TWI541689B - 觸控螢幕面板 - Google Patents
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Description
本申請案宣告2010年12月6日在韓國知識產權局呈遞的申請案第10-2010-0123440號，其命為的優先權以及優點，並將其所揭露的整體內容併入此處以作參考。
實施例涉及一種提供在影像顯示裝置等中的觸控螢幕面板。
觸控螢幕面板可以作為輸入裝置使用，例如，選擇顯示在影像顯示裝置等的螢幕上的內容。觸控螢幕面板會併入人的手或物件的使用來輸入用戶的指令。
觸控螢幕面板可以提供在影像顯示裝置的正面上，並且可將人的手或物件所接觸(如直接接觸)的位置轉換成電信號。最近，發展薄的觸控螢幕面板已是趨勢，因為當觸控螢幕面板的整個體積的增加時，可能會減少輕便性。
實施例指向一種觸控螢幕面板，有改良的良率強度和生產
力。
實施例也指向一種觸控螢幕面板，其中最外面的橫截面結構保護了黑色矩陣避免破壞。
實施例可藉由提供一種觸控螢幕面板來實現，其包括：玻璃基板，其具有強化層在第一側和第二側上；感測圖案，其在玻璃基板的第一側上的主動區域中；黑色矩陣，其在圍繞主動區域的非主動區域中；外罩層，其係圖案化以覆蓋黑色矩陣的側邊；絕緣層，其延伸到玻璃基板的切割側和覆蓋外罩層；以及感測線，其部分重疊黑色矩陣，並且與感測圖案連接，其中在玻璃基板的切割側處暴露的非強化表面是圓形的邊緣。
在這個配置中，絕緣層可是由氧化鋁Al2O3或氧化鉭Ta2O5所製成。
進一步，透明導電圖案可進一步形成在非主動區域中的絕緣層上，並且透明導電圖案可環繞觸控螢幕面板的非主動區域的邊緣，且可具有至少一個以上的堆積結構。
進一步，透明導電圖案可是由作為在主動區域中的感測圖案的相同材料並且藉由相同製程所製成。
進一步，具有強化層的玻璃基板可是作為窗口來運作，並且第二表面可被暴露以在接觸外界，並且當在玻璃基板的表面上的鈉(Na)藉由鉀(K)所取代時，強化層可被執行。
進一步，邊緣可藉由化學溶液接觸到暴露在玻璃基板的切割側處的非強化表面來變成圓形，並且化學溶液可是HF基的溶液，其包括無機酸和銨基的添加劑。
根據上述實施例，藉由形成感測電極在窗口上，將觸控螢幕面板的整個厚度最小化是可能的。
進一步，移除在切割截面的精細裂縫和確保觸控螢幕面板的產率強度和生產力是可能的，透過強化作為在母基板中的窗口之玻璃基板，以及在形成用於每個單元細胞區域的觸控螢幕面板之後，癒合藉由切割單元細胞所產生的非強化表面，也就是癒合切割截面。
進一步，最小化、減少和/或防止鄰近截面的矩陣免於在治癒製程中的損壞，通過改變切割最外層的截面的結構。
10‧‧‧透明基板
10'‧‧‧邊緣
10"‧‧‧切割面
11‧‧‧強化層
20‧‧‧墊單元
100‧‧‧觸控螢幕面板
210‧‧‧黑色矩陣
220‧‧‧感測圖案
220a‧‧‧第一感測細胞
220a1‧‧‧第一連接線
220b‧‧‧第二感測細胞
220b1‧‧‧第二連接線
230‧‧‧感測線
240‧‧‧絕緣層
240'‧‧‧絕緣層
250‧‧‧外罩層
250'‧‧‧外罩層
260‧‧‧透明導電圖案
260a‧‧‧層
260b‧‧‧層
藉由參照附圖的示範性實施例中的詳細描述，對於該領域中具有通常技藝者而言特點將變得更加明顯，其中：圖1是示意說明根據示範性實施例的觸控螢幕面板的平面視圖。
圖2是顯示圖1所示的感測圖案的範例的主要部分的放大視圖。
圖3是根據示範性實施例的觸控螢幕面板的截面視圖，其沿圖2所示的感測圖案的部分(I-I’)截取。
圖4A及4B是根據示範性實施例的觸控螢幕面板的截面視圖，其沿圖2所示的感測圖案的部分(I-I’)截取。
圖5A至5D是依序說明製造根據示範性實施例的觸控螢幕面板的方法的截面視圖。
將2010年12月6日呈遞於韓國知識產權局的韓國申請案第10-2010-0123440號整體內容併入此處以作參考，其命為“Touch Screen Panel”。
示範性實施例現在將參照所附圖式而更加充分地描述於以下，但是，他們可能會以不同的形式來實施，並且不應被理解為僅限於此處的實施例。相反地，提供這些實施例，使得這披露的內容將是徹底和完整的，並且對本領域中熟知此技藝的人將充分表達本發明的範疇。
在圖式中，層和區域的尺寸可被誇大以用於說明清楚。它也可以理解成當層或元素被稱為是在另一個層或元素“上”，它可以直接在其他層或元素上，或者以中間層或元素也可呈現。
圖1是示意說明根據示範性實施例的觸控螢幕面板的平面視圖。進一步，圖2是顯示圖1所示的感測圖案的範例的主要部分的放大視圖。
實施例包括在玻璃基板上具有感測圖案的觸控螢幕面板，並且圖式顯示藉由強化在母基板中的玻璃基板所形成的觸控螢幕面板。複數個觸控螢幕面板可形成在透明基板上，並且可被切割成個別的單元細胞。
參考圖1和2，根據示範性實施例的觸控螢幕面板可包括透明基板10、在透明基板10上的感測圖案220和連接到感測圖案220的感測線230，例如，透過墊單元20的外部驅動電路。
如圖2所示的感測圖案220可包括複數個第一感測細胞220a，其在每一行中的第一方向(例如，行方向)中彼此連接而形成。第一連接線220a1可以在行方向中連接第一感測細胞220a。感測圖案220可包括第二感測細胞220b，其在每一列中的第二方向(例如，列方向)中
彼此連接而形成。第二連接線220b1可以在列方向中連接第二感測細胞220b。第一方向可能相交(例如，垂直)第二方向。
雖然只有一些感測圖案是顯示於圖2以方便為目的，觸控螢幕面板具有一結構，其如圖2所示的感測圖案係重覆排列。
第一感測細胞220a和第二感測細胞220b可交替排列但不彼此重疊。第一連接線220a1和第二連接線220b1可被排列以彼此交叉。絕緣層(未顯示)可配置在第一連接線220a1和第二連接線220b1之間以例如確保穩固。
第一感測細胞220a和第二感測細胞220b可由透明材料所製成，如銦錫氧化物(以下簡稱ITO)。第一感測細胞220a和第二感測細胞220b可以第一感測線220a1和第二感測線220b1分別地整合形成，或者可以彼此電氣連接而分離形成。
例如，第二感測單元220b和第二連接線220b1可在列方向中整合地形成。第一感測細胞220a可圖案化以具有在第二感測細胞的220b之間的獨立圖案，並且可藉由上層或下層第一連接線220a1而在行方向中連接。
在此配置中，第一連接線220a1可能是電氣連接(如直接接觸)第一感測細胞220a，或根據上述第一感測細胞220a，或可透過接觸孔而電氣連接第一感測單元220a。
第一連接線220a1可由例如透明電極材料(如，ITO)或不透明低電阻材料所製成，並且寬度等可以被調整以最小化和/或防止圖案(例如，第一連接線220a1的圖案)的可視化。
感測線230可在每行和每列中以第一和第二感測單元
220a和220b電氣連接，並且可透過墊單元20以外部驅動電路(未顯示)來連接感測單元，如位置感測電路。
感測線230可配置在圍繞影像顯示所處的主動區域之非主動區域中。感測線230可由例如低電阻材料(如鉬、銀、鈦、銅、鋁和鉬/鋁/鉬)所製成，除了用於形成感測圖案220的透明電極材料，對於各種可選擇的材料。
根據上述的示範性實施例的觸控面板是電容式觸控面板，其中接觸物件(如人的手或手寫筆接觸觸控螢幕)可以用來傳遞對應於接觸位置的靜電電容的變化，其可透過感測線230和墊單元20而從感測圖案220傳送到驅動電路(未顯示)。因此，靜電電容的變化可藉由例如X和Y輸入處理電路(未顯示)而轉換成電信號，這樣位置係被定位。
雖然沒有顯示在圖1，黑色矩陣也許形成在透明基板10上。黑色矩陣可重疊在非主動區域中的感測線230。黑色矩陣可被降低、最小化和/或預防圖案(如感測線230)而免於可視化，並且可在螢幕上形成黑色邊緣。
感測圖案220和黑色矩陣可在相同透明基板10上，並且由於黑色矩陣而外罩層是在黑色矩陣上以例如降低一步驟。
觸控螢幕面板可形成在個別的基板上並且附著在影像顯示裝置等上，但是，這種情況下具有顯示裝置的整個厚度可能會增加之缺陷。
據此，一個示範性實施例的特徵在於透明基板10的上側的是一個表面，接觸物件直接接觸例如透明基板10，該實施例作為顯示裝置的窗口而運行。
也就是說，窗口與觸控螢幕面板的透明基板整合，而未提供個別的窗口。因此，除了實施薄的觸控螢幕面板，藉由簡化製造製程並且降低材料成本，它可以提高生產效率。
對於此配置，透明基板10可由強化玻璃基板所形成以作為窗口的運作，這樣示範性實施例具有在加強和/或確保生產率中較大的優勢，而不適用單元細胞的強化，但在單元細胞中切割原板基板前，應用切割原板基板的強化。
圖3是根據示範性實施例的觸控螢幕面板的截面視圖，其沿圖2所示的感測圖案的部分(I-I’)截取。
圖3是認為呈現出橫截面顯示一面觸控螢幕面板玻璃基板上的強化已被削減了單元的細胞。
在此配置中，如強化玻璃基板可藉由將玻璃基板浸入到KNO3溶液而以約400℃至約450℃加熱約15至18小時來形成，這樣藉由製程在玻璃基板表面上的鈉(Na)被鉀(K)取代，從而改善玻璃基板的表面強度。
沒有意圖藉由這理論來約束，在圖3所示，形成在強化玻璃基板10的表面上的強化層11可藉由將表面上的鈉(Na)替代成鉀(K)而具有改善的強度。
進一步，在強化玻璃基板10中的主動區域的感測圖案220包括：第一感測單元220，其在每行的第一方向中連接；第一連接線220a1，其在行方向中連接第一感測細胞220a；第二感測細胞220b，其在每列的第列方向中連接；以及第二連接線220b1，其在列方向中連接第二感測細胞220b，其中絕緣層240係配置於第一連接線220a1和第二連接線220b1的交叉處。
絕緣層240可由氧化矽SiO2和氮化矽SiNx的至少一者所製成。
進一步，黑色矩陣210和感測線230可彼此重疊，例如，黑色矩陣可在感測線230中重疊。至少感測線230可與感測圖案220在周圍主動區域的非主動區域中電氣連接，如圖3所示。
黑色矩陣210可能最小化、減少和/或預防圖案(諸如感測線)而免於可視化，並且可形成顯示區域的邊緣。
進一步，由於黑色矩陣210，外罩層250可是在黑色矩陣210上以減少步驟。
在此配置中，外罩層250可形成在包括黑色矩陣210的基板的正面上。外罩層250可由聚酰亞胺、壓克力或包括SiNx的無機絕緣層所製成。
顯示於圖3的黑色矩陣210、外罩層250、感測圖案220、感測線230和絕緣層240是在厚度和面積上被放大以作為描述方便。根據示範性實施例，他們比玻璃基板10還要薄的。
當強化原板基板是切割成單元細胞時，該切割斷面，即在切割後，經暴露的玻璃基板的非強化側可保留。示範性實施例中，它可以確保生產力和提高觸控螢幕面板的良率強度，藉由在切割側上移除精細裂縫，藉由癒合(healing)經暴露的切割側。
癒合是一種製程，如化學溶液接觸到玻璃基板10的切割面10"。化學溶液可是HF基溶液。
例如，化學溶液可包含HF、無機酸和銨基添加劑。
在癒合過程中包含HF的化學溶液可接觸經暴露的切割
側，也就是說，切割面10"，這樣產生在切割面10"上的精細裂縫的尖銳內部係壓抑光滑和/或具有精細裂縫的切割截面的外部區域可以被移除。
進一步，在用於切割面10"的程序是完成之後，切割面的邊緣10"可呈圓形，如圖3的橫截面視圖所示。
然而，在圖3所示的實施例中，相鄰切割斷面的黑色矩陣210可在癒合過程中被損壞。
也就是說，如圖3所示，外罩層250和絕緣層240可能會暴露在切割斷面上，其中用於癒合製程的化學溶液可能滲透到外罩層250和絕緣層240，這樣它可能會損壞黑色矩陣210。
沒有意圖藉由這種理論所約束，滲透的化學溶液可能導致黑色矩陣210以變成未完成和/或使外觀不良，藉由減少黑色矩陣210和於其上的外罩層250的黏著。
因此，另一個示範性實施例是藉由最小化、減少和/或防止相鄰截面的黑色矩陣不受藉由改變切割最外層橫面的結構之癒合過程中的損壞為其特點。
圖4A及4B是根據示範性實施例的觸控螢幕面板的截面視圖，其沿圖2所示的感測圖案的部分(I-I’)截取。
圖4A及4B中截面視圖是類似於用於如圖3所示的實施例中的相同區域的截面視圖，也就是說，藉由切割在單元細胞中的強化玻璃基板上的觸控螢幕面板所形成的部分的截面視圖，這樣，相同的組件被賦予相同的參考數字。
參考圖4A，黑色矩陣210、外罩層250'、感測線230和絕緣層240'可能是在包括切割斷面的非主動區域。
主動區域的結構可是與圖3所示的實施例相同的，並且沒有提供詳細的說明。
參考圖4A，外罩層250'可能不擴展到基板的切割側10"下的區域。外罩層250'可被圖案化以覆蓋面黑色矩陣210的側邊，使得絕緣層240'的側邊完全覆蓋外罩層250'。
因此，外罩層250'可能不會在切割側暴露，並在圖4A所示，僅完全覆蓋外罩層250'並且延伸至基板的切割側的絕緣層240'可能藉由厚度d1所暴露。在這種結構中，絕緣層240'的厚度(如，厚度d1)可能是約500Å。
為了例如增加在圖3所示的實施例中的抗氟酸性，絕緣層240'可不是在圖3所示的實施例中的一般無機物質的氧化矽SiO2或氮化矽SiNx而是氧化鋁Al2O3和氧化鉭Ta2O5所製成為其特點。
在主動區域中的絕緣層240可藉由作為在非主動區域中的絕緣層240'的相同製程的相同材料所製成，但它不限於此。例如，在主動區域中的絕緣層可由現存的無機物質所製成。
藉由使用這種結構，當在切割之後執行癒合製程時，用於癒合製程的含有氟酸HF的化學溶液可透過具有抗氟酸性的絕緣層240'所阻止，這樣才有可能最小化、減少和/或防止黑色矩陣210免受損壞。
圖4B所示的實施例可以透過進一步包括在非主動區域中的絕緣層240'上的透明導電圖案260為其特點，除了如圖4A所示的實施例的配置。
透明導電圖案260可環繞觸控螢幕的非主動區域的邊緣，此處電壓不單獨應用，並且其係提供以例如最小化、減少和/或防止用於
癒合製程的化學溶液，而免於滲透觸控螢幕面板。
透明導電圖案260可藉由至少一層260a和260b所採取。透明導電圖案260可藉由同一製程在主動區域中作為感測圖案的相同材料所製成，但它不限於此。
透過使用這種結構，當在切割之後執行癒合製程時，用於癒合製程的含有氟酸HF的化學溶液可透過具有抗氟酸性的絕緣層240'和透明導電圖案260所阻止，這樣才有可能最小化、減少和/或防止黑色矩陣210免受損壞。
根據示範性實施例的製造觸控螢幕面板的製程是參考圖5A至5D所述。
圖5A至5D是依序說明製造根據示範性實施例的觸控螢幕面板的方法的截面視圖。
首先，參考圖5A，強化可用於母基板10的應用，也就是說，用於在單元細胞中玻璃基板的整個表面，其中複數個觸控螢幕面板係形成在玻璃基板處。
強化可以藉由將玻璃基板10浸入到KNO3溶液並且以約400℃至約450℃加熱約15至18小時來執行，這樣藉由製程在玻璃基板的表面上的鈉(Na)可藉由鉀(K)代替，從而改善玻璃基板的表面強度。也就是說，在強化之後，強化層11可形成在玻璃基板的表面上。但是，它僅僅是一個實施例並且玻璃基板的強化是不受限於此。
再者，如圖5B所示，觸控螢幕面板100可用於母基板的每個單元細胞區域而形成。
參考圖5B，實施例示例母基板10是由三個單元細胞所組
合以用於方便描述，並且實施例不限於此。
進一步，參考圖1至3如上所述，觸控螢幕面板100可包括在主動區域中的感測圖案220、在非主動區域的黑色矩陣210、外罩層250和感測線230，並且組件的詳細描述不提供以用於圖5B中的方便描述。
再者，參考圖5C，在用於每個單元細胞區域的觸控螢幕面板100係完全形成之後，單元細胞區域可以被切割。切割可以物理性或化學性實現，例如輪子、雷射、噴水和蝕刻。在切割已經完成之後，拋光切割側的步驟可能會進一步包括在內。
然而，在切割和精細裂縫存在之後，非強化表面10"可能會暴露在切割側上，這樣精細裂縫可能導致減少產品的可靠度。
因此，根據示範性實施例，產品的可靠度可藉由癒合非強化表面而被增強和/或確保，也就是說，藉由經暴露的切割側10"。
癒合是可將化學溶液接觸到切割面10"的製程，其中化學溶液方案可是HF基溶液。
例如，化學溶液可包含HF、無機酸和銨基添加劑。
在癒合製程中包含HF的化學溶液接觸經暴露的切割側10"，這樣產生在切割面10"上的精細裂縫的尖銳內部可係壓抑光滑和/或具有精細裂縫的切割截面的外部區域可以被移除。
此後，在癒合完成之後，在具有平滑邊緣10'的切割側10"的強化玻璃基板10上的觸控螢幕面板100可以完成，如圖5D所示。
通過總結和檢討的方式，當觸摸螢幕面板可以取代分離的輸入裝置(如鍵盤和滑鼠)，其是藉由連接到影像顯示裝置所運作，觸控螢
幕面板的使用領域是正在逐步擴大。
因為整個體積增大和便攜性可能會降低，發展薄的觸控螢幕面板是必要的，當觸控螢幕面板附加在影像顯示裝置的面板上。然而，窗口可被額外地配置在常見的觸控螢幕面板以提高機械強度，這也增加了觸控螢幕面板的厚度並且與觸控螢幕面板的厚度減少之趨勢背道而馳。
進一步，儘管使用強化玻璃基板來實行窗口是一般的，然而切割在細胞中的有機基板和單獨強化是需要的，為了使用用於窗口的強化玻璃基板。但是，當採用單元細胞窗口來製造觸控螢幕面板是難以確保生產率。
進一步，使用非強化玻璃基板在原板中的製造觸控螢幕面板，降低了窗口的良率強度，這樣，它不能作為窗口運作。
在形成觸控螢幕面板用於每個細胞區域之後，即，癒合切割截面，在實施具有在窗口上的感測電極之窗口整合的觸控螢幕面板中，觸控螢幕面板藉由強化了用於原板中的窗口的玻璃基板且癒合藉由切割每個細胞區域所產生的非強化側可具有改善的良率強度和生產率。
實施例也指向到觸控螢幕，其中最外層的截面結構係改變以最小化、減少和/或防止相鄰截面的黑色矩陣免於在癒合製程中的損壞。
雖然本發明已以相關聯的某些示範性實施例來描述，但可以理解成本發明不僅限於所披露的實施例，但與之相反的是，意圖用涵蓋包含在所附的申請專利範圍的精神和範圍中的各種修改和排列，以及其等效物。因此，該領域中通常技藝人士可以理解成在形式上的各種變化和細節可被執行於其中而未偏離在以下所附的申請專利範圍所定義的
本發明精神和範疇。
10‧‧‧透明基板
10'‧‧‧邊緣
10"‧‧‧切割面
11‧‧‧強化層
210‧‧‧黑色矩陣
220‧‧‧感測圖案
220a‧‧‧第一感測細胞
220a1‧‧‧第一連接線
220b1‧‧‧第二連接線
230‧‧‧感測線
240‧‧‧絕緣層
240'‧‧‧絕緣層
250'‧‧‧外罩層
Claims (10)
- 一種觸控螢幕，包括：玻璃基板，其具有強化層在第一表面和第二表面上；感測圖案，其在該玻璃基板的該第一表面上的主動區域中；黑色矩陣，其在鄰近該主動區域的非主動區域中；外罩層，其覆蓋該黑色矩陣的側邊；絕緣層，其延伸到玻璃基板的切割側且覆蓋該外罩層靠近該玻璃基板的該切割側的一側，其中該外罩層設置於該絕緣層與該黑色矩陣之間；感測線，其部分重疊該黑色矩陣，並且連接到該感測圖案；以及該玻璃基板的該切割側，其具暴露的非強化表面，其是圓形的邊緣。
- 根據申請專利範圍第1項之觸控螢幕面板，其中，該絕緣層包括氧化鋁Al2O3或氧化鉭Ta2O5至少一者。
- 根據申請專利範圍第1項之觸控螢幕面板，進一步包括透明導電圖案，其在該非主動區域中的該絕緣層上。
- 根據申請專利範圍第3項之觸控螢幕面板，其中，該透明導電圖案圍繞觸控螢幕面板的該非主動區域的邊緣。
- 根據申請專利範圍第3項之觸控螢幕面板，其中，該透明導電圖案具有包括複數個層的堆積結構。
- 根據申請專利範圍第3項之觸控螢幕面板，其中，該透 明導電圖案是由作為在該主動區域中的該感測圖案的相同材料並且藉由相同的製程所製成。
- 根據申請專利範圍第1項之觸控螢幕面板，其中，具有強化層的該玻璃基板是該觸控螢幕面板的窗口，並且該第二表面被暴露在外界環境以用於接觸。
- 根據申請專利範圍第1項之觸控螢幕面板，其中至少一個強化層是執行，當在該玻璃基板的表面上的鈉(Na)藉由鉀(K)所取代。
- 根據申請專利範圍第1項之觸控螢幕面板，其中經暴露的該非強化表面是藉由化學溶液所圍繞，該化學溶液在該玻璃基板的該切割側處接觸該經暴露的該非強化表面。
- 根據申請專利範圍第9項之觸控螢幕面板，其中，該化學溶液是HF基的溶液，其包括無機酸和銨基的添加劑。
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