TWI584178B - Capacitive touch panel and reduce the visibility of its metal conductor - Google Patents

Description

電容式觸控面板及降低其金屬導體可見度的方法

本發明係有關於電容式觸控面板，特別是關於單層透明導電結構的電容式觸控面板，還有關於降低該電容式觸控面板金屬導體可見度的方法。

電容式觸控面板是利用人體與感測電極之間的電流感應來進行工作的，較常見的電容式觸控面板的結構包括透明基板、感應電極層以及透明保護層，其中，感應電極層設置於透明基板上，用於感應觸摸動作並產生感應信號。當使用者的手指與觸控面板相接觸時，帶走一部分電荷形成很小的電流，該電流信號經傳輸線傳輸至控制器，控制器接收並處理而得到觸摸點的位置資訊。

其中，電容式觸控面板的感應電極層通常採用透明導電氧化物薄膜材料(通常採用氧化銦錫ITO)經由鍍膜蝕刻形成一定圖案的電極，電極圖案包括不同分佈方式的多個感應單元及感應單元之間的連接導線。因而，現有的電容式觸控面板就其分佈的電極圖案結構而言，可分為單層ITO結構、雙層ITO結構等結構。單層ITO結構是指不同軸向(坐標軸)的電極設在同一層上的電極結構，雙層ITO結構是指不同軸向的電極分設在兩層上的電極結構。

如圖1、圖2和圖3所示，一種單層ITO結構的電容式觸控面板10包括透明基板1、感應電極層2、絕緣層3和透明保護層4。其中，透明保護層4設於該觸控面板的最外層，覆蓋於該感應電極層2上。感應電極層2設置於透明基板1上，該感應電極層2包括彼此絕緣並分別設於透明基板1同一表面上的兩個軸向上的第一軸向電極21和第二軸向電極22。絕緣層3包括多個絕緣片31，第一軸向電極21和第二軸向電極22藉由絕緣片31相互隔離。

進一步的，每一個第一軸向電極21包括多個第一感應單元211和多個第一軸向導線212，第一軸向導線212連接於同一第一軸向電極21兩相鄰的第一感應單元211之間。每一個第二感應單元22包括多個第二感應單元221和多個第二軸向導線222，第二軸向導線222連接於同一第二軸向電極22兩相鄰的第二感應單元221之間。絕緣片31設置於第一軸向導線212和第二軸向導線222之間，使第一軸向電極21與第二軸向電極22絕緣。

如圖3所示，電容式觸控面板10還包括一控制電路(圖未示)，用於接收和處理感應信號，經由傳輸線與感應單元相連接，第一軸向電極21經由第一傳輸線23與控制電路電性連接，第二軸向電極22經由第二傳輸線24與控制電路電性連接。第一傳輸線23和第二傳輸線24通常採用金屬導線(metal trace)來連接。

如上該電容式觸控面板中，由於金屬導體具有良好的導電性和較低的價格，在實際生產中，第二軸向導線222通常採用金屬導線(導體)來連接。然而金屬導線具有一定的寬度，由於金屬導線的反射率較高，與周圍透明材料之間存在差異，當金屬導線寬度大於一定值，人的肉眼就可以察覺到明顯的差別，產生金屬導線可視的產品外觀缺陷。

因而，先前技術所採用改善金屬導線可視問題的方法有以下兩種：

(1)採取縮減金屬導線的外型尺寸，使其線寬小於一個很小的值，在實際生產製程中較難達成，造成生產良率下降，而且採用此方法未能完全消除金屬導線可視問題；

(2)採用透明ITO作為金屬導線，因連接導線採用與透明電極同樣的反射率低的材料製成，可形成良好外觀的產品，但此方法採用了成本較高的材料(ITO)，在實際生產中又需要再增加一道ITO鍍膜、一道黃光曝光顯影製程與一道蝕刻剝膜製程，使製造成本增加。

鑑於上述，本發明目的之一在於提供一種降低金屬導體可見度的電容式觸控面板，具有良好的視覺效果。

本發明的另一目的是提供一種降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，提高產品的外觀品質，可以在保證生產製程良率的同時降低成本。

為了達成上述目的，本發明是經由以下技術方案完成的：一種電容式觸控面板，包括一透明基板，一用於感應觸摸動作並產生感應信號的感應電極層，該感應電極層包括佈設於該透明基板上的至少一金屬導體，其中，該電容式觸控面板還包括至少一光吸收層以相應地覆設於每一個該金屬導體上。其中，該金屬導體是金屬導線。

進一步的，該感應電極層包括多個第一軸向電極和多個第二軸向電極，第一軸向電極與第二軸向電極相互垂直且彼此絕緣，其中第一軸向電極或第二軸向電極中包括至少兩個感應單元，該金屬導體連接於兩個感應單元之間。

進一步的，該光吸收層的反射率在80%以下，由低反射率材料鍍膜形成。該低反射率材料包括氮化物、氧化物、氮化物及氧化物的混合物或深色UV感光有機材料。其中，該氮化物包括鉻的氮化物(CrN)、鈦的氮化物(TiN)或鋯的氮化物(ZrN)等金屬氮化物，該氧化物包括鉻的氧化物(CrO)、鈦的氧化物(TiO)或鋯的氧化物(ZrO)等金屬氧化物。該深色UV感光有機材料包括灰色、棕色或黑色光阻材料。

一種降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該方法應用在具有金屬導體結構的電容式觸控面板上，該電容式觸控面板包括設置有感應電極層的透明基板，其中該感應電極層包括佈設於該透明基板上的至少一金屬導體，該方法中包括採用低反射材料在金屬導體上鍍一光吸收層的步驟。其中，該金屬導體是金屬導線。

進一步的，該低反射率材料包括氮化物、氧化物、氮化物及氧化物的混合物或深色UV感光有機材料。其中，該氮化物包括鉻的氮化物(CrN)、鈦的氮化物(TiN)或鋯的氮化物(ZrN)等金屬氮化物，該氧化物包括鉻的氧化物(CrO)、鈦的氧化物(TiO)或鋯的氧化物(ZrO)等金屬氧化物。該深色UV感光有機材料包括灰色、棕色或黑色光阻材料。

本發明利用鍍膜技術在金屬導線(導體)上增加一黑色或者暗色的光吸收層，以降低金屬導線的光線反射，進而降低金屬導線的可見度使其不易被人眼看到，從而使透明的電容式觸控面板具有良好的視覺效果。這種採用金屬導線上增加一光吸收層的方法，在實際生產中不需要減小金屬導線的寬度，製程更容易達成，可降低產品不良率。此外，該方法與用ITO代替金屬導線作為連接導線的方法相比，本發明只需增加一道黃光曝光顯影製程即可，不需要增加ITO鍍膜和蝕刻剝膜製程，生產成本可降低。

以下係提出較佳實施例作為本發明之說明，然而實施例所提出的內容，僅為舉例說明之用，而繪製之圖式係為配合說明，並非作為限縮本發明保護範圍之用。再者，實施例之圖式亦省略不必要之元件，以利清楚顯示本發明之技術特點。

第一實施例：

如圖4、圖5和圖6所示的一種電容式觸控面板10，包括透明基板1、感應電極層2、絕緣層3和透明保護層4。其中，該感應電極層2設置於該透明基板1上，該感應電極層2包括設置於第一軸向上的第一軸向電極21和設置於第二軸向上的第二軸向電極22，第一軸向與第二軸向在相互垂直的方向上，該第一軸向電極21和第二軸向電極22設置於該透明基板1的同一表面上且彼此絕緣。該絕緣層3包括多個絕緣片31，該第一軸向電極21和該第二軸向電極22藉由絕緣片31相互隔離。該透明保護層4設於該觸控面板的最外層，覆蓋於該透明基板1和感應電極層2上，通常採用有機聚合物材料。

進一步的，該第一軸向電極21包括多個第一感應單元211和多個第一軸向導線212，該第一軸向導線212連接於同一第一軸向電極21兩相鄰的第一感應單元211之間。該第二感應單元22包括多個第二感應單元221和多個第二軸向導線222，該第二軸向導線222連接於同一第二軸向電極22兩相鄰的第二感應單元221之間。該絕緣片31設置於第一軸向導線212和第二軸向導線222之間，使第一軸向電極21與第二軸向電極22絕緣。

進一步的，該第二軸向導線222是金屬導線(導體)，在該第二軸向導線222的表面上鍍有一光吸收層5，該光吸收層5被分成多個低反射膜片5a一一地敷設於每一金屬導線上，如圖4和圖5所示，該光吸收層5可降低光線反射率，其反射率範圍在80%以下，使金屬導線的可見度降低。

其中，該光吸收層5是由氮化物、氧化物或其混合物鍍膜形成的，該氮化物包括金屬氮化物，如CrN、TiN或ZrN等，該氧化物包括金屬氧化物，如CrO、TiO或ZrO等。或者，該光吸收層是由包括深色UV(Ultraviolet)感光有機材料鍍膜形成的，該深色UV感光有機材料是灰色、棕色或黑色光阻材料。

進一步的，該第一感應單元211、第二感應單元221和第一軸向導線212採用是透明導電材料製成的，該透明導電材料是透明氧化銦錫(ITO)或透明氧化銻錫(ATO)等透明導電氧化物。該絕緣片31以透明的絕緣材料(通常採用二氧化矽等材料)製成。

如圖6所示，電容式觸控面板10還包括一控制電路(圖未示)，用於接收和處理感應信號。控制電路經由第一傳輸線23與第一軸向電極21電性連接，並且經由第二傳輸線24與第二軸向電極22電性連接。該第一傳輸線23和第二傳輸線24通常採用金屬導線(metal trace)來連接。

一種電容式觸控面板金屬導線不可見的製作方法，包括：步驟1：在一透明基板1上採用透明導電材料鍍膜並蝕刻形成多個相間隔並屬於第一軸向(如橫軸)的第一感應單元211、多個相間隔並屬於第二軸向(如縱軸)的第二感應單元221及連接於同一軸向上兩相鄰的第一感應單元211的第一軸向導線212，如圖7所示；步驟2：在該第一軸向導線212的表面上採用透明絕緣材料(如SiO2等)覆設絕緣片31，如圖8所示；步驟3：採用導電性佳的金屬材料佈設第二軸向導線222，以連接同屬於第二軸向上兩相鄰的該第二感應單元221，並且使所設的第二軸向導線222跨越並緊貼絕緣片31的表面。其中該第二軸向導線222是金屬導線，並在該金屬導線上鍍一光吸收層5，所形成的結構如圖6所示，其中，該過程中製作該金屬導線並鍍上光吸收層的方法有：(1)在該透明基板1上塗佈一金屬層後，將氮化物或氧化物於該金屬層之上鍍一光吸收材料層；再經由黃光微影將該金屬層與該光吸收材料層一起蝕刻形成該金屬導線及該光吸收層5，使該光吸收層5被分成多個低反射膜片5a一一敷設於金屬導線上；(2)在該透明基板上塗佈一金屬層後，將黑色光阻材料於該金屬層之上塗佈一黑色光阻層；經由黃光微影將該黑色光阻層顯影曝光形成該光吸收層5，該光吸收層5分成多個低反射膜片5a；再將該低反射膜片5a作為蝕刻遮罩層，將該金屬層蝕刻形成該金屬導線，使每個金屬導線上均覆蓋有一該低反射膜片5a；(3)在該透明基板上塗佈一金屬層後，並將該金屬層蝕刻形成該金屬導線；將黑色光阻材料於該金屬層之上塗佈一黑色光阻層；再經由黃光微影將該黑色光阻層顯影曝光形成該光吸收層5，使該光吸收層5形成多個低反射膜片5a敷設於該金屬導線之上；步驟4：在經上述過程處理的具有感應電極層2的透明基板1表面，採用透明有機聚合物材料覆設一透明保護層4。

以上步驟中第一軸向電極和第二軸向電極的數量可根據實際觸控面板所需的辨析度要求相應增減。其製作方法亦可採用相反的順序，即：先蝕刻形成一定間距的金屬導線，同時在金屬導線上形成一低反射膜片(光吸收層)，此時該低反射膜片的長度小於金屬導線的長度；再於金屬導線和低反射膜片上覆設一絕緣片；進而再採用透明導電材料蝕刻形成第一導電單元、第一軸向導線和第二導電單元，並使金屬導線連接於第二軸向上兩相鄰的第二導電單元。

同理，採用同樣的方法，亦可在第一傳輸線23和第二傳輸線24上鍍上一光吸收層5來降低金屬導線的可見度。

第二實施例：

如圖9、圖10所示的另一種電容式觸控面板10，包括透明基板1、感應電極層2、絕緣層3和透明保護層4。其中，該感應電極層2設置於該透明基板1上，該感應電極層2包括設置於第一軸向上的第一軸向電極21和設置於第二軸向上的第二軸向電極22，第一軸向與第二軸向相互垂直，該第一軸向電極21和第二軸向電極22設置於該透明基板1的同一表面上，其中，該第一軸向電極21包括多個第一感應單元211和多個第一軸向導線212，該第一軸向導線212連接於同一第一軸向電極21兩相鄰的第一感應單元211之間；該第二軸向電極22包括多個第二感應單元221。該絕緣層3上設有多個貫穿孔32，該絕緣層3的第一表面緊貼於該感應電極層2上，多個第二軸向導線222設置於該絕緣層3與該第一表面相對的第二表面，該第二軸向導線222的兩端分別穿過相應的貫穿孔32，並連接該第二軸向電極22上兩相鄰的第二感應單元221。該透明保護層4設於該觸控面板的最外層，覆蓋於該透明基板1和該感應電極層2上，通常採用有機聚合物材料。

進一步的，該第二軸向導線222是金屬導線，在該第二軸向導線222的表面上鍍有一光吸收層5，該光吸收層5被分成多個低反射膜片5a一一地敷設於每一金屬導線上，如圖10所示，該光吸收層5可降低光線反射率，其反射率範圍在80%以下，使金屬導線的可見度降低。同樣地，該電容式觸控面板相同的結構層採用與第一實施方式一樣的材料製成，故不在此贅述。

如圖9所示，該電容式觸控面板10還包括一控制電路(圖未示)，用於接收和處理感應信號。控制單元經由第一傳輸線23與第一軸向電極21電性連接，並且經由第二傳輸線24與第二軸向電極22電性連接。該第一傳輸線23和第二傳輸線24也是採用金屬導線(metal trace)來連接。

本實施方式中的電容式觸控面板的製作方法，與第一實施方式的製作方法類似，其不同之處僅在於絕緣層的設置方式不一樣，故不在此贅述。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10．．．電容式觸控面板

1．．．透明基板

2．．．感應電極層

21．．．第一軸向電極

22．．．第二軸向電極

211．．．第一感應單元

212．．．第一軸向導線

221．．．第二感應單元

222．．．第二軸向導線

23．．．第一傳輸線

24．．．第二傳輸線

3．．．絕緣層

4．．．透明保護層

31．．．絕緣片

32．．．貫穿孔

5．．．光吸收層

5a．．．低反射膜片

圖1是現有的一種電容式觸控面板結構的截面示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面示意圖；

圖3是現有的一種電容式觸控面板結構的局部平面示意圖；

圖4是本發明電容式觸控面板結構第一實施方式的截面示意圖；

圖5是圖4的B-B剖面示意圖；

圖6是本發明電容式觸控面板結構第一實施方式的局部平面示意圖；

圖7是在透明基板的表面上形成有多個第一感應單元、第一軸向導線與第二感應單元的局部平面示意圖；

圖8是在第一軸向導線表面上設置絕緣片的局部平面示意圖；

圖9是本發明電容式觸控面板第二實施方式的局部平面示意圖；

圖10是本發明電容式觸控面板第二實施方式的截面示意圖。

1．．．透明基板

2．．．感應電極層

212．．．第一軸向導線

222．．．第二軸向導線

3．．．絕緣層

4．．．透明保護層

5．．．光吸收層

Claims (27)

1. 一種電容式觸控面板，包括：一透明基板；一感應電極層，用於感應觸摸動作並產生感應信號，該感應電極層佈設於透明基板上，並且包括至少一金屬導體；至少一相應地覆設於該金屬導體上的光吸收層，其中該光吸收層由深色材料形成；及一透明保護層，該透明保護層覆蓋於該感應電極層、該透明基板及該光吸收層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該感應電極層包括至少兩個感應單元，該金屬導體連接於該至少兩個感應單元之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電容式觸控面板，其中該感應單元以透明導電材料製成。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電容式觸控面板，其中該透明導電材料是透明氧化銦錫(ITO)或透明氧化銻錫(ATO)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該感應電極層包括多個第一軸向電極和多個第二軸 向電極，該第一軸向電極與該第二軸向電極相互垂直且彼此絕緣。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電容式觸控面板，其中該第一軸向電極和該第二軸向電極佈設於同一層且經由多個絕緣片彼此絕緣，每一絕緣片佈設於相應第一軸向電極和相應第二軸向電極之間。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電容式觸控面板，其中該電容式觸控面板還包括設有多個貫穿孔的一絕緣層，該第一軸向電極和該第二軸向電極佈設於該絕緣層的第一表面，每一個第一軸向電極包括多個第一感應單元和連接兩個相鄰第一感應單元的第一軸向導線，每一個第二軸向電極包括多個第二感應單元，各第二感應單元分別佈設於相應的兩個相鄰第一軸向電極之間，所述第二軸向電極還包括多個第二軸向導線，該多個第二軸向導線設置於該絕緣層與該第一表面相對的第二表面，各該第二軸向導線的兩端分別穿過相應的貫穿孔，並連接該兩相鄰的第二感應單元，該第二軸向導線是該金屬導體。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電容式觸控面板，其中該絕緣層以透明的絕緣材料製成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板， 其中該電容式觸控面板還包括一控制電路，該控制電路經由該金屬導體連接該感應電極層，用於接收和處理感應信號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電容式觸控面板，其中該感應電極層包括多個第一軸向電極和多個第二軸向電極，所述第一軸向電極與所述第二軸向電極相互垂直且彼此絕緣。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該光吸收層的反射率在80%以下。
12. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該光吸收層是由低反射率材料鍍膜形成的。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電容式觸控面板，其中該低反射率材料包括氮化物、氧化物、氮化物及氧化物的混合物和深色UV感光有機材料中的一種或幾種。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電容式觸控面板，該氮化物包括鉻的氮化物、鈦的氮化物或鋯的氮化物。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電容式觸控面板，該氧化物包括鉻的氧化物、鈦的氧化物或氧化鋯。
16. 如申請專利範圍第13項所述之電容式觸控面板，該深色UV感光有機材料包括灰色、棕色或黑色光阻材料。
17. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，該光吸收層包括多個低反射膜片，該低反射膜片一一敷設於所述金屬導體上。
18. 一種降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該電容式觸控面板包括一透明基板，該方法之步驟包括：佈設一感應電極層於該透明基板上，其中該感應電極層包含至少一金屬導體；採用低反射材料在該金屬導體上方鍍一光吸收層，其中該光吸收層由深色材料形成；及佈設一透明保護層覆蓋於該感應電極層、該透明基板及該光吸收層上。
19. 如申請專利範圍第18項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該感應電極層還包括至少兩個感應單元，該金屬導體連接於該兩個感應單元之間。
20. 如申請專利範圍第18項所述之降低電容式觸控 面板的金屬導體可見度的方法，該感應電極層包括至少一個感應單元經由該金屬導體與一控制電路相連接。
21. 如申請專利範圍第18項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該低反射材料包括氮化物、氧化物、氮化物及氧化物的混合物和深色UV感光有機材料中的一種或幾種。
22. 如申請專利範圍第21項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該氮化物是鉻的氮化物、鈦的氮化物或鋯的氮化物中的一種或幾種。
23. 如申請專利範圍第21項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該氧化物是鉻的氧化物、鈦的氧化物或氧化鋯中的一種或幾種。
24. 如申請專利範圍第21項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該深色UV感光有機材料包括灰色、棕色或黑色光阻材料。
25. 如申請專利範圍第21至23項中任意一項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該方法進一步包括以下步驟：在該透明基板表面塗佈一金屬層；將該氮化物、氧化物或氮化物及氧化物的混合物於該金屬層之上鍍一低反射材料層；再經由黃光微影將該金屬層與該 低反射材料層一起蝕刻形成該金屬導體及該光吸收層，使該光吸收層被分成多個低反射膜片一一覆設於該金屬導體上。
26. 如申請專利範圍第21項或24項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該方法進一步包括以下步驟：在該透明基板上塗佈一金屬層；將深色UV感光有機材料塗佈於該金屬層之上，形成一深色UV感光有機材料層；經由黃光微影將該深色UV感光有機材料層顯影曝光形成該光吸收層，該光吸收層被分成多個低反射膜片；再將該低反射膜片作為蝕刻遮罩層，將該金屬層蝕刻形成該金屬導體，使每個該金屬導體上均覆蓋有一該低反射膜片。
27. 如申請專利範圍第21項或24項所述之降低電容式觸控面板的金屬導體可見度的方法，該方法進一步包括以下步驟：在該透明基板上塗佈一金屬層，並將該金屬層蝕刻形成該金屬導體；將深色UV感光有機材料塗佈於該金屬層之上，形成一深色UV感光有機材料層；再經由黃光微影將該黑色光阻層顯影曝光形成該光吸收層，使該光吸收層形成多個低反射膜片覆設於該金屬導體之上。