触控显示面板的制作方法

本发明是涉及一种触控显示面板。

背景技术：

随着电子产品生产技术的进步，大部分的行动显示装置，例如智能型手机和平板电脑等，均已具备触控操作的功能，可使用户在对行动显示装置的操作上更为便利。另一方面，在目前用于显示装置的主要触控技术中，内嵌式(in-cell)触控技术是将触控感测电极的制作整合在显示面板的工艺中，故其具有轻薄化显示面板厚度的优点。然而，在内嵌式触控显示面板的设计上，需考量到触控感测信号线的设计对画面显示以及触控感测的影响。若是触控感测信号线的设计不良，则不仅会造成触控感测的问题，同时也会造成例如横纹现象等显示问题的产生。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种触控显示面板，其可降低触控感测线结构的阻抗值，以降低触控感测信号的传递延迟失真，进而提升触控感测效能，以及有效避免显示问题的产生。

根据上述目的，本发明提出一种触控显示面板，其包含触控感测线结构和触控感测电极。触控感测线结构位于触控显示面板的显示区中，其包含第一金属线及第二金属线，其中第一金属线在触控显示面板的垂直投影方向上与第二金属线部分重叠，且第一金属线具有至少一个凸出部，此至少一个凸出部在触控显示面板的垂直投影方向上未与第二金属线重叠。触控感测电极位于触控感测线结构上，其通过穿孔接触第一金属线的至少一个凸出部和第二金属线，此穿孔在触控显示面板的垂直投影方向上完全位于第一金属线中。

依据本发明的一实施例，所述触控显示面板还包含像素单元，其位于所述触控感测线结构的一侧且包含薄膜晶体管及像素电极。

依据本发明的又一实施例，所述像素电极位于所述触控感测电极的上方。

依据本发明的又一实施例，所述像素电极位于所述触控感测电极的下方。

依据本发明的又一实施例，所述薄膜晶体管与所述穿孔分别位于所述像素单元的两相邻角落。

依据本发明的又一实施例，所述触控感测线结构由所述触控显示面板的显示区延伸至所述触控显示面板的周边区，且在所述触控显示面板的周边区中，所述第一金属线与第三金属线通过桥接结构彼此电性连接。

依据本发明的又一实施例，所述触控感测电极与所述桥接结构包含相同的透明导电材料。

根据上述目的，本发明另提出一种触控显示面板，其包含第一金属线、第一绝缘层、第二金属线、第二绝缘层和触控感测电极。第一金属线位于触控显示面板的显示区中且具有至少一个凸出部。第一绝缘层位于第一金属线上，其具有第一穿孔，此第一穿孔在触控显示面板的垂直投影方向上完全位于第一金属线中。第二金属线位于第一绝缘层上，且在触控显示面板的垂直投影方向上与第一金属线部分重叠但未与至少一个凸出部重叠。第二绝缘层位于第一绝缘层及第二金属线上且具有第二穿孔。触控感测电极位于第二绝缘层上，其通过第一穿孔和第二穿孔接触第一金属线的至少一个凸出部和第二金属线。

依据本发明的一实施例，所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度。

依据本发明的又一实施例，所述第一金属线由所述触控显示面板的显示区延伸至所述触控显示面板的周边区，且所述触控显示面板还包含第三金属线和桥接结构。第三金属线位于所述触控显示面板的周边区中。桥接结构位于所述触控显示面板的周边区中且桥接所述第一金属线和第三金属线，使得所述第一金属线与第三金属线彼此电性连接。

本发明的优点至少在于，在本发明的触控显示装置中，由于触控感测线结构是由上下两层金属线并联构成，故可降低其阻抗值，且降低触控感测信号的传递延迟失真，进而提升触控感测效能，以及有效避免显示问题的产生。此外，在本发明的触控显示装置中，仅需使用一个光罩进行蚀刻工艺，便可使触控感测电极与触控感测线结构的上下两层金属线彼此电性连接，故可降低生产成本。

附图说明

为了更完整了解实施例及其优点，现参照并结合附图做下列描述，其中：

图1为依据本发明一些实施例的触控显示装置的示意图；

图2a为图1的触控显示面板的触控感测线结构的一示例；

图2b为图2a所示的触控感测线结构的横向剖视图；

图3为依据本发明实施例的像素单元及其周边走线的一示例；

图4a为图1的触控显示面板的触控感测线结构的另一示例；

图4b为图4a所示的触控感测线结构的横向剖视图；

图5a为图1的液晶显示面板的主动元件阵列基板结构的剖视图的一示例；

图5b为图1的液晶显示面板的桥接结构的剖视图的一示例；以及

图6为图1的液晶显示面板的主动元件阵列基板结构的剖视图的一示例。

具体实施方式

以下仔细讨论本发明的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论、揭示的实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。

可被理解的是，虽然在本文可使用“第一”、“第二”、“第三”…等等用语来描述各种元件、零件、区域和/或部分，但这些用语不应限制这些元件、零件、区域和/或部分。这些用语仅用以区别一元件、零件、区域和/或部分与另一元件、零件、区域和/或部分。

在本文中所使用的用语仅是为了描述特定实施例，非用以限制申请专利范围。除非另有限制，否则单数形式的“一”或“该”用语也可用来表示复数形式。此外，空间相对性用语的使用是为了说明元件在使用或操作时的不同方位，而不只限于附图所绘示的方向。元件也可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而在此使用的空间相对性描述也可以相同方式解读。

在本文中所使用的“耦接”一词，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“耦接”还可指二或多个元件相互操作或动作。

请参照图1，图1为依据本发明一些实施例的触控显示装置100的示意图。触控显示装置100包含触控显示面板110和触控驱动电路120。触控显示面板110可以是例如扭转向列(twistednematic；tn)型、水平切换(in-planeswitching；ips)型、边缘电场切换(fringe-fieldswitching；ffs)型或垂直配向(verticalalignment；va)型等液晶显示面板，但不限于此。此外，触控显示面板110具有主动区110a和周边区110b，在主动区110中具有多个设置在基板s上的像素单元(图1未绘示)和触控感测电极te，且在周边区110b中具有布线，以分别提供栅极驱动信号、数据驱动信号和触控感测信号送至像素单元和触控感测电极te，使得像素单元在特定时间显示对应的灰阶，且触控感测电极在特定时间进行触控感测。此外，触控显示面板110可以是内嵌式(in-cell)触控显示面板，也就是说，在触控显示面板110中的共同电极(commonelectrode)亦作为触控显示面板110的触控感测电极。栅极驱动信号、数据驱动信号和触控感测信号可分别由栅极驱动电路(图1未绘示)、数据驱动电路(图1未绘示)和触控感测电路120提供。

触控显示面板110可以是系统整合式玻璃面板(systemonglass；sog)，也就是说，栅极驱动电路、数据驱动电路和触控感测电路120可以是制作在触控显示面板110的基板s上。如此一来，便可使用相同工艺来制作栅极驱动电路、数据驱动电路和触控感测电路120中的电子元件和主动区110a中的电子元件(例如薄膜晶体管、像素电极、触控感测电极te等，但不限于此)。如图1所示，触控驱动电路120是制作在基板s上，且经由布线电性连接触控感测线sl，接着触控感测线sl再经由接点c将触控感测信号送至触控感测电极te。应注意的是，虽然图1绘示触控驱动电路120配置在主动区110a的下侧，但本发明并不以此为限。依据周边区110b的位置，触控驱动电路120也可以是配置在主动区110a的左侧、右侧或下侧。此外，在本实施例中，触控感测线sl与方向x平行。而在其他实施例中，触控感测线sl可以是与方向y平行。

在其他实施例中，栅极驱动电路、数据驱动电路和/或触控感测电路120可以是分别位于晶片中，且这些晶片可通过玻璃覆晶(chiponglass；cog)、卷带式自动接合(tapeautomatedbonding；tab)、薄膜覆晶(chiponfilm；cof)等方式与设置在基板s上的接垫接合，以分别提供栅极驱动电路、数据驱动电路和/或触控感测电路至触控显示面板110的主动区110a中的电子元件。特别地，在一些实施例中，栅极驱动电路、数据驱动电路和触控感测电路120可以整合为触控与显示驱动整合(touchanddisplaydriverintegration；tddi)晶片中。

应注意的是，图1绘示的触控感测电极te、触控感测线sl和接点c的配置仅为示例，其非用以限制本发明的范围。举例而言，每一个触控感测电极te可经由多个接点c电性连接触控感测线sl，且触控感测电极te和触控感测线sl的个数可依据主动区110a的尺寸、触控感测电路120的驱动能力和触控解析度需求等条件而决定。

图2a为触控显示面板110的触控感测线结构sl的一示例。如图2a所示，触控感测线结构sl包含第一金属线ml1和第二金属线ml2。在触控显示面板110的垂直投影方向上，第一金属线ml1和第二金属线ml2部分重叠。第一金属线ml1还具有凸出部p，但此凸出部p在触控显示面板110的垂直投影方向上未与第二金属线ml2重叠。此外，第一金属线ml1的宽度可略大于第二金属线ml2的宽度，或者第一金属线ml1的宽度可相等于第二金属线ml2的宽度。穿孔th在触控显示面板110的垂直投影方向上完全位于第一金属线ml1中，且与第一金属线ml1的凸出部p以及第二金属线ml2重叠。

图2b为图2a所示的触控感测线结构sl的横向剖视图。如图2b所示，第二金属线ml2位于第一金属线ml1的上方，且触控感测电极te位于第一金属线ml1和第二金属线ml2的上方(即位于触控感测线结构sl的上方)。触控感测电极te穿过穿孔tha而接触第二金属线ml2，并穿过穿孔thb而接触第一金属线ml1的凸出部p，使得第一金属线ml1和第二金属线ml2彼此电性连接。图2b的穿孔tha、穿孔thb的组合即为图2a的穿孔th，故穿孔tha、thb在触控显示面板110的垂直投影方向上完全位于第一金属线ml1中。在一些实施例中，第一金属线ml1和第二金属线ml2通过多个穿孔th彼此电性连接。如此一来，第一金属线ml1和第二金属线ml2形成并联连接，且触控感测线结构sl的电阻值因而降低。

在触控感测线结构sl的制作中，首先在基板s和栅极绝缘层gi上依序形成第一金属线ml1、第一绝缘层pv1、第二金属线ml2和第二绝缘层pv2，接着再通过蚀刻工艺去除部分的第二绝缘层pv2以形成穿孔tha，且再继续通过蚀刻工艺去除部分的第一绝缘层pv1和以形成穿孔thb，最后在第一金属线ml1、第一绝缘层pv1、第二金属线ml2、第二绝缘层pv2和穿孔tha、thb上形成触控感测电极te。在蚀刻过程中，第二金属线ml2亦作为蚀刻阻挡层，使得在蚀刻至第二绝缘层pv2的底部后，继续蚀刻第一绝缘层pv1的未被第二金属线ml2覆盖的部分，直到暴露出第一金属线ml1的凸出部p。第二绝缘层pv2的厚度可增加，也就是说，第二绝缘层pv2的厚度可大于第一绝缘层pv1的厚度，以降低触控感测电极te与像素电极pe之间的电容值。

为方便说明，图2a和图2b仅绘示出单一触控感测线结构的一部分，而本领域技术人员可以直接理解，其他触控感测线结构亦可相似于图2a和图2b绘示的内容。

图3为依据本发明实施例的像素单元px及其周边走线的一示例。如图3所示，像素单元px在x轴方向上位于两相邻数据线dl之间且位于触控感测线结构sl的左侧，且在y轴方向上位于两相邻栅极线gl之间。像素单元px包含薄膜晶体管tft和像素电极pe，其中薄膜晶体管tft的源极和栅极分别耦接对应的数据线dl和栅极线gl，而像素电极pe耦接薄膜晶体管tft的漏极。像素电极pe与触控感测电极te属于不同层。依据触控显示面板110的类型，像素电极pe可以是位于触控感测电极te的上方，或是位于触控感测电极te的下方。此外，薄膜晶体管tft与穿孔th可分别位于像素单元px的两相邻角落。如图3所示，薄膜晶体管tft位于像素单元px的左下角，而第一金属线ml1的凸出部p和穿孔th位于像素单元px的右下角。在各实施例中，依据像素单元px的像素电极pe与触控感测电极te以及数据线dl、栅极线gl和触控感测线结构sl的配置，为了增加像素单元px的透光率，薄膜晶体管tft、第一金属线ml1的凸出部p和穿孔th也可以配置在像素单元px的其他地方(例如分别配置在像素单元px的左上角及右上角)，其不以图3绘示的配置位置为限。

图4a为触控显示面板110的触控感测线结构sl的另一示例。如图4a所示，触控感测线结构sl包含第一金属线ml1和第二金属线ml2。在触控显示面板110的垂直投影方向上，第一金属线ml1和第二金属线ml2部分重叠。相较于图2a的触控感测线结构sl，在图4a的触控感测线结构sl中，第一金属线ml1还具有凸出部p1、p2，这些凸出部p1、p2在触控显示面板110的垂直投影方向上分别位于第二金属线ml2的左右两侧且未与第二金属线ml2重叠。此外，第一金属线ml1的宽度可略大于第二金属线ml2的宽度，或者第一金属线ml1的宽度可相等于第二金属线ml2的宽度。穿孔th在触控显示面板110的垂直投影方向上与第一金属线ml1的凸出部p1、p2以及第二金属线ml2重叠。

图4b为图4a所示的触控感测线结构sl的横向剖视图。如图4b所示，第二金属线ml2位于第一金属线ml1的上方，且触控感测电极te位于第一金属线ml1和第二金属线ml2的上方(即位于触控感测线结构sl的上方)。触控感测电极te穿过穿孔tha而接触第二金属线ml2，并穿过穿孔thb而接触第一金属线ml1的凸出部p1、p2，使得第一金属线ml1和第二金属线ml2彼此电性连接。图4b的穿孔tha、thb的组合即为图4a的穿孔th，故穿孔tha、thb在触控显示面板110的垂直投影方向上完全位于第一金属线ml1中。

在触控感测线结构sl的制作中，首先在基板s和栅极绝缘层gi上依序形成第一金属线ml1、第一绝缘层pv1、第二金属线ml2和第二绝缘层pv2，接着再通过蚀刻工艺去除部分的第二绝缘层pv2以形成穿孔tha，且再继续通过蚀刻工艺去除部分的第一绝缘层pv1以形成穿孔thb，最后在第一金属线ml1、第一绝缘层pv1、第二金属线ml2、第二绝缘层pv2和穿孔tha、thb上形成触控感测电极te。第二金属线ml2亦作为蚀刻阻挡层，使得在蚀刻至第二绝缘层pv2的底部后，继续蚀刻第一绝缘层pv1的未被第二金属线ml2覆盖的部分，直到暴露出第一金属线ml1的凸出部p1、p2。

图5a为液晶显示面板100的主动元件阵列基板结构的剖视图的一示例。如图5a所示的主动元件阵列基板结构，在触控显示面板的显示区中，栅极ge位于基板s上，且栅极绝缘层gi、半导体层sm1和掺杂半导体层sm2依序位于基板s和栅极ge上。源极se和漏极de位于栅极绝缘层gi、半导体层sm1和掺杂半导体层sm2上，且其与ge、半导体层sm1、掺杂半导体层sm2和一部分的栅极绝缘层gi构成薄膜晶体管tft。第一金属线ml1位于栅极绝缘层gi上，其与源极se和漏极de属于同一金属层。

第一绝缘层pv1位于源极se、漏极de、半导体层sm1、掺杂半导体层sm2和第一金属线ml1上，而像素电极px位于第一绝缘层pv1上且通过第一绝缘层pv1中的穿孔接触漏极de。第二绝缘层pv2位于第一绝缘层pv1和像素电极px上，而触控感测电极te位于第二绝缘层pv2上且通过第一绝缘层pv1和第二绝缘层pv2中的穿孔接触第一金属线ml1及第二金属线ml2，使得触控感测电极te、第一金属线ml1和第二金属线ml2彼此电性连接。

在图5a所示的结构中，基板s可以是由玻璃、石英、陶瓷、上述材料的组合其他类似绝缘材料构成。第一金属线ml1、第二金属线ml2、栅极ge、源极se和漏极de的材料可包括铬、钨、钽、钛、钼、铝、铜等金属元素或其他类似元素，或是包括上述金属元素的任意组合所形成的合金或化合物等，但不限于此。第一绝缘层pv1和第二绝缘层pv2的材料可以是例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他合适的介电材料。半导体层sm1的材料可以是非晶硅、单晶硅、多晶硅或其他类似材料，且掺杂半导体层sm2的材料可以对应是掺杂非晶硅、掺杂单晶硅、掺杂多晶硅或其他类似材料。像素电极px和触控感测电极te的材料可以是例如氧化铟锡和氧化铟锌等透明导电材料，但不限于此。

图5b为液晶显示面板100的桥接结构的剖视图的一示例。在图5b中，栅极绝缘层gi、第一绝缘层pv1和第二绝缘层pv2均由液晶显示面板100延伸至周边区，第一金属层m1位于基板s上，第二金属层m2位于第一金属层m1上方，桥接结构br位于第一金属层m1和第二金属层m2上方，且分别经由穿孔th1、th2接触第一金属层m1和第二金属层m2，而栅极绝缘层gi、第一绝缘层pv1和第二绝缘层pv2分别覆盖位于第一金属层m1、第二金属层m2和桥接结构br。第一金属层m1可以是金属线等元件，且其与显示区中的栅极ge属于同一金属层，第二金属层m2与显示区中的源极se、漏极de和第一金属线ml1属于同一金属层。在一些实施例中，第二金属层m2是第一金属线ml1由显示区延伸至周边区的部分。桥接结构br的材料为透明导电材料，其与显示区中的像素电极pe或者触控感测电极te属于同一透明导电层。

图6为液晶显示面板100的主动元件阵列基板结构的剖视图的另一示例。图6与图5a所示的主动元件阵列基板结构的差异在于，在图6所示的主动元件阵列基板结构的制作上，先形成像素电极pe，接着再形成源极se、漏极de和第一金属线ml1，使得漏极de堆叠在像素电极pe上。图6中其他元件的技术特征可与图5a的示例相同，故相关说明请参照先前段落，在此不赘述。

综上所述，依据本发明实施例，触控感测线结构是由上下两层金属线并联构成，故可降低其阻抗值，且降低触控感测信号的传递延迟失真，进而提升触控感测效能，以及有效避免显示问题的产生。此外，本发明实施例仅需使用一个光罩进行蚀刻工艺，便可使触控感测电极与触控感测线结构的上下两层金属线彼此电性连接，故可降低生产成本。

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，任何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，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。