CN102819333A - 触控面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明触控面板及其制造方法，该方法包括：提供大片的基板；在基板上形成触控感应区；在基板上形成功能性油墨区；切割基板；在基板上形成输出端，所述输出端包括第一部分输出端和第二部分输出端，所述第一部分输出端与第二部分输出端设置于不同的高度上，且所述第二部分输出端与功能性油墨区层叠；得到触控面板。利用该方法制造的触控面板中，输出端的线路不再局限于单一平面的设计，而使输出端的一部分能够层叠于触控键和/或商标之上，而不会占用额外的边框空间，从而可减小得到的触控面板的尺寸。

Description

触控面板及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种触控装置，特别是关于一种触控面板及其制造方法。

背景技术

现阶段，触控技术已成为各种多媒体电子产品，特别是随身的移动式电子产品，如手机、电子书等首选的输入手段，来取代传统的利用键盘或鼠标的输入方式，以节省输入元件所占的空间，获得较大的显示区域，并且兼具便利性和操作直觉性，因而成为极受欢迎的新型人机接口和多媒体互动方式，受到相当的重视和大量开发。

触控技术主要利用经过特殊设计的电极，通过侦测使用者触控时的压力(电阻式触控)或触控时所造成的电容改变量(电容式触控)进行触控的感应。除电阻式触控和电容式触控外，还有许多其它不同种类的触控技术被开发和使用。

一般而言，触控面板通常被设计成具有上下两组电极的形式，并与液晶显示模组贴合而形成一套完整的触控式液晶显示器。如图1所示，触控显示器基本上可以分为三部分，以常见的电容式触控显示器为例，第一部分通常为硬度最强的盖板(cover lens)部分110，其可以保护下层结构，避免用户在操作过程中对下层结构产生的影响或干扰，盖板部分110通常是在玻璃基板111上涂覆一种或一种以上的功能性涂层112(functional coating)，以附加防反射(AR，anti-reflective)、防眩光(AG，anti-glare)、防污染(AS，anti-smudge)等功能，并且盖板部分110的内层制造有黑色矩阵113(BM，black matrix)来遮挡非感应区域。第二部分是感应部分120，感应部分120通过黏胶130固定至盖板部分110的下方，其通常以两片基板121、122对贴，并在基板121、122的夹层中制造感应用的电极结构123实现对触控的感应。第三部分则是液晶显示模组140(LCM, LCD module)，液晶显示模组140通过黏胶150固定至感应部分120的下方，为触控面板提供显示功能。

为了简化触控面板的结构，减少触控显示器的厚度，美国专利US20100039398号揭露了一种新型的单基板(OGS, one glass solution)触控显示器。如图2所示，其是将盖板210直接制成具有触控功能的装置而组装于液晶显示模组240之上。具体而言，上述触控显示器是利用强化后的玻璃基板211，制造功能性涂层212、黑色矩阵213和平坦层214之后，在其上产生感应电路(touch sensing)223，最后再利用黏胶250将其对贴、组装于液晶显示模组240之上。

在美国专利US20100039398号所揭露的技术内容之中，摒弃了一般常见的双基板设计，采用了将感应电路223直接制造于盖板210上的设计，从而有效地减少了触控面板和整个触控显示器的厚度。但是，此类型的设计由于仅仅使用单片的玻璃基板同时作为传统触控面板的盖板和带有感应电极的玻璃基板(sensor glass)的功能，因而在制程流程上受到一定程度的限制，在实际制造时面临相当多的困难。

图3A至图3B所示为现有的双层玻璃架构的触控面板的俯视示意图。如图3A及图3B所示，双层玻璃架构的触控面板包括具高强度其主要功能为保护触控面板表面的盖板110和带有感应电极的玻璃基板160。触控面板上可以设计有触控键115(sensor key)、商标(logo)116、遮光层(decoration)117、半透光开孔(translucent hole）118、触控感应器(TP sensor)161、输出端(fan-out)162以及结合(bonding)区163。其中，触控键115为触控面板表板上可供触控控制的图标，其图案依不同的产品和需求有不同的设计。遮光层117主要作为盖板110表面的边框，以遮挡其背后可能存在的电路或导线，在本图中出于绘图美观的考虑，没有画出遮光层，但在遮光层所在的位置以相应的标号117标示遮光层。半透光开孔118用于遮盖发光元件或感光元件，使得在熄灯时发光元件不易被观察到，而在亮灯时可使光线透出，或者使得感光元件在外部不易被观察到，但外部光线却可透过半透光开孔使感光元件发挥作用。半透光开孔118可使用灰色油墨或红外油墨(IR ink)印刷。灰色油墨可隔绝部分光线。红外油墨可让红外光通过且隔绝可见光，而产生黑色不透明的视觉效果。触控感应器161为可感应使用者作用的透明感应电极（由于感应电极为透明的而无法在图中示出，因此本图中仅在设置感应电极的触控感应区以十字交叉的线条象征性的表示出感应电极）。输出端162为隐藏在遮光层117之后的电极导线，主要功能在于将感应电极汇集到结合区163。结合区163作为连接玻璃基板和后续软性电路板(FPC)上电路的结合位置。

图4所示为单基板触控面板的俯视示意图。单基板触控面板与一般的双层玻璃架构的触控面板的结构大致相同，都包括触控键215、商标216、遮光层217、半透光开孔218、触控感应器261、输出端262以及结合区263。值得注意的是，在单基板触控面板中，触控键215、商标216、遮光层217、半透光开孔218、触控感应器261、输出端262和结合区263都形成于同一基板的同一平面之上，因此可以节省一片基板而简化结构。但是，上述单基板触控面板在设计时，必须将输出端262与触控键215和/或商标216错开设置，以避免由于输出端262与触控键215和/或商标216重叠而引起的制造不便。

综上所述，单基板触控面板虽因只需单一基板而具有节省成本的优势，但同时也会使触控面板由于输出端262与触控键215和/或商标216错开设置而使得边框(bezel)较大或使得触控面板在面板设计上存在较多的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种触控面板的制造方法和利用该方法制造的触控面板，利用该方法制造的触控面板具有较小边框。

为达上述优点，本发明实施例提供的一种触控面板的制造方法，包括：提供大片的基板；在基板上形成触控感应区；在基板上形成功能性油墨区；切割基板；在基板上形成输出端，所述输出端包括第一部分输出端和第二部分输出端，所述第一部分输出端与第二部分输出端设置于不同的高度上，且所述第二部分输出端与部分功能性油墨区层叠；得到触控面板。

在本发明的一个实施例中，所述形成输出端的步骤包括在基板上形成第一部分输出端以及在功能性油墨区上形成第二部分输出端。

在本发明的一个实施例中，所述切割基板的步骤位于在部分功能性油墨区上形成第二部分输出端的步骤之前。

在本发明的一个实施例中，所述所述切割基板的步骤位于在部分功能性油墨区上形成第二部分输出端的步骤之后。

在本发明的一个实施例中，所述第一部分输出端和触控感应区是利用沉积搭配黄光制程和蚀刻的方式或者是利用沉积搭配印刷和蚀刻的方式形成。

在本发明的一个实施例中，所述第二部分输出端是利用印刷的方式形成。

在本发明的一个实施例中，所述制造方法还包括在基板上形成遮光层，所述遮光层是利用黄光制程或者利用印刷的方式形成。

本发明还提供一种利用上述方法制造的触控面板，包括触控感应区、功能性油墨区以及输出端，所述输出端包括第一部分输出端和第二部分输出端，所述第一部分输出端和第二部分输出端设置于不同的高度上，且所述第二部分输出端与功能性油墨区层叠。

在本发明的一个实施例中，所述功能性油墨区包括分别位于触控面板两相对侧的触控键与商标，所述第一部分输出端位于触控感应区的另外相对两侧的至少一侧，所述第二部分输出端与触控键和/或商标层叠。

在本发明的一个实施例中，所述触控面板还包括盖板，上述触控感应区、功能性油墨区以及输出端均形成于盖板上。

利用本发明的制造方法所形成的触控面板中，形成具有立体结构的输出端，令输出端的一部分可以层叠于触控键和/或商标的上方，而不会占用额外的边框空间，从而可减小得到的触控面板的尺寸。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为现有的一种触控显示器的剖视示意图。

图2所示为现有的另一种触控显示器的剖视示意图。

图3A所示为现有的双层玻璃架构的触控面板中盖板的俯视示意图。

图3B所示为现有的双层玻璃架构的触控面板中玻璃基板的俯视示意图。

图4所示为单基板触控面板的俯视示意图。

图5A至图5G所示为本发明触控面板制造方法的第一实施例的示意图。

图6A至图6G所示为本发明触控面板制造方法的第二实施例的示意图。

图7A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用丝网印刷法所生产的3.2’’单基板触控面板。

图7B所示为根据本发明的制造流程利用丝网印刷法所生产的3.2’’单基板触控面板。

图8A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用凹板印刷法所生产的3.0’’单基板触控面板。

图8B所示为根据本发明的制造流程利用凹板印刷法所生产的3.0’’单基板触控面板。

图9A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用凹板印刷法所生产的4.3’’单基板触控面板。

图9B所示为根据本发明的制造流程利用凹板印刷法所生产的4.3’’单基板触控面板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控面板及其制造方法具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图5A至图5G所示为本发明触控面板的制造方法的第一实施例的示意图。如图5A至图5G所示，本发明所述的触控面板的制造方法为单基板触控面板的制造方法，该方法包括：

步骤S11，提供大片的基板210’，本实施例中，基板210’是厚度为0.33mm~1.1mm的强化玻璃基板，在本发明的其它实施例中，也可以使用厚度为50um~200um的塑料薄膜，或者厚度为0.4mm~2mm的塑料板材。

步骤S12，利用黄光制程在基板210’上形成遮光层217。具体而言，在基板210’上全面涂布负型的黑色光阻；利用曝光、显影的方式形成预设图案的黑色矩阵遮光层217。在此步骤中，为保障制造时不会损伤基板，基板的强化深度(DOL，Depth of layer)为10um，且基板的四点抗弯强度测试(4 point bending test) 的测试结果为500Mpa。需要说明的是，遮光层的颜色不限于黑色，例如，iphone或ipad等产品采用白色遮光层。

步骤S13，以沉积的方法搭配黄光制程和蚀刻方式在遮光层217上形成第一部分输出端（patial metal fan-out）262a。具体而言，以多次沉积(deposition)的方式制造全面覆盖的金属多层膜；在金属膜上涂布全面光阻剂，以曝光、显影的方式留下与所需的第一部分输出端的图形相对应的光阻；利用蚀刻方式去除所需输出端以外区域的那部分金属膜；在碱性条件下，本实施例是在2.38%的四甲基氢氧化铵溶液(TMAH solution)中，去除光阻剂，形成所需的第一部分输出端。需要说明的是，本实施例中，金属多层膜由上而下分别为厚度为250A的钼膜、厚度为2000A的铝膜、厚度为250A的钼膜，其中铝膜的成本较低且导电性强，其可以提供输出端优良的导电功能，上下两层的钼膜可以保护中间夹层的铝膜，防止其被被氧化而丧失导电性。

步骤S14，以沉积的方法搭配黄光制程和蚀刻方式形成触控感应区261。具体而言，利用溅镀的方式搭配黄光制程和蚀刻方法在基板的中部制造第一层ITO电极 (x方向和触控键部分的ITO导线)；利用化学气象沉积法(CVD)搭配黄光制程和蚀刻方法在第一层ITO电极上制造绝缘层(Insulator)，用以阻隔x方向和y方向的ITO电极；利用溅镀的方式搭配黄光制程和蚀刻方法在绝缘层上制造第二层ITO电极 (y方向的ITO导线)；另外，还可以使用气象沉积法在第二层ITO电极上制造保护层(Protecting layer)，保护ITO电极与第一部分输出端，避免刮伤和环境损伤。需要说明的是，在本实施例中，第一层ITO电极、第二层ITO电极的厚度为2μm~15μm。在本实施例中所述的黄光制程包括涂布光阻、曝光、显影三个步骤。

步骤S15，切割(Cutting)、磨边(Grinding)和钻孔(Drilling) 。具体而言，使用数控(CNC)方法切割基板210’，将大片的基板210’分为若干个大小与电子产品大小相对应的小基板210；通过磨边、钻孔的方式将小基板210加工成所需的形式。

步骤S16，印刷功能性油墨。具体而言，以网印(screen printing) 、移印(pad printing)、凹版印刷(Gravure printing)等印刷方法，在小基板210的上下两端印刷触控键215、商标216、红外或者半透明油墨218等功能性油墨，详言之，在小基板210的上端印刷商标216、红外或者半透明油墨218，并在小基板的下端印刷等触控键215。

步骤S17，在部分功能性油墨区的上方印刷第二部分输出端262b。具体而言，利用网印等印刷方法，将含有微细银颗粒的导电浆料印制为特定的图形在触控键215的上方形成第二部分输出端262b，令第二部分输出端连接第一部分输出端262a并产生供软性电路板结合的结合区263。另外，可以根据需要在形成第二部分输出端262b之后，在基板210上涂覆一层防爆膜(ASF，Anti-Splinted Film)，避免因玻璃基板破裂而产生的碎片伤人。需要说明的是，在本实施例中，第二部分输出端262b形成于触控键215的上方，而在本发明的其它实施例中，第二部分输出端262b也可以形成于商标216的上方。

最后，完成单基板触控面板的制造。

在上述触控面板的制造方法中，输出端分为两个步骤形成，具体而言，首先是在基板的两侧形成一部分输出端，然后在印刷好商标、触控键等功能性油墨之后进行二次印刷，在触控键和/或商标的上方形成另一部分输出端。这样，在依照上述方法所形成的触控面板中，形成具有立体结构的输出端，令输出端的第一部分和第二部分位于不同的高度，且令第二部分输出端可以层叠于触控键和/或商标等不透光的功能性油墨区域的上方，而不会占用额外的边框空间，从而可减小得到的触控面板的尺寸。

图6A至图6F所示为本发明触控面板的制造方法的第二实施例的示意图。如图6A至图6F所示，第二实施例和第一实施例的区别在于：第二实施例的制造流程中，在将大片的基板切割成小基板之前，已利用大尺寸的印刷机台在大片基板上进行了功能性油墨的印刷和第二部分输出端的印刷，最后才进行小基板的磨边和钻孔。

具体而言，第二实施例的制造流程包括：

步骤S21，提供大片的基板210’；

步骤S22，以涂布的方法搭配黄光制程在基板210’上形成遮光层217；

步骤S23，以沉积的方法搭配黄光制程和蚀刻方式在遮光层217上形成第一部分输出端262a；

步骤S24，以沉积的方法搭配黄光制程和蚀刻方式形成触控感应区261；

步骤S25，印刷功能性油墨；

步骤S26，在部分功能性油墨区的上方印刷第二部分输出端262b；

步骤S27，切割、磨边和钻孔。

上述各步骤的具体操作方式与第一实施例相同，在此不再赘述。这种加工方式同样可使输出端与触控键和/或商标等不透光的功能性油墨区域层叠而减小触控面板的尺寸。

最后，需要说明的是，在第一实施例和第二实施例的制造方法中，可以采用印刷方式来代替黄光制程，利用印刷抗蚀刻油墨的方式来代替黄光制程的涂布光阻、曝光、显影三道流程，而减少触控面板的制程，降低触控面板的生产成本，且可同样使输出端的一部分与触控键和/或商标等不透光的功能性油墨区域层叠，减小触控面板的尺寸。

进一步地，在本发明的其它实施例中，可以采用印刷方式代替黄光制程时，并可以取消第一部分输出端的印刷而改为在印刷第二部分输出端的步骤中直接印刷整个输出端，这种方式可同样使输出端的一部分与触控键和/或商标等不透光的功能性油墨区域层叠，减小触控面板的尺寸。

当采用印刷方式代替黄光制程，并取消第一部分输出端的印刷时，本发明触控面板的制造方法可以包括：

提供大片的基板；

在基板上印刷遮光层；

利用沉积、印刷加上蚀刻的方法形成触控感应区；

切割、磨边和钻孔；

印刷功能性油墨；

印刷输出端；

完成单基板触控面板的制造。

当然，在采用印刷方式代替黄光制程，并取消第一部分输出端的印刷时，本发明触控面板的制造方法也可以包括：

提供大片的基板；

在基板上印刷遮光层；

利用沉积、印刷加上蚀刻的方法形成触控感应区；

印刷功能性油墨；

印刷输出端；

切割、磨边和钻孔；

完成单基板触控面板的制造。

在上述两种制造方法中，除利用印刷抗蚀刻油墨的方式代替第一实施例和第二实施例的黄光制程外，并取消第一部分输出端的印刷而改为在印刷第二部分输出端的步骤中直接印刷整个输出端外，其它的操作方式与第一实施例和第二实施例相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明的触控面板的制造方法制造出具有立体状输出端的触控面板，令输出端的一部分可以层叠于触控键和/或商标等不透光的功能性油墨区域的上方，而不会占用额外的边框空间，从而可减小得到的触控面板的尺寸。

以下以具体的实施例来验证本发明的制造方法所达到的效果。

图7A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用丝网印刷法所生产的3.2’’单基板触控面板。图7B所示为根据本发明的制造流程利用丝网印刷法所生产的3.2’’单基板触控面板。表1所示为图7A和图7B中各边框的宽度的对比。

表1

在上表中，双绕各8channel，2mm指左右边框各绕8条fan-out线路，左右边框的边宽各2mm。

0.5mm ESD (Electro-Static discharge，静电防护电路)指静电防护电路宽度为0.5mmm。

5mm Icon/fan-out指Icon区和fan-out区的总宽为5mm。

由表1可知，图7B的触控面板相对于图7A的触控面板减小了4mm的下边框宽度。

图8A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用凹板印刷法所生产的3.0’’单基板触控面板。图8B所示为根据本发明的制造流程利用凹板印刷法所生产的3.0’’单基板触控面板。表2所示为图8A和图8B中各边框的宽度的对比。

表2

由表2可知，图8B的触控面板相对于图8A的触控面板减小了5mm的下边框宽度。

图9A所示为根据现有单基板触控面板的制造流程利用凹板印刷法所生产的4.3’’单基板触控面板。图9B所示为根据本发明的制造流程利用凹板印刷法所生产的4.3’’单基板触控面板。表3所示为图9A和图9B中各边框的宽度的对比。

表3

由表3可知，图9A的触控面板相对于图9B的触控面板减小了2mm的上边框宽度。

综上所述，本发明利用黄光制程搭配印刷制程的手法，使输出端的线路不再局限于单一平面的设计，利用印刷技术对于段差有较佳容忍性的特色，使输出端的一部分能够覆盖在触控键和/或商标之上，而减小得到的触控面板的尺寸。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种触控面板的制造方法，包括：

提供大片的基板；

在基板上形成触控感应区；

在基板上形成功能性油墨区；

切割基板；

在基板上形成输出端，所述输出端包括第一部分输出端和第二部分输出端，所述第一部分输出端与第二部分输出端设置于不同的高度上，且所述第二部分输出端与部分功能性油墨区层叠；

得到触控面板。

2.根据权利要求1所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述形成输出端的步骤包括在基板上形成第一部分输出端以及在部分功能性油墨区上形成第二部分输出端。

3.根据权利要求2所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述切割基板的步骤位于在部分功能性油墨区上形成第二部分输出端的步骤之前。

4.根据权利要求2所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述所述切割基板的步骤位于在部分功能性油墨区上形成第二部分输出端的步骤之后。

5.根据权利要求2所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述第一部分输出端和触控感应区是利用沉积搭配黄光制程和蚀刻的方式或者是利用沉积搭配印刷和蚀刻的方式形成。

6.根据权利要求2所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述第二部分输出端是利用印刷的方式形成。

7.根据权利要求1所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在基板上形成遮光层，所述遮光层是利用黄光制程或者利用印刷的方式形成。

8.一种触控面板，包括触控感应区、功能性油墨区以及输出端，其特征在于，所述输出端包括第一部分输出端和第二部分输出端，所述第一部分输出端和第二部分输出端设置于不同的高度上，且所述第二部分输出端与部分功能性油墨区层叠。

9.根据权利要求8所述的触控面板，其特征在于，所述功能性油墨区包括分别位于触控面板两相对侧的触控键与商标，所述第一部分输出端位于触控感应区的另外相对两侧的至少一侧，所述第二部分输出端与触控键和/或商标层叠。

10.根据权利要求8所述的触控面板，其特征在于，所述触控面板还包括盖板，上述触控感应区、功能性油墨区以及输出端均形成于盖板上。

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