CN102968200A - 镜片触控装置及其制程方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镜片触控(TOL)装置及其制程方法。首先，形成塑料层和触控层。接着，切割该塑料层和触控层，再将切割后的塑料层和触控层与一强化镜片贴合，该方法既可维持良好的机械性能，又可提高量产的效率，再者，本发明采用光刻工艺制作感应图案，可细化线路，进而达到美化外观的目的。

Description

镜片触控装置及其制程方法
技术领域
本发明涉及一种触控装置，特别是关于一种镜片触控(touch-on-lens，TOL)装置及其制程方法。
背景技术
电容式触控装置一般包含有X轴向及Y轴向的透明电极，当使用者触碰时，会于触碰点产生电容变化，系统藉由侦测该电容变化而判断出触碰点的位置。
图1A显示传统电容式触控装置的堆叠示意图，其主要包含有覆盖镜片(cover lens)11及触控基板12。触控基板12的一侧或两侧形成有触控层，其包含有透明电极。图1B显示传统镜片触控(touch-on-lens，TOL)装置的堆叠示意图，其省略触控基板，而是将触控层13，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)层，直接制作于覆盖镜片11上，而无需再增加一玻璃基板，因而可以薄化触控装置的厚度。
传统上镜片触控(TOL)装置的制程方法通常有以下2种方法，第一种，先对小片即符合触控面板尺寸的镜片进行强化，再通过光刻制程将触控单元等堆叠结构堆叠于镜片上；第二种，先进行光刻制程将触控层等堆叠结构堆叠于大尺寸的强化玻璃母板上，再通过玻璃母板裁切及边缘抛光(Edge polish)等制程将玻璃母板分切成特定的触控面板尺寸。然而，上述2种制程均存在一些缺陷，如，第一种方法单片产出成本极高，量产效率低，不符合经济效益；第二种方法相对于第一种方法虽单片产出成本较低，量产效率较高，但是切割后的触控面板却因为无边缘强化制程而减弱玻璃的机械性质。
鉴于上述两种制程的缺陷，目前亦存在另一种制程，即先将触控层的感应图案通过印刷制程形成于PET(ethylene terephthalate)薄膜上，以形成一PET触控母板；再将其切割成符合特定尺寸的触控面板，以形成一触控子板；最后将该触控子板贴合于对应尺寸的强化镜片。相较于前述两种制程而言，该制程量产效率高，机械性能好，然而，受限于PET薄膜本身的特性影响，如无法耐高温、硬度较弱等，一般是通过印刷制程而非光刻制程将触控感应图案形成于PET薄膜上，而在印刷该触控感应图案的过程中，由于受印刷设备、印刷油墨及印刷技术等因素的影响，由该印刷方法形成的触控感应图案线宽较宽，而产生线路可见的问题，影响产品的外观。再者，PET薄膜的厚度一般为25um-350um，此厚度削减了触控面板薄型化的能力。
鉴于传统镜片触控(TOL)装置及其制程缺点，因此亟需提出一种新颖的镜片触控(TOL)装置及其制程，以解决前述问题。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种镜片触控(TOL)装置及其制程方法，通过光刻制程将大面积的触控层形成在一塑料层上，并通过切割技术，以改善目前镜片触控装置量产效率低，机械强度差及线路可见等问题。
根据本发明实施例，镜片触控装置的制程方法包括以下步骤：(1)形成一塑料层于一基板上；(2)形成一触控层于该塑料层上，使该触控层与该塑料层形成一触控薄膜；(3)分离该触控薄膜与该基板；(4)切割该触控薄膜以形成多个触控模块；及(5)贴合该触控模块与一强化镜片。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控层包括一感应图案，该感应图案由光刻工艺制得。
上述的镜片触控装置的制程方法，更包括一离形层，该离形层是形成于该塑料层与该基板之间，该离形层材料选自硅胶系(silicon-base)或氟系(F-base)化合物。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述基板与该离形层间的黏力至少是该离形层与该塑料层黏力的三倍。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控薄膜更包括一缓冲层，该缓冲层是形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述塑料层厚度小于25微米。
上述的镜片触控装置的制程方法，更包括形成一遮光层于强化镜片上，其中该遮光层与该触控模块位于于该强化镜片的同一侧。
根据本发明另一实施例，镜片触控装置的制程包括以下步骤：(1)形成一塑料层于一母基板上；(2)形成一触控层于该塑料层上，使该母基板、塑料层及触控层形成一触控组件；(3)切割该触控组件以形成多个触控子件；(4)贴合该触控子件与一强化镜片；及(5)分离出分割后的母基板。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控层包括一感应图案，该感应图案由光刻工艺制得。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控组件更包括一离形层，该离形层是形成于该塑料层与该母基板之间，该离形层材料选自硅胶系(silicon-base)或氟系(F-base)化合物。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控组件更包括一缓冲层，该缓冲层是形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控组件包含的该塑料层及触控层组成一触控薄膜。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述触控子件包括该子基板与一触控模块，其中该触控模块是由该触控薄膜切割后所形成。
上述的镜片触控装置的制程方法，所述步骤(4)的贴合是由该触控子件的触控模块贴合于该强化镜片。
上述的镜片触控装置的制程方法，更包括形成一遮光层于强化镜片上，其中该遮光层与该触控模块位于于该强化镜片的同一侧。
根据本发明又一实施例，镜片触控装置包括：一强化镜片；及一触控模块，贴合于该强化镜片，该触控模块是由一触控薄膜切割而成，该触控薄膜包含一触控层与一塑料层，其中，该塑料层具有厚度小于25微米。
上述的镜片触控装置，所述塑料层的厚度为10微米-20微米。
上述的镜片触控装置，所述塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
上述的镜片触控装置，所述触控层包括一感应图案，该感应图案是由光刻工艺制得。
上述的镜片触控装置，所述触控薄膜更包括一缓冲层，该缓冲层形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
上述的镜片触控装置，更包括一遮光层，与该触控模块形成于该强化镜片的同一侧。
由于本发明采用上述方法，即，先在基板上形成一塑料层，再在该塑料层上形成一触控层，然后将切割后的触控层贴合到一强化镜片上，由于本发明采用先切割，再贴合的方法，即可保持良好的机械性能，又可提高量产的效率，再者，本发明采用光刻工艺制作感应图案，可细化线路，进而达到美化外观的目的。
附图说明
图1A显示传统电容式触控装置的堆叠示意图。
图1B显示传统镜片触控(TOL)装置的堆叠示意图。
图2A至图2F显示本发明第一实施例之镜片触控(TOL)装置在制程中的堆叠示意图。
图3A例示本实施例之电极层。
图3B例示本实施例之绝缘层。
图3C例示本实施例之导线层。
图4A至图4F显示本发明第二实施例之镜片触控(TOL)装置在制程中的堆叠示意图
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图2A至图2F显示本发明第一实施例之镜片触控(touch-on-len s，TOL)装置在制程中的堆叠示意图。在本说明书及图式中，上方系指向触碰面的方向。图式所示各层级的厚度并未依照实际比例绘制。此外，图式仅显示实施例的主要层级，可视实际需要而于所示层级之间插入其它层级。
如图2A所示，首先于基板21上形成透明的塑料层22。基板21可以为玻璃基板、塑料薄膜(plastic film)或其它硬质基板，基板21可与其它部分分离，以便再次使用于其它制程。在本实施例中，塑料层22为聚亚酰胺(polyimide，PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层，但也可使用其它易于与基板分离的塑料，例如陶瓷薄膜(ceramic thim film，例如SiO2)。相较于传统的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，选用聚亚酰胺(PI)作为塑料层22至少具有以下效果，例如，将来可较容易与基板21分离；可耐较高温度；光学特性较佳。相较于传统的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，选用聚酯酰亚胺(polyesterimide)作为塑料层22至少具有以下效果，例如高机械强度、光学穿透度或化学抵抗性，可有效保护触控层(23、24、25)免于弱酸(例如汗水)的侵蚀。在一较佳实施例中，塑料层22的厚度小于25微米(μm)。在一更佳实施例中，塑料层22的厚度为10-20微米。一般来说，塑料层22的厚度越薄，触控面板的透光性越好且触控面板也可以制作的更薄。相较于传统镜片触控(TOL)装置，本实施例具较薄的塑料层22，因而可制造出更薄的镜片触控(TOL)装置。此外，若要进一步增进将来塑料层22与基板21之间的分离，可于形成塑料层22之前，先在基板21上沈积或涂布高接触角(contact angle)的材质。
接着，于塑料层22上形成透明的电极层23，例如溅渡(sputter)氧化铟锡(ITO)层，但不限定于此。图3A例示本实施例之电极层23，其包含第一轴向(例如Y轴)的复数第一电极23A，其于该第一轴向互相连结；及第二轴向(例如X轴)的复数第二电极23B，彼此间不互相连结。电极层23之感应图案(pattern)可由光刻工艺(photography)制得。其中该光刻工艺包括光阻涂布、瀑光、显影、烘干、蚀刻及剖膜等工艺步骤。
电极层23上形成透明的绝缘层24，例如形成聚亚酰胺(PI)层，但不限定于此。图3B例示本实施例之绝缘层24，其包含复数绝缘区块24A，分别覆盖于第二轴向(例如X轴)的相邻第二电极23B之间。
绝缘层24上形成导线层25，例如溅渡金属导线层，但不限定于此。图3C例示本实施例之导线层25，其包含复数导线段25A，其分别跨于绝缘区块24A上，用以电性耦接第二轴向(例如X轴)的相邻第二电极23B；及复数轨迹导线(trace)25B，用以分别电性耦接第一、第二轴向电极并延伸至镜片触控(TOL)装置的边界。导线层25之图案可由光刻工艺(photography)制得。上述电极层23、绝缘层24及导线层25共同形成单层(single layer)触控层；如果电极层23使用的材质为氧化铟锡(ITO)，则该单层触控层又可称为单层氧化铟锡(single layer ITO，SITO)。上述电极层23、绝缘层24及导线层25构成本实施例之触控层，但本发明之触控层并不限定于上述之组成及排列方法。上述之塑料层22和触控层(23、24、25)形成一触控薄膜，其中，触控层(23、24、25)包含有多个符合触控面板特定尺寸的触控单元。
于导线层25上还可形成保护(passivation)层26，除可保护电极层23、绝缘层24及导线层25不会受到损害，且可防止受到氧化或腐蚀。
于基板21和塑料层22之间，还可形成离形层(release layer)210，例如使用涂布技术。离形层210可以为硅胶系(silicon-based)或氟系(F-based)化合物，但不以此为限。在一实施例中，塑料层22为聚酯酰亚胺(polyesterimide)层，其系先将单体(monomer)涂布(例如旋转涂布)于离形层210上，再经过聚合(curing)制程而成。在一实施例中，基板21与离形层210之间的黏力(adhesive strength)高于(例如三倍于)离形层210与塑料层22之间的黏力，藉此，使得塑料层22可以容易透过外力从离形层210分开，而让离形层210完整留在基板21上。
于塑料层22和电极层23之间，还可形成缓冲层(buffer layer)220，例如使用沉积技术。缓冲层220可以为硅的衍生物或化合物，例如氮化硅或氧化硅，但不以此为限。在一较佳实施例中，缓冲层220的厚度为10微米或大于10微米。藉由此缓冲层220，可提高塑料层22与触控层(23、24、25)之间的黏力、改善塑料层22表面的平坦度(topographic flatness)或吸收塑料层22的表面张力(surface stress)。
接着，分离触控薄膜22-25与基板21，形成如图2B所示结构。如图2C所示，对上述触控薄膜进行切割，使得每一触控单元形成一个触控模块，该每一触控模块经后续的制程可形成独立的触控面板。相较于传统方法以一个单元一个单元的方式制造，本实施例则是在一塑料层22上形成多个符合特定触控面板尺寸的触控单元再予以切割，此有助于提高镜片触控(TOL)装置的量产的效率，以提升产能。
在形成图2C所示堆叠结构的同时、之前或之后，另外提供一强化镜片27(一般又称为覆盖镜片，cover lens)，如图2D所示。强化镜片27可由玻璃母板经裁切成符合触控模块的尺寸，并进行边缘抛光(edge polish)而制得。相较于传统方法于沈积堆叠触控层之后才裁切玻璃，本实施例之强化镜片27具强化边缘及机械性质。强化镜片27下可形成遮光层(或黑色矩阵(black matrix，BM)层)28，其形成方法可使用印刷(printing)技术。
在形成触控模块(图2C)及强化镜片27(图2D)的结构后，如图2E所示，使用胶合(adhesive)层29，例如液态胶(liquid adhesive)，将该二结构予以胶合。亦即，以胶合层29的上表面胶合至强化镜片27、遮光层28的下表面，且以胶合层29的下表面胶合至保护层26的上表面；或者，如果未形成有保护层26，则胶合至触控层(23、24、25)的上表面。亦即，使得遮光层28与触控模块22-26形成于强化镜片27的同一侧。经胶合后，形成图2F所示的堆叠结构，亦即，由下而上依次包含塑料层22、缓冲层220、电极层23、绝缘层24、导线层25、保护层26、胶合层29、遮光层28及强化镜片27。
根据上述镜片触控(TOL)装置的制程方法，由于先形成触控层(23、24、25)于塑料层22上，再将其胶合贴附于已切割、加工且为高强度的强化镜片27，因而可达到各种终端产品对于强度的要求，且可进行量产。根据上述制程所形成的镜片触控(TOL)装置，如果使用氧化铟锡(I TO)作为电极层23，且使用聚亚酰胺(PI)作为塑料层22，由于这两者的胶合性极佳，不容易造成裂开(cracking)，因此非常适合制作曲面的镜片触控装置。此外，由于导线层25并非直接接触于遮光层28，因此不会有传统因遮光层28之段差所造成的导线断路问题。
图4A至图4F显示本发明第二实施例之镜片触控(TOL)装置在制程中的堆叠示意图。本实施例类似于第一实施例(图2A至图2F)，因此关于材质、厚度、制程及效果等细节不予赘述。
如图4A所示，首先于母基板20上形成透明的塑料层22。母基板20可以为玻璃基板、塑料薄膜(plastic film)或其它硬质基板，母基板20可与其它部分分离。
接着，于塑料层22上依序形成透明的电极层23、透明的绝缘层24及导线层25。上述电极层23、绝缘层24及导线层25构成本实施例之触控层。上述之母基板20、塑料层22和触控层(23、24、25)形成一触控组件，其中，触控层(23、24、25)包含有多个触控单元。
于导线层25上还可形成保护(passivation)层26，除可保护电极层23、绝缘层24及导线层25不会受到损害，且可防止受到氧化或腐蚀。
于母基板20和塑料层22之间，还可形成离形层(release layer)210。于塑料层22和电极层23之间，还可形成缓冲层(buffer layer)220。
接着，如图4B所示，对上述触控组件进行切割，使得每一触控单元形成一独立触控子件。相较于传统方法以一个单元一个单元的方式制造，本实施例则是形成多个触控单元再予以切割，此有助于镜片触控(TOL)装置的量产可能性，以提升产能。
在形成图4B所示堆叠结构的同时、之前或之后，另外提供一强化镜片27，如图4C所示。强化镜片27下可形成遮光层28。
在形成触控子件(图4B)及强化镜片27(图4C)的结构后，如图4D所示，使用胶合(adhesive)层29将该二结构予以胶合。亦即，以胶合层29的上表面胶合至强化镜片27、遮光层28的下表面，且以胶合层29的下表面胶合至保护层26的上表面；或者，如果未形成有保护层26，则胶合至触控层(23、24、25)的上表面。经胶合后，形成图4E所示的堆叠结构，亦即，由下而上依次包含母基板20、离形层210、塑料层22、缓冲层220、电极层23、绝缘层24、导线层25、保护层26、胶合层29、遮光层28及强化镜片27。
最后，自图4E结构分离出母基板20，形成如图4F所示结构。
按上述制造方法可形成一镜片触控装置，如图4F所示，该触控装置包括一强化镜片27；及一触控模块(22，220，23，24，25，26)，贴合于该强化镜片27，该触控模块是由一触控薄膜切割而成，该触控薄膜包含一触控层(23，24，25)与一塑料层22，该塑料层具有的厚度小于25微米。
其中该塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层，该塑料层可耐较高温度；光学特性较佳，且其厚度可以控制在较薄的范围内，在一更佳实施例中，塑料层22的厚度为10-20微米，相较于其它塑料层，如PET，使用该塑料层可进一步薄化镜片触控装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (23)

1.一种镜片触控装置的制程方法，其特征在于.包括以下步骤：
(1)形成一塑料层于一基板上；
(2)形成一触控层于该塑料层上，使该触控层与该塑料层形成一触控薄膜；
(3)分离该触控薄膜与该基板；
(4)切割该触控薄膜以形成多个触控模块；
及
(5)贴合该触控模块与一强化镜片。
2.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
3.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控层包括一感应图案，该感应图案由光刻工艺制得。
4.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.更包括一离形层，该离形层是形成于该塑料层与该基板之间，该离形层材料选自硅胶系(silicon-base)或氟系(F-base)化合物。
5.根据权利要求4所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该基板与该离形层间的黏力至少是该离形层与该塑料层黏力的三倍。
6.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控薄膜更包括一缓冲层，该缓冲层是形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
7.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该塑料层厚度小于25微米。
8.根据权利要求1所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.更包括形成一遮光层于该强化镜片上，其中该遮光层与该触控模块位于于该强化镜片的同一侧。
9.一种镜片触控装置的制程方法，其特征在于.包括以下步骤：
(1)形成一塑料层于一母基板上；
(2)形成一触控层于该塑料层上，使该母基板、塑料层及触控层形成一触控组件；
(3)切割该触控组件以形成多个触控子件；
(4)贴合该触控子件与一强化镜片；及
(5)分离出分割后的母基板。
10.根据权利要求9所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
11.根据权利要求9所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控层包括一感应图案，该感应图案由光刻工艺制得。
12.根据权利要求9所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控组件更包括一离形层，该离形层是形成于该塑料层与该母基板之间，该离形层材料选自硅胶系(silicon-base)或氟系(F-base)化合物。
13.根据权利要求9所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控组件更包括一缓冲层，该缓冲层是形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
14.根据权利要求9所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控组件包含的该塑料层及触控层组成一触控薄膜。
15.根据权利要求14所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.该触控子件包括该子基板与一触控模块，其中该触控模块是由该触控薄膜切割后所形成。
16.根据权利要求15所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.步骤(4)的贴合是由该触控子件的触控模块贴合于该强化镜片。
17.根据权利要求15所述的镜片触控装置的制程方法，其特征在于.更包括形成一遮光层于强化镜片上，其中该遮光层与该触控模块位于于该强化镜片的同一侧。
18.一种镜片触控装置，包括：
一强化镜片；及
一触控模块，贴合于该强化镜片，该触控模块是由一触控薄膜切割而成，该触控薄膜包含一触控层与一塑料层，其中，该塑料层具有厚度小于25微米。
19.根据权利要求18所述的镜片触控装置，其特征在于.该塑料层的厚度为10微米-20微米。
20.根据权利要求18所述的镜片触控装置，其特征在于.该塑料层为聚亚酰胺(PI)层或聚酯酰亚胺(polyesterimide)层。
21.根据权利要求18所述的镜片触控装置，其特征在于.该触控层包括一感应图案，该感应图案是由光刻工艺制得。
22.根据权利要求18所述的镜片触控装置，其特征在于.该触控薄膜更包括一缓冲层，该缓冲层形成于该触控层与该塑料层之间，该缓冲层的材料为硅的衍生物或化合物。
23.根据权利要求18所述的镜片触控装置，其特征在于.更包括一遮光层，与该触控模块形成于该强化镜片的同一侧。
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