CN108958557A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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汤侑颖
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Abstract

触控显示面板包括第一图案化金属层以及第二图案化金属层。第一图案化金属层包括第一信号线以及一或多个第一区段。第二图案化金属层设置在第一图案化金属层上方，第二图案化金属层包括第二信号线以及一或多个第二区段，其中一或多个第二区段电性连接一或多个第一区段，使得一或多个第一区段以及一或多个第二区段共同至少形成触控感测线的一部分。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本公开是关于一种显示装置、显示面板以及其制造方法。
背景技术
触控显示面板已广泛地被应用在各种显示装置上，像是液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)。当显示装置显示影像，使用者可藉由接触(例如通过按压或触碰)触控显示面板以产生触控事件并对装置进行控制。
有一种触控显示面板称为自容式内嵌型显示面板(self in-cell touch displaypanel)，此种显示面板中的多条触控感测线会在显示装置的触控模式时作为触控感测电极，并在显示装置的显示模式时作为共同电压电极(Vcom)。
然而，此种触控显示面板中需要设置额外的金属层来形成触控感测线，使得制造成本提高。为了克服此问题，目前业界有试着将触控感测线和资料线平行设置在同一个金属层上，惟此种作法会大大缩减显示装置的开口率(aperture ratio)。
发明内容
本公开是关于一种显示装置及其制造方法。在所提出的显示装置中，触控感测线形成在第一信号线和第二信号线所成形的图案化金属层上，故可省去采用额外的金属层来形成触控感测线，进而降低显示装置的成本。此外，由于触控感测线的绝大部分是被安排在第二信号线的金属图案下方，故可有效减少为了形成触控感测线而对显示装置所造成的开口率损失。
根据一实施例，提出一种触控显示面板。触控显示面板包括第一图案化金属层以及第二图案化金属层。第一图案化金属层包括第一信号线以及分别设置在第一信号线两侧的二个第一区段。第二图案化金属层设置在第一图案化金属层上方，第二图案化金属层包括第二信号线以及第二区段，其中第二区段位在第一信号线上方，横跨第一信号线并电性连接在两个第一区段之间，使得两个第一区段以及第二区段共同形成触控感测线的一部分。
根据一实施例，提出一种触控显示面板。触控显示面板包括第一图案化金属层以及第二图案化金属层。第一图案化金属层包括第一信号线以及一或多个第一区段。第二图案化金属层设置在第一图案化金属层上方，第二图案化金属层包括第二信号线以及一或多个第二区段，其中一或多个第二区段电性连接一或多个第一区段，使得一或多个第一区段以及一或多个第二区段共同形成触控感测线的一部分。
根据一实施例，提出一种显示装置。显示装置包括触控显示面板以及控制器。触控显示面板包括第一图案化金属层以及第二图案化金属层。第一图案化金属层包括第一信号线以及分别设置在第一信号线两侧的二个第一区段。第二图案化金属层设置在第一图案化金属层上方，第二图案化金属层包括第二信号线以及第二区段，其中第二区段位在第一信号线上方，横跨第一信号线并电性连接在两个第一区段之间，使得两个第一区段以及第二区段共同形成触控感测线的一部分。控制器耦接第一图案化金属层以及第二图案化金属层，用以控制第一信号线和第二信号线于显示操作，并控制触控感测线于触控操作。
根据一实施例，提出一种触控显示面板的制造方法，该制造方法包括形成第一图案化金属层，第一图案化金属层包括第一信号线以及分别设置在第一信号线两侧的二个第一区段；以及形成第二图案化金属层，第二图案化金属层设置在第一图案化金属层上方，第二图案化金属层包括第二信号线以及第二区段，其中第二区段电性连接两个第一区段，以形成触控感测线的一部分，第二区段位在第一信号线上方，并横跨第一信号线。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：
附图说明
图1A图示根据本公开一实施例的触控显示面板的例示方块图。
图1B图示根据本公开一实施例的显示装置的例示方块图。
图1C图示根据本公开另一实施例的显示装置的方块图。
图2图示根据本公开一实施例的显示装置的简略时序操作图。
图3A图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的透视图。
图3B图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的剖面图。
图3C图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的顶视图。
具体实施方式
为了对本发明进行说明，以下公开多个实施例，惟所公开的该等实施例仅是作为细节描述之用，并非用以限制本发明的保护范围。另外，该等实施例的附图中省略了次要或较不相关的元件，以突显本发明的技术特征。
图1A图示根据本公开一实施例的触控显示面板102的例示方块图。触控显示面板102可以是自容式内嵌型显示面板(self in-cell touch display panel)，当显示装置操作在触控模式，触控显示面板102中的多条触控感测线可作为触控感测电极；当显示装置操作在显示模式，此些触控感测线可作为共同电压(Vcom)电极。然而，在不同的实施例中，触控显示面板102亦可以是其他类型的触控显示面板。触控显示面板102包括一或多条第一信号线SL1_1-SL1_m、一或多条第二信号线SL2_1-SL2_n以及一或多条触控感测线TPL_1-TPL_n。触控感测线也可以称作感测迹线(sensing traces)。
在图1A的例子中，第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n在触控显示面板102中彼此为正交。第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n的交叉处耦接像素单元PU，各个像素单元PU可包括像素开关，其例如是薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,TFT)。
在这里，用来控制像素开关的导通状态的电极称作“栅极线”或“扫描线”，而用来提供显示器(像是液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)显示所需的不同位准的灰阶电压的电极，则是称作“源极线”或“资料线”。举例来说，当施加高电压于扫描线，像素开关将被开启，藉此从资料线引入灰阶电压。灰阶电压接着会被施加至像素单元中的像素电极上，以达显示目的。
在一实施例中，当显示装置100操作在显示模式，第一信号线SL1_1-SL1_m是作为栅极线，而第二信号线SL2_1-SL2_n是作为资料线。或者，当显示装置100操作在显示模式，第一信号线SL1_1-SL1_m是作为资料线，而第二信号线SL2_1-SL2_n是作为栅极线。
根据本公开实施例，触控感测线TPL_1-TPL_n形成在用来形成第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n的图案化金属层上，故不需要利用额外的金属层来形成触控感测线TPL_1-TPL_n，故可减少显示装置的成本。此外，触控感测线TPL_1-TPL_n的绝大部分是配置在第二信号线SL2_1-SL2_n的金属图案下方，故触控感测线TPL_1-TPL_n可占据较少的开口区域。因此，可提升各个像素单元PU的开口率(aperture ratio)。关于第一信号线SL1_1-SL1_m、第二信号线SL2_1-SL2_n以及触控感测线TPL_1-TPL_n的配置细节，将配合图3A至图3C作描述。
图1B图示根据本公开一实施例的显示装置100的例示方块图。显示装置100可例如包含于行动电话、个人电脑、或任何包括触控萤幕的可移动或不可移动式的运算装置。
显示装置100包括触控显示面板102以及控制器104。控制器104耦接触控显示面板102，并用以控制第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n进行显示操作，并控制触控感测线TPL_1-TPL_n进行触控感测操作。
控制器104包括控制电路1042，其耦接至第一信号线SL1_1-SL1_m、第二信号线SL2_1-SL2_n以及触控感测线TPL_1-TPL_n。控制电路1042例如是集成电路(例如特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，其至少可作为栅极驱动器、资料驱动器及/或触控感测器。
在显示模式中，控制电路1042可根据一显示时脉，对栅极线(例如第一信号线SL1_1-SL1_m)产生栅极驱动信号，并对资料线(例如第二信号线SL2_1-SL2_n)产生资料驱动信号，进而对特定的像素单元PU施加灰阶电压以进行显示操作。当显示装置100操作在触控模式，控制电路1042可控制触控感测线TPL_1-TPL_n进行触控操作，像是藉由触控感测线TPL_1-TPL_n传递触控感测信号。
图1C图示根据本公开另一实施例的显示装置100’的方块图。显示装置100’与图1B中的显示装置100两者间的主要差别在于显示装置100’的控制器104’包括第一控制电路1044以及第二控制电路1046。
第一控制电路1044耦接第一信号线SL1_1-SL1_m，并用以在显示装置100’操作在显示模式时，将第一信号线SL1_1-SL1_m作为栅极线进行驱动。举例来说，第一控制电路1044是一栅极驱动器，可回应一显示时脉，在显示模式下对第一信号线SL1_1-SL1_m产生栅极驱动信号。
第二控制电路1046耦接第二信号线SL2_1-SL2_n以及触控感测线TPL_1-TPL_n，用以在显示装置100’操作在显示模式时，将第二信号线SL2_1-SL2_n作为资料线进行驱动，并在显示装置100’操作在触控模式时，控制触控感测线TPL_1-TPL_n进行触控操作。在一实施例中，可藉由将资料驱动器以及触控感测控制器整合成单一集成电路以实现第二控制电路1046。
图2图示根据本公开一实施例的显示装置的简略时序操作图。图2的实施例可例如(但不限制)应用在本公开中的任一个实施例当中。
在图2的例子中，显示装置交替地切换于显示模式DM以及触控模式TM。为了便于说明，当显示装置操作于显示模式DM，第一信号线SL1_1-SL1_m是作为栅极线，而第二信号线SL2_1-SL2_n是作为资料线。但可以理解的是，本公开并不以此为限。
当显示装置操作在显示模式DM(即，进行显示操作)，栅极驱动信号被施加至第一信号线SL1_1-SL1_m上，灰阶电压被施加至第二信号线SL2_1-SL2_n上，而触控感测线TPL_1-TPL_n则是被设定在共同电压(Vcom)。
举例来说，当第一信号线SL1_1被扫描(也就是被施加栅极驱动信号)，耦接第一信号线SL1_1的一列像素单元中的像素开关会被开启，使得灰阶电压可经由第二信号线SL2_1-SL2_n而被施加至该列中各像素单元的像素电极。灰阶电压值的范围可例如从高位准电压至共同电压的低位准电压，取决于欲显示在触控显示面板上的内容。
当显示装置操作在触控模式TM(也就是进行触控感测操作)，如图2所示，触控感测线TPL_1-TPL_n将作为传递触控感测信号的电极。
即便在图2中，在触控模式TM下第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n会被设定在低位准，本公开并不以此为限。在一实施例中，触控感测信号或是与其同相(in-phase)的其他类型信号会在触控模式TM期间被施加至第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n，藉此降低触控感测电路(例如控制器104)的负载效应，进而改善触控感测的灵敏度。
在另一实施例中，第一信号线SL1_1-SL1_m及/或第二信号线SL2_1-SL2_n在触控模式TM期间会被设定在高阻抗状态(也就是浮接(floating)状态)，让传递于触控感测线TPL_1-TPL_n上的触控感测信号可耦合至此些浮接的信号线上。
请参考图3A至图3C。图3A图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的透视图。图3B图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的剖面图。图3C图示根据本公开一实施例的触控显示面板的部分结构的顶视图。
以下，第一信号线SL1可表示第一信号线SL1_1-SL1_m中的任一者；第二信号线SL2可表示第二信号线SL2_1-SL2_n中的任一者；触控感测线TPL则可表示触控感测线TPL_1-TPL_n中的任一者。
如图3A和图3B所示，触控显示面板可包括第一图案化金属层M1以及设置于第一图案化金属层M1上方的第二图案化金属层M2。举例来说，触控显示面板可包括中间介电层ILD介于第一图案化金属层M1和第二图案化金属层M2之间，其中第一图案化金属层M1和第二图案化金属层M2分别是形成在中间介电层ILD的底部和顶部。
如图3A和图3C所示，第一图案画金属层M1包括沿第二方向D2延伸的第一信号线SL1，以及两个第一区段SE1、SE1’。其中，这两个第一区段SE1和SE1’分别位在第一信号线SL1的两侧。第二图案化金属层M2包括沿第一方向D1延伸的第二信号线SL2以及第二区段SE2，其中第二区段SE2电性连接该两个第一区段SE1和SE1’以形成触控感测线TPL的一部分。尤其，第二区段SE2是位在第一信号线SL1的上方，并横跨第一信号线SL1。第一方向D1和第二方向D2是不同方向。举例来说，第一方向D1垂直于第二方向D2。
更进一步，第一区段SE1包括第一子区段SB1以及第二子区段SB2，其中第一子区段SB1位在第二信号线SL2的正交投影范围(orthographic projection)内，第二子区段SB2电性连接在第一子区段SB1以及第二区段SE2之间。
由于触控感测线TPL的第一子区段SB1位在第二信号线SL2的正交投影范围内，第一子区段SB1被安排在第二信号线SL2的金属图样底下。因此，触控感测线TPL可占用较少的开口区域，进而提升各像素单元的开口率。
在一实施例中，各第一区段SE1、SE1’可由L型的金属图样来实现。如图3A和图3C所示，第二子区段SB2被安排成与第一信号线SL1平行(例如沿第二方向D2)，而第一子区段SB1则是被安排成垂直于第二子区段SB2(例如沿第一方向D1)。可以理解本公开并不以此为限，只要第一子区段SB1/SB1’的延伸方向与第二子区段SB2/SB2’的延伸方向不同即可。
此外，在一实施例中，第二区段SE2的一端电性连接至该两个第一区段SE1、SE1’其中之一的第二子区段SB2，而第二区段SE2的另一端则是电性连接至该两个第一区段SE1、SE1’其中的另一的第二子区段SB2’。如图3A及图3B所示，多个接触插塞(contact plugs)，如CP及CP’，形成在中间介电层ILD之中，并电性连接在第二区段SE2和该两个第一区段SE1和SE1’之间。接触插塞CP被设置在第二区段SE2的一端和第一区段SE1的第二子区段SB2之间，而接触插塞CP’则是设置在第二区段SE2的另一端和第一区段SE1’的第二子区段SB2’之间。
本公开更提供一种显示装置的制造方法。本实施例与先前实施例中相同或相似的元件采用了与先前实施例中相同或相似的符号，并省略对此些元件的叙述。
请参考图1A、图1B以及图3A至图3C。触控显示面板102被形成。第一图案化金属层M1被形成在一基板上，其中第一图案化金属层M1包括第一信号线SL1以及两个分别位在第一信号线SL1两侧的第一区段SE1及SE1’。接着，中间介电层ILD形成在第一图案化金属层M1之上。之后，第二图案化金属层M2形成在中间介电层ILD的顶部，第二图案化金属层M2位在第一图案化金属层M1之上，并包括第二信号线SL2以及第二区段SE2，其中第二区段SE2电性连接该两个第一区段SE1及SE1’，以形成触控感测线TPL的一部分，另外，第二区段SE2位在第一信号线SL1的上方，并横跨第一信号线SL1。设置在显示装置里的控制器104(或104’)电性连接第一图案化金属层M1以及第二图案化金属层M2，其中控制器104(或104’)用以控制第一信号线SL1以及第二信号线SL2于显示操作，并控制触控信号线TPL于触控操作。
在一实施例中，第一区段SE1及SE1’是通过第一图案化程序来形成，第二区段SE2则是通过第二图案化程序来形成。更进一步，在一实施例中，第一信号线SL1是通过第一图案化程序来形成，而第二信号线SL2是通过第二图案化程序来形成。也就是说，第一信号线SL1以及第一区段SE1、SE1’可以通过相同的图案化程序来形成，而第二信号线SL2和第二区段SE2则是可通过另一图案化程序来形成。
此外，为了将第二区段SE2电性连接至第一区段SE1及SE1’，可将多个接触插塞CP、CP’形成于中间介电层ILD之中，其中接触插塞CP及CP’可电性连接于第二区段SE2以及两个第一区段SE1及SE1’之间。
总而言之，根据本公开实施例，各触控感测线TPL_1-TPL_n的区段可分成两个部分：(1)形成在第一图案化金属层M1并位在第二信号线SL2_1-SL2_n的金属图案底下的区段，以及(2)形成在第二图案化金属层M2并横跨第一信号线SL1_1-SL1_m的区段。
有利地，将触控感测线TPL_1-TPL_n形成在第一信号线SL1_1-SL1_m和第二信号线SL2_1-SL2_n所成形的图案化金属层上，可省去通过额外的金属层来形成触控感测线TPL_1-TPL_n，因此可降低显示装置的成本。此外，由于触控感测线TPL_1-TPL_n绝大部分是被安排在第二信号线SL2_1-SL2_n的金属图案下方，故可有效减少为了形成触控感测线TPL_1-TPL_n而对显示装置所造成的开口率损失。
综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种之更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (21)

1.一种触控显示面板，包括：
一第一图案化金属层，包括一第一信号线以及分别设置在该第一信号线两侧的二个第一区段；以及
一第二图案化金属层，设置在该第一图案化金属层上方，该第二图案化金属层包括一第二信号线以及一第二区段，其中该第二区段位在该第一信号线上方，横跨该第一信号线并电性连接在该两个第一区段之间，使得该两个第一区段以及该第二区段共同形成一触控感测线的一部分。
2.如权利要求1所述的触控显示面板，其中该触控感测线的各该第一区段包括：
一第一子区段，位在该第二信号线的正交投影范围内；以及
一第二子区段，电性连接在该第一子区段以及该第二区段之间。
3.如权利要求2所述的触控显示面板，其中该第二区段的一端电性连接至该两个第一区段其中之一的第二子区段，该第二区段的另一端电性连接至该两个第一区段其中另一的第二子区段。
4.如权利要求2所述的触控显示面板，其中该第二子区段平行于该第一信号线。
5.如权利要求4所述的触控显示面板，其中该第一子区段垂直于该第二子区段。
6.如权利要求1所述的触控显示面板，其中该触控感测线中的该第二区段平行于该第二图案化金属层中的该第二信号线。
7.如权利要求1所述的触控显示面板，其中在显示操作期间，该第一信号线作为一栅极线，该第二信号线作为一源极线。
8.如权利要求1所述的触控显示面板，其中在显示操作期间，该第一信号线作为一源极线，该第二信号线作为一栅极线。
9.如权利要求1所述的触控显示面板，其中该触控显示面板还包括：
一中间介电层，位于该第一图案化金属层和该第二图案化金属层之间；以及
复数个接触插塞，形成在该中间介电层之中，其中该些接触插塞电性连接在该第二区段以及该两个第一区段之间。
10.一种触控显示面板，包括：
一第一图案化金属层，包括一第一信号线以及一或多个第一区段；以及
一第二图案化金属层，设置在该第一图案化金属层上方，该第二图案化金属层包括一第二信号线以及一或多个第二区段，其中该一或多个第二区段电性连接该一或多个第一区段，使得该一或多个第一区段以及该一或多个第二区段共同至少形成一触控感测线的一部分。
11.如权利要求10所述的触控显示面板，其中该第一信号线和该第二信号线两者其中之一是栅极线，该第一信号线和该第二信号线两者其中另一是源极线。
12.如权利要求10所述的触控显示面板，其中该第一信号线与该第二信号线相互垂直。
13.如权利要求10所述的触控显示面板，其中该一或多个第一区段包括分别位在该第一信号线两侧的两个第一区段；该一或多个第二区段包括连接在该一或多个第一区段中的该两个第一区段之间的一第二区段。
14.如权利要求13所述的触控显示面板，其中该两个第一区段各自包括一子区段，该子区段设置在该第二信号线的正交投影范围内。
15.一种显示装置，包括：
一触控显示面板，包括：
一第一图案化金属层，包括一第一信号线以及分别设置在该第一信号线两侧的二个第一区段；以及
一第二图案化金属层，设置在该第一图案化金属层上方，该第二图案化金属层包括一第二信号线以及一第二区段，其中该第二区段位在该第一信号线上方，横跨该第一信号线并电性连接在该两个第一区段之间，使得该两个第一区段以及该第二区段共同形成一触控感测线的一部分；以及
一控制器，耦接该第一图案化金属层以及该第二图案化金属层，用以控制该第一信号线和该第二信号线于一显示操作，并控制该触控感测线于一触控操作。
16.如权利要求15所述的显示装置，其中该控制器包括：
一控制电路，耦接该第一信号线、该第二信号线以及该触控感测线，用以在该显示操作中分别将该第一信号线以及该第二信号线作为栅极线和源极线进行驱动；并控制该触控感测线进行该触控操作。
17.如权利要求15所述的显示装置，其中该控制器包括：
一第一控制电路，耦接该第一信号线，用以在该显示操作中将该第一信号线作为栅极线进行驱动；以及
一第二控制电路，耦接该第二信号线以及该触控感测线，用以在该显示操作中将该第二信号线作为资料线进行驱动；并控制该触控感测线以进行该触控操作。
18.一种触控显示面板的制造方法，包括：
形成一第一图案化金属层，该第一图案化金属层包括一第一信号线以及分别设置在该第一信号线两侧的二个第一区段；以及
形成一第二图案化金属层，该第二图案化金属层设置在该第一图案化金属层上方，该第二图案化金属层包括一第二信号线以及一第二区段，其中该第二区段电性连接该两个第一区段，以形成一触控感测线的一部分，该第二区段位在该第一信号线上方，并横跨该第一信号线。
19.如权利要求18所述的制造方法，其中该触控感测线的各该第一区段包括：
一第一子区段，位在该第二信号线的正交投影范围内；以及
一第二子区段，电性连接在该第一子区段以及该第二区段之间。
20.如权利要求18所述的制造方法，其中该两个第一区段是通过一第一图案化程序形成，该第二区段是通过一第二图案化程序形成。
21.如权利要求20所述的制造方法，其中该第一信号线是通过该第一图案化程序形成，该第二信号线是通过该第二图案化程序形成。
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