CN106445259A - 触控显示元件的制造方法以及触控显示元件的修复设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控显示元件的制造方法以及触控显示元件的修复设备。触控显示元件的制造方法包括以下步骤。组装彩色滤光基板和主动元件阵列基板。在彩色滤光基板背对主动元件阵列基板的一侧形成触控电极图案。定位触控电极图案的缺陷。以激光修复步骤修复缺陷。根据本发明，将成本高昂但因存在缺陷而必须报废的不良产品修复为良品，大幅减少成本的浪费。

Description

触控显示元件的制造方法以及触控显示元件的修复设备

技术领域

本发明涉及一种触控显示技术，且特别是有关于一种触控显示元件的制造方法以及触控显示元件的修复设备。

背景技术

随着科技进步，电子装置日渐普及，设置有触控面板(touch panel)的电子装置更是如今最受欢迎的消费性电子产品之一。若以操作原理区分，触控面板的类型以电阻式(resistive)与电容式(capacitive)为主流。其中，电阻式触控面板有透光率较差、耐久度较差、准确度较低等缺点，比较适用于相对低阶的消费性电子产品。相对地，电容式触控面板有较好的灵敏度、稳定性以及准确度，所以比较适用于相对高阶的消费性电子产品。

为了降低触控显示元件的厚度，可以采用on-cell或in-cell的技术制作触控显示元件。所谓on-cell技术，是将触控电极形成在彩色滤光基板的背面，一般是将显示面板的彩色滤光基板和主动元件阵列基板组合起来以后，再在彩色滤光基板的背面上形成触控电极。因为彩色滤光基板和主动元件阵列基板组合以后成本极高，若形成触控电极时不慎产生缺陷，造成报废，其损失甚为严重。因此，需要一种在on-cell工艺中检测及修复触控电极的缺陷的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种触控显示元件的制造方法以及适用此方法的修复设备，以提高触控显示元件的工艺的良率。

本发明提出一种触控显示元件的制造方法，其包括以下步骤。组装彩色滤光基板和主动元件阵列基板。在所述彩色滤光基板背对所述主动元件阵列基板的一侧形成触控电极图案。定位所述触控电极图案的缺陷。以激光修复步骤修复所述缺陷。

依据本发明的一实施例，所述缺陷为短路缺陷，且所述激光修复步骤包括使激光光束聚焦在所述触控电极图案的某一部分以移除。

依据本发明的一实施例，所述触控电极图案包括多个驱动电极以及分别对应每个驱动电极的多个感应电极。定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法包括电性测试步骤，所述电性测试步骤包括以下步骤。首先将驱动信号施加于所述驱动电极，并测量与所述驱动电极对应的所述感应电极的感测信号。接着依据所述感测信号判定存在短路缺陷的区域。

依据本发明的一实施例，定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法还包括光学检测步骤，所述光学检测步骤包括在已知存在短路缺陷的区域中利用光学模块确认所述短路缺陷的位置。

依据本发明的一实施例，定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法包括使用自动光学检测(Automated Optical Inspection，AOI)方式确认所述短路缺陷的位置。

依据本发明的一实施例，所述触控电极图案的材料包括透明导电材料。

本发明另提出一种触控显示元件的修复设备，其包括承载基座、电性测试模块以及激光照射装置。承载基座用于承载所述触控显示元件。电性测试模块用于对所述触控显示元件进行电性测试，并且依据所述电性测试检测所述触控显示元件的缺陷。激光照射装置用于向所述触控显示元件照射激光以修复所述缺陷。

依据本发明的一实施例，所述触控显示元件包括相对设置的彩色滤光基板和主动元件阵列基板，以及形成在所述彩色滤光基板背对所述主动元件阵列基板的一侧的触控电极图案。

依据本发明的一实施例，所述电性测试模块依据所述电性测试的结果定位出存在所述缺陷的区域。

依据本发明的一实施例，所述修复设备还包括光学模块，用于在存在所述缺陷的区域中确认所述缺陷的位置。

本发明的有益效果在于，在结合显示面板和触控面板的外挂式工艺中，透过检测步骤定位触控电极图案的缺陷，并以激光修复步骤修复。将成本高昂但因存在缺陷而必须报废的不良产品修复为良品，大幅减少成本的浪费。

附图说明

图1是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的制造方法的流程图。

图2是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的制造方法进行至某一阶段的剖面示意图。

图3是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的制造方法进行至某一阶段的俯视示意图。

图4是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的修复设备的示意图。

具体实施方式

以下将参照随附图式更全面地描述本发明的示范性实施方式；然而，本发明可按不同的形式体现，且不局限于本文阐述的实施方式。为了进行清楚的说明，图式所示的结构，尺寸可能有所夸大；也即，图式不一定是按比例绘制的。也应理解的是，当某一特征被称为在另一特征或基板上时，可能是直接位于另一特征或基板上，也可能存在中介层；对其他空间相对用语(如下方、左侧、旁等)和描述特征间关系的用语(如连接、覆盖等)也应作如此理解。

图1是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的制造方法的流程图，图2则是根据本发明一实施例所绘示的触控显示元件的制造方法进行至某一阶段的剖面示意图。请参照图1，在一实施例中，触控显示元件的制造方法10包括步骤12、步骤14、步骤16和步骤18。

请参照图1和图2，在步骤12，组装彩色滤光基板100和主动元件阵列基板200成为显示面板。如图2所示，在此实施例中，彩色滤光基板100包括基板102和彩色滤光层104，主动元件阵列基板200包括基板202和主动元件层204，而彩色滤光基板100和主动元件阵列基板200之间的空隙具有液晶材料20。另外，在组装彩色滤光基板100和主动元件阵列基板200之前，还可以分别在两者的表面上形成配向膜108和配向膜208，以固定液晶分子的方向。

需注意的是，图2仅是以简化的方式来呈现前述各个元件、材料层在空间上的关系，这是因为这些元件都是本发明所属技术领域的技术人员所熟知的。因此，这些元件、材料层的成分、形成方法和具体实例等等细节不在本文重述。当然，触控显示元件还可以包括未呈现在图2中的其他元件，例如框胶、黑矩阵、间隙物、偏光片、背光模块等等。

此外，显示面板的型态可为扭转向列型(Twisted Nematic,TN)液晶显示面板、多域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)液晶显示面板、半透半反(transflective)液晶显示面板、面内切换型(In-Plane Switching,IPS)液晶显示面板或边界电场切换型(Fringe Field Switching,FFS)液晶显示面板，但不以此为限。

请继续参照图1和图2，在步骤14，在彩色滤光基板100背对主动元件阵列基板200的一侧形成触控电极图案300。换句话说，此处描述的实施例涉及的工艺属于以on cell方式将触控面板整合至显示面板的工艺。触控电极图案300的材料可以是透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)。或者，在其他实施例中，触控电极图案300也可以是金属网格(metal mesh)或是纳米银线。

图3是图2所示的工艺阶段的俯视示意图。以下将参照图3继续对步骤14进行说明。触控电极图案300包括多个驱动电极302以及分别对应每一驱动电极302的多个感应电极304。需注意的是，在本实施例中，驱动电极302、感应电极304、连接线306以及接地线310都是由相同材料在同一层制作而成的，借此实现单层触控感测层的设计。在其他实施例中，驱动电极302以及感应电极304为相同材料在同一层制作而成，而连接线306或接地线310可以与驱动电极302以及感应电极304不同层。另外也需注意，图3仅是触控电极图案300的一种示例，驱动电极302和感应电极304的形状不限于图3所示者，驱动电极302和感应电极304的数量对应关系也不限于图3所示的一对二关系，而可以是一对一或一对多的关系。另外，在一些实施例中，接地线310也可以不存在。举例来说，在其他实施例中，驱动电极可为多个沿X轴导通的菱形结构电极，而感应电极可为多个沿Y轴导通的菱形结构电极，或是驱动电极和感应电极为交错设置的三角形结构电极。

由于彩色滤光基板100的基板102背面可能因先前的工艺而出现凹陷(dimple)，而触控电极图案300的形成通常是先形成整面的导电材料层，再透过光学微影工艺(包括光阻涂布、曝光、显影等步骤)将欲移除导电材料的区域的光阻去除，接下来进行蚀刻工艺，以将导电材料层图案化。在这些过程中，由于在凹陷处形成的光阻厚度较厚，曝光显影后对应凹陷的光阻可能产生残留，从而使得应被移除的导电材料残留，形成缺陷312。在此类型实施例中，缺陷312为短路缺陷。此外，即使未有前述光阻残留问题，在蚀刻工艺中经常会因工艺参数变异而导致导电材料残留，形成缺陷312。

请参照图1和图3，接着，在步骤16，定位触控电极图案300的缺陷312。在一些实施例中，定位触控电极图案300的缺陷312的方法例如包括电性测试步骤。电性测试步骤包括以下步骤。首先对驱动电极302施加驱动信号，量测对应的感测电极304接收该驱动信号借由互电容耦合的感测信号，或是将对应的感测电极304接收的感测信号进行处理后以得到电性值。例如，对图3中的驱动电极302A施加驱动信号，虚线框A中的感应电极304B会接收该驱动信号借由互电容耦合的感测信号。然后将测量所得的感测信号与参考值进行比较，或是将感测信号进行处理后所得到的电性值与参考值进行比较。此处所谓参考值是指在触控电极图案300无缺陷的状况下，感应电极304B接收驱动信号借由互电容耦合的感测信号，或是将感应电极304B接收的感测信号进行处理后所得到的电性值。当测量所得的感测信号或是将感测信号进行处理后所得到的电性值与参考值实质上相同时，可判定驱动电极302A和与其对应的感应电极304B的邻近区域不存在缺陷。需说明的是，本实施例所述的感测信号或是将感测信号进行处理后所得到的电性值可包含但不限于电压、电流或是任何其他可公制量测的值。

以如前所述的方法对每一对驱动电极302和感应电极304一一进行测量。继续以图3为例，当测量进行至虚线框B所环绕的驱动电极302B和感应电极304C时，由于缺陷312存在，因此驱动电极302B和接地线310间的缺陷312会使得驱动电极302B和感应电极304C间的互电容的电容值产生变化，进而改变感应电极304C接收的感测信号，使得感应电极304C接收的感测信号或是将感应电极304C接收的感测信号进行处理后所得到的电性值与参考值将会不同。此时即可判定这一对驱动电极302B和感应电极304C的邻近区域中存在缺陷。

举例来说，在无缺陷的情况下，当驱动电极发射驱动信号时，对应的感应电极会感应到借由驱动电极及对应感测电极间的互电容耦合的感测信号，将此量测的感测信号或是将感测信号进行处理后所得到的电性值储存至储存媒体中作为参考值。在制作触控显示元件后，进行电性测试步骤，量测驱动电极发射驱动信号时，对应的感应电极借由互电容接收的感测信号，或是将对应的感应电极接收的感测信号进行处理以得到电性值，接下来与储存的参考值进行比对，以判断驱动电极和与其对应的感应电极的邻近区域是否存在缺陷。

需说明的是，虽然本实施例的电性测试步骤包含对驱动电极施加驱动信号时，检测感测电极借由互电容耦合出的感测信号，但不以此为限。在其他实施例中，电性测试步骤也可变化为检测驱动电极和与其对应的感应电极之间的互电容值。举例来说，借由驱动电极的驱动信号和与其对应的感应电极的感测信号可得到所述驱动电极和与其对应的所述感应电极之间的互电容值。因此，若是触控显示元件的驱动电极和与其对应的感应电极之间具有短路缺陷，则所述驱动电极和与其对应的所述感应电极之间的互电容值会与参考值不同，进而可判定存在短路缺陷的区域。此处所谓参考值是指在触控电极图案无缺陷的状况下，驱动电极和与其对应的感应电极间的互电容值。

因为触控显示元件的驱动电极及感测电极的数目极多，因此无法借由目视检测以确认缺陷存在的区域或位置。借由本发明的电性测试步骤，可快速确认缺陷存在的区域。举例来说，在本实施例中，若是驱动电极302A与接地线301短路，或是上下的感应电极304A及304B间短路，则驱动电极302A与感应电极304A间的互电容及驱动电极302A与感应电极304B间的互电容会受到影响而产生变化，因此在电性测试步骤中可快速确认缺陷是存在于驱动电极302A及感应电极304A、304B邻近的区域。

虽然可以利用电性测试步骤快速确认缺陷存在于某一区域，但实际上，电性测试步骤仅能快速确认缺陷存在的区域，若要准确的确认缺陷的位置，以进行后续的激光修复步骤，则定位触控电极图案300的缺陷的方法可还包括光学检测步骤。举例来说，在本实施例中，若是感应电极304A与接地线301短路，则驱动电极302A与感应电极304A间的互电容会受到影响而产生变化，因此在电性测试步骤中可快速确认缺陷是存在于驱动电极302A与感应电极304A间的区域，但在进行后续的激光修复步骤前，需再进行光学检测步骤，以准确的定位触控电极图案300的缺陷位置，进而以激光修复缺陷。光学检测步骤包括在已知存在缺陷的区域中利用光学模块确认所述缺陷的位置。此步骤例如可以人工方式完成。光学模块可包括影像撷取元件例如CCD或CMOS影像感测器，但不以此为限。因此，借由电性测试步骤及光学检测步骤的组合，可先以电性测试步骤快速确认缺陷存在的区域，再移动至该区域以光学模块进行光学检测步骤确认所述缺陷的准确位置，以进行后续的激光修复步骤。

除了结合电性测试步骤和光学检测步骤来定位触控电极图案300的缺陷之外，根据本发明的其他实施例，定位触控电极图案300的缺陷的方法还可以是使用自动光学检测(Automated Optical Inspection，AOI)方式确认缺陷的位置。举例来说，可以使用影像撷取装置将触控电极图案300的影像撷取出来，将撷取出来的影像与无缺陷的触控电极图案进行比对，即可确定触控电极图案300的缺陷位置。此外，可在将触控电极图案300的影像撷取出来的步骤后，将影像数位化，接下来进行影像处理将不必要的杂讯滤除，然后再将处理完的影像与无缺陷的触控电极图案进行比对，以提高判定缺陷的准确度。由于目前电脑的处理器运算速度非常快，因此使用自动光学检测方式可大幅降低定位触控电极图案缺陷的时间。

请参照图1和图3，接着，在步骤18，以激光修复步骤修复缺陷312。缺陷312在本文的脉络下被描述为短路缺陷，也即触控电极图案300中存在某些应被移除但未被移除的部分，而前述激光修复步骤即包括使激光光束聚焦在触控电极图案300的此一部分以移除。

本发明的另一实施例提出一种触控显示元件的修复设备，适用于前述触控显示元件的制造方法。请参照图4，其为触控显示元件的修复设备的示意图。修复设备400包括承载基座402、电性测试模块404以及激光照射装置406。承载基座402用于承载触控显示元件408。触控显示元件408可以和图2所示者相同，也即可包括相对设置的彩色滤光基板和主动元件阵列基板，以及形成在彩色滤光基板背对主动元件阵列基板的一侧的触控电极图案。其他细节在此不再重述。

电性测试模块404用于对触控显示元件408进行电性测试，并且依据所述电性测试，检测触控显示元件408的缺陷。举例来说，承载基座402可具有用于电性测试的治具(图未示)，该治具电性连接触控显示元件408及电性测试模块404，以借由电性测试模块404检测触控显示元件408的缺陷。此处所谓电性测试的过程和细节和前文针对电性测试步骤所述者相同，其足以依据电性测试的结果定位出存在缺陷的区域。至于激光照射装置406，则是在检测出缺陷的时候，用于向触控显示元件408照射激光以修复所述缺陷。需说明的是，图4虽仅绘示一个承载基座402，并且承载基座402是同时作为电性测试及激光修复时承载触控显示元件408使用，惟在其他实施例中也可包含两个承载座，以分别作为电性测试及激光修复时承载触控显示元件408使用。对应在前文所述的光学检测步骤，修复设备400也可包括光学模块410，用于在存在缺陷的区域中确认缺陷的位置。承载基座402、电性测试模块404、激光照射装置406以及光学模块410的构造、工作原理以及装置与装置之间的沟通可以透过已知的方法来完成，在此不再重述。

综上所述，本发明是在结合显示面板和触控面板的外挂式工艺中，透过检测步骤定位触控电极图案的缺陷，并以激光修复步骤修复。将成本高昂但因存在缺陷而必须报废的不良产品修复为良品，大幅减少成本的浪费。

虽然本发明已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种触控显示元件的制造方法，其特征在于，所述触控显示元件的制造方法包括：

组装彩色滤光基板和主动元件阵列基板；

在所述彩色滤光基板背对所述主动元件阵列基板的一侧形成触控电极图案；

定位所述触控电极图案的缺陷；以及

以激光修复步骤来修复所述缺陷。

2.如权利要求1所述的触控显示元件的制造方法，其特征在于，所述缺陷为短路缺陷，且所述激光修复步骤包括使激光光束聚焦在所述触控电极图案的某一部分以移除所述部分。

3.如权利要求2所述的触控显示元件的制造方法，其特征在于，所述触控电极图案包括多个驱动电极以及分别对应每个驱动电极的多个感应电极，定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法包括电性测试步骤，所述电性测试步骤包括：

将驱动信号施加于所述驱动电极，并测量与所述驱动电极对应的所述感应电极的感测信号；以及

依据所述感测信号判定存在短路缺陷的区域。

4.如权利要求3所述的触控显示元件的制造方法，其特征在于，定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法还包括光学检测步骤，所述光学检测步骤包括在已知存在短路缺陷的区域中，利用光学模块确认所述短路缺陷的位置。

5.如权利要求2所述的触控显示元件的制造方法，其特征在于，定位所述触控电极图案的所述缺陷的方法包括，使用自动光学检测方式确认所述短路缺陷的位置。

6.如权利要求1所述的触控显示元件的制造方法，其特征在于，所述触控电极图案的材料包括透明导电材料。

7.一种触控显示元件的修复设备，其特征在于，所述触控显示元件的修复设备包括：

承载基座，其用于承载所述触控显示元件；

电性测试模块，其用于对所述触控显示元件进行电性测试，并且依据所述电性测试检测所述触控显示元件的缺陷；以及

激光照射装置，其用于向所述触控显示元件照射激光以修复所述缺陷。

8.如权利要求7所述的触控显示元件的修复设备，其特征在于，所述触控显示元件包括：

相对设置的彩色滤光基板和主动元件阵列基板；以及

触控电极图案，形成在所述彩色滤光基板背对所述主动元件阵列基板的一侧。

9.如权利要求7所述的触控显示元件的修复设备，其特征在于，所述电性测试模块依据所述电性测试的结果定位出存在所述缺陷的区域。

10.如权利要求9所述的触控显示元件的修复设备，其特征在于，所述修复设备还包括光学模块，所述光学模块用于在存在所述缺陷的区域中确认所述缺陷的位置。