觸控螢幕面板的製作方法

2024-03-31 19:31:05

本文獻涉及具有導體棒圖案(或避雷針圖案)的觸控螢幕面板。

背景技術：

近年來，具有快速的響應時間、低功耗以及極好的顏色重現的顯示裝置(諸如液晶顯示器、電致發光顯示器和等離子體顯示面板)已備受關注。這些顯示裝置已被用於諸如電視、用於計算機的監視器、膝上型計算機、行動電話、冰箱上的顯示器、個人數字助理以及自動提款機這樣的各種電子產品。一般而言，這些顯示裝置通過諸如鍵盤、滑鼠或數位化器這樣的各種輸入裝置與用戶接口對接。然而，使用諸如鍵盤或滑鼠這樣的單獨的輸入裝置需要用戶學習如何使用它並且還佔用空間，使得難以增加產品的成熟度。考慮到這種情形，存在對於方便且易於使用並且能夠減少小故障的輸入裝置的增長需求。響應於此需求，提出了用於使得用戶能夠通過用他的或她的手或者筆直接觸控螢幕幕來輸入信息的觸控螢幕面板。

觸控螢幕面板適合於在各種顯示裝置中使用，因為它易於使用，具有更少的小故障，並且能夠在沒有單獨的輸入裝置的情況下實現輸入，同時方便使得用戶能夠通過屏幕上顯示的內容來迅速且容易地操縱它。

根據感測觸摸位置的方法，觸控螢幕面板被分類為電阻式、電容式和電磁式。當DC電壓正被施加到具有金屬電極的上基板或下基板的同時，電阻觸控螢幕面板通過電壓對電阻的梯度來檢測觸摸位置。當用戶觸摸形成在上基板或下基板上的等電位導電膜時，電容觸控螢幕面板通過感測上基板或下基板上的電壓的改變來感測觸摸位置。電磁觸摸面板通過讀取在電子筆觸摸導電膜時感應的LC值來感測觸摸位置。

在下文中，將參照圖1和圖2描述相關技術的電容觸控螢幕面板TSP。圖1是相關技術的電容觸控螢幕面板的平面圖。圖2是沿著圖1的觸控螢幕面板的線I-I'截取的截面圖。

參照圖1和圖2，相關技術的電容觸控螢幕面板包括形成在透明基板上的電極部分A。該電極部分A包括與第一方向平行(例如，沿著X軸)布置的多個第一電極線10以及與第一電極線10垂直(例如，沿著Y軸)布置成和所述第一電極線10交叉的多個第二電極線20。每個第一電極線10包括第一電極圖案12以及連接第一電極圖案12的第一連接圖案14。每個第二電極線20包括第二電極圖案22以及連接第二電極圖案22的第二連接圖案24。第一連接圖案14經由形成在覆蓋第一電極圖案12和第二電極圖案22的絕緣膜PAS1中的接觸孔30a和30b來將相鄰的第一電極圖案12附接在一起。

在該結構中，連接圖案(特別是第一連接圖案14)易受ESD(靜電放電)的影響。也就是說，第一連接圖案14具有相對高的電阻，因為所述第一連接圖案14在寬度方面比第二連接圖案24、第一電極圖案12和第二電極圖案22窄。當過電流流入具有高電阻的第一連接圖案14時，第一連接圖案14可能被損壞並開路。另外，第一電極線10和第二電極線20可能由於絕緣擊穿而短路。

由於這個原因，第一連接圖案14能夠容易地被靜電損壞。對第一連接圖案14的損壞可以導致許多問題，包括使得觸控螢幕面板TSP發生故障並且降低產品可靠性。

技術實現要素：

已經努力完成了本發明以提供一種能夠通過包括導體棒圖案來改進ESD問題的觸控螢幕面板。

附圖說明

附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解，並且被併入本說明書並構成本說明書的一部分，附圖例示了本發明的實施方式，並且與本說明書一起用來說明本發明的原理。在附圖中：

圖1是相關技術的電容觸控螢幕面板的平面圖；

圖2是沿著圖1的觸控螢幕面板的線I-I'截取的截面圖；

圖3是根據本發明的第一示例性實施方式的觸控螢幕面板的平面圖；

圖4是根據本發明的第一示例性實施方式的沿著圖3的觸控螢幕面板的線II-II'截取的截面圖；

圖5是圖3的RR區域的放大圖；

圖6是圖4的AR區域的放大圖；

圖7是根據本發明的第二示例性實施方式的觸控螢幕面板的平面圖；以及

圖8是根據本發明的第二示例性實施方式的沿著圖7的觸控螢幕面板的線III-III′截取的截面圖。

具體實施方式

現在將詳細地參照本發明的實施方式，其示例被例示在附圖中。只要可能，將在所有附圖中使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部分。將要注意的是，如果確定了技術可能誤導本發明的實施方式，則將省去已知技術的詳細描述。在描述各種實施方式時，將在第一實施方式中代表性地做出相同或相似的部分的描述，但是在其它實施方式中省去相同或相似的部分的描述。

本發明的特徵在於由於靜電而流入橋圖案的過電流被分發到導體棒圖案(或者避雷針圖案)。也就是說，根據本發明的觸控螢幕面板包括彼此交叉的第一電極線和第二電極線。第一電極線和第二電極線中的一條與第一電極線和第二電極線的交叉點分離。分離的電極線經由穿透第一絕緣膜並且電連接至該第一絕緣膜的下接觸孔而連接至橋圖案。導體棒圖案經由覆蓋第一絕緣膜的第二絕緣膜中的上接觸孔電連接至所述分離的電極線。

在本發明的一個實施方式中，橋圖案可以被布置在第一絕緣膜下面，並且第一電極線和第二電極線可以被布置在第一絕緣膜與第二絕緣膜之間。在這種情況下，分離的電極線連接至導體棒圖案。在本發明的另一實施方式中，第一電極線和第二電極線可以被布置在第一絕緣膜下面，並且橋圖案可以被布置在第一絕緣膜與第二絕緣膜之間。在這種情況下，橋圖案(在下文中，被稱為「第一連接圖案」)連接至導體棒圖案。

在下文中，將參照圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8來具體地描述本發明的示例性實施方式。

將參照圖3、圖4、圖5和圖6描述根據本發明的第一示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP1。圖3是根據本發明的第一示例性實施方式的觸控螢幕面板的平面圖。圖4是根據本發明的第一示例性實施方式的沿著圖3的觸控螢幕面板的線II-II'截取的截面圖。圖5是圖3的RR區域的放大圖。圖6是圖4的AR區域的放大圖。

參照圖3，根據本發明的第一示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP1包括電極部分A、路由布線部分B和焊盤部分C。

電極部分A包括與第一方向平行(例如，沿著X軸)布置的多個第一電極線110、在第二方向上(例如，沿著Y軸)布置成和第一電極線110交叉的多個第二電極線120以及電連接至第一電極線110的導體棒圖案EP1。每個第一電極線110包括形狀為三角形、矩形或菱形的第一電極圖案112以及連接第一電極圖案112的第一連接圖案114。每個第二電極線120包括與第一電極圖案112相似的形狀為三角形、矩形或菱形的第二電極圖案122以及連接第二電極圖案122的第二連接圖案124。

在本發明的示例性實施方式中，第一連接圖案114與第一電極圖案112單獨地形成，並且第二連接圖案124與第二電極圖案122一體形成。相反，第一連接圖案114可以與第一電極圖案112一體形成，並且第二連接圖案124可以與第二電極圖案122單獨地形成。為了易於說明，下面將通過示例給出與第一電極圖案112單獨地形成的第一連接圖案114的描述。

導體棒圖案EP1電連接至第一電極線110。導體棒圖案EP1與第一連接圖案114交疊。在本發明的第一示例性實施方式中，由於在製造、物理分布等期間產生的靜電而可能流入第一連接圖案114的過電流被引導至導體棒圖案EP1。

路由布線部分B形成在電極部分A的外部，並且包括分別連接至多個第一電極線110的多個第一布線電線116以及分別連接至多個第二電極線120的多個第二布線電線126。

焊盤部分C包括通過多個第一布線電線116分別連接至多個第一電極線110的多個第一焊盤(未示出)以及通過多個第二布線電線126分別連接至多個第二電極線120的多個第二焊盤(未示出)。

進一步參照圖4，可以使用相同的材料通過同一工序在基板100上形成第一連接圖案114以及第一布線電線116和第二布線電線126。第一連接圖案114以及第一布線電線116和第二布線電線126可以由Al、AlNd、Mo、MoTi、Cu和Cr製成。它們是能夠減小電極的連接部分處的電阻的低電阻率材料。第一連接圖案114以及第一布線電線116和第二布線電線126還可以由諸如銦錫氧化物(ITO)這樣的透明導電材料製成。然而，當選擇使用諸如ITO這樣的透明導電材料時，可以考慮其高電阻率。另外，當確定第一連接圖案114的厚度和寬度時，可以考慮電阻和可見性。換句話說，問題在於：第一連接圖案114越薄或越窄，電阻越高，而第一連接圖案114越寬，它們的可見性越高。

具有第一厚度t1的第一絕緣膜PAS1形成在形成有第一連接圖案114以及第一布線電線116和第二布線電線126的基板100上。第一絕緣膜PAS1可以包含但不限於氮化矽(SiNx)和二氧化矽(SiO2)。使第一連接圖案114的兩端暴露的第一下接觸孔130a和第二下接觸孔130b形成在第一絕緣膜PAS1上。

在第一方向上布置的多個第一電極圖案112、在第二方向上布置的多個第二電極圖案122以及連接第二電極圖案122的第二連接圖案124形成在形成有第一下接觸孔130a和第二下接觸孔130b的第一絕緣膜PAS1上。第一電極圖案122彼此分離，但是當它們經由第一絕緣膜PAS1中的第一下接觸孔130a和第二下接觸孔130b與第一絕緣膜PAS1下面的第一連接圖案114的兩端接觸時電連接。

第一電極圖案112、第二電極圖案122和第二連接圖案124可以通過同一工序由相同的材料製成。例如，第一電極圖案112、第二電極圖案122和第二連接圖案124可以由諸如ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)或GZO(摻鎵鋅氧化物)這樣的透明導電材料製成。諸如ITO這樣的透明導電材料是有利的原因在於，其電導率隨著其厚度增加而增加，但是在透光率方面減小。因此，有必要通過考慮電導率和透光率來適當地調整透明導電材料的厚度。

具有第二厚度t2的第二絕緣膜PAS2形成在形成有第一電極圖案112、第二電極圖案122和第二連接圖案124的基板100上。使第一電極圖案112部分地暴露的上接觸孔140形成在第二絕緣膜PAS2上。上接觸孔140與第一連接圖案114交疊。在示例中，上接觸孔140可以與第一下接觸孔130a或第二下接觸孔130b中的任一個交疊，但是本發明不限於此示例。

要經由上接觸孔140連接至第一電極圖案112的導體棒圖案EP1形成在形成有上接觸孔140的第二絕緣膜PAS2上。導體棒圖案EP1與第一連接圖案114交疊。導體棒圖案EP1由導電材料製成。在本發明中，可能在第一連接圖案114中集中的過電流可以被分發到導體棒圖案EP1。因此，本發明的第一示例性實施方式能夠實現使觸控螢幕面板TSP1免遭靜電的安全保護。

進一步參照圖5，可以在確定導體棒圖案EP1的面積時考慮可見性。也就是說，導體棒圖案EP1的面積應該小於或者等於第一連接圖案114的面積，使得導體棒圖案EP1不從第一連接圖案114中凸出。因此，本發明確保了導體棒圖案EP1對用戶從前面不可見，因此消除了由導體棒圖案EP1導致的低可見性的問題。

在本發明的第一示例性實施方式中，能夠調整導體棒圖案EP1的電阻，使得由靜電導致的過電流被朝嚮導體棒圖案EP1引導。導體棒圖案EP1可以由與第一連接圖案114不同的材料製成。也就是說，導體棒圖案EP1的材料可以具有比第一連接圖案114的材料低的電阻。在這種情況下，可能在第一連接圖案114中集中的電荷可以被朝嚮導體棒圖案EP1引導，因為電荷趨向於去往電阻相對更低的地方。在本發明的第一示例性實施方式中，導體棒圖案EP1由與第一連接圖案114不同的材料製成並且具有更低的電阻，使得可能由於靜電而流入第一連接圖案114的過電流被分發到導體棒圖案EP1。

本發明的第一示例性實施方式能夠實現通過導體棒圖案EP1和第二電極線120與插置在它們之間的第二絕緣膜PAS2的交疊而形成的電容的調整，以便由靜電導致的過電流被朝嚮導體棒圖案EP1引導。

進一步參照圖6，根據本發明的第一示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP1包括通過第一連接圖案114和第二電極線120與插置在它們之間的第一絕緣膜PAS1的交疊而形成的第一電容C1、以及通過導體棒圖案EP1和第二電極線120與插置在它們之間的第二絕緣膜PAS2的交疊而形成的第二電容C2。在本發明的第一示例性實施方式中，可以將第二電容C2調整為低於第一電容C1，因為電荷傾向於去往電容低的地方。

[式1]

其中，C是電容，ε是介電常數，A是面積，並且d是厚度。在本發明的第一示例性實施方式中，可以通過調整用於確定C的因子的值來將電荷朝嚮導體棒圖案EP1引導。

在本發明的第一示例性實施方式中，可以通過調整第二絕緣膜PAS2的厚度t來將電荷朝嚮導體棒圖案EP1引導。也就是說，在第一示例性實施方式中，第二絕緣膜PAS2可以被製成比第一絕緣膜PAS1厚，以便第二電容C2比第一電容C1低。因此，第一示例性實施方式能夠通過將由靜電導致的過電流分發到導體棒圖案EP1來減少ESD問題。

在本發明的第一示例性實施方式中，第二絕緣膜PAS2可以由與第一絕緣膜PAS1不同的材料製成，使得電荷被朝嚮導體棒圖案EP1引導。也就是說，在第一示例性實施方式中，第二絕緣膜PAS2的材料可以具有比第一絕緣膜PAS1的材料低的介電常數ε。因此，第一示例性實施方式能夠通過將由靜電導致的過電流分發到導體棒圖案EP1來減少ESD問題。

在本發明的第一示例性實施方式中，可以通過調整第二絕緣膜PAS2的面積A來將電荷朝嚮導體棒圖案EP1引導。也就是說，在第一示例性實施方式中，可以減小導體棒圖案EP1的面積，使得第二電容C2比第一電容C1低。如上所述，對於導體棒圖案EP1的設計，需要考慮可見性。因此，導體棒圖案EP1可以具有比第一連接圖案114小的面積，而不從第二連接圖案114中凸出，以防止從前面看見導體棒圖案EP1。因此，第一示例性實施方式能夠通過將由靜電導致的過電流分發到導體棒圖案EP1來減少ESD問題。

將參照圖7和圖8來描述根據本發明的第二示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP2。圖7是根據本發明的第二示例性實施方式的觸控螢幕面板的平面圖。圖8是根據本發明的第二示例性實施方式的沿著圖7的觸控螢幕面板的線III-III′截取的截面圖。

參照圖7，根據本發明的第二示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP2包括電極部分A、路由布線部分B和焊盤部分C。

電極部分A包括與第一方向平行(例如，沿著X軸)布置的多個第一電極線210、在第二方向上(例如，沿著Y軸)布置成和第一電極線210交叉的多個第二電極線220以及電連接至第一電極線210的導體棒圖案EP2。每個第一電極線210包括形狀為三角形、矩形或菱形的第一電極圖案212以及連接第一電極圖案212的第一連接圖案214。每個第二電極線220包括與第一電極圖案212類似的形狀為三角形、矩形或菱形的第二電極圖案212以及連接第二電極圖案222的第二連接圖案224。

在本發明的示例性實施方式中，第一連接圖案214與第一電極圖案212單獨地形成，並且第二連接圖案224與第二電極圖案222一體形成。相反，第一連接圖案214可以與第一電極圖案212一體形成，並且第二連接圖案224可以與第二電極圖案222單獨地形成。為了易於說明，下面將通過示例給出與第一電極圖案212單獨地形成的第一連接圖案214的描述。

導體棒圖案EP2電連接至第一電極線210。導體棒圖案EP2與第一連接圖案214交疊。在本發明的第二示例性實施方式中，由於在製造、物理分布等期間產生的靜電而可能流入第一連接圖案214的過電流被朝嚮導體棒圖案EP2引導。

路由布線部分B形成在電極部分A外部，並且包括分別連接至多個第一電極線210的多個第一布線電線216以及分別連接至多個第二電極線220的多個第二布線電線226。

焊盤部分C包括通過多個第一布線電線216分別連接至多個第一電極線210的多個第一焊盤(未示出)以及通過多個第二布線電線226分別連接至多個第二電極線220的多個第二焊盤(未示出)。

進一步參照圖8，在第一方向上布置的多個第一電極圖案212、在第二方向上布置的多個第二電極圖案222以及連接第二電極圖案222的第二連接圖案224可以形成在基板200上。可以使用相同的材料通過同一工序來形成第一電極圖案212、第二電極圖案222和第二連接圖案224。例如，第一電極圖案212、第二電極圖案222和第二連接圖案224可以由諸如ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)或GZO(摻鎵鋅氧化物)這樣的透明導電材料製成。諸如ITO這樣的透明導電材料是有利的原因在於，其電導率隨著其厚度增加而增加，但是在透光率方面減小。因此，有必要通過考慮電導率和透光率來適當地調整透明導電材料的厚度。

第一絕緣膜PAS1形成在形成有第一連接電極圖案212、第二電極圖案222和第二連接圖案224的基板200上。第一絕緣膜PAS1可以包含但不限於氮化矽(SiNx)和二氧化矽(SiO2)。使第一電極圖案212的兩端暴露的第一下接觸孔230a和第二下接觸孔230b形成在第一絕緣膜PAS1上。

第一連接圖案214形成在形成有第一下接觸孔230a和第二下接觸孔230b的第一絕緣膜PAS1上。基板200上的第一電極圖案222彼此分離，但是當形成在第一絕緣膜PAS1上面的第一連接圖案214經由第一下接觸孔230a和第二下接觸孔230b連接至第一電極圖案212的一部分時電連接。

另外，可以在確定第一連接圖案214的厚度和寬度時考慮電阻和可見性。換句話說，問題在於第一連接圖案214越薄或越窄，電阻越高，而第一連接圖案214越寬，其可見性越高。

第二絕緣膜PAS2形成在形成有第一連接圖案214的基板200上。使第一連接圖案214部分地暴露的上接觸孔240形成在第二絕緣膜PAS2上。上接觸孔240與第一連接圖案214交疊。在示例中，上接觸孔240可以與第一下接觸孔230a或第二下接觸孔230b中的任一個交疊，但是本發明不限於此示例。

要經由上接觸孔240連接至第一連接圖案214的一部分的導體棒圖案EP2形成在形成有上接觸孔240的第二絕緣膜PAS2上。導體棒圖案EP2與第一連接圖案214交疊。導體棒圖案EP2由導電材料製成。在本發明中，可能在第一連接圖案214中集中的過電流可以被分發到導體棒圖案EP2。因此，本發明的第二示例性實施方式能夠實現使觸控螢幕面板TSP2免遭靜電的安全保護。

可以在確定導體棒圖案EP2的面積時考慮可見性。也就是說，導體棒圖案EP2的面積應該小於或者等於第一連接圖案214的面積，使得導體棒圖案EP2不從第一連接圖案214中凸出。因此，本發明確保導體棒圖案EP2對用戶從前面不可見，因此消除了由導體棒圖案EP2導致的低可見性的問題。

在本發明的第二示例性實施方式中，能夠調整導體棒圖案EP2的電阻，使得電荷被朝嚮導體棒圖案EP2引導。導體棒圖案EP2可以由與第一連接圖案214不同的材料製成。也就是說，導體棒圖案EP2的材料可以具有比第一連接圖案214的材料低的電阻。在這種情況下，可能在第一連接圖案214中集中的電荷可以被朝嚮導體棒圖案EP2引導，因為電荷傾向於去往電阻相對低的地方。在本發明的第二示例性實施方式中，導體棒圖案EP2由與第一連接圖案214不同的材料製成並且具有更低的電阻，使得可能由於靜電而流入第一連接圖案214的過電流被分發到導體棒圖案EP2。因此，第二示例性實施方式的觸控螢幕面板TSP能夠減少ESD問題。

在本發明中，由於靜電而流入第一連接圖案的過電流可以被朝嚮導體棒圖案引導。在本發明中，導體棒圖案與第一連接圖案交疊。因此，能夠消除由導體棒圖案導致的低可見性的問題。在本發明中，導體棒圖案由與第一連接圖案不同的材料製成並且具有更低的電阻，使得由於靜電而流入第一連接圖案的過電流被更有效地朝嚮導體棒圖案引導。在本發明的一個實施方式中，插置在導體棒圖案與第二電極線之間的鈍化層的厚度和/或材料可以改變。因此，可以將在導體棒圖案與第二電極線之間形成的電容調整為比在第二電極線與第一連接圖案之間形成的電容低，使得可能流入第一連接圖案的過電流被更有效地朝嚮導體棒圖案引導。

儘管已經參照本發明的許多例示性實施方式描述了實施方式，但是應該理解的是，本領域技術人員能夠設計出將落入本公開的原理的範圍內的許多其它修改和實施方式。更具體地，在本公開、附圖和所附的權利要求的範圍內，主題組合布置的組成部件和/或布置方面的各種變化和修改是可能的。除了組成部件和/或布置方面的變化和修改之外，另選的用途對於本領域技術人員而言也將是顯而易見的。