一种内嵌式触控面板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种内嵌式触控面板及其制造方法。该内嵌式触控面板包括：阵列基板；第一绝缘层，位于阵列基板的上方；驱动电极，设置于第一绝缘层且电性耦接至触控驱动线；多条数据线，与驱动电极位于同一层；第二绝缘层；以及共通电极，位于第二绝缘层的上方且经由一过孔电性耦接至驱动电极。相比于现有技术，本发明将驱动电极与数据线设置于同一层，藉由过孔和驱动电极从而使共通电极电性耦接至触控驱动线，如此一来，该触控面板不必形成网格状的金属层，触控信号走线在感测区块内部即可实现，因此也无需额外的扇出区域来容置该走线宽度，有利于触控面板的窄边框设计，相对增加了触控区域面积，降低了制程成本。
【专利说明】一种内嵌式触控面板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种触控面板，尤其涉及一种内嵌式(in-cell)触控面板及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在薄膜晶体管液晶显不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-1XD)中，TFT的作用相当于一个开关管。常用的TFT是三端器件。一般在玻璃基板上制作半导体层，在其两端有和之相连接的源极(Source)和漏极(Drain)，并通过栅极绝缘膜和半导体相对设置有栅极，从而利用施加于栅极的电压来控制源电极和漏电极之间的电流。
[0003]对于显示屏来说，每个像素从结构上可以简化看作像素电极和共通电极之间夹一层液晶。更重要的是，从电的角度可以把它看作电容。如果要对像素阵列中的某一行某一列的像素充电，就要将该像素对应的开关导通，并对该开关耦接的信号线施加目标电压。以HSD(Half Source Driving,源极减半驱动)电路架构的液晶面板为例,在同一数据线的左右两侧分别耦接有两个子像素，其中的一个子像素对应的TFT开关由一扫描线控制，另一个子像素对应的TFT开关由该扫描线相邻的另一扫描线控制，两个相邻的子像素在被对应的扫描线逐一使能时，分别将灰阶数据存储于相应的存储电容。
[0004]另一方面，当今市场上的触控面板可分为外挂式(on-cell)和内嵌式(in_cell)两种:外挂式是将触控感测器制作于彩色滤光片的表面，将触控感应器加上玻璃做成触控面板模组，然后再与薄膜晶体管液晶显示器(TFT-1XD)面板模组贴合。内嵌式是将触控感测器制作于面板结构中，直接把触控感应器置于薄膜晶体管液晶显示器面板模组中，触控功能整合于显示器内，不必再外挂触控面板，因此其厚度也较外挂式触控面板轻而薄。
[0005]在传统的内嵌式触控面板中，触控传感器的边界(boundary)是由ITO(铟锡氧化物)导电层和网格状的金属层(M3)来定义的，驱动电极(TX)通过另一金属层(Ml)连接至扇出区域(fan-out area)。如此一来,该触控面板制程工艺必须额外形成网格状金属层，而且扇出区域亦要占据更宽(boarder)的区域用于走线。这对于面板的窄边框设计是十分不利的。有鉴于此，如何对现有的内嵌式触控面板进行改进，以有效解决上述诸多缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的内嵌式触控面板在窄边框设计时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的内嵌式触控面板及其制造方法，以大幅地减小扇出区域的布线宽度。
[0007]依据本发明的一个方面，提供了一种内嵌式(in-cell)触控面板，包括:
[0008]一阵列基板；
[0009]一第一绝缘层，位于所述阵列基板的上方；
[0010]一驱动电极，设置于所述第一绝缘层，所述驱动电极电性耦接至一触控驱动线(TXtrace)；
[0011]多条数据线，设置于所述第一绝缘层，所述数据线与所述驱动电极位于同一层；
[0012]一第二绝缘层，位于所述第一绝缘层的上方；以及
[0013]一共通电极，位于所述第二绝缘层的上方，且所述共通电极经由一过孔电性耦接至所述驱动电极。
[0014]在其中的一实施例,所述内嵌式触控面板为源极减半驱动(Half Source Driver,HSD)架构，且所述驱动电极位于相邻的两条数据线之间。
[0015]在其中的一实施例，所述内嵌式触控面板包括一触控感测阵列，在水平方向上的若干子像素所对应的感测区块藉由一第一金属层彼此电性耦接。
[0016]在其中的一实施例，所述共通电极的材质为铟锡氧化物(ITO)。
[0017]在其中的一实施例，所述内嵌式触控面板还包括一感应电极，电性耦接至一触控感应线(RX trace)，所述感应电极用于将触控感应信号传递至所述触控感应线。
[0018]在其中的一实施例，所述内嵌式触控面板还包括一彩色滤光片基板，与所述阵列基板相对设置，并且液晶层填充于所述彩色滤光片基板与所述阵列基板之间。
[0019]在其中的一实施例，所述内嵌式触控面板还包括一第二金属层，位于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，所述驱动电极和所述数据线由所述第二金属层进行图案化处理而形成。
[0020]依据本发明的另一个方面，提供一种内嵌式(in-cell)触控面板的制造方法，包括以下步骤:
[0021]形成一阵列基板；
[0022]形成一第一绝缘层于所述阵列基板的上方；
[0023]在所述第一绝缘层的上方形成一驱动电极和多条数据线，所述驱动电极电性耦接至一触控驱动线(TX trace)，所述数据线与所述驱动电极彼此平行；
[0024]形成一第二绝缘层于所述第一绝缘层的上方；
[0025]形成一共通电极于所述第二绝缘层的上方；以及
[0026]形成一过孔，藉由所述过孔将所述共通电极电性耦接至所述驱动电极。
[0027]在其中的一实施例，所述内嵌式触控面板包括一触控感测阵列，该制造方法还包括:形成一第一金属层，藉由所述第一金属层电性耦接在水平方向上的若干子像素所对应的感测区块。
[0028]在其中的一实施例，所述形成驱动电极和多条数据线的步骤还包括:形成一第二金属层于所述第一绝缘层的上方；以及对所述第二金属层进行图案化处理，以形成驱动电极和数据线。
[0029]采用本发明的内嵌式触控面板及其制造方法，其驱动电极电性耦接至一触控驱动线，并且驱动电极与数据线位于同一层，共通电极位于第二绝缘层的上方，该共通电极经由一过孔电性耦接至驱动电极。相比于现有技术，本发明的驱动电极与数据线设置于同一层，藉由过孔和驱动电极可将共通电极电性耦接至触控驱动线，如此一来，本发明不必形成网格状的金属层来界定触控传感器的边界，而且触控信号走线在感测区块内部即可实现，因此也无需额外的扇出区域来容置该走线宽度，有利于触控面板的窄边框设计，相对增加了触控区域面积，降低了制程成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]读者在参照附图阅读了本发明的【具体实施方式】以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
[0031]图1示出现有技术的一种内嵌式触控面板中的驱动电极的走线示意图；
[0032]图2示出依据本发明的一实施方式，采用源极减半驱动架构的内嵌式触控面板的电路不意图；
[0033]图3示出图2的内嵌式触控面板的结构示意图；
[0034]图4示出图2的内嵌式触控面板的驱动电极的走线示意图；
[0035]图5示出图2的内嵌式触控面板的驱动电极和感应电极的走线示意图；以及
[0036]图6示出依据本发明的另一实施方式，用于制造内嵌式触控面板的方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0037]为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
[0038]下面参照附图，对本发明各个方面的【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0039]图1示出现有技术的一种内嵌式触控面板中的驱动电极的走线示意图。
[0040]参照图1，在传统的内嵌式触控面板中，触控操作一般通过触控传感器来实现。例如，触控传感器包括水平感应装置(horizontal sensing device) TX和垂直感应装置(vertical sensing device) RX,并且水平感应装置可被划分为多个区块。在图1中，第一水平感应装置至第四水平感应装置分别被划分为多个TXl至TX4。此外，在相邻的两个触控感测区块之间还设置垂直感应装置RXl (或RX2)和接地条GND。对于投射式电容触控面板来说，水平感应装置TX也可称为触控驱动电极，垂直感应装置RX也可称为触控感应电极，藉由驱动电极与感应电极之间的电容变化来定位具体的触控位置。
[0041]如前所述，在现有技术中，每一触控感测区块的边界是由ITO(铟锡氧化物)导电层和网格状的金属层M3来定义的，驱动电极TXl?TX4分别通过扇出区域(如图1中的虚线圈所示)连接至相应的触控驱动线(TX trace)。如此一来，传统触控面板的制程工艺必须要额外地形成网格状金属层M3，而且扇出区域(fan-out area)也要占据更宽的空间用于驱动电极TXl?TX4的走线。这对于面板的窄边框设计是十分不利的。
[0042]为了解决现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供一种新颖的内嵌式触控面板及其制造方法。图2示出依据本发明的一实施方式的采用源极减半驱动架构的内嵌式触控面板的电路不意图。
[0043]如图2所示，该驱动电路包括水平方向上的多条扫描线(S卩，Gl?G6)和垂直方向上的多条数据线(即，SI?S4)。在同一数据线的左右两侧分别耦接有两个子像素，例如，这两个子像素中的一个子像素对应的薄膜晶体管开关由扫描线G2控制，其源极耦接至数据线SI，与此同时，这两个子像素中的另一子像素对应的薄膜晶体管开关由扫描线G2相邻的另一扫描线Gl控制，两个子像素在被对应的扫描线逐一使能时，分别将灰阶数据存储于相应的存储电容从而进行图像显示。由于水平方向上的两个子像素共用一条数据线进行像素驱动，因而该电路架构亦称为源极减半驱动(Half Source Driver, HSD)。
[0044]需要特别指出的是，本发明的内嵌式触控面板的驱动电路还包括多个驱动电极线T，每一驱动电极线T位于相邻的两条数据线之间，例如数据线SI与S2之间，或者数据线S2与S3之间。
[0045]以下结合图2和图3来详细描述本发明的内嵌式触控面板的结构示意图。参照图3，该内嵌式触控面板包括一阵列基板301、一第一绝缘层303、一第二绝缘层305和一共通电极307 (诸如，ITO材质)。并且，在第一绝缘层303上还设置有驱动电极T和多条数据线data,其中，驱动电极T和数据线data位于同一层。
[0046]具体而言，第一绝缘层303位于阵列基板(诸如玻璃基板)301的上方。驱动电极T设置于第一绝缘层303，且电性耦接至一触控驱动线(TX trace)。多条数据线data也设置于第一绝缘层303，数据线data与驱动电极T位于同一层。如此一来，从图2和图3可以知晓，相邻的两条数据线data之间设有驱动电极T，且驱动电极T位于两相邻子像素的边界。第二绝缘层305位于第一绝缘层303的上方。共通电极307，如图3中的斜线所示，位于第二绝缘层305的上方，且共通电极307经由一过孔(via hole)电性耦接至驱动电极T。此外，在共通电极307的上方还包括一第三绝缘层309，其上设有多个像素电极。
[0047]在一具体实施例，该内嵌式触控面板还包括一彩色滤光片基板(诸如玻璃基板)315,与阵列基板301相对设置。彩色滤光片313位于彩色滤光片玻璃基板315的下方。并且液晶层311填充于彩色滤光片基板315与阵列基板301之间。
[0048]在一具体实施例，该内嵌式触控面板还包括一第二金属层，位于第一绝缘层303与第二绝缘层305之间，驱动电极T和数据线data是由第二金属层进行图案化处理而形成的。
[0049]图4示出图2的内嵌式触控面板的驱动电极的走线示意图。如图4所示，本发明的内嵌式触控面板包括一触控感测阵列，在水平方向上的若干子像素所对应的感测区块藉由一第一金属层Ml彼此电性I禹接。例如，水平方向上的、以驱动电极TXl表征的所有感测区块通过金属层Ml电性耦接，且垂直方向上的驱动电极TXl均电性耦接至一触控驱动线(TXlTrace)。水平方向上的、以驱动电极TX2表征的所有感测区块TX2也通过金属层Ml电性耦接，且垂直方向上的驱动电极TX2均电性耦接至另一触控驱动线(TX2 Trace)。
[0050]图5示出图2的内嵌式触控面板的驱动电极和感应电极的走线示意图。参照图5，在该实施例中，该内嵌式触控面板还包括一感应电极RXl，其电性耦接至一触控感应线(RXlTrace)。感应电极RXl用于将触控感应信号传递至该触控感应线。同样地，驱动电极TXl均电性耦接至一触控驱动线(TXl Trace)，驱动电极TX2均电性耦接至另一触控驱动线(TX2Trace)。如此一来，本发明的驱动电极TXl或TX2藉由过孔将共通电极耦接至触控驱动线，因而触控信号走线在感测区块内部即可实现，无需额外的扇出区域来容置该走线宽度，有利于触控面板的窄边框设计。
[0051]图6示出依据本发明的另一实施方式，用于制造内嵌式触控面板的方法的流程框图。
[0052]结合图6和图3，在该制造方法中，首先执行步骤SlOl，形成一阵列基板301。接着在步骤S103中，形成第一绝缘层303于阵列基板301的上方。然后执行步骤S105，在第一绝缘层303的上方形成一驱动电极T和多条数据线data，该驱动电极T电性耦接至一触控驱动线(TX trace)，数据线data与驱动电极T彼此平行。较佳地，在步骤S105中，可形成一第二金属层于第一绝缘层303的上方，然后对第二金属层进行图案化处理，以形成驱动电极T和数据线data，以确保驱动电极T和数据线data位于同一层。
[0053]接下来，在步骤S107中，形成第二绝缘层305于第一绝缘层303的上方。接着执行步骤S109，形成共通电极307于第二绝缘层305的上方。最后执行步骤S111，形成一过孔(如图3的凹槽所示)，藉由该过孔将共通电极307电性耦接至驱动电极T。
[0054]采用本发明的内嵌式触控面板及其制造方法，其驱动电极电性耦接至一触控驱动线，并且驱动电极与数据线位于同一层，共通电极位于第二绝缘层的上方，该共通电极经由一过孔电性耦接至驱动电极。相比于现有技术，本发明的驱动电极与数据线设置于同一层，藉由过孔和驱动电极可将共通电极电性耦接至触控驱动线，如此一来，本发明不必形成网格状的金属层来界定触控传感器的边界，而且触控信号走线在感测区块内部即可实现，因此也无需额外的扇出区域来容置该走线宽度，有利于触控面板的窄边框设计，相对增加了触控区域面积，降低了制程成本。
[0055]上文中，参照附图描述了本发明的【具体实施方式】。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的【具体实施方式】作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板包括: 一阵列基板； 一第一绝缘层，位于所述阵列基板的上方； 一驱动电极，设置于所述第一绝缘层，所述驱动电极电性耦接至一触控驱动线； 多条数据线，设置于所述第一绝缘层，所述数据线与所述驱动电极位于同一层； 一第二绝缘层，位于所述第一绝缘层的上方；以及 一共通电极，位于所述第二绝缘层的上方，且所述共通电极经由一过孔电性耦接至所述驱动电极。
2.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板为源极减半驱动架构，且所述驱动电极位于相邻的两条数据线之间。
3.根据权利要求2所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板包括一触控感测阵列，在水平方向上的若干子像素所对应的感测区块藉由一第一金属层彼此电性耦接。
4.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述共通电极的材质为铟锡氧化物。
5.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板还包括一感应电极，电性耦接至一触控感应线，所述感应电极用于将触控感应信号传递至所述触控感应线。
6.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板还包括一彩色滤光片基板，与所述阵列基板相对设置，并且液晶层填充于所述彩色滤光片基板与所述阵列基板之间。
7.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板，其特征在于，所述内嵌式触控面板还包括一第二金属层，位于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，所述驱动电极和所述数据线由所述第二金属层进行图案化处理而形成。
8.一种内嵌式触控面板的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤: 形成一阵列基板； 形成一第一绝缘层于所述阵列基板的上方； 在所述第一绝缘层的上方形成一驱动电极和多条数据线，所述驱动电极电性耦接至一触控驱动线，所述数据线与所述驱动电极彼此平行； 形成一第二绝缘层于所述第一绝缘层的上方； 形成一共通电极于所述第二绝缘层的上方；以及 形成一过孔，藉由所述过孔将所述共通电极电性耦接至所述驱动电极。
9.根据权利要求8所述的内嵌式触控面板的制造方法，其特征在于，所述内嵌式触控面板包括一触控感测阵列，该制造方法还包括: 形成一第一金属层，藉由所述第一金属层电性耦接在水平方向上的若干子像素所对应的感测区块。
10.根据权利要求8所述的内嵌式触控面板的制造方法，其特征在于，所述形成驱动电极和多条数据线的步骤还包括: 形成一第二金属层于所述第一绝缘层的上方；以及
对所述第二金属层进行图案化处理，以形成所述驱动电极和所述数据线。
【文档编号】G06F3/044GK104133590SQ201410368336
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】叶碧纯, 郑景升 申请人:友达光电股份有限公司