TWI465977B - 觸控面板及其製造方法 - Google Patents

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Tpk Touch Solutions Xiamen Inc
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Description

觸控面板及其製造方法
本發明涉及一種輸入裝置，特別是涉及一種觸控面板及其製造方法。
現有之輸入裝置之觸控面板(Touch Panel)，包括電阻式、電容式及光學式等其他觸控面板；其中，電容式觸控面板是一種在基板上設有感測電極、絕緣材料及導電線路等的堆叠結構，與控制電路和液晶顯示模塊相結合，而配置於電子觸控設備中。
當手指或觸控筆觸碰或靠近電容式觸控面板時，觸摸位置產生電位信號變化，該控制電路根據該電位信號變化而偵測出被觸摸位置的座標，因此，觸控面板通常具備一觸控區，以供用戶進行觸控操作。同時，觸控面板之觸控區外圍形成一周邊區，用於佈設與外部控制電路連接的線路結構。
請參閱圖1至圖3，圖1是傳統觸控面板的製法流程方塊圖，圖2是傳統觸控面板的剖示圖，圖3是傳統觸控面板的平面仰視圖。
公開一種常見之電容式觸控面板的製造方法，包括有下列七個步驟：
步驟S1：佈設一第一線路層200於一透明基板100上，而形成若干條橋接導線210於觸控區110；
步驟S2：佈設一絕緣層300於透明基板100的觸控區110，而形成若干條對等覆蓋於該橋接導線210之中段部位的絕緣橋310，且該橋接導線210雙端顯露於該絕緣橋310外；
步驟S3：佈設一感測電極層400於透明基板100的觸控區110，而於該透明基板100上之觸控區110內形成若干個各自獨立分布的X軸向電極410，以及若干個電性串接分布的Y軸向電極420，該Y軸向電極420之間經由一極軌430而電性串接，且該極軌430等位橫跨該絕緣橋310，並間隔所述X軸向電極410，該極軌430雙側的所述X軸向電極410分別搭接該橋接導線210雙端；
步驟S4：烘烤該感測電極層400，以固化形成X軸向電極410、Y軸向電極420與極軌430；
步驟S5：佈設一第二線路層220於該透明基板100的周邊區120上，而形成若干條主導線230，該主導線230分別電性搭接於該觸控區110周邊的所述X軸向電極410和Y軸向電極420上；
步驟S6：佈設一保護層500，使其覆蓋整個基板100及位於基板100上的各層叠結構；及
步驟S7：烘烤該保護層500。
根據上述步驟S1至S7，該保護層500能夠保護所述電極410、420及極軌430，以防止所述電極410、420及極軌430長期暴露在空氣中而被氧化，或是遇到腐蝕性的液體、氣體而被腐蝕。雖然該保護層500可以保護已為成品的觸控面板中的感測電極層400，卻無法保護在製造過程中的感測電極層400免於暴露於空氣中，因此，所述電極410、420與極軌430在步驟S4接受烘烤的過程中，由於此時尚無保護層500的介入保護，因此容易與環境中的氧發生氧化反應，導致阻值發生變化，影響系統正常識別所述軸向的座標位置的能力。
再者，由於第二線路層220是在步驟S4的感測電極層400之後製作，且該製作需一段時間，在步驟S5的這段時間裏，同樣因為保護層500尚未形成，使得感測電極層400暴露在空氣中，容易與空氣和水氣發生反應而被氧化，或遇到具有腐蝕性的液體氣體而被腐蝕，使所述電極410、420及極軌430的阻值發生變化。
本發明提供一種觸控面板及其製造方法，以改善傳統觸控面板於製造過程中感測電極層容易受到氧化、腐蝕進而導致電極阻值容易發生變化的問題。
所述觸控面板的製造方法，包括同時烘烤一感測電極層及一覆蓋所述感測電極層的保護層的步驟。該步驟進一步包含：佈設一線路層於一基板的一觸控區及一周邊區；佈設一絕緣層，部分覆蓋該線路層以顯露出該線路層的搭接端點；佈設一感測電極層於該觸控區之絕緣層上且電性連接該線路層的搭接端點；及佈設所述保護層，覆蓋該感測電極層。
其中，該保護層進一步覆蓋位該周邊區及位於觸控區未被感測電極層覆蓋的面域。在更加具體的實施上：該線路層形成一第一線路層及一第二線路層，該第一線路層形成若干條橋接導線於所述觸控區，及該第二線路層形成若干條主導線於所述周邊區。其中，該第一線路層和第二線路層是氧化銦錫鍍層或不透光的金屬層。
該絕緣層形成若干條絕緣橋覆蓋該橋接導線的中段部位，及形成一絕緣框覆蓋該主導線分佈的面域。其中，該絕緣層是由透光性或遮光性的絕緣膠材製成。
該感測電極層包括：若干個獨立電極，其中該橋接導線的兩端為搭接端點，分別電性連接相鄰兩獨立電極；若干個極軌，橫跨該絕緣橋；以及若干個串接電極，與對應的極軌電性連接；其中，鄰近該主導線的所述獨立電極與串接電極分別搭接該主導線的一端搭接端點。
該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該獨立電極及串接電極各自延伸至該搭接區，形成第一搭接部和第二搭接部，該第一搭接部和第二搭接部電性連接於周邊區之主導線。或者，該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該搭接區上形成第一搭接部件與第二搭接部件，分別電性連接該獨立電極、串接電極與周邊區之主導線。
由於上述製造方法中，將所述線路層的佈設順序移至所述感測電極層的佈設程序之前，且在形成所述感測電極層之後能隨即的覆蓋該保護層，而後同時接受烘烤，以隔絕該感測電極層在烘烤過程中與氧接觸；如此，有助於在烘烤期間防止該感測電極層被氧化，避免感測電極層的阻值發生變化，進而維持觸控面板接受觸控時的精準度。
再者，在上述製法中，所述線路層可以在同一步驟中佈設完成，並且减少了一道烘烤所述感測電極層或保護層的步驟，因此具有簡化製造程序及减少烘烤次數的效益。
依據上述製造方法，可製成本發明一種觸控面板，包括：一感測電極層及一覆蓋所述感測電極層的保護層，其中該保護層直接接觸該感測電極層。
該觸控面板，還包括：一線路層，佈設於一基板的一觸控區及一周邊區；一絕緣層，部分覆蓋該線路層以顯露出該線路層的搭接端點；其中該感測電極層於該觸控區之絕緣層上且電性連接該線路層的搭接端點。
其中，該保護層進一步覆蓋該周邊區及位於觸控區未被感測電極層覆蓋的面域。
在進一步的具體實施上：該線路層包括一第一線路層及一第二線路層，該第一線路層形成若干條橋接導線於所述觸控區，及該第二線路層形成若干條主導線於所述周邊區。其中該第一線路層和第二線路層是氧化銦錫鍍層或不透光的金屬層。
該絕緣層，包括：若干條絕緣橋，覆蓋該橋接導線的中段部位；及一絕緣框，覆蓋該主導線分佈的面域。其中，該絕緣層是由透光性或遮光性的絕緣膠材製成。
該感測電極層，包括若干個獨立電極，其中該橋接導線的兩端為搭接端點，分別電性連接相鄰兩獨立電極；若干個極軌，橫跨該絕緣橋；以及若干個串接電極，與對應的極軌電性連接；其中，鄰近該主導線的所述獨立電極與串接電極分別搭接該主導線的一端搭接端點。
該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該獨立電極及串接電極各自延伸至該搭接區，形成第一搭接部和第二搭接部，該第一搭接部和第二搭接部電性連接於周邊區之主導線。
該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該搭接區上形成第一搭接部件與第二搭接部件，分別電性連接該獨立電極、串接電極與周邊區之主導線。
以上內容與後述之實施例及圖式，有助於進一步瞭解本發明為瞭解決問題及達成預定功效而能夠據以實施的技術細節。
【實施例】
鑑於實施本發明一種觸控面板的製造方法，請合並參閱圖4至圖9；其中，圖4揭示本發明製造方法的流程方塊圖，圖5(a)至圖5(d)是依據圖4製法揭示本發明觸控面板在佈設程序中的剖示圖，圖6至圖9是逐一對照圖5(a)至圖5(d)所示觸控面板的平面仰視圖。上述圖式說明本發明之製造方法，包括同時烘烤一感測電極層40及一覆蓋所述感測電極層40的保護層50的步驟。具體而言，可以包含下列步驟S10至S40： 步驟S10：可選用一利於手指觸摸且透光性佳的玻璃、透明鏡片或透明的鈍化(passivation)材料作為一基板10，在該基板10上預設一觸控區11及一週邊區12。該觸控區11可以具備有矩形、弧圈形、圓圈形或格網形等二維形體的透光面域；該周邊區12是位於該觸控區11的外圍。隨後佈設一線路層20(如圖5a及圖6所示)於該基板10的觸控區11及周邊區12。
在進一步的具體實施上，該線路層20形成有一第一線路層20a及一第二線路層20b，該第一線路層20a形成有若干條分布於所述觸控區11內的橋接導線21，且該第二線路層20b形成有若干條分布於所述周邊區內的主導線22，該主導線22一端形成鄰近基板10邊緣的外接端子22c，供作外接一軟性控制電路之用。
其中，該線路層20可以選用例如透光的高溫氧化銦錫或不透光的金屬材料(例如銀等)；當選用高溫氧化銦錫材料時，可以應用傳統曝光、顯影及蝕刻的手段，或者應用傳統鐳射蝕刻的手段，而於基板10上形成所述橋接導線21與主導線22；當選用銀等導電材料時，可以應用傳統網版印刷手段而形成所述橋接導線21與主導線22。藉此，所述橋接導線21與主導線22皆可由相同的材料在同一製造過程中形成。
在另一實施例中，所述第一線路層20a及第二線路層20b也可以取用二種不同的導電材料，並分次於前、後二道線路層的佈設作業中形成該橋接導線21與主導線22；如此，可以先佈設該第一線路層20a接觸該基板10，隨後佈設該第二線路層20b接觸該基板10。或者，將所述先後佈設順序相互對調。
更具體而言，所述橋接導線21是沿該第一極軸方向14間隔分佈，而使所述橋接導線21之間在該基板10上形成矩陣分佈形態，所述主導線22是依據該第一極軸方向14與第二極軸方向15而同步佈設於該基板10周邊。
步驟S20：可採用透光性或遮光性的絕緣膠材，並採用傳統網版印刷手段佈設一絕緣層30(如圖5b及圖7所示)，該絕緣層30部分覆蓋該線路層20，以顯露出該線路層20的搭接端點21a、21b、22a、22b。該部分覆蓋，意指該線路層20有一部分被絕緣層30覆蓋，另一部分並沒有被覆蓋。
上述被絕緣層30部分覆蓋的線路層20，至少包含上述橋接導線21的中段部位，而使該橋接導線21雙側顯露出所述的搭接端點21a、21b。進一步而言，佈設於觸控區11內的絕緣層30實質上形成為若干條絕緣橋31，該等絕緣橋31形成的數量是相等於所述橋接導線21，進而部分覆蓋該橋接導線21的中段部位，而使該橋接導線21雙側分別顯露出所述的搭接端點21a、21b。
上述絕緣層30之佈設，還包含在該觸控區11及該周邊區12內同時或分別進行；實施時，除了在觸控區11內形成上述絕緣橋31部分覆蓋該橋接導線21的中段部位而顯露出搭接端點21a、21b之外，也在周邊區12內形成一絕緣框32，並經由該絕緣框32覆蓋該主導線22分布的面域，而使該主導線22鄰近觸控區11之一端，顯露出未被絕緣框32覆蓋的搭接端點22a、22b。
步驟S30：可選用低溫濺鍍用的銦錫氧化物為材料，並以上述步驟S20製成的半成品為靶材，該半成品意指已經佈設而形成有線路層20與絕緣層30的基板10，經傳統低溫濺鍍(30~ 40℃)搭配溶劑蝕刻或鐳射蝕刻等手段，佈設一感測電極層40(如圖5c及圖8所示)於該觸控區11之絕緣層30上，該感測電極層40電性連接所述線路層20的搭接端點21a、21b、22a、22b。其中，當以溶劑蝕刻手段形成感測電極層40時，上述絕緣框32具有保護該主導線22不被蝕刻溶劑腐蝕的作用。
該感測電極層40包括：若干個獨立電極41、若干個極軌43及與極軌43一體成型的若干個串接電極42。其中，該獨立電極41是以該橋接導線21的兩端作為搭接端點21a、21b，而分別電性連接相鄰的兩個獨立電極41，使獨立電極41形成於搭接端點21a、21b之間；該極軌43形成的數量是相等於該絕緣橋31，使極軌43橫跨該絕緣橋31上；該串接電極42是與其相對應的極軌43電性連接；其中，鄰近該主導線22的所述獨立電極41與串接電極42分別搭接於該主導線22的所述搭接端點22a、22b上，以形成網狀分佈的感測電極層40。
再者，上述獨立電極41與串接電極42分別搭接該主導線22的實施方式，請參閱圖8，在該主導線22與該觸控區11之間的面域範圍內形成一搭接區13，且在佈設感測電極層40時，使該獨立電極41與串接電極42各自延伸至該搭接區13，而形成一第一搭接部23和一第二搭接部24，並且經由該第一與第二搭接部23、24電性連接周邊區12之主導線22；更具體而言，該第一與第二搭接部23、24是分別電性連接主導線22的搭接端點22a、22b，進而使感測電極層40通過該主導線22與外部軟性控制電路相連。
此外，所述獨立電極41是沿該第一極軸方向14分佈，所述串接電極42是沿該第二極軸方向15分佈，且所述主導線22經由該外接端子22c使感測電極層40產生的觸控電位信號輸出至外部軟性控制電路，該外部軟性控制電路即可以進一步地依據觸控電位信號偵測與計算出觸控位置。
步驟S40：可選用透光性或遮光性的絕緣膠材，並採用傳統網版印刷手段，佈設一具有絕緣作用的保護層50(如圖5d及圖9所示)，且該保護層50至少覆蓋所述感測電極層40。其中，該保護層50直接接觸該感測電極層40，且二者之間並沒有存在其他的元件層。
在進一步的具體實施上，上述保護層50的覆蓋範圍更包括周邊區12及位於觸控區11未被感測電極40覆蓋的面域。即，保護層50之佈設方式包括同時佈設於該觸控區11及周邊區12，進而使該保護層50的覆蓋範圍包括觸控區11之所述感測電極層40、周邊區12及位於觸控區11未被感測電極40覆蓋的面域。該面域，意指顯露於外的表面區域，而不受限於該表面是否具有相同的層位高度。
在上述步驟S20的具體實施中，當所述主導線22分布的面域已經被絕緣框32覆蓋，而於實施步驟S40佈設保護層50時，該保護層50是經由覆蓋該絕緣框32而使線路層20一同被覆蓋，因此該絕緣框32也同時受到保護層50的阻隔及保護作用。
步驟S50：對所述感測電極層40及該保護層50同步進行240℃左右高溫烘烤，以穩定該感測電極層40及保護層50之形態。
基於上述步驟S10至S50揭露的實施細節，能夠瞭解同時烘烤該感測電極層40及覆蓋感測電極層40的保護層50，以製成觸控面板成品的整體技術方案是具體可行的，特別是實施於傳統240℃左右的溫度條件下進行烘烤時，採用絕緣膠材製成的保護層50，足以阻隔感測電極層40、線路層20、絕緣橋31、絕緣框32以及基板10受覆蓋面域直接遭受所述烘烤溫度下的熱衝擊、熱迫害；尤其甚者，由於所述烘烤環境中存在氧，該保護層50特別能夠隔絕感測電極層40與氧的接觸；如此，有助於在烘烤期間防止該感測電極層被氧化，避免感測電極層的阻值發生變化，進而維持觸控面板接受觸控時的精準度。再者，因感測電極層40與保護層50為同時烘烤，相較於先有技術中的單獨烘烤感測電極層40和保護層50而言，减少了一次烘烤制程，進而簡化了制程。
經由上述步驟S10至S50，可以製成本發明一種具備多層結構特徵的觸控面板(如圖5d及圖9所示)，其包含：該感測電極層40及覆蓋所述感測電極層40的保護層50；其中該保護層50直接接觸該感測電極層40，且二者之間並沒有存在其他元件層。
請合並參考圖10與圖11，是繪示另一與上述實施例相似的觸控面板的製造方法實施例，不同之處在於線路層的佈設，上述實施例的步驟S10是同時形成橋接導線21、主導線22及外接端子22c，而在此實施例的圖10中，則是同時形成橋接導線21、外接端子22c以及位在搭接區13內的第一搭接部件25與第二搭接部件26，然後再佈設周邊主導線22，使該第一搭接部件25電性連接周邊區的主導線22與後續感測電極層40佈設形成的獨立電極41，以及使第二搭接部件26電性連接周邊區的主導線22與後續感測電極層40佈設形成的串接電極42，而該外接端子22c電性連接主導線22，如圖11所示，進而使感測電極層40通過該主導線22和端子22c與外部軟性控制電路相連。
另外，線路層的佈設順序方式不僅限於此，第一搭接部件、第二搭接部件、橋接導線和主導線也可同時佈設。
具體而言，本發明之觸控面板，包括線路層20、絕緣層30、感測電極層40及保護層50。其中，該線路層20形成於基板10的觸控區11及周邊區12；該絕緣層30部分覆蓋該線路層20，以顯露出該線路層20的搭接端點21a、21b、22a、22b；該感測電極層40形成於該觸控區11之絕緣層30上，且電性連接該線路層30的搭接端點21a、21b、22a、22b；且該保護層50至少覆蓋該感測電極層40。其中，該保護層50還包含覆蓋位於周邊區12的面域以及位於觸控區11內未被感測電極層40覆蓋的面域。
其中：該線路層20包括第一線路層20a及第二線路層20b，該第一線路層20a由所述觸控區11的若干條橋接導線21所構成，該第二線路層20b由所述周邊區12內的若干條主導線22所構成。再者，該第一與第二線路層20a、20b是由所述透光的高溫氧化銦錫或不透光的金屬材料(例如銀等)所製成。
該絕緣層30包括所述的若干條絕緣橋31及所述絕緣框32；該絕緣橋31覆蓋於橋接導線21的中段部位，且該絕緣框32覆蓋該主導線22分布的面域。其中，該面域包含周邊區12內相鄰各主導線22之間的基板表面及主導線20表面。該絕緣框32能夠隔絕所述主導線22與外界空氣相接觸，並能夠避免形成所述感測電極層40時所使用的蝕刻液的腐蝕。再者，該絕緣層30是由所述透光性或遮光性的絕緣膠材製成。
該感測電極層40包括若干個所述的獨立電極41、極軌43及串接電極42；其中，每兩個相鄰的獨立電極41通過該橋接導線21兩端的搭接端點21a、21b而電性連接該橋接導線21；該極軌43是橫跨該絕緣橋31而與所述串接電極42一體成型形成；其中，鄰近該主導線22的所述獨立電極41與串接電極42是分別搭接於該主導線22一端的搭接端點22a、22b上。
再者，上述獨立電極41與串接電極42分別搭接該主導線22的實施方式，請參閱圖8，該主導線22與觸控區11之間的面域範圍內形成一搭接區13，該獨立電極41及串接電極42各自延伸至該搭接區13，形成第一搭接部23和第二搭接部24，且電性連接於周邊區13之主導線22。
另外，上述獨立電極41與串接電極42分別搭接該主導線22的實施方式也可以採用其他的連接方式，例如，請參閱圖11，該搭接區13上形成第一搭接部件25與第二搭接部件26，第一搭接部件25與第二搭接部件26分別電性連接該獨立電極41、串接電極42與周邊區12之主導線22。
所述保護層50是以直接接觸方式覆蓋所述感測電極層40，從而使感測電極層40避免與空氣接觸發生氧化反應，而影響觸控檢測的精準度。
以上實施例僅為表達了本發明的幾種實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。
10、100．．．基板
11、110．．．觸控區
12、120．．．周邊區
13．．．搭接區
14．．．第一極軸方向
15．．．第二極軸方向
20．．．線路層
20a、200．．．第一線路層
20b、220．．．第二線路層
21、210．．．橋接導線
21a、21b．．．搭接端點
22、230．．．主導線
22a、22b．．．搭接端點
22c．．．外接端子
23．．．第一搭接部
24．．．第二搭接部
25．．．第一搭接部件
26．．．第二搭接部件
30、300．．．絕緣層
31、310．．．絕緣橋
32．．．絕緣框
40、400．．．感測電極層
41．．．獨立電極
410．．．X軸向電極
42．．．串接電極
420．．．Y軸向電極
43、430．．．極軌
50、500．．．保護層
圖1是傳統觸控面板的製法流程方塊圖。
圖2是傳統觸控面板的剖示圖。
圖3是傳統觸控面板的平面仰視圖。
圖4是本發明製造方法的流程方塊圖。
圖5(a)至圖5(d)是依據圖4製法逐一揭示本發明觸控面板在佈設程序中的剖示圖。
圖6至圖9是逐一對照圖5(a)至圖5(d)所示觸控面板的平面仰視圖。
圖10是本發明另一實施例之觸控面板的部分線路佈設平面仰視圖。
圖11是本發明另一實施例之觸控面板的平面仰視圖。
S10至S50．．．流程圖步驟說明

Claims (10)

  1. 一種觸控面板的製造方法，包括同時烘烤一感測電極層及一覆蓋所述感測電極層的保護層的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述觸控面板的製造方法，還包括：佈設一線路層於一基板的一觸控區及一周邊區；佈設一絕緣層，部分覆蓋該線路層以顯露出該線路層的搭接端點；佈設一感測電極層於該觸控區之絕緣層上且電性連接該線路層的搭接端點；及佈設所述保護層，覆蓋該感測電極層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述觸控面板的製造方法，其中該保護層進一步覆蓋該周邊區及位於觸控區未被感測電極層覆蓋的面域。
  4. 如申請專利範圍第2項所述觸控面板的製造方法，其中該線路層形成一第一線路層及一第二線路層，該第一線路層形成若干條橋接導線於所述觸控區，及該第二線路層形成若干條主導線於所述周邊區。
  5. 如申請專利範圍第4項所述觸控面板的製造方法，其中該第一線路層和第二線路層是氧化銦錫鍍層或不透光的金屬層。
  6. 如申請專利範圍第4項所述觸控面板的製造方法，其中該絕緣層形成若干條絕緣橋覆蓋該橋接導線的中段部位，及形成一絕緣框覆蓋該主導線分佈的面域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述觸控面板的製造方法，其中該絕緣層是由透光性或遮光性的絕緣膠材製成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述觸控面板的製造方法，其中該感測電極層包括：若干個獨立電極，其中該橋接導線的兩端為搭接端點，分別電性連接相鄰兩獨立電極；若干個極軌，橫跨該絕緣橋；以及若干個串接電極，與對應的極軌電性連接；其中，鄰近該主導線的所述獨立電極與串接電極分別搭接該主導線的一端搭接端點。
  9. 如申請專利範圍第8項所述觸控面板的製造方法，其中該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該獨立電極及串接電極各自延伸至該搭接區，形成第一搭接部和第二搭接部，該第一搭接部和第二搭接部電性連接於周邊區之主導線。
  10. 如申請專利範圍第8項所述觸控面板的製造方法，其中該主導線與該觸控區之間的面域範圍內形成一搭接區，該搭接區上形成第一搭接部件與第二搭接部件，分別電性連接該獨立電極、串接電極與周邊區之主導線。
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