TW201447450A

TW201447450A - 觸控顯示面板及其製造方法

Info

Publication number: TW201447450A
Application number: TW102120359A
Authority: TW
Inventors: yao-li Huang; Meng-Chi Liou; Jiun-Jr Huang
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-12-16
Also published as: US9626014B2; US20140362303A1

Abstract

一種觸控顯示面板，包括主動元件陣列基板、顯示介質以及對向基板。主動元件陣列基板包括基板、畫素陣列以及觸控感測層。畫素陣列設置於基板。觸控感測層包括設置於畫素陣列上的多個第一感測墊以及內嵌於畫素陣列中的多個跨橋導體。第一感測墊以及跨橋導體電性連接以形成多個第一感測串列。

Description

觸控顯示面板及其製造方法

本發明是有關於一種觸控顯示面板及其製造方法，且特別是有關於一種內建式觸控顯示面板及其製造方法。

依據觸控面板與顯示面板的設置關係，觸控面板大致上區分為外貼式、整合式(touch on-cell)以及內建式(touch in-cell)。外貼式的觸控面板通常是先於基板上製作觸控元件以形成觸控面板，再將此觸控面板貼附於顯示面板的外表面上。整合式的觸控面板將觸控元件整合於顯示面板上。內建式的觸控面板則是直接將觸控元件整合於顯示面板內部。與外貼式觸控面板相較，整合式及內建式觸控面板則十分有利於顯示器的薄化與輕量化。

然而，不論是外貼式、整合式還是內建式的觸控面板，若要形成觸控顯示面板的話，都必須要在原有的顯示面板的架構下，再進行好幾道光罩製程才能完成觸控面板的觸控感測層的設計。因此，目前而言，普遍需要數量較多的光罩製程才能完成觸控顯示面板的製作。

本發明提供一種主動元件陣列基板，其具有觸控感測層以同時提供驅動的功能以及觸控感測的功能。

本發明提供一種主動元件陣列基板的製造方法，其將觸控感測層的製作整合於現有的主動元件陣列層的製程中。

本發明提供一種觸控顯示面板，其包括上述主動元件陣列基板。

本發明提出一種主動元件陣列基板，包括基板、畫素陣列以及觸控感測層。畫素陣列設置於基板。觸控感測層包括設置於畫素陣列上的多個第一感測墊以及內嵌於畫素陣列中的多個跨橋導體。第一感測墊以及跨橋導體電性連接以形成多個第一感測串列。

本發明另提出一種主動元件陣列基板的製造方法，包括以下的步驟。首先，於基板上形成畫素陣列以及多個跨橋導體，其中這些跨橋導體內嵌於畫素陣列中。接著，於畫素陣列上形成多個第一感測墊，其中這些第一感測墊以及這些跨橋導體電性連接以形成多個第一感測串列。

本發明另提出一種觸控顯示面板，包括上述的主動元件陣列基板、顯示介質以及對向基板，其中顯示介質設置於主動元件陣列基板以及對向基板之間。

在本發明之一實施例中，觸控顯示面板更包括遮蔽導體層。遮蔽導體層設置觸控感測層上，且遮蔽導體層與觸控感測層直接接觸。

在本發明之一實施例中，觸控顯示面板更包括遮蔽導體層。遮蔽導體層與資料線以及掃描線重疊。

基於上述，本發明將觸控感測層的製作整合於畫素陣列的製程中，因此能夠以較少道的光罩製程製作出同時具觸控感測功能以及驅動功能的主動元件陣列基板。如此一來，不必另外增加光罩數目就可以完成觸控感測層的製作，所以可以減少觸控顯示面板的製作成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1‧‧‧觸控顯示面板

10‧‧‧主動元件陣列基板

20‧‧‧顯示介質

30‧‧‧對向基板

100‧‧‧畫素陣列

102‧‧‧基板

110‧‧‧第一圖案化絕緣層

120‧‧‧第二圖案化絕緣層

130‧‧‧觸控感測層

140‧‧‧遮蔽導體層

A-A’、B-B’‧‧‧剖線

B1‧‧‧跨橋導體

B2‧‧‧第二橋接線

C‧‧‧連接部

C1‧‧‧第一導體層

C2‧‧‧第二導體層

CH‧‧‧通道層

D‧‧‧汲極

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

DL‧‧‧資料線

E‧‧‧共用電極

G‧‧‧閘極

H1‧‧‧第一開口

H2‧‧‧第二開口

H3‧‧‧第三開口

P1‧‧‧第一感測墊

P2‧‧‧第二感測墊

PE‧‧‧畫素電極

P‧‧‧次畫素單元

S‧‧‧源極

S1‧‧‧第一感測串列

S2‧‧‧第二感測串列

SL‧‧‧掃描線

T‧‧‧主動元件

U‧‧‧畫素區域

圖1A至圖1G為根據本發明一實施例之主動元件陣列基板的製造流程示意圖。

圖2為沿圖1G之剖線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。

圖3為圖1G之第一感測串列以及第二感測串列的上視示意圖。

圖4為本發明另一實施例之第一感測串列以及第二感測串列的上視示意圖。

圖5為本發明另一實施例之第一感測串列以及第二感測串列的上視示意圖。

圖6為本發明一實施例之觸控顯示面板的剖面示意圖。

圖1A至圖1G為根據本發明一實施例之主動元件陣列基板的製造流程示意圖，其中圖1A至圖1G為上視示意圖。請參照圖1A，首先，於基板102上形成第一導體層C1。第一導體層C1包括多個掃描線SL、多個閘極G以及多個跨橋導體B1。每一掃描線SL沿第一方向D1延伸。跨橋導體B1的延伸方向與掃描線SL的延伸方向實質上相同，因此跨橋導體B1實質上沿著第一方向D1延伸。第一導體層C1的材料例如是金屬、透明導體材料、其他適合的導體材料或是上述材料的疊層。

接著，請參照圖1B，於基板102上形成第一圖案化絕緣層110。第一圖案化絕緣層110覆蓋基板102以及第一導體層C1。第一圖案化絕緣層110具有多個第一開口H1，且第一開口H1暴露出跨橋導體B1。第一圖案化絕緣層110的材料例如是氮化矽、氧化矽或其他適合的絕緣材料。

再來，請參照圖1C，於第一圖案化絕緣層110上形成多個通道層CH。通道層CH例如是半導體材料層。通道層CH覆蓋閘極G。

之後，請參照圖1D，於第一圖案化絕緣層110上形成多個畫素電極PE，其中部分的畫素電極PE具有第二開口H2。第二開口H2暴露出第一開口H1且暴露出位於第一開口H1周圍的第一圖案化絕緣層110，而且，第二開口H2的邊界必須大於第一開口H1的邊界。第二開口H2於這些畫素電極PE中的設置位置視設計需求而定。畫素電極PE的材料例如是透明金屬氧化物、其他適合的透明導電材料或其他適合的導電材料。

接著，請參照圖1E，形成第二導體層C2。第二導體層C2包括源極S、汲極D以及多個資料線DL。源極S與資料線DL電性連接。汲極D覆蓋部分的畫素電極PE且與畫素電極PE電性連接。閘極G、通道層CH、源極S、汲極D實質上構成了一個主動元件T。主動元件T與掃描線SL以及資料線DL電性連接，且主動元件T與畫素電極PE電性連接以形成一個次畫素單元P。每一個資料線DL沿第二方向D2延伸。這些掃描線SL與這些資料線DL交錯設置以定義出多個畫素區域U。這些掃描線SL與這些資料線DL非平行設置。在其他實施例中，這些掃描線SL與這些資料線DL可為垂直設置。每一個畫素區域U例如是對應設置一個次畫素單元P。第二導體層C的材料例如是與第一導體層C相同。基於導電性的考量，第一導體層C1以及第二導體層C2的材料較佳是使用金屬材料。

再來，請參照圖1F，形成第二圖案化絕緣層120。第二圖案化絕緣層120覆蓋第一圖案化絕緣層110、畫素電極PE以及第二導電層C2。第二圖案化絕緣層120具有多個第三開口H3。第三開口H3的邊界例如是位於第一開口H1的邊界與第二開口H2的邊界之間。第二圖案化絕緣層120會部分填入第二開口H2，以覆蓋位在第二開口H2周邊的畫素電極PE的側壁。換言之，第二圖案化絕緣層120的第三開口H3會暴露出跨橋導體B1以及部分的第一圖案化絕緣層110。在其他實施例中，第三開口H3的邊界也可以與第一開口H1的邊界切齊，以使第三開口H3只暴露出跨橋導體B1。第二圖案化絕緣層120的材料例如是氮化矽、氧化矽或其他適合的絕緣材料。至此，完成一個畫素陣列100以及多個跨橋導體B1的製作，其中畫素陣列100大致上是由掃描線SL、資料線DL以及次畫素單元P所構成。

之後，請參照圖1G，於畫素陣列100上形成觸控感測層130。觸控感測層130包括多個第一感測墊P1以及多個第二感測串列S2。這些第一感測墊P1會設置在具有第一開口H1、第二開口H2以及第三開口H3的這些次畫素單元P中，而且這些感測墊P1會填入上述的第一開口H1、第二開口H2以及第三開口H3中而與跨橋導體B1電性連接以形成多個第一感測串列S1。換言之，第一感測串列S1例如是由設置於畫素陣列100上的第一感測墊P1以及內嵌於畫素陣列100中的跨橋導體B1所串接而成。第一感測串列S1與第二感測串列S2交錯設置，且第一感測串列S1與第二感測串列S2彼此電性絕緣。觸控感測層130的材料例如是透明金屬氧化物、其他適合的透明導電材料或其他適合的導電材料。值得一提的是，除了作為觸控感測的功能之外，設置於畫素陣列100上的這些感測墊P1與第二感測串列S2更可以作為共用電極E，其例如是與畫素電極PE構成儲存電容。如此一來，本實施例之主動元件陣列基板10在製作畫素陣列100以及共用電極E的同時，可以完成第一感測串列S1以及第二感測串列S2的製作。換言之，本實施例可以較少的光罩製程數目來完成同時具有驅動功能以及觸控感測功能的主動元件陣列基板10。

圖2為沿圖1G之剖線A-A’以及B-B’的剖面示意圖。圖3為圖1G之第一感測串列S1以及第二感測串列S2的上視示意圖。請參照圖1G、圖2以及圖3，本實施例之觸控感測層130包括第一感測串列S1的第一感測墊P1以及第二感測串列S2。第一感測串列S1沿第一方向D1延伸。第二感測串列S2沿第二方向D2延伸。第一感測墊P1設置於畫素陣列100的第二圖案化絕緣層120上。跨橋導體B1設置於基板102上，且每一個跨橋導體B1例如是沿第一方向D1延伸而越過其中一個第二感測串列S2的第二感測墊P2。

詳言之，具有第一感測墊P1的這些次畫素單元P中會具有開口(例如是第一開口H1、第二開口H2以及第三開口H3)，以使第一感測墊P1會透開口連接至設置於基板102上的跨橋導體B1。相對地，具有第二感測墊P2的這些次畫素單元P中則不具有開口，因此第二感測墊P2不會與跨橋導體B1連接。據此，可使第一感測串列S1與第二感測串列S2彼此電性絕緣。須注意的是，第二絕緣層120會覆蓋位於第二開口H2處的畫素電極PE，如此一來，可避免第一感測墊P1在填入開口時與畫素電極PE接觸而發生短路的現象。

在本實施例中，每一個第一感測墊P1以及每一個第二感測墊P2所佔的區域大致上對應到約三個畫素區域U。詳言之，第一感測墊P1例如是由三個相鄰的次畫素單元P中的三個共用電極E所連接而成，其中相鄰的兩個共用電極E之間是透過連接部C連接。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第一感測墊P1可以是由一個共用電極E所形成，或者第一感測墊P1也可以由兩個或超過三個以上的共用電極E彼此連接而成。類似地，第二感測墊P2可以是由一個共用電極E所形成，或者第二感測墊P2也可以由兩個或超過三個以上的共用電極E彼此連接而成。此外，在本實施例中，共用電極E設置於畫素陣列10之上，因此畫素開口率高且儲存電容大，因此觸控顯示面板1的顯示畫面不易有閃爍(flicker)現象發生。

在圖3的實施例中，跨橋導體B1例如是僅設置在欲形成開口處的下方以及欲越過之第二感測串列S2的下方。換言之，同一條第一感測串列S1中設置有多個跨橋導體B1來連接每一個第一感測墊P1。然而，本發明不限於此。圖4為本發明另一實施例之第一感測串列S1以及第二感測串列S2的上視示意圖。請參照圖1G以及圖4，基於光罩圖案設計簡易性的考量，跨橋導體B1也可以設計成是設置在同一條第一感測串列S1的所有第一感測墊 P1的下方以及欲越過之第二感測串列S2的下方。換言之，同一條第一感測串列S1中僅設置有一個長條狀的跨橋導體B1。

圖5為本發明另一實施例之第一感測串列S1以及第二感測串列S2的上視示意圖。請參照圖1G以及圖5，在本實施例中，也可以於第一感測墊P1以及第二感測串列S2上形成遮蔽導體層140。遮蔽導體層140與第一感測墊P1以及第二感測串列S2直接接觸，因此可以減少第一感測墊P1以及第二感測串列S2的電阻值。在本實施例中，遮蔽導體層140例如是選擇性地對應資料線DL以及掃描線SL設置。詳細而言，遮蔽導體層140例如是與資料線DL以及掃描線SL重疊，且遮蔽導體層140例如是完全覆蓋資料線DL以及資料線SL以遮蔽資料線DL以及掃描線SL，以避免使用者觀察到資料線DL以及掃描線SL的存在。據此，當使用具有本實施例之設置的主動元件陣列基板來製作觸控顯示面板時，對向基板上不需另外設置黑矩陣層，而且在不需設置黑矩陣層前提下，更可以減少在製作黑矩陣層之前的平坦層的製作程序。如此一來，可以進一步簡化觸控顯示面板的製作步驟。

在前述實施例中，跨橋導體B1與掃描線SL一起製作，且跨橋導體B1的延伸方向與掃描線SL的延伸方向實質上平行。然而，本發明不限於此。只要第一感測串列S1中的第一感測墊P1設置於畫素陣列10上，且跨橋導體B1內嵌於畫素陣列10中，即為本發明所欲保護的精神。舉例而言，跨橋導體B1也可以是於與資料線DL同時製作或者是與畫素電極PE同時製作。

圖6為本發明一實施例之觸控顯示面板的剖面示意圖。觸控顯示面板1包括主動元件陣列基板10、顯示介質20以及對向基板30，其中顯示介質20設置於主動元件陣列基板10以及對向基板30之間。顯示介質20例如是液晶顯示材料、電泳顯示材料、電濕潤顯示材料或其他適當的顯示材料。須說明的是，上述顯示介質20的種類僅是為例說明，本發明不限定顯示介質20的種類。

綜上所述，本發明透過內嵌於畫素陣列且越過第二感測串列的跨橋導體來連接相鄰的兩個第一感測墊以形成第一感測串列，其中上述跨橋導體的製作可整合於畫素陣列的製程中，因此能夠以較少道的光罩製程製作出同時具觸控感測功能以及驅動功能的主動元件陣列基板。如此一來，可以簡化觸控顯示面板的製程步驟，有效減少觸控顯示面板的製作成本。