CN106354347A - 内嵌式触控显示面板以及其制作方法 - Google Patents

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张志豪
陈柏锋
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Abstract

本发明公开了一种内嵌式触控显示面板以及其制作方法。上述触控显示面板包括一基板、多个共用电极块、一驱动芯片以及多个金属导线。上述基板具有一显示区域以及一非显示区域，其中上述非显示区域围绕上述显示区域。上述多个共用电极块配置于上述显示区域内。上述驱动芯片配置于在上述非显示区域。上述多个金属导线用以将上述多个共用电极块分别连接至上述驱动芯片。上述多个条金属导线向上述非显示区域延伸，并以平行栅极线进入上述显示区域。上述多个金属导线在上述非显示区域包括一第一金属层且/或一第二金属层。

Description

内嵌式触控显示面板以及其制作方法
技术领域
本说明书主要涉及内嵌式触控显示面板的技术，特别是涉及用以改善画面色斑(mura)或是改善触控效能(touch performance)变差的内嵌式触控显示面板技术。
背景技术
内嵌式触控显示面板(In-Cell Touch Display)是同时将显示功能与触控功能整合于面板内的新式整合型显示器。这种新式面板是通过将面板IC与触控IC的整合，并搭配液晶面板厂的新式制作流程，所开发出的新式液晶面板之一。
内嵌触控显示面板，若以触控信号的传递方式做为区分，可分为互容式与自容式。互容式的内嵌触控显示面板中，发出触控信号与接收感测信号的路径不同。自容式的内嵌触控显示面板则是发出触控信号与接收感测信号的路径相同。有一种现有的自容式内嵌触控显示面板，是将共用电极(或称接地电极)分割成矩阵状配置的多个电极块，每一个电极块在显示期间仍做为一般的共用电极(common electrode)使用，而在触控期间则做为触控感测电极使用，通过检测电极块与外部的触控物之间所形成的电容，来判断触控物的位置。
图1是显示一种现有的内嵌触控显示面板的部分概要上视图。如图1所示，每一块矩阵共用电极块S1、S2、…、Sn会利用多个接触孔C分别连接到一条金属导线T1、T2、…、Tn。在内嵌触控显示面板的显示驱动期间，这些金属导线T1、T2、…、Tn会输出一既定的电压，使所有的共用电极块S1、S2、…、Sn维持在相同的电位；在内嵌触控显示面板的触控驱动期间，这些金属导线T1、T2、…、Tn会各自输出触控感测信号，用以独立地感测各个共用电极块S1、S2、…、Sn是否被触控。
在传统内嵌触控显示面板的制作中，为避免触控信号(Sensing Signal)与薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)组件和数据信号(Data Signal)互相干扰，会于触控面板的结构中，设计一金属层(例如：一M3层)，经由接触孔(contact hole)传递触控信号至共用电极块。底下将以图2举例说明。
图2是显示一种现有的经由共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式制作的触控显示面板的剖视图。如图2所示，先沉积栅极电极金属(gateelectrode，GE)层210(可视为M1层)并图形化，沉积栅极绝缘层(gate insulation(GI)layer)220与有源层(Active layer)230(或半导体层(semiconductor layer))，且图形化有源层230和栅极绝缘层220，并在栅极绝缘层220挖接触孔至栅极电极金属层210。接着，沉积源极和漏极金属层(Source/Drain(SD)metallayer)240(可视为M2层)，并图形化源极和漏极金属层240，且部分源极和漏极金属层240会与栅极电极金属210做连接(M1、M2转接)。接着，在沉积第一保护层(passivation layer(BP1))250与平坦层(PFA)260后，图形化第一保护层250和平坦层260，以挖接触孔至源极和漏极金属层240。此外，也会沉积像素电极层(ITO_pixel layer)270，并图形化像素电极层270，作为触控显示面板的像素电极并使其通过接触孔连接底层的源极和漏极金属层240的薄膜晶体管漏极(TFT drain)端，其中ITO是表示铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)。接着，沉积第二保护层(BP2)280，以及沉积一金属层(M3layer)290(触控信号线(touch line)的金属导线)，并图形化M3层290使其覆盖于源极和漏极金属层240的数据线(data line)上。接着，沉积第三保护层(BP3)295，并图形化第三保护层295，以挖接触孔于M3层上。最后，沉积共用电极层(ITO_Com layer)271，并图形化共用电极层271使其形成ITO切口(slit)以作为显示器共用电极，并通过其下层的第三保护层295的接触孔连接底层的M3层290。
图3是显示一种现有的内嵌触控显示面板的金属导线布局的示意图。如图3所示，排列成矩阵状的共用电极块配置于基板10的显示区域11上，而用以共用电位及触控感测信号的驱动芯片则配置于显示区域11外的非显示区域12。金属导线在显示区域11内均平行于行方向延伸，出了显示区域11后在非显示区域12以扇形的方式连接进驱动芯片。在传统的布局下，连接至同一行的共用电极块的金属导线中，位于最左侧的金属导线Tmax连接到显示区域11内最上方的共用电极块，因此在显示区域11内有最长的长度，同时该条金属导线在非显示区域12由于距离驱动芯片较远，因此在非显示区域12也有最长的长度。相对地，连接至同一行的共用电极块的金属导线中，位于最右侧的金属导线Tmin连接到显示区域11内最下方的共用电极块，因此在显示区域11内有最短的长度，同时该条金属导线在非显示区域12由于距离驱动芯片较近，因此在非显示区域12也有最短的长度。
因此，因为在靠近驱动芯片及远离驱动芯片的位置的金属导线(M3走线)长度不一样，所以会导致RC负载不均的问题产生。若RC负载不均的问题产生。当RC负载的差异过大时，将导致触控显示面板画面容易产生色斑(mura)或是触控效能(touch performance)变差的情况发生。
此外，图4是显示一种现有的内嵌触控显示面板的相关寄生电容的示意图，如图4所示，由于内嵌触控显示面板的相关寄生电容很多，例如：共用电极块S1和数据线间的电容Cxd、共用电极块S1和闸级线间的电容Cxg、共用电极块S1和共用电极块S2间的电容Cxv、金属导线T1和数据线间的电容Cld以及金属导线T1和栅极线间的电容Clg等等，因而导致触控效能难以控制。
发明内容
有鉴于上述先前技术的问题，本发明的目的在于提供一种内嵌式触控显示面板，以改善触控显示面板画面容易产生色斑(mura)或是触控效能(touchperformance)变差的情况发生。
根据本发明的一较佳实施例提供了一种内嵌式触控显示面板。上述内嵌式触控显示面板包括一基板、多个共用电极块、一驱动芯片以及多个金属导线。上述基板具有一显示区域以及一非显示区域，其中上述非显示区域围绕上述显示区域。上述多个共用电极块配置于上述显示区域内。上述驱动芯片配置于在上述非显示区域。上述多个金属导线用以将上述多个共用电极块分别连接至上述驱动芯片。上述内嵌式触控显示面板更包括沿一第一方向延伸配置的多个栅极线；以及沿一第二方向延伸配置的多个数据线，其中上述多个共用电极块分别沿着上述第一方向以及上述第二方向排列设置，以构成一像素矩阵。上述多个金属导线向上述非显示区域延伸，并以平行上述多个栅极线的方向进入上述显示区域。上述多个金属导线在上述非显示区域包括一第一金属层且/或一第二金属层，且其中上述第一金属层包含上述多个栅极线，且上述第二金属层包含上述多个数据线。
在本发明一些实施例，上述多个金属导线上的信号在上述显示区域通过上述第一金属层传输。在上述显示区域内，每一上述共用电极块通过至少一接触孔与对应的上述金属导线连接。在本发明一些实施例，在上述显示区域内，每一上述金属导线部分重叠于上述栅极线。
在本发明一些实施例，中上述内嵌式触控显示面板适用于共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式，或像素电极在共用电极上方(top pixel)的制作工艺方式。
根据本发明的一较佳实施例提供了一种内嵌式触控显示面板的制作方法。上述内嵌式触控显示面板的制作方法的步骤包括：在一基板产生一第一金属层，其中上述第一金属层包括多个金属导线；在上述第一金属层上方产生一第一绝缘层；在上述第一绝缘层上产生一半导体层、一像素电极以及一第二金属层；产生一第二绝缘层；以及在上述第二绝缘层上产生一共用电极，其中上述多个金属导线向上述基板的非显示区域延伸，并以平行上述基板的一显示区域的闸级线方向进入上述显示区域，其中上述多个金属导线在上述非显示区域包括上述第一金属层且/或上述第二金属层，且其中上述第一金属层包含多个栅极线，且上述第二金属层包含多个数据线。
根据本发明的另一较佳实施例提供了一种内嵌式触控显示面板的制作方法。上述内嵌式显示面板的制作方法的步骤包括：在一基板产生一第一金属层，其中上述第一金属层包括多个金属导线；在上述第一金属层上方产生一第一绝缘层；在上述第一绝缘层上产生一半导体层以及一第二金属层；产生一第二绝缘层；在上述第二绝缘层上产生一第三绝缘层；在上述第三绝缘层上产生一共用电极；在上述共用电极上产生一第四绝缘层；以及在上述第四绝缘层上产生一像素电极，其中上述多个金属导线向上述基板的非显示区域延伸，并以平行上述基板的一显示区域的闸级线方向进入上述显示区域，其中上述多个金属导线在上述非显示区域包括上述第一金属层且/或上述第二金属层，且其中上述第一金属层包含多个栅极线，且上述第二金属层包含多个数据线。
关于本发明其他附加的特征与优点，此领域的熟习技术人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本案实施方法中所公开的执行联系程序的装置以及方法，做些许的更动与润饰而得到。
附图说明
图1是显示一种现有的内嵌触控显示面板的部分概要上视图；
图2是显示一种现有的经由共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式制作的触控显示面板的剖视图；
图3是显示一种现有的内嵌触控显示面板的金属导线布局的示意图；
图4是显示一种现有的内嵌触控显示面板的相关寄生电容的示意图；
图5是显示根据本发明的一实施例所述的触控显示面板100的金属导线布局的示意图；
图6是显示根据本发明的一实施例所述的经由共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式制作的触控显示面板100的剖视图；
图7是显示根据本发明的另一实施例所述的经由像素电极在共用电极上方(top pixel)的制作工艺方式制作的触控显示面板100的剖视图。
符号说明
100 触控显示面板
10、110 基板
11、200 显示区域
111 第一金属层
112 第一绝缘层
113 有源层
114 像素电极层
115 第二金属层
116 第二绝缘层
117 共用电极层
118 第三绝缘层
119 第四绝缘层
12、300 非显示区域
120-1～120-N、S1、S2、Sn 共用电极块
130 驱动芯片
C 接触孔
210 GE
220 GI
230 有源层(Active)
240 SD
250 BP1
260 PFA
270 像素电极层(ITO_Pixel)
280 BP2
290 M3
295 BP3
271 共用电极层(ITO_Com)
L1、L2、Ln、T1、T2、Tn、Tmax、Tmin 金属导线
具体实施方式
本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的为准。
图5是显示根据本发明的一实施例所述的触控显示面板100的示意图。触控显示面板100是一自容式(self-capacitance)内嵌式触控显示面板(In-CellTouch Display)，且其是利用GOP(gate on panel)技术，也就是将栅极电路做进薄膜晶体管阵列(TFT Array)的方式来制作。如图5所示，触控显示面板100中包含一基板110、多个共用电极块(或触控单元)120-1、120-2…120-N、一驱动芯片130，以及多个金属导线L1、L2…Ln。注意地是，在图5中的示意图，仅是为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以此为限。
如图5所示，基板110具有一显示区域200以及一非显示区域300，其中非显示区域300围绕在显示区域200的四周。在显示区域200中，配置了共用电极块120-1～120-N、多个栅极线(gate line)以及多个数据线(data line)。栅极线是沿一第一方向(例如：一列方向)延伸配置，且数据线是沿一第二方向(例如：一行方向)延伸配置以和栅极线互相垂直。共用电极块120-1～120-N是以一矩阵方式排列。具体来说，共用电极块120-1～120-N分别沿着第一方向以及第二方向排列设置，以构成一像素矩阵。
根据本发明的一实施例，多个金属导线L1、L2…Ln可视为电极信号线(Vcom line)以及触控信号线(sensing line)，其连接于共用电极块120-1～120-N和驱动芯片130之间，用以提供电极信号(Vcom)或触控信号(sensing signal)给共用电极块120-1～120-N。根据本发明的一实施例，多个金属导线L1、L2…Ln从驱动芯片130向非显示区域300延伸，并以平行显示区域200的栅极线的方向进入显示区域200。
根据本发明的一实施例，触控显示面板100适用于经由共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式所制作而成的触控显示面板，或经由像素电极在共用电极上方(top pixel)的制作工艺方式所制作而成的触控显示面板。以下将有更详细的说明。
图6是显示根据本发明的一实施例所述的经由共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式制作的触控显示面板100的剖视图。如同图5所示，在制作触控显示面板100时，会先在基板110上产生一第一金属层111。根据本发明的一实施例，第一金属层111包含了栅极电极，以与门极线。此外，第一金属层111也包含了用以传送电极信号(Vcom)和触控信号(sensing signal)的多个金属导线L1、L2…Ln(例如：电极信号线以及触控信号线)。当第一金属层产生后，会在第一金属层111上产生一第一绝缘层112，并在第一绝缘层112上挖一接触孔(contact hole)至第一金属层111。第一绝缘层112可视为一栅极绝缘层(gate insulation layer)。接着，会产生一有源层(Active layer)(或半导体层)113，一像素电极层(ITO_pixel layer)114以及一第二金属层115。像素电极层114在图形化后可做为触控显示面板100的像素电极。第二金属层115包含源极电极、漏极电极以及数据线。接着会产生一第二绝缘层116(例如一保护层(BP))，并在第二绝缘层116上挖一接触孔至第二金属层115。最后，产生一共用电极层(ITO_Com layer)117。共用电极层117在图形化后可做为触控显示面板100的共用电极。
图7是显示根据本发明的另一实施例所述的经由像素电极在共用电极上方(top pixel)的制作工艺方式制作的触控显示面板100的剖视图。如同图6所示，在制作触控显示面板100时，会先在基板110上产生一第一金属层111。根据本发明的一实施例，第一金属层111包含了栅极电极(GE)，以与门极线。此外，第一金属层111也包含了用以传送电极信号(Vcom)和触控信号(sensingsignal)的多个金属导线L1、L2…Ln(例如：电极信号线以及触控信号线)。当第一金属层产生后，会在第一金属层111上产生一第一绝缘层112，并在第一绝缘层112上挖一接触孔至第一金属层111。第一绝缘层112可视为一栅极绝缘(GI)层。接着，会产生一有源层(或半导体层)113，以及一第二金属层115。第二金属层115包含源极电极、漏极电极以及数据线。接着，会产生一第二绝缘层116(例如一保护层(BP))，以及产生一第三绝缘层118(例如一平坦层(PFA))，并在第二绝缘层116和第三绝缘层118上挖接触孔至第二金属层115。接着，产生一共用电极层117。共用电极层117在图形化后可做为触控显示面板100的共用电极。接着，产生一第四绝缘层119，并在第四绝缘层119(例如一保护层(BP))上一挖接触孔至第二金属层115。最后，产生像素电极层(ITO_pixel layer)114。像素电极层114在图形化后可做为触控显示面板100的像素电极。
根据本发明的一实施例，当多个金属导线L1、L2…Ln在非显示区域300(即还未进显示区域200)时，多个金属导线L1、L2…Ln在非显示区域300可包括第一金属层111或第二金属层115。根据本发明的另一实施例，当多个金属导线L1、L2…Ln在非显示区域300时，多个金属导线L1、L2…Ln在非显示区域300可包括第一金属层111和第二金属层115。
根据本发明的一实施例，当多个金属导线L1、L2…Ln进入显示区域200时，多个金属导线L1、L2…Ln在显示区域200可包括第一金属层传输111。根据本发明的一实施例，每一共用电极块120-1～120-N通过至少一接触孔C与对应的金属导线L1、L2…Ln的一者相连接。根据本发明的一实施例，每一金属导线L1、L2…Ln会部分(例如：需要传送触控信号给共用电极块之处)重叠于栅极线。
本发明提出了利用第一金属层和第二金属层取代原先的M3金属层(如图2所示)，金属导线上的触控信号可使用第一金属层且/或第二金属层走左右的非显示区域，进入显示区域区前再转第一金属层与栅极线平行，最后再与欲连接共用电极块连接，以达成电极信号和触控信号的传输。经由本发明所提出的触控显示面板100的制作方式以及金属导线的布局方式，将使得金属导线的走线较短外，金属导线也仅须走到触控显示面板100的一半即可，因而减轻RC负载不均问题，并可改善画面色斑或是触控效能变差的问题。此外，因为触控信号不走原先的M3金属层，可大幅降低寄生电容，例如：Clg电容、Cld电容及Clx电容，在触控的均匀性。
本说明书中所提到的「一实施例」或「实施例」，表示与实施例有关的所述特定的特征、结构、或特性是包含根据本发明的至少一实施例中，但并不表示它们存在于每一个实施例中。因此，在本说明书中不同地方出现的「在一实施例中」或「在实施例中」词组并不必然表示本发明的相同实施例。
以上段落使用多种层面描述。显然的，本文的教示可以多种方式实现，而在范例中公开的任何特定架构或功能仅为一代表性的状况。根据本文的教示，任何熟知此技术的人士应理解在本文公开的各层面可独立实作或两种以上的层面可以合并实作。
虽然结合以上较佳实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种内嵌式触控显示面板，包括：
基板，具有一显示区域以及一非显示区域，其中上述非显示区域围绕上述显示区域；
多个共用电极块，配置于上述显示区域内；
多个栅极线，沿一第一方向延伸配置；
多个数据线，沿一第二方向延伸配置，该第一方向不同于该第二方向，其中上述多个共用电极块分别沿着上述第一方向以及上述第二方向排列设置，以构成一像素矩阵；
驱动芯片，配置于在上述非显示区域；以及
多个金属导线，用以将上述多个共用电极块分别连接至上述驱动芯片；
其中上述多个金属导线向上述非显示区域延伸，并以平行上述多个栅极线的方向进入上述显示区域，
其中上述多个金属导线在上述非显示区域包括一第一金属层且/或一第二金属层，且其中上述第一金属层包含上述多个栅极线，且上述第二金属层包含上述多个数据线。
2.如权利要求1所述的内嵌式触控显示面板，其中上述多个金属导线在上述显示区域包括上述第一金属层。
3.如权利要求2所述的内嵌式触控显示面板，其中在上述显示区域内，每一上述共用电极块通过至少一接触孔与对应的上述金属导线连接。
4.如权利要求2所述的内嵌式触控显示面板，其中在上述显示区域内，每一上述金属导线部分重叠于上述栅极线。
5.如权利要求1所述的内嵌式触控显示面板，其中上述多个金属导线包含于一第一金属层。
6.如权利要求1所述的内嵌式触控显示面板，其中上述内嵌式触控显示面板适用于共用电极在像素电极上方(top com)的制作工艺方式，或像素电极在共用电极上方(top pixel)的制作工艺方式。
7.一种内嵌式触控显示面板的制作方法，包括：
在一基板产生一第一金属层，其中上述第一金属层包括多个金属导线；
在上述第一金属层上方产生一第一绝缘层；
在上述第一绝缘层上产生一半导体层、一像素电极以及一第二金属层；
产生一第二绝缘层；以及
在上述第二绝缘层上产生一共用电极，
其中上述多个金属导线向上述基板的非显示区域延伸，并以平行上述基板的一显示区域的闸级线方向进入上述显示区域，
其中上述多个金属导线在上述非显示区域包括上述第一金属层且/或上述第二金属层，且其中上述第一金属层包含多个栅极线，且上述第二金属层包含多个数据线。
8.如权利要求7所述的内嵌式触控显示面板的制作方法，其中上述多个金属导线在上述显示区域包括上述第一金属层传输。
9.一种内嵌式触控显示面板的制作方法，包括：
在一基板产生一第一金属层，其中上述第一金属层包括多个金属导线；
在上述第一金属层上方产生一第一绝缘层；
在上述第一绝缘层上产生一半导体层以及一第二金属层；
产生一第二绝缘层；
在上述第二绝缘层上产生一第三绝缘层；
在上述第三绝缘层上产生一共用电极；
在上述共用电极上产生一第四绝缘层；以及
在上述第四绝缘层上产生一像素电极，
其中上述多个金属导线向上述基板的左右两侧的非显示区域延伸，并以平行上述基板的一显示区域的闸级线方向进入上述显示区域，
其中上述多个金属导线在上述非显示区域包括上述第一金属层且/或上述第二金属层，且其中上述第一金属层包含多个栅极线，且上述第二金属层包含多个数据线。
10.如权利要求9所述的内嵌式触控显示面板的制作方法，其中上述多个金属导线在上述显示区域包括上述第一金属层。
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