TWI465979B - 觸控面板 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種觸控面板，且特別是關於一種光學式觸控面板。
將觸控面板(touch panel)整合於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)不但可讓使用者進行便利、快速的輸入，且可提供互動的存取功能，因此已逐漸應用於一些攜帶型電子裝置中，例如行動電話、個人數位助理(PDA)或筆記型電腦。
目前，有技術藉由在液晶顯示器之畫素陣列(pixel array)中嵌入光感測元件來實現觸控與顯示功能之整合。具體而言，藉由內嵌之光感測元件在照光下因產生光電流所造成的壓降來判定是否有觸碰事件的發生。
圖1A至圖1F為習知技術之觸控面板的製作流程之剖面示意圖。請參照圖1A，首先，於基板110上形成多個閘極GE，為方便說明，圖1A中僅顯示一個閘極GE。
請參照圖1B，於基板110上依序地形成一第一介電層GI、多個通道層CH以及多個歐姆接觸層OC，其中第一介電層GI覆蓋閘極GE以及基板110，而通道層CH以及歐姆接觸層OC位於對應閘極GE的第一介電層GI上，且通道層CH位於歐姆接觸層OC以及第一介電層GI之間。
請參照圖1C，於基板110上形成多個源極SE、多個汲極DE以及多個第一電極E1，並以源極SE與汲極DE為罩幕移除部分的圖案化歐姆接觸層OC以形成多個歐姆接觸圖案OCP。源極SE以及汲極DE分別位於通道層CH的相對兩側，並覆蓋部分的通道層CH。此處，閘極GE、通道層CH、源極SE以及汲極DE構成多個訊號讀出電晶體T。
請參照圖1D，形成一第二介電層PV，以覆蓋訊號讀出電晶體T、部分的第一電極E1以及部分的第一介電層GI。
請參照圖1E，形成多個光感測層PS，以電性連接第一電極E1，其中部分第二介電層PV位於第一電極E1以及光感測層PS之間。
請參照圖1F，於基板110上形成多個第二電極E2以及與第二電極E2電性連接之多條訊號讀出線ROL，其中第二電極E2分別位於對應的光感測層PS上，且光感測層PS位於第二電極E2與第一電極E1之間。此處，第二電極E2、光感測層PS以及第一電極E1構成多個光感測元件S。在形成多個光感測元件S之後，即初步完成觸控面板100的製作。
在習知的觸控面板100中，由於訊號讀出電晶體T以及光感測元件S並無顯示功能，因此在兩者的上方毋須配置彩色濾光層。如此一來，在沒有其他膜層的保護下，為避免觸控面板100之訊號讀出電晶體T以及光感測元件S
受到外在環境以及人為因素的影響而造成其損傷，通常需額外配置其他保護裝置(如蓋板)，此舉將造成成本的增加，且會增加製程的複雜度。
本發明提供一種觸控面板，其製程簡易且信賴性佳。
本發明另提供一種觸控面板的製作方法，其可製造出製程成本低的觸控面板。
本發明提供一種觸控面板，其包括一基板、一圖案化透明導電層、多個光感測層、一第一圖案化導電層、一第一介電層、多個通道層以及一第二圖案化導電層。圖案化透明導電層配置於基板上，且圖案化透明導電層包括多個第一電極。多個光感測層配置於第一電極上。第一圖案化導電層包括多個閘極、多條與閘極連接之掃描線以及多個第二電極，其中閘極與掃描線位於基板上，而第二電極位於光感測層上，且第一電極、光感測層與第二電極構成多個光感測元件。第一介電層配置於基板上，以覆蓋閘極、掃描線以及光感測元件。多個通道層配置於第一介電層上，且位於閘極上方。第二圖案化導電層包括多個源極與多個汲極，其中閘極、通道層、源極與汲極構成多個訊號讀出電晶體，且各訊號讀出電晶體分別與對應之光感測元件電性連接。
在本發明之一實施例中，前述之圖案化透明導電層更包括多個訊號讀出墊(read-out pads)。
在本發明之一實施例中，前述之第一圖案化導電層更包括多個焊墊，而各焊墊分別覆蓋於其中一個訊號讀出墊，且各訊號讀出電晶體分別與對應之訊號讀出墊與對應之焊墊電性連接。
在本發明之一實施例中，前述之光感測層包括富矽氧化物層(silicon-rich oxide layer)。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板，更包括一第二介電層以及一第三圖案化導電層，其中第二介電層覆蓋光感測元件以及訊號讀出電晶體，而第三圖案化導電層配置於第二介電層上，且第三圖案化導電層遮蔽通道層。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括一背光源，其中第三圖案化導電層位於背光源與通道層之間。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括一側向光源，鄰近於基板之側邊配置，其中側向光源適於提供光線至基板內部。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括一封裝材料層，覆蓋光感測元件以及訊號讀出電晶體。
在本發明之一實施例中，前述之封裝材料層包括一有機平坦層以及一薄膜封裝層，其中有機平坦層覆蓋光感測元件以及訊號讀出電晶體，而薄膜封裝層配置於有機平坦層上。
本發明另提供一種觸控面板的製造方法，其包括以下步驟。於一基板上形成一圖案化透明導電層，其中圖案化透明導電層包括多個第一電極。接著，於第一電極上形成
多個光感測層。形成一第一圖案化導電層，其中第一圖案化導電層包括多個閘極、多條與閘極連接之掃描線以及多個第二電極，其中閘極與掃描線位於基板上，而第二電極位於光感測層上，且第一電極、光感測層與第二電極構成多個光感測元件。於基板上形成一第一介電層，以覆蓋閘極、掃描線以及光感測元件。於第一介電層上形成多個通道層，且通道層位於閘極上方。形成一第二圖案化導電層，其中第二圖案化導電層包括多個源極與多個汲極，而閘極、通道層、源極與汲極構成多個訊號讀出電晶體，且各訊號讀出電晶體分別與對應之光感測元件電性連接。
在本發明之一實施例中，前述之形成該圖案化透明導電層的方法更包括於基板上形成多個訊號讀出墊(read-out pads)。
在本發明之一實施例中，前述之形成第一圖案化導電層的方法更包括於訊號讀出墊上形成多個焊墊，其中各訊號讀出電晶體分別與對應之訊號讀出墊與對應之焊墊電性連接。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括於光感測元件以及訊號讀出電晶體上形成一第二介電層，且於第二介電層上形成一第三圖案化導電層，其中第三圖案化導電層遮蔽通道層。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括提供一背光源，其中第三圖案化導電層位於背光源與通道層之間。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括提供一鄰近於基板之側邊配置之側向光源，其中側向光源適於提供光線至基板內部。
在本發明之一實施例中，前述之觸控面板更包括於光感測元件以及訊號讀出電晶體上形成一封裝材料層。
在本發明之一實施例中，前述之形成封裝材料層的方法包括於光感測元件以及訊號讀出電晶體上形成一有機平坦層，且於有機平坦層上形成一薄膜封裝層。
基於上述，本發明之觸控面板可利用光感測元件之各膜層的製程順序之改變，使觸控面板之訊號讀出電晶體以及光感測元件得到良好的保護。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2A至圖2I為本發明第一實施例之觸控面板的製作流程之剖面示意圖，而圖3A至圖3H為圖2A至圖2H中觸控面板的上視示意圖。
請參照圖2A與圖3A，首先，提供一基板210，其中基板210具有一內表面S1以及一相對於內表面S1之外表面S2。於基板210之內表面S1上形成一圖案化透明導電層220，其中圖案化透明導電層220包括多個第一電極E1以及多個訊號讀出墊ROP。在本實施例中，圖案化透明導
電層220更包括多個接觸部P1，且各接觸部P1分別與對應之第一電極E1連接。另外，圖案化透明導電層220的材質可以是金屬氧化物，如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。
請參照圖2B與圖3B，接著，於第一電極E1上形成多個光感測層PS，其中光感測層PS包括富矽氧化物層或是任何適於在感光後釋出光電流之材質。
請參照圖2C與圖3C，形成一第一圖案化導電層230，其中第一圖案化導電層230包括多個閘極GE、多條與閘極GE連接之掃描線SL以及多個第二電極E2，其中閘極GE與掃描線SL位於基板210上，而第二電極E2分別位於對應的光感測層PS上方，且第一電極E1、光感測層PS與第二電極E2構成多個光感測元件S。另外，第一圖案化導電層230的材質例如是導電良好的金屬或金屬疊層。
在本實施例中，第一圖案化導電層230更包括多個焊墊PD以及多條共用線CL，其中各焊墊PD分別覆蓋於其中一個訊號讀出墊ROP，而共用線CL與對應的第二電極E2連接。此外，各焊墊PD分別具有一接觸部P2。
請參照圖2D與圖3D，於基板210上形成一第一介電層GI，以覆蓋閘極GE、掃描線SL、光感測元件S以及焊墊PD，並圖案化第一介電層GI以在對應於各接觸部P1的第一介電層GI中製作一接觸窗W1，其中接觸窗W1暴露出部分的第一電極E1。另外，第一介電層GI的材質可
以是高介電係數之氧化矽或氮化矽等絕緣材質。
請參照圖2E與圖3E，於第一介電層GI上形成多個通道層CH，且通道層CH位於對應的閘極GE上方。在本實施例中，於通道層CH形成後，可進一步形成一歐姆接觸層OC於對應的通道層CH上，以降低通道層CH與後續膜層(源極以及汲極)之間的阻值。
請參照圖2F與圖3F，形成一第二圖案化導電層240，其中第二圖案化導電層240包括多個源極SE、多個與源極SE平行配置的汲極DE以及多條與源極SE連接的訊號讀出線ROL。在本實施例中，第二圖案化導電層240的形成方法例如是形成一金屬層或金屬疊層，再圖案化此金屬層或金屬疊層，以形成源極SE、源極SE、訊號讀出線ROL，同時，以源極SE與源極SE為罩幕移除部分的歐姆接觸層OC以形成歐姆接觸圖案OCP。
具體而言，源極SE以及汲極DE彼此電性絕緣且分別位於對應的歐姆接觸圖案OCP上，並位於通道層CH的相對兩側。此處，閘極GE、通道層CH、源極SE與汲極DE構成多個訊號讀出電晶體T，且各訊號讀出電晶體T分別與對應之光感測元件S、訊號讀出墊ROP以及對應之焊墊PD電性連接。具體而言，各訊號讀出電晶體T之汲極DE分別透過接觸窗W1與圖案化透明導電層220之接觸部P1電性連接，而各訊號讀出電晶體T例如是藉由與源極SE連接的訊號讀出線ROL分別與對應之各焊墊PD的接觸部P2連接。在形成第二圖案化導電層240之後，
本實施例之觸控面板200即初步完成。當然，為進一步避免外在環境對訊號讀出電晶體T的影響，本實施例之觸控面板200亦可進一步包括其他膜層。
請參照圖2G與圖3G，接著，於光感測元件S以及訊號讀出電晶體T上形成一第二介電層PV，並圖案化第二介電層PV以在對應於各焊墊PD的第二介電層PV上形成一接觸窗W2，其中接觸窗W2曝露出部分的焊墊PD，使各驅動晶片(未繪示)可對應此些接觸窗W2配置。另外，第二介電層PV的材質例如是無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、矽鋁氧化物或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或上述之組合。當然，本實施例不以此為限，凡是可以提供絕緣特性的材料都可以選擇性地應用於本實施例。
請參照圖2H與圖3H，於第二介電層PV上形成一第三圖案化導電層250，其中第三圖案化導電層250遮蔽通道層CH。換句話說，第三圖案化導電層250可遮蔽背光對通道層CH造成的干擾。如此一來，可降低訊號讀出電晶體T因照光所產生的光漏電流，進而提升訊號讀出電晶體T的光電特性。
請參照圖2I，本實施例之觸控面板200可進一步包括一背光源BLU，其中第三圖案化導電層250位於背光源BLU與通道層CH之間。具體而言，在本實施例之觸控面板200中，上述各膜層位於基板210與背光源BLU之間。是以，本實施例之觸控面板200可以在不用額外配置其他
保護裝置下，避免訊號讀出電晶體T以及光感測元件S受到外在環境以及人為因素的影響而造成其損傷。因此，本實施例之觸控面板200可具有較簡易的製程以及較低的製程成本。
在此種架構下，當使用者未觸碰觸控面板200時，電流由訊號讀出墊ROP傳輸至源極SE後再傳輸至汲極DE。而當使用者以手指F或是任何可反光之元件觸碰觸控面板200的外表面時，背光源BLU所發出之光線L會被手指F反射，反射的光線L’會被光感測層PS所吸收而產生光電流，進而使第一電極E1產生壓降(即第一電極E1與共用線CL之間有壓差)。此壓降會藉由訊號讀出線ROL而被晶片讀取，以判定出使用者觸碰的位置。當然，本申請案之觸控面板的架構(光源以及膜層的配置)不限於此。
圖4為本發明第二實施例之觸控面板的剖面示意圖。
請參照圖4，本實施例之觸控面板400可包括一鄰近於基板210之側邊C配置之側向光源SLU，其中側向光源SLU適於提供光線L至基板210內部。當使用者以手指F或是任何可反光之元件觸碰觸控面板200的外表面時，由側邊C入射至基板210內部的光線L會被手指F反射。此時，反射的光線L’會被光感測層PS所吸收而產生光電流，進而使第一電極E1產生壓降(即第一電極E1與共用線CL之間有壓差)。此壓降會藉由訊號讀出線ROL而被晶片讀
取，以判定出使用者觸碰的位置。
值得一提的是，由於本實施例之光源是配置於基板210的側邊C，而不是基板210的對向，因此在本實施例中，可以選擇性不用配置第三圖案化導電層來遮蔽通道層CH。此外，由於觸控面板400倒置，使閘極GE遮蔽住訊號讀出電晶體T的通道層CH。因此，本實施例之訊號讀出電晶體T可藉由閘極GE之遮光，降低因照光所產生的光漏電流，進而提升訊號讀出電晶體T的光電特性。
圖5為本發明第三實施例之觸控面板的剖面示意圖。
請參照圖5，本實施例之觸控面板500可包括一封裝材料層510，其中形成封裝材料層510的方法包括於光感測元件S以及訊號讀出電晶體T上形成一有機平坦層512，且於有機平坦層512上形成一薄膜封裝層514。此外，對應於焊墊PD上的第一介電層GI、有機平坦層512以及薄膜封裝層514具有一接觸窗W3，且接觸窗W3暴露出部分的焊墊PD，使各驅動晶片(未繪示)可對應此些接觸窗W3配置。
另外，本實施例之觸控面板500亦可包括一鄰近於基板210之側邊C配置之側向光源SLU，其中側向光源SLU所發出之光線L由側邊C入射至基板210內部。當使用者以手指F或是任何可反光之元件觸碰觸控面板200的外表面時，由側邊C入射至基板210內部的光線L會被手指F
反射。此時，反射的光線L’會被光感測層PS所吸收而產生光電流，進而使第一電極E1產生壓降(即第一電極E1與共用線CL之間有壓差)。此壓降會藉由訊號讀出線ROL而被晶片讀取，以判定出使用者觸碰的位置。
綜上所述，本申請案於一基板上形成包含訊號讀出電晶體與光感測層之觸控線路，並藉由此基板避免此觸控線路中的各層薄膜免於被使用者觸碰而損傷。
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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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、200、400、500‧‧‧觸控面板
110、210‧‧‧基板
220‧‧‧圖案化透明導電層
230‧‧‧第一圖案化導電層
240‧‧‧第二圖案化導電層
250‧‧‧第三圖案化導電層
510‧‧‧封裝材料層
512‧‧‧有機平坦層
514‧‧‧薄膜封裝層
GE‧‧‧閘極
GI‧‧‧第一介電層
CH‧‧‧通道層
OC‧‧‧歐姆接觸層
OCP‧‧‧歐姆接觸圖案
SE‧‧‧源極
DE‧‧‧汲極
T‧‧‧訊號讀出電晶體
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
PV‧‧‧第二介電層
PS‧‧‧光感測層
ROL‧‧‧訊號讀出線
S‧‧‧光感測元件
ROP‧‧‧訊號讀出墊
P1、P2‧‧‧接觸部
SL‧‧‧掃描線
PD‧‧‧焊墊
CL‧‧‧共用線
W1、W2、W3‧‧‧接觸窗
BLU‧‧‧背光源
SLU‧‧‧側向光源
F‧‧‧手指
L、L’‧‧‧光線
S1‧‧‧內表面
S2‧‧‧外表面
C‧‧‧側邊
A-A’、B-B’‧‧‧剖線
圖1A至圖1F為習知技術之觸控面板的製作流程之剖面示意圖。
圖2A至圖2I為本發明第一實施例之觸控面板的製作流程之剖面示意圖。
圖3A至圖3H為圖2A至圖2H中觸控面板的上視示意圖。
圖4為本發明第二實施例之觸控面板的剖面示意圖。
圖5為本發明第三實施例之觸控面板的剖面示意圖。
200‧‧‧觸控面板
210‧‧‧基板
250‧‧‧第三圖案化導電層
GE‧‧‧閘極
GI‧‧‧第一介電層
CH‧‧‧通道層
OCP‧‧‧歐姆接觸圖案
SE‧‧‧源極
DE‧‧‧汲極
T‧‧‧訊號讀出電晶體
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
PV‧‧‧第二介電層
PS‧‧‧光感測層
S‧‧‧光感測元件
ROP‧‧‧訊號讀出墊
PD‧‧‧焊墊
W1、W2‧‧‧接觸窗
BLU‧‧‧背光源
F‧‧‧手指
L、L’‧‧‧光線
Claims (17)
- 一種觸控面板，包括：一基板；一圖案化透明導電層，配置於該基板上，該圖案化透明導電層包括多個第一電極：多個光感測層，配置於該些第一電極上；一第一圖案化導電層，包括多個閘極、多條與該些閘極連接之掃描線以及多個第二電極，其中該些閘極與該些掃描線位於該基板上，而該些第二電極位於該些光感測層上，且該些第一電極、該些光感測層與該些第二電極構成多個光感測元件；一第一介電層，配置於該基板上，以覆蓋該些閘極、該些掃描線、該些第一電極、該些第二電極以及該些光感測層；多個通道層，配置於該第一介電層上，且位於該些閘極上方；以及一第二圖案化導電層，包括多個源極與多個汲極，其中該些閘極、該些通道層、該些源極與該些汲極構成多個訊號讀出電晶體，且各該訊號讀出電晶體分別與對應之光感測元件電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該圖案化透明導電層更包括多個訊號讀出墊。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該第一圖案化導電層更包括多個焊墊，而各該焊墊分別覆蓋於其中一個訊號讀出墊，且各該訊號讀出電晶體分別與對應 之訊號讀出墊與對應之焊墊電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些光感測層包括富矽氧化物層。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括：一第二介電層，覆蓋該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體；以及一第三圖案化導電層，配置於該第二介電層上，其中該第三圖案化導電層遮蔽該些通道層。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，更包括一背光源，其中該第三圖案化導電層位於該背光源與該些通道層之間以遮蔽該背光源對該些通道層造成的干擾。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一側向光源，鄰近於該基板之側邊配置，其中該側向光源適於提供光線至該基板內部。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一封裝材料層，覆蓋該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體。
- 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該封裝材料層包括；一有機平坦層，覆蓋該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體；以及一薄膜封裝層，配置於該有機平坦層上。
- 一種觸控面板的製造方法，包括：於一基板上形成一圖案化透明導電層，其中該圖案化透明導電層包括多個第一電極： 於該些第一電極上形成多個光感測層；形成一第一圖案化導電層，該第一圖案化導電層包括多個閘極、多條與該些閘極連接之掃描線以及多個第二電極，其中該些閘極與該些掃描線位於該基板上，而該些第二電極位於該些光感測層上，且該些第一電極、該些光感測層與該些第二電極構成多個光感測元件；於該基板上形成一第一介電層，以覆蓋該些閘極、該些掃描線、該些第一電極、該些第二電極以及該些光感測層；於該第一介電層上形成多個通道層，該些通道層位於該些閘極上方；以及形成一第二圖案化導電層，其中該第二圖案化導電層包括多個源極與多個汲極，而該些閘極、該些通道層、該些源極與該些汲極構成多個訊號讀出電晶體，且各該訊號讀出電晶體分別與對應之光感測元件電性連接。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板的製造方法，其中形成該圖案化透明導電層的方法更包括：於該基板上形成多個訊號讀出墊。
- 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的製造方法，其中形成該第一圖案化導電層的方法更包括：於該些訊號讀出墊上形成多個焊墊，其中各該訊號讀出電晶體分別與對應之訊號讀出墊與對應之焊墊電性連接。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板的製造方法，更包括： 於該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體上形成一第二介電層；以及於該第二介電層上形成一第三圖案化導電層，其中該第三圖案化導電層遮蔽該些通道層。
- 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板的製造方法，更包括提供一背光源，其中該第三圖案化導電層位於該背光源與該些通道層之間以遮蔽該背光源對該些通道層造成的干擾。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板的製造方法，更包括提供一鄰近於該基板之側邊配置之側向光源，其中該側向光源適於提供光線至該基板內部。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板的製造方法，更包括於該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體上形成一封裝材料層。
- 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的製造方法，其中該形成封裝材料層的方法包括：於該些光感測元件以及該些訊號讀出電晶體上形成一有機平坦層；以及於該有機平坦層上形成一薄膜封裝層。
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