具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构的制作方法

本发明是关于感测的技术领域，尤指一种具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构。

背景技术：

由于触控技术的导入造就移动装置蓬勃发展，追求触控屏幕的更轻与更薄已经是大势之所趋，因此内嵌式触控显示屏幕便成为势在必行的趋势。然而，将触控感应电极置入显示屏幕内，立刻面临感应电极与显示共同电极(vcom)间巨大电容效应问题，因此便发展出以切割显示共同电极(vcom)兼作感应电极分时操作的技术。然而经图案化切割的共同电极又衍生出阻抗骤升与均值性不佳的问题。且在平躺旋转型屏幕(inpanelswitching，ips)与ffs屏幕(fringefieldswitching，ffs)中，切割后的共同电极(角控电极)与数据线和栅极线之间的巨大电容等问题既影响显示质量又不利触控检测，故内嵌式触控显示面板结构仍有许多改善的空间。

技术实现要素：

本发明的目的主要是在提供一具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构，其可遮蔽并降低该薄膜晶体管层上的数据线与栅极线的信号对共同电极层上的触控电极所产生的干扰，并移除金属网格的遮蔽区与触控感应电极之间的耦合电容效应，进而提高触碰检测的准确度。

依据本发明的一特色，本发明提出一种具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构，包括一第一基板、一第二基板、一薄膜晶体管层、一共同电极层、一像素电极层、一金属网格遮蔽层、多个选择开关及一触控检测电路。该第一基板与该第二基板呈平行配置，将一显示材料层夹置其中。该薄膜晶体管层布置于第二基板面向该显示材料层的一侧，其包含多个薄膜晶体管、多条数据线、及多条栅极线。该共同电极层布置于该薄膜晶体管层面向该显示材料层的一侧，其包含多个共同电极，该等共同电极是可切换作为触控感应电极，其中，每一触控感应电极由至少一个共同电极所组成。该像素电极层布置于该共同电极层面向该显示材料层的一侧，其包含多个像素电极。金属网格遮蔽层布置于该共同电极层与该薄膜晶体管层之间，其是图案化为行列排列的金属网网格线，且该金属网网格线位于该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处，该金属网网格线是形成为一连接在一起的遮蔽区与多条触控电极引线，该遮蔽区与该多条触控电极引线间无电气连接，每一条触控电极引线电气连接至一触控感应电极。其中，该每一个触控感应电极的触控电极引线连接到该多个选择开关中至少一个选择开关。该触控检测电路是耦接至该等触控感应电极，以进行触控检测。

依据本发明的另一特色，本发明提出一种具金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构，包括一第一基板、一第二基板、一薄膜晶体管层、一共同电极层、一像素电极层、一金属网格遮蔽层、多个选择开关、及一触控检测电路。该第一基板与该第二基板呈平行配置，将一显示材料层夹置其中。该薄膜晶体管层布置于第二基板面向该显示材料层的一侧，其包含多个薄膜晶体管、多条数据线、及多条栅极线。该共同电极层布置于该薄膜晶体管层面向该显示材料层的一侧，其包含多个共同电极，该等共同电极是可切换作为触控感应电极，其中，每一触控感应电极由至少一个共同电极组成。该像素电极层布置于该共同电极层面向该显示材料层的一侧，其包含多个像素电极。该金属网格遮蔽层布置于该共同电极层与该薄膜晶体管层之间，其是图案化为行列排列的金属网网格线，且该金属网网格线是形成为一连接在一起的遮蔽区与多条触控电极引线，该遮蔽区与该多条触控电极引线间无电气连接，且该遮蔽区的金属网网格线位于该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处，该多条触控电极引线分布于该等数据线与数据线之间的相对位置处或该等栅极线与栅极线之间的相对位置处，其中，每一触控感应电极电气连接至少一条触控电极引线。该多个选择开关，其中，该每一个触控感应电极的触控电极引线连接到至少一个选择开关。该触控检测电路是耦接至该等触控感应电极，以进行触控检测。

附图说明

图1是本发明的一种具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构的侧视图。

图2是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的示意图。

图3a是本发明图2中x-x’处的剖面示意图。

图3b是本发明图2中y-y’处的剖面示意图。

图4是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的另一示意图。

图5是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的又一示意图。

图6是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的再一示意图。

图7是本发明图6中z-z’处的剖面示意图。

图8是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的又一示意图。

图9是本发明共同电极层与金属网格遮蔽层的更一示意图。

【符号说明】

具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构100

第一基板110第二基板120

显示材料层130薄膜晶体管层140

共同电极层150像素电极层160

金属网格遮蔽层170遮光层180

彩色滤光层190第一偏光层200

第二偏光层210

触控感应电极220共同电极220’

金属网网格线230遮蔽区231

金属网网格线233触控电极引线235

选择开关250触控检测电路260

显示控制电路270触控/显示开关280

自电容检测电路261增益大于零的放大电路263，269

触控信号265触控感应信号267

栅极线310数据线320

具体实施方式

图1是本发明的一种具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构100的侧视图，如图所示，该具有金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构100包括有一第一基板110、一第二基板120、一显示材料层130、一薄膜晶体管层140、一共同电极层(vcom)150、一像素电极层160、一金属网格遮蔽层170、一遮光层(blackmatrix)180、一彩色滤光层(colorfilter)190、一第一偏光层(upperpolarizer)200、及一第二偏光层(lowerpolarizer)210。

该第一基板110及该第二基板120优选为玻璃、高分子薄膜材料、金属、硅、或硅的化合物。该第一基板110与该第二基板120呈平行配置，将一显示材料层130夹置其中。该显示材料层130中的显示材料为液晶。

该薄膜晶体管层140布置于第二基板120面向该显示材料层130的一侧，其包含多个薄膜晶体管、多条数据线、及多条栅极线，其中，该等多个薄膜晶体管、多条数据线、及多条栅极线的配置是如现有的液晶显示设备，故在此不再详述。

该共同电极层150布置于该薄膜晶体管层140面向该显示材料层130的一侧，该共同电极层150包含多个共同电极。该等共同电极是可切换作为触控感应电极，其中，每一触控感应电极由至少一个共同电极所组成。

该像素电极层160布置于该共同电极层150面向该显示材料层130的一侧，其包含多个像素电极。

该金属网格遮蔽层170布置于该共同电极层150与该薄膜晶体管层140之间，其是图案化为行列排列的金属网网格线。且该金属网网格线位于该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处。该金属网网格线是形成为一连接在一起的遮蔽区与多条触控电极引线。该遮蔽区与该多条触控电极引线间无电气连接，每一条触控电极引线电气连接至该共同电极层150的一触控感应电极。

该遮光层(blackmatrix)180是位于该第一基板110的相对于液晶层130的同一侧的表面，如现有的液晶显示设备所知，该遮光层180是由多数条不透光的黑色绝缘材质的线条所构成。该等黑色绝缘材质的线条是互相垂直分布于该遮光层(blackmatrix)180，故遮光层(blackmatrix)180又称为黑矩阵(blackmatrix)，且该等互相垂直分布的黑色绝缘材质的线条的布设位置是对应于该多条数据线及多条栅极线的位置。在该等黑色绝缘材质的线条之间则分布有彩色滤光层(colorfilter)190。

该彩色滤光层(colorfilter)190位于该遮光层180的多数条不透光的黑色绝缘材质的线条之间及多数条不透光的黑色绝缘材质的线条的表面。

该第一偏光层(upperpolarizer)200是位于该第一基板110的相对于液晶层130的另一侧的表面。

该第二偏光层(lowerpolarizer)210是位于该第二基板120的相对于液晶层130的另一侧的表面。

现有触控面板技术中，有将共同电极层(vcom)切割为触控电极，然后利用切割后的共同电极层进行显示操作及触控检测，以让显示面板具有触控功能。然而当进行触控检测时，由于显示面板也进行显示功能，显示面板上薄膜晶体管层的数据线与栅极线的信号会对共同电极层(vcom)上的触控电极产生干扰，而使得触控检测的准确度降低。本发明则是在该共同电极层(vcom)150与该薄膜晶体管层140之间设置该金属网格遮蔽层170，从而降低该薄膜晶体管层140上的数据线与栅极线的信号对共同电极层(vcom)上的触控电极所产生的干扰。

图2是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的示意图，其是由第一基板110往第二基板120方向看过去。如图2所示，该共同电极层150包含多个共同电极220’。由于共同电极层(vcom)150是由透明导体金属的氧化铟锡(indium-tin-oxide，ito)形成，因此共同电极220’以虚线表示。

如图2所示，该金属网格遮蔽层170是图案化为行列排列的金属网网格线230，且该等金属网网格线230布设位置是对应于该遮光层180的黑色绝缘材质的线条的位置(也即是对应于多条数据线及多条栅极线的位置)。该金属网网格线230的线宽不小于其对应位置的栅极线的线宽或其对应位置的数据线的线宽。因此，当由第一基板110往第二基板120方向看过去，金属网网格线230会遮住对应位置的栅极线及数据线。金属网网格线230分成两种，一种是形成为一连接在一起的遮蔽区231的金属网网格线233，另一种是形成与多个共同电极220’电气连接的多条触控电极引线235。如图2中的虚线圆角矩形c所示，该遮蔽区231与该多条触控电极引线235间无电气连接，每一条触控电极引线235电气连接至该共同电极层150的一触控感应电极220。于图2中，一个触控感应电极220是由一个共同电极220’所组成。

如图2所示，本发明具金属网格遮蔽层的内嵌式触控显示面板结构100还包含多个选择开关250、一触控检测电路260、一显示控制电路270、及一触控/显示开关280。该每一个触控感应电极220的触控电极引线235连接到至少一个选择开关250。触控检测电路260是耦接至该等触控感应电极220，以进行触控检测。

当进行显示时，触控/显示开关280切换至b点，该显示控制电路270经由选择开关250、触控电极引线235而连接到该触控感应电极220，以在执行显示操作时，提供一共同电压(vcom)至该共同电极层150上的相关共同电极220’(即触控感应电极220)。

当进行触控检测时，触控/显示开关280切换至a点，该多个选择开关250依序或动态选择至少一个触控感应电极220以进行触控感应操作，并将一触控信号265施加于该选定的触控感应电极220。

该触控检测电路260包含至少一个自电容检测电路261与至少一个一增益大于零的放大电路263。该至少一个自电容检测电路261自该选定的触控感应电极220输入一触控感应信号267。该触控感应信号267输入至该增益大于零的放大电路263，以产生一同相信号并输出至该金属网格的遮蔽区。该增益大于零的放大电路263的增益值优选为一，也即在进行触控检测时，金属网格的遮蔽区231与该选定的触控感应电极220具有相同的电位，因此通过至少个一增益大于零的放大电路263，可完全移除金属网格的遮蔽区231与触控感应电极220的间的耦合电容效应，进而提高触碰检测的准确度。

图3a是本发明图2中x-x’处的剖面示意图，该图只为方便说明各金属层与共同电极层间相对位置，因此删略部份重复部份仅就几个关键位置浓缩图标于该图。由于该x-x’剖面线并没有切到栅极线，因此以虚线表示栅极线。同时该x-x’剖面线有切到触控感应电极220与触控电极引线235的连接贯孔(via)。一般在显示面板的工艺中，其是使用两层金属层。一第一金属层m1用于设置薄膜晶体管层的多条栅极线310。一第二金属层m2用于设置薄膜晶体管层的多条数据线320。本发明则增加一第三金属层m3，其是为该金属网格遮蔽层170。图3a所示，金属网网格线233介于数据线320与触控感应电极220之间，因此金属网网格线233可降低该薄膜晶体管层140上的数据线320上的线信号对共同电极层(vcom)150上的触控感应电极220所产生的干扰。

图3b是本发明图2中y-y’处的剖面示意图，该图只为方便说明各金属层与共同电极层间相对位置，因此删略部份重复部份仅就几个关键位置浓缩图标于该图。由于该y-y’剖面线有切到栅极线，因此以实线表示栅极线。同时该y-y’剖面线没有切到触控感应电极220与触控电极引线235的连接贯孔(via)。图3b所示，金属网网格线233介于栅极线310与触控感应电极220之间，因此金属网网格线233可降低该薄膜晶体管层140上的栅极线310上的线信号对共同电极层(vcom)150上的触控感应电极220所产生的干扰。

图4是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的另一示意图。其与图2主要区别在于：图4中的一个触控感应电极220是由两个共同电极220’所组成，该两个共同电极220’由触控电极引线235电气连接，且触控电极引线235仅拉到该两个共同电极220’的贯孔处，并未延伸至面板的另一端。

图5是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的又一示意图。其与图2主要区别在于：当触控信号265与触控感应信号267差异为小时，在图5中则分别使用两个增益大于零的放大电路263，269去驱动遮蔽区231及触控感应电极220。

图6是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的再一示意图。其与图2主要区别在于：在图6中，触控电极引线235的位置并非位于与该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处。如图6所示，触控电极引线235是位于两条数据线(图未示)之间(也即，遮光层180的两条黑色绝缘材质的线条之间)，因此大幅降低触控电极引线与数据线之间的电容值与信号干扰，进一步提升了触控的准确性。金属网网格线233的位置仍位于与该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处。由于触控电极引线235是位于两条数据线之间，因此在该遮光层(blackmatrix)180上，与触控电极引线235相对位置处需额外布设一条不透光的黑色绝缘材质的线条。由于一个触控感应电极220常涵盖上百条的数据线与栅极线，因此一条的触控电极引线235(也即额外布设的不透光的黑色绝缘材质的线条)并不会对透光度产生影响。

图7是本发明图6中z-z’处的剖面示意图，该图只为方便说明各金属层与共同电极层间相对位置，因此删略部份重复部份仅就几个关键位置浓缩图标于该图。由于该z-z’剖面线并没有切到栅极线，因此以虚线表示。同时该z-z’剖面线有切到触控感应电极220与触控电极引线235的连接贯孔(via)。

图8是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的又一示意图。其与图4主要区别在于：触控电极引线235的位置并非位于与该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处。

图9是本发明共同电极层(vcom)150与金属网格遮蔽层170的更一示意图。其与图5主要区别在于：触控电极引线235的位置并非位于与该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处。

由前述说明可知，本发明新增一金属网格遮蔽层170，并于其上形成一遮蔽区231及多条触控电极引线235。该遮蔽区231的金属网网格线233的位置是位于该多条数据线与该多条栅极线的相对应位置处，因此可以遮蔽并降低该薄膜晶体管层140上的数据线与栅极线的信号对共同电极层(vcom)上的触控电极所产生的干扰。同时，通过至少一个一增益大于零的放大电路263，金属网格的遮蔽区231与该选定的触控感应电极220具有相同的电位，因此可完全移除金属网格的遮蔽区231与触控感应电极220之间的耦合电容效应，进而提高触碰检测的准确度。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。