

本發明可應用在各種顯示器中，例如穿透式液晶顯示器、反射式液晶顯示器、半穿反液晶顯示器或電激發光顯示裝置(electroluminescene display)等。

接著請參閱第6圖，其為依據本發明之包含觸控顯示面板之影像顯示系統600的配置示意圖，其中包含顯示器400，該顯示器具有本發明所述之觸控顯示面板300，該顯示器400可為電子裝置的一部份。一般而言，影像顯示系統600包含顯示器400及控制單元500，控制單元500與顯示器400耦接。控制單元500除了可傳輸訊號至顯示器，使顯示器顯示影像之外，還可以接收來自顯示面板之內嵌式電容觸控結構產生的第一訊號，並傳輸對應於第一訊號之第二訊號至顯示器，以使顯示器依據觸控動作而顯示影像。上述之電子裝置可為行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。

雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

10．．．X軸電極

12、18．．．菱形導電結構

14．．．X軸電路

16．．．Y軸電極

20．．．Y軸電路

22．．．基板

24、26．．．介電層

28．．．彩色濾光片層

30．．．共用電極層

100．．．觸控面板

102．．．上基板

300．．．顯示面板

301．．．第一基板

303．．．透明電極層

305、307、317．．．介電層

309、315．．．共用電極層

310．．．觸控區

311．．．彩色濾光片層

312．．．電極陣列

313．．．導電物

319．．．第二基板

320、321、323、325．．．開口

327．．．液晶層

330．．．顯示區

332．．．薄膜電晶體

340．．．週邊區

400．．．顯示器

427．．．填充材料

434．．．陽極

436．．．發光層

438．．．陰極

442．．．保護層

500．．．控制單元

600．．．影像顯示系統

第1圖係顯示習知的靜電式感應觸控面板之平面示意圖。

第2圖係顯示習知的靜電式感應觸控面板之上基板的剖面圖。

第3圖為依據本發明一實施例之觸控顯示面板的電極陣列之平面示意圖。

第4A圖係顯示依據本發明一實施例之觸控顯示面板的剖面示意圖。

第4B圖係顯示依據本發明另一實施例之觸控顯示面板的剖面示意圖。

第4C圖係顯示依據本發明又另一實施例之觸控顯示面板的剖面示意圖。

第5圖係顯示依據本發明一實施例之有機發光二極體觸控顯示面板的剖面示意圖。

第6圖係顯示依據本發明一實施例之包含觸控顯示面板的影像顯示系統的配置示意圖。

300．．．觸控顯示面板

301．．．第一基板

303．．．透明電極層

305、307、317．．．介電層

309、315．．．共用電極層

310．．．觸控區

311．．．彩色濾光片層

312．．．電極陣列

313．．．導電物

319．．．第二基板

320、321、323、325．．．開口

327．．．液晶層

330．．．顯示區

332．．．薄膜電晶體

340．．．週邊區

Claims (15)

1. 一種影像顯示系統，包含：一觸控顯示面板，具有一顯示區以及圍繞該顯示區的一周邊區，包括：一第一基板：一電極陣列，設置於該第一基板上，該電極陣列包含複數個沿著X軸方向與Y軸方向以陣列形式排列的觸控區，該些觸控區設置在一相同的電極層中，並具有一共同的平面，且該些觸控區包含一第一觸控區；一第一共用電極層，設置於該電極陣列上；一第一介電層，設置於該電極陣列與該第一共用電極層之間；一第二介電層，設置於該第一介電層與該第一共用電極層之間；一開口，設置於該第一介電層和該第二介電層中，並且位於該周邊區，其中該開口暴露出含有該電極陣列的該電極層；一第二基板，與該第一基板對向設置；一框膠，含有複數個導電物，設置於該第一基板與該第二基板之間；以及一第二共用電極層，設置於該第二基板之上，且面對該第一共用電極層，其中該第一共用電極層經由該開口電性連接至含有該電極陣列的該電極層，並且該第一共用電極層更經由該框膠含有的該些導電物電性連接至該第二共用電極層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一彩色濾光片層設置於該第一介電層與該第二介電層之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一彩色濾光片層設置於該第一介電層和該第二介電層之上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一彩色濾光片層設置於該第一介電層和該第二介電層之下。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該電極陣列包括一銦錫氧化物或一銦鋅氧化物。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一觸控區的形狀包括圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形或多邊形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一觸控區的寬度介於5至15mm之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該些觸控區更包括一第二觸控區，該第二觸控區與該第一觸控區電性絕緣。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該電極陣列的形狀包括圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形或多邊形。
10. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包含一顯示器，該顯示器包含該觸控顯示面板。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示系統，其 中該顯示器係為一液晶顯示器。
12. 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示系統，其中該顯示器係為一電激發光顯示裝置。
13. 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示系統，更包括一電子裝置，該電子裝置包括：該顯示器；以及一控制單元，與該顯示器耦接，其中該控制單元傳輸一訊號至該顯示器，以使該顯示器顯示一影像。
14. 如申請專利範圍第13項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置係為一行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。
15. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第二基板具有一薄膜電晶體形成於其上。