CN105320330B - 光电调变堆叠 - Google Patents

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Abstract

一种光电调变堆叠包括基板、多个触控感测单元、至少第一抗扰斑块以及纳米结构层。触控感测单元共平面地设置于基板上，相邻的触控感测单元之间形成第一间隙区。第一抗扰斑块设置于第一间隙区内，第一抗扰斑块的宽度远小于基板或触控感测单元的宽度。纳米结构层设置于第一抗扰斑块下，并具有多个纳米结构。当光线通过这些纳米结构及第一抗扰斑块时，光线的光学特性改变。

Description

光电调变堆叠
技术领域
本发明涉及一种调变堆叠，特别涉及一种光电调变堆叠。
背景技术
近年来，触控技术已经逐渐广泛应用于一般的消费性电子商品上，例如行动通讯装置、数字相机、数字音乐播放器(MP3)、个人数字助理器(PDA)、卫星导航器(GPS)、掌上型计算机(hand-held PC)，甚至崭新的超级行动计算机(Ultra Mobile PC,UMPC)等。然而，现有的触控感测结构遇到良率下降的问题。
以一种习知的触控感测堆叠来说，其包含基板及多个触控感测组件，触控感测组件设置于基板上用以感测使用者的触控而产生电信号，电信号经过处理后即可得到使用者的触控坐标。然而，由于触控感测组件之间仅隔10μm～30μm之间的间隙，因此当工艺中有粒子掉落、刮伤产生或是弯折触控感测组件时，左右或上下相邻的触控感测组件很容易形成短路，而造成触控功能失效以及良率下降。
另外，在一揭露技术中(美国专利号US20040063041A)，基板上还设置抗眩聚亚酰胺涂层，以对外界入射光提供抗眩(anti-glare)效果。而如何将此抗眩功能应用至触控感测显示器也是重要课题。此外，对发光装置或显示装置而言，出光具有良好的特性也是相当重要的。
因此，如何提供一种光电调变堆叠，能够解决上述短路的问题，并提升触控效能、产品良率、出光特性与产品竞争力，实为当前重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种光电调变堆叠，能够解决工艺中造成短路的问题，并提升触控效能、产品良率、出光特性与产品竞争力。
为达上述目的，本发明的一种光电调变堆叠包括基板、多个触控感测单元、至少第一抗扰斑块以及纳米结构层。触控感测单元共平面地设置于基板上，相邻的触控感测单元之间形成第一间隙区。第一抗扰斑块设置于第一间隙区内，第一抗扰斑块的宽度远小于基板或触控感测单元的宽度。纳米结构层设置于第一抗扰斑块下，并具有多个纳米结构。当光线通过这些纳米结构及第一抗扰斑块时，光线的光学特性改变。
在一个实施例中，第一抗扰斑块呈弯折样式。
在一个实施例中，光电调变堆叠更包括接地单元以及至少第二抗扰斑块。接地单元与所述多个触控感测单元共平面，且与相邻的触控感测单元之间形成第二间隙区。第二抗扰斑块设置于第二间隙区内，第二抗扰斑块的宽度远小于基板或触控感测单元的宽度，纳米结构层更设置于第二抗扰斑块下。
在一个实施例中，通过该第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元所形成的第一间隙区之间，使相邻触控感测单元的间距加大、不会受到后续工艺的粒子污染而形成短路，从而提供电性抗扰的效用。
在一个实施例中，所述后续工艺至少包括机械薄化工艺、化学薄化工艺、机械化学薄化工艺、黄光工艺、薄膜沉积工艺、和/或薄膜蚀刻工艺。
在一个实施例中，光电调变堆叠更包含绝缘层，其具有抗眩(anti-glare)性质。
在一个实施例中，基板为软性基板或刚性基板。
在一个实施例中，纳米结构包含纳米铜或纳米银。
在一个实施例中，纳米结构层更包括基质，这些纳米结构设置于基质内。
在一个实施例中，基质与这些纳米结构的折射率不同。
承上所述，在本发明的光电调变堆叠中，将第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元所形成的第一间隙区内，以致触控感测单元的间距加大，例如从原本的10μm与30μm之间变为70μm与130μm之间。如此，即使有粒子掉落或刮伤产生时，相邻的触控感测单元也不会形成短路，第一抗扰斑块提供电性抗扰的效用，进而避免触控失效而能提升产品良率与可弯折性。
此外，原本触控感测单元的间距加大可能会让人眼辨识其存在，但通过弯折图样的第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元之间，而能使触控感测单元隐形化，使得人眼不易发现，故能提供光学抗扰的效用并提升显示效能。并且第一抗扰斑块结合基板的曲面边缘更能够提供光学抗扰的效用，而能提升立体显示效能。
另外，纳米结构层的设置，使得显示模块发出的光线通过纳米结构层与抗扰斑块，而能改善光线的光学特性，例如消除光学色差(mura)、光学干涉(moire)及雾度、并可加大可视角度(viewing angle)，提供光学抗扰的效用，也能避免工艺微粒造成短路从而提供电性抗扰。
此外，本发明的绝缘层具有抗眩性质，使能够吸收、过滤外界入射光，降低外界入射光与金属网栅产生的反射、干涉效果，而能增加显示面板的亮度对比，并且能对外界入射光具抗眩效果。
此外，通过使用纳米材料，本发明具有低线接面电阻(wire junctionresistance)、平滑表面、优良机械结合性与可挠性，同时维持高穿透性与低片电阻值(sheet resistance)。此外，添加纳米导电粒子也有助于光学耦合效率提升并增加光学散射度，使得面板显示视角扩大，显示效率提升。
附图说明
图1为本发明一个实施例的光电调变堆叠的剖面示意图。
图2至图10为本发明不同实施例的光电调变堆叠的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明根据本发明较佳实施例的一种光电调变堆叠，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
图1为本发明一个实施例的光电调变堆叠1的剖面示意图。如图1所示，光电调变堆叠1包含基板11、多个触控感测单元12、至少第一抗扰斑块13以及纳米结构层14。
基板11可为透光基板或非透光基板。其中透光基板例如是玻璃基板、塑料基板或其它材质的基板，在此以玻璃基板为例。基板11可为刚性基板或软性基板，当为软性基板时，其可应用于可挠性显示器。在应用上，基板11可为透光盖板(cover glass)以减少应用的显示面板的厚度，在透光盖板边缘可为曲面，以提升立体显示的效果。
触控感测单元12共平面地设置于基板11上，在此以设置在基板11的一表面111上而形成共平面设置。相邻的触控感测单元12之间形成第一间隙区121。触控感测单元12可由透光导电材质制成，例如由氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)或其它金属氧化物制成。图1所示的两个触控感测单元12以相互绝缘为例。
第一抗扰斑块13设置于第一间隙区121内，且第一抗扰斑块13的宽度远小于基板11或触控感测单元12的宽度(图中尺寸仅为示意不代表真实尺寸)，例如第一抗扰斑块13的宽度小于基板11或触控感测单元12的宽度的五分之一。在实施上，为减少工艺步骤，可令第一抗扰斑块13与触控感测单元12在同一工艺中制造而成，且二者具有相同的材质。然而，本发明不以此为限。在此，第一抗扰斑块13由导电材质制成，且其电性浮接，且第一抗扰斑块13与相邻的触控感测单元12之间间隔一距离。通过将第一抗扰斑块13设置于第一间隙区121内，可使触控感测单元12的间距(第一间隙区121)加大，如此一来，即使有粒子P掉落或刮伤产生时，相邻的触控感测单元12也不会形成短路，因而避免触控失效并能提升产品良率。粒子P例如来自后续工艺，后续工艺可至少包括机械薄化工艺、化学薄化工艺、机械化学薄化工艺、黄光工艺、薄膜沉积工艺、和/或薄膜蚀刻工艺。通过第一抗扰斑块13设置于相邻触控感测单元12所形成的第一间隙区121之间，可使相邻触控感测单元的间距加大、不会受到后续工艺的粒子污染或弯曲使用而造成短路，从而提供电性抗扰的效用。
此外，原本触控感测单元12的间距加大可能会让人眼辨识其存在，但通过第一抗扰斑块13设置于相邻触控感测单元12之间，使得人眼不易发现，因而能维持显示效能。举例来说，第一抗扰斑块13的宽度介于50μm与70μm之间，第一间隙区121的宽度介于70μm与130μm之间。在一个实施例中，第一抗扰斑块13的材质可包含金属氧化物。另外，第一抗扰斑块的图样13可为块状斑块或包含至少弯折状斑块。第一抗扰斑块13可呈弯折图样。
纳米结构层14设置于第一抗扰斑块13下，并具有多个纳米结构141。纳米结构层14可与第一抗扰斑块13直接连接或间接连接。并且，纳米结构层14可为图案化或不具图案，当纳米结构层14为图案化时，其图案可与第一抗扰斑块13的图案相同，当纳米结构层14为非图案化时，其可为连续不间断的平坦层。另外，纳米结构层14可与第一抗扰斑块13设置于基板11的同一侧或不同侧。于此，纳米结构层14为图案化，且其图案与第一抗扰斑块13的图案相同，即二者完全重叠，并且，纳米结构层14与第一抗扰斑块13设置于基板11的同一侧。当光线通过这些纳米结构141及第一抗扰斑块13时，光线的光学特性改变，例如消除光学色差(mura)、光学干涉(moire)及雾度、并可加大可视角度(viewing angle)，提供光学抗扰的效用。并且纳米结构层14的设置也能避免工艺微粒造成短路从而提供电性抗扰。
纳米结构141例如为纳米粒子或纳米线，其材质可为纳米银(Silver nanowires)、纳米镁银合金或纳米铜。纳米粒子例如为纳米导电粒子，其材质包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟镓锌(IGZO)、掺锌氧化铟(IZO)、AZO(掺铝的ZNO)、GZO(掺镓的ZNO)、碳纳米管(CNT)、或石墨烯。另外，纳米结构层14、第一抗扰斑块13及/或触控感测单元12可由纳米导电粒子添加在纳米金属线(metal nanowires)的复合材料所构成。纳米结构层14例如通过印刷(printing)、喷墨印刷(inkjet printing)、网版印刷(screen printing)、涂布(coating)、雷射或微影工艺而形成。
纳米结构层14可更包括基质142，这些纳米结构141设置于基质142内。基质142与纳米结构141的折射率可不同，藉以达到某种光学目的，例如使光扩散。
另外，以下是纳米银线的制造方法的实施例。首先，纳米银线溶液(SeashellTechnology,AgNW-115)是以1000r/min的速度在PET基板上旋转60秒以形成不规则散布的纳米银线网络，并且ITO纳米粒子溶液以2000r/min的速度在纳米银线网络上旋转30秒，接着再接受约100℃的热退火一些分钟以除去溶剂。纳米银线溶液被稀释到1mg/mL浓度。纳米银线约有115nm的直径以及30μm的长度。不同片电阻值与光学穿透率值的纳米银线网络可由重复的旋转涂布工艺而得到。ITO纳米粒子溶液由以同样的体积混合散布在异丙醇(Isopropyl Alcohol(Sigma Aldrich)))的ITO纳米粒子(30wt.％)以及溶解于去离子水(deionized water)的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)(2.5wt.％)而制备。PVA溶液加入ITO纳米粒子的散布中，以进一步提升产出的纳米银线/ITO纳米粒子膜的机械结合性。
图1的光电调变堆叠1可具有多种变化态样，以下以图2至图10为例作说明。
如图2所示，光电调变堆叠1a的纳米结构层14a不仅设置于第一抗扰斑块13之下，也设置于触控感测单元12之下。且在本实施例中，纳米结构层14a的图案与第一抗扰斑块13与触控感测单元12的组合图案相同。
如图3所示，光电调变堆叠1b的纳米结构层14b为非图案化，在此，其为连续的平坦层。
如图4所示，光电调变堆叠1c的纳米结构层14c设置于第一抗扰斑块13下，且二者设置于基板11的相对侧。
如图5所示，光电调变堆叠1d的纳米结构层14d设置于第一抗扰斑块13下，且二者设置于基板11的相对侧。并且纳米结构层14d也设置于触控感测单元12之下。
如图6所示，光电调变堆叠1e的纳米结构层14e设置于第一抗扰斑块13下，且二者设置于基板11的相对侧，并且纳米结构层14e为非图案化，在此，其为连续的平坦层。
图7为本发明另一实施例的光电调变堆叠1f的示意图。如图7所示，抗扰触控感测堆叠1f、1的主要不同在于，第一抗扰斑块13f不仅设置于第一间隙区121内，且更覆盖这些触控感测单元12的至少一部分，并填入第一间隙区121中。在此，第一抗扰斑块13f由绝缘材质制成，因此这些触控感测单元12不会形成短路。第一抗扰斑块13f可由透光材质制成以让光线通过。此外，纳米结构层14f与第一抗扰斑块13f设置于基板11的相对侧，并且纳米结构层14f具有与第一抗扰斑块13f相同的图案。
图8为本发明另一实施例的光电调变堆叠1g的示意图。如图8所示，光电调变堆叠1g、1的主要不同在于，光电调变堆叠1g更包括接地单元101以及至少第二抗扰斑块102。接地单元101与所述多个触控感测单元12共平面，且与相邻的触控感测单元12之间形成第二间隙区103。第二抗扰斑块102设置于第二间隙区103内。并且第二抗扰斑块102的宽度远小于基板11或触控感测单元12的宽度，例如小于基板11或触控感测单元12的宽度的五分之一。类似地，在实施上，为减少工艺步骤，可令第二抗扰斑块102与触控感测单元12在同一工艺中制造而成，且二者具有相同的材质。然而，本发明不以此为限。在此，第二抗扰斑块102由导电材质制成，且其电性浮接。通过将第二抗扰斑块102设置于第二间隙区103内，可使触控感测单元12与接地单元101的间距(第二间隙区103)加大，如此一来，即使有粒子P掉落或刮伤产生时，相邻的触控感测单元12与接地单元101也不会形成短路，因而避免触控失效并能提升产品良率。此外，原本触控感测单元12与接地单元101的间距加大可能会让人眼辨识其存在，但通过第二抗扰斑块102设置于相邻触控感测单元12与接地单元101之间，使得人眼不易发现，因而能维持显示效能。举例来说，第二抗扰斑块102的宽度介于50μm与70μm之间，第二间隙区103的宽度介于70μm与130μm之间。
另外，纳米结构层14g更设置于第二抗扰斑块102下，并且在本实施例中，二者设置于基板11的同一侧并具有相同的图案。
图9为本发明另一实施例的光电调变堆叠1h的示意图。如图9所示，光电调变堆叠1g、1的主要不同在于，光电调变堆叠1g更包括彩色滤光层15。彩色滤光层15具有多个滤光体151，滤光体151对应设置于第一间隙区121，且每一滤光体151覆盖第一抗扰斑块13、纳米结构层14及部分触控感测单元12。通过彩色滤光层15的设置，使得本实施例的光电调变堆叠1h可应用于彩色显示面板。
图10为本发明另一实施例的光电调变堆叠1i的示意图。如图10所示，光电调变堆叠1i、1的主要不同在于，光电调变堆叠1i可更包含绝缘层16，其具有抗眩(anti-glare)性质。绝缘层16可视需要而设置于基板的某一位置，例如可设置于基板11与触控感测单元12同侧或相对侧，在此以绝缘层16与触控感测单元12设置于基板11的相对侧为例。另外，绝缘层16可为图案化或非图案化，在此以非图案化为例。
在一个实施例中，绝缘层124的制造方法例如包括以下步骤：在基板上形成多个电极；在具有电极的基板上涂布非感旋光性抗眩型聚亚酰胺前驱体(polyimide precursor)层；之后对涂布抗眩型聚亚酰胺前驱体层的基板进行第一次预烤(prebake)；然后在抗眩型聚亚酰胺前驱体层上涂布光阻层；接着对涂布光阻层及抗眩型聚亚酰胺前驱体层的基板进行第二次预烤(prebake)；使用光罩进行曝光；及对光阻显影以形成具图样(pattern)的光阻层；并对抗眩型聚亚酰胺前驱体层进行蚀刻以形成具图样(pattern)的抗眩型聚亚酰胺前驱体层；剥离光阻层；以及烘烤包含抗眩型聚亚酰胺前驱体层的基板以交联硬化抗眩型聚亚酰胺，而形成图案化的抗眩聚亚酰胺绝缘层。由于聚亚酰胺具有较佳的热安定性，机械安定性、电安定性以及光安定性，所以其所应用的显示面板也可具有较佳的安定性而延长其寿命。
需注意的是，上述各实施例的技术特征可单独使用或合并使用。并且上述的任一光电调变堆叠可应用于任何形式的显示面板。
综上所述，在本发明的光电调变堆叠中，将第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元所形成的第一间隙区内，以致触控感测单元的间距加大，例如从原本的10μm与30μm之间变为70μm与130μm之间。如此，即使有粒子掉落或刮伤产生时，相邻的触控感测单元也不会形成短路，第一抗扰斑块提供电性抗扰的效用，进而避免触控失效而能提升产品良率与可弯折性。
此外，原本触控感测单元的间距加大可能会让人眼辨识其存在，但通过弯折图样的第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元之间，而能使触控感测单元隐形化，使得人眼不易发现，故能提供光学抗扰的效用并提升显示效能。并且第一抗扰斑块结合基板的曲面边缘更能够提供光学抗扰的效用，而能提升立体显示效能。
另外，纳米结构层的设置，使得显示模块发出的光线通过纳米结构层与抗扰斑块，而能改善光线的光学特性，例如消除光学色差(mura)、光学干涉(moire)及雾度、并可加大可视角度(viewing angle)，提供光学抗扰的效用，也能避免工艺微粒造成短路从而提供电性抗扰。
此外，本发明的绝缘层具有抗眩性质，使能够吸收、过滤外界入射光，降低外界入射光与金属网栅产生的反射、干涉效果，而能增加显示面板的亮度对比，并且能对外界入射光具抗眩效果。
此外，通过使用纳米材料，本发明具有低线接面电阻(wire junctionresistance)、平滑表面、优良机械结合性与可挠性，同时维持高穿透性与低片电阻值(sheet resistance)。此外，添加纳米导电粒子也有助于光学耦合效率提升并增加光学散射度，使得面板显示视角扩大，显示效率提升。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。

Claims (10)

1.一种光电调变堆叠，包括：
基板；
多个触控感测单元，共平面地设置于所述基板上，相邻的所述触控感测单元之间形成第一间隙区；
至少第一抗扰斑块，设置于所述第一间隙区内，所述第一抗扰斑块的宽度远小于所述基板或所述触控感测单元的宽度；以及
纳米结构层，设置于所述第一抗扰斑块下，并具有多个纳米结构；
当光线通过所述纳米结构及所述第一抗扰斑块时，所述光线的光学特性改变。
2.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中所述第一抗扰斑块呈弯折样式。
3.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中所述纳米结构至少包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟镓锌(IGZO)、掺锌氧化铟(IZO)、AZO(掺铝的ZNO)、GZO(掺镓的ZNO)、碳纳米管(CNT)、或石墨烯。
4.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中通过所述第一抗扰斑块设置于相邻触控感测单元所形成的所述第一间隙区之间，使相邻触控感测单元的间距加大、不会受到后续工艺的粒子污染而形成短路，从而提供电性抗扰的效用。
5.如权利要求4所述的光电调变堆叠，其中所述后续工艺至少包括机械薄化工艺、化学薄化工艺、机械化学薄化工艺、黄光工艺、薄膜沉积工艺、和/或薄膜蚀刻工艺。
6.如权利要求1所述的光电调变堆叠，更包含绝缘层，其具有抗眩性质。
7.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中所述基板为软性基板或刚性基板。
8.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中所述纳米结构包含纳米铜或纳米银。
9.如权利要求1所述的光电调变堆叠，其中所述纳米结构层更包括基质，所述纳米结构设置于所述基质内。
10.如权利要求9所述的光电调变堆叠，其中所述基质与所述纳米结构的折射率不同。
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