TWI494801B - 觸控結構及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控結構及其製造方法

本發明係有關於觸控結構及其製造方法，特別係有關於具有保護層之觸控結構及其製造方法。

未來顯示器技術發展趨勢日漸地朝向更人性化的人機介面，在過去的面板操作上幾乎都是以機械式的專用按鈕來操作，但是隨著平面顯示器的興起，採用觸控式面板已成主流，它取代鍵盤、滑鼠等等的輸入裝置，使得各種資訊設備產品在使用上更加的容易。因此，簡易操作的觸控式面板時代即將來臨，例如：車用觸控面板(汽車導航)、遊戲機、公共資訊系統(如，自動販賣機、自動櫃員機(automatic teller machine；ATM)、導覽系統)、工業用途、小型電子產品(如，個人數位助理(personal digital assistant；PDA))、電子書(e-book)等等。此一產業的競爭激烈，主要生產國有日本、台灣、美國、韓國及大陸，幾乎全球主要製造商都積極的投入此一項研發技術領域，預估在未來幾年內市場需求會大幅成長。

隨著iPhone風靡全球，帶動全球智慧型手機銷售量快速增長，市場不敢小覷智慧型手機在硬體設備與應用服務的市場潛力，正蓄勢待發。因此，投射電容式觸控面板出現爆炸性發展，越來越多觸控廠商投入多點觸控技術的開發與生產。研究的趨勢包括提高觸控結構的操作效能等的方向。

根據本發明之一方面，提供一種觸控結構。觸控結構包括第一圖案化電極、第二圖案化電極、介電層、導電架橋與保護層。第二圖案化電極分開自第一圖案化電極。導電架橋跨過第二圖案化電極上的介電層，並電性連接第一圖案化電極。保護層鄰接在導電架橋與第一圖案化電極之間。

根據本發明之另一方面，提供一種觸控結構的製造方法。方法包括以下步驟。配置第一圖案化電極於基板上。配置第二圖案化電極於基板上，並分開自第一圖案化電極。配置介電層於第二圖案化電極上。配置導電架橋跨過介電層，並電性連接第一圖案化電極。配置保護層鄰接在導電架橋與第一圖案化電極之間。

為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。第1B圖繪示第1A圖之觸控結構沿AB線的剖面圖。於實施例中，觸控結構係為投射式電容觸控結構。

請參照第1A圖與第1B圖，觸控結構包括數個感應單元102。第一圖案化電極104與第二圖案化電極106係互相分開地配置在基板108上，並絕緣於基板108。每個感應單元102包括第二圖案化電極106位於第一圖案化電極104之間。舉例來說，被第二圖案化電極106分開來的第一圖案化電極104係沿著第一方向間隔配置。第二圖案化 電極106係往不同於第一方向的第二方向連續延伸。於實施例中，舉例來說，第一方向為X軸方向，第二方向為Y軸方向，本揭露並不限於此。介電層110(第1B圖)配置在第一圖案化電極104與第二圖案化電極106上。導電架橋112跨過第二圖案化電極106上的介電層110，並電性連接第二圖案化電極106相反側的第一圖案化電極104。

請參照第1A圖與第1B圖，保護層114位在該導電架橋112的相反兩側上。保護層114鄰接在導電架橋112與第一圖案化電極104之間。於此例中，保護層114只有鄰接在第一圖案化電極104的上電極表面116(第1B圖)與導電架橋112的側架橋表面118上。保護層114可以側邊接點方式製作於導電架橋112的側邊。於一實施例中，保護層114覆蓋導電架橋112部分的側架橋表面118，亦即保護層114的高度係低於導電架橋112的高度，如第1B圖所示。然本揭露並不限於此，於其他實施例中，保護層114可覆蓋導電架橋112所有的側架橋表面118，亦即保護層114的高度係實質上等於導電架橋112的高度(未繪示)。

保護層114，例如具有黏著性的有機保護層114，能提高第一圖案化電極104與導電架橋112之間的黏合性，降低第一圖案化電極104與導電架橋112分離、脫落的可能性，亦即降低觸控結構損壞、失效的機會，而提高觸控結構的良率與操作效能。

保護層114具有與其他元件例如介電層110、封裝層(128(第5E圖)等匹配之光學特性，降低光折射與擴散情況，可降低導電架橋112因光反射而易被肉眼察覺，可提 升觸控結構可視程度之效果。

如第1A圖所示，第一圖案化電極104、第二圖案化電極106與導電架橋112構成矩陣式結構。可利用連接導線120將第一圖案化電極104、第二圖案化電極106耦接至接觸端點122，形成一投射式電容觸控感應元件。連接導線120可包括含金屬之材料。含金屬之材料可包括導電銀膠、含銅金屬或鉬/鋁/鉬的多層材料、或其他合適的材料。

第2A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。第2B圖繪示第2A圖之觸控結構沿AB線的剖面圖。第2A圖與第2B圖所示之觸控結構與第1A圖與第1B圖所示之觸控結構的不同處在於，保護層114A的高度大於導電架橋112的高度。換句話說，保護層114A係鄰接在第一圖案化電極104的上電極表面116上，並鄰接在導電架橋112的側架橋表面118與上架橋表面124上。於此實施例中，保護層114A覆蓋導電架橋112所有的側架橋表面118與部分的上架橋表面124。保護層114A，例如具有黏著性的有機保護層114A，能提高第一圖案化電極104與導電架橋112之間的黏合性，降低第一圖案化電極104與導電架橋112分離、脫落的可能性，亦即降低觸控結構損壞、失效的機會，而提高觸控結構的良率與操作效能。

保護層114A，例如具有彈性的有機保護層114A，其高度係大於導電架橋112，這樣的設計能提供導電架橋112緩衝的力量，避免導電架橋112在後續的製程例如貼合、壓合例如滾壓製程等的需施加壓力的製程，直接受到壓合 應力而造成的斷裂甚至斷路問題。故可增進產品之可靠度，提升良率，適用於軟性電子電路及元件。

於一些實施例中，可使用同時具有黏著性、彈性的保護層114A。於其他實施例中，可使用具有其他功效的保護層114A。

第3A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。第3B圖繪示第3A圖之觸控結構沿AB線的剖面圖。第3A圖與第3B圖所示之觸控結構與第2A圖與第2B圖所示之觸控結構的不同處在於，保護層114B覆蓋導電架橋112所有的側架橋表面118與所有的上架橋表面124。於此例中，保護層114B覆蓋住整個導電架橋112。

第4A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。第4B圖繪示第4A圖之觸控結構沿AB線的剖面圖。第4A圖與第4B圖所示之觸控結構與第3A圖與第3B圖所示之觸控結構的不同處在於，單一個保護層114C覆蓋住觸控結構所有的第一圖案化電極104、第二圖案化電極106與導電架橋112。

第5A圖至第5F圖繪示根據一實施例之觸控結構的製造方法。

請參照第5A圖，形成導電層126於基板108上。基板108可包括可撓性基材或剛性基材。可撓性基材可包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、可撓性玻璃或其他合適的材料。剛性基材可包括剛性玻璃或其他合適的材料。剛性基材可包括單片基材或卷狀基材。基板108可包括玻璃、薄型玻璃或高分子材質等。

導電層126可包括金屬或其他合適的材料。舉例來說，導電層126可包括透明的材料等。導電層126可包括無機物、有機物等。無機物可包括氧化物例如ITO、FTO、ZnO、AZO、IZO等。有機物可包括導電/共軛高分子、奈米金屬、奈米碳管、石墨烯、奈米銀線等。導電層126可包括單層透明導電層(126(single ITO；SITO)、雙層透明導電層(126(double ITO；DITO)、單片玻璃(One Glass Solution；OGS)、傳統鏡片觸控(touch on lens；TOL)。導電層126可以沉積例如物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺鍍、塗佈、印刷例如R2R製程、遮罩沉積、整面沉積或其他合適的方法形成。

請參照第5B圖，圖案化導電層126以形成第一圖案化電極104與第二圖案化電極106於基板108上。第一圖案化電極104與第二圖案化電極106係互相分開。圖案化步驟包括黃光微影蝕刻方法。

在其他實施例中，第一圖案化電極104與第二圖案化電極106可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟，亦即省略導電層126。此印刷製程適用於大面積快速製造，並可免除一連串繁複的薄膜沉積及黃光微影蝕刻步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量，製造方法簡單且成本低。

請參照第5C圖，配置介電層110於第一圖案化電極104與第二圖案化電極106上。介電層110的形成方法可包括在基板108上形成介電材料薄膜(未顯示)，然後對介電材料薄膜進行圖案化步驟而形成。介電材料薄膜可以沉 積例如物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺鍍、塗佈、印刷例如R2R製程、遮罩沉積、整面沉積或其他合適的方法形成。圖案化步驟包括黃光微影蝕刻方法。於一些實施例中，介電層110可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟。此印刷製程適用於大面積快速製造，並可免除一連串繁複的薄膜沉積及黃光微影蝕刻步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量，製造方法簡單且成本低。介電層110可包括透明的材料。介電層110可包括無機物、有機物等材料。無機物可包括氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、光阻材料等。有機物可包括樹脂如感光型樹脂或熱固性樹脂。有機物可包括丙烯樹脂(acrylic)、環氧樹脂(epoxy)、乙烯乙酸乙烯(ethylene vinyl acetate；EVA)、光阻等。

請參照第5D圖，配置導電架橋112跨過介電層110，並電性連接第一圖案化電極104。導電架橋112可藉由在基板108上形成導電薄膜(未顯示)，然後對導電薄膜進行圖案化步驟而形成。導電薄膜可以沉積例如物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺鍍、塗佈、印刷例如R2R製程、遮罩沉積、整面沉積或其他合適的方法形成。

於一些實施例中，導電架橋112可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟。此印刷製程適用於大面積快速製造，並可免除一連串繁複的薄膜沉積及黃光微影蝕刻步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量，製造方法簡單且成本低。導電架橋112以印刷方式多為導電膠、導電高分子、導電碳材等。

舉例來說，導電架橋112可包括無機物、有機物等材料。無機物可包括金屬、複合金屬、金屬氧化物等。有機物可包括導電膠、導電高分子、導電碳材等。導電架橋112可包括含金屬之材料，例如導電銀膠、含銅金屬或鉬/鋁/鉬的多層材料等。導電架橋112的材料可包括透明導電油墨之材料。透明導電油墨之材料包括金屬氧化物材料、有機透明導電材料或有機和無機混合透明導電材料。導電架橋112也可包括其他合適的材料。

請參照第5E圖，配置保護層114A鄰接在導電架橋112與第一圖案化電極104上。保護層114A可包括有機物。有機物可包括丙烯樹脂(acrylic)、環氧樹脂(epoxy)、乙烯乙酸乙烯(ethylene vinyl acetate；EVA)、光阻等。保護層114A可以塗佈、印刷例如R2R製程、或其他合適的方法形成。於實施例中，保護層114A以印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟。此印刷製程適用於大面積快速製造，並可免除一連串繁複的薄膜沉積及黃光微影蝕刻步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量，製造方法簡單且成本低。

於實施例中，舉例來說，第一圖案化電極104、第二圖案化電極106、介電層110與導電架橋112並不限於用相同的方法製成，例如全部都由印刷的方法、或全部都由圖案化薄膜的方法製成，而可以視實際狀況例如根據選擇的材質、成本、設備等的考量混搭使用、或使用其他的形成方法。

請參照第5F圖，利用封裝層128將如第5E圖所示的 結構和蓋板130貼合起來。封裝層128包括例如外部黏著層、固態光學膠(OCA)等。於一些實施例中，觸控結構具有可撓曲性，可撓曲半徑可小於R=100 mm。

此揭露雖以如第2B圖所示的結構說明製造方法，然並不限於此。製造方法的概念亦可延伸至其他圖示的實施例，或其他的設置。

保護層114A(第2B圖、第5E圖)、114B(第3B圖)、114C(第4B圖)高過導電架橋112的設計能讓保護層114A、114B、114C提供導電架橋112緩衝的力量，避免導電架橋112在後續的製程例如封裝層128(第5F圖)的貼合、壓合製程等的需施加壓力的製程，直接受到壓合應力而造成的斷裂問題。故可增進產品之可靠度，提升良率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，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者為準。

102‧‧‧感應單元

104‧‧‧第一圖案化電極

106‧‧‧第二圖案化電極

108‧‧‧基板

110‧‧‧介電層

112‧‧‧導電架橋

114‧‧‧保護層

116‧‧‧上電極表面

118‧‧‧側架橋表面

120‧‧‧連接導線

122‧‧‧接觸端點

124‧‧‧上架橋表面

126‧‧‧導電層

128‧‧‧封裝層

130‧‧‧蓋板

第1A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。

第1B圖繪示根據一實施例之觸控結構的剖面圖。

第2A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。

第2B圖繪示根據一實施例之觸控結構的剖面圖。

第3A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。

第3B圖繪示根據一實施例之觸控結構的剖面圖。

第4A圖繪示根據一實施例之觸控結構的上視圖。

第4B圖繪示根據一實施例之觸控結構的剖面圖。

第5A圖至第5F圖繪示根據一實施例之觸控結構的製造方法。

104‧‧‧第一圖案化電極

106‧‧‧第二圖案化電極

108‧‧‧基板

110‧‧‧介電層

112‧‧‧導電架橋

114‧‧‧保護層

116‧‧‧上電極表面

118‧‧‧側架橋表面

Claims (9)

1. 一種觸控結構，包括：數個第一圖案化電極；一第二圖案化電極，分開自該些第一圖案化電極；一介電層；一導電架橋，跨過該第二圖案化電極上的該介電層，並電性連接該些第一圖案化電極，且該導電架橋具有一上架橋表面；以及一保護層，鄰接在該導電架橋與各該些第一圖案化電極之間，並將一部分該上架橋表面暴露於外，且該保護層為一有機物層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中各該些第一圖案化電極具有一上電極表面，該導電架橋具有一側架橋表面，該保護層位在鄰接的該上電極表面與該側架橋表面上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控結構，其中該保護層只有鄰接的該上電極表面與該側架橋表面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該保護層覆蓋該導電架橋部分的該上架橋表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該保護層位在該導電架橋的相反兩側上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該保護層覆蓋住部分的的該些第一圖案化電極。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該保護層包括丙烯樹脂(acrylic)、環氧樹脂(epoxy)、乙烯乙酸 乙烯(ethylene vinyl acetate；EVA)、光阻或上述之任意組合。
8. 一種觸控結構的製造方法，包括：配置數個第一圖案化電極於一基板上，其中各該些第一圖案化電極具有一上電極表面；配置一第二圖案化電極於該基板上，並分開自該些第一圖案化電極；配置一介電層於該第二圖案化電極上；配置一導電架橋跨過該介電層，並電性連接該些第一圖案化電極，且該導電架橋具有一上架橋表面；以及配置一保護層鄰接在該導電架橋與各該些第一圖案化電極之間，並將一部分該上架橋表面暴露於外，且該保護層為一有機物層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控結構的製造方法，其中該保護層包括丙烯樹脂、環氧樹脂、乙烯乙酸乙烯、光阻或上述之任意組合。