TWI514211B - 觸控面板及其製造方法 - Google Patents

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Description

觸控面板及其製造方法
本發明係有關於觸控技術，且特別是有關於一種觸控面板及其製造方法。
觸控面板已被廣泛用於家庭用品、通訊裝置及電子資訊裝置等電子產品，逐漸取代實體鍵盤、滑鼠等來作為各類電子產品之輸入界面，提供有效率的操作界面。
目前的觸控面板已發展出直接將感測電極製作形成於保護蓋板的單片基板結構。此種單片基板結構之觸控面板雖輕薄但感測電極若為一蝕刻圖案，則在蝕刻區域與非蝕刻區域間會因對光的反應不同而造成從觸控面板的外觀看會產生色差的光學問題。
本發明之實施例進一步設計光學補償層來匹配感測電極層，可以有效地改善觸控面板的色差光學問題。
本發明提供一種觸控面板，包括：一蓋板、一光學補償層與一感測電極層，其中感測電極層是位於蓋板與光學補償層之間，在感測電極層上界定有一蝕刻區域與一非蝕刻區域，光學補償層是用來與感測電極層形成光學匹配，該光學補償層會接收一穿透該蓋板及該感測電極層的入射光以調和該 蝕刻區域與該非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
本發明提供一種觸控面板之製造方法，包括：在一蓋板的一側分別形成一感測電極層與一光學補償層，其中該感測電極層位於該蓋板與該光學補償層之間，該感測電極層上界定有一蝕刻區域與一非蝕刻區域，而該光學補償層是用來與該感測電極層形成光學匹配，該光學補償層會接收一穿透該蓋板及該感測電極層的入射光以調和該蝕刻區域與該非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧外部光源
200、300、400、500‧‧‧觸控面板
202、302、402、502‧‧‧蓋板
203、303、403、503‧‧‧遮蔽元件
404、504‧‧‧指數匹配層
206、306、406、506‧‧‧感測電極層
208、308、408、508‧‧‧光學補償層
210、310、410、510‧‧‧鈍化保護層
220X‧‧‧第一電極
220XA‧‧‧第一導電單元
220XB‧‧‧第一連接線
220Y‧‧‧第二電極
220YA‧‧‧第二導電單元
220YB‧‧‧第二連接線
222‧‧‧絕緣層
NV‧‧‧非可視區
V‧‧‧可視區
第1A圖繪示出本發明一實施例中觸控面板之剖面示意圖；第1B圖繪示出本發明一實施例中觸控面板之上視示意圖；第2圖繪示出本發明另一實施例中觸控面板之剖面示意圖；第3圖繪示出本發明又一實施例中觸控面板之剖面示意圖；第4圖繪示出本發明再一實施例中觸控面板之剖面示意圖；第5圖~第8圖分別繪示出第1A圖~第4圖的觸控面板之製造方法的流程圖。
接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發 明。這些實施例並非用於限定本發明。此外，一第一元件形成於一第二元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含實施例中的該第一元件與第二元件直接接觸，或也可包含該第一元件與第二元件之間更有其他額外元件使該第一元件與第二元件無直接接觸。另外，本說明書中所稱的方位“上”及“下”，僅是用來表示相對的位置關係，對於本說明書的圖式而言，觸控面板的上方較接近觀看者，而下方則較遠離觀看者。再者，為使圖示清晰簡潔，各種元件可能以任意不同比例顯示。
請先合併參考第1A圖至第4圖，繪示出多種觸控面板(200、300、400、500)的結構，大體來說，觸控面板(200、300、400、500)皆包括一蓋板(202、302、402、502)、一光學補償層(208、308、408、508)以及一感測電極層(206、306、406、506)，其中，感測電極層位於蓋板與光學補償層之間，感測電極層上界定有一蝕刻區域(指由感測元件所組成的區域)與一非蝕刻區域(指夾在感測元件間的非觸控區域)；其中光學補償層是用來與感測電極層形成光學匹配，光學補償層會接收一穿透蓋板及感測電極層的入射光以調和蝕刻區域與非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
以下將會針對各圖詳細說明各觸控面板的結構。
第1A及1B圖分別繪示出本發明實施例中，觸控面板之剖面示意圖與上視示意圖。如第1A圖中所示，本實施例之觸控面板200包括一蓋板202、一感測電極層206及一光學補償層208。其中，蓋板202可為一強化蓋板，除了用來承載感測電 極層206之外，更可以提供堅硬的保護作用。在一實施例中，強化蓋板可以使用化學離子交換或相似的製程形成。在一實施例中，蓋板202係由透明板材所形成，例如，玻璃或高分子材料之塑膠材質。在另一些實施例中，蓋板202更可由如壓克力的熱塑性塑膠材料所形成。此外，蓋板202厚度可約為0.2~2.0mm。
感測電極層206位於蓋板202的其中一側且位於蓋皮202與光學補償層208之間，在本實施例中，感測電極層206是形成於蓋板202的下表面。如第1B圖所示，感測電極層206經圖案化製程後形成感測元件，感測元件具體包括多條沿一第一軸向(如x軸)排列的第一電極220X及多條沿一第二軸向(如y軸)排列的第二電極220Y。每一第一電極220X包括多個第一導電單元220XA及多個第一連接線220XB，其中第一軸向上之相鄰兩個第一導電單元220XA係透過第一連接線220XB相連並電性連接；每一第二電極220Y包括多個第二導電單元220YA及多個第二連接線220YB，其中第二軸向上之相鄰兩個第二導電單元220YA係透過第二連接線220YB相連並電性連接。此外，第一連接線220XB及第二連接線220YB形成交錯。本發明實施例中，感測元件更包括一絕緣層222，其設置在交錯的第一連接線220XB與第二連接線220YB之間，以提供第一電極220X及第二電極220Y之間的電性隔絕。
感測電極層206的製程可例如包含經由塗佈、濺渡或相似的製程將透明導電材料(如氧化銦錫(Indium tin oxide,ITO))沉積，再透過微影製程、蝕刻製程或相似之製程來圖案 化出所需的感測電極層206。此外，感測電極層206亦可如網版印刷製程來直接進行圖案化印刷而成。前述的蝕刻區域即是由第一電極220X、第二電極220Y與絕緣層222所組成的區域，而非蝕刻區域則是在夾在第一電極220X、第二電極220Y與絕緣層222之間的非觸控區域。但本發明的感測電極層不限於第1B圖所示的圖案結構。
觸控面板200可進一步包括光學補償層208，其形成於感測電極層206之下表面上，用來與感測電極層206形成光學匹配，以接受一穿透蓋板202及感測電極層206的入射光來反射出一反射光，該反射光可調和蝕刻區域與非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。如此一來，光學補償層208得以補償感測電極層206中因圖案化製程而導致蝕刻區域與非蝕刻區域之間的反射率差異，讓蝕刻區域與非蝕刻區域在高低波段波長的光線下的反射率差值較小，藉以有效地調整觸控面板200面對一外部光源100所反射出的反射光色調接近自然光，而不會偏藍或偏黃。
值得一提的是，在一實施例中，光學補償層208可為一單層或由多個層所組成的複合層，光學補償層208可由包括玻璃、Nb2O5、SiO2、ITO、TiO2、或上述之組合等材質所組成。一些實施例中，光學補償層208為多個層所組成的複合層，其中上述複合層係由多個低折射率層、高折射率層交替堆疊所形成。另一些實施例中，光學補償層208係由第一補償層與第二補償層所堆疊之雙層複合層，其中第一補償層為SiO2層而第二補償層為Nb2O5層，第一補償層之厚度為5~60nm且 折射率為1.20~1.70，而第二補償層之厚度為1~15nm且折射率為1.6~2.5。此外，光學補償層208在實際設計上可配合感測電極層206之光學特性(如折射率)及所需的反射光色調而設定其製程參數，並且光學補償層208之形成方法可包括射頻濺鍍、蒸鍍、噴霧塗佈、旋轉塗佈、或刷塗。
在本實施例中，觸控面板200更可進一步包括一遮蔽元件203，遮蔽元件203的形成區域用來定義出觸控面板200的非可視區NV，讓觸控面板200中對應位於非可視區NV中的週邊導電線路等非透明元件(圖未示)得以受到遮蔽元件203的遮蔽，而觸控面板200的其餘區域則為一可視區V。在觸控面板200的架構中，非可視區NV通常是設計位於可視區V的至少一週邊區域。在本實施例中，遮蔽元件203在可位於非可視區NV中的感測電極層206與光學補償層208之間，特別係可形成於在非可視區NV中的感測電極層206之下表面上，如此一來，本實施例的光學補償層208的具體形成位置在可視區V是形成於感測電極層206的下表面，在非可視區NV則是形成於遮蔽元件203的下表面。
上述遮蔽元件203可由光密度值不大於7之遮光材料形成，並且遮蔽元件203的材料可為絕緣油墨、碳漿、石墨片或上述組合，並可以印刷或塗佈等方式形成。遮蔽元件203可視觸控面板200之外觀需求而選擇黑色、棕色、或任一種顏色的絕緣油墨，使觸控面板200之外觀的非可視區NV呈現黑色、棕色、或其他顏色。
本實施例之觸控面板200還包括一保護層 (Passivation Layer)210，其形成於光學補償層208之下表面上，用來進一步保護感測電極層206避免受到外部化學反應或物理變化而影響觸控感測的效果。保護層210可由透明塑膠材料所組成，例如，聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)。本發明實施例中，保護層210之形成方法包括射頻濺鍍、蒸鍍、噴霧塗佈、旋轉塗佈、或刷塗。
藉此，根據上述的說明，本實施例之觸控面板透過光學補償層208的設計，可以有效地改善觸控面板200的色差光學問題，進而在上述問題獲得改善之後而可提高觸控面板200的可視區V的穿透率。
請參考第2圖，其繪示出本發明另一實施例中觸控面板的剖面示意圖。本實施例之觸控面板300大致與第1A圖之實施例的架構相同，差異點在於，本實施例的遮蔽元件303可位於非可視區NV中的蓋板302與感測電極層306之間，特別是可形成於非可視區NV中的蓋板302之下表面上。
請參考第3圖，其繪示出本發明又一實施例中觸控面板的剖面示意圖。本實施例在感測電極層406、遮蔽元件403、光學補償層408及保護層410所構成的疊層架構大致與第1A圖之實施例相同，差異點在於，本實施例之觸控面板400進一步包括一指數匹配(Index Matching)層404，其與上述疊層架構之各層位於蓋板402的同一側，指數匹配層404與光學補償層408在架構上是分別對稱地位於感測電極層406的兩側，特別是指數匹配層404是位於蓋板402與感測電極層406之間。在形成順序上，在感測電極層406形成之前，指數匹配層404先形成於 蓋板402之下表面上，換句話說，本實施例之感測電極層406是形成在指數匹配層404的下表面上。本實施例的光學補償層408在設計上可以進一步根據指數匹配層404及感測電極層406的光學特性來進行光學匹配。
補充說明的是，感測電極層406的厚度往往會依據實際設計需求來決定，例如在大尺寸觸控面板上，感測電極層406的厚度相對就需設計較厚以符合較低線阻的需求。如此一來，這將使得圖案化感測電極層406所造成的蝕刻線更為明顯可視，因此本實施例在感測電極層406及其後續疊層架構形成之前，透過增加指數匹配層404來進一步使蝕刻線不易可見。其中，指數匹配層404是屬於抗反射層，用來避免感測電極層406的蝕刻線明顯可視，並非用來提供光學補償層408所提供的調整觸控面板400面對外部光源100所反射出的反射光顏色的效果。此外，指數匹配層404可由Nb2O5、SiO2所形成，而指數匹配層404之形成方法可包括射頻濺鍍、蒸鍍、噴霧塗佈、旋轉塗佈、或刷塗。
請參照第4圖，其繪示出本發明再一實施例中觸控面板的剖面示意圖。本實施例之觸控面板500大致與第3圖之實施例相同，同樣是讓指數匹配層504與光學補償層508分別對稱地位於感測電極層506的兩側，而差異點在於，遮蔽元件503可位於非可視區NV中的蓋板502與指數匹配層504之間，而指數匹配層504在非可視區NV中可位於遮蔽元件503與感測電極層506之間，在可視區V中可位於蓋板502與感測電極層506之間。亦即本實施例的遮蔽元件503可在指數匹配層504形成之前，先 形成於蓋板502之下表面上，換句話說，本實施例的指數匹配層504在可視區V是形成於蓋板502之下表面上，而在非可視區NV則是形成於遮蔽元件503之下表面上。
請參閱第5圖，繪示出第1A圖的觸控面板之製造方法的流程圖，在蓋板202的一側依序形成感測電極層206(步驟510)、遮蔽元件203(步驟520)與光學補償層208(步驟530)，更進一步可在步驟540形成保護層210。其整體的結構關係可參第1A圖的觸控面板，在此即不再加以贅述。
請參閱第6圖，繪示出第2圖的觸控面板之製造方法的流程圖，在蓋板302的一側依序形成遮蔽元件303(步驟610)、感測電極層306(步驟620)與光學補償層308(步驟630)，更進一步可在步驟640形成保護層310。即本實施例是先形成遮蔽元件303於蓋板302的下表面上，之後再形成感測電極層306於蓋板302及遮蔽元件303的下表面上。在形成感測電極層306之後，再形成光學補償層308於感測電極層306之下表面。其整體的結構關係可參第2圖的觸控面板，在此即不再加以贅述。
請參閱第7圖，繪示出第3圖的觸控面板之製造方法的流程圖，在蓋板402的一側依序形成指數匹配層404(步驟710)、感測電極層406(步驟720)、遮蔽元件403(步驟730)與光學補償層408(步驟740)，更進一步可在步驟750形成保護層410。其整體的結構關係可參第3圖的觸控面板，在此即不再加以贅述。
請參閱第8圖，繪示出第4圖的觸控面板之製造方法的流程圖，在蓋板502的一側依序形成遮蔽元件503(步驟 810)、指數匹配層504(步驟820)、感測電極層506(步驟830)與光學補償層508(步驟840)，更進一步可在步驟850形成保護層510。其整體的結構關係可參第4圖的觸控面板，在此即不再加以贅述。
綜合上述各觸控面板之製造方法，其步驟大致包括在一蓋板的一側分別形成一感測電極層與一光學補償層，其中感測電極層位於蓋板與光學補償層之間，感測電極層上界定有一蝕刻區域與一非蝕刻區域，而光學補償層是用來與感測電極層形成光學匹配，光學補償層會接收一穿透蓋板及感測電極層的入射光以調和蝕刻區域與非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
上述各實施例中所揭露的觸控面板可進一步透過一光學黏著層(未繪示)以與一顯示器模組(未繪示)貼合，以形成觸控顯示模組而廣泛地應用於各項電子產品中。另外，在上述實施例中所揭露的各元件，其特性、材料與製造方式皆大致類似，即不在各實施例再個別描述。
綜上所述，本發明之指數匹配層的設計及應用，能避免蝕刻線可視，使觸控面板用於顯示器模組時，觸控顯示器上不會有明顯的紋路。此外，光學補償層係配合感測電極層之光學特性而設計製作，能使來自觸控面板外部光源的入射光在穿透感測電極層及光學補償層後，反射出接近自然光色調的反射光，進而使觀看者在觀看觸控面板時不會有偏藍或偏黃等顏色異常的問題。再者，由於蝕刻線可視及反射光顏色的問題獲得解決，進而本發明能達到提高觸控面板的可視區的穿透率 的效果。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，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。
200‧‧‧觸控面板
202‧‧‧蓋板
203‧‧‧遮蔽元件
206‧‧‧感測電極層
208‧‧‧光學補償層
210‧‧‧保護層
100‧‧‧外部光源
NV‧‧‧非可視區
V‧‧‧可視區

Claims (21)

  1. 一種觸控面板，包括：一蓋板；一光學補償層；一感測電極層，位於該蓋板與該光學補償層之間，該感測電極層上界定有一蝕刻區域與一非蝕刻區域；以及一指數匹配層，其中該指數匹配層與該光學補償層分別對稱地位於該感測電極層的兩側；其中該光學補償層是用來與該感測電極層形成光學匹配，該光學補償層會接收一穿透該蓋板及該感測電極層的入射光以調和該蝕刻區域與該非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區，該遮蔽元件在該非可視區中是位於該感測電極層與該光學補償層之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區，該遮蔽元件在該非可視區是位於該蓋板與該感測電極層之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該指數匹配層是位於該蓋板與該感測電極層之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，更包括一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非 可視區，該遮蔽元件在該非可視區是位於該感測電極層與該光學補償層之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區，該觸控面板的其餘區域則為一可視區，該遮蔽元件在該非可視區是位於該蓋板與該指數匹配層之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該指數匹配層在該非可視區是位於該遮蔽元件與該感測電極層之間，在該可視區是位於該蓋板與該感測電極層之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該指數匹配層之材質與厚度相同於該光學補償層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該光學補償層為一單層或由多個層所組成的複合層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該光學補償層為多個低折射率層、高折射率層交替堆疊形成之複合層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該光學補償層包括玻璃、Nb2O5、SiO2、ITO、TiO2、或上述之組合。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該光學補償層為包括由一第一補償層與一第二補償層所堆疊之複合層，其中該第一補償層為SiO2層而該第二補償層為Nb2O5層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板，其中該第一補償層的厚度為5~60nm且折射率為1.20~1.70，而該第二補償層的厚度1~15nm且折射率為1.6~2.5。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一保護層，形成於該光學補償層上。
  15. 一種觸控面板之製造方法，包括：在一蓋板的一側分別形成一感測電極層與一光學補償層，其中該感測電極層位於該蓋板與該光學補償層之間，該感測電極層上界定有一蝕刻區域與一非蝕刻區域，以及形成一指數匹配層，其中該指數匹配層與該光學補償層分別對稱地位於該感測電極層的兩側，而該光學補償層是用來與該感測電極層形成光學匹配，該光學補償層會接收一穿透該蓋板及該感測電極層的入射光以調和該蝕刻區域與該非蝕刻區域所對應形成的反射光色調。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控面板之製造方法，更包括形成一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板之製造方法，其中在該蓋板的一側是依序形成該感測電極層、該遮蔽元件與該光學補償層。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板之製造方法，更包括形成一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區，其中在該蓋板的一側是依序形成該遮蔽元件、該感測電極層與該光學補償層。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之觸控面板之製造方法，更包括形成：一遮蔽元件，該遮蔽元件的形成區域是用來定義出該觸控面板的一非可視區，該觸控面板的其餘區域則為一可視區。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之觸控面板之製造方法，其中在該蓋板的一側是依序形成該指數匹配層、該感測電極層、該遮蔽元件與該光學補償層。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之觸控面板之製造方法，其中在該蓋板的一側是依序形成該遮蔽元件、該指數匹配層、該感測電極層與該光學補償層。
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