CN106325577A - 触控装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控装置，包含一承载结构及一触控感应结构。承载结构包括一薄膜层以及一第一介电结构。第一介电结构由溅镀技术制作，并具有相互叠置的一低折射率层及一高折射率层。低折射率层设置于该薄膜层，并具有小于该高折射率层的折射率；高折射率层设置于低折射率层，并与薄膜层分别位于低折射率层的两相反侧。触控感应结构设置于第一介电结构，并与该薄膜层位于该第一介电结构的两相反侧。借此提升其膜厚均匀性及附着性，提升薄膜之光学效能。

Description

触控装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种触控装置及其制造方法。

背景技术

触控面板是目前各种电子产品常会配备的输入模块，可让用户直觉、简便地进行电子产品的操作。因应于当前电子产品轻薄化的发展趋势，触控面板也朝着薄型化、效能提升及制程简化的方向进行改良。目前部分触控面板的制作，会在一薄膜上藉由涂布技术制作一介电层，然后藉由镀膜技术在介电层上由氧化铟锡(ITO)等材料制作透明导电层，接着藉由蚀刻技术进行透明导电层的图案化处理。然而，由于薄膜与透明导电层之间的介电层是以涂布技术制作成型，其致密性较低，在透明导电层的蚀刻图案化处理过程中，蚀刻媒介(例如蚀刻液)可能会穿透介电层而造成薄膜的损伤。此外，以涂布技术制作介电层，还有附着性较差及厚度均匀性不佳等问题，如此会影响触控面板的效能及光学特性。

发明内容

因此，本发明提供一种可解决前述蚀刻制程之不良影响、膜厚均匀性及薄膜附着性不佳等问题的触控装置。

于是，本发明触控装置，包含一承载结构及一触控感应结构。承载结构包含一薄膜层以及一第一介电结构。第一介电结构藉由溅镀技术制作，并具有相互叠置的一低折射率层及一高折射率层。该低折射率层设置于该薄膜层，并具有小于该高折射率层的折射率。该高折射率层设置于该低折射率层，并与该薄膜层分别位于该低折射率层的两相反侧。该触控感应结构设置于该第一介电结构，并与该薄膜层位于该第一介电结构的两相反侧。

在一些实施态样中，该第一介电结构的厚度范围为55纳米至85纳米。

在一些实施态样中，该第一介电结构具有疏水性。

在一些实施态样中，该低折射率层的厚度为该高折射率层的厚度的2.7倍至3.5倍。

在一些实施态样中，该低折射率层的厚度范围为25纳米至35纳米，该高折射率层的厚度范围为3纳米至10纳米。

在一些实施态样中，该低折射率层的材质为非金属氧化物，该高折射率层材质为金属氧化物。

在一些实施态样中，该低折射率层的材质为氧化硅；该高折射率层的材质为氧化铌、氧化锑、氧化钛。

在一些实施态样中，该高折射率层的折射率范围为1.8至2.2，该低折射率层的折射率范围为1.4至1.5。

在一些实施态样中，触控装置还包含一第二介电结构，该第二介电结构设置于该触控感应结构，并与该第一介电结构分别位于该触控感应结构的两相反侧。

在一些实施态样中，该第二介电结构是以液态材料，藉由涂布、加热固化而形成。

在一些实施态样中，该第二介电结构的折射率范围为1.8至2.2。

在一些实施态样中，该第二介电结构的厚度范围为50纳米至100纳米。

在一些实施态样中，该第二介电结构的材质为包含金属氧化物颗粒的高分子材料。

因此，本发明之其中另一目的，即在提供前述触控装置的制造方法。

于是，本发明触控装置的制造方法，包含以下步骤：(A1)提供一第一基材；(A2)在该第一基材上制作一薄膜层；(A3)在该薄膜层上藉由溅镀技术依序制作一低折射率层及一高折射率层，该低折射率层的折射率小于该高折射率层的折射率；及(A4)在该高折射率层上制作一触控感应结构，该触控感应结构与该低折射率层分别位于该高折射率层的两相反侧。

在一些实施态样中，该步骤(A4)之后还包含步骤；(A5)设置一第二基材，该第二基材与该高折射率层分别位于该触控感应结构的两相反侧；(A6)移除该第一基材而形成一组装构件；(A7)将该组装构件由该薄膜层贴附于该盖板；及(A8)移除该第二基材。

在一些实施态样中，于该步骤(A4)与该步骤(A5)之间还包含：步骤(A9)在该触控感应结构上制作一第二介电结构，该第二介电结构与该低折射率层分别位于该触控感应结构的两相反侧。

在一些实施态样中，于该步骤(A9)，该第二介电结构是以液态材料，藉由涂布、加热固化而形成。

本发明之功效在于：藉由溅镀技术制作第一介电结构，可增进第一介电结构的致密性，而能避免制作触控感应结构时，蚀刻液对薄膜层造成损伤。此外，藉由溅镀技术制作第一介电结构，还能提升其膜厚均匀性及附着性，提升薄膜之光学效能。

附图说明

图1是一侧视示意图，说明本发明触控装置的第一实施例；

图2是一流程图，说明本发明第一实施例之触控装置的制作过程；

图3至图12是第一实施例的触控装置的制作过程示意图。

主要元件符号：

100 触控装置

1 盖板

11 接合层

12 遮蔽层

2 承载结构

21 薄膜层

22 第一介电结构

221 低折射率层

222 高折射率层

3 触控感应结构

31 第一感测层

311 第一感应电极

32 隔离层

33 第二感测层

331 第二感应电极

4 第二介电结构

51 第一基材

52 第一黏着层

53 第二基材

54 第二黏着层

L 假想线

S01～S10 步骤

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。在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1，为本发明触控装置100的第一实施例，触控装置100可应用于移动电话、笔记计算机、平板计算机的各式电子装置，并包含一盖板1、一接合层11、一遮蔽层12、一承载结构2、一触控感应结构3及一第二介电结构4。

盖板1为触控装置100的表层结构，可采用玻璃、蓝宝石玻璃等硬质材料制作，或藉由聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等挠性材料制作。盖板1的表面为提供使用者触碰的表面，可以配置为平整表面或视需要而调整为斜曲面，不以特定实施型态为限。

接合层11设置于盖板1与承载结构2之间，用于两者的贴合。本实施例中，接合层11是采用透明之光学胶(optical clear adhesive，简称为OCA)，但视需要，接合层11也可以采用其他透明接合材料，不以特定材质为限。

遮蔽层12(black mask，简称为BM)设置于盖板1底面的外缘区域，并夹设于盖板1与承载结构2之间，为藉由有色光阻、有色油墨等材质制作的单层或多层膜结构，可提供外观装饰及遮蔽导电线路的效果。

承载结构2藉由接合层11贴合于盖板1的底面，并包括相互叠置的一薄膜层21及第一介电结构22。

薄膜层21位于盖板1与第一介电结构22之间，于触控装置100的制作过程中，为提供第一介电结构22、触控感应结构3及第二介电结构4制作其上的承载基材，此部分的制作过程将于后续段落说明。本实施例中，薄膜层21可采用聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯、环烯烃共聚物(COP、Arton)等材质制作，其结构可以是单层或多层，且较佳采用聚酰亚胺(PI)，厚度范围介于0.1微米至15微米之间，远薄于一般的玻璃基板或挠性基板，如此能实现触控装置100的薄型化，并适用于贴附在平整面或斜曲面的盖板1上。

第一介电结构22由溅镀技术制作于薄膜层21上，并包含相互叠置的一低折射率层221及一高折射率层222。低折射率层221设置于薄膜层21，可藉由氧化硅等非金属的氧化物制作，具有小于高折射率层222的折射率。高折射率层222设置于低折射率层221上，可采用氧化铌、氧化锑、氧化钛等金属氧化物制作，并与薄膜层21分别位于低折射率层221的两相反侧。本实施例中，由于第一介电结构22的低折射率层221、高折射率层222是由溅镀技术制作，相较于藉由涂布技术制作，具有较佳的薄膜致密性。如此一来，在藉由蚀刻技术制作触控感应结构3时，可确保位于第一介电结构22另一面的薄膜层21不会受到蚀刻液等化学物质的损伤，而提升制程良率。此外，藉由溅镀技术制作第一介电结构22，还可以提升膜厚均匀性及附着性，而提升第一介电结构22的光学效果及耐用性。

进一步来说，关于第一介电结构22对薄膜层21的保护效果，本实施例是藉由多层式结构、膜厚、致密性及疏水性所达成。第一介电结构22具有低折射率层221及高折射率层222之双层式结构，两者材质相异，且能够视需要而增加为更多层的结构，如此一来能增进第一介电结构22的抗蚀刻能力。此外，藉由适当控制第一介电结构22的厚度，例如较佳的厚度范围为55纳米至85纳米，如此也能确保第一介电结构22对薄膜层21的保护。除此之外，本实施例藉由溅镀技术制作第一介电结构22能够增进其致密性以提升抗蚀刻的效果，且以具有疏水性的材质制作第一介电结构22，能够减少蚀刻液的沾附，如此也能够增进其保护薄膜层21之效果。

第一介电结构22除了前述保护效果外，也能够作为薄膜层21与触控感应结构3之间的应力缓冲结构。此外，第一介电结构22还能根据高折射率层222及低折射率层221之材料、厚度范围及折射率范围的选用，将低折射率层221的厚度配置为大于高折射率层222且折射率小于高折射率层222。例如，可让低折射率层221的厚度为高折射率层222之厚度的2.7倍至3.5倍，或者让低折射率层221的厚度范围配置为25纳米至35纳米并将高折射率层222的厚度范围配置为3纳米至10纳米都能有效地让第一介电结构22具备消除触控感应结构3之蚀刻痕可视的问题程度。具体来说，高折射率层222的折射率跟触控感应结构3相互匹配，且具有较薄的厚度，如此可藉由折射率的匹配降低蚀刻痕的可视程度，并维持光线的穿透率，而提高观看影像画面的质量。例如，本实施例中高折射率层222的折射率范围为1.8至2.2，低折射率层221的折射率范围为1.4至1.5，但两者的实施范围不以此为限。

触控感应结构3设置于第一介电结构22，并与薄膜层21位于第一介电结构22的两相反侧，为提供触控感应功能的结构。此处，触控感应结构3是以双层式电极结构为例进行说明，因此触控感应结构3包括一第一感测层31、一隔离层32及一第二感测层33。第一感测层31与第二感测层33各包括多条第一感应电极311及多条第二感应电极331，第一感应电极311与第二感应电极331往相异方向延伸，可采用氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡锑(ATO)、二氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)、纳米银、纳米铜、纳米碳管、金属网格等透明导电材质制作，于使用者触碰触控装置100时可根据电容值的变化而进行触控功能。隔离层32夹设于第一感测层31与第二感测层33之间，可提供两者之间的电性隔离效果。在不同的实施态样中，触控感应结构3也可以实施为单层式电极结构，此时触控感应结构3可从原本由第一感测层31、隔离层32、第二感测层33构成的层迭式结构，改为在同一平面上设置第一感应电极311、第二感应电极331，并在第一感应电极311、第二感应电极331的交错处藉由绝缘架桥结构彼此隔离，而同样能提供触控感应的功能。

第二介电结构4设置于触控感应结构3上，并与第一介电结构22分别位于触控感应结构3的两相反侧，能提供触控感应结构3的电极蚀刻痕的消隐及应力缓冲的效果。本实施例中，由于第二介电结构4是在薄膜层21及触控感应结构3制作完成之后的较后段制程进行制作，因此第二介电结构4较佳是以包含金属氧化物颗粒的高分子材料等液态材料，藉由涂布、加热固化而形成，如此能避免采用溅镀制程的电浆环境对触控感应结构3产生结构损伤、材料劣化变质等不良影响。在较佳的实施态样中，第二介电结构4可制作为单层或多层结构，厚度范围为50纳米至100纳米，折射率范围为1.8至2.2，如此第二介电结构4与第一介电结构22将触控感应结构3夹设其中，根据两者折射率范围及厚度的匹配，能更有效地降低触控感应结构3的电极蚀刻痕可视程度，并提供结构保护的效果。

参阅图2的流程图，以下说明触控装置100的制作方式。

步骤S01：参阅图1、图3、图9，本步骤要先制备一盖板1、一第一基材51及一第二基材53。盖板1的底面会藉由印刷或微影蚀刻等方式制作遮蔽层12。第一基材51及第二基材53则是触控装置100制作过程中使用的暂时性基材，不属于触控装置100的最终结构，因此可使用素玻璃(raw glass)等低成本的基材，并反复回收使用，以降低制造成本。

步骤S02：参阅图3、图4，本步骤要在第一基材51上依序制作第一黏着层52、薄膜层21及第一介电结构22。

第一黏着层52设置于第一基材51的外缘区域，其属于制作过程中的暂时性结构，可采用包含亲有机材的官能基和亲无机材的官能基的粘着促进剂(adhesion promoter)，藉由溶液涂布，再固化的方式形成于第一基材51上，其与第一基材51之间具有较强的接着强度，可补强薄膜层21与第一基材51之间的接合强度。

第一介电结构22的低折射率层221，高折射率层222则藉由溅镀技术依序制作于薄膜层21上，其较佳的溅镀制作条件为在真空度4Pa至4.5Pa且通入250sccm(standard cubic centimeter per minute)至350sccm氩气与10sccm至20sccm氧气的真空环境中进行镀膜处理，如此可让制作完成的高折射率层222、低折射率层221具有稳定的材料成分比例及成膜质量，以维持良好的光学特性。在一实施方式中，上述氩气的具体流量可设定为300sccm，氧气的具体流量可设定为15sccm，但此等气体流量都可视需要而调整，不以特定实施方式为限。根据上述实施方式，本步骤藉由溅镀技术制作第一介电结构22，相较于采用涂布、加热烘烤的方式进行结构制作，能有效降低制程温度，而提升产品的良率。

步骤S03～步骤S05：参阅图5、图6及图7，具体为，在步骤S03中在第一介电结构22上制作第一感测层31；在步骤S04中，在第一感测层31上制作隔离层32；及在步骤S05中，在隔离层32上制作第二感测层33。第一感测层31及第二感测层33可藉由溅镀配合蚀刻技术制作，或藉由印刷、喷涂等技术制作，不以特定制作方式为限。隔离层32则可藉由物理气相沉积、化学气相沉积、溶液涂布、印刷、喷涂等技术制作，但不以此等制作方式为限。在触控感应结构3的制作过程中，第一介电结构22可对薄膜层21提供保护效果，以避免化学物质对薄膜层21造成损伤。

步骤S06：参阅图8，本步骤是藉由涂布、加热烘烤的方式在触控感应结构3上制作第二介电结构4，其中，第二介电结构4是制作在触控感应结构3的第二感测层33上。但其制作方式不以此为限，也可以如前述步骤S02采用溅镀技术制作。

步骤S07：参阅图9，本步骤在第二介电结构4上设置步骤S01所预先制备的第二基材53。具体来讲，本步骤是藉由第二黏着层54将第二基材53贴合于第二介电结构4上。第二基材53于后续制程将第一基材51分离后，可用作为前述步骤S02至S06所迭设而成之整体结构的暂时承载基材。第二黏着层54为可移除式的粘合剂，其可包括非水溶性胶或能够将两层临时黏附在一起且后续可被溶解或以其它方式移除的材料。

步骤S08：参阅图9、图10，本步骤要将第一基材51移除。具体来说，本步骤可沿对应第一黏着层52的位置(如图9中的L线)进行切割，将包含第一黏着层52的部分结构切除，而形成如图10的结构。或者是，在不同的实施态样中，上述切割制程也可以藉由适当的制程条件控制，在不伤及第一基材51的状态下进行切割处理，使得第一基材51于分离后能够重复使用。

于上述切割制程后，可藉由溶液浸泡、热处理、冷处理、外力剥离或前述之组合的方式，让第一黏着层52产生质变，使得第一基材51可轻易地从薄膜层21上移除。

步骤S09、S10：参阅图1、图11、图12，完成上述处理后，步骤S09可将步骤S08制得的组装构件由薄膜层21之侧贴附于盖板1，具体而言，本步骤是藉由接合层11将组装构件贴合于盖板1而形成如图12的结构，然后步骤S10再将第二基材53移除，即能完成第一实施例之触控装置100的制作。

另外，盖板1，承载结构2及第一感测层31的位置关系并不限于前述实施例所述，在其它实施例中，第一感测层31藉由接合层11贴合于盖板1的底面，且位于承载结构2与盖板1之间。承载结构2包括相互叠置的一薄膜层21及第一介电结构22，其中第一介电结构22位于第一感测层31与薄膜层21之间。

综合前述说明，本发明触控装置藉由溅镀技术制作第一介电结构，能增进薄膜致密性、提高膜厚均匀性及附着性，而增进触控装置的制程良率及光学性能。藉由第二介电结构的设置，其与第一介电结构相互配合，能进一步增进触控装置的光学表现及结构稳定性。此外，在第一实施例的制作过程中，由于采用第一基材、第二基材的基材离型技术，使得作为承载结构的薄膜层得以达到最大程度的厚度减薄，如此能达成触控装置的薄型化。因此，本发明确实能达成本发明的目的。

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 (19)

1.一种触控装置，其特征在于，包含：

一承载结构，包括

一薄膜层，

一溅镀而成的第一介电结构，具有相互叠置的一低折射率层及一高折射率层，该低折射率层设置于该薄膜层，并具有小于该高折射率层的折射率；

该高折射率层设置于该低折射率层，并与该薄膜层分别位于该低折射率层的两相反侧；及

一触控感应结构，设置于该第一介电结构，并与该薄膜层位于该第一介电结构的两相反侧。

2.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第一介电结构的厚度范围为55纳米至85纳米。

3.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第一介电结构具有疏水性。

4.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该低折射率层的厚度为该高折射率层的厚度的2.7倍至3.5倍。

5.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该低折射率层的厚度范围为25纳米至35纳米，该高折射率层的厚度范围为3纳米至10纳米。

6.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该低折射率层的材质为非金属氧化物，该高折射率层材质为金属氧化物。

7.如权利要求6所述的触控装置，其特征在于，该低折射率层的材质为氧化硅；该高折射率层的材质为氧化铌、氧化锑、氧化钛。

8.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该高折射率层的折射率范围为1.8至2.2，该低折射率层的折射率范围为1.4至1.5。

9.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，还包含一第二介电结构，该第二介电结构设置于该触控感应结构，并与该第一介电结构分别位于该触控感应结构的两相反侧。

10.如权利要求9所述的触控装置，其特征在于，该第二介电结构是以液态材料，藉由涂布、加热固化而形成。

11.如权利要求9所述的触控装置，其特征在于，该第二介电结构的折射率范围为1.8至2.2。

12.如权利要求9所述的触控装置，其特征在于，该第二介电结构的厚度范围为50纳米至100纳米。

13.如权利要求9所述的触控装置，其特征在于，该第二介电结构的材质为包含金属氧化物颗粒的高分子材料。

14.一种触控装置的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

(A1)提供一第一基材；

(A2)在该第一基材上制作一薄膜层；

(A3)在该薄膜层上藉由溅镀技术依序制作一低折射率层及一高折射率层，该低折射率层的折射率小于该高折射率层的折射率；及

(A4)在该高折射率层上制作一触控感应结构，该触控感应结构与该低折射率层分别位于该高折射率层的两相反侧。

15.如权利要求14所述的触控装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(A4)之后还包含步骤：

(A5)设置一第二基材，该第二基材与该高折射率层分别位于该触控感应结构的两相反侧；

(A6)移除该第一基材而形成一组装构件；

(A7)将该组装构件由该薄膜层贴附于一盖板；及

(A8)移除该第二基材。

16.如权利要求15所述的触控装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(A4)与该步骤(A5)之间还包含：步骤(A9)在该触控感应结构上制作一第二介电结构，该第二介电结构与该高折射率层分别位于该触控感应结构的两相反侧。

17.如权利要求16所述的触控装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(A9)，该第二介电结构是以液态材料，藉由涂布、加热固化而形成。

18.如权利要求14所述的触控装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(A3)该溅镀技术是在真空度4Pa至4.5Pa的真空环境中进行。

19.如权利要求18所述的触控装置的制造方法，其特征在于，该溅镀技术的制作过程还通入250sccm至350sccm的氩气与10sccm至20sccm的氧气。