CN104317451A - 触控显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种触控显示装置的制造方法，包括：提供显示面板半成品，显示面板半成品包括阵列基板、彩色滤光片基板与液晶层，液晶层位于阵列基板与彩色滤光片基板之间，显示面板半成品已完成阵列基板、彩色滤光片基板与液晶层之间的组装，彩色滤光片基板设有对位标记；在彩色滤光片基板远离液晶层的一侧表面形成金属膜，金属膜遮挡对位标记；利用激光移除遮挡对位标记部分的金属膜，使对位标记暴露出来；以暴露的对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案。本发明采用激光照射的移除方法将彩色滤光片基板上的对位标记暴露出来，可省去原有的用于暴露对位标记的一道光罩及一道光刻工艺，精简了暴露对位标记的过程。
Description
技术领域
本发明涉及触控显示装置的技术领域，特别是关于一种触控显示装置的制造方法。
背景技术
随着信息时代的发展及生活节奏的加快，触控技术由于其人性化设计及简单快捷的输入等特点，已经逐渐取代传统的鼠标和键盘，广泛的应用到各式各样的电子产品中，其中，电容式触摸屏由于其具有反应速度快，灵敏度高，可靠度佳以及耐用度高等优点而被广为使用。电容式触摸屏主要包括防护玻璃(Cover Lens)和触控感测层(Touch Sensor)，其感应原理是以电压作用在屏幕感应区的四个角落并且形成一固定电场，当手指触碰时，人体和透明电极之间产生电容变化，可令电场引发电流，通过控制器测定，根据电流距四个角落比例的不同，即可计算出接触位置。
根据触控感测层在显示装置中的设置方式不同，触控显示装置分为外挂式、单玻璃触控式(One Glass Solution，OGS)、内嵌式(In cell)和外嵌式(On cell)等结构。外挂式的触控显示装置由于触摸屏与显示面板是相互独立设置，产品厚度较大，不能满足一些掌上设备和便携式设备的超薄要求。OGS的触控显示装置是将触控感测层与保护玻璃整合在一起再通过光学胶贴合在显示面板上，具有触控灵敏度高等优点，是目前的主流触控结构之一，主要的缺点是强度不好易碎。In Cell的触控显示装置是将触控感测层集成到显示面板的彩色滤光片基板内侧，但In Cell的触控显示装置因结构、制程均比较复杂而导致其生产良率较低。On Cell的触控显示装置是将触控感测层设置在显示面板的彩色滤光片基板外侧，也是目前的主流触控结构之一。近年来，On Cell触摸屏被广泛应用，通常，On Cell触摸屏是将触控感测层嵌入设置在显示面板的彩色滤光片基板和上偏光片之间。
图1为现有的一种On Cell式触控显示装置的制造方法流程图，该方法包括：
步骤S101，提供显示面板半成品。其中，提供的显示面板半成品包括阵列基板、彩色滤光片基板及夹置于阵列基板和彩色滤光片基板之间的液晶层，彩色滤光片基板设置有对位标记(alignment mark)，当在彩色滤光片基板的外侧表面制作On Cell触摸屏时，该对位标记可以作为后续在制作触控感测层时的对位基准。
步骤S102，在彩色滤光片基板远离液晶层的一侧表面形成金属膜。其中，金属膜由于不透光将遮挡该对位标记。
步骤S103，对金属膜进行第一次光刻工艺以使对位标记暴露出来。其中，第一次光刻工艺包括光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻及光刻胶剥离等工序，经过第一次光刻工艺将遮挡对位标记部分的金属膜移除，以使对位标记暴露出来。
步骤S104，以暴露的对位标记为基准，对金属膜进行第二次光刻工艺以形成触控感测层图案。其中，第二次光刻工艺包括光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻及光刻胶剥离等工序，经过第二次光刻工艺之后，即实现了对该金属膜的图案化，使该金属膜被构图形成为触控感测层。
在上述的On Cell式触控显示装置的制造过程中，在金属膜形成为触控感测层图案之前，需要先将彩色滤光片基板外侧表面上的对位标记先暴露出来，以便进行后续的形成触控感测层的光刻工艺制程。由于将对比标记的暴露过程也是采用曝光、蚀刻的光刻工艺进行，因此这种方法需要增加一张光罩(mask)以及增加一道光刻工艺，使得制造工序复杂，增加了生产成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种触控显示装置的制造方法，在制作On Cell式触控显示装置时，可省去用于暴露对位标记的光罩和对应的光刻工艺，简化制造工序，节约生产成本。
本发明提供一种触控显示装置的制造方法，该制造方法包括：
提供显示面板半成品，该显示面板半成品包括阵列基板、彩色滤光片基板与液晶层，该液晶层位于该阵列基板与该彩色滤光片基板之间，该显示面板半成品已完成该阵列基板、该彩色滤光片基板与该液晶层之间的组装，该彩色滤光片基板设有对位标记；
在该彩色滤光片基板远离该液晶层的一侧表面形成金属膜，该金属膜遮挡该对位标记；
利用激光移除遮挡该对位标记部分的该金属膜，使该对位标记暴露出来；以及
以暴露的该对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案。
进一步地，该金属膜采用溅射镀膜的方式形成。
进一步地，该金属膜的材料为钼、铜或铝。
进一步地，该对位标记是在该彩色滤光片基板的制程中形成的。
进一步地，该对位标记的材料是树脂。
进一步地，提供该激光的激光器为掺钕钇铝石榴石晶体，该激光器产生脉冲激光。
进一步地，该激光器产生的激光的波长范围为266～1064nm。
进一步地，该激光的波长为355nm，该激光的功率为20uj，该激光对该对位标记上的金属膜的照射次数为10次，该激光的入射方向与该彩色滤光片基板的外表面垂直，该激光器与该彩色滤光片基板的外表面之间的距离为10mm。
进一步地，以暴露的该对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案的步骤包括：
通过暴露的该对位标记，将制作触控感测层的光罩与该对位标记对准，利用该光罩将该金属膜上不需要的金属膜材料暴露出来；以及
通过蚀刻去除不需要的金属膜材料而形成触控感测层图案。
本发明的实施例中，采用激光照射的移除方法将彩色滤光片基板上的对位标记暴露出来，可省去原有的用于暴露对位标记的一道光罩(mask)及一道光刻工艺，大大精简了暴露对位标记的过程。此外，本发明采用小功率的激光移除遮挡对位标记的金属膜，激光是从彩色滤光片基板的外侧表面进行照射，因而不会伤到阵列基板和彩色滤光片基板内的其他元件，也避免了使用酸液蚀刻带来的污染和清洗作业，使生产工序更加简单，进一步降低了生产成本，产品成品率高。
附图说明
图1为现有的一种On Cell式触控显示装置的制造方法流程图。
图2为本发明一个实施例中触控显示装置的制造方法的流程图。
图3A至图3D为本发明一个实施例中触控显示装置在各步骤中的剖面结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图2为本发明一个实施例中触控显示装置的制造方法的流程图。如图2所示，本发明实施例中的一种触控显示装置的制造方法包括如下步骤：
S201：提供显示面板半成品；
S202：在彩色滤光片基板远离液晶层的一侧表面形成金属膜；
S203：利用激光移除遮挡该对位标记部分的金属膜；以及
S204：以暴露的对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案。
请参考图3A，在步骤S201中，显示面板半成品20包括阵列基板21、彩色滤光片基板22及夹置于阵列基板21和彩色滤光片基板22之间的液晶层23，该显示面板半成品20已完成阵列基板21、彩色滤光片基板22与液晶层23之间的组装，液晶层23位于阵列基板21与彩色滤光片基板22之间。彩色滤光片基板22设有对位标记(alignment mark)221，通常，对位标记221是在彩色滤光片基板22的黑矩阵(black matrix)制程中形成的，且对位标记221形成于彩色滤光片基板22靠近液晶层23的一侧表面(即彩色滤光片基板22的内侧表面)，彩色滤光片基板22为透明基板，可以透过其看到内侧的对位标记221。对位标记221与黑矩阵同为树脂材料制成，彩色滤光片基板22上的对位标记221的数量、大小及位置可以根据On Cell触摸屏的机种不同而不同，此为本领域技术人员所知晓。当在彩色滤光片基板22的外侧表面制作On Cell触摸屏时，该对位标记221可以作为后续在制作触控感测层时的对位基准，后续工序都使用该对位标记221进行对准，确保制得的图案不会出现偏移。
请参考图3B，在步骤S202中，在彩色滤光片基板22远离液晶层23的一侧表面(即彩色滤光片基板22的外侧表面)形成金属膜24，该金属膜24是用于制作触控感测层中的触控线的材料。在本实施例中，金属膜24采用物理气相沉积方法形成，例如采用溅射镀膜(sputtering)的方式形成在彩色滤光片基板22的外侧表面上，金属膜24的厚度可为 或其它厚度。该金属膜24覆盖彩色滤光片基板22的整个外侧表面，从而该金属膜24遮挡对位标记221。金属膜24的材料可为钼、铜或铝，在本实施例中，金属膜24的材料为钼。
在后续的利用光刻工艺将金属膜24制作为触控感测层图案之前，需将对位标记221暴露出来以供曝光机找到对位基准点。请参考图3C，在步骤S203中，利用激光照射的方式移除遮挡对位标记221部分的金属膜24，即利用激光照射与对位标记221对应的那部分金属膜24，以将遮挡对位标记221的那部分金属膜移除，使对位标记221暴露出来，如图3D所示。
具体地，本实施例中提供激光的激光器(图未示)采用掺钕钇铝石榴石晶体(Nd：YAG晶体)作为固体激光材料，并采用该激光器产生的脉冲激光，该激光器产生的激光的波长范围为266～1064nm。在具体的一个实施例中，首先，对激光器的工作参数进行设定，激光器的参数包括：设定激光的工作波长例如为355nm，激光器的功率例如为20uj(微焦耳)。接着，如图3C所示，控制该激光器移除遮挡对位标记221的那部分金属膜24，使对位标记221暴露出来，移除时，激光的入射方向与彩色滤光片基板22的外表面垂直，激光器与彩色滤光片基板22的外表面之间的距离例如为10mm，该激光器对对位标记221上的金属膜24照射例如10次而将金属膜24去除，激光的照射时间根据金属膜24的厚度进行调整，一般在一分钟内完成。金属膜24的移除面积大于或等于对位标记221的面积，以可使对位标记221暴露出来为准。利用激光照射移除金属材料，激光移除成功与否与所选择的激光器的波长有关系，不同的金属材料吸收各个波长的能量会有不同，去除金属残留的效率取决于金属吸收与反射的能量，能量被吸收的越多，金属越容易被去除。在选择激光器的波长时，可以通过不同金属在不同波长下的吸收率和实验获得。
现有技术中制备On Cell触摸屏的方法通常采用曝光机与光罩对金属膜24进行曝光、蚀刻等多道工序的光刻工艺来使彩色滤光片基板22外侧表面上的对位标记221暴露出来，因此需多加一道光罩和一道光刻工艺，由于光刻工艺需要包括光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻及光刻胶剥离等多道工序，且所采用的光罩(mask)成本较高，因此增加生产工序及生产成本。而在本发明的步骤S203中采用激光照射的移除方法，实现将对位标记221暴露出来，可省去原有的用于暴露对位标记221的一道光罩(mask)及一道光刻工艺，相较而言大大精简了暴露对位标记221的过程。此外，本发明采用小功率的激光移除遮挡对位标记221的金属膜24，激光是从彩色滤光片基板22的外侧表面进行照射，因而不会伤到阵列基板21和彩色滤光片基板22内的其他元件，也避免了使用酸液蚀刻带来的污染和清洗作业，使生产工序更加简单，进一步降低了生产成本，产品成品率高。
在步骤S204中，利用曝光机以暴露出来的对位标记221为对位基准，对金属膜24进行光刻工艺以形成触控感测层图案，具体地，通过暴露的该对位标记221，将制作触控感测层的光罩与该对位标记221对准，利用该光罩将该金属膜上不需要的金属膜材料暴露出来，实现将光罩上的图形转移到金属膜24上，然后再通过蚀刻去除不需要的金属膜材料而形成最终的触控感测层图案。关于本发明后续的制备触控感测层图案的详细步骤，已为本领域的技术人员熟知，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种触控显示装置的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：
提供显示面板半成品，该显示面板半成品包括阵列基板、彩色滤光片基板与液晶层，该液晶层位于该阵列基板与该彩色滤光片基板之间，该显示面板半成品已完成该阵列基板、该彩色滤光片基板与该液晶层之间的组装，该彩色滤光片基板设有对位标记；
在该彩色滤光片基板远离该液晶层的一侧表面形成金属膜，该金属膜遮挡该对位标记；
利用激光移除遮挡该对位标记部分的该金属膜，使该对位标记暴露出来；以及
以暴露的该对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案。
2.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该金属膜采用溅射镀膜的方式形成。
3.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该金属膜的材料为钼、铜或铝。
4.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该对位标记是在该彩色滤光片基板的制程中形成的。
5.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该对位标记的材料是树脂。
6.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：提供该激光的激光器为掺钕钇铝石榴石晶体，该激光器产生脉冲激光。
7.如权利要求6所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该激光器产生的激光的波长范围为266～1064nm。
8.如权利要求7所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：该激光的波长为355nm，该激光的功率为20uj，该激光对该对位标记上的金属膜的照射次数为10次，该激光的入射方向与该彩色滤光片基板的外表面垂直，该激光器与该彩色滤光片基板的外表面之间的距离为10mm。
9.如权利要求1所述的触控显示装置的制造方法，其特征在于：以暴露的该对位标记为基准，对金属膜进行光刻工艺以形成触控感测层图案的步骤包括：
通过暴露的该对位标记，将制作触控感测层的光罩与该对位标记对准，利用该光罩将该金属膜上不需要的金属膜材料暴露出来；以及
通过蚀刻去除不需要的金属膜材料而形成触控感测层图案。
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