WO2016165255A1 - 触控显示面板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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曹占锋
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Abstract

本发明公开了一种触控显示面板及其制作方法、显示装置，所述触控显示面板包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，所述对盒基板包括设置在第一衬底上的黑矩阵，所述黑矩阵凸出于所述第一衬底，且所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影，所述第一衬底上还设置有利用黑矩阵作为掩模板形成的多个触控电极组。本发明能够有效减少掩膜板数量和工艺步骤、降低生产成本，同时还可以减小触控显示面板的厚度，有利于制造轻薄化的产品。

Description

触控显示面板及其制作方法、显示装置 技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控显示面板及其制作方法、显示装置。
背景技术
液晶显示器件(LCD)以及有机电致发光器件(OLED)等显示器件已经成为人们生活中的必需品并悄悄地改变着人们的生活。现有的LCD显示器件是通过将阵列基板和彩膜基板通过成盒工艺粘贴在一起。在成盒时阵列基板和彩膜基板之间会存在一定的偏差，该偏差会导致LCD显示器件开口率降低、漏光等问题。LCD器件的分辨率越高，开口率降低越严重，与此同时，产品的亮度、色域等将会降低，能耗将会增加。
另一方面，随着科学技术的发展，人机交互技术越来越广泛地应用在人们的日常生活中，例如：具有触摸功能的手机、平板电脑等显示器件。然而，对于触摸屏制造厂商而言，成本就是其竞争力的体现。因此，如何简化触摸屏的制备工艺、降低成本、提高良品率是触摸屏制造商最为关心的问题。
为了改善阵列基板和彩膜基板之间的对位偏差、提高开口率，面板厂商开发了一种将彩色滤色片制作在阵列基板上的技术。如图1和图2所示，阵列基板上设置有薄膜晶体管阵列21和彩色滤光层22，对盒基板上设置有黑矩阵11，阵列基板和对盒基板之间设置有隔垫物3。并且，现有技术中通常采用贴合的方式将触控面板4与显示面板贴合在一起以实现触控功能(如图2所示)，结构复杂，成本较高，不符合显示产品轻薄化的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控显示面板及其制作方法、显示装置，以简化工艺步骤、降低生产成本、并实现产品轻薄化。
为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供一种触控显示面板，包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，所述对盒基板包括设置在第一衬底上的黑矩阵，所述黑矩阵凸出于所述第一衬底，且 所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影，所述第一衬底上还设置有利用所述黑矩阵作为掩膜板沉积而成的多个触控电极组，每个触控电极组包括两个或更多个触控电极。
优选地，所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积大于所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积。
优选地，所述黑矩阵在垂直于所述第一衬底的方向上的剖面为梯形，所述梯形的较短的底边靠近所述第一衬底。
有利地，相邻所述触控电极组之间、以及每个所述触控电极组中的多个触控电极之间均通过所述黑矩阵进行分隔
优选地，所述黑矩阵包括环绕所述触控电极组设置的环绕部、和用于分隔所述触控电极组中的多个所述触控电极的分隔部。
优选地，所述分隔部沿所述触控显示面板的像素单元的边缘呈阶梯形延伸。
优选地，所述阵列基板包括依次设置在第二衬底上的薄膜晶体管阵列和彩色滤光层。
优选地，所述阵列基板和所述对盒基板之间还设置有隔垫物，所述隔垫物和所述黑矩阵采用相同工艺同时形成。
优选地，所述对盒基板上还设置有对位标记，所述对位标记与所述隔垫物以及所述黑矩阵采用相同工艺同时形成。
作为本发明的第二个方面，还提供一种显示装置，包括本发明所提供的上述触控显示面板。
作为本发明的第三个方面，还提供一种触控显示面板的制作方法，所述触控显示面板包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，所述制作方法包括：
制作对盒基板，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成黑矩阵，所述黑矩阵凸出于所述第一衬底，且所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影；
在完成上述步骤的基板上，利用所述黑矩阵作为掩模板沉积触控电极 层，所述触控电极层在对应于所述黑矩阵的位置被断开，形成多个触控电极组，每个触控电极组包括多个触控电极。
优选地，所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积大于所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积。
优选地，所述黑矩阵在垂直于所述第一衬底的方向上的剖面为梯形，所述梯形的较短的底边靠近所述第一衬底。
优选地，所述形成黑矩阵的步骤包括：
在所述第一衬底上形成黑色树脂材料层；
采用半色调掩膜板对所述黑色树脂材料层进行曝光、烘干、显影，形成所述黑矩阵。
优选地，所述制作方法还包括：
制作阵列基板，包括：
提供第二衬底；
在所述第二衬底上依次形成薄膜晶体管阵列和彩色滤光层；
将所述阵列基板与所述对盒基板进行对盒，得到所述触控显示面板。
优选地，所述制作方法还包括：在所述第一衬底上形成隔垫物，其中利用形成所述黑矩阵的步骤同时形成所述隔垫物。
优选地，所述制作方法还包括：在所述第一衬底上形成对位标记，其中利用形成所述黑矩阵的步骤同时形成所述对位标记。
本发明将实现触摸功能的触控电极集成到触控显示面板的内部，利用黑矩阵作为制作触控电极时的掩膜板，既可以减少掩膜板的数量和工艺步骤、降低成本，同时可以减小触控显示面板的厚度，有利于制造轻薄化的产品，提高产品附加值和竞争力。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1是现有技术中触控显示面板的俯视图；
图2是图1中沿A-A’方向的剖视图；
图3是本发明实施例中触控显示面板的示意图；
图4a-图4b是依照本发明一种实施例的触控电极和黑矩阵的图案设计示意图；
图5是依照本发明另一种实施例的触控电极和黑矩阵的图案设计示意图；
图6是本发明实施例中对盒基板的制作过程示意图；
图7是本发明实施例中黑矩阵的制作过程示意图。
在附图中，10-第一衬底；11-黑矩阵；11a-环绕部；11b-分隔部；12-触控电极；20-第二衬底；21-薄膜晶体管阵列；22-彩色滤光层；3-隔垫物；4-触控面板；5-像素单元；6-黑色树脂材料层；7-半色调掩膜板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明首先提供一种触控显示面板，所述触控显示面板包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板。如图3和图4a-图4b所示，所述对盒基板包括设置在第一衬底10上的黑矩阵11，黑矩阵11凸出于第一衬底10，且黑矩阵11远离第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影。第一衬底10上还设置有利用黑矩阵作为掩模板形成的多个触控电极组，每个所述触控电极组包含多个触控电极12，相邻所述触控电极组之间、以及每个所述触控电极组中的多个触控电极12之间均通过黑矩阵11进行分隔。
本发明将实现触摸功能的触控电极12集成到触控显示面板的内部，利用黑矩阵11作为制作触控电极12时的掩膜板，使触控电极材料在黑矩阵11处断开，形成具有预定图案的触控电极12，。本发明既可以减少掩膜板的数量和工艺步骤、降低成本，同时可以减小触控显示面板的厚度，有利于制造轻薄化的产品，提高产品附加值和竞争力。
优选地，黑矩阵11远离第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影面积大于黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影面积，即在图3所示的剖面图中，黑矩阵11远离第一衬底10的一侧的两端均超出黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧的两端，形成类似“倒沟槽” 或“倒梯形体”的形状，更加有利于沉积的触控电极材料在此处能够自动断开，以提高生产效率。
本发明对于黑矩阵11的具体形状不做限定，例如，黑矩阵11在垂直于所述第一衬底的方向上的剖面可以是梯形，如图3所示，所述梯形的较短的底边靠近第一衬底10。这里将黑矩阵11的剖面设置为梯形能够有效简化制作黑矩阵的掩膜板的结构，从而降低生产难度。
图4a-图4b和图5分别是本发明的两种实施方式，图中所示为对盒基板制作完黑矩阵11和触控电极12之后的俯视图。图4a-图4b是单点触控的情况，多个所述触控电极组按列排布，每个所述触控电极组中包括两个触控电极12。图5是多点触控的情况，多个所述触控电极组按列排布，每个所述触控电极组中包括多个(指多于两个)触控电极12。
在本发明中，黑矩阵11包括环绕所述触控电极组设置的环绕部11a、和用于分隔所述触控电极组中的多个触控电极12的分隔部11b。各个触控电极12均与检测电路相连，用于确定其所覆盖区域内的坐标信息。当手指触摸某点时，相邻的触控电极12之间以及相邻的触控电极组之间的电容会发生变化，通过探测电容发生变化的位置就可以确定触摸点的坐标。
具体检测方式如下：以图4a中的一个触控电极组为例，该触控电极组包括两个相对设置的三角形的触控电极12，这两个触控电极12的外轮廓为矩形，位于左边的触控电极12的左侧边和下侧边均引出多条检测线，位于右边的触控电极12的右侧边和上侧边也均引出多条检测线。当手指触摸这个触控电极组中的某点时，左右两个触控电极12之间在X方向和Y方向之间的电容会发生相对变化，并导致四周的检测线探测到的电压发生变化，通过分析是哪个坐标所在的检测线发生变化，就可以确定触摸点的坐标。
优选地，如图4b所示，分隔部11b沿所述触控显示面板的像素单元5的边缘呈阶梯形延伸，即分隔部11b对应于阵列基板上数据线或者栅线所在的位置，以避免对显示效果造成影响。
需要说明的是，这里的“阶梯形”并不是指高度上存在差异，而是指在黑矩阵11所在的平面内，分隔部11b由依次连接的多段黑矩阵线段组成，形成类似阶梯的形状。
需要注意的是，图4a和图4b中示出的触控电极的形状仅为示例性的， 触控电极还可以根据需要具有其它形状。
本发明中的阵列基板包括基于单晶硅或多晶硅的液晶显示阵列基板、有机发光二极管阵列基板、以及电致发光阵列基板。为了减小对盒偏差，本发明优选将彩色滤光层制作在阵列基板上。如图3所示，所述阵列基板包括依次设置在第二衬底20上的薄膜晶体管阵列21和彩色滤光层22。
进一步地，所述阵列基板和所述对盒基板之间还设置有隔垫物3，隔垫物3和黑矩阵11采用相同工艺同时形成，并且都采用黑色树脂材料。此外，所述对盒基板上还设置有对位标记(图中未示出)，所述对位标记与隔垫物3以及黑矩阵11采用采用相同工艺同时形成，并且都采用黑色树脂材料。所述黑色树脂材料包括包含碳颗粒的有机树脂或者包含红、绿、蓝树脂的有机树脂。
也就是说，本发明中的黑矩阵11、隔垫物3和对盒基板上的对位标记可以通过采用同一掩膜板同时曝光形成，从而减少制作过程中使用掩膜板的数量，降低成本。
本发明还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明所提供的上述触控显示面板。如上所述，所述显示装置具有制程简单、成本低、产品轻薄的优点。
本发明还提供了一种触控显示面板的制作方法，所述触控显示面板包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，如图6所示，所述制作方法包括：
制作对盒基板，包括：
提供第一衬底10；
在第一衬底10上形成黑矩阵11，黑矩阵11凸出于第一衬底10，且黑矩阵11远离第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影；
在完成上述步骤的基板上，利用黑矩阵11作为掩模板沉积触控电极层，所述触控电极层在对应于黑矩阵11的位置被断开，形成多个触控电极组(参考图4a-图4b和图5)。其中，相邻所述触控电极组之间、以及每个所述触控电极组中的多个触控电极12之间均通过黑矩阵11进行分隔。
需要说明的是，在上述制作过程中，黑矩阵11和隔垫物3的上方不可避免地也会沉积有电极材料，但是这些电极材料不起到任何功能性作 用，也不会对制作过程产生任何影响，为了节约工序，可以不对其进行处理。
本发明将触控电极12集成到触控显示面板的内部，利用黑矩阵11作为制作触控电极12时的掩膜板，既可以减少掩膜板的数量和工艺步骤、降低成本，同时可以减小触控显示面板的厚度，有利于制造轻薄化的产品，提高产品附加值和竞争力。
如上所述，黑矩阵11远离第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影面积优选大于黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧在所述第一衬底上的正投影面积。在图6所示的剖面图中，黑矩阵11远离第一衬底10的一侧的两端均超出黑矩阵11靠近第一衬底10的一侧的两端，形成类似“倒沟槽”的结构，更加有利于触控电极材料在此处能够自动断开，以提高生产效率。并且，黑矩阵11在垂直于所述第一衬底的方向上的剖面优选为梯形，以简化制作黑矩阵的掩膜板的结构，降低生产难度。
图7是黑矩阵11的制作过程示意图，所述形成黑矩阵11的步骤包括：
在第一衬底10上形成黑色树脂材料层6；
采用半色调掩膜板7对黑色树脂材料层6进行曝光、曝光后烘干、显影，形成黑矩阵11。
这里的黑色树脂材料层6选用负性黑色树脂材料进行制作。在曝光时，由于光的衍射效果，掩膜板7对应于黑矩阵11边缘位置的透光率小于中间处的透光率，然后通过曝光后烘干、显影即可得到剖面为梯形的黑矩阵11。
进一步地，所述制作方法还包括：
制作阵列基板，参考图3，该步骤包括：
提供第二衬底20；
在第二衬底20上依次形成薄膜晶体管阵列21和彩色滤光层22。其中，薄膜晶体管阵列21包括依次形成在第二衬底20上的栅极层、栅极绝缘层、有源层、源漏极层等。
然后，将所述阵列基板与所述对盒基板进行对盒，得到所述触控显示面板。并且，所述触控显示面板具有制程简单、成本低、产品轻薄的优点。
进一步地，所述制作方法还包括：
在第一衬底10上形成隔垫物3，采用形成所述黑矩阵11的步骤同时形成隔垫物3。
进一步地，所述制作方法还包括：
在第一衬底10上形成对位标记(图中未示出)，采用形成所述黑矩阵11的步骤同时形成所述对位标记。
本发明方法能够有效减少制作过程中使用的掩膜板的数量，从而降低生产成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。权利要求中的措词‘包括’并不排除在权利要求未列出的元件或步骤的存在。元件前面的措词‘一’或‘一个’并不排除多个这样的元件的存在。在相互不同从属权利要求中记载某些措施的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于改进。

Claims (17)

  1. 一种触控显示面板，包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，所述对盒基板包括设置在第一衬底上的黑矩阵，其特征在于，所述黑矩阵凸出于所述第一衬底，且所述黑矩阵中远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖所述黑矩阵中靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影，所述第一衬底上还设置有利用所述黑矩阵作为掩膜板沉积而成的多个触控电极组，每个所述触控电极组包括两个或更多个触控电极。
  2. 根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积大于所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积。
  3. 根据权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，所述黑矩阵在垂直所述第一衬底的方向上的剖面为梯形，所述梯形的较短的底边靠近所述第一衬底。
  4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，相邻所述触控电极组之间、以及每个所述触控电极组中的多个触控电极之间均通过所述黑矩阵进行分隔。
  5. 根据权利要求4所述的触控显示面板，所述黑矩阵包括环绕所述触控电极组设置的环绕部、和用于分隔所述触控电极组中的多个所述触控电极的分隔部。
  6. 根据权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述分隔部沿所述触控显示面板的像素单元的边缘呈阶梯形延伸。
  7. 根据权利要求1至3中任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括依次设置在第二衬底上的薄膜晶体管阵列和彩色滤光层。
  8. 根据权利要求1至3中任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板和所述对盒基板之间还设置有隔垫物，所述隔垫物和所述黑矩阵采用相同工艺同时形成。
  9. 根据权利要求8所述的触控显示面板，其特征在于，所述对盒基板上还设置有对位标记，所述对位标记与所述隔垫物以及所述黑矩阵采用相同工艺同时形成。
  10. 一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的触控显示面板。
  11. 一种触控显示面板的制作方法，所述触控显示面板包括阵列基板和与所述阵列基板对盒设置的对盒基板，其特征在于，所述制作方法包括：
    制作对盒基板，包括：
    提供第一衬底；
    在所述第一衬底上形成黑矩阵，所述黑矩阵凸出于所述第一衬底，且所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影覆盖所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影；
    在完成上述步骤的基板上，利用所述黑矩阵作为掩模板沉积触控电极层，所述触控电极层在对应于所述黑矩阵的位置被断开，形成多个触控电极组，每个触控电极组包括多个触控电极。
  12. 根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵远离所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积大于所述黑矩阵靠近所述第一衬底的一侧在所述第一衬底上的正投影面积。
  13. 根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵在垂直于所述第一衬底的方向上的剖面为梯形，所述梯形的较短的底边靠近所述第一衬底。
  14. 根据权利要求10至12中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述形成黑矩阵的步骤包括：
    在所述第一衬底上形成黑色树脂材料层；
    采用半色调掩膜板对所述黑色树脂材料层进行曝光、烘干、显影，形成所述黑矩阵。
  15. 根据权利要求10至12中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
    制作阵列基板，包括：
    提供第二衬底；
    在所述第二衬底上依次形成薄膜晶体管阵列和彩色滤光层；
    将所述阵列基板与所述对盒基板进行对盒，得到所述触控显示面板。
  16. 根据权利要求10至12中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
    在所述第一衬底上形成隔垫物，其中利用形成所述黑矩阵的步骤同时 形成所述隔垫物。
  17. 根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
    在所述第一衬底上形成对位标记，其中利用形成所述黑矩阵的步骤同时形成所述对位标记。
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