TWI585644B - 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。

隨著科技的進步，各種資訊設備不斷地推陳出新，例如手機、平板電腦、超輕薄筆電、及衛星導航等。除了一般以鍵盤或滑鼠輸入或操控之外，利用觸控式技術來操控資訊設備是一種相當直覺且受歡迎的操控方式。其中，觸控顯示裝置具有人性化及直覺化的輸入操作介面，使得任何年齡層的使用者都可直接以手指或觸控筆選取或操控資訊設備，因此也愈來愈受市場所喜愛。

常見的觸控面板包括一層或多層的感測電極、一承載感測電極的承載基板、多個導線、一遮蔽層和可提供防刮、防眩光或防反射等功能的保護基板等。製造上，通常是將感測電極與導線形成於承載基板上，而遮蔽層設置於保護基板上，再將兩基板相互貼合而形成觸控面板。然而，使用兩片基板的製造方式不但會產生尺寸較厚的觸控面板，同時也需考慮貼合時的定位問題，因而增加生產時的複雜度。

由於現在的電子產品越趨向輕薄短小，目前已有業者開發出單片式觸控技術(one-glass solution,OGS)，此技術的觸控面板不需要上述的承載基板，其係將感測電極及導線形成於具有遮蔽層的保護基板上，因而省去承載基板的厚度，使觸控面板更為輕薄。此單片式觸控技術的感測電極除了設置於可視區外，亦會自可視區延伸設置於非可視區的遮蔽層上，以與導線電性連接而傳送觸控訊號。然而，在可視區與非可視區的交界處，感測電極容易因遮蔽層與基板的高度差而斷裂，導致感測訊號傳遞不良，進而影響產品品質。

依據本發明的一種觸控面板包括一基板、一觸控電極層、一 虛擬電極層、一遮蔽層以及一導電線路層。基板具有一可視區及一非可視區。觸控電極層設置於基板的可視區，並延伸設置於部分非可視區上。虛擬電極層設置於基板的非可視區，且是與觸控電極層共同設置於基板的同一側。虛擬電極層與觸控電極層為間隔設置而彼此電性絕緣。遮蔽層設置於非可視區，並覆蓋虛擬電極層，且延伸覆蓋於部分觸控電極層上。遮蔽層具有多個穿孔。導電線路層設置於遮蔽層上。導電線路層通過該些穿孔而與觸控電極層電性連接。

在一實施例中，觸控電極層與虛擬電極層的材料相同。

在一實施例中，基板具有一折射率匹配層。觸控電極層及虛擬電極層是共同設置於折射率匹配層上。

在一實施例中，虛擬電極層包括多個虛擬電極單元。該些虛擬電極單元為間隔設置而彼此電性絕緣。

在一實施例中，導電線路層包括多個導線，該些虛擬電極單元的尺寸小於相鄰的兩個該些導線之間的間距。

在一實施例中，該些虛擬電極單元的形狀包括三角形、四邊形、條狀、波浪狀、或其組合。

依據本發明的一種觸控面板的製作方法包括以下步驟：提供一基板，其具有一可視區及一非可視區；形成一透明導電膜於基板上；蝕刻透明導電膜而形成一觸控電極層及一虛擬電極層，其中觸控電極層位於基板的可視區並延伸於部分非可視區，且虛擬電極層位於基板的非可視區，觸控電極層與虛擬電極層為間隔設置而彼此電性絕緣；形成一遮蔽層於基板的非可視區，並位於虛擬電極層及部分觸控電極層上，其中位於觸控電極層上方的遮蔽層具有多個穿孔；以及形成一導電線路層於遮蔽層上，其中導電線路層通過該些穿孔而與觸控電極層電性連接。

在一實施例中，在形成透明導電膜的步驟中，透明導電膜是全面積地形成於基板上。

在一實施例中，在蝕刻透明導電膜時，更同時對虛擬電極層蝕刻而形成多個虛擬電極單元，該些虛擬電極單元為間隔設置而彼此電性 絕緣。

在一實施例中，在蝕刻透明導電膜時，更同時對觸控電極層蝕刻而形成多個觸控電極單元，該些觸控電極單元彼此間隔設置。

承上所述，本發明的觸控面板及其製作方法將觸控電極層設置於基板上，且遮蔽層覆蓋部分觸控電極層，再藉由遮蔽層上具有穿孔的設計，使觸控電極層可與遮蔽層上的導電線路層電性連接，可避免習知的觸控電極層因遮蔽層與基板的高度差而斷裂的問題。此外，本實施例在非可視區設置虛擬電極，使得非可視區上對應的疊構皆包括透明導電膜及遮蔽層，如此可使非可視區的顏色呈現一致。

1、1a‧‧‧基板

11‧‧‧可視區

12‧‧‧非可視區

13‧‧‧折射率匹配層

2‧‧‧觸控電極層

21‧‧‧觸控電極單元

3‧‧‧虛擬電極層

31‧‧‧虛擬電極單元

4‧‧‧遮蔽層

41‧‧‧穿孔

5‧‧‧導電線路層

51‧‧‧導線

A-A‧‧‧直線

C‧‧‧導電碳膠

S01、S02、S03、S04、S05‧‧‧步驟

TP、TP1‧‧‧觸控面板

圖1A為本發明較佳實施例的一種觸控面板的上視圖。

圖1B為圖1A所示觸控面板沿直線A-A的剖面圖。

圖1C為圖1A所示觸控面板的局部示意圖。

圖2為另一態樣的觸控面板的局部示意圖。

圖3為本發明另一實施例的觸控面板的剖面圖。

圖4為本發明較佳實施例的一種觸控面板的製作方法的步驟流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種觸控面板及其製作方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。以下實施例的內容中所稱的方位「上」及「下」僅是用來表示相對的位置關係。再者，一第一元件形成於一第二元件「上」、「之上」、「下」或「之下」可包含實施例中的該第一元件與該第二元件直接接觸，或也可包含該第一元件與該第二元件之間更有其他額外元件使該第一元件與該第二元件無直接接觸。

圖1A為本發明較佳實施例的一種觸控面板的上視圖，圖1B為圖1A所示觸控面板沿直線A-A的剖面圖，圖1C為圖1A所示觸控面板的局部示意圖。請參照圖1A、圖1B及圖1C所示，觸控面板TP可例如但 不限於應用在智慧型手機、平板電腦、或穿戴式裝置。觸控面板TP包括一基板1、一觸控電極層2、一虛擬電極層(dummy layer)3、一遮蔽層4及一導電線路層5。

基板1可為玻璃基板、塑膠基板、藍寶石基板、或偏光片等 透光基板，本實施例是以玻璃基板為例，但並不以此為限。基板1具有一可視區11及一非可視區12。本實施例的可視區11大致為四邊形的區域，當觸控面板TP與一顯示面板連結時，可視區11為顯示面板的顯示區域，使用者可透過可視區11看見顯示面板呈現的畫面，其中使用者是以基板1未設置觸控電極層2的一面，即圖1B的下方朝觸控面板TP看去，同時此面也是觸控面。此外，在其他實施例中，可視區11也可為圓形或其他形狀，於此並不加以限制。

非可視區12位於可視區11周邊，也就是位於可視區11的 至少一側，本實施例是以非可視區12位於可視區11的四個邊為例進行說明。非可視區12為不顯示畫面的區域，其上方將設置遮蔽層4，以遮蓋導線、電路板、或其他電子元件而具有美觀的功能。

觸控電極層2設置於基板1上，虛擬電極層3與觸控電極層 2共同設置於基板1的同一側。觸控電極層2是設置於基板1的可視區11上，並延伸設置於部分非可視區12上，而虛擬電極層3是設置於非可視區12上未設置觸控電極層2處，其中虛擬電極層3與觸控電極層2為間隔設置而彼此電性絕緣。此外，虛擬電極層3為電性浮接(floating)，也就是說，虛擬電極層3除了不與觸控電極層2電性連接之外，虛擬電極層3亦不與其他導體電性連接，因而虛擬電極層3並不具有電極的功能。

在本實施例中，觸控電極層2與虛擬電極層3的材料相同， 可例如但不限於為銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、摻氟氧化錫(fluorine doped tin oxide,FTO)、摻鋁氧化鋅(aluminum doped zinc oxide,AZO)、摻鎵氧化鋅(gallium doped zinc oxide,GZO)或石墨烯(graphene)等，其中本實施例是以銦錫氧化物(ITO)為例。在製程上，觸控電極層2與虛擬電極層3是在相同的製程工藝中同時形成。舉例來說，先在基板1上形成一透明導電膜，例如以沉積或塗佈等 方式形成，接著對透明導電膜進行蝕刻，其蝕刻處至少位於非可視區12內，並且為完全蝕刻，以將透明導電膜分為二個彼此電性不導通的部分，其中，完全位於非可視區12內的部分即為虛擬電極層3，而跨越可視區11及非可視區12的另一部分即為觸控電極層2。

另外，觸控電極層2包括多個觸控電極單元21，各觸控電 極單元21彼此間隔設置，本實施例僅以一個軸向的觸控電極單元21來舉例說明，在實際設計上，更可包括另一軸向的觸控電極單元來實現觸控感測。較佳地，在上述對透明導電膜進行蝕刻的步驟中，可同時以一預定圖案蝕刻出觸控電極層2上的觸控電極單元21，也就是觸控電極層2與虛擬電極層3之間的間隔以及觸控電極單元21是在同一個製程下同時完成的。

另外，虛擬電極層3可包括多個虛擬電極單元31，各虛擬 電極單元31之間為間隔設置而彼此電性絕緣。類似地，虛擬電極單元31較佳是在上述對透明導電膜進行蝕刻的步驟中同時蝕刻而成。如此一來，藉由在蝕刻步驟形成觸控電極單元21時同時形成虛擬電極單元31，可不需額外增加製程工序，進而避免不必要的製造成本。此外，虛擬電極單元31的形狀可包括三角形、四邊形、條狀、波浪狀、或上述形狀的組合，例如圖1C所示的菱形或圖2所示的長方形，且彼此的間隔可等距。而藉由將虛擬電極層3分隔出多個虛擬電極單元31的設計，可避免外部導電物不慎碰觸虛擬電極層3與觸控電極層2而造成短路時，其短路範圍不致過大而影響觸控電性表現。

遮蔽層4覆蓋虛擬電極層3，並延伸覆蓋於部分觸控電極層 2上。在本實施例中，遮蔽層4是設置於非可視區12上，並且是在形成觸控電極層2及虛擬電極層3之後再製作而成，因此遮蔽層4同時覆蓋虛擬電極層3及位於非可視區12的部分觸控電極層2，且遮蔽層4也填入虛擬電極層3與觸控電極層2之間的間隔中。另外，遮蔽層4較佳是全面積地設置於非可視區12上，以確實遮蔽電子元件。此外，遮蔽層4的材料可包括油墨、光阻、或其組合，例如是黑色油墨、黑色矩陣(black matrix,BM)光阻、或黑色油墨與黑色矩陣光阻的疊合。

遮蔽層4具有多個穿孔41，其連通遮蔽層4的上表面及下 表面。這些穿孔41是位於非可視區12內的觸控電極層2上。此外，穿孔41可在形成遮蔽層4的光罩製程中同時形成，也可在遮蔽層4形成之後，再對遮蔽層4蝕刻出穿孔41，於此並不限制其形成方式。

導電線路層5設置於遮蔽層4上。導電線路層5通過穿孔 41而與觸控電極層2電性連接。在本實施例中，穿孔41填有導電碳膠C，觸控電極層2的觸控訊號是通過導電碳膠C傳送至導電線路層5。而在其他實施例中，穿孔41可不填入導電碳膠C，而是導電線路層5的延伸，這樣也可以使導電線路層5通過穿孔41而與觸控電極層2電性連接。

另外，導電線路層5還包括多個導線51，而各導線51是分 別電性連接各觸控電極單元21。值得一提的是，單個虛擬電極單元31的尺寸較佳是小於各導線51之間的間距，也就是在正投影上，單個虛擬電極單元31不會與兩條相鄰導線51同時構成疊置，如此可避免遮蔽層4上因生產品質問題而產生孔隙時，虛擬電極單元31透過孔隙而使相鄰的導線51短路的問題發生。另外，以各導線51之間的線距為20μm為例，虛擬電極單元31的尺寸較佳是小於20μm，而各虛擬電極單元31之間的間距可介於10μm至50μm，其中當此間距小於20μm時，人眼將無法看出此間距存在，進而提升產品的視覺效果。

如此一來，本實施例的觸控面板TP藉由觸控電極層2設置 於基板1上，且遮蔽層4覆蓋部分觸控電極層2，再藉由遮蔽層4上對應觸控電極單元21之位置具有穿孔41的設計，使觸控電極層2可與遮蔽層4上的導電線路層5電性連接，可避免習知的觸控電極層因遮蔽層與基板的高度差而斷裂的問題。此外，本實施例在非可視區12設置虛擬電極層3，使得非可視區12上對應的疊構皆包括透明導電膜及遮蔽層4，如此可使非可視區12的顏色呈現一致。

另外，請參照圖3所示，其為本發明另一實施例的觸控面板 的剖面圖，在本實施例中，觸控面板TP1的基板1a可具有一折射率匹配層13，而觸控電極層2及虛擬電極層3是共同設置於折射率匹配層13上。折射率匹配層13是與觸控電極層2的折射率相互匹配，使得各觸控電極單元21及其間距不致有明顯的色差，使用者的眼睛無法辨識觸控電極單元21， 以提高產品的視覺效果。此外，本實施例的其他元件及敘述可參照上述實施例所述，於此不作贅述。

圖4為本發明較佳實施例的一種觸控面板的製作方法的步 驟流程圖。請參照圖1B、圖1C及圖4所示，在本實施例中，製作方法可製作上述的觸控面板TP、TP1，其中觸控面板的結構及其敘述已於上述實施例詳述，於此不另作贅述。於此，製作方法可包括以下步驟：提供一基板，其具有一可視區11及一非可視區12(步驟S01)；形成一透明導電膜於基板1上(步驟S02)；蝕刻透明導電膜而形成一觸控電極層2及一虛擬電極層3，其中觸控電極層2位於基板1的可視區11並延伸於部分非可視區12，且虛擬電極層3位於基板1的非可視區12，觸控電極層2與虛擬電極層3為間隔設置而彼此電性絕緣(步驟S03)；形成一遮蔽層4於基板11的非可視區12，並位於虛擬電極層3及部分觸控電極層2上，其中位於觸控電極層2上方的遮蔽層4具有多個穿孔41(步驟S04)；形成一導電線路層5於遮蔽層4上，其中導電線路層5通過該些穿孔41而與觸控電極層2電性連接(步驟S05)。

在步驟S01中，基板1具有可視區11及非可視區12。另外， 基板1較佳可具有折射率匹配層13(如圖3所示)，其中折射率匹配層13可為全面積地設置。

在步驟S02中，透明導電膜較佳是全面積地形成於基板1 上。而步驟S03中，觸控電極層2及虛擬電極層3是在透明導電膜上經由同一個蝕刻步驟而同時形成，其中蝕刻為完全蝕刻，以使觸控電極層2及虛擬電極層3彼此不電性連接。另外，此蝕刻處至少位於非可視區12上，使得虛擬電極層3完全位於非可視區12內，而觸控電極層2跨越可視區11及非可視區12。

較佳地，在蝕刻步驟的同時，更同時對虛擬電極層3蝕刻而 形成多個虛擬電極單元31，且各虛擬電極單元31為間隔設置而彼此電性絕緣。類似地，蝕刻步驟也可同時對觸控電極層2蝕刻而形成多個觸控電極單元21，而各觸控電極單元21彼此間隔設置。

接著，在步驟S04中，遮蔽層4較佳是全面積地形成於非 可視區12上，而穿孔41可對應觸控電極單元21的位置而在光罩製程中形成，也可以蝕刻的方式形成。

最後，如步驟S05所述，在遮蔽層4上形成導電線路層5， 且導電線路層5可包括多個導線51，並且導線51透過穿孔41電性連接觸控電極層2。

綜上所述，本發明的觸控面板及其製作方法將觸控電極層設 置於基板上，且遮蔽層覆蓋部分觸控電極層，再藉由遮蔽層上具有穿孔的設計，使觸控電極層可與遮蔽層上的導電線路層電性連接，可避免習知的觸控電極層因遮蔽層與基板的高度差而斷裂的問題。此外，本實施例在非可視區設置虛擬電極，使得非可視區上對應的疊構皆包括透明導電膜及遮蔽層，如此可使非可視區的顏色呈現一致。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧基板

11‧‧‧可視區

12‧‧‧非可視區

2‧‧‧觸控電極層

3‧‧‧虛擬電極層

4‧‧‧遮蔽層

41‧‧‧穿孔

5‧‧‧導電線路層

C‧‧‧導電碳膠

TP‧‧‧觸控面板

Claims (10)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，具有一可視區及一非可視區；一觸控電極層，設置於該基板的該可視區，並延伸設置於部分該非可視區上；一虛擬電極層，設置於該基板的該非可視區，且是與該觸控電極層共同設置於該基板的同一側，該虛擬電極層與該觸控電極層為間隔設置而彼此電性絕緣；一遮蔽層，設置於該非可視區，並覆蓋該虛擬電極層，且延伸覆蓋於部分該觸控電極層上，該遮蔽層具有多個穿孔；以及一導電線路層，設置於該遮蔽層上，該導電線路層通過該些穿孔而與該觸控電極層電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該觸控電極層與該虛擬電極層的材料相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該基板具有一折射率匹配層，該觸控電極層及該虛擬電極層是共同設置於該折射率匹配層上。
4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該虛擬電極層包括多個虛擬電極單元，該些虛擬電極單元為間隔設置而彼此電性絕緣。
5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控面板，其中該導電線路層包括多個導線，該些虛擬電極單元的尺寸小於相鄰的兩個該些導線之間的間距。
6. 如申請專利範圍第4項所述的觸控面板，其中該些虛擬電極單元的形狀包括三角形、四邊形、條狀、波浪狀、或其組合。
7. 一種觸控面板的製作方法，包括以下步驟：提供一基板，其具有一可視區及一非可視區；形成一透明導電膜於該基板上；蝕刻該透明導電膜而形成一觸控電極層及一虛擬電極層，其中該觸控電極層位於該基板的該可視區並延伸於部分該非可視區，且該虛擬電極層位於該基板的該非可視區，該觸控電極層與該虛擬電極層為間隔設置而彼此電性絕緣； 形成一遮蔽層於該基板的該非可視區，並位於該虛擬電極層及部分該觸控電極層上，其中位於該觸控電極層上方的該遮蔽層具有多個穿孔；以及形成一導電線路層於該遮蔽層上，其中該導電線路層通過該些穿孔而與該觸控電極層電性連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述的製作方法，其中在形成該透明導電膜的步驟中，該透明導電膜是全面積地形成於該基板上。
9. 如申請專利範圍第7項所述的製作方法，其中在蝕刻該透明導電膜時，更同時對該虛擬電極層蝕刻而形成多個虛擬電極單元，該些虛擬電極單元為間隔設置而彼此電性絕緣。
10. 如申請專利範圍第9項所述的製作方法，其中在蝕刻該透明導電膜時，更同時對該觸控電極層蝕刻而形成多個觸控電極單元，該些觸控電極單元彼此間隔設置。