CN105895657A - 薄膜晶体管基板及具有薄膜晶体管基板的触控显示面板 - Google Patents

薄膜晶体管基板及具有薄膜晶体管基板的触控显示面板 Download PDF

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Abstract

一种薄膜晶体管基板包括基板、薄膜晶体管结构、设置于薄膜晶体管结构上的第一透明导电层、第二透明导电层以及设置于第一透明导电层和第二透明导电层之间的导电层。所述基板上设置有薄膜晶体管。所述导电层定义多个触控电极区域。所述触控电极区域包括多条沿第一方向延伸的第一线路和多条沿第二方向延伸的第二线路。所述第一方向与第二方向相垂直。所述第一线路和第二线路设置于第二透明导电层或导电层上，且二者之间电性连接。所述多条第一线路和多条第二线路交叉定义成网格状设置的多个触控电极。

Description

薄膜晶体管基板及具有薄膜晶体管基板的触控显示面板
技术领域
本发明涉及一种内嵌式触控显示面板装置及其薄膜晶体管基板。
背景技术
内嵌式触控显示技术为触控领域的重要技术，内嵌式触控面板具有更为轻薄的技术优势。内嵌式触控显示面板中包括薄膜晶体管结构。其中，薄膜晶体管结构包括基本、设置于基板上的栅极、覆盖基板和栅极的第一绝缘层、设置于第一绝缘层上的源极和漏极、覆盖第一绝缘层、源极以及漏极的第二绝缘层、设置于第二绝缘层上的金属层、覆盖于金属层和第二绝缘层上的第三绝缘层、设置于第三绝缘层上第一透明电极层、覆盖第一透明电极层的第四绝缘层、以及覆盖于第四绝缘层上的第二透明电极层。栅极、源极和漏极构成一薄膜晶体管。薄膜晶体管作为控制触控显示面板的像素开关控制元件。第一透明导电层以及第二导电层配合形成多个触摸电极。当触摸所述触控显示面板时，利用触摸电极识别触摸位置。金属层位于源极和漏极上方，用于根据触摸操作产生触摸信号给读取电路，以使得读取电路可根据触摸信号的变化感测触摸位置。由于金属层位于源极和漏极上方，且具有重叠面积。因此，造成触控状态和显示状态分时工作。对于解析度的提升显示状态所需时间增加，使得触摸时间的不足，进而导致触摸显示面板的性能降低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种提高触摸显示性能之薄膜晶体管基板。
一种薄膜晶体管基板包括基板、薄膜晶体管结构、设置于薄膜晶体管结构上的第一透明导电层、第二透明导电层以及设置于第一透明导电层和第二透明导电层之间的导电层。所述基板上设置有薄膜晶体管。所述导电层定义多个触控电极区域。所述触控电极区域包括多条沿第一方向延伸的第一线路和多条沿第二方向延伸的第二线路。所述第一方向与第二方向相垂直。所述第一线路和第二线路设置于第二透明导电层或导电层上，且二者之间电性连接。所述多条第一线路和多条第二线路交叉定义成网格状设置的多个触控电极。
此外，还有必要提供一种提高触摸显示性能的具有上述薄膜晶体管基板的触摸显示面板。
采用上述之薄膜晶体管基板之触控显示面板，通过在栅极线和源极线上方分别设置第一线路和第二线路，使得触控线路和显示线路独立设置，进而避免触控状态和显示状态分时工作，并提高了触摸显示面板的性能。
附图说明
图1为第一实施方式之薄膜晶体管基板之剖面示意图。
图2为图1所示之导电层的第一金属线路的平面示意图。
图3为图2所示之第一金属线路和透明导电线路相配合的部分平面示意图。
图4为图3中IV部分的放大示意图。
图5为图3中V部分的放大示意图。
图6为图4第一金属线路、透明导电线路与黑矩阵的平面示意图。
图7及图8为第二实施方式之薄膜晶体管基板之金属层的平面示意图。
图9及图10为第三实施方式之薄膜晶体管基板之金属层的平面示意图。
图11及图12为第四实施方式之薄膜晶体管基板之第二透明导电层的透明导电线路的平面示意图。
图13及图14为第五实施方式之薄膜晶体管基板之第二透明导电层的透明导电线路的平面示意图。
主要元件符号说明
薄膜晶体管基板 100，200，300，400，500
基板 110
第一金属层 120
第一绝缘层 101
半导体层 130
第二金属层 140
第二绝缘层 102
第三绝缘层 103
第一透明导电层 150
第四绝缘层 104
导电层 160，260，360
第五绝缘层 105
第二透明导电层 170，270，370，470，570
栅极 121
第一存储电容电极 122
栅极线 123
源极 141
漏极 142
第二存储电容电极 143
源极线 144
第一电极主体 151
第一开口 152
第一金属线路 161，261，361
第三存储电容电极 162
第一穿孔 106
第二穿孔 107
黑矩阵 111
开口区域 112
触控电极区域 181，281，381，481，581
触控电极 182，282，382，482，582
第一通孔 109
第一触控电极区域 181a
第二触控电极区域 181b
第三触控电极区域 181c
像素电极 171，
第二通孔 108
第二开口 172
透明导电线路 173
第二金属线路 262，362
第一透明导电线路 473，573
第二透明导电线路 474，574
读取电路 190，290，390，490，590
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明具体实施例的薄膜晶体管基板100的剖面示意图。可以理解地，图1仅示意处该薄膜晶体管100的部分（如该薄膜晶体管100一个像素位置处的剖面图），薄膜晶体管100可包含多个由图1中所示部分一体连接的多个像素部分。在本实施方式中，薄膜晶体管基板100可应用于内嵌式触控液晶显示面板。
薄膜晶体管基板100包括基板110、设置于该基板110上的第一金属层120、覆盖该基板110和第一金属层120的第一绝缘层101、设置于第一绝缘层101上的半导体层130、设置于第一绝缘层101和半导体层130上的第二绝缘层102、覆盖第二绝缘层102上的第三绝缘层103、设置于第三绝缘层103上的第一透明导电层150、覆盖第三绝缘层103和第一透明导电层150的第四绝缘层104、设置于第四绝缘层104上的导电层160、覆盖导电层160的第五绝缘层105、设置于该第五绝缘层105上的第二透明导电层170。
其中，第一金属层120包括栅极121、第一存储电容电极122以及与栅极121电性连接的栅极线123（如图4所示）。第一绝缘层101为栅极绝缘层。半导体层130正对栅极121上方设置。第二金属层140包括源极141、漏极142、与该源极141电性连接的源极线（如图所示4）以及第二存储电容电极143。源极141、漏极142、半导体层130以及对应的栅极121配合构成一个薄膜晶体管（Thin Film Transistor, TFT）结构。该薄膜晶体管结构可作为触控显示面板的像素开关控制元件。第一透明导电层150包括第一电极主体151。第一电极主体151开设有第一开口152。导电层160包括第一金属线路161及第三存储电容电极162。第三存储电容电极162通过贯穿第一绝缘层101及第二绝缘层102的第一穿孔106电性连接至第一存储电容电极122。第三存储电容电极162还通过贯穿第二绝缘层102的第二穿孔107电性连接至该第二存储电容电极143。第二透明导电层170包括透明导电线路173。第一透明导电层150和第二透明导电层170配合构成平面电场，用于驱动位于液晶薄膜晶体管基板100上方的液晶分子旋转。在本实施方式中，第一金属层120、第二金属层140以及导电层160可以为不透光的金属材料。在本实施方式中，该第一透明导电层150和第二透明导电层170可以包括氧化铟锡或者氧化铟锌。在本实施方式中，第一透明导电层150作为公共电极层。
请参阅图2，导电层160定义多个触控电极区域181。其中，每个触控电极区域181大致为矩形，该多个触控电极区域181间隔设置，呈矩阵式排布。每个触控电极区域181内对应多条沿第一方向X延伸的第一金属线路161。多条第一金属线路161的长度可基本相同，且相邻两条第一金属线路161之间的间距基本一致。位于触控电极区域181内的多条金属线路161中至少有一条金属线路161由对应触控电极区域181内延伸至与读取电路190电性连接。
请参阅图3为导电层160与第二透明导电层170配合的平面示意图。薄膜晶体管基板100还包括读取电路190。读取电路190设置于触控电极区域181的下方。每个触控电极区域181内进一步对应多条沿第二方向Y延伸的透明导电线路173。该第二方向Y与第一方向X垂直。多条第一金属线路161和多条透明导电线路173交叉定义一呈网格状的多个触控电极182。部分第一金属线路161和透明导电线路173通过贯穿第五绝缘层105的第一通孔109电性连接。未与透明导电线路173电性连接的第一金属线路161可由触控电极区域181内向外延伸与读取电路190电性连接。在本实施方式中，触控电极182呈矩阵排布，其为自感式的触控感应结构，用于感测施加到触控显示面板上的触摸操作。在本实施方式中，触控电极区域181包括第一触控电极区域181a、第二触控电极区域181b以及第三触控电极区域181c。
请参阅图4，其为第一触控电极区域181a的放大图。第二透明导电层170还包括像素电极171。像素电极171呈梳状。像素电极171上开设有第二开口172。像素电极171通过贯穿第二绝缘层102、第三绝缘层103、第四绝缘层104以及第五绝缘层105的第二通孔108与薄膜晶体管的漏极142电性连接。在本实施方式中，第一金属线路161与源极线144延伸方向一致，且可位于源极线144上方，透明导电线路173与栅极线123延伸方向一致，且可位于栅极线123延伸方向一致。由于每个像素可由栅极线123与源极线144所围成的区域定义，可以理解地，第一金属线路161与透明导电线路173界定的最小区域可以看做一个像素区域。
图5为第二触控电极区域181b的放大示意图。第二触控电极区域181b与第一触控电极区域181a同列设置，且位于第一触控电极区域181a的下方。第二触控电极区域181b内对应有第二透明导电层170的像素电极171。像素电极171呈梳状。像素电极171上开设有第二开口172。像素电极171通过贯穿第二绝缘层102、第三绝缘层103、第四绝缘层104以及第五绝缘层105的第二通孔108与薄膜晶体管的漏极142电性连接。位于第二触控电极区域181b内的多条第一金属线路161中至少有一条未与上方的透明导电线路173电性连接。未与上方的透明导电线路173电性连接的第一金属线路161延伸出第二触控电极区域181b与读取电路190电性连接。读取电路190通过检测第一金属线路161上的信号变化获取触摸位置。可以理解地，在同一列位于第二触控电极区域181b下方的第三触控电极区域181c也具有未与上方的透明导电线路173电性连接的第一金属线路161。在本实施方式中，第一金属线路161与源极线144衍生方向一致，且可位于源极线144上方，透明导电线路173与栅极线123延伸方向一致，且可位于栅极线123延伸方向一致。由于每个像素可由栅极线123与源极线144所围成的区域定义，可以理解地，第一金属线路161与透明导电线路173界定的最小区域可以看做一个像素区域。
具体地，触控电极区域181中未与上方的透明导电线路173电性连接的第一金属线路161的数量沿靠近读取电路190的方向递增。例如，沿第二方向Y同列设置的触控电极区域181中，第二触控电极区域181b中具有一条未与上方透明导电线路173电性连接的第一金属线路161，第三触控电极区域181c具有两条未与上方透明导电线路173电性连接的第一金属线路161。
请参阅图6，薄膜晶体管基板100包括黑矩阵111。黑矩阵111具有与像素对应的开口区域112。从平面上看，黑矩阵111覆盖栅极线123、源极线144、第一金属线路161以及透明导电线路173。因此，具有薄膜晶体管基板100的触控显示面板中为损失开口率。
在本实施方式中，像素电极171与透明导电线路173利用同一制程中利用同一光罩获得，可以达到在不增加光罩的情况下实现透明导电线路173的制作，进而简化了制程。在其他可变更实施方式中，透明导电线路173也可不与像素电极171同一制程完成制作，例如可进一步包括具有透明导电线路173的第三透明导电层，或在导电层160上同时形成第一金属线路161和透明导电线路173。在本实施方式中，第一金属线路161与第三存储电容电极162可在同一制程中利用同一光罩获得，可以达到在不增加光罩的情况下实现第一金属线路161的制作，进而简化了制程。在其他可变更实施方式中，第一金属线路161也可不与第三存储电容电极162同一制程完成制作，例如可进一步包括具有第一金属线路161的第四金属层。
图7及图8为第二实施方式之薄膜晶体管基板100的导电层160的平面示意图。其中，可以理解，图7及图8中，右部分图为左部分VII部分和VIII部分的放大示意图。其中，第二实施方式的薄膜晶体管基板200与第一实施方式中的薄膜晶体管基板100相类似，二者的主要区别在于：薄膜晶体管基板200的导电层260与第一实施方式中的导电层160不同。导电层260定义多个大致呈矩阵排列的触控电极区域281。触控电极区域281包括多条沿第一方向X延伸的第一金属线路261及多条沿第二方向Y延伸且与第一金属线路261垂直的第二金属线路262。多条第一金属线路261与多条第二金属线路262在交叉处电连接构成网格状触控电极282。其中，每个触控电极区域281内的触控电极282的数量沿对应触控电极区域281与读取电路290之间的距离成反比，即越靠近读取电路290的触控电极区域281内的触控电极282的数量小于远离读取电路290的触控电极区域281内的触控电极282的数量。每个触控电极区域281延伸出一条用于电连接至读取电路290的第一金属线路261a。本实施方式中，位于同列的触控电极区域281中延伸出来的第一金属线路261a均位于对应触控电极282的同一侧，如左侧。另外，本实施方式中，由于导电层260已包括沿第二方向Y延伸的第二金属线路262，故该第二透明导电层270可以不包括第一实施方式所示的透明导电线路173。
图9及图10为第三实施方式之薄膜晶体管基板300的导电层360的平面示意图。其中，可以理解，图9及图10中，右部分图为左部分IX部分和X部分的放大示意图。其中，第二三实施方式的薄膜晶体管基板300与第一实施方式中的薄膜晶体管基板100相类似，二者的主要区别在于：薄膜晶体管基板300的导电层360与第一实施方式中的导电层160不同。导电层360定义多个大致呈矩阵排列的触控电极区域381。触控电极区域381包括多条沿第一方向X延伸的第一金属线路361及多条沿第二方向Y延伸且与第一金属线路361垂直的第二金属线路362。多条第一金属线路361与多条第二金属线路362在交叉处电连接构成网格状触控电极382。其中，每个触控电极区域381内的触控电极382的数量沿对应触控电极区域381与读取电路390之间的距离成反比，即越靠近读取电路390的触控电极区域381内的触控电极382的数量小于远离读取电路390的触控电极区域381内的触控电极382的数量。每个触控电极区域381延伸出一条用于电连接至读取电路390的第一金属线路361a。本实施方式中，位于同列的触控电极区域381中，每个触控电极区域381延伸出来的第一金属线路361位于对应触控电极区域381的同一侧，且与沿第一方向相邻设置的触控电极区域381延伸出来的第一金属线路361位于不同侧，即触控电极区域381延伸出来的第一金属线路361交替设置于触控电极区域381。例如，位于第二排的触控电极区域381延伸出来的第一金属线路361位于该触控电极382的右侧，位于第三排的触控电极区域381延伸出来的第一金属线路361位于该触控电极区域381的左侧。另外，本实施方式中，由于导电层360已包括沿第二方向Y延伸的第二金属线路362，故该第二透明导电层370可以不包括第一实施方式所示的透明导电线路173。
图11及图12为第四实施方式之薄膜晶体管基板400的第二透明导电层470的平面示意图。其中，可以理解，图11及图12中，右部分图为左部分XI部分和XII部分的放大示意图。其中，第四实施方式的薄膜晶体管基板400与第一实施方式中的薄膜晶体管基板100相类似，二者的主要区别在于：薄膜晶体管基板400的第二透明导电层470与第一实施方式中的第二透明导电层170不同。第二透明导电层470定义多个大致呈矩阵排列的触控电极区域481。触控电极区域481包括多条沿第一方向X延伸的第一透明导电线路473及多条沿第二方向Y延伸且与第一透明导电线路473垂直的第二透明导电线路474。多条第一透明导电线路473与多条第二透明导电线路474在交叉处电连接构成网格状触控电极482。其中，每个触控电极区域481内的触控电极482的数量沿对应触控电极区域481与读取电路490之间的距离成反比，即越靠近读取电路490的触控电极区域481内的触控电极482的数量小于远离读取电路490的触控电极区域481内的触控电极482的数量。每个触控电极区域481延伸出一条用于电连接至读取电路490的第一透明导电线路473a。本实施方式中，位于同列的触控电极区域481中延伸出来的第一透明导电线路473a均位于对应触控电极482的同一侧，如左侧。另外，本实施方式中，由于第二透明导电层470已包括沿第一方向X延伸的第一透明导电线路473，故该导电层160可以不包括第一实施方式所示的金属线路161。
图13及图14为第三五实施方式之第二透明导电层560的平面示意图。其中，可以理解，图13及图14中，右部分图为左部分XIII部分和XIV部分的放大示意图。其中，第五实施方式的薄膜晶体管基板500与第一实施方式中的薄膜晶体管基板100相类似，二者的主要区别在于：薄膜晶体管基板500的第二透明导电层570与第一实施方式中的第二透明导电层170不同。第二透明导电层570定义多个大致呈矩阵排列的触控电极区域581。触控电极区域581包括多条沿第一方向X延伸的第一透明导电线路573及多条沿第二方向Y延伸且与第一透明导电线路573垂直的第二透明导电线路574。多条第一透明导电线路573与多条第二透明导电线路574在交叉处电连接构成网格状触控电极582。其中，每个触控电极区域581内的触控电极582的数量沿对应触控电极区域581与读取电路590之间的距离成反比，即越靠近读取电路590的触控电极区域581内的触控电极582的数量小于远离读取电路590的触控电极区域581内的触控电极582的数量。每个触控电极区域581延伸出一条用于电连接至读取电路590的第一透明导电线路573a。本实施方式中，位于同列的触控电极区域581中，每个触控电极区域581延伸出来的第一透明导电线路573位于对应触控电极区域581的同一侧，且与沿第一方向相邻设置的触控电极区域581延伸出来的第一透明导电线路573位于不同侧，即触控电极区域581延伸出来的第一透明导电线路561交替设置于对应触控电极582的不同侧。例如，位于第二排的触控电极区域581延伸出来的第一透明导电线路573位于该触控电5382的右侧，位于第三排的触控电极区域581延伸出来的第一透明导电线路573位于该触控电极区域582的左侧。另外，本实施方式中，由于第二透明导电层570已包括沿第一方向X延伸的第一透明导电线路573，故该导电层160可以不包括第一实施方式所示的金属线路161。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种薄膜晶体管基板，包括基板、薄膜晶体管结构、设置于薄膜晶体管结构上的第一透明导电层、第二透明导电层以及设置于第一透明导电层和第二透明导电层之间的导电层；所述基板上设置有薄膜晶体管；其特征在于：所述导电层定义多个触控电极区域；所述触控电极区域包括多条沿第一方向延伸的第一线路和多条沿第二方向延伸的第二线路；所述第一方向与第二方向相垂直；所述第一线路和第二线路设置于第二透明导电层或导电层上，且二者之间电性连接；所述多条第一线路和多条第二线路交叉定义成网格状设置的多个触控电极。
2.如权利要求1所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述薄膜晶体管结构包括栅极线、源极线以及漏极线；所述第一线路位于栅极线上方，所述第二线路位于源极线上方。
3.如权利要求2所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述第一线路设置于导电层上；所述第二线路设置于第二透明导电层上；所述第一线路通过贯穿位于二者之间的绝缘层的第一通孔电性连接；所述第一线路和第二线路均设置于导电层。
4.如权利要求3所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述第一通孔设置于第一线路和第二线路的交叉处。
5.如权利要求2所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述第一线路和第二线路均设置于第二透明导电层上。
6.如权利要求1所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述至少一个触控电极区域内包括至少一条未与第二线路电性连接的第一线路；所述未与第二线路电性连接的第一线路由对应的触控电极区域内向外延伸后与读取电路电性连接。
7.如权利要求6所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述多个触控电极区域中未与上方的透明导电线路电性连接的第一线路的数量沿靠近读取电路的方向递增；所述触控电极区域所述触控电极区域内未与第二线路电性连接的第一线路均位于对应触控电极区域的同一侧。
8.如权利要求6所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述多个触控电极区域中未与上方的透明导电线路电性连接的第一线路的数量沿靠近读取电路的方向递增；所述同一触控电极区域对应的未与第二线路电性连接的第一线路设置于所述触控电极区域的同一侧，且与沿第一方向相邻的触控电极区域内未与第二线路电性连接的第一线路位于不同侧。
9.如权利要求1所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述第二透明导电层还包括呈网格状设置的多个像素电极；所述触控电极区域内对应设置有一个触控电极；所述触控电极通过贯穿位于第二透明导电层和薄膜晶体管结构之间的多层绝缘层之第二通孔与薄膜晶体管结构内的漏极电性连接。
10.如权利要求1所述之薄膜晶体管基板，其特征在于：所述薄膜晶体管基板还包括黑矩阵；所述黑矩阵上开设有呈网格状设置的开口区域；所述黑矩阵覆盖第一线路和第二线路。
11.一种触控显示面板至少包括如权利要求1-10中任一权利要求所述的薄膜晶体管基板。
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