一种镜面显示基板、及其制造方法和液晶镜面显示基板

摘要

本发明提供一种镜面显示基板、及其制造方法和液晶镜面显示基板，使用时，TFT基板位于使用者一侧，所述TFT基板包括：底部基板；触摸电路装置；绝缘层；阵列电路装置，所述触摸电路装置包括：第一导电层；第一绝缘层；第二导电层；第二绝缘层；设置第三导电层。本发明通过在TFT基板上形成触摸电路装置，使用时将TFT侧向上，具有如下优点：将触摸电路装置设计为在TFT侧，与成熟的TFT成膜工艺结合，简单可靠，本发明选择对TFT侧固有的金属反光进行消光处理，形成与CF侧相当的显示效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容式内置触摸屏，尤其涉及一种内置触摸的一种镜面显示 基板、及其制造方法和液晶镜面显示基板。

背景技术

现有电气和电子设备采用了以下5种类型的触摸屏技术：电阻式、表面电容 式、投射电容式、表面声波式和红外线式，其中前三种适合用于移动设备和消费 电子产品，后两种技术生成的触摸屏有的太昂贵有的体积太大，因此不适合上述 应用。采用以上任何一种触摸屏技术的系统都由一个感应装置、它与电子控制电 路的互连装置和控制电路本身构成。

镜面显示是最近才出现的一种新型显示设备，这种新型设备的结构是一台智 能平板搭配一面半反半透的镜面，它可以在你用镜子的同时也可以从镜面中看到 今天的天气情况或者体重等等信息。目前还没有商用的产品的出现，但是我们从 它的新意上可以看出，它的市场前景是光明的。

目前市场上出现了一些半反半透手机贴膜，这种贴膜可以让手机成为一面镜 子，同时又可以显示画面。其原理与镜面显示器原理相同。

索尼最新发表的智能手机Xperia sola(MT27i)引入了全新的Magic floating touch(悬浮触摸)技术，它可以让用户手指在不接触手机的情况下对屏幕进行触 摸操作。不过这项技术还处在试验阶段，暂时只有Xperia sola内置的浏览器和 动态桌面支持该技术，用户可以不接触屏幕而进行网页的浏览，或与桌面互动。 之后这一技术将公开给开发者共第三方应用使用。可以预见到，将来会有更多新 奇的应用和游戏应用到这项技术。

悬浮触控是通过在一个电容触摸屏幕上，同时运行自电容和互电容来实现的。 互电容用于完成正常的触碰感应，包括多点触控，自电容用于检测悬停在上方的 手指。由于悬浮触控技术依赖于自电容，因此不可能实现悬浮多点触控。也就是 说，当进行悬浮操作时，屏幕不支持多点触控。屏幕只能在接触触碰情况下实现 多点触控。

目前镜面显示器作为一种新型显示器，由于其既可以作为显示器使用有具有 镜面反光的效果，可以给使用者带来全新的使用体验，因此也成为一些公司关注 的焦点。

但目前的镜面显示器主要还是用显示屏+镜面或者显示屏+触摸感应装置+镜 面的结构。这种结构存在以下缺点：

1、厚度大。由于采用简单的叠层结构，厚度大是显而易见的。

2、显示器亮度要求高。镜面的特点是透光率和反光率之和小于1（镜面存 在光吸收），目前为了形成优秀的镜面效果，一般反光率在90%以上，那么透光 率就在10%以下。从显示器出来的光经过镜面10%以下的透光率之后还要有优秀 的显示效果，就需要显示屏的显示亮度达到原来的10倍以上。而背光源提高10 倍以上亮度还能保证均匀性，是非常困难的事。

3、触摸功能不够完善。根据目前现有的镜面显示技术来看，触控技术采用 RF距离感应器，距离感应产生的触摸感应是一维的，只能通过距离来实现对镜 面的控制，对显示器的触摸控制单一，无法实现多种功能。

发明内容

本发明揭示一种内置触摸的液镜面显示基板、及其制造方法和液晶镜面显示 基板，本发明通过将电容式内置触控技术应用到显示面板上，减小镜面触摸屏厚 度，提高了背光源利用率，同时触控功能更加适应当下的主流，实现优秀的触控 体验。

本发明提供一种镜面显示基板，该显示基板包括：底部基板；触摸电路装置， 设置于所述底部基板之上，包括触摸端子和触摸感测电极；绝缘层，设置于所述 触摸电路装置之上；阵列电路装置，包括纵横交错的多个扫描线和多个数据线、 与相应的扫描线和相应的数据线电性连接的多个TFT器件、以及阵列端子，设置 于所述绝缘层之上，其中，所述触摸端子和阵列端子同时引出，且本镜面显示基 板的底部基板位于使用者一侧。

其中，所述触摸电路装置包括：设置于所述底部基板上的多个第一导电层； 设置于所述第一导电层上的第一绝缘层；设置于所述第一绝缘层之上的多个第二 导电层；设置于所述第二导电层之上的第二绝缘层；设置于所述第二绝缘层之上 的第三导电层。

其中，所述触摸电路装置包括：整面铺设于所述底部基板上的第一导电层、 设置于所述第一导电层之上的第一绝缘层、以及设置于所述第一绝缘层之上的第 二导电层，所述第一导电层和第二导电层为两层整面相对的电极层。

本发明提供一种液晶镜面显示基板，包括上述的镜面显示基板、CF基板、 以及夹设于镜面显示基板和CF基板之间的液晶，所述镜面显示基板为TFT基板。

本发明提供一种镜面显示基板的制造方法，其特征在于，该显示基板位于使 用者一侧，所述镜面显示基板的制造方法如下：

首先在底部基板上形成第一导电层；

在第一导电层上形成第一绝缘膜；

形成与第一导电层垂直的第二导电层；

在第二导电层上形成第二绝缘膜；

形成覆盖第一导电层与第二导电层的第三导电层；

在第三导电层上形成绝缘层，在绝缘层上开设接触孔；

形成扫描线和栅极；

在扫描线上形成绝缘保护层；

形成位于栅极上方的半导体层；

形成数据线以及源漏极，数据线位于第二导电层的上方；

形成绝缘保护层，在绝缘保护层上形成接触孔；

形成像素电极。

本发明提供一种镜面显示基板的制造方法，其特征在于，该显示基板位于使 用者一侧，所述镜面显示基板的制造方法如下：

首先在底部基板覆盖一层第一导电层；

在第一导电层上形成第一绝缘膜；

形成与第一导电层相对的第二导电层；

在第二导电层上形成绝缘层；

形成扫描线和栅极；

在扫描线上形成绝缘保护层；

形成位于栅极上方的半导体层；

形成的数据线以及源漏极，数据线位于第二导电层的上方；

形成绝缘保护层，在绝缘保护层上形成接触孔；

形成像素电极。

本发明通过在TFT基板上形成触摸电路装置，使用时将TFT侧向上，具有如 下优点：

1.将触摸电路装置设计为在TFT侧，与成熟的TFT成膜工艺结合，简单可 靠。

2.本发明与镜面显示相结合，形成内置电容式触摸的镜面显示器。

3.本发明与悬浮触控模式相结合，就可以做到在不触碰镜面（弄脏镜面） 的情况下就可以控制镜面。

4.本发明选择对TFT侧固有的金属反光进行消光处理，形成与CF侧相当的 显示效果。

5.本发明将触摸电路装置的屏蔽电场层与阵列电路装置的像素电极层之间 形成的电容利用成存储电容，形成大存储电容的同时，提高开口率。

附图说明

图1所示为本发明的液晶显示基板的平面示意图；

图2为图1所示的液晶显示基板的TFT基板的结构示意图；

图3所示为液晶显示基板的触摸电路装置的具体结构示意图；

图4所示为图3所示的触摸电路装置的结构示意图；

图5所示为图3所示的触摸电路装置的另一结构示意图；

图6为图3所示的触摸电路装置形成触摸电容的示意图；

图7a为图3所示的触摸电路装置的第一导电层与扫描线结合的电路示意图；

图7b为图3所示的触摸电路装置的第二导电层与数据线结合的电路示意图；

图8a至图8h所示为TFT基板制造步骤示意图；

图9a为本发明第二实施例的第一导电层与扫描线结合的电路示意图；

图9b为本发明第二实施例的第二导电层与数据线结合的电路示意图

图10为本发明第三实施例的液晶显示基板结构示意图；

图11为本发明第三实施例的触摸电路装置的结构示意图；

图12为发明第四实施例的液晶显示基板结构示意图；

图13为发明第六实施例的液晶显示基板结构示意图；

图14为发明第七实施例的液晶显示基板结构示意图；

图15为发明第八实施例的触摸电路装置无触摸的电路示意图；

图16为发明第八实施例的触摸电路装置有触摸的电路示意图；

图17为本发明第九实施例的镜面显示基板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于 说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员 对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1至图8h是本发明的第一实施例：

图1所示为本发明液晶镜面显示基板的结构示意图，本液晶镜面显示基板包 括相对的TFT基板1和CF基板2、以及设于TFT基板1和CF基板2之间的液晶LC，所述 CF基板2上设有色阻21（如R、G、B三色），本液晶镜面显示基板在使用时将TFT 基板1位于使用者的一侧，即：背光源22从CF基板2中进入，从TFT基板1出去。

如图2，本TFT基板1内设有触摸电路装置10，TFT基板1由下至上依序包括： 底部基板30、位于底部基板30上的触摸电路装置10、位于触摸电路装置10上的绝 缘层40、位于绝缘层40上的阵列电路装置50，使用时，底部基板30位于使用者一 侧。

所述阵列电路装置50包括纵横交错的扫描线51和数据线53、分别与扫描线和 数据线电性连接的TFT器件、像素电极、公共电极以及遮光线。

由于TFT基板1本身具有镜面的功效，在TFT基板1中设置触摸电路装置10， 并将TFT基板1的底部基板30位于使用者的一侧，使本液晶镜面显示基板成为 带有触摸功能的镜面显示器。

如图3，所述触摸电路装置10由下至上依序包括：位于底部基板30上的第 一导电层11、位于第一导电层11上的第一绝缘膜12、位于第一绝缘膜12上的 第二导电层13、位于第二导电层13上的第二绝缘膜14、以及位于第二绝缘膜 14上的第三导电层15。所述第一导电层11、第二导电层13和第三导电层13均 通过磁控溅射的方法在底部基板30上形成的。

在本实施例中，如图4至图6，第一导电层11为触摸电路装置10的横向触 摸电极11，第二导电层13为触摸电路装置10的纵向触摸电极13，第一导电层 11和第二导电层13在空间上纵横交错；第三导电层15为触摸电路装置10的公 共电极层，第三导电层15为整面设置，第三导电层15其在空间上覆盖在第一导 电层11和第二导电层13上，并位于对应于阵列电路装置50的下方，该第三导 电层15与阵列电路装置50的像素电极形成的电容作为存储电容。

公共电极层分别与横向触摸电极11和纵向触摸电极13之间形成电容，当手 指或其他导电触摸液晶显示基板时，在触摸电路装置10内部产生电容，继而将 触摸电路装置10集成在TFT基板1内。

如图7a和图7b，所述第一导电层11设有第一触摸感测电极110，所述第一 触摸感测电极110引出第一触摸端子111；所述第二导电层13设有第二触摸感 测电极130，所述第二触摸感测电极130引出第二触摸端子131；所述阵列电路 装置50设有阵列端子，所述触摸端子与相应的阵列端子同时引出，实现触摸电 路装置10与阵列电路装置50具有相同的电位。

所述阵列端子包括第一阵列端子510和第二阵列端子530，所述第一阵列端 子510由扫描线51上引出的，所述第二阵列端子530由数据线53上引出的；其 中，所述第一阵列端子510与第一触摸端子110均通过接触孔（图未示）连接至 栅极驱动器60（即：所述第一阵列端子510与第一触摸端子110同时引出并连 接至栅极驱动器60），所述第二阵列端子530与第二触摸端子130均通过接触孔 （图未示）连接至数据驱动器70（即：所述第二阵列端子530与第二触摸端子 130同时引出并连接至数据驱动器70），且，所述第一阵列端子510、第二阵列 端子530、第一触摸端子110、第二触摸端子130均是同时引出的。

由于第一阵列端子510与第一触摸端子110均通过接触孔位于栅极驱动器 60的一侧，所述第二阵列端子530与第二触摸端子130均通过接触孔（图未示） 位于数据驱动器70的一侧，从而实现触摸电路装置10与阵列电路装置50具有 相同的电位。

在本实施例中，相邻的多个第一触摸感测电极110共同引出一第一触摸端子 111，相邻的多个第二触摸感测电极130共同引出一第二触摸端子131，图7a和 图7b的第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极130均是每三个感测电极引 出一个触摸端子。

由于触摸电路装置10的第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极130都 非常薄和细，故需要将相邻的多个第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极 130组成一个触摸电阻。

本实施例中，所述第一导电层11、第二导电层13由反光的材料制成（如Al、 Mo、Ti等）或由透光的材料制成（如Al、Ag等）；第三导电层15由透光材料制 成，如ITO或膜厚小于50nm的Al或Ag等材料。

所述第一导电层11的宽度不小于所述阵列电路装置50的扫描线的宽度，所 述第二导电层13的宽度不小于所述阵列电路装置50的数据线宽度，可以使得阵 列电路装置50的金属走线不能遮住第一导电层11和第二导电层13，从而第一 导电层11和第二导电层13反光。

本实施例中形成的内置电容式触摸屏由于第一导电层11和第二导电层13 具有反光特性，控制所述第一导电层、第二导电层的走线形状或者膜厚，可以调 整反光效率，从而形成特定透过率的镜面显示器。

由于触摸电路装置10位于TFT基板1内，故本液晶镜面显示基板使用时，如图 1，需将TFT基板1侧朝上，CF基板2侧朝下，即：背光源22位于CF基板2的下方， 背光源22依序通过CF基板2、液晶LC、TFT基板1的阵列电路装置50、TFT基板1的 触摸电路装置10、底部基板30射出。

图8a至图8h为本TFT基板1的制造过程：

步骤一：如图8a，首先在底部基板30上形成第一导电层11，即：形成横向触 摸电极。

步骤二：在第一导电层11上形成第一绝缘膜12。

步骤三：如图8b，形成与第一导电层11垂直的第二导电层13，即：形成纵向 触摸电极。

步骤四：在第二导电层13上形成第二绝缘膜14。

步骤五：如图8c，形成覆盖第一导电层11与第二导电层13的第三导电层 15，即：形成公共电极层。

步骤六：在第三导电层15上形成绝缘层40，在绝缘层40上开设接触孔。

步骤七：如图8d，形成阵列电路装置50的扫描线51和栅极，该扫描线51位于 第三导电层15的上方，且通过绝缘层40上的接触孔将COM电位送到触摸电路装置 10的第三导电层15上。

步骤八：在扫描线51上形成绝缘保护层。

步骤九：如图8e，形成位于栅极上方的硅岛52，即形成半导体层52。

步骤十：如图8f，形成阵列电路装置50的数据线53以及源漏极54、55，数据 线53位于第二导电层13的上方。

步骤十一：如图8g，形成绝缘保护层（图未示），在位于漏极55上方的绝缘 保护层上形成接触孔56。

步骤十二：如图8h，形成通过接触孔56与漏极55连接的像素电极57。

上述只是简述本TFT基板1的制造步骤，其他包括本步骤一至步骤十二的，都 属于本TFT基板1的保护范畴。

本发明通过在TFT基板上形成触摸电路装置，使用时将TFT侧向上，具有如 下优点：

1.将触摸电路装置设计为在TFT侧，与成熟的TFT成膜工艺结合，简单可 靠。

2.本发明与镜面显示相结合，形成内置电容式触摸的镜面显示器。

3.本发明与悬浮触控模式相结合，就可以做到在不触碰镜面（弄脏镜面） 的情况下就可以控制镜面。

4.本发明选择对TFT侧固有的金属反光进行消光处理，形成与CF侧相当的 显示效果。

5.本发明将触摸电路装置的屏蔽电场层与阵列电路装置的像素电极层之间 形成的电容利用成存储电容，形成大存储电容的同时，提高开口率。

图9a和图9b是本发明的第二实施例的示意图，与上述第一实施例区别点为： 每一第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极130分别引出一相应的触摸端 子。

由于触摸电路装置10的第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极130都 非常粗和厚，故只需一第一触摸感测电极110引出一第一触摸端子111，一第二 触摸感测电极130引出一第二触摸端子131。

图10是本发明的第三实施例的示意图，由于第一导电层11、第二导电层13 位于所述阵列电路装置的扫描线51和数据线53的下方，所述第一导电层11和 第二导电层13宽度不小于所述阵列电路装置中遮光线（图未示）、扫描线51或 数据线53走线宽度（图9中第一导电层11和第二导电层13宽度大于所述阵列 电路装置中金属走线的宽度），本第三实施例与上述第一实施例不同的是：第一 导电层11、第二导电层13均由黑色不反光材料制成，如Cr、Cr/CrOx双层金属 等；第三导电层15为透光材料制成，如ITO等。

一方面，由于第一导电层11和第二导电层13为黑色，其特性为使得TFT侧不 反光；另一方，第一导电层11和第二导电层13宽度不小于所述阵列电路装置中遮 光线（图未示）、扫描线51或数据线53走线宽度，这样可以使得横向触摸走线（第 一导电层11）与纵向触摸走线（第一导电层13）的宽度控制在可以遮住阵列电路 装置40的金属走线反射光的程度，形成了与CF基板2的BM相同的效果。

图11和图12是本发明的第四实施例的示意图，本第四实施例与上述第一实施 例区别的是：触摸电路装置10由两层整面相对的电极层构成，形成表面电容式触 摸屏，在本第四实施例中，所述触摸电路装置10由下至上依序包括：位于底部基 板30上的第一导电层11’、位于第一导电层11’上的第一绝缘膜12’、位于第一 绝缘膜12’上的第二导电层13’。

在本第四实施例中，第一导电层11’、第二导电层13’均为整面平铺于底部 基板30上，第一导电层11’、第二导电层13’没有设置镂空设计；所述第一导 电层11’和第二导电层13’均由ITO等可透光材料形成、或者第一导电层11’ 材料为可透光材料制成，如如膜厚小于50nm的Al或Ag等；第二导电层13’为 透光材料制成，如ITO等。

以下为本TFT基板1的制造过程（同时可参阅图8d至图8h）：

步骤一：首先在底部基板30上整面平铺一层第一导电层11’。

步骤二：在第一导电层11’上形成第一绝缘膜12’。

步骤三：形成与第一导电层11’相对的第二导电层13’，该第二导电层13’ 也是整面平铺形成的。

步骤四：在第二导电层13’上形成绝缘层40。

步骤五：如图8d，形成阵列电路装置50的扫描线51和栅极，该扫描线51位于 第二导电层13’的上方，且通过绝缘层40上的接触孔将COM电位送到触摸电路装 置10的第二导电层13’上。

步骤六：在扫描线51上形成绝缘保护层。

步骤七：如图8e，形成位于栅极上方的硅岛52，即形成半导体层52。

步骤八：如图8f，形成阵列电路装置50的数据线53以及源漏极54、55，数据 线53位于第二导电层13的上方。

步骤九：如图8g，形成绝缘保护层（图未示），在位于漏极55上方的绝缘保 护层上形成接触孔56。

步骤十：如图8h，形成通过接触孔56与漏极55连接的像素电极57。

上述只是简述本TFT基板1的制造步骤，其他包括本步骤一至步骤十的，都属 于本TFT基板1的保护范畴。

本第四实施例中，通过形成的内置表面电容式触摸屏可利用第一导电层11’ 具有反光特性，控制所述第一导电层膜厚，可以调整反光效率，从而形成特定透 过率的镜面显示器。

本发明的第五实施例的示意图，与上述第一实施例区别的是：第一导电层 11、第二导电层13材料为反光材料制成，如Al、Mo、Ti等；第三导电层15为 可透光材料制成，如Al、Ag等，第三导电层15为薄膜金属层。

本第五实施例中形成的内置电容式触摸屏由于第一导电层11、第二导电层 13、第三导电层15具有反光特性，第三导电层15还具有透光特性，控制所述第 三导电层膜厚，可以调整反光效率，形成特定透过率的镜面显示器。

图13是本发明的第六实施例的示意图，本第六实施例与上述第一实施例区 别的是：由于本液晶显示基板使用时，TFT基板1侧朝上，CF基板2侧朝下，故 在TFT基板2的底部基板30的表面贴有圆偏光片60，圆偏光片具有对反射光的 消光效果，使得TFT侧向上时具有与CF向上时相当的显示效果。

图14是本发明的第七实施例的示意图，本第七实施例与上述第一实施例区 别的是：在触摸电路装置10上增加一层绝缘有机膜70，即在第三导电层15上 增加一层绝缘有机膜70，该有机膜70厚大于1um，再在绝缘有机膜上形成绝缘 膜40，在所述绝缘膜40上形成阵列电路装置50；或者在触摸电路装置10的第 三导电层15上形成绝缘膜40，再在绝缘膜40上形成一层绝缘有机膜70，最后 在绝缘有机膜70上形成阵列电路装置50，该绝缘有机膜70厚大于1um。

绝缘有机膜的使用增加了第三导电层15与阵列电路装置50的距离，使得第 三导电层15与阵列电路装置50之间电容减小，减小了第三导电层15与阵列电 路装置50之间的影响，提高触控灵敏度和显示驱动能力。

图15和图16是本发明的第八实施例的示意图，本第八实施例与上述第一实 施例区别的是：在所述触摸电路装置的分析IC上做一些改进，利用横向感应电 极和纵向感应电极之间的电容，在手指等靠近上述电容时会改变上述电容大小， 实现触控，此触控方式可以实现多点触控。

与此同时，如图15和图16，利用横向感应电极与手指之间的电容，在手机 等靠近或远离时，电容变化，可以实现横向的触摸感应；利用纵向触摸走线与手 指之间的电容，在手指等靠近或远离时，电容变化，可以实现纵向的触摸感应； 纵横两个方向的触摸感应交叉形成一点，即可实现触控。此触控方式由于手指和 整条触摸感应电极之间形成电容，电容较大，可以实现悬浮触控，即手指在距离 面板还有一定距离时即可实现触控。此种方式由于不需要与面板直接接触，就不 会对镜面显示形成污染，可以应用于镜面显示的悬浮触控。

图17是本发明的第九实施例的示意图，本第九实施例与上述第一实施例区 别的是：本发明镜面显示基板为OLED基板，其不需要CF基板和液晶，其他结 构域液晶的TFT基板基本相似，在此不重复叙述。