CN108646953B

CN108646953B - 触控显示面板

Info

Publication number: CN108646953B
Application number: CN201810329938.6A
Authority: CN
Inventors: 简守甫; 曹兆铿; 秦锋; 夏志强
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai AVIC Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai AVIC Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: CN108710446A; CN108363516B; CN108710446B; CN108646953A; CN108363516A; CN105511707A; CN105511707B

Abstract

本发明提供一种触控显示面板，包括：第一基板；薄膜晶体管，设置在所述第一基板之上；像素电极层，设置在所述薄膜晶体管之上，所述像素电极层通过接触孔连接所述薄膜晶体管的漏极或源极；共用电极层，设置在所述第一基板之上，位于所述像素电极层之下，所述共用电极层划分为多个共用电极，相邻所述共用电极之间形成狭缝，所述狭缝与位于所述狭缝之上的所述接触孔连接。本发明提供的触控显示面板改善触控检测能力和显示效果。

Description

触控显示面板

技术领域

本发明涉及显示触控领域，尤其涉及触控显示面板。

背景技术

随着人机交互技术的发展，触控技术越来越多地使用在各种显示器上。电容性触控技术由于其耐磨损、寿命长，用户使用时维护成本低，并且可以支持手势识别及多点触控的优点而被广泛地使用。

电容性触控技术根据不同对象之间的电容的检测方式，可以分为自电容式触控技术和互电容式触控技术。自电容式触控技术根据输入对象和电极之间的电容变化来检测输入对象在触摸屏上的存在、位置及运动。互电容式触控技术则根据输入对象导致的电极间的电容变化来检测输入对象在触摸屏上的存在、位置及运动。

然而，对于互电容式触控技术，需要将电极层划分为多个触控电极以检测显示面板不同位置的电容。这样，相邻触控电极之间会形成狭缝。尤其对于共用电极复用为触控电极时，由于共用电极上会具有一些供像素电极和源漏极连接的开口，而这样的设置会使得共用电极在这些开口与上述狭缝之间的关键尺寸(critical dimension，CD)过细进而使得工艺难度增加、影响面板开口率、共用电极的电阻增加，而电阻的增加进一步造成共用电极上信号延迟增大等问题，进而影响触控显示面板的触控检测能力和显示效果。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种触控显示面板，其改善触控显示面板的触控检测能力和显示效果。

根据本发明的一种方面，提供一种触控显示面板，包括：第一基板；薄膜晶体管，设置在所述第一基板之上；像素电极层，设置在所述薄膜晶体管之上，所述像素电极层通过接触孔连接所述薄膜晶体管的漏极或源极；共用电极层，设置在所述第一基板之上，位于所述像素电极层之下，所述共用电极层划分为多个共用电极，相邻所述共用电极之间形成狭缝，所述狭缝与位于所述狭缝之上的所述接触孔连接。

与现有技术相比，本发明通过相邻共用电极之间形成的狭缝与位于狭缝之上的接触孔连接，来改善触控显示面板的触控检测能力和显示效果，并具有如下优势：

1)增大了共用电极的关键尺寸，减少共用电极图案化制程工艺的难度；

2)减小共用电极的电阻，进而减少共用电极上的信号延迟。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了现有技术的触控显示面板的示意图。

图2示出了现有技术的触控显示面板AA’部分的示意性截面图。

图3示出了根据本发明第一实施例的触控显示面板的示意图。

图4示出了根据本发明第一实施例的触控显示面板BB’部分的示意性截面图。

图5示出了根据本发明第二实施例的触控显示面板的示意图。

图6示出了根据本发明第三实施例的触控显示面板的示意图。

图7示出了根据本发明触控驱动电极和触控感测电极的示意图。

图8示出了根据本发明触控显示面板的截面图。

图9示出了根据现有技术的共用电极的示意图。

图10示出了根据现有技术的共用电极的电阻等效图。

图11示出了根据本发明第一实施例的共用电极的示意图。

图12示出了根据本发明第一实施例的共用电极的电阻等效图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。

本发明的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

应理解，当称元件或层在另一元件或层“之上”或者“连接”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上或直接连接到另一元件或层，或者还可以存在插入的元件或层。

本发明现有技术可参考图1和图2所示的触控显示面板100。触控显示面板100包括基板190、多条栅极线140、多条数据线130、多个薄膜晶体管160、像素电极层120及共用电极层110。其中，像素电极层120通过第一接触孔121连接薄膜晶体管160的漏极或者源极162。共用电极层110划分为多个共用电极111，相邻共用电极111(例如共用电极111a和共用电极111b)之间形成狭缝112。

由于共用电极层110位于像素电极层120和薄膜晶体管160的漏极或者源极162所在的金属层之间，第一接触孔121需要穿过共用电极层110，才能使得像素电极层120与薄膜晶体管160的漏极或者源极162连接，因此，共用电极111具有供第一接触孔121穿过的开口113。

然而，按现有技术的方式，在狭缝112和开口113之间的公共电极111的关键尺寸(如d1和d2所示)过细，增加共用电极111的制造工艺难度。同时，共用电极111这样的形状使得共用电极111的电阻相比其他没有开口的共用电极电阻更大，进而造成共用电极111上信号延迟。

为了改善现有技术的缺陷，本发明提供一种触控显示面板。首先参见图3和图4来描述本发明提供的触控显示面板的第一实施例。

在第一实施例中，触控显示面板200包括基板290、多个薄膜晶体管260、像素电极层220及共用电极层210。

多个薄膜晶体管260设置在基板290之上。优选地，每个像素区280中设置至少一个薄膜晶体管260。例如，在本实施例中，每个像素区280中仅设置一个薄膜晶体管260。而在一些变化例中，像素区280中也可以设置多个薄膜晶体管260。各薄膜晶体管260包括栅极261、源极263、漏极262。薄膜晶体管260的漏极262通过第一接触孔221与像素电极层220连接(在本实施例中以漏极262通过第一接触孔221与像素电极层220连接，但不构成对本实施例的限定，也可以是以源极263通过第一接触孔221与像素电极层220连接)。

在本实施例中，薄膜晶体管260为顶栅结构的薄膜晶体管。薄膜晶体管260的半导体层250位于薄膜晶体管260的栅极261所在的金属层和基板290之间。薄膜晶体管260的源极263和漏极262所在的金属层位于栅极261所在的金属层之上。薄膜晶体管260的源极263通过接触孔连接至半导体层250。薄膜晶体管260的漏极262通过接触孔连接至半导体层250。

薄膜晶体管260的结构并非以此为限，其也可以具有底栅结构。薄膜晶体管260的结构可随不同的实施例变化，在此不再一一赘述。

需要说明的是，在本实施例中，半导体层250的材料可以为非晶硅、多晶硅、氧化物中的任意一种，本发明实施例对此不作限定。

像素电极层220设置在薄膜晶体管260之上。像素电极层220被图案化为多个像素电极。优选地，一个像素区280内设置一个像素电极。像素电极层220通过第一接触孔221连接薄膜晶体管260的漏极262(或源极263)。像素电极层220图案可随不同的实施例变化。

共用电极层210设置在基板290之上，并位于像素电极层220之下。优选地，共用电极层210和像素电极层220之间还设置有绝缘层。共用电极层210划分为多个共用电极211。

具体而言，在本发明实施例中共用电极210复用为触控电极。

通过改变现有技术的狭缝的轨迹，使相邻共用电极211(例如共用电极211a和共用电极211b)之间形成的狭缝212延伸至连通开口213的位置，从而使相邻共用电极211之间形成的狭缝212与位于狭缝212之上的第一接触孔221连接。具体而言，由于共用电极层210位于像素电极层220和薄膜晶体管260的漏极262(或源极263)所在的金属层之间，第一接触孔221需要穿过共用电极层210，才能使得像素电极层220与薄膜晶体管260的漏极262(或源极263)连接，因此，共用电极211上还包括与第一接触孔221相连的开口213。例如，开口213由第一接触孔221穿过共用电极211形成。在一些变化例中，考虑到制程偏差，开口213的内径大于第一接触孔221在共用电极层210上的外径，来防止第一接触孔221和共用电极层210接触进而发生短路。相邻共用电极211之间形成的狭缝212与开口213连接来与位于狭缝212之上的部分第一接触孔221连接。

具体而言，在本实施例中，相邻共用电极211之间形成沿Y方向延伸的狭缝212，各狭缝212与位于狭缝212之上的部分第一接触孔221连接。在一些实施例中，由于共用电极211可在每个像素区280中具有一个第一接触孔221，则有部分第一接触孔221并未与狭缝212连接。

在本实施例中，触控显示面板200还包括多条栅极线240和多条数据线230。多条栅极线240设置在基板290之上。栅极线240优选地与薄膜晶体管260的栅极261位于同一金属层。数据线230优选地与薄膜晶体管260的源极263和漏极262与位于同一金属层。

多条栅极线240沿X方向延伸，并沿Y方向排列。多条数据线230设置在基板290之上。多条数据线230沿Y方向延伸，并沿X方向排列。此处所说的延伸方向并非将栅极线240和数据线230限定为沿X方向和Y方向延伸的直线，栅极线240和数据线230也可以是沿X方向和Y方向的曲线。栅极线240与数据线230在基板290上交叉绝缘。多条栅极线240和多条数据线230所围成的区域限定多个像素区280。

在本实施例中，栅极线240所在的金属层位于数据线230所在的金属层和基板290之间。但栅极线240所在的金属层和数据线230所在的金属层的位置关系不限于此。具体而言，共用电极层210位于数据线230所在的金属层之上。相邻共用电极211之间形成的狭缝212暴露至少部分数据线230。在本实施例中，两相邻开口之间的对应的数据线没有暴露，也即相邻共用电极211之间形成的沿Y方向延伸的狭缝212暴露部分数据线230。共用电极211覆盖对应于第一接触孔221的部分的数据线230。换言之，共用电极211覆盖在X方向上与第一接触孔221对应位置处的数据线230。

按本实施例的实施方式，触控显示面板200的共用电极211在狭缝处212处的关键尺寸d3增加，减少共用电极211制造工艺的难度，同时，共用电极211增加了覆盖部分数据线230的部分，这样的设计能够在保证相邻共用电极彼此绝缘的基础上，增加了共用电极211的面积，从而降低共用电极211上的电阻，进而改善共用电极211上的信号延迟。

图5示出了根据本发明第二实施例的触控显示面板300的示意图。触控显示面板300的结构与图3和图4所对应实施例中的触控显示面板200的结构类似，相同之处此处不再赘述，可以参考前述内容，与图3和图4所对应实施例中的触控显示面板200的结构不同的是，相邻共用电极311之间形成的狭缝312完全暴露数据线330。基本不改变现有技术的狭缝轨迹，而是将开口313与狭缝312连通，从而无需考虑现有技术中关键尺寸d1处共用电极311的制程难度。在本实施例中，尽管共用电极311在狭缝312和未与狭缝312连接的开口313之间的关键尺寸d4相较于图3和图4所对应实施例中的关键尺寸d3更细，但相较于现有技术中而言，本实施例可以无需考虑现有技术中关键尺寸d1处共用电极311的制程难度。同时，共用电极311形状相当于现有技术的共用电极111形状在X方向上对应于接触孔的位置少了一部分。换言之，共用电极311的形状与现有技术的共用电极111的形状大致类似，这样，在共用电极311制程时，掩模板的改动也较小，进而简化共用电极311的制程工艺，降低了制作成本。

具体而言，在本实施例中，狭缝312与位于狭缝312一侧的(连接第一接触孔的)开口313连接。在一些变化例中，如图6所示，狭缝712也可以与位于狭缝712两侧的(连接第一接触孔的)开口713连接，进一步降低共用电极的制程难度。

具体而言，在本发明实施例中，共用电极复用为触控电极。优选地，共用电极复用为互电容式的触控驱动电极。多个共用电极沿Y方向延伸。各个共用电极在基板上的投影沿X方向覆盖至少一个像素区。其中，X方向和Y方向正交。例如，在图3所示的实施例中，各个共用电极211在基板上的投影沿X方向覆盖两个像素区280。相邻共用电极211之间形成沿Y方向延伸的狭缝212。共用电极211复用为互电容式的触控驱动电极时，可参考图7及图8，通过测量触控驱动电极211与触控感测电极610交叠区域之间的电容来确定触控发生的位置。在图7所示的实施例中，沿X方向延伸的多个触控感测电极610也可以布置在另一基板620之上，并与触控驱动电极相对，以在触控驱动电极与触控感测电极交叠区域之间形成电容。触控感测电极610布置在基板620远离基板290的一侧。另一基板620，例如可以是彩膜基板。在一些变化例中，沿X方向延伸的多个触控感测电极610也可以布置在基板290之上。在另一些实施例中，共用电极211也可以复用为自电容式触控电极，本发明并不对此进行限定。

由于共用电极211复用为触控电极，因此，共用电极211的电阻大小对触控显示面板的触控精度、准度以及实时性起到了重要的作用。本发明通过改变共用电极形状，进而相比现有技术，也可以一定程度上减少共用电极的电阻，提高触控显示面板的触控精度。下面将结合图9至图12来比较本发明提供的共用电极与现有技术共用电极的电阻。

首先参见图9和图10，图9示出了现有技术中的多个共用电极411(即图1所示的共用电极111)。狭缝412和开口413之间的共用电极411关键尺寸(例如，d1和d2)较细，增加了共用电极411制程工艺的难度。在图9中，每个共用电极411仅包括沿Y方向排列的两个(连接第一接触孔的)开口413，每个共用电极411在X方向上覆盖两个像素区480。

按照图9所示的共用电极411，以一个像素区480为单位，提供如图10所示用于计算一个像素区480的共用电极411’的电阻等效图。在一个像素区480中，等效共用电极411’等效为电阻411A’、电阻411B’以及电阻411C’。其中，电阻411A’和电阻411B’并联后与电阻411C’串联。每个电阻都可以根据公式R＝ρL/S来计算，其中，R表示所要计算的电阻值，ρ表示共用电极的电阻率，L表示电阻长度，S表示电阻的截面积。在共用电极的涂布中，可以等效认为，共用电极具有相同的厚度d。由此，电阻的截面积S＝Wd，W为电阻的宽度。电阻计算公式相应地为：R＝ρL/(Wd)。

首先计算电阻411A’的电阻值：

电阻411A’的长度与等效开口413’的长度12.1微米相同。电阻411A’的宽度如图10所示为2微米(d2)，则电阻411A’的电阻值R₁＝ρ12.1/(2d)＝ρ6.05/d。

然后计算电阻411B’的电阻值：

电阻411B’的长度与等效开口413’的长度12.1微米相同。电阻411B’的宽度如图10所示为2微米(d1)，则电阻411B’的电阻值R₂＝ρ12.1/(2d)＝ρ6.05/d。

最后计算电阻411C’的电阻值：

电阻411C’的长度与为像素区480的长度57.3微米与等效开口413’的长度12.1微米之差，也就是45.2微米。电阻411C’的宽度为像素区480的宽度19.1微米与狭缝的宽度3微米(图中示出等效开口413’左右两个狭缝的一半1.5微米)之差，也就是16.1微米。则电阻411C’的电阻值R₃＝ρ45.2/(16.1d)≈ρ2.807/d。

以一个像素区480为单位等效共用电极411’的电阻为：

R₁R₂/(R₁+R₂)+R₃≈ρ3.025/d+ρ2.807/d＝ρ5.832/d。

接下来，参见图11和图12，图11示出了本发明第一实施例的多个共用电极511(与图3所示的共用电极211形状相同)。狭缝512与(连接第一接触孔的)开口513连接。图11所示的共用电极511的尺寸与图9所示的共用电极411类似，并且每个共用电极511在X方向上覆盖两个像素区580。在图11所示的共用电极511中，共用电极511的关键尺寸变为d3，关键尺寸d3相当于图9中关键尺寸d1、关键尺寸d2以及狭缝宽度之和。在一些变化例中，d3大于关键尺寸d1及关键尺寸d2即可。在这些实施例中，关键尺寸d3相比关键尺寸d1、关键尺寸d2，由此，减低了共用电极511制程工艺的难度。

按照图11所示的共用电极511，以一个像素区580为单位，提供如图12所示用于计算一个像素区580的共用电极511’的电阻等效图。在一个像素区580中，等效共用电极511’等效为电阻511A’及电阻511B’。其中，电阻511A’和电阻511B’串联。同样地，每个电阻都可以根据公式R＝ρL/(Wd)来计算。

首先计算电阻511A’的电阻值：

电阻511A’的长度与等效开口513’的长度12.1微米相同。电阻511A’的宽度如图12所示为7微米(即d3，也就是d1、d2以及狭缝宽度之和)，则电阻511A’的电阻值R₁’＝ρ12.1/(7d)≈ρ1.7285/d。

然后计算电阻511B’的电阻值：

电阻511B’的长度与为像素区580的长度57.3微米与等效开口513’的长度12.1微米之差，也就是45.2微米。电阻511B’的宽度为像素区580的宽度19.1微米与狭缝的宽度3微米之差，也就是16.1微米。则电阻511B’的电阻值R₂’＝ρ45.2/(16.1d)≈ρ2.807/d。

以一个像素区580为单位等效共用电极511’的电阻为：

R₁’+R₂’≈ρ1.7285/d+ρ2.807/d＝ρ4.5355/d。

根据上述计算结果：

现有技术中以一个像素区480为单位等效共用电极411’的电阻为ρ5.832/d。本发明第一实施例以一个像素区580为单位等效共用电极511’的电阻为ρ4.5355/d。照这样，等效共用电极511’的电阻相比等效共用电极411’的电阻减少20％。

本领域技术人员可以理解，图9至图12所给的具体尺寸仅为示意性地计算电阻值，本发明的共用电极、像素区、狭缝的尺寸并不限于此，这些尺寸可以随不同的实施例而变化。

2)减小共用电极的电阻，进而减少共用电极上的信号延迟。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims

1.一种触控显示面板，其特征在于，包括：

基板；

薄膜晶体管，设置在所述基板之上；

像素电极层，设置在所述薄膜晶体管之上，所述像素电极层通过第一接触孔连接所述薄膜晶体管的漏极或源极；

共用电极层，设置在所述基板之上，位于所述像素电极层之下，所述共用电极层划分为多个共用电极，相邻所述共用电极之间形成狭缝，所述共用电极还包括供所述第一接触孔穿过的开口，所述狭缝与所述开口连通。

2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述像素电极层与所述共用电极层之间设置一绝缘层。

3.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述薄膜晶体管为顶栅结构的薄膜晶体管。

4.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，包括多条沿X方向延伸、沿Y方向排列的栅极线和多条沿所述Y方向延伸、沿所述X方向排列的数据线，所述X方向和所述Y方向正交。

5.如权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，多个所述共用电极沿所述Y方向延伸。

6.如权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述共用电极层位于所述数据线所在的金属层之上，相邻所述共用电极之间形成的所述狭缝暴露至少部分所述数据线。

7.如权利要求6所述的触控显示面板，其特征在于，所述共用电极覆盖在所述X方向上与所述第一接触孔对应位置处的数据线。

8.如权利要求6所述的触控显示面板，其特征在于，相邻所述共用电极之间的所述狭缝完全暴露所述数据线。

9.如权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，所述共用电极复用为触控驱动电极。

10.如权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，还包括：沿所述X方向延伸的触控感测电极，设置于所述基板上。

11.如权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，还包括：另一基板，在所述另一基板上设置沿所述X方向延伸的触控感测电极。