TWI593335B - 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，且特別係關於一種於同一面板表面上實現不同觸控反應功能的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。此外，由於目前電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向，因此在產品上無足夠空間容納如鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置，尤其在講求人性化設計的平板電腦需求的帶動下，觸控面板已經一躍成為關鍵的零組件之一。

現今的觸控面板上大致可區分為顯示區及周圍遮掩區，其中在顯示區中設計有觸控功能來感測使用者的觸控輸入，而周圍遮掩區是採用實體按鍵來作為按壓輸入。然而，傳統的實體按鍵必須在觸控面板的表面進行破孔才能配置使用，如此將導致觸控面板的表面外觀效果較不理想、可靠性差且不易清潔。再者，實體按鍵需要多增加一道組裝製程，因而製程較為複雜。

本發明提供一種觸控面板及其製作方法，其是透過觸控面板的架構設計及電極陣列結構之佈局調整，在不需使用實體按鍵下來在同一觸控面板表面上實現不同的觸控反應功能，藉以解決上述實體按鍵所帶來的問題。

本發明提出一種觸控面板，包含有一上蓋基板、一第一電極陣列、一圖案化的遮蔽層以及至少一第二電極陣列。上蓋基板包含一顯示區及一周邊區，其中周邊區圍繞顯示區。第一電極陣列，對應位於顯示區。圖案化的遮蔽層對應位於周邊區。至少一第二電極陣列，對應位於圖案化的遮蔽層的一第一圖案化區域。

本發明提出一種觸控面板的製作方法包含下述步驟。首先，形成一圖案化的遮蔽層，以對應位於一上蓋基板的一周邊區，其中周邊區圍繞上蓋基板的一顯示區。接著，形成一第一電極陣列及一第二電極陣列，其中第一電極陣列對應位於顯示區，而第二電極陣列對應位於圖案化的遮蔽層的一第一圖案化區域。

基於上述，本發明所提供的觸控面板以及製作方法，其是在觸控面板的顯示區及周邊區內皆對應設置有電極陣列，以讓顯示區及周邊區內的電極陣列分別具有各自的觸控反應功能。如此一來，讓觸控面板的面板表面上不需任何破孔，以維持觸控面板的表面外觀的平整性，且容易清潔。此外，用來實現不同觸控反應功能的電極陣列可以是在同一道製程步驟完成，讓本發明之觸控面板更具有可靠性佳及製程簡單的優點。

第1圖繪示本發明一實施例之觸控面板的俯視圖。其中，觸控面板100可例如是應用於電腦、手機、相機、音響設備、車用設備等具螢幕顯示功能之電子裝置，並且本實施例之觸控面板100是以背面俯視的視角來進行說明，所謂的背面也就是觸控面板100使用時非使用者觸碰的表面。如第1圖所示，觸控面板100包含一上蓋基板110、一第一電極陣列120、至少一第二電極陣列120’以及一圖案化的遮蔽層(Patterned Mask Layer)150。

上蓋基板110包含一顯示區A以及一周邊區B，其中周邊區B圍繞顯示區A。具體來講，上述電子裝置的螢幕可視區是例如對應位於顯示區A，而圖案化的遮蔽層150在設計上則是對應位於周邊區B，以在顯示區A外圍提供遮蔽及隱藏的作用。本實施例的圖案化的遮蔽層150可例如是採用不透明(如黑色)材料印刷或塗佈而成。再者，本實施例的圖案化的遮蔽層150進一步包含一第一圖案化區域151，並且第一圖案化區域151中設計有至少一鏤空圖案151a及151b，本實施例是例如設計為返回鍵及首頁鍵之按鍵符號的鏤空圖案。其中，第一圖案化區域151中所設計的鏤空圖案之圖形態樣及數量並不限於此，實際更可依功能設計需求而包含其他如菜單鍵、開關鍵等按鍵符號。

第一電極陣列120對應位於顯示區A中，讓顯示區A不僅得以作為觀看螢幕顯示的視窗，更可用來提供螢幕操作的觸控反應功能。第二電極陣列120’對應位於圖案化的遮蔽層150的第一圖案化區域151中，讓周邊區B得以藉由圖案化的遮蔽層150的第一圖案化區域151及對應設計的第二電極陣列120’來提供虛擬按鍵操作的觸控反應功能。藉此，本實施例即可實現在觸控面板100的同一面板表面上實現不同的觸控反應功能。

此外，本實施例的圖案化的遮蔽層150更進一步包含一第二圖案化區域152，並且第二圖案化區域152可以設計有至少一商標、標記或型號之標示符號的鏤空圖案152a，以讓周邊區B更進一步是用來提供標示符號之顯示。

為了更具體說明本實施例之觸控面板100的疊層架構，請再一併參考第2圖，為第1圖的C-C’剖面示意圖。本實施例的第一電極陣列120及圖案化的遮蔽層150是設置在上蓋基板110，而第二電極陣列120’則是進一步設置在圖案化的遮蔽層150。其中，上蓋基板110可例如是採用玻璃之材質，並且由於本實施例之上蓋基板110除了用來作為觸控用的基板之外，更是用來作為保護用的基板，因此上蓋基板110可例如是已先經過強化、抗眩、抗菌等表面處理。

在實際製程上，第一電極陣列120及第二電極陣列120’可例如是經由同一道製程步驟而在同一感應電極層製作而成。其中，第一電極陣列120及第二電極陣列120’分別包含複數個沿第一軸向(本實施例為X軸)平行排列的第一感應線122及複數個沿第二軸向(本實施例為Y軸)平行排列的第二感應線124，並且所述的第一感應線122及所述的第二感應線124是彼此絕緣。

更具體來說明，每一第一感應線122包含複數個第一導電單元1221及複數個第一導線1222；而每一第二感應線124包含複數個第二導電單元1241及複數個第二導線1242。其中，第一導電單元1221、第一導線1222及第二導電單元1241是由一導電層透過微影製程(Photo Lithography)來製作而成，換句話說，第一導電單元1221、第一導線1222及第二導電單元1241皆屬於導電層。此外，所形成的第一導電單元1221是沿第一軸向來彼此間隔設置，而第一導線1222則是分別電性連接第一軸向上相鄰的兩個第一導電單元1221。並且在相鄰的第一感應線122之間，相鄰的第一導電單元1221所圍成的區域分別可定義出一配置區D，而所形成的第二導電單元1241即是分別設置在配置區D中。第二導線1242則是進一步由一接線層透過微影製程來製作而成，以用來對應跨越第一導線1222而分別電性連接第二軸向上相鄰的兩個第二導電單元1241，換句話說，第二導線1242是屬於接線層。再者，感應電極層中更包含一絕緣層，本實施例之絕緣層是形成有複數個絕緣區塊123，以分別對應設置於第一導線1222及第二導線1242之間，使得第一感應線122及第二感應線124之間彼此電性絕緣。藉此，上述導電層、接線層及絕緣層的疊層結構即可架構出本實施例的感應電極層。

上述導電層可例如是採用透明導電材料之設計，透明導電材料可包含氧化銦錫(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，而接線層中的第二導線1242除了可以採用相同於導電層的材料之外，亦可採用金屬導線(如：銀線)的設計。

本實施例的觸控面板100更包括一引線結構140，對應位於周邊區B，並且電性連接第一電極陣列120、第二電極陣列120’。引線結構140更進一步電性連接一控制單元(圖未示)，用來傳遞控制單元的驅動信號以及第一電極陣列120及第二電極陣列120’的感測信號。此外，本實施例的引線結構140可例如是在上述形成第二導線1242時，一併藉由微影製程製作而成，並同樣屬於第二導線1242所屬的接線層。

附帶說明的是，本實施例的第二電極陣列120’是設計電性連接第一電極陣列120，以作為第一電極陣列120的延伸部。如此一來，讓控制單元對於第一電極陣列120及第二電極陣列120’的觸控感測模式可以一體設計。本實施例的控制單元是例如依序產生驅動信號給第一電極陣列120及第二電極陣列120’的每一第一感應線122，並統一經由第二電極陣列120’的第二感應線124來接收觸控感測信號，藉以實現第一電極陣列120及第二的電極陣列120’的觸控反應功能。

再者，由於本實施例的圖案化的遮蔽層150的第一圖案化區域151及第二圖案化區域152分別包含有鏤空圖案151a、151b、152a，換言之，所述的鏤空圖案151a、151b、152a的鏤空部位是屬於可供光線穿透的部位，因此本實施例之觸控面板100可再包含一彩色膜層170，對應圖案化的遮蔽層150來設置，使得第一圖案化區域151及第二圖案化區域152中的鏤空圖案151a、151b、152a得以進一步呈現出色彩效果。其中，彩色膜層170可例如是由彩色油墨、彩色光阻、導光油墨印刷或噴塗而成，或者藉由彩色貼膜黏貼而成，並且同一彩色膜層170並不僅限於單一顏色。如此，本實施例之觸控面板100在外觀上得以更富色彩效果而較為美觀，並且只需簡單藉由彩色膜層170的顏色變換，即可創造出產品的獨特性。

最後，本實施例之觸控面板100更可進一步包含一鈍化層(Passivation Layer)180，用來設置在前述的感應電極層及彩色膜層170之間，並且完全覆蓋感應電極層，以避免感應電極層受到化學性之侵蝕或物理性之損害而影響觸控感應的功能。

接下來，進一步說明本發明之觸控面板100的製作過程。請基於第2圖所示的剖面圖架構來參考第3圖所繪示的本發明一實施例之觸控面板的製作方法的流程圖。並且為了更明確地說明，可一併對應參考第4-7圖所繪示的本發明一實施例之觸控面板的階段架構俯視示意圖。

首先，提供一上蓋基板110(步驟S1)，如第4圖所示，上蓋基板110是根據觸控面板100所搭配的電子裝置的顯示器尺寸而規劃有一顯示區A以及一周邊區B，周邊區B通常是圍繞於顯示區A。接著，形成一圖案化的遮蔽層150於上蓋基板110上，並對應位於上蓋基板110之周邊區B(步驟S2)。圖案化的遮蔽層150可例如是以印刷或噴塗製程所塗佈而成，且本實施例之圖案化的遮蔽層150包含一第一圖案化區域151及一第二圖案化區域152。其中，第一圖案化區域151及第二圖案化區域152分別包含至少一鏤空圖案151a、151b、152a，本實施例之第一圖案化區域151中的鏤空圖案151a、151b是作為虛擬按鍵用的符號，而第二圖案化區域152中的鏤空圖案152a則是作為標示用的符號。

在步驟S2之後，進行塗佈一導電層(步驟S3)，並進而進行圖案化所述的導電層(步驟S4)。如第5圖所示，本實施例的導電層除了對應塗佈位於上蓋基板110的顯示區A之外，更是進一步對應塗佈於圖案化的遮蔽層150的第一圖案化區域151，並且所述的導電層將形成有複數個沿第一軸向(X軸)平行排列的第一感應線122，其中每一第一感應線122包含複數個第一導電單元1221及複數個第一導線1222，所述的第一導電單元1221沿第一軸向來彼此間隔設置，而相鄰的兩個第一導電單元1221之間透過第一導線1222來電性連接，再者，在相鄰的第一感應線122之間，相鄰的第一導電單元1221所圍成的區域分別定義為一配置區D；此外，所述的導電層更形成有複數個第二導電單元1241，分別設置在上述形成的配置區D。

緊接著，塗佈及圖案化一絕緣層(步驟S5)。如第6圖所示，本實施例所進行的塗佈及圖案化絕緣層，是例如用來形成複數個絕緣區塊123分別對應設置於每一第一導線1222上。在步驟S5之後，再塗佈及圖案化一接線層(步驟S6)。如第7圖所示，本實施例所進行的塗佈及圖案化接線層，是例如用來形成複數個第二導線1242分別對應設置於每一絕緣區塊123上。如此一來，接線層中的第二導線1242得以透過絕緣區塊123而跨越導電層中的第一導線1222，以分別沿第二軸向(Y軸)來電性連接相鄰的兩個第二導電單元1241，進而整體架構出複數個沿第二軸向平行排列的第二感應線124。藉此，上述導電層、絕緣層及接線層所形成的感應電極層即可在上蓋基板110的顯示區A上形成一第一電極陣列120，並且在圖案化的遮蔽層150上形成一第二電極陣列120’。

此外，本實施例在步驟S6進行塗佈及圖案化接線層時，更可進一步形成一引線結構140於圖案化的遮蔽層150而對應位於上蓋基板110的周邊區B，並用來電性連接第一電極陣列120及第二電極陣列120’。

接下來，形成一鈍化層180來覆蓋於前述架構出的感應電極層(步驟S7)。其中，鈍化層180可例如是採用無機材料，例如氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)與氮氧化矽(silicon oxynitride)，或者採用有機材料，例如丙烯酸類樹脂(acrylic resin)，或其它適合之透明材料。

最後，形成一彩色膜層170於鈍化層180上，並對應位於圖案化的遮蔽層150(步驟S8)。其中，彩色膜層170可例如是由彩色油墨、彩色光阻、導光油墨印刷或噴塗而成，並且所述的印刷或噴塗製程更可採取分道印刷的製程，以使彩色膜層170具備多樣性的彩色效果。此外，所屬技術領域具有通常知識者可以了解，彩色膜層170在本實施例之觸控面板100的架構中，並不僅限能位於鈍化層180上，只要是能對應位於圖案化的遮蔽層150，讓從觸控面板100正面觀看時，圖案化的遮蔽層150的第一圖案化區域151及第二圖案化區域152中的鏤空圖案151a、151b、152a能藉由彩色膜層170而具有彩色效果，皆是包含在本發明申請專利範圍。

請參考第8圖，繪示本發明另一實施例之觸控面板的俯視圖。本實施例大致與第1圖之實施例相同，差異點在於，本實施例在感應電極層中所形成的第一電極陣列120及第二電極陣列120’並非電性連接。換句話說，第一電極陣列120及每一第二電極陣列120’各自的第一感應線122及第二感應線124皆是分別透過引線結構140來電性連接控制單元，藉此讓控制單元是獨立對於第一電極陣列120及第二電極陣列120’來進行驅動及感測控制，加快觸控感測的掃描時間。此外，本實施例更是進一步將第二電極陣列120’設計成兩組，以分別用來對應兩個按鍵符號的鏤空圖案，而實際之第一電極陣列120與第二電極陣列120’之配置關係及疊層架構態樣是視實際需求而訂，在此並非為本發明所限制。

綜上所述，本發明之觸控面板以及其製作方法是讓觸控面板的顯示區及周邊區內皆對應設計有電極陣列，並且在周邊區中進一步透過圖案化的遮蔽層來形成虛擬按鍵及標示等符號。藉此，讓同一觸控面板表面上的顯示區及周邊區分別具有各自的觸控反應功能，並且周邊區也更具有顯示標示符號之作用。如此一來，本發明得以具有觸控面板表面平整性佳、表面容易清潔等優點。此外，實際用來實現不同觸控反應功能的電極陣列可以是在同一道製程步驟完成，讓本發明之觸控面板更具有可靠性佳及製程簡單的優點。

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．．．上蓋基板

120．．．第一電極陣列

120’．．．第二電極陣列

122．．．第一感應線

1221．．．第一導電單元

1222．．．第一導線

123．．．絕緣區塊

124．．．第二感應線

1241．．．第二導電單元

1242．．．第二導線

140．．．引線結構

150．．．圖案化的遮蔽層

151．．．第一圖案化區域

152．．．第二圖案化區域

151a、151b、152a．．．鏤空圖案

170．．．彩色膜層

180．．．鈍化層

A．．．顯示區

B．．．周邊區

D．．．配置區

S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8．．．步驟

第1圖繪示本發明一實施例之觸控面板的俯視圖。

第2圖繪示第1圖的C-C’剖面示意圖。

第3圖繪示本發明一實施例之觸控面板的製作方法的流程圖。

第4-7圖繪示本發明一實施例之觸控面板的階段架構俯視示意圖。

第8圖繪示本發明另一實施例之觸控面板的俯視圖。

100．．．觸控面板

110．．．上蓋基板

120．．．第一電極陣列

120’．．．第二電極陣列

122．．．第一感應線

1221．．．第一導電單元

1222．．．第一導線

123．．．絕緣區塊

124．．．第二感應線

1241．．．第二導電單元

1242．．．第二導線

140．．．引線結構

150．．．圖案化的遮蔽層

151．．．第一圖案化區域

152．．．第二圖案化區域

151a、151b、152a．．．鏤空圖案

170．．．彩色膜層

180．．．鈍化層

A．．．顯示區

B．．．周邊區

D．．．配置區

Claims (18)

1. 一種觸控面板，包含：一上蓋基板，包含一顯示區及一周邊區，其中該周邊區圍繞該顯示區；一第一電極陣列，對應位於該顯示區，用以使該顯示區提供螢幕操作的觸控反應功能；一圖案化的遮蔽層，對應位於該周邊區；以及至少一第二電極陣列，對應位於該圖案化的遮蔽層的一第一圖案化區域，用以使該周邊區藉由該圖案化的遮蔽層的該第一圖案化區域提供虛擬按鍵操作的觸控反應功能，其中該第一電極陣列及該第二電極陣列形成於同一感應電極層，且該第二電極陣列電性連接該第一電極陣列，以作為該第一電極陣列之延伸部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一電極陣列及該圖案化的遮蔽層設置於該上蓋基板，並且該第二電極陣列設置於該圖案化的遮蔽層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該圖案化的遮蔽層更包含一第二圖案化區域。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該第一圖案化區域及該第二圖案化區域分別包含一鏤空圖案。
5. 如申請專利範圍第1或3項所述之觸控面板，更包含一彩色膜層，對應該圖案化的遮蔽層來設置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包含一鈍化層，設置於該感應電極層及該彩色膜層之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一電極陣列及該第二電極陣列分別包含複數個沿第一軸向平行排列的第一感應線及複數個沿第二軸向平行排列的第二感應線，並且該些第一感應線及該些第二感應線彼此絕緣。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中每一該些第一感應線包含：複數個第一導電單元，屬於該感應電極層的一導電層，並且沿第一軸向來彼此間隔設置；及複數個第一導線，屬於該導電層，並且分別電性連接第一軸向上相鄰的兩個第一導電單元；其中，在該些相鄰的第一感應線之間，該些相鄰的第一導電單元所圍成的區域分別定義為一配置區。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中每一該些第二感應線包含： 複數個第二導電單元，屬於該導電層，並且分別設置在該配置區；及複數個第二導線，屬於該感應電極層的一接線層，並且對應跨越該些第一導線來分別電性連接第二軸向上相鄰的兩個第二導電單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該感應電極層進一步包含複數個絕緣區塊，分別對應設置於該些第一導線及該些第二導線之間，使該些第一感應線及該些第二感應線電性絕緣。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包含一引線結構，屬於該感應電極層的一接線層，並且對應位於該周邊區來電性連接該第一電極陣列及該第二電極陣列。
12. 一種觸控面板的製作方法，其步驟包含：形成一圖案化的遮蔽層，以對應位於一上蓋基板的一周邊區，其中該周邊區圍繞該上蓋基板的一顯示區；以及形成一第一電極陣列及一第二電極陣列，其中該第一電極陣列對應位於該顯示區，而該第二電極陣列對應位於該圖案化的遮蔽層的一第一圖案化區域，該第一電極陣列用以使該顯示區提供螢幕操作的觸控反應功能，該第二電極陣列用以使該周邊區藉由該圖案化的遮蔽層的該第一圖案化區域提供虛擬按鍵操作的觸控反應功能，其中該第一電極陣列及該第二電極陣列形成於同一感應 電極層，且該第二電極陣列電性連接該第一電極陣列，以作為該第一電極陣列之延伸部。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板的製作方法，其中該圖案化的遮蔽層及該第一電極陣列設置於該上蓋基板，並且該第二電極陣列設置於該圖案化的遮蔽層。
14. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板的製作方法，其中該圖案化的遮蔽層更包含一第二圖案化區域。
15. 如申請專利範圍第12或14項所述之觸控面板的製作方法，進一步包含：對應該圖案化的遮蔽層來形成一彩色膜層。
16. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板的製作方法，進一步包含：形成一鈍化層於該感應電極層及該彩色膜層之間。
17. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板的製作方法，其中該形成該第一電極陣列及該第二電極陣列之步驟進一步包含：塗佈一導電層；圖案化該導電層，用以形成複數個沿第一軸向平行排列的第一感應線及複數個第二導電單元，其中每一該些第一感應線包含複數 個第一導電單元及複數個第一導線，其中該些第一導電單元沿第一軸向來彼此間隔設置，而相鄰的兩個第一導電單元之間透過所述的第一導線來電性連接，並且在該些相鄰的第一感應線之間，該些相鄰的第一導電單元所圍成的區域分別定義為一配置區，該些第二導電單元分別設置於該配置區；塗佈及圖案化一絕緣層，以形成複數個絕緣區塊分別對應設置於每一該些第一導線；以及塗佈及圖案化一接線層，以形成複數個第二導線分別對應設置於每一該些絕緣區塊，其中該些第二導線分別沿第二軸向來電性連接相鄰的兩個第二導電單元，以形成複數個沿第二軸向平行排列的第二感應線。
18. 如申請專利範圍第17項所述之觸控面板的製作方法，其中該塗佈及圖案化該接線層之步驟進一步包含形成一引線結構，對應位於該周邊區，並且電性連接該第一電極陣列及該第二電極陣列。