CN101067702A - 显示装置感应结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置感应结构及其制造方法，包含下列步骤：首先混合多个导电微粒至溶液中；接着定着带有该些导电微粒的溶液至第二基板的第二导电垫；随后去除溶液中的溶剂，使至少一导电微粒留于导电层上；最后于第二基板上平行设置第一基板。经由前述步骤形成的显示装置感应结构包含第一基板、第二基板以及至少一导电微粒，第一基板与第二基板分别具有多个第一导电垫与第二导电垫，其中每一第一导电垫与每一第二导电垫及至少一导电微粒共同形成多个感应区间。采用本发明可解决感光间隙材料回复率不佳所引发的问题，解决间隙材料站在感测凸缘所生的缺陷，并可省略感光间隙材料及感测凸缘的黄光显影工艺制作，降低制作成本。

Description

显示装置感应结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置感应结构及其制造方法；尤其涉及一种液晶显示装置的触控感应结构及其制造方法。

背景技术

一般触碰式面板内的感测区域(Sensor area)所需要的液晶间隙(Cellgap，约0.4um)，其要求远小于非感应区域的液晶间隙(约5um)，因此感应区域需设置有感测凸缘(protrusion)以增加触控的敏感度。感测凸缘可设在彩色滤光片(CF)或薄膜晶体管(TFT)，然而由于其工艺要求精密，因此一般都利用黄光显影工艺制作，其制作成本高。

此外，触控式平面显示装置为了避免间隙材料(Spacer)在洒布过程中散布于感测凸缘(protrusion)上造成缺陷及受压破坏，一般也采用黄光显影工艺形成感光间隙材料(photo spacer)以支撑液晶间隙。然而采用感光间隙材料的触碰式平面显示装置在经过多次的压放过程后，因其材质特性的关系，如回复率、弹性系数等，会发生永久形变而影响液晶间隙的支撑，而对平面显示装置产生显示器亮度不均匀(mura)以及电容变化(capacitance variation)。凡此种种，都不利于触控式平面显示装置的进一步应用与发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种显示装置感应结构及其制造方法，利用定点配置技术于触碰式面板液晶间隙(Cell gap)设置间隙材料(Spacer)及感测凸块(bump)以形成感测区域(Sensor area)。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置感应结构及其制造方法，利用定点配置技术将导电微粒设置于感测区域，以替代黄光显影工艺或其它工艺所形成的感测凸缘。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置感应结构及其制造方法，利用定点配置技术将弹性与回复率均较感光间隙材料(photo spacer)为佳的间隙材料定位设置于感测区域周边，以取代感光间隙材料支撑液晶间隙，既可解决感光间隙材料回复率不佳所引发的问题，也可解决间隙材料站在感测凸缘所生的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置感应结构及其制造方法，可省略感光间隙材料及感测凸缘的黄光显影工艺制作，除降低制作成本，也不须减薄玻璃来提升劲度(stiffness)得到操作灵敏性而牺牲玻璃强度。

本发明的显示装置感应结构制造方法，包含下列步骤：首先，混合多个导电微粒至溶液中；接着，定着带有该些导电微粒的溶液至第二基板，其中第二基板设有多个第二导电垫，供与该些导电微粒中的该些第二导电垫耦接；随后，去除溶液中的溶剂，使至少一导电微粒留于导电垫上；最后，于第一基板上平行设置第二基板，其中第二基板设有多个第一导电垫与该些第二导电垫彼此对应设置，使每一第一导电垫与对应的至少一导电微粒间形成间隙，每一第一导电垫与每一第二导电垫及至少一导电微粒共同形成多个感应区间。

在较佳实施例中，经由上述步骤所制成的触控式显示装置，包含第一基板、第二基板以及至少一导电微粒。其中第一基板具有多个第一导电垫，每一第一导电垫供感测自外界施加的触碰并产生相应的信号。第二基板则与第一基板彼此平行设置，其中第二基板具有多个第二导电垫，每一第二导电垫与每一第一导电垫彼此相应设置。至少一导电微粒设置于第一基板与第二基板间，且与第二导电垫耦接。耦接后的至少一导电微粒与每一第一导电垫具有间隙，每一第一导电垫与每一第二导电垫及至少一导电微粒共同形成多个感应区间。当外力压迫使第一导电垫与第二导电垫产生相向的触发位移时，导电微粒即信号导通感应区间，也即导通第一导电垫及第二导电垫以产生触发信号，或者是感测第一导电垫与第二导电垫之间的电容变化，以产生触发信号。

采用本发明利用定点配置技术于触碰式面板液晶间隙设置间隙材料及感测凸块以形成感测区域，可解决感光间隙材料回复率不佳所引发的问题，解决间隙材料站在感测凸缘所生的缺陷，并可省略感光间隙材料及感测凸缘的黄光显影工艺制作，降低制作成本。

附图说明

图1a所示为本发明显示装置感应结构的一较佳实施例；

图1b所示为本发明显示装置感应结构的一较佳实施例；

图2a所示为本发明显示装置感应结构的另一较佳实施例；

图2b所示为本发明显示装置感应结构的另一较佳实施例；

图3a所示为本发明显示装置感应结构的另一较佳实施例；

图3b所示为本发明显示装置感应结构的另一较佳实施例；

图4a所示为本发明显示装置感应结构制造方法的一较佳实施例；

图4b所示为本发明显示装置感应结构制造方法的一较佳实施例；

图5所示为本发明制造方法的实施例流程图。

其中，附图标记：

200：第一基板                     210：第一导电垫

300：第二基板                     310：第二导电垫

400：溶液                         410：导电微粒

411：间隙                         450：黏着部

470：弹性材料粒子                 490：导电材料层

500：间隙元件                     600：导电层

700：喷头

具体实施方式

本发明提供一种显示装置感应结构及其制造方法，利用定点配置技术于触控式面板液晶间隙(Cell gap)设置间隙材料(Spacer)及感测凸块(bump)以形成感测区域(Sensor area)。本发明的显示装置感应结构及其制造方法，较佳为利用定点配置技术将导电微粒设置于基板间以形成感测凸块及感测区域。应用于本发明显示装置感应结构的导电微粒，较佳包含但不限于金属微粒或镀有氧化铟锡(ITO)的微粒，也即，凡具有导电性的微粒而可于感应结构间导通者，都属于本发明所称的导电微粒。此处所言的“定点配置技术“指包含但不限于喷墨布设技术(Ink jet spacer)以及印刷布设技术(Printing spacer)。在较佳实施方式中，应用前述布设技术将可确切精准地将间隙材料及导电微粒布设于感测区域及其邻接区域。

图1a所示为本发明显示装置感应结构及其制造方法的一较佳实施例。如图1a所示，本发明的显示装置感应结构较佳包含第一基板200、第二基板300及至少一导电微粒410。此处所言的第一基板200与第二基板300，较佳是指液晶平面显示装置中用于形成彩色滤光片(CF)与薄膜晶体管(TFT)的基板而言。在图1a所示的实施例中，当第一基板200为成形彩色滤光片(CF)或其它滤光片的基板时，则第二基板300为成形薄膜晶体管(TFT)的基板；反之亦然，如图1b所示。然而在不同实施例中，薄膜晶体管与彩色滤光片也可同时形成于单一基板上，而另一基板上则仅设置有电极。如图1a的较佳实施例所示，第一基板200具有多个第一导电垫210，其中每一第一导电垫210供感测自外界或显示面施加的触碰以产生位移，并通过位移产生相应的导通或是电容变化，以产生触发信号。如图1a所示，第一导电垫210较佳包含氧化铟锡(ITO)层形成的电极。然而在不同实施例中，第一导电垫210也可由其它导电材质形成。

在如图1a所示的实施例中，第二基板300较佳与第一基板200彼此平行设置，其中第二基板300具有多个第二导电垫310，每一第二导电垫310与每一第一导电垫210彼此相应设置，以在受压时与第一导电垫210导通或接收产生自第一导电垫210的该信号。以较佳实施例而言，第二导电垫310以栅状方式排列。如图1a所示，第二导电垫310较佳包含薄膜晶体管(TFT)，薄膜晶体管上沉积有氧化铟锡(ITO)层或其它材质所形成的电极。如图1a所示，第一基板200与第二基板300间较佳另包含设置有液晶材料以形成液晶层。如图1a的较佳实施例所示，第一基板200与第二基板300间包含有至少一间隙元件500支撑设置于第一基板200与第二基板300间，以容许液晶材料充填于其间以形成液晶层。

在较佳实施例中，至少一导电微粒410设置于第一基板200与第二基板300间，且间隙元件500的直径长度大于导电微粒410。导电微粒410借溶液固化后形成粘着部450粘着固定至第二导电垫310，并与第一导电垫210间具有一间隙。此外，也可同时由多个导电微粒410组合在同一位置上而产生较大的导电面积。导电微粒410较佳为包覆有导电层的弹性塑料粒子。其中导电层的材质包含如金、银、铜、各式合金，或如氧化铟锡(ITO)等的其它导电材质。弹性塑料粒子较佳为具有高弹性、高回复力。然而在其它不同实施例中，也可使用其它类型的导电微粒410，例如使用整颗的弹性金属粒子，例如金或银等。

第一导电垫210与第二导电垫310及该至少一导电微粒410共同形成感应区间。对于电阻式感测方式，当外力压迫使第一导电垫210与第二导电垫310产生相向的触发位移时，导电微粒410即信号导通感应区间，也即导通第一导电垫210及第二导电垫310以产生触发信号。对于电容式感测方式，则是感测第一导电垫210及第二导电垫310之间的电容变化，以产生触发信号。如图1a的较佳实施例所示，第一基板200为彩色滤光片基板且包含有第一导电垫210，第二基板300为薄膜晶体管基板且包含有第二导电垫310。至少一导电微粒410设置于薄膜晶体管基板上并与形成第二导通垫310的氧化铟锡(ITO)层耦接。耦接后的导电微粒410与第一导电垫210相隔有一间隙，供以电容感应方式或电阻触碰方式感测外界的触碰而产生信号。然而在图1b所示的实施例中，第一基板200则为薄膜晶体管基板，而第二基板300为彩色滤光片基板。此时导电微粒410设置于彩色滤光片基板上并与氧化铟锡(ITO)层形成的第二导通垫310耦接。耦接后的至少一导电微粒410与薄膜晶体管基板上的第一导电垫210相隔有一间隙，供以电容感应方式或电阻碰触方式感测外界的触碰而产生信号。

如图2a及图2b的较佳实施例所示，至少一导电微粒410可设置于不具底座(base)的第二基板300，并与第二基板300上第二导电垫310上的氧化铟锡(ITO)层耦接，耦接后的至少一导电微粒410与第一导电垫210相隔有一间隙，供以电容感应方式或电阻触碰方式感测外界的触碰而产生信号。此外，如图3a及图3b的较佳实施例所示，也可于弹性材料粒子470的外层沉积氧化铟锡(ITO)层或其它导电材料层490，以形成导电微粒410，并借此导电材料层490与第二导电垫310进行耦接及结构上的连接。

在较佳实施方式中，至少一导电微粒410混合设置于溶液400中，并借溶液400固化后形成粘着部450粘着固定至第二导电垫310。如图4a所示，前述的定着方式较佳以喷墨方式将至少一导电微粒410粘着固定至第二导电垫310。接着如图4b所示，驱赶溶液400形成粘着部450以固定导电微粒410。然而在不同实施例中，前述的定着方式也包含以印刷方式将至少一导电微粒410粘着固定至第二导电垫310。前述的实施例中，较佳可利用不同大小或数量的导电微粒410以调整导电微粒410与第一导电垫210，或导电微粒410与第二导电垫310间所需的间隙大小。例如在图4b所示的实施例中，即以数个导电微粒410组合以产生较大的导电区域。此外，在导电微粒410由弹性材料微粒包覆导电材料的实施方式中，可先将高分子弹性材料微粒放到感应区间，利用不同大小或数量的弹性材料微粒调整前述所需的间隙大小后，再以氧化铟锡(ITO)层覆盖其上。

如图5所示，本发明同时提供一种触控式显示装置制造方法包含下列步骤：首先，在步骤1510中，混合多个导电微粒至溶液中。接着，在步骤1530中定着带有该些导电微粒的溶液至第二基板，其中第二基板设有多个第二导电垫，供与该些导电微粒中的至少其一耦接。以图4a所示的实施例而言，定着溶液步骤1530包含以喷墨方式将带有该些导电微粒的溶液定点固着设置于该些第二导电垫310。如图4a所示，混合有多个导电微粒410的溶液400装载于容器中，并借输送管连通至喷头，而由喷头将带有该些导电微粒410的部分溶液400固定设置于基板上。然而在其它不同实施方式中，定着步骤1530也可包含以印刷方式将带有该些导电微粒的胶体溶液定着设置于该些第二导电垫。前述的印刷步骤较佳为使用具有多个凹槽的印刷滚轮先吸附混合有导电微粒胶体溶液，再将该些导电微粒转印至该些第二导电垫上的适当位置。

随后，在步骤1550中进一步去除溶液中的溶剂，使至少一导电微粒留于第二导电垫上，且与第二导电垫电性耦接。溶剂去除步骤包含对该些第二导电垫进行烘烤，以定位该些导电微粒于该些第二导电垫上的位置。此外，溶剂去除步骤1550进一步可包含于至少一导电微粒定着于第二导电垫后，沉积氧化铟锡(ITO)层包覆至少一导电微粒。在此步骤中，也可使用弹性微粒代替导电微粒，以后续沉积的氧化铟锡层代替导电微粒表面的导电层。在步骤1570中，于第一基板上平行设置第二基板，第二基板设有多个第一导电垫与该些第二导电垫彼此对应设置，使每一第一导电垫与对应的至少一导电微粒间形成间隙。每一第一导电垫与每一第二导电垫及至少一导电微粒共同形成多个感应区间。步骤1590并进一步于第一基板与第二基板之间填充液晶材料，当然也可使用液晶滴下注入(One drop fill)技术代替，先将液晶滴在第一基板或第二基板上，然后进行第一基板与第二基板的组装。其中，当第一导电垫与第二导电垫产生相向的触发位移时，导电微粒即信号导通感应区间以产生触发信号。

在较佳实施例中，本发明的显示装置感应结构制造方法另包含于进行定着步骤1530前，于第一基板上设置呈栅状排列的该些第二导电垫，并于每一第二导电垫以及每一第一导电垫分别沉积一氧化铟锡(ITO)层以形成导电层而与导电微粒耦接。当导电微粒定着设置于基板后，本发明的制造方法较佳进一步包含于每一第二导电垫的侧边设置多个间隙元件并于其间充填液晶层，其中间隙元件的直径长度大于导电微粒。此外，为增加感应区间的灵敏性，也进一步包含于单一第二导电垫上设置多处的该些导电微粒，以达成前述的要求。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (28)

1、一种触控式显示装置制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

混合多个导电微粒至一溶液中；

定着带有该些导电微粒的该溶液至一第二基板，其中该第二基板设有多个第二导电垫，供与该些导电微粒中的至少其一耦接；

去除该溶液的溶剂，使该至少一导电微粒留于该第二导电垫上；以及

于该第二基板上平行设置一第一基板，该第一基板设有多个第一导电垫与该些第二导电垫彼此对应设置，使每一该第一导电垫与对应的至少一导电微粒间形成一间隙，其中每一第一导电垫与每一该第二导电垫及该至少一导电微粒共同形成一感应区间。

2、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，当该第一导电垫与该第二导电垫产生相向的一触发位移，该至少一导电微粒于该感应区间产生一触发信号。

3、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，还包含于该第二基板上设置呈栅状排列的该些第二导电垫。

4、根据权利要求3所示的制造方法，其特征在于，进一步包含沉积一氧化铟锡层以形成该第二导电垫。

5、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，进一步包含沉积一氧化铟锡层以形成该第一导电垫。

6、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，还包含于每一该第二导电垫的侧边设置多个间隙元件并于其间充填一液晶层，该间隙元件的直径长度大于该导电微粒。

7、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，进一步包含于单一第二导电垫上设置多处的该些导电微粒。

8、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，该定着溶液步骤进一步包含以喷墨方式将带有该些导电微粒的该溶液定着设置于该些第二导电垫。

9、根据权利要求8所示的制造方法，其特征在于，该溶剂去除步骤包含对该些第二导电垫进行烘烤，以定位该些导电微粒于该些第二导电垫上的位置。

10、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，该定着溶液步骤进一步包含以印刷方式将带有该些导电微粒的该溶液定着设置于该些第二导电垫。

11、根据权利要求10所示的制造方法，其特征在于，进一步包含使用具有多个凹槽的一印刷滚轮粘着该溶液，而将该些导电微粒转印至该些第二导电垫上。

12、根据权利要求10所示的制造方法，其特征在于，该溶剂去除步骤包含对该些第二导电垫进行烘烤，以定位该些导电微粒于该些第二导电垫上的位置。

13、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，进一步包含于该至少一导电微粒定着于该第二导电垫后，沉积一氧化铟锡层包覆该至少一导电微粒。

14、根据权利要求1所示的制造方法，其特征在于，进一步包含于该第一基板与该第二基板之间填充一液晶材料。

15、一种显示装置感应结构，其特征在于，包含：

一第一基板，具有多个第一导电垫；

一第二基板，与该第一基板彼此平行设置，该第二基板具有多个第二导电垫，每一该第二导电垫与每一该第一导电垫彼此相应设置；以及

至少一导电微粒，设置于该第一基板与该第二基板间，该导电微粒与该第二导电垫耦接，并与该第一导电垫具有一间隙；

每一该第一导电垫与每一该第二导电垫及该至少一导电微粒共同形成一感应区间，当该第一导电垫与该第二导电垫产生相向的一触发位移，该至少一导电微粒于该感应区间产生一触发信号。

16、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，还包含一液晶层设置于该第一基板与该第二基板间。

17、根据权利要求16所示的显示装置感应结构，其特征在于，另包含至少一间隙元件，支撑于该第一基板与该第二基板间以容纳该液晶层。

18、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该至少一导电微粒包含一弹性材料，该弹性材料的外层包覆有一导电材料层供与每一该第二导电垫耦接。

19、根据权利要求18所示的显示装置感应结构，其特征在于，该导电材料层包含一氧化铟锡层。

20、根据权利要求18所示的显示装置感应结构，其特征在于，该导电材料层包含一镍金材料层。

21、根据权利要求18所示的显示装置感应结构，其特征在于，该导电材料层包含一铜银材料层。

22、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该第一导电垫进一步包含一氧化铟锡层，供与该至少一导电微粒电性导通。

23、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该第二导电垫进一步包含一薄膜晶体管，供设置该至少一导电微粒并借一氧化铟锡层与该至少一导电微粒电性导通。

24、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该至少一导电微粒混合设置于一溶液中，并借该溶液粘着固定至该第一导电垫及该第二导电垫其中之一。

25、根据权利要求24所示的显示装置感应结构，其特征在于，该至少一导电微粒以喷墨方式粘着固定至该第一导电垫及该第二导电垫其中之一。

26、根据权利要求24所示的显示装置感应结构，其特征在于，该至少一导电微粒以印刷方式粘着固定至该第一导电垫及该第二导电垫其中之一。

27、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该第一基板与该第二基板间进一步包含有一液晶材料。

28、根据权利要求15所示的显示装置感应结构，其特征在于，该导电微粒通过一粘着部粘着固定至该第一导电垫与该第二导电垫其中之一。

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