觸控式平面顯示器及其製造方法

2023-06-04 05:38:06

專利名稱：觸控式平面顯示器及其製造方法
技術領域：
本發明是關於一種觸控式平面顯示器，尤指一種薄型化的觸控式平面顯 不器。
背景技術：
一般而言，觸控式的面板裝置經常被使用作為個人計算機、筆記本電腦、個人數為助理裝置(PDA)或其他同類者的輸入設備，其中，信息可以通過手指 或筆在顯示器裝置的顯示屏幕上觸碰而被輸入。目前的觸控式顯示器是在一般顯示面板的表面，再加裝一片觸控面板， 此觸控面板有許多不同的觸控技術，例如有電容式、電阻式、音波式及紅外 線式(光學式)等四種。以在公共場合常使用的電容式觸控面板為例。請參考圖1，為現有技術的觸控式顯示設備剖視圖。此觸控式顯示設備包括 一顯示面板10以及一觸控面板20。顯示面板10依序包括一彩色濾光基板11、 一薄膜 電晶體基板12以及夾置於其間的液晶層13。此彩色濾光基板11面對薄膜晶 體管基板12的表面形成有一圖案化的黑色矩陣111、配置於其間的濾光層112 以及形成於濾光層112表面的透明電極層113。而在彩色濾光基板11的另一 側表面有一偏光板114。此外，觸控面板20則配置於偏光板114的表面。在 此，觸控面板20包括一基板21，並於基板21的一側表面可選擇性的形成一 第一導電層22。然後，再於基板21的另一側表面依序形成第二導電層23、 一圖案化的電極層24以及一保護層25。此圖案化的電極層24形成於第二導 電層23的周緣，而保護層25覆蓋住該圖案化的電極層24。在此，基板21使 用的材料可為玻璃，而第一導電層22與第二導電層23使用的材料可為銦錫
氧化物(ITO)。最後，可使觸控面板20形成於彩色濾光基板11的偏光板114 表面，完成此現有技術的觸控式顯示設備。然而，此種在一般的顯示面板表面配置有觸控面板的裝置中，會增加顯 示器的總體厚度與重量，無法達到薄型化的需求。此外，增加了一片觸控面 板將會減少液晶顯示器背光的穿透率，進而造成亮度的降低。再者，在顯示 面板上增加此觸控面板也同時會增加零元件的成本問題。發明內容有鑑於此，本發明提供一種觸控式平面顯示器，包括 一第一基板、一 第二基板、 一觸控單元、以及液晶層。第一基板具有一第一表面及一第二表 面。第二基板具有一控制元件陣列，此第二基板對應配置於第一基板的第二表面。觸控單元配置於第一基板的第一表面，該觸控單元包括 一導電層、 一圖案化的電極層與一保護層，其中，圖案化的電極層對應配置於第一基板 的周緣，而保護層覆蓋該導電層及圖案化的電極層，且導電層配置於保護層 與第一基板之間。液晶層則配置於第一基板與第二基板之間。前述本發明的觸控式平面顯示器，還可包括複數個濾光層，其形成於第 一基板的第二表面。前述本發明的觸控式平面顯示器，還可包括一偏光板，其配置於保護層 的表面。並且，此種保護層較佳可為氮化矽化合物、高分子聚合物等無機或 有機層。前述本發明的保護層也可為一偏光材料，並使光偏極化。前述本發明的觸控式平面顯示器中，導電層可配置於第一基板的第一表面，且圖案化的電極層配置於導電層上。或者，圖案化的電極層可與第一基板的第一表面接觸，而導電層覆蓋於其上。本發明還提供另一種觸控式平面顯示器，包括 一第一基板、 一第二基板、 一偏光板、 一觸控單元、以及液晶層。此第一基板具有一第一表面及一具有一控制元件陣列，此第二基板對應配置於第一基板 的第二表面。偏光板位於第一基板的第一表面。觸控單元形成於偏光板上， 該觸控單元包括 一導電層、 一圖案化的電極層與一保護層，其中，圖案化 的電極層對應配置於第一基板的周緣，該保護層覆蓋導電層及圖案化的電極 層，且導電層配置於保護層與第一基板之間。液晶層配置於第一基板與第二 基板之間。前述本發明的另一種觸控式平面顯示器，還可包括複數個濾光層，其形 成於第一基板的第二表面。前述本發明的另一種觸控式平面顯示器中，該保護層較佳可為氮化矽化 合物、高分子聚合物等無機或有機層。前述本發明的觸控式平面顯示器中，導電層可配置於偏光板上，且圖案 化的電極層可配置於導電層上。或者，圖案化的電極層可與偏光板表面接觸， 且導電層覆蓋於其上。在此，本發明的導電層可為透明導電薄膜材料(transparent conductive oxide, TCO)。例如可為銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化銦(indium oxide)、矽銦氧化物(silicon indium oxide)、鋁鋅氧化物(aluminum zinc oxide, AZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide, IZO)、銻錫氧化物(antimony tin oxide, ATO)或氧化錫等材料。本發明的第一基板以及第二基板的材料不限制，較佳地可為玻璃基板。依據上述本發明的觸控式平面顯示器，例如可由下述但不限於此的步驟 製作首先，提供一第一基板，其具有一第一表面及一第二表面。接著，於第一基板的第一表面形成一觸控單元，該觸控單元包括先形成一導電層與一 圖案化的電極層，此圖案化的電極層對應形成於第一基板的周緣。再形成一 保護層，該保護層覆蓋導電層及圖案化的電極層。最後，形成此觸控單元之 後，可於第一基板的第二表面形成濾光片。此外，還提供一第二基板，其具 有一控制元件陣列，此第二基板對應配置於第一基板的第二表面。然後，於 第一基板與第二基板之間填入一液晶層。前述本發明的製造方法中，觸控單元於形成於第一基板的第二表面的後,還包括進行一退火(anneal)的步驟。前述本發明的製造方法中，於第一基板的第二表面形成該濾光片，是先 於第一基板的第二表面形成一圖案化的黑色矩陣，然後複數個濾光層。更進 一步地，於濾光層及黑色矩陣表面形成一透明電極層。在本發明的製造方法中，還可包括於保護層的表面貼附一偏光板。在本發明的製造方法中，觸控單元形成於第一基板的第一表面的步驟可 為首先，於第一基板的第一表面形成導電層。接著，於導電層表面形成圖 案化的電極層，且圖案化的電極層對應形成於第一基板的周緣。最後，於導 電層及圖案化的電極層表面形成保護層。或者，本發明的觸控單元形成於第 一基板的第一表面的步驟還可為首先，於第一基板的第一表面形成圖案化 的電極層，且圖案化的電極層對應於第一基板的周緣。接著，於第一基板的 第一表面與圖案化的電極層表面形成導電層。最後，於導電層及圖案化的電 極層表面形成保護層。在本發明的一實施態樣中，是於第一基板的一側表面直接形成觸控單元， 使之具有觸控功能，而保護層可同時具有偏光的作用。在本發明的另一實施態樣中，是於第一基板的一側表面先形成偏光板， 再於偏光板的表面形成成觸控單元，使之具有觸控功能。在本發明的另一實施態樣中，觸控單元的導電層可為圖案化的導電層。因此，本發明使觸控單元整合於第一基板上，並用以製造平面顯示器， 可使成本降低、提升穿透率，還可使得平面顯示器達到薄型化的需求。


圖1為現有技術的觸控式顯示設備剖視圖。
圖2為本發明一較佳實施例的觸控式平面顯示器剖視圖。圖3為本發明一較佳實施例的製作第一基板的流程圖。圖4為本發明一較佳實施例的圖案化的電極層形成於第一基板的上視圖。圖5為本發明一較佳實施例的第二基板上視圖。圖6為本發明另一較佳實施例的觸控式平面顯示器剖視圖。圖7為本發明再一較佳實施例的觸控式平面顯示器剖視圖。圖8為本發明圖7的觸控式平面顯示器剖視圖的製作第一基板的流程圖。圖9及圖10為本發明其他較佳實施例的觸控式平面顯示器剖視圖。附圖標號10顯示面板11彩色濾光基板111黑色矩陣112濾光層113透明電極層114偏光板12薄膜電晶體基板13液晶層20觸控面板21基板22第一導電層23第二導電層24電極層25保護層30第一基板30a第一表面30b第二表面31黑色矩陣32濾光層33透明電極層34導電層40觸控單元41電極層42導電層43保護層431保護層51偏光板52偏光板60第二基板61控制元件陣列70液晶層
具體實施方式
以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟習此技藝的人士 可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還 可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節還可 基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。本發明的實施例中的附圖均為簡化的示意圖。僅顯示與本發明有關的元 件，其所顯示的元件非為實際實施時的態樣，其實際實施時的元件數目、形 狀等比例為一選擇性的設計，且其元件布局型態可能更複雜。請同時參考圖2以及圖3，其中圖2為本發明觸控式平面顯示器剖視圖， 圖3為本發明製作第一基板的流程圖。在製作本實施例的觸控式平面顯示器 的步驟包括首先，提供一第一基板30,其具有一第一表面30a及一第二表 面30b。在此，第一基板30使用的材料可為玻璃基板。接著，於第一基板30的第一表面30a形成一觸控單元40，而形成此觸控 單元40的步驟為先於第一基板30的第一表面30a形成圖案化的電極層41， 其中，此電極層41使用的材料可為Mo/Al(先形成鋁(Al)，再形成鉬(Mo))或者 可為Mo/Al/Mo(先形成Mo，再形成A1，然後再形成Mo)。並且，圖案化的電 極層41對應於第一基板30的周緣。在此，電極層41的圖案，請參考圖4， 顯示圖案化的電極層41形成於第一基板30的上視示意圖，至於連外的連接 線(tracingline)以及焊接墊(bondingpad)則未顯示。接著，於第一基板30的第 一表面30a與圖案化的電極層41表面形成導電層42，其中，導電層42可為 透明的導電氧化物，例如可為銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化銦 (indium oxide)、石圭銦氧化物(silicon indium oxide)、鋁鋅氧化物(aluminum zinc oxide, AZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide, IZO)、銻錫氧化物(antimony tin oxide, ATO)或氧化錫等材料，在本實施例中使用ITO。然後，於導電層42表 面沉積形成一保護層43，其中，此保護層43使用的材料可為氮化矽化合物 (SiNx)。繼之，第一基板30的第一表面30a形成保護層43之後，將此第一基 板30置於烘箱中，並進行退火的步驟。再者，於第一基板30的第二表面30b形成圖案化的黑色矩陣31。接著， 於此圖案化的黑色矩陣31間穿插形成複數個濾光層32。其中，此濾光層32 可分別為紅色(R)、綠色(G)以及藍色(B)等三顏色。在第一基板30的第二表面 30b形成濾光層32之後，可於濾光層32的表面形成一透明電極層33，此透 明電極層33可使用如導電層42所述的各種材料，在本實施例中使用ITO材 料。因此可完成具有觸控單元40的第一基板30。此外，如圖2所示，在本實施例中的第一基板30的第一表面30a的保護 層43上可貼附一偏光板51。完成前述的步驟後，如圖2所示，可將此具有觸控單元40的第一基板30 與一第二基板60進行組裝，並於兩者之間填充一液晶層70。在此，請參考圖 5，為本發明第二基板60上視圖，第二基板60具有一控制元件陣列61，此第 二基板60對應配置於第一基板30的第二表面30b(如圖2所示)。因此，可完 成一輕薄的觸控式平面顯示器。實施例2本實施例與實施例l大致上相同，但不同的是，請參考圖6，本實施例中 覆蓋導電層42及圖案化的電極層41的保護層431不使用氮化矽化合物，取 而代之是直接使用偏光材料或直接貼附偏光片，並且可使光偏極化。因此， 本實施例中的保護層431同時具備了實施例1中的偏光板51(如圖2所示)的 功能。故，本實施例不再進行另外貼附偏光板51(如圖2所示)的步驟。其餘 步驟與結構則與實施例l相同。實施例3本實施例與實施例l大致上相同，但不同的是，請參考圖7及圖8，本實 施例在製作觸控單元40時，先將導電層42形成於第一基板30的第一表面30a
上。然後，於導電層42的表面形成一圖案化的電極層41，其中，此電極層 41使用的材料可為Al/Mo(先形成Mo，再形成Al)或者可為Mo/Al/Mo(先形成 Mo，再形成A1，然後再形成Mo)。而此圖案化的電極層41對應形成於第一 基板30的周緣，其圖案可與實施例1中所顯示的情形相同。其餘步驟則與實 施例1相同。 實施例4本實施例與實施例l大致上相同，但不同的是，請參考圖9，本實施例先 於第一基板30的第一表面30a形成偏光板52，其中，在形成偏光板52之前 可選擇性的先形成一導電層34作為金屬屏障(shielding)以避免電性幹擾。然 後，再形成該觸控單元40，而形成觸控單元40的方式與實施例1相同。其餘 步驟與結構與實施例l相同。最後，可完成另一種形式的觸控式平面顯示器。實施例5本實施例與實施例4大致上相同，但不同的是，請參考圖10，本實施例 在製作觸控單元40時，先將導電層42形成於偏光板52的表面上。然後，於 導電層42的表面形成一圖案化的電極層41，而此圖案化的電極層41對應形 成於第一基板30的周緣，其圖案可與實施例2中所顯示的情形相同。其餘步 驟則與實施例4相同。綜上所述，本發明將具有觸控功能的觸控單元整合於第一基板(即彩色濾 光基板)上，並製作於平面顯示器置上，解決了現有技術的顯示器需於彩色濾 光基板表面再加掛一觸控面板，而產生總體厚度與重量，無法達到薄型化需 求的問題。此外，本發明的觸控式平面顯示器還可增加顯示器背光的穿透率， 進而提升亮度。再者，本發明的觸控式平面顯示器，在製造上也解決了現有 技術觸控式顯示設備的成本問題。上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應 以權利要求所述為準，而非僅限於上述實施例。
權利要求
1.一種觸控式平面顯示器，其特徵在於，該觸控式平面顯示器包括一第一基板，其具有一第一表面及一第二表面；一第二基板，其具有一控制元件陣列，該第二基板對應配置於所述的第一基板的第二表面；一觸控單元，配置於所述的第一基板的第一表面，該觸控單元包括一導電層、一圖案化的電極層與一保護層，其中，該圖案化的電極層對應配置於所述的第一基板的周緣，所述的保護層覆蓋所述的導電層及圖案化的電極層，且該導電層配置於所述的保護層與第一基板之間；複數個濾光層，形成於所述的第一基板的第二表面；以及一液晶層，配置於所述的第一基板與第二基板之間。
2. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的保護層 為氮化矽化合物、高分子聚合物等無機或有機層其中一。
3. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的觸控式 平面顯示器還包括一偏光板，配置於所述的保護層的表面。
4. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的保護層 為一偏光材料，可使光偏極化。
5. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電層 配置於所述的第一基板的第一表面，且所述的圖案化的電極層配置於所述的 導電層上。
6. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的圖案化 的電極層與所述的第一基板的第一表面接觸，且所述的導電層覆蓋於其上。
7. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電層 為透明導電氧化物。
8. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電層 的材質包括銦錫氧化物、矽銦氧化物、鋁鋅氧化物、銦鋅氧化物或銻錫氧化 物。
9. 如權利要求1所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的第一基 板及所述的第二基板為玻璃基板。
10. —種觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的觸控式平面顯示器包括: 一第一基板，其具有一第一表面及一第二表面；一第二基板，其具有一控制元件陣列，該第二基板對應配置於所述的第 一基板的所述的第二表面；一偏光板，形成於所述的第一基板的第一表面；一觸控單元，形成於所述的偏光板上，該觸控單元包括 一導電層、一 圖案化的電極層與一保護層，其中，該圖案化的電極層對應配置於所述的第 一基板的周緣，所述的保護層覆蓋所述的導電層及所述的圖案化的電極層， 且所述的導電層配置於所述的保護層與所述的第一基板之間；複數個濾光層，形成於所述的第一基板的第二表面；以及一液晶層，配置於所述的第一基板與第二基板之間。
11. 如權利要求10所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的保護 層為氮化矽化合物、高分子聚合物等無機或有機層其中一。
12. 如權利要求10所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電 層配置於所述的偏光板上，且所述的圖案化的電極層配置於所述的導電層上。
13. 如權利要求10所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的圖案 化的電極層與所述的偏光板表面接觸，且所述的導電層覆蓋於其上。
14. 如權利荽求10所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電 層為透明導電氧化物。
15. 如權利要求10所述的觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的導電 層的材質包括銦錫氧化物、矽銦氧化物、鋁鋅氧化物、銦鋅氧化物或銻錫氧 化物。
16. —種觸控式平面顯示器的製造方法，其特徵在於，其步驟包括 提供一第一基板，其具有一第一表面及一第二表面； 於所述的第一基板的第一表面形成一觸控單元，該觸控單元包括 形成一導電層與一圖案化的電極層，該圖案化的電極層對應形成於所述的第一基板的周緣；形成一保護層，該保護層覆蓋所述的導電層及所述的圖案化的電極層；以及於所述的第一基板的第二表面形成複數個濾光層；提供一第二基板，其具有一控制元件陣列，該第二基板對應配置於所述 的第一基板的第二表面；於所述的第一基板與所述的第二基板之間填入一液晶層。
17. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，所述的觸控單元形成 於所述的第一基板的第一表面之後，還包括進行一退火的步驟。
18. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，於所述的第一基板的 第二表面形成所述的濾光層之前，先於所述的第一基板的第二表面形成一圖 案化的黑色矩陣。
19. 如權利要求18所述的製造方法，其特徵在於，於所述的第一基板的 第二表面形成所述的濾光層之後，於該濾光層及所述的黑色矩陣表面形成一 透明電極層。
20. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，所述的製造方法還包 括於所述的保護層的表面形成一偏光板。
21. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，所述的觸控單元形成 於所述的第一基板的第一表面的步驟為於所述的第一基板的第一表面形成所述的導電層；於所述的導電層表面形成所述的圖案化的電極層，且該圖案化的電極層 對應形成於所述的第一基板的周緣；以及於所述的導電層及所述的圖案化的電極層表面形成所述的保護層。
22. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，所述的觸控單元形成於所述的第一基板的第一表面的步驟為於所述的第一基板的第一表面形成所述的圖案化的電極層，且該圖案化的電極層對應於所述的第一基板的周緣；於所述的第一基板的第一表面與所述的圖案化的電極層表面形成所述的 導電層；以及於所述的導電層及所述的圖案化的電極層表面形成所述的保護層。
23. 如權利要求16所述的製造方法，其特徵在於，所述的導電層的材質 包括銦錫氧化物、矽銦氧化物、鋁鋅氧化物、銦鋅氧化物或銻錫氧化物。
24. —種觸控式平面顯示器，其特徵在於，所述的觸控式平面顯示器包括 一第一基板，其具有一第一表面及一第二表面；一第二基板，其具有一控制元件陣列，該第二基板對應配置於所述的第 一基板的第二表面；一觸控單元，配置於所述的第一基板的第一表面，該觸控單元包括一 導電層、 一圖案化的電極層與一保護層，其中，該圖案化的電極層對應配置 於所述的第一基板的周緣，所述的保護層覆蓋所述的導電層及圖案化的電極 層，且該導電層配置於所述的保護層與所述的第一基板之間；以及一液晶層，配置於所述的第一基板與所述的第二基板之間。
全文摘要
本發明是有關於一種觸控式平面顯示器及其製造方法，該觸控式平面顯示器包括第一基板、第二基板、觸控單元以及液晶層。第一基板具有一第一表面及第二表面。第二基板具有元件陣列，並對應配置於第一基板的第二表面。觸控單元配置於第一基板的第一表面，包括導電層、圖案化的電極層與保護層，其中，電極層是對應配置於第一基板的周緣，而保護層覆蓋導電層及圖案化的電極層，且導電層配置於保護層與第一基板之間。液晶層配置於第一基板與第二基板之間。
文檔編號G02F1/13GK101149502SQ20071016804
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月2日 優先權日2007年11月2日
發明者劉俊欣, 劉柏源, 蔡昆華, 賴明升 申請人:友達光電股份有限公司