TWI517009B - 觸控螢幕面板和製造其之方法 - Google Patents

Description

觸控螢幕面板和製造其之方法

本發明的概念涉及一種觸控螢幕面板和其製造方法，同時更特別的是，一種在平板顯示的上基板上整合形成的觸控螢幕面板和其製造方法。

觸控螢幕面板是輸入裝置，其選擇顯示在螢幕上的諸如圖像顯示器裝置的內容等，利用人們他/她的手指或工具輸入用戶的命令。

為此，觸控螢幕面板提供在圖像顯示器裝置的正面並且將用手指或工具直接接觸的位置轉換成電子信號。這樣，在接觸位置所選擇的指令內容以作為輸入信號來輸入。觸控螢幕面板可由分離的輸入裝置所代替，其如鍵盤和滑鼠耦合到圖像顯示器裝置所操作，觸控螢幕面板的應用範圍是逐漸增加的。

實施觸控螢幕、電阻類型、感光類型和電容式等方面的接觸都已經知道。

其中，當人的手或物體接觸電容式觸控螢幕時，導電感測圖案感測在其他相鄰的感測圖案或接地電極等電容的變化，從而將接觸位置轉化成電子信號。為了在接觸面清楚確定接觸的位置，配置感 測圖案以包括形成以沿第一方向的連接的第一感測圖案(X圖案)和形成以沿第二方向的連接的第二感測圖案(Y圖案)。

在有關的技術中，每種第一和第二感測圖案被配置在不同的層。換句話說，作為例子，第一感測圖案處置在下層，第二感測圖案配置在上層，並且絕緣層插置其間。

當每個感測圖案形成在不同的層上時，透明導電材料(例如，ITO)作為具有較大的表面電阻的感測圖案的使用。因此，為了降低表面電阻，廣泛的連接部件連接到配置在同一層上的感測圖案。然而，配置在上層和下層的每個連接部分的重疊區域並且對寄生電容的電容因此而變大，藉由每個感測圖案惡化感測的靈敏度。

為了克服這些缺點，在有關技術的第一和第二感測圖案可以形成在同一層，並且可以通過形成分離的連接圖案所連接，其透過在第一或第二感測圖案的上部分上的絕緣層所形成的接觸孔。在這種情況下，連接圖案由具有低電阻的金屬材料所製成。

作為例子，第一感測圖案的連接部件是由如上面例子的透明導電材料所製成，並且第二感測圖案的連接部件是由低電阻金屬材料所製成並且與第一感測圖案的連接部件相交。

換言之，第一感測圖案和第二感測圖案彼此交叉，在形成連接圖案和連接圖案的寬度是最小化的區域，從而有可能減少產生於相交的區域中的寄生電容的效應。

然而，即使在這種情況下，連接第一感測圖案的連接部件仍由具有很高的電阻值的透明導電材料所製成，並減少了交叉區域的重疊區。此外，由於連接圖案被配置在絕緣層的上部份，很容易從外面實施或發生的靜電。

相關申請案

本申請案宣告2010年3月16日在韓國知識產權局較早呈遞的申請案，並且其正式授與序列為第10-2010-0023239號的優點，並將其所揭露的內容併入此處以作參考。

本發明的概念提供了一種觸控螢幕面板，包括形成在同一水平上的第一和第二感測單元；連接到第一和第二感測單元的第一和第二連接部件，其中第二個連接部件位在與感測單元同一水平上；以及圍繞在第二連接部件的小的絕緣層。

本發明的實施例提供了一種觸控螢幕面板，包括：透明基板，其併入顯示區域和形成於該顯示區域的外部的非顯示區域；第一和第二感測圖案，形成於顯示區域，第一和第二感測圖案分別包括第一和第二感測單元，並且分別包括第一和第二連接部件；並且第一感測單元和第一連接圖案排列在第一方向並且第二感測單元和第二連接圖案排列在與第一方向相交的第二方向；絕緣層形成在島狀的每個第二連接部件以暴露第二連接部件的末端；第一連接部件，連接彼此相鄰的第一感測單元，並且形成在島狀的絕緣層上；以及金屬圖案，形成在非顯示區域上，並且連接到配置於顯示區域的末端的每個第一感測單元和第二感測單元。

每個金屬圖案的上半部分進一步以由透明導電材料所製成的導電保護層來提供。該觸控螢幕面板，進一步包括形成在島狀的每個導電保護層上的絕緣層，以暴露該導電保護層的末端。並且每個經暴露的導電保護層接觸配置於該顯示區域的末端的該第一感測單元 或該第二感測單元。

此外，該觸控螢幕面板進一步包括一對輔助圖案，其配置於該絕緣層的下面部分的下方並且從該第二連接部件的兩側藉由預定的間距所分離以形成。並該對輔助圖案的每個末端被暴露到島狀的絕緣層的外部。並且該暴露的輔助圖案的每個末端接觸每個第一感測單元。

進一步，該第二連接部件和該金屬圖案形成在同一水平上，並且由具有比形成該感測單元的材料進一步低的電阻值的金屬所製成。並且該第一和第二感測單元由透明導電材料所製成。

本發明另一個實施例提供了一種觸控螢幕面板的製造方法，包括：形成複數個第一和第二感測圖案，分別包括第一和第二感測單元，並且分別包括第一和第二連接圖案；形成第二連接部件以在透明基板上的第二方向排列，其併用入顯示區域和形成顯示區域的外部的非顯示區域；形成在以島狀的每個第二連接部件上的絕緣層以暴露連接部件的末端；形成第二感測單元以接觸經暴露的第二連接圖案的末端以彼此電連接，並且排列在第二方向上；並且形成複數個第一感測單元，排列在與第二方向相交的第一方向上的顯示區域中；以及第一連接部件，連接彼此相鄰的第一感測單元，並且形成在島狀的絕緣層上。

此外，該觸控螢幕面板的製造方法包括配置在該非顯示區域中形成金屬圖案並且電連接至分別配置於該顯示區域的末端的該第一感測單元和第二感測單元。並且連接圖案和該金屬圖案以同一製程形成在同一水平，並且由具有比形成該感測單元的材料進一步低的電阻值的金屬所製成。

進一步，該製備方法的觸控螢幕面板包括形成配置在每個金屬圖案的上半部分上並且由透明導電材料所製成的導電保護層。並且在每個導電保護層上以島狀形成絕緣層，以暴露該導電保護層的末端。

進一步，該製備方法的觸控螢幕面板包括形成一對輔助圖案，其配置在該絕緣層下半部分的下方並且從連接圖案的兩側藉由預定的間隔所分離。並且該對輔助圖案的每個末端被暴露到島狀的該絕緣層的外部，並且經暴露的該輔助圖案的每個末端接觸該第一感測單元。

根據本發明的示範性實施例，彼此連接相鄰的第一或第二感測單元的每個連接圖案是由作為形成於觸控螢幕面板的外部的金屬圖案的相同的低電阻金屬材料所製成，以減少或消除連接圖案的靜電的脆弱性，從而使其能夠盡可能克服任何靜電放電(ESD)問題。

本發明的其他概念和/或優點將列於以下所述的說明中並且將可從說明中清楚地明白，或者本發明的實踐可以由其中來學習。

10‧‧‧透明基板

120‧‧‧第一感測圖案

122‧‧‧第一感測單元

124‧‧‧第一連接部件

130‧‧‧絕緣層

140‧‧‧第二感測圖案

142‧‧‧第二感測單元

144‧‧‧第二連接部件

150‧‧‧輔助圖案

160‧‧‧金屬圖案

162‧‧‧導電保護層

將所附圖式一同併入考慮，本發明的這些和/或其他概念和優點將變得明顯，並且更容易從以上描述的實施例中所欣賞：圖1A是根據本發明的示範性實施例來顯示形成在觸控螢幕面板上的感測圖案的排列的平面圖；圖1B是圖1A的特定部分(I-I')的橫截面圖；圖2A、2C、2E和2G是根據顯示於圖1中的本發明示範性實施例來顯示觸控螢幕面板的製造製程中的步驟的平面圖；以及 圖2B、2D、2F和2H是根據顯示於圖1中的本發明示範性實施例來顯示觸控螢幕面板的製造製程中的步驟的橫截面圖。

在下面的詳細說明中，只有某些本發明的典型性實施例已被呈現和描述，以簡單說明為目的。由於該領域中技術人士會了解，所描述的實施例可以各種不同的方式修改，而未偏離本發明的精神和範圍。因此，圖式和說明是被視為說明性質，沒有任何限制性。此外，當一個元件被稱為是“在另一元件上”，它可以直接地在另一元件上或者藉由一個或多個中間元件來間接地在另一元件上。此外，當一個元件被稱為是“連接到”另一元件，它可以直接連接到另一元件或者藉由一個或多個中間元件來間接地連接到另一元件。下文中，相似的參考數字是指相似的元件。

現在將詳細地對本發明的實施例以作參考，其中的例子說明於所附圖式，其中整篇相似的參考數字是指相似的元件。實施例介紹如下，以參考圖式來說明本發明。

圖1A是根據本發明的示範性實施例來顯示形成在觸控螢幕面板上的感測圖案的排列的平面圖和圖1B是圖1A的特定部分(I-I')的橫截面圖。圖1A和1B描述2x2感測圖案，配置於排列在顯示區域中的複數個第一和第二感測圖案之內的顯示區域的一端。

參考圖1A和1B，按照實施例的感測圖案包括第一和第二感測圖案120和140，其形成在劃分成顯示區域和形成於顯示區域外部的非顯示區域的透明基板10的顯示區域中，並且彼此交替處理和彼此形成連接在X坐標的列單元和Y坐標的行單位。換句話說，第一 感測圖案120配置以包括與排列成Y坐標的一列的第一感測單元122，其連接相鄰的第一感測單元122的第一連接部件124，第二感測圖案142配置以包括與排列成X坐標的一行的第二感測單元142，其連接相鄰的第二感測單元142的第二連接部件144。

在本實施例中，第一感測單元122並且第二感測單元142形成在同一層上並且第一和第二感測單元122和142應由透明材料所製成以實施觸控螢幕的操作。因此，第一和第二感測單元122和142最好是由透明導電材料所製成，例如，銦錫氧化物(以下簡稱ITO)。

此外，為了作為感測電極的第一感測單元122和第二感測單元142，排列在第一方向的感測單元122和排列在第二方向的感測單元142應彼此電連接。因此，第一感測單元122藉由第一連接部件124彼此電連接，並且第二感測單元142藉由第二連接部件144彼此電連接。

在本實施例中，第一連接部件124以第一感測單元122整合形成並且相鄰的第一感測單元122通過第一連接部件124來連接。換句話說，第一連接部件124是由作為第一感測單元122的相同的透明導電材料所製成。

另一方面，第二連接部件144由電連接到相鄰的第二次感測單元142的其他材料所製成。因此，由於第一感測單元122、第一連接部件124以及第二感測單元142形成在同一水平上，與第二連接部件124相交的第二連接部件144可能無法形成在作為第一感測單元122和第二感測單元142的同一層，以避免其間的短路。因此，在這種實施例中，第二連接部件144係形成而與第一和第二感測單元122和142分離。

在本發明的實施例中，第二連接部件144是由低電阻金屬所製成。此外，在顯示區域的末端的第二連接部件144形成於相鄰的非顯示區域，其中第一和第二感測單元122和142形成，由作為金屬圖案160相同的材料所製成，其供應感測單元所感測的信號以驅動電路(未顯示)。

換句話說，在複數個120和140所形成的區域是顯示區域和感測觸控位置的顯示區域，在金屬圖案160電連接到120和140的區域是提供在顯示區域外面的非顯示區域。在這種情況下，由於第二連接部件144透過相同製程而形成在如金屬圖案160的同一水平上，用於形成第二連接部件144的額外遮罩製程並不是必需的，從而有可能減少的製程數目和時間。在此配置中，彼此連接第二感測單元142的第二連接部件144是由低電阻金屬所製成，而不是透明導電材料，使得電荷流動可以在第二感測單元142的第二連接部件144平坦，從而提高感測單元的感測靈敏度。

此外，金屬圖案160電連接到配置於顯示區域末端的第一和/或第二感測單元122和/或142，其作用是提供了藉由感測單元122和142所感測的信號至驅動電路(未顯示)。然而，在此實施例中，金屬圖案160的上部進一步提供了由導電材料所製成的導電保護層162，其可以防止在這個過程中發生的金屬圖案160的腐蝕。

此外，在連接以彼此重疊的第二連接部件144和第一連接部件124之間的區域是以島狀的絕緣層130所形成，以防止在第二連接部件144和第一連接部件124之間的短路。此外，島狀的另一絕緣層130形成在導電保護層162。絕緣層130是透明材料的無機絕緣層，最好是二氧化矽(SiO₂)或氮化矽(Si₃N₄)。因此，由低電阻金 屬所製成的第二連接部件144配置在絕緣層130下面，以減少或消除對靜電的漏洞，從而使我們能夠克服任何靜電放電(ESD)問題。

如圖所示，島狀的絕緣層130不覆蓋整個第二連接部件144，但形成在接觸第二連接部件144的兩端部份以外的以外的區域，也就是第二感測單元142。因此，第二連接部件144和第二感測單元142彼此電連接，而不需要包括分離的接觸孔。

此外，形成在導電保護層162上的絕緣層130也形成以暴露接觸第一感測單元122或第二感測單元142的部分。然而，當絕緣層130以島狀形成，形成在絕緣層130以上的第一連接部件124連接到以台階形成的絕緣層130的末端處的第一感測單元122。

換句話說，第一感測單元122的寬度是窄的部分與絕緣層130的台階所形成的部分相交。電阻在邊境區域局部地增加，這樣，連接第一感測單元122的第一連接部件124可以很容易因靜電所受損。這可能會導致觸控螢幕的驅動缺陷而造成的熱損害，由於當靜電引入時在邊境地區時的焦耳熱的濃度。

在本發明的實施例中，輔助圖案150進一步形成在對應於區域的絕緣層130。換句話說，藉由從第二連接部件144的預定的時間所分隔的一對輔助圖案150進一步形成在第二連接部件144的兩端和分別電連接到相鄰的第一感測單元122。輔助圖案150是由作為第二連接部件144的相同的低電阻金屬所製成。

如圖所示，島狀的絕緣層130不覆蓋整個連接圖案150，但在接觸輔助圖案150的兩端的區域以外的區域上，也就是第一感測單元122。作為結果，一對輔助圖案150和相鄰第一感測單元122是彼此電連接，而無需包括分離的接觸孔。

在第一連接部件124形成的部分處增加的突出的電阻是可藉由輔助圖案150所預防，以及在第一感測單元122連接處的線單元中的線電阻可以減少。因此，由於靜電的觸控螢幕的驅動缺陷是可以預防並且觸控螢幕的驅動特性可以得到改善。

在示範性實施例中，第二連接部件144可以如圖所示的長方形形狀來形成，並且輔助圖案150可以'ㄈ'的形狀來形成，但是只顯示為例子，因此，形狀已不局限於此。

如上所述，例如圖1A和1B描述的方式，2x2感測圖案配置於在複數個第一和第二感測圖案之內的顯示區域的某一末端，排列在顯示區域中。圖2A、2C、2E和2G是根據顯示於圖1中的本發明示範性實施例來顯示觸控螢幕面板的製造製程中的步驟的平面圖。圖2B、2D、2F和2H是根據顯示於圖1中的本發明示範性實施例來顯示觸控螢幕面板的製造製程中的步驟的橫截面圖。

首先參考圖2A和2B，金屬圖案160、第二連接部件144和輔助圖案150形成在透明基板10上。透明基板10分割成顯示區域和形成在顯示區域之外的非顯示區域。

金屬圖案160、第二連接部件144和輔助圖案150由低電阻金屬所製成。低電阻金屬的例子可包括金屬鉬(Mo)、銀(Ag)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)等。

金屬圖案160形成於相鄰顯示區域的兩端的非顯示區域上，其中第一和第二感測單元122和142(未顯示)將在之後形成並且供應藉由感測單元122和142所感測的信號至驅動電路(未顯示)。形成於如圖2A所示的金屬圖案之間左側的金屬圖案160是電連接到之後形成的第一感測單元122，並且形成在下側的金屬圖案160電連 接到之後形成的第二感測單元142。

此外，第二連接部件144彼此電連接至第二感測單元142並且排列藉由在方向(例如，Y方向)中的預定間距所分離，其中第二感測單元142排列在顯示區域。進一步，一對輔助圖案150實施以藉由從第二連接部件144的預定時間所分離，也是分別連接到第一感測單元122。

再者，參考圖2C和2D，由透明導電材料所製成的導電保護層162形成在金屬圖案160。再者，導電保護層162由透明導電材料所製成，例如ITO，其作用是防止金屬圖案160的腐蝕，其可以發生在過程期間。此外，形成在左邊金屬圖案160上的左邊導電保護層162接觸之後形成的第一感測單元122，並且形成在下部金屬圖案160上的下部導電保護層162接觸之後形成的第二感測單元142。

再者，參考圖2E和2F，島狀的絕緣層130形成以重疊導電保護層162、第二連接圖案144和輔助圖案150。絕緣層130是透明材料的無機絕緣層，最好是由二氧化矽(SiO₂)或氮化矽(Si₃N₄)製成。

如圖所示，島狀的絕緣層130不覆蓋整個第二連接圖案144和輔助圖案150，但形成的區域以外的部件接觸兩端的第二連接部件144和輔助圖案150，這是接觸第一和第二感測單元122和142的部件。因此，第二連接部件144和第二感測單元142彼此電連接，並且輔助圖案150和第一感測單元122彼此電連接，而不需要包括分離的接觸孔。此外，形成在導電保護層162的絕緣層130也被形成以暴露接觸第一感測單元122和第二感測單元124的部件。

最後，如圖2G和2H所示，第一感測單元122和連接到 第一感測單元122和第二感測單元142的第一連接部件124被形成。第一感測單元122和第二感測單元142配置在通過同樣的製程的相同的水平，並且由透明材料所製成的第一和第二感測單元122和142以實施觸控螢幕的操作。換句話說，第一和第二感測單元122和142是由透明導電材料所製成，即，以ITO作為例子。

此外，為了作為感測電極的第一感測單元122和第二感測單元142，每個排列在X方向的第一感測單元122和排列在Y方向的第二感測單元142應進彼此電連接。因此，第一感測單元122藉由第一連接部件124彼此電連接並且第二感測單元142藉由之前形成的第二連接部件144彼此電連接。

在本實施例中，第一連接部件124與第一感測單元122整合地形成並且相鄰的第一感測單元122透過第一連接部件124連接。換句話說，第一連接部件124由與第一感測單元122相同的透明導電材料所製成，並通過同樣的製程。

絕緣層130形成在第一感測單元122之下，並且暴露下部絕緣層130的左邊和右邊的一對輔助圖案150接觸第一感測單元122。進一步，第二感測單元142接觸第二連接圖案144，其暴露在下部絕緣層130之下，致使相鄰的第二感測單元142彼此電連接。

此外，如圖所示，配置於顯示區域之內的左邊末端上的第一感測單元122接觸配置在左外部份處的導電保護層162的末端，致使其電連接到形成在導電保護層162之下的金屬圖案160。同樣地，配置於顯示區域之內的下部末端上的第二感測單元142接觸配置在下外部份處的導電保護層162的末端，致使其電連接到形成在導電保護層162之下的金屬圖案160。

因此，配置第一感測圖案120以包括排列在與Y坐標相同的某一行中的第一感測單元122，連接相鄰的第一感測單元122，以及配置第二感測圖案140的第一連接部件124以包括排列在與Y坐標相同的某一列中的第二感測單元142，連接相鄰的第二感測單元142的第二連接部件142。

雖然本發明已描述與某些示範性實施例相關的說明，應理解的是本發明不僅限於揭露的實施例，但是，與此相反地是意圖涵蓋包含在所附的申請專利範圍和其等效物的精神和範圍的各種修改和等效排列。

120‧‧‧第一感測圖案

122‧‧‧第一感測單元

124‧‧‧第一連接部件

130‧‧‧絕緣層

140‧‧‧第二感測圖案

142‧‧‧第二感測單元

144‧‧‧第二連接部件

150‧‧‧輔助圖案

160‧‧‧金屬圖案

162‧‧‧導電保護層

Claims (14)

1. 一種觸控螢幕面板，包括：透明基板，其併入顯示區域和形成於該顯示區域外部的非顯示區域；第一感測圖案，排列在第一方向上，並且包括第一感測單元和第一連接部件；第二感測圖案，排列在第二方向上，並且包括第二感測單元和第二連接部件；絕緣層，形成在島狀的每個第二連接部件以暴露該連接部件的末端；金屬圖案，形成於非顯示區域上，並且連接到配置於該顯示區域的末端處的每個第一感測單元和第二感測單元；以及一對輔助圖案，其配置於該絕緣層下方並且從該第二連接部件的兩側藉由預定的間距所分離以形成，其中：該第二連接部件排列在該第二方向的顯示區域上，該第二感測單元接觸經暴露的該連接部件的末端以彼此電連接，該第一感測單元排列在與該第二方向相交的第一方向上的該顯示區域上，該第一連接部件彼此連接相鄰的第一感測單元，並且形成在島狀的該絕緣層上。
2. 根據申請專利範圍第1項的觸控螢幕面板，其中每個金屬圖案的上半部分進一步以由透明導電材料所製成的導電保護層來提供。
3. 根據申請專利範圍第2項的觸控螢幕面板，進一步包 括形成在島狀的每個導電保護層上的絕緣層，以暴露該導電保護層的末端。
4. 根據申請專利範圍第3項的觸控螢幕面板，其中經暴露的導電保護層接觸配置於該顯示區域的末端的該第一感測單元或該第二感測單元。
5. 根據申請專利範圍第1項的觸控螢幕面板，其中該對輔助圖案的每個末端被暴露到島狀的絕緣層的外部。
6. 根據申請專利範圍第5項的觸控螢幕面板，其中該暴露的輔助圖案的每個末端接觸每個第一感測單元。
7. 根據申請專利範圍第1項的觸控螢幕面板，其中該第二連接部件和該金屬圖案形成在同一水平上，並且由具有比形成該感測單元的材料更低的電阻值的金屬所製成。
8. 根據申請專利範圍第1項的觸控螢幕面板，其中該第一和第二感測單元由透明導電材料所製成。
9. 一種觸控螢幕面板的製造方法，該觸控螢幕面板包括排列在第一方向上的第一感測圖案，並且包括第一感測單元和第一連接部件；以及排列在第二方向上的第二感測圖案，並且包括第二感測單元和第二連接部件；透明基板，其併入顯示區域和形成於該顯示區域外部的非顯示區域；以及絕緣層，該方法包括：形成排列在該透明基板的顯示區域的第二方向上的該第二連接部件；在每個第二連接部件上並且以島狀來形成絕緣層以暴露該第二連接部件的末端；形成排列在該第一方向上並且接觸經暴露的第二連接部件的末端 的複數個第一感測單元，以彼此電連接；排列在與該第二方向相交的該第一方向的顯示區域上的第一感測單元；以及形成一對輔助圖案，其配置在該絕緣層下並且從第二連接部件的兩側藉由預定的間隔所分離，其中連接彼此相鄰的第一感測單元的該第一連接部件被形成在島狀的絕緣層上。
10. 根據申請專利範圍第9項的觸控螢幕面板的製造方法，進一步包括在該非顯示區域中形成金屬圖案並且電連接至分別配置於該顯示區域的末端的該第一感測單元和第二感測單元。
11. 根據申請專利範圍第10項的觸控螢幕面板的製造方法，其中該第二連接部件和該金屬圖案以同一製程形成在同一水平，並且由具有比形成該感測單元的材料更低的電阻值的金屬所製成。
12. 根據申請專利範圍第9項的觸控螢幕面板的製造方法，進一步包括形成在每個金屬圖案的上半部分上且由透明導電材料所製成的導電保護層。
13. 根據申請專利範圍第12項的觸控螢幕面板的製造方法，進一步包括在每個導電保護層上以島狀形成絕緣層，並且暴露該導電保護層的末端。
14. 根據申請專利範圍第9項的觸控螢幕面板的製造方法，其中該對輔助圖案的每個末端被暴露到島狀的該絕緣層的外部，並且經暴露的該輔助圖案的每個末端接觸該第一感測單元。