CN114545672B - 触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控显示装置，包括一基板、一扫描线、一数据线、一扫描信号线、一薄膜晶体管、一触控信号线和一触控电极。扫描线、数据线、扫描信号线、薄膜晶体管、触控信号线和触控电极设置在基板上。扫描线的延伸方向不同于数据线的延伸方向，且扫描线和数据线电连接薄膜晶体管。扫描信号线的延伸方向不同于扫描线的延伸方向，且扫描信号线电连接扫描线。触控信号线电连接触控电极。

Description

触控显示装置
技术领域
本发明涉及一种触控显示装置，特别是涉及一种内嵌式触控显示装置。
背景技术
在各式电子产品中，显示屏幕已广泛的搭配使用触控元件而形成触控显示装置，以使用户可直接与电子产品沟通而取代键盘与鼠标等传统输入设备，以缩减电子产品的体积并提升人机在沟通上的便利性，而现今产业致力于开发一种将触控元件设置在显示板中的内嵌式(In-cell)触控显示装置，以达到触控显示装置的最小化。
目前，内嵌式触控显示装置往全面屏发展，内嵌式触控显示装置的边框宽度必须缩减以达到窄边框或无边框的设计。因此，如何缩减边框宽度成为了本领域的重要研究问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是缩减内嵌式触控显示装置的边框宽度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种触控显示装置，包括一显示区和一周边区。触控显示装置还包括一基板、一扫描线、一数据线、一薄膜晶体管、一扫描信号线、一触控信号线和一触控电极。扫描线和数据线设置在基板上，扫描线在显示区内的延伸方向不同于数据线在显示区内的延伸方向。薄膜晶体管设置在基板上和显示区内，扫描线电连接薄膜晶体管的一栅极，且数据线电连接薄膜晶体管的一源极。扫描信号线设置在基板上，扫描信号线在显示区内的延伸方向不同于扫描线在显示区内的延伸方向，且扫描信号线电连接扫描线。触控信号线和触控电极设置在基板上，且触控信号线电连接触控电极。
在本发明的触控显示装置中，在显示区内设置沿第二方向延伸的扫描信号线，并在第二方向上将栅极驱动电路设置在显示区的下方，避免扫描线或栅极驱动电路设置在显示区左右两侧的周边区内，可有效地缩减触控显示装置左右两侧的边框宽度。
附图说明
图1为本发明第一实施例的触控显示装置的俯视示意图。
图2为本发明第一实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图。
图3为沿着图2的剖线A-A’的结构剖视示意图。
图4为沿着图2的剖线B-B’的结构剖视示意图。
图5为第一实施例的一变化实施例的触控显示装置的俯视示意图。
图6为本发明第一实施例的触控显示装置的信号线的配置示意图。
图7为第一实施例的一变化实施例的触控显示装置的信号线的配置示意图。
图8为本发明第二实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图。
图9为沿着图8的剖线A-A’的结构剖视示意图。
图10为沿着图8的剖线B-B’的结构剖视示意图。
图11为本发明第三实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图。
图12为沿着图11的剖线A-A’的结构剖视示意图。
图13为沿着图11的剖线B-B’的结构剖视示意图。
图14为第三实施例的第一变化实施例的一结构剖视示意图。
图15为第三实施例的第一变化实施例的另一结构剖视示意图。
图16为第三实施例的第二变化实施例的一结构剖视示意图。
图17为第三实施例的第二变化实施例的另一结构剖视示意图。
图18为本发明第四实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图。
图19为沿着图18的剖线A-A’的结构剖视示意图。
图20为沿着图18的剖线B-B’的结构剖视示意图。
图21为第四实施例的一变化实施例的一结构剖视示意图。
图22为第四实施例的变化实施例的另一结构剖视示意图。
附图标记说明：10-触控显示装置；100-基板；102、1021、1022、1023-集成电路；104-第一金属层；106-第二金属层；108-第三金属层；110-第一透明导电层；112-第二透明导电层；114-第一绝缘层；116-第二绝缘层；118-第三绝缘层；120-第四绝缘层；122-欧姆接触层；124-共同电极的一部分；126-第五绝缘层；CE-共同电极；CH-半导体层；D-漏极；D1-第一方向；D2-第二方向；DGL-虚置信号线；DL、DL1、DL2、DL3-数据线；DR-显示区；G-栅极；GD-栅极驱动电路；GL-扫描线；OP-开口；PE-像素电极；PR-周边区；PX1、PX2-像素；S-源极；SD-源极驱动电路；SGL、SGL1、SGL2-扫描信号线；SP-子像素；SPR-子像素行；T-薄膜晶体管；TE-触控电极；TH1、TH2、TH3-连接孔；TL-触控信号线；TS-触控感测电路；V-垂直投影方向；XL、YL-信号线；X-接点。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的优选实施例，并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，附图均为简化的示意图，因此，仅显示与本发明有关的元件与组合关系，以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述，而实际的元件与布局可能更为复杂。另外，为了方便说明，本发明的各附图中所示的元件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。
请参考图1，其为本发明第一实施例的触控显示装置的俯视示意图。本实施例的触控显示装置10以内嵌式液晶触控显示装置为例，但不以此为限。如图1所示，触控显示装置10具有一显示区DR和一周边区PR，且周边区PR设置在显示区DR的至少一侧。在本实施例中，周边区PR环绕显示区DR，但不限于此。触控显示装置10包括一基板100，且基板100可为硬质基板例如玻璃基板、塑料基板、石英基板或蓝宝石基板，也可为例如包含聚亚酰胺材料(polyimide，PI)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(polyethylene terephthalate，PET)的可挠式基板，但不以此为限。
图1绘出设置在基板100上的多条扫描线GL、多条扫描信号线SGL和多条信号线XL，其中，信号线XL各自可用来表示一数据线或一触控信号线。触控显示装置10可包括多条扫描线GL、多条扫描信号线SGL、多条数据线(如图1的信号线XL)和多条触控信号线(如图1的信号线XL)设置在基板100上。
需说明的是，为了使图式简洁，图1中相邻的两条扫描信号线SGL之间仅绘示一条信号线XL，但不以此为限，例如相邻的两条扫描信号线SGL之间可设置四条信号线XL，其例如包括三条数据线和一条触控信号线。
扫描信号线SGL在显示区DR内的延伸方向不同于扫描线GL在显示区DR内的延伸方向。如图1，扫描线GL沿一第一方向D1延伸，扫描信号线SGL的一部分在显示区DR内沿一第二方向D2延伸，且第一方向D1和第二方向D2不平行。例如，第一方向D1可和第二方向D2垂直。
扫描信号线SGL可从显示区DR的顶端沿第二方向D2延伸到显示区DR的底端，并在周边区PR内从显示区DR的底端进一步延伸到一栅极驱动电路GD。如图1，各条扫描线GL和对应的一条扫描信号线SGL通过接点X电连接，而各条扫描信号线SGL和周边区PR内的栅极驱动电路GD电连接，因此，栅极驱动电路GD可通过扫描信号线SGL来驱动电连接于扫描线GL的像素。
接点X的结构可为穿过至少一绝缘层的连接孔，连接孔显露扫描线GL的一部分，扫描信号线SGL可延伸进入连接孔以电连接电应的扫描线GL，上述说明的详细描述可参见后述的实施例，但本发明的接点X的结构不以此为限。
在传统的显示装置中，扫描线GL沿第一方向D1延伸到显示区DR左右两侧的周边区PR内。在一些显示装置中，扫描线GL可和显示区DR左右两侧的周边区PR内的栅极驱动电路GD电连接。在另一些显示装置中，扫描线GL可在显示区DR左右两侧的周边区PR内经弯折并沿第二方向D2延伸到显示区DR下方的栅极驱动电路GD。因此，在传统的显示装置中，扫描线GL或栅极驱动电路GD会设置在显示区DR左右两侧的周边区PR内，使得显示装置左右两侧的边框宽度无法有效地缩减。
然而，本发明通过在显示区DR内设置沿第二方向D2延伸的扫描信号线SGL，并在第二方向D2上将栅极驱动电路GD设置在显示区DR的下方，避免扫描线GL或栅极驱动电路GD设置在显示区DR左右两侧的周边区PR内，可有效地缩减触控显示装置10左右两侧的边框宽度，以达到窄边框或无边框的设计。
此外，如图1的信号线XL所示，数据线和/或触控信号线在显示区DR内可沿第二方向D2延伸，使扫描线GL在显示区DR内的延伸方向不同于数据线在显示区DR内的延伸方向。在周边区PR内，数据线可延伸到一源极驱动电路SD，而触控信号线可延伸到一触控感测电路TS。因此，数据线可电连接显示区DR内的像素以及周边区PR内的源极驱动电路SD，而触控信号线可电连接显示区DR内的触控电极以及周边区PR内的触控感测电路TS。
如图1所示，本实施例的栅极驱动电路GD、源极驱动电路SD和触控感测电路TS可整合成一集成电路102。另请参考图5，其为第一实施例的一变化实施例的触控显示装置的俯视示意图。在此变化实施例中，触控显示装置10可包括一集成电路1021、一集成电路1022以及一集成电路1023，且集成电路1022可设置在集成电路1021和集成电路1023之间。集成电路1021和集成电路1023可包括栅极驱动电路GD，而集成电路1022可包括源极驱动电路SD和触控感测电路TS。集成电路1021内的栅极驱动电路GD可和一部分的扫描信号线SGL电连接，而集成电路1023内的栅极驱动电路GD可和另一部分的扫描信号线SGL电连接。此外，集成电路1022内的源极驱动电路SD可和数据线电连接，而集成电路1022内的触控感测电路TS可和触控信号线电连接，如图5的信号线XL所示。
在一些变化实施例中，触控显示装置10可包括四个集成电路，其中两个集成电路可包括栅极驱动电路GD，而另外两个集成电路可包括源极驱动电路SD和触控感测电路TS。另在一些变化实施例中，触控显示装置10可包括四个以上的集成电路。
虽然在图1中，扫描信号线SGL和信号线XL在显示区DR内是平行于第二方向D2延伸，然而，扫描信号线SGL、数据线和/或触控信号线可为弯折或曲折地(zigzag)沿第二方向D2延伸，不限于图1所示的直线形式，并可参考图2所示。
请参考图2，其为本发明第一实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图。在显示区DR内，扫描线GL可和数据线DL交错并定义出多个子像素SP。在图2的子像素行(row)SPR中，子像素SP的形状为“<”字形，而在第二方向D2上相邻于子像素行SPR的另一子像素行中，子像素SP的形状为“>”字形，且“>”字形子像素SP和“<”字形子像素SP可沿第二方向D2交替排列。
在一些实施例中，子像素SP的俯视形状可为接近平行四边形的形状，且相邻两子像素行的子像素SP在第二方向D2上排列成“<”字形或“>”字形。另在一些实施例中，子像素SP的形状可为矩形。
如图2，在显示区DR内，扫描信号线SGL1-SGL2、数据线DL1-DL3和触控信号线TL大体上彼此平行，且扫描信号线SGL1-SGL2、数据线DL1-DL3和触控信号线TL沿子像素SP的侧边延伸。换言之，显示区DR内的扫描信号线SGL1-SGL2、数据线DL1-DL3和触控信号线TL在第二方向D2上也可具有弯折形。
需说明的是，图2中标示SGL2(SGL)/DGL的信号线是表示当这条信号线电连接显示区DR内的其它条扫描线GL时，这条信号线是做为扫描信号线SGL2；当这条信号线未电连接显示区DR内的任一条扫描线GL时，也就是当这条信号线和显示区DR内的每一条扫描线GL电隔离(电性绝缘)时，这条信号线是做为虚置信号线DGL。虚置信号线DGL的设置是为了使得不同像素的开口率皆大致相等，进而提升画面的显示品质，上述说明的详细描述可参见后述的实施例。
在本实施例中，一个像素可包括三个子像素SP。如图2，在一个像素中，三条数据线DL1-DL3可设置在一条扫描信号线SGL1和一条触控信号线TL之间，而在像素行SPR中，数据线、扫描信号线和触控信号线可依上述配置沿着第一方向D1重复排列，但不以此为限。因此，触控信号线TL可设置在数据线DL3和相邻像素的扫描信号线SGL2之间，或是设置在数据线DL3和相邻像素的虚置信号线DGL之间。
如图2所示，扫描信号线SGL1可通过一连接孔TH1电连接到图2中的扫描线GL。在本实施例中，图1中的接点X可为图2中的连接孔TH1。此外，扫描信号线SGL2可不和图2中的扫描线GL电连接，扫描信号线SGL2可和显示区DR内的其他条扫描线GL电连接。
在本实施例中，触控显示装置10还包括虚置信号线DGL。如同图1中的扫描信号线SGL，虚置信号线DGL的一部分也可在显示区DR内沿第二方向D2延伸，且虚置信号线DGL也可从显示区DR的顶端沿第二方向D2延伸到显示区DR的底端。因此，虚置信号线DGL在显示区DR内的延伸方向可平行于扫描信号线SGL在显示区DR内的延伸方向。另如图2所示，在显示区DR内，虚置信号线DGL、扫描信号线SGL1、数据线DL1-DL3及触控信号线TL彼此平行。此外，虚置信号线DGL的电位可为共同电压(common voltage)，但不以此为限，虚置信号线DGL的电位可为其它固定电压或是浮接(floating)。
如图2所示，触控显示装置10的各个子像素SP包括一薄膜晶体管T。本实施例的薄膜晶体管T可以是底栅型薄膜晶体管(bottom-gate thin film transistor)，但不以此为限，在其他实施例中，薄膜晶体管T可以是顶栅型薄膜晶体管(top-gate thin filmtransistor)。此外，薄膜晶体管T可以是低温多晶硅(low temperature poly-silicon,LTPS)薄膜晶体管、铟镓锌氧化物((indium gallium zinc oxide，IGZO)薄膜晶体管或非晶硅(a-Si)薄膜晶体管，但不以此为限。
薄膜晶体管T设置在基板100上和显示区DR内，且薄膜晶体管T包含有一栅极G、一源极S、一漏极D以及一半导体层CH。扫描线GL分别电连接至少一个薄膜晶体管T的栅极G，以对栅极G提供用以控制薄膜晶体管T的开关信号，进而控制显示画面更新。数据线DL1-DL3分别电连接至少一个薄膜晶体管T的源极S，以对薄膜晶体管T的源极S提供画面灰阶信号。
触控显示装置10包括多个像素电极PE分别设置在各个子像素SP中，且各个像素电极PE电连接对应的薄膜晶体管T的漏极D。此外，触控显示装置10包括多个共同电极CE分别设置在各个子像素SP中，且共同电极CE在显示期间内可接收一共同电压(commonvoltage)。本实施例的共同电极CE可具有至少一个开口(或可称为狭缝(slit))OP。开口OP在一垂直投影方向V上和像素电极PE重叠，使得共同电极CE与像素电极PE可通过开口OP的设置而产生边缘电场以使液晶旋转。
此外，触控显示装置10可包括多个触控电极TE，各个触控电极TE是由与其对应的子像素SP的共同电极CE互相电连接所构成，换言之，一个触控电极TE包括多个子像素SP的共同电极CE，而相邻的触控电极TE彼此是断开的。触控电极TE在触控感测期间是用来感测使用者的触摸位置，而在显示期间是接收共同电压以作为共同电极。此外，每一条触控信号线TL电连接对应的一个触控电极TE，以在触控感测期间传送和/或接收触控相关信号。
请参考图2到图4，其中图3为沿着图2的剖线A-A’的结构剖视示意图，而图4为沿着图2的剖线B-B’的结构剖视示意图。触控显示装置10可包括一第一金属层104、一第二金属层106、一第三金属层108、一第一透明导电层110、一第二透明导电层112、一第一绝缘层114、一第二绝缘层116以及一第三绝缘层118。第一金属层104设置在基板100上并包括扫描线GL和薄膜晶体管T的栅极G。第一绝缘层114设置在第一金属层104上并可作为栅极绝缘层。
半导体层CH和第一透明导电层110设置在第一绝缘层114上，且第一透明导电层110包括像素电极PE。半导体层CH可对应设置在栅极G之上，且半导体层CH可例如是非晶硅、多晶硅或金属氧化物(如铟镓锌氧化物)，但不以此为限。
第二金属层106设置在第一绝缘层114上，且第二金属层106可包括数据线DL1-DL3(如图2)、触控信号线TL以及薄膜晶体管T的源极S和漏极D。如图3和图4，第二金属层106的漏极D是部分覆盖像素电极PE并和像素电极PE直接接触。在一些实施例中，第二金属层106中的电极或信号线可通过第一绝缘层114中的连接孔(图未示)连接到第一金属层104中的电极或信号线。
此外，薄膜晶体管T还包含欧姆接触层122设置在源极S和半导体层CH间以及漏极D和半导体层CH间。欧姆接触层122可以是N型掺杂的半导体材料或是P型掺杂的半导体材料，但不以此为限。
第二绝缘层116和第三绝缘层118设置在第二金属层106和第一透明导电层110上，且第三绝缘层118设置在第二绝缘层116上。此外，第三金属层108设置在第二绝缘层116和第三绝缘层118之间，且第三金属层108包括扫描信号线SGL和虚置信号线DGL。如图3，第三金属层108中的扫描信号线SGL1通过一连接孔TH1连接到第一金属层104中的扫描线GL，其中连接孔TH1可穿透第一绝缘层114和第二绝缘层116。
第二透明导电层112设置在第三绝缘层118上，且第二透明导电层112包括共同电极CE，且触控电极TE是由多个子像素SP的共同电极CE互相电连接所构成。如图4所示，第二透明导电层112的触控电极TE通过一连接孔TH2连接到第二金属层106中的触控信号线TL，其中连接孔TH2可穿透第二绝缘层116和第三绝缘层118。
如图2所示，本实施例的共同电极CE还可部分覆盖扫描信号线SGL，举例而言，共同电极CE的一部分(在图2、图8、图11及图18中以标记124的虚线框表示)在垂直投影方向V上和扫描信号线SGL的至少一部分重叠。
需说明的是，图2到图4的触控显示装置10以及后述图式的触控显示装置仅绘示阵列基板(array substrate)，省略绘示液晶层与对向基板(例如彩色滤光基板)，在垂直投影方向V上，液晶层与对向基板位于阵列基板上方，且液晶层位于阵列基板与对向基板之间。由于扫描信号线SGL具有较大的电压变化(ΔV＝-10V-15V)，扫描信号线SGL所产生的电场会影响液晶转向，因此，通过共同电极CE部分覆盖扫描信号线SGL可有效屏蔽电场对液晶的影响。
另在一些实施例中，第二透明导电层112还可包括一连接电极(图未示)，所述连接电极可通过穿透第一绝缘层114、第二绝缘层116和第三绝缘层118的一连接孔连接到第一金属层104中的电极或信号线，并通过穿透第二绝缘层116和第三绝缘层118的另一连接孔连接到第二金属层106中的电极或信号线，使得第一金属层104中的电极或信号线和第二金属层106中的电极或信号线可通过所述连接电极达到电性连接。举例来说，连接电极可与共同电极CE同样由第二透明导电层112形成，且连接电极与共同电极CE彼此电性绝缘，但不以此为限。另在一些实施例中，扫描信号线SGL可由第二金属层106所形成，而触控信号线TL可由第三金属层108所形成。
因此，如图2所示，数据线DL1(可称为第一数据线)电连接第一薄膜晶体管的源极，数据线DL2(可称为第二数据线)电连接第二薄膜晶体管的源极，且数据线DL3(可称为第三数据线)电连接第三薄膜晶体管的源极。此外，扫描信号线SGL2(可称为第二扫描信号线)可电连接第二扫描线(未绘出)。在显示区DR内，扫描信号线SGL1(可称为第一扫描信号线)、数据线DL1、数据线DL2、数据线DL3、触控信号线TL和扫描信号线SGL2沿扫描线GL(可称为第一扫描线)的延伸方向(如第一方向D1)依序设置。
此外，第二扫描线(未绘出)在显示区DR内的延伸方向平行于扫描线GL(可称为第一扫描线)在显示区DR内的所伸方向，且扫描信号线SGL2在显示区DR内的延伸方向不同于第二扫描线(未绘出)在显示区DR内的延伸方向。
或者，如图2所示，在显示区DR内，扫描信号线SGL1、数据线DL1、数据线DL2、数据线DL3、触控信号线TL和虚置信号线DGL沿扫描线GL的延伸方向(如第一方向D1)依序设置。
请参考图3和图4，本实施例的触控显示装置10的制作方法可包括以下步骤，但步骤的进行顺序并不以以下叙述为限。首先，提供基板100并使用第一道掩膜(mask)在基板100上形成第一金属层104。接着，在第一金属层104上形成第一绝缘层114。接着，使用第二道掩膜在第一绝缘层114上形成半导体层CH和欧姆接触层122。在形成半导体层CH和欧姆接触层122后可选择性地使用第三道掩膜在第一绝缘层114中形成连接孔，使得后续形成的第二金属层106中的电极或信号线可通过所述连接孔连接到第一金属层104中的电极或信号线。接着，使用第四道掩膜在第一绝缘层114上形成第一透明导电层110。
接着，使用第五道掩膜在第一绝缘层114上形成第二金属层106。第二金属层106中的源极S可覆盖一欧姆接触层122和一部分的半导体层CH，而第二金属层106中的漏极D可覆盖另一欧姆接触层122和另一部分的半导体层CH，此外，漏极D还可部分覆盖像素电极PE并和像素电极PE直接接触。
接着，在第二金属层106和第一透明导电层110上形成第二绝缘层116，并使用第六道掩膜在第二绝缘层116和第一绝缘层114中形成连接孔TH1。接着，使用第七道掩膜在第二绝缘层116上形成第三金属层108，如图3，第三金属层108中的扫描信号线SGL1延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。
接着，在第二绝缘层116和第三金属层108上形成第三绝缘层118，并使用第八道掩膜在第三绝缘层118和第二绝缘层116中形成连接孔TH2。在本实施例中，可在一蚀刻工艺中蚀刻第三绝缘层118和第二绝缘层116以形成连接孔TH2。另在一些实施例中，连接孔TH2中位于第二绝缘层116的一部分可先在形成连接孔TH1的步骤中一并形成，而连接孔TH2中位于第三绝缘层118的另一部分可在此蚀刻工艺的步骤中形成。
接着，使用第九道掩膜在第三绝缘层118上形成第二透明导电层112，如图4，第二透明导电层112中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL。在本实施例中，触控信号线TL和扫描信号线SGL在显示区DR内分别由不同金属层形成。
在上述及以下说明中，使用掩膜形成金属层或透明导电层是指先形成金属膜或透明导电膜后，再使用掩膜进行曝光、显影和蚀刻工艺对金属膜或透明导电膜图案化以形成金属层或透明导电层；使用掩膜形成半导体层和欧姆接触层是指先形成半导体膜和欧姆接触膜后，再使用掩膜进行曝光、显影和蚀刻工艺对半导体膜和欧姆接触膜图案化以形成半导体层和欧姆接触层；而使用掩膜在至少一绝缘层中形成连接孔是指使用掩膜进行曝光、显影和蚀刻工艺以于至少一绝缘层中形成连接孔。在本实施例中，因为第三道掩膜为可选择性的，因此制作本实施例的触控显示装置10需8道或9道掩膜。
在本发明中，第一金属层104、第二金属层106和/或第三金属层108可以是铝、铜、钛、钨等单一金属层或者是钼/铝/钼、钛/铝/钛、钛/铜/钛、钛/铜…等复合金属层，但不以此为限。第一透明导电层110和/或第二透明导电层112可以是氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)或氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)，但不以此为限。第一绝缘层114、第二绝缘层116、第三绝缘层118和/或第四绝缘层120可以是氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限。
请参考图6，其为本发明第一实施例的触控显示装置的信号线的配置示意图。像素PX1和像素PX2可以是同一像素行中相邻的两个像素。在本实施例中，一个像素(如像素PX1或像素PX2)可包括一条扫描线GL和三条数据线DL。各个像素的一侧可设置有一条触控信号线TL。此外，图6中标示SGL/DGL(YL)的信号线是表示各个像素的另一侧可设置有一条信号线YL，且信号线YL可做为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL。当信号线YL为扫描信号线SGL且与图6中的扫描线GL电连接时，则图6中可于彼此电连接的扫描信号线SGL与扫描线GL交会处绘示接点X，以表示扫描信号线SGL与扫描线GL通过接点X电连接。
在图6中，触控信号线TL及信号线YL分别位于一个像素的右侧与左侧，但不以此为限。在一些实施例中，信号线YL及触控信号线TL可分别位于一个像素的右侧与左侧。在另一些实施例中，信号线YL及触控信号线TL可均位于一个像素的左侧或是均与位于一个像素的右侧。综上所述，一个像素包括多条数据线DL(如三条数据线DL)、一条触控信号线TL和一条信号线YL，信号线YL为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL，在此像素中，信号线YL、多条数据线DL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向(如第一方向D1或第一方向D1的相反方向)依序设置；或是多条数据线DL、触控信号线TL和信号线YL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是多条数据线DL、信号线YL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向依序设置。
举例来说，在本实施例中，触控显示装置10的解析度可以是1280x720，其中水平解析度是1280，而垂直解析度是720，但本发明的触控显示装置10的水平解析度和垂直解析度不以此为限。因此，需在显示区DR(如图1)内设置有720条沿第一方向D1延伸的扫描线GL。由于本实施例的各个像素中皆设有一条沿第二方向D2延伸的信号线YL，因此在显示区DR内是具有1280条的信号线YL。在这些信号线YL中，720条信号线YL是做为扫描信号线SGL，而剩余的560条信号线YL是做为虚置信号线DGL。
此外，因为扫描信号线SGL具有较大的电压变化，而虚置信号线DGL的电压为固定电压(例如共同电压)，因此在配置信号线YL时，若是任意设置扫描信号线SGL和虚置信号线DGL，例如在显示区DR的一些区域内的扫描信号线SGL设置密度较高，另一些区域内的的扫描信号线SGL设置密度较低或是均设置虚置信号线DGL，则会造成视效问题。因此，本发明提供一种具有较佳视效的扫描信号线SGL与虚置信号线DGL的设置方式(如下述)。
水平解析度的数值“1280”和虚置信号线DGL的数量“560”的最大公约数(highestcommon factor，HCF)是“80”，因此，可将一像素行中的1280个像素分成80组，每组中具有16个像素及16条信号线YL，其中9条信号线YL是做为扫描信号线SGL以及7条信号线YL是做为虚置信号线DGL。
综上所述，触控显示装置10的水平解析度是M，垂直解析度是N，M、N均为正整数，且M大于N。触控显示装置10的像素列(column)的数量等于水平解析度M，扫描信号线SGL的数量为N，因为M大于N，因此M个像素列中的N个像素列的每一个配置一条扫描信号线SGL，而其余(M-N)个像素列的每一个配置一条虚置信号线DGL，也就是触控显示装置10的扫描信号线SGL的数量为N，且虚置信号线DGL的数量为(M-N)。
将N条扫描信号线SGL与(M-N)条虚置信号线DGL均匀地分散设置在显示区DR内以提升画面的显示品质的方法如下所述：因为水平解析度的数值M和虚置信号线DGL的数量(M-N)的最大公约数是K，因此可将M个像素列分成K组，每组中具有(M/K)个像素列及(M/K)条信号线YL，上述(M/K)条信号线YL中的(N/K)条信号线YL为扫描信号线SGL以及((M-N)/K)条信号线YL为虚置信号线DGL。
因为像素列的数量等于水平解析度M，且扫描线GL的数量等于垂直解析度N，而每条扫描线GL电连接对应的一条扫描信号线SGL，也就是扫描信号线SGL亦等于N，因此当M大于N时，每个像素列包括一条信号线YL，且信号线YL为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL，也就是如图6中一像素行中的各个像素的一侧可设置有一条触控信号线TL，各个像素的另一侧可设置有一条信号线YL，且信号线YL可做为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL。
在本实施例中，由于扫描信号线SGL与虚置信号线DGL可均匀地分散设置在显示区DR内，亦可提升画面的显示品质。
请参考图7，其为第一实施例的一变化实施例的触控显示装置的信号线的配置示意图。在本变化实施例中，各个像素的一侧可设置有一条触控信号线TL，各个像素的另一侧可设置有两条信号线YL，且信号线YL可做为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL。各个像素中的两条信号线YL可以是一条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL、或是两条扫描信号线SGL。
在图7中，触控信号线TL及两条信号线YL分别位于一个像素的右侧与左侧，但不以此为限。在一些实施例中，两条信号线YL及触控信号线TL可分别位于一个像素的右侧与左侧。在另一些实施例中，两条信号线YL及触控信号线TL可均位于一个像素的左侧或是均位于一个像素的右侧。在又一些实施例中，两条信号线YL分别位于一个像素的右侧与左侧，且触控信号线TL位于上述像素的左侧或是右侧。
综上所述，一个像素包括多条数据线DL(如三条数据线DL)、一条触控信号线TL和两条信号线YL，信号线YL为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL，在此像素中，两条信号线YL、多条数据线DL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向(如第一方向D1或第一方向D1的相反方向)依序设置；或是多条数据线DL、触控信号线TL和两条信号线YL信号线YL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是多条数据线DL、两条信号线YL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是一条信号线YL、多条数据线DL、另一条信号线YL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是一条信号线YL、多条数据线DL、触控信号线TL和另一条信号线YL沿扫描线GL的延伸方向依序设置。
举例来说，在本变化实施例中，触控显示装置10的解析度可以是720x1280，其中水平解析度是720，而垂直解析度是1280。因此，需在显示区DR(如图1)内设置有1280条沿第一方向D1延伸的扫描线GL。由于本实施例的各个像素中皆设有两条沿第二方向D2延伸的信号线YL，因此在显示区DR内是具有1440条(720x2)的信号线YL。在这些信号线YL中，1280条信号线YL是做为扫描信号线SGL，而剩余的160条信号线YL是做为虚置信号线DGL。类似地，本发明提供一种扫描信号线SGL与虚置信号线DGL可大致均匀地分散设置在显示区DR内的设置方式(如下述)，以提升画面的显示品质。
水平解析度的数值“720”和虚置信号线DGL的数量“160”的最大公约数是“80”，因此，可将一像素行中的720个像素分成80组，每组中具有9个像素及18条信号线YL，其中16条信号线YL是做为扫描信号线SGL以及2条信号线YL是做为虚置信号线DGL。
综上所述，触控显示装置10的水平解析度是M，垂直解析度是N，M、N均为正整数，且M小于N。触控显示装置10的像素列的数量等于水平解析度M，扫描信号线SGL的数量为N，因为N大于M且小于2M，因此M个像素列中的(N-M)个像素列的每一个配置两条扫描信号线SGL，而其余(M-(N-M))＝(2M-N)个像素列的每一个配置一条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL，也就是触控显示装置10的扫描信号线SGL的数量为N，且虚置信号线DGL的数量为(2M-N)。
将N条扫描信号线SGL与(2M-N)条虚置信号线DGL均匀地分散设置在显示区DR内以提升画面的显示品质的方法如下所述：因为水平解析度的数值M和虚置信号线DGL的数量(2M-N)的最大公约数是K，因此可将M个像素列分成K组，每组中具有(M/K)个像素列及(2(M/K))条信号线YL，上述(2(M/K))条信号线YL中的(N/K)条信号线YL为扫描信号线SGL以及((2M-N)/K)条信号线YL为虚置信号线DGL。
因为像素列的数量等于水平解析度M，且扫描线GL的数量等于垂直解析度N，而每条扫描线GL电连接对应的一条扫描信号线SGL，也就是扫描信号线SGL亦等于N，因此当N大于M且小于2M时，每个像素列包括两条信号线YL，上述两条信号线YL均为为扫描信号线SGL；或是上述两条信号线YL中的一条为扫描信号线SGL，另一条则为虚置信号线DGL，也就是如图7中一像素行中的各个像素的一侧可设置有一条触控信号线TL，各个像素的另一侧可设置有两条信号线YL，且各个像素中的两条信号线YL可以是一条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL、或是两条扫描信号线SGL。
在上述说明中，N大于M且小于2M，但本发明不以此为限。类似地，当N大于2M且小于3M时，例如M为600，N为1280时，M个像素列中的(N-2M)个像素列的每一个配置三条扫描信号线SGL，而其余(M-(N-2M))＝(3M-N)个像素列的每一个配置两条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL。将N条扫描信号线SGL与(3M-N)条虚置信号线DGL均匀地分散设置在显示区DR内以提升画面的显示品质的方法如下所述：因为水平解析度的数值M和虚置信号线DGL的数量(3M-N)的最大公约数是K，因此可将M个像素列分成K组，每组中具有(M/K)个像素列及(3(M/K))条信号线YL，上述(3(M/K))条信号线YL中的(N/K)条信号线YL为扫描信号线SGL以及((3M-N)/K)条信号线YL为虚置信号线DGL。
而当N大于3M且小于4M时，M个像素列中的(N-3M)个像素列的每一个配置四条扫描信号线SGL，而其余(M-(N-3M))＝(4M-N)个像素列的每一个配置三条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL。将N条扫描信号线SGL与(4M-N)条虚置信号线DGL均匀地分散设置在显示区DR内以提升画面的显示品质的方法如下所述：因为水平解析度的数值M和虚置信号线DGL的数量(4M-N)的最大公约数是K，因此可将M个像素列分成K组，每组中具有(M/K)个像素列及(4(M/K))条信号线YL，上述(4(M/K))条信号线YL中的(N/K)条信号线YL为扫描信号线SGL以及((4M-N)/K)条信号线YL为虚置信号线DGL。当N为其他数值范围时，扫描信号线SGL和虚置信号线DGL的排列方式可依此类推，于此不再赘述。
综上所述，触控显示装置10的水平解析度是M，垂直解析度是N，M、N均为正整数，M小于N，N大于(J-1)xM且小于或等于JxM，J为大于或等于2的正整数，(J-1)xM为(J-1)乘以M，且JxM为J乘以M。触控显示装置10的像素列的数量等于水平解析度M，扫描信号线SGL的数量为N，因此M个像素列中的(N-((J-1)xM))个像素列的每一个配置J条扫描信号线SGL，而其余(M-(N-((J-1)xM))＝((JxM)-N)个像素列的每一个配置(J-1)条扫描信号线SGL和一条虚置信号线DGL，也就是触控显示装置10的扫描信号线SGL的数量为N，且虚置信号线DGL的数量为((JxM)-N)。
当N等于JxM时，虚置信号线DGL的数量为0，且M个像素列中的每一个配置J条扫描信号线SGL。当N大于(J-1)xM且小于JxM时，将N条扫描信号线SGL与((JxM)-N)条虚置信号线DGL均匀地分散设置在显示区DR内以提升画面的显示品质的方法如下所述：因为水平解析度的数值M和虚置信号线DGL的数量((JxM)-N)的最大公约数是K，因此可将M个像素列分成K组，每组中具有(M/K)个像素列及(Jx(M/K))条信号线YL，Jx(M/K)为J乘以(M/K)，上述(Jx(M/K))条信号线YL中的(N/K)条信号线YL为扫描信号线SGL以及(((JxM)-N)/K)条信号线YL为虚置信号线DGL。
因为像素列的数量等于水平解析度M，且扫描线GL的数量等于垂直解析度N，而每条扫描线GL电连接对应的一条扫描信号线SGL，也就是扫描信号线SGL亦等于N，因此当N大于(J-1)xM且小于或等于JxM时，每个像素列包括J条信号线YL，上述J条信号线YL均为扫描信号线SGL；或是上述J条信号线YL中的(J-1)条为扫描信号线SGL，剩余一条则为虚置信号线DGL。
当J等于2时，一个像素中的一条触控信号线TL及两条信号线YL的设置位置可参考上述图7的说明。当J为大于或等于3的正整数时，一个像素中的一条触控信号线TL及J条信号线YL可分别位于像素的右侧与左侧或是分别位于像素的左侧与右侧，但不以此为限。在一些实施例中，一个像素中的一条触控信号线TL及J条信号线YL可均位于像素的左侧或是均位于像素的右侧。在另一些实施例中，J条信号线YL中的L条信号线YL与(J-L)条信号线YL分别位于像素的右侧与左侧，L为小于J的正整数，且触控信号线TL位于像素的左侧或是右侧。
综上所述，一个像素包括多条数据线DL(如三条数据线DL)、一条触控信号线TL和J条信号线YL，J为大于或等于2的正整数，信号线YL为扫描信号线SGL或虚置信号线DGL，在此像素中，J条信号线YL、多条数据线DL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向(如第一方向D1或第一方向D1的相反方向)依序设置；或是多条数据线DL、触控信号线TL和J条信号线YL信号线YL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是多条数据线DL、J条信号线YL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向依序设置；或是J条信号线YL中的L条信号线YL、多条数据线DL、J条信号线YL中的(J-L)条信号线YL和触控信号线TL沿扫描线GL的延伸方向依序设置，L为小于J的正整数；或是J条信号线YL中的L条信号线YL、多条数据线DL、触控信号线TL和J条信号线YL中的(J-L)条信号线YL沿扫描线GL的延伸方向依序设置。
在本变化实施例中，由于扫描信号线SGL与虚置信号线DGL可均匀地分散设置在显示区DR内，亦可提升画面的显示品质。另在一些实施例中，各个像素可设置有两条以上的信号线YL。
本发明的触控显示装置并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例，然为了简化说明并突显各实施例或变化形之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。
请参考图8到图10，图8为本发明第二实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图，图9为沿着图8的剖线A-A’的结构剖视示意图，而图10为沿着图8的剖线B-B’的结构剖视示意图。本实施例和第一实施例不同的地方在于，本实施例的第二金属层106还包括扫描信号线SGL和虚置信号线DGL，因此触控信号线TL和扫描信号线SGL在显示区DR内由相同金属层形成。本实施例的触控显示装置10不具有第一实施例中的第三金属层108和第三绝缘层118，因此可省略工艺步骤以节省成本。
如图9，第二金属层106中的扫描信号线SGL通过连接孔TH1连接到第一金属层104中的扫描线GL，其中本实施例的连接孔TH1穿透第一绝缘层114。此外，本实施例的第二透明导电层112设置在第二绝缘层116上。如图10所示，第二透明导电层112的触控电极TE通过连接孔TH2连接到第二金属层106中的触控信号线TL，其中本实施例的连接孔TH2穿透第二绝缘层116。
请参考图9和图10，本实施例的触控显示装置10的制作方法可包括以下步骤，但步骤的进行顺序并不以以下叙述为限。首先，提供基板100并使用第一道掩膜在基板100上形成第一金属层104。接着，在第一金属层104上形成第一绝缘层114。接着，使用第二道掩膜在第一绝缘层114上形成半导体层CH和欧姆接触层122。在形成半导体层CH和欧姆接触层122后使用第三道掩膜在第一绝缘层114中形成连接孔TH1。接着，使用第四道掩膜在第一绝缘层114上形成第一透明导电层110。在其它实施例中，可先在第一绝缘层114上形成第一透明导电层110后再于第一绝缘层114中形成连接孔TH1。接着，使用第五道掩膜在第一绝缘层114上形成第二金属层106。如图9，第二金属层106中的扫描信号线SGL1延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。
接着，在第二金属层106和第一透明导电层110上形成第二绝缘层116，并使用第六道掩膜在第二绝缘层116中形成连接孔TH2。接着，使用第七道掩膜在第二绝缘层116上形成第二透明导电层112，如图10，第二透明导电层112中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL，触控电极TE是由多个子像素SP的共同电极CE互相电连接所形成。如图8所示，本实施例的共同电极CE也可部分覆盖扫描信号线SGL以屏蔽扫描信号线SGL的电压变化对液晶的影响。此外，本实施例其余的技术特征可和第一实施例相同。因此，制作本实施例的触控显示装置10需7道掩膜。
请参考图11到图13，图11为本发明第三实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图，图12为沿着图11的剖线A-A’的结构剖视示意图，而图13为沿着图11的剖线B-B’的结构剖视示意图。如图11，本实施例的子像素SP的俯视形状可为接近平行四边形的形状。如图12，本实施例的触控显示装置10可包括第一金属层104、第二金属层106、第三金属层108、第一透明导电层110、第二透明导电层112、第一绝缘层114、第二绝缘层116、第三绝缘层118以及一第四绝缘层120。
如图11到图13，第一金属层104设置在基板100上并包括扫描线GL和薄膜晶体管T的栅极G。第一绝缘层114设置在第一金属层104上。半导体层CH和欧姆接触层122设置在第一绝缘层114上。第二金属层106设置在第一绝缘层114上，且第二金属层106可包括数据线DL(如图11)、触控信号线TL以及薄膜晶体管T的源极S和漏极D。第二绝缘层116设置在第二金属层106上。第三金属层108设置在第二绝缘层116上，且第三金属层108包括扫描信号线SGL。如图12，第三金属层108中的扫描信号线SGL通过连接孔TH1连接到第一金属层104中的扫描线GL，其中连接孔TH1可穿透第一绝缘层114和第二绝缘层116。
第三绝缘层118设置在第三金属层108上，且第一透明导电层110设置在第三绝缘层118上。本实施例的第一透明导电层110包括共同电极CE和触控电极TE(由共同电极CE互相电连接所构成)。如图13所示，第一透明导电层110的触控电极TE通过连接孔TH2连接到第二金属层106中的触控信号线TL，其中连接孔TH2可穿透第二绝缘层116和第三绝缘层118。
第四绝缘层120设置在第一透明导电层110上，且第二透明导电层112设置在第四绝缘层120上。第二透明导电层112包括像素电极PE，且像素电极PE电连接薄膜晶体管T的漏极D。如图12所示，第二透明导电层112的像素电极PE通过一连接孔TH3连接到第二金属层106的漏极D，其中连接孔TH3可穿透第二绝缘层116、第三绝缘层118和第四绝缘层120。本实施例的像素电极PE可具有至少一个开口OP，且开口OP在垂直投影方向V上和共同电极CE重叠。
在本实施例中，扫描信号线SGL是由第三金属层108形成，共同电极CE是由第一透明导电层110所形成，且第一透明导电层110是在第三金属层108后形成，因此，如图11所示，本实施例的第一透明导电层110还可部分覆盖扫描信号线SGL，举例而言，共同电极CE的一部分在垂直投影方向V上和扫描信号线SGL的至少一部分重叠，以屏蔽扫描信号线SGL的电压变化对液晶的影响。
请参考图12和图13，本实施例的触控显示装置10的制作方法可包括以下步骤，但步骤的进行顺序并不以以下叙述为限。首先，提供基板100并使用第一道掩膜在基板100上形成第一金属层104。接着，在第一金属层104上形成第一绝缘层114。接着，使用第二道掩膜在第一绝缘层114上形成半导体层CH和欧姆接触层122。在形成半导体层CH和欧姆接触层122后可选择性地使用第三道掩膜在第一绝缘层114中形成连接孔，使得后续形成的第二金属层106中的电极或信号线可通过所述连接孔连接到第一金属层104中的电极或信号线。
接着，使用第四道掩膜在第一绝缘层114上形成第二金属层106。第二金属层106中的源极S可覆盖一欧姆接触层122和一部分的半导体层CH，而第二金属层106中的漏极D可覆盖另一欧姆接触层122和另一部分的半导体层CH。
接着，在第二金属层106上形成第二绝缘层116，并使用第五道掩膜在第二绝缘层116和第一绝缘层114中形成连接孔TH1。接着，使用第六道掩膜在第二绝缘层116上形成第三金属层108，如图12，第三金属层108中的扫描信号线SGL1延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。
接着，在第三金属层108上形成第三绝缘层118，并使用第七道掩膜在第三绝缘层118和第二绝缘层116中形成连接孔TH2。在本实施例中，可在一蚀刻工艺中蚀刻第三绝缘层118和第二绝缘层116以形成连接孔TH2。另在一些实施例中，连接孔TH2中位于第二绝缘层116的一部分可先在形成连接孔TH1的步骤中一并形成，而连接孔TH2中位于第三绝缘层118的另一部分可在此蚀刻工艺的步骤中形成。
接着，使用第八道掩膜在第三绝缘层118上形成第一透明导电层110，如图13，第一透明导电层110中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL。
接着，在第一透明导电层110上形成第四绝缘层120，并使用第九道掩膜在第四绝缘层120、第三绝缘层118和第二绝缘层116中形成连接孔TH3。在本实施例中，可在一蚀刻工艺中蚀刻第四绝缘层120、第三绝缘层118和第二绝缘层116以形成连接孔TH3。另在一些实施例中，连接孔TH2中位于第三绝缘层118和第二绝缘层116中的一部分可先在形成连接孔TH1的步骤和形成连接孔TH2的步骤中的至少一步骤中一并形成，而连接孔TH3中位于第四绝缘层120的另一部分可在此蚀刻工艺的步骤中形成。
接着，使用第十道掩膜在第四绝缘层120上形成第二透明导电层112，如图12，第二透明导电层112中的像素电极PE延伸进连接孔TH3并连接到第二金属层106的漏极D。在本实施例中，因为第三道掩膜为可选择性的，因此制作本实施例的触控显示装置10需9道或10道掩膜。
在本实施例中，由于扫描信号线SGL是由第三金属层108所形成，而像素电极PE是由第二透明导电层112所形成，因此在扫描信号线SGL和像素电极PE之间具有第三绝缘层118和第四绝缘层120，可降低扫描信号线SGL对像素电极PE电容耦合的效应。
请参考图14和图15，图14为第三实施例的第一变化实施例的一结构剖视示意图，而图15为第三实施例的第一变化实施例的另一结构剖视示意图。本第一变化实施例和第三实施例不同的地方在于，在形成第二绝缘层116之后并在形成第三金属层108之前，可在第二绝缘层116上形成一第五绝缘层126，使得第五绝缘层126设置在第二绝缘层116和第三金属层108之间。
连接孔TH1可穿透第一绝缘层114、第二绝缘层116和第五绝缘层126，连接孔TH2穿透第二绝缘层116、第五绝缘层126和第三绝缘层118，且连接孔TH3穿透第二绝缘层116、第五绝缘层126、第三绝缘层118和第四绝缘层120。本第一变化实施例的第二金属层106与第三金属层108之间设置第二绝缘层116和第五绝缘层126，相较于第三实施例的第二金属层106与第三金属层108之间仅设置第二绝缘层116，本第一变化实施例的第三金属层108可更远离第二金属层106。
通过以上技术手段，相邻的扫描信号线SGL和数据线DL之间可设有第二绝缘层116和第五绝缘层126，例如图11中的扫描信号线SGL1和数据线DL1之间以及图14中的扫描信号线SGL1和源极S之间均设有第二绝缘层116和第五绝缘层126，使扫描信号线SGL和数据线DL之间的距离增加，可减少扫描信号线SGL的信号和数据线DL的信号之间的交互影响。
在本第一变化实施例中，第五绝缘层126同时可做为平坦层，以将第二绝缘层116的不平整的上表面平坦化。举例来说，第五绝缘层126可为有机材料且采用涂布方式(例如旋转涂布(spin coating)或狭缝涂布(slit coating))形成，但第五绝缘层126的材料和形成方式不以此为限。此外，第五绝缘层126的厚度可大于第一至第四绝缘层114、116、118、120的任一层的厚度，以增加扫描信号线SGL和数据线DL之间的距离且进一步将表面平坦化。举例来说，第五绝缘层126的厚度范围可为1微米至5微米，但不以此为限。
本第一变化实施例的触控显示装置的制作方法与第三实施例的触控显示装置的制作方法的差别在于本第一变化实施例在第二金属层106上形成第二绝缘层116，并使用第五道掩膜在第二绝缘层116和第一绝缘层114中形成连接孔TH1中位于第二绝缘层116和第一绝缘层114的部分。接着，在第二绝缘层116上形成第五绝缘层126，并使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔TH1位于第五绝缘层126的部分、连接孔TH2位于第五绝缘层126的部分以及连接孔TH3位于第五绝缘层126的部分。
接着，使用第六道掩膜在第五绝缘层126上形成第三金属层108，如图14，第三金属层108中的扫描信号线SGL1延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。其余部分与第三实施例类似，于此不再赘述。在本实施例中，第五绝缘层126可为光感应材料，因此上述使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分是指使用掩膜进行曝光和显影以于第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分。但第五绝缘层126的材料和第五绝缘层126中的连接孔的形成方式不以此为限。在本第一变化实施例中，因为需使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分，因此制作本第一变化实施例的触控显示装置需10道或11道掩膜。
请参考图16和图17，图16为第三实施例的第二变化实施例的一结构剖视示意图，而图17为第三实施例的第二变化实施例的另一结构剖视示意图。本第二变化实施例和第三实施例不同的地方在于，在本第二变化实施例中，第一透明导电层110设置在第二绝缘层116上，第三绝缘层118设置在第一透明导电层110上，第三金属层108设置在第三绝缘层118上，且第四绝缘层120设置在第三金属层108上。
本第二变化实施例的制作方法和第三实施例不同的地方在于，在第三实施例中，第一透明导电层110是在第三金属层108后形成，而在本第二变化实施例中，可先形成第一透明导电层110，而后再形成第三金属层108。举例而言，在使用第四道掩膜形成完第二金属层106后可在第二金属层106上形成第二绝缘层116，形成第二绝缘层116前的步骤可和第三实施例相同，不再赘述，并使用第五道掩膜在第二绝缘层116中形成连接孔TH2(如图17)。接着，使用第六道掩膜在第二绝缘层116上形成第一透明导电层110，第一透明导电层110中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL。
接着，在第一透明导电层110上形成第三绝缘层118，并使用第七道掩膜在第三绝缘层118、第二绝缘层116和第一绝缘层114中形成连接孔TH1(如图16)。在本实施例中，可在一蚀刻工艺中蚀刻第三绝缘层118、第二绝缘层116和第一绝缘层114以形成连接孔TH1。另在一些实施例中，连接孔TH1中位于第二绝缘层116及/或第一绝缘层114的一部分可先在形成连接孔TH2的步骤中一并形成，而连接孔TH2中位于第三绝缘层118的另一部分可在此蚀刻工艺的步骤中形成。
接着，使用第八道掩膜在第三绝缘层118上形成第三金属层108，如图14，第三金属层108中的扫描信号线SGL延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。接着，在第三金属层108上形成第四绝缘层120，后续的步骤可和第三实施例相同，不再赘述。在本第二变化实施例中，因为第三道掩膜为可选择性的，因此制作本第二变化实施例的触控显示装置需9道或10道掩膜。
在本第二变化实施例中，因为第一透明导电层110是在第二金属层106后形成，第三金属层108是在第一透明导电层110后形成，且数据线DL、共同电极CE和扫描信号线SGL分别由第二金属层106、第一透明导电层110和第三金属层108形成，因此共同电极CE设置于扫描信号线SGL和数据线DL(如图14中的源极S)之间，可减少扫描信号线SGL1的信号和数据线DL1的信号之间的交互影响。
请参考图18到图20，图18为本发明第四实施例的触控显示装置的显示区的部分俯视示意图，图19为沿着图18的剖线A-A’的结构剖视示意图，而图20为沿着图18的剖线B-B’的结构剖视示意图。本实施例和第三实施例不同的地方在于，本实施例的第二金属层106还包括扫描信号线SGL和虚置信号线DGL，且本实施例的触控显示装置10不具有第三实施例中的第三金属层108和第四绝缘层120，因此可省略工艺步骤以节省成本。
如图19，第二金属层106中的扫描信号线SGL通过连接孔TH1连接到第一金属层104中的扫描线GL，其中本实施例的连接孔TH1穿透第一绝缘层114。本实施例的第一透明导电层110设置在第二绝缘层116上。如图20所示，第一透明导电层110的触控电极TE通过连接孔TH2连接到第二金属层106中的触控信号线TL，其中本实施例的连接孔TH2穿透第二绝缘层116。此外，如图19或图20所示，本实施例的第三绝缘层118设置在第一透明导电层110和第二透明导电层112之间，且连接孔TH3穿透第三绝缘层118和第二绝缘层116，且第二透明导电层112的像素电极PE通过连接孔TH3连接到第二金属层106的漏极D。
请参考图19和图20，本实施例的触控显示装置10的制作方法可包括以下步骤，但步骤的进行顺序并不以以下叙述为限。首先，提供基板100并使用第一道掩膜在基板100上形成第一金属层104。接着，在第一金属层104上形成第一绝缘层114。接着，使用第二道掩膜在第一绝缘层114上形成半导体层CH和欧姆接触层122。在形成半导体层CH和欧姆接触层122后使用第三道掩膜在第一绝缘层114中形成连接孔TH1。接着，使用第四道掩膜在第一绝缘层114上形成第二金属层106。如图19，第二金属层106中的扫描信号线SGL1延伸进连接孔TH1并连接到第一金属层104中的扫描线GL。
接着，在第二金属层106上形成第二绝缘层116，并使用第五道掩膜在第二绝缘层116中形成连接孔TH2。接着，使用第六道掩膜在第二绝缘层116上形成第一透明导电层110，如图20，第一透明导电层110中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL。
接着，在第一透明导电层110上形成第三绝缘层118，并使用第七道掩膜在第三绝缘层118和第二绝缘层116中形成连接孔TH3。在本实施例中，可在一蚀刻工艺中蚀刻第三绝缘层118和第二绝缘层116以形成连接孔TH3。另在一些实施例中，连接孔TH3中位于第二绝缘层116的一部分可先在形成连接孔TH2的步骤中一并形成，而连接孔TH3中位于第三绝缘层118的另一部分可在此蚀刻工艺的步骤中形成。
接着，使用第八道掩膜在第三绝缘层118上形成第二透明导电层112，如图19，第二透明导电层112中的像素电极PE延伸进连接孔TH3并连接到第二金属层106中的漏极D。因此制作本实施例的触控显示装置需8道掩膜。
如图18所示，本实施例的共同电极CE可部分覆盖扫描信号线SGL，以屏蔽描信号线SGL的电压变化对液晶的影响。此外，本实施例其余的技术特征可和第三实施例相同。
请参考图21和图22，图21为第四实施例的一变化实施例的一结构剖视示意图，而图22为第四实施例的变化实施例的另一结构剖视示意图。本变化实施例和第四实施例不同的地方在于，在形成第二绝缘层116之后并在形成第一透明导电层110之前，可在第二绝缘层116上形成一第五绝缘层126，使得第五绝缘层126设置在第二绝缘层116和第一透明导电层110之间。
连接孔TH2穿透第二绝缘层116和第五绝缘层126，且连接孔TH3穿透第二绝缘层116、第五绝缘层126和三绝缘层118。本变化实施例的第二金属层106与第一透明导电层110之间设置第二绝缘层116和第五绝缘层126，且第一金属层104与第一透明导电层110之间设置第一绝缘层114、第二绝缘层116和第五绝缘层126。
相较于第四实施例的第二金属层106与第一透明导电层110之间仅设置第二绝缘层116，且第一金属层104与第一透明导电层110之间仅设置第一绝缘层114和第二绝缘层116，本变化实施例的第一透明导电层110可更远离第二金属层106以及第一金属层104。
共同电极CE和数据线DL之间可设有第二绝缘层116和第五绝缘层126，共同电极CE和扫描线GL之间可设有第一绝缘层114、第二绝缘层116和第五绝缘层126，使共同电极CE和数据线DL之间的距离以及共同电极CE和扫描线GL之间的距离增加，因此可减少共同电极CE和数据线DL之间的电容以及共同电极CE和扫描线GL之间的电容，进而减少数据线DL的负载(loading)以及扫描线GL的负载，以提升画面的显示品质。
在本变化实施例中，第五绝缘层126同时可做为平坦层，以将第二绝缘层116的不平整的上表面平坦化。举例来说，第五绝缘层126可为有机材料且采用涂布方式(例如旋转涂布(spin coating)或狭缝涂布(slit coating))形成，但第五绝缘层126的材料和形成方式不以此为限。此外，第五绝缘层126的厚度可大于第一至第四绝缘层114、116、118、120的任一层的厚度，以增加扫描信号线SGL和数据线DL之间的距离且进一步将表面平坦化。举例来说，第五绝缘层126的厚度范围可为1微米至5微米，但不以此为限。
本变化实施例的触控显示装置的制作方法与第四实施例的触控显示装置的制作方法的差别在于本变化实施例在第二金属层106上形成第二绝缘层116後，使用第五道掩膜在第二绝缘层116中形成连接孔TH2位于第五绝缘层126的部分。接着，在第二绝缘层116上形成第五绝缘层126，并使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔TH2位于第五绝缘层126的部分以及连接孔TH3位于第五绝缘层126的部分。
接着，使用第六道掩膜在第二绝缘层116上形成第一透明导电层110，如图22，第一透明导电层110中的触控电极TE延伸进连接孔TH2并连接到第二金属层106中的触控信号线TL。其余部分与第四实施例类似，于此不再赘述。在本实施例中，第五绝缘层126可为光感应材料，因此上述使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分是指使用掩膜进行曝光和显影以于第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分。但第五绝缘层126的材料和第五绝缘层126中的连接孔的形成方式不以此为限。在本变化实施例中，因为需使用另一道掩膜在第五绝缘层126中形成连接孔位于第五绝缘层126的部分，因此制作本变化实施例的触控显示装置需9道掩膜。
综上所述，在本发明的触控显示装置中，在显示区内设置沿第二方向延伸的扫描信号线，并在第二方向上将栅极驱动电路设置在显示区的下方，避免扫描线或栅极驱动电路设置在显示区左右两侧的周边区内，可有效地缩减触控显示装置左右两侧的边框宽度。触控显示装置包括多个绝缘层和一连接孔，连接孔穿过多个绝缘层中的至少一个，扫描线和扫描信号线在显示区内分别由不同金属层形成，且扫描线和扫描信号线通过连接孔彼此电连接。此外，通过第一透明导电层或第二透明导电层中的共同电极部分覆盖扫描信号线可有效屏蔽电场对液晶的影响。另一方面，各个像素皆设置有一条扫描信号线或一条虚置信号线，可使得不同像素的开口率皆大致相等，进而提升画面的显示品质。再者，通过本发明的方法，虚置信号线可均匀分散设置在显示区内，亦可提升画面的显示品质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种触控显示装置，包括一显示区和一周边区，其特征在于，所述触控显示装置包括：
一基板；
多条扫描线和多条数据线，设置在所述基板上，所述多条扫描线中的任一者在所述显示区内的延伸方向不同于所述多条数据线中的任一者在所述显示区内的延伸方向；
多个薄膜晶体管，设置在所述基板上和所述显示区内，各条所述扫描线电连接对应的所述薄膜晶体管的一栅极，且各条所述数据线电连接对应的所述薄膜晶体管的一源极；
多条信号线，包括多条扫描信号线和多条虚置信号线，设置在所述基板上，所述多条信号线中的任一者在所述显示区内的延伸方向不同于所述多条扫描线中的任一者在所述显示区内的所述延伸方向，各条所述扫描信号线电连接对应的所述扫描线，且所述多条虚置信号线中的任一者和所述多条扫描线电性绝缘；以及
多条触控信号线和多个触控电极，设置在所述基板上，各条所述触控信号线电连接对应的所述触控电极，
其中所述触控显示装置的水平解析度是M，所述触控显示装置的垂直解析度是N，所述触控显示装置的像素列的数量等于M，且所述多条扫描信号线和所述多条虚置信号线的设置方式符合下列(a)和(b)的其中一者，
(a)M大于N，所述触控显示装置包括M条所述信号线，所述M条信号线包括N条所述扫描信号线与(M-N)条所述虚置信号线，M和(M-N)的最大公约数是K，所述M个像素列和所述M条信号线分成K组，所述K组中的每组包括(M/K)个所述像素列及(M/K)条所述信号线，且所述(M/K)条信号线包括(N/K)条所述扫描信号线以及((M-N)/K)条所述虚置信号线，
(b)M小于N，N大于(J-1)xM且小于JxM，J为大于或等于2的正整数，所述触控显示装置包括JxM条所述信号线，所述JxM条信号线包括N条所述扫描信号线与((JxM)-N)条所述虚置信号线，M和((JxM)-N)的最大公约数是K，所述M个像素列和所述JxM条信号线分成K组，所述K组中的每组包括(M/K)个所述像素列及(Jx(M/K))条所述信号线，且所述(Jx(M/K))条信号线包括(N/K)条所述扫描信号线以及(((JxM)-N)/K)条所述虚置信号线。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，在所述显示区内，所述多条扫描线中的任一者沿一第一方向延伸，所述多条数据线中的任一者和所述多条扫描信号线中的任一者沿一第二方向延伸，且所述第一方向和所述第二方向不平行。
3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括多个绝缘层和多个连接孔，设置在所述基板上，所述多个连接孔穿过所述多个绝缘层中的至少一个，所述多条扫描线中的任一者和所述多条扫描信号线中的任一者在所述显示区内分别由不同金属层形成，且各条所述扫描线和对应的所述扫描信号线通过对应的所述连接孔彼此电连接。
4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述多条触控信号线中的任一者和所述多条扫描信号线中的任一者在所述显示区内由相同金属层形成或分别由不同金属层形成。
5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述多条扫描线包括一第一扫描线和一第二扫描线，所述多条数据线包括一第一数据线、一第二数据线和一第三数据线，所述多条扫描信号线包括一第一扫描信号线和一第二扫描信号线，所述多个薄膜晶体管包括一第一薄膜晶体管一第二薄膜晶体管和一第三薄膜晶体管，所述第一扫描信号线电连接所述第一扫描线，所述第二扫描信号线电连接所述第二扫描线，所述第一数据线电连接所述第一薄膜晶体管的一源极，所述第二数据线电连接所述第二薄膜晶体管的一源极，且所述第三数据线电连接所述第三薄膜晶体管的一源极，其中在所述显示区内，所述第一扫描信号线、所述第一数据线、所述第二数据线、所述第三数据线、所述多条触控信号线中的一者和所述第二扫描信号线沿所述第一扫描线的延伸方向依序设置。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述多条虚置信号线中的任一者在所述显示区内的延伸方向平行于所述多条扫描信号线中的任一者在所述显示区内的所述延伸方向。
7.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述多条数据线包括一第一数据线、一第二数据线和一第三数据线，所述多个薄膜晶体管包括一第一薄膜晶体管、一第二薄膜晶体管和一第三薄膜晶体管，所述第一数据线电连接所述第一薄膜晶体管的一源极，所述第二数据线电连接所述第二薄膜晶体管的一源极，且所述第三数据线电连接所述第三薄膜晶体管的一源极，其中在所述显示区内，所述多条扫描信号线中的一者、所述第一数据线、所述第二数据线、所述第三数据线、所述多条触控信号线中的一者和所述多条虚置信号线中的一者沿所述多条扫描线中的一者的所述延伸方向依序设置。
8.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
一第一金属层，设置在所述基板上，所述第一金属层包括所述多条扫描线和各个所述薄膜晶体管的所述栅极；
一第一绝缘层，设置在所述第一金属层上；
一第二金属层，设置在所述第一绝缘层上，所述第二金属层包括所述多条数据线、所述多条触控信号线以及各个所述薄膜晶体管的所述源极和一漏极；
一第一透明导电层，设置在所述第一绝缘层上，所述第一透明导电层包括多个像素电极，且各个所述像素电极电连接对应的所述薄膜晶体管的所述漏极；
一第二绝缘层和一第三绝缘层，设置在所述第二金属层和所述第一透明导电层上，且所述第三绝缘层设置在所述第二绝缘层上；
一第三金属层，设置在所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间，且所述第三金属层包括所述多条扫描信号线；以及
一第二透明导电层，设置在所述第三绝缘层上，所述第二透明导电层包括所述多个触控电极。
9.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
一第一金属层，设置在所述基板上，所述第一金属层包括所述多条扫描线和各个所述薄膜晶体管的所述栅极；
一第一绝缘层，设置在所述第一金属层上；
一第二金属层，设置在所述第一绝缘层上，所述第二金属层包括所述多条数据线、所述多条扫描信号线、所述多条触控信号线以及各个所述薄膜晶体管的所述源极和一漏极；
一第一透明导电层，设置在所述第一绝缘层上，所述第一透明导电层包括多个像素电极，且各个所述像素电极电连接对应的所述薄膜晶体管的所述漏极；
一第二绝缘层，设置在所述第二金属层和所述第一透明导电层上；以及
一第二透明导电层，设置在所述第二绝缘层上，所述第二透明导电层包括所述多个触控电极。
10.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
一第一金属层，设置在所述基板上，所述第一金属层包括所述多条扫描线和各个所述薄膜晶体管的所述栅极；
一第一绝缘层，设置在所述第一金属层上；
一第二金属层，设置在所述第一绝缘层上，所述第二金属层包括所述多条数据线、所述多条触控信号线以及各个所述薄膜晶体管的所述源极和一漏极；
一第二绝缘层，设置在所述第二金属层上；
一第三金属层，设置在所述第二绝缘层上，且所述第三金属层包括所述多条扫描信号线；
一第三绝缘层，设置在所述第三金属层上；
一第一透明导电层，设置在所述第三绝缘层上，所述第一透明导电层包括所述多个触控电极；
一第四绝缘层，设置在所述第一透明导电层上；以及
一第二透明导电层，设置在所述第四绝缘层上，所述第二透明导电层包括多个像素电极，且各个所述像素电极电连接对应的所述薄膜晶体管的所述漏极。
11.如权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，还包括一第五绝缘层设置在所述第二绝缘层和所述第三金属层之间。
12.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
一第一金属层，设置在所述基板上，所述第一金属层包括所述多条扫描线和各个所述薄膜晶体管的所述栅极；
一第一绝缘层，设置在所述第一金属层上；
一第二金属层，设置在所述第一绝缘层上，所述第二金属层包括所述多条数据线、所述多条触控信号线以及各个所述薄膜晶体管的所述源极和一漏极；
一第二绝缘层，设置在所述第二金属层上；
一第一透明导电层，设置在所述第二绝缘层上，所述第一透明导电层包括所述多个触控电极；
一第三绝缘层，设置在所述第一透明导电层上；
一第三金属层，设置在所述第三绝缘层上，且所述第三金属层包括所述多条扫描信号线；
一第四绝缘层，设置在所述第三金属层上；以及
一第二透明导电层，设置在所述第四绝缘层上，所述第二透明导电层包括多个像素电极，且各个所述像素电极电连接对应的所述薄膜晶体管的所述漏极。
13.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
一第一金属层，设置在所述基板上，所述第一金属层包括所述多条扫描线和各个所述薄膜晶体管的所述栅极；
一第一绝缘层，设置在所述第一金属层上；
一第二金属层，设置在所述第一绝缘层上，所述第二金属层包括所述多条数据线、所述多条扫描信号线、所述多条触控信号线以及各个所述薄膜晶体管的所述源极和一漏极；
一第二绝缘层，设置在所述第二金属层上；
一第一透明导电层，设置在所述第二绝缘层上，所述第一透明导电层包括所述多个触控电极；
一第三绝缘层，设置在所述第一透明导电层上；以及
一第二透明导电层，设置在所述第三绝缘层上，所述第二透明导电层包括多个像素电极，且各个所述像素电极电连接对应的所述薄膜晶体管的所述漏极。
14.如权利要求13所述的触控显示装置，其特征在于，还包括一第五绝缘层设置在所述第二绝缘层和所述第一透明导电层之间。
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