觸摸面板以及其制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及電容式感應技術領域，特別是涉及使用電容式感應組件的觸摸面板以及其制造方法。
【【背景技術】】
[0002]液晶顯示器具有低功耗、低閃爍度、畫面色彩逼真等優點，被廣泛應用于移動電話、相機、計算機屏幕、電視機等電子產品中，為目前主流的顯示器。
[0003]觸摸屏具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等優點，利用觸控技術，用戶只需要用手指輕碰觸摸屏幕上的圖形符號或文字即可實現對主機的操作，從而使得人機交互更為直截了當，極大方便對電腦操作不熟悉的用戶。
[0004]目前，許多電子設備的屏幕都是將液晶顯示技術和觸控技術相結合，不僅具有液晶顯示器的優點，同時實現觸控操作，備受消費者歡迎。然而，現有的具有觸摸功能的液晶顯示器中，受液晶顯示器本身結構的影響，用于實現觸摸功能的觸控電極通常是位于液晶顯示面板的像素電極之下，如此一來容易導致觸控電極難以感測用戶的觸摸操作，降低了觸控的靈敏度。
[0005]此外，傳統的電容式感應組件是把透明的第一導電線路和第二導電線路做成橫豎交疊的類似菱形的形狀，第一導電線路和第二導電線路分別與沿橫向排列的驅動線和沿縱向排列的感測線連接。驅動線和感測線在彼此交叉的位置會產生寄生電容，因此會影響像素的開口率。另外，大量的驅動線設置在面板主動區(Active area)的一側會增加顯示器的邊框寬度，因此不利于窄邊框的顯示器。
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【發明內容】
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[0006]因此，本發明的目的是提供一種內嵌式觸摸面板，將自容式觸控面板和水平切換式(In plane switching，IPS)面板整合在一起，以解決上述技術問題。
[0007]本發明提供一種觸摸面板，其包括:基板;第一金屬層，位于所述基板上，用來形成薄膜晶體管的柵極;柵級絕緣層，位于所述第一金屬層上;第二金屬層，位于所述柵級絕緣層上，用來形成所述數據線、所述薄膜晶體管的源極和漏極；隔離層，位于所述第二金屬層上，并設置貫穿所述隔離層的第一通孔，所述第一通孔對準所述源極或漏極;第三金屬層，位于所述隔離層上，用來形成驅動線，所述驅動線用于傳送驅動信號以及公共電壓；鈍化層，層疊于所述隔離層上，并設置貫穿所述鈍化層的所述第一通孔和第二通孔，所述第二通孔對準所述數據線;像素電極，通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接;驅動電極，通過所述第二通孔與所述驅動線連接;及感測電極，用來傳送感測信號以及所述公共電壓，其中，所述驅動電極、所述感測電極同時作為公共電極層。
[0008]依據本發明的實施例，所述像素電極、所述感測電極和所述驅動電極是由一導電層同時所形成。
[0009]依據本發明的實施例，所述導電層是氧化銦錫或是金屬構成。
[0010]依據本發明的實施例，所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極層。
[0011]依據本發明的實施例，當所述驅動線傳送所述公共電壓至所述驅動電極時，所述數據線用來通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極層。
[0012]依據本發明的實施例，當所述驅動線傳送所述驅動信號至所述驅動電極時，所述數據線停止通過所述薄膜晶體管傳遞數據電壓至所述像素電極層。
[0013]本發明還提供一種制造觸摸面板的方法，其包括:形成第一金屬層于基板上;蝕刻所述第一金屬層以形成薄膜晶體管的柵極;形成柵級絕緣層于所述薄膜晶體管的柵極上；形成第二金屬層于所述柵級絕緣層上;蝕刻所述第二金屬層以形成數據線、所述薄膜晶體管的源極和漏極;形成隔離層于所述數據線、所述薄膜晶體管的源極和漏極之上;蝕刻所述隔離層以形成貫穿所述隔離層的第一通孔，所述第一通孔對準所述源極或漏極;沉積第三金屬層于所述隔離層上；蝕刻所述第三金屬層以于所述數據線的上方形成驅動線和感測線，所述驅動線用于傳送驅動信號以及公共電壓，所述感測線用于傳送感測信號以及所述公共電壓;沉積鈍化層于所述隔離層和所述驅動線上;蝕刻所述鈍化層，以形成貫穿所述鈍化層的所述第一通孔和第二通孔，所述第二通孔位于所述驅動線的上方;沉積導電層于所述鈍化層、所述驅動線、所述源極或漏極上;蝕刻所述導電層以形成像素電極、驅動電極和感測電極，所述像素電極通過所述第一通孔與所述源極或漏極連接，所述驅動電極通過所述第二通孔連接于所述驅動線，其中所述感測電極用來傳送感測信號以及所述公共電壓，所述驅動電極和所述感測電極同時作為公共電極層;其中，所述驅動電極和所述感測電極同時作為所述陣列基板的公共電極層。
[0014]依據本發明的實施例，所述導電層是氧化銦錫或是金屬構成。
[0015]依據本發明的實施例，在形成所述第二金屬層于所述柵級絕緣層上的步驟之前，所述方法另包含:形成非晶硅層于所述柵級絕緣層上；及蝕刻所述非晶硅層以形成所述薄膜晶體管的半導體層。
[0016]相較于現有技術，本發明的觸摸面板的陣列基板的驅動線可以傳輸公共電壓和驅動信號，因此不需額外增設驅動信號線來傳輸驅動信號。所以可以避免現有技術的觸控面板因設置驅動信號線而增加邊框寬度的問題。另外，由于驅動線利用第三金屬層制成，因此減少因額外設置驅動信號線而產生寄生電容的問題。此外，驅動電極和感測電極是由氧化銦錫或是金屬構成，可以增加觸控靈敏度。
[0017]為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下:
【【附圖說明】】
[0018]圖1是本發明實施例的顯不設備的不意圖。
[0019]圖2繪示本發明實施例顯示設備的觸控區的觸控電容的分布示意圖。
[0020]圖3A和圖3B是本發明第一實施例的觸摸面板的剖面圖。
[0021]圖4-圖11繪示制造圖3A的觸摸面板的陣列基板的示意圖。
【【具體實施方式】】
[0022]以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“水平”、“垂直”等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。
[0023]請參閱圖1和圖2，圖1是本發明實施例的顯示設備10的示意圖，圖2繪示本發明實施例顯示設備10的觸控區50的觸控電容的分布示意圖。顯示設備10包含觸摸面板100，其為具有觸控功能的液晶顯示面板。觸摸面板100包含顯示區30以及觸控區50。顯示區30用來顯示影像，觸控區50用來偵測手指接觸面板的位置。顯示設備10包含柵極驅動器12、時序控制器14以及源極驅動器(source driver)16。顯示區30設置數個呈矩陣排列的像素(pixel)，而每一個像素包含三個分別代表紅綠藍(RGB)三原色的像素單元20構成。柵極驅動器12每隔一固定間隔輸出掃描信號使得每一行的晶體管22依序開啟，同時源極驅動器16則輸出對應的數據信號至一整列的像素單元20使其充電到各自所需的電壓，使得像素單元20依據數據信號和公共電壓Vcom的壓差以顯示不同的灰階。當同一行充電完畢后，柵極驅動器12便將該行的掃描信號關閉，然后柵極驅動器12再輸出掃描信號將下一行的晶體管22打開，再由源極驅動器16對下一行的像素單元20進行充放電。如此依序下去，直到所有像素單元20都充電完成，再從第一行開始充電。
[0024]參閱圖2。觸控區50是由多個相互絕緣的觸控電極52、驅動線53和感測線54組成。觸控電極52包括驅動電極521和感測電極522。驅動電極521和感測電極522。多個驅動電極521和感測電極522呈陣列分布。每個驅動電極521和感測電極522的形狀可以是圓形、三角形或其他形狀。
[0025]每個驅動電極521與相應的一條驅動線53連接，控制器14的驅動信號單元14a通過驅動線53向驅動電極521輸出驅動信號。每個感測電極522與相應的一條感測線54連接，將所感應到的感測信號傳輸至控制器14的驅動信號單元14b。驅動信號單元14a會定期向每一驅動電極521輸出驅動信號。當人體未觸碰屏幕時，驅動電極521和感測電極522之間的電容為一固定值，當人體觸碰屏幕，例如手指在屏幕上操作時，手指觸碰屏幕的位置所對應的驅動電極521和感測電極522之間感知的電容受人體的影響而發生變化，因此接近觸碰點的感測電極522回傳的感測信號會不同于其它遠離觸碰點的感測電極522所回傳的感測信號。因此控制器14通過檢測的電容值變化即可判斷出手指觸摸的位置，從而實現觸控功能。
[0026]請參閱圖3A和圖3B，圖3A和圖3B是本發明較佳實施例的觸摸面板100的剖面圖。圖3A和圖3B表不同一觸摸面板100的結構，僅在于剖面方向不同。觸摸面板100包括陣列基板200、彩膜基板202和液晶層204。陣列基板200用來設置數個像素電極層112、薄膜晶體管22以及觸控電極52。陣列基板200包括玻璃基板102、第一金屬層104、柵級絕緣層106、第二金屬層108、隔離層110、鈍化層122、第三金屬層109、像素電極層112、驅動電極521和感測電極522。第一金屬層104位于基板102上，用來形成薄膜晶體管22的柵極22g。柵級絕緣層106位于第一金屬層104上。非晶硅層形成的半導體層位于柵級絕緣層106上，做為薄膜晶體管22的半導體層22c。第二金屬層108位于柵級絕緣層106上，用來形成薄膜晶體管22的源極22s和漏極22d和數據線114，數據線114用來傳輸源極驅動器16傳來的數據信號至薄膜晶體管
22。隔離層110位于第二金屬層108上，并設置貫穿隔離層110的第一通孔141，第一通孔141對準源極22s或漏極22d。第三金屬層109形成的驅動線53和感測線54位于數據線114的上方。驅動線53用于傳送由控制器14產生的驅動信號以及公共電壓Vcom。感測線54用于將感測信號傳回至控制器14，感測線54也可用于接收公共電壓Vcom。鈍化層122覆蓋于隔離層100之上。第一通孔142貫穿鈍化層122，而第二通孔142貫穿鈍化層122直至驅動線53的表面。驅動電極521、感測電極