TWI554929B - Single-layer capacitive touch screen production process and the use of the touch Screen processing of electronic equipment - Google Patents

Description

單層電容式觸控式螢幕製作工藝及採用該觸控式 螢幕之電子設備加工方法

本發明涉及一種電容式觸控式螢幕製作方法，特別涉及一種單層電容式觸控式螢幕製作工藝及採用該觸控式螢幕之電子設備加工方法。

一般的電容式觸控面板，其結構都是採用在蓋板保護玻璃(或者PET薄膜)之下之觸摸傳感層(英文：Touch Sensor)的多層化結構，這樣的結構除了增加設計難度、且提高成本也耗時。由於傳統投射式電容觸控面板必須使用1~2片玻璃製作成觸摸傳感層，加上蓋板，造成複雜的結構。因此，觸控面板模組廠商正積極將觸控感測器整合到表面蓋板，希望能降低材料成本、減少觸控面板模組的厚度和重量。因此，研發人員提出電容式觸控的終極方案，就是只用單層的保護玻璃就可以完成觸控的功能。這種將所有的觸摸傳感電路成形在保護玻璃上的方式，可以達到最薄最輕的結構、最低的材料成本、最低的生產設備成本投資、以及最大的觸控面板產出能力。雖然各觸控模組廠對於這個新制程有不同命名，包括Touch on lens、one glass solution、window integrated sensor touch、direct patterned window等等，但這些其實都屬於將觸控感測器整合到表面蓋板的方法。每個方法都採用了1片玻璃，作為表面蓋板和觸控感測器的基板，簡稱為“單層電容式觸控式螢幕”。

據瞭解，從2011年開始，許多品牌廠商例如NOKIA、Apple、Samsung等，已開始要求更輕、更薄、更有成本競爭力的觸控面板，此舉預計將有助於單層電容式觸控式螢幕技術的加速普及。單層電容式觸控式螢幕的好處，就在於材料成本最便宜、光學特性最好、重量最輕，因此可以 使用在非顯示幕幕上，如鏡子、桌子、窗戶、自動販賣機，或是取代鍵盤以及各種按鍵。應用上以工業用、軍用、戶外用途與外掛式觸控為主。

然而，單層電容式觸控式螢幕在開發上存在許多挑戰，例如是要先處理後鍍膜，還是先鍍膜後處理。而強化過程中的破片與刮傷、印刷面的處理、使用的鍍膜Pattern、導電薄膜的阻抗，以及與LCD Vcom層之間的電容耦合等問題。特別是現行許多單層電容式觸控式螢幕製作工藝一般系在玻璃上成型觸摸感應層後去做切割再做CNC成型處理，這樣玻璃原本的強度會被破壞掉，而且製作時間花費過多易導致量產性不足。故，有必要提供一種新的單層電容式觸控式螢幕工藝及採用該觸控式螢幕之電子設備加工方法。

為克服現有技術之單層電容式觸控式螢幕製作不良之問題，本發明提供一種成本較低，良率較高之單層電容式觸控式螢幕製作工藝及採用該觸控式螢幕之電子設備加工方法。

本發明解決技術問題的技術方案是：提供一種單層電容式觸控式螢幕製作工藝，其包括以下步驟：步驟S1：提供一玻璃基板；步驟S2：CNC預加工該玻璃基板，在玻璃基板一側成型終端產品外型輪廓凹槽；步驟S3：強化該玻璃基板；步驟S4：表面處理該玻璃基板；步驟S5：電鍍ITO導電薄膜至該玻璃基板；步驟S6：在ITO導電薄膜上製作電極圖案；步驟S7：製作一導電線路，並於該玻璃基板一端形成電路介面端；步驟S8：切割玻璃基板；步驟S9：CNC磨邊；及步驟S10：粘接FPC至該玻璃基板的電路介面端。

優選地，在步驟S2中，該凹槽加工的厚度為該玻璃基板厚度的1/4-1/2。

優選地，在步驟S2中，該外型輪廓凹槽與待加工完成的成品外型保持一致，以1：1的比例進行。

優選地，在步驟S2中，當完成外型輪廓凹槽的CNC處理後即用清水或氣槍進行清洗。

優選地，在步驟S3中，在該玻璃基板送入強化爐進行強化前需要在該玻璃基板之外型輪廓凹槽處塗抹有機化學藥品。

優選地，在步驟S8中，需要將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm。

優選地，在步驟S6中，在ITO導電薄膜上成型多條觸摸感應的電極圖案，當該ITO導電薄膜為一層時，該多條觸摸感應的電極圖案為菱形圖案或條狀圖案，當該ITO導電薄膜為兩層時，該多條觸摸感應的電極圖案為網狀圖案。

優選地，在步驟S7中，包括在該玻璃基板上電鍍一金屬層及通過蝕刻技術蝕刻該金屬層成型該導電線路，並於該玻璃基板一端形成電路介面端。

本發明解決技術問題的技術方案是：提供又一種採用單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法，其包括一單層電容觸控式螢幕，及一手機或是平板電腦模組，該單層電容式觸控式螢幕製作工藝包括以下步驟：步驟S1：提供一玻璃基板；步驟S2：CNC預加工該玻璃基板，在玻璃基板一側成型終端產品外型輪廓凹槽；步驟S3：強化該玻璃基板；步驟S4：表面處理該玻璃基板；步驟S5：電鍍ITO導電薄膜至該玻璃基板；步驟S6：在ITO導電薄膜上製作電極圖案；步驟S7：製作一導電線路，並於該玻璃基板一端形成電路介面端；步驟S8：切割玻璃基板；步驟S9：CNC磨邊；及步驟S10：粘接FPC至該玻璃基板的電路介面端。

優選地，其進一步包括組裝該單層電容式觸控式螢幕至該手機或是平板電腦之顯示器模組的組裝步驟。

相較于現有技術，本發明單層電容式觸控式螢幕製作工藝及採用單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法由於採用了預先進行玻璃CNC一部分的深度然後再進行強化處理，故在加工完成後之單層電容式觸控式螢幕強度不會流失，該製作工藝加工容易，強度不會流失，也不需多增加額外的精密設備。另，在製作凹槽後，本工藝特別採用清水或氣槍進行清洗，故減少了一般採用超音波清洗而易產品的破裂。再，本加工工藝的預 加工凹槽小於或等於該玻璃基板的一半厚度，故可有效回避在後續強化過程中的硬力無法適當排出而造成的破裂。又，在強化步驟前，工藝即在凹槽塗上有機化學藥品，以有效的保護玻璃基板在強化過程中發生化學制換。再一，在切割步驟中將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm，即其切割邊緣比產品外型小0.01-0.05mm，可有效的防止，在二次CNC磨邊時，磨掉原凹槽邊緣被強化的部分。同時，本發明提供的電容式觸控式螢幕的製作方法只需要單面單層蝕刻一次ITO線路，涉及的工藝流程，其良率可以得到大大的提高，成本得到降低。另外，因為只是單面蝕刻走線，簡單的光刻生產線即可生產此類功能玻璃，解決了目前電容觸控式螢幕需要依賴高的光刻生產線製作的瓶頸。

圖1為本發明第一實施方式單層電容式觸控式螢幕製作工藝流程圖。

圖2為本發明第二實施方式採用圖1所示之單層電容式觸控式螢幕之電子設備加工方法流程圖。

為了使本發明的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施案例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

請參考圖1，為本發明第一實施方式提供的一種電層電容觸控式螢幕製作方法，其包括以下步驟：步驟S101：提供一玻璃基板；步驟S102：CNC預加工該玻璃基板，通過CNC設備於該玻 璃基板一側上預加工出終端產品外型輪廓凹槽，首先設定CNC設備的加工路徑，其加工路徑與待加工完成的成品外型保持一致，以1：1的比例進行，且該CNC外型加工的厚度為該玻璃基板厚度的1/4-1/2，以不超過1/2的厚度為最佳選擇，即還需要保留至少1/2以上的厚度，當完成外型輪廓凹槽的CNC處理後即用清水或氣槍進行清洗；步驟S103：強化該玻璃基板，待該玻璃基板完成首次CNC外型加工，即將該玻璃基板送入強化爐進行強化處理，且在該玻璃基板送入強化爐前需要在該玻璃基板之凹槽處塗抹有機化學藥品，以保護該玻璃基板上之凹槽處不會在強化時發生化學制換；步驟S104：表面處理該玻璃基板；步驟S105：電鍍ITO導電薄膜至該玻璃基板，在基板的表面鍍上一層或兩層透明的導電膜，即ITO(全稱：Indium Tin Oxides，中文：銦錫氧化物)；步驟S106：在ITO導電薄膜上製作電極圖案，在ITO導電薄膜上成型多條觸摸感應的電極圖案，該圖案可以是菱形圖案或條狀圖案或網狀圖案，當該ITO導電薄膜為一層時，該多條觸摸感應的電極圖案為菱形圖案或條狀圖案，當該ITO導電薄膜為兩層時，該多條觸摸感應的電極圖案為網狀圖案；步驟S107：在該玻璃基板上電鍍一金屬層；步驟S108：在該金屬層上製作導電線路，該線路通過蝕刻技術蝕刻該金屬層成型，並於該玻璃基板一端形成電路介面端；步驟S109：切割玻璃基板，在此步驟中需要將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm，即其切割邊緣比產品外型小0.01-0.05mm，其中以0.05為最佳；步驟S110：CNC磨邊該玻璃基板；及步驟S111：粘接(Bonding)FPC，利用ACF(全稱：Anisotropic Conductive Film，中文：異方性導電膜)將FPC粘接在該PMMA基板對應電路介面端。

相較于現有技術，本發明單層電容式觸控式螢幕製作工藝由於採用了預先進行玻璃CNC一部分的深度然後再進行強化處理，故在加工完成後之單層電容式觸控式螢幕強度不會流失，該製作工藝加工容易，強度不會流失，也不需多增加額外的精密設備。另，在製作凹槽後，本工藝特別採用清水或氣槍進行清洗，故減少了一般採用超音波清洗而易產品的破裂。再，本加工工藝的預加工凹槽小於或等於該玻璃基板的一半厚度，故可有效回避在後續強化過程中的硬力無法適當排出而造成的破裂。又，在強化步驟前，工藝即在凹槽塗上有機化學藥品，以有效的保護玻璃基板在強化過程中發生化學制換。再一，在切割步驟中將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm，即其切割邊緣比產品外型小0.01-0.05mm，可有效的防止，在二次CNC磨邊時，磨掉原凹槽邊緣被強化的部分。同時，本發明提供的電容式觸控式螢幕的製作方法只需要單面單層蝕刻一次ITO線路，涉及的工藝流程，其良率可以得到大大的提高，成本得到降低。另外，因為只是單面蝕刻走線，簡單的光刻生產線即可生產此類功能玻璃，解決了目前電容觸控式螢幕需要依賴高的光刻生產線製作的瓶頸。

請參考圖2，為本發明提供一種採用該單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法，其包括以下步驟：步驟S201：提供一玻璃基板；步驟S202：CNC預加工該玻璃基板，通過CNC設備於該玻璃基板一側上預加工出終端產品外型輪廓凹槽，首先設定CNC設備的加工路徑，其加工路徑與待加工完成的成品外型保持一致，以1：1的比例進行，且該CNC外型加工的厚度為該玻璃基板厚度的1/4-1/2，以不超過1/2的厚度為最佳選擇，即還需要保留至少1/2以上的厚度，當完成外型輪廓凹槽的CNC處理後即用清水或氣槍進行清洗；步驟S203：強化該玻璃基板，待該玻璃基板完成首次CNC外型加工，即將該玻璃基板送入強化爐進行強化處理，且在該玻璃基板送入強化爐前需要在該玻璃基板之凹槽處塗抹有機化學藥品，以保護該玻璃基板上之凹槽處不會在強化時發生化學制換； 步驟S204：表面處理該玻璃基板；步驟S205：電鍍ITO導電薄膜至該玻璃基板，在基板的表面鍍上一層或兩層透明的導電膜，即ITO(全稱：Indium Tin Oxides，中文：銦錫氧化物)；步驟S206：在ITO導電薄膜上製作電極圖案，在ITO導電薄膜上成型多條觸摸感應的電極圖案，該圖案可以是菱形圖案或條狀圖案或網狀圖案，當該ITO導電薄膜為一層時，該多條觸摸感應的電極圖案為菱形圖案或條狀圖案，當該ITO導電薄膜為兩層時，該多條觸摸感應的電極圖案為網狀圖案；步驟S207：在該玻璃基板上電鍍一金屬層；步驟S208：在該金屬層上製作導電線路，該線路通過蝕刻技術蝕刻該金屬層成型，並於該玻璃基板一端形成電路介面端；步驟S209：切割玻璃基板，在此步驟中需要將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm，即其切割邊緣比產品外型小0.01-0.05mm，其中以0.05為最佳；步驟S210：CNC磨邊該玻璃基板；及步驟S211：粘接(Bonding)FPC，利用ACF(全稱：Anisotropic Conductive Film，中文：異方性導電膜)將FPC粘接在該PMMA基板對應電路介面端。步驟S212：組裝該單層電容式觸控式螢幕至一手機或平板電腦模組，提供一手機或是平板電腦模組，其均包括一顯示器模組，組裝該單層電容式觸控式螢幕至該手機或是平板電腦之顯示器模組，完成電子設備組裝。

相較于現有技術，本發明單層電容式觸控式螢幕製作工藝由於採用了預先進行玻璃CNC一部分的深度然後再進行強化處理，故在加工完成後之單層電容式觸控式螢幕強度不會流失，該製作工藝加工容易，強度不會流失，也不需多增加額外的精密設備。另，在製作凹槽後，本工藝特別採用清水或氣槍進行清洗，故減少了一般採用超音波清洗而易產品的破裂。再，本加工工藝的預加工凹槽小於或等於該玻璃基板的一半厚度，故 可有效回避在後續強化過程中的硬力無法適當排出而造成的破裂。又，在強化步驟前，工藝即在凹槽塗上有機化學藥品，以有效的保護玻璃基板在強化過程中發生化學制換。再一，在切割步驟中將該玻璃基板翻面，即將具有凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm，即其切割邊緣比產品外型小0.01-0.05mm，可有效的防止，在二次CNC磨邊時，磨掉原凹槽邊緣被強化的部分。同時，本發明提供的電容式觸控式螢幕的製作方法只需要單面單層蝕刻一次ITO線路，涉及的工藝流程，其良率可以得到大大的提高，成本得到降低。另外，因為只是單面蝕刻走線，簡單的光刻生產線即可生產此類功能玻璃，解決了目前電容觸控式螢幕需要依賴高的光刻生產線製作的瓶頸。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的原則之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含本發明的保護範圍之內。

Claims (10)

1. 一種單層電容式觸控式螢幕製作方法，其包括以下步驟：步驟S1：提供一玻璃基板；步驟S2：CNC(Computerized Numerical Control)預加工該玻璃基板，在玻璃基板一側成型終端產品外型輪廓凹槽；步驟S3：強化該玻璃基板；步驟S4：表面處理該玻璃基板；步驟S5：電鍍ITO導電薄膜至該玻璃基板；步驟S6：在ITO導電薄膜上製作電極圖案；步驟S7：製作一導電線路，並於該玻璃基板一端形成電路介面端；步驟S8：切割玻璃基板；步驟S9：CNC磨邊；及步驟S10：粘接FPC至該玻璃基板的電路介面端，其中該步驟S2執行於該步驟S3、該步驟S6及該步驟S8之前。
2. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S2中，該外型輪廓凹槽加工的厚度為該玻璃基板厚度的1/4一1/2。
3. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S2中，該外型輪廓凹槽與待加工完成的成品外型保持一致，以1：1的比例進行。
4. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S2中，當完成該外型輪廓凹槽的CNC處理後即用清水或氣槍進行清洗。
5. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S3中，在該玻璃基板送入強化爐進行強化前需要在該玻璃基板之該外型輪廓凹槽處塗抹有機化學藥品。
6. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S8中，將該玻璃基板翻面，以將具有該外型輪廓凹槽的一面朝下設定，且在進行切割前的外型設定時，須比原本的外型小0.01-0.05mm。
7. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S6中，在ITO導電薄膜上成型多條觸摸感應的電極圖案，當該ITO導電薄膜為一層時，該多條觸摸感應的電極圖案為菱形圖案或條狀圖案，當該ITO導電薄膜為兩層時，該多條觸摸感應的電極圖案為網狀圖案。
8. 如申請專利範圍第1項所述的單層電容式觸控式螢幕製作方法，其中，在該步驟S7中，包括在該玻璃基板上電鍍一金屬層及通過蝕刻技術蝕刻該金屬層成型該導電線路，並於該玻璃基板一端形成電路介面端。
9. 一種採用單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法，其包括一單層電容觸控式螢幕，及一手機或是平板電腦模組，其中，該採用單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法包括如申請專利範圍第1至8項任意一項單層電容式觸控式螢幕製作方法。
10. 如申請專利範圍第9項所述的採用單層電容觸控式螢幕之電子設備加工方法，其進一步包括組裝該單層電容式觸控式螢幕至該手機或是平板電腦之顯示器模組的組裝步驟。