TWI465993B - 觸控感測結構及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控感測結構及其製造方法

本發明為一種觸控感測結構及其製造方法，提供一種可提升觸控面板光學性能與靈敏度之觸控感測結構，並且可大幅提升觸控感測結構之生產良率。

按，目前坊間之觸控面板(Touch Panel)的觸控輸入方式，包括有電阻式、電容式、光學式、電磁感應式、音波感應式等；其中，電阻式及電容式是藉由使用者以手指或感應筆對面板表面進行觸碰，而於受觸碰位置的面板內部產生電容值的變化，據以偵測出面板表面所接受觸碰的位置，以達到觸控感測之目的。

且知，為了要偵測出使用者以手指或感應筆觸碰於觸控板上之位置，業者研發出各種不同之電容式觸碰感測結構。習知之電容式觸控面板的感應電極係由複數感測結構排列而成之感測陣列，其中各感測結構多以氧化銦錫(ITO)為材料設計為具有規則形狀(例如：鑽石圖形)之感測單元，由於感測結構大多由ITO所製成。當ITO阻抗較大時，將導致觸碰感測結構之信號傳遞靈敏度難以提升。大多數軟性導電基材的ITO面阻值均在150歐姆/□以上，由於軟性導電基材所使用的基板多為塑膠材質，例如PET，其耐熱溫度均無法與玻璃基材比擬，而無法使用高溫退火方式將ITO結晶化，使得軟性導電基材之面阻值無法下降。然而在玻璃基板上的ITO雖然可使用高溫退火製程來結晶化，以降低ITO面阻值，但生產製程卻也是相當耗時與耗能。

而另種習知之電容式觸控面板的感應電極係為複數金屬線構成之金屬網狀感測結構，相較於ITO該金屬材質之網狀感測結構的阻抗較低；惟，在這樣的設計中，容易因金屬線因製程上產生斷線的問題，而使感測結構的電性連接中斷，而導致斷路。

本發明之目的在於提供一種觸控感測結構及其製造方法，可提升觸控面板之光學性能與靈敏度，並且提高觸控面板生產良率。

為達成上述之目的，本發明提供一種觸控感測結構，包括：

透明基材；透明導電層，位於透明基材之上，透明導電層設有複數感測結構；導電輔助結構，位於複數感測結構，導電輔助結構用以提升複數感測結構之導電度；複數填補結構，位於複數感測結構之間，輔助導電結構位於複數填補結構之上，其中複數感測結構與複數填補結構電性開路；以及複數周邊線路，分別與感測結構電性連接，複數周邊線路供連接軟性電路板。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，其中導電輔助結構為網狀結構，該網狀結構至少由複數第一線路和複數第二線路交織而成，每一第一線路和每一第二線路之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，其中複數感測結構具有沿一第一方向延伸之複數感測串列，該些第一線路位於該些感測串列表面且沿該第一方向延伸，該些第二線路位於該些感測串表面且沿一第二方向延伸，該些第一線路與該些第二線路相互交錯，每一第二線路由該些第一線路間斷而形成複數線段，其中每一線路之線寬在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，其中導電輔助結構為矩陣排列結構，由複數單元所組成，其中每一單元之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為一隨機網點結構，由複數網點所組成，其中網點為亂數分布且每一網點之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為金屬導電材質。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構，更具有複數填補結構設置於複數感測結構之間，輔助導電結構位於複數填補結構之上。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，包括：提供透明基材；形成透明導電層於透明基材之上；形成導電層於透明導電層之上；圖案化導電層，形成導電輔助結構；以及圖案化導電層以及透明導電層，形成具有導電輔助結構於其上之複數感測結構和複數填補結構，其中複數填補結構位於複數感測結構之間，複數感測結構與複數填補結構電性開路，複數周邊線路分別與複數感測結構電性連接，複數周邊線路供連接軟性電路板，導電輔助結構用以提升複數感測結構之導電度。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中導電輔助結構為網狀結構，網狀結構至少由複數第一線路和複數第二線路交織而成，每一第一線路和每一第二線路之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中導電輔助結構為矩陣排列結構，由複數單元所組成，其中每一單元之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中導電輔助結構為隨機網點結構，由複數網點所組成，其中網點為亂數分布且每一網點之大小範圍在20μm以下。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中導電輔助結構為金屬導電材質。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中，圖案化導電層以及透明導電層，同時形成具有導電輔助結構於其上之複數感測結構和複數填補結構，複數填補結構設置於複數感測結構之間。

為達成上述之目的，本發明之觸控感測結構之製造方法，其中透明基材為可繞曲之材質，並以捲對捲技術進行每一道製程。

如第1圖本發明觸控面板中觸控感測結構之結構示意圖、第2圖本發明觸控面板中觸控感測結構之剖視圖所示，本發明之一實施例，觸控感測結構1包括：透明基材10、透明導電層20以及導電輔助結構31，其中透明基材10為可繞捲曲之材質所構成，可以捲曲成滾筒狀。透明基材10之材質例如可為PEN、PET、PES、可繞式玻璃、PMMA、PC或PI之一，也可為上述材質之多層複合材料，而前述材質之上亦可形成有多層之透明堆疊結構之基材，多層之透明堆疊結構例如可為抗反射層或抗眩光層。或者透明基材10亦可為強化玻璃、玻璃或硬質塑膠基板等。

透明導電層20設於透明基材10之上，透明導電層20設有複數感測結構21，複數感測結構21具有複數第一感測串列於x方向平行排列。而複數第一感測串列例如可為鑽石圖案感測串列、條狀感測串列、三角形感測串列或者其他外型之感測串列。其中透明導電層20使用具有透光能力且導電能力之材質，例如可為銦錫氧化物、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、摻雜有鋁之氧化鋅、以及摻雜有銻之氧化錫中之一或其混合物。導電輔助結構31位於複數感測結構21之表面，導電輔助結構31可為金屬材質，銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金。多層導電金屬層之結構，例如可為鉬層/鋁層/鉬層之堆疊結構，或者可為選自銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金之一種或多種材質而堆疊之多層導電金屬層結構。導電金屬層多為使用物理氣相沉積(PVD)或是化學氣相沉積(CVD)，沉積速率快且製程穩定。導電輔助結構31為複數交織排列之金屬線，形成網狀結構之金屬網。金屬線寬可為為20μm以下，以10μm以下為佳，以5μm以下為最佳。金屬線距可為10um至1000um之間。當觸控面板組合於液晶顯示器時，由於每一金屬線線寬大小範圍小於畫素長寬設計，而可大幅降低疊紋(moire)視覺缺陷。導電輔助結構31與其下方之感測結構21電性連接，提升複數感測結構21之導電度。由於金屬網形式之導電輔助結構31均勻分布並接觸於複數感測結構21，將可均勻降低感測結構21之阻值。其中金屬網之結構可為曲線、直線、虛線或其中之一所織構而成，其中網狀結構可由一種以上方向的線路織構而成。如第1a圖所示，於另一實施利中，複數感測結構更具有沿第一方向X延伸之複數感測串列211，複數第一線路311位於複數感測串列211表面且沿第一方向X延伸，複數第二線路312位於複數感測串列211表面且沿第二方向Y延伸，複數第一線路311與複數第二線路312相互交錯，每一第二線路312由複數第一線路311間斷而形成複數線段，其中每一線路之線寬在20μm以下，以10μm以下為佳，以5μm以下為最佳。複數第一線路可以增進複數感測串列之導電性，進而提升靈敏度，而複數第二線路可提升外觀光學性質之均勻度。複數感測結構21之周圍設有周邊線路32，周邊線路32分別與感測結構21和軟性電路板(未圖示)電性連接。

同上述製程製作出複數感測結構21具有複數第二感測串列於y方向平行排列，且具有導電輔助結構31於其上，x方向與y方向相互垂直。將具有複數第一感測串列和複數第二感測串列之兩種複數感測結構21相互貼合，再貼合於強化玻璃(cover glass)，形成為觸控面板。

如第3圖所示，本發明之另一實施例所提供如上所述之觸控感測結構，其中導電輔助結構31為矩陣排列結構，由複數單元所組成，其中每一單元之大小範圍可為20μm以下，以10μm以下為佳，以5μm以下為最佳。單元與單元之間距可為10um至500um。矩陣中每一單元可為線形、圓形、方形、三角形或其他各式形狀。當觸控面板組合於液晶顯示器時，由於每一單元大小範圍小於畫素長寬設計，可大幅降低疊紋(moire)視覺缺陷。

如第4圖所示，本發明之另一實施例所提供如上所述之觸控感測結構，其中導電輔助結構31為隨機網點結構，由複數網點所組成，其中網點為亂數分布且每一網點之大小範圍可為20μm以下，以10μm以下為佳，以5μm以下為最佳。網點與網點之間距可為10um至500um。每一網點可為線形、圓形、方形、三角形或其他各式形狀。由於隨機網點結構，其網點為隨機亂數分布，當觸控面板組合於液晶顯示器時，由於畫素長寬設計排列與隨機網點結構亂數排列的關係，可大幅降低疊紋(moire)視覺缺陷。

本發明之另一實施例所提供如上所述之觸控感測結構，更具有複數填補結構設置於複數感測結構之間，並且輔助導電結構位於複數填補結構之表面。複數填補結構之材質與複數感測結構之材質相同，例如可以為銦錫氧化物、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、摻雜有鋁之氧化鋅、以及摻雜有銻之氧化錫中之一或其混合物。由於複數填補結構與複數感測結構之材質相同，並且輔助導電結構位於複數填補結構和複數感測結構之上，可使得觸控感測結構之光學性質均勻一致。

請參考第5a圖至第5e圖，為本發明之一實施例所提供如上述之觸控感測結構之製造方法。如第5a圖所示，提供透明基材10，形成透明導電層20於透明基材10之上，接著形成導電層30於透明導電層20之上。進行第一道黃光製程，依上光阻、曝光、顯影、蝕刻和剝膜，圖案化導電層30，使導電層30形成導電輔助結構31。接著，進行第二道黃光製程，圖案化導電層30以及透明導電層20，依序上光阻、曝光、顯影、蝕刻和剝膜，其中蝕刻製程例如可先蝕刻導電層，接著再蝕刻透明導電層；或者同時蝕刻導電層與透明導電層。如第5e圖所示，使透明導電層20形成複數感測墊21以及去除各感測墊21間之導電輔助結構31，產生導電輔助結構31位於感測結構之疊構，並同時形成複數周邊線路32，每一周邊線路32分別與感測結構21電性連接，周邊線路32另一端供電連接軟性電路板(FPC)，如第1圖及第2圖所示；然，如上述各實施例中，其中透明基材10更可為可繞曲成捲狀之材質例如可為PEN、PET、PES、可饒式玻璃、PMMA、PC或PI之一，也可為上述材質之多層複合材料，而前述材質之上亦可形成有多層之透明堆疊結構之基材，多層之透明堆疊結構例如可為抗反射層。並且以捲對捲技術進行黃光製程，以達到最大量產效率。

值得一提的是，本發明利用具有導電輔助結構於其上之感測結構，可藉由導電輔助結構之較佳導電性而降低阻值。例如導電輔助結構可使用金屬網線，縱使金屬網線產生斷線的問題，仍可利用其下方之感測結構形成電性連接，而不會發生電性連接中斷以及斷路之問題，可大為提升觸控面板之生產良率。其中金屬材質可為至少一層導電金屬層，或者多層導電金屬層。其中導電金屬層之材質可為銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金。多層導電金屬層之結構，例如可為鉬層/鋁層/鉬層之堆疊結構，或者可為選自銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金之一種或多種材質而堆疊之多層導電金屬層結構。導電金屬層多為使用物理氣相沉積(PVD)或是化學氣相沉積(CVD)，沉積速率快且製程穩定。

本發明之另一實施例所提供如上所述之觸控感測結構之製造方法，圖案化該導電層以及該透明導電層時，更同時形成具有導電輔助結構於其上之複數感測結構和複數填補結構，複數填補結構設置於複數感測結構之間，並且輔助導電結構位於複數填補結構之上。複數填補結構之材質與複數感測結構之材質相同，例如可以為銦錫氧化物、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、摻雜有鋁之氧化鋅、以及摻雜有銻之氧化錫中之一或其混合物。由於複數填補結構與複數感測結構之材質相同，並且輔助導電結構位於複數填補結構和複數感測結構之上，可使得觸控感測結構整體之光學性質均勻一致。

雖然本發明已以實施例揭露如上，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，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視申請專利範圍所界定者為準。

1．．．觸控感測結構

10．．．透明基材

20．．．透明導電層

21．．．感測結構

211．．．複數感測串列

30．．．導電層

31．．．導電輔助結構

311．．．複數第一線路

312．．．複數第二線路

32．．．周邊線路

33．．．金屬框

41．．．光阻

42．．．光罩

第1圖所示為本發明觸控感測結構之結構示意圖。

第1a圖所示為本發明觸控感測結構之結構示意圖。

第2圖所示為本發明觸控感測結構之結構剖視圖。

第3圖所示為本發明觸控感測結構之結構示意圖。

第4圖所示為本發明觸控感測結構之結構示意圖。

第5a圖至第5e圖所示為本發明中觸控感測結構製造方法之示意圖。

1．．．觸控感測結構

10．．．透明基材

20．．．透明導電層

21．．．感測結構

31．．．導電輔助結構

32．．．周邊線路

Claims (13)

1. 一種觸控感測結構，包括：一透明基材；一透明導電層，位於該透明基材之上，該透明導電層設有複數感測結構；一導電輔助結構，位於該些感測結構表面，該導電輔助結構用以提升該些感測結構之導電度；複數填補結構，位於該些感測結構之間，該輔助導電結構位於該複數填補結構之上，其中該些感測結構與該些填補結構電性開路；以及複數周邊線路，分別與該感測結構電性連接，該複數周邊線路供連接軟性電路板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為一網狀結構，該網狀結構至少由複數第一線路和複數第二線路交織而成，每一第一線路和每一第二線路之大小範圍在20μm以下。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控感測結構，其中複數感測結構具有沿一第一方向延伸之複數感測串列，該些第一線路位於該些感測串列表面且沿該第一方向延伸，該些第二線路位於該些感測串表面且沿一第二方向延伸，該些第一線路與該些第二線路相互交錯，每一第二線路由該些第一線路間斷而形成複數線段。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為一矩陣排列結構，由複數單元所組成，每一單元之大小範圍在20μm以下。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為一隨機網點結構，由複數網點所組成，每一網點之大小範圍在20μm以下。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該導電輔助結構為至少一層金屬導電材質。
7. 一種觸控感測結構之製造方法，包括：提供一透明基材；形成一透明導電層於該透明基材之上；形成一導電層於該透明導電層之上；圖案化該導電層，形成一導電輔助結構；以及圖案化該導電層以及該透明導電層，形成具有該導電輔助結構於其上之複數感測結構和複數填補結構，其中複數填補結構位於該些感測結構之間，該些感測結構與該些填補結構電性開路，複數周邊線路分別與該些感測結構電性連接，該些周邊線路供連接軟性電路板，該導電輔助結構用以提升該些感測結構之導電度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測結構之製造方法，其中該導電輔助結構為一網狀結構，該網狀結構至少由複數第一線路和複數第二線路交織而成，每一第一線路和每一第二線路之大小範圍在20μm以下。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感測結構之製造方法，其中複數感測結構具有沿一第一方向延伸之複數感測串列，該些第一線路位於該些感測串列表面且沿該第一方向延伸，該些第二線路位於該些感測串表面且沿一第二方向延伸，該些第一線路與該些第二線路相互交錯，每一第二線路由該些第一線路間斷而形成複數線段。
10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測結構之製造方法，其中該導電輔助結構為一矩陣排列結構，由複數單元所組成，每一單元之大小範圍在20μm以下。
11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測結構之製造方法，其中該導電輔助結構為一隨機網點結構，由複數網點所組成，其中網點為亂數分布，每一網點之大小範圍在20μm以下。
12. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測結構之製造方法，其中該導電輔助結構為至少一層金屬導電材質。
13. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測結構之製造方法，其中該透明基材為可繞曲之材質，並以捲對捲技術進行每一道黃光製程。