CN102193672B

CN102193672B - 触摸屏幕面板及其制造方法

Info

Publication number: CN102193672B
Application number: CN201010560312.XA
Authority: CN
Inventors: 卢水贵; 赵世一; 李在贤; 李清
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-11-23
Also published as: JP2011192251A; JP5156798B2; CN102193672A; KR101040846B1; US9001052B2; US20110227839A1; TWI517009B; TW201145133A

Abstract

本发明提供一种触摸屏幕面板及其制造方法。触摸屏幕面板包括：透明基板，包括显示区域和非显示区域；第一感测图案，布置为沿第一方向，并包括第一感测单元和第一连接部件；第二感测图案，布置为沿第二方向，并包括第二感测单元和第二连接部件；绝缘层，以岛形形成在每个第二连接部件上，第二感测单元接触暴露的第二连接部件的端部；多个第一感测单元，沿与第二方向交叉的第一方向布置在显示区域上；连接部件，将相邻的第一感测单元彼此连接；金属图案，形成在非显示区域中，并连接到设置在显示区域的端部处的每个感测单元。

Description

触摸屏幕面板及其制造方法

本申请要求在2010年3月16日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0023239号韩国专利申请的权益，其公开通过引用包含于此。

技术领域

本发明的各方面涉及一种触摸屏幕面板及其制造方法，更具体地讲，涉及一种一体地形成在平板显示器的上基板上的触摸屏幕面板及其制造方法。

背景技术

触摸屏幕面板是一种利用人手或物体选择显示在诸如图像显示装置的屏幕上的内容以输入用户的命令的输入装置。

为此，触摸屏幕面板设置在图像显示装置的前面上，并将直接接触人手或物体的位置转换为电信号。因此，作为输入信号接收在触摸位置处选择的命令内容。因为触摸屏幕面板可以替换诸如键盘或鼠标的通过与图像显示装置连接而操作的单独的输入装置，所以触摸屏幕面板的使用场合正快速地扩展。

为了实现触摸屏幕面板的接触，已知的是电阻式、感光式、电容式等。

在这些类型的触摸屏幕面板中，当人手或物体接触电容式触摸屏幕面板时，导电感测图案感测在其他相邻的感测图案或地电极等处的电容的改变，从而将接触位置转换为电信号。为了清楚地确定接触表面处的接触位置，感测图案被构造为包括：第一感测图案(X图案)，形成为沿第一方向连接；第二感测图案(Y图案)，形成为沿第二方向连接。

在现有技术中，第一感测图案和第二感测图案分别设置在不同的层上。换句话说，作为一个示例，第一感测图案设置在下层上，第二感测图案设置在上层上，绝缘层设置在它们之间。

当各感测图案形成在不同的层上时，透明导电材料(例如，ITO)被用于感测图案，该感测图案具有大的表面电阻。因此，为了减小表面电阻，宽的连接部件连接设置在同一层上的感测图案。然而，设置在上层和下层上的每个连接部件的叠置面积变大，因此寄生电容的量变大，从而各感测图案进行感测的敏感性劣化。

为了克服这些缺点，在现有技术中，第一感测图案和第二感测图案可以形成在同一层上，然后，第一感测图案和第二感测图案可以由形成通过接触孔的单独的连接图案来连接，接触孔形成为穿过在第一感测图案或第二感测图案的上部上的绝缘层。在这些情况下，连接图案由电阻低的金属材料制成。

作为一个示例，第一感测图案的连接部件与上面公开的示例相同地由透明导电材料制成，第二感测图案的连接部件由低电阻金属材料制成，并与第一感测图案的连接部件交叉。

换句话说，第一感测图案和第二感测图案在形成有连接图案的区域中彼此交叉，连接图案的宽度被最小化，因此可以减小在交叉区域处产生的寄生电容的影响。

然而，即使在这样的情况下，连接第一感测图案的连接部件仍由电阻值高的透明导电材料制成，且交叉区域的叠置面积减小。此外，因为连接图案设置在绝缘层的上部上，所以其对于从外部施加或出现的静电来说是脆弱的。

发明内容

本发明的各方面提供一种触摸屏幕面板，包括：第一感测单元和第二感测单元，形成在同一水平面上；第一连接部件和第二连接部件，利用与感测单元在同一水平面上的第二连接部件来连接第一感测单元和第二感测单元，与感测单元相同的；小绝缘层，围绕第二连接部件。

本发明的实施例提供一种触摸屏幕面板，包括：透明基板，包括显示区域和形成在显示区域的外部处的非显示区域；第一感测图案和第二感测图案，形成在显示区域中，其中，第一感测图案包括第一感测单元和第一连接部件，第二感测图案包括第二感测单元和第二连接部件，第一感测单元和第一连接部件沿第一方向布置；第二感测单元和第二连接部件沿与第一方向交叉的第二方向布置；绝缘层，以岛形形成在每个第二连接部件上，以暴露第二连接部件的端部；第一连接部件，将相邻的第一感测单元彼此连接，并形成在岛形的绝缘层上；金属图案，形成在非显示区域中，并连接到设置在显示区域的端部处的第一感测单元和第二感测单元中的每个感测单元。

每个金属图案的上部进一步设置有由透明导电材料制成的导电保护层，所述触摸屏幕面板还包括以岛形形成在每个导电保护层上以暴露导电保护层的端部的绝缘层，每个暴露的导电保护层接触设置在显示区域的端部处的第一感测单元或第二感测单元。

另外，所述触摸屏幕面板还包括：成对的辅助图案，设置在绝缘层的下部下方，并形成为与第二连接部件的两侧分开预定的间距，所述成对的辅助图案的每个端部暴露于岛形的绝缘层的外部，暴露的辅助图案的每个端部接触第一感测单元。

此外，第二连接部件和金属图案形成在同一水平面上，并由电阻值低于形成感测单元的材料的电阻值的金属制成，第一感测单元和第二感测单元由透明导电材料制成。

本发明的另一实施例提供一种触摸屏幕面板的制造方法，包括如下步骤：在包括显示区域和形成在显示区域的外部处的非显示区域的透明基板的显示区域上形成沿第二方向布置的第二连接部件；在每个第二连接部件上并以岛形形成绝缘层，以暴露连接部件的端部；形成沿第二方向布置的第二感测单元，以接触暴露的第二连接部件的端部，从而彼此电连接；形成多个第一感测单元和第一连接部件，所述多个第一感测单元沿与第二方向交叉的第一方向布置在显示区域中，第一连接部件将相邻的第一感测单元彼此连接，并形成在岛形的绝缘层上；

另外，所述触摸屏幕面板的制造方法包括：形成金属图案，金属图案设置在非显示区域中，并分别电连接设置在显示区域的端部处的第一感测图案和第二感测图案，在同一工艺中在同一水平面上形成连接部件和金属图案，连接部件和金属图案由电阻值低于形成感测单元的材料的电阻值的金属制成。

此外，所述触摸屏幕面板的制造方法包括：形成由透明导电材料制成并设置在每个金属图案的上部上的导电保护层，并在每个导电保护层上以岛形形成绝缘层，以暴露导电保护层的端部。

此外，所述触摸屏幕面板的制造方法包括：形成成对的辅助图案，所述成对的辅助图案位于绝缘层的下部下方，并与连接图案的两侧分开预定的间距，所述成对的辅助图案的每个端部暴露于岛形的绝缘层的外部，暴露的辅助图案的每个端部接触第一感测单元。

根据本发明的示例性实施例，将相邻的第一感测图案或第二感测图案彼此连接的连接图案中的每个连接图案由与形成在触摸屏幕面板的外部处的金属图案的低电阻金属材料相同的低电阻金属材料制成，以减小或消除连接图案的抗静电的脆弱性，从而可以克服任何静电放电(ESD)问题。

将在下面的描述中在一定程度上阐述本发明的另外的方面和/或优点，且通过描述在一定程度上是明显的，或者可以通过实施本发明而获知。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得明显并更易于理解，在附图中：

图1A是根据本发明示例性实施例的形成在触摸屏幕面板上的感测图案的布置的平面图；

图1B是图1A的特定部分(I-I’)的剖视图；

图2A、图2C、图2E、图2G是示出在图1中示出的根据本发明示例性实施例的触摸屏幕面板的制造工艺中的步骤的平面图；

图2B、图2D、图2F、图2H是示出在图1中示出的根据本发明示例性实施例的触摸屏幕薄膜的制造工艺中的步骤的剖视图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，只是通过举例说明的方式仅示出并描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员应该理解的是，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式来修改描述的实施例。因此，附图和描述应被视为在本质上是示意性的而不是限制性的。另外，当将元件描述为“在”另一元件“上”，“设置在”另一元件“上”或“形成在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者可以在一个或多个中间元件设置在该元件和另一元件之间的情况下间接地在另一元件上。此外，当元件被称为“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到另一元件，或者可以在一个或多个中间元件设置在该元件和另一元件之间的情况下间接地连接到另一元件。此外，在同一水平面上的结构可以形成到分别的水平面中。

现在将详细说明本发明的当前实施例，在附图中示出了本发明的示例，其中，相同的标号始终指示相同的元件。在下面通过参照附图来描述实施例以说明本发明。

图1A是示出根据本发明示例性实施例的形成在触摸屏幕面板上的感测图案的布置的平面图，图1B是图1A的特定部分(I-I’)的剖视图。图1A和图1B描述在了布置在显示区域上的多个第一感测图案和第二感测图案中的设置在显示区域的一端处的2×2感测图案。

参照图1A和图1B，根据这样的实施例的感测图案包括第一感测图案120和第二感测图案140，第一感测图案120和第二感测图案140形成在透明基板10的显示区域中，透明显示基板10被分为显示区域和形成在显示区域的外部处的非显示区域，第一感测图案120和第二感测图案140彼此交替地设置，第一感测图案120和第二感测图案140形成为在X坐标相同的一个列单元中和Y坐标相同的一个行单元中彼此连接。换句话说，第一感测图案120被构造为包括布置在Y坐标相同的一列中的第一感测单元122和连接相邻的第一感测单元122的第一连接部件124，第二感测图案140被构造为包括布置在X坐标相同的一行中的第二感测单元142和连接相邻的第二感测单元142的第二连接部件144。

在这样的实施例中，第一感测单元122和第二感测单元142形成在同一层上，并且第一感测单元122和第二感测单元142应由透明材料制成，以实现触摸屏幕面板的操作。因此，优选的是第一感测单元122和第二感测单元142由例如氧化铟锡(下文中称为ITO)的透明导电材料制成。

此外，为了使第一感测单元122和第二感测单元142用作感测电极，沿第一方向布置的感测单元122和沿第二方向布置的感测单元142应彼此电连接。因此，第一感测单元122通过第一连接部件124彼此电连接，第二感测单元142通过第二连接部件144彼此电连接。

在这样的实施例中，第一连接部件124与第一感测单元122一体地形成，相邻的第一感测单元122通过第一连接部件124连接。换句话说，第一连接部件124由与第一感测单元122的透明导电材料相同的透明导电材料制成。

另一方面，第二连接部件144由电连接相邻的第二感测单元142的其他材料制成。因此，由于第一感测单元122、第一连接部件124、第二感测单元142形成在同一水平面上，所以与第一连接部件124交叉的第二连接部件144可以不与第一感测单元122和第二感测图案142形成在同一水平面上，以避免它们之间的短路。因此，在这样的实施例中，第二连接部件144形成为与第一感测单元122和第二感测单元142分开。

在本发明的这样的实施例中，第二连接部件144由低电阻金属制成。另外，在第二连接部件144形成为与显示区域的端部处的非显示区域相邻的情况下，第二连接部件144由与金属图案160的材料相同的材料制成，第一感测单元122和第二感测单元142形成在显示区域中，金属图案160将由感测单元感测到的信号提供到驱动电路(未示出)。

换句话说，形成有多个感测图案120和140的区域是显示图像并检测触摸位置的显示区域，金属图案160电连接到感测图案120和140所处的区域是设置在显示区域的外部处的非显示区域。在这样的情况下，因为第二连接部件144通过相同的工艺与金属图案160形成在同一水平面上，所以不需要用于形成第二连接部件144的另外的掩模工艺，因此可以减少工艺的道数和时间。在这样的构造中，将第二感测单元142彼此连接的第二连接部件144由低电阻金属而非透明导电材料制成，从而在第二感测单元142的第二连接部件144处可以使电荷流动平稳，因此改善感测单元的感测敏感性。

另外，用于将由感测单元122和142感测到的信号提供到驱动电路(未示出)的金属图案160电连接到设置在显示区域的端部处的第一感测单元122和/或第二感测单元142。然而，在这样的实施例中，金属图案160的上部进一步设置有由导电材料制成的导电保护层162，导电保护层162可以防止在工艺期间出现的金属图案160的腐蚀。

另外，在第二连接部件144和第一连接部件124被连接为彼此叠置处之间的区域形成有岛形(islandshape)的绝缘层130，以防止第二连接部件144和第一连接部件124之间的短路。此外，另一岛形的绝缘层130形成在导电保护层162上。绝缘层130是透明材料(优选的是，二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄))的无机绝缘层。结果，由低电阻金属制成的第二连接部件144设置在绝缘层130下方，以减少或消除对静电的脆弱性，从而可以克服任何静电放电(ESD)问题。

如所示出的，岛形的绝缘层130没有覆盖整个第二连接部件144，而是形成在与接触第二连接部件144的两端的部分(即，第二感测单元140)不同的区域中。结果，第二连接部件144和第二感测单元142彼此电连接而不需要包括单独的接触孔。

另外，形成在导电保护层162上的绝缘层130还形成为暴露接触第一感测单元122或第二感测单元142的一部分。然而，当绝缘层130形成为岛形时，形成在绝缘层130上方的第一连接部件124在绝缘层130的形成有台阶的端部处连接到第一感测单元122。

换句话说，第一感测单元122的宽度狭窄的部分与形成有绝缘层130的台阶的部分交叉。在边界区域处电阻局部增加，从而静电可能容易地损坏连接第一感测单元122的第一连接部件124。这可能在导致热损坏的同时导致触摸屏幕面板的驱动缺陷，该热损坏是因当出现静电时在边界区域处的焦耳加热(jouleheating)的聚集而导致的。

在本发明的这样的实施例中，辅助图案150进一步形成在绝缘层130下方，以与该区域对应。换句话说，以预定的间距与第二连接部件144分开的成对的辅助图案150进一步形成在第二连接部件144的两端处，并分别电连接到相邻的第一感测单元122。辅助图案150由与第二连接部件144的低电阻金属相同的低电阻金属制成。

如所示出的，岛形的绝缘层130没有覆盖整个辅助图案150，而是形成在与接触辅助图案150的两端的部分(即，第一感测单元122)不同的区域中。结果，成对的辅助图案150和相邻的第一感测单元122彼此电连接而不需要包括单独的接触孔。

可以通过辅助图案150来防止形成有第一连接部件124的部分处的突然的电阻增加，并且可以减小连接有第一感测单元122的线单元中的线电阻。结果，可以防止因静电导致的触摸屏幕面板的驱动缺陷，可以改善触摸屏幕面板的驱动特性。

在示例性实施例中，第二连接部件144可以形成为如所示出的矩形条形状，辅助图案150可以形成为字母“”的形状，但是这仅作为示例示出，因此，形状不需要限制于此。

如上所述，图1A和图1B通过示例的方式描述了布置在显示区域上的多个第一感测图案和第二感测图案中的设置在显示区域的一端处的2×2感测图案。图2A、图2C、图2E、图2G是示出图1中示出的根据本发明示例性实施例的触摸屏幕面板的制造工艺的平面图。图2B、图2D、图2F、图2H是示出图1中示出的本发明示例性实施例的触摸屏幕面板的制造工艺的剖视图。

首先参照图2A和图2B，在透明基板10上形成金属图案160、第二连接部件144、辅助图案150。透明基板10被分为显示区域和形成在显示区域的外部上的非显示区域。

金属图案160、第二连接部件144、辅助图案150由低电阻金属制成。低电阻金属的示例可以包括钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)等。

金属图案160形成在与将随后形成有第一感测单元122和第二感测单元142(未示出)的显示区域的两端相邻的非显示区域中，金属图案160将由感测单元122和142感测到的信号提供给驱动电路(未示出)。在图2A中示出的金属图案中，形成在左侧的金属图案160电连接到随后形成的第一感测单元122，形成在下侧的金属图案160电连接到随后形成的第二感测单元142。

另外，第二连接部件144将第二感测单元142彼此电连接，并布置为沿第二感测单元142布置在显示区域中所沿的的方向(例如，Y方向)分开预定的间距。此外，成对的辅助图案150实现为与第二连接部件144分开预定的间距，成对的辅助图案150也分别电连接到第一感测单元122。

然后，参照图2C和图2D，在金属图案160上形成由透明导电材料制成的导电保护层162。这里，导电保护层162由例如ITO的透明导电材料制成，导电保护层162用于防止可以在工艺期间出现的金属图案160的腐蚀。此外，形成在左侧金属图案160上的左侧导电保护层162接触随后形成的第一感测单元122，形成在下侧金属图案160上的下侧导电保护层162接触随后形成的第二感测单元142。

接下来，参照图2E和图2F，形成岛形的绝缘层130以与导电保护层162、第二连接部件144、辅助图案150叠置。绝缘层130是透明材料的无机绝缘层，优选地，绝缘层130由二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄)制成。

如所示出的，岛形的绝缘层130没有覆盖整个第二连接部件144和辅助图案150，而是形成在与第二连接部件144和辅助图案150的两端接触的部分(即，接触第一感测单元122和第二感测单元142的部分)不同的区域中。结果，在不需要包括单独的接触孔的情况下，第二连接部件144和第二感测单元142彼此电连接，辅助图案150和第一感测单元122彼此电连接。另外，还将形成在导电保护层162上的绝缘层130形成为暴露接触第一感测单元122的部分和接触第二感测单元124的部分。

最后，如图2G和图2H中所示，形成第一感测单元122、连接第一感测122的第一连接部件124单元、第二感测单元142。通过同一工艺在同一水平面上设置第一感测单元122和第二感测单元142，第一感测单元122和第二感测单元142由透明材料制成，以实现触摸屏幕面板的操作。换句话说，作为一个示例，第一感测单元122和第二感测单元142由透明导电材料(即，ITO)制成。

此外，为了使第一感测单元122和第二感测单元142用作感测电极，沿X方向布置的第一感测单元122和沿Y方向布置的第二感测单元中的每个感测单元应彼此电连接。因此，第一感测单元122通过第一连接部件124彼此电连接，第二感测单元142通过先前形成的第二连接部件144彼此电连接。

在这样的实施例中，第一连接部件124与第一感测单元122一体化地形成，通过第一感测部件124连接所有相邻的第一感测单元122。换句话说，通过同一工艺由与第一感测单元122的透明导电材料相同的透明导电材料制成第一连接部件124。

绝缘层130形成在第一连接部件124下方，暴露于绝缘层130的左侧和右侧的成对的辅助图案150接触第一感测单元122。此外，第二感测单元142接触在绝缘层130下方暴露的第二连接部件144，从而相邻的第二感测单元142彼此电连接。

另外，如所示出的，在显示区域中的设置在左侧的第一感测单元122接触设置在左外部处的导电保护层162的端部，从而在显示区域中的设置在左侧的第一感测单元122电连接到形成在导电保护层162下方的金属图案160。类似地，在显示区域中的设置在下端上的第二感测单元142接触设置在下外部处的导电保护层162的端部，从而在显示区域中的设置在下端上的第二感测单元142电连接到形成在导电保护层162下方的金属图案160。

结果，第一感测图案120被构造为包括布置在Y坐标相同的一行中的第一感测单元122和连接相邻的第一感测单元122的第一连接部件124，第二感测图案140被构造为包括排列在X坐标相同的同一列中的第二感测单元142和连接相邻的第二感测单元142的第二连接部件124。

虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims

1.一种触摸屏幕面板，所述触摸屏幕面板包括：

透明基板，包括显示区域和形成在显示区域的外部处的非显示区域；

第一感测图案，布置为沿第一方向，并包括第一感测单元和第一连接部件；

第二感测图案，布置为沿第二方向，并包括第二感测单元和第二连接部件；

以岛形形成在每个第二连接部件上以暴露第二连接部件的端部的绝缘层；

金属图案，形成在非显示区域中，并连接到设置在显示区域的端部处的第一感测单元和第二感测单元中的每个感测单元；

成对的辅助图案，设置在绝缘层下方，并形成为与第二连接部件的两侧分开预定的间距，

其中：

第二连接部件沿第二方向布置在显示区域上，

第二感测单元接触被暴露的第二连接部件的端部，从而彼此电连接，

第一感测单元沿第一方向布置在显示区域上，以与第二方向交叉，

第一连接部件将相邻的第一感测单元彼此连接，并以岛形形成在绝缘层上，

其中，所述成对的辅助图案的每个端部暴露于岛形的绝缘层的外部，被暴露的辅助图案的每个端部接触第一感测单元。

2.如权利要求1所述的触摸屏幕面板，其中，每个金属图案的上部进一步设置有由透明导电材料制成的导电保护层。

3.如权利要求2所述的触摸屏幕面板，所述触摸屏幕面板还包括：以岛形形成在每个导电保护层上以暴露导电保护层的端部的绝缘层。

4.如权利要求3所述的触摸屏幕面板，其中，被暴露的导电保护层接触设置在显示区域的端部处的第一感测单元或第二感测单元。

5.如权利要求1所述的触摸屏幕面板，其中，第二连接部件和金属图案形成在同一水平面上，并由电阻值低于形成感测单元的材料的电阻值的金属制成。

6.如权利要求1所述的触摸屏幕面板，其中，第一感测单元和第二感测单元由透明导电材料制成。

7.一种触摸屏幕面板的制造方法，该触摸屏幕面板包括第一感测图案、第二感测图案、透明基板、绝缘层，第一感测图案布置为沿第一方向，第一感测图案包括第一感测单元和第一连接部件，第二感测图案布置为沿第二方向，第二感测图案包括第二感测单元和第二连接部件，透明基板包括显示区域和形成在显示区域的外部处的非显示区域，所述方法包括如下步骤：

在透明基板的显示区域上形成第二连接部件，第二连接部件沿第二方向布置；

在每个第二连接部件上并以岛形形成绝缘层，以暴露第二连接部件的端部；

形成多个第二感测单元，所述多个第二感测单元沿第二方向布置并接触被暴露的第二连接部件的端部，从而彼此电连接；

在显示区域上沿与第二方向交叉的第一方向布置第一感测单元，其中，在岛形的绝缘层上形成将相邻的第一感测单元彼此连接的第一连接部件；

形成成对的辅助图案，所述成对的辅助图案位于绝缘层下方并与第二连接部件的两侧分开预定的间距，

8.如权利要求7所述的触摸屏幕面板的制造方法，所述触摸屏幕面板的制造方法还包括：

形成金属图案，金属图案设置在非显示区域中，并分别电连接设置在显示区域的端部处的第一感测图案和第二感测图案。

9.如权利要求8所述的触摸屏幕面板的制造方法，其中，以相同工艺在同一水平面上形成第二连接部件和金属图案，第二连接部件和金属图案由电阻值低于形成感测单元的材料的电阻值的金属制成。

10.如权利要求7所述的触摸屏幕面板的制造方法，所述触摸屏幕面板的制造方法还包括：

在每个金属图案的上部上形成由透明导电材料制成的导电保护层。

11.如权利要求10所述的触摸屏幕面板的制造方法，所述触摸屏幕面板的制造方法还包括：

在每个导电保护层上以岛形形成绝缘层并暴露导电保护层的端部。