CN101424817A - 制作彩色滤光触控基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制作彩色滤光触控基板的方法,特别是将触控面板中的触控感测结构(元件)整合于彩色滤光触控基板中面向薄膜晶体管基板的一侧,且于透明感测垫表面形成图案化辅助电极,用以降低触控感测结构(元件)的等效电阻值。此外,由于本发明利用了相邻的透明导电层与辅助电极层形成透明感测垫与图案化辅助电极,因此可以利用简化的图案转移工艺来制作透明感测垫与图案化辅助电极,或是利用部分的辅助电极层形成桥接结构,设置于部分透明感测垫之间作为电性连接,均可达到简化工艺的目的。

Description

制作彩色滤光触控基板的方法
技术领域
本发明涉及一种制作彩色滤光触控基板的方法,尤其涉及一种具备电容式触控功能与结构(元件)的彩色滤光触控基板制作方法。
背景技术
在现今各式消费性电子产品市场中,个人数字助理(personal digitalassistant,PDA)、移动电话(mobile Phone)及笔记本计算机(notebook)等可携式电子产品皆已广泛使用触控式面板(touch panel)作为使用者与电子装置间的数据沟通界面工具。由于目前电子产品的设计皆以轻、薄、短、小为方向,因此在产品设计上希望能节省如按键、键盘、滑鼠等传统输入装置的设置空间,尤其在讲求人性化设计的平板电脑需求的带动下,搭配触控式面板的显示装置已逐渐成为各式电子产品的关键零组件之一。
传统触控式显示面板是将触控面板与显示面板分开制作,再将触控面板与显示面板组装在一起,因此会有重量较重、成本较高、体积较大(厚)、以及透光率较低等缺点,为了解决上述缺点,业界目前已尝试开发将触控功能整合于显示面板上,通过触碰显示面板使感测层中的感测垫的电容值产生变化,进而产生感测电流信号,以形成具有触控功能的显示面板。请参考图1,其为公知电容式触控显示面板10的示意图。如图1所示,公知电容式触控显示面板10包含有彩色滤光基板(color filter substrate,CF substrate)30、薄膜晶体管基板(thin film transistor substrate,TFT substrate)20与液晶层40。液晶层40设置于彩色滤光基板30与薄膜晶体管基板20之间,可根据电场效应而转向,用以偏折光线的偏振方向。薄膜晶体管基板20相对于彩色滤光基板30而设置,包含玻璃基板24与阵列层22,而阵列层22可包含薄膜晶体管结构、像素电极、扫描线与数据线等像素控制结构(图未示)。
公知彩色滤光基板30由双面工艺所形成,包含玻璃基板36、电容式感测层50、黑色矩阵34、彩色滤光片32与共同电极(图未示)等结构。根据公知制作方法,彩色滤光基板30的制作是先于玻璃基板36外侧形成电容式感测层50,之后再翻面于玻璃基板36内侧形成黑色矩阵34、彩色滤光片32与共同电极等结构。然而受限于公知彩色滤光基板30的结构与制作方法,一旦开始于彩色滤光基板30的两侧制作元件,便无法再薄化玻璃基板36的厚度,成为公知彩色滤光基板30的一大限制。以目前而言,公知玻璃基板36的厚度通常因此而不能小于0.5毫米(millimeter)。此外,由于电容式感测层50为玻璃基板36外侧的结构,因此电容式感测层50也必须具有高硬度与高稳定性等材料与结构,同样限制了公知彩色滤光基板30的设计空间。另一方面,为提升电容式触控显示面板10的性能,如何提升电容式触控显示面板10的触控灵敏度仍为目前极需改善的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种制作彩色滤光触控基板的方法,可以将触控感测结构有效整合于彩色滤光基板内侧,不但方便进行基板的薄化工艺,更可提高触控灵敏度、面板可靠度与材料选择的多样性。
为达上述目的,本发明的实施例提供一种制作彩色滤光触控基板的方法。彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且彩色滤光触控基板与薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层。首先,提供透明基板。之后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧依序形成第一透明导电层与辅助电极层。接着,图案化第一透明导电层与辅助电极层,以使第一透明导电层形成至少两个第一透明感测垫及至少两个第二透明感测垫,以及使辅助电极层形成至少两个第一图案化辅助电极及至少两个第二图案化辅助电极。第一透明感测垫与第二透明感测垫电性绝缘,且第一图案化辅助电极与第二图案化辅助电极电性绝缘。第一图案化辅助电极接触且电性连接至第一透明感测垫,而第二图案化辅助电极接触且电性连接至第二透明感测垫。然后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵,以覆盖第一透明感测垫、第二透明感测垫、第一图案化辅助电极、第二图案化辅助电极及部分透明基板,其中黑色矩阵是由绝缘材料所构成。
此外,本发明的实施例提供另一种制作彩色滤光触控基板的方法。彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且彩色滤光触控基板与薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层。首先,提供透明基板。之后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵,其中黑色矩阵是由绝缘材料所构成。其后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧形成至少两个第一图案化辅助电极及至少两个第二图案化辅助电极。第一图案化辅助电极与第二图案化辅助电极分别对应于部分的黑色矩阵而设置,且第一图案化辅助电极与第二图案化辅助电极电性绝缘。随后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧形成第一透明导电层,以覆盖第一图案化辅助电极、第二图案化辅助电极、黑色矩阵与部分透明基板。接着,图案化第一透明导电层,以形成至少两个第一透明感测垫、至少两个第二透明感测垫与至少一个第一桥接结构。第一桥接结构电性连接第一透明感测垫,而第一透明感测垫与第二透明感测垫电性绝缘。第一透明感测垫设置于第一图案化辅助电极及黑色矩阵上,而第二透明感测垫设置于第二图案化辅助电极上及黑色矩阵上。然后,形成至少一个第二桥接结构,电性连接第二透明感测垫,且与第一桥接结构电性绝缘。
再者,本发明的实施例提供另一种制作彩色滤光触控基板的方法。彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且彩色滤光触控基板与薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层。首先,提供透明基板。之后,于透明基板面向薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵,其中黑色矩阵是由绝缘材料所构成。其后,于透明基板面向薄膜晶体管基板之侧形成辅助电极层,以覆盖透明基板与黑色矩阵。接着,图案化辅助电极层以形成至少两个第一图案化辅助电极、至少两个第二图案化辅助电极与至少一个第一桥接结构。第一图案化辅助电极与第二图案化辅助电极分别对应于部分的黑色矩阵而设置,且第一图案化辅助电极与第二图案化辅助电极电性绝缘。随后,于透明基板面向薄膜晶体管基板之侧形成第一透明导电层,以覆盖第一图案化辅助电极、第二图案化辅助电极、黑色矩阵与部分透明基板。然后,图案化第一透明导电层以形成至少两个第一透明感测垫、至少两个第二透明感测垫与至少一个第二桥接结构。第一桥接结构电性连接第一透明感测垫,且第二桥接结构电性连接第二透明感测垫。第二桥接结构与第一桥接结构电性绝缘,而第一透明感测垫与第二透明感测垫电性绝缘。第一透明感测垫设置于第一图案化辅助电极及黑色矩阵上,而第二透明感测垫设置于第二图案化辅助电极及黑色矩阵上。
本发明可形成图案化辅助电极与透明感测垫的叠合结构,于不影响显示效果的情况下大幅降低触控感测元件(结构)的等效电阻值,因此可提高触控式显示面板的触控灵敏度。此外,由于本发明制作彩色滤光触控基板的方法可以有效将触控感测元件(结构)整合于基板内侧,因此不但可以提高面板可靠度与材料选择的多样性,降低触控式显示面板的工艺复杂度,还可以于基板外侧进行基板的薄化工艺,达到轻巧薄化的目的。
附图说明
图1为公知触控式显示面板10的示意图。
图2至图8为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第一优选实施例示意图。
图9为本发明制作触控式显示面板的方法的优选实施例示意图。
图10为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第二优选实施例示意图。
图11至图16为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第三优选实施例示意图。
图17为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第四优选实施例示意图。
图18至图22为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第五优选实施例示意图。
图23为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第六优选实施例示意图。
上述附图中的附图标记说明如下:
10   电容式触控显示面板             20   薄膜晶体管基板
22   阵列层                         24   玻璃基板
30   彩色滤光基板                   32   彩色滤光片
34   黑色矩阵                       36   玻璃基板
40   液晶层                         50   电容式感测层
100  彩色滤光触控基板               102  透明基板
104  第一透明导电层                 106  辅助电极层
108  第一透明感测垫                 110  第二透明感测垫
112  第一桥接结构                   114  对位标记
116  图案化绝缘层                  118  第一图案化辅助电极
120   第二图案化辅助电极              122    第二桥接结构
124   黑色矩阵                        126    显示元件
128   彩色滤光片                      130    平坦层
132   第二透明导电层                  134    绝缘层
136   开口                            150    薄膜晶体管基板
152   基板                            154    阵列层
160   显示介质层                      200    彩色滤光触控基板
202   透明基板                        208    第一透明感测垫
210   第二透明感测垫                  212    第一桥接结构
216   图案化绝缘层                    218    第一图案化辅助电极
220   第二图案化辅助电极              222    第二桥接结构
224   黑色矩阵                        228    彩色滤光片
230   平坦层                          232    第二透明导电层
234   绝缘层                          236    开口
300   彩色滤光触控基板                302    透明基板
308   第一透明感测垫                  310    第二透明感测垫
312   第一桥接结构                    316    图案化绝缘层
318   第一图案化辅助电极              320    第二图案化辅助电极
322   第二桥接结构                    324    黑色矩阵
328   彩色滤光片                      330    平坦层
332   第二透明导电层                  334    绝缘层
336   开口                            B      蓝色滤光片
R     红色滤光片                      G      绿色滤光片
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的普通技术人员能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的数个优选实施例,并配合附图,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图2至图8,其为本发明制作彩色滤光触控基板100的方法的第一优选实施例示意图,其中图2为元件的分解示意图,图3至图7为俯视示意图,而图8为沿着图7的剖面线A-A’所呈现的彩色滤光触控基板100的剖面示意图。本发明的相同的元件或部位沿用相同的符号来表示,且附图仅以说明为目的,并未依照原尺寸作图。如图2所示,首先提供透明基板102,透明基板102可包含无机材料或有机材料,例如玻璃、石英、塑胶、树脂、压克力、其它合适的材料、或前述材料的组合,但不限于此。本实施例是以无机的玻璃为例来进行说明。其次,于透明基板102的内侧(即面向薄膜晶体管基板(如图9所述的标号150)的一侧)依序全面形成第一透明导电层104与辅助电极层106。第一透明导电层104为单层或多层结构,且其材料可包含氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟锌镁(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)等透明导电材料,而辅助电极层106为单层或多层结构,且其可以包含任何具有良好导电性的材料,优选是包含导电性比第一透明导电层104更好的材料。本实施例的辅助电极层106主要可以由非透明导电材料,例如:金、银、铜、铝、钼、钛、钽、镉、或上述的氮化物、或上述的氧化物、或上述的合金、或上述的组合所构成为范例,但不限于此;或者是采用第一透明导电层104的材料所构成;或者是上述的非透明导电材料与透明导电材料的组合所构成。
如图3所示,之后图案化第一透明导电层104与辅助电极层106,以使第一透明导电层104形成至少两个第一透明感测垫108及至少两个第二透明感测垫110,并且使辅助电极层106形成至少两个第一图案化辅助电极118及至少两个第二图案化辅助电极120。第一图案化辅助电极118接触且电性连接至第一透明感测垫108,而第二图案化辅助电极120则接触且电性连接至第二透明感测垫110。第一透明感测垫108与第二透明感测垫110之间电性绝缘,且第一图案化辅助电极118与第二图案化辅助电极120之间也为电性绝缘。本实施例中以四个第一透明感测垫108与三个第二透明感测垫110为例进行说明,且形成对应的四个第一图案化辅助电极118与三个第二图案化辅助电极120,但不需局限于此。本发明可于透明基板102上形成N个第一透明感测垫108、M个第二透明感测垫110、O个第一图案化辅助电极118与P个第二图案化辅助电极120,其中数目N、M、O与P均为大于1的正整数,N可以等于或大于O,M可以等于或大于P,N可以等于或大于M,而于产品对称性与感测均匀度等考虑下,N、M、O与P优选为相等的数目,但不限于此。举例来说,第一与第二图案化辅助电极118、120可以分别设置于所有第一与三个第二透明感测垫108、110上,也可以仅设置于部分的第一与第二透明感测垫108、110上,以加强特定区域的感测灵敏度。
前述对于第一透明导电层104与辅助电极层106进行图案化的步骤可以利用灰阶光掩模同时曝出第一与第二图案化辅助电极118、120的图案及第一与第二透明感测垫108、110的图案,以有效简化工艺,也可以利用两道以上的图案转移步骤来分别蚀刻出第一与第二图案化辅助电极118、120,及第一与第二透明感测垫108、110。
举例来说,前述图案化的步骤可以包括先于辅助电极层106上全面形成光致抗蚀剂层(图未示),接着利用灰阶光掩模、半色调光掩模、或是相位移光掩模对光致抗蚀剂层进行一道曝光工艺,使得光致抗蚀剂层成为图案化光致抗蚀剂层(图未示),且图案化光致抗蚀剂层具有两种以上厚薄不一的厚度,较厚部分的图案化光致抗蚀剂层可具有第一与第二图案化辅助电极118、120的图案,较薄部分的图案化光致抗蚀剂层可具有第一与第二透明感测垫108、110的图案,且图案化光致抗蚀剂层可暴露出部分的辅助电极层106,以于后续工艺中移除位于暴露处下方的第一透明导电层104与被暴露出部分的辅助电极层106。其后,利用前述图案化光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模而对第一透明导电层104与辅助电极层106进行蚀刻工艺,形成第一与第二图案化辅助电极118、120及第一与第二透明感测垫108、110。之后去除图案化光致抗蚀剂层,再进行清洗与干燥等蚀刻后续工艺。前述蚀刻工艺可于单一非等向蚀刻机台之中一并蚀刻辅助电极层106与第一透明导电层104,也可以于不同机台之中分开进行辅助电极层106与第一透明导电层104的蚀刻。
此外,前述图案转移的步骤也可以包括利用多个光掩模对多个光致抗蚀剂层分别进行多道曝光工艺,以取代利用灰阶光掩模的曝光工艺。举例来说,于辅助电极层106上全面形成光致抗蚀剂层(图未示),接着先利用一个光掩模进行曝光工艺,形成具有第一与第二图案化辅助电极118、120图案的图案化光致抗蚀剂层,并利用蚀刻工艺将图案转移至辅助电极层106而形成第一与第二图案化辅助电极118、120,再利用另一个光掩模进行曝光工艺,形成具有第一与第二透明感测垫108、110图案的图案化光致抗蚀剂层,并利用蚀刻工艺将图案转移至第一透明导电层104而形成第一与第二透明感测垫108、110。或者,也可改变顺序而先于辅助电极层106上形成具有第一与第二透明感测垫108、110图案的图案化光致抗蚀剂层,并利用蚀刻工艺将图案转移至辅助电极层106与第一透明导电层104,之后再于图案化的辅助电极层106上形成另一个图案化光致抗蚀剂层,以于第一与第二透明感测垫108、110上蚀刻出第一与第二图案化辅助电极118、120。
由于本发明可一并进行辅助电极层106与第一透明导电层104的蚀刻,因此可一并进行清洗与干燥等后续工艺,达到简化工艺步骤的目的。另外,当利用灰阶光掩模同时曝出第一与第二图案化辅助电极118、120的图案及第一与第二透明感测垫108、110的图案时,本发明也可简少光致抗蚀剂形成、曝光与移除等工艺,大幅缩减工艺复杂度。
于前述步骤中,辅助电极层106与第一透明导电层104为非感光材料,因此需要另利用光致抗蚀剂层来进行图案转移工艺。于本发明的其他实施例中,辅助电极层106与第一透明导电层104本身也可包含感光性导电材料,例如照光裂解的材料或照光聚合的材料,那么不需另外形成光致抗蚀剂层即可直接对辅助电极层106与第一透明导电层104进行曝光工艺,达到图案转移的效果。其中,感光性导电材料为一混合物,例如:是由含量较多的有机感光性材料混合含量较少的导电物质所构成,而所述含量于本发明中以体积百分比为范例,但不限于此。有机感光性材料可为单种或多种材料,且其包含光致抗蚀剂、苯并环丁烯(enzocyclobutane,BCB)、环烯类、聚酰亚胺类、聚酰胺类、聚酯类、聚醇类、聚环氧乙烷类、聚苯类、树脂类、聚醚类、聚酮类、或其它合适材料、或上述的组合,导电物质可为单种或多种材料,且其包含如上述的非透明导电材料、透明导电材料、或上述的组合。另外,本发明也可先全面形成第一透明导电层104,将第一透明导电层104蚀刻成第一与第二透明感测垫108、110后,再全面形成辅助电极层106,并将辅助电极层106蚀刻成第一与第二图案化辅助电极118、120。
如图3所示,于优选情况下,图案化第一透明导电层104与辅助电极层106的步骤也包括同时形成至少一个第一桥接结构112,设置于第一透明感测垫108之间用以电性连接第一透明感测垫108。上述至少一个第一桥接结构112之意为,请查看图3图示所示,为一整片较宽的图案。若为了防止断线产生,则可使用两个以上较细的图案,来增加其可靠性。第一桥接结构112优选可以由图案化的第一透明导电层104所构成(图3所示的状况),也可由图案化的辅助电极层106所构成,或者也可以由图案化的第一透明导电层104与图案化的辅助电极层106所共同构成。于其他实施例中,第一桥接结构112也可包含第一透明导电层104与辅助电极层106以外的结构,例如于形成第一透明感测垫108与第一图案化辅助电极118之后或之前,另利用其他材料层形成导电的第一桥接结构112来跨接第一透明感测垫108。
此外,于另一优选情况下,于图案化第一透明导电层104与辅助电极层106的步骤也可包括同时形成至少一个对位标记114,如图3所示,但不限于此。此时,对位标记114优选包含非透明材料,以协助进行后续材料层的图案对位,例如可由图案化的辅助电极层106所构成,且辅助电极层106为非透明导电材料,但不限于此。于其它实施例中,对位标记114也可由第一透明导电层104所构成,此时,就比对基板102与第一透明导电层104的色差来辨别。此外,对位标记114也可同时包含图案化的辅助电极层106与图案化的第一透明导电层104。
如图4所示,于图案化第一透明导电层104与辅助电极层106的步骤之后,可选择性地于第一桥接结构112上形成至少一个图案化绝缘层116,如图5所示,接着再于图案化绝缘层116上形成至少一个第二桥接结构122。图案化绝缘层116是用以电性绝缘第一桥接结构112与第二桥接结构122,且并未覆盖第一与第二图案化辅助电极118、120及第一与第二透明感测垫108、110。第二桥接结构122跨越图案化绝缘层116而设置于第二透明感测垫110之间进行电性连接,其可为单膜层或多膜层,且可以包含任何导电材料,例如上述使用于透明导电层104的材料或/与辅助电极层106的材料。图案化绝缘层116与第二桥接结构122均可利用沉积工艺与图案转移工艺所形成,其详细步骤此处不再赘述。优选的状况下,图案化绝缘层116与第二桥接结构122均可由单层或多层透明材料所构成,以提供优选透光性,但不限于此。图案化绝缘层116的材料例如是无机材料(如:氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝、或其它材料、或上述的组合)、有机材料(如:光致抗蚀剂、苯并环丁烯(enzocyclobutane,BCB)、环烯类、聚酰亚胺类、聚酰胺类、聚酯类、聚醇类、聚环氧乙烷类、聚苯类、树脂类、聚醚类、聚酮类、或其它合适材料、或上述的组合)、或上述的组合。第二桥接结构122的材料可使用如上述的非透明导电材料、透明导电材料、或上述的组合。当图案化绝缘层116与第二桥接结构122所占据的面积较小,例如当图案化绝缘层116与第二桥接结构122可以完全被后续的黑色矩阵所遮蔽时,或是当图案化绝缘层116与第二桥接结构122几乎不会遮蔽到像素的显示部分时,图案化绝缘层116与/或第二桥接结构122也可包含非透明材料。其中,第二桥接结构122就使用上述所提出的非透明导电材料。图案化绝缘层116所使用的非透明材料,就如上述透明的图案化绝缘层116的材料加入染料构成或其它原本性质就不透光的合适材料。另外,上述至少一个第二桥接结构122之意为,请查看图5图示所示,为一整片较宽的图案。若为了防止断线产生,则可使用两个以上较细的图案,来增加其可靠性。
如图6所示,然后于透明基板102面向薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵124,以覆盖第一透明感测垫108、第二透明感测垫110、第一图案化辅助电极118、第二图案化辅助电极120及部分透明基板102,其中黑色矩阵124是由单层或多层结构,且其材料是由绝缘材料所构成,以防止上述各垫与各电极产生短路,而无任何的功能。以俯视观之,黑色矩阵124可完全遮盖第一图案化辅助电极118、第二图案化辅助电极120。更明确地说,部分的第一及第二图案化辅助电极118、120包括由多个导电条所构成的栅格状图案,而黑色矩阵124也可包括由多个条状部所构成的栅格状图案,其中第一及第二图案化辅助电极118、120的各导电条的宽度实质上优选可小于黑色矩阵124的各条状部的宽度至少6微米为范例,但不限于此。
如图7与图8所示,其后可于该黑色矩阵124上依序形成多个彩色滤光片128与第二透明导电层132,其中第二透明导电层132可共形地形成于多个彩色滤光片128上,即彩色滤光片128的地势如何,第二透明导电层132的地势就为如何。但为了能够让各处的地势相同而呈现平坦的表面,来产生均匀的电场,在另一优选实施例,平坦层130形成于多个彩色滤光片128与第二透明导电层132之间。也就是说,多个彩色滤光片128、平坦层130与第二透明导电层132依序形成于该黑色矩阵124上,如图8所述。此外,为了清楚显示彩色滤光片128、平坦层130、第二透明导电层132与先前结构的相对位置,因此图7的彩色滤光片128、第二透明导电层132与选择性设置平坦层130并未分别绘示于图中,而是以可透视的方式将彩色滤光片128、平坦层130与第二透明导电层132表示为叠合的显示元件126。彩色滤光片128可包含红色滤光片R、绿色滤光片G、蓝色滤光片B、或白色滤光片(简写为W,图未示)、其它于色坐标上的合适颜色的滤光片、或上述至少二种颜色的滤光片,且其厚度约为3微米(micrometers)左右,但不限于此数值或颜色。第二透明导电层132为单层或多层结构,且其材料可为第一透明导电层104所述的透明导电材料,作为彩色滤光触控基板100的共同电极。平坦层130的厚度约为3微米左右为范例,用以提供平坦化的表面,使得后续形成的第二透明导电层132可具有平坦的结构,但不限于平坦层130的厚度数值。其中,平坦层130的材料例如是无机材料(如:氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝、或其它材料、或上述的组合)、有机材料(如:光致抗蚀剂、苯并环丁烯(enzocyclobutane,BCB)、环烯类、聚酰亚胺类、聚酰胺类、聚酯类、聚醇类、聚环氧乙烷类、聚苯类、树脂类、聚醚类、聚酮类、或其它合适材料、或上述的组合)、或上述的组合。于本发明制作彩色滤光触控基板100的方法也可包含其他步骤,例如包含于彩色滤光触控基板100设置配向膜或凸块的步骤。
请进一步参考图9,图9为本发明制作触控式显示面板的方法的优选实施例示意图。如图9所示,先利用图2至图8所示的步骤制作出彩色滤光触控基板100之后,接着可接合彩色滤光触控基板100与薄膜晶体管基板150、于彩色滤光触控基板100与薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层160、进行面板切割、偏光片贴附等工艺(图未示)而形成触控式显示面板。其中,彩色滤光触控基板100不但可对应于薄膜晶体管基板而设置,且第一与第二图案化辅助电极118、120、第一与第二透明感测垫108、110、黑色矩阵124、彩色滤光片128、第二透明导电层132与选择性地设置平坦层130等结构均面向薄膜晶体管基板150而设置于彩色滤光触控基板100的内侧。薄膜晶体管基板150包含基板152与阵列层154,而阵列层154可包含呈阵列排列的像素结构,用来显示图像,这其中包括薄膜晶体管、电性连接薄膜晶体管漏极的像素电极、电性连接薄膜晶体管栅极的扫描线与电性连接薄膜晶体管源极的数据线等像素控制结构(图未示),其中基板152的材料如基板102所述的材料,另可使用非透明的材料,如:晶片(wafer)、陶瓷、或其它合适的材料、或上述的组合。薄膜晶体管可用以分别控制各像素结构的显示,可以为底栅型晶体管、顶栅型晶体管、或其它任何合适的晶体管类型。显示介质层160可以包含非自发光材料、自发光有机材料、自发光无机材料或上述材料的组合,举例来说,本发明的显示介质层160是非自发光的液晶材料为范例,而其他实施例的显示介质层160可以包含等离子体材料、荧光材料、磷光材料、发光二极管、有机发光二极管,甚至是呈真空状态而于像素结构中涂布荧光物质。所形成的触控式显示面板可为一液晶显示面板(例如:半穿透半反射式显示面板、微反射式显示面板反射型显示面板、垂直配向型(VA)显示面板、水平切换型(IPS)显示面板、多域垂直配向型(MVA)显示面板、扭曲向列型(TN)显示面板、超扭曲向列型(STN)显示面板、图案垂直配向型(PVA)显示面板、超级图案垂直配向型(S-PVA)显示面板、先进大视角型(ASV)显示面板、边缘电场切换型(FFS)显示面板、连续焰火状排列型(CPA)显示面板、轴对称排列微胞型(ASM)显示面板、光学补偿弯曲排列型(OCB)显示面板、超级水平切换型(S-IPS)显示面板、先进超级水平切换型(AS-IPS)显示面板、极端边缘电场切换型(UFFS)显示面板、高分子稳定配向型显示面板、双视角型(dual-view)显示面板、三视角型(triple-view)显示面板、三维显示面板(three-dimensional)、多面显示面板(multi-panel)、或其它型面板)、一上发光型有机/无机发光二极管显示面板(top emission OLED/LED display panel)、一下发光型有机/无机发光二极管显示面板(bottom emission OLED/LED display panel)、双面发光型有机/无机二极管显示面板(dual emission OLED/LED display panel)、或者是等离子体显示器(PDP)等显示装置。
本发明将透明感测垫整合于彩色滤光基板中面向薄膜晶体管基板的一侧(或称为内侧),以形成内建式触控面板(in-cell touch panel)。于操作时,使用者可通过手指或触控笔等方式按压于彩色滤光触控基板的外侧(与薄膜晶体管基板相对的一侧),使彩色滤光触控基板的基板下凹形变,其中,在彩色滤光触控基板的外侧表面上,不具有任何其它触控元件。位于按压处的透明感测垫与图案化辅助电极会受到形变的影响而导致电性上的变化,产生感测信号。所产生的感测信号则可传送至信号处理电路,进而定位出按压处的位置所在。
请参考图10,其为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第二优选实施例示意图。第二实施例为第一实施例的变化型,与第一实施例的主要差别在于,本实施例以具有开口136的绝缘层134(或称为图案化绝缘层)来电性绝缘第一桥接结构112与第二桥接结构122,且绝缘层134覆盖第一与第二图案化辅助电极118、120、第一与第二透明感测垫108、110与第一桥接结构112。如图10所示,首先如前述图2至图3的步骤提供透明基板102、形成至少两个第一透明感测垫108、至少两个第二透明感测垫110、至少两个第一图案化辅助电极118及至少两个第二图案化辅助电极120,接着形成一绝缘层134(或称为图案化绝缘层),覆盖于第一透明感测垫108、第二透明感测垫110、第一桥接结构112、第一图案化辅助电极118与第二图案化辅助电极120上,且绝缘层134具有多个开口136暴露出部分的第二透明感测垫110。绝缘层134可采用图案化绝缘层116所述的材料、膜层数或相关的描述。优选的情况下,绝缘层134主要由透明绝缘材料所构成,以提供优选透光性,但不需局限于此。之后,再形成至少一个第二桥接结构122。第二桥接结构122可通过绝缘层134的开口136而电性连接至相邻的两个第二透明感测垫110。随后,可再利用图6至图7的步骤形成黑色矩阵124、彩色滤光片128、第二透明导电层132与选择性地设置平坦层130,进而完成本实施例的彩色滤光触控基板(图未示)。另外,本发明是以各以一个开口136来暴露出各第二透明感测垫110的一部分,但不限于此。为了增加第二桥接结构122的可靠性与防止第二桥接结构122断线,在其它实施例中,可将暴露出各第二透明感测垫110的一部分的开口增加为两个以上,即可改善。再者,开口136的形状本发明并不限制。
本发明的工艺顺序不需受前述实施例所局限,例如可先形成黑色矩阵与图案化辅助电极,再形成透明感测垫。请参考图11至图16,其为本发明制作彩色滤光触控基板200的方法的第三优选实施例示意图,其中图11至图15为俯视示意图,而图16为沿着图15的剖面线B-B’所呈现的彩色滤光触控基板200的剖面示意图。此外,本实施例所描述的元件(结构),其材料、膜层数、个数、运用及其相关描述可参阅图2至图7所述。如图11所示,首先提供透明基板202,其中透明基板202,如图2中基板102所采用的材料。然后,于透明基板202面向薄膜晶体管基板的一侧形成绝缘的黑色矩阵224,其中黑色矩阵224如第6图中黑色矩阵124所述的材料、膜层数、或相关描述。
如图12所示,之后于黑色矩阵224上形成至少两个第一图案化辅助电极218及至少两个第二图案化辅助电极220。第一图案化辅助电极218与第二图案化辅助电极220均对应于部分的黑色矩阵224而设置,且彼此电性绝缘。以俯视观之,第一与第二图案化辅助电极218、220完全设置于黑色矩阵224的对应位置上而未超过黑色矩阵224。优选地,第一及第二图案化辅助电极218、220的各导电条的宽度实质上可小于黑色矩阵224的各条状部的宽度至少6微米为范例,但不限于此数值。
此外,于优选情况下,于形成第一及第二图案化辅助电极218、220的步骤也可包括同时形成至少一个对位标记(未示于图中),但不限于此。此时,对位标记与第一及第二图案化辅助电极218、220均可由图案化的同一辅助电极层所构成。
如图13所示,其后可于透明基板202面向薄膜晶体管基板的一侧全面形成第一透明导电层(图未示),再图案化第一透明导电层,以同时形成至少两个第一透明感测垫208、至少两个第二透明感测垫210与至少一个第一桥接结构212。第一透明感测垫208分别设置于各第一图案化辅助电极218上,并且位于黑色矩阵224上;第二透明感测垫210则分别设置于各第二图案化辅助电极220上,并且同样可位于黑色矩阵224上。第一桥接结构212设置于第一透明感测垫208之间作为电性连接,而第一透明感测垫208与第二透明感测垫210电性绝缘。
如图14所示,之后可选择性地于第一桥接结构212上形成至少一个图案化绝缘层216,如图15所示,接着再于图案化绝缘层216上形成至少一个第二桥接结构222。第二桥接结构222跨越图案化绝缘层216而设置于第二透明感测垫210之间进行电性连接。
如图16所示,其后可进一步于第一与第二透明感测垫208、210上依序形成多个彩色滤光片228、第二透明导电层232与选择性地设置平坦层230,以形成彩色滤光触控基板200,其中,选择性地设置平坦层230的相关描述可参阅图7及图8。第二透明导电层232可作为彩色滤光触控基板200的共同电极。其后,所制作的彩色滤光触控基板200也可取代彩色滤光触控基板100而利用图9所述的方式结合薄膜晶体管基板150与显示介质层160(图16未示)。其中,彩色滤光触控基板200的第一与第二图案化辅助电极、第一与第二透明感测垫、黑色矩阵、彩色滤光片、平坦层与第二透明导电层等结构均面向薄膜晶体管基板150而设置于彩色滤光触控基板200的内侧。
请参考图17,其为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第四优选实施例示意图。第四实施例为第三实施例的变化型,与第三实施例的主要差别在于,本实施例以具有开口236的绝缘层234(或称图案化绝缘层)来电性绝缘第一桥接结构212与第二桥接结构222,且绝缘层234覆盖第一与第二图案化辅助电极218、220及第一与第二透明感测垫208、210。其中,绝缘层234的材料与膜层以及开口236的个数,可参阅绝缘层134与开口136相关描述。
另外,本发明也可根据其他工艺顺序制作彩色滤光触控基板。请参考图18至图22,其为本发明制作彩色滤光触控基板300的方法的第五优选实施例示意图,其中图18至图21为俯视示意图,而图22为沿着图21的剖面线C-C’所呈现的彩色滤光触控基板300的剖面示意图。第五实施例与前述各实施例的主要不同之处在于,本实施例的第一桥接结构与图案化辅助电极同时形成,而第二桥接结构与透明感测垫同时形成,借此有效简化工艺步骤。此外,本实施例所描述的元件(结构),其材料、膜层数、个数、运用及其相关描述可参阅图2至图7所述。如图18所示,首先提供透明基板302,其中透明基板302,如图2中基板102所采用的材料。然后,于透明基板302面向薄膜晶体管基板的一侧形成绝缘的黑色矩阵324,其中黑色矩阵324如图6中黑色矩阵124所述的材料、膜层数、或相关描述。
如图19所示,之后于黑色矩阵324上形成至少两个第一图案化辅助电极318、至少两个第二图案化辅助电极320与至少一个第一桥接结构312。第一与第二图案化辅助电极318、320与第一桥接结构312均对应于部分的黑色矩阵324而设置,且第一与第二图案化辅助电极318、320与第一桥接结构312彼此均电性绝缘。于优选情况下,于形成第一及第二图案化辅助电极318、320的步骤也可包括同时形成至少一个对位标记,但不限于此。
如图20所示,之后可选择性地于第一桥接结构312上形成至少一个图案化绝缘层316。如图21所示,接着同时形成至少两个第一透明感测垫308、至少两个第二透明感测垫310与至少一个第二桥接结构322。第一桥接结构312位于第一透明感测垫308之间作为电性连接,而第一透明感测垫308与第二透明感测垫310电性绝缘。第二桥接结构322跨越图案化绝缘层316而设置于第二透明感测垫310之间进行电性连接。
如图22所示,其后可进一步于第一与第二透明感测垫308、310上依序形成多个彩色滤光片328、第二透明导电层332与选择性地设置平坦层330,以形成彩色滤光触控基板300,其中,选择性地设置平坦层330的相关描述可参阅图7及图8。第二透明导电层332可作为彩色滤光触控基板300的共同电极。其后,所制作的彩色滤光触控基板300也可取代彩色滤光触控基板100而利用图9所述的方式结合薄膜晶体管基板150与显示介质层160(图22未示)。其中,彩色滤光触控基板300的第一与第二图案化辅助电极、第一与第二透明感测垫、黑色矩阵、彩色滤光片、第二透明导电层等结构与选择性地设置平坦层330等均面向薄膜晶体管基板150而设置于彩色滤光触控基板300的内侧。
请参考图23,其为本发明制作彩色滤光触控基板的方法的第六优选实施例示意图。第六实施例为第五实施例的变化型,与第五实施例的主要差别在于,本实施例是以具有开口336的绝缘层334(或称为图案化绝缘层)来电性绝缘第一桥接结构312与第二桥接结构322,且绝缘层334覆盖第一与第二图案化辅助电极318、320及第一与第二透明感测垫308、310,其中绝缘层334的开口336可暴露出下方的第一桥接结构312两端,并且暴露出下方的第一与第二图案化辅助电极318、320。开口336的形状与数目均不需受图23所局限,且开口336优选可暴露出部分第一与第二图案化辅助电极318、320,但不需局限于此。其中,绝缘层334的材料与膜层以及开口336的个数,可参阅绝缘层134与开口136相关描述。
本发明可形成图案化辅助电极与透明感测垫的叠合结构,于不影响显示效果的情况下大幅降低触控感测元件的等效电阻值,因此可提高触控式显示面板的触控灵敏度。再者,由于本发明利用了相邻的透明导电层与辅助电极层形成透明感测垫与图案化辅助电极,因此可以利用简化的图案转移工艺来制作透明感测垫与图案化辅助电极,或是利用图案化的辅助电极层设置于部分透明感测垫的间作为电性连接,大幅简化工艺。此外,由于本发明制作彩色滤光触控基板的方法可以有效将触控感测元件(结构)整合于基板内侧,因此不但可以提高面板可靠度与材料选择的多样性,降低触控式显示面板的工艺复杂度,还可以于基板外侧进行基板的薄化工艺,达到轻巧薄化的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例,凡依本发明申请专利保护范围所做的等同变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种制作彩色滤光触控基板的方法,该彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且该彩色滤光触控基板与该薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层,该方法包括:
提供透明基板;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的一侧依序形成第一透明导电层与辅助电极层;
图案化该第一透明导电层与该辅助电极层,以使该第一透明导电层形成至少两个第一透明感测垫及至少两个第二透明感测垫,以及使该辅助电极层形成至少两个第一图案化辅助电极及至少两个第二图案化辅助电极,且该至少两个第一透明感测垫与该至少两个第二透明感测垫电性绝缘,而该至少两个第一图案化辅助电极接触且电性连接至该至少两个第一透明感测垫,以及该至少两个第二图案化辅助电极接触且电性连接至该至少两个第二透明感测垫,且该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极电性绝缘;以及
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的该侧形成黑色矩阵,以覆盖部分该至少两个第一透明感测垫、部分该至少两个第二透明感测垫、该至少两个第一图案化辅助电极、该至少两个第二图案化辅助电极及部分该透明基板,其中黑色矩阵是由绝缘材料所构成。
2.如权利要求1所述的方法,还包括:
于该黑色矩阵上形成多个彩色滤光片;
于所述多个彩色滤光片上形成平坦层;以及
于该平坦层上形成第二透明导电层。
3.如权利要求1所述的方法,其中图案化该第一透明导电层与该辅助电极层的步骤包括利用灰阶光掩模、半色调光掩模、或是相位移光掩模进行曝光工艺。
4.如权利要求1所述的方法,其中图案化该第一透明导电层与该辅助电极层的步骤包括利用多个光掩模进行多个曝光工艺。
5.如权利要求1所述的方法,其中图案化该第一透明导电层与该辅助电极层的步骤包括形成至少一个第一桥接结构,且该至少一个第一桥接结构电性连接该至少两个第一透明感测垫。
6.如权利要求5所述的方法,其中于形成该至少一个第一桥接结构的步骤之后,该方法包括:
形成至少一个图案化绝缘层,设置于该至少一个第一桥接结构上;
形成至少一个第二桥接结构,该至少一个第二桥接结构跨越该至少一图案化绝缘层而电性连接该至少两个第二透明感测垫。
7.如权利要求5所述的方法,其中于形成该至少一个第一桥接结构的步骤之后,该方法包括:
形成绝缘层,覆盖于该至少两个第一透明感测垫、该至少两个第二透明感测垫、该至少一个第一桥接结构、该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极上,且该绝缘层具有多个开口暴露出部分的该至少两个第二透明感测垫;
形成至少一个第二桥接结构,该至少一个第二桥接结构通过所述多个开口而电性连接于该至少两个第二透明感测垫。
8.如权利要求1所述的方法,其中于图案化该第一透明导电层与该辅助电极层的步骤包括形成至少一个对位标记。
9.一种制作彩色滤光触控基板的方法,该彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且该彩色滤光触控基板与该薄膜晶体管基板之间设置有显示介质层,该方法包括:
提供透明基板;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵,其中黑色矩阵是由绝缘材料所构成;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的该侧形成至少两个第一图案化辅助电极及至少两个第二图案化辅助电极,该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极分别对应于部分的该黑色矩阵而设置,且该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极电性绝缘;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的该侧形成第一透明导电层,以覆盖该至少两个第一图案化辅助电极、该至少两个第二图案化辅助电极、该黑色矩阵与部分该透明基板;
图案化该第一透明导电层,以形成至少两个第一透明感测垫、至少两个第二透明感测垫与至少一个第一桥接结构,该至少一个第一桥接结构电性连接该至少两个第一透明感测垫,且该至少两个第一透明感测垫分别设置于该至少两个第一图案化辅助电极上及位于该至少两个第一图案化辅助电极下的该黑色矩阵上,以及该至少两个第二透明感测垫分别设置于该至少两个第二图案化辅助电极上及位于该至少两个第二图案化辅助电极下的该黑色矩阵上,而该至少两个第一透明感测垫与该至少两个第二透明感测垫电性绝缘;以及
形成至少一个第二桥接结构,电性连接该至少两个第二透明感测垫,且与该至少一个第一桥接结构电性绝缘。
10.如权利要求9所述的方法,还包括:
于该至少两个第一与该至少两个第二透明感测垫上形成多个彩色滤光片;
于所述多个彩色滤光片上形成平坦层;以及
于该平坦层上形成第二透明导电层。
11.如权利要求9所述的方法,其中于形成所述第二桥接结构之前,该方法包括:
于该至少一个第一桥接结构上形成至少一个图案化绝缘层,其中该至少一个第二桥接结构跨越该至少一个图案化绝缘层而电性连接该至少两个第二透明感测垫。
12.如权利要求9所述的方法,其中于形成所述第二桥接结构之前,该方法包括:
形成绝缘层,覆盖于该至少两个第一透明感测垫、该至少两个第二透明感测垫、该黑色矩阵、部分该基板与该至少一个第一桥接结构上,且该绝缘层具有多个开口暴露出部分的该至少两个第二透明感测垫,其中该至少一个第二桥接结构通过所述多个开口而电性连接该至少两个第二透明感测垫。
13.如权利要求9所述的方法,其中于形成该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极的步骤包括形成至少一个对位标记。
14.如权利要求9所述的方法,其中至少一部分的该至少两个第一及该至少两个第二图案化辅助电极包括多个导电条,而该黑色矩阵包括多个条状部,且各该导电条的宽度实质上小于各该条状部的宽度至少6微米。
15.一制作种彩色滤光触控基板的方法,该彩色滤光触控基板对应于薄膜晶体管基板而设置,且该彩色滤光触控基板与该薄膜晶体管基板的间设置有显示介质层,该方法包括:
提供透明基板;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的一侧形成黑色矩阵,其中该黑色矩阵是由绝缘材料所构成;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的该侧形成辅助电极层,以覆盖该透明基板与该黑色矩阵;
图案化该辅助电极层以形成至少两个第一图案化辅助电极、至少两个第二图案化辅助电极与至少一个第一桥接结构,该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极分别对应于部分的该黑色矩阵而设置,且该至少两个第一图案化辅助电极与该至少两个第二图案化辅助电极电性绝缘;
于该透明基板面向该薄膜晶体管基板的该侧形成第一透明导电层,以覆盖该至少两个第一图案化辅助电极、该至少两个第二图案化辅助电极、该黑色矩阵与部分该透明基板;以及
图案化该第一透明导电层以形成至少两个第一透明感测垫、至少两个第二透明感测垫与至少一个第二桥接结构,该至少一个第一桥接结构电性连接该至少两个第一透明感测垫,该至少一个第二桥接结构电性连接该至少一个第二透明感测垫,且该至少一个第二桥接结构与该至少一个第一桥接结构电性绝缘,而该至少两个第一透明感测垫分别设置于该至少两个第一图案化辅助电极上及位于该至少两个第一图案化辅助电极下的该黑色矩阵上,以及该至少两个第二透明感测垫分别设置于该至少两个第二图案化辅助电极上及位于该至少两个第二图案化辅助电极下的该黑色矩阵上,而该至少两个第一透明感测垫与该至少两个第二透明感测垫电性绝缘。
16.如权利要求15所述的方法,还包括:
于该至少两个第一与该至少两个第二透明感测垫上形成多个彩色滤光片;
于所述多个彩色滤光片上形成平坦层;以及
于该平坦层上形成第二透明导电层。
17.如权利要求15所述的方法,其中于形成该至少一个第一桥接结构之后,该方法包括:
形成至少一个图案化绝缘层,设置于该至少一个第一桥接结构上,其中该至少一个第二桥接结构跨越该至少一个图案化绝缘层而电性连接该至少两个第二透明感测垫。
18.如权利要求15所述的方法,其中于形成该至少一个第一桥接结构之后,该方法包括:
形成绝缘层,覆盖于该至少两个第一透明感测垫、该至少两个第二透明感测垫、该黑色矩阵、部分该基板与该至少一个第一桥接结构上,且该绝缘层具有多个开口暴露出部分的该至少两个第二透明感测垫,其中该至少一个第二桥接结构通过所述多个开口而电性连接该至少两个第二透明感测垫。
19.如权利要求15所述的方法,其中于图案化该辅助电极层的步骤包括形成至少一个对位标记。
20.如权利要求15所述的方法,其中至少一部分的该至少两个第一及该至少两个第二图案化辅助电极包括多个导电条,而该黑色矩阵包括多个条状部,且各该导电条的宽度实质上小于各该条状部的宽度至少6微米。
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