TWI412972B

TWI412972B - 觸控面板及其周邊電路

Info

Publication number: TWI412972B
Application number: TW099127464A
Authority: TW
Inventors: Kuohua Lan; Fuming Chang; Checheng Kuo
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2013-10-21
Also published as: TW201209656A; US20120044160A1; US8427446B2

Description

觸控面板及其周邊電路

本發明是有關於一種觸控面板，且特別是有關於一種觸控面板及其周邊電路。

近年來，體積輕巧的平面顯示器已經成為各類電子產品大量使用的顯示器。而為了達到使用便利性、外觀簡潔以及多功能合一的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板(Touch Panel)作為輸入裝置。

隨著平面顯示器與觸控輸入裝置的技術發展蓬勃，為了在有限的體積下，能讓使用者有較大的可視畫面以及提供更便利的操作模式，部分的電子產品將觸控面板與顯示面板結合，而構成觸控顯示面板。由於觸控顯示面板兼具顯示面板的顯示功能，以及觸控面板輸入操作的便利性。因此，觸控顯示面板已經慢慢成為許多電子產品如掌上型電腦(handheld PC)、個人化數位助理(Personal Digital Assistance；PDA)或是智慧型手機(smart phone)等產品的重要配備。

觸控面板的操作模式為，當一導體物件(例如手指)接觸觸控面板的觸控感測陣列時，觸控感測陣列的電氣特性(例如是電阻值或是電容值)會隨之改變，而導致觸控感測陣列的偏壓改變。此電氣特性上的改變會轉換為一控制訊號傳送至外部之控制電路板上，並經由中央處理單元進行資料處理並運算得出結果。接著，再藉由外部控制電路板輸出一顯示訊號至顯示面板中，並經由顯示面板將影像顯示在使用者眼前。觸控訊號傳輸的穩定性與可靠度攸關觸控面板的動作正確與否，因此，觸控面板與控制外部電路板之間的訊號傳輸穩定性與可靠度為觸控面板產業的重要課題。

依據上述，本發明提供一種觸控面板及其周邊電路。此觸控面板周邊電路中之連接墊結構具有較佳之連接穩定性，可增加製程的餘裕度，並增進觸控面板與周邊外部電路板間的連接可靠度。

依照一實施例，上述連接墊的結構包含位在基板之周邊非陣列區上之由下至上依序配置之第一導電層、第一保護層、第二導電層與第二保護層。上述之第一導電層包含一線路部與一端子部，其中線路部靠近基板之中央陣列區，該端子部遠離基板之中央陣列區。上述之第一保護層覆蓋於線路部上，並暴露出端子部。上述之第二導電層，位於第一保護層及端子部上，包含位於端子部上之一接合部。上述之第二保護層之外緣超越第一保護層之外緣，以覆蓋位於第一保護層與端子部交接處上方之第二導電層。

由於，位於第一保護層與端子部交接處上方之第二導電層常會因為種種製程因素產生結構缺陷。當第二保護層覆蓋位於此處之第二導電層之後，保護第二導電層之可能的結構缺陷，將可解決連接墊因此斷線的問題。

依據上述，本發明提供一種觸控面板及其周邊電路。此觸控面板周邊電路中之連接墊結構具有較佳之連接穩定性，可增加製程的餘裕度，並增進觸控面板與周邊外部電路板間的連接可靠度。在下面的敘述中，將會介紹上述之連接墊結構的例示結構與其例示之製造方法。為了容易瞭解所述實施例之故，下面將會提供不少技術細節。當然，並不是所有的實施例皆需要這些技術細節。同時，一些廣為人知之結構或元件，僅會以示意的方式在圖式中繪出，以適當地簡化圖式內容。

第1圖係繪示觸控面板之俯視示意圖。在第1圖中，觸控面板100包括基板110、多個訊號電路板500及外部電路板600。基板100上具有位於中央部位的陣列區112與位於周邊部位的非陣列區114。在陣列區112中配置有觸控感測陣列200。上述之訊號電路板500係用來連接位於基板110上之觸控感測陣列200及外部電路板600，以進行觸控感測陣列200及外部電路板600間之訊號傳輸。

上述之訊號電路板500可為晶粒玻璃接合板(Chip On Glass；COG)、晶粒薄膜接合板(Chip On Flex or Chip On Film；COF)、捲帶接合板(Tape Automated Bonding；TAB)，或軟性印刷外部電路板(Flex Printed Circuit；FPC)。

通常，上述之觸控感測陣列200是由多個橫向與縱向之二維觸控感測串列所構成。當使用者以手指接觸到觸控面板100時，觸控感測陣列200會在手指所接觸的位置上產生電性的改變。因此，觸控面板100便可由此電性上的改變計算出一適當的指令，並提供正確的畫面呈現於使用者面前。

習知觸控面板經常會發生觸控功能失常的問題，例如觸控訊號傳輸靈敏度不佳，甚或訊號傳輸中斷，而發生問題之處有可能為觸控感測陣列200、訊號電路板500以及外部電路板600之中任一位置之處。本案發明人經過多方測試，發現其中一個最常見的原因為觸控感測陣列200與訊號電路板500之間的連接穩定性不佳，詳情如下。

在第1圖之非陣列區114之中，通常配置有與觸控感測陣列200一一相接之多個連接墊的結構，其詳細結構請見第2A-2C圖。第2A圖係繪示第1圖觸控面板中非陣列區之局部放大俯視示意圖。第2B-2C圖係繪示第2A圖中之II-II剖線之剖面結構示意圖，其中第2B圖具有正常之連接墊結構，而第2C圖則為導電層具有缺陷之連接墊結構。

在第2A圖中，每個連接墊300係由線路部122、端子部124以及接合部150所構成。其中線路部122與端子部120係由位於下層之第一導電層所構成，而接合部150係由位於上層之第二導電層所構成。因此，上述第1圖之訊號電路板500係透過上述接合部150與端子部124電性相連。詳細結構請見第2B圖。

在第2B圖中，基板110上依序具有第一導電層120、第一保護層130、第二導電層140以及第二保護層160。其中第一保護層130主要是用來覆蓋第一導電層120中之線路部122，並暴露出端子部124。同樣地，第二保護層160亦是只有覆蓋部分的第二導電層140，暴露出第二導電層140的接合部150。

一般來說，膜層材料、成膜機台的製程穩定性，與基板的地形高度差與坡度大小，皆會對導電層的成膜均勻性造成影響。當沉積第一導電層120時，由於基板110上尚未沉積圖案化的其他膜層，因此此時基板地形幾乎不會對成膜均勻性造成影響。所以，第一導電層120的成膜均勻性大都是受到膜層材料、成膜機台的製程穩定性的影響。然而，沉積第二導電層140時，基板110上已經具有圖案化的第一保護層130。因此，第二導電層140的成膜穩定性將受到膜層材料、成膜機台的製程穩定性，與基板地型高度差與坡度大小的影響。

由於第一保護層130沒有完全覆蓋住第一導電層120，所以當第二導電層140接著要沉積於第一保護層130與端子部124之上時，在第一保護層130與端子部124之間的高度差與坡度大小將會影響第二導電層140之成膜是否可以連續。如第2B圖所示，若第一保護層130與端子部124之間的高度差不大，或第一保護層130邊緣的坡度較緩的情況下(坡度θ₁ 大約為15-50度)，第二導電層140可以形成連續的薄膜，為第一導電層120提供完整的保護，就不會造成觸控功能失常的問題。

但是，如第2C圖所示，若第一保護層130與端子部124之間的高度差較大，或第一保護層130邊緣坡度較陡的情況下(坡度θ₂ 大約為50-90度)，第二導電層140在第一保護層130與端子部124之交接處將不易形成連續的薄膜，而形成缺陷142。因此，第二導電層140之缺陷142將無法提供第一導電層120完整的保護。在後續製程中，若第二保護層160為有機感光材料，可直接對第二保護層160進行微影製程以圖案化第二保護層160，此時鹼性的顯影液，例如氫氧化四甲基銨(Tetramethyl ammonium Hydroxide；TMAH)或氫氧化鈉，將會透過第二導電層140之缺陷142與位於缺陷142下方之第一導電層120直接接觸，腐蝕第一導電層120，使其亦形成缺陷126。由於連接墊300是與觸控感測陣列電性連接在一起的，當連接墊300之第一導電層120與第二導電層140皆有結構缺陷的情況下，就很容易造成觸控訊號傳遞不良，甚至斷訊的問題。

上述問題，在現今使用大尺寸母基板(mother glass)來製造顯示面板的情況下，是很難避免的。由於大尺寸母基板的面積很大，因此很難達成膜厚均一性的目標。也就是，要讓大尺寸母基板各個不同區域所經歷之製程條件完全相同，甚至只要求十分近似都不大容易，使得大尺寸母基板各個不同區域常具有不同膜厚。再加上製程前層對基板地形高度差與坡度大小的影響，使得在大尺寸母基板上，總是有些區域會發生如第2C圖所示之結構缺陷的問題。

因此，本發明提供一種連接墊，其結構請參考第3A-3C圖。第3A圖係繪示依照本發明一實施例之一種觸控面板中非陣列區之局部放大俯視示意圖。第3B-3C圖係繪示第3A圖中之III-III剖線之剖面結構示意圖，其中第3B圖具有正常之連接墊結構，而第3C圖則為導電層具有缺陷之連接墊結構。

在第3A圖中，每個連接墊300a係由靠近陣列區之線路部122a、遠離陣列區之端子部124a以及位於端子部124a上方之接合部150a所構成。其中線路部122a與端子部124a係由位於下層之第一導電層120a所構成，而接合部150a係由位於上層之第二導電層140a所構成，並與端子部124a電性連接。詳細結構請見第3B-3C圖。

在第3B-3C圖中，基板110a上依序具有第一導電層120a、第一保護層130a、第二導電層140a以及第二保護層160a。其中第一保護層130a主要是用來覆蓋第一導電層120a中之線路部122a，並暴露出端子部124a。同樣地，第二保護層160a亦是只有覆蓋部分的第二導電層140a，暴露出第二導電層140a的接合部150a。

請注意在第3B-3C圖中，第二保護層160a之外緣比第一保護層130a之外緣要再往外延伸一距離D，使得第二保護層160a可以覆蓋到第一保護層130a與端子部124a之交接處，亦即覆蓋第二導電層140a容易發生缺陷之處。依照一實施例，上述之距離D例如可為1-40微米。而習知第2B-2C圖中之第二保護層160a之外緣與第一保護層130a之外緣基本上是對齊的，兩者十分不同。

因此，在第3C圖中可以清楚地看到，由於第二保護層160a覆蓋住第二導電層140a之缺陷142a，因此可避免微影製程中顯影液經由第二導電層140a之缺陷142a而與第一導電層120a接觸。所以，第3A-3C圖之連接墊結構的新設計可避免第一導電層120a被腐蝕甚至斷線，進而提高觸控面板與外部電路板之間的訊號傳輸穩定性。而且，此新連接墊的結構設計，還可以增加製程裕度，大幅提昇產品的良率。

第4圖係繪示依據本發明另一實施例之一種顯示面板之俯視圖，其中相同標號表示與第1圖相同或類似的元件。在第3A-3C圖中所顯示之連接墊結構，不僅可以用來與觸控面板之觸控感測陣列進行電性連接，也可以與第4圖中之一般顯示面板700之畫素陣列400之字元線以及資料線(未顯示於第4圖中)進行電性連接。如此，可提高一般顯示面板的驅動穩定性，減少顯示缺陷的產生。

接著，舉例詳述上述結合墊結構之詳細資料。上述之基板110a為透明的硬質或可撓曲基板，其材料可為有機或無機材料，其中有機材料例如可為塑膠，而無機材料例如可為玻璃。第一導電層120a與第二導電層140a的材料例如可為金屬或透明導電材料，其中金屬例如可為鋁或銅，而透明導電材料例如可為氧化銦錫等材料，而其形成方法例如可為濺鍍法。第一保護層130a的材料例如可為無機材料或有機樹脂材料，其中無機材料例如可為氮化矽、氮氧化矽、氧化矽等材料，而有機樹脂材料例如可為可感光之有機樹脂材料例如可為聚碳酸(polycarbonate)、聚醯亞胺(polyimide)、聚氨酯(polyurethane)或其任意組合之共聚合物。而第一保護層130a的形成方法例如可為化學氣相沉積法(chemical vapor deposition；CVD)或旋塗法(spin coating)。第二保護層160a的材料例如可為有機樹脂材料，其中有機樹脂材料例如可為可感光之有機樹脂材料，例如聚碳酸(polycarbonate)、聚醯亞胺(polyimide)、聚氨酯(polyurethane)或其任意組合之共聚合物。而第二保護層160a的形成方法例如可為旋塗法(spin coating)、狹縫式塗佈法(Slit Coating)或噴墨塗佈法(Inkjet printing)。

由上述可知，新連接墊的結構設計可以應用在觸控面板上。將新連接墊用來與訊號電路板連結時，可以增進訊號傳輸的穩定度，增加觸控面板或觸控顯示面板之觸控功能的靈敏度與穩定度。新連接墊的結構設計也可以應用在一般顯示面板上，解決一般顯示面板因與周邊驅動電路連接不穩定而造成顯示缺陷的問題。而且，此新連接墊的結構設計，還可以增加製程裕度，大幅提昇產品的良率。

在實際應用上，應用上述新連接墊結構之觸控面板可以與任何適合之現有顯示面板整合在一起。而在製程設計上，可以單獨製作或與任何適合之現有顯示面板的製程整合在一起，形成觸控顯示面板。本領域的技術人員當可在參照本發明的揭露之後，合理地將本發明的內容結合現有技術，以應用於各類可能的領域之上。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．觸控面板

110、110a．．．基板

112．．．陣列區

114．．．非陣列區

120、120a．．．第一導電層

122、122a．．．線路部

124、124a．．．端子部

126、142、142a．．．缺陷

130、130a．．．第一保護層

140、140a．．．第二保護層

150、150a．．．接合部

160、160a．．．第二保護層

200．．．觸控感測陣列

300、300a．．．連接墊

400．．．畫素陣列

500．．．訊號電路板

600．．．外部電路板

700．．．顯示面板

D．．．距離

θ₁ 、θ₂ ．．．坡度

第1圖係繪示習知觸控面板之俯視示意圖。

第2A圖係繪示第1圖觸控面板中非陣列區之局部放大俯視示意圖。

第2B-2C圖係繪示第2A圖中之II-II剖線之剖面結構示意圖，其中第2B圖具有正常之連接墊結構，而第2C圖則為導電層具有缺陷之連接墊結構。

第3A圖係繪示依照本發明一實施例之一種觸控面板中非陣列區之局部放大俯視示意圖。

第3B-3C圖係繪示第3A圖中之III-III剖線之剖面結構示意圖，其中第3B圖具有正常之連接墊結構，而第3C圖則為導電層具有缺陷之連接墊結構。

第4圖係繪示依據本發明另一實施例之一種顯示面板之俯視圖。

110a．．．基板

120a．．．第一導電層

122a．．．線路部

124a．．．端子部

130a．．．第一保護層

140a．．．第二導電層

150a．．．接合部

160a．．．第二保護層

D．．．距離

Claims

一種觸控面板之周邊電路，該觸控面板包含一中央感應陣列區與一周邊非陣列區，該周邊電路包含複數個連接墊，每一該些連接墊包含：一第一導電層，位於該周邊非陣列區之一基板上，該第一導電層包含一線路部與一端子部，其中該線路部靠近該中央感應陣列區，該端子部遠離該中央感應陣列區；一第一保護層，覆蓋於該線路部上，並暴露出該端子部；一第二導電層，位於該第一保護層及該端子部上，該第二導電層包含位於該端子部上之一接合部；以及一第二保護層，覆蓋於該第二導電層上，並暴露出部份該接合部，其中該第二保護層之外緣超越該第一保護層之外緣，再往外延伸一距離，以覆蓋位於該第一保護層之該外緣與該端子部交接處上方之該第二導電層，其中該距離為1-40微米。
如請求項1所述之周邊電路，其中該第一導電層為一金屬層或一透明導電層。
如請求項1所述之周邊電路，其中該第一保護層包含氮化矽、氮氧化矽、氧化矽或可感光之有機樹脂材料。
如請求項1所述之周邊電路，其中該第二導電層為一金屬層或一透明導電層。
如請求項1所述之周邊電路，其中該第二保護層包含可感光之有機樹脂材料。
一種觸控面板，包含：如請求項1之周邊電路；以及一觸控感測陣列，位於該中央感測陣列區之該基板上，該觸控陣列具有複數個觸控感測串列，分別與該些連接墊電性相連。
如請求項6所述之觸控面板，更包含一訊號電路板透過該接合部與該端子部電性相連，該訊號電路板係用以與一外部電路板電性相連。
如請求項7所述之觸控面板，其中該訊號電路板包含晶粒玻璃接合板、晶粒薄膜接合板、捲帶接合板或軟性印刷電路板。
一種顯示面板之周邊電路，該顯示面板包含一中央畫素陣列區與一周邊非陣列區，該周邊電路包含複數個連接墊，每一該些連接墊包含：一第一導電層，位於該周邊非陣列區之一基板上，該第一導電層包含一線路部與一端子部，其中該線路部靠近該中央畫素陣列區，該端子部遠離該中央畫素陣列區；一第一保護層，覆蓋於該線路部上，並暴露出該端子部；一第二導電層，位於該第一保護層及該端子部上，該第二導電層包含位於該端子部上之一接合部；以及一第二保護層，覆蓋於該第二導電層上，並暴露出部份該接合部，其中該第二保護層之外緣超越該第一保護層之外緣，再往外延伸一距離，以覆蓋位於該第一保護層之該外緣與該端子部交接處上方之該第二導電層，其中該距離為1-40微米。
一種顯示面板，包含：如請求項9之周邊電路；以及一畫素陣列，位於該中央畫素陣列區之該基板上，該畫素陣列與該些連接墊電性相連。