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觸摸面板以及其制造方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610035663.6

申請日:

2016.01.19

公開號:

CN105487735A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/044申請日:20160119|||公開
IPC分類號: G06F3/044; G02F1/1333; G02F1/1343; G02F1/1362 主分類號: G06F3/044
申請人: 深圳市華星光電技術有限公司
發明人: 郝思坤
地址: 518132廣東省深圳市光明新區塘明大道9—2號
優先權:
專利代理機構: 深圳翼盛智成知識產權事務所(普通合伙)44300 代理人: 黃威
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610035663.6

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開一種觸摸面板,其包括:基板;第一金屬層,位于所述基板上,用來形成薄膜晶體管的柵極和驅動線,所述驅動線用于傳送驅動信號以及公共電壓;柵級絕緣層,位于所述第一金屬層上;第二金屬層,位于所述柵級絕緣層上,用來形成所述薄膜晶體管的源極和漏極;隔離層,位于所述第二金屬層上,并設置貫穿所述隔離層的第一通孔和貫穿所述隔離層以及所述柵級絕緣層的第二通孔;像素電極,通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接;驅動電極,通過所述第二通孔與所述驅動線連接;及感測電極,用來傳送感測信號以及所述公共電壓。所述驅動電極、所述感測電極同時作為公共電極層。

權利要求書

1.一種觸摸面板,其特征在于,其包括:
基板;
第一金屬層,位于所述基板上,用來形成薄膜晶體管的柵極和驅動線,
所述驅動線用于傳送驅動信號以及公共電壓;
柵級絕緣層,位于所述第一金屬層上;
第二金屬層,位于所述柵級絕緣層上,用來形成所述薄膜晶體管的源極
和漏極;
隔離層,位于所述第二金屬層上,并設置貫穿所述隔離層的第一通孔和
貫穿所述隔離層以及所述柵級絕緣層的第二通孔,所述第一通孔對準所述源
極或漏極,所述第二通孔對準所述驅動線;
像素電極,通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接;
驅動電極,通過所述第二通孔與所述驅動線連接;及
感測電極,用來傳送感測信號以及所述公共電壓,
其中,所述驅動電極、所述感測電極同時作為公共電極層。
2.根據權利要求1所述的觸摸面板,其特征在于,所述像素電極、所述
感測電極和所述驅動電極是由一導電層同時所形成。
3.根據權利要求2所述的觸摸面板,其特征在于,所述導電層是氧化銦
錫或是金屬構成。
4.根據權利要求1所述的觸摸面板,其特征在于,所述第二金屬層還包
括數據線,所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電
極。
5.根據權利要求4所述的觸摸面板,其特征在于,當所述驅動線傳送所
述公共電壓至所述驅動電極時,所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數
據電壓至所述像素電極。
6.根據權利要求4所述的觸摸面板,其特征在于,當所述驅動線傳送所
述驅動信號至所述驅動電極時,所述數據線停止通過所述薄膜晶體管傳遞數
據電壓至所述像素電極。
7.一種制造觸摸面板的方法,其包括:
形成第一金屬層于基板上;
蝕刻所述第一金屬層以形成薄膜晶體管的柵極和驅動線;
形成柵級絕緣層于所述薄膜晶體管的柵極和所述驅動線上;
形成第二金屬層于所述柵級絕緣層上;
蝕刻所述第二金屬層以形成所述薄膜晶體管的源極和漏極;
形成隔離層于所述薄膜晶體管的源極和漏極之上;
形成貫穿所述隔離層的第一通孔和貫穿所述隔離層和所述柵級絕緣層的
第二通孔,所述第一通孔對準所述源極或漏極,所述第二通孔對準所述驅動
線;
沉積導電層于所述隔離層、所述源極或漏極上;以及
蝕刻所述導電層以形成像素電極、驅動電極和感測電極,所述像素電極
通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接,所述驅動電極通過所述第二通孔
與所述驅動線連接,其中所述感測電極用來傳送感測信號以及所述公共電壓,
所述驅動電極、所述感測電極同時作為公共電極層。
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,所述導電層是氧化銦錫或
是金屬構成。
9.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,蝕刻所述第二金屬層以形
成所述薄膜晶體管的源極和漏極的步驟包含:蝕刻所述第二金屬層以形成數
據線,所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極。
10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于,在形成所述第二金屬層
于所述柵級絕緣層上的步驟之前,所述方法另包含:
形成非晶硅層于所述柵級絕緣層上;及
蝕刻所述非晶硅層以形成所述薄膜晶體管的半導體層。

說明書

觸摸面板以及其制造方法

【技術領域】

本發明涉及電容式感應技術領域,特別是涉及使用電容式感應組件的觸
摸面板以及其制造方法。

【背景技術】

液晶顯示器具有低功耗、低閃爍度、畫面色彩逼真等優點,被廣泛應用
于移動電話、相機、計算機屏幕、電視機等電子產品中,為目前主流的顯示
器。

觸摸屏具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等優點,利用
觸控技術,用戶只需要用手指輕碰觸摸屏幕上的圖形符號或文字即可實現對
主機的操作,從而使得人機交互更為直截了當,極大方便對電腦操作不熟悉
的用戶。

目前,許多電子設備的屏幕都是將液晶顯示技術和觸控技術相結合,不
僅具有液晶顯示器的優點,同時實現觸控操作,備受消費者歡迎。然而,現
有的具有觸摸功能的液晶顯示器中,受液晶顯示器本身結構的影響,用于實
現觸摸功能的觸控電極通常是位于液晶顯示面板的像素電極之下,如此一來
容易導致觸控電極難以感測用戶的觸摸操作,降低了觸控的靈敏度。

此外,傳統的電容式感應組件是把透明的第一導電線路和第二導電線路做
成橫豎交疊的類似菱形的形狀,第一導電線路和第二導電線路分別與沿橫向
排列的驅動線和沿縱向排列的感測線連接。驅動線和感測線在彼此交叉的位
置會產生寄生電容,因此會影響像素的開口率。另外,大量的驅動線設置在
面板主動區(Activearea)的一側會增加顯示器的邊框寬度,因此不利于窄邊框
的顯示器。

【發明內容】

因此,本發明的目的是提供一種內嵌式觸摸面板,將自容式觸控面板和
水平切換式(Inplaneswitching,IPS)面板整合在一起,以解決上述技術問題。

本發明提供一種觸摸面板,其包括:基板;第一金屬層,位于所述基板
上,用來形成薄膜晶體管的柵極和驅動線,所述驅動線用于傳送驅動信號以
及公共電壓;柵級絕緣層,位于所述第一金屬層上;第二金屬層,位于所述
柵級絕緣層上,用來形成所述薄膜晶體管的源極和漏極;隔離層,位于所述
第二金屬層上,并設置貫穿所述隔離層的第一通孔和貫穿所述隔離層以及所
述柵級絕緣層的第二通孔,所述第一通孔對準所述源極或漏極,所述第二通
孔對準所述驅動線;像素電極,通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接;
驅動電極,通過所述第二通孔與所述驅動線連接;及感測電極,用來傳送感
測信號以及所述公共電壓。其中,所述驅動電極、所述感測電極同時作為公
共電極層。

依據本發明的實施例,所述像素電極、所述感測電極和所述驅動電極是
由一導電層同時所形成。

依據本發明的實施例,所述導電層是氧化銦錫或是金屬構成。

依據本發明的實施例,所述第二金屬層還包括數據線,所述數據線用來
通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極。

依據本發明的實施例,當所述驅動線傳送所述公共電壓至所述驅動電極
時,所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極。

依據本發明的實施例,當所述驅動線傳送所述驅動信號至所述驅動電極
時,所述數據線停止通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極。

本發明又提供一種制造觸摸面板的方法,其包括:形成第一金屬層于基
板上;蝕刻所述第一金屬層以形成薄膜晶體管的柵極和驅動線;形成柵級絕
緣層于所述薄膜晶體管的柵極和所述驅動線上;形成第二金屬層于所述柵級
絕緣層上;蝕刻所述第二金屬層以形成所述薄膜晶體管的源極和漏極;形成
隔離層于所述薄膜晶體管的源極和漏極之上;形成貫穿所述隔離層的第一通
孔和貫穿所述隔離層和所述柵級絕緣層的第二通孔,所述第一通孔對準所述
源極或漏極,所述第二通孔對準所述驅動線;沉積導電層于所述隔離層、所
述源極或漏極上;以及蝕刻所述導電層以形成像素電極、驅動電極和感測電
極,所述像素電極通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接,所述驅動電極
通過所述第二通孔與所述驅動線連接,其中所述感測電極用來傳送感測信號
以及所述公共電壓,所述驅動電極、所述感測電極同時作為公共電極層。

依據本發明的實施例,所述導電層是氧化銦錫或是金屬構成。

依據本發明的實施例,蝕刻所述第二金屬層以形成所述薄膜晶體管的源
極和漏極的步驟包含:蝕刻所述第二金屬層以形成數據線,所述數據線用來
通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極。

依據本發明的實施例,在形成所述第二金屬層于所述柵級絕緣層上的步
驟之前,所述方法另包含:形成非晶硅層于所述柵級絕緣層上;及

蝕刻所述非晶硅層以形成所述薄膜晶體管的半導體層。

相較于現有技術,本發明的觸摸面板的陣列基板的驅動線可以傳輸公共
電壓和驅動信號,因此不需額外增設驅動信號線來傳輸驅動信號。所以可以
避免現有技術的觸控面板因設置驅動信號線而增加邊框寬度的問題。另外,
由于驅動電極、感測電極和像素電極利用同一導電層完成,因此簡化制程和
減少成本,并有效減少因額外設置驅動信號線而產生寄生電容的問題。此外,
驅動電極、感測電極是由氧化銦錫或是金屬構成,可以增加觸控靈敏度。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所
附圖式,作詳細說明如下:

【附圖說明】

圖1是本發明實施例的顯示設備的示意圖。

圖2繪示本發明實施例顯示設備的觸控區的觸控電容的分布示意圖。

圖3是本發明第一實施例的觸摸面板的剖面圖。

圖4-圖9繪示制造圖3的觸摸面板的陣列基板的示意圖。

【具體實施方式】

以下各實施例的說明是參考附加的圖式,用以例示本發明可用以實施之
特定實施例。本發明所提到的方向用語,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
“右”、“頂”、“底”、“水平”、“垂直”等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使
用的方向用語是用以說明及理解本發明,而非用以限制本發明。

請參閱圖1和圖2,圖1是本發明實施例的顯示設備10的示意圖,圖2
繪示本發明實施例顯示設備10的觸控區50的觸控電容的分布示意圖。顯示
設備10包含觸摸面板100,其為具有觸控功能的液晶顯示面板。觸摸面板100
包含顯示區30以及觸控區50。顯示區30用來顯示影像,觸控區50用來偵
測手指接觸面板的位置。顯示設備10包含柵極驅動器12、時序控制器14以
及源極驅動器(sourcedriver)16。顯示區30設置數個呈矩陣排列的像素(pixel),
而每一個像素包含三個分別代表紅綠藍(RGB)三原色的像素單元20構成。柵
極驅動器12每隔一固定間隔輸出掃描信號使得每一行的晶體管22依序開啟,
同時源極驅動器16則輸出對應的數據信號至一整列的像素單元20使其充電
到各自所需的電壓,使得像素單元20依據數據信號和公共電壓Vcom的壓差
以顯示不同的灰階。當同一行充電完畢后,柵極驅動器12便將該行的掃描信
號關閉,然后柵極驅動器12再輸出掃描信號將下一行的晶體管22打開,再
由源極驅動器16對下一行的像素單元20進行充放電。如此依序下去,直到
所有像素單元20都充電完成,再從第一行開始充電。

參閱圖2。觸控區50是由多個相互絕緣的驅動電極521和感測電極522、
驅動線53和感測線54組成。多個驅動電極521和感測電極522呈陣列分布。
每個驅動電極521和感測電極522的形狀可以是圓形、三角形或其他形狀。

每個驅動電極521與相應的一條驅動線53連接,控制器14的驅動信號
單元14a通過驅動線53向驅動電極521輸出驅動信號。每個感測電極522與
相應的一條感測線54連接,將所感應到的感測信號傳輸至控制器14的驅動
信號單元14b。驅動信號單元14a會定期向每一驅動電極521輸出驅動信號。
當人體未觸碰屏幕時,驅動電極521和感測電極522之間的電容為一固定值,
當人體觸碰屏幕,例如手指在屏幕上操作時,手指觸碰屏幕的位置所對應的
驅動電極521和感測電極522之間感知的電容受人體的影響而發生變化,因
此接近觸碰點的感測電極522回傳的感測信號會不同于其它遠離觸碰點的感
測電極522所回傳的感測信號。因此控制器14通過檢測的電容值變化即可判
斷出手指觸摸的位置,從而實現觸控功能。

請參閱圖3,圖3是本發明第一實施例的觸摸面板100的剖面圖。觸摸
面板100包括陣列基板200、彩膜基板202和液晶層204。陣列基板200用來
設置數個像素電極112、薄膜晶體管22以及驅動電極52。陣列基板200包括
玻璃基板102、第一金屬層104、柵級絕緣層106、第二金屬層108、隔離層
110、像素電極112、驅動電極521及感測電極522。第一金屬層104位于基
板102上,用來形成薄膜晶體管22的柵極22g和驅動線53,驅動線53用于
傳送由控制器14產生的驅動信號以及公共電壓Vcom。柵級絕緣層106位于
第一金屬層104上。第二金屬層108位于柵級絕緣層106上,用來形成薄膜
晶體管22的源極22s和漏極22d。隔離層110位于第二金屬層108上。像素
電極112通過第一通孔141與源極22s或漏極22d連接。驅動電極521通過
第二通孔142與驅動線53連接。驅動電極521、感測電極522與像素電極112
是由一導電層同時所形成。

本實施例中,驅動電極521和感測電極522同時作為公共電極層。一方
面,當控制器14通過驅動線53傳送公共電壓至驅動電極521時,源極驅動
器16會通過薄膜晶體管22傳遞數據電壓至像素電極112。此時施加于像素
電極112的數據電壓和施加于驅動電極521(或是感測電極522)的公共電壓差
會導致像素電極112和驅動電極52之間的液晶層204的液晶分子轉動,因而
呈現不同的灰階。另一方面,當控制器14通過驅動線53傳送驅動信號至驅
動電極521時,數據線114停止傳遞數據電壓至像素電極112。此時,感測電
極522會將所感應到的感測信號傳輸至控制器54,像素電極112和驅動電極
521(或是感測電極522)之間的液晶分子仍會保持之前的轉動狀態。也就是說,
本實施例的驅動電極521和感測電極522在顯示影像階段時,會做為公共電
極以接收公共電壓;在觸控偵測階段時,會用來偵測觸壓位置之用。

本實施例的彩膜基板202包括彩色濾光層116、黑色矩陣層118和玻璃基
板120。彩色濾光層116用來濾出不同顏色的光線。黑色矩陣層118用來遮擋
漏光。間隙子206用來維持陣列基板200和彩膜基板202之間的間隔,以收
容液晶層204。驅動線53位于彩膜基板202上的黑色矩陣層118在陣列基板
200上的垂直投影區域內,以減小驅動線53對開口率的影響。

請參閱圖4-圖9,圖4-圖9繪示制造圖3的觸摸面板100的陣列基板200
的示意圖。如圖4所示,首先提供一個玻璃基板102,接著進行一金屬薄膜
沉積制程,以于玻璃基板102表面形成第一金屬層(未顯示),并利用第一掩
膜來進行第一微影蝕刻,以蝕刻得到薄膜晶體管22的柵極22g、驅動線53
以及掃描線(未圖示)。雖然圖4并未標示出掃描線,但本領域的技術人員可以
了解柵極22g實質上是掃描線的一部分。

請參閱圖5,接著沉積以氮化硅(SiNx)為材質的柵級絕緣層106而覆蓋柵
極22g和驅動線53。

請參閱圖6,于柵級絕緣層106上沉積非晶硅(a-Si,AmorphousSi)層于
柵極22g上方。接著利用第二掩膜以蝕刻非晶硅層以構成半導體層22c。半導
體層22c作為薄膜晶體管22的半導體層。

請參閱圖7,于柵級絕緣層106上沉積第二金屬層(未圖示),并利用第三
掩膜進行微影蝕刻,蝕刻該第二金屬層以形成薄膜晶體管22的源極22s、漏
極22d和數據線(未圖示)。該數據線是直接連接到源極22s,本領域的技術人
員可以了解源極22s實質上是數據線的一部分。此外,源極22s和漏極22d
的位置也可以對調。

請參閱圖8,接著沉積以可溶性聚四氟乙烯(Polyfluoroalkoxy,PFA)為材
質的隔離層110,并覆蓋源極22s及漏極22d和驅動線53,再利用第四掩膜
蝕刻隔離層110,用以去除漏極22d上方的部份隔離層110以及驅動線53上
方的部份隔離層110和柵級絕緣層106,直至漏極22d和驅動線53表面,以
于漏極22d上方形第一通孔141,于驅動線53上方形成第二通孔142。也就
是說,第一通孔141對準漏極22d,第二通孔142對準驅動線53。

請參閱圖9,在隔離層110上形成以氧化銦錫物(Indiumtinoxide,ITO)
或石墨烯或金屬為材質的導電層(未圖示),接著利用第五掩膜蝕刻該導電層以
同時形成像素電極112、驅動電極521和感測電極522。像素電極112通過預
先形成的第一通孔141與薄膜晶體管22的漏極22d電性連接。驅動電極521
通過預先形成的第二通孔142與驅動線53連接。像素電極112構成數個像素
電極,數個像素電極、數個驅動電極521和感測電極522交替形成于隔離層
110上。

至此,本實施例的陣列基板200已完成。之后在將彩膜基板202和液晶
層204組合后,便可以形成本實施例的觸摸面板100。

在其他實施方式中,觸摸面板100還可以是具有觸控功能的有機發光二
極管(OLED)顯示面板或其他顯示面板。

相較于現有技術,本發明的觸摸面板的陣列基板的驅動線可以傳輸公共
電壓和驅動信號,因此不需額外增設驅動信號線來傳輸驅動信號。所以可以
避免現有技術的觸控面板因設置驅動信號線而增加邊框寬度的問題。另外,
由于驅動電極、感測電極和像素電極利用同一導電層完成,因此簡化制程和
減少成本,并有效減少因額外設置驅動信號線而產生寄生電容的問題。此外,
驅動電極、感測電極是由氧化銦錫或是金屬構成,可以增加觸控靈敏度。

綜上所述,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,但該較佳實施例并非
用以限制本發明,該領域的普通技術人員,在不脫離本發明的精神和范圍內,
均可作各種更動與潤飾,因此本發明的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。

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觸摸 面板 及其 制造 方法
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