TWI553711B - 觸控面板及其製作方法 - Google Patents

Description

觸控面板及其製作方法

本發明係關於一種觸控面板及其製作方法，且特別係關於一種非平面式觸控面板及其製作方法。

在現今各式消費性電子產品的市場中，個人數位助理(PDA)、行動電話(mobile Phone)、筆記型電腦(notebook)及平板電腦(tablet PC)等可攜式電子產品皆已廣泛的使用觸控面板(touch panel)作為人機界面。

為符合電子產品輕薄化的需求，現今觸控面板已具有將觸控玻璃與保護玻璃一體化的技術，意即將觸控電極直接製作於保護玻璃上，此技術可省去原本用來承載觸控電極的觸控玻璃，有效地縮減觸控面板的整體厚度及降低觸控面板的成本。

然而，由於一般將觸控電極直接製作於保護玻璃的觸控面板的微影製程技術，例如包含濺鍍光阻、紫外線曝光等，僅能適用於平面結構。因為若光阻採用濕膜，則因流動性佳而導致在非平面結構上會造成塗佈不均，若光阻採用乾膜，則無法符合實際需求的薄度；另外，由於非平面結構具有高度差，使得紫外線曝光會導致線寬及線距不均勻。也就因此，將觸控電極直接製作於保護玻璃的觸控面 板無法與非平面之顯示設備進行貼合與應用，侷限了觸控面板的應用性。

目前有發展出將觸控電極製作於非平面結構上的技術，但是由於製程步驟繁瑣並且需搭配特殊材質的導電層才得以實現，例如舖附分散用溶劑、使用清洗用溶劑去除分散用溶劑、蒸發清洗用溶劑等一連串的堆積步驟。因此，要如何在不增加製程及改變導電層材料的情況下，有效地實現將觸控電極直接製作於保護玻璃的非平面觸控面板也就是目前值得加以研究發展的地方。

本發明提供一種觸控面板及其製作方法，其使用具有非平面表面的強化上蓋基板來做為觸控基板，並且再搭配經設計改良過的觸控電極的圖案化製程，以製作出非平面式之觸控面板，以達到有效地應用於各種非平面之顯示設備，增加觸控面板應用性之目的。

為達上述目的，本發明提供一種觸控面板，包含有一強化上蓋基板，該強化上蓋基板包含一第一非平面表面，並且該強化上蓋基板規劃有一顯示區以及一圍繞該顯示區之周邊區，以及一觸控電極層，透過一包含噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程來形成於該第一非平面表面，並且涵蓋於該顯示區及至少部分的該周邊區。

本發明亦提供一種觸控面板之製造方法，包含以下步驟：首先提 供一包含一第一非平面表面的強化上蓋基板，其中該強化上蓋基板規劃有一顯示區及一圍繞該顯示區的周邊區。接著以噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程技術，形成一觸控電極層於該強化上蓋基板的該第一非平面表面，並且涵蓋於該顯示區及至少部分的該周邊區。

基於上述，本發明所提供的觸控面板及其製作方法不僅本身即具有輕薄化及降低成本的特點，更因採用非平面式之強化上蓋基板的設計而可廣泛地應用於各種非平面顯示設備，並且相較於平板式之基板而言，非平面之結構具有更為強化的結構特性。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第1圖至第3圖。第1圖繪示了本發明第一較佳實施例的上視示意圖，第2圖繪示了第1圖沿剖面線A-A’的剖面示意圖，第3圖繪示了本發明第一較佳實施例局部放大示意圖。為了方便說明，本實施例之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。

本實施例的觸控面板100包含有一強化上蓋基板110，並且該強化上蓋基板110包含有一第一非平面表面112。其中強化上蓋基板 110規劃一顯示區120以及一周邊區130，周邊區130圍繞顯示區120。一般而言，顯示區120例如為習知觸控面板的可視區，而周邊區130則可為非透明遮掩區。第一非平面表面112可以為一平滑之曲面或是由至少兩稜面所構成的表面，且兩稜面之間具有一夾角。

本實施例中的觸控電極層122係形成於第一非平面表面112，並且涵蓋於顯示區120及至少部分的周邊區130。觸控電極層122包含有複數條沿著強化上蓋基板110的第一軸向(X軸)平行排列的第一感應電極124以及複數條沿著強化上蓋基板110的第二軸向(Y軸)平行排列的第二感應電極126。第一感應電極124以及第二感應電極126呈現交錯排列且互相絕緣。本實施例的第一感應電極124與第二感應電極126是同樣形成於第一非平面表面112。

進一步說明的是，各第一感應電極124包含複數個第一導電單元152及複數個第一導線154，該些第一導線154連接X軸上相鄰的兩個第一導電單元152；而各第二感應電極126包含複數個第二導電單元156及複數個第二導線158，該些第二導線158連接Y軸上相鄰的兩個第二導電單元156。換句話說，每一條第一感應電極124係由複數個第一導電單元152以及複數條第一導線154串接而成；每一條第二感應電極126係由複數個第二導電單元156以及複數條第二導線158串接而成。其中該些第一感應電極124及該些第二感應電極126在該些第一導線154及該些第二導線158的位置形成交錯。

此外，觸控電極層122另包含一絕緣層127位於該些第一感應電極124與該些第二感應電極126的交錯位置，並形成於第一導線154及第二導線158之間，使該些第一感應電極124與該些第二感應電極126彼此絕緣，避免第一感應電極124與第二感應電極126相互導通干擾，影響觸控感應功能而無法正確接收訊號。如此一來，在架構上，第一感應電極124的第一導線154藉由絕緣層127的設置而得以形成一架橋結構。

本實施例的觸控面板100另包含有一引線結構132位於周邊區130內，並且電性連接觸控電極層122。更具體來講，引線結構132可例如包含複數條連接線，分別對應電性連接第一感應電極124以及第二感應電極126，藉以將驅動信號傳送至觸控電極層122，並將觸控電極層122上的感測訊號傳送至後端控制處理器(圖未示)進行運算解析。此外，觸控面板100還包含一遮蔽層134，全面位於周邊區130且設置於強化上蓋基板110以及引線結構132之間，遮蔽層134通常由黑色不透光材質，如黑色光阻所形成，用以遮蔽所有對應位於周邊區130內的元件及電路走線，例如可遮蔽引線結構132，達到美觀效果。

此外，本實施例的觸控面板100更包含一保護層140，位於顯示區120以及周邊區130，用以覆蓋觸控電極層122以及引線結構132，避免觸控電極層122以及引線結構132因化學變化或物理作用 影響而損害。

針對本發明第一實施例，各元件所適用的材料或其可選用的群組如下：強化上蓋基板110可例如為一玻璃，並在其表面覆蓋強化層而形成一剛性玻璃，讓本實施例的強化上蓋基板110不僅可以用來提供承載感測電極層122之作用，更是用來作為保護上蓋的作用。其中，強化上蓋基板110並不限於單面或雙面非平面，也不限於曲面或多面組合。第一感應電極124、第二感應電極126可由透明導電材料所組成，包含氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide,CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide,HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)等。此外，本實施例的第一感應電極124的第一導線154更可進一步採用金屬材質之設計，藉以讓第一導線154所形成的架橋結構得以較為堅固而不易斷裂。再者，引線結構132可包含導電金屬如銀、銅或鋁等，絕緣層127材料可包括絕緣材質，例如聚亞醯胺(Polyimide,PI)、氧化矽(SiO₂)、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiCN)、碳化矽(SiC)等。保護層140可包括無機材料，例如氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)與氮氧化矽(silicon oxynitride)、或是有機材料，例如丙烯酸類樹脂(acrylic resin)及其它適合之材料。但不以上述為限。

值得注意的是，本實施例為使各元件製作於第一非平面表面112上，故使用高壓噴塗方式將光阻以高壓壓縮後再噴塗於非平面表面之上，噴出之光阻將會霧化，可均勻覆蓋於非平面表面，藉以解決一般使用濺鍍光阻的方式在非平面表面上會產生光阻塗佈不均的問題。另外，由於非平面表面有高度差，因此本實施例進一步採用以雷射作為光源進行曝光，由於雷射曝光的光束直徑公差極小，因此能解決在非平面表面上用紫外線(UV)曝光所導致的線寬及線距不均勻的問題。本實施例所使用的雷射光源的曝光所造成的線距於5微米以內，雷射光源的曝光對於線寬的控制具有良好效果。

為了進一步說明本發明之觸控面板的製程，請基於第2圖的剖面架構來參考第4圖，為本發明觸控面板之第一實施例的製造方法的流程圖。首先，提供一包含一第一非平面表面112的強化上蓋基板110(步驟S401)。其中，強化上蓋基板110規劃有一顯示區120及一圍繞顯示區120的周邊區130。接著採用一包含噴塗光阻及雷射曝光的圖案化製程技術來形成一圖案化的遮蔽層134以全面位於周邊區130(步驟S403)。

接下來，同樣採用包含噴塗光阻及雷射曝光的圖案化製程技術來形成一圖案化的觸控電極層122於強化上蓋基板110的第一非平面表面112(步驟S405)，並且觸控電極層122的範圍涵蓋於顯示區120 及至少部分的周邊區130。其中，上述形成觸控電極層122的步驟進一步包括：形成複數個第一感應電極124及複數個第二感應電極126於第一非平面表面112，該些第一感應電極124沿一第一軸向(X軸)平行排列，該些第二感應電極126沿一第二軸向(Y軸)平行排列，並且該些第一感應電極124與該些第二感應電極126彼此形成交錯。之後，採用包含噴塗光阻及雷射曝光的圖案化製程技術來形成一圖案化的絕緣層127於該些第一感應電極124及該些第二感應電極126之間(步驟S407)，使該些第一感應電極124與該些第二感應電極126彼此絕緣。

更具體來講，由本發明結構已知每一條第一感應電極124係由複數個第一導電單元152以及複數條第一導線154串接而成；每一條第二感應電極126係由複數個第二導電單元156以及複數條第二導線158串接而成。本實施例可先形成複數個第一導電單元152、複數條第一導線154及複數個第二導電單元156，其中第一導電單元152及第一導線154是於第一軸向上彼此相互電性連接，以串接成為第一感應電極124。接著再形成絕緣層127以設置於各第一導線154上方。最後再形成複數條第二導線158設置於絕緣層127上方並且電性連接第二軸向上相鄰的兩個第二導電單元156，以串接成為第二感應電極126，並且達到第一感應電極124與該些第二感應電極126彼此絕緣的效果。

接著，採用包含噴塗光阻及雷射曝光的圖案化製程技術來形成一 圖案化的引線結構132於周邊區130(步驟S409)，以電性連接第一軸向電極124以及第二軸向電極126。如此一來，前述所形成的遮蔽層134即是設置於強化上蓋基板110及引線結構132之間，藉以達到遮蔽引線結構132的作用。此外，引線結構132較佳由導電性良好之金屬材質所構成，以增加傳導速率。

值得一提的是，由於本實施例是將觸控電極層122、引線結構132及遮蔽層134製作於強化上蓋基板110的第一非平面表面112。因此，在上述的圖案化製程中是採用噴塗光阻及雷射曝光等製程技術來實現，藉以避免產生光阻塗佈不均勻及線寬、線距不均勻等問題。

最後，形成一保護層140於顯示區120及周邊區130(步驟S411)，用以覆蓋觸控電極層122及引線結構132，避免觸控電極層122以及引線結構132因化學變化或物理作用影響而損害。

下文將針對本發明之觸控面板的不同實施樣態進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。

本發明之第二實施例，如第5圖所示，第5圖繪示了本發明觸控面板之第二實施例的結構剖面示意圖。比較本發明之第一實施例，本實施例提供一觸控面板200，與本發明第一實施例不同之處在 於，本實施例的遮蔽層134係在觸控電極層122完成之後才形成，也就是說，遮蔽層134係位在觸控電極層122以及引線結構132之間。在此架構下，本實施例的觸控面板200更包括複數個導電膠160用來將第一感應電極124及第二感應電極126電性連接於引線結構132。本實施例其餘元件與步驟皆與本發明之第一實施例相同，在此不再贅述。此外，導電膠160的選用方式除了可如本實施例是採用透明導電膠設置在顯示區120與周邊區130的交界處之外，更可例如是採用與遮蔽層134相同顏色的導電膠來填充於具穿孔結構的遮蔽層134，以達到電性連接的作用。然而導電膠160的選用更可依實際設計需求而有所不同，在此並非為本發明所限制。

值得一提的是，本發明的觸控電極層122並不限於只形成於強化上蓋基板110的特定一面，也可將觸控電極層122分層來形成於強化上蓋基板110的雙面。請見本發明之第三實施例。如第6圖所示，第6圖繪示本發明觸控面板之第三實施例的結構剖面示意圖。本實施例提供一觸控面板300，與本發明第一實施例不同之處在於，本實施例的觸控面板300進一步包含一對應於該第一非平面表面112的第二非平面表面114。其中，第二非平面表面114可以為一平滑之曲面或是由至少兩稜面所構成的表面，且兩稜面之間具有一夾角。

本實施例的第一感應電極124形成於該第一非平面表面112，而第二感應電極126形成於該第二非平面表面114。也就是說，在強化上蓋基板110的兩非平面表面分別形成複數條沿第一方向平行排 列的第一感應電極124以及複數條沿第二方向平行排列的第二感應電極126。在此架構下，強化上蓋基板110即具有絕緣層的功能，使得第一感應電極124以及第二感應電極126形成相互交錯並且彼此絕緣而得以進行觸控感測。之後，再形成一引線結構132與第一感應電極124以及第二感應電極126電性連接。最後，形成一保護層140全面性覆蓋於引線結構132以及第一感應電極124，以及形成一硬化塗層142(Hard Coating)全面性覆蓋於引線結構132以及第二感應電極126。

綜上所述，本發明提供一非平面式觸控面板以及其製作方法，本發明的圖案化製程是以噴塗光阻及雷射曝光來分別取代濺鍍光阻及紫外線曝光，藉以實現觸控電極層、引線結構及遮蔽層等在一非平面基板。藉由本發明之實施方式所製作之觸控面板，其表面應力層最深可達20μm以上，表面應力值可達800Mpa以上。

因此，本發明之觸控面板及其製作方法不僅本身即具有輕薄化及降低成本的特點，更因採用非平面式之強化上蓋基板的設計而可廣泛地應用於各種非平面顯示設備，並且相較於平板式之基板而言，非平面之結構具有更為強化的結構特性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧強化上蓋基板

112‧‧‧第一非平面表面

114‧‧‧第二非平面表面

120‧‧‧顯示區

122‧‧‧觸控電極層

124‧‧‧第一感應電極

126‧‧‧第二感應電極

127‧‧‧絕緣層

130‧‧‧周邊區

132‧‧‧引線結構

134‧‧‧遮蔽層

140‧‧‧保護層

142‧‧‧硬化塗層

152‧‧‧第一導電單元

154‧‧‧第一導線

156‧‧‧第二導電單元

158‧‧‧第二導線

160‧‧‧導電膠

200‧‧‧觸控面板

300‧‧‧觸控面板

下列圖式之目的在於使本創作能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本創作之具體實施例，並用以闡述創作之作用原理。

第1圖繪示了本發明第一較佳實施例的上視示意圖。

第2圖繪示了第1圖沿剖面線A-A’的剖面示意圖。

第3圖繪示了本發明第一較佳實施例局部放大示意圖。

第4圖繪示了本發明觸控面板之第一實施例的製造方法的流程圖。

第5圖繪示了本發明觸控面板之第二實施例的結構剖面示意圖。

第6圖繪示了本發明觸控面板之第三實施例的結構剖面示意圖。

值得注意的是，所有的圖式僅作為示意之用途。為了達到解說之目的，繪製於圖式中之元件尺寸及比例可能被加以放大或縮小。在不同的具體實施例中，相同的元件符號會被用以代表相對應或相似的特徵。

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧強化上蓋基板

112‧‧‧第一非平面表面

120‧‧‧顯示區

122‧‧‧觸控電極層

124‧‧‧第一感應電極

126‧‧‧第二感應電極

127‧‧‧絕緣層

130‧‧‧周邊區

132‧‧‧引線結構

134‧‧‧遮蔽層

140‧‧‧保護層

152‧‧‧第一導電單元

154‧‧‧第一導線

158‧‧‧第二導線

Claims (20)

1. 一種觸控面板，包含：一強化上蓋基板，包含一第一非平面表面，並且該強化上蓋基板規劃有一顯示區以及一圍繞該顯示區之周邊區；以及一觸控電極層，透過一包含高壓噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程來形成於該第一非平面表面，並且涵蓋於該顯示區及至少部分的該周邊區，其中該觸控電極層之兩相鄰導電單元之間之一線距在5微米以內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一非平面表面為一平滑曲面或一由至少兩稜面所構成之表面，其中該兩稜面之間形成一夾角。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括：一引線結構，位於該周邊區，並且電性連接該觸控電極層；及一遮蔽層，全面位於該周邊區，並且設置於該強化上蓋基板及該引線結構之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該引線結構及該遮蔽層係分別透過該包含噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程技術所形成。
5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，更包括一保護層，位於該顯示區及該周邊區，用以覆蓋該觸控電極層及該引線結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該觸控電極層包括：複數個第一感應電極，沿該強化上蓋基板的一第一軸向來平行排列；及複數個第二感應電極，沿該強化上蓋基板的一第二軸向來平行排列；其中，該些第一感應電極與該些第二感應電極形成交錯並且彼此絕緣。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該些第一感應電極及該些第二感應電極係形成於該第一非平面表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中該觸控電極層進一步包括一絕緣層，形成於該些第一感應電極及該些第二感應電極之間。
9. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該強化上蓋基板進一步包含一對應於該第一非平面表面的第二非平面表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該些第一感應電極形成於該第一非平面表面，而該些第二感應電極形成於該第二非 平面表面。
11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該第二非平面表面為一平滑曲面或一由至少兩稜面所構成之表面，其中該兩稜面之間形成一夾角。
12. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中每一該些第一感應電極包含複數個第一導電單元及複數個第一導線，該些第一導線連接該第一軸向上相鄰的兩個第一導電單元；而每一該些第二感應電極包含複數個第二導電單元及複數個第二導線，該些第二導線連接該第二軸向上相鄰的兩個第二導電單元；其中該些第一感應電極及該些第二感應電極在該些第一導線及該些第二導線的位置形成交錯。
13. 一種觸控面板之製造方法，其步驟包含：提供一包含一第一非平面表面的強化上蓋基板，其中該強化上蓋基板規劃有一顯示區及一圍繞該顯示區的周邊區；及採用一包含高壓噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程技術來形成一觸控電極層於該強化上蓋基板的該第一非平面表面，並且涵蓋於該顯示區及至少部分的該周邊區，其中該觸控電極層之兩相鄰導電單元之間之一線距在5微米以內。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板之製造方法，其中該第 一非平面表面為一曲面或一由至少兩稜面所構成之表面，其中該兩稜面之間形成一夾角。
15. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板之製造方法，更包括：形成一引線結構於該周邊區，以電性連接該觸控電極層；及形成一遮蔽層，以全面位於該周邊區並且設置於該強化上蓋基板及該引線結構之間；其中，該形成引線結構及該形成遮蔽層之步驟係分別採用該包含噴塗光阻及雷射曝光之圖案化製程技術。
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：形成一第一保護層於該顯示區及該周邊區，用以覆蓋該觸控電極層及該引線結構。
17. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板之製造方法，其中該形成觸控電極層之步驟進一步包括：形成複數個第一感應電極及複數個第二感應電極於該第一非平面表面，其中該些第一感應電極沿一第一軸向來平行排列，該些第二感應電極沿一第二軸向來平行排列，其中該些第一感應電極與該些第二感應電極形成交錯；及形成一絕緣層於該些第一感應電極及該些第二感應電極之間，使該些第一感應電極與該些第二感應電極彼此絕緣。
18. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板之製造方法，其中該強化上蓋基板進一步包含一對應於該第一非平面表面的第二非平面表面。
19. 如申請專利範圍第18項所述之觸控面板之製造方法，其中該形成觸控電極層之步驟進一步包括：形成複數個第一感應電極於該第一非平面表面，並沿一第一軸向來平行排列；及形成複數個第二感應電極於該第二非平面表面，並沿一第二軸向來平行排列；其中，該些第一感應電極與該些第二感應電極形成交錯並且彼此絕緣。
20. 如申請專利範圍第18項所述之觸控面板之製作方法，其中該第二非平面表面為一平滑曲面或一由至少兩稜面所構成之表面，其中該兩稜面之間形成一夾角。