TWI559197B - 觸控螢幕面板及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控螢幕面板及其製造方法 相關申請案之相互參照

本申請主張於西元2010年11月8日，向韓國智財局所提出之韓國專利申請號為10-2010-0110268的優先權，並將納入參考此處全部的內容。

根據本發明之實施例的態樣係有關於一種影像顯示裝置中的觸控螢幕面板。

觸控螢幕面板係做為輸入裝置使用，例如，允許使用者利用手或其他如電筆(stylus)之適當的物件而選擇顯示在影像顯示裝置螢幕上的指令，以輸入使用者的命令。為此，可將觸控螢幕面板提供在影像顯示裝置的正面(front face)上，並且將使用者的手或其他物件直接接觸在影像顯示裝置的位置轉換成電子訊號。因此，對應於接觸點的指令將作為輸入訊號而被接收。又因為觸控螢幕面板可取代藉由連接到影像顯示裝置而操作的個別輸入裝置，例如鍵盤或滑鼠，所以因而擴大了觸控螢幕面板的使用範圍。

觸控螢幕面板的實現包括歐姆層式(ohmic layer type)、感光式(photosensitive type)、和電容式。電容式的觸控螢幕面板係藉著感測使用者的手 或其他物件接觸到觸控螢幕面板時之靜電電容的改變，而將接觸的位置轉換成電子訊號。

觸控螢幕面板可附接於平面顯示器的外部，如液晶顯示器或有機發光顯示器。為了發揮觸控螢幕面板預期功能之目的，觸控螢幕面板須為輕薄並具有高度透明性。

在某些製造電容式觸控螢幕面板之實施內容係先形成薄膜，接著進行圖樣化製程以形成觸控感測器(touch sensor)。因此，在製造過程中可能需要高耐熱性和抗化學性。所以，這種電容式的觸控螢幕面板可在玻璃基板上形成觸控感測器。然而，適合實施上述製程之玻璃基板的厚度可能會導致觸控螢幕面板不夠薄而無法發揮其預期之功能。

本發明之一態樣是針對實施一種超薄(ultrathin)觸控螢幕面板，其係藉著形成薄膜於玻璃基板(其係用以作為載體基板)上、形成用以觸控感測之感測圖樣於薄膜上、以及分離玻璃基板而完成。依據本發明之實施例之又一態樣係提供一種能縮減配備於觸控螢幕之影像顯示裝置的厚度之觸控螢幕面板，其係藉著在具有感測圖樣之薄膜的另一側邊上形成裝飾層、以及利用薄膜作為窗口基板(window substrate)而在具有裝飾層之表面上形成功能塗佈層。

依據本發明之一例示性實施例提供一種觸控螢幕面板，所述之觸控螢幕面板係包含：薄膜，其係包含主動區和在主動區周圍之非主動區；感測圖案，其係位於主動區內薄膜的第一側邊上；感測線，其係耦合於感測圖案圖 樣並位於非主動區內薄膜的第一側邊上；裝飾層，其係位於薄膜的第二側邊上並對應於非主動區；以及功能塗佈層，其係位於薄膜的第二側邊上。

感測圖樣可包含：第一感測胞元，其係在第一方向上相耦合；第一連接線，其係在第一方向上耦合於第一感測胞元；第二感測胞元，其係在第二方向上相耦合，其中第二方向與第一方向相交錯；第二連接線，其係在第二方向上耦合於第二感測胞元。

絕緣層可位於第一連接線和第二連接線交錯的區域上。

觸控螢幕面板係可更包含黑色基質(black matrixes)，其係置於非主動區內薄膜的第一側邊上。

裝飾層可附接於薄膜之第二側邊的薄膜(film)內。

功能塗佈層可包含一個或多個抗反射層(anti-reflective layer)、抗指紋層(anti-finger layer)、或硬塗佈層(hard coating layer)。

具有功能塗佈層之薄膜可作為窗口功能且其第二側邊可配置為用以供觸控的表面。

薄膜可由聚亞醯胺(polyimide)所組成。

觸控螢幕面板可更包含位於薄膜的第一側邊上之黏著層和接地電極層。

依據本發明之另一實施例，提供一種製造觸控螢幕的方法，該方法包含：形成薄膜於作為載體基板之玻璃基板上，薄膜係包含主動區和在主動區周圍之非主動區；形成感測圖樣於主動區內薄膜的第一側邊上且形成與感測圖樣耦合之感測線於非主動區內薄膜之第一側邊上；分離載體基板和薄膜；形 成裝飾層於薄膜的第二側邊上並對應於非主動區；以及形成功能塗佈層於薄膜的第二側邊上。

形成薄膜的步驟可包含在玻璃基板上塗佈液態聚合物(polymer)材料。

液態聚合物材料可為聚亞醯胺。

所述之方式可更包含在薄膜的第一側邊上形成黏著層和接地電極層。

形成功能塗佈層的步驟可包含形成一個或多個抗反射層、抗指紋層、或硬塗佈層。

分離載體基板和薄膜的步驟可包含瞬間(momentarily)加熱載體基板的底部。

分離載體基板和薄膜的步驟可包含掃描及照射雷射光束於載體基板的底部。

承上所述，依據本發明實施例，可藉由形成感測圖樣於薄膜上而實現超薄觸控螢幕面板。再者，藉由在具有感測圖樣之薄膜的另一側上形成邊緣裝飾層，以及利用薄膜作為窗口基板(window substrate)，而在具有裝飾層之表面上形成功能塗佈層，可降低或最小化配備觸控螢幕之影像顯示裝置的厚度。

5‧‧‧玻璃基板

10‧‧‧薄膜

20‧‧‧墊單元

220‧‧‧感測圖樣

220a‧‧‧第一感測胞元

220a1‧‧‧第一連接線

220b‧‧‧第二感測胞元

220b1‧‧‧第二連接線

230‧‧‧感測線

240‧‧‧絕緣層

210‧‧‧黑色基質

300‧‧‧裝飾層

310‧‧‧功能塗佈層

320‧‧‧黏著層

330‧‧‧接地電極層

用以闡述本發明例示性實施例之附圖結合說明書並伴隨敘述，係有助於解釋本發明之態樣及原則。

第1圖係依據本發明之實施例所繪示之觸控螢幕面板的平面圖。

第2圖係第1圖中所顯示之感測圖樣範例的主要部份之放大圖。

第3圖係第1圖中觸控螢幕面板之一部份(沿I-I’切線)剖面圖。

第4A圖至第4B圖係依據本發明之另一實施例所繪示之第1圖的觸控螢幕面板之一部份(沿I-I’切線)剖面圖。

第5A圖至第5E圖係依據本發明之實施例所繪示之製造觸控螢幕面板之方法的剖面圖。

在下列之詳細敘述中，將簡單地舉例說明以顯示並描述本發明之部分例示性實施例。如所屬技術領域者應瞭解的是，所揭露的實施例可用不同的形式實施而不脫離本發明的精神範疇。因此，本說明書中的圖式及文字敘述應為說明性質而非限制。此外，當一元件係被視為在另一元件“上”時，其可直接置於另一元件上，或是有一個或多個中間元件插置其間。同樣地，當一元件被視為“耦合”於另一元件時，其可直接耦合(例如，連接)於另一元件，或亦可以有一個或多個中間元件插置其間而間接地耦合(例如，電性地連接)於另一元件。以下，相同的參考符號係表示相同的元件。

以下將參考附圖對本發明實施例進行詳細描述。第1圖係依據本發明之實施例所繪示之觸控螢幕面板的平面圖。第2圖係第1圖中所顯示之感測圖樣範例的主要部份之放大圖。

參考第1圖和第2圖，觸控螢幕面板包含透明薄膜10、位於薄膜10上之感測圖樣220、以及透過墊單元20之外部驅動電路以耦合感測圖案220之感測線230。透明薄膜10可由例如塑膠之形成薄膜的材料所製成。

舉例而言，薄膜10可藉著在例如由玻璃基板所製成之載體基板上塗佈例如聚亞醯胺(polyimide)之聚合物的薄層(如聚亞醯胺)而實現。塗佈可藉由旋轉塗佈(spin coating)或狹縫塗佈(slit coating)而達成。此外，聚合物可為一種透明並具有高耐熱性和抗化學性之物質。

薄膜10可藉由在載體基板上塗佈約0.005到0.05毫米(mm)厚度而形成。在感測圖樣220以及透過墊單元20之外部驅動電路而耦合於感測圖樣220之感測線230形成於薄膜10上之後，薄膜10係與載體基板分離，因而實現超薄觸控螢幕面板。

換言之，載體基板不是觸控螢幕面板的一部份。反之，載體基板係用於製造觸控螢幕面板的過程後分離並移除。依據本發明實施例之製造觸控螢幕面板的方法將參考第5A圖至第5E圖而詳細地闡述。

現在將闡述第1圖和第2圖之觸控螢幕面板的配置。

首先，如第2圖所示，感測圖樣220包含透過第一連接線220a1而於列(row)方向彼此耦合之複數個第一感測胞元220a、以及透過第二連接線220b1而於行(column)方向彼此耦合之複數個第二感測胞元220b。雖然為了便於闡述，在第2圖中僅顯示一些感測圖樣220，然而，觸控螢幕面板係具有第2圖所示之感測圖樣220重複排列的架構。

如第1圖和第2圖所示，當第一連接線220a1和第二連接線220b1彼此交錯時(例如，在交錯區域上)，第一感測胞元220a和第二感測胞元220b係非重疊而交替地排列。絕緣層可位於第一連接線220a1和第二連接線220b1之間，以確保設備的安全和正常運作。

第一感測胞元220a和第二感測胞元220b可由透明材料所製成，如銦錫氧化物(以下稱為ITO)，並分別與第一連接線220a1和第二連接線220b1整體形成，或是可個別地形成並且彼此電性連接。舉例而言，當第一感測胞元220a分別在第二感測胞元220b之間圖樣化時，第二感測胞元220b和第二連接線220b1可在行的方向上整體形成。接著，第一感測胞元220a則可藉著第一連接線220a1在列的方向上耦合。

在此配置下，第一連接線220a1可在第一感測胞元220a的上方或下方直接接觸第一感測胞元220a而電性連接。而在其他實施例中，第一連接線220a1可經由接觸孔而電性連接於第一感測胞元220a。第一連接線220a1可由透明電極材料，如ITO或是不透明且低阻抗的材料所製成，且其寬度、其他尺寸大小或特徵可調整以避免圖樣之可視化(visualization)。

感測線係於在每一列和每一行電性連接於第一和第二感測胞元220a和220b，並且通過墊單元20而連接感測胞元和例如位置偵測電路之外部驅動電路。感測線係設置於(例如，位在)主動區周圍用以顯示影像的非主動區內，並且可由低阻抗的材料所製成，例如鉬、銀、鈦、銅、鋁、或鉬/鋁/鉬，而非使用形成感測圖樣220之透明電極材料。

依據上述第1圖和第2圖之實施例的觸控螢幕面板係為電容式觸控螢幕面板，其中當有例如使用者的手或電筆(stylus)之接觸物件接觸觸控螢幕面板時，對應於接觸位置之靜電電容的變化係自感測圖樣220透過感測線230和墊單元20傳輸到外部驅動電路。因此，藉由例如X和Y輸入處理電路，電容容量的變化會轉換成電子訊號，如此便可定位接觸點的位置。

第3圖係第1圖之觸控螢幕面板之部份(沿I-I’切線)剖面圖。換言之，第3圖係顯示部份薄膜10上方之觸控螢幕面板的非主動區和主動區之剖面圖。

參考第3圖，位於薄膜10主動區內之感測圖樣220包含在每一列中於第一(例如列)方向耦合之第一感測胞元220a、於列方向上耦合於第一感測胞元220a之第一連接線220a1、在每一行中於第二(例如行)方向耦合之第二感測胞元220b(請參考第1圖)、以及在行方向耦合第二感測胞元220b之第二連接線220a1。此外，絕緣層240可設置於第一連接線220a1和第二連接線220b1的交叉處上。

再者，如圖所示，黑色基質(black matrixes)210、與黑色基質210重疊的感測線230、以及電性連接於感測圖樣220的絕緣層240，皆係位於主動區周圍的非主動區內。黑色基質210可避免如感測線230所形成的圖樣可視化(visualized)，並可形成顯示區域的邊緣。

在一般情況下，依據第3圖所示實施例之觸控螢幕面板中，獨立基板(即具有感測圖樣220於其上方之薄膜10)係連接到影像顯示裝置的頂部，且窗口(即，保護透明層)係額外地設置於觸控螢幕面板頂部以提高機械強度。然而，當附接觸控螢幕面板和窗口於影像顯示裝置的頂部時，會因此而增加影像顯示裝置的厚度。

因此，在本發明之另一實施例中，能夠縮減或最小化配備著觸控螢幕之影像顯示裝置的厚度，其係藉著在具有感測圖樣之薄膜的另一側上形成裝飾層(所述的裝飾層係已經供應至某些存在的窗口)、以及利用薄膜10作為窗口基板(window substrate)以在具有裝飾層之一側上形成功能塗佈層。

第4A圖和第4B圖係依據本發明之另一實施例所繪示之第1圖的觸控螢幕面板之部份(沿I-I’切線)剖面圖。也就是說，第4A圖和第4B圖係顯示第3圖所顯示之實施例中相同區域之剖面圖。因此，在第4A圖和第4B圖中與第3圖所顯示之實施例中相同的元件係以相同參考符號表示，並且不再贅述其相關細節。

參考第4A圖，薄膜10的第一側邊包含如第3圖所示之具有感測圖樣之主動區、以及在主動區的周圍之非主動區。此外，裝飾層300係在對應於非主動區的區域內與第一側邊相對之第二側邊上。

裝飾層300係設置於現存的窗口基板上，且圍繞在主動區的邊緣並能顯示例如裝飾層300內的標誌(logo)。再者，裝飾層300可藉由不傳輸光的不同顏色而實現，並可於薄膜中而附接於薄膜10的第二側邊。

再者，在第4A圖所示之實施例中，由於裝飾層300係對應於非主動區而形成於薄膜中之第二側邊上，因此在第一側邊上之非主動區內的黑色基質210可移除。然而，如第4A圖所示，此為黑色基質210形成在第一側邊上的非主動區內而沒有被移除的例子。

再者，至少一個或多個功能塗佈層310可形成在具有裝飾層300之薄膜10的第二側邊上，並且功能塗佈層310可為例如抗反射層、抗指紋層、或硬塗佈層。換言之，在第4A圖中所示之實施例中，薄膜10的第二側邊係為使用者的手指或電筆會接觸的表面，因此具有感測圖樣220之薄膜10可作為窗口使用。

所以，依據第4A圖所示之實施例，薄膜10和窗口係整體形成而無特定窗口。因此，除了實現超薄觸控螢幕面板之外，其可藉由簡化製程而提高製造效率，並降低材料成本。

再者，在第4B圖中所示之實施例中，其與第4A圖中所示之實施例不同處在於黏著層320和接地電極層330係進一步形成在具有感測圖樣220之薄膜10的第一側邊上。在此配置中，黏著層320可由具有高透光性之透明黏著劑所製成，例如光學彈性樹脂(Super View Resin,SVR)或光學透明膠(Optical Cleared Adhesive,OCA)。

另外，接地電極層330可由例如ITO之透明電極材料所製成，並且可用以確保觸控螢幕面板和配備著觸控螢幕面板之影像顯示裝置之間的安全性，同時視觸控螢幕面板的設計類型而定可與感測圖樣220產生靜電電容。換言之，在電容式的觸控螢幕中，介在第一和第二感測胞元220a和220b以及接地電極層330之間的靜電電容可用以感測接觸位置。

第5A圖至第5E係依據本發明之實施例所繪示之製造觸控螢幕面板之方法的剖面圖。應注意第5A圖至第5E圖係提供第1圖中所示之觸控螢幕面板之特定部份(沿I-I’切線)的剖面圖。換言之，為了闡述的便利，其係圖示第3圖和第4A圖至第4B圖中所示之區域的製程。

參考第5A圖，薄膜10係藉由在玻璃基板5上，塗佈聚合物(例如液態聚合物材料)而形成，所述之玻璃基板5係為載體基板。玻璃基板5可為例如約0.5毫米厚，且由塗佈所形成之薄膜則可約為0.005至0.05毫米厚。也就是說，薄膜可約為玻璃基板1/10厚。

聚合物係透明的並具有高耐熱性和抗化學性。舉例而言，可使用聚亞醯胺(polyimide)。再者，塗佈可為旋轉塗佈或狹縫塗佈，並且如圖中所示，藉由塗佈和硬化製程，可使液態聚合物變成透明薄膜10。

之後，如第5B圖所示，觸控螢幕面板形成於薄膜10上。觸控螢幕面板包含：具有感測圖樣220之主動區、以及位在主動區之周圍並且具有耦合至感測圖樣220的感測線230之非主動區。詳細的配置係與第3圖所示之實施例相同，因此相同的元件係以相同的參考符號表示且其詳細描述因此不再贅述。

接著，在觸控螢幕面板的所有元件皆形成於薄膜10的上方之後，如第5C圖所示，做為載體基板的玻璃基板5從薄膜10分離。然而，很重要的是在分離玻璃基板5時，不能損壞薄膜10上方的元件。因此，在本發明實施例中係使用熱膨脹的差異或使用雷射光束來分離玻璃基板。

首先，使用熱膨脹差異而分離玻璃基板的方法係利用熱膨脹係數的差異而分離玻璃基板5和已塗佈之薄膜10。舉例而言，附接於玻璃基板5頂部之薄膜10可藉著在玻璃基板5的底部加裝加熱板並瞬間加熱玻璃基板5而分離。

接著，使用雷射光束玻璃基板的方法係藉著在玻璃基板5的底部掃描並照射雷射光束，而分離薄膜10附接於玻璃基板5頂部之間的介面。

依據第3圖所示之實施例的觸控螢幕面板係利用第5A圖至第5C圖的製程所製造而成。因此，藉由在薄膜10的上形成感測圖樣220可實現超薄觸控螢幕面板。

再者，如第5D圖所示，在上述製程之後，可在對應於非主動區的區域上額外形成裝飾層300，所述的區域係在已形成感測圖樣220之薄膜10的第一側邊的對面側邊上。在此配置下，裝飾層300可以不傳輸光的不同顏色而實現，並可形成於薄膜中而附接於薄膜10的第二側邊。再者，至少一個或多個功能塗佈層310，例如抗反射層、抗指紋層、或硬塗佈層可形成在具有裝飾層300 之薄膜10的第二側邊上，如此便可製造依據第4A圖中所示實施例之觸控螢幕面板。

此外，如第5E圖中所示，黏著層320和接地電極層330係額外地形成在具有感測圖樣220之薄膜10的第一側邊上，如此便可製造依據第4B圖中所示實施例之觸控螢幕面板。在此配置中，黏著層320可由具有高透光性之透明黏著劑所製成，例如光學彈性樹脂或光學透明膠，且接地電極層330係由例如ITO之透明電極材料所製成。

值得一提的是，第5E圖中所示之製程可在分離玻璃基板5之前進行。結論是，具有感測圖樣220之薄膜10可藉由額外地進行第5D圖和第5E圖中的製程而做為窗口而操作。

雖然本發明已就特定例示性實施例相關的內容進行闡述，但是應瞭解的是，本發明並不限於所揭露的實施例，相反地，任何未脫離本發明之精神與範疇所進行之修改及等效配置均應包含於後附之申請專利範圍及其等效物中。

10‧‧‧薄膜

20‧‧‧墊單元

220‧‧‧感測圖樣

220a‧‧‧第一感測胞元

220b‧‧‧第二感測胞元

230‧‧‧感測線

Claims (16)

1. 一種觸控螢幕面板，其包含：一薄膜，其包含一主動區和在該主動區周圍之一非主動區；多個感測圖樣，其係位於該主動區內該薄膜的一第一側邊上；多條感測線，其係耦合於該些感測圖樣並位於該非主動區內該薄膜的該第一側邊上；一裝飾層，其係直接形成於該薄膜的一第二側邊上並對應於該非主動區；以及一功能塗佈層，其係位於該薄膜的該第二側邊上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該些感測圖樣包含：多個第一感測胞元，其係在一第一方向上相耦合；多條第一連接線，其係在該第一方向上耦合於該些第一感測胞元；多個第二感測胞元，其係在與該第一方向交錯之一第二方向上相耦合；以及多條第二連接線，其係在該第二方向上耦合於該些第二感測胞元。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控螢幕面板，其中多個絕緣層係位於該些第一連接線和該些第二連接線交錯的區域上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，更包含一黑色基質(black matrixes)，其係位於該非主動區內該薄膜的該第一側 邊上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該裝飾層係位在附接於該薄膜之該第二側邊的另一薄膜(film)內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該功能塗佈層係包含一個或多個的抗反射層(anti-reflective layer)、抗指紋層(anti-finger layer)、或硬塗佈層(hard coating layer)。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中具有該功能塗佈層之該薄膜係作為窗口功能，且該薄膜之該第二側邊係為配置以供觸控的表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該薄膜係由聚亞醯胺(polyimide)所製成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，更包含位於該薄膜的該第一側邊上之一黏著層和一接地電極層。
10. 一種製造觸控螢幕之方法，其包含：形成一薄膜於作為一載體基板之一玻璃基板上，該薄膜係包含一主動區和在該主動區周圍之一非主動區；形成多個感測圖樣於該主動區內該薄膜的一第一側邊上，且形成耦合於該些感測圖樣之多條感測線於該非主動區內該薄膜之該第一側邊上；分離該載體基板和該薄膜；直接形成一裝飾層於該薄膜的一第二側邊上並對應於該非主動區；以及形成一功能塗佈層於該薄膜的該第二側邊上。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該薄膜包含在該玻璃基板上塗佈一液態聚合物(polymer)材料。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該液態聚合物材料係為聚亞醯胺(polyimide)。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含在該薄膜的該第一側邊上形成一黏著層和一接地電極層。
14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該功能塗佈層包含形成一個或多個抗反射層、抗指紋層、或硬塗佈層。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中分離該載體基板和該薄膜包含瞬間(momentarily)加熱該載體基板的底部。
16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中分離該載體基板和該薄膜包含掃描及照射一雷射光束於該載體基板的底部。