• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明實施例提供一種觸控面板，包含一觸控裝置與一顯示裝置。觸控裝置包含圖案化、透明的第一導電層，其包含一感應圖案與一防護圖案，其中感應圖案作為觸控裝置的一感應層，防護圖案作為顯示裝置的一靜電保護層。
    公开号:TW201303658A
    申请号:TW100123750
    申请日:2011-07-05
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Hsu-Ho Wu；Sung-Chun Lin；Yi-Chung Juan；Chang-Ching Yeh
    申请人:Hannstar Display Corp；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    觸控面板
        本發明係關於一種低成本的觸控面板。
        觸控面板(touch panel)結合了觸控技術與顯示技術，而普遍應用於電子裝置，例如電腦或手機中，同時作為輸入與顯示之用。
        觸控面板可分為外掛式觸控面板(on cell touch panel)與內嵌式觸控面板(in cell touch panel)兩種。外掛式觸控面板包含一觸控裝置與一顯示裝置；前者通常具有許多透明導線形成觸控感應單元(touch sensor)，後者例如一液晶顯示器。內嵌式觸控面板則是將觸控感應單元或光感應單元(photo sensor)，結合於液晶顯示器的畫素結構中。
        因為製程步驟增加，外掛式觸控面板的製造成本通常較高。圖1與圖2說明製造成本增加的原因，其中圖1為一種習知邊界電場切換液晶顯示器(Fringe Field Switching，FFS)的剖面圖，圖2顯示在圖1的顯示器上製作一觸控裝置。
        首先參見圖1，邊界電場切換液晶顯示器主要具有一下基板10、一上基板20，以及一液晶層30設置於兩基板(1、11)之間。於下基板10的內表面，一共通電極11(counter electrode)設置於下基板10上；一閘極絕緣層12設置於共通電極11上；複數個畫素電極13設置於閘極絕緣層12上；以及一配向層14覆蓋複數個畫素電極13。共通電極11與畫素電極13通常是由透明導電材質，例如氧化銦錫(Indium tin oxide)製成，用於驅動液晶層30，且共通電極11與畫素電極13之間的距離，小於上基板20與下基板10之間的距離。另外，下基板10還具有呈正交設置、但未繪出的複數條掃描線(gate line)與資料線(data line)以定義出複數個畫素單元，以及一薄膜電晶體設置於掃描線與資料線的交界區域。
        於上基板20的內表面，複數個黑矩陣21形成在上基板20的內表面；複數個彩色濾光層22，包含紅(R)、綠(G)、藍(B)濾光層，分別設置於黑矩陣21之間；一覆蓋層23(over coating)形成於黑矩陣21與彩色濾光層22上，以保護彩色濾光層22並使平坦化；一配向層24形成於覆蓋層23上。另外，於下基板10與上基板20的外表面上，通常設置有偏光板(未圖示)。
        當共通電極11與畫素電極13具有不同電壓，可產生一邊緣電場(fringe field)驅動液晶。但是由於兩電極(11、13)都設置於下基板10上，會有靜電產生的問題；因此，通常會在上基板20的外表面，形成一透明導電層25，例如氧化銦錫，作為靜電防護層25。
        接著參見圖2，如果要在邊界電場切換液晶顯示器(FFS)上形成觸控感應單元(touch sensor)，必須先形成一絕緣層40或覆蓋層40以隔離透明導電層25，接著依序形成透明導電層41、絕緣層42、透明導電層43、保護層44等等，以構成觸控感應單元。
        由以上說明可知，因為結構層數增加，導致製程步驟與材料增加，進而導致良率降低與製造成本增加。因此，有需要提出一種新的、成本較低的觸控面板結構。
        鑒於上述，本發明的目的在於提供一種觸控面板，具有較低的製造成本。
        根據上述目的，本發明實施例提供一種觸控面板，包含：一觸控裝置，用於偵測一觸控位置；一顯示裝置，位於該觸控位置下方；其中該觸控裝置包含一圖案化、透明的第一導電層，該第一導電層包含一第一感應圖案與一防護圖案，該第一感應圖案作為該觸控裝置的一感應層，該防護圖案作為該顯示裝置的一靜電保護層。
        以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的了解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。
        圖3顯示本發明較佳實施例觸控面板的剖面圖，其包含一觸控裝置2與一顯示裝置1。首先說明觸控裝置2的元件。一圖案化、透明的第一導電層50，其材質例如氧化銦錫，被形成於一顯示裝置1上。一透明的覆蓋層51，例如環氧樹脂、壓克力樹脂類，或其他絕緣材質，或正/負型光阻，被形成於第一導電層50上。一圖案化、透明的第二導電層52，其材質例如氧化銦錫，被形成於第一覆蓋層51上。一硬度較高的保護層53，被形成於第二導電層52上方。第一導電層50、覆蓋層51、第二導電層52構成觸控裝置2的觸控感應單元。
        另外，在保護層53上方可能還有未繪出的覆蓋鏡片(cover lens)，其材質例如聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate，PET)，以及一或多個絕緣層可能設置於覆蓋鏡片與保護層53之間。
        接著說明顯示裝置1的元件，本實施例觸控面板利用邊界電場切換液晶顯示器(FFS)作為顯示裝置1，但不限於此。顯示裝置1主要具有一下基板10、一上基板20，以及一液晶層30設置於兩基板(1、11)之間。於下基板10的內表面，一共通電極11設置於下基板10上；一閘極絕緣層12設置於共通電極11上；複數個畫素電極13設置於閘極絕緣層12上；以及一配向層14覆蓋複數個畫素電極13。共通電極11與畫素電極13通常是由透明導電材質，例如氧化銦錫製成，用於驅動液晶層30，且共通電極11與畫素電極13之間的距離，小於上基板20與下基板10之間的距離。另外，下基板10還具有呈正交設置、但未繪出的複數條掃描線與資料線以定義出畫素單元，以及一薄膜電晶體設置於掃描線與資料線的交界區域。
        此外，於上基板20的內表面，複數個黑矩陣21形成在上基板20的內表面；複數個彩色濾光層22，包含紅(R)、綠(G)、藍(B)濾光層，分別設置於黑矩陣21之間；一覆蓋層23(over coating)形成於黑矩陣21與彩色濾光層22上，以保護彩色濾光層22並使平坦化；一配向層24形成於覆蓋層23上。另外，於下基板10與上基板20的外表面上，通常設置有偏光板(未圖示)。如前所述，因為共通電極11與畫素電極13都設置於下基板10上，會有靜電產生的問題。為解決此問題，第一導電層50被設計成兼具—觸控感應與靜電防護—兩種功能。
        圖4至圖7B說明如何使第一導電層50兼具兩種功能，其中圖4為圖3中第一導電層50的上視圖，圖5為圖3中第二導電層52的上視圖，圖6為圖3中結合第一導電層50與第二導電層52的示意圖，圖7A為圖4至圖6所示觸控面板的驅動方法示意圖，圖7B為圖7A的一範例。
        參見圖4，在觸控面板的一可視區域VA內，第一導電層50包含兩個部分，一感應圖案50a與一防護圖案50b，且兩者之間沒有電性連接。感應圖案50a由複數條橫向設置的導線(y1, y2, y3…)構成，其彼此間沒有電性連接，但連接到相同的電壓源。防護圖案50b也是由複數條橫向設置的導線(s1, s2, s3…)構成，但彼此間經由設置於可視區域VA外的導線50c電性連接。不限於圖3所示的形狀，防護圖案50b與感應圖案50a被設計成使兩者之間的狹縫S較小，且狹縫S1設置於黑矩陣21上方；另外，防護圖案50b還作為感應圖案50a的一種浮接圖案(dummy pattern)；藉由上述設計，可避免使用者很容易區分具有導線(y1, y2, y3…)與不具有導線(y1, y2, y3…)的區域。
        參見圖5，在觸控面板的可視區域VA內，第二導電層52包含兩個部分，一感應圖案52a與一浮接圖案52b，且兩者之間沒有電性連接。感應圖案52a由複數條縱向設置的導線(x1, x2, x3…)構成，其彼此間沒有電性連接，但連接到相同的電壓源。浮接圖案50b包含複數條橫向設置於導線(x1, x2, x3…)之間的浮接次圖案(d1, d2, d3…)，且未連接電源。不限於圖5所示的形狀，感應圖案52a與浮接圖案52b被設計成使兩者之間的狹縫S2較小，且狹縫S2較佳地設置於黑矩陣21上方。注意在本發明其他實施例，浮接圖案52b可能被省略。
        參見圖6，第一導電層50的感應圖案導線(y1, y2,y3…)與第二導電層52的感應圖案導線(x1, x2, x3…)構成複數個電容式或電阻式的觸控感應單元；使用者的觸碰位置會使其電容或電阻值產生變化。
        注意在另一實施例，感應圖案50a與防護圖案50b可以是縱向設置、感應圖案52a與浮接圖案52b可以是橫向設置。
        參見圖7A與圖7B，其分別顯示圖4至圖6所示觸控面板的驅動方法與範例。在一個畫面(frame)的週期T內，區分成畫素期間T1與感應期間TS。於畫素期間T1，依序提供一閘極電壓VG於下基板10的掃描線(G1, G2, G3…)，使其所連接的薄膜電晶體被打開，以寫入畫素電壓於所連接的畫素電極13。同時，提供一共通電極電壓VC於共通電極11。同時，提供一防護電壓VP，經由導線50c，提供給防護圖案50b，使第一導電層50具有靜電防護功能。在感應期間TS內，有規則地提供導線(y1, y2, y3…)與導線(x1, x2, x3…)等一感應電壓VS，使第一導電層50與第二導電層52提供觸控感應功能。值得注意的是，圖7B所示僅為範例，根據顯示裝置模式，以及觸控感應單元的結構與原理，可有各種不同的驅動方法。
        以上實施例應用於如圖1的邊界電場切換液晶顯示器，主要發明概念是將原有的靜電防護層25圖案化並分為兩部分，再搭配驅動方式使其中一部分作為觸控感應單元(touch sensor)的一感應層，另一部分作為靜電防護層，如此相較於習知技術可減少至少兩個結構層，進而提升良率、降低製造成本。根據相同原理，本發明的概念也可應用於具有靜電防護層的其他類型顯示裝置，較佳為廣視角模式液晶顯示器，例如共平面切換液晶顯示器(In-Plane Switching mode，IPS)。
        以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其他未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
    1．．．顯示裝置
    2．．．觸控裝置
    10．．．下基板
    11．．．共通電極
    12．．．閘極絕緣層
    13．．．畫素電極
    14．．．配向層
    20．．．上基板
    21．．．黑矩陣
    22．．．彩色濾光層
    23．．．覆蓋層
    24．．．配向層
    25．．．透明導電層/靜電防護層
    30．．．液晶層
    40．．．絕緣層/覆蓋層
    41．．．透明導電層
    42．．．絕緣層
    43．．．透明導電層
    44．．．保護層
    50．．．第一導電層
    50a．．．感應圖案
    50b．．．防護圖案
    50c．．．導線
    51．．．覆蓋層
    52．．．第二導電層
    52a．．．感應圖案
    52b．．．浮接圖案
    53．．．保護層
    d1,d2,d3．．．浮接次圖案
    G1,G2,G3…．．．掃描線
    S．．．狹縫
    s1,s2,s3…．．．防護圖案導線
    T．．．週期
    T1．．．畫素期間
    TS．．．感應期間
    VA．．．可視區域
    VG．．．閘極電壓
    VS．．．感應電壓
    VP．．．防護電壓
    x1,x2,x3…．．．感應圖案導線
    y1,y2,y3…．．．感應圖案導線
    圖1為一種習知邊界電場切換液晶顯示器(Fringe Field Switching，FFS)的剖面圖。圖2顯示在圖1的顯示器上製作一觸控裝置。圖3顯示本發明較佳實施例觸控面板的剖面圖。圖4為圖3中第一導電層的上視圖。圖5為圖3中第二導電層的上視圖。圖6為圖3中結合第一導電層與第二導電層52的示意圖。圖7A為圖4至圖6所示觸控面板的驅動方法示意圖。圖7B為圖7A的一範例。
    50．．．第一導電層
    50a．．．感應圖案
    50b．．．防護圖案
    50c．．．導線
    S1．．．狹縫
    s1,s2,s3…．．．防護圖案導線
    y1,y2,y3…．．．感應圖案導線
    VA．．．可視區域
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種觸控面板，包含：　　 　　 一觸控裝置，用於偵測一觸控位置；以及　　 　　 一顯示裝置，位於該觸控位置下方；其中該觸控裝置包含一圖案化、透明的第一導電層，該第一導電層包含一第一感應圖案與一防護圖案，該第一感應圖案作為該觸控裝置的一感應層，該防護圖案作為該顯示裝置的一靜電保護層。
    [2] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該顯示裝置包一畫面週期，該畫面週期包含一畫素期間與一感應期間，該畫素期間用於驅動該顯示裝置的一液晶層，且提供一防護電壓給該防護圖案，該感應期間用於提供一感應電壓給該第一感應圖案。
    [3] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，尚包含：一透明的覆蓋層，位於該第一導電層上；一圖案化、透明的第二導電層，位於該覆蓋層上；該第一導電層、該覆蓋層、該第二導電層構成該觸控裝置的一觸控感應單元。
    [4] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該第二導電層包含一第二感應圖案與一浮接圖案。
    [5] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該第二感應圖案包含複數個呈平行排列、且彼此間沒有電性連接的感應圖案導線；該浮接圖案包含複數個呈平行排列、且並未連接電源的浮接次圖案，該浮接次圖案設置於該感應圖案導線之間。
    [6] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該第一感應圖案包含複數個呈平行排列、且彼此間沒有電性連接的感應圖案導線；該防護圖案包含複數個呈平行排列、彼此間電性連接的防護圖案導線，該防護圖案導線設置於該感應圖案導線之間。
    [7] 如申請專利範圍第6項的觸控面板，其中該防護圖案還作為該第一感應圖案的一浮接圖案(dummy pattern)。
    [8] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該顯示裝置包含一上基板、一下基板，以及一液晶層位於該上基板與該下基板之間，且該第一導電層位於該上基板相對於該下基板的外表面上。
    [9] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該下基板包含一共通電極與複數個畫素電極。
    [10] 如申請專利範圍第1項的觸控面板，其中該顯示裝置包含一邊界電場切換液晶顯示器(FFS)或一共平面切換液晶顯示器顯示器(IPS)。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI457797B|2014-10-21|觸控面板
    US10409434B2|2019-09-10|Integrated touch screens
    JP6224658B2|2017-11-01|タッチセンサ一体型表示装置
    US9091874B2|2015-07-28|Touch control liquid crystal display device
    TWI476666B|2015-03-11|內嵌式觸控面板
    CN103135292B|2015-10-14|具有触摸面板的液晶显示器装置
    KR101564332B1|2015-10-30|액정 표시 장치에 일체화된 터치 스크린 패널과 그 제조 방법 및 터치 센싱 방법
    US9285909B2|2016-03-15|Equalizing parasitic capacitance effects in touch screens
    JP3145537U|2008-10-09|キャパシティブ式タッチディスプレイパネル
    US9097928B2|2015-08-04|Capacitive touch panel and display device
    KR101546049B1|2015-08-20|터치 디스플레이 패널 및 그 구동 방법
    US20130314625A1|2013-11-28|Touch sensing display panel and touch sensing liquid crystal display panel
    TWI541712B|2016-07-11|觸控螢幕、觸控板及其驅動方法
    TW201222110A|2012-06-01|Liquid crystal display device
    US20150029144A1|2015-01-29|Display device
    KR101673206B1|2016-11-07|셀프 커패시터 방식 인셀 터치 액정표시장치
    CN102902390B|2015-07-15|触控面板
    TW201807549A|2018-03-01|觸控顯示面板
    WO2017181749A1|2017-10-26|内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置
    AU2013100573A4|2013-05-23|Integrated touch screens
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20130009886A1|2013-01-10|
    TWI457797B|2014-10-21|
    US9013419B2|2015-04-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    TWI514214B|2013-06-13|2015-12-21|Himax Tech Ltd|觸控顯示面板及其驅動方法|
    TWI575490B|2015-07-02|2017-03-21|群創光電股份有限公司|內嵌式觸控顯示面板及其驅動方法|CH685214A5|1991-10-15|1995-04-28|Hans Ulrich Meyer|Capteur capacitif de position.|
    KR100196201B1|1994-02-21|1999-06-15|모리시따 요오이 찌|디스플레이일체형좌표입력장치|
    KR101330214B1|2006-07-18|2013-11-18|삼성디스플레이 주식회사|터치 스크린 표시 장치 및 그 구동 방법|
    KR100845322B1|2006-09-05|2008-07-10|주식회사 애트랩|촉감을 위한 구조를 구비한 터치패드 및 이를 이용한 접촉센서|
    US7920129B2|2007-01-03|2011-04-05|Apple Inc.|Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer|
    US20080309633A1|2007-06-13|2008-12-18|Apple Inc.|Touch-sensitive display|
    TWI367437B|2007-09-29|2012-07-01|Au Optronics Corp|Touch panel and manufacturing method thereof|
    JP4945483B2|2008-02-27|2012-06-06|株式会社日立ディスプレイズ|表示パネル|
    KR20100006987A|2008-07-11|2010-01-22|삼성모바일디스플레이주식회사|터치 스크린 패널 및 그 제조방법|
    JP5429636B2|2009-04-10|2014-02-26|Ｎｌｔテクノロジー株式会社|タッチセンサ装置及びこれを備えた電子機器|
    US8237068B2|2009-08-07|2012-08-07|OpeanPeak Inc.|Projected capacitive touch-sensitive panel|
    JP5542427B2|2009-12-25|2014-07-09|株式会社ジャパンディスプレイ|液晶表示装置|
    CN101882040B|2010-03-12|2012-12-19|敦泰科技有限公司|在双层导电材料薄膜上设置电极的互电容触摸屏|
    US9489072B2|2010-04-15|2016-11-08|Atmel Corporation|Noise reduction in capacitive touch sensors|
    KR101224419B1|2010-10-26|2013-01-22|삼원에스티|터치패널센서|KR20150014106A|2013-07-29|2015-02-06|동우 화인켐 주식회사|터치 스크린 패널 및 그 제조 방법|
    CN103558942B|2013-11-08|2016-03-09|京东方科技集团股份有限公司|触摸屏及其制造方法|
    EP2960760B1|2014-06-24|2020-05-13|LG Innotek Co., Ltd.|Touch panel with a printing layer of a certain surface roughness|
    KR102302815B1|2014-07-01|2021-09-16|엘지이노텍 주식회사|터치 패널|
    KR102148491B1|2015-12-14|2020-08-26|엘지디스플레이 주식회사|박막트랜지스터 기판|
    US10019090B2|2016-03-18|2018-07-10|Apple Inc.|Display with touch sensor circuitry|
    法律状态:
    2014-10-21| GD4A| Issue of patent certificate for granted invention patent|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    TW100123750A|TWI457797B|2011-07-05|2011-07-05|觸控面板|TW100123750A| TWI457797B|2011-07-05|2011-07-05|觸控面板|
    US13/277,679| US9013419B2|2011-07-05|2011-10-20|Touch panel|
    [返回顶部]