TWI421581B - Input device and manufacturing method thereof - Google Patents

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TWI421581B
TWI421581B TW101104776A TW101104776A TWI421581B TW I421581 B TWI421581 B TW I421581B TW 101104776 A TW101104776 A TW 101104776A TW 101104776 A TW101104776 A TW 101104776A TW I421581 B TWI421581 B TW I421581B
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塚本幸治
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阿爾普士電氣股份有限公司
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Description

輸入裝置及其製造方法
本發明係關於一種與液晶顯示器等組合使用之輸入裝置(觸控面板)及其製造方法。
例如專利文獻1所示，觸控面板具有透明之表層面板(透明基板23)、形成於表層面板下之裝飾區域之裝飾層(遮光層24)、形成於表層面板及裝飾層之下表面整個區域之透明之平坦化層(保護塗層25)、及形成於上述平坦化層之下表面之透明電極(透明導電層26)等。
於專利文獻1中，對感光性之丙烯酸系樹脂等透明之樹脂進行旋塗而形成平坦化層。
然而，於如此以旋塗而成之樹脂層形成平坦化層之構成中，尤其會因表層面板與裝飾層之間之階差等而使得平坦化層之平坦化度降低，因此，存在無法將透明電極形成為平坦化面而導致感測靈敏度降低之問題。
另外，於專利文獻1中由於需要平坦化層，因此觸控面板之厚度變大，從而存在無法適當地應對薄型化之問題。
並且，於先前之觸控面板之製造步驟中，存在裝飾層之印刷形成、ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等透明電極之基於蒸鍍及光微影法之圖案形成、基材間之貼合等，如此，需要複數個複雜之製造製程技術，因此需要設備投資費用或製程技術開發費用，又，製造製程變長，生產率變差。
於專利文獻2所記載之觸控面板中，於表層面板(單一基板11)下之裝飾區域積層裝飾層(遮罩層12)、平坦化層(平滑層15)及透明電極(感測電路13)，因而亦產生與上述專利文獻1同樣之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-301767號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-193587號公報
因此，本發明係為解決上述先前之課題者，其目的在於提供一種特別具備良好之感測靈敏度之薄型之輸入裝置。
又，本發明之目的在於提供一種以印刷製程為主體之輸入裝置之製造方法。
本發明中之輸入裝置之特徵在於包含：透明基材；裝飾層，其形成於上述透明基材之第一面之裝飾區域；透明電極，其自上述第一面之透明輸入區域形成至上述裝飾層之表面；以及配線層，其於上述裝飾層之表面延伸形成且與上述透明電極電性連接。
於本發明中，將裝飾層及透明電極之兩者形成於透明基材之相同之第一面上。此時，於本發明中，將透明電極形成為自第一面之透明輸入區域覆蓋至裝飾層之表面，於裝飾層之表面形成與透明電極電性連接之配線層。藉此，配 線層不會出現於透明輸入區域，於裝飾區域可使配線層與透明電極之間之電性連接性穩定。並且，藉由將透明電極形成至裝飾層3之表面為止，裝飾區域之一部分亦成為輸入區域，因此，能夠擴寬輸入區域。
而且，於本發明中，由於將透明電極形成於與裝飾層同樣平坦之第一面，故與於藉由旋塗等得到之平坦化層之表面上形成透明電極相比，可形成為平坦化面，從而能夠得到優良之感測靈敏度。並且，由於不需要如先前般形成平坦化層，因此與先前相比，能夠實現薄型化。
於本發明中，較佳為將上述裝飾層、上述透明電極及上述配線層印刷形成。
另外，於本發明中，較佳為於上述第一面側設置有覆蓋上述透明電極及上述配線層之表面之保護層。藉此，可適當地保護透明電極及配線層。
又，於本發明中，較佳為界定上述透明輸入區域與上述裝飾區域之邊界之上述裝飾層之側面係往離開上述透明輸入區域之方向傾斜之傾斜面，且上述透明電極自上述第一面之透明輸入區域形成至上述傾斜面。藉此，可簡單且穩定地將透明電極形成為自第一面之透明輸入區域覆蓋至裝飾層之表面。
又，於本發明中，較佳為上述透明基材為將與第一面相反側之第二面設為操作面之透明面板。藉此，可更有效地實現輸入裝置之薄型化。
又，於本發明中，較佳為上述透明電極包含單層結構。 藉此，可更有效地實現輸入裝置之薄型化。
又，本發明之輸入裝置之製造方法之特徵在於包含下述步驟：於透明基材之第一面之裝飾區域上印刷形成裝飾層；自上述第一面之透明輸入區域至上述裝飾層之表面印刷形成透明電極；以及將與上述透明電極電性連接之配線層印刷形成於上述裝飾層之表面。
於本發明中，裝飾層、透明電極及配線層之主要製程均藉由印刷而形成，從而與先前相比，無需多種製程技術，可抑制設備投資費用、製造製程時間，從而可使生產率提高。
又，於本發明中，較佳為包含下述步驟：於形成上述配線層後，於上述第一面側形成覆蓋上述透明電極及上述配線層之表面之保護層。另外，較佳為於上述第一面藉由單層結構而形成上述透明電極。
根據本發明之輸入裝置，由於將透明電極形成於與裝飾層同樣平坦之第一面上，故與於藉由旋塗等得到之平坦化層之表面上形成透明電極相比，能夠形成為平坦化面，從而能夠得到優異之感測靈敏度。並且，由於不需要如先前般形成平坦化層，因此與先前相比，能夠實現薄型化。
另外，根據本發明之輸入裝置之製造方法，裝飾層、透明電極及配線層之主要製程均藉由印刷而形成，藉此與先 前相比，不需要複數種製程技術，能夠抑制設備投資費用、製造製程時間，從而可使生產率提高。
圖1係本實施形態中之靜電電容式之觸控面板(輸入裝置)之俯視圖，圖2係將圖1所示觸控面板沿著A-A線切斷而自箭頭方向觀察到之縱剖面圖(其中，將操作面9側朝下示出)。
本實施形態中之觸控面板1具有位於表層之透明面板5、裝飾層3、透明電極4、配線層6及保護層21等而構成。
於此，「透明」、「透光性」係指可見光線透過率為60%以上(較佳為80%以上)之狀態。並且，較佳為霧度值為6以下。
再者，於作為圖1之縱剖面圖之圖2中，以作為表層之透明面板5為下側進行圖示。因此，於圖2中，透明面板5之下表面為操作面9。
透明面板5由玻璃或透明之塑膠等形成，對材質並未特別地限定。又，透明面板5可整體為平板狀之面板，或者亦可形成為框體之形狀。
如圖2所示，於透明面板5之第一面(相對於操作面9為相反側之背面)5a且於裝飾區域1b上形成有色之裝飾層3。裝飾區域1b以包圍透明輸入區域1a之周圍之形狀設置。裝飾層3例如藉由網版印刷而形成，但對印刷方法並未特別地限定。形成有裝飾層3之裝飾區域1b為非透光性，透明輸入區域1a為透光性。裝飾層3之材質不限，但於裝飾層3具 有導電性之情形時，需要於裝飾層3之表面3a整個區域重疊形成絕緣層。該絕緣層可為透光性、非透光性中之任一種，但於上述絕緣層自裝飾層3之側朝向透明輸入區域1a伸出之情形時則為透明。
如圖2所示，自透明面板5中之第一面5a之透明輸入區域1a至裝飾層3之表面3a形成有透明電極4。此處「裝飾層3之表面3a」係指自操作面9觀察時位於觸控面板1之背面側之面，或者於使操作面9朝向上面側時為位於下面側之面。如圖1所示，透明輸入區域1a於觸控面板1之中央之整個大範圍內設置。於本實施形態中，透明輸入區域1a由矩形形狀構成，但對形狀沒有限定。
如圖1所示，透明電極4分別以分離形成之第一透明電極4a及第二透明電極4b為一組，沿Y方向隔開間隔形成有複數組。於本實施形態中，未限定第一透明電極4a及第二透明電極4b之各自形狀，但此處第一透明電極4a及第二透明電極4b以Y方向上之寬度尺寸朝向X方向逐漸或階段性地變化之方式形成。
透明電極4只要為可印刷形成之導電材料即可，對材質並未特別地限定。例如，就導電材料而言，可提示含有PEDOT/PSS之導電墨液、含有Ag奈米線之導電墨液、含有碳奈米管之導電墨液。對於印刷方法，不論網版印刷、噴墨印刷、熱轉印等均可。對於裝飾層3或配線層6之印刷方法亦同。
如圖2所示，界定透明輸入區域1a與裝飾區域1b之邊界B 之裝飾層3之側面3b，形成為往離開透明輸入區域1a之方向傾斜之傾斜面(以下，稱為傾斜面3b)。並且，如圖2所示，透明電極4自第一面5a之透明輸入區域1a形成至裝飾層3之傾斜面3b。
如圖1、圖2所示，複數根配線層6各自一部分與各透明電極4重疊而形成，並且於裝飾層3之平坦之表面3a延伸出而形成。如此，由於配線層6形成於裝飾層3之表面3a，故實際上無法如圖1所示般自觸控面板1之操作面9側觀察到配線層6，但於圖1中，將裝飾層3透視而圖示出配線層6。配線層6例如藉由網版印刷形成，但對印刷方法並未特別地限定。
配線層6含有Ag、Cu、Cu合金、CuNi合金、Ni等金屬材料而形成，例如藉由印刷Ag膏而形成。
如圖1所示，各配線層6於裝飾層3之表面3a內繞接而集中於與可撓性印刷基板(未圖示)連接之部分。各配線層6之前端構成與可撓性印刷基板(未圖示)電性連接之外部連接部6a。
如圖2所示，於透明面板5之第一面5a側，設置有覆蓋透明電極4及配線層6之表面之保護層21。保護層21為於較薄之PET基材之表面上形成有聚氨酯丙烯酸酯樹脂等硬質塗層之硬質塗層薄膜(透明保護層)，能夠將保護層21經由光學透明黏著層(OCA(Optical Clear Adhesive，光學膠))貼合於透明電極4及配線層6之露出面。惟，於外部連接部6a之表面未覆蓋保護層21，從而外部連接部6a露出而能夠與可 撓性印刷基板連接。
於圖1、圖2所示之觸控面板1中，當操作者例如使手指接觸或近接位於觸控面板1之表層之透明面板5之操作面9時，接近手指之第一透明電極4a之間及接近手指之第二透明電極4b之間之靜電電容發生變化。而且，能夠基於該靜電電容變化算出手指之操作位置。
如圖3所示，亦可成為如下結構，即，將裝飾層3及透明電極4形成於PET膜等透明基材18之第一面18a上，將包含玻璃或透明之塑膠之透明面板5經由光學透明黏著層(OCA)19貼合於透明基材18之第二面18b(與第一面18a為相反側之面)上。然而，如圖2所示，若於表層之透明面板5上形成裝飾層3及透明電極4，則可減少零件件數，並且，能夠實現觸控面板1之薄型化，進而能夠實現感測靈敏度之提高，因而較佳。
於圖4所示之觸控面板中，採用經由透明絕緣層17將兩層透明電極15、16積層之積層結構。此時，例如透明電極15由朝向X方向延伸出且於Y方向上隔開間隔之複數根構成，透明電極16由朝向Y方向延伸出且於X方向上隔開間隔之複數根構成。
如圖4所示，將透明電極15自透明面板5中之第一面5a之透明輸入區域1a印刷形成至裝飾層3之表面3a，但對於透明電極16而言，提示有如下形成之構成，即，對ITO(Indium Tin Oxide)等透明導電材料進行濺射或蒸鍍而將其成膜於PET膜等透明基材23之表面上，並利用光微影技術 進行圖案形成。並且，能夠將形成有透明電極16之透明基材23與形成有透明電極15之透明面板5之間經由光學透明黏著層(OCA)(透明絕緣層17)貼合。
惟於本實施形態中，如圖1、圖2所示，可藉由單層結構構成透明電極4，藉此，可促進觸控面板1之薄型化，因而較佳。
圖5係表示本實施形態之觸控面板1之製造方法之步驟圖。
於圖5(a)之步驟中，於透明面板5之第一面5a且於裝飾區域1b藉由網版印刷等印刷形成裝飾層3。再者，透明面板5之第一面5a為平坦面，但操作面9側亦可為不平坦。另外，透明面板5亦可構成框體之一部分。
繼而，於圖5(b)之步驟中，於透明面板5之第一面5a且自透明輸入區域1a至裝飾層3之傾斜面3b及平坦之表面3a，藉由網版印刷等以圖1所示之平面形狀印刷形成透明電極4。
此時，由於裝飾層3之側面為傾斜面3b，故可自第一面5a至裝飾層3之表面3a簡單且穩定地形成透明電極4。
其次，於圖5(c)之步驟中，藉由網版印刷等印刷形成複數根配線層6，該複數根配線層6於膜厚方向上與各透明電極4a、4b(參照圖1)重疊，且於裝飾層3之平坦之表面3a延伸出。
之後，於圖5(d)之步驟中，於透明面板5之第一面5a側形成覆蓋透明電極4及配線層6之露出表面之保護層21。該保 護層21例如為於較薄之PET基材之表面形成有聚氨酯丙烯酸酯樹脂等硬質塗層之硬質塗層膜(透明保護層)，可將保護層21經由光學透明黏著層(OCA)貼合於透明電極4及配線層6之表面上。
於本實施形態中，將裝飾層3與透明電極4此兩者形成於透明面板5之相同之第一面5a上。此時，於本實施形態中，將透明電極4形成為自第一面5a之透明輸入區域1a覆蓋至裝飾層3之表面，於裝飾層3之表面形成與透明電極4電性連接之配線層6。藉此，配線層6不會出現於透明輸入區域1a，於裝飾區域1b可使配線層6與透明電極4之間之電性連接性穩定。並且，藉由將透明電極形成至裝飾層3之表面為止，裝飾區域之一部分亦形成為輸入區域，因此，能夠擴寬輸入區域。
並且，於本實施形態中，由於可將透明電極4形成於與裝飾層3同樣平坦之第一面5a上，故與於藉由旋塗等得到之平坦化層之表面上形成透明電極相比，能夠形成為平坦化面，從而可得到優良之感測靈敏度。並且，由於不需要如先前般形成平坦化層，因此與先前相比，能夠實現薄型化。
又，於本實施形態之觸控面板1之製造方法中，裝飾層3、透明電極4及配線層6之主要製程均藉由印刷而形成，藉此與先前相比，不需要複數種製程技術，可抑制設備投資費用、製造製程時間，從而可使生產率提高。
本實施形態中之觸控面板1為靜電電容式，於觸控面板1 之背面側(與操作面9相反之一側)配置有液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)(未圖示)。自觸控面板1之透明輸入區域1a能夠觀察到液晶顯示器之顯示形態，並且，於本實施形態中，可於觀察透明輸入區域1a顯現出之顯示形態之同時進行輸入操作。
本實施形態中之觸控面板(輸入裝置)用於行動電話、數位相機、PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)、遊戲機、汽車導航系統等中。
1‧‧‧觸控面板
1a‧‧‧透明輸入區域
1b‧‧‧裝飾區域
3‧‧‧裝飾層
3b‧‧‧傾斜面
4、4a、4b、15、16‧‧‧透明電極
5‧‧‧透明面板
5a‧‧‧第一面
6‧‧‧配線層
9‧‧‧操作面
18、23‧‧‧透明基材
21‧‧‧保護層
圖1係本實施形態中之靜電電容式之觸控面板(輸入裝置)之俯視圖。
圖2係將圖1所示觸控面板沿著A-A線切斷而自箭頭方向觀察到之縱剖面圖。
圖3係與圖2不同之實施形態中之觸控面板之局部放大縱剖面圖。
圖4係與圖2不同之實施形態中之觸控面板之局部放大縱剖面圖。
圖5(a)~(d)係表示本實施形態中之觸控面板之製造方法之一步驟圖(縱剖面圖)。
1a‧‧‧透明輸入區域
1b‧‧‧裝飾區域
3‧‧‧裝飾層
3a‧‧‧裝飾層3之表面
3b‧‧‧傾斜面
4‧‧‧透明電極
5‧‧‧透明面板
5a‧‧‧第一面
6‧‧‧配線層
9‧‧‧操作面
21‧‧‧保護層
B‧‧‧邊界

Claims (22)

  1. 一種輸入裝置，其特徵在於包含：透明面板，其具有操作面；非透光性的裝飾層，其形成於位在上述透明面板之相對於上述操作面為相反側之背面且包圍透明輸入區域之周圍之裝飾區域，並且具有界定上述透明輸入區域與上述裝飾區域之邊界且以往離開上述透明輸入區域之方向傾斜之傾斜面形成之側面以及平坦之表面；透明電極，其自上述背面之上述透明輸入區域形成至上述裝飾層之上述側面及上述平坦之表面；以及配線層，其於上述裝飾區域與上述透明電極一部分重疊而電性連接於上述透明電極並且延伸形成於上述裝飾層之上述平坦之表面。
  2. 如請求項1之輸入裝置，其中上述裝飾層、上述透明電極及上述配線層係印刷形成。
  3. 如請求項1或2之輸入裝置，其中於上述背面側設置有覆蓋上述透明電極及上述配線層之表面之保護層。
  4. 如請求項1或2之輸入裝置，，其中上述透明電極由單層結構構成。
  5. 如請求項3之輸入裝置，其中上述透明電極由單層結構構成。
  6. 如請求項3之輸入裝置，其中上述保護層係於PET基材形成有硬質塗層之硬質塗層薄膜。
  7. 如請求項1或2之輸入裝置，其中於上述透明電極隔著透 明絕緣層而形成有第二透明電極。
  8. 如請求項1或2之輸入裝置，其中於上述裝飾層與上述配線層之間、及上述裝飾層與上述透明電極之間形成有絕緣層。
  9. 如請求項1或2之輸入裝置，其中上述透明電極係藉由導電墨液而形成。
  10. 如請求項9之輸入裝置，其中上述導電墨液係含有PEDOT之導電墨液。
  11. 如請求項9之輸入裝置，其中上述導電墨液係含有PSS之導電墨液。
  12. 如請求項10之輸入裝置，其中上述導電墨液係含有PSS之導電墨液。
  13. 如請求項1或2之輸入裝置，其中上述輸入裝置係靜電電容式之觸控面板。
  14. 一種輸入裝置之製造方法，其特徵在於包含下述步驟：於位在透明面板之操作面之相反側之背面且包圍透明輸入區域之周圍之裝飾區域印刷形成非透光性的裝飾層，此時，於上述裝飾層，形成界定上述透明輸入區域與上述裝飾區域之邊界且藉由往離開上述透明輸入區域之方向傾斜之傾斜面形成之側面以及平坦之表面；將透明電極印刷形成於自上述背面之上述透明輸入區域至上述裝飾層之上述側面及上述平坦之表面；以及印刷形成配線層，其係於上述裝飾區域與上述透明電極一部分重疊而電性連接於上述透明電極，且延伸於上 述裝飾層之上述平坦之表面。
  15. 如請求項14之輸入裝置之製造方法，其中包含下述步驟：於形成上述配線層後，於上述背面側形成覆蓋上述透明電極及上述配線層之表面之保護層。
  16. 如請求項14或15之輸入裝置之製造方法，其中於上述背面藉由單層結構形成上述透明電極。
  17. 如請求項15之輸入裝置之製造方法，其中於上述保護層係於PET基材形成有硬質塗層之硬質塗層薄膜。
  18. 如請求項14或15之輸入裝置之製造方法，其中上述透明電極係藉由導電墨液而形成。
  19. 如請求項18之輸入裝置之製造方法，其中上述導電墨液係含有PEDOT之導電墨液。
  20. 如請求項18之輸入裝置之製造方法，其中上述導電墨液係含有PSS之導電墨液。
  21. 如請求項19之輸入裝置之製造方法，其中上述導電墨液係含有PSS之導電墨液。
  22. 如請求項14或15之輸入裝置之製造方法，其中上述輸入裝置係靜電電容式之觸控面板。
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