CN102707843B - 触控面板及触控面板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种触控面板以及一种触控面板的制造方法。触控面板包括基板、图案化透明导电层、多个光感测层、第一图案化导电层、第一介电层、多个通道层以及第二图案化导电层。配置于基板上的图案化透明导电层包括多个第一电极。多个光感测层配置于第一电极上。第一图案化导电层包括多个栅极、多条扫描线以及多个第二电极，其中栅极与扫描线位于基板上，而第二电极位于光感测层上，且第一电极、光感测层与第二电极构成多个光感测元件。第二图案化导电层包括多个源极与多个漏极，其中栅极、通道层、源极与漏极构成多个信号读出晶体管，且各信号读出晶体管分别与对应的光感测元件电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控面板，且特别是关于一种光学式触控面板。
背景技术
将触控面板(touch panel)整合于液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)不但可让使用者进行便利、快速的输入，且可提供互动的存取功能，因此已逐渐应用于一些携带型电子装置中，例如移动电话、个人数字助理(PDA)或笔记型电脑。
目前，有技术通过在液晶显示器的像素阵列(pixel array)中嵌入光感测元件来实现触控与显示功能的整合。具体而言，通过内嵌的光感测元件在照光下因产生光电流所造成的压降来判定是否有触碰事件的发生。
图1A至图1F为公知技术的触控面板的制作流程的剖面示意图。请参照图1A，首先，在基板110上形成多个栅极GE，为方便说明，图1A中仅显示一个栅极GE。
请参照图1B，在基板110上依序地形成一第一介电层GI、多个通道层CH以及多个欧姆接触层OC，其中第一介电层GI覆盖栅极GE以及基板110，而通道层CH以及欧姆接触层OC位于对应栅极GE的第一介电层GI上，且通道层CH位于欧姆接触层OC以及第一介电层GI之间。
请参照图1C，在基板110上形成多个源极SE、多个漏极DE以及多个第一电极E1，并以源极SE与漏极DE为掩膜移除部分的图案化欧姆接触层OC以形成多个欧姆接触图案OCP。源极SE以及漏极DE分别位于通道层CH的相对两侧，并覆盖部分的通道层CH。此处，栅极GE、通道层CH、源极SE以及漏极DE构成多个信号读出晶体管T。
请参照图1D，形成一第二介电层PV，以覆盖信号读出晶体管T、部分的第一电极E1以及部分的第一介电层GI。
请参照图1E，形成多个光感测层PS，以电性连接第一电极E1，其中部分第二介电层PV位于第一电极E1以及光感测层PS之间。
请参照图1F，在基板110上形成多个第二电极E2以及与第二电极E2电性连接的多条信号读出线ROL，其中第二电极E2分别位于对应的光感测层PS上，且光感测层PS位于第二电极E2与第一电极E1之间。此处，第二电极E2、光感测层PS以及第一电极E1构成多个光感测元件S。在形成多个光感测元件S之后，即初步完成触控面板100的制作。
在公知的触控面板100中，由于信号读出晶体管T以及光感测元件S并无显示功能，因此在两者的上方无须配置彩色滤光层。如此一来，在没有其他膜层的保护下，为避免触控面板100的信号读出晶体管T以及光感测元件S受到外在环境以及人为因素的影响而造成其损伤，通常需额外配置其他保护装置(如盖板)，此举将造成成本的增加，且会增加工艺的复杂度。
发明内容
本发明提供一种触控面板，其工艺简易且信赖性佳。
本发明另提供一种触控面板的制作方法，其可制造出工艺成本低的触控面板。
本发明提供一种触控面板，其包括一基板、一图案化透明导电层、多个光感测层、一第一图案化导电层、一第一介电层、多个通道层以及一第二图案化导电层。图案化透明导电层配置于基板上，且图案化透明导电层包括多个第一电极。多个光感测层配置于第一电极上。第一图案化导电层包括多个栅极、多条与栅极连接的扫描线以及多个第二电极，其中栅极与扫描线位于基板上，而第二电极位于光感测层上，且第一电极、光感测层与第二电极构成多个光感测元件。第一介电层配置于基板上，以覆盖栅极、扫描线以及光感测元件。多个通道层配置于第一介电层上，且位于栅极上方。第二图案化导电层包括多个源极与多个漏极，其中栅极、通道层、源极与漏极构成多个信号读出晶体管，且各信号读出晶体管分别与对应的光感测元件电性连接。
在本发明的一实施例中，前述的图案化透明导电层更包括多个信号读出垫(read-out pads)。
在本发明的一实施例中，前述的第一图案化导电层更包括多个焊垫，而各焊垫分别覆盖于其中一个信号读出垫，且各信号读出晶体管分别与对应的信号读出垫与对应的焊垫电性连接。
在本发明的一实施例中，前述的光感测层包括富硅氧化物层(silicon-richoxide layer)。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板，更包括一第二介电层以及一第三图案化导电层，其中第二介电层覆盖光感测元件以及信号读出晶体管，而第三图案化导电层配置于第二介电层上，且第三图案化导电层遮蔽通道层。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括一背光源，其中第三图案化导电层位于背光源与通道层之间。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括一侧向光源，邻近于基板的侧边配置，其中侧向光源适于提供光线至基板内部。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括一封装材料层，覆盖光感测元件以及信号读出晶体管。
在本发明的一实施例中，前述的封装材料层包括一有机平坦层以及一薄膜封装层，其中有机平坦层覆盖光感测元件以及信号读出晶体管，而薄膜封装层配置于有机平坦层上。
本发明另提供一种触控面板的制造方法，其包括以下步骤。在一基板上形成一图案化透明导电层，其中图案化透明导电层包括多个第一电极。接着，在第一电极上形成多个光感测层。形成一第一图案化导电层，其中第一图案化导电层包括多个栅极、多条与栅极连接的扫描线以及多个第二电极，其中栅极与扫描线位于基板上，而第二电极位于光感测层上，且第一电极、光感测层与第二电极构成多个光感测元件。在基板上形成一第一介电层，以覆盖栅极、扫描线以及光感测元件。在第一介电层上形成多个通道层，且通道层位于栅极上方。形成一第二图案化导电层，其中第二图案化导电层包括多个源极与多个漏极，而栅极、通道层、源极与漏极构成多个信号读出晶体管，且各信号读出晶体管分别与对应的光感测元件电性连接。
在本发明的一实施例中，前述的形成该图案化透明导电层的方法更包括于基板上形成多个信号读出垫(read-out pads)。
在本发明的一实施例中，前述的形成第一图案化导电层的方法更包括于信号读出垫上形成多个焊垫，其中各信号读出晶体管分别与对应的信号读出垫与对应的焊垫电性连接。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括在光感测元件以及信号读出晶体管上形成一第二介电层，且于第二介电层上形成一第三图案化导电层，其中第三图案化导电层遮蔽通道层。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括提供一背光源，其中第三图案化导电层位于背光源与通道层之间。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括提供一邻近于基板的侧边配置的侧向光源，其中侧向光源适于提供光线至基板内部。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板更包括在光感测元件以及信号读出晶体管上形成一封装材料层。
在本发明的一实施例中，前述的形成封装材料层的方法包括在光感测元件以及信号读出晶体管上形成一有机平坦层，且于有机平坦层上形成一薄膜封装层。
基于上述，本发明的触控面板可利用光感测元件的各膜层的工艺顺序的改变，使触控面板的信号读出晶体管以及光感测元件得到良好的保护。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1F为公知技术的触控面板的制作流程的剖面示意图；
图2A至图2I为本发明第一实施例的触控面板的制作流程的剖面示意图；
图3A至图3H为图2A至图2H中触控面板的俯视示意图；
图4为本发明第二实施例的触控面板的剖面示意图；
图5为本发明第三实施例的触控面板的剖面示意图。
其中，附图标记
100、200、400、500：触控面板 110、210：基板
220：图案化透明导电层 230：第一图案化导电层
240：第二图案化导电层 250：第三图案化导电层
510：封装材料层 512：有机平坦层
514：薄膜封装层 GE：栅极
GI：第一介电层 CH：通道层
OC：欧姆接触层 OCP：欧姆接触图案
SE：源极 DE：漏极
T：信号读出晶体管 E1：第一电极
E2：第二电极 PV：第二介电层
PS：光感测层 ROL：信号读出线
S：光感测元件 ROP：信号读出垫
P1、P2：接触部 SL：扫描线
PD：焊垫 CL：共用线
W1、W2、W3：接触窗 BLU：背光源
SLU：侧向光源 F：手指
L、L’：光线 S1：内表面
S2：外表面 S’：侧边
A-A’、B-B’：剖线
具体实施方式
【第一实施例】
图2A至图2I为本发明第一实施例的触控面板的制作流程的剖面示意图，而图3A至图3H为图2A至图2H中触控面板的俯视示意图。
请参照图2A与图3A，首先，提供一基板210，其中基板210具有一内表面S1以及一相对于内表面S1的外表面S2。在基板210的内表面S1上形成一图案化透明导电层220，其中图案化透明导电层220包括多个第一电极E1以及多个信号读出垫ROP。在本实施例中，图案化透明导电层220更包括多个接触部P1，且各接触部P1分别与对应的第一电极E1连接。另外，图案化透明导电层220的材质可以是金属氧化物，如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆迭层。
请参照图2B与图3B，接着，在第一电极E1上形成多个光感测层PS，其中光感测层PS包括富硅氧化物层或是任何适于在感光后释出光电流的材质。
请参照图2C与图3C，形成一第一图案化导电层230，其中第一图案化导电层230包括多个栅极GE、多条与栅极GE连接的扫描线SL以及多个第二电极E2，其中栅极GE与扫描线SL位于基板210上，而第二电极E2分别位于对应的光感测层PS上方，且第一电极E1、光感测层PS与第二电极E2构成多个光感测元件S。另外，第一图案化导电层230的材质例如是导电良好的金属或金属迭层。
在本实施例中，第一图案化导电层230更包括多个焊垫PD以及多条共用线CL，其中各焊垫PD分别覆盖于其中一个信号读出垫ROP，而共用线CL与对应的第二电极E2连接。此外，各焊垫PD分别具有一接触部P2。
请参照图2D与图3D，在基板210上形成一第一介电层GI，以覆盖栅极GE、扫描线SL、光感测元件S以及焊垫PD，并图案化第一介电层GI以在对应于各接触部P1的第一介电层GI中制作一接触窗W1，其中接触窗W1暴露出部分的第一电极E1。另外，第一介电层GI的材质可以是高介电系数的氧化硅或氮化硅等绝缘材质。
请参照图2E与图3E，在第一介电层GI上形成多个通道层CH，且通道层CH位于对应的栅极GE上方。在本实施例中，在通道层CH形成后，可进一步形成一欧姆接触层OC在对应的通道层CH上，以降低通道层CH与后续膜层(源极以及漏极)之间的阻值。
请参照图2F与图3F，形成一第二图案化导电层240，其中第二图案化导电层240包括多个源极SE、多个与源极SE平行配置的漏极DE以及多条与源极SE连接的信号读出线ROL。在本实施例中，第二图案化导电层240的形成方法例如是形成一金属层或金属迭层，再图案化此金属层或金属迭层，以形成源极SE、源极SE、信号读出线ROL，同时，以源极SE与源极SE为掩膜移除部分的欧姆接触层OC以形成欧姆接触图案OCP。
具体而言，源极SE以及漏极DE彼此电性绝缘且分别位于对应的欧姆接触图案OCP上，并位于通道层CH的相对两侧。此处，栅极GE、通道层CH、源极SE与漏极DE构成多个信号读出晶体管T，且各信号读出晶体管T分别与对应的光感测元件S、信号读出垫ROP以及对应的焊垫PD电性连接。具体而言，各信号读出晶体管T的漏极DE分别通过接触窗W1与图案化透明导电层220的接触部P1电性连接，而各信号读出晶体管T例如是通过与源极SE连接的信号读出线ROL分别与对应的各焊垫PD的接触部P2连接。在形成第二图案化导电层240之后，本实施例的触控面板200即初步完成。当然，为进一步避免外在环境对信号读出晶体管T的影响，本实施例的触控面板200亦可进一步包括其他膜层。
请参照图2G与图3G，接着，在光感测元件S以及信号读出晶体管T上形成一第二介电层PV，并图案化第二介电层PV以在对应于各焊垫PD的第二介电层PV上形成一接触窗W2，其中接触窗W2曝露出部分的焊垫PD，使各驱动芯片(未绘示)可对应此些接触窗W2配置。另外，第二介电层PV的材质例如是无机材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅铝氧化物或上述至少二种材料的堆迭层)、有机材料或上述的组合。当然，本实施例不以此为限，凡是可以提供绝缘特性的材料都可以选择性地应用于本实施例。
请参照图2H与图3H，于第二介电层PV上形成一第三图案化导电层250，其中第三图案化导电层250遮蔽通道层CH。换句话说，第三图案化导电层250可遮蔽背光对通道层CH造成的干扰。如此一来，可降低信号读出晶体管T因照光所产生的光漏电流，进而提升信号读出晶体管T的光电特性。
请参照图2I，本实施例的触控面板200可进一步包括一背光源BLU，其中第三图案化导电层250位于背光源BLU与通道层CH之间。具体而言，在本实施例的触控面板200中，上述各膜层位于基板210与背光源BLU之间。因此，本实施例的触控面板200可以在不用额外配置其他保护装置下，避免信号读出晶体管T以及光感测元件S受到外在环境以及人为因素的影响而造成其损伤。因此，本实施例的触控面板200可具有较简易的工艺以及较低的工艺成本。
在此种架构下，当使用者未触碰触控面板200时，电流由信号读出垫ROP传输至源极SE后再传输至漏极DE。而当使用者以手指F或是任何可反光的元件触碰触控面板200的外表面时，背光源BLU所发出的光线L会被手指F反射，反射的光线L’会被光感测层PS所吸收而产生光电流，进而使第一电极E1产生压降(即第一电极E1与共用线CL之间有压差)。此压降会通过信号读出线ROL而被芯片读取，以判定出使用者触碰的位置。当然，本申请的触控面板的架构(光源以及膜层的配置)不限于此。
【第二实施例】
图4为本发明第二实施例的触控面板的剖面示意图。
请参照图4，本实施例的触控面板400可包括一邻近于基板210的侧边S’配置的侧向光源SLU，其中侧向光源SLU适于提供光线L至基板210内部。当使用者以手指F或是任何可反光的元件触碰触控面板200的外表面时，由侧边S’入射至基板210内部的光线L会被手指F反射。此时，反射的光线L’会被光感测层PS所吸收而产生光电流，进而使第一电极E1产生压降(即第一电极E1与共用线CL之间有压差)。此压降会通过信号读出线ROL而被芯片读取，以判定出使用者触碰的位置。
值得一提的是，由于本实施例的光源是配置于基板210的侧边S’，而不是基板210的对向，因此在本实施例中，可以选择性不用配置第三图案化导电层来遮蔽通道层CH。此外，由于触控面板400倒置，使栅极GE遮蔽住信号读出晶体管T的通道层CH。因此，本实施例的信号读出晶体管T可通过栅极GE的遮光，降低因照光所产生的光漏电流，进而提升信号读出晶体管T的光电特性。
【第三实施例】
图5为本发明第三实施例的触控面板的剖面示意图。
请参照图5，本实施例的触控面板500可包括一封装材料层510，其中形成封装材料层510的方法包括于光感测元件S以及信号读出晶体管T上形成一有机平坦层512，且于有机平坦层512上形成一薄膜封装层514。此外，对应于焊垫PD上的第一介电层GI、有机平坦层512以及薄膜封装层514具有一接触窗W3，且接触窗W3暴露出部分的焊垫PD，使各驱动芯片(未绘示)可对应这些接触窗W3配置。
另外，本实施例的触控面板500亦可包括一邻近于基板210的侧边S’配置的侧向光源SLU，其中侧向光源SLU所发出的光线L由侧边S’入射至基板210内部。当使用者以手指F或是任何可反光的元件触碰触控面板200的外表面时，由侧边S’入射至基板210内部的光线L会被手指F反射。此时，反射的光线L’会被光感测层PS所吸收而产生光电流，进而使第一电极E1产生压降(即第一电极E1与共用线CL之间有压差)。此压降会通过信号读出线ROL而被芯片读取，以判定出使用者触碰的位置。
综上所述，本申请在一基板上形成包含信号读出晶体管与光感测层的触控线路，并通过此基板避免此触控线路中的各层薄膜免于被使用者触碰而损伤。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (17)
1.一种触控面板，其特征在于，包括：
一基板；
一图案化透明导电层，配置于该基板上，该图案化透明导电层包括多个第一电极，该图案化透明导电层的材质是金属氧化物；
多个光感测层，配置于这些第一电极上；
一第一图案化导电层，包括多个栅极、多条与这些栅极连接的扫描线以及多个第二电极，其中这些栅极与这些扫描线位于该基板上，而这些第二电极位于这些光感测层上，且这些第一电极、这些光感测层与这些第二电极构成多个光感测元件，该第一图案化导电层的材质是金属或金属迭层；
一第一介电层，配置于该基板上，以覆盖这些栅极、这些扫描线以及这些光感测元件；
多个通道层，配置于该第一介电层上，且位于这些栅极上方；以及
一第二图案化导电层，包括多个源极与多个漏极，其中这些栅极、这些通道层、这些源极与这些漏极构成多个信号读出晶体管，且各该信号读出晶体管分别与对应的光感测元件电性连接。
2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中该图案化透明导电层还包括多个信号读出垫。
3.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于，其中该第一图案化导电层还包括多个焊垫，而各该焊垫分别覆盖其中一个信号读出垫，且各该信号读出晶体管分别与对应的信号读出垫与对应的焊垫电性连接。
4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其中这些光感测层包括富硅氧化物层。
5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，还包括：
一第二介电层，覆盖这些光感测元件以及这些信号读出晶体管；以及
一第三图案化导电层，配置于该第二介电层上，其中该第三图案化导电层遮蔽这些通道层。
6.根据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，还包括一背光源，其中该第三图案化导电层位于该背光源与这些通道层之间。
7.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，还包括一侧向光源，邻近于该基板的侧边配置，其中该侧向光源适于提供光线至该基板内部。
8.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，还包括一封装材料层，覆盖这些光感测元件以及这些信号读出晶体管。
9.根据权利要求8所述的触控面板，其特征在于，其中该封装材料层包括：
一有机平坦层，覆盖这些光感测元件以及这些信号读出晶体管；以及
一薄膜封装层，配置于该有机平坦层上。
10.一种触控面板的制造方法，其特征在于，包括：
在一基板上形成一图案化透明导电层，其中该图案化透明导电层包括多个第一电极，该图案化透明导电层的材质是金属氧化物；
在这些第一电极上形成多个光感测层；
形成一第一图案化导电层，该第一图案化导电层包括多个栅极、多条与这些栅极连接的扫描线以及多个第二电极，其中这些栅极与这些扫描线位于该基板上，而这些第二电极位于这些光感测层上，且这些第一电极、这些光感测层与这些第二电极构成多个光感测元件，该第一图案化导电层的材质是金属或金属迭层；
在该基板上形成一第一介电层，以覆盖这些栅极、这些扫描线以及这些光感测元件；
在该第一介电层上形成多个通道层，这些通道层位于这些栅极上方；以及
形成一第二图案化导电层，其中该第二图案化导电层包括多个源极与多个漏极，而这些栅极、这些通道层、这些源极与这些漏极构成多个信号读出晶体管，且各该信号读出晶体管分别与对应的光感测元件电性连接。
11.根据权利要求10所述的触控面板的制造方法，其特征在于，其中形成该图案化透明导电层的方法还包括：
在该基板上形成多个信号读出垫。
12.根据权利要求11所述的触控面板的制造方法，其特征在于，其中形成该第一图案化导电层的方法还包括：
在这些信号读出垫上形成多个焊垫，其中各该信号读出晶体管分别与对应的信号读出垫与对应的焊垫电性连接。
13.根据权利要求10所述的触控面板的制造方法，其特征在于，还包括：
在这些光感测元件以及这些信号读出晶体管上形成一第二介电层；以及
在该第二介电层上形成一第三图案化导电层，其中该第三图案化导电层遮蔽这些通道层。
14.根据权利要求13所述的触控面板的制造方法，其特征在于，还包括提供一背光源，其中该第三图案化导电层位于该背光源与这些通道层之间。
15.根据权利要求10所述的触控面板的制造方法，其特征在于，还包括提供一邻近于该基板的侧边配置的侧向光源，其中该侧向光源适于提供光线至该基板内部。
16.根据权利要求10所述的触控面板的制造方法，其特征在于，还包括在这些光感测元件以及这些信号读出晶体管上形成一封装材料层。
17.根据权利要求16所述的触控面板的制造方法，其特征在于，其中形成该封装材料层的方法包括：
在这些光感测元件以及这些信号读出晶体管上形成一有机平坦层；以及
在该有机平坦层上形成一薄膜封装层。
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