触控显示面板及触控显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，且特别是涉及一种触控显示面板及触控显示装置。


背景技术：

2.触控屏发展至今已广泛用于个人计算机、智能电话、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目前的触控领域，主要有电阻式触控屏、光电式触控屏、超声波式触控屏、平面电容式触控屏，按照位置分布也分外挂式、内置式等。
3.目前内嵌触控显示屏因其无需在显示器件外额外准备一个触控盒，大大降低盒厚而越来越受青睐，有一种常见的内嵌方式是将一整面公共电极切成许多感应电极区块来进行触控侦测，即公共电极层充当触控电极，公共电极层采取分时复用，使画面显示与触控感测交替进行，即一帧画面分为显示时间段和触控时间段，公共电极在显示时间段用于驱动液晶分子进行画面显示，在触控时间段用于实现触控感应检测。
4.然而这种架构的触控信号容易受到显示画面影响，需要长时间调适来达到一定的触控信噪比。此外，此种架构只能额外借由高阻膜来实现静电防护。
5.因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种触控显示装置，以解决现有显示装置其触控信号会受到显示画面影响，需要长时间调适来达到一定的触控信噪比且只能额外由高阻膜来实现静电防护的问题。
7.本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
8.本实用新型提供的触控显示面板，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层；其中，该第一基板靠近该液晶层的一侧依次设有色阻层、第一黑矩阵；该第二基板靠近该液晶层的一侧依次设有第二黑矩阵、触控层、薄膜晶体管、公共电极和像素电极，该触控层位于该薄膜晶体管和该第二基板之间，该公共电极位于该液晶层和该薄膜晶体管之间；该第二基板远离该液晶层的一侧为触摸侧。
9.优选地，该触控层设置在该第二基板上靠近该第一基板的一侧，该第二黑矩阵夹设于该触控层和该第二基板之间。
10.优选地，该第二基板上还包括依次层叠设置的第一绝缘层、触控线、第二绝缘层和第二平坦层，该第一绝缘层形成在该触控层上且设有第一接触孔，该触控线通过该第一接触孔与该触控层电连接，该第二平坦层覆盖在该第二绝缘层上。
11.优选地，该第一黑矩阵与该第二黑矩阵相对设置，该触控线位于该第一黑矩阵和该第二黑矩阵之间。
12.优选地，该触控层为透明导电材料。
13.优选地，该触控层包括呈阵列排布且相互绝缘的多个电极块，该每一个电极块通过该触控线连接至芯片。
14.优选地，该公共电极设于该第三绝缘层和该第四绝缘层之间，该第三绝缘层和该第四绝缘层上设有第二接触孔，该像素电极设于该第四绝缘层上通过该第二接触孔与该源/漏极(204)电连接，该像素电极与该公共电极相互绝缘。
15.优选地，该第一黑矩阵设置在该第一基板上靠近该液晶层的一侧，该色阻层设置在该第一黑矩阵上，该第一基板上还设有视角控制电极，该视角控制电极设置在该色阻层上。
16.本实用新型实施例还公开了一种触控显示装置，其中，包括背光模组和如上所述的触控显示面板。
17.优选地，该背光模组与该第一基板相邻设置。
18.本实用新型提供的一种触控显示面板和触控显示装置，利用在阵列基板侧单独设计自容触控架构，并将阵列基板设置于彩色滤光基板上方，使得阵列基板远离背光模组，触控层更靠近用户侧，可实现同时在进行显示驱动的同时进行触控侦测，大大增加每一帧周期中的触控侦测的时长，从而提升触控显示面板和触控显示装置的灵敏度以及触控信噪比，提高产品竞争力。
附图说明
19.图1为本实用新型第一实施例中触控显示面板的截面示意图。
20.图2为本实用新型第二实施例中触控显示装置的截面示意图。
21.图3为图1中触控显示面板的触控层线路的平面示意图。
22.图4为图1中触控显示面板的时序图。
23.图5a至5g为本实用新型第三实施例中触控显示面板制作方法的截面示意图。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
25.【第一实施例】
26.图1为本实用新型第一实施例中触控显示面板的截面示意图；图3为图1中触控显示面板的触控层线路的平面示意图；图4为图1中触控显示面板的时序图。
27.请参考图1、图3和图4，本实施例提供的触控显示面板20包括第一基板21、与第一基板21相对设置的第二基板22以及位于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23，第一基板21为彩色滤光基板，第二基板22为阵列基板。
28.本实施例中，第一基板21靠近液晶层23的一侧设有色阻层211、第一黑矩阵212和视角控制电极213；其中第一黑矩阵212设置在第一基板21靠近液晶层23的一侧，色阻层211设置在第一黑矩阵212上，视角控制电极213设置在色阻层211上。进一步地，触控显示面板20还包括第一平坦层214，第一平坦层214覆盖在视角控制电极213上。具体地，第一基板21上的视角控制电极213用于控制触控显示装置100进行宽窄视角切换，通过在视角控制电极
213上施加不同的电压，显示面板100可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。在其他实施例中，第一基板21也可以是不包括设有视角控制电极213的彩色滤光基板。
29.第二基板22靠近液晶层23的一侧设有第二黑矩阵221、触控层222和薄膜晶体管200，薄膜晶体管200位于液晶层23与触控层222之间；触控层222设置在靠近第一基板21的一侧，第二黑矩阵221夹设于触控层222和第二基板22之间。本实施例中，薄膜晶体管200设置在第二平坦层226上，薄膜晶体管200包括从下到上依次层叠设置的栅极201、栅极绝缘层202、沟道层203和源/漏层204。第二基板22上还设有公共电极32和像素电极31，公共电极32设于第三绝缘层205和第四绝缘层206之间，像素电极31设于第四绝缘层206上方且与公共电极32相互绝缘。第三绝缘层205和第四绝缘层206上设有第二接触孔206a，像素电极31通过第二接触孔206a与源/漏极204电连接。
30.进一步地，第二基板22上还包括依次层叠设置的第一绝缘层223、触控线224、第二绝缘层225和第二平坦层226，第一绝缘层223实际为钝化保护层，形成在触控层222上且设有第一接触孔223a，触控线224通过第一接触孔223a与触控层222电连接，第二平坦层226覆盖在第二绝缘层225上。
31.图3为图1中触控显示面板的触控层线路的平面示意图。请结合图3，触控层222包括呈阵列排布且相互绝缘的多个电极块222a，优选地，每个电极块222a对应于多个子像素区域。每条触控线224与一个电极块222a对应电性连接。具体地，第一绝缘层223在与每个电极块222a相对应的位置设有第二接触孔223a，每一条触控线224的一端通过第二接触孔223a与触控层222中一个对应的电极块222a电连接，每一条触控线224的另一端与芯片300电连接。具体地，芯片300例如是集成触控芯片和显示驱动芯片为一体的芯片，即本实施例中的芯片300为tddi芯片。
32.本实施例中，触控层222在第二基板22(阵列基板)内形成内嵌式触摸传感器(in
‑
cell touch sensors)，该内嵌式触摸传感器为自容式架构，各个电极块222a作为自容电极，与触控层222电连接的触控线224作为走线将探测信号引出至芯片300，由芯片300对探测信号进行处理。
33.进一步地，第一黑矩阵212与第二黑矩阵221相对设置，触控线224正好位于第一黑矩阵212和第二黑矩阵221之间，其中第一黑矩阵212可遮挡背光，第二黑矩阵221可遮挡金属反光，而触控线224于第二基板22上的投影恰好落在第一黑矩阵212和第二黑矩阵221于第二基板22的投影面积内。且触控层222由透明导电材料制成，如氧化铟锡(ito)，因此，本实施例提供的触控显示装置100虽然将触摸传感器的走线(触控线224)设于显示区，但并不需要额外增加显示区黑矩阵的面积，反而减少了原本应设于非显示区的走线面积，因而可以提高显示装置的开口率。
34.图4为本实用新型实施例中触控显示面板的时序图。请结合图4，本实施例中，因独立于公共电极32之外制成了一触控层222，当公共电极32在显示时间段与像素电极31配合用于驱动液晶分子进行画面显示的同时，触控层222上的电极块222a可在同一时间进行触控感应检测，即在每一帧时间里，显示时间t
d
和触控侦测时间t
s
可同步进行，与现有技术中将每一帧时间分割成显示时间和触控时间相比，本实施例在每一帧时间周期中，触控侦测时间t
s
变长，因此可大大提高提升触控显示面板的灵敏度，进一步提高触控信噪比。
35.【第二实施例】
36.图2为本实用新型第二实施例中触控显示装置的截面示意图。
37.请参考图1和图2，本实施例公开了一种触控显示装置100，包括背光模组10和如实施例一所述的触控显示面板20。本实施例中，背光模组10与第一基板21相邻设置。
38.具体地，第一基板21(即彩色滤光基板)夹设于背光模组10与液晶层23之间。即触控第二基板22(即阵列基板)位于触控显示装置100最上方，第二基板22(即阵列基板)更靠近用户侧，即阵列基板远离液晶层20的一侧作为触摸侧。触控显示装置100从上到下依次为第二基板22(阵列基板)的触控层、第二基板22(阵列基板)的薄膜晶体管(tft)200、液晶层23、第一基板21(彩色滤光基板)以及背光模组10。因触控层222与触控显示装置100的触摸操作界面距离大大缩小，因此可以提升内嵌触控面板的信噪比，同时触控层222也可以起到静电屏蔽的作用。又因触控层222远离视角控制电极213，故还能避免视角切换信号对触控信号的干扰，提高触控显示装置100的灵敏度，使得触控显示装置100可以将宽窄视角切换功能以及内嵌式触控功能这二项功能有效地整合在一起。
39.【第三实施例】
40.图5a至5g为本实用新型第三实施例中触控显示面板制作方法的截面示意图，请参考图1、图3以及图5a至5g,触控显示面板的制作方法包括以下步骤：
41.请参考图5a，在第二基板22上形成第二黑矩阵221。
42.请参考图5b，在第二基板22上形成覆盖上述第二黑矩阵221的触控层222，利用光罩制程，在触控层222上蚀刻形成呈阵列排布且相互绝缘的多个电极块222a，电极块222a可以是透明导电材料，例如是氧化铟锡ito，但不限于此。
43.请参考图5c，在触控层222上沉积第一绝缘层223，利用光罩制程对第一绝缘层223进行蚀刻形成第一接触孔223a并露出下方的电极块222a。
44.请参考图5d，在第一绝缘层223上形成金属层，金属层可以由mo、al、cu、ag、au等电阻率较低的金属或包含其中任一种材料的合金或其他复合膜层制成，利用光罩蚀刻形成触控线224，触控线224填入第一接触孔223a中与电极块222a相连。
45.请参考图5e，在金属层上形成覆盖触控线224的第二绝缘层225。
46.请参考图5f，在第二绝缘层225上制作薄膜晶体管200、公共电极32和像素电极31，其中薄膜晶体管200包括包括从下到上依次层叠设置的栅极201、栅极绝缘层202、沟道层203和源/漏层204，薄膜晶体管200的制作过程在此不再赘述。
47.请参考图5g，提供第一基板21，在第一基板21上设置第一黑矩阵212和色阻层211，其中第一黑矩阵212与第二黑矩阵221相对设置，将第一基板21与第二基板22对合后灌入液晶形成触控显示面板。
48.综上，本实施例提供的一种触控显示面板的制作方法，利用在阵列基板22侧单独设计自容触控架构，并将阵列基板22设置于彩色滤光基板21上方，使得阵列基板22远离背光模组10，触控层222更靠近用户侧，可实现同时在进行显示驱动的同时进行触控侦测，大大增加每一帧周期中的触控侦测的时长，从而提升触控信噪比，提高显示装置产品竞争力。
49.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
50.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词
的使用不应限制本申请请求保护的范围。
51.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。