TWI540479B - 觸控顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置及其製造方法

本揭露內容是有關於一種觸控顯示裝置及其製造方法，且特別是有關於一種具有良好顯示品質的觸控顯示裝置及其製造方法。

近年來，隨著越來越多種類的電子產品的研發與發展，例如智慧手機和平板電腦，各種電子產品的操作介面都愈來愈人性化。比方說，經由增設觸控元件於電子產品中，使用者可直接以手指或觸控筆在觸控螢幕上進行各式操作，省去使用鍵盤或按鍵等輸入裝置的麻煩。

以往的觸控感應元件都是採用氧化銦錫(ITO)薄膜來製作，然而當顯示裝置的尺寸逐漸趨大，業界便漸漸改以金屬材質取代氧化銦錫薄膜作為導電層，例如是採用金屬網格(metal mesh)。然而，金屬具有高反射性，因此會在顯示面上產生反光，而對顯示品質有不良的影響。因此，如何提供具有良好顯示品質的觸控顯示器，成為業者努力的目標。

本揭露內容係有關於一種觸控顯示裝置。實施例之 觸控顯示裝置中，觸控顯示裝置中，抗反射層覆蓋圖案化金屬層的至少一金屬線的頂部及兩側邊，可以完全覆蓋圖案化金屬層，因而可以降低顯示面的反光情形，進而提高觸控顯示裝置的顯示品質。

根據本揭露內容之一實施例，係提出一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包括一顯示模組以及一觸控模組，觸控模組設置於顯示模組上。觸控模組包括一圖案化金屬層及一抗反射層。圖案化金屬層包括複數條金屬線，圖案化金屬層具有一第一區。抗反射層形成於第一區中的圖案化金屬層上，其中抗反射層覆蓋第一區中的此些金屬線的至少其中之一的一頂部及兩側邊。

根據本揭露內容之另一實施例，係提出一種觸控顯示裝置的製造方法。觸控顯示裝置的製造方法包括以下步驟：提供一顯示模組；以及設置一觸控模組於顯示模組上。設置觸控模組於顯示模組上的製造方法包括以下步驟：形成一圖案化金屬層於顯示模組上，圖案化金屬層包括複數條金屬線，圖案化金屬層具有一第一區；及形成一抗反射層於第一區中的圖案化金屬層上，其中抗反射層覆蓋第一區中的此些金屬線的至少其中之一的一頂部及兩側邊。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10、10’、20‧‧‧觸控顯示裝置

100‧‧‧顯示模組

200‧‧‧觸控模組

210‧‧‧基板

220‧‧‧圖案化金屬層

220a‧‧‧頂部

220A‧‧‧第一區

220B‧‧‧第二區

220M‧‧‧金屬線

220s-1‧‧‧第一側邊

220s-2‧‧‧第二側邊

230‧‧‧抗反射層

320‧‧‧金屬層

330、430、530‧‧‧抗反射材料層

430A、430B‧‧‧部分

D1、D1’‧‧‧第一距離

D2、D2’‧‧‧第二距離

PR‧‧‧光阻層

T1、T2、T3‧‧‧厚度

W1‧‧‧線寬

第1圖繪示根據本揭露內容之一實施例之一種觸控顯示裝置 之示意圖。

第2圖繪示根據本揭露內容之另一實施例之一種觸控顯示裝置之示意圖。

第3A圖~第3E圖繪示根據本揭露內容之一實施例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。

第4A圖~第4E圖繪示根據本揭露內容之另一實施例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。

第5A圖~第5F圖繪示根據本揭露內容之再一實施例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。

根據本揭露內容之實施例，觸控顯示裝置中，抗反射層覆蓋圖案化金屬層的至少一金屬線的頂部及兩側邊，可以完全覆蓋圖案化金屬層，因而可以降低顯示面的反光情形，進而提高觸控顯示裝置的顯示品質。以下係參照所附圖式詳細敘述本揭露內容之實施例。圖式中相同的標號係用以標示相同或類似之部分。需注意的是，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，實施例所提出的細部結構僅為舉例說明之用，並非對本揭露內容欲保護之範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些結構加以修飾或變化。

第1圖繪示根據本揭露內容一實施例之一種觸控顯示裝置10之示意圖。如第1圖所示，觸控顯示裝置10包括一顯示模組100以及一觸控模組200，觸控模組200設置於顯示模組100上。觸控模組200包括一圖案化金屬層220及一抗反射層 230。圖案化金屬層220包括複數條金屬線220M，圖案化金屬層220具有一第一區220A。抗反射層230形成於第一區220A中的圖案化金屬層220上，且抗反射層230覆蓋第一區220A中的各金屬線220M的一頂部220a及兩側邊。需注意的是，第1圖中僅繪示一條金屬線220M以更清楚呈現本揭露內容。

本實施例中，如第1圖所示，觸控模組200可更包括一基板210，圖案化金屬層220形成於基板210上。另一實施例中，觸控模組200亦可不包括額外的基板(未繪示於圖中)，而是直接形成於顯示模組100上。舉例而言，觸控模組200可直接形成於彩色濾光玻璃基板上，而顯示模組100和觸控模組200共用此彩色濾光玻璃基板(未繪示於圖中)上。

實施例中，抗反射層230的圖案實質上對應第一區220A中的圖案化金屬層220的圖案，並且抗反射層230完全覆蓋第一區220A中的圖案化金屬層220。如此一來，可以降低顯示模組100的顯示面的反光情形，進而提高觸控顯示裝置10的顯示品質。

實施例中，如第1圖所示，金屬線220M的兩個側邊包括一第一側邊220s-1和相對於第一側邊220s-1的一第二側邊220s-2。抗反射層230沿第一側邊220s-1和第二側邊220s-2分別向外延伸一第一距離D1和一第二距離D2，第一距離D1和第二距離D2兩者之間相差例如是小於或等於0.3微米(μm)。也就是說，第一距離D1和第二距離D2兩者非常接近，第一距離D1和第二距離D2兩者相減的絕對值小於或等於0.3微米。

實施例中，如第1圖所示，第一距離D1和第二距 離D2分別例如是大於0微米至3微米。

如第1圖所示，金屬線220M係具有一線寬W1。一實施例中，線寬W1例如是2~10微米。另一實施例中，線寬W1例如是3~5微米。實施例中，如第1圖所示，金屬線220M的剖面例如具有梯型形狀，則線寬W1係指梯型的下底長度。

實施例中，圖案化金屬層220可具有一單層結構或一多層結構。實施例中，圖案化金屬層220可包括純金屬、合金、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬氮氧化物或上述任兩種之組合。

實施例中，抗反射層230可包括一熱固型有機材料或一半熱固型有機材料，例如是用於黑色矩陣(BM)的光阻材料。再者，抗反射層230對於380~780奈米之光線的穿透率例如是0.1%至50%，可以阻止大部分光線通過到達圖案化金屬層220，因而可以有效達到抗反射的效果。

實施例中，如第1圖所示，覆蓋於第一區220A中的金屬線220M的頂部220a上的抗反射層230具有一厚度T1，厚度T1例如是大於或等於2000埃且小於或等於20000埃。當抗反射層230的厚度T1小於2000埃，則可能會對於穿透光線的阻擋效果不足。

實施例中，基板210的材質例如可包括玻璃、乙烯對苯二甲酸酯(PET)或聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)。然而，基板210的材質類型亦可視實際情況選擇，並不以上述類型為限。

實施例中，顯示模組100可包括一個顯示面板，例如是有機發光二極體顯示面板或液晶顯示面板。觸控模組200並不限定設置於顯示模組100的可視區上方，也可設置於走線區上 方。

第2圖繪示根據本揭露內容之另一實施例之一種觸控顯示裝置20之示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

如第2圖所示，觸控顯示裝置20中，圖案化金屬層220更具有一第二區220B。第二區220B中，圖案化金屬層220暴露於抗反射層230之外。也就是說，第二區220B中的圖案化金屬層220的金屬線220M並未被抗反射層230所覆蓋，因此可以用於電性連接的用途。

第3A圖~第3E圖繪示根據本揭露內容之一實施例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

請參照第3A圖~第3E圖，提供顯示模組100以及設置觸控模組200於顯示模組100上。實施例中，設置觸控模組200於顯示模組100上的製造方法例如包括以下步驟。

首先，本實施例中，如第3A圖所示，提供基板210。基板210設置於顯示模組100上。另一實施例中，可無須提供額外的基板。

接著，本實施例中，如第3A圖~第3C圖所示，形成圖案化金屬層220於基板210上。實施例中，形成的圖案化金屬層220可包括複數條金屬線220M，以下係以一條金屬線220M為例說明圖案化金屬層220的製作方法。本實施例中，形成圖案 化金屬層220例如包括以下步驟：如第3A圖所示，形成一金屬層320於基板210上；然後，如第3B圖所示，形成抗反射材料層330於金屬層320上；然後，如第3C圖所示，根據抗反射材料層330的圖案蝕刻金屬層320以形成圖案化金屬層220。形成的圖案化金屬層220具有第一區220A。實施例中，可以經由乾蝕刻製程、濕蝕刻製程或多次乾蝕刻製程搭配濕蝕刻製程蝕刻金屬層320。另一實施例中，圖案化金屬層220可直接形成於顯示模組100上，而不形成於基板210上。

接著，如第3D圖所示，形成抗反射層230於第一區220A中的圖案化金屬層220上，且抗反射層230覆蓋第一區220A中的金屬線220M的頂部220a及兩側邊220s-1和220s-2。

實施例中，形成抗反射層230的製造方法例如是包括以下步驟。採用一熱固型有機材料或一半熱固型有機材料製作抗反射材料層330，而在蝕刻金屬層320後，加熱抗反射材料層330，熱固型或半熱固型的抗反射材料層330在加熱過程且尚未完全交聯硬化的過程中，會自第一區220A中的金屬線220M的頂部220a往兩側邊220s-1和220s-2流動、並覆蓋住此兩個側邊。一實施例中，以黑色矩陣光阻材料製作抗反射材料層330，則例如是以約230℃加熱抗反射材料層330；然而，加熱的溫度範圍亦可視實際上採用的熱固型有機材料或半熱固型有機材料類型而做選擇，並不以上述溫度範圍為限。

至此，形成如第1圖所示的觸控顯示裝置10。其中，抗反射層230沿第一側邊220s-1和第二側邊220s-2分別向外延伸的第一距離D1和第二距離D2兩者之間相差例如是小於或等於 0.3微米。並且，第一距離D1和第二距離D2分別例如是大於0微米至3微米。

傳統的製作方式，是分別以不同光阻分別定義金屬線和黑色光阻(抗反射層)。在兩次分別的光阻曝光時，可能發生光罩定位偏移(OL，Overlay)以及線寬(CD，Critical Dimension)的變異，而為了避免此對位誤差造成的影響，在光罩上的設計必須增加線寬、以避免黑色光阻沒有完全覆蓋金屬線而導致金屬反光。如此一來，黑色光阻線寬必然相當程度大於金屬線的線寬。

相對地，根據本揭露內容之實施例，由於利用熱固型或半熱固型的抗反射材料層330做為定義圖案化金屬層220的材料，而熱固型或半熱固型的抗反射材料層330的流動可以將下方的金屬完全包覆。此外，因為熱固型或半熱固型的抗反射材料層330係均勻地往下流動，因此第一距離D1和第二距離D2兩者之間相差可以非常小。如此一來，僅採用一次光阻曝光步驟，可以有效避免兩次光罩的對位誤差造成的影響，而可以減少黑色光阻線寬，增加顯示器的開口率；因此，在觸控裝置的應用上可以有效改善可視性，並且減少製作流程的步驟，而有降低成本以及增加產能的優點。

接著，如第3E圖所示，可選擇性地以電漿燒退抗反射層230，以薄化第一區220A中的抗反射層230，而形成如第3E圖所示的觸控顯示裝置10’。如此一來，觸控顯示裝置10’的第一距離D1’和第二距離D2’可以小於觸控顯示裝置10的第一距離D1和第二距離D2，可達到再進一步減少黑色光阻線寬的效果。

第4A圖~第4E圖繪示根據本揭露內容之另一實施 例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件或步驟之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

首先，本實施例中，如第4A圖所示，提供基板210。基板210設置於顯示模組100上。另一實施例中，可無須提供額外的基板。

接著，本實施例中，如第4A圖~第4C圖所示，形成圖案化金屬層220於基板210上。實施例中，形成的圖案化金屬層220可包括複數條金屬線220M，以下係以一條金屬線220M為例說明圖案化金屬層220的製作方法。另一實施例中，圖案化金屬層220可直接形成於顯示模組100上，而不形成於基板210上。本實施例中，形成圖案化金屬層220例如包括以下步驟。

如第4A圖所示，本實施例中，形成金屬層320於基板210上。然後，如第4B圖所示，形成抗反射材料層430於金屬層320上，對應於後續會形成的圖案化金屬層220之第一區220A和第二區220B，位於第一區220A上的抗反射材料層430之部分430A具有較大的厚度T2、而位於第二區220B上的抗反射材料層430之部分430B具有較小的厚度T3。此厚度差異可以經由在塗佈抗反射材料之後，在第一區220A設置一般的光罩而在第二區220B設置灰階光罩(gray tone mask)、接著曝光及顯影之後而製成。

然後，如第4C圖所示，根據抗反射材料層430的圖案蝕刻金屬層320以形成圖案化金屬層220。形成的圖案化金屬層220具有第一區220A和第二區220B。實施例中，可以經由 乾蝕刻製程、濕蝕刻製程或多次乾蝕刻製程搭配濕蝕刻製程蝕刻金屬層320。

接著，如第4D圖所示，實施例中，例如是採用熱固型有機材料或半熱固型有機材料製作抗反射材料層430，而在蝕刻金屬層320後，加熱抗反射材料層430，熱固型或半熱固型的抗反射材料層430在加熱過程且尚未完全硬化的過程中，會自金屬線220M的頂部220a往兩側邊220s-1和220s-2流動、並覆蓋住此兩個側邊。一實施例中，以黑色矩陣光阻材料製作抗反射材料層430，則例如是以約230℃加熱抗反射材料層430；然而，加熱的溫度範圍亦可視實際上採用的熱固型有機材料或半熱固型有機材料類型而做選擇，並不以上述溫度範圍為限。

接著，如第4E圖所示，以電漿燒退抗反射材料層430，以移除第二區220B中的抗反射材料層430之部分430B、並薄化第一區220A中的抗反射材料層430之部分430A，而形成抗反射層230。此時，第二區220B中的圖案化金屬層220暴露於抗反射層230之外。如第4E圖所示，抗反射層230形成於第一區220A和第二區220B中的圖案化金屬層220上，且抗反射層230覆蓋第一區220A中的金屬線220M的頂部220a及兩側邊220s-1和220s-2。

至此，形成如第4E圖所示的觸控顯示裝置10。其中，抗反射層230沿第一側邊220s-1和第二側邊220s-2分別向外延伸的第一距離D1和第二距離D2兩者之間相差例如是小於或等於0.3微米。並且，第一距離D1和第二距離D2分別例如是大 於0至3微米。

根據本揭露內容之實施例，由於利用熱固型或半熱固型的抗反射材料層430做為定義圖案化金屬層220的材料，而熱固型或半熱固型的抗反射材料層430的流動可以將下方的金屬完全包覆。如此一來，僅採用一次光阻曝光步驟，可以有效避免兩次光罩的對位誤差造成的影響，而可以減少黑色光阻線寬，增加顯示器的開口率；因此，在觸控裝置的應用上可以有效改善可視性，並且減少製作流程的步驟，而有降低成本以及增加產能的優點。

第5A圖~第5F圖繪示根據本揭露內容之再一實施例之一種觸控顯示裝置之製造方法示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件或步驟之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

請參照第5A圖~第5F圖，提供顯示模組100以及設置觸控模組200於顯示模組100上。實施例中，設置觸控模組200於顯示模組100上的製造方法例如包括以下步驟。

首先，本實施例中，如第5A圖所示，提供基板210。基板210設置於顯示模組100上。另一實施例中，可無須提供額外的基板。

接著，本實施例中，如第5A圖~第5C圖所示，形成圖案化金屬層220於基板210上。實施例中，形成的圖案化金屬層220可包括複數條金屬線220M，以下係以一條金屬線220M為例說明圖案化金屬層220的製作方法。本實施例中，形成圖案化金屬層220例如包括以下步驟：如第5A圖所示，形成一金屬 層320於基板210上；然後，如第5B圖所示，形成光阻層PR於金屬層320上；然後，如第5C圖所示，根據光阻層PR的圖案蝕刻金屬層320以形成圖案化金屬層220，並且移除光阻層PR。形成的圖案化金屬層220具有第一區220A。實施例中，可以經由乾蝕刻製程、濕蝕刻製程或多次乾蝕刻製程搭配濕蝕刻製程蝕刻金屬層320。另一實施例中，圖案化金屬層220可直接形成於顯示模組100上，而不形成於基板210上。

接著，如第5D圖~第5F圖所示，形成抗反射層230於第一區220A中的圖案化金屬層220上，且抗反射層230覆蓋第一區220A中的金屬線220M的頂部220a及兩側邊220s-1和220s-2。

實施例中，形成抗反射層230的製造方法例如是包括以下步驟。如第5D圖所示，形成抗反射材料層530於圖案化金屬層220上；然後，如第5D圖所示，根據圖案化金屬層220的圖案移除部分的抗反射材料層530。實施例中，利用圖案化金屬層220作為光罩，對抗反射材料層530進行背面曝光及顯影。

接著，如第5E圖所示，抗反射材料層530包括一熱固型有機材料或一半熱固型有機材料，移除部分的抗反射材料層530後，加熱抗反射材料層530，則抗反射材料層530自第一區220A中的金屬線220的頂部220a往兩側邊220s-1和220s-2流動並覆蓋此兩側邊。一實施例中，以黑色矩陣光阻材料製作抗反射材料層530，則例如是以約230℃加熱抗反射材料層530；然而，加熱的溫度範圍亦可視實際上採用的熱固型有機材料或半熱固型有機材料類型而做選擇，並不以上述溫度範圍為限。

至此，形成如第5E圖所示的觸控顯示裝置10。其中，抗反射層230沿第一側邊220s-1和第二側邊220s-2分別向外延伸的第一距離D1和第二距離D2兩者之間相差例如是小於或等於0.3微米。並且，第一距離D1和第二距離D2分別例如是大於0至3微米。

根據本揭露內容之實施例，由於熱固型或半熱固型的抗反射材料層530的流動可以將下方的金屬完全包覆，則可以有效避免光罩的對位誤差造成的影響，而可以減少黑色光阻線寬，增加顯示器的開口率；因此，在觸控裝置的應用上可以有效改善可視性，並且減少製作流程的步驟，而有降低成本以及增加產能的優點。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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。

10‧‧‧觸控顯示裝置

100‧‧‧顯示模組

210‧‧‧基板

220‧‧‧圖案化金屬層

220a‧‧‧頂部

220A‧‧‧第一區

220M‧‧‧金屬線

220s-1‧‧‧第一側邊

220s-2‧‧‧第二側邊

230‧‧‧抗反射層

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

T1‧‧‧厚度

W1‧‧‧線寬

Claims (10)

1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示模組；以及一觸控模組，設置於該顯示模組上，該觸控模組包括：一圖案化金屬層，該圖案化金屬層包括複數條金屬線，該圖案化金屬層具有一第一區；及一抗反射層，形成於該第一區中的該圖案化金屬層上，其中該抗反射層覆蓋該第一區中的該些金屬線的至少其中之一的一頂部及兩側邊，其中各該金屬線的該兩側邊包括一第一側邊和相對於該第一側邊的一第二側邊，該抗反射層沿該第一側邊和該第二側邊分別向外延伸一第一距離和一第二距離，該第一距離和該第二距離相差係為大於0且小於或等於0.3微米(μm)，且該些金屬線的剖面係為梯型形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一距離和該第二距離分別係為大於0微米至3微米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中各該金屬線係具有一線寬，該線寬係為2~10微米。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中各該金屬線的該線寬係為3~5微米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該抗反射層對於380~780奈米之光線的穿透率係介於0.1%~50%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該抗反射層包括一熱固型有機材料或一半熱固型有機材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該圖案化金屬層具有一單層結構或一多層結構，該圖案化金屬層包括純金屬、合金、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬氮氧化物或上述任兩種之組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中覆蓋於該第一區中的該些金屬線的該至少其中之一者的該頂部上之該抗反射層具有一厚度，該厚度係為大於或等於2000埃且小於或等於20000埃。
9. 一種觸控顯示裝置的製造方法，包括：提供一顯示模組；以及設置一觸控模組於該顯示模組上，包括：形成一圖案化金屬層於該顯示模組上，該圖案化金屬層包括複數條金屬線，該圖案化金屬層具有一第一區；及形成一抗反射層於該第一區中的該圖案化金屬層上，其中該抗反射層覆蓋該第一區中的該些金屬線的至少其中之一的一頂部及兩側邊，其中各該金屬線的該兩側邊包括一第一側邊和相 對於該第一側邊的一第二側邊，該抗反射層沿該第一側邊和該第二側邊分別向外延伸一第一距離和一第二距離，該第一距離和該第二距離相差係為大於0且小於或等於0.3微米(μm)，且該些金屬線的剖面係為梯型形狀。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置的製造方法，更包括：以電漿燒退該抗反射層，以薄化該第一區中的該抗反射層。