专利名称：触控像素阵列基板、触控显示面板与触控像素结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种触控像素阵列基板、触控显示面板以及触控像素结构，且特别是有关于光学式触控的触控像素阵列基板、触控显示面板以及触控像素结构。
背景技术：
人机界面(man-machine interface,MMI)是指人与机器之间沟通的媒介。一般市面上贩售的电子装置，为了让使用者方便操作，都会设计一个人机界面，以提供使用者执行电子装置的各项功能。随着资讯技术、无线行动通讯和资讯家电的快速发展与应用，为了达到携带更便利、体积更轻巧化以及操作更人性化的目的，许多电子装置已由传统的键盘或滑鼠等输入装置，转变为使用触控面板(touch panel)作为输入装置。其中，显示面板与触控面板的结合使得人机界面的设计具有更高便利性。目前，触控面板与显示面板结合的方式大致可分为外挂(plug-in)式以及内建(built-in)式两种。当触控面板与显示面板以内建方式结合时，有助于减小电子装置的体积并达到体积薄化的需求。因此，触控面板内建于显示面板的技术已逐渐地受到重视，而且将光学式触控面板(optical touch panel)直接内建至显示面板以形成光学式触控显示面板(optical touch display panel)的技术也逐渐地成熟与稳定。一般而言，内建在显示面板中的光学式触控面板具有多个以矩阵形式排列的光感测单元(photo sensing unit),藉以感测是否有触碰事件(touch event)发生。若某一光感测单元感测到有触碰事件发生的话，则此光感测单元会据以输出相应的判读信号(judgingsignal)给后端处理电路(back-end processing circuit)进行处理/判断,从而使得装配有光学式触控显示面板的电子装置执行相应的功能。目前来说，内建光感测单元的像素阵列基板上会设置读取线以将触碰事件的判读信号传输到后端处理电路。然而，将读取线设置在像素阵列基板上时，会受到其他线路电性耦合的影响，进而导致读取线的信号受到干扰。如此一来，触碰事件的判断会变得不准确，而使得装设有光学式触控显示面板的电子装置效能不佳。因此，如何提升像素阵列基板的信赖性(reliability)实为目前亟欲解决的议题之一。
发明内容
本发明提供一种触控像素阵列基板、触控显示面板以及触控像素结构，其具有较佳的信赖性。本发明提出一种触控像素阵列基板，其适用于一触控显示面板且包括一第一基板、多条扫描线、多条数据线、多条信号控制线、多条读取线、多条电压遮蔽线、多个主动元件、多个像素电极以及多个光感测单元。数据线、读取线与电压遮蔽线实质上平行设置于第一基板上，其中各读取线位于两条紧邻的数据线之间，各电压遮蔽线位于读取线与数据线之间，各读取线的两侧紧邻两条电压遮蔽线。扫描线与信号控制线位于第一基板上，分别跟数据线、读取线与电压遮蔽线相交。主动元件位于第一基板上，对应地与扫描线以及数据线电性连接。像素电极位于第一基板上，对应地与主动元件电性连接。光感测单元位于第一基板上，对应地与扫描线、信号控制线以及读取线电性连接。本发明另提出一种触控显示面板，其包括第一基板、多条扫描线、多条数据线、多条信号控制线、多条读取线、多条电压遮蔽线、多个主动元件、多个像素电极、多个光感测单元、一第二基板与一显示介质。数据线、读取线与电压遮蔽线实质上平行设置于第一基板上，其中各读取线位于两条紧邻的数据线之间，各电压遮蔽线位于读取线与数据线之间，各读取线的两侧紧邻两条电压遮蔽线。扫描线与信号控制线位于第一基板上，分别跟数据线、读取线与电压遮蔽线相交。主动元件位于第一基板上，对应地与扫描线以及数据线电性连接。像素电极位于第一基板上，对应地与主动元件电性连接。光感测单元位于第一基板上，对应地与扫描线、信号控制线以及读取线电性连接。第二基板与第一基板相对设置。显示介质设置于第一基板与第二基板之间。本发明再提出一种触控像素结构，其设置于一第一基板上，其适用于一触控显示面板且包括一扫描线、一第一数据线、一第二数据线、一信号控制线、一读取线、一第一电压遮蔽线、一第二电压遮蔽线、一第一主动兀件、一第二主动兀件、一第一像素电极、一第二像素电极以及一光感测单元。其中，第一数据线、第二数据线、读取线、第一电压遮蔽线以及第二电压遮蔽线实质上平行设置于第一基板上。读取线位于两条紧邻的第一数据线与第二数据线之间。第一电压遮蔽线与第二电压遮蔽线分别位于读取线与第一数据线、第二数据线之间。读取线的两侧紧邻两条第一电压遮蔽线与第二电压遮蔽线。扫描线与信号控制线位于第一基板上，分别跟第一数据线、第二数据线、读取线、第一电压遮蔽线与第二电压遮蔽线相交。第一主动元件与第二主动元件位于第一基板上，对应地与扫描线以及第一数据线、第二数据线电性连接。第一像素电极与第二像素电极位于第一基板上，对应地与第一主动元件与第二主动元件电性连接。光感测单元位于第一基板上，对应地与扫描线、信号控制线以及读取线电性连接。基于上述，本发明是将读取线设置于两条相邻的数据线之间，且将两条电压遮蔽线分别设置于上述读取线与两条数据线之间。藉此，电压遮蔽线可以在读取线与数据线之间发挥电磁遮蔽效果。如此一来，读取线与数据线之间的信号传输彼此不受干扰，进而致使本发明的触控显示面板具有较佳的信号传输效能。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图I是本发明的一实施例的一触控显示面板的剖面示意图；图2是图I中触控像素阵列基板的结构示意图；图3是图2中触控像素结构的结构示意图；图4中绘示沿图3中剖线I至I’的剖面示意图；图5为本发明一实施例像素阵列基板与一光感测电路板的连接示意图；
图6为本发明另一实施例的一触控像素结构的结构示意图。其中，附图标记10 :触控显示面板
12 :第二基板14:显示介质100a、IOOb :触控像素阵列基板
102 :修补线104 电路板110:第一基板120 :扫描线130 :数据线130a :第一数据线130b :第二数据线140 :信号控制线150:读取线160 电压遮蔽线160a:第一电压遮蔽线160b:第二电压遮蔽线170 :主动元件170a :第一主动元件170b :第二主动元件180:像素电极180a:第一像素电极I8Ob:第二像素电极190 :光感测单元192 :感光晶体管194 :读取晶体管196 电容192a、194a:栅极192b、194b:源极192c、194c:漏极196a:第一电极196b:第二电极198 :第三电极400:光感测电路板L :桥接线1-1’ 剖线
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。图I是本发明的一实施例的一触控显示面板的剖面示意图。请参考图I，本实施例的触控显示面板10包括一触控像素阵列基板100、一第二基板12以及一显示介质14。第一基板110与第二基板12例如是玻璃基板、强化玻璃基板、石英基板、塑胶基板、可挠式软性基板或是上述的复合基板等等。上述触控显示面板10还包括一对向电极(未绘示)设置于第二基板12上。显示介质14可以包含非自发光材料(例如是液晶层)、自发光有机材料(例如是有机电致发光层)、自发光无机材料或上述材料的组合。详言之，本发明的显示介质14可以包含液晶材料、电泳显示材料、有机发光二极管材料、无机发光二极管材料、荧光材料、磷光材料。在此，本发明的显示介质14以非自发光的液晶材料为范例进行说明，而其他实施例亦可 作等效的变化。本发明的触控显示面板可为具有触控功能的一液晶显示面板，其例如是穿透式显示面板、反射式显示面板、半穿透半反射式显示面板、微反射型显示面板、垂直配向型(VA)显示面板、水平切换型(IPS)显示面板、多域垂直配向型(MVA)显示面板、扭曲向列型(TN)显示面板、超扭曲向列型(STN)显示面板、图案垂直配向型(PVA)显示面板、超级图案垂直配向型(S-PVA)显示面板、先进大视角型(ASV)显示面板、边缘电场切换型(FFS)显示面板、连续焰火状排列型(CPA)显示面板、轴对称排列微胞型(ASM)显示面板、光学补偿弯曲排列型(OCB)显示面板、超级水平切换型(S-IPS)显示面板、先进超级水平切换型(AS-IPS)显示面板、极端边缘电场切换型(UFFS)显示面板、高分子稳定配向型显示面板、双视角型(dual-view)显示面板、三视角型(triple-view)显示面板、三维立体显示面板(three-dimensional)、多面显示面板(multi-panel)、或其它型面板)、微胶囊型电泳式(micro-capsule electrophoretic)显不面板、微罩杯型电泳式(micro-cupelectrophoretic)显示面板、向上发光型有机/无机发光二极管显示面板(top emissionOLED/LED display panel)、向下发光型有机/无机发光二极管显不面板(bottom emissionOLED/LED display panel)或双面发光型有机/无机二极管显示面板(dual emissionOLED/LED display panel)等。详细之，材质与结构为本领域通常知识者所熟知，因此不再赘述。图2是图I中触控像素阵列基板的结构示意图，图3是图I中触控像素结构的结构示意图，请同时参考图I、图2以及图3，本实施例的触控像素阵列基板IOOa包括一第一基板110、多条扫描线120、多条数据线130、多条信号控制线140、多条读取线150、多条电压遮蔽线160、多个主动元件170、多个像素电极180与多个光感测单元190。图2仅为示意图，仅绘示触控像素结构附近的连接，其他重复的部份省略，以避免混淆，本领域通常知识者当可对照理解。扫描线120、数据线130、信号控制线140、读取线150与电压遮蔽线160设置于第一基板Iio上。其中，数据线130、读取线150与电压遮蔽线160平行设置于第一基板110上，各读取线150位于两条紧邻的数据线130之间，且各电压遮蔽线160位于一条读取线150与一条数据线130之间。换言之，各读取线150的两侧紧邻两条电压遮蔽线160。在此说明的是，电压遮蔽线160可以是维持输入固定电压的线路，也可以是接地的电路。如此一来，电压遮蔽线160可以避免读取线150与数据线130之间发生电性耦合的现象。并且，读取线150被其他信号源干扰的机会可以降低。主动元件170设置于第一基板110上，其对应地与扫描线120以及数据线130电性连接。像素电极180设置于第一基板110上，其对应地与主动元件170电性连接。光感测单元190位于第一基板110上，其对应地与扫描线120、信号控制线140以及读取线150电性连接。并且，光感测单元190位于两条紧邻的数据线130之间。在此说明的是，一个光感测单元190由两条以上的扫描线120控制，而且扫描线120的周期、脉波(pulse)宽度、电压设置皆可以自由调整，因此可以增加光感测单元190的准确度以及信赖性。承上述，光感测单元190至少包括一感光晶体管192、一读取晶体管194以及一电容196。感光晶体管192至少包括一栅极192a、一源极192b以及一漏极192c。感光晶体管192的栅极192a连接对应的扫描线120，且感光晶体管192的源极192b连接对应的信号控制线140。读取晶体管194包括一栅极194a、一源极194b以及一漏极194c。读取晶体管194的栅极194a连接对应的扫描线120，且读取晶体管194的漏极194c连接对应的读取线150。电容196包括一第一电极196a以及一第二电极196b。电容196的第一电极196a连接于读取晶体管194的源极194b与感光晶体管192的漏极192c之间，且电容196的第二电极196b连接于对应的电压遮蔽线160。如此一来，当感光晶体管192接收到光线时，其会产生电子信号并通过漏极192c输入电容196的第一电极196a中。接着,再从第一电极196a通过源极194b将电子信号传入读取晶体管194中。最后，电子信号会通过漏极194c传入读取线150并传到后端处理电路中。在此说明的是，漏极194c是通过一可导电的桥接线L与读取线150电性连接。为详细说明光感测单元190中的电容196，图4中绘示沿图3中剖线I至I’的剖面示意图。请同时参考图3以及图4，电容196中与读取晶体管192的漏极192c连接的第一电极196a可被包夹于第二电极196b以及一第三电极198之间。详细而言，第二电极196b设置于第一基板110上,一第一介电层Inl覆盖第二电极196b。第一电极196a设置于第一介电层Inl之上，一第二介电层In2覆盖第一电极196a。第三电极198设置在第二介电层In2之上。更详细来说，第三电极198例如是与像素电极180同时制作的导电层，而且第三电极198的面积可大于第一电极196a的面积。此外，第三电极198的面积更可以大于位于最低层的第二电极196b的面积。也就是说，第三电极198于第一基板110上正投影面积可以完全覆盖第一电极196a于第一基板110上的正投影面积。第二电极196b与第三电极198可电性连接电压遮蔽线160，因此第二电极196b与第三电极198可以减少经由电容196传输的电子信号被其他信号干扰的可能性。请再参考图3，本实施例的触控像素阵列基板IOOa中，感光晶体管192的源极192b与漏极192c之间的区域的宽长比(W/L)(通道宽度/通道长度)较佳是大于读取晶体管194的源极194b与漏极194c之间的区域的宽长比，其中通道长度L为源极与漏极之间的长度。如此一来，感光晶体管192被照光时产生的电子信号的强度可以增加。而且，宽长比越大，感光晶体管192的制程均匀性越佳。本实施例的触控像素阵列基板IOOa中，感光晶体管192的源极192b与漏极192c可为两条平行直线，而读取晶体管194的漏极194c可为U字形。据此，感光晶体管192可为对称设计，因此触控面板中用于吸收光线的黑矩阵开口可对应此设计，进而获得较高的开口率。另外，读取晶体管194可为非对称设计。 图5为本发明一实施例触控像素阵列基板与一光感测电路板的连接示意图。请参考图5,本实施例的触控像素阵列基板100还包括至少一修补线102,其配置于第一基板110上且延伸至与第一基板110连接的光感测电路板400。举例而言，触控像素阵列基板100与光感测电路板400是通过电路板104连接，因此修补线102会经过电路板104并设置到光感测电路板400上。如此一来，可以减少修补线102设置于第一基板110上的面积，进而减少边框面积以及提升玻璃利用率。以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。图6为本发明另一实施例的一触控像素结构的结构示意图。请参考图6，本发明的触控像素结构IOOb设置于一第一基板(未绘示)上，适用于一触控显示面板。触控像素结构IOOb包括一第一扫描线120a、一第二扫描线120b、一第一数据线130a、一第二数据线130b、一信号控制线140、一读取线150、一第一电压遮蔽线160a、一第二电压遮蔽线160b、一第一主动兀件170a、一第二主动兀件170b、一第一像素电极180a、一第二像素电极180b以及一光感测单兀190。在本实施例中，第一扫描线120a、第二扫描线120b、第一数据线130a、第二数据线130b、信号控制线140、读取线150、第一电压遮蔽线160a以及一第二电压遮蔽线160b位于第一基板上。读取线150位于两条紧邻的第一数据线130a与第二数据线 130b之间。第一电压遮蔽线160a、第二电压遮蔽线160b分别位于读取线150与第一数据线130a、第二数据线130b之间。读取线150的两侧紧邻一条第一电压遮蔽线160a与一条第二电压遮蔽线160b。第一主动元件170a与第二主动元件170b位于第一基板上，对应地与第一扫描线120a以及第一数据线130a、第二数据线130b电性连接。第一像素电极180a与第二像素电极180b位于第一基板上，对应地与第一主动元件170a与第二主动元件170b电性连接。光感测单兀190位于第一基板上,对应地与第一扫描线120a、第二扫描线120b、信号控制线140以及读取线150电性连接，而且，光感测单元190可位于两条紧邻的第一数据线130a与第二数据线130b之间。光感测单元190至少包括一感光晶体管192、一读取晶体管194以及一电容196。当光感测单元190不需要密集设置时，在此实施例中，感光晶体管192与读取晶体管194分别连接第一扫描线120a、第二扫描线120b，此实施例可以增加感光晶体管192可使用面积，增进感光晶体管192的触控灵敏度，其他详细说明请对照图3的实施例。综上所述，本发明的触控显示面板的触控像素阵列基板中，读取线的两侧紧邻两条电压遮蔽线，因此电压遮蔽线可以遮蔽其他信号源的干扰，使本发明的触控显示面板具有较佳的信号传输效能。再者，一组光感测单元由两条以上的扫描线控制，因此光感测单元的准确度可以提升。另外，第一电极设置在第三电极与第二电极之间，且第三电极可完整覆盖第一电极以及第二电极，因此，可以减少第一电极上所传输的触控信号被其他信号源干扰的机会。换言之，本发明的触控显示面板可具有较佳的信赖性。此外，感光晶体管的通道设计为对称设计，而读取晶体管为非对称设计，因此可以增加整体的开口率。再者，感光晶体管的宽长比较读取晶体管的宽长比大。如此一来，感光晶体管被照光的面积可以提升，且其制程均匀性较佳。而且，本发明更将修补线的走线设置于光感测电路板中，因此可以提升基板的利用率。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种触控像素阵列基板，适用于一触控显示面板，其特征在于，其包括 一第一基板; 多条数据线、多条读取线与多条电压遮蔽线，实质上平行设置于该第一基板上，其中各该读取线位于两条紧邻的所述数据线之间，各该电压遮蔽线位于该读取线与该数据线之间，各该读取线的两侧紧邻两条所述电压遮蔽线； 多条扫描线与多条信号控制线，位于该第一基板上，分别跟所述数据线、所述读取线与所述电压遮蔽线相交； 多个主动元件，位于该第一基板上，对应地与所述扫描线以及所述数据线电性连接； 多个像素电极，位于该第一基板上，对应地与所述主动元件电性连接；以及多个光感测单元，位于该第一基板上，对应地与所述扫描线、所述信号控制线以及所述读取线电性连接。
2.根据权利要求I所述的触控像素阵列基板，其特征在于，各该光感测单元位于两条紧邻的所述数据线之间。
3.根据权利要求I所述的触控像素阵列基板，其特征在于，各该光感测单元包括 ー感光晶体管，该感光晶体管的一栅极连接对应的扫瞄线，该感光晶体管的源极连接对应的信号控制线； 一读取晶体管，该读取晶体管的ー栅极连接对应的扫瞄线，该读取晶体管的一漏极连接对应的读取线；以及 ー电容,该电容的ー第一电极连接于该读取晶体管的源极与该感光晶体管的漏极之间，该电容的一第二电极连接于对应的电压遮蔽线。
4.根据权利要求3所述的触控像素阵列基板，其特征在于，该电容连接于该读取晶体管的一源极的该第一电极被包夹于该电容的该第二电极与一第三电极之间。
5.根据权利要求4所述的触控像素阵列基板，其特征在干，该第三电极的面积大于该电容连接于该读取晶体管的该源极的该第一电极。
6.根据权利要求3所述的触控像素阵列基板，其特征在于，该感光晶体管的该源极与该漏极之间的区域的宽长比大于该读取晶体管的该源极与该漏极之间的区域的宽长比。
7.根据权利要求3所述的触控像素阵列基板，其特征在于，该感光晶体管的该源极与该漏极为两条平行直线，该读取晶体管的该漏极为U字形。
8.根据权利要求I所述的触控像素阵列基板，其特征在于，还包括至少一修补线，配置于该第一基板上，其中该修补线延伸至与该第一基板连接的一光感测电路板。
9.一种触控显示面板，其特征在于，包括 一第一基板; 多条数据线、多条读取线与多条电压遮蔽线，实质上平行设置于该第一基板上，其中各该读取线位于两条紧邻的所述数据线之间，各该电压遮蔽线位于该读取线与该数据线之间，各该读取线的两侧紧邻两条所述电压遮蔽线； 多条扫描线与多条信号控制线，位于该第一基板上，分别跟所述数据线、所述读取线与所述电压遮蔽线相交； 多个主动元件，位于该第一基板上，对应地与所述扫描线以及所述数据线电性连接； 多个像素电极，位于该第一基板上，对应地与所述主动元件电性连接；多个光感测单元，位于该第一基板上，对应地与所述扫描线、所述信号控制线以及所述读取线电性连接； 一第二基板，与该第一基板相对设置；以及 ー显不介质，设置于该第一基板与该第二基板之间。
10.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，各该光感测单元位于两条紧邻的所述数据线之间。
11.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，各该光感测单元包括 ー感光晶体管，该感光晶体管的栅极连接对应的扫瞄线，该感光晶体管的源极连接对应的信号控制线； 一读取晶体管，该读取晶体管的栅极连接对应的扫瞄线，该读取晶体管的漏极连接对应的读取线；以及 ー电容,该电容的ー第一电极连接于该读取晶体管的源极与该感光晶体管的漏极之间，该电容的一第二电极连接于对应的电压遮蔽线。
12.根据权利要求11所述的触控显示面板，其特征在于，该电容连接于该读取晶体管的源极的该第一电极被包夹于该电容的该第二电极与一第三电极之间。
13.根据权利要求12所述的触控显示面板，其特征在于，该第三电极的面积大于该电容连接于该读取晶体管的源极的该第一电极。
14.根据权利要求11所述的触控显示面板，其特征在于，该感光晶体管的该源极与该漏极之间的区域的宽长比大于该读取晶体管的该源极与该漏极之间的区域的宽长比。
15.根据权利要求11所述的触控显示面板，其特征在于，该感光晶体管的该源极与该漏极为两条平行直线，该读取晶体管的该漏极为U字形。
16.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在干，还包括至少一修补线，配置于该第一基板上，其中该修补线延伸至与该第一基板连接的一光感测电路板。
17.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，该显示介质包括一有机电致发光层或ー液晶层。
18.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在干，还包括一对向电扱，设置在该第二基板上。
19.一种触控像素结构,设置于一第一基板上，适用于ー触控显不面板，其特征在于，其包括 一第一数据线、一第二数据线、一读取线、一第一电压遮蔽线与ー第二电压遮蔽线，实质上平行设置于该第一基板上，其中该读取线位于两条紧邻的该第一数据线与该第二数据线之间，该第一电压遮蔽线、该第二电压遮蔽线分别位于该读取线与该第一数据线、该第二数据线之间，该读取线的两侧紧邻两条该第一电压遮蔽线与该第二电压遮蔽线； 一扫描线与一信号控制线，位于该第一基板上，分别跟该第一数据线、该第二数据线、该读取线、该第一电压遮蔽线与该第二电压遮蔽线相交； 一第一主动兀件与一第二主动兀件，位于该第一基板上，对应地与所述扫描线以及该第一数据线、该第二数据线电性连接； 一第一像素电极与一第二像素电极，位于该第一基板上，对应地与该第一主动兀件与该第二主动元件电性连接；以及一光感测单元，位于该第一基板上，对应地与该扫描线、该信号控制线以及该读取线电性连接
全文摘要
本发明有关于一种触控像素阵列基板，适用于一触控显示面板，其包括一第一基板、多条扫描线、多条数据线、多条信号控制线、多条读取线、多条电压遮蔽线、多个主动元件、多个像素电极以及多个光感测单元。扫描线、数据线、信号控制线、读取线与电压遮蔽线位于第一基板上。各读取线位于两条紧邻的数据线之间，各电压遮蔽线位于读取线与数据线之间，各读取线的两侧紧邻两条电压遮蔽线。光感测单元位于第一基板上，对应地与扫描线、信号控制线以及读取线电性连接。触控显示面板与触控像素结构也被提出。本发明具有较佳的信赖性。
文档编号G02F1/1368GK102621729SQ20121008027
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月16日 优先权日2011年12月16日
发明者徐雅玲, 郑宜如, 钟岳宏, 黄雪瑛 申请人:友达光电股份有限公司