TWI446417B - 觸控面板製造方法 - Google Patents

Description

觸控面板製造方法

本發明係關於觸控面板，且特別是有關於觸控面板電極之製作方法。

近來，各式電子設備使用觸控面板以允許使用者藉由使用一輸入裝置，如手指或觸控筆(stylus)，碰觸顯示在一顯示裝置上的一影像而輸入資料。此類觸控面板主要分類為電阻式觸控面板(resistive touch panel)和電容式觸控面板(capacitive touch panel)。根據電阻式觸控面板，當從一輸入裝置施加壓力至一電極，該電極發生短路，因此偵測到一位置。根據電容式觸控面板，當手指碰觸觸控面板時改變了電極間的電容，根據該電容的變化而偵測到一位置。如果長時間重覆使用電阻式觸控面板，電阻式觸控面板的效能則會退化，且可產生刮痕。為此，電容式觸控面板因其優良耐用性和長壽命而受到注目。

以下，參考第1圖和第2圖。第1圖為說明傳統電容式觸控螢幕面板的俯視平面圖，以及第2圖為說明沿著第1圖A-A’線的觸控螢幕面板的剖面圖。觸控螢幕面板100的電極102形成在基板101上，電極102包括在第一方向(如X軸方向)平行排列的複數個第一電極102a，以及在垂直於第一電極102a的相交方向(如Y軸方向)排列的複數個第二電極102b。第一電極102a和第二電極102b彼此相交但是通過第一絕緣層103和第二絕緣層105保持電絕緣狀態。 此外，第一方向排列的鄰近第一電極102a通過金屬橋104相互連接。即，金屬橋104將鄰近第一電極102a和第二電極102b相互連接。

傳統上，製造電容式觸控螢幕面板的方法，包括至少四道製程。首先，通過沉積製程，如濺渡方法在基板101上沉積一第一金屬，並且利用第一光罩以及微影和蝕刻製程圖案化第一金屬形成金屬橋104。接著，於金屬橋104上沉積一光阻層，並利用第二光罩以及微影和蝕刻製程圖案化光阻層來形成第一絕緣層103。隨後在第一絕緣層103以及金屬橋104上沉積一第二金屬，並且利用第三光罩以及微影和蝕刻製程圖案化第二金屬來形成第一電極102a和第二電極102b。最後，於第一電極102a和第二電極102b上沉積一光阻層，並利用一第四光罩以及微影和蝕刻製程圖案化光阻層來形成第二絕緣層105。

由於，傳統電容式觸控螢幕面板使用4個光罩製程製造，而每個光罩製程需伴隨著一系列之微影和蝕刻製程，如光阻、塗佈、對準、曝光、顯影以及清潔，製程相當繁瑣，因此，如何減少光罩製程的數量即成為需考量的課題。

本發明之一目的在於提供一種可以較少光罩製程形成一觸控面板之方法。

根據本發明之一態樣，一種觸控面板製造方法，首先，於一基板之表面上依序形成一第一導電層、一第二導電層以及一第一光阻層。接著，使用一第一灰階光罩圖案化此 第一光阻層，並利用此圖案化之第一光阻層蝕刻第一導電層以及第二導電層以定義出觸控面板之一第一感測電極。接著，形成一第一絕緣層於基板以及第一感測電極上，並使用一第二灰階光罩圖案化該第一絕緣層以形成具不同厚度之圖案化第一絕緣層，其中覆蓋在該第一感測電極之上之該圖案化第一絕緣層具有最大之厚度。然後，一第三導電層形成於該圖案化第一絕緣層上，接著再形成一第二光阻層於第三導電層上，並圖案化該第二光阻層以暴露出部分之該第三導電層。最後，利用圖案化之第二光阻層蝕刻該第三導電層以定義出該觸控面板之一第二感測電極。

在一實施例中，第一導電層和第三導電層的材質是氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)。而第二導電層的材質是氧化銦錫或合金材料，其中合金材料係為具有鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、鉻(Cr)、AlNd以及鋁之任一種或其組合。

在一實施例中，是以濕式蝕刻或乾式蝕刻方式蝕刻該第一導電層、該第二導電層以及該第三導電層。

在一實施例中，使用該第一灰階光罩圖案化該第一光阻層，更包括：在預定形成該第一感測電極處，形成具有一第一厚度以及第二厚度之該第一光阻層，其中該第二厚度小於該第一厚度；以及移除位於預定形成該第二感測電極處之第一光阻層以暴露出該第二導電層。

在一實施例中，利用該圖案化第一光阻層蝕刻該第一導電層以及該第二導電層以定義出該觸控面板之一第一感測電極，更包括：於預定形成該第二感測電極處，以該圖案化第一光阻層為罩幕蝕刻該第二導電層以及該第一導電 層以暴露出該基板表面；移除該第二厚度之該圖案化第一光阻層，以在預定形成該第二感測電極處，暴露出該第二導電層；蝕刻暴露出之該第二導電層以暴露出該第一導電層；以及移除剩下的該圖案化第一光阻層。

在一實施例中，更包括於蝕刻暴露出之該第二導電層以暴露出該第一導電層之步驟前，執行一退火製程。

在一實施例中，更包括形成一第二絕緣層於該第一感測電極以及該第二感測電極之上。其中該第一絕緣層以及該第二絕緣層為有機光阻層。

在一實施例中，利用該圖案化第一光阻層蝕刻該第一導電層以及該第二導電層以定義出該觸控面板之一第一感測電極，更包括：於該基板之週邊定義出該觸控面板之一第一連接墊，其中該第一感測電極連接該第一連接墊。

在一實施例中，使用一第二灰階光罩圖案化該第一絕緣層，更包括暴露出該第一連接墊表面，並形成第三導電層於暴露出之該第一連接墊表面，來形成一第二連接墊，其中該第二感測電極連接該第二連接墊。

綜合上述所言，本案藉由灰階光罩技術，來分別定義不同方向之觸控電極，因此，可將傳統需使用四道光罩之製程縮減成僅需使用三道光罩製程，可大幅降低製程時間與成本。

以下為本發明較佳具體實施例以所附圖示加以詳細說明，下列之說明及圖示使用相同之參考數字以表示相同或 類似元件，並且在重複描述相同或類似元件時則予省略。

本發明觸控面板之製造方法如下所述，首先請參考第3a圖、第3b圖和第3c圖。第3a圖為說明以灰階光罩於金屬橋位置以及第一電極處形成不同厚度光阻層的俯視平面圖，第3b圖為說明沿著第3a圖A-A’線的剖面圖，以及第3c圖為說明沿著第3a圖B-B’線的剖面圖，值得注意的是，上述僅畫出部分之第一電極402a、第二電極402b以及一連接墊410，其中連接墊410係分部於觸控面板之四週。首先，形成第一導電層301於基材300上，接著形成第二導電層302於第一導電層301上。基材300例如是玻璃、塑膠以及透明材質層之任一種。上述形成第一導電層301以及第二導電層302的方法例如是濺鍍法或是物理氣相沉積法，第一導電層301的材質例如是氧化銦錫，第二導電層302的材質例如是氧化銦錫或合金材料，合金材料係為具有鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、鉻(Cr)、AlNd以及鋁之合金的任一種。接著，在第二導電層302上形成一光阻層，並利用一灰階光罩進行光阻層曝光，來形成圖案化光阻層303。適用於本實施例之灰階光罩，例如為一半調光罩(Half-tone mask)，半調光罩為利用在透光基板上形成不同厚度的阻光膜層，而可令光線具有不同穿透度的光罩，光線在通過該不同厚度的阻光膜層時會造成曝光量不均勻，而使得光阻表面受到不同的曝光能量，因此，曝光後之光阻在顯影後會形成高度不一的圖案化光阻。於本實施例中，該灰階光罩是以半調光罩為例作說明，藉由阻光膜層的控制，可使得該灰階光罩具有不同程度之透光灰 階，並配合微影製程，即可使得圖案化光阻層303在對應用以連接兩相鄰第一電極402a，X軸方向電極，之金屬橋404預定形成的位置，位於該金屬橋404兩側預定形成第一電極402a的位置，以及連接墊410處分別具有不同厚度之光阻層303，同時將位於該金屬橋兩側預定形成第二電極處的第二導電層302暴露出來。

接著，參考第4a圖、第4b圖和第4c圖。第4a圖為說明以圖案光阻層為罩幕進行第一導電層以及第二導電層蝕刻的俯視平面圖，第4b圖為說明沿著第4a圖A-A’線的剖面圖，以及第4c圖為說明沿著第4a圖B-B’線的剖面圖。使用乾式蝕刻法或是溼式蝕刻法將未被該圖案化光阻層303覆蓋，位於該金屬橋404兩側預定形成第二電極402b位置處的第二導電層302移除，並且曝露出第一導電層301。接著再以該圖案化光阻層303為遮罩，使用乾式蝕刻法或是溼式蝕刻法，將位於該金屬橋404兩側預定形成第二電極402b位置處的第一導電層301移除，以暴露出基材300。在一實施例中，濕式蝕刻製程所使用的蝕刻液為包括過氧化氫、與過氧化氫搭配的適當弱酸以及氫氟酸之水溶液。

接著，參考第5a圖、第5b圖和第5c圖。第5a圖為說明移除部份圖案光阻層並進行第二導電層蝕刻的俯視平面圖，第5b圖為說明沿著第5a圖A-A’線的剖面圖，以及第5c圖為說明沿著第5a圖B-B’線的剖面圖。先以灰化(Ashing)方式，將該圖案化光阻層303位於金屬橋404兩側預定形成第一電極402a處的光阻結構移除，以令該第二導 電層302露出。接著，再以濕式蝕刻或乾式蝕刻方式自該露出的第二導電層302向下蝕刻至該第一導電層301裸露出。其中，為了避免於第二導電層302進行蝕刻移除時，第一導電層301亦被蝕刻，可先進行一退火製程，以將第一導電層301多晶化，抑或是選用不同之材料來形成第一導電層301和第二導電層302。

接著，參考第6a圖、第6b圖和第6c圖。第6a圖為說明移除圖案光阻層的俯視平面圖，第6b圖為說明沿著第6a圖A-A’線的剖面圖，以及第6c圖為說明沿著第6a圖B-B’線的剖面圖。接著再將該圖案化光阻層303位於該預定形成金屬橋404處的光阻結構以灰化方式移除，以令該第二導電層302露出。依此完成第一電極402a，金屬橋404以及連接墊410之製作。

接著進行第二電極402b，Y軸方向電極，以及連接墊420之製作，其中連接墊420是在連接墊410上製作與第二電極402b連接之結構。參考第7a圖和第7b圖。第7a圖為說明沉積保護層以及第三導電層的俯視平面圖，第7b圖為說明沿著第7a圖A-A’線的剖面圖。首先，一絕緣層305全面形成於基材300上，絕緣層305的材質例如是一有機光阻或其他透明材料所形成，接著利用一灰階光罩進行絕緣層305曝光，在顯影後會形成高度不一的圖案化絕緣層305，其中在第一電極402a處之絕緣層305厚度大於在第二電極402b處之絕緣層305厚度。接著，形成一第三導電層306於絕緣層305以及連接墊410之第二導電層305上。上述形成第三導電層306的方法例如是濺鍍法或是物 理氣相沉積法，第三導電層306的材質例如是氧化銦錫。

參考第8圖。第8圖為說明沉積一光阻層於第三導電層上。接著，一光阻層307形成於第三導電層306上，第三導電層306利用旋轉塗佈之方式形成於第三導電層306上。其中光阻層307之厚度需超過圖案化絕緣層305所形成高低階高度。

參考第9a圖和第9b圖。第9a圖為說明對光阻層微影後的俯視平面圖，第9b圖為說明沿著第9a圖A-A’線的剖面圖。接著再將位於預定形成第一電極402a處之光阻層307，以及位於第一電極402a與第二電極402b交接處之光阻層307以灰化方式移除，以露出位於該第一電極402a處，以及第一電極402a與第二電極402b交接處之第三導電層306。

接著，如第10圖所示，第10圖說明對暴露出之第三導電層進行蝕刻後之剖面圖。再以濕式蝕刻或乾式蝕刻方式蝕刻該露出的第三導電層306，至該絕緣層305裸露出。最後，於基材300和暴露出之絕緣層305上形成另一絕緣層308完成電容式觸控螢幕面板之製作，其中絕緣層308材質例如是一有機光阻或其他透明材料所形成。

綜上所述，本案利用灰階光罩技術，來分別定義X方向和Y方向之觸控電極，因此，可將傳統需使用四道光罩之製程縮減成僅需使用三道光罩製程，可大幅降低製程時間與成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控螢幕面板

101‧‧‧基板

102‧‧‧電極

102a‧‧‧第一電極

102b‧‧‧第二電極

103‧‧‧第一絕緣層

104‧‧‧金屬橋

105‧‧‧第二絕緣層

300‧‧‧基材

301‧‧‧第一導電層

302‧‧‧第二導電層

303‧‧‧光阻層

305‧‧‧絕緣層

306‧‧‧第三導電層

307‧‧‧光阻層

308‧‧‧絕緣層

402a‧‧‧第一電極

402b‧‧‧第二電極

404‧‧‧金屬橋

410和420‧‧‧連接墊

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為傳統電容式觸控螢幕面板的俯視平面圖。

第2圖為沿著第1圖A-A’線的觸控螢幕面板的剖面圖。

第3a圖為以灰階光罩於金屬橋位置以及第一電極處形成不同厚度光阻層的俯視平面圖。

第3b圖為沿著第3a圖A-A’線的剖面圖。

第3c圖為沿著第3a圖B-B’線的剖面圖。

第4a圖為以圖案光阻層為罩幕進行第一導電層以及第二導電層蝕刻的俯視平面圖。

第4b圖為沿著第4a圖A-A’線的剖面圖。

第4c圖為沿著第4a圖B-B’線的剖面圖。

第5a圖為移除部份圖案光阻層並進行第二導電層蝕刻的俯視平面圖。

第5b圖為沿著第5a圖A-A’線的剖面圖。

第5c圖為沿著第5a圖B-B’線的剖面圖。

第6a圖為移除圖案光阻層的俯視平面圖。

第6b圖為沿著第6a圖A-A’線的剖面圖。

第6c圖為沿著第6a圖B-B’線的剖面圖。

第7a圖為沉積保護層以及第三導電層的俯視平面圖。

第7b圖為沿著第7a圖A-A’線的剖面圖。

第8圖為沉積一光阻層於第三導電層上。

第9a圖為對光阻層微影後的俯視平面圖。

第9b圖為沿著第9a圖A-A’線的剖面圖。

第10圖對暴露出之第三導電層進行蝕刻以及形成一絕緣層後之剖面圖。

300‧‧‧基材

301‧‧‧第一導電層

302‧‧‧第二導電層

303‧‧‧光阻層

Claims (14)

1. 一種觸控面板製造方法，包括下列步驟：於一基板之表面上依序形成一第一導電層、一第二導電層以及一第一光阻層；使用一第一灰階光罩圖案化該第一光阻層；利用該圖案化第一光阻層蝕刻該第一導電層以及該第二導電層以定義出該觸控面板之一第一感測電極；形成一第一絕緣層於該基板以及該第一感測電極上；使用一第二灰階光罩圖案化該第一絕緣層以形成具不同厚度之圖案化第一絕緣層，其中覆蓋在該第一感測電極之上之該圖案化第一絕緣層具有最大之厚度；形成一第三導電層於該圖案化第一絕緣層上；形成一第二光阻層於該第三導電層上；圖案化該第二光阻層以暴露出部分之該第三導電層；以及利用該圖案化第二光阻層蝕刻該第三導電層以定義出該觸控面板之一第二感測電極。
2. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中該第一導電層和第三導電層的材質是氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)。
3. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中該第 二導電層的材質是氧化銦錫或合金材料。
4. 如請求項3所述之觸控面板製造方法，其中該合金材料係為具有鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、鉻(Cr)、AlNd以及鋁之任一種或其組合。
5. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中是以濕式蝕刻或乾式蝕刻方式蝕刻該第一導電層、該第二導電層以及該第三導電層。
6. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中該基材係選自玻璃、塑膠以及透明材質所組成之族群之一。
7. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中使用該第一灰階光罩圖案化該第一光阻層之步驟，更包括：在預定形成該第一感測電極處，形成具有一第一厚度以及一第二厚度之該第一光阻層，其中該第二厚度小於該第一厚度；以及移除位於預定形成該第二感測電極處之第一光阻層以暴露出該第二導電層。
8. 如請求項7所述之觸控面板製造方法，其中利用該圖案化第一光阻層蝕刻該第一導電層以及該第二導電層以定義出該觸控面板之一第一感測電極之步驟，更包括： 於預定形成該第二感測電極處，以該圖案化第一光阻層為罩幕蝕刻該第二導電層以及該第一導電層以暴露出該基板表面；移除該第二厚度之該圖案化第一光阻層，以在預定形成該第二感測電極處，暴露出該第二導電層；蝕刻暴露出之該第二導電層以暴露出該第一導電層；以及移除剩下的該圖案化第一光阻層。
9. 如請求項8所述之觸控面板製造方法，更包括於蝕刻暴露出之該第二導電層以暴露出該第一導電層之步驟前，執行一退火製程。
10. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，更包括形成一第二絕緣層於該第一感測電極以及該第二感測電極之上。
11. 如請求項10所述之觸控面板製造方法，其中該第一絕緣層以及該第二絕緣層為有機光阻層。
12. 如請求項1所述之觸控面板製造方法，其中利用該圖案化第一光阻層蝕刻該第一導電層以及該第二導電層以定義出該觸控面板之一第一感測電極之步驟，更包括：於該基板之週邊定義出該觸控面板之一第一連接墊，其中該第一感測電極連接該第一連接墊。
13. 如請求項12述之觸控面板製造方法，其中使用一第二灰階光罩圖案化該第一絕緣層之步驟，更包括暴露出該第一連接墊表面。
14. 如請求項13述之觸控面板製造方法，其中形成一第三導電層於該圖案化第一絕緣層上之步驟，更包括形成該第三導電層於暴露出之該第一連接墊表面，來形成一第二連接墊，其中該第二感測電極連接該第二連接墊。