TWI522855B - 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，特別係有關於其介電結構具有介電開口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。

本發明係有關於觸控結構及其製造方法。觸控結構的操作效能優異。

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、一第二圖案化電極、一介電結構與一導電架橋。第二圖案化電極位於第一圖案化電極之間，並與第一圖案化電極互相分開。介電結構設置在第一圖案化電極與第二圖案化電極上。介電結構具有介電開口。導電架橋跨過介電結構並延伸在介電開口中。第一圖案化電極係藉由導電架橋相互電性連接。

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。第二圖案化電極位於第一圖案化電極之間。配置介電結構於第一圖案化電極與第二圖案化電極上。於介電結構中形成介電開口。配置導電架橋跨過介電結構並延伸在介電開口中。第一圖案化電極係藉由導電架橋相互電性連接。

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BB’線的剖面圖。第1C圖繪示第1A圖之觸控結構沿CC’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圖至第1C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配置在基板108上。第一圖案化電極104與第二圖案化電極106係互相分開。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。可撓性基材可包括單片基材或卷狀基材。剛性基材可包括剛性玻璃或其他合適的材料。

第二圖案化電極106係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係沿著第一方向配置。第二圖案化電極106係往不同於第一方向的第二方向延伸。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。

第一圖案化電極104與第二圖案化電極106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(未顯示)可包括金屬或其他合適的材料。舉例來說，導電薄膜可包括透明的材料等。導電薄膜(未顯示)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。導電薄膜可包括單層透明導電層(single ITO；SITO)、雙層透明導電層(double ITO；DITO)、單片玻璃(One Glass Solution；OGS)、傳統鏡片觸控(touch on lens；TOL)。導電薄膜可以沉積(例如真空鍍膜的方式)、印刷(例如R2R製程)、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，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。此印刷製程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。第一圖案化電極104與第二圖案化電極106可包括金屬或其他合適的材料。舉例來說，第一圖案化電極104與第二圖案化電極106可包括透明導電氧化物、有機透明導電材料或奈米碳管等。

於一實施例中，舉例來說，第一圖案化電極104與第二圖案化電極106配置在基板108的同一平面上，可大幅降低具有雙層導電膜結構設計之第一圖案化電極104與第二圖案化電極106造成之鏤空比例及上下對位之問題，可獲得較佳之影像效果及較高之靈敏度及精確度。除此之外，單一層導電膜結構設計同時也可達到輕量化及薄型化之目的。

介電結構110配置在互相分開的第一圖案化電極104與第二圖案化電極106上。於此例中，介電結構110係覆蓋部分的第一圖案化電極104與第二圖案化電極106。介電結構110具有介電開口112形成於其中。於此例中，介電開口112係為介電孔洞，其分別露出對應的第一圖案化電極104與介電側壁114(第1B圖)。

具有介電開口112的介電結構110可藉由在第一圖案化電極104與第二圖案化電極106上形成介電薄膜(未顯示)，然後對介電薄膜進行圖案化步驟而形成。介電薄膜可以沉積(例如真空鍍膜的方式)、印刷(例如R2R製程)、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，具有介電開口112的介電結構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。介電結構110包括樹脂等介電材料，如感光型樹脂或熱固性樹脂或為無機透明介電絕緣材料，如二氧化矽。

於此例中，導電架橋116配置跨過部分的介電結構110而延伸在介電開口112(於此例為介電孔洞)露出的介電側壁114上，以將被第二圖案化電極106分開的第一圖案化電極104彼此電性連接。於一實施例中，導電架橋116可實質上完全填滿介電開口112。導電架橋116可藉由在介電結構110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(例如真空鍍膜的方式)、印刷(例如R2R製程)、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，導電架橋116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。再者，由於介電結構110具有介電開口112(此例為介電孔洞)，因此印刷導電架橋116的導電膠材可以精準的控制導引在介電結構的介電開口112中，而與第一圖案化電極104形成良好的電性連接。這能避免導電膠材灘流至不期望的區域上所造成短路問題，例如鄰近第一圖案化電極104與第二圖案化電極106之間短路，也能提升形成之導電架橋116電性、 或形態(例如寬度、厚度的均一性)。

導電架橋116可包括金屬或其他合適的材料。舉例來說，導電架橋116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116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。

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、介電結構110與導電架橋116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。

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116構成矩陣式結構。可利用連接導線118將第一圖案化電極104、第二圖案化電極106耦接至接觸端點120，形成一投射式電容觸控感應元件。連接導線118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BB’線的剖面圖。第2C圖繪示第2A圖之觸控結構沿CC’線的剖面圖。第2A圖至第2C圖所示之觸控結構與第1A圖至第1C圖所示之觸控結構的不同處在於，介電結構210之介電開口212係為介電溝槽。介電結構210係具有第一上介電表面222、第 二上介電表面224與介電側壁214，且介電側壁214係連接第一上介電表面222與第二上介電表面224。介電開口212(此例為介電溝槽)係從第一上介電表面222向介電結構210的內部延伸而露出第二上介電表面224。換句話說，第一上介電表面222係高於第二上介電表面224。導電架橋116係延伸在介電開口212(此例為介電溝槽)露出的第二上介電表面224上，並延伸在介電側壁214上，而跨過整個介電結構210以將被第二圖案化電極106分開的第一圖案化電極104彼此電性連接。

於一些實施例中，導電架橋116可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量。再者，由於介電結構210具有介電開口212(此例為介電溝槽)，因此印刷導電架橋116的導電膠材可以精準的控制導引在介電結構的介電開口212中，避免導電膠材灘流至不期望的區域上所造成短路問題，並提升形成之導電架橋116電性、或形態(例如寬度、厚度的均一性)。在一些實施例中，導電架橋116係控制其頂表面226不超過介電結構210的頂表面，舉例來說，導電架橋116的頂表面226係實質上齊平於介電結構210的第一上介電表面222、或介於第一上介電表面222與第二上介電表面224之間，這樣的結構設計可以在後續的製程(例如貼合、壓合製程等的需施加壓力的製程)，避免突出於介電結構210的導電架橋116受到壓合應力造成的斷裂問題。故可增進產品之可靠度，提升良率。

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BB’線的剖面圖。第3C圖繪示第3A圖之觸控結構沿CC’線的剖面圖。第3A圖至第3C圖所示之觸控結構與第2A圖至第2C圖所示之觸控結構的不同處在於，介電結構310之介電開口312係包括互相連通的介電溝槽312A與介電孔洞312B。介電結構310係具有第一上介電表面322、第二上介電表面324與介電側壁314，且介電側壁314係連接第一上介電表面322與第二上介電表面324。介電溝槽312A係從第一上介電表面322向介電結構310的內部延伸而露出第二上介電表面324。介電孔洞312B分別露出對應的第一圖案化電極104與介電側壁314。

請參照第3A圖至第3C圖，導電架橋116係延伸在介電開口312之介電溝槽312A露出的第二上介電表面324上，並延伸在介電孔洞312B露出的介電側壁314上，如此跨過部分的介電結構310以將被第二圖案化電極106分開的第一圖案化電極104彼此電性連接。於一實施例中，導電架橋116可實質上完全填滿介電開口312的介電孔洞312B。請參照第3A圖與第3C圖，於此例中，舉例來說，介電孔洞312B的孔徑R係小於介電溝槽312A的寬度W。

於一些實施例中，導電架橋116可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量。再者，由於介電結構310具有介電開口312，其包括介電溝槽312A與介電孔洞312B，因此印刷導電架橋116的導電膠材可以精準的控制導引在介電結構的介電開口312中，避免導電膠材灘流至 不期望的區域上所造成短路問題、提升形成之導電架橋116電性、或形態(例如寬度、厚度的均一性)，並與第一圖案化電極104形成良好的電性連接。在一些實施例中，導電架橋116係控制其頂表面226不超過介電結構310的頂表面，舉例來說，導電架橋116的頂表面226係實質上齊平於介電結構310的第一上介電表面322、或介於第一上介電表面322與第二上介電表面324之間，這樣的結構設計可以在後續的製程(例如貼合、壓合製程等的需施加壓力的製程)，避免突出於介電結構310的導電架橋116受到壓合應力造成的斷裂問題。故可增進產品之可靠度，提升良率。

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BB’線的剖面圖。第4C圖繪示第4A圖之觸控結構沿CC’線的剖面圖。第4A圖至第4C圖所示之觸控結構與第3A圖至第3C圖所示之觸控結構的不同處在於，介電結構410係覆蓋所有的第一圖案化電極104與第二圖案化電極106。

請參照第4A圖至第4C圖，介電結構410之介電開口412係包括互相連通的介電溝槽412A與介電孔洞412B。介電結構410係具有第一上介電表面422、第二上介電表面424與介電側壁414，且介電側壁414係連接第一上介電表面422與第二上介電表面424。導電架橋116係延伸在介電溝槽412A露出的第二上介電表面424上，並延伸在介電孔洞412B露出的介電側壁414上，如此跨過部分的介電結構410以將被第二圖案化電極106分開的第一圖 案化電極104彼此電性連接。請參照第4A圖，於此例中，舉例來說，介電孔洞412B的孔徑R係大於介電溝槽412A的寬度W。

於一些實施例中，導電架橋116可藉由印刷方法直接形成，而不需要進行圖案化步驟，可大幅地簡化製程，進而可縮短產品生產時間及增加產量。再者，由於介電結構410具有介電開口412，其包括介電溝槽412A與介電孔洞412B，因此印刷導電架橋116的導電膠材可以精準的控制導引在介電結構的介電開口412中，避免導電膠材灘流至不期望的區域上所造成短路問題、提升形成之導電架橋116電性、或形態(例如寬度、厚度的均一性)，並與第一圖案化電極104形成良好的電性連接。使用覆蓋所有的第一圖案化電極104與第二圖案化電極106的介電結構410亦可降低導電膠材灘流至不期望的區域上所造成短路問題的發生機會。在一些實施例中，導電架橋116係控制其頂表面226不超過介電結構410的頂表面，舉例來說，導電架橋116的頂表面226係實質上齊平於介電結構410的第一上介電表面422、或介於第一上介電表面422與第二上介電表面424之間，這樣的結構設計可以在後續的製程(例如貼合、壓合製程等的需施加壓力的製程)，避免突出於介電結構410的導電架橋116受到壓合應力造成的斷裂問題。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、210、310、410‧‧‧介電結構

112、212、312、412‧‧‧介電開口

312A、412A‧‧‧介電溝槽

312B、412B‧‧‧介電孔洞

114、214、314、414‧‧‧介電側壁

116‧‧‧導電架橋

118‧‧‧連接導線

120‧‧‧接觸端點

222、322、422‧‧‧第一上介電表面

224、324、424‧‧‧第二上介電表面

226‧‧‧頂表面

R‧‧‧孔徑

W‧‧‧寬度

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1C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2C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3C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4C圖繪示根據一實施例之觸控結構的剖面圖。

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‧‧‧介電結構

112‧‧‧介電開口

116‧‧‧導電架橋

118‧‧‧連接導線

120‧‧‧接觸端點

Claims (9)

1. 一種觸控結構，包括：複數個第一圖案化電極；一第二圖案化電極，位於該些第一圖案化電極之間，並與該些第一圖案化電極互相分開；一介電結構，設置在該些第一圖案化電極與該第二圖案化電極上，該介電結構具有一介電開口，其中該介電開口係形成於連續延伸的該介電結構之中，且該介電開口包括一介電溝槽，其中該介電溝槽係具有一第一上介電表面、一第二上介電表面與一介電側壁，且該介電側壁係連接該第一上介電表面與該第二上介電表面；以及一導電架橋，跨過該介電結構並延伸在該介電開口中，該些第一圖案化電極係藉由該導電架橋相互電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該介電開口更包括數個介電孔洞，該導電架橋係延伸在該介電溝槽及該些介電孔洞中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控結構，其中該些介電孔洞係露出對應的該些第一圖案化電極。
4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控結構，其中該介電溝槽係從該第一上介電表面向該介電結構的內部延伸而露出該第二上介電表面。
5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控結構，其中該介電溝槽及該些介電孔洞係相互連通。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中 該介電溝槽係從該第一上介電表面向該介電結構的內部延伸而露出該第二上介電表面，該導電架橋係延伸在該介電溝槽露出的該第二上介電表面上並延伸在該介電側壁上，以將該些第一圖案化電極彼此電性連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控結構，其中該介電開口更包括數個介電孔洞，該些介電孔洞露出對應的該些第一圖案化電極，並露出該導電架橋延伸於其上之該介電側壁。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中該介電結構係覆蓋部分或所有的該些第一圖案化電極與該第二圖案化電極。
9. 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；配置一第二圖案化電極於該基板上，該第二圖案化電極係位於該些第一圖案化電極之間；配置一介電結構於該些第一圖案化電極與該第二圖案化電極上，於該介電結構中形成一介電開口，其中該介電開口係形成於連續延伸的該介電結構之中，且該介電開口包括一介電溝槽，其中該介電溝槽均具有一第一上介電表面、一第二上介電表面與一介電側壁，且該介電側壁係連接該第一上介電表面與該第二上介電表面；以及配置一導電架橋跨過該介電結構並延伸在該介電開口中，該些第一圖案化電極係藉由該導電架橋相互電性連 接。