专利名称：具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法
具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法
技术领域：
本发明是关于一种显示系统及其方法，特别是有关于一种具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法。
背景技术：
参考图1，其绘示现有技术中显示系统的电容式触控面板100的示意图。电容式触控面板100包括基材102、氧化铟锡(indium tin oxide，IT0)层104、金属导线106、介电层 (dielectric layer) 108、堆栈层 110 以及保护层(passivation layer) 112，堆栈层 110 是导电材料。上述利用物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)法以及微影技术等黄光制程依序形成氧化铟锡(ITO)层104、介电层108以及堆栈层110，其中氧化铟锡(ITO) 层104具有左侧电极10 与右侧电极104b。然而在图1中，介电层108与氧化铟锡(ITO)层104之间的阶梯边缘(step edge) 附近，堆栈层110的阶梯覆盖率(st印coverage)不佳，亦即介电层108与氧化铟锡(ITO) 层104的高度落差，使得堆栈层110的厚度不均勻，造成在阶梯边缘附近的堆栈层110厚度小于在介电层108上的堆栈层110厚度。特别是当介电层108的厚度大于堆栈层110的厚度时，阶梯覆盖率不佳的情况更为严重，致使堆栈层110厚度不均勻的情况更为明显。如此一来，堆栈层110相对于氧化铟锡(ITO)层104的左侧电极10 与右侧电极104b的电阻值升高，影响左侧电极10 经由堆栈层110、右侧电极104b传送信号至金属导线106，或是影响右侧电极104b经由堆栈层110、左侧电极10 传送信号至金属导线106。进一步地，由于堆栈层110的阶梯覆盖率(st印coverage)不佳，堆栈层110的两端部与左侧电极10 与右侧电极104b之间的接触界面容易形成缺陷(defect) 111，使得电性接触不良，导致堆栈层110与氧化铟锡(ITO)层104的接触电阻值升高。甚至于在堆栈层110与氧化铟锡(ITO)层104之间产生断接状态，以致于左侧电极10 与右侧电极104b 处于绝缘状态，无法传送信号至金属导线106，如图1所示。据上所述，由于堆栈层110的厚度不均勻以及电性接触不良的问题，必须慎重选择堆栈层110的材料以及控制氧化铟锡(ITO)层104以及介电层108的厚度，所以电容式触控面板100的制程步骤以及材料的选择受到很大的限制。即使现有技术欲以增加堆栈层 110厚度的方式解决上述问题，然而在气相沉积法以及微影技术的制程中，堆栈层110容易因厚度过大而剥离，仍然无法解决阶梯覆盖率不佳以及堆栈层Iio与氧化铟锡(ITO)层104 之间电性接触不良的问题。有鉴于此，确实有必要对现有的电容式触控面板进行改善。
发明内容为解决上述问题，本发明的一目的在于提供一种具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法，可降低导电图案的导线电阻值，并且改善阶梯覆盖率。本发明另一目的在于提供一种具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法，可提高介电层与保护层的材料选用弹性，以改善电容式触控面板的制程良率。
为达成上述目的，本发明提供一种具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法，电容式触控面板主要包括基材、电极线路、若干信号线、介电层、电极桥接结构以及保护层。在电容式触控面板中，电极线路形成于基材上，具有第一电极以及第二电极，第一电极沿着第一方向设置于基材上，且第二电极沿着第二方向设置于基材上，第一电极包括若干第一导电图案且第二电极包括若干第二导电图案，第一导电图案彼此之间互相电性连接，其中第二电极与第一电极彼此之间是绝缘状态。若干信号线形成于基材上，用以分别电性连接电极线路的第一电极以及第二电极。介电层形成于电极线路上，并且介电层部分覆盖于电极线路上。电极桥接结构形成于介电层以及电极线路上，用以电性连接电极线路的第二导电图案，以使第二导电图案彼此之间处于电性连接，其中电极桥接结构的厚度大于介电层的厚度，且介电层用以电性隔离电极桥接结构与电极线路的第一电极。本发明的显示系统主要包括电容式触控面板以及电源供应器。电源供应器电性连接于电容式触控面板，以供电至电容式触控面板。本发明的实施例中具有电容式触控面板的显示系统的制造方法包括下列步骤(1)形成第一导电层于基材上；(2)形成第二导电层于第一导电层上；(3)图案化第二导电层形成若干信号线，并且曝露第一导电层；(4)蚀刻第一导电层以形成电极线路，其中电极线路具有第一电极以及第二电极， 且第一电极沿着第一方向形成于基材上，第二电极沿着第二方向形成于基材上，第一电极包括若干第一导电图案且第二电极包括若干第二导电图案，第一导电图案彼此之间互相电性连接，其中第二电极与第一电极彼此之间是绝缘状态；(5)形成介电层于电极线路上，并且介电层部分覆盖于电极线路上；以及(6)形成电极桥接结构于介电层以及电极线路上，以电性连接电极线路的第二导电图案，以使第二导电图案彼此之间电性连接，其中电极桥接结构的厚度大于介电层的厚度，且介电层用以电性隔离电极桥接结构与电极线路的第一电极。相较于现有技术，本发明的面板线路结构本发明利用金属断线修复技术可在塑料的基材202上形成电极桥接结构210，有效提高电容式触控面板的电极架构的制程良率。而且塑料基板的质量轻、厚度薄，大幅减少电容式触控面板的重量以及体积。本发明通过选用均勻厚度的电极桥接结构跳接第二导电图案，有效降低电极线路的导线电阻值，从而正确传送感测信号至控制电路，并且改善阶梯覆盖率。同时增加导电层的材料选用弹性，并且提高介电层与保护层的材料选用弹性，以改善电容式触控面板的制程良率。另外，电极桥接结构的两端部分别与第二导电图案的接触界面形成较佳的奥姆接触。亦即，有效降低电极桥接结构与第二导电图案之间的导线电阻值，解决现有技术接触界面容易形成缺陷所导致电性接触不良的问题。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1绘示现有技术中显示系统的电容式触控面板的示意图。
图2绘示依据本发明实施例中具有电容式触控面板的显示系统的上视图。图3A-3F绘示依据本发明图2的实施例中沿着剖面线A_A’的触控面板的制造流程剖面图。图4绘示依据本发明的具有电容式触控面板的显示系统的方块示意图。
具体实施方式本发明的较佳实施例通过所附图式与下面的说明作详细描述，在不同的图式中， 相同的组件符号表示相同或相似的组件。参考图2，其绘示依据本发明第一实施例中具有电容式触控面板200的显示系统 400的上视图。电容式触控面板(capacitive touch panel) 200，主要包括基材202、电极线路204、若干信号线206、介电层(dielectric layer) 208、电极桥接结构210以及保护层 (passivation layer) 212 (标示于图3F)。电极线路204透过信号线206所形成的导线连接于控制电路214，控制电路214用以处理来自于电极线路204的感测信号。电极线路204形成于基材202上，且电极线路204具有第一电极20 以及第二电极204b，第一电极20 沿着第一方向设置于基材202上，且第二电极204b沿着第二方向设置于基材202上，第一电极20 包括若干第一导电图案(2(Mal、2(Md)且第二电极204b 包括若干第二导电图案O04bl、204l32)。第一导电图案(2(Mal、2(Md)彼此之间沿着第一方向(例如Y轴方向)利用导线205互相电性连接，第二导电图案(204bl、204M)彼此之间沿着第二方向(例如X轴方向)排列，其中第一电极20 与第二电极204b之间是绝缘状态，亦即第二导电图案(204bl、204l^)与第一导电图案(2(Mal、2(Md)彼此之间是绝缘状态。第一导电图案(2(Mal、2(Ma2)与第二导电图案(204bl、204b2)例如是以矩阵方式配置。若干信号线206形成于基材202上，用以电性连接电极线路204的第一电极20 以及第二电极204b，且信号线206与电极线路204位于基材202上的不同区域。介电层208 形成于电极线路204上并且部分覆盖于电极线路204上，例如介电层208设置于上方第一导电图案2(Mal、下方第一导电图案20如2、左侧第二导电图案204bl以及右侧第二导电图案20仙2之间互相邻近的区域。本发明的电容式触控面板200的电极桥接结构210形成于介电层208以及电极线路204上，用以电性连接电极线路204的第二电极204b，以使第二导电图案(204bl、204b2) 彼此之间电性连接，其中介电层208用以电性隔离电极桥接结构210与电极线路204的第一方向电极2(Ma。在一较佳实施例中，电极桥接结构210的厚度大于介电层208的厚度。在一实施例中，电极桥接结构210形成为金属导线，利用金属断线修复技术 (metal open repair technique)形成均勻厚度的金属导线，有效降低电极线路204的导线电阻值(trace resistance)。金属导线的宽度介于3 μ m至50 μ m之间，长度介于50 μ m 至2mm之间，且厚度介于0. 3 μ m至10 μ m之间。在厚度范围之内，金属导线可完整贴附于介电层208上，然而更大的厚度亦适用于本发明的电极桥接结构210。参考图2以及图3A-3F，图3A-3F绘示依据本发明图2的第一实施例中沿着剖面线A-A’的电容式触控面板200的制造流程剖面图。如图3A中，形成第一导电层300于基材202上，接着形成第二导电层302于第一导电层300上。基材202例如是玻璃、塑料以及透明材料层的任一种，其中塑料例如是聚酯树脂(polyester resin)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)、聚烯烃树脂(polyolefin resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)以及聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)的任一种，聚烯烃树脂(polyolefin resin)例如是聚乙烯(polyethylene, ΡΕ)或聚丙烯(Polypropylene, PP)，聚酯树脂(polyester resin)例如是聚对苯二甲酸乙二酯 (polyethylene ter印hthalate，PET)，聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)例如是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)。上述形成第一导电层300以及第二导电层302的方法例如是溅镀法或是物理气相沉积法，第一导电层300的材料例如是氧化铟锡 (indium tin oxide, ΙΤ0)，第二导电层302的材料例如是金属。在图;3Β中，蚀刻第二导电层302形成若干信号线206，并且曝露出第一导电层 300。例如使用干式蚀刻法或是湿式蚀刻法蚀刻形成若干信号线206。在图2以及图3C中， 蚀刻第一导电层300形成电极线路204，其中电极线路204具有第一电极20 以及第二电极204b，第一电极20 包括若干第一导电图案(2(Mal、2(Md)且第二电极204b包括若干第二导电图案O04bl、204l32)。第一导电图案(2(Mal、2(Ma2)彼此之间沿着第一方向(例如Y轴方向)利用导线205互相电性连接，第二导电图案(204bl、204M)彼此之间沿着第二方向(例如X轴方向)排列，其中第一电极20 与第二电极204b之间是绝缘状态，亦即若干第二导电图案(204bl、204l^)与若干第一导电图案(2(Mal、2(Md)彼此之间是绝缘状态。例如使用干式蚀刻法或是湿式蚀刻法蚀刻形成电极线路204。在一实施例中，当基材 202的材料为塑料时，利用蚀刻胶(etching paste)蚀刻第一导电层300以形成电极线路
204。在另一实施例中，形成保护树脂(protectionresin)于第一导电层300上，然后利用蚀刻步骤形成电极线路204。在图3D中，介电层208部分覆盖于电极线路204上。介电层208的材料例如是二氧化硅(silicon oxide)或是透明的非有机材料，本发明利用网版印刷技术(screen printing technique)、APR(Asahi Kasei Photosensitive Resin)板面涂布技术以及喷涂印刷技术形成介电层208。在一实施例中，介电层208的厚度介于0. Ιμπι至5μπι之间。在图3Ε中，形成一电极桥接结构210于介电层208以及第二导电图案(204bl、 204b2)上，电极桥接结构210电性连接第二电极204b的第二导电图案(204bl、204b2)，以使第二导电图案(204bl、204b2)彼此之间电性连接，其中电极桥接结构210的厚度大于介电层208的厚度，且介电层208用以电性隔离电极桥接结构210与第一电极20 的导线
205。亦即，介电层208使第一电极20 的第一导电图案(2(Mal、2(Ma2)相对于电极桥接结构210形成电性隔离。电极桥接结构210的材料例如是合金材料，合金材料是具有钯(Pd)、 钼(Pt)、金(Au)、银(Ag)以及铝(Al)的合金的任一种。在一实施例中，电极桥接结构210 是金属导线，且利用金属断线修复技术形成金属导线。例如是利用打线方式形成金属导线。 在一较佳实施例中，金属导线的宽度介于3 μ m至50 μ m之间，长度介于50 μ m至2mm之间， 且厚度介于0. 3μπι至10 μ m之间。在图3F中，形成一保护层212于电极线路204、信号线206以及电极桥接结构210 上。保护层212的材料是二氧化硅或是非有机材料，保护层212的厚度例如是介于0. 1 μ m 至5μπι之间。本发明可利用画面印刷技术(screen printing technique)、APR板面涂布技术、喷涂印刷技术保护层以及喷涂技术(spray technique)形成保护层212。
根据上述，相较于现有技术使用黄光制程形成堆栈层110(如图1所示)，本发明的面板线路结构200利用金属断线修复技术，通过选用均勻厚度的电极桥接结构210跳接第二导电图案O04bl、204l32)，有效降低电极线路204的导线电阻值(trace resistance) 0 换言之，第二导电图案204bl经由电极桥接结构210、与另一侧的第二导电图案204b2电性连接，从而正确传送感测信号至控制电路214。进一步地，电极桥接结构210的两端部分别与第二导电图案204bl、204b2的接触界面形成较佳的奥姆接触(Ohmic contact)。亦即，有效降低电极桥接结构210与第二导电图案(204bl、204b2)之间的导线电阻值(trace resistance)，解决现有技术接触界面容易形成缺陷所导致电性接触不良的问题。因此，本发明利用金属断线修复技术形成电极桥接结构210的方式有效取代现有技术中使用黄光制程步骤形成堆栈层110。而且，本发明的电极桥接结构210适用于各种不同厚度的介电层208以及电极线路204，主要是因为电极桥接结构210的厚度大于介电层208的厚度，且电极桥接结构210 具有较佳的延展性，故当介电层208与电极线路204产生阶梯边缘(st印edge)时，电极桥接结构210仍可覆盖于介电层208上且连接于左侧第二导电图案204bl与右侧第二导电图案20仙2之间，而不会产生剥离。换言之，介电层208的厚度大小并不会影响电极桥接结构 210的制程步骤。因此，本发明的电极桥接结构的制造方法中，介电层208的厚度不需要精确控制，因而提高介电层208的材料选用弹性，有效改善电容式触控面板的制程良率。此外，当基材为塑料材料时，现有技术若欲使用气相沉积法形成电极桥接结构 210，将会受到许多限制。相对地，本发明利用金属断线修复技术可在塑料的基材202上形成电极桥接结构210，有效提高电容式触控面板的电极架构的制程良率。而且塑料基板的质量轻、厚度薄，大幅减少电容式触控面板的重量以及体积。参考图4，其绘示依据本发明的具有电容式触控面板402的显示系统400的方块示意图。本发明的显示系统400主要包括电容式触控面板400以及电源供应器404。电源供应器404电性连接于电容式触控面板402，以供电至电容式触控面板402，其中显示系统400 例如是手机、数码相机、个人数字助理、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、卫星导航、车上显示器、航空用显示器或可携式DVD放影机。综上所述，本发明提供一种具有电容式触控面板的显示系统及其方法，可降低导电层的接触电阻值，并且改善阶梯覆盖率。同时增加导电层的材料选用弹性，并且提高介电层与保护层的材料选用弹性，以改善电容式触控面板的制程良率。
权利要求
1.一种具有电容式触控面板的显示系统，其中该电容式触控面板包括一基材、一电极线路以及一介电层，该电极线路形成于该基材上，介电层形成于该电极线路上，并且该介电层部分覆盖于该电极线路上，其特征在于该电极线路具有一第一电极以及一第二电极， 该第一电极沿着一第一方向设置于该基材上，且该第二电极沿着一第二方向设置于该基材上，该第一电极包括若干第一导电图案且该第二电极包括若干第二导电图案，该些第一导电图案彼此之间互相电性连接，其中该第二电极与该第一电极彼此之间是绝缘状态，该电容式触控面板还包括若干信号线以及一电极桥接结构，该等信号线形成于该基材上，用以分别电性连接该电极线路的该第一电极以及该第二电极，该电极桥接结构形成于该介电层以及该电极线路上，用以电性连接该电极线路的该些第二导电图案，以使该些第二导电图案彼此之间处于电性连接，其中该电极桥接结构的厚度大于该介电层的厚度，且该介电层用以电性隔离该电极桥接结构与该电极线路的该第一电极。
2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该基材选自于玻璃、塑料以及透明材料层所组成的族群之一。
3.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该介电层的厚度介于0.1 μ m至5 μ m之间。
4.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该电极桥接结构的材料是合金材料。
5.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该电极桥接结构形成为金属导线，且利用金属断线修复技术形成该金属导线。
6.如权利要求5所述的显示系统，其特征在于该金属导线的宽度介于3μ m至50 μ m 之间，长度介于50μπι至2mm之间，且厚度介于0. 3μπι至ΙΟμπι之间。
7.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该显示系统还包括一电源供应器，电性连接于该电容式触控面板，以供电至该电容式触控面板，其中该显示系统为一手机、一数码相机、一个人数字助理、一笔记型电脑、一桌上型电脑、一电视、一卫星导航、一车上显示器、一航空用显示器或一可携式DVD放影机。
8.一种具有电容式触控面板的显示系统的制造方法，其特征在于该制造方法包括下列步骤形成一第一导电层于一基材上；形成一第二导电层于该第一导电层上；图案化该第二导电层形成若干信号线，并且曝露该第一导电层；蚀刻该第一导电层以形成一电极线路，其中该电极线路具有一第一电极以及一第二电极，且该第一电极沿着一第一方向形成于该基材上，该第二电极沿着一第二方向形成于该基材上，该第一电极包括若干第一导电图案且该第二电极包括若干第二导电图案，该些第一导电图案彼此之间互相电性连接，其中该第二电极与该第一电极彼此之间是绝缘状态；形成一介电层于该电极线路上，并且该介电层部分覆盖于该电极线路上；以及形成一电极桥接结构于该介电层以及该电极线路上，以电性连接该电极线路的该些第二导电图案，以使该些第二导电图案彼此之间电性连接，其中该电极桥接结构的厚度大于该介电层的厚度，且该介电层用以电性隔离该电极桥接结构与该电极线路的该第一电极。
9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于该基材选自于玻璃、塑料以及透明材料层所组成的族群之一。
10.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于该介电层的厚度介于0.1 μ m至5 μ m 之间。
11.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于该电极桥接结构的材料是合金材料。
12.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于该电极桥接结构是金属导线图案，且利用金属断线修复技术形成该金属导线。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于该金属导线的宽度介于3μπι至 50 μ m之间，长度介于50μπι至2mm之间，且厚度介于0. 3 μ m至IOym之间。
全文摘要
本发明提供一种具有电容式触控面板的显示系统及其制造方法，包括基材、电极线路、若干信号线、介电层以及电极桥接结构。电极线路具有第一电极以及第二电极，第一电极包括若干第一导电图案且第二电极包括若干第二导电图案，第一导电图案彼此之间互相电性连接。若干信号线形成于基材上。介电层形成于电极线路上并且覆盖于电极线路上。本发明利用金属断线修复技术(metal open repair technique)形成均匀厚度的电极桥接结构于介电层上，以使第二导电图案彼此之间处于电性连接。
文档编号G06F3/044GK102346609SQ20101024979
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者曾榆钧, 陈文龙 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司