TW201800913A - 觸控面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控面板及其製造方法，有別於採用單片印刷黑色矩陣於保護玻璃上再與觸控感測結構貼合的方式，乃提出利用黃光微影製程來取代，使用黑色矩陣光阻於觸控感測結構上直接製作遮光層來覆蓋邊框區之導電線路，再以填充層填補遮光層露出感測區的凹陷部位，使得填充層可以與遮光層的高度齊平，不僅可避免印刷段差所產生的貼合氣泡，以減少面板外觀的瑕疵，同時，藉由黃光微影製程可使遮光層達到厚度減薄，而提高觸控效能，更可搭配採用多排版設計，將產能大幅提升。

Description

觸控面板及其製造方法

本發明係有關一種觸控面板及其製造方法，特別是指一種能改善黑色矩陣印刷段差的觸控面板及其製造方法。

拜科技進步所賜，人們生活上處處可見可攜式電子裝置的蹤影，舉凡筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等，且隨著使用者的依賴程度提高，可攜式電子裝置的功能也隨之日益強大；此類產品的共通特點為具有顯示螢幕，而能夠展示各種多媒體影音給予使用者。再者，近年來可攜式電子裝置的趨勢為提供較大螢幕的觸控操作使得消費者操作上更加便利靈活。

一般而言，觸控螢幕可分為電阻式觸控螢幕以及電容式觸控螢幕，電阻式觸控螢幕乃是藉由使用者觸控的位置，因為施加壓力而產生的玻璃與電極之間產生的短路現象而加以感測；而電容式觸控螢幕則是藉由使用者觸控的位置，因為觸碰而使得其電極之電容值產生變化而加以感測。在目前電容式觸控面板的設計，主要分為薄膜式(Film-type)及玻璃式(Glass-type)觸控面板，通常包括覆蓋於感測電極層上方的保護玻璃（Cover Glass或者Cover Lens），保護玻璃下表面的周圍還覆蓋有黑色矩陣(Black matrix，BM)，其中感測電極層是用以偵測觸控位置，並於感測電極層周邊設有導電線路，黑色矩陣即用於對於周邊的導電線路進行遮擋。

現行製造黑色矩陣的主要方法是採用黑色油墨網印方式。例如，請參照第1圖，OGS或TOL的玻璃式觸控面板10的製作過程，是先於玻璃基板11印刷完黑色矩陣12，再製作觸控感測結構13。另外，如第2圖所示，薄膜式觸控面板20的黑色矩陣22是採用單片印刷方式，先於保護玻璃21印刷完成，再以光學膠(OCA)24與觸控感測結構23進行貼合。然而，因為印刷後產生了高度段差，使得光學膠24貼合時所產生的氣泡不易去除，而面板外觀也容易發生色差異常。此外，在新一代觸控面板的應用上，此種單片印刷的生產方式不但效率較低，而且印刷製程所形成的黑色矩陣厚度偏厚，約10～25微米(um)，容易導致觸控功能失效的現象。

目前的研究也針對這種議題提出了解決的方案。如台灣專利公告第I504983號專利，主要對於在印刷或塗佈遮蔽層(即黑色矩陣)時會存在塗佈不均或者微小氣泡的缺陷，在強光照射下，容易顯現出細小孔洞，而影響產品外觀，故在遮蔽層與下方的光源之間，更設置了一非透明層，此非透明層可阻擋來自下方光源的強光照射到該些孔洞，避免該些孔洞肉眼可見。

然而，上述解決方案僅就孔洞瑕疵予以遮蓋，並未直接針對結構或製程上的問題來加以探討，於實務上實行的改善程度值得商榷。由於氣泡缺陷產生的其中一個主因，乃是因為印刷段差所導致，前案並未對於此部份議題提出改善方案，即便如前述案件所提出的遮蓋方式，其印刷段差仍然存在，還會有膜厚過厚以及生產效率不佳等問題，使得其所能改善的空間相當有限。因此，亟待提出一種有效解決黑色矩陣的印刷段差問題，且能充分改善現有製程或是結構，同時又能提昇生產效率及品質的需求之方法。

有鑒於此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種觸控面板及其製造方法，能有效解決由於黑色矩陣的印刷段差而導致的氣泡缺陷等各種問題。

本發明的另一目的是提供一種觸控面板及其製造方法，透過黃光微影製程得以將遮光層達到厚度減薄，更可採用多排版設計，讓產能及效能同步予以提升。

為實現上述目的，本發明提供一種觸控裝置，包含有第一和第二基板、第一和第二感測電極層、複數第一和第二導電線路、遮光層以及填充層。依照疊層順序來說，第一基板的表面具有感測區及圍繞感測區周邊的邊框區。第一感測電極層與第一導電線路設置於第一基板上並分別位於感測區與邊框區，且第一導電線路電性連接第一感測電極層。遮光層覆蓋第一導電線路並延伸至第一基板表面，且包圍感測區而形成一中空凹陷，而遮光層為黑色矩陣光阻（Black Matrix Resist）經由曝光和顯影所形成；填充層則填平中空凹陷，且填充層的高度齊平於遮光層。第二感測電極層與第二導電線路設置於第一基板下方並分別位於感測區與邊框區，且第二導電線路電性連接第二感測電極層，第一導電線路電性連接第一導電線路。第二基板則設置於第二感測電極層與第二導電線路下方。本發明中，遮光層和填充層之間不會產生高度段差，可與之後設置的保護玻璃平整貼合，能有效解決氣泡缺陷的問題。

另外，本發明也提供一種觸控裝置的製造方法，其步驟是先提供上、下疊層設置的第一基板與第二基板，第一基板的表面具有感測區及圍繞感測區周邊的邊框區，第一感測電極層與複數第一導電線路形成於第一基板上並分別位於感測區與邊框區，且第一導電線路電性連接第一感測電極層，而第二感測電極層與複數第二導電線路形成於第二基板上並分別位於感測區與邊框區，且第二導電線路電性連接第二感測電極層，第一導電線路電性連接第一導電線路；然後，使用黑色矩陣光阻（Black Matrix Resist），經由曝光和顯影製程，而形成遮光層覆蓋第一導電線路並延伸至第一基板表面，且包圍感測區而形成一中空凹陷；之後，形成填充層填平中空凹陷，使填充層的高度齊平於遮光層。

相較於現有技術，本發明並非是先於保護玻璃上印刷遮光層，再與觸控感測結構貼合而產生高度段差，而是透過黃光微影製程，直接於觸控感測結構上製作遮光層來覆蓋邊框區的導電線路，然後，再以填充層填平其高度落差。因此，本發明除了可以避免印刷造成的高度段差，而避免貼合氣泡的問題及減少面板外觀的瑕疵，同時，使用黃光微影製程還可實現遮光層的厚度減薄，藉以提昇觸控效能，進一步再搭配採用多排版設計，更可將產能大幅提高。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明揭露一種觸控面板及其製造方法，觸控面板應用於譬如顯示裝置、平板電腦、智慧型手機、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、衛星導航、車上顯示器、航空用顯示器或可攜式DVD放影機等各種電子裝置，而觸控螢幕可分為電阻式觸控螢幕以及電容式觸控螢幕，其中電容式觸控面板主要有薄膜式(Film-type)及玻璃式(Glass-type)觸控面板，而本發明主要著重於薄膜式觸控面板，更特別是雙層薄膜式（Glass-Flim-Flim，GFF）觸控面板之結構。

請參照第3圖，繪示本發明之實施例所提供的觸控面板100的剖面結構圖。

觸控面板100具有第一基板110與第二基板120。其中，第一基板110表面定義出一感測區111及圍繞於感測區111周邊的一邊框區112，用以承載第一感測電極層130及多條第一導電線路131；第一感測電極層130位於第一基板110上的感測區111，而第一導電線路131位於第一基板110上的邊框區112。第二基板120是用以承載第二感測電極層140及多條第二導電線路141；第二感測電極層140位於第二基板120上對應於第一基板110的感測區111的位置，而第二導電線路141位於第二基板120上對應於第一基板110的邊框區112的位置。本實施例中，第一感測電極層130為發射（TX）電極層，而第二感測電極層140為接收（RX）電極層，分別與第一導電線路131、第二導電線路141電性連接，而第一導電線路131與第二導電線路141亦電性連接。

遮光層150覆蓋於邊框區112，將第一導電線路141予以包覆，詳細來說，遮光層150是由第一導電線路141的頂部向下延伸至第一基板110的表面，且包圍感測區111而形成一中空凹陷，也就是露出了位於感測區111上的第一感測電極層130。

填充層160則覆蓋於感測區111，且將遮光層150之中空凹陷予以填平，以使填充層160的高度可以與遮光層150的高度概略齊平。

此外，保護玻璃170是藉由第一黏膠層180而黏著固定於遮光層150和填充層160的上方；由於遮光層150與填充層160的高度概略齊平，並未形成高度段差，故保護玻璃170貼合於遮光層150和填充層160後，在第一黏膠層180中不會存在氣泡，可以避免面板外觀造成孔洞瑕疵。

而第一基板110與第二基板120之間可藉由第二黏膠層190，將兩基板予以黏著固定。

另如第4圖所示，於第二基板120上對應第一基板110的邊框區112的位置更設有以供外部進行電訊傳輸之多個接墊121，使部份之接墊121電性連接第一導電線路131，其餘的接墊121電性連接第二導電線路141。特別的是，本發明並不侷限於單一平面佈線，本實施例是於第一基板110上開設多個穿孔，再藉由導電材料形成於穿孔內來製作導電通孔113，以作為第一導電線路131與第二導電線路141搭接的導通媒介，並從而電性連接接墊121，達到以雙層搭接佈線的方式。更佳的是，第一導電線路131與第二導電線路141為兩兩交錯相間併排，而可藉由分別位於上、下層的第一基板110和第二基板120予以均分佈線，將善用每一平面達到邊框縮小，實現窄邊框的面板設計需求；在實際應用上，亦可利用異形基板架構來達成雙層佈線分流的效果。

上述實施例中，第一基板110和第二基板120的材質可為聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)材質的薄膜，當然，其材質並不特別限定，只是在目前市面上，以PET薄膜的型態應用最為廣泛。第一感測電極層130和第二感測電極層230主要是由透明導電材料所組成，例如，氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide，CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化錫(tin oxide)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide，HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide，InGaMgO)、氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)、奈米碳管(Carbon Nano Tube，CNT)、銀奈米碳管或銅奈米碳管等，或是其他透明導電材質與金屬或非金屬的合成物。第一導電線路131與第二導電線路141則可採用前述透明導電材料或金屬，金屬例如銀。第一黏膠層和第二黏膠層最常見者為光學膠(Optical Clear Adhesive，OCA），其可藉由紫外光來加以固化產生黏著效果，同時透光率高(＞99%)，因此適用於此類型產品的接著。填充層可為透明保護膜或透明乾膜光阻所形成。以上材料更可依實際需求而有所不同，在此並非為本發明所限制。

在此，針對本發明中遮光層150與填充層160間的高度段差予以明確定義，請參照第5圖所示，第一導線線路131的厚度通常約小於1微米（μm），遮光層150的厚度a約為1.5～5微米，填充層160的厚度b約為1.5～5微米 ± 1微米，則遮光層150與填充層160的厚度差，即高度段差，是約小於1微米。另外，填充層150側壁與遮光層160的夾角c約為15～90°。

接著，請依序參照第6A至6B圖，為本發明所提供的觸控面板之製造方法的流程圖；同時，請配合參照第7A圖～第7H圖，為本發明之實施例所提供的觸控面板之製造方法中對應各步驟的剖面結構圖。為了清楚表示本發明的方法特徵，第7A圖～第7H圖已省略了部份元件，若欲瞭解各元件組成則請參照前述第3、4圖所示。該製作流程包括如下步驟：

首先，見步驟S10，如第7A圖所示，提供前述第一基板110，第一基板110的表面定義有感測區與圍繞感測區周邊的邊框區。同時，亦提供前述第二基板（圖中省略）

然後，見步驟S20，塗佈乾膜光阻於第一基板110上，利用黃光微影技術，對於乾膜光阻進行曝光、顯影、蝕刻及剝膜，以形成第一感測電極層130於第一基板110上的感測區，如第7B圖所示；同時，形成第二感測電極層於第二基板上對應第一基板之感測區的位置（圖中省略）。之後，如第7C圖所示，可利用塗佈或印刷方式將第一導電線路131形成於第一基板110的邊框區，並使第一導電線路131電性連接第一感測電極層130；同時，將第二導電線路形成於第二基板上對應第一基板之邊框區的位置，並使第二導電線路電性連接第二感測電極層（圖中省略）。

見步驟S30，利用雷射鑽孔方式，形成複數穿孔於第一基板110的邊框區，再將導電材料鍍於穿孔內而形成導電通孔113，同時，並製作複數接墊121於第二基板120對應第一基板110邊框區的位置；此部份如同第4圖所示。

見步驟S40，如第7D圖所示，將第二黏膠層190塗佈於第一基板110與第二基板120之間，然後藉由第二黏膠層190將兩基板予以層壓疊合；此時，分別位於上、下層的第一導電線路131與第二導電線路141可透過導電通孔來完成搭接，並分別電性連接至接墊（圖中省略）。

然後，見步驟S50，將黑色矩陣光阻塗佈於第一基板110上，利用黃光微影技術，對於黑色矩陣光阻進行曝光、顯影，如第7E圖所示，形成遮光層150覆蓋住第一基板110的邊框區，以包覆第一導電線路131並延伸至第一基板110表面，且包圍感測區而形成一中空凹陷，將第一基板110的感測區予以露出。

見步驟S60，再如第7F圖所示，將填充層160填平於中空凹陷，使填充層160的高度約略齊平於遮光層150。

之後，見步驟S70，如第7G圖所示，將第一黏膠層180塗佈於遮光層150和填充層160表面，再藉由第一黏膠層180將保護玻璃170層疊固定於第一基板110上方，如第7H圖所示。

後續，見步驟S80，再進行雷射切割與拋光，即可得到GFF（Glass-Flim-Flim）薄膜式觸控面板100之結構；而根據本實施例之製作方式，可以採用多排版設計，一次進行多個觸控面板100的製作，有助於產能的提高。

綜上所述，根據本發明所提供的觸控面板及其製造方法，乃有別於採用單片印刷製作黑色矩陣於保護玻璃再進行貼合的習知方式，而是利用黃光微影製程，先於觸控感測結構上以黑色矩陣光阻製作遮光層，來將邊框區的予以包覆，再以填充層填平遮光層露出感測區的凹陷部位，使得遮光層和填充層高度相當而不致產生段差。藉此，本發明除了可克服因為印刷段差所導致的氣泡缺陷，透過黃光微影製程更使遮光層可以達到厚度減薄，將觸控效能予以提升，再者，更可以搭配採用多排版設計，以得到較高產能，提高產業競爭力。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧玻璃式觸控面板
11‧‧‧玻璃基板
12‧‧‧黑色矩陣
13‧‧‧觸控感測結構
20‧‧‧薄膜式觸控面板
21‧‧‧保護玻璃
22‧‧‧黑色矩陣
23‧‧‧觸控感測結構
24‧‧‧光學膠
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧第一基板
111‧‧‧感測區
112‧‧‧邊框區
113‧‧‧導電通孔
120‧‧‧第二基板
121‧‧‧接墊
130‧‧‧第一感測電極層
131‧‧‧第一導電線路
140‧‧‧第二感測電極層
141‧‧‧第二導電線路
150‧‧‧遮光層
160‧‧‧填充層
170‧‧‧保護玻璃
180‧‧‧第一黏膠層
190‧‧‧第二黏膠層
a、b‧‧‧厚度
c‧‧‧夾角

第1圖為先前技術所提供的薄膜式觸控面板的剖面結構圖。 第2圖為先前技術所提供的玻璃式觸控面板的剖面結構圖。 第3圖為本發明之實施例所提供的觸控面板的剖面結構圖。 第4圖為本發明之實施例中第一基板與第二基板的搭接方式示意圖。 第5圖為本發明之實施例中遮光層與填充層間的高度段差的示意圖。 第6A圖和第6B圖為本發明之實施例所提供的觸控面板之製造方法的流程圖。 第7A圖～第7H圖為本發明之實施例所提供的觸控面板之製造方法中對應各步驟的剖面結構圖。

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧第一基板

111‧‧‧感測區

112‧‧‧邊框區

120‧‧‧第二基板

130‧‧‧第一感測電極層

131‧‧‧第一導電線路

140‧‧‧第二感測電極層

141‧‧‧第二導電線路

150‧‧‧遮光層

160‧‧‧填充層

170‧‧‧保護玻璃

180‧‧‧第一黏膠層

190‧‧‧第二黏膠層

Claims (15)

1. 一種觸控面板，至少包含有： 一第一基板，其表面具有一感測區及圍繞該感測區周邊之一邊框區； 一第一感測電極層，設置於該第一基板上並位於該感測區； 複數第一導電線路，設置於該第一基板上並位於該邊框區，且電性連接該第一感測電極層； 一遮光層，覆蓋該些第一導電線路並延伸至該第一基板表面，且包圍該感測區而形成一中空凹陷； 一填充層，填平該中空凹陷，且該填充層的高度齊平於該遮光層； 一第二感測電極層，設置於該第一基板下方並位於該感測區； 複數第二導電線路，設置於該第一基板下方並位於該邊框區，且電性連接該第二感測電極層，而該些第一導電線路係電性連接該些第一導電線路；及 一第二基板，設置於該第二感測電極層與該些第二導電線路下方。
2. 如請求項第1項所述之觸控面板，更包含一第一黏膠層與一保護玻璃，該第一黏膠層塗佈於該遮光層與該填充層表面，該保護玻璃係藉由該第一黏膠層而層疊固定於該遮光層與該填充層上方。
3. 如請求項第1項所述之觸控面板，其中該遮光層為黑色矩陣光阻（Black Matrix Resist）所形成。
4. 如請求項第1項所述之觸控面板，其中該填充層為透明保護膜或透明乾膜光阻所形成。
5. 如請求項第1項所述之觸控面板，其中於平行該第一基板表面之方向上，該些第一導電線路與該些第二導電線路兩兩交錯相間併排。
6. 如請求項第1項所述之觸控面板，更包含複數接墊，設置於該第二基板上並位於該邊框區，且電性連接該些第一導電線路與該些第二導電線路，且該第一基板係於該邊框區具有複數導電通孔，以供該些接墊經由該些導電通孔而分別電性連接該些第一導電線路與該些第二導電線路。
7. 如請求項第1項所述之觸控面板，更包含一第二黏膠層，設置於該第二基板和第二感測電極層、該些第二導電線路之間。
8. 如請求項第1項所述之觸控面板，其中該遮光層的厚度為1.5～5微米（μm），且該遮光層與該填充層的厚度差小於1微米。
9. 一種觸控面板的製造方法，至少包含有下列步驟： 提供上、下疊層設置的一第一基板與一第二基板，該第一基板表面具有一感測區及圍繞該感測區周邊之一邊框區，其中一第一感測電極層與複數第一導電線路形成於該第一基板上並分別位於該感測區與該邊框區，且該些第一導電線路電性連接該第一感測電極層，而一第二感測電極層與複數第二導電線路形成於該第二基板上並分別位於該感測區與該邊框區，且該些第二導電線路電性連接該第二感測電極層，該些第一導電線路電性連接該些第一導電線路； 提供一黑色矩陣光阻（Black Matrix Resist），並進行曝光及顯影製程，以形成一遮光層覆蓋該些第一導電線路並延伸至該第一基板表面，且包圍該感測區而形成一中空凹陷； 形成一填充層填平該中空凹陷，且該填充層的高度齊平於該遮光層。
10. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，更包含： 塗佈一第一黏膠層於該遮光層和該填充層表面；及 藉由該第一黏膠層，將一保護玻璃層疊固定於該遮光層與該填充層上方。
11. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，其中該填充層為透明保護膜或透明乾膜光阻所形成。
12. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，其中於平行該第一基板表面之方向上，該些第一導電線路與該些第二導電線路兩兩交錯相間併排。
13. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，更包含： 形成複數接墊於該第二基板上並位於該邊框區，以電性連接該些第一導電線路與該些第二導電線路；及 形成複數導電通孔於該第一基板上之該邊框區，以供該些接墊經由該些導電通孔而分別電性連接該些第一導電線路與該些第二導電線路。
14. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，更包含形成一第二黏膠層於該第二基板和第二感測電極層、該些第二導電線路之間。
15. 如請求項第9項所述之觸控面板的製造方法，其中該遮光層的厚度為1.5～5微米（μm），且該遮光層與該填充層的厚度差小於1微米。