CN105867690B - 影像显示系统及触控感测装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像显示系统及触控感测装置的制造方法。该影像显示系统包括一触控感测装置。触控感测装置包括：一透明衬底、一感测电极图案层以及一无机介电材料层。透明衬底具有一感测区及邻接感测区的一非感测区。感测电极图案层位于感测区的透明衬底上。无机介电材料层具有位于非感测区的透明衬底上的一第一部以及位于感测区且局部覆盖感测电极图案层的一第二部。

Description

影像显示系统及触控感测装置的制造方法

本申请是申请日为2011年11月02日，申请号为201110341188.2，发明名称为“影像显示系统及触控感测装置的制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明有关于一种触控面板技术，特别是有关于一种用于触控感测装置的遮光/装饰膜，具体地讲是关于一种影像显示系统及触控感测装置的制造方法。

背景技术

触控感测装置通常整合于一平面显示装置(例如，液晶显示器(liquid crystaldisplay,LCD)、主动式阵列有机发光显示器(active matrix organic light-emittingdisplay,AMOLED)等等中，以形成触控面板显示器。触控面板显示器通常装配于电子装置中，例如手提电脑、个人数字助理(personal digital assistants,PDA)、电子书(electronic books)、投影机、及手机等。触控面板显示器能够通过手指、触控笔(stylus)、尖笔等执行输入的功能而渐渐受到瞩目与普及。

一般而言，触控感测装置通常在感测区的周围(即，非感测区或扇出(fan out)区)设置遮蔽层(例如，黑色矩阵(black matrix,BM)层)以提供遮光及装饰之用。目前，业界是采用传统黑色或白色光刻胶作为上述遮蔽层的材料。再者，遮蔽层通常以湿式工艺(例如，网板印刷(screen printing)或旋转涂布(spin coating))来制作，使遮蔽层具有足够的厚度(例如，大于1微米(μm))而能够提供良好的遮光效果。然而，厚遮蔽层会在扇出区与感测区之间形成段差(step height)，使后续沉积用于制作感测电极的透明导电层之后，在扇出区与感测区之间出现彩虹纹(mura)现象而影响显示品质。

因此，有必要寻求一种新的遮光/装饰膜结构，其能够改善或解决上述问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种影像显示系统，其包括：一触控感测装置，包括：一透明衬底，具有一感测区及邻接所述感测区的一非感测区；一感测电极图案层，位于所述感测区的所述透明衬底上；一无机介电材料层，具有位于所述非感测区的所述透明衬底上的一第一部以及位于所述感测区的一第二部；以及一第一金属层，设置于所述非感测区的所述透明衬底上方，且接触所述无机介电材料层的所述第一部，其中，所述无机介电材料层介于所述第一金属层和所述感测电极图案层之间。

本发明另一实施例提供一种触控感测装置的制造方法，包括：提供一透明衬底，其具有一感测区及邻接所述感测区的一非感测区；形成一感测电极图案层于所述感测区的所述透明衬底上；形成一无机介电材料层，其具有位于所述非感测区的所述透明衬底上的一第一部以及位于所述感测区的一第二部；以及形成一第一金属层于所述非感测区的所述透明衬底上方，以接触所述无机介电材料层的所述第一部，其中，所述无机介电材料层介于所述第一金属层和所述感测电极图案层之间。

根据本发明实施例的技术方案可知：由于感测电极是在形成遮光/装饰膜之前制作，因此不会在感测区与非感测区之间形成段差。也就是说，可避免彩虹纹现象，进而提升显示品质。再者，通过改变遮光/装饰膜中无机介电材料层的厚度，可使遮光/装饰膜呈现所需的颜色。另外，遮光/装饰膜可通过反射层来呈现金属光泽或加强反射能力。相较于现有由光刻胶材料所构成的遮光/装饰膜来说，可提供使用者更多的颜色选择。另外，由于装饰膜中的无机介电材料层、反射层及保护层可与位于触控感测装置的感测区的部件同时制作而成，因此遮光/装饰膜的制作可轻易地整合至触控感测装置的制造，进而简化工艺。

附图说明

图1A、图1B、图1C至图1D为根据本发明一实施例的影像显示系统中触控感测装置的制造方法剖面示意图；

图2为图1D中触控感测装置的感测区的结构局部平面示意图；

图3A、图3B至图3C为根据本发明另一实施例的影像显示系统中触控感测装置的制造方法剖面示意图；

图4A、图4B、图4C至图4D为根据本发明又另一实施例的影像显示系统中触控感测装置的制造方法剖面示意图；及

图5为根据本发明另一实施例的影像显示系统方块示意图。

附图标记：

10～感测区；

20～非感测区；

100～透明衬底；

102～感测电极图案层；

102a～第二感测电极群组；

102b～电连接部；

102c～第一感测电极群组；

104～无机介电材料层；

104a～第一部；

104b～第二部；

105a～非导电反射层；

105b～金属层；

105c、106b、110b～导线层；

106a～反射层；

107～第一金属层；

108～隔离层；

110a～第二金属层；

120～保护层；

200～触控感测装置；

300～触控面板显示器；

400～输入单元；

500～电子装置；

X～第一轴向；及

Y～第二轴向。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的影像显示系统。然而，可轻易了解本发明所提供的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

以下提供本发明不同实施例的影像显示系统。请参照图1D及图2，其中图1D为根据本发明一实施例的影像显示系统中触控感测装置200的剖面示意图，而图2为图1D中触控感测装置200的感测区的结构局部平面示意图。在本实施例中，触控感测装置200包括：一透明衬底100、一感测电极图案层102、一无机介电层104、一反射层106a、一导线层106b以及一保护层120。在一实施例中，透明衬底100由玻璃所构成，用以作为感测玻璃及上盖玻璃。在其他实施例中，透明衬底100也可由石英或其他弹性或非弹性高分子透明材料所构成。在本实施例中，透明衬底100具有一感测区10及一非感测区20。通常感测区10位于透明衬底100的中心区，而非感测区20邻接于感测区10。在本实施例中，非感测区20位于透明衬底100的周围区并围绕感测区10。

感测电极图案层102位于感测区10的透明衬底100上。感测电极图案层102可由透明导电图案层(例如，铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)或铟锌氧化物(indium zincoxide,IZO)层)所构成，且通常包括排列成阵列的两个感测电极群组。在一实施例中，感测电极图案层102包括一第一感测电极群组及与其空间上绝缘(spatially insulated)且交错设置的一第二感测电极群组。此处为了简化附图，仅绘示出一对第一感测电极102c及与其交错设置的一对第二感测电极102a，如图2所示。第一感测电极群组中每一第一感测电极102c经由一电连接部102b而在一第一轴向X上彼此电连接。

无机介电材料层104，位于透明衬底100上，且对应于感测区10及非感测区20。举例来说，无机介电材料层104具有位于非感测区20的透明衬底100上的一第一部104a，用以作为遮光/装饰膜的一第一部分。再者，无机介电材料层104具有位于感测区10且局部覆盖感测电极图案层102的一第二部104b。举例来说，无机介电材料层104的第二部104b在一第二轴向Y上覆盖感测电极图案层102的电连接部102b，如图2所示。

无机介电材料层的厚度可小于0.3微米(μm)。再者，在一实施例中，无机介电材料层104可为一单层且可包括一氧化硅层、一氮化硅层或其他透明的无机高分子层)。另外，无机介电材料层104也可为多层结构(例如，堆叠的氧化硅层、氮化硅层或其他透明的无机高分子层或其组合)。在本实施例中，可改变无机介电材料层104的第一部104a(即，遮光/装饰膜)的厚度，使其因光线干涉原理而呈现不同的颜色。

反射层106a设置于非感测区20的透明衬底100上方，以覆盖无机介电材料层104的第一部104a，且作为装饰膜的一第二部分。再者，反射层106a可进一步延伸至感测电极图案层102，以作为电连接感测电极图案层102的走线及接垫。在一实施例中，反射层106a可为一单层金属层(例如，铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)或为多层结构(例如，堆叠的铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)，使装饰膜能够进一步呈现金属光泽。

导线层106b设置于无机介电材料层104的第二部104b上。如图1D及图2所示，第二感测电极群组中每一第二感测电极102a经由导线层106b而在第二轴向Y上彼此电连接。导线层106b可为一单层金属层(例如，铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)或为多层结构(例如，堆叠的铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)。在一实施例中，反射层106a与导线层106b由同一金属层所构成。

保护层120设置于感测区10及非感测区20的透明衬底100上，且覆盖反射层106a、感测电极图案层102及导线层106b。在一实施例中，保护层120可包括无机介电材料且为一单层(例如，一氧化硅层、一氮化硅层或一氮氧化硅层)或为多层结构(例如，堆叠的氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层或其组合)。在其他实施例中，保护层120也可包括有机光刻胶材料。

请参照图3C，其为根据本发明另一实施例的影像显示系统中触控感测装置200的剖面示意图，其中相同于图1D中的部件，使用相同的标号且省略其说明。不同于图1D的实施例，本实施例的触控感测装置200包括一非导电反射层105a及一金属层105b。非导电反射层105a可为具有高反射率的介电层，例如：油墨(例如，银色或白色油墨)、不连续相金属(discontinuous phase of metal)、或光刻胶(例如，银色或白色光刻胶)。再者，金属层105b设置于非导电反射层105a上，且延伸至感测电极图案层102，以作为电连接感测电极图案层102的走线及接垫。在一实施例中，金属层105b与导线层105c由同一材料层所构成，且可为一单层金属层(例如，铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)或为多层结构(例如，堆叠的铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合)。如图2的导线层106b所示，导线层105c同样可使第二感测电极群组中每一第二感测电极102a在第二轴向Y上彼此电连接。

请参照图4D，其为根据本发明又另一实施例的影像显示系统中触控感测装置200的剖面示意图，其中相同于图1D或图3C中的部件，使用相同的标号且省略其说明。相似图1D的实施例，本实施例的触控感测装置200包括：一透明衬底100、一感测电极图案层102、一无机介电层104以及一保护层120。再者，本实施例的触控感测装置200进一步包括：一第一金属层107、一第二金属层110a、一隔离层108以及一导线层110b。第一金属层107设置于非感测区20的透明衬底100上方，以覆盖无机介电材料层104的第一部104a并作为反射层，其材质可相同于图1D中的反射层106a。在一实施例中，第一金属层107可为非导电的单层或多层结构的不连续相金属(discontinuous phase of metal)层，其包括：铝、铬、锡、锆、或其合金或其组合。

第二金属层110a设置于第一金属层107上方，且延伸至感测电极图案层102，以作为电连接感测电极图案层102的走线及接垫，其材质可相同于图3C中的金属层105b。

隔离层108夹设于第一金属层107与第二金属层110a的间并延伸至第一金属层107及其下方无机介电层104的侧壁，使第一金属层107与第二金属层110a电性隔离。在一实施例中，隔离层108的材质可相同于无机介电层104或保护层120。

导线层110b设置于无机介电材料层104的第二部104b上，使保护层120覆盖第二金属层110a、感测电极图案层102及导线层110b。另外，如图2的导线层106b所示，导线层110b同样可使第二感测电极群组中每一第二感测电极102a在第二轴向Y上彼此电连接。在一实施例中，导线层110b与第二金属层110a与由同一材料层所构成。

图1A、图1B、图1C至图1D为根据本发明一实施例的触控感测装置的制造方法剖面示意图。请参照图1A，提供一透明衬底100，其具有一感测区10及邻接感测区10的一非感测区20。接着，在感测区10的透明衬底100的上形成一感测电极图案层102，例如为ITO或IZO图案层。感测电极图案层102包括一第一感测电极群组、与第一感测电极群组空间上绝缘且交错设置的一第二感测电极群组以及一电连接部102b。此处为了简化附图，仅绘示出一对第一感测电极102c(如图2所示)及与其空间上绝缘且交错设置的一对第二感测电极102a(如图1A及图2所示)。第一感测电极群组中每一第一感测电极102c经由电连接部102b而在一第一轴向X上彼此电连接(如图2所示)。

请参照图1B，可利用现有沉积技术，例如化学气相沉积(chemical vapordeposition,CVD)，在透明衬底100上形成一无机介电材料层104。之后，通过现有光刻及刻蚀工艺来图案化无机介电材料层104，使其具有位于非感测区20的透明衬底100上的一第一部104a以及位于感测区10且局部覆盖感测电极图案层102的一第二部104b。第一部104a用以作为遮光/装饰膜的一第一部分，而第二部104b在一第二轴向Y上覆盖感测电极图案层102的电连接部102b，如图2所示。

请参照图1C，通过现有沉积工艺(例如，CVD)在透明衬底100上形成一导电层(未绘示)，以覆盖图1B中的无机介电材料层104及感测电极图案层102。之后，通过现有光刻及刻蚀工艺来图案化导电层，以在非感测区20的透明衬底100上方形成一反射层106a而覆盖无机介电材料层104的第一部104a，且在感测区10的无机介电材料层104的第二部104b上形成一导线层106b。反射层106a延伸至感测电极图案层102，以作为电连接感测电极图案层102的走线及接垫。再者，导线层106b也延伸至感测电极图案层102，使其在第二轴向Y上电连接第二感测电极群组中相邻的第二感测电极102a，如图2所示。

请参照图1D，通过现有沉积工艺(例如，CVD)在图1C的结构上形成一保护层120，以覆盖反射层106a、感测电极图案层102及导线层106b。

图3A、图3B至图3C为根据本发明另一实施例的触控感测装置的制造方法剖面示意图，其中相同于图1A、图1B、图1C至图1D中的部件，使用相同的标号且省略其说明。请参照图3A，提供一透明衬底100，其上具有一感测电极图案层102以及一无机介电材料层104，且相同于图1B的结构。接着，在无机介电材料层104的第一部104a上形成一非导电反射层105a，其为具有高反射率的介电层，例如：油墨(例如，银色或白色油墨)、不连续相金属、或光刻胶(例如，银色或白色光刻胶)。

请参照图3B，依序通过现有沉积工艺(例如，CVD)、光刻及刻蚀工艺，在非感测区20的非导电反射层105a上形成一金属层105b，以加强反射能力。同时，在感测区10的无机介电材料层104的第二部104b上形成一导线层105c并经由无机介电材料层104的第二部104b的侧壁延伸至感测电极图案层102。金属层105b可进一步经由非导电反射层105a及其下方的无机介电材料层104的第一部104a的侧壁延伸至感测电极图案层102。

请参照图3C，通过现有沉积工艺(例如，CVD)在图3B的结构上形成一保护层120，以覆盖金属层105b、感测电极图案层102及导线层105c。

图4A、图4B、图4C至图4D为根据本发明又另一实施例的触控感测装置的制造方法剖面示意图，其中相同于图1A、图1B、图1C至图1D中的部件，使用相同的标号且省略其说明。请参照图4A，提供一透明衬底100，其上具有一感测电极图案层102以及一无机介电材料层104，且相同于图1B的结构。接着，依序通过现有沉积技术(例如，CVD)、光刻与刻蚀工艺，在非感测区20的透明衬底100上方形成一第一金属层107，以覆盖无机介电材料层104的第一部104a并作为一反射层。在其他实施例中，可通过金属不导电真空电镀(non-conductivevacuum metallization,NCVM)工艺，在非感测区20形成一非导电的不连续相金属层，以取代第一金属层107。

请参照图4B，依序通过现有沉积工艺(例如，CVD)及光刻及刻蚀工艺，在非感测区20的第一金属层107上形成一隔离层108。隔离层108可经由第一金属层107及其下方的无机介电材料层104的第一部104a的侧壁而延伸至感测电极图案层102。

请参照图4C，依序通过现有沉积工艺(例如，CVD)、光刻及刻蚀工艺，在隔离层108上形成一第二金属层110a。同时，在感测区10的无机介电材料层104的第二部104b上形成一导线层110b并经由无机介电材料层104的第二部104b的侧壁延伸至感测电极图案层102。金属层105b可进一步经由隔离层108的侧壁延伸至感测电极图案层102。在此情形中，第二金属层110a通过隔离层108而与第一金属层107电性隔离。

请参照图4D，通过现有沉积工艺(例如，CVD)在图4C的结构上形成一保护层120，以覆盖第二金属层110a、感测电极图案层102及导线层110b。

根据上述实施例，由于感测电极是在形成遮光/装饰膜之前制作，因此不会在感测区与非感测区之间形成段差。也就是说，可避免彩虹纹现象，进而提升显示品质。再者，通过改变遮光/装饰膜中无机介电材料层的厚度，可使遮光/装饰膜呈现所需的颜色。另外，遮光/装饰膜可通过反射层来呈现金属光泽或加强反射能力。相较于现有由光刻胶材料所构成的遮光/装饰膜来说，可提供使用者更多的颜色选择。另外，由于装饰膜中的无机介电材料层、反射层及保护层可与位于触控感测装置的感测区的部件同时制作而成，因此遮光/装饰膜的制作可轻易地整合至触控感测装置的制造，进而简化工艺。

图5为根据本发明另一实施例的影像显示系统方块示意图，其可实施于触控面板显示器300或电子装置500，例如：平板电脑(tablet personal computer)、投影机、电子书、笔记本电脑、手机、数码相机、个人数字助理(PDA)、桌上型电脑、电视机、车用显示器、或便携式DVD播放器。根据本实施例的触控感测装置200可设置于触控面板显示器300。在其他实施例中，触控感测装置200可设置于电子装置500。如图5所示，电子装置500包括：触控面板显示器300及输入单元400。输入单元400耦接至触控面板显示器300，用以提供输入信号(例如，影像信号)至触控面板显示器300，使触控面板显示器300显示影像。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims (14)

1.一种影像显示系统，其特征在于，所述影像显示系统包括：

一触控感测装置，包括：

一透明衬底，具有一感测区及邻接所述感测区的一非感测区；

一感测电极图案层，位于所述感测区的所述透明衬底上；

一无机介电材料层，具有位于所述非感测区的所述透明衬底上的一第一部以及位于所述感测区的一第二部；以及

一第一金属层，设置于所述非感测区的所述透明衬底上方，且接触所述无机介电材料层的所述第一部，其中，于所述透明衬底的垂直方向上，所述无机介电材料层介于所述第一金属层和所述感测电极图案层之间。

2.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，所述感测电极图案层包括：

一第一感测电极群组及与其空间上绝缘且交错设置的一第二感测电极群组；以及一电连接部，在一第一轴向上电连接所述第一感测电极群组。

3.如权利要求2所述的影像显示系统，其特征在于，所述触控感测装置更包括：

一导线层，设置于所述感测区的所述透明衬底上，且在一第二轴向上电连接所述第二感测电极群组，所述第二轴向不同于所述第一轴向。

4.如权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于，所述第一金属层与所述导线层由同一材料层所构成。

5.如权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于，所述触控感测装置更包括：

一第二金属层，设置于所述透明衬底上方，且与所述导线层由同一材料层所构成；以及

一隔离层，夹设于所述第一金属层与所述第二金属层之间，使所述第一金属层与所述第二金属层电性隔离。

6.如权利要求3所述的影像显示系统，其特征在于，所述触控感测装置更包括一保护层覆盖所述第一金属层、所述感测电极图案层及所述导线层。

7.如权利要求1所述的影像显示系统，其特征在于，更包括一触控面板显示器，其中所述触控面板显示器包括所述触控感测装置。

8.如权利要求7所述的影像显示系统，其特征在于，更包括一具有所述触控面板显示器的电子装置，所述电子装置包括：一平板电脑、一投影机、一电子书、一笔记本电脑、一手机、一数字相机、一个人数字助理、一桌上型电脑、一电视机、一车用显示器、或一便携式DVD播放器。

9.一种触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述触控感测装置的制造方法包括：

提供一透明衬底，其具有一感测区及邻接所述感测区的一非感测区；

形成一感测电极图案层于所述感测区的所述透明衬底上；

形成一无机介电材料层，其具有位于所述非感测区的所述透明衬底上的一第一部以及位于所述感测区的一第二部；以及

形成一第一金属层于所述非感测区的所述透明衬底上方，以接触所述无机介电材料层的所述第一部，其中，于所述透明衬底的垂直方向上，所述无机介电材料层介于所述第一金属层和所述感测电极图案层之间。

10.如权利要求9所述的触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述感测电极图案层包括：

一第一感测电极群组及与其空间上绝缘且交错设置的一第二感测电极群组；以及一电连接部，在一第一轴向上电连接所述第一感测电极群组。

11.如权利要求10所述的触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述触控感测装置的制造方法更包括：

形成一导线层于所述感测区的所述透明衬底上，使所述导线层在一第二轴向上电连接所述第二感测电极群组，所述第二轴向不同于所述第一轴向。

12.如权利要求11所述的触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述第一金属层与所述导线层由同一材料层所构成。

13.如权利要求11所述的触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述触控感测装置的制造方法更包括：

形成一第二金属层于所述透明衬底上方，且与所述导线层由同一材料层所构成；以及

形成一隔离层夹设于所述第一金属层与所述第二金属层之间，使所述第一金属层与所述第二金属层电性隔离。

14.如权利要求11所述的触控感测装置的制造方法，其特征在于，所述触控感测装置的制造方法更包括形成一保护层，以覆盖所述第一金属层、所述感测电极图案层及所述导线层。