触控显示面板的制作方法

专利名称：触控显示面板的制作方法
触控显示面板
技术领域：
本发明涉及一种触控显示面板，且特别是涉及一种具有高亮度的触控显示面板。
背景技术：
近年来，随着信息技术、无线通信及信息家电的快速发展与广泛应用，许多信息产 品的操作界面已由传统的键盘或鼠标改为使用触控面板作为输入设备。 目前常见的触控显示装置是在触控面板与显示面板分开制造后，再对触控面板与 显示面板进行组装，因此会有成本较高、重量较重以及透光率较低等缺点。为了改善上述的 缺点，触控面板与显示面板集成为同一面板，以形成具有触控功能的液晶显示面板。
图1为现有一种触控显示面板的简单电路示意图。请参照图l，在电路设计上，触 控显示面板100包括多个像素结构10a、多条读取线30以及共通电极10b。每个像素结构 10a包括第一薄膜晶体管20、第二薄膜晶体管22、第三薄膜晶体管24、像素电极26以及共 通电极线28。第一薄膜晶体管20的栅极与扫描线12电连接，源极与数据线14电连接，而 漏极与像素电极26电连接。在这样的电路架构之下，(;t例如是由第一薄膜晶体管20的漏 极与共通电极线28、或共通电极线28与像素电极26、或是其他方式所形成。当触控显示面 板100进行显示时，像素电极26还会与共通电极10b具有电压差，以在像素电极26与共通 电极10b之间形成液晶电容C^。 特别是，第二薄膜晶体管22以及第三薄膜晶体管24构成可执行触控功能的元件。 第二薄膜晶体管22的栅极与另一像素结构的扫描线12电连接，而第二薄膜晶体管22的源 极与第三薄膜晶体管24的漏极电连接。第二薄膜晶体管22的漏极则与读取线30电连接。 此外，第三薄膜晶体管24的栅极与源极同时与共通电极线28相连。 当第三薄膜晶体管24所受到的光线发生变化时，第三薄膜晶体管24所产生的光 电流变化即可作为一种光感应信号。此光感应信号可通过第二薄膜晶体管22读取，再经由 读取线30传送至信号处理器中。举例来说，当以手指触碰触控显示面板100时，手指与触 控显示面板的接触点位置将会产生光感应信号，通过对此光感应信号的处理，即可对触控 显示面板100上的接触点位置进行定位。 然而，在上述的触控显示面板100中，由于每个像素结构10a中设置有第一薄膜晶 体管20、第二薄膜晶体管22、第三薄膜晶体管24以及读取线26等多个不透光的元件。因 此，触控显示面板100的开口率会受到相当程度的影响而造成显示亮度不佳。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种触控显示面板，其具有较高的开口率，可 提高显示画面的亮度。 本发明提出一种触控显示面板，包括第一基板、第二基板以及显示介质层。第一基 板上设置有多条第一扫描线、多条第二扫描线、多条数据线、多个第一像素结构、多个第二 像素结构、多 共通电极线、多条读取线以及多个感光式薄膜晶体管。多条第一扫描线以及多条第二扫描线彼此平行排列，且多条数据线与多条第一扫描线及多条第二扫描线交叉。 多个第一像素结构电连接多条第一扫描线以及多条数据线。多个第二像素结构电连接第二 扫描线以及数据线。多条共通电极线横越多个第一像素结构及多个第二像素结构。多条读 取线设置于第一基板上，且各读取线位于两条相邻的数据线之间。多个感光式薄膜晶体管 设置于第一基板上。其中，各感光式薄膜晶体管与其中一条共通电极线、其中一条读取线、 其中一个第一像素结构电连接。或者，各感光式薄膜晶体管与其中一条共通电极线、其中一 条读取线、其中一个第二像素结构电连接。第二基板上设置有共通电极。显示介质层配置 于第一基板与第二基板的共通电极之间。 在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中各第一像素结构包括第 一有源元件以及第一像素电极。第一像素电极透过第一有源元件与数据线电连接，且第一 有源元件为薄膜晶体管。第一有源元件包括第一栅极、第一源极以及第一漏极。第一栅极 与第一扫描线电连接。第一源极与数据线电连接。第一漏极与第一像素电极电连接。
在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中各第二像素结构包括第 二有源元件以及第二像素电极。第二像素电极透过第二有源元件与数据线电连接，且第二 有源元件为薄膜晶体管。第二有源元件包括第二栅极、第二源极以及第二漏极。第二栅极 与第二扫描线电连接。第二源极与数据线电连接。第二漏极与第二像素电极电连接。
在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中各感光式薄膜晶体管包 括第一端、第二端以及第三端。第一端与其中一条共通电极线电连接。第二端与其中一个 第一像素结构、或是其中一个第二像素结构电连接。第三端与其中一条读取线电连接。
在本发明的一个实施方式中，上述第一端、第二端以及第三端分别为第三栅极、第 三源极以及第三漏极。 在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中各感光式薄膜晶体管配 置于其中一个第一像素结构、或是其中一个第二像素结构中。 在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中感光式薄膜晶体管的数 量少于第一像素结构与第二像素结构数量的总和。 在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中各共通电极线具有一个 电压值，且此电压值维持在负值。 在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板，其中显示介质层为液晶层。
在本发明的一个实施方式中，上述的触控显示面板更包括栅极驱动器、源极驱动 器以及信号处理器。其中，栅极驱动器电连接多条第一扫描线以及多条第二扫描线，源极驱 动器电连接各数据线，而信号处理器与多条读取线电连接。 在本发明的一个实施方式中，上述的信号处理器包括放大器、译码器以及驱动器。
基于上述，由于本发明的触控显示面板是将感光式薄膜晶体管集成于双扫描线的 电路架构中，其中读取线不会影响到原本像素结构的开口率，因此本发明的触控显示面板 可具有较高的开口率。 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附图 式作详细说明如下。

图1为现有一种触控显示面板的简单电路示意图。 图2为本发明一个实施方式的触控显示面板的侧视示意图。 图3为图2的触控显示面板的电路结构示意图。 图4为图2的触控显示面板的局部示意图。 图5为图4的触控显示面板沿着线段A-A'的剖面示意图。 图6为本发明另一个实施方式的触控显示面板示意图。 图7为本发明又一个实施方式的触控显示面板示意图。 图8为本发明所使用的感光式薄膜晶体管306的电压_电流特性曲线图。 图9为本发明一个实施方式的触控显示面板示意图。 图10为本发明的触控显示面板的第一工作方式示意图，其中仅绘示部份构件。 图11为对应于图10第一工作方式的光感信号示意图。 图12为本发明的触控显示面板的第二工作方式示意图，其中仅绘示部份构件。 图13为对应于图12第二工作方式的光感信号示意图。
具体实施方式

图2为本发明一个实施方式的触控显示面板300的侧视示意图。图3为图2的触 控显示面板300的电路结构示意图。图4为图2的触控显示面板300的局部示意图。图5 为图4的触控显示面板300沿着线段A-A'的剖面示意图。 请参照图2、图3、图4及图5，触控显示面板300包括第一基板301、第二基板302 以及显示介质层303。第一基板301上设置有多条第一扫描线310、多条第二扫描线320、多 条数据线330、多个第一像素结构340a、多个第二像素结构360a、多条共通电极线3S0、多条 读取线305、多个感光式薄膜晶体管306。在本实施方式中，第一基板301与第二基板302 例如是玻璃基板，而显示介质层303例如是由液晶材料所构成。当然，本发明不限于此。此 外，第二基板302上设置有共通电极304。显示介质层303配置于第一基板301与第二基板 302的共通电极304之间。 多条第一扫描线310以及多条第二扫描线320彼此平行排列，且多条数据线330 与多条第一扫描线310及多条第二扫描线320交叉。实际上，数据线330的延伸方向例如 是垂直于第一扫描线310与第二扫描线320的延伸方向。 多个第一像素结构340a电连接多条第一扫描线310以及多条数据线330。在本实 施方式中，各第一像素结构340a包括第一有源元件350以及第一像素电极340。第一像素 电极340通过第一有源元件350与数据线330电连接，且第一有源元件350例如为薄膜晶体 管。第一有源元件350包括第一栅极350g、第一源极350s以及第一漏极350d。第一栅极 350g与第一扫描线310电连接，在部份实施方式中，第一栅极350g可为第一扫描线310的 一部份。此外，第一源极350s与数据线330电连接，且第一漏极350d与第一像素电极340 电连接。 多个第二像素结构360a电连接多条第二扫描线320以及多条数据线330。在本实 施方式中，各第二像素结构360a包括第二有源元件370以及第二像素电极360。第二像素 电极360通过第二有源元件370与数据线330电连接，且第二有源元件370例如为薄膜晶体管。第二有源元件370包括第二栅极370g、第二源极370s以及第二漏极370d。第二栅极 370g与第二扫描线320电连接，在部份实施方式中，第二栅极370g可为第二扫描线320的 一部份。此外，第二源极350s与数据线330电连接，且第二漏极370d与第二像素电极360 电连接。 当触控显示面板300进行显示时，多个第一像素电极340以及多个第二像素电极 360会分别地与共通电极304具有电压差，以在液晶层303中形成液晶电容Clc。
由此可知，触控显示面板300是使两个相邻的像素结构340a、360a共享一条数据 线330。如此一来，数据线330所连接的驱动芯片数量可以大幅减低而减轻触控显示面板 300的成本需求。 此外，多条共通电极线380横越多个第一像素结构340a及多个第二像素结构 360a。在触控显示面板300中，第一像素电极340与第二像素电极360分别与共通电极线
3so形成储存电容c;t。惟本发明不限于此。储存电容c;t有助于维持液晶电容Ck的稳定性
而使触控显示面板300具有良好的显示品质。 多条读取线305设置于第一基板301上，且各读取线305位于两条相邻的数据线 330之间。更具体而言，读取线305是与数据线330交替设置在第一基板301上。值得一 提的是，由于读取线305所设置的位置不会对触控显示面板300的显示开口率造成影响，因 此触控显示面板300的显示开口率会大于现有技术中触控显示面板100的开口率。也就是 说，触控显示面板300的显示画面将会具有较高的亮度。 触控显示面板300进行显示时，第一像素结构340a与第二像素结构360a所呈现 的画面不同，所以第一像素结构340a与第二像素结构360a之间必须彼此分离。因此，本实 施方式将读取线305以及数据线330设置在第一像素结构340a与第二像素结构360a之间 不会对触控显示面板300的开口率有负面的影响。也就是说，本实施方式是将读取线305 配置于触控显示面板300中原本就不提供显示画面的区域。如此一来，读取线305可以在 不影响显示开口率的前提下提供传输触控信号的功能。 在本实施方式中，多个感光式薄膜晶体管306设置于第一基板301上。其中，各感 光式薄膜晶体管306与其中一条共通电极线380、其中一条读取线305、其中一个第二像素 结构360a电连接。也就是说，各感光式薄膜晶体管306是配置于其中一个第二像素结构 340a中。在部份实施方式中，各感光式薄膜晶体管306也可以是配置在其中一个第一像素 结构340a中。此时，各感光式薄膜晶体管306会与其中一条共通电极线380、其中一条读取 线305、其中一个第一像素结构340a电连接。 各感光式薄膜晶体管306包括第一端306g、第二端306s及第三端306d。第一端 306g例如为第三栅极，其与其中一条共通电极线380电连接。第二端306s例如为第三源 极，其与其中一个第二像素结构360a电连接，惟本发明不限于此。在其他的实施方式中，当 各感光式薄膜晶体管306设置于其中一个第一像素结构340a时，第二端306s也可以与其 中一个第一像素结构340a电连接。此外，第三端306d例如为第三漏极，其与其中一条读取 线305电连接。 另外，由图5可知，触控显示面板300还包括栅绝缘层Gl 、通道层306a、306b、306c 以及保护层P等膜层。栅绝缘层G1以及保护层P可以提供适当的隔绝作用以使感光式薄 膜晶体管306的各端维持一定的绝缘关系。通道层306a、306b、306c则配置于第一端306g、第二端306s以及第三端306d之间以作为感光式薄膜晶体管306的通道。 在本实施方式中，感光式薄膜晶体管306的第二端306s与第二有源元件370的第
二漏极370d电连接。特别是，感光式薄膜晶体管306的第二端306s通过第二像素电极360
与第二漏极370d电连接。如图4及图5所示，例如可在第二漏极370d的上方以及第二端
306s的上方设置接触窗开口 W，以使第二端306s通过第二像素电极360与第二漏极370d
电连接。 在本实施方式中，每个第二像素结构360a皆具有一个感光式薄膜晶体管306，但 本发明不限于此。在部份实施方式中，感光式薄膜晶体管306的数量可少于第一像素结构 340a与第二像素结构360a数量的总和。换句话说，仅有部份的第一像素结构340a或者第 二像素结构360a具有感光式薄膜晶体管306。 图6为本发明另一个实施方式的触控显示面板示意图。图7为本发明又一个实施 方式的触控显示面板示意图。其中，相同的构件以相同的符号标示，以下不再重述。举例来 说，如图6所示，可在每三个像素结构(由像素电极与有源元件构成)中设置一个感光式薄 膜晶体管306。另外，在图7所示的实施方式中，也可以在每四个像素结构中设置一个感光 式薄膜晶体管306。当然，本发明并不限制感光式薄膜晶体管306所设置的数量、位置或分 布密度，本领域技术人员，当可视需要加以改变。 图8为本发明所使用的感光式薄膜晶体管306的电压-电流特性曲线图。请参照 图8，曲线801为感光式薄膜晶体管306处于光线照射下的特性曲线，而曲线802为感光式 薄膜晶体管306处于无光线照射下的特性曲线。由此可知，当感光式薄膜晶体管306的栅 极电压大于5伏特时，感光式薄膜晶体管306是否处于光线照射下的特性曲线近于平行，且 相差甚微。然而，当感光式薄膜晶体管306的栅极电压为负值时，感光式薄膜晶体管306处 于光线照射下、或是在无光光线照射下的特性曲线就会有较大的差异。
举例来说，当感光式薄膜晶体管306处于光线照射下且感光式薄膜晶体管306的 栅极电压为负值时，感光式薄膜晶体管306的漏极所感应到的感应电流会大于10—10安培。 当感光式薄膜晶体管306处于无光线照射下且感光式薄膜晶体管306的栅极电压为负值 时，感光式薄膜晶体管306的漏极所感应到的感应电流会小于10—12安培。也就是说，感光 式薄膜晶体管306处于光线照射下、或是在无光光线照射下的特性曲线，其差异可达到两 个数量级。 在上述实施方式的触控显示面板300中，共通电极线380的电压值维持在一个负 值，由于感光式薄膜晶体管306的第一端306g即为栅极，其与共通电极线380电连接，因此 感光式薄膜晶体管306对于光线变化的敏感度将会大幅提提升。由于这样的特性，触控显 示面板300可以利用感光式薄膜晶体管306作为触控元件的设计。 图9为本发明一个实施方式的触控显示面板示意图。请参照图9，触控显示面板 300更可以连接有栅极驱动器510、源极驱动器520以及信号处理器530。其中，栅极驱动 器510电连接多条第一扫描线310以及多条第二扫描线320，源极驱动器520电连接各数据 线330，而信号处理器530与多条读取线305电连接。此外，信号处理器530可包括放大器 532、译码器534以及驱动器536。本领域具通常知识者，当可理解触控式显示面板300所需 的其他构件，在此不再赘述。 图10为本发明的触控显示面板300的第一工作方式示意图，其中仅绘示部份构件。图11为对应于图IO第一工作方式的光感信号示意图。请参照图9、图IO及图ll，在本 实施方式中，触控显示面板300所使用的光源例如为背光源，也就是说，触控显示面板300 例如是一种穿透式的显示面板。如图4所示，由于触控显示面板300上的感光式薄膜晶体 管306是位在不透光的金属层(例如共通电极线)上，因此感光式薄膜晶体管306平常时 是处于暗态，即没有光线L照射的情况下。 当以手指F与触控显示面板300接触时，光线L会在手指F与触控显示面板300 的接触区域C被手指F所反射。因此，在接触区域C下方的感光式薄膜晶体管306将会接 收到被反射的光线Ll，如此将使感光式薄膜晶体管306的第三端的感应电流增加而产生光 感信号G，如图ll所示。 上述的光感信号G可通过触控显示面板300上的读取线305传递至信号处理器 530中。然而，光感信号G在传递的过程中会经过衰减，而最后到达信号处理器530时会衰 减为光感信号g。由于每条读取线305所连接的每个感光式薄膜晶3体管306位置不一， 因此每个感光式薄膜晶体管306所产生的光感应信号G的路径长度也就有所不同。也就是 说，在同一条读取线305上，不同位置的感光式薄膜晶体管306，其所产生的光感应信号G将 会产生不同程度的衰减。由此，即可定位出触控显示面板300上接触区域C的位置。
图12为本发明的触控显示面板300的第二工作方式示意图，其中仅绘示部份构 件。图13为对应于图12第二工作方式的光感信号示意图。请参照图9、图12与图13，在 本实施方式中，触控显示面板300所使用的光源例如为外界光源，也就是说，触控显示面板 300例如是一种反射式的显示面板。因此，触控显示面板300上的感光式薄膜晶体管306平 常时是处于亮态，即处于光线L的照射下。 当以手指F与触控显示面板300在接触区域C接触时，接触区域C上方的部份光 线L将受到手指F遮蔽而无法进入触控显示面板300。因此，在接触区域C下方的感光式薄 膜晶体管306将会接收到较少的光线L。如此，将使感光式薄膜晶体管306的第三端的感应 电流减少而产生光感信号H。 类似于上述光感信号G的说明，光感信号H还可通过触控显示面板300上的读取 线305传递至信号处理器530中。而光感信号H在传递的过程中也会经过衰减。最后到达 信号处理器530时光感信号H会衰减为光感信号h。同样地，在同一条读取线305上，不同 位置的感光式薄膜晶体管306，其所产生的光感应信号H将会产生不同程度的衰减。由此， 即可定位出触控显示面板300上接触区域C的位置。 综上所述，由于本发明的触控显示面板是将感光式薄膜晶体管集成于双扫描线的
电路架构中，其中读取线是位于两条相邻的数据线之间，不会影响到原本像素结构的开口
率。因此，本发明的触控显示面板具有较高的开口率，可提高显示画面的亮度。 在上述实施方式中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读
本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
权利要求
一种触控显示面板，其特征在于，包括第一基板，其上设置多条第一扫描线以及多条第二扫描线，彼此平行排列；多条数据线，与该多条第一扫描线及该多条第二扫描线交叉；多个第一像素结构，电连接该多条第一扫描线以及该多条数据线；多个第二像素结构，电连接该多条第二扫描线以及该多条数据线；多条共通电极线，横越该多个第一像素结构以及该多个第二像素结构；多条读取线，各该读取线位于两条相邻的数据线之间；以及多个感光式薄膜晶体管，其中各该感光式薄膜晶体管与其中一条共通电极线、其中一条读取线、其中一个第一像素结构电连接或是与其中一条共通电极线、其中一条读取线、其中一个第二像素结构电连接；第二基板，其上设置共通电极；以及显示介质层，配置于该第一基板与该第二基板的共通电极之间。
2. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于各该第一像素结构包括一个第一 有源元件以及一个第一像素电极，该第一像素电极通过该第一有源元件与该数据线电连 接，且该第一有源元件为薄膜晶体管，包括第一栅极，与该第一扫描线电连接； 第一源极，与该数据线电连接；以及 第一漏极，与该第一像素电极电连接。
3. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于各该第二像素结构包括一个第二 有源元件以及一个第二像素电极，该第二像素电极通过该第二有源元件与该数据线电连 接，且该第二有源元件为薄膜晶体管，包括第二栅极，与该第二扫描线电连接； 第二源极，与该数据线电连接；以及 第二漏极，与该第二像素电极电连接。
4. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于各该感光式薄膜晶体管包括 第一端，与其中一条共通电极线电连接；第二端，与其中一个第一像素结构或是其中一个第二像素结构电连接；以及 第三端，与其中一条读取线电连接。
5. 如权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于该第一端、该第二端以及该第三端 分别为第三栅极、第三源极以及第三漏极。
6. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于各该感光式薄膜晶体管配置于其 中一个第一像素结构或是其中一个第二像素结构中。
7. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于该多个感光式薄膜晶体管的数量 少于该多个第一像素结构与该多个第二像素结构数量的总和。
8. 如权利要求l所述的触控显示面板，其特征在于各该共通电极线具有一个电压值， 且该电压值维持在负值。
9. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于该显示介质层为液晶层。
10. 如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于还包括栅极驱动器、源极驱动器以及信号处理器，该栅极驱动器电连接该多条第一扫描线以及该多条第二扫描线，该源极 驱动器电连接各该数据线，而该信号处理器与该多条读取线电连接。
11.如权利要求IO所述的触控显示面板，其特征在于该信号处理器包括放大器、译码 器以及驱动器。
全文摘要
一种触控显示面板，包括第一基板、第二基板以及显示介质层。第一基板上设置有多条第一扫描线、多条第二扫描线、多条数据线、多个第一像素结构、多个第二像素结构、多条共通电极线、多条读取线以及多个感光式薄膜晶体管。多条读取线设置于第一基板上，且各读取线位于两条相邻的数据线间。多个感光式薄膜晶体管设置于第一基板上，其中，各感光式薄膜晶体管与其中一条共通电极线、其中一条读取线、其中一个第一像素结构电连接。或者，各感光式薄膜晶体管与其中一条共通电极线、其中一条读取线、其中一个第二像素结构电连接。
文档编号G02F1/133GK101699333SQ20091010841
公开日2010年4月28日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者李俊谊 申请人:深超光电(深圳)有限公司