CN103365504A

CN103365504A - 电容式触控装置及制作方法

Info

Publication number: CN103365504A
Application number: CN2012101014962A
Authority: CN
Inventors: 陈央嶙; 沈德辉
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明提供一种电容式触控装置及制作方法。电容式触控装置包括一基板、多个导电桥、一导电层及多个绝缘体。导电桥沿一第一方向间隔设置于该基板上。导电层包括一第一感测区阵列及一第二感测区阵列交错设置且彼此隔离，第一感测区阵列包括沿上述第一方向间隔设置的多个第一感测垫，第二感测区阵列包括沿一第二方向连续设置的多个第二感测垫及多个连接部。绝缘体夹设于上述导电桥与连接部之间，以电性绝缘上述导电桥与连接部。第一感测垫至少延伸覆盖至上述导电桥的部分上表面且借由导电桥电性相连。

Description

电容式触控装置及制作方法

技术领域

本发明涉及一种触控装置及其制作方法，且特别涉及一种电容式触控装置及其制作方法。

背景技术

触控装置依感应原理可分为电阻式、电容式、超声波式及光学(红外线)式、电磁式等。电容式触控装置是借由透明电极与人体或导电物体间接触产生的电容变化得到触控位置的座标，将电容式触控技术与面板技术结合，即可制作出电容式触控面板。利用在感测区的四周施加电压形成均匀电场，当人体或导电物体与电容式触控装置(电容式触控面板)接触时会形成耦合电容，吸走触控位置下方的电流而造成电场改变，经过IC运算及系统判读后即可得到座标位置。

电容式触控装置因轻触即可反应、防刮、透光率较电阻式触控装置高而适用于消费性电子产品。现有电容式触控装置包括一基板、多个导电层及一绝缘层，多个导电层为沿一第一方向及一第二方向纵横交叉的两组感测阵列，并在两组感测阵列之间夹设有一绝缘层，形成一架桥结构。但在现有电容式触控装置中两组感测阵列为分别形成，即在形成底层感测阵列后需先形成绝缘层，再形成上层感测阵列，工艺繁琐而使生产成本上升。且导电层通常使用电阻较高的透明导电材料，例如ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)，降低了电容式触控装置的感应灵敏度，使产品效能下降。另一种现有的电容式触控装置为先形成沿第一方向或第二方向其中至少一方向的感测垫后，再使用金属导电桥跨越绝缘层连接相邻的感测垫。但金属导电桥位于结构顶部会有容易氧化的问题，使产品信赖度下降。因此，虽然已有普遍适用的电容式触控装置及制作方法，寻求一简易有效的生产工艺仍为此技术领域人员努力的目标。

有鉴于上述问题，本发明提供一种电容式触控装置及制作方法，以克服现有电容式触控装置工艺繁琐、导电层电阻高、结构顶部的金属导电桥氧化等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容式触控装置，电容式触控装置包括：一基板；多个导电桥，沿一第一方向间隔设置于该基板上；一导电层，设置于该基板上，该导电层包括一第一感测区阵列及一第二感测区阵列，第一感测区阵列及第二感测区阵列交错设置且彼此隔离，其中该第一感测区阵列包括沿该第一方向间隔设置的多个第一感测垫，该第二感测区阵列包括沿一第二方向连续设置的多个第二感测垫及多个连接部，该第一方向不同于该第二方向；以及多个绝缘体，夹设于所述多个导电桥与所述多个连接部之间，以电性绝缘所述多个导电桥与所述多个连接部，其中所述多个第一感测垫借由所述多个导电桥电性连接，且所述多个第一感测垫至少延伸覆盖至所述多个导电桥的部分上表面。

本发明另提供一种电容式触控装置的制作方法，包括：提供一基板；形成沿一第一方向的多个导电桥于该基板上；形成多个绝缘体覆盖于所述多个导电桥上；以及形成一导电层于该基板上，该导电层包括交错设置且彼此隔离的一第一感测区阵列及一第二感测区阵列，其中该第一感测区阵列包括沿该第一方向间隔设置的多个第一感测垫，该第二感测区包括沿一第二方向连续设置的多个第二感测垫及多个连接部，该第一方向不同于该第二方向，其中所述多个导电桥形成于该导电层之前，用以电性连接所述多个第一感测垫。

相较于现有电容式触控装置，本发明所提供的电容式触控装置及制作方法借由将导电桥设置于架桥结构最底层提供导电桥保护，避免后续工艺对导电桥造成损伤而使元件电性劣化。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为一俯视图，用以说明根据本发明一实施例的电容式触控装置。

图2A为沿图1中A-A’所作一剖面图，用以说明根据本发明一实施例的电容式触控装置的架桥结构。

图2B为沿图1中A-A’所作一立体图，用以说明根据本发明一实施例的电容式触控装置的架桥结构。

图3A为一俯视图，用以说明根据本发明另一实施例的电容式触控装置。

图3B为沿图3A中B-B’所作一剖面图，用以说明根据本发明另一实施例的电容式触控装置。

图4A至图4D为一系列剖面图，用以说明根据本发明实施例的电容式触控装置的多个制作步骤。

其中，附图标记说明如下：

100、200～电容式触控装置

110～基板 120～导电桥

130～绝缘体 140～导电层

142、242～第一感测区阵列

142a、242a～第一感测垫

144～第二感测区阵列 144a～第二感测垫

144b～连接部 150、250～架桥结构

X～第一方向 Y～第二方向

具体实施方式

本发明提供多个实施例用以说明本发明的技术特征，实施例的内容及绘制的附图仅作为例示说明之用，并非用以限缩本发明保护范围。附图中可能省略非必要元件，不同特征可能并未按照比例绘制，仅用于说明之用。本发明所揭示内容可能在不同实施例中使用重复的元件符号，并不代表不同实施例或附图间具有关联。此外，一元件形成于另一元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含两元件直接接触的实施例，或也可包含两元件之间夹设有其它额外元件的实施例。各种元件可能以任意不同比例显示以使图示清晰简洁。

同时参照图1与图2A至图2B，图1为本发明一实施例的俯视图，图2A为沿图1中A-A’线段所作的剖面图，图2B为一立体图，用以说明本发明一实施例的电容式触控装置的架桥结构。电容式触控装置100包括基板110、导电桥120、绝缘体130及导电层140，其中导电层140包括交错设置且彼此隔离的第一感测区阵列142及第二感测区阵列144。

多个导电桥120沿一第一方向X间隔设置于上述基板110上，在一实施例中，此多个导电桥120可以特定间距有序排列于基板110以形成二维阵列。此特定间距可为一相同或相近距离，但不限于此。在一实施例中，导电桥120可包括低电阻的金属，例如钼(Mo)、铝(Al)、铌(Nb)、铷(Nd)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铁(Fe)、锡(Sn)、或前述金属的合金。在另一实施例中，导电桥120可包括电阻相对较高的透明金属氧化物，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铝锌(Aluminumdoped Zinc Oxide，AZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、或前述的组合。在又一实施例中，导电桥120包括有机导电材料，例如导电高分子复合材料、有机导电聚合物、或前述的组合。上述导电高分子复合材料包括以纳米导电碳管、碳纤维、活性碳、或金属为导电添加剂的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂、聚酰胺(polyamide)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、或前述的组合。上述有机导电聚合物包括聚噻吩(polythiophene)系导电聚合物(例如PEDOT)、聚乙炔(PA)系导电聚合物、聚苯胺(PAN)系导电聚合物、或聚吡咯(PPY)系导电聚合物、聚芳香烃乙烯(PArV)系导电聚合物、或前述的组合。导电桥120可由单层或多层堆叠而成。在一实施例中，导电桥120为长条形。导电桥120可作为电性连接之用，将上述第一感测区阵列142的第一感测垫142a沿第一方向X电性连接。

导电层140包括一第一感测区阵列142及一第二感测区阵列144。第一感测区阵列142包括沿上述第一方向X设置的多个第一感测垫142a，此多个第一感测垫142a以上述导电桥120为间隔设置于基板110上，且各个第一感测垫142a延伸覆盖各个导电桥120的部分上表面。此第一感测垫142a可为任意适当形状。在一实施例中，此第一感测垫142a为菱形。在其它实施例中，此第一感测垫142a可为多边形或椭圆形等形状。第二感测区包括沿一第二方向Y设置的多个第二感测垫144a及多个连接部144b，此第二方向Y不同于上述第一方向X。各个第二感测垫144a彼此以特定间距设置于基板110上，并借由上述连接部144b在上述第二方向Y物理及电性连接相邻第二感测垫144a。此特定间距可为一相同或相近距离，但不限于此。第二感测垫144a可为任意适当形状。在一实施例中，此第二感测垫144a为菱形。在其它实施例中，此第二感测垫144a可为多边形或椭圆形等形状。第二感测垫144a与第一感测垫142a的尺寸可相同或相近。第一感测区阵列142与第二感测区阵列144交错设置并具有一交错角度，此交错角度为第一方向X与第二方向Y的夹角。此交错角度可为90度但不限于此，在一实施例中，此交错角度为90度。

导电层140可包括透明或不透明导电材料。在一实施例中，导电层140包括氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡锑(ATO)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、或前述的组合。在另一实施例中，导电层140包括有机导电材料，例如导电高分子复合材料、有机导电聚合物、或前述的组合。上述导电高分子复合材料包括以纳米导电碳管、碳纤维、活性碳、或金属为导电添加剂的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂、聚酰胺(polyamide)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、或前述的组合。上述有机导电聚合物包括聚噻吩(polythiophene)系导电聚合物(例如PEDOT)、聚乙炔(PA)系导电聚合物、聚苯胺(PAN)系导电聚合物、或聚吡咯(PPY)系导电聚合物、聚芳香烃乙烯(PArV)系导电聚合物、或前述的组合。在又一实施例中，导电层140包括铜、铝、银、金、或前述的组合。

绝缘体130夹设于沿上述第一方向X设置的各个导电桥120及第二感测区阵列144的各个连接部144b之间，覆盖导电桥120及其邻近基板110的部分上表面，在物理上及电性上隔离上述导电桥120及连接部144b，以避免第一感测区阵列142与第二感测区阵列144短路。第二感测区阵列144的连接部144b横跨于绝缘体130上方以连接相邻的第二感测垫144a。在一实施例中，绝缘体130个别分离且尺寸可相同或相近。绝缘体130可为任意适当形状，在一实施例中，绝缘体130为长方形。在其它实施例中，绝缘体130可为其它形状，例如椭圆形。绝缘体130可包括透明或不透明绝缘材料，在一实施例中，绝缘体130可为氧化硅或其它适合的绝缘材料，例如氮化硅、氮氧化硅、或前述的组合。在另一实施例中，绝缘体可包括有机绝缘材料，例如丙烯酸树脂(acrylic acid resin)、聚亚酰胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯四氢咯酮(PVP)、聚苯乙烯(PS)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、或前述的组合。

基板110可提供电容式触控装置机械性支持。基板110可包括任意材质的绝缘板材，例如玻璃、塑胶、陶瓷、橡胶、或前述的组合。

如上所述，上述导电桥120、绝缘体130、连接部144b共同构成一基板110上的架桥结构150，而导电桥120位于架桥结构150最底层。此架桥结构150可形成一电容，在没有导电物体与电容式触控装置接触时，第一感测区阵列142及第二感测区阵列144中每一条的总电容值为定值。当人体或导电物体与电容式触控装置接触时会形成耦合电容，吸走触控位置下方的电流而造成电场改变。经过IC运算及系统判读，即可得到接触点的座标位置。

相较于现有电容式触控装置将导电桥外露于架桥结构顶部(例如公开号为TWM364912的专利)，本发明所提供的电容式触控装置借由将导电桥120设置于架桥结构150最底层提供导电桥120保护，避免后续工艺(例如蚀刻工艺)对导电桥120造成损伤而使元件电性劣化。在一实施例中，当导电桥120材料为金属时(例如钼、铝、铌、铷、银、铜、镍、金、铁、锡、或前述金属的合金)，导电桥120上方结构除保护作用外，亦可防止金属氧化，提高产品信赖性。相较的下，在现有技术如公开号为TW M364912的专利中将金属导电桥设置于架桥结构顶部的方式，可能会使导电桥有氧化或损伤的问题。

在本发明的另一实施例中，上述第一感测垫142a可更延伸覆盖至绝缘体130的上表面，如图3A至图3B所示。图3A为一俯视图，用以说明根据本发明另一实施例的电容式触控装置200。图3B为沿图3A中B-B’线段所作一剖面图，用以说明此电容式触控装置200的架桥结构250。在此实施例中，为避免在图案化感测阵列时第一感测垫242a因过度蚀刻而无法连接至导电桥120造成断路，故将第一感测垫242a更延伸覆盖至绝缘体130的部分上表面，以确保第一感测垫242a与导电桥120间的电性连接。

参照图4A至图4D，以下说明本发明实施例制作电容式触控装置的方法。首先参照图4A，提供一基板110，基板110可提供电容式触控装置机械性支持。基板110可包括任意材质的绝缘板材，例如玻璃、塑胶、陶瓷、橡胶、或前述的组合。

参照图4B及图1，接着形成沿一第一方向X的多个导电桥120于上述基板110上。导电桥120可使用物理或化学沉积、印刷、溅镀、喷涂或其它适当方法形成，在一实施例中，导电桥120可使用溅镀法(sputtering)配合微影及蚀刻工艺形成，其相关工艺为本领域普通技术人员所熟知，在此不予赘述。导电桥120可由单层或多层堆叠而成。在一实施例中，导电桥120为长条形。在现有工艺中，导电桥通常在导电层及绝缘层之后形成，使现有电容式触控装置的导电桥外露于架桥结构顶端。本发明借由先形成导电桥再形成架桥结构中其它膜层的方式，使导电桥位于架桥结构最底部而提供较佳的保护效果，当导电桥120使用金属时，形成导电桥120的步骤与拉线步骤可在同一道工艺完成，由于外侧电路与导电桥可使用相同材料，故可将导电层所需图案加入光罩设计并在同一步骤完成，可简化工艺并降低生产成本。

参照图4C及图1，形成多个绝缘体130覆盖于各个导电桥120上。绝缘体130可为任意适当形状，在一实施例中，绝缘体130为长方形。在其它实施例中，绝缘体130可为其它形状，例如椭圆形。绝缘体130可使用物理或化学沉积、印刷、溅镀、喷涂或其它适当方法形成。绝缘体130覆盖导电桥120及其邻近基板110的部分上表面，提供导电桥120在物理上及电性上的隔离。

参照图4D及图1，形成一导电层140于上述基板110上。导电层140可使用物理或化学沉积、印刷、溅镀、喷涂或其它适当方法形成。在一实施例中，导电层140使用溅镀法形成，并以微影及蚀刻工艺形成第一感测区阵列142及第二感测区阵列144，此第一感测区阵列142及第二感测区阵列144在同一道工艺步骤形成。第一感测区阵列142与第二感测区阵列144为交错设置并相互隔离，且第一感测区阵列142与第二感测区阵列144之间具有一交错角度，此交错角度为第一方向X与第二方向Y的夹角。此交错角度可为90度但不限于此，在一实施例中，此交错角度为90度。在本发明中，因为先形成导电桥120再形成第一感测垫142a，所以导电桥120的部分上表面会受第一感测垫142a覆盖。在现有工艺中因为导电层形成于导电桥之前，所以导电层不会覆盖到导电桥。此外，因本发明的导电桥与导电层为分别形成，导电桥与导电层可使用不同材质，例如可在导电层使用透明导电材料的条件下以金属材料制作导电桥，使电容式触控装置在可透光的状况下同时提升装置灵敏度。又，由于第一感测区阵列142与第二感测区阵列144在同一工艺步骤形成，故可节省光罩数目，减少工艺所需的曝光、显影、蚀刻等步骤及成本。

在本发明另一实施例中，如图3A至图3B所示，可将上述第一感测垫142a更延伸覆盖至绝缘体130的上表面，以避免第一感测阵列242的第一感测垫242a在图案化感测阵列时有过度蚀刻的情况而无法连接至导电桥120的断路问题，确保第一感测垫242与导电桥120间的电性连接。

虽然本发明已以多个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种电容式触控装置，其特征在于，包括：

一基板；

多个导电桥，沿一第一方向间隔设置于该基板上；

一导电层，设置于该基板上，该导电层包括一第一感测区阵列及一第二感测区阵列，该第一感测区阵列及该第二感测区阵列交错设置且彼此隔离，其中该第一感测区阵列包括沿该第一方向间隔设置的多个第一感测垫，该第二感测区阵列包括沿一第二方向连续设置的多个第二感测垫及多个连接部，该第一方向不同于该第二方向；以及

多个绝缘体，夹设于所述多个导电桥与所述多个连接部之间，以电性绝缘所述多个导电桥与所述多个连接部，

其中所述多个第一感测垫借由所述多个导电桥电性连接，且所述多个第一感测垫至少延伸覆盖至所述多个导电桥的部分上表面。

2.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个导电桥包括钼、铝、铌、铷、银、铜、镍、金、铁、锡、或前述金属的合金。

3.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个导电桥包括氧化铟锡、氧化铝锌、氧化锌、氧化锡锑、二氧化锡、氧化铟、或前述的组合。

4.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个导电桥包括导电高分子复合材料、有机导电聚合物、或前述的组合，其中该导电高分子复合材料包括以纳米导电碳管、碳纤维、活性碳、或金属为导电添加剂的聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、ABS树脂、聚酰胺、液晶聚合物、聚醚醚酮、或前述的组合，其中该有机导电聚合物包括聚噻吩系导电聚合物、聚乙炔系导电聚合物、聚苯胺系导电聚合物、或聚吡咯系导电聚合物、聚芳香烃乙烯系导电聚合物、或前述的组合。

5.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中该导电层包括氧化铟锡、氧化铝锌、氧化锌、氧化锡锑、二氧化锡、氧化铟、或前述的组合。

6.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中该导电层包括导电高分子复合材料、有机导电聚合物、或前述的组合，其中该导电高分子复合材料包括以纳米导电碳管、碳纤维、活性碳、或金属为导电添加剂的聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、ABS树脂、聚酰胺、液晶聚合物、聚醚醚酮、或前述的组合，其中该有机导电聚合物包括聚噻吩系导电聚合物、聚乙炔系导电聚合物、聚苯胺系导电聚合物、或聚吡咯系导电聚合物、聚芳香烃乙烯系导电聚合物、或前述的组合。

7.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中该导电层包括铜、铝、银、金、或前述的组合。

8.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个绝缘体包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或前述的组合。

9.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个绝缘体包括丙烯酸树脂、聚亚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯四氢咯酮、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、或前述的组合。

10.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中该基板包括玻璃、塑胶、陶瓷、橡胶、或前述的组合。

11.如权利要求1所述的电容式触控装置，其中所述多个第一感测垫延伸覆盖至所述多个绝缘体的上表面。

12.一种如权利要求1至11中任一项所述的电容式触控装置的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

形成沿一第一方向的多个导电桥于该基板上；

形成多个绝缘体覆盖于所述多个导电桥上；以及

形成一导电层于该基板上，该导电层包括交错设置且彼此隔离的一第一感测区阵列及一第二感测区阵列，其中该第一感测区阵列包括沿该第一方向间隔设置的多个第一感测垫，该第二感测区包括沿一第二方向连续设置的多个第二感测垫及多个连接部，该第一方向不同于该第二方向，

其中所述多个导电桥形成于该导电层之前，用以电性连接所述多个第一感测垫。

13.如权利要求12所述的电容式触控装置的制作方法，其中该第一感测区阵列及该第二感测区阵列是于同一工艺步骤形成。