TWI597631B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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TWI597631B
TWI597631B TW105103703A TW105103703A TWI597631B TW I597631 B TWI597631 B TW I597631B TW 105103703 A TW105103703 A TW 105103703A TW 105103703 A TW105103703 A TW 105103703A TW I597631 B TWI597631 B TW I597631B
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electrode
display device
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substrate
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張志豪
陳柏鋒
蔡嘉豪
劉同凱
彭仁杰
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群創光電股份有限公司
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Description

觸控顯示裝置
本揭露實施例係有關於觸控顯示裝置，且特別係有關於一種觸控訊號線位於陣列基板上之觸控顯示裝置。
隨著科技不斷的進步，使得各種資訊設備不斷地推陳出新，例如手機、平板電腦、超輕薄筆電、及衛星導航等。除了一般以鍵盤或滑鼠的輸入或操控之外，利用觸控式技術來操控資訊設備是一種相當直覺且受歡迎的操控方式。其中，觸控顯示裝置具有人性化及直覺化的輸入操作介面，使得任何年齡層的使用者都可直接以手指或觸控筆選取或操控資訊設備。
然而，目前的觸控顯示裝置並非各方面皆令人滿意。舉例而言，觸控顯示裝置之儲存電容係指裝置之畫素電極與共同電極之間的電容。當觸控顯示裝置之解析度增加時，若此儲存電容太小，則易有畫面品質不良之風險。
因此，業界仍須一種可更進一步提升觸控顯示裝置之儲存電容，以降低畫面品質不良之風險的觸控顯示裝置。
本揭露提供一種觸控顯示裝置，包括：第一基板；電晶體，設於第一基板上；第一絕緣層，設於電晶體上；第一電 極，設於第一絕緣層上；第二絕緣層，設於第一電極上；導電層，設於第二絕緣層上，導電層包括觸控訊號線；第三絕緣層，設於導電層上；及第二電極，設於第三絕緣層上，其中第一電極與第二電極的其中之一與觸控訊號線電性連接，其中第一電極與第二電極的另一者與電晶體電性連接，且與導電層至少部分重疊。
為讓本揭露之特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
100‧‧‧顯示裝置
102‧‧‧陣列基板
104‧‧‧閘極線
106‧‧‧資料線
108‧‧‧次畫素
110‧‧‧電晶體
112‧‧‧源極電極
114‧‧‧汲極電極
116‧‧‧半導體層
116S1‧‧‧第一側
116S2‧‧‧第二側
118‧‧‧閘極電極
120‧‧‧導電層
120E‧‧‧邊緣
120E1‧‧‧邊緣
120E2‧‧‧邊緣
120E3‧‧‧邊緣
120E4‧‧‧邊緣
120A‧‧‧第一部分
120B‧‧‧第二部分
122‧‧‧畫素電極
124‧‧‧第一基板
126‧‧‧閘極介電層
128‧‧‧第一絕緣層
128A1‧‧‧開口
128A2‧‧‧開口
128A3‧‧‧開口
130‧‧‧平坦層
130A1‧‧‧開口
130A2‧‧‧開口
130A3‧‧‧開口
130A4‧‧‧開口
130S1‧‧‧第三側
130S2‧‧‧第四側
132‧‧‧共同電極
134‧‧‧第二絕緣層
134S‧‧‧上表面
134A1‧‧‧開口
134A2‧‧‧開口
134A3‧‧‧開口
136‧‧‧驅動元件
138‧‧‧第三絕緣層
138A1‧‧‧開口
138A2‧‧‧開口
138A3‧‧‧開口
138A4‧‧‧開口
140‧‧‧第二基板
142‧‧‧顯示介質
144‧‧‧基板
146‧‧‧遮光層
146E1‧‧‧邊緣
146E2‧‧‧邊緣
148‧‧‧彩色濾光層
150‧‧‧保護層
300‧‧‧顯示裝置
400‧‧‧顯示裝置
500‧‧‧顯示裝置
600‧‧‧顯示裝置
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
D3‧‧‧第三距離
D4‧‧‧第四距離
1B-1B’‧‧‧線段
1C-1C’‧‧‧線段
1D-1D’‧‧‧線段
3B-3B’‧‧‧線段
3C-3C’‧‧‧線段
3D-3D’‧‧‧線段
4B-4B’‧‧‧線段
4C-4C’‧‧‧線段
5B-5B’‧‧‧線段
6B-6B’‧‧‧線段
6C-6C’‧‧‧線段
A1‧‧‧方向
A2‧‧‧方向
第1A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第1B圖係沿著第1A圖之線段1B-1B’所繪製之剖面圖。
第1C圖係沿著第1A圖之線段1C-1C’所繪製之剖面圖。
第1D圖係沿著第1A圖之線段1D-1D’所繪製之剖面圖。
第2圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第3A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第3B圖係沿著第3A圖之線段3B-3B’所繪製之剖面圖。
第3C圖係沿著第3A圖之線段3C-3C’所繪製之剖面圖。
第3D圖係沿著第3A圖之線段3D-3D’所繪製之剖面圖。
第4A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第4B圖係沿著第4A圖之線段4B-4B’所繪製之剖面圖。
第4C圖係沿著第4A圖之線段4C-4C’所繪製之剖面圖。
第5A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第5B圖係沿著第5A圖之線段5B-5B’所繪製之剖面圖。
第6A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置之上視圖。
第6B圖係沿著第6A圖之線段6B-6B’所繪製之剖面圖。
第6C圖係沿著第6A圖之線段6C-6C’所繪製之剖面圖。
以下針對本揭露之顯示裝置作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單清楚描述本揭露。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸之情形。或者，亦可能間隔有一或更多其它材料層之情形，在此情形中，第一材料層與第二材料層之間可能不直接接觸。
必需了解的是，圖式之元件或裝置可以此技術人士所熟知之各種形式存在。此外，當某層在其它層或基板「上」時，有可能是指「直接」在其它層或基板上，或指某層在其它層或基板上，或指其它層或基板之間夾設其它層。
此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」，以描述圖式的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是，如果將圖式的裝置翻轉使 其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。
在此，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。
能理解的是，雖然在此可使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來敘述各種元件、組成成分、區域、層、及/或部分，這些元件、組成成分、區域、層、及/或部分不應被這些用語限定，且這些用語僅是用來區別不同的元件、組成成分、區域、層、及/或部分。因此，以下討論的一第一元件、組成成分、區域、層、及/或部分可在不偏離本揭露之教示的情況下被稱為一第二元件、組成成分、區域、層、及/或部分。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。
本揭露實施例可配合圖式一併理解，本揭露之圖式亦被視為揭露說明之一部分。需了解的是，本揭露之圖式並未以實際裝置及元件之比例繪示。在圖式中可能誇大實施例的形狀與厚度以便清楚表現出本揭露之特徵。此外，圖式中之結構及裝置 係以示意之方式繪示，以便清楚表現出本揭露之特徵。
在本揭露中，相對性的用語例如「下」、「上」、「水平」、「垂直」、「之下」、「之上」、「頂部」、「底部」等等應被理解為該段以及相關圖式中所繪示的方位。此相對性的用語僅是為了方便說明之用，其並不代表其所敘述之裝置需以特定方位來製造或運作。而關於接合、連接之用語例如「連接」、「互連」等，除非特別定義，否則可指兩個結構係直接接觸，或者亦可指兩個結構並非直接接觸，其中有其它結構設於此兩個結構之間。且此關於接合、連接之用語亦可包括兩個結構都可移動，或者兩個結構都固定之情況。
應注意的是，在後文中「基板」一詞可包括透明基板上已形成的元件與覆蓋在基板上的各種膜層，其上方可以已形成任何所需的電晶體元件，不過此處為了簡化圖式，僅以平整的基板表示之。此外，「基板表面」係包括透明基板上最上方且暴露之膜層，例如一絕緣層及/或金屬線。
顯示裝置之儲存電容係指裝置之畫素電極與共同電極之間的電容。當顯示裝置之解析度越高時，其畫素的尺寸越小。此時若儲存電容太小，則於畫素進入電荷保持(holding)狀態時，會因為電晶體之微小漏電流而造成畫素電壓(或液晶夾壓)的改變，導致畫面亮度產生變化，形成畫面閃爍。此外，儲存電容過小也會導致畫素的電容耦合效應過大，易有畫面品質不良之風險，也會產生畫面閃爍。
因此，由於顯示裝置之觸控訊號線係與共同電極電性連接，故此觸控訊號線亦可視為共同電極之延伸。因此，本揭 露實施例藉由將此觸控訊號線與畫素電極重疊，可提升顯示裝置之儲存電容，降低畫面品質不良之風險。
首先，參見第1A圖，該圖係本揭露一些實施例之顯示裝置100之陣列基板102的上視圖。如第1A圖所示，陣列基板102包括沿第一方向A1延伸之掃描線(閘極線)104，以及與此掃描線104交會之資料線106。易言之，此閘極線104係沿著方向A1延伸，而大抵垂直或正交(orthogonal)此掃描線(閘極線)延伸方向A1之方向係為方向A2。此外，陣列基板102更包括對應每一個次畫素108設置之電晶體110。
上述顯示裝置100可為觸控液晶顯示器，例如為薄膜電晶體液晶顯示器。或者，此液晶顯示器可為扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型液晶顯示器、超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)型液晶顯示器、雙層超扭轉向列(Double layer Super Twisted Nematic,DSTN)型液晶顯示器、垂直配向(Vertical Alignment,VA)型液晶顯示器、水平電場效應(In-Plane Switching,IPS)型液晶顯示器、膽固醇(Cholesteric)型液晶顯示器、藍相(Blue Phase)型液晶顯示器、邊際電場效應(FFS)型液晶顯示器、或其它任何適合之液晶顯示器。
上述陣列基板102可包括電晶體基板。上述資料線106係透過電晶體110提供訊號至次畫素108，而此掃描線(閘極線)104係透過電晶體110提供掃描脈衝訊號至次畫素108，並配合上述訊號一同控制次畫素108。
上述電晶體110包括源極電極112、汲極電極114、設於源極電極112與汲極電極114之間的半導體層116、以及閘極電極 118。此閘極電極118可自掃描線104延第二方向A2延伸而出，而此源極電極112則可為資料線106之一部分。
此外，陣列基板102更包括一導電層120。在一些實施例中，導電層為一觸控訊號線120，此觸控訊號線120大抵與上述資料線106重疊設置，且與顯示裝置100之共同電極(未繪示於第1A圖，可參見後續第1B-1D圖)電性連接。此外，陣列基板102更包括畫素電極122，此畫素電極122可電性連接電晶體110之汲極電極114。
需注意的是，為清楚描述本揭露實施例，上述第1A圖中並未繪示後續之共同電極。
此外，如第1A圖所示，觸控訊號線120係與畫素電極122至少部分重疊。由於顯示裝置之觸控訊號線120係與共同電極電性連接，故此觸控訊號線120亦可視為共同電極之延伸。因此，本揭露實施例藉由將此觸控訊號線120與畫素電極122至少部分重疊，可提升顯示裝置100中畫素電極122與共同電極之間的儲存電容，故可降低畫面品質不良之風險。
第1B-1D圖係本揭露實施例之顯示裝置100之剖面圖，第1B圖係沿著如第1A圖之線段1B-1B’所繪製之剖面圖，第1C圖係沿著第1A圖之線段1C-1C’所繪製之剖面圖，第1D圖係沿著第1A圖之線段1D-1D’所繪製之剖面圖。如第1C圖所示，陣列基板102可包括一第一基板124，此第一基板124可包括透明基板，例如為玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板或其它任何適合之基板。電晶體110係設於第一基板124上。電晶體110例如可為薄膜電晶體，且可包括設於此第一基板124上之閘極電極118，以及設於閘極電極118 及第一基板124上之閘極介電層126。
此閘極電極118可為非晶矽、複晶矽、一或多種金屬、金屬氮化物、導電金屬氧化物、或上述之組合。上述金屬可包括但不限於鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鈦(titanium)、鉭(tantalum)、鉑(platinum)或鉿(hafnium)。上述金屬氮化物可包括但不限於氮化鉬(molybdenum nitride)、氮化鎢(tungsten nitride)、氮化鈦(titanium nitride)以及氮化鉭(tantalum nitride)。上述導電金屬氧化物可包括但不限於釕金屬氧化物(ruthenium oxide)以及銦錫金屬氧化物(indium tin oxide)。此閘極電極118可藉由前述之化學氣相沉積法(CVD)、濺鍍法、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、或其它任何適合的沈積方式形成，例如，在一實施例中，可用低壓化學氣相沈積法(LPCVD)在525~650℃之間沈積而製得非晶矽導電材料層或複晶矽導電材料層，其厚度範圍可為約1000Å至約10000Å。
此閘極介電層126可為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、高介電常數(high-k)介電材料、或其它任何適合之介電材料、或上述之組合。此高介電常數(high-k)介電材料之材料可為金屬氧化物、金屬氮化物、金屬矽化物、過渡金屬氧化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬矽化物、金屬的氮氧化物、金屬鋁酸鹽、鋯矽酸鹽、鋯鋁酸鹽。例如，此高介電常數(high-k)介電材料可為LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta2O5、Y2O3、SrTiO3(STO)、BaTiO3(BTO)、BaZrO、HfO2、HfO3、HfZrO、HfLaO、HfSiO、HfSiON、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、HfTaTiO、HfAlON、(Ba,Sr)TiO3(BST)、Al2O3、其它適當材料之其它高介電常數介電材料、或 上述組合。此閘極介電層126可藉由化學氣相沉積法(CVD)或旋轉塗佈法形成，此化學氣相沉積法例如可為低壓化學氣相沉積法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低溫化學氣相沉積法(low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升溫化學氣相沉積法(rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、電漿輔助化學氣相沉積法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子層化學氣相沉積法之原子層沉積法(atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。
電晶體110更包括設於閘極介電層126上之半導體層116，此半導體層116與閘極電極118重疊，且上述源極電極112與汲極電極114係分別設於半導體層116之兩側，且分別與半導體層116兩側部分重疊。
此半導體層116可包括元素半導體，包括矽、錯(germanium)；化合物半導體，包括氮化鎵(gallium nitride，GaN)、碳化矽(silicon carbide)、砷化鎵(gallium arsenide)、磷化鎵(gallium phosphide)、磷化銦(indium phosphide)、砷化銦(indium arsenide)及/或銻化銦(indium antimonide)；合金半導體，包括矽鍺合金(SiGe)、磷砷鎵合金(GaAsP)、砷鋁銦合金(AlInAs)、砷鋁鎵合金(AlGaAs)、砷銦鎵合金(GaInAs)、磷銦鎵合金(GaInP)及/或磷砷銦鎵合金(GaInAsP)或上述材料之組合。
上述源極電極112與汲極電極114之材料可包括銅、鋁、鉬、鎢、金、鉻、鎳、鉑、鈦、銥、銠、上述之合金、上述 之組合或其它導電性佳的金屬材料，例如可為鉬鋁鉬(Mo/Al/Mo)或鈦鋁鈦(Ti/Al/Ti)之三層結構。於其它實施例中，上述源極電極112與汲極電極114之材料可為一非金屬材料，只要使用之材料具有導電性即可。此源極電極112與汲極電極114之材料可藉由前述之化學氣相沉積法(CVD)、濺鍍法、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、或其它任何適合的沉積方式形成。在一些實施例中，上述源極電極112與汲極電極114之材料可相同，且可藉由同一道沈積步驟形成。然而，在其它實施例中，上述源極電極112與汲極電極114亦可藉由不同之沈積步驟形成，且其材料可彼此不同。
繼續參見第1B圖，陣列基板102更包括覆蓋電晶體110與閘極介電層126且設於第一基板124上之第一絕緣層128。易言之，此第一絕緣層128設於電晶體110上。此第一絕緣層128可為氮化矽、二氧化矽、或氮氧化矽。第一絕緣層128可藉由化學氣相沉積法(CVD)或旋轉塗佈法形成，此化學氣相沉積法例如可為低壓化學氣相沉積法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低溫化學氣相沉積法(low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升溫化學氣相沉積法(rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、電漿輔助化學氣相沉積法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子層化學氣相沉積法之原子層沉積法(atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。
接著，此第一絕緣層128上可選擇性設有平坦層130，此平坦層130亦可為絕緣層。此平坦層130之材質可為有機之絕緣材料(光感性樹脂)或無機之絕緣材料(氮化矽、氧化矽、 氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁、或上述材質之組合)。此外，此平坦層130係設於第一絕緣層128與後續之第二絕緣層之間。在本揭露一些實施例中，可藉由兩次蝕刻步驟分別蝕刻上述平坦層130與第一絕緣層128，以形成平坦層130中的開口130A1與第一絕緣層128中的開口128A1。
參見第1B-1D圖，陣列基板102更包括設於平坦層130上(或第一絕緣層128上)之共同電極132。此共同電極132可包括透明導電材料，例如為銦錫氧化物(ITO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化銻鋅(AZO)、上述之組合或其它任何適合之透明導電氧化物材料。
繼續參見第1B-1D圖，顯示裝置100更包括設於平坦層130上(或第一絕緣層128上)且覆蓋共同電極132之第二絕緣層134。易言之，此第二絕緣層134設於共同電極132上。此第二絕緣層134可為氮化矽、二氧化矽、或氮氧化矽。而上述平坦層130係設於第一絕緣層128與第二絕緣層134之間。參見第1D圖，此第二絕緣層134具有開口134A1，此開口134A1由第二絕緣層134之上表面134S向下延伸至共同電極132。
接著，導電層係設於第二絕緣層134上。在此實施例中，導電層可包括觸控訊號線120，此觸控訊號線120係透過上述開口134A1電性連接共同電極132。
上述觸控訊號線120之材料可包括銅、鋁、鉬、鎢、金、鉻、鎳、鉑、鈦、銥、銠、上述之合金、上述之組合或其它導電性佳的金屬材料，例如可為鉬鋁鉬(Mo/Al/Mo)或鈦鋁鈦 (Ti/Al/Ti)之三層結構。於其它實施例中，上述觸控訊號線120之材料可為一非金屬材料，只要使用之材料具有導電性即可。此觸控訊號線120之材料可藉由前述之化學氣相沉積法(CVD)、濺鍍法、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、或其它任何適合的沉積方式形成。
此外，由於共同電極132電性連接觸控訊號線120，故此共同電極132不但是作為顯示裝置的共同電極，亦是作為觸控時的感測電極，其觸控的驅動方式可為自電容驅動方式(self-capacitive type)。
詳細而言，參見第2圖，該圖係本揭露一些實施例之顯示裝置100之陣列基板102之上視圖。如第2圖所示，共同電極132透過開口134A1電性連接觸控訊號線120，更透過觸控訊號線120電性連接至驅動元件136。此驅動元件136可單純為一觸控驅動元件136，亦可為整合顯示與觸控之驅動元件136。
繼續參見第1B-1D圖，顯示裝置100更包括設於第二絕緣層134上且覆蓋觸控訊號線120之第三絕緣層138。易言之，此第三絕緣層138設於觸控訊號線120上。此第三絕緣層138可為氮化矽、二氧化矽、或氮氧化矽。
繼續參見第1B-1D圖，顯示裝置100更包括設於第三絕緣層138上且電性連接電晶體110之畫素電極122。此畫素電極122之材料可包括透明導電材料，例如為銦錫氧化物(ITO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化銻鋅(AZO)、上述之組合或其它任何適合之透明導電氧化物材料。
此外，如第1C圖所示，陣列基板102更包括位於第二絕緣層134中的開口134A2，與位於第三絕緣層138中的開口138A1。此畫素電極122係透過開口138A1、134A2與128A1電性連接電晶體110之汲極電極114。
此外，如第1D圖所示，共同電極132與觸控訊號線120電性連接，而如第1A、1C-1D圖所示，畫素電極122與電晶體110電性連接，且與導電層120(例如，觸控訊號線120)至少部分重疊。
此外，參見第1D圖，相較於畫素電極122與共同電極132之間有兩層絕緣層(亦即第二絕緣層134與第三絕緣層138)，畫素電極122與觸控訊號線120之間僅有一層絕緣層(亦即第三絕緣層138)，故畫素電極122與觸控訊號線120之間的距離小於畫素電極122與共同電極132之間的距離。由於較小的距離可產生較大的儲存電容，故相較於畫素電極122與共同電極132，相距較近的畫素電極122與觸控訊號線120可大幅提升裝置之儲存電容，故可降低畫面品質不良之風險。例如，在本揭露一些實施例中，將畫素電極122與觸控訊號線120(亦可稱作導電層120)至少部分重疊可使儲存電容由90fF大幅提升至143fF。
應注意的是，除上述第1A-1D圖所示之實施例以外，本揭露之畫素電極與共同電極亦可以其它配置方式，如第3A-3D圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第1A-1D圖所示之實施例為限。此部分將於後文詳細說明。
應注意的是，後文中與前文相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆與前文所述相同或相似，故此部分在後文中將不再贅述。
第3A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置300之陣列基板102之上視圖。第3B圖係沿著第3A圖之線段3B-3B’所繪製之剖面圖。第3C圖係沿著第3A圖之線段3C-3C’所繪製之剖面圖。第3D圖係沿著第3A圖之線段3D-3D’所繪製之剖面圖。如第3B-3D圖所示，顯示裝置300之畫素電極122係設於平坦層130上(或第一絕緣層128上)，此畫素電極122延伸入開口130A1與128A1中並電性連接電晶體110之汲極電極114。
繼續參見第3B-3D圖，顯示裝置300更包括設於平坦層130上(或第一絕緣層128上)且覆蓋畫素電極122之第二絕緣層134。而上述平坦層130係設於第一絕緣層128與第二絕緣層134之間。
繼續參見第3B-3D圖，觸控訊號線120(或導電層120)係設於此第二絕緣層134上。接著，顯示裝置300更包括設於第二絕緣層134上且覆蓋觸控訊號線120之第三絕緣層138。此第三絕緣層138具有露出觸控訊號線120之開口138A2，如第3D圖所示。
顯示裝置300更包括設於第三絕緣層138上且電性連接觸控訊號線120之共同電極132。詳細而言，共同電極132係設於第三絕緣層138上，並透過上述開口138A2電性連接觸控訊號線120。此外，此共同電極132不但是作為顯示裝置的共同電極，亦是作為觸控時的感測電極。
第3A-3D圖所示之實施例與前述第1A-1D圖之實施例之差別在於共同電極132係設於畫素電極122之上。此外，與前述第1A-1D圖之實施例相同之部分為，共同電極132與觸控訊號線120電性連接，而畫素電極122與電晶體110電性連接，且與觸控訊 號線120至少部分重疊，如第3A-3D圖所示。
第4A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置400之陣列基板102之上視圖。第4B圖係沿著第4A圖之線段4B-4B’所繪製之剖面圖。第4C圖係沿著第4A圖之線段4C-4C’所繪製之剖面圖。如第4A圖所示，在本揭露一些實施例中，觸控訊號線120可與電晶體110至少部分重疊。例如，觸控訊號線120可與電晶體110中的半導體層116至少部分重疊。
在傳統之顯示裝置中，係以相對第一基板設置之另一基板上的遮光層(例如後續第二基板140之遮光層146)遮蔽電晶體之半導體層。然而，為了確保此遮光層可遮蔽電晶體之半導體層，於決定此遮光層之面積時，必須考慮第一基板與此另一基板對組時的誤差，故導致此遮光層之面積較大。
相較之下，在本揭露一些實施例中，電晶體之半導體層係以觸控訊號線(亦即導電層)遮蔽，而非以另一基板上的遮光層遮蔽。由於決定此觸控訊號線之面積時，僅需考慮觸控訊號線之光罩與半導體層之光罩的對位誤差(小於第一基板與此另一基板對組時的誤差，例如可為第一基板與此另一基板對組時的誤差的0.5倍)，而不需考慮第一基板與此另一基板對組時的誤差，故此觸控訊號線(亦即導電層)之面積可較小。而由於另一基板上的遮光層不需遮蔽半導體層，故此遮光層之面積亦可較小，故可提升顯示裝置的開口率以及穿透率。
在本揭露一些實施例中，觸控訊號線120(或導電層120)可覆蓋整個半導體層116。
此外，如第4B圖所示，平坦層130具有開口130A2， 此開口130A2具有傾斜的側壁，且畫素電極122透過開口130A2與第一絕緣層128之開口128A2電性連接電晶體110。而如第4A-4B圖所示，在本揭露一些實施例中，導電層120(例如觸控訊號線120)可與平坦層130之第一開口130A2至少部分重疊。例如，觸控訊號線120可覆蓋平坦層130之第一開口130A2。
上述平坦層130之開口130A2處會因膜層表面之不平整而導致漏光，故在傳統之顯示裝置中，係以相對第一基板設置之另一基板上的遮光層(例如後續第二基板140之遮光層146)遮蔽平坦層之開口處。然而，為了確保此遮光層可遮蔽平坦層之開口處，於決定此遮光層之面積時，必須考慮第一基板與此另一基板對組時的誤差，故導致此遮光層之面積較大。
相較之下，在本揭露一些實施例中，平坦層之開口係以觸控訊號線(亦即導電層)遮蔽，而非以另一基板上的遮光層遮蔽。由於決定此觸控訊號線之面積時，僅需考慮觸控訊號線之光罩與平坦層之開口之光罩的對位誤差(小於第一基板與此另一基板對組時的誤差，例如可為第一基板與此另一基板對組時的誤差的0.5倍)，而不需考慮第一基板與此另一基板對組時的誤差，故此觸控訊號線(亦即導電層)之面積可較小。而由於另一基板上的遮光層不需遮蔽平坦層之開口，故此遮光層之面積亦可較小，故可提升顯示裝置的開口率以及穿透率。
在本揭露一些實施例中，觸控訊號線120(亦即導電層120)可覆蓋整個平坦層130之開口130A2。
繼續參見第4A圖，半導體層116具有第一側116S1與第二側116S2，且第一側116S1與第二側116S2互為相反側。第一 側116S1與觸控訊號線120(亦即導電層120)之邊緣120E(例如邊緣120E1)之最短距離為第一距離D1，第二側116S2與觸控訊號線120(亦即導電層120)之邊緣120E(例如邊緣120E2)之最短距離為第二距離D2。
此外，開口130A2具有第三側130S1與第四側130S2，且第三側130S1與第四側130S2互為相反側。第三側130S1與觸控訊號線120(亦即導電層120)之邊緣120E(例如邊緣120E3)之最短距離為第三距離D3，第四側130S2與觸控訊號線120(亦即導電層120)之邊緣120E(例如邊緣120E4)之最短距離為第四距離D4。此第三距離D3可大於第一距離D1與第二距離D2，第四距離D4可大於第一距離D1與第二距離D2。
此外，上述半導體層116之第一側116S1與第二側116S2為半導體層116沿閘極線延伸方向A1延伸之側邊。上述開口130A2之第三側130S1與第四側130S2為開口130A2沿閘極線延伸方向A1延伸之側邊。且上述最短距離係指沿A2方向上之最短距離。易言之，上述第一、第二、第三、第四距離為沿相同方向延伸的距離。
第4A圖係以第4B圖之開口130A2之底部邊緣為準繪製其開口130A2之側邊。依據一些實施例，事實上，開口130A2之側邊可為第4B圖所示之傾斜側邊，亦即，開口130A2係由底部往頂部而擴大。因此，開口130A2之頂部會略大於第4A圖所繪之側邊，故觸控訊號線120(亦即導電層120)需較大之面積以遮蔽開口130A2，亦即需較大之第三距離D3與第四距離D4。
然而，由於第4A圖之半導體層116之側邊即為第4B 圖之半導體層116之側邊，通常並無上述傾斜側邊之問題，故觸控訊號線120(亦即導電層120)可不需較大之面積即可遮蔽半導體層116。因此，依據一些實施例，第三距離D3可大於第一距離D1與第二距離D2，且第四距離D4可大於第一距離D1與第二距離D2。
依據一些實施例，第四距離D4可大於或等於第三距離D3。例如，在本揭露一些實施例中，如第4A圖所示，第四距離D4大於第三距離D3。然而，應注意的是，除上述第4A圖所示之實施例以外，本揭露之第四距離D4亦可等於第三距離D3。
此外，如第4C圖所示，共同電極132係透過開口138A3電性連接觸控訊號線120(亦即導電層120)，此開口138A3係位於第二絕緣層134及/或第三絕緣層138中。例如，在此實施例中，此開口138A3係位於第三絕緣層138中。此外，如第4B圖所示，畫素電極122電性連接電晶體110。
此外，在本揭露一些實施例中，如第4A圖所示，第二開口138A3不與第一開口130A2重疊。
繼續參見第4B-4C圖，顯示裝置300更包括相對陣列基板102設置之第二基板140以及設於陣列基板102與第二基板140之間的顯示介質142。
在一些實施例中，第二基板140為彩色濾光層基板。詳細而言，作為彩色濾光層基板之第二基板140可包括一基板144、設於此基板144上之遮光層146、設於此遮光層146上之彩色濾光層148、以及覆蓋遮光層146與彩色濾光層148之保護層150。
上述基板144可包括透明基板，例如可為玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板或其它任何適合之透明基板，上述遮光層146 可包括黑色光阻、黑色印刷油墨、黑色樹脂。而上述彩色濾光層148可包括紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、或其它任何適合之彩色濾光層。
在本揭露一些實施例中，顯示介質142可為液晶材料，此液晶材料可包括向列型液晶(nematic)、層列型液晶(smectic)、膽固醇液晶(cholesteric)、藍相液晶(Blue phase)或其它任何適合之液晶材料。
此外，在本揭露一些實施例中，參見第4A圖，遮光層146之邊緣可與觸控訊號線120(亦即導電層120)之邊緣對齊。例如，在本揭露一些實施例中，遮光層146之邊緣146E1可對齊導電層120之邊緣120E3，而遮光層146之邊緣146E2可對齊導電層120之邊緣120E4。
應注意的是，雖然第4A-4C圖所示之實施例之開口第二138A3不與第一開口130A2重疊，然而在其它實施例中，本揭露之開口138A3亦可與開口130A2重疊，如第5A-5B圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第4A-4C圖所示之實施例為限。此部分將於後文詳細說明。
第5A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置500之陣列基板102之上視圖。第5B圖係沿著第5A圖之線段5B-5B’所繪製之剖面圖。第5A-5B圖所示之實施例與前述第4A-4C圖之實施例之差別在於第三絕緣層138之第二開口138A4與平坦層130之第一開口130A3至少部分重疊。共同電極132透過第二開口138A4電性連接觸控訊號線120，而畫素電極122透過第一開口130A3電性連接電晶體110。
應注意的是，除上述第4A-5B圖所示之實施例以外，本揭露之畫素電極與共同電極亦可以其它配置方式，如第6A-6C圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第4A-5B圖所示之實施例為限。此部分將於後文詳細說明。
第6A圖係本揭露一些實施例之顯示裝置600之陣列基板102之上視圖。第6B圖係沿著第6A圖之線段6B-6B’所繪製之剖面圖。第6C圖係沿著第6A圖之線段6C-6C’所繪製之剖面圖。第6A-6C圖所示之實施例與前述第4A-5B圖之實施例之差別在於畫素電極122係設於共同電極132之上。且導電層120包括一第一部分120A與一第二部分120B。第一部分120A為觸控訊號線，第二部分120B為一導電遮蔽層。
詳細而言，參見第6A圖，導電層120之觸控訊號線120A與導電遮蔽層120B彼此電性絕緣，且觸控訊號線120A係覆蓋半導體層116，而導電遮蔽層120B覆蓋第一開口130A4。
如第6B圖所示，導電層120之導電遮蔽層120B電性連接畫素電極122，且畫素電極122透過此導電遮蔽層120B及第一絕緣層128之開口128A3電性連接電晶體110。
而如第6C圖所示，導電層120之觸控訊號線120A透過第二絕緣層134之第二開口134A3電性連接共同電極132，且此第二開口134A3位於第二絕緣層134中。
綜上所述，本揭露實施例藉由將觸控訊號線與畫素電極至少部分重疊，可提升顯示裝置之儲存電容，降低畫面品質不良之風險。此外，在本揭露一些實施例中，電晶體之半導體層及平坦層之開口係以觸控訊號線(亦即導電層)遮蔽，而非以另 一基板上的遮光層遮蔽，故可縮小遮光層之面積，並可提升顯示裝置的開口率以及穿透率。
此外，應注意的是，熟習本技術領域之人士均深知，本揭露所述之汲極與源極可互換，因其定義係與本身所連接的電壓位準有關。
值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件參數、以及元件形狀皆非為本揭露之限制條件。此技術領域中具有通常知識者可以根據不同需要調整這些設定值。另外，本揭露之顯示裝置及其製造方法並不僅限於第1A-6C圖所圖示之狀態。本揭露可以僅包括第1A-6C圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本揭露之顯示裝置及其製造方法中。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
100‧‧‧顯示裝置
102‧‧‧陣列基板
104‧‧‧閘極線
106‧‧‧資料線
108‧‧‧次畫素
110‧‧‧電晶體
112‧‧‧源極電極
114‧‧‧汲極電極
116‧‧‧半導體層
118‧‧‧閘極電極
120‧‧‧導電層
122‧‧‧畫素電極
128A1‧‧‧開口
130A1‧‧‧開口
134A1‧‧‧開口
1B-1B’‧‧‧線段
1C-1C’‧‧‧線段
1D-1D’‧‧‧線段
A1‧‧‧方向
A2‧‧‧方向

Claims (14)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一電晶體，設於該第一基板上；一第一絕緣層，設於該電晶體上；一第一電極，設於該第一絕緣層上；一第二絕緣層，設於該第一電極上；一導電層，設於該第二絕緣層上，該導電層包括一觸控訊號線；一第三絕緣層，設於該導電層上；及一第二電極，設於該第三絕緣層上，其中該第一電極與該第二電極的其中之一與該觸控訊號線電性連接，其中該第一電極與該第二電極的另一者與該電晶體電性連接，且與該導電層至少部分重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極與該觸控訊號線電性連接，其中該第二電極與該電晶體電性連接且與該導電層至少部分重疊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極與該電晶體電性連接且與該導電層至少部分重疊，其中該第二電極與該觸控訊號線電性連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該導電 層與該電晶體至少部分重疊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示裝置，其中該電晶體更包括一半導體層，該導電層和該電晶體之重疊部分包括該半導體層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，更包括：一平坦層，設於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間，且該平坦層具有一第一開口，其中該第一電極或該第二電極係透過該第一開口與該電晶體電性連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中該導電層與該第一開口至少部分重疊。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該半導體層具有一第一側與一第二側，且該第一側與該第二側互為相反側，其中該第一側與該導電層之邊緣之最短距離為一第一距離，該第二側與該導電層之邊緣之最短距離為一第二距離，其中該第一開口具有一第三側與一第四側，且該第三側與該第四側互為相反側，其中該第三側與該導電層之邊緣之最短距離為一第三距離，第四側與該導電層之邊緣之最短距離為一第四距離，其中該第一、第二、第三、第四距離，係為沿一相同方向延伸的距離，其中該第三距離大於該第一距離與該第二距離，該第四距離大於該第一距離與該第二距離。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中該第二絕緣層或該第三絕緣層具有一第二開口，其中該第一電極與該第二電極的其中之一係透過該第二開口電性連接該觸控訊號線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該第二開口不與該第一開口重疊。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該第二開口與該第一開口至少部分重疊。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該導電層更包括一導電遮蔽部，且該觸控訊號線與該導電遮蔽部彼此電性絕緣，其中該觸控訊號線覆蓋該半導體層，該導電遮蔽部覆蓋該第一開口。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控顯示裝置，其中該第二開口位於該第二絕緣層中，其中該觸控訊號線透過該第二開口電性連接該第一電極，其中該導電遮蔽部電性連接該第二電極。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包括：一第二基板，相對該第一基板設置；以及一顯示介質，設於該第一基板與該第二基板之間。
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