TWI469026B - 觸控裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控裝置及其製造方法

本發明是有關於一種觸控技術，且特別是有關於一種觸控裝置及其製造方法。

近年來，觸控裝置已經被大量應用在各種電子產品中，例如手機、個人數位助理(PDA)或掌上型個人電腦等。其中，目前有一種觸控裝置的薄型化設計，該觸控裝置包含保護外蓋與觸控元件，該觸控元件直接貼附於保護外蓋的一側，而保護外蓋的另一側則供使用者觸摸以輸入訊息或操控電子產品，藉此，保護外蓋兼具原本的保護功能與新的承載觸控元件功能而可省略原本需承載觸控元件的觸控基板，由於此種觸控裝置具有輕薄的優點，逐漸受到人們的青睞。

在上述薄型化設計的觸控裝置中，一般包括使用者操作的感應區與圍繞該感應區的周邊區。於保護外蓋的周邊區上通常會先形成一層黑色遮光層，接著再將感測電極層形成於保護外蓋的感應區和部分周邊區，然後再在黑色遮光層上形成與該感測電極層電性相連的信號傳送線，使感測電極層上產生的電信號經由信號傳送線傳遞至外部檢測電路，進而由外部檢測電路判斷觸控位置。因為黑色遮光層具有一定的厚度，使得位於周邊區的感測電極層和位於感應區的感測電極層存在一定的高度差，即，位於周邊區的感測電極層階梯式地覆蓋該黑色遮光層上，造成感測電極層的電阻阻值容易發生浮動，進而影響觸控檢測的精準度。

依據本發明之實施例，提供觸控裝置及其製造方法，藉由改變感測電極層與遮光層的形成順序，並通過導電層貫穿遮光層而將感測電極層與位於遮光層上的信號傳送線電性連接，其可以克服上述傳統觸控裝置的電阻阻值容易發生浮動的問題，以提升觸控檢測的精準度。

依據本發明之一實施例，提供一種觸控裝置，具有感應區及圍繞感應區的周邊區，包括：感測電極層自感應區延伸至周邊區；第一遮光層設置於周邊區，且覆蓋位於周邊區的感測電極層，其中第一遮光層具有貫穿孔以暴露出位於周邊區的部分感測電極層；信號傳送線設置於第一遮光層上且不佔據貫穿孔；以及導電層填滿第一遮光層的貫穿孔且電性連接感測電極層與信號傳送線。

依據本發明之另一實施例，提供觸控裝置的製造方法，其中觸控裝置具有感應區及圍繞感應區的周邊區，此方法包括：形成感測電極層，自感應區延伸至周邊區；在周邊區形成具有貫穿孔的第一遮光層，覆蓋位於周邊區的感測電極層，並經由貫穿孔暴露出位於周邊區的部分感測電極層；在第一遮光層上形成不佔據貫穿孔的信號傳送線；以及形成導電層填充於第一遮光層的貫穿孔內，且電性連接感測電極層與信號傳送線。

採用本發明的觸控裝置，由於遮光層覆蓋位於周邊區的感測電極層，從而避免了因位於周邊區的感測電極層和位於感應區的感測電極層存在的高度差，而使感測電極層的電阻值發生浮動的現象。

為了讓本發明之上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細說明如下：

參閱第1圖，其顯示依據本發明之一實施例，觸控顯示裝置300的剖面示意圖。觸控顯示裝置300包含觸控裝置100以及顯示面板200，顯示面板200例如為液晶顯示面板或其他顯示元件，顯示面板200可藉由黏著層(未繪出)貼附於觸控裝置100下方。觸控裝置100例如可為電容式觸控裝置，具有感應區100A以及圍繞感應區100A的周邊區100B。

本發明實施例之觸控裝置100為全部觸控元件設置於保護外蓋102上的觸控結構(touch on lens)，保護外蓋102的外側表面為觸控裝置100的觸碰面，保護外蓋102的材料例如為強化玻璃。感測電極層104設置於保護外蓋102的內側表面上，自感應區100A延伸至周邊區100B。感測電極層104的材料為透明導電材料，例如為銦錫氧化物(ITO)，可利用沈積製程以及微影與蝕刻製程形成感測電極層104。

第一遮光層106設置於周邊區100B，且覆蓋位於周邊區100B的感測電極層104。第一遮光層106的材料例如為黑色光阻或黑色印刷油墨。依據本發明之實施例，第一遮光層106是在形成感測電極層104之後才形成，因此避免了因位於周邊區100B的感測電極層104和位於感應區100A的感測電極層104存在的高度差，而使感測電極層104的電阻值發生浮動的現象，並且感測電極層104的沈積製程不會對第一遮光層106產生影響，亦即第一遮光層106不會因為感測電極層104的沈積製程而產生揮發氣體，第一遮光層106的設置也不會使感測電極層104的阻值上升，因此可維持觸控裝置100的觸控檢測的精準度。

此外，由於感測電極層104不需覆蓋在第一遮光層106上，因此第一遮光層106的厚度可以依據觸控裝置100所需的遮光效果調整，不會受限於感測電極層104的階梯覆蓋能力，藉此可提升觸控顯示裝置300的顯示品質。

在本發明實施例的觸控裝置100中，第一遮光層106具有貫穿孔116暴露出位於周邊區100B的部分感測電極層104，信號傳送線110B設置於第一遮光層106上且不佔據貫穿孔116，導電層112填滿第一遮光層106的貫穿孔116，使得信號傳送線110B藉由導電層112與感測電極層104電性連接。

觸控裝置100還包含鈍態保護層114全面性地覆蓋於感測電極層104、第一遮光層106、信號傳送線110B及導電層112上。另外，在觸控裝置100下方提供顯示面板200貼合於鈍態保護層114下方，以形成觸控顯示裝置300。

第2至6圖係顯示本發明各種實施例的觸控裝置100的剖面示意圖，其中觸控裝置100係以保護外蓋102在下方的配置方式呈現。

參閱第2圖，其顯示依據本發明之一實施例，觸控裝置100的剖面示意圖。觸控裝置100包含保護外蓋102，感測電極層104形成於保護外蓋102上，自感應區100A延伸至周邊區100B，感測電極層104例如為銦錫氧化物(ITO)層。在一實施例中，感測電極層104的圖案包含複數個排列成列的第一感測電極104X，以及複數個排列成行的第二感測電極104Y。在其他實施例中，感測電極層104的圖案可以是其他圖案，感測電極層104的圖案可利用微影與蝕刻製程形成。

這些排列成行的第二感測電極104Y係互相連接，而排列成列的第一感測電極104X則互相分開，藉由跨接線110A電性連接同一列的兩個相鄰的第一感測電極104X，跨接線110A的材料例如為金屬材料。在第二感測電極104Y與跨接線110A之間設置有絕緣部108，藉由絕緣部108電性隔絕第一感測電極104X與第二感測電極104Y，絕緣部108的材料例如為光阻，可利用曝光與顯影製程形成絕緣部108。

這些排列成列的第一感測電極104X需藉由信號傳送線110B將第一感測電極104X感應的電性變化傳送至觸控顯示裝置300的信號處理器(未繪出)以進行觸控信號的計算，並且觸控信號會傳送至觸控顯示裝置300的顯示面板200，使得顯示面板200依據觸控信號顯示影像。因此，信號傳送線110B與第一感測電極104X電性連接。依據本發明之實施例，信號傳送線110B是藉由填充在第一遮光層106的貫穿孔116內的導電層112與第一感測電極104X產生電性連接，其中導電層112溢出第一遮光層106的表面。信號傳送線110B的材料例如為金屬材料，信號傳送線110B與跨接線110A可以利用相同製程同時完成。

另外，排列成行的第二感測電極104Y也藉由另一信號傳送線(未繪出)傳送其感應的電信號變化，此信號傳送線也可藉由填充在第一遮光層106的其他貫穿孔內的導電層112與第二感測電極104Y產生電性連接。

在本發明之實施例中，第一遮光層106的材料例如為黑色光阻或黑色印刷油墨，可利用塗佈或印刷製程形成於周邊區100B上。黑色光阻主要由樹脂、顏料、感光劑和溶劑組成，可利用曝光與顯影製程形成貫穿孔116；黑色印刷油墨主要由顏料、連結料和助劑組成，可利用印刷製程形成貫穿孔116。

在一實施例中，導電層112的材料例如為黑色導電膠，黑色導電膠主要由樹脂、導電粒子和分散助劑組成，可利用印刷製程填充於貫穿孔116內。導電層112溢出第一遮光層106的表面，且溢出的導電層112的一部份橫跨至信號傳送線110B的表面上與信號傳送線110B產生電性連接，並且溢出的導電層112的該部分直接覆蓋部分的信號傳送線110B而與信號傳送線110B接觸。利用黑色導電膠形成的導電層112的導通效果佳，可有效地電性連接信號傳送線110B與感測電極層104，不影響觸控裝置100的使用功能。

接著，全面性地形成鈍態保護層114，覆蓋感測電極層104、跨接線110A、第一遮光層106、信號傳送線110B和導電層112，鈍態保護層114的材料例如為光阻。

參閱第3圖，其顯示依據本發明之另一實施例，觸控裝置100的剖面示意圖。第3圖的觸控裝置100與第2圖的觸控裝置100之差異在於第3圖的觸控裝置100更包含第二遮光層107。第二遮光層107設置於周邊區100B上，並且直接覆蓋在信號傳送線110B和導電層112上，第二遮光層107的材料例如為黑色印刷油墨，可利用印刷製程形成第二遮光層107。接著，全面性地形成鈍態保護層114覆蓋在第二遮光層107、感測電極層104和跨接線110A上方。在此實施例中，由於第二遮光層107覆蓋了信號傳送線110B，使得周邊區100B的遮光效果更佳，藉此可進一步提升觸控顯示裝置300的顯示品質。

參閱第4圖，其顯示依據本發明之另一實施例，觸控裝置100的剖面示意圖。第4圖的觸控裝置100與第3圖的觸控裝置100之差異在於第4圖的觸控裝置100的第二遮光層107是設置在鈍態保護層114的上方。第二遮光層107的材料例如為黑色印刷油墨，於鈍態保護層114形成之後，可利用印刷製程在周邊區100B的鈍態保護層114上形成第二遮光層107。在此實施例中，由於第二遮光層107覆蓋了信號傳送線110B，因此也可增加周邊區100B的遮光效果，提升觸控顯示裝置300的顯示品質。

參閱第5圖，其顯示依據本發明之另一實施例，觸控裝置100的剖面示意圖。第5圖的觸控裝置100與第4圖的觸控裝置100的差異在於第5圖的觸控裝置100的導電層112的側面與信號傳送線110B的側面接觸以進行電性連接，並且溢出的導電層112的厚度大於信號傳送線110B的厚度。

參閱第6圖，其顯示依據本發明之另一實施例，觸控裝置100的剖面示意圖。第6圖的觸控裝置100與第3圖的觸控裝置100之差異在於第6圖的觸控裝置100之導電層110C的材料與信號傳送線110B相同，例如為金屬材料，在形成信號傳送線110B的製程中，可同時將形成信號傳送線110B的導電材料填充在第一遮光層106的貫穿孔116內，形成導電層110C。導電層110C溢出第一遮光層106的表面，且導電層110C的側面與信號傳送線110B的側面接觸以進行電性連接，溢出的導電層110C的厚度等於信號傳送線110B的厚度。

在一實施例中，導電層110C、信號傳送線110B以及跨接線110A可利用相同製程同時完成，使用信號傳送線110B的導電材料所形成的導電層110C的導通效果更佳，可更有效地電性連接信號傳送線110B與感測電極層104，不影響觸控裝置100的使用功能。另外，覆蓋在信號傳送線110B和導電層110C上的第二遮光層107可使得周邊區100B不透光，不影響觸控顯示裝置300的顯示品質。

請參閱第7A至7E圖，其係依據本發明之一實施例，繪示製造第2圖的觸控裝置100之中間階段的剖面示意圖。首先，如第7A圖所示，提供保護外蓋102，在保護外蓋102的內側表面上全面性地沈積透明導電材料層，沈積方式例如為濺鍍(sputtering)製程。接著，利用微影與蝕刻製程將透明導電材料層圖案化，形成感測電極層104，感測電極層104自感應區100A延伸至周邊區100B。感測電極層104包含複數個排列成列的第一感測電極104X，以及複數個排列成行的第二感測電極104Y。

參閱第7B圖，在周邊區100B的感測電極層104上形成第一遮光層106，第一遮光層106的材料例如為黑色光阻或黑色印刷油墨，可藉由微影或印刷製程將黑色光阻或黑色印刷油墨圖案化，形成第一遮光層106。

參閱第7C圖，在第一遮光層106中形成貫穿孔116，暴露出部分的感測電極層104，可藉由微影或印刷製程形成貫穿孔116。當第一遮光層106的材料為黑色印刷油墨時，第一遮光層106的圖案化與貫穿孔116的形成可同時藉由印刷製程完成。

參閱第7D圖，在感測電極層104的第二感測電極104Y上方形成絕緣部108，絕緣部108的材料可以是有機或無機的絕緣材料，例如為聚亞醯胺(polyimide)，可藉由微影或印刷製程將此絕緣材料圖案化，形成絕緣部108。然後，在絕緣部108上形成跨接線110A，並且在第一遮光層106上形成信號傳送線110B。跨接線110A與信號傳送線110B的材料可以是金屬材料，可藉由微影與蝕刻製程或者印刷製程將金屬材料圖案化，形成跨接線110A及信號傳送線110B。在一實施例中，跨接線110A與信號傳送線110B可藉由相同製程同時形成。

依據第6圖的觸控裝置100之實施例，在第7D圖中，於形成跨接線110A與信號傳送線110B的製程時，同時還可形成導電層110C填充於貫穿孔116內，且導電層110C溢出第一遮光層106的表面。跨接線110A、信號傳送線110B及導電層110C的材料可以是金屬材料，可藉由微影與蝕刻製程或印刷製程將金屬材料圖案化，形成跨接線110A、信號傳送線110B及導電層110C。在一實施例中，跨接線110A、信號傳送線110B及導電層110C可藉由相同製程同時形成。

參閱第7E圖，在第一遮光層106的貫穿孔116內填充導電層112，導電層112溢出第一遮光層106的表面，且溢出的導電層112的一部份橫跨至信號傳送線110B的表面上進行電性連接，並且溢出的導電層112的該部分會直接覆蓋部分的信號傳送線110B而與信號傳送線110B接觸。導電層112的材料例如為黑色導電膠，可藉由印刷製程形成導電層112。然後，全面性地形成鈍態保護層114，覆蓋保護外蓋102上的全部元件，包含感測電極層104、跨接線110A、信號傳送線110B、導電層112以及第一遮光層106等，完成第2圖的觸控裝置100的製作。

依據本發明之實施例，感測電極層104先形成在觸控裝置100的保護外蓋102上，自感應區100A延伸至周邊區100B，然後再在周邊區100B的感測電極層104上形成第一遮光層106。因此，相較於傳統的觸控裝置的製程，避免了因位於周邊區100B的感測電極層104和位於感應區100A的感測電極層104存在的高度差，而使感測電極層104的電阻值發生浮動的現象，並且本發明實施例之感測電極層104的沈積製程不會對第一遮光層106造成影響，因此第一遮光層106不會在感測電極層的沈積製程中產生揮發氣體，而導致感測電極層104的阻值上升，藉此可提升觸控裝置100的觸控靈敏度。另外，相較於傳統的觸控裝置的製程，本發明實施例之第一遮光層106的厚度可依據觸控顯示裝置300所需的遮光效果調整，第一遮光層106的厚度不需受限於感測電極層104的階梯覆蓋能力，藉此可提升觸控顯示裝置300的顯示品質。

此外，在本發明實施例的觸控裝置100中，於第一遮光層106中形成貫穿孔116，暴露出部分的感測電極層104，然後在貫穿孔116內填滿導電層112或110C，導電層112或110C溢出第一遮光層106的表面，並且與信號傳送線110B直接接觸，由於導電層112或110C的導通效果佳，可以有效地電性連接信號傳送線110B與感測電極層104，因此不會影響觸控裝置100的使用功能。

另外，在本發明實施例的觸控裝置100中，可額外在周邊區100B形成第二遮光層107覆蓋在信號傳送線110B與導電層112或110C上方，由於第二遮光層107可增加周邊區100B的遮光效果，藉此可提升觸控顯示裝置300的顯示品質。

雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

100‧‧‧觸控裝置

100A‧‧‧感應區

100B‧‧‧周邊區

102‧‧‧保護外蓋

104‧‧‧感測電極層

104X‧‧‧第一感測電極

104Y‧‧‧第二感測電極

106‧‧‧第一遮光層

107‧‧‧第二遮光層

108‧‧‧絕緣部

110A‧‧‧跨接線

110B‧‧‧信號傳送線

110C、112‧‧‧導電層

114‧‧‧鈍態保護層

116‧‧‧貫穿孔

200‧‧‧顯示面板

300‧‧‧觸控顯示裝置

第1圖顯示依據本發明之一實施例所繪示的觸控裝置的剖面示意圖。

第2至6圖顯示依據本發明的各種實施例所繪示的觸控裝置的剖面示意圖。

第7A至7E圖係依據本發明之一實施例繪示製造第2圖的觸控裝置之中間階段的剖面示意圖。

100．．．觸控裝置

100A．．．感應區

100B．．．周邊區

102．．．保護外蓋

104．．．感測電極層

106．．．第一遮光層

110B．．．信號傳送線

112．．．導電層

114．．．鈍態保護層

116．．．貫穿孔

200．．．顯示面板

300．．．觸控顯示裝置

Claims (23)

1. 一種觸控裝置，具有一感應區及圍繞該感應區的一周邊區，該觸控裝置包括：一感測電極層，自該感應區延伸至該周邊區；一第一遮光層，具有遮光效果，設置於該周邊區，且覆蓋位於該周邊區的該感測電極層，其中該第一遮光層具有一貫穿孔以暴露出位於該周邊區的部分該感測電極層；一信號傳送線，設置在該第一遮光層上且不佔據該貫穿孔；以及一導電層，填滿該第一遮光層的該貫穿孔且電性連接該感測電極層與該信號傳送線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該導電層溢出該第一遮光層表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控裝置，其中溢出的該導電層的側面與該信號傳送線的側面接觸以進行電性連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控裝置，其中溢出的該導電層的厚度大於或等於該信號傳送線的厚度。
5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控裝置，其中溢出的該導電層的一部份橫跨至該信號傳送線的表面上進行電性連接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中溢出的該導電層的該部分直接覆蓋部分的該信號傳送線而與該信號傳送線接觸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，更包括： 一保護外蓋，其中該感測電極層設置於該保護外蓋上且介於該保護外蓋與該第一遮光層之間；一鈍態保護層，全面性地覆蓋該感測電極層、該第一遮光層、該信號傳送線和該導電層；以及一第二遮光層設置於該信號傳送線和該導電層之上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中該第二遮光層設置於該鈍態保護層下方或上方。
9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中該第一遮光層的材料包括黑色光阻或黑色印刷油墨，該第二遮光層的材料包括黑色印刷油墨。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該導電層的材料包括黑色導電膠或金屬材料。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該導電層的材料與該信號傳送線的材料相同。
12. 一種觸控裝置的製造方法，其中該觸控裝置具有一感應區及圍繞該感應區的一周邊區，該方法包括：形成一感測電極層，自該感應區延伸至該周邊區；在該周邊區形成一具有一貫穿孔的第一遮光層，覆蓋位於該周邊區的該感測電極層並經由該貫穿孔暴露出位於該周邊區的部分該感測電極層，該第一遮光層具有遮光效果；在該第一遮光層上形成一不佔據該貫穿孔的信號傳送線；以及形成一導電層，填充於該第一遮光層的該貫穿孔內，且電性連接該感測電極層與該信號傳送線。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置的製造方法，其中該導電層溢出該第一遮光層表面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控裝置的製造方法，其中溢出的該導電層的側面與該信號傳送線的側面接觸以進行電性連接。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置的製造方法，其中溢出的該導電層的厚度大於或等於該信號傳送線的厚度。
16. 如申請專利範圍第13項所述之觸控裝置的製造方法，其中溢出的該導電層的一部份橫跨至該信號傳送線的表面上進行電性連接。
17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控裝置的製造方法，其中溢出的該導電層的該部分直接覆蓋部分的該信號傳送線而與該信號傳送線接觸。
18. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置的製造方法，形成具有該貫穿孔的該第一遮光層步驟包括曝光與顯影製程或印刷製程。
19. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置的製造方法，其中該導電層的材料包括黑色導電膠，且形成該導電層的步驟包括印刷製程。
20. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置的製造方法，其中該導電層的材料與該信號傳送線的材料相同，該導電層與該信號傳送線在相同的製程中同時形成。
21. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置的製造方法，更包括： 形成該感測電極層於一保護外蓋上，且該感測電極層是介於該保護外蓋與該第一遮光層之間；形成一鈍態保護層以全面性地覆蓋該感測電極層、該第一遮光層、該信號傳送線和該導電層；以及形成一第二遮光層，覆蓋於該信號傳送線和該導電層之上。
22. 如申請專利範圍第21項所述之觸控裝置的製造方法，其中該第二遮光層在形成該鈍態保護層的步驟之前或之後形成。
23. 如申請專利範圍第21項所述之觸控裝置的製造方法，其中該第二遮光層的材料包括黑色印刷油墨，且形成該第二遮光層的步驟包括印刷製程。