CN104111748A

CN104111748A - 集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板及其制造方法

Info

Publication number: CN104111748A
Application number: CN201310718367.2A
Authority: CN
Inventors: 赵盛庸; 李昭珩; 李在均
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: JP5818869B2; US20140313435A1; JP2014215608A; KR101625176B1; US9123497B2; CN104111748B; KR20140126123A

Abstract

一种显示装置的滤色器基板，包括：第一保护层，位于多个触摸感测电极和多个触摸驱动电极阵列上；桥，位于第一保护层上并将多个触摸感测电极连接；位于桥上的第二保护层；位于第二保护层上的黑矩阵；位于黑矩阵上的滤色器层；其中多个触摸感测电极包括由第一金属线的交叉而形成的第一网格图案，并且多个触摸驱动电极阵列包括由第二金属线的交叉而形成的多个第二网格图案，其中黑矩阵形成在与第一金属线和第二金属线相对应的区域处，以及其中黑矩阵的线宽等于或大于形成第一网格图案和第二网格图案的每条金属线的线宽。

Description

集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板及其制造方法

本发明要求享有2013年4月22日在韩国递交的韩国专利申请10-2013-0044264的权益，为了所有目的，在此通过援引的方式将该专利申请并入本文，如同在这里完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种集成有触摸屏的显示装置，尤其涉及一种集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板。

背景技术

有这样的显示装置，即其中电极交替地排列在上基板和下基板之一中，液晶位于这两块基板之间，从而显示图像，特别地，有这样的集成有触摸屏的显示装置，在触摸屏中内置有触摸电极。

集成有触摸屏的集成触摸屏显示装置通过将具有滤色器阵列的滤色器基板与具有薄膜晶体管（TFT）阵列的TFT（薄膜晶体管）基板贴合并在这两块基板之间注入液晶来形成，并且这种集成触摸屏显示装置通过调整具有介电各向异性的液晶的光透射率来显示图像。

TFT基板在由基板上的栅极线和数据线的交叉所限定的每个单元区域中包括TFT、像素电极和公共电极，滤色器基板包括红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器以及在这些滤色器之间的阻挡漏光的黑矩阵。

根据现有技术的集成有触摸屏的显示装置以时分方式在显示驱动模式中或触摸驱动模式中操作。也就是说，当显示装置的驱动模式为显示驱动模式时，当液晶被操作时，TFT基板的像素电极被提供数据信号，而公共电极被提供作为基准电压的公共电压，从而液晶根据像素电极的数据信号与公共电极的公共电压所产生的电场来旋转并调整光透射率，因而实现灰度。当显示装置的驱动模式为触摸驱动模式时，像素电极或公共电极被划分并被用作触摸电极，从而感测使用者的输入的触摸位置。

然而，由于在现有技术的集成有触摸屏的显示装置中通过驱动TFT基板上的像素电极或公共电极来形成触摸电极，由于时间常数的增大，所以很难进行电路设计，并且很难获得大尺寸。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板及其制造方法。

本发明的优点为提供一种能够实现触摸电极的简单电路设计并获得大尺寸的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板及其制造方法。

本发明的其它优点和特征将在下面的描述中列出，并且这些优点和特征的一部分根据描述变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获悉。通过说明书、权利要求书以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本发明的这些和其它优点。

为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的那样，一种集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板，包括：位于基板上的多个触摸感测电极和多个触摸驱动电极阵列；第一保护层，位于所述多个触摸感测电极、所述多个触摸驱动电极阵列和所述基板上；桥，形成在所述第一保护层上并将所述多个触摸感测电极彼此连接；位于所述第一保护层和所述桥上的第二保护层；位于所述第二保护层上的黑矩阵；位于所述第二保护层和所述黑矩阵上的滤色器层；以及位于所述滤色器层上的第三保护层，其中所述多个触摸感测电极包括由第一金属线的交叉而形成的第一网格图案，并且所述多个触摸驱动电极阵列包括由第二金属线的交叉而形成的多个第二网格图案，其中所述黑矩阵形成在与所述第一金属线和所述第二金属线相对应的区域处，以及其中所述黑矩阵的线宽等于或大于形成所述第一网格图案和所述第二网格图案的每条金属线的线宽。

在另一发面，一种制造集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的方法，包括：在基板上形成多个触摸感测电极和多个触摸驱动电极阵列；在所述多个触摸感测电极、所述多个触摸驱动电极阵列和所述基板上形成第一保护层；形成桥，所述桥位于所述第一保护层上并将所述多个触摸感测电极彼此连接；在所述第一保护层和所述桥上形成第二保护层；在所述第二保护层上形成黑矩阵；在所述第二保护层和所述黑矩阵上形成滤色器层；以及在所述滤色器层上形成第三保护层，其中所述多个触摸感测电极包括由第一金属线的交叉而形成的第一网格图案，并且所述多个触摸驱动电极阵列包括由第二金属线的交叉而形成的多个第二网格图案，其中所述黑矩阵形成在与所述第一金属线和所述第二金属线相对应的区域处，以及其中所述黑矩阵的线宽等于或大于形成所述第一网格图案和所述第二网格图案的每条金属线的线宽。

附图说明

被包括在内以给本发明提供进一步理解并结合在本说明书中组成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施方式，所述附图与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1至图9是示出根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的剖面图；

图10是将图3的区域A放大的示图；以及

图11是将图10的区域B放大的示图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的示例性实施方式，附图中图解了这些实施方式。

在下文的描述中，在一部件上形成另一部件的表述意指两个部件彼此接触的情形，或者在这两个部件之间还夹有又一部件的情形。

此外，本发明的实施方式的滤色器基板与TFT基板彼此贴合，在两块基板之间注入液晶，从而制成集成有触摸屏的显示装置，制造TFT基板的工艺与将两块基板贴合的工艺可以为传统工艺，在本说明书中已做省略。

参照图1至图9详细描述集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板及其制造方法。

为了便于参考，图1至图9中的右侧图为沿图1中的左侧图的线I-I’所取的剖面图。

在制造集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的方法中，在滤色器基板200上形成多个触摸电极210。

将多个触摸电极210划分为多个触摸感测电极阵列和多个触摸驱动电极阵列，通过桥（bridge）将多个触摸感测电极彼此连接，从而形成多个触摸感测电极阵列。

当驱动脉冲从触摸驱动部分施加至多个触摸驱动电极阵列Tx时，基于触摸驱动电极阵列Tx与触摸感测电极阵列Rx之间产生的电容变化，将由使用者的触摸所产生的电容变化通过多个触摸感测电极阵列Rx传送至触摸感测部分，然后触摸感测部分起到感测使用者触摸位置的作用。

触摸驱动部分和触摸感测部分通过路径线（routing line）201和连接线202与多个触摸电极连接。

多个触摸感测电极包括由第一金属线的交叉所形成的第一网格图案，多个触摸驱动电极阵列包括由第二金属线的交叉所形成的多个第二网格图案。

也就是说，当图1的一个Rx为一条第一金属线时，在Tx左侧的三条第一金属线彼此连接并成为一个第一网格图案的一部分，在Tx右侧的三条第一金属线彼此连接并成为一个第一网格图案的一部分。此外，由于图1的Tx为连接部分，多个触摸驱动电极通过该连接部分形成触摸驱动电极阵列，所以可将其示出为仅有一个Tx。

稍后参照图10和图11解释网格图案形的触摸电极。

第一金属线和第二金属线可选自诸如铝、铝钕、钼、钼钛、铜、铬、银以及银系列合金这样的金属材料。通过将这种具有良好导电性的金属作为触摸电极的材料，由于低电阻所以减少了时间常数，从而具有可制造集成有大尺寸触摸屏的显示装置的优点。

然后，如图2中所示，在多个触摸感测电极、多个触摸驱动电极阵列以及基板200上形成第一保护层220。也就是说，将第一保护层220形成为具有接触孔，该接触孔暴露形成触摸感测电极的一条第一金属线，并且可将一个接触孔形成对应一个触摸感测电极。可将第一保护层形成为钝化层。

然后，如图3中所示，在第一保护层220上形成桥230并将多个触摸感测电极连接。也就是说，连接相邻的触摸感测电极的桥230形成在第一保护层220上。桥230通过暴露形成触摸感测电极的第一金属线的接触孔来连接相邻的触摸感测电极，从而触摸感测电极形成触摸感测电极阵列Rx。

然后，如图4中所示，在第一保护层220和桥230上形成第二保护层240。可将第二保护层240形成为钝化层。

然后，如图5中所示，在第二保护层240上形成黑矩阵250。通过在靠近红色、绿色和蓝色像素的边界处对树脂进行图案化而形成黑矩阵250，黑矩阵250使像素透射区域的光穿过。此外，黑矩阵250阻挡非预期（unintended）的光透过，从而具有改进对比度的优点。

本实施方式的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的黑矩阵250形成在与形成多个触摸感测电极的第一金属线相对应的区域，并且形成在与形成多个触摸驱动电极阵列的第二金属线相对应的区域。

也就是说，通过在与黑矩阵250相对应的区域形成触摸电极，触摸电极区域由黑矩阵遮蔽，从而能够提高可视性并且能够获得高透射率和高亮度。此外，可形成触摸电极，而不会造成由于触摸电极的形成所产生光损失。

另外，为了黑矩阵250更完整地遮蔽触摸电极，黑矩阵250的线宽W1可等于或大于形成第一网格图案和第二网格图案的每条金属线的线宽W2。也就是说，形成第一网格图案和第二网格图案的每条金属线的线宽W2可等于或小于黑矩阵250的线宽W1。

然后，如图6至图8中所示，在第二保护层240和黑矩阵250上形成红色（R）滤色器层261、绿色（G）滤色器层262和蓝色（B）滤色器层263。

滤色器层261至263是将从背光单元发出的白光分离成红光、绿光和蓝光的滤光器层，由将来自背光单元的白光的特定波长进行透射的颜料进行图案化而成，并且与TFT基板的各个子像素相对应。

然后，如图9中所示，在滤色器层261至263上形成第三保护层270。可将第三保护层270形成为光亚克力（photo acryl）层或覆盖层。光亚克力起到光刻胶（PR）和绝缘膜的作用。在滤色器层261至263形成之后的高台阶可影响柱状间隔物的厚度，为对此加以防止，覆盖层起到缓解高台阶的作用。

详细参照图10和图11对本实施方式的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的触摸电极的形状进行解释。

图10是将图3的区域A放大的示图，该示图示出了本实施方式的集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的网格形的电极，图11是将图10的区域B放大的示图。

如图10中所示，触摸电极被分成多个触摸感测电极阵列Rx和多个触摸驱动电极阵列Tx。多个触摸感测电极阵列Rx沿图10的垂直方向排列，并通过将多个触摸感测电极彼此连接而形成。多个触摸驱动电极阵列Tx沿图10的水平方向排列。在示出多个触摸驱动电极阵列Tx的图10中未示出连接触摸感测电极的连接部分，但该连接部分在图11中示出。触摸感测电极阵列Rx与触摸驱动电极阵列Tx被形成为在一个平面上分开而没有重叠部分。

然后，如图11中所示，将多个触摸感测电极阵列Rx与触摸驱动电极阵列Tx形成为具有网格形的电极。

也就是说，多个触摸感测电极阵列Rx通过使用桥将多个触摸感测电极连接而形成，每个触摸感测电极形成为网格形，多个触摸驱动电极阵列Tx形成为没有桥的网格形。

例如，将用作触摸电极的金属形成在基板的整个表面上，然后对该金属进行湿蚀刻，从而形成所需形状的图案，然后将网格形金属进行切割，从而分成多个触摸感测电极和触摸驱动电极阵列。然后，通过ITO桥连接触摸感测电极，从而可形成触摸感测电极阵列和触摸驱动电极阵列。

用作触摸电极的金属由从诸如铝、铝钕、钼、钼钛、铜、铬、银以及银系列合金这样的金属材料中选择的材料形成，从而由于金属的高导电性，所以可减小电阻。

此外，通过将触摸电极形成为网格形，可减小电容，最终由于低RC延迟，可减小触摸感测时间。

在本说明书中，主要解释了制造集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的工艺，然而本发明的精神并不限于此，在制造TFT基板之后，将滤色器基板与TFT基板贴合，在两块基板之间注入液晶层，从而可制造集成有触摸屏的显示装置。

在如上所述的本发明的实施方式中，通过将具有良好导电性的金属作为触摸电极的材料，由于低电阻，所以减小了时间常数，从而可制造集成有大尺寸触摸屏的显示装置。

此外，触摸电极由黑矩阵遮蔽，因而可提高可视性。

此外，触摸电极由黑矩阵遮蔽，可获得高透射率和高亮度。

此外，触摸电极形成在滤色器基板处，从而可降低生产的技术难度级别。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明中可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖本发明的这种修改和变化，只要其落入所附权利要求及其等价物的范围内即可。

Claims

1.一种集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板，所述滤色器基板包括：

位于基板上的多个触摸感测电极和多个触摸驱动电极阵列；

第一保护层，位于所述多个触摸感测电极、所述多个触摸驱动电极阵列和所述基板上；

桥，形成在所述第一保护层上并将所述多个触摸感测电极彼此连接；

位于所述第一保护层和所述桥上的第二保护层；

位于所述第二保护层上的黑矩阵；

位于所述第二保护层和所述黑矩阵上的滤色器层；以及

位于所述滤色器层上的第三保护层，

其中所述多个触摸感测电极包括由第一金属线的交叉而形成的第一网格图案，并且所述多个触摸驱动电极阵列包括由第二金属线的交叉而形成的多个第二网格图案，

其中所述黑矩阵形成在与所述第一金属线和所述第二金属线相对应的区域处，以及

其中所述黑矩阵的线宽等于或大于形成所述第一网格图案和所述第二网格图案的每条金属线的线宽。

2.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述第一保护层包括接触孔，所述接触孔暴露形成所述触摸感测电极的第一金属线中的一条，并且所述桥通过所述接触孔与所述触摸感测电极连接。

3.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述第三保护层为光亚克力层或覆盖层。

4.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述第一金属线和所述第二金属线从包括铝、铝钕、钼、钼钛、铜、铬、银以及银系列合金的金属材料中选出。

5.一种制造集成有触摸屏的显示装置的滤色器基板的方法，所述方法包括：

在基板上形成多个触摸感测电极和多个触摸驱动电极阵列；

在所述多个触摸感测电极、所述多个触摸驱动电极阵列和所述基板上形成第一保护层；

形成桥，所述桥位于所述第一保护层上并将所述多个触摸感测电极彼此连接；

在所述第一保护层和所述桥上形成第二保护层；

在所述第二保护层上形成黑矩阵；

在所述第二保护层和所述黑矩阵上形成滤色器层；以及

在所述滤色器层上形成第三保护层，

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一保护层包括接触孔，所述接触孔暴露形成所述触摸感测电极的第一金属线中的一条，并且所述桥通过所述接触孔与所述触摸感测电极连接。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第三保护层为光亚克力层或覆盖层。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一金属线和所述第二金属线从包括铝、铝钕、钼、钼钛、铜、铬、银以及银系列合金的金属材料中选出。