[发明专利]具有分段式共同电极层的整合型电容式触控显示器

说明书

技术领域

本发明涉及内嵌式电容触控显示器技术领域，特别是一种具有分段式共同电极层 的整合型电容式触控显示器。

背景技术

随着科技技术的不断发展，触控显示面板已经越来越广泛地，被应用在各种电子 产品用途，并依不同的感测技术的原理差异，而有电阻式、电容式、光学式等技术的应用与 发展。然而现有电子设备的触控显示屏，绝大部分显示器和触控面板都是分开制作的，也就 是一般称为外挂式触控面板的技术方式，如图1所示。外挂式触控面板技术因为先天存在了 体积及重量等问题的挑战，特别是不利于行动装置的发展与应用，故为了更有效地减少整 个触控显示面板的模块厚度与生产成本，目前新技术开发方向，都是往显示器与触控整合 成一个面板的方向而努力，而这样技术方式，则被称为内嵌式触控面板技术。内嵌式触控面 板技术，又可依照技术整合的程度，再区分为On-cell及In-cell两种结构方式。On-cell触 碰显示技术，是将触控传感器整合在TFT-LCD显示面板的彩色滤光片基板(CF)的上或下表 层；而In-cell触碰显示技术，则是将触控传感器更进步的整合至TFT-LCD显示面板的 Array/Cell结构之中，如图2所示。

目前在显示与触控整合技术的不断突破与进步之下，In-Cell结构方式的内嵌式 投射式电容触碰面板技术，因为技术成熟的特性优势，已经逐渐成为市场的主要产品趋势 与技术方向。在现今众多In-Cell结构的内嵌式投射式电容触碰技术的发展中，又以将触碰 电极直接整合至薄膜晶体管数组驱动基板(TFTArraySubstrate)上的共同电极技术方 式，目前最受到业界的着目与期待，该技术的最大优势，是实现了显示及触碰技术的最终整 合目标，因为在不需要额外触碰结构的制作基础上，既能在传统显示面板上，就能实现触碰 的功能需求，也不会有过去传统技术的诟病，容易限制产品厚度、光学视效、重量、生产成本 等特性问题的发生，如图3所示。前述整合共同电极来实现内嵌式投射式电容触碰技术的整 合方式，最主要的技术关键，包含有二部分：一是依触碰功能的需求，对原有显示使用的共 同电极进行切割设计，使触控功能可以独立进行；二是在于实现显示与触控的分时驱动概 念，也就是在一个基本操作周期内，分别进行不同功能需求的分时驱动操作，部分时间做为 显示驱动，共同电极执行参考电位的工作，部分时间则做为触控驱动，进行触控电极的感测 工作，如图4与图5（a）所示。

前述之内嵌式投射电容触碰显示面板技术，为了降低显示及触控功能在执行过程 中易遭遇到的讯号干扰问题，该整合技术的主要驱动方式，都是利用分时驱动的概念来实 现，将有效的面板驱动时间，拆成两部分来分时执行，此种作法最大的问题就是容易存在显 示及触控间的特性需求冲突，如图5(b)所示。因分时之故，对于显示功能而言，显示画面的 更新时间需被限制在更短的操作时间内完成，故一些载子移动率较低的薄膜晶体管技术， 例如目前主流的非晶硅薄膜晶体管技术(a-Si:HTFT)，因其相对画素电压写入效率较低， 就因此被限制只能被在低分辨率的显示触控整合产品使用，而不能应用在需要更多画面更 新时间的高解析产品上做应用，否则就会压缩触控驱动时间的执行完整性。同样的特性挑 战与取舍，也会发生在触控功能的要求上，例如：在尺寸较大的触控显示面板上，因为更多 触控点需求原因，故触控驱动处理需要更多时间，及当希望提高侦测位置报点的数据更新 速率(ReportingRate)时，因为同样是分时之下的部分驱动时间分配原因，所以一但需要 提高触碰报点的回馈反应速度及高解度触控应用，也会面临同样压缩显示特性的问题。

为了可以改善上述问题的发生，如图6所示，必须重新检讨与设计新触控显示整合 技术，使触控与显示功能同步独立驱动，有效解决上述问题的冲突及限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有分段式共同电极层的整合型电容式触控 显示器，可以有效将显示器与触控传感器整合，分区进行触控与显示的同步驱动，突破高解 析应用及触控报点率的限制问题，且不需额外的新电极层结构制作，故亦能降低生产成本， 提供制造合格率。

本发明采用以下方案实现：一种具有分段式共同电极层的整合型电容式触控显示 器，所述显示器至少包括一基板，任意一基板上包括N条横向的扫描电极；

一扫描驱动器，所述扫描驱动器与所述N条横向的扫描电极电性相连；