窄邊框的內嵌顯示觸控結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構，包括有一上基板、一下基板、一遮光層、一第一及一第二感應電極層。上基板及下基板以平行成對的配置將一液晶層夾置于二基板之間。遮光層是由多條遮光線條所構成。第一及第二感應電極層分別具有位于一第一方向(Y)設置的M條第一導體線及N條連接線、位于一第二方向(X)設置的N條第二導體線，每一第二導體線以一對應的第i條連接線延伸至該窄邊框的內嵌顯示觸控結構的一側邊，該M條第一導體線、該N條連接線、及該N條第二導體線的位置是依據與該多條遮光線條的位置相對應而設置。
【專利說明】窄邊框的內嵌顯示觸控結構

【技術領域】
[0001]本實用新型是關于一種具有觸摸板的顯示屏幕的結構，尤指一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構。

【背景技術】
[0002]現代消費性電子裝置多配備觸摸板做為其輸入設備之一。觸摸板根據感測原理的不同可分為電阻式、電容式、音波式、及光學式等多種。
[0003]觸控面板的技術原理是當手指或其他介質接觸到屏幕時，依據不同感應方式，偵測電壓、電流、聲波或紅外線等，以此測出觸壓點的坐標位置。例如電阻式即為利用上、下電極間的電位差，計算施壓點位置檢測出觸控點所在。電容式觸控面板是利用排列的透明電極與人體之間的靜電結合所產生的電容變化，從所產生的電流或電壓來檢測其坐標。
[0004]隨著智能型手機的普及，多點觸控的技術需求與日俱增。目前，多點觸控主要是通過投射電容式(Projected Capacitive)觸控技術來實現。
[0005]投射電容式技術主要是通過雙層氧化銦錫材質(Indium Tin Oxide, ITO)形成行列交錯感測單元矩陣，以偵測得到精確的觸控位置。投射電容式觸控技術的基本原理是以電容感應為主，利用設計多個蝕刻后的氧化銦錫材質電極，增加數組存在不同平面、同時又相互垂直的透明導線，形成類似Χ、Υ軸驅動線。這些導線都皆由控制器所控制，其是依序輪流掃瞄偵測電容值變化至控制器。
[0006]圖1是已知的觸控面板結構100的示意圖。已知的觸控面板結構100上的感應導體線110、120是依第一方向(Y)及第二方向(X)設置。當感應導體線120執行觸控感應時要將感測到的信號傳輸至一軟性電路板130上的控制電路131時，需經由面板140的側邊走線方能連接至該軟性電路板130。此種設計將增加觸控面板邊框的寬度，并不適合窄邊框設計的趨勢。因此，已知平面顯示觸控結構仍有改善的空間。
實用新型內容
[0007]本實用新型的主要目的是在提供一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構，可大幅增加透光度，同時可大幅節省材料成本及加工成本，且較已知技術更適合設計在窄邊框的內嵌顯示觸控面板。
[0008]依據本實用新型的一特色，本實用新型提出一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，包括有:
[0009]一上基板；
[0010]一下基板，該上基板及該下基板以平行成對的配置將一液晶層夾置于二基板之間；
[0011 ] 一遮光層,位于該上基板的面對于該液晶層的同一側的表面，該遮光層由多條遮光線條所構成；
[0012]一第一感應電極層，位于該遮光層的面對于該液晶層的同一側，并具有位于一第一方向(Y)設置的M條第一導體線及N條連接線，其依據一觸控驅動信號而感應是否有一外部對象接近，其中，M、N為正整數；以及
[0013]—第二感應電極層,位于該第一感應電極層的面對于該液晶層的同一側的表面上，并具有位于一第二方向(X)設置的N條第二導體線，其執行觸控感應時，接受該觸控驅動信號，每一第二導體線以一對應的第i條連接線延伸至該窄邊框的內嵌顯示觸控結構的一側邊，i為正整數且KiSN;
[0014]其中，該M條第一導體線、該N條連接線、及該N條第二導體線的位置依據與該遮光層的該多條遮光線條的位置相對應而設置。
[0015]其中，每一第一導體線分別以對應的金屬走線延伸至該上基板的同一側邊，以進一步連接至一軟性電路板。
[0016]其中，該N條連接線由金屬導電材料所制成。
[0017]其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線由多條金屬感應線所構成。
[0018]其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線的該多條金屬感應線形成一個四邊型區域，在每一個四邊型區域中的金屬感應線電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間并未連接。
[0019]其中，該第一方向垂直第二方向。
[0020]其中，該N條連接線的每一條連接線設置于兩條第一導體線之間。
[0021]其中，該四邊型區域為下列形狀其中之一:長方形、正方形。
[0022]其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線的該多條金屬感應線所形成的該每一個四邊型區域中的金屬感應線由導電的金屬材料或合金材料所制成。
[0023]其中，該導電的金屬材料為下列其中之一:絡、鎖、招、銀、銅、欽、鎮、組、鉆、鶴、續、隹丐、鉀、鋰、銦、合金、氟化鋰、氟化鎂、氧化鋰。
[0024]其還包含:
[0025]一薄膜晶體管層，位于該下基板的面對于該液晶層的同一側的表面，該薄膜晶體管層具有K條柵極驅動線及L條源極驅動線，依據一顯示像素信號及一顯示驅動信號，以驅動對應的像素晶體管及像素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數；
[0026]一彩色濾光層，位于該遮光層的面對于該液晶層的同一側的表面上；
[0027]一共通電極層，位于該上基板與下基板之間；
[0028]—第一偏光層，位于該上基板的面對于該液晶層的另一側的表面；以及
[0029]—第二偏光層，位于該下基板的面對于該液晶層的另一側的表面。
[0030]本實用新型的有益效果是，其可大幅增加透光度，同時可大幅節省材料成本及加工成本，且較已知技術更適合設計在窄邊框的內嵌顯示觸控面板。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為進一步說明本發明的技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中:
[0032]圖1是已知的觸控面板結構的示意圖。
[0033]圖2是本實用新型的一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構的立體示意圖。
[0034]圖3是一般已知遮光層的示意圖。
[0035]圖4是本實用新型的一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構的示意圖。
[0036]圖5是是本實用新型圖4中A-A’處的剖面圖。
[0037]圖6是本實用新型的一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構的另一示意圖。
[0038]圖7是本實用新型第一導體線的示意圖。

【具體實施方式】
[0039]本實用新型是關于一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構。圖2是本實用新型的一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的立體示意圖，如圖所示，該窄邊框的內嵌顯示觸控結構200包括有一上基板210、一下基板220、一液晶層230、一遮光層(black matrix) 240、一第一感應電極層250、一第二感應電極層260、一彩色濾光層(color filter) 270、一保護層(over coat) 280、一薄膜晶體管層290、一共通電極層(Vcom) 300、一第一偏光層(upperpolarizer) 310、及一第二偏光層(lower polarizer) 320。
[0040]該上基板210及該下基板220較佳為玻璃基板，該上基板210及該下基板220以平行成對的配置將該液晶層230夾置于二基板210、220之間。
[0041]該遮光層(black matrix) 240是位于該上基板210的面對于液晶層230的同一側的表面，該遮光層240是由多條遮光線條所構成。
[0042]圖3是一般已知遮光層240的示意圖。如圖3所示，已知遮光層240是由不透光的黑色絕緣材質的線條構成多條遮光線條241，所述黑色絕緣材質的多條遮光線條241是互相垂直分布于該已知遮光層240,故該已知遮光層240又稱為黑矩陣(black matrix)。在所述黑色絕緣材質的線條之間的區域243則分布有第一感應電極層250及彩色濾光層(colorfilter) 270。
[0043]本實用新型是在已知的遮光層240的面對于該液晶層的同一側設置第一感應電極層250及第二感應電極層260，并在其上布植感應觸控圖型結構。
[0044]該第一感應電極層250位于該遮光層240的面對于該液晶層230的同一側，并具有位于一第一方向(Y)設置的M條第一導體線40-1、40-2、...、40-M及N條連接線41-1、41-2、…、41-N(參照圖4)，其依據一觸控驅動信號而感應是否有一外部對象接近，其中，M、N為正整數。其中，該M條第一導體線40-1、40-2、...、40-Μ及該N條連接線41_1、41_2、…、41-N是由金屬導電材料所制成。
[0045]該第二感應電極層260位于該第一感應電極層250的面對于該液晶層230的同一側的表面上，并具有位于一第二方向(X)設置的N條第二導體線50-1、50-2、…、50-N(參照圖4)，其執行觸控感應時，接受該觸控驅動信號，每一第二導體線50-1、50-2、…、50-N以一對應的第i條連接線41-1、41-2、…、41-N延伸至該窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的一側邊201，i為整數且I < i < N。其中，該第一方向是垂直第二方向。該M條第一導體線 40-1,40-2,...、40-M、該 N 條連接線 41_1、41_2、...、41_N、及該 N 條第二導體線 50-1,50-2、...、50-Ν的位置是依據與該遮光層240的該多條遮光線條241的位置相對應而設置。
[0046]如圖4所示，該M條第一導體線40-1、40_2、...、40_Μ及該N條第二導體線50-1、50-2、".、50-Ν的每一導體線是由多條金屬感應線所構成。該M條第一導體線40-1、40-2、…、40-Μ及該N條第二導體線50-1、50-2、…、50-Ν并未電氣連接。其可在該第一感應電極層250及該第二感應電極層260之間設置一絕緣層330。亦可僅在該M條第一導體線40-1、40-2、...、40-M及該N條第二導體線50-1、50-2、...、50-N交叉處設置絕緣走線或絕緣區塊。
[0047]該M條第一導體線40-1、40-2、…、40-M及該N條第二導體線50_1、50_2、…、50-N的每一導體線的該多條金屬感應線形成一個四邊型區域，在每一個四邊型區域中的金屬感應線是電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間并未連接。其中，該四邊型區域是為下列形狀其中之一:長方形、正方形。
[0048]該N條連接線41-1、41_2、…、41-N的每一條連接線是設置于兩條第一導體線40-1、40-2、…、40-M 之間。
[0049]該M條第一導體線40-1、40-2、…、40-M及該N條第二導體線50_1、50_2、…、50-N的每一導體線的該多條金屬感應線所形成的每一個四邊型區域中的金屬感應線是由導電的金屬材料或合金材料所制成。其中，該導電的金屬材料是為下列其中之一:鉻、鋇、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鶴、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)、合金、氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(L1)、或合金或硅化物。
[0050]如圖4所示，該每一第二導體線50-1、50_2、…、50-N在虛線橢圓處與對應的連接線41-1、41-2、...、41-N電氣連接，而該N條連接線41-1、41-2、…、41-N的每一條連接線亦分別以對應的金屬走線延伸至該窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的同一側邊201，以進一步連接至一軟性電路板600。每一第一導體線40-1、40-2、…、40-M是分別以對應的金屬走線延伸至該面板的同一側邊201，以進一步連接至一軟性電路板600。
[0051]該窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的表面是用以接收至少一個觸控點。其還包含有一控制電路610，其是經由該軟性電路板600電性連接至該M條第一導體線40-1、
40-2、…、40-M及該 N 條第二導體線 50-1、50-2、...、50_N。
[0052]該M條第一導體線40-1、40-2、...、40_M及該N條第二導體線50_1、50_2、…、50-N是根據一手指或一外部對象觸碰該窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的至少一觸控點的位置而對應地產生一感應信號。一控制電路610是經由該軟性電路板600電性連接至該M條第一導體線40-1、40-2、...、40-M及該N條第二導體線50-1、50-2、...、50_N，并依據感應信號計算該至少一觸控點的坐標。
[0053]圖5是是本實用新型圖4中A-A’處的剖面圖。如圖5所示，該第二導體線50_N與該連接線41-1在圖4中的B橢圓處電氣連接。如圖2及圖5所示，在該第一感應電極層250及該第二感應電極層260之間設有該絕緣層330，該第二導體線50-N經由貫孔(via) 52穿過該絕緣層330而與該連接線41-1電氣連接，亦即，經由該連接線41-1，該第二導體線50-N可將其感測到的信號傳輸至該控制電路610。
[0054]圖6是本實用新型的一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構200的另一示意圖。其與圖4主要差別在于該N條連接線41-1、41-2、…、41-N的長度并非一致，而是逐漸減小。
[0055]圖7是本實用新型第一導體線40-M的示意圖，如圖6所示，該四邊型區域是由在第一方向上的3條金屬感應線L2及在第二方向上的2條金屬感應線LI所構成的長方形。于其他實施例，該金屬感應線的數目可依需要而改變。
[0056]線段LI及線段L2的寬度較佳與遮光層240的遮光線條241寬度相同或稍小于遮光線條241寬度。該M條第一導體線40-1、40-2、...、40_M、該N條連接線41_1、41_2、…、
41-N、及該N條第二導體線50-1、50-2、…、50-N的位置是依據與該遮光層240的該多條遮光線條241的位置相對應而設置。亦即，由該上基板210往該下基板220方向看過去，該M條第一導體線40-1、40-2、...、40-M、該N條連接線41-1、41-2、...、41_N、及該N條第二導體線50-1、50-2、…、50-N是設置在該多條遮光線條241的位置的下方，因此會被該多條遮光線條241遮住，使用者則看不到該M條第一導體線40-1、40-2、...、40_M、該N條連接線
41-1、41-2、...、41-N、及該N條第二導體線50-1、50-2、…、50-N，因此并不影響透光率。
[0057]薄膜晶體管層(TFT) 290位于該下基板220的面對于液晶層230的同一側的表面。該薄膜晶體管層290具有K條柵極驅動線及L條源極驅動線，依據一顯示像素信號及一顯示驅動信號，以驅動對應的像素晶體管及像素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。薄膜晶體管層290更具有薄膜晶體管291及透明電極293。
[0058]該彩色濾光層270位于該遮光層240的面對于該液晶層230的同一側的表面上。該共通電極層300位于該上基板210與下基板220之間。該保護層(over coat) 280位于該第二感應電極層260的面對于該液晶層230的同一側的表面上。該第一偏光層310是位于該上基板210的面對于該液晶層230的另一側的表面。該第二偏光層320是位于該下基220板的面對于該液晶層230的另一側的表面。
[0059]已知氧化銦錫材質(ITO)所做的電極點其平均透光率僅約為90%，而本實用新型的該M條第一導體線40-1,40-2,…、40-M、該N條連接線41_1、41_2、...、41_N、及該N條第二導體線50-1、50-2、…、50-N是設置在該多條遮光線條241的位置的下方，因此并不影響透光率，故本實用新型的平均透光率遠較已知技術為佳。當本實用新型的窄邊框的觸控面板結構與液晶顯示面板結合時，可使液晶顯示面板的亮度較已知技術更亮。或是在相同的亮度下，減低液晶顯示面板的背光能量消耗。
[0060]由前述說明可知，圖1已知技術的設計將增加觸控面板邊框的寬度，并不適合窄邊框設計的趨勢。當本實用新型的窄邊框的觸控面板結構與液晶顯示面板結合時，可使液晶顯示面板的亮度較已知技術更亮。或是在相同的亮度下，減低液晶顯示面板的背光能量消耗。
[0061]同時，當采用氧化銦錫材質當作跨橋結構以連接兩個氧化銦錫材質的電極點時，由于氧化銦錫材質不像金屬具有良好的延展性，容易在跨橋處產生斷點或是電氣信號不良等現象。若使用金屬當作跨橋結構以連接兩個氧化銦錫材質的電極點時，由于金屬與氧化銦錫材質為異質材質，容易在跨橋處產生電氣信號不良現象，而影響觸碰點的正確性。
[0062]而本實用新型不論是M條第一導體線40-1、40_2、...、40_M及N條第二導體線50-1、50-2、...、50-Ν或是走線均為金屬材質，可較已知技術有較佳的傳導性，而容易將導體線的感應信號傳輸至該控制電路，而使該控制電路計算出的坐標更準確。較已知技術有較佳的透光率，且可避免使用昂貴的氧化銦錫材質，據此降低成本。且較已知技術更適合設計在窄邊框的觸控面板。
[0063]上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本實用新型所主張的權利范圍自應以申請專利范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
【權利要求】
1.一種窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，包括有: 一上基板； 一下基板，該上基板及該下基板以平行成對的配置將一液晶層夾置于二基板之間； 一遮光層，位于該上基板的面對于該液晶層的同一側的表面，該遮光層由多條遮光線條所構成； 一第一感應電極層，位于該遮光層的面對于該液晶層的同一側，并具有位于一第一方向(Y)設置的M條第一導體線及N條連接線，其依據一觸控驅動信號而感應是否有一外部對象接近,其中，M、N為正整數；以及 一第二感應電極層，位于該第一感應電極層的面對于該液晶層的同一側的表面上，并具有位于一第二方向(X)設置的N條第二導體線，其執行觸控感應時，接受該觸控驅動信號，每一第二導體線以一對應的第i條連接線延伸至該窄邊框的內嵌顯示觸控結構的一側邊，i為正整數且KiSN; 其中，該M條第一導體線、該N條連接線、及該N條第二導體線的位置依據與該遮光層的該多條遮光線條的位置相對應而設置。
2.如權利要求1所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，每一第一導體線分別以對應的金屬走線延伸至該上基板的同一側邊，以進一步連接至一軟性電路板。
3.如權利要求2所述的窄邊框的內嵌觸控面板結構，其特征在于，其中，該N條連接線由金屬導電材料所制成。
4.如權利要求3所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線由多條金屬感應線所構成。
5.如權利要求4所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線的該多條金屬感應線形成一個四邊型區域，在每一個四邊型區域中的金屬感應線電氣連接在一起，而任兩個四邊型區域之間并未連接。
6.如權利要求5所述的窄邊框的內嵌顯不觸控結構,其特征在于,其中，該第一方向垂直第二方向。
7.如權利要求6所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該N條連接線的每一條連接線設置于兩條第一導體線之間。
8.如權利要求7所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該四邊型區域為下列形狀其中之一:長方形、正方形。
9.如權利要求8所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該M條第一導體線及該N條第二導體線的每一導體線的該多條金屬感應線所形成的該每一個四邊型區域中的金屬感應線由導電的金屬材料或合金材料所制成。
10.如權利要求9所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其中，該導電的金屬材料為下列其中之一:絡、鎖、招、銀、銅、欽、鎮、組、鉆、鶴、續、韓、鐘、裡、鋼、合金、氣化鋰、氟化鎂、氧化鋰。
11.如權利要求10所述的窄邊框的內嵌顯示觸控結構，其特征在于，其還包含: 一薄膜晶體管層，位于該下基板的面對于該液晶層的同一側的表面，該薄膜晶體管層具有K條柵極驅動線及L條源極驅動線，依據一顯示像素信號及一顯示驅動信號，以驅動對應的像素晶體管及像素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數；一彩色濾光層，位于該遮光層的面對于該液晶層的同一側的表面上；一共通電極層，位于該上基板與下基板之間；一第一偏光層，位于該上基板的面對于該液晶層的另一側的表面；以及一第二偏光層，位于該下基板的面對于該液晶層的另一側的表面。
【文檔編號】G06F3/041GK203982338SQ201420366853
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】李祥宇 申請人:速博思股份有限公司