TWI472968B - 觸控裝置結構及其製造方法 - Google Patents

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Jia Wu
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Description

觸控裝置結構及其製造方法
本發明有關於觸控技術，特別是有關於觸控裝置結構及其製造方法。
電子裝置包括輸出與輸入裝置介面，以提供人與電子裝置的互動。在輸入裝置介面方面，因為電子材料的快速發展，觸控式輸入裝置介面已成為目前的主流。傳統的按鍵式輸入裝置，在未來都可能被觸控式輸入裝置所取代。用以達到觸控輸入功能的觸控裝置可以分為電阻式與電容式、電感式、聲波式、光學式等。然，前述不同的觸控裝置在使用時，均容易受到外界的信號干擾而產生誤操作。
請參照圖1，為傳統的觸控裝置的平面透視圖。如圖1所示，傳統的觸控裝置1主要包括感測電極結構12與周邊連接線13。感測電極結構12所涵蓋的區域定義為觸控區域，用以感測使用者的觸控操作。周邊連接線13電性連接感測電極結構12，且周邊連接線13也電性連接至外部的檢測電路(未圖示)。
當人手(或其他導電體)碰到觸控裝置1時，觸控裝置的感測電極結構12由於人手的觸碰產生電容變化並經由周邊連接線13而將感測電極結構12所產生的電容變化傳遞至外部的檢測電路。檢測電路可以檢測到該電容變化而計算出人手所碰到的座標。然而，該電容變化也很容易受到外部的訊號干擾等因素，而導致所述電容變化發生不正常改變，從而造成觸控裝置的誤動作。特別是當人手因持握或 誤碰觸控裝置1的周邊連接線13所在的區域時，周邊連接線13本身亦會產生干擾電容變化而干擾到周邊連接線13從感測電極結構12所接收的電容變化，該干擾電容變化將與感測電極結構12上產生的電容變化一併輸出至外部的檢測電路，因此，外部的檢測電路將不能準確地檢測出感測電極結構12上產生的電容變化以及產生電容變化的位置。如圖2所示，當人手碰到A點的位置時，有可能因為上述或其他干擾，而使得上述傳統的觸控裝置1之檢測電路可能誤判被人手所碰到的位置為B點。
有鑑於此，本發明提供一種觸控裝置結構，利用設置於複數個周邊連接線處的屏蔽層，配合接地接觸線，可以屏蔽訊號的干擾等因素所造成的誤動作，並借此提高觸控裝置結構的靈敏度與準確性。
根據上述的目的，本發明提供一種觸控裝置結構，其包括感測電極結構、屏蔽層、複數個周邊連接線與接地接觸線。屏蔽層包圍感測電極結構之周邊。複數個周邊連接線位於該屏蔽層下方，且電性連接感測電極結構。接地接觸線電性連接屏蔽層，且環繞於該些周邊連接線。
本發明提供一種觸控裝置結構的製造方法，其包括以下步驟。首先，形成感測電極結構。然後，形成屏蔽層，使屏蔽層包圍感測電極結構之周邊。接著，形成複數個周邊連接線於該屏蔽層下方，使複數個周邊連接線電性連接感測電極結構。再來，形成接地接觸線，使接地接觸線電性連接屏蔽層，且環繞於該些周邊連接線。
綜上所述，本發明所提供的觸控裝置結構及其製造方法可以屏蔽訊號干擾，避免誤操作的產生，藉此提升觸控電路運作的可靠性。
 〔觸控裝置結構的實施例〕
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
請參照圖3，為本發明實施例之觸控裝置結構的剖面圖。觸控裝置結構3主要包括基板30、感測電極結構32、屏蔽層33、複數個周邊連接線35與接地接觸線36。其中，感測電極結構32位於基板30的下表面，且被感測電極結構32覆蓋的區域定義為觸控區域，未為被其覆蓋的區域為周邊區域。屏蔽層33也覆蓋於基板30的下表面，包圍感測電極結構32之複數側，且位於周邊區域。複數個周邊連接線35位於屏蔽層33下方，且電性連接於感測電極結構32。接地接觸線36位於屏蔽層33下方，且電性連接屏蔽層33。接地接觸線36環繞於複數個周邊連接線35周邊。另，於屏蔽層33與周邊連接線35之間設置一第一絕緣圖形34，以使屏蔽層33與周邊連接線35之間相互絕緣。
請參照圖4，為本發明實施例之觸控裝置結構的另一實施例之剖面圖。在基板30下表面的周邊區域設置絕緣層31 ，使絕緣層31夾設于基板30與屏蔽層33之間。另，於感測電極結構32、周邊連接線35與接地接觸線36表面覆蓋絕緣保護層37，以防止其在後續組裝過程中的受到損傷。
請參照圖5，為本發明實施例之觸控裝置結構之絕緣層31的示意圖。絕緣層31通常為黑色遮蔽層(Black Mask layer，即BM layer)，用以防止漏光，同時遮蔽周邊連接線35和接地接觸線36。本實施例之觸控裝置結構3可以是透明的或非透明的，當觸控裝置結構3為透明時，觸控裝置結構3更可以與顯示裝置結合。例如：顯示裝置(未圖示)可貼合於觸控裝置結構3的絕緣保護層37的表面，此時觸控區域也同時是觸控式顯示器的顯示區域。
復參照圖4，屏蔽層33位於絕緣層31下，且用以包圍感測電極結構32之複數側。屏蔽層33為導電性良好之材料，例如：金屬、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)等。而屏蔽層33與感測電極結構32的間距可以是0.1釐米至0.5釐米之間。但本發明不因此限定。屏蔽層33與感測電極結構32的間距可以根據感測電極結構32的尺寸或結構而調整。在本實施例中，屏蔽層33的形狀與絕緣層31相同，但本發明並不因此限定。
周邊連接線35電性連接感測電極結構32。周邊連接線35與接地接觸線36通常為導電性良好的材料所製成。例如：金屬、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)等。屏蔽層33可將感測電極結構32之複數側所可能接收到的干擾透過接地接觸線36傳送至接地端(未圖示)，藉此避免感測電極結構32誤動作。
另外，第一絕緣圖形34將屏蔽層33與複數個周邊 連接線35隔離，使得複數個周邊連接線35上所傳遞的訊號不會受到屏蔽層33上的電荷或電流所影響。換句話說，第一絕緣圖形34使得複數個周邊連接線35上所傳遞的訊號受到屏蔽層33以外的干擾是可以被忽略或是在可接受的範圍內。第一絕緣圖形34將屏蔽層33與複數個周邊連接線35隔離的距離可以是0.1釐米至0.5釐米之間，但本發明並不因此限定。第一絕緣圖形34將屏蔽層33與複數個周邊連接線35隔離的距離可以依據觸控裝置結構3的調整。
依據不同的感測電極結構32，觸控裝置結構3的疊層方式與製造方式可以不相同。在本說明書中，列舉三種感測電極結構32及其製造方法用以幫助說明，但本發明並不因此限定。
第一種感測電極結構32的疊層方式可透過以下對圖6至圖10的說明來瞭解。請同時參照圖6與圖7A，圖6為本發明實施例之觸控裝置結構的剖面圖，圖7A為本發明實施例之觸控裝置結構之導電圖形321與屏蔽層33的示意圖。觸控裝置結構3的感測電極結構包括導電圖形321、第二絕緣圖形322與複數個導電跨線323。導電圖形321可以是導電良好的金屬或銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。在本實施例中的導電圖形321包含兩個軸向的導電結構(X軸與Y軸)，即複數個彼此獨立的第一軸向(X軸)導電單元和第二軸向(Y軸)導電單元，其中僅有第二軸向(Y軸)的導電單元沿該軸向(Y軸)相互連接。
請同時參照圖6、圖7A與圖7B，圖7B為本發明實施 例之觸控裝置結構之第一絕緣圖形34與第二絕緣圖形322的示意圖。第二絕緣圖形322部分覆蓋導電圖形321。第一絕緣圖形34位於屏蔽層33下。
請同時參照圖6、圖7B與圖7C，圖7C為本發明實施例之觸控裝置結構之複數個導電跨線、複數個周邊連接線與接地接觸線的示意圖。複數個導電跨線323部分覆蓋第二絕緣圖形322，且複數個導電跨線323可連接導電圖形321的第一軸向(X軸)導電單元。複數個周邊連接線35位於第一絕緣圖形34下。接地接觸線36位於屏蔽層33下，且接地接觸線36電性連接屏蔽層33。在本實施例中，複數個導電跨線323是非透明的金屬，例如：金、銀、銅等，但本發明並不因此限定。
請同時參照圖5至圖7D，圖7D為本發明實施例之觸控裝置結構的平面透視圖。圖6的觸控裝置結構3為將圖5、圖7A至圖7C所繪示的結構疊合而成，如圖7D所示。導電圖形321、第二絕緣圖形322與導電跨線323形成感測電極結構32。且由圖7D可看出，本實施例之觸控裝置結構3的感測電極結構32為具有兩個軸向(X軸與Y軸)的感測電極結構。
復參照圖4，在實際應用時，觸控裝置結構3可能更具有保護層37以利後續的製造與組裝。絕緣保護層37可以用黃光製程、磁控濺鍍、印刷或噴塗方式製作，並使絕緣保護層37覆蓋複數個導電跨線323、複數個周邊連接線35與接地接觸線36。
第二種感測電極結構的疊層方式是將感測電極結構32的複數個導電跨線323由不透明的金屬改為其他 透明導電材料，例如：銦錫氧化物(ITO)。導電圖形321、第二絕緣圖形322與導電跨線323可以使用透明的材料，使得感測電極結構32為透明。
第三種感測電極結構的疊層方式是將X軸向與Y軸向的電極分別製作在不同層。請參照圖8A，圖8A為本發明實施例之觸控裝置結構的剖面圖。如圖8A所示，觸控裝置結構7的感測電極結構72包括第一軸向導電圖形721、第二絕緣圖形722與第二軸向導電圖形723。
請同時參照圖8A至與圖8E，本實施例的觸控裝置結構7與圖6的觸控裝置結構3大致相同，其差異僅在於感測電極結構。感測電極結構72包括第一軸向導電圖形721、第二絕緣圖形722與第二軸向導電圖形723。如圖8B所示，感測電極結構72的第一軸向導電圖形721為Y軸向電極。如圖8D所示，第二軸向導電圖形723為X軸向電極。第一軸向導電圖形721與第二軸向導電圖形723的結合即為先前實施例在圖7A中所敘述的導電圖形321。此外，感測電極結構72的第二絕緣圖形722為完整一層的絕緣圖形，夾設於第一軸向導電圖形721與第二軸向導電圖形723之間，以使第一軸向導電圖形721與第二軸向導電圖形723彼此絕緣。
需要注意的是，依據上述，第一軸向導電圖形721與複數個周邊連接線35之間被第二絕緣圖形722隔離。為了使第一軸向導電圖形721與複數個周邊連接線35電性連接，可以在第二絕緣圖形722的適當位置產生複數個通孔(via holes)，且使複數個通孔具有導電性 。藉此，圖8B~8D所繪示的結構疊合時，第一軸向導電圖形721與複數個周邊連接線35可以電性連接，本領域具有通常知識者應可推之實施方式，不再贅述。另外，觸控裝置結構7的其他部分請參照本實施例先前的說明，在此不再贅述。
觸控裝置結構的製造方法通常是在圖3的基板30之表面上逐步形成觸控裝置結構，再將所形成的觸控裝置結構上下顛倒置放即成為圖3所示的觸控裝置結構3。
請同時參照圖4、圖5與圖9，圖9為本發明實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。此製造方法包括以下步驟。首先，在步驟S81中，形成絕緣層31於基板30的下表面上。基板30可以是裸玻璃，且可以經由化學或物理方法強化裸玻璃的強度。絕緣層31通常為黑色遮蔽層(Black Mask layer，BM layer)，用以防止漏光。在步驟S81中，絕緣層31可以使用黃光製程或印刷製程來完成。
然後，在步驟S82中，形成感測電極結構32於基板30的下表面上。接著，在步驟S83中，形成屏蔽層33，並使屏蔽層33包圍感測電極結構32的複數側。
再來，在步驟S84中，形成第一絕緣圖形34於屏蔽層33上。然後，在步驟S85中，形成複數個周邊連接線35在第一絕緣圖形34上，且複數個周邊連接線35電性連接感測電極結構32。由步驟S84與步驟S85可知，第一絕緣圖形34位於屏蔽層33與周邊連接線之間，第一絕緣圖形34用以將屏蔽層33與周邊連接線 35隔離，使得複數個周邊連接線35上所傳遞的訊號不會受到屏蔽層33上的電荷或電流所影響。
然後，在步驟S86中，形成接地接觸線36在屏蔽層33上，並使接地接觸線36電性連接屏蔽層33。須要注意的是，當複數個周邊連接線35與接地接觸線36為相同的導電材料時，步驟S85與步驟S86也可以在同一個製程步驟中完成。
另外，實際應用時，觸控裝置結構可能更具有保護層以利後續的製造與組裝。所以，在步驟S86完成後，可以進行步驟S87，形成絕緣保護層37覆蓋感測電極結構32、複數個周邊連接線35與接地接觸線36。絕緣保護層37可以使用黃光製程、磁控濺鍍、印刷或噴塗方式完成。
請同時參照圖6、圖7A至7D與圖10，圖10為本發明實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。依據圖6的感測電極結構32，當複數個導電跨線323為金屬時，觸控裝置結構3的製造方法可以包括以下步驟。首先，在步驟S91中，形成絕緣層31於基板30的下表面上。步驟S91可以與圖9中的步驟S81相同，不再贅述。
然後，在步驟S92中，形成導電圖形321於基板30的下表面上，且形成屏蔽層33於絕緣層31上。導電圖形321與屏蔽層33可以使用相同的導電良好的材料以方便同時形成。導電圖形321是感測電極結構32的其中一部份。例如：導電圖形321與屏蔽層33可以是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。在步驟S92中，形成導電圖形321與屏蔽層33的方法使用黃光製程或印 刷製層。另外，屏蔽層33的形狀可以與絕緣層31相同，如圖5所示，但本發明並不因此限定。
再來，在步驟S93中，形成第一絕緣圖形34與第二絕緣圖形322，第一絕緣圖形34部分覆蓋屏蔽層33，第二絕緣圖形322部分覆蓋導電圖形321。第二絕緣圖形322是感測電極結構32的其中一部份。在步驟S93中，形成第一絕緣圖形34與第二絕緣圖形322的方法可以是黃光製程或印刷製程。
然後，在步驟S94中，形成複數個導電跨線323、複數個周邊連接線35與接地接觸線36，且接地接觸線36電性連接屏蔽層33。複數個導電跨線323、複數個周邊連接線35與接地接觸線36可以由相同的導電材料製成，使得複數個導電跨線323、複數個周邊連接線35與接地接觸線36可以在同一個製程步驟完成，以減少製造成本。步驟S94的實施方式可以是先使用磁控濺鍍形成金屬導電層，再使用黃光製程或印刷製程形成複數個導電跨線323、複數個周邊連接線35以及複數個接地接觸線36。
然後，在步驟S95中，形成絕緣保護層37覆蓋感測電極結構32、周邊連接線35與接地接觸線36。步驟S95可以與圖9中的步驟S87相同，不再贅述。
請同時參照圖8A與圖11，圖11為本發明另一實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。在圖8A中的觸控裝置結構7的製造方法可以如圖11所示。此製造方法包括以下步驟，首先，在步驟S101中，形成絕緣層31於基板 30的下表面上。步驟S101可以與圖9中的步驟S81相同，不再贅述。
然後，在步驟S102中，形成第一軸向導電圖形721於基板30的下表面上，且形成屏蔽層33於絕緣層31上。步驟S102中的第一軸向導電圖形721與屏蔽層33可以使用相同的導電材料，以使第一軸向導電圖形721與屏蔽層33可以在同一個製程步驟中完成。
接著，在步驟S103中，形成第二絕緣圖形722與第一絕緣圖形34分別位於第一軸向導電圖形721與屏蔽層33上。第二絕緣圖形722與第一絕緣圖形34可以是相同的絕緣材料，以使第二絕緣圖形722與第一絕緣圖形34可以在同一個製程步驟中完成。
再來，在步驟S104中，同時形成第二軸向導電圖形723、複數個周邊連接線35、接地接觸線36，其中第二軸向導電圖形723位於第二絕緣圖形722上，複數個周邊連接線35位於第一絕緣圖形34上，接地接觸線36位於屏蔽層33上，並使接地接觸線36電性連接屏蔽層33。第二軸向導電圖形723、複數個周邊連接線35、接地接觸線36可以是相同的導電材料，以使第二軸向導電圖形723、複數個周邊連接線35、接地接觸線36可以在同一個製程步驟中完成。
然後，在步驟S105中，形成絕緣保護層37，並使絕緣保護層37覆蓋感測電極結構72、周邊連接線35與接地接觸線36。
〔實施例的可能功效〕
根據本發明實施例，上述的觸控裝置結構及其製造方法可以屏蔽掉訊號干擾，藉此提升觸控裝置結構的感測電極結構運作的可靠性。另外，觸控裝置結構的周邊連接線可以屏蔽或消除訊號干擾，特別是人手碰到觸控裝置周圍的連接導線而導致的微小電流變化。據此，觸控裝置結構的生產品質和良率可以提升，生產成本也可以降低。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1‧‧‧傳統的觸控裝置
3‧‧‧觸控裝置結構
30‧‧‧基板
11、31‧‧‧絕緣層
12、32、72‧‧‧感測電極結構
13、35‧‧‧周邊連接線
18‧‧‧觸控區域
321‧‧‧導電圖形
322、722‧‧‧第二絕緣圖形
323‧‧‧導電跨線
33‧‧‧屏蔽層
34‧‧‧第一絕緣圖形
36‧‧‧接地接觸線
37‧‧‧絕緣保護層
721‧‧‧第一軸向導電圖形
723‧‧‧第二軸向導電圖形
S81~S87、S91~S95、S101~S105‧‧‧步驟流程
圖1為傳統的觸控裝置的平面透視圖。
圖2為傳統的觸控裝置之誤動作的示意圖。
圖3為本發明實施例之觸控裝置結構的剖面圖。
圖4為本發明實施例之觸控裝置結構的另一實施例的剖面圖。
圖5為本發明實施例之觸控裝置結構之絕緣層的示意圖。
圖6為本發明實施例之觸控裝置結構的剖面圖。
圖7A為本發明實施例之觸控裝置結構之導電圖形與屏蔽層的示意圖。
圖7B為本發明實施例之觸控裝置結構之第一絕緣圖形與第二絕緣圖形的示意圖。
圖7C為本發明實施例之觸控裝置結構之複數個導電跨線、複數個周邊連接線與接地接觸線的示意圖。
圖7D為本發明實施例之觸控裝置結構的平面透視圖。
圖8A為本發明另一實施例之觸控裝置結構的剖面圖。
圖8B為本發明另一實施例之觸控裝置結構之第一軸向導電圖形與屏蔽層的示意圖。
圖8C為本發明另一實施例之觸控裝置結構之第一絕緣圖形與第二絕緣圖形的示意圖。
圖8D為本發明另一實施例之觸控裝置結構之第二軸向導電圖形、複數個周邊連接線與接地接觸線的示意圖。
圖8E為本發明另一實施例之觸控裝置結構的平面透視圖。
圖9為本發明實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。
圖10為本發明實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。
圖11為本發明另一實施例之觸控裝置結構的製造方法的流程圖。
3‧‧‧觸控裝置結構
30‧‧‧基板
32‧‧‧感測電極結構
33‧‧‧屏蔽層
34‧‧‧第一絕緣圖形
35‧‧‧周邊連接線
36‧‧‧接地接觸線

Claims (19)

  1. 一種觸控裝置結構，包括：一感測電極結構；一屏蔽層，包圍該感測電極結構之周邊；複數個周邊連接線，位於該屏蔽層下方，且電性連接該感測電極結構；以及一接地接觸線，電性連接該屏蔽層，且環繞於該些周邊連接線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置結構，其中該感測電極結構位於一基板之下表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控裝置結構，更包括：一絕緣層，位於該基板之下表面，且夾設于該基板與該屏蔽層之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置結構，更包括：一第一絕緣圖形，設置於該屏蔽層與該周邊連接線之間，用以絕緣該屏蔽層與該些周邊連接線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置結構，更包括：一絕緣保護層，覆蓋於該感測電極結構、該周邊連接線與該接地接觸線之表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置結構，其中該感測電極結構更包括一導電圖形、一第二絕緣圖形以及複數個導電跨線，且該第二絕緣圖形設置於該導電圖形與該些導電跨線之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控裝置結構，其中該導電圖形包含複數個彼此獨立的第一軸向導電單元和第二軸向導電單元，且該第二軸向導電單元沿該軸向相互連接，該第一軸向導電單元由該些導電跨線連接。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置結構，其中該感測電極結構更包括一第一軸向導電圖形、一第二絕緣圖形以及一第二軸向導電圖形。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控裝置結構，其中該第二絕緣圖形夾設於第一軸向導電圖形與第二軸向導電圖形之間。
  10. 一種觸控裝置結構的製造方法，包括：形成一感測電極結構；形成一屏蔽層，使該屏蔽層包圍該感測電極結構之周邊；形成複數個周邊連接線於該屏蔽層下方，使該些周邊連接線電性連接該感測電極結構；以及形成一接地接觸線，使該接地接觸線電性連接該屏蔽層，且環繞於該些周邊連接線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該感測電極結構形成於一基板之下表面。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控裝置結構的製造方法更包括：形成一絕緣層於該基板之下表面上，且夾設于該基板與該屏蔽層之間。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控裝置結構的製造方法更包括： 形成一第一絕緣圖形於該屏蔽層與該周邊連接線之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該感測電極結構更包括一導電圖形、一第二絕緣圖形以及複數個導電跨線，且該導電圖形與該屏蔽層同時形成，該第二絕緣圖形與該第一絕緣圖形同時形成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該些導電跨線與該些周邊連接線、接地接觸線由相同材料製成，該些導電跨線、該些周邊連接線與接地接觸線同時形成。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該感測電極結構更包括一第一軸向導電圖形、一第二絕緣圖形以及一第二軸向導電圖形，且該第一軸向導電圖形與該屏蔽層同時形成，該第二絕緣圖形與該第一絕緣圖形同時形成。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該第二軸向導電圖形與該些周邊連接線、接地接觸線由相同材料製成，該第二軸向導電圖形、該些周邊連接線與接地接觸線同時形成。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之觸控裝置結構的製造方法，更包括：形成一絕緣保護層，並使該絕緣保護層覆蓋該感測電極結構、該些周邊連接線以及該接地接觸線。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之觸控裝置結構的製造方法，其中該些周邊連接線與接地接觸線同時形成。
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