專利名稱：觸控顯示面板及其制造方法
技術領域：
本申請案是有關于一種觸控顯示面板及其制造方法，且特別是有關于一種內建式(in-cell type)觸控顯示面板及其制造方法。
背景技術：
隨著顯示科技的日益進步，人們借著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄的特性，促使平面顯示器(flat panel display,FPD)成為目前的主流。近年來，各式電子產品都不斷朝向操作簡便、小體積以及大屏幕尺寸的方向邁進，特別是攜帶式的電子產品對于體積及屏幕尺寸的要求更為嚴格。因此，許多電子產品都將觸控界面與顯示面板整合，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，進而使屏幕可配置的面積擴大。
觸控顯示面板依照其感測方式的不同而大致上可區分為電阻式觸控顯示面板、電容式觸控顯示面板、光學式觸控顯示面板、聲波式觸控顯示面板以及電磁式觸控顯示面板。由于電容式觸控顯示面板具有反應時間快、可靠度佳以及耐用度高等優點，因此，電容式觸控顯示面板已被廣泛地使用于電子產品中。依照結構及制造方式的不同，觸控顯示面板又可大致上區分為外貼式、整合式/內建式(on-cell/in-cell)以及單片玻璃式(One GlassSolution, 0GS)三種。圖I為公知技術的觸控顯示面板的制造流程示意圖。請參考圖1，觸控顯示面板包括液晶顯示模塊10以及觸控面板20。液晶顯示模塊10包括彩色濾光基板I、主動元件陣列基板2以及背光模塊3。一般來說，邊框4可用來整合彩色濾光基板I、主動元件陣列基板2以及背光模塊3以形成液晶顯示模塊10。公知技術通常是于主動元件陣列基板2上制作主動元件陣列層以及外引腳接合區6 (outer lead bonding area),其中外引腳接合區6是用以連接顯示驅動電路5。通常邊框4會包覆顯示驅動電路5，而由于顯示驅動電路5包括芯片，因此會造成整合后的液晶顯示模塊10具有不平整的表面，如圖I中的虛線P所示。如此一來，當欲將觸控面板20貼合至液晶顯示模塊10時，由于液晶顯示模塊10的表面不平整，將會增加貼合制作過程的困難度。此外，觸控面板20具有設置在最外層的保護蓋，用以保護觸控層，而需增加貼合保護蓋的制作過程步驟，則易影響制作過程合格率。

發明內容
本申請案提供一種觸控顯示面板及其制造方法，其可將觸控元件層與主動元件陣列層整合于同一基板上。本申請案提出一種觸控顯示面板，其包括一主動元件陣列基板、一對向基板以及一液晶層。主動元件陣列基板包括一第一基板、一黑矩陣、一觸控元件層、一介電層以及一主動元件陣列層。黑矩陣配置于第一基板上。觸控元件層配置于第一基板上以覆蓋部分黑矩陣。介電層覆蓋觸控元件層。主動元件陣列層配置于介電層上。觸控元件層與主動元件陣列層位于介電層兩側。液晶層配置于主動元件陣列層與對向基板之間。在本申請案的一實施例中，前述的對向基板包括一第二基板、一彩色濾光層以及一共通電極，其中彩色濾光層配置于第二基板上，共通電極配置于彩色濾光層上，且共通電極與第二基板位于彩色濾光層的兩側。在本申請案的一實施例中，前述的主動元件陣列層包括多個呈陣列排列的像素、多條掃描線以及多條數據線。各像素分別與對應的掃描線以及數據線電性連接，其中黑矩陣包括一網狀圖案以及一外框圖案，而外框圖案環繞網狀圖案，且網狀圖案對應于這些掃描線以及這些數據線分布。在本申請案的一實施例中，前述的觸控顯示面板更包括一顯示驅動電路,且顯示驅動電路系配置于黑矩陣上。 在本申請案的一實施例中，前述的觸控顯不面板更包括一背光模塊，其中背光模塊配置于對向基板的一側，且背光模塊與主動元件陣列基板位于對向基板的兩對側。本申請案再提出一種觸控顯示面板的制造方法，其包括下列步驟于一第一基板上依序形成一黑矩陣、一觸控元件層、一介電層以及一主動元件陣列層，以形成一主動元件陣列基板；將主動兀件陣列基板與一對向基板接合；以及于主動兀件陣列層與對向基板之間注入一液晶層。在本申請案的一實施例中，對向基板的制造方法包括于一第二基板上依序形成一彩色濾光層以及一共通電極。在本申請案的一實施例中，主動元件陣列層的制造方法包括于介電層上形成多個呈陣列排列的像素、多條掃描線以及多條數據線，其中各像素分別與對應的掃描線以及數據線電性連接，黑矩陣包括一網狀圖案以及一外框圖案，而外框圖案環繞網狀圖案，且網狀圖案對應于這些掃描線以及這些數據線分布。在本申請案的一實施例中，觸控顯示面板的制造方法，更包括提供一顯示驅動電路，并使顯示驅動電路系配置于黑矩陣上。在本申請案的一實施例中，觸控顯示面板的制造方法，更包括提供一背光模塊，并將背光模塊設置于對向基板的一側，以使背光模塊與主動元件陣列基板位于對向基板的兩對側。基于上述，本申請案將觸控元件層、黑矩陣以及主動元件陣列層設置于同一基板上，以進一步降低觸控顯示面板的厚度及重量。為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。


圖I為公知技術的觸控顯示面板的制造流程示意圖；圖2至圖5為本發明第一實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖；圖6是本發明第一實施例的主動元件陣列基板的俯視示意圖；圖7至圖8為本發明第一實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖；圖9是本發明的第二實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖。其中，附圖標記I :彩色濾光基板2 :主動元件陣列基板3 :背光模塊4 :邊框
5:顯示驅動電路6:外引腳接合區10 :液晶顯示模塊20 :觸控面板1000、1000’ 觸控顯示面板100 :主動元件陣列基板101 :第一偏光片102 :第一基板104:黑矩陣104a:網狀圖案104b:外框圖案105:線路層106 :觸控元件層106a:第一感測串列106b :絕緣層106c:第二感測串列108:介電層110:主動元件陣列層112:像素112a:主動元件112b:像素電極114:掃描線116:數據線120:控制電路122:觸控驅動電路124:顯示驅動電路200 :對向基板202 :第二基板204 :彩色濾光層206 :保護層208:共通電極300 :液晶層400 :背光模塊S :框膠P :虛線
具體實施例方式第一實施例圖2至圖5為本發明第一實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖，圖6是本發明第一實施例的主動元件陣列基板的俯視示意圖，其中圖5是沿圖6的剖線1-1’的剖面示意圖，且圖6省略部分膜層以清楚繪示膜層之間的配置關系。請參照圖2，提供一第一基板102。第一基板102主要是用來承載元件或是膜層，其材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是其它可適用的透光材料。在本實施例中，第一基板102除了可以作為承載元件的承載基板之外，還可同時作為具有保護功能的覆蓋板。如此一來，可以減少一道玻璃的使用，以節省制作過程成本以及減少觸控顯示面板的厚度。接著，于第一基板102上形成一黑矩陣104。黑矩陣104包括一網狀圖案104a以及一外框圖案104b，其中外框圖案104b環繞網狀圖案104a。接著，于黑矩陣104的外框圖案104b上形成一線路層105。線路層105的材質例如為金屬材料、合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其它合適的材料、或是金屬材料與其它導電材料的堆迭層。、
請參照圖3，于第一基板102上形成一觸控元件層106。觸控元件層106覆蓋部分黑矩陣104。觸控元件層106的制造方法是先于第一基板102上形成多條第一感測串列106a，其中這些第一感測串列106a覆蓋部分線路層105，且與線路層105電性連接。接著，于第一感測串列106a上形成一絕緣層106b。再來，于絕緣層106b上形成多條第二感測串列106c。這些第一感測串列106a以及這些第二感測串列106c之間是彼此交錯設置，其中，絕緣層106b可以用來使第一感測串列106a與第二感測串列106c絕緣，以免造成短路現象。
再來，于線路層105上設置一觸控驅動電路122。觸控驅動電路122透過線路層105與觸控元件層106電性連接。根據本實施例，這些第一感測串列106a以及這些第二感測串列106c可用來偵測使用者所觸碰的位置，并將感測信號傳送至觸控驅動電路122。請參照圖4,于觸控兀件層106上形成一介電層108。介電層108例如是有機材料或是娃基礎材料(silicon based materials)等低介電常數材料。由于介電層108是由低介電常數材料構成，因此有助于改善信號干擾的問題。請參照圖5，于介電層108上形成一主動元件陣列層110，至此，即初步完成主動元件陣列基板100的制作。請同時參照圖5以及圖6，主動元件陣列層110的制造方法是先于介電層108上形成多個呈陣列排列的像素112、多條掃描線114以及多條數據線116。像素112包括至少一主動元件112a以及一像素電極112b。主動元件112a可以是底部柵極型薄膜晶體管或是頂部柵極型薄膜晶體管，其包括柵極、通道、源極以及漏極。像素112是經由主動元件112a與對應的掃描線114以及數據線116電性連接。 承上所述，一般的掃描線114以及數據線116的材質為金屬。然而，本發明不限于此，根據其他實施例，掃描線以及數據線也可以使用其他導電材料，例如合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其它合適的材料、或是金屬材料與其它導電材料的堆迭層。值得一提的是，由于掃描線114以及數據線116具有反射光線的可能性，因此黑矩陣104中的網狀圖案104a系對應于掃描線114以及數據線116而設置，以遮蔽掃描線114以及數據線116。舉例而言，網狀圖案104a于第一基板102上的垂直投影圖案與掃描線114以及數據線116于第一基板102上的垂直投影圖案實質上重疊，較佳的是，網狀圖案104a于第一基板102上的垂直投影圖案略大于掃描線114以及數據線116于第一基板102上的垂直投影圖案。或者是，網狀圖案104a的寬度例如是實質上等于掃描線114以及數據線116的寬度，或是網狀圖案104a的寬度例如是略大于掃描線114以及數據線116的寬度。換言之，網狀圖案104a的寬度是以能夠遮蔽掃描線114以及數據線116為原則。如此一來，黑矩陣104便可以遮蔽掃描線114以及數據線116可能造成的反射。接著，于黑矩陣104上設置一顯示驅動電路124，即顯示驅動電路124設置在第一基板102上，其中顯示驅動電路124可與主動元件陣列層110中的掃描線114和/或數據線116電性連接。于本實施例中，顯示驅動電路124設置于第一基板102上，且顯示驅動電路124與第一基板102之間不具有觸控元件層106與介電層108，但本發明不限于此。觸控驅動電路124亦設置在第一基板102上，且觸控驅動電路122與第一基板102之間具有黑矩陣104與線路層105。在本實施例中，前述的觸控驅動電路122與顯示驅動電路124構成一控制電路120。舉例而言，觸控驅動電路122與顯示驅動電路124可以整合于單一芯片中，或者是分別制作于不同芯片中。當觸控驅動電路122與顯示驅動電路124整合于單一芯片時，該單一芯片即為前述的控制電路120。當觸控驅動電路122與顯示驅動電路124分別制作于不同芯片中時，則多個芯片統稱為控制電路120。圖7至圖8為本發明第一實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖。請參照圖7，提供一第二基板202。第二基板202主要是用來承載元件或是膜層，其材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例如導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是其它可適用的材料。
接著，于第二基 板202上形成一彩色濾光層204。彩色濾光層204可包括多個彩色濾光圖案。彩色濾光圖案例如是第一彩色濾光圖案、第二彩色濾光圖案以及第三彩色濾光圖案，且這些彩色濾光圖案是陣列的方式排列。彩色濾光層204的制作方法例如是采用印刷制作過程。一般來說，彩色濾光層204可以更包括設置于各個彩色濾光圖案之間的黑矩陣。然而，在本實施例中，由于黑矩陣104是設置在主動元件陣列基板100上，因此，各個彩色濾光圖案之間可以不需設置黑矩陣104。承上所述，在本實施例的彩色濾光層204中，各個彩色濾光圖案例如是彼此具有間距地設置。然而，本發明不限于此。在其他實施例中，各個彩色濾光圖案之間也可以是沒有間距地連續設置，而且各個彩色濾光圖案之間的過渡區域可以被第一基板102上黑矩陣104遮蔽，而不會影響顯不影像。接著，于彩色濾光層204上形成一保護層206。保護層206例如是全面性地覆蓋在第二基板202上，且覆蓋彩色濾光層204。保護層206的材質可包括無機介電材料(例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其它合適的無機介電材料)或有機介電材料。接著，于保護層206上形成一共通電極208。共通電極208覆蓋彩色濾光層204。另外，共通電極208例如是透明導電層，其例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物或是其他適合的透明導電材料。至此，完成觸控顯示面板1000的對向基板200的制作。請參考圖8，將主動元件陣列基板100與對向基板200接合。詳細而言，于對向基板200以及主動元件陣列基板100之間提供一框膠S以及一液晶層300。之后，將主動元件陣列基板100與對向基板200貼合在一起。根據本實施例，液晶層300的液晶排列型態可例如為共平面切換(In Plane Switching, IPS)型、扭轉向列(Twisted Nematic, TN)型以及垂直排列(Vertical Alignment, VA)型。之后,再提供一背光模塊400,其中背光模塊400設置于對向基板200的一側,且背光模塊400與主動兀件陣列基板100分別位于對向基板200的兩對側。背光模塊400可用來提供顯示光源，其例如是側光式(Edge type)背光模塊或直下式(Direct type)背光模塊。特別一提的是，在本實施例中，觸控驅動電路122以及顯示驅動電路124皆設置在黑矩陣104上，且觸控元件層106、黑矩陣104以及主動元件陣列層110皆設置于同一基板上且位于靠近對向基板200的一側，因此當欲將主動元件陣列基板100與對向基板200整合時，不需設計復雜的邊框來包覆顯示驅動電路124。換言之，本實施例的觸控顯示面板1000可具有平整的表面。此外，本實施例同時將觸控元件層106以及主動元件陣列基110設置在同一基板上，因此，相較于傳統的制作過程而言，本實施例的觸控顯示面板的制作方法可以減少一道貼合制作過程，也因此可以減少貼合可能產生的問題，以提高觸控顯示面板的制作過程合格率。在完成觸控驅動電路122以及顯示驅動電路124的設置之后，即初步完成觸控顯示面板1000的制造。以下，將搭配圖8以針對觸控顯示面板1000的結構進行詳細的說明。如圖8所示,觸控顯示面板1000包括主動元件陣列基板100、對向基板200以及液晶層300。主動元件陣列基板100包括第一基板102、黑矩陣104、觸控元件層106、介電層108以及主動元件陣列層110。黑矩陣104配置于第一基板102上。黑矩陣104包括網狀圖案104a以及外框圖案104b。外框圖案104b環繞網狀圖案104a。觸控元件層106配置于第一基板102上，且覆蓋部分黑矩陣104。詳細而言，觸控元件層106實質上完全覆蓋黑矩陣104的網狀圖案104a。根據本實施例，觸控元件層106包括第一感測串列106a、第二感測串列106c以及絕緣層106b，絕緣層106b配置在第一感測串列106a與第二感測串列106c之間，且第一感測串列106a與第二感測串列106c彼此交錯設置，如圖6所示。介電層108覆蓋觸控元件層106，且主動元件陣列層110配置于介電層108上，其中觸控元件層106與主動元件陣列層110位于介電層的兩側。值得一提的是，由于介電層108是設置于觸控元件層106以及主動元件陣列層110之間，且例如是由低介電常數材料構成，因此介電層108可以用來改善觸控元件層106以及主動元件陣列層110之間產生信號干擾的現象。此外，由于后續形成的介電層108能夠提供平整的表面，故有利于下一道膜層制作過程的進行。主動元件陣列層110包括多個呈陣列排列的像素112、多條掃描線114以及多條數據線116，其中各像素112分別與對應的掃描線114以及數據線116電性連接，如圖6所示。根據本實施例，像素112包括主動元件112a以及像素電極112b,其中主動元件112a與上述對應的掃描線114以及數據線116電性連接。對向基板200包括第二基板202、彩色濾光層204、保護層206以及共通電極208。彩色濾光層204配置于第二基板202上。彩色濾光層204包括多個彩色濾光圖案且可以不包括黑矩陣，其中這些彩色濾光圖案以陣列方式排列。根據本實施例，這些彩色濾光圖案可以對應主動元件陣列基板100上的像素112設置，詳細而言，各個彩色濾光圖案會分別對應一個像素112設置。保護層206覆蓋彩色濾光層204。保護層206可用以保護彩色濾光層204不受后續制作過程的影響而損壞，且保護層206可提供平整的界面以利后續制作過程的進行。共通電極206配置于彩色濾光層204上，其中共通電極206與第二基板202位于彩色濾光層204的兩側。共通電極206以及主動元件陣列層110中的像素電極112b可以用來提供電場，以進一步驅動液晶層300，進而使觸控顯示面板1000顯示所需的畫面。另外，本實施例的觸控顯示面板1000更包括背光模塊400。背光模塊400配置在對向基板200的一側，且背光模塊400與主動元件陣列基板100位于對向基板200的兩對偵U。換言之，背光模塊400發出的光源會在依序經過對向基板200以及主動元件陣列基板100之后，形成顯示影像并傳達至使用者的眼中。此外，由于主動元件陣列層110配置在同時作為承載基板以及覆蓋基板的第一基板102上，且顯示驅動電路124配置在主動元件陣列基板100上，因此，本實施例中用來組合主動元件陣列基板100與對向基板200的邊框可以具有平整表面。在本實施例中，為了遮蔽掃描線114以及數據線116可能會導致的光線反射，黑矩陣104是設置在主動元件陣列基板100上，而非設置在彩色濾光層204中，且黑矩陣104對應掃描線114以及數據線116設置。舉例而言，網狀圖案104a的寬度實質上等于掃描線114以及數據線116的寬度，或是網狀圖案104a的寬度略大于掃描線114以及數據線116的寬度。換言之，網狀圖案104a的寬度以能夠遮蔽掃描線114以及數據線116為原則。圖9是本發明的第二實施例的觸控顯示面板的制造流程示意圖。請參考圖9，本實施例可進一步于第一基板102上貼附一第一偏光片101以及于對向基板200上貼附一第二偏光片201。至此，即完成另一種觸控顯示面板1000’的制造。以下，將搭配圖9以針對觸控顯示面板1000’的結構進行詳細的說明。
請參照圖9，觸控顯示面板1000’的結構與圖8中的觸控顯示面板10大致相同，惟其相異之處在于觸控顯不面板1000’更包括第一偏光片101以及第二偏光片201。第一偏光片101與第二偏光片201分別配置于第一基板102與對向基板200上,其中第一偏光片101與黑矩陣104位于第一基板102的相對兩側，而第二偏光片201與液晶層300位于對向基板200的相對兩側。于本實施例中，第一偏光片101面積大于第二偏光片201面積。此外，第一基板102面積大于第二基板202面積，使得第一基板102有足夠的面積可以設置觸控驅動電路122與顯示驅動電路124，但本發明不限于此。綜上所述，本申請案將觸控元件層、黑矩陣以及主動元件陣列層皆設置在可同時作為覆蓋板以及承載基板的第一基板上，因此可以降低觸控顯示面板的厚度及重量，且具有平整的表面。另外，由于本申請案將觸控元件層以及主動元件陣列陣整合在同一基板上，因此可以較公知技術減少一道貼合制作過程以提升制作過程合格率。此外，黑矩陣的網狀圖案對應主動元件陣列層中的掃描線以及數據線設置，可以遮蔽掃描線以及數據線所導致的反射，以確保觸控顯示面板的顯示品質。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何本技術領域中技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍當以權利要求書為準。
權利要求
1.一種觸控顯示面板，其特征在于，包括 一主動元件陣列基板，包括 一第一基板； 一黑矩陣，配置于該第一基板上； 一觸控元件層，配置于該第一基板上以覆蓋部分該黑矩陣； 一介電層，覆蓋該觸控元件層； 一主動元件陣列層，配置于該介電層上，該觸控元件層與該主動元件陣列層位于該介電層兩側； 一對向基板；以及 一液晶層，配置于該主動元件陣列層與該對向基板之間。
2.如權利要求I所述的觸控顯示面板，其特征在于，其中該對向基板包括 一第二基板； 一彩色濾光層，配置于該第二基板上；以及 一共通電極，配置于該彩色濾光層上，其中該共通電極與該第二基板位于該彩色濾光層的兩側。
3.如權利要求I所述的觸控顯示面板，其特征在于，其中該主動元件陣列層包括多個呈陣列排列的像素、多條掃描線以及多條數據線，各該像素分別與對應的掃描線以及數據線電性連接，而該黑矩陣包括一網狀圖案以及一外框圖案，該外框圖案環繞該網狀圖案，且該網狀圖案對應于該些掃描線以及該些數據線分布。
4.如權利要求I所述的觸控顯示面板，其特征在于，包括一顯示驅動電路，而該顯示驅動電路系配置于該黑矩陣上。
5.如權利要求I所述的觸控顯示面板，其特征在于，更包括一背光模塊，配置于該對向基板的一側，其中該背光模塊與該主動兀件陣列基板位于該對向基板的兩對側。
6.一種觸控顯示面板的制造方法，其特征在于，包括 于一第一基板上依序形成一黑矩陣、一觸控元件層、一介電層以及一主動元件陣列層，以形成一主動元件陣列基板； 將該主動元件陣列基板與一對向基板接合；以及 于該主動元件陣列層與該對向基板之間注入一液晶層。
7.如權利要求6所述的觸控顯示面板的制造方法，其特征在于，其中該對向基板制造方法包括 于一第二基板上依序形成一彩色濾光層以及一共通電極。
8.如權利要求6所述的觸控顯示面板的制造方法，其特征在于，其中該主動元件陣列層的制造方法包括于該介電層上形成多個呈陣列排列的像素、多條掃描線以及多條數據線，各該像素分別與對應的掃描線以及數據線電性連接，其中該黑矩陣包括一網狀圖案以及一外框圖案，該外框圖案環繞該網狀圖案，且該網狀圖案對應于該些掃描線以及該些數據線分布。
9.如權利要求6所述的觸控顯示面板的制造方法，其特征在于，更包括提供一顯示驅動電路，并使該顯示驅動電路系配置于該黑矩陣上。
10.如權利要求6所述的觸控顯示面板的制造方法，其特征在于，更包括提供一背光模塊， 并將該背光模塊設置于該對向基板的一側，以使該背光模塊與該主動元件陣列基板位于該對向基板的兩對側。
全文摘要
一種觸控顯示面板及其制造方法，其包括一主動元件陣列基板、一對向基板以及一液晶層。主動元件陣列基板包括一第一基板、一黑矩陣、一觸控元件層、一介電層以及一主動元件陣列層。黑矩陣配置于第一基板上。觸控元件層配置于第一基板上以覆蓋部分黑矩陣。介電層覆蓋觸控元件層。主動元件陣列層配置于介電層上。觸控元件層與主動元件陣列層位于介電層兩側。液晶層配置于主動元件陣列層與對向基板之間。
文檔編號G02F1/1362GK102749747SQ20121023236
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年5月11日
發明者劉柏源, 葉家駿, 周鴻文, 莊文奇, 簡鈺峰, 郭文瑞 申請人:友達光電股份有限公司