TW201319890A - 透明觸控面板 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於即使在化學強化玻璃基板的配線區域高密度地配線了多數之拉出線，也可以提供不使化學強化玻璃基板的強度劣化之透明觸控面板。本發明之解決手段為在複數拉出線被配線之玻璃基板之前述平面的配線區域，形成合成樹脂所構成的絕緣層，把在絕緣層上以濺鍍成膜的導電性薄膜使用光蝕刻法圖案化，形成複數之拉出線。

Description

透明觸控面板

本發明，係關於在被化學強化的玻璃基板的平面，被配線把透明感測器電極拉出至外部的拉出線之透明觸控面板，進而詳言之，是關於藉由濺鍍形成薄膜後圖案化而形成拉出線的透明觸控面板。

把顯示裝置的顯示作為指標進行輸入操作的觸控面板，以使被配置於機器內部的顯示裝置之顯示可以通過輸入操作區域來目視的方式，在輸入操作區域形成透明感測器電極，同時作為在輸入操作區域形成透明感測器電極之絕緣基板使用玻璃基板。此外，此玻璃基板，其輸入操作區域沿著機器的表面露出，會有受到外力而破損之虞，所以將其表面與背面進行離子交換使其成為應力強化之化學強化玻璃基板。

圖7與圖8係圖示記載於專利文獻1的投影型靜電電容方式之從前的透明觸控面板100，在被設定於化學強化玻璃基板101的表面之輸入操作區域102a，複數之沿著X方向之X側透明感測器電極103x與複數之沿著Y方向之Y側透明感測器電極103y被形成為相互交叉。

各透明感測器電極103x、103y，係以透明導電性材料行成為菱形面連續之帶狀，在二者交叉的部位，中介著絕緣塗層104越過X側透明感測器電極103x的連結電極 105導電連結於在交叉部中斷的Y側透明感測器電極103y的菱形面間，藉此，各透明感測器電極103x、103y，於輸入操作區域102a，相互被絕緣而在正交方向上交叉地配線。

各透明感測器電極103x、y之一側，或者兩側，分別連接於被配線在輸入操作區域102a的周圍的配線區域102b的拉出線106，被拉出直到設在配線區域102b的一部分之外部連接部107為止，被導電連接於透過外部連接部107檢測出輸入操作位置的檢測電路。

如圖7所示，被形成透明感測器電極103x、103y、拉出線106等的化學強化玻璃基板101的表面側，以透明絕緣材料形成的透明的頂塗層108覆蓋其全面，此外，被形成配線區域102b的背面側，被印刷形成絕緣遮光層109。拉出線106，以透明導電材料形成，所以雖無法目視，但把絕緣遮光層109形成於進行輸入操作的表面側的拉出線106上，覆蓋拉出線106的透明觸控面板也被記載為前述專利文獻1之其他的實施例。

手指等輸入操作體接近透明感測器電極103x、103y，浮游電容會增加，所以由檢測電路往各透明感測器電極103x、103y輸出矩形脈衝狀的位置檢測訊號，從隨著浮游電容的增加而輸出波形扭曲的位置檢測訊號之各透明感測器電極103x、103y的配置位置，來檢測出往輸入操作區域102a之輸入操作位置。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-192124號公報

使用於透明觸控面板100的化學強化玻璃基板101，以不會由於來自外部的衝擊而破損的方式，把玻璃基板的表面層及背面層之鈉離子離子交換為離子半徑大的鉀離子，藉此在表面層與背面層產生壓縮應力層。玻璃的拉伸強度遠小於壓縮強度，所以化學強化玻璃，藉由預先在其表層產生壓縮應力層，而對於外力可以達到未進行化學強化的玻璃基板的5倍強度。

另一方面，為了以高分解能檢測出輸入操作位置，而必須於輸入操作區域102a配置多數的透明感測器電極103x、103y，有必要把連接於各透明感測器電極103x、103y的多數拉出線在輸入操作區域102a周圍的有限的配線區域102b高密度地進行配線。因此，根據從前的印刷方式的配線有其侷限，以濺鍍方式在化學強化玻璃基板101的表面成膜形成拉出線106的導電材料，藉由使用光蝕刻法除去不要的部分進行圖案化，形成各拉出線106。

根據濺鍍法往化學強化玻璃101成膜時，拉出線106的導電材料之叢集(cluster)高速地打入玻璃基板101的表面之膜可以對膜的晶格壓入多餘的原子，即使考慮玻璃 基板與導電材料之熱膨脹係數之差，也可以產生沿著表面使膜膨脹的方向之內部應力，由成膜對化學強化玻璃基板101的表面作用以拉伸應力。結果，發生在化學強化玻璃基板101的表層的壓縮應力，會在其表面形成導電材料的濺鍍步驟相抵消，即使被化學強化也無法獲得充分的效果，會有成為對於外力容易破損的構造之問題。

本發明係考慮到這樣的從前的問題點而達成之發明，目的在於即使在化學強化玻璃基板的配線區域使用濺鍍法與光蝕刻法高密度地配線了多數之拉出線，也可以提供不使化學強化玻璃基板的強度劣化之透明觸控面板。

為了達成前述目的，申請專利範圍第1項之透明觸控面板，特徵係具備：平面側被化學強化之玻璃基板，於玻璃基板之前述平面的輸入操作區域相互絕緣而形成的複數透明感測器電極，以將複數之各透明感測器電極分別往外部連接部拉出的方式，被配線於玻璃基板的前述平面的輸入操作區域周圍的複數拉出線；由透過外部連接部從各透明感測器電極輸出的電氣訊號，檢測出往輸入操作區域的輸入操作之透明觸控面板；在複數拉出線被配線的玻璃基板的前述平面的配線區域，形成由合成樹脂構成的絕緣層，把在絕緣層上以濺鍍成膜的導電性薄膜使用光蝕刻法圖案化，形成前述複數拉出線。

絕緣層，可以藉濺鍍法以外的方法形成於配線區域， 複數之拉出線，由在絕緣層上濺鍍而成膜的導電性薄膜來形成，所以進行濺鍍時於導電性薄膜產生的拉伸應力，作用於絕緣層的表面，不會傳達到在配線區域的化學強化玻璃基板的表面。

玻璃基板，其周圍被固定於外殼等，所以在中央附近之輸入操作區域承受到外力時，會在固定端附近的配線區域產生大的彎曲應力。然而，配線區域的玻璃基板的平面，不會受到濺鍍導致的拉伸應力，維持在被化學強化的狀態，所以即使受到外力，玻璃基板也不容易破損。

申請專利範圍第2項之透明觸控面板，特徵為以遮住輸入操作區域的周圍的絕緣遮光層形成絕緣層。

把遮住輸入操作區域以外的部分之絕緣遮光層，作為絕緣層，所以不需要加入形成絕緣層的步驟。

申請專利範圍第3項之透明觸控面板，特徵為複數之透明感測器電極，係由在輸入操作區域相互正交的複數X側透明感測器電極，與複數Y側透明感測器電極所構成，在X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極的各交叉部絕緣X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極間的絕緣塗層與配線區域的絕緣層，是在使用絕緣油墨的同一印刷步驟形成。

在交叉部絕緣X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極間的絕緣塗層的印刷步驟，可以同時形成絕緣層。

申請專利範圍第4項之透明觸控面板，特徵為透明感測器電極以氧化銦形成，拉出線以含有鉬的導電材料形 成。

即使以濺鍍法形成硬金屬之鉬膜，拉伸應力也不會作用於玻璃基板的表面。

根據申請專利範圍第1項的發明的話，即使使用濺鍍法高密度地配線出被配線於玻璃基板的平面上的配線區域之拉出線，化學強化玻璃基板的強度也不會劣化。

根據申請專利範圍第2項的發明的話，把絕緣遮光層作為絕緣層，可以在絕緣遮光層的形成步驟，形成中介於拉出線與玻璃基板間的絕緣層。

根據申請專利範圍第3項的發明的話，可以藉絕緣X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極間的絕緣塗層的印刷步驟，形成中介於拉出線與玻璃基板間的絕緣層。

根據申請專利範圍第4項的發明的話，即使以包含硬金屬的鉬之導電材料形成拉出線，玻璃基板的強度也不會劣化。可以用對構成透明感測器電極的氧化銦具有優異的電氣接觸特性的包含鉬的導電材料來形成拉出線。

以下，使用圖1至圖6說明相關於本發明之第1實施型態之透明觸控面板1。此透明觸控面板1，作為行動電話等之電子機器的輸入裝置，將圖1(b)的上方，朝向電子機器的內側安裝於外殼，使圖中的下方側臨於外殼的 外側進行輸出操作，以下，以該圖所示的玻璃基板的上面作為平面進行說明。

透明觸控面板1，為了要使被配置於機器內側的顯示裝置可以目視同時進行輸入操作，使用作為形成感測器電極的絕緣基板之透明的玻璃基板2。玻璃基板2，沿著外殼的表面配置，以使其即使受到外力也不會破損的方式，浸漬於380℃程度的硝酸鉀熔融液，替代其表背層的鈉離子(Na⁺)而取入鉀離子(K⁺)進行化學強化。鉀離子(K⁺)的離子半徑比鈉離子(Na⁺)更大，所以在化學強化的玻璃基板2的表背層產生壓縮應力。一般而言，玻璃基板2，拉身強度大幅度地小於壓縮強度，在表背面發生拉伸應力會破損，所以藉由預先於其表背層產生壓縮應力，可使其強度達到化學強化之前的強度的5倍程度。

玻璃基板2的平面，如圖1所示，區分為多數的X側透明感測器電極3、3...與Y側透明感測器電極4、4...沿著正交的XY方向形成為矩陣狀的輸入區域2a，與其周圍之被配線多數拉出線5、5...的配線區域2b。

被形成於輸入操作區域2a的複數各X側透明感測器電極3，在與Y側透明感測器電極4交叉的交叉區域被隔開的菱形的X圖案本體間，以細寬幅帶狀之連結電極6導電連接，沿著Y方向被配線為帶狀。此外，被形成於輸入操作區域2a的複數之各Y側透明感測器電極4，與X圖案本體幾乎相同的菱形的Y圖案本體，在與X側透明感測器電極3交叉的交叉區域透過成為細寬幅的連結圖 案沿著X方向連續被配線。Y側透明感測器電極4的連結圖案，透過被形成於連接電極6上的絕緣塗層7跨連接電極6，藉此在各交叉區域交叉的X側透明感測器電極3與Y側透明感測器電極4間相互絕緣而配線。

X側透明感測器電極3與Y側透明感測器電極4，能夠以由薄膜圖案化而可形成於玻璃基板2上的任意的透明導電材料來形成，但在此，與連接電極6同樣以銦錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)來形成。此外，絕緣塗層7，使用二氧化矽(SiO₂)等絕緣材料。

在輸入操作區域2a的周圍的配線區域2b，由遮光性的絕緣樹脂所構成的絕緣遮光層8被印刷形成於區域全體。絕緣遮光層8，藉由遮住輸入操作區域2a的周圍，對操作者凸顯輸入操作區域2a，同時使其內側的顯示畫面以外的部分變成不醒目，所以只要是有遮光性者即可，可以任意著色，此處採用黑色。進而，在本發明，經過濺鍍步驟作為被形成於配線區域2b的拉出線5的下底，如稍後所述，發揮防止玻璃基板2的配線區域2b的強度劣化之用。

在本實施型態，以在光硬化性的絕緣樹脂含有碳或鉻等之材料來形成絕緣遮光層8，所以在絕緣遮光層8上配線複數之拉出線5時，拉出線5間無法得到充分的絕緣性，在前述交叉區域以與印刷形成絕緣塗層7同樣的步驟，在配線區域2b的絕緣遮光層8上也形成絕緣塗層7。

被配線於配線區域2a的絕緣塗層7上的複數拉出線 5，分別連接於各X側透明感測器電極3與各Y側透明感測器電極4的兩側，相互絕緣而被拉出至配線區域2a的外部連接部9。

所有的拉出線5，於外部連接部9被排列配線，透過向異性導電黏接劑等被連接於可撓配線基板之對應的電極，透過外部連接部9各X側透明感測器電極3與各Y側透明感測器電極4的兩側，往檢測出對輸入操作區域2a的輸入操作之未圖示的檢測電路連接。

亦即，拉出線5的總數目，為被形成於輸入操作區域2a的感測器電極3、4的2倍，有必要使所有的拉出線5在有限的配線區域2a相互絕緣而配線，所以藉濺鍍在絕緣塗層7上成膜後，以光蝕刻法圖案化而高密度地配線。

於拉出線5，使用構成連接的透明感測器電極3、4的ITO，以及因為在物理上、化學上、電氣接觸特性都很優異，而且電阻率低，而層積MAM(鉬、鋁、鉬)之三層構造之複合材料。亦即，根據濺鍍的成膜步驟，分為鉬．鋁．鉬之三層被形成薄膜，但在此濺鍍步驟，藉由使叢集(cluster)被高速打入覆膜，而在膜之晶格被壓入多餘的原子，使覆膜延著基材表面膨脹。結果，基材，由沿著表面形成的覆膜受到拉伸應力。

特別是直接形成於基材表面的鉬，是硬的金屬，所以在根據濺鍍之鉬的成膜步驟，於基材表面發生大的拉伸應力。此處，如從前那樣，在玻璃基板2的平面上直接形成拉出線5的場合，化學強化而發生壓縮應力的玻璃基板2 的平面受到拉伸應力而相互抵消，成為容易破損的基板。另一方面，在本實施型態，中介著以絕緣合成樹脂形成的絕緣遮光層8與絕緣塗層7在玻璃基板2的平面上形成MAM之薄膜，所以即使在濺鍍步驟玻璃基板2的平面也不會受到拉伸應力，維持了化學強化的強度。

(於此部分，直接於玻璃基板2上形成由MAM所構成的拉出線5的場合之沿著玻璃基板的平面之內部應力，與在絕緣塗層7上形成由MAM所構成的拉出線5的場合之應力若能獲得實測值的話，比較並顯示其實驗值)。

被形成透明感測器電極3、4與拉出線5的玻璃基板2的平面側全體，如圖1所示，以透明的絕緣樹脂所構成的頂塗層10覆蓋，使透明感測器電極3、4或拉出線5受到保護。

如此構成的透明觸控面板1，在輸入操作區域2a手指等輸入操作體由圖1(b)的下方接近的話，中介著玻璃基板2而輸入操作體接近的透明感測器電極3、4之靜電電容增加，所以分別藉靜電電容改變的X側透明感測器電極3與Y側透明感測器電極4檢測出，由該檢測電極3、4的輸入操作區域2a上的配設位置在XY方向檢測出輸入操作位置。

以下，說明前述之透明觸控面板1的製造步驟。首先，在化學強化的玻璃基板2的平面之配線區域2b全體，如圖2(a)所示，印刷形成絕緣遮光層8。此絕緣遮光層8的形成，不使用以濺鍍進行之成膜步驟，所以配線區域 2b的強度不會劣化。

接著，對包含絕緣層光層8的玻璃基板2的平面全體藉由濺鍍形成ITO之薄膜。於此濺鍍步驟，在玻璃基板2的平面的輸入操作區域2a，直接被形成ITO之薄膜，但ITO與構成MAM的鉬相比更為柔軟，所以在其成膜過程不會受到大的拉伸張力。

此外，玻璃基板2，其周圍被固定安裝於外殼，臨於外側的輸入操作區域2a受到意料外的外力時，藉由接近於固定端的配線區域2b產生大的彎曲力矩，所以在輸入操作區域2a的平面，不會有使玻璃基板2破斷的程度之大的拉伸應力作用。亦即，即使在輸入操作區域2a以濺鍍成膜，也不會損及玻璃基板2全體的強度。

成膜於玻璃基板2的平面全體的ITO薄膜，使用光蝕刻法，藉由蝕刻除去僅保留成為各交叉區域的連接電極6的部位，如圖3(a)(b)所示，於輸入操作區域2a的各交叉區域沿著Y方向被形成細長的連接電極6。

接著，如圖4(a)(b)所示，在輸入操作區域2a，交叉於各連接電極6上，而在配線區域2b，以覆蓋絕緣遮光層8全體的方式，藉由印刷形成由SiO₂所構成的絕緣塗層7。

此後，將濺鍍材料分別採鉬、鋁、鉬反覆進行濺鍍，於圖4(a)(b)所示的玻璃基板2的平面全體，形成由MAM所構成的三層構造之薄膜，如圖5(a)(b)所示，使用光蝕刻法，殘留X側透明感測器電極3與Y側透 明感測器電極4之各兩側的部位至外部連接部9為止之拉出線5的圖案，而除去其餘。在配線區域2b形成MAM的薄膜之濺鍍步驟，中介著絕緣遮光層8與絕緣塗層7而被成膜於玻璃基板2的平面上，所以不會對玻璃基板2的平面產生拉伸應力的作用。此外，在同樣的濺鍍步驟輸入操作區域2a會暫時受到拉伸應力，但因為輸入操作區域2a上的MAM薄膜全部被取除，所以同樣不會有拉伸應力作用。

接著，再度對玻璃基板2的平面全體，藉由濺鍍形成ITO薄膜，如圖6所示，使用光蝕刻法，殘留X側透明感測器電極3、Y側透明感測器電極4以及拉出線5的部位而除去ITO薄膜。藉由使用此光蝕刻法之圖案化，被形成於輸入操作區域2a的菱形的X圖案本體間藉由連接電極6導電連接，沿著Y方向被配線帶狀的X側透明感測器電極3。此外，Y側透明感測器電極4，細寬幅的連接圖案跨過連接電極6被形成於形成在交叉區域的絕緣塗層7上，在各交叉區域交叉的X側透明感測器電極3與Y側透明感測器電極4間相互絕緣而配線。形成各X側透明感測器電極3與各Y側透明感測器電極4的ITO薄膜，藉由在其兩側於拉出線5上也被殘留，而導電連接於拉出線5。

於前述步驟，藉由濺鍍將ITO直接成膜於玻璃基板2的輸入操作區域2a，所以雖會受到拉伸應力，但是因為形成連接電極6而以濺鍍進形成膜的步驟同樣的理由，不 會損及玻璃基板全體2之對外力的強度。

接著，在外部連接部9連接可撓配線基板後，使用輥塗布器以頂塗層10覆蓋玻璃基板2的平面全體，而製造出透明觸控面板1。

在前述之實施型態，說明了夾住形成X側透明感測器電極3、Y側透明感測器電極4或拉出線5的平面與玻璃基板2之逆側來進行輸入操作的透明觸控面板1，但由形成頂塗層的上方來進行輸入操作亦可。

此外，於玻璃基板2的配線區域2b，只要是中介著絕緣層而形成拉出線5的透明觸控面板的話即可，感測器電極3、4的形狀或者其形成步驟可為任意，進而，不限於靜電電容方式，也可以是使感測器電極每單位長度的電阻值成為均勻之電阻覆膜而以電阻方式來檢測輸入操作之透明觸控面板。

此外，形成於配線區域2b的玻璃基板2的平面與拉出線5之間的絕緣層，若非以濺鍍法成膜者，不限於前述的絕緣塗層7或絕緣遮光層8，亦可為在其他的步驟形成者。

[產業上利用可能性]

本發明適合應用於在玻璃基板的輸入操作區域的周圍，高密度地配線拉出線之透明觸控面板。

1‧‧‧透明觸控面板

2‧‧‧玻璃基板

2a‧‧‧輸入操作區域

2b‧‧‧配線區域

3‧‧‧X側透明感測器電極(透明感測器電極)

4‧‧‧Y側透明感測器電極(透明感測器電極)

5‧‧‧拉出線

7‧‧‧絕緣塗層(絕緣層)

8‧‧‧絕緣遮光層(絕緣層)

9‧‧‧外部連接部

圖1(a)係相關於本發明之一實施型態的透明觸控面板1之平面圖，(b)係沿著(a)的途中之A-A線之剖面圖。

圖2係顯示形成了絕緣層光層8的第1步驟。(a)為平面圖，(b)為在沿著A-A線的位置切斷之剖面圖。

圖3係顯示在輸入操作區域2a形成了連接電極6的第2步驟。(a)為平面圖，(b)為在沿著A-A線的位置切斷之剖面圖。

圖4係以絕緣塗層7覆蓋連接電極6與絕緣遮光層8之第3步驟。(a)為平面圖，(b)為在沿著A-A線的位置切斷之剖面圖。

圖5係顯示於配線區域2b配線拉出線5的第4步驟。(a)為平面圖，(b)為在沿著圖1(a)的圖中A-A線的位置切斷之剖面圖。

圖6係顯示於輸入操作區域2a形成透明感測器電極3、4之第5步驟之在沿著A-A線的位置切斷之剖面圖。

圖7係從前之透明觸控面板100之平面圖。

圖8係透明觸控面板100之縱剖圖。

1‧‧‧透明觸控面板

2‧‧‧玻璃基板

2a‧‧‧輸入操作區域

2b‧‧‧配線區域

3‧‧‧X側透明感測器電極(透明感測器電極)

4‧‧‧Y側透明感測器電極(透明感測器電極)

5‧‧‧拉出線

7‧‧‧絕緣塗層(絕緣層)

8‧‧‧絕緣遮光層(絕緣層)

9‧‧‧外部連接部

10‧‧‧頂塗層

Claims (4)

1. 一種透明觸控面板，其特徵係具備：平面側被化學強化之玻璃基板，於玻璃基板之前述平面的輸入操作區域相互絕緣而形成的複數透明感測器電極，以及以將複數之各透明感測器電極分別往外部連接部拉出的方式，被配線於玻璃基板的前述平面的輸入操作區域周圍的複數拉出線；係由透過外部連接部從各透明感測器電極輸出的電氣訊號，檢測出往輸入操作區域的輸入操作之透明觸控面板；在複數拉出線被配線的玻璃基板的前述平面的配線區域，形成由合成樹脂構成的絕緣層，把在絕緣層上以濺鍍成膜的導電性薄膜使用光蝕刻法圖案化，形成前述複數拉出線。
2. 如申請專利範圍第1項之透明觸控面板，其中以遮住輸入操作區域的周圍的絕緣遮光層形成絕緣層。
3. 如申請專利範圍第1項之透明觸控面板，其中複數之透明感測器電極，係由在輸入操作區域相互正交的複數X側透明感測器電極與複數Y側透明感測器電極所構成，在X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極的各交叉部絕緣X側透明感測器電極與Y側透明感測器電極間的絕緣塗層與配線區域的絕緣層，是在使用絕緣油墨的 同一印刷步驟形成。
4. 如申請專利範圍第1至3項之任一項之透明觸控面板，其中透明感測器電極以氧化銦形成，拉出線以含有鉬的導電材料形成。