TWI444870B - 觸控感測裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控感測裝置及其製造方法

本發明提供一種輸入裝置，特別是有關一種觸控感測裝置及其製造方法。

近年來，觸控感測技術已逐漸廣泛地使用於日常生活中的各個電子裝置中，以作為眾多電子裝置的輸入介面，例如作為顯示器、手機或遊戲機器等電子裝置的輸入介面。此技術乃是由手指或觸控筆按壓或接觸於一觸控感測裝置上，藉此可在無需其他傳統類型的輸入介面(如，按紐、鍵盤、或操作桿)操作下進行資料的存取或傳輸。

上述的觸控感測裝置是由一顯示面板與一觸控感測面板所組成，其中該觸控感測面板是貼合於該顯示面板，也就是說為了使顯示面板亦具有觸控感測功能，該觸控感測面板必須藉由黏貼方式依附於該顯示面板的表面上。其中該觸控感測面板是由一具有保護功能的上蓋玻璃以及一具有支撐功能且被該上蓋玻璃覆蓋的感測基板所組成。然而這樣的架構卻因內部的多層堆疊結構，導致設計複雜且無法滿足現今電子裝置的輕薄需求。

目前，為解決上述問題，出現一種薄型化的觸控感測面板，僅使用一個上蓋玻璃達成上述的保護與支撐的雙重 功能，如圖1顯示的上蓋玻璃10。在圖1中，該習知薄型化的觸控感測面板更包括一塗佈於上蓋玻璃10周邊區域的黑墨層20，以及一形成於黑墨層20下的觸控感測組件30。該觸控感測組件30包括至少一感測電極302以及至少一導電線路304，其中該感測電極302是用以感測外部使用者的觸摸而產生至少一感測訊號，而導電線路304則是用以傳輸該感測訊號至處理器(未繪示)，使處理器可以進一步計算外部觸摸的觸控位置。另外，為了美化習知薄型化觸控感測面板的外觀，上蓋玻璃10中塗佈有黑墨層20的週邊區域會對應導電線路304的設置位置，因此該黑墨層20可以防止使用者注視到導電線路304的存在，而可進一步達到較好的視覺效果。

雖然上述薄型化觸控感測面板的厚度會因為感測基板的省略而變薄，但仍存在一個會影響感測精準度的問題，即如果黑墨層20具有較差的絕緣特性，則在感測電極302與黑墨層20之間會產生電性導通的狀況，而此電性導通狀況會造成感測電極302之間產生所謂的短路現象，進而產生不精確或錯誤的感測訊號而影響觸控操作上的品質問題。

因此，亟需要一種薄型化觸控感測裝置，不會因為黑墨層的絕緣性不佳，而降低觸控操作上的品質。

本發明之一目的為提供一種觸控感測裝置及其製造方法，其在黑墨層絕緣性不佳的狀況下，仍可以達到高觸控感測能力。

為達上述目的，本發明提供一種觸控感測裝置，包括一基板、一不透明遮蔽層、至少一觸控感測組件以及一絕緣層。其中該不透明遮蔽層用以遮蔽一部份的該觸控感測組件，而該絕緣層是形成於該不透明遮蔽層與該觸控感測組件之間，隔絕該不透明遮蔽層與該觸控感測組件。且該不透明遮蔽層、該觸控感測組件以及該絕緣層是整合性地形成於該基板上。

為達上述目的，本發明另提供一種觸控感測裝置，包括一基板、一不透明遮蔽層、一觸控感測組件以及一絕緣層，其中該不透明遮蔽層是設置於該基板上，而該絕緣層是形成於該不透明遮蔽層與該觸控感測組件之間。

為達上述目的，本發明另又提供一種觸控感測裝置，包括一基板、一不透明遮蔽層、一第一觸控感測組件、一與該第一觸控感測組件形成於不同層的第二觸控感測組件、一第一絕緣層以及一第二絕緣層，其中該第一觸控感測組件是設置在該基板的一表面上，該第一絕緣層是形成於該第一觸控感測組件與該不透明遮蔽層之間，而該第二絕緣層是形成於該第二觸控感測組件與該不透明遮蔽層之 間。

為達上述目的，本發明另再提供一種觸控感測裝置，包括一基板、一不透明遮蔽層、一第一觸控感測組件、一與該第一觸控感測組件形成於不同層的第二觸控感測組件、一第一絕緣層以及一第二絕緣層，其中在該基板的一表面上設置該不透明遮蔽層，該第一絕緣層是形成於該第一觸控感測組件與該不透明遮蔽層之間，而該第二絕緣層是形成於該第一觸控感測組件與該第二觸控感測組件之間。

為達上述目的，本發明另又提供一種觸控感測裝置的製造方法，包括在不透明遮蔽層與觸控感測組件之間設置隔絕該不透明遮蔽層與觸控感測組件的絕緣層的步驟。

上述觸控感測裝置及其製造方法，絕緣層設置在不透明遮蔽層與觸控元件之間，隔絕不透明遮蔽層與觸控感測組件，進行絕緣，從而在不透明遮蔽層具有較差的絕緣特性時，防止因不透明遮蔽層與觸控感測組件之間產生的電性連通而造成短路現象發生，提高觸控感測能力，達到高觸控感測能力，保證觸控操作的品質。

本發明的一些實施例詳細描述如下。然而，除了該詳細描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行。亦 即，本發明的範圍不受已提出之實施例的限制，而以本發明提出之申請專利範圍為準。其次，當本發明之實施例圖示中的各元件或結構以單一元件或結構描述說明時，不應以此作為有限定的認知，即如下之說明未特別強調數目上的限制時本發明之精神與應用範圍可推及多數個元件或結構並存的結構與方法上。再者，在本說明書中，各元件之不同部分並沒有完全依照尺寸繪圖，某些尺度與其他相關尺度相比或有被誇張或是簡化，以提供更清楚的描述以增進對本發明的理解。而本發明所沿用的現有技藝，在此僅做重點式的引用，以助本發明的闡述。

圖2A為本發明觸控感測裝置之第一實施例之上視示意圖，圖2B則是依據圖2A的Z-Z’剖面線而繪示之剖面示意圖。依據圖2A與2B所示，該觸控感測裝置100包括一基板200以及一整合元件300，其中為薄型化設計需求，該基板200是同時扮演兩種角色，即同時作為該整合元件300的上蓋基板與支撐基板。該整合元件300包括一不透明遮蔽層310、至少一觸控感測組件320以及一絕緣層330，其中，該不透明遮蔽層310會遮蔽位於基板200周邊區域的部分觸控感測組件320，而該絕緣層330是形成於該不透明遮蔽層310與該觸控感測組件320之間，用以隔絕不透明遮蔽層310和觸控感測組件320。另，該整合元件300是形成於該基板200的一表面，亦即該不透明遮蔽 層310、該觸控感測組件320以及該絕緣層330可以是整合性地形成於該基板200上，特別是形成於該基板200的同一側。更甚者，如圖2B所示的觸控感測裝置100，可以是設置於一顯示裝置400上方，而該顯示裝置400可以是例如LCD、CRT、OLED或其他類型的顯示裝置。

由於基板200可以是由一種透明材料所形成，例如玻璃或塑化材料所形成，而整合元件300除了不透明遮蔽層310所形成的區域外，其餘區域實質上也是透明的，因此使用者可以從相對於整合元件300的基板200另一側上方觀看顯示裝置400所顯示的內容。另外，由於觸控感測組件320的形成，至少一觸控感測訊號是由至少一實體接觸所產生，例如由使用者的手指或是觸控筆的接觸而產生，也就是說，該觸控感測組件320藉由該些實體的接近或是碰觸該基板200上方，造成觸控感應訊號的變化，觸控訊號可以是電容、電壓或電流。觸控之後，觸控感測訊號會被傳送至一處理器(未繪示)以被進一步計算該些實體接觸的觸碰位置。

上述圖2A與圖2B所述的第一實施例，僅是統括性地介紹本發明所提供的觸控感測裝置100及其與顯示裝置400的關係，以下將會更詳細地以其他實施例介紹本發明所提供的觸控感測裝置100。

圖3A為本發明觸控感測裝置之第二實施例之分解示意圖，特別是指本發明第二實施例的第一較佳範例。如圖 3A所示的觸控感測裝置100包括：一基板200、一不透明遮蔽層310、一觸控感測組件320以及一絕緣層330a，其中該不透明遮蔽層310是設置於該基板200上，該絕緣層330a是形成於該不透明遮蔽層310與該觸控感測組件320之間，用以隔絕不透明遮蔽層310和觸控感測組件320。

觸控感測組件320包括一感測電極層322以及至少一導電線路324，其中該感測電極層322包括複數個感測電極3221，每一該些感測電極3221間彼此分隔設立且耦接至相對應的導電線路324，以傳輸一第一軸向訊號(例如X軸訊號)與一第二軸向訊號(例如Y軸訊號)。不透明遮蔽層310是形成於基板200的週邊區域以遮蔽導電線路324，絕緣層330a則是全面形成類型，其可為一完整平面，設置於不透明遮蔽層310與觸控感測組件320之間，當不透明遮蔽層310具有較差的絕緣特性時，可以防止因不透明遮蔽層310與觸控感測組件320之間產生的電性連通而造成感測電極3221之間的短路現象發生。

圖3B為本發明觸控感測裝置之第二實施例之分解示意圖，特別是指本發明第二實施例的第二較佳範例。圖3B所示的結構類似於圖3A所示的結構，其差異在於圖3B所示的絕緣層330b是部份地形成類型，其可為中間設有開口的平面形狀，設置於不透明遮蔽層310與觸控感測組件320之間，且具有相似、相同或略大於該不透明遮蔽層310的 尺寸以及相似或相同於該不透明遮蔽層310的形狀。

另外，在其他實施例中，觸控感測組件320可無需限定於圖3A與圖3B中所示的感測電極層322的單層單軸結構，亦可採用其他類型的觸控結構，如單層雙軸結構或是雙層雙軸結構，即間隔的兩列感測電極可以是交錯間隔且形成於單一層表面上，或是可以垂直間隔且分別形成於兩層表面上，但皆分別代表X軸與Y軸，而可分別傳輸X軸觸控感測訊號與Y軸觸控感測訊號。此外，導電線路324可以是由金屬材質所形成或其他材質所形成，但不限定僅使用於第二實施例的範例。

圖4A~4C為本發明觸控感測裝置之第三實施例之分解示意圖。觸控感測裝置100包括一第一觸控感測組件520、一第二觸控感測組件540、一基板200、一不透明遮蔽層310、一第一絕緣層530a以及一第二絕緣層530b。其中，第一觸控感測組件520可設置在基板200的一表面上。

在第三實施例中，第一觸控感測組件520包括一第一感測電極層522以及至少一第一導電線路524，第二觸控感測組件540包括一第二感測電極層542以及至少一第二導電線路544。其中第一感測電極層522與第二感測電極層542在位置上分屬不同層，分別代表X軸與Y軸，而可分別感測、傳輸X軸觸控感測訊號與Y軸觸控感測訊號。該第一絕緣層530a介於第一觸控感測組件520與該不透明遮 蔽層310之間，該第二絕緣層530b介於該第二觸控感測組件540與不透明遮蔽層310之間。

圖4A、圖4B及圖4C在該第一絕緣層530a與該第二絕緣層530b結構上的差異敘述如下：圖4A所示的第一絕緣層530a在可視區內是全面形成類型，設置於第一觸控感測組件520以及不透明遮蔽層310之間，而第二絕緣層530b也於可視區內是全面形成類型，設置於第二觸控感測組件540以及不透明遮蔽層310之間。圖4B所示的第一絕緣層530a是部分形成類型，設置於第一觸控感測組件520以及不透明遮蔽層310之間，但該第一絕緣層530a的面積大小足以隔絕該第一觸控感測組件520與該不透明遮蔽層310。而第二絕緣層530b則是全面形成類型，設置於第二觸控感測組件540以及不透明遮蔽層310之間。圖4C所示的第一絕緣層530a是全面形成類型，設置於第一觸控感測組件520以及不透明遮蔽層310之間，而第二絕緣層530b則是部份形成類型，設置於第二觸控感測組件540以及不透明遮蔽層310之間。但該第二絕緣層530b的面積大小足以隔絕該第二觸控感測組件540與該不透明遮蔽層310。

在第三實施例中，屬於部份形成類型的第一絕緣層530a或第二絕緣層530b具有相似、相同或略大於不透明遮蔽層310的尺寸以及相似或相同於不透明遮蔽層310的形狀。

圖5A~5B圖為本發明觸控感測裝置之第四實施例之分解示意圖。其中，在第四實施例中所使用元件皆類似於第三實施例，主要差異在於各元件間相對位置的差異。圖5A~5B圖所示的觸控感測裝置100包括一第一觸控感測組件520、一第二觸控感測組件540、一基板200、一不透明遮蔽層310、一第一絕緣層530a以及一第二絕緣層530b。其中在基板200的一表面上設置一不透明遮蔽層310，第二觸控感測組件540與第一觸控感測組件520是形成於不同層，且第一絕緣層530a是形成於該第一觸控感測組件520與不透明遮蔽層310之間，而第二絕緣層530b是形成於第一觸控感測組件520與第二觸控感測組件540之間。

另外，特別的是，在第四實施例中的不透明遮蔽層310是形成於基板200的週邊區域，藉此遮蔽第二導電線路544與第一導電線路524。

圖5A及圖5B在該第一絕緣層530a與該第二絕緣層530b結構上的差異敘述如下：圖5A所示的第一絕緣層530a在可視區內是採全面形成類型，而第二絕緣層530b也於可視區內採全面形成類型。圖5B所示的第一絕緣層530a是部分形成類型，即採中空設計，但該第一絕緣層530a的面積大小足以隔絕該第一觸控感測組件520與該不透明遮蔽層310，而第二絕緣層530b則是採全面形成類型。

在上述各實施例中所提及的絕緣層，例如圖2A所示之絕緣層 330、圖3A所示之絕緣層330a、圖3B所示之絕緣層330b、圖4A至圖4C以及圖5A至圖5B所示之第一絕緣層530a以及圖4A至圖4C以及圖5A至圖5B所示之第二絕緣層530b，皆可選自有機材料或是無機材料，其中有機材料可以是由壓克力樹脂(Polymethyacrylate)或其他材料所形成，無機材料可以是由二氧化矽(SiO₂)或其他材料所形成，另，在上述各實施例中所提及的絕緣層，若為全面形成類型，則其可為一完整平面，若為部分形成類型，則其可為中間設有開口的平面形狀。再者，在上述各實施例中所提及的不透明遮蔽層310可以是由不透明的油墨材料所形成，且具有各種顏色，包括黑色、白色、藍色等。

此外，還提供了一種觸控感測裝置的製造方法，包括在不透明遮蔽層與觸控感測組件之間設置隔絕所述不透明遮蔽層與觸控感測組件的絕緣層的步驟。其中，不透明遮蔽層、絕緣層、觸控感測組件可以是上述實施例中的任何一種形式。

上述的觸控感測裝置可為一種薄型化觸控感測裝置，絕緣層設置在不透明遮蔽層與觸控元件之間，隔絕不透明遮蔽層與觸控感測組件以進行絕緣，從而在不透明遮蔽層具有較差的絕緣特性時，防止因不透明遮蔽層與觸控感測組件之間產生的電性連通而造成短路現象發生。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精 神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10‧‧‧上蓋玻璃

20‧‧‧黑墨層

30‧‧‧觸控感測組件

302‧‧‧感測電極

304‧‧‧導電線路

100‧‧‧觸控感測裝置

200‧‧‧基板

300‧‧‧整合元件

400‧‧‧顯示裝置

310‧‧‧不透明遮蔽層

330‧‧‧絕緣層

320‧‧‧觸控感測組件

322‧‧‧感測電極層

3221‧‧‧感測電極

324‧‧‧導電線路

330a‧‧‧絕緣層

330b‧‧‧絕緣層

520‧‧‧第一觸控感測組件

522‧‧‧第一感測電極層

524‧‧‧第一導電線路

540‧‧‧第二觸控感測組件

542‧‧‧第二感測電極層

544‧‧‧第二導電線路

530a‧‧‧第一絕緣層

530b‧‧‧第二絕緣層

圖1是為一般薄型化觸控感測面板的分解示意圖。

圖2A為本發明薄型化觸控感測裝置之第一實施例之上視示意圖。

圖2B為本發明觸控感測裝置之第一實施例之剖面示意圖，其是依據圖2A的Z-Z’剖面線而繪示。

圖3A~3B為本發明觸控感測裝置之第二實施例之分解示意圖。

圖4A~4C為本發明觸控感測裝置之第三實施例之分解示意圖。

圖5A~5B為本發明觸控感測裝置之第四實施例之分解示意圖。

100‧‧‧觸控感測裝置

200‧‧‧基板

300‧‧‧整合元件

310‧‧‧不透明遮蔽層

330a‧‧‧絕緣層

320‧‧‧觸控感測組件

322‧‧‧感測電極層

324‧‧‧導電線路

3221‧‧‧感測電極

Claims (19)

1. 一種觸控感測裝置，包括：一基板；一觸控感測組件，其中該觸控感測組件包括一感測電極層以及至少一導電線路；一不透明遮蔽層，設置於該基板上，該不透明遮蔽層用以遮蔽該導電線路；以及一絕緣層，形成於該不透明遮蔽層與該觸控感測組件之間，隔絕該不透明遮蔽層與該觸控感測組件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置，其中該感測電極層是由單層單軸結構所組成，包括複數個感測電極，每一該些感測電極間彼此分隔設立且耦接至相對應的該導電線路，以傳輸一第一軸向訊號與一第二軸向訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置，其中該感測電極層是由單層雙軸結構或是雙層雙軸結構所組成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置，其中該導電線路是由金屬材質所形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置，其中該絕緣層是全面或部份形成於該不透明遮蔽層與該觸控感測組件之間。
6. 一種觸控感測裝置，包括：一第一觸控感測組件，設置在一基板的一表面上； 一第二觸控感測組件，與該第一觸控感測組件形成於不同層；其中該第一觸控感測組件包括一第一感測電極層以及至少一第一導電線路，該第二觸控感測組件包括一第二感測電極層以及至少一第二導電線路。一不透明遮蔽層，用以遮蔽該第一導電線路及該第二導電線路；一第一絕緣層，形成於該第一觸控感測組件與該該不透明遮蔽層之間；以及一第二絕緣層，形成於該第二觸控感測組件與該不透明遮蔽層之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測裝置，其中該第一感測電極層與該第二感測電極層在位置上分屬不同層，分別代表X軸與Y軸方向以分別感測、傳輸X軸觸控感測訊號與Y軸觸控感測訊號。
8. 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測裝置，其中該第二導電線路與該第一導電線路是由金屬材質所形成。
9. 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測裝置，其中該第一絕緣層是全面或部份形成於該不透明遮蔽層與該第一觸控感測組件之間，而該第二絕緣層是全面或部份形成於該不透明遮蔽層與該第二觸控感測組件之間。
10. 一種觸控感測裝置，包括： 一不透明遮蔽層，設置在一基板的一表面上；一第一觸控感測組件；一第二觸控感測組件，與該第一觸控感測組件形成於不同層；該第一觸控感測組件包括一第一感測電極層以及至少一第一導電線路，該第二觸控感測組件包括一第二感測電極層以及至少一第二導電線路；其中該不透明遮蔽層用以遮蔽該第一導電線路及該第二導電線路；一第一絕緣層，形成於該第一觸控感測組件與該不透明遮蔽層之間；以及一第二絕緣層，形成於該第一觸控感測組件與該第二觸控感測組件之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測裝置，其中該第一感測電極層與該第二感測電極層在位置上分屬不同層，分別代表X軸與Y軸方向以分別感測、傳輸X軸觸控感測訊號與Y軸觸控感測訊號。
12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測裝置，其中該第二導電線路與該第一導電線路是由金屬材質所形成。
13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測裝置，其中該第一絕緣層是全面或部份形成於該不透明遮蔽層與該第一觸控感測組件之間，而該第二絕緣層是全面形成於該第一 觸控感測組件與該第二觸控感測組件之間。
14. 一種觸控感測裝置，包括：至少一觸控感測組件；一不透明遮蔽層，遮蔽部分的該觸控感測組件；以及一絕緣層，形成於該不透明遮蔽層與該觸控感測組件之間；其中該不透明遮蔽層、該觸控感測組件以及該絕緣層是整合性地形成於一基板上且組成一整合元件。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感測裝置，是設置於一顯示裝置上緣。
16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感測裝置，其中該基板同時作為該整合元件的上蓋基板與支撐基板。
17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感測裝置，其中該不透明遮蔽層、該觸控感測組件以及該絕緣層是整合性地形成於該基板的同一表面，而該基板的另一表面是接收至少一實體接觸。
18. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感測裝置，其中該絕緣層是由有機材料所形成。
19. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感測裝置，其中該絕緣層是由無機材料所形成。