TWI444864B - 觸控式感測器面板及其製造方法 - Google Patents

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Description

觸控式感測器面板及其製造方法
本發明大體上係關於觸控式感測器面板，且更特定而言係關於使用雷射切除之觸控式感測器面板的製造。
觸控式感測器面板愈來愈多地用作計算系統之輸入器件。大體而言，觸控式感測器面板可包括用以經由觸摸輸入資訊之一外罩基板(cover substrate)(由玻璃、聚合物或其類似者形成)，及具有用以感測外罩基板上之觸摸之一觸控式感測器的感測器基板(亦由玻璃、聚合物或其類似者形成)。為了製造較薄的觸控式感測器面板，需要消除感測器基板之多餘厚度。然而，成功地提供無感測器基板之觸控式感測器面板尚為不容易的。
消除感測器基板需要觸控式感測器較佳地位於面板中之另一現存表面上。該較佳表面為外罩基板。然而，外罩基板由於以下原因中之至少一些者而尚為不可行選項。在一些實施例中，外罩基板為自母玻璃薄片切割且經成形的玻璃。接著，為了達成強度及耐久性，覆蓋玻璃通常藉由強離子溶液用化學方式強化，以使包括經切割之成形邊緣的所有玻璃表面強化。因為化學強化可損害觸控式感測器之薄膜，所以在強化之前將觸控式感測器置放於覆蓋玻璃上可為不適當的。然而，在化學強化已完成之後，經開發以用於較大母玻璃薄片之習知觸控式感測器置放製程(諸如，光微影及蝕刻)對於較小覆蓋玻璃(其係自母玻璃薄片切割)可為技術上不可行的或過於昂貴的。結果，可能難以在強化之後使用習知置放製程將觸控式感測器置放於覆蓋玻璃上。
因此，製造較薄觸控式感測器面板之此方法尚為成問題的。
本發明係關於使用雷射切除之一觸控式感測器面板的製造，其中該面板之觸控式感測器可形成於該面板之外罩基板的一下表面上。一種製造方法可包括：將一導電層沈積至一基板上，將一介電材料沈積至該導電層上，切除該導電層以界定用於觸控式感測器之不同區，及將一導電材料沈積於該介電材料上。另一製造方法可包括：在一基板上之離散位置處將一導電材料濺鍍至該基板上，在該等離散位置處將一介電材料印刷於該導電材料上，將一導電層沈積於該基板上方，及選擇性地切除該等離散位置處之該導電層以界定用於觸控式感測器的不同區。此等製造方法可有利地將觸控式感測器提供於一觸控式感測器面板之一外罩基板的一下表面上，藉此形成一較薄面板。
在各種實施例之以下描述中，參考形成各種實施例之一部分的隨附圖式，且其中借助於說明而展示了可實踐之特定實施例。應理解，可使用其他實施例，且可在不偏離各種實施例之範疇的情況下進行結構改變。
本發明係關於使用雷射切除之觸控式感測器面板的製造。該經製造之觸控式感測器面板可具有安置於外罩基板之下表面上的觸控式感測器。一種製造方法可包括：將一導電層沈積於一基板上，將一介電材料沈積於該導電層上，切除該導電層以界定用於該等觸控式感測器之不同區，及將一導電材料沈積於該介電材料上。另一製造方法可包括：在一基板上之離散位置處將一導電材料濺鍍於該基板上，在該等離散位置處將一介電材料印刷於該導電材料上，將一導電層沈積於該基板上方，及選擇性地切除該等離散位置處之該導電層以界定用於該等觸控式感測器的不同區。此等製造方法可有利地將觸控式感測器提供於一觸控式感測器面板之一外罩基板的一下表面上，藉此形成一較薄面板。
圖1a及圖1b分別說明根據各種實施例之使用雷射切除製造之例示性觸控式感測器面板的平面圖及橫截面圖。在圖1a及圖1b之實例中，觸控式感測器面板100可包括外罩基板140，該外罩基板140具有用於藉由諸如使用者之手指、手寫筆及其類似者之物件觸摸的觸摸表面142。觸控式感測器面板100亦可包括安置於外罩基板140之下表面144(與觸摸表面142相對之表面)上的用於感測觸摸表面142上之觸摸的觸控式感測器120。導電跡線之列102及行104可在跡線之交越區110周圍形成觸控式感測器120。觸控式感測器面板100亦可包括安置於外罩基板140之下表面144上的用於提供美學邊界以隱藏下伏電路的不透明遮罩130。在一些實施例中，不透明遮罩130可為導電的，且可形成用於將觸控式感測器120電連接至其他感測電路(圖中未展示)之列連接件112及行連接件114。在其他實施例中，不透明遮罩130可為不導電的，且可具有安置於其上之形成列連接件112及行連接件114的導電跡線。觸控式感測器120、不透明遮罩130以及連接器112及114可使用(例如)下文將更詳細描述之雷射切除及印刷(諸如，噴墨印刷或絲網印刷)形成於外罩基板140上。
應理解，觸控式感測器120不限於此處所說明之列行配置，而是可包括能夠感測觸摸之徑向、圓形、菱形及其他配置。
圖2說明根據各種實施例之用於使用雷射切除製造觸控式感測器面板的例示性方法。在圖2之實例中，可提供觸控式感測器面板之已強化且形成為所要形狀的外罩基板(205)。舉例而言，外罩基板可為玻璃、聚合物或某一其他合適基板。透明導電層可沈積於外罩基板之下表面上以毯覆下表面(210)，其中下表面可與外罩基板之觸摸表面相對。舉例而言，可使用濺鍍技術來沈積導電層。舉例而言，導電層可為氧化銦錫(ITO)或某一其他合適之導電材料。不透明介電材料可在外罩基板之邊界周圍印刷至導電層上以形成不透明遮罩，且可在外罩基板之中心部分中的交越區處印刷至導電層上以形成離散不透明點(215)。交越區可指代外罩基板上之觸控式感測器之列及行可經形成以彼此交越且保持彼此電隔離的區。不透明材料可以單一操作或以分離之順序操作印刷於邊界及交越區處。
雷射可切除中心部分中之導電層以界定用於觸控式感測器之列及行(220)。雷射可移除一些導電層以形成使列及行彼此分離且電隔離的間隙。雷射亦可移除不透明點之印刷於導電層之移除位置處的部分。間隙可經圖案化以將導電層分為本質上水平之不連續區(形成列)及本質上垂直之連續區(形成行)，其中水平列區由垂直行區平分。水平列區由垂直行區平分之位置可為可形成觸控式感測器的交越區。如下文將描述，不連續列區在交越區處可電連接在一起以形成電連續列。導電層之其他圖案根據所要觸控式感測器配置亦為可能的。舉例而言，列區可為連續的，且行區可為不連續的且由列區平分。
雷射亦可切除邊界處之不透明遮罩之內部周邊周圍的導電層(220)。雷射可移除一些導電層以形成使列及行與邊界處之導電層分離且電隔離的周邊間隙。
印刷器件可將第二導電材料之點印刷於導電層上且將不透明點印刷於交越區處以橋接不連續列區，藉此電連接列中的此等區(225)。印刷器件亦可將第二導電材料之跡線印刷至邊界處之不透明遮罩上以界定至列及行的連接件(225)。第二導電材料可以單一操作或以分離之順序操作印刷於邊界及交越區處。舉例而言，第二導電材料可為銀墨、ITO，或某一其他合適之導電材料。印刷器件可利用噴墨印刷、絲網印刷，或其他合適印刷技術。現可考慮交越區中之觸控式感測器，其藉由導電行區、藉由導電點連接在一起且與導電行區交越之導電列區及列區與行區之間的用以確保列區及行區彼此電隔離的不透明介電點形成。
在一些情況下，印刷器件可為不精確的，從而導致大於所需要之點且經由外罩基板亦可見的點。視情況，可調整導電點及不透明點之大小(230)。雷射可切除交越區中之不透明點及導電點以移除不透明點及導電點之部分，藉此減小點的大小且降低可見度。
可視情況沈積鈍化層以覆蓋該外罩基板之下表面上之包括觸控式感測器及不透明遮罩(除邊界處之不透明遮罩之小部分外)的所有組件(235)。舉例而言，鈍化層可為透明介電質或某一其他合適材料。舉例而言，邊界處的遮罩之小部分可曝露列連接件及行連接件之末端，以用於連接至諸如撓性電路的其他感測電路。鈍化層可保護外罩基板組件不受腐蝕。
在替代實施例中，勝於在邊界處印刷第二導電材料之跡線以界定至列及行之連接件(225)，第二導電材料之單一寬跡線可印刷於邊界處且可經切除以形成使材料之部分彼此分離且電隔離的間隙，其中該等部分可為連接件。間隙可經圖案化，使得所界定之連接件可與中心部分中之相應列及行對準。若切除亦移除下伏不透明遮罩之部分，則第二不透明介電材料可印刷於間隙中以防止外罩基板下面之光漏出。
圖3a至圖3f說明根據圖2之方法製造之例示性觸控式感測器面板。在圖3a之實例中，觸控式感測器面板300可包括具有透明導電層360之外罩基板340，該透明導電層360外罩基板之與觸摸表面相對的下表面。交越區310可包括透明導電層360。在圖3b之實例中，不透明介電材料可在外罩基板之邊界周圍印刷於導電層360上以形成不透明遮罩330。不透明介電材料亦可印刷於交越區處之導電層360上以形成不透明點330。交越區310說明安置於導電層360上之不透明介電點330。在一些實施例中，點330可具有約100微米×150微米之大小。在圖3c之實例中，外罩基板之中心部分中之導電層360可經切除以界定觸控式感測器之列302及行304，其中列及行藉由間隙306分離且電隔離。交越區310說明以下三者：行304，其形成導電層之上面安置有經切除之不透明點330的連續垂直區；列302，其形成導電層之兩個鄰近之不連續水平區；及間隙306，其使行及列彼此電隔離。外罩基板之邊界部分中之不透明遮罩330之內部周邊處的導電層360亦可經切除以形成邊界間隙376。
在圖3d之實例中，可將導電材料點309印刷於交越區310中。交越區310說明導電點309，其覆蓋不透明點330之部分且接觸形成列302之兩個鄰近區。因而，導電點309可橋接該兩個區以將其電連接在一起從而形成與行304交越的列302，其中經切除之不透明點330使列與行分離。在一些實施例中，導電點309可具有約100微米×150微米之大小。導電材料跡線亦可印刷於邊界處之不透明遮罩上以界定列連接件312及行連接件314。列連接件312可將列302連接至其他感測電路且行連接件314可將行304連接至其他感測電路。
在圖3e之實例中，交越區310中之導電點309及不透明點330可經切除以移除過大及/或經由外罩基板可見的任何區388，同時仍提供列區之間的電連接及列與行之間的分離。在一些實施例中，點309及330之寬度可減小為約25微米。在圖3f之實例中，鈍化層390可覆蓋除邊界之可用於連接至其他感測電路之部分(例如，該部分可用作將列連接件312及行連接件314接合至撓性電路(圖中未展示)之接合區域395)外的組件。
圖4說明根據各種實施例之用於使用雷射切除製造觸控式感測器面板的另一例示性方法。在圖4之實例中，可提供觸控式感測器面板之已強化且形成為所要形狀的外罩基板(405)。舉例而言，外罩基板可為玻璃、聚合物或某一其他合適基板。第一導電材料可在外罩基板之邊界周圍且在外罩基板之中心部分中之交越區處濺鍍至外罩基板的下表面上以形成離散導電點(410)。舉例而言，第一導電材料可為不透明材料，諸如黑鉻(black chrome)或某一其他合適之不透明導電材料或材料之堆疊。或者，例如，第一導電材料可為透明材料，諸如ITO或某一其他合適之透明導電材料或材料之堆疊。如先前所描述之交越區可為導電跡線之列及行交叉以形成觸控式感測器的區。蔽蔭遮罩或印刷絲網(print screen)可在濺鍍期間用以覆蓋該外罩基板之除對應於交越區之離散區外的中心部分，且將外罩基板之邊界部分及離散區域曝露至經濺鍍之導電材料。若導電材料為不透明的，則導電材料可充當邊界處之遮罩。
濺鍍可導致具有粗略界定之邊緣、大小及/或形狀的沈積。因而，視情況，雷射可切除經濺鍍之導電材料以使邊界處之邊緣銳化(若不透明)且減小離散導電點之大小(若不透明)，從而使離散導電點經由外罩基板較不可見(415)。
印刷器件可將透明介電材料點印刷於交越區處之導電點上(420)。印刷器件可利用噴墨印刷、絲網印刷，或某一其他合適之印刷技術。介電點可經印刷以覆蓋導電點之部分但非全部。如下文將更詳細描述，可使用導電點之未經覆蓋之部分。
第二導電材料可沈積於外罩基板之下表面上方以毯覆下表面(包括覆蓋第一導電材料及透明介電材料)(425)。舉例而言，第二導電材料可為ITO，或某一其他合適之導電材料。雷射可藉由移除一些導電材料以形成使列及行分離且電隔離的間隙來切除中心部分中之第二導電材料從而界定用於觸控式感測器之列及行(430)。如先前所描述，間隙可經圖案化以形成列及行。舉例而言，列可為連續水平區，且行可為藉由水平列區平分的不連續垂直區。雷射波長、脈衝持續時間、功率及其類似者可經調諧，使得其選擇性地切除第二導電材料，但終止於下伏介電點或下伏導電點上。現可考慮交越區中之觸控式感測器，其藉由用外罩基板上之導電點之未經覆蓋部分連接在一起的導電行區、與導電行區交越之導電列區及列區與行區之間的用以確保列區及行區彼此電隔離的透明介電質形成。
雷射亦可切除邊界部分中之第二導電材料及第一導電材料以界定至列及行的連接件(430)。雷射可移除第一導電材料及第二導電材料中之一些以形成使連接件分離且電隔離的間隙(415)。間隙可經圖案化，使得所界定之連接件可與中心部分中之相應列及行對準。
印刷器件可將不透明墨水印刷於邊界區中之連接件之間，以防止外罩基板下面之光漏出(435)。若第一導電材料為透明的，則印刷器件可將不透明墨水印刷於整個邊界部分上以形成不透明遮罩。
視情況，可沈積鈍化層以覆蓋該外罩基板上之除邊界處之小部分外的所有組件(440)，包括觸控式感測器及連接件。舉例而言，該小部分可曝露列連接件及行連接件之末端以用於連接至諸如撓性電路的其他感測電路。鈍化層可保護外罩基板組件不受腐蝕。
圖5a至圖5g說明根據圖4之方法製造之例示性觸控式感測器面板。在圖5a之實例中，觸控式感測器面板500可包括具有由不透明導電材料所形成之不透明遮罩530之外罩基板540，該不透明導電材料在外罩基板之邊界周圍濺鍍於下表面上以形成不透明遮罩且濺鍍於外罩基板上之交越區510處以形成離散點。交越區510可包括不透明導電材料之點。在圖5b之實例中，交越區510中之不透明導電點530可經切除為較薄且經由外罩基板540較不可見。在一些實施例中，點530可具有約20微米×200微米之經切除之大小。在圖5c之實例中，透明介電材料508之點可印刷於交 越區510中的不透明導電點530上。在圖5d之實例中，導電層560可沈積於包括不透明導電點530、不透明遮罩530及透明介電點508的整個外罩基板540上方。
在圖5e之實例中，外罩基板540之中心部分中之導電層560可經切除以界定觸控式感測器之列502及行504，其中列及行藉由間隙506分離且電隔離。交越區510說明以下三者：列502，其形成導電層之連續水平區；行504，其形成導電層之兩個鄰近之不連續垂直區；及間隙506，其使列及行彼此電隔離。不透明導電點530可橋接該兩個垂直區以將其電連接在一起從而形成與列502交疊的行504，其中介電點508使列與行分離。外罩基板540之邊界部分中之不透明遮罩530及導電層560亦可經切除以界定至列502及行504之列連接件512及行連接件514，其中連接件藉由各別間隙572及574分離且電隔離。在圖5f之實例中，不透明墨水596可印刷於外罩基板540之邊界部分中的間隙572及574上。
在圖5g之實例中，鈍化層590可覆蓋除邊界之可用於連接至其他感測電路之部分(例如，該部分可用作撓性電路(圖中未展示)之接合區域595之部分)外的外罩基板組件。
在替代實施例中，可使用透明導電材料而非使用如說明於圖5a至圖5g中的不透明導電材料。因而，導電點530不需要經切除以使得其經由外罩基板較不可見(如在圖5b中)，且不透明墨水596可沈積於整個邊界周圍以形成不透明遮罩(如在圖5f中)。
圖6說明根據各種實施例之例示性行動電話600，其可包括顯示器636及使用雷射切除製造之觸控式感測器面板624。
圖7說明根據各種實施例之例示性數位媒體播放器700，其可包括顯示器736及使用雷射切除製造之觸控式感測器面板724。
圖8說明根據各種實施例之可包括觸摸感應式顯示器836及觸控式感測器面板(軌跡板)824的例示性個人電腦800，其中觸摸感應式顯示器及軌跡板可使用雷射切除來製造。
圖6至圖8之行動電話、媒體播放器及個人電腦可藉由根據各種實施例製造之觸控式感測器面板而變薄。
雖然實施例描述觸控式感測器，但應理解，亦可使用近似及其他類型之感測器。
雖然實施例描述觸控式感測器形成於經強化形成之外罩基板的單一側上，但應理解，觸控式感測器或其部分可形成於外罩基板或準備用於觸控式感測器面板中之某一其他合適基板的多個側上。
雖然已參考隨附圖式完全地描述了實施例，但請注意，各種改變及修改對於熟習此項技術者將變得顯而易見。此等改變及修改將理解為包括於各種實施例之如藉由附加申請專利範圍界定之範疇內。
下文描述本發明之其他較佳實施例：一觸控式感測器面板包含：具有可觸摸表面之外罩基板；形成於外罩基板之與可觸摸表面相對之表面上的多個觸控式感測器，該等觸控式感測器已藉由切除及印刷導電材料或介電材料中之至少一者而形成；及形成於外罩基板之與可觸摸表面相對之表面上以連接至觸控式感測器的多個連接件，該等連接件已藉由切除及印刷導電材料或介電材料中之至少一者而形成。在一些實施例中，切除包含雷射切除。在一些其他實施例中，印刷包含噴墨印刷或絲網印刷。
一裝置包含：一基板，其已強化且形成為一形狀；一導電圖案，其在基板之第一表面上形成為觸控式感測器，該導電圖案已切除且印刷至第一表面上；及一遮罩圖案，其與導電圖案接觸地形成於基板之第一表面上，該遮罩圖案已切除且印刷至第一表面上。在一些實施例中，導電圖案形成用於觸控式感測器之一菱形圖案。
100‧‧‧觸控式感測器面板
102‧‧‧列
104‧‧‧行
110‧‧‧交越區
112‧‧‧列連接件
114‧‧‧行連接件
120‧‧‧觸控式感測器
130‧‧‧不透明遮罩
140‧‧‧外罩基板
142‧‧‧觸摸表面
144‧‧‧下表面
300‧‧‧觸控式感測器面板
302‧‧‧列
304‧‧‧行
306‧‧‧間隙
309‧‧‧導電材料點
310‧‧‧交越區
312‧‧‧列連接件
314‧‧‧行連接件
330‧‧‧不透明遮罩/經切除之不透明點
340‧‧‧外罩基板
360‧‧‧透明導電層
376‧‧‧邊界間隙
388‧‧‧過大及/或經由外罩基板可見之區
390‧‧‧鈍化層
395‧‧‧接合區域
500‧‧‧觸控式感測器面板
502‧‧‧列
504‧‧‧行
506‧‧‧間隙
508‧‧‧透明介電材料/透明介電點
510‧‧‧交越區
512‧‧‧列連接件
514‧‧‧行連接件
530‧‧‧不透明導電點/不透明遮罩
540‧‧‧外罩基板
560‧‧‧導電層
572‧‧‧間隙
574‧‧‧間隙
590‧‧‧鈍化層
595‧‧‧接合區域
圖1a及圖1b分別說明根據各種實施例之使用雷射切除製造之例示性觸控式感測器面板的平面圖及橫截面圖。
圖2說明根據各種實施例之用於使用雷射切除製造觸控式感測器面板的例示性方法。
圖3a至圖3f說明根據各種實施例之使用雷射切除製造的例示性觸控式感測器面板。
圖4說明根據各種實施例之用於使用雷射切除製造觸控式感測器面板的另一例示性方法。
圖5a至圖5g說明根據各種實施例之使用雷射切除製造的另一例示性觸控式感測器面板。
圖6說明根據各種實施例之具有使用雷射切除製造之觸控式感測器面板的例示性行動電話。
圖7說明根據各種實施例之具有使用雷射切除製造之觸控式感測器面板的例示性數位媒體播放器。
圖8說明根據各種實施例之具有使用雷射切除製造之觸摸感應式顯示器及觸控板的例示性個人電腦。
(無元件符號說明)

Claims (15)

  1. 一種製造一觸控式感測器面板之方法，其包含：將一導電層沈積於一基板上；將一介電材料沈積於該導電層上；在移除位置處切除該導電層以界定觸控式感測器之不同區，包括在與該導電層之切除的同時切除沈積於該等移除位置處之該介電材料；及將一導電材料沈積於該介電材料上。
  2. 如請求項1之方法，其中切除該導電層包含移除該導電層之部分以在該等不同區之間形成間隙。
  3. 如請求項1之方法，其中該等不同區包含列及行，該等列及該等行彼此電隔離，該等列在其中具有不連續性且與該導電材料接觸以橋接該等不連續性。
  4. 如請求項1之方法，其中沈積該介電材料包含在該等不同區之間形成電絕緣體。
  5. 如請求項1之方法，其中沈積該導電材料包含在該等不同區之間形成電導體。
  6. 如請求項1之方法，其包含切除該介電材料及該導電材料以降低該介電材料及該導電材料的可見度。
  7. 如請求項1之方法，其中該等觸控式感測器經組態以感測該基板之與上面安置有該導電層、該介電材料及該導電材料之一表面相對的一表面上的一觸摸。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含切除該經沈積之導電材料以移除該導電材料之部分且減小該導電材料的一大 小，其中該導電材料為透明或不透明的。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包含將一鈍化層沈積於該導電層上。
  10. 一種製造一觸控式感測器面板之方法，其包含：將一第一材料沈積至一基板上；將一第二材料沈積至該基板上；在移除位置處切除該經沈積之第二材料中之至少一些以界定觸控式感測器，包括在與該第二材料之切除的同時切除於該等移除位置處之一介電材料；及使該經沈積之第一材料中之至少一些與至該等觸控式感測器之連接件相關聯。
  11. 如請求項10之方法，其中：沈積該第一材料包含在該基板之一邊界周圍沈積該第一材料中之至少一些，該第一材料為導電且不透明的，及沈積該第二材料包含在該基板之該邊界周圍沈積該第二材料中之至少一些，該第二材料為導電且透明的，該方法包含：切除該基板之該邊界周圍的該經沈積之第二材料及該經沈積之第一材料以界定至該等觸控式感測器之該等連接件。
  12. 如請求項10之方法，其中沈積該第一材料包含在該基板之一邊界周圍沈積該第一材料中之至少一些，該第一材料為介電且不透明的，該方法包含：在該基板之該邊界周圍將一第三材料沈積於該經沈積 之第一材料上，該第三材料為導電的；及切除該經沈積之第三材料以界定至該等觸控式感測器之該等連接件。
  13. 如請求項12之方法，其包含：在該切除該經沈積之第三材料期間切除在該基板之該邊界周圍的該經沈積之第一材料中的至少一些；及將一第四材料沈積至藉由該切除該經沈積之第一材料所形成的間隙中，該第四材料為介電且不透明的。
  14. 一種觸控式感測器面板，其包含：一外罩基板，其具有一可觸摸表面；多個觸控式感測器，該多個觸控式感測器形成於該外罩基板之與該可觸摸表面相對之一表面上，該等觸控式感測器已藉由切除及印刷導電材料或介電材料中之至少一者而形成，在與該導電材料之切除的同時切除沈積於移除位置處之該介電材料；及多個連接件，該多個連接件形成於該外罩基板之與該可觸摸表面相對之該表面上以連接至該等觸控式感測器，該等連接件已藉由切除及印刷該導電材料或該介電材料中之至少一者而形成。
  15. 如請求項14之面板，其併入至一行動電話、一數位媒體播放器或一個人電腦中之至少一者中。
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