TWI613576B

TWI613576B - 觸控面板

Info

Publication number: TWI613576B
Application number: TW105129569A
Authority: TW
Inventors: 内藤康之; 出口清之; 井上恭; 石井智大; 三橋翼
Original assignee: 雙葉電子工業股份有限公司
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-02-01
Also published as: TW201721386A; JP2017068819A; CN206532278U

Abstract

本發明提供一種耐衝擊性優異，且無需設置裝飾部，操作面側的設計性優越之觸控面板。

本發明的觸控面板係在基板11的操作面11b上，以避開第1電極13及第2電極14之拉出配線部18的拉出配線區域E2的方式，在比拉出配線區域E2更內側的位置配置覆蓋構件19，藉由樹脂材料進行嵌入射出成型至因該覆蓋構件19的配置所產生之與基板11的段差部分為止，而從上下包夾基板11的外緣端部而進行製造，以使覆蓋構件19的表面與框體部3的表面3a成為同一平面。

Description

觸控面板

本發明係有關一種可用指尖多點檢測之投影型電容式的觸控面板。

近年來，在行動電話、智慧型裝置(例如平板式終端機或電子書閱讀器等)、汽車導航系統等的電子裝置中，作為一種介面形態，配備有具備以可直觀的操作、耐久性優異為優點的觸控面板功能的顯示裝置(具有觸控面板的顯示裝置：觸控面板裝置)。

觸控面板係為檢測手指或觸控筆等的指示體的觸控，來特定其觸控位置的座標之位置輸入裝置。觸控面板的檢測方式大致分為：包含類比電阻膜式及矩陣電阻膜式的電阻膜式、包含表面型電容式及投影型電容式的電容式、包含紅外線掃描式及回歸反射式的光學式、包含表面彈性波式及板波式的超音波式，各種方式的觸控面板均已被實用化。

惟近年來，上述的檢測方式中，特別是投影型電容式的觸控面板的需求逐漸增加。投影型電容式的觸控面板係為指尖一靠近，即檢測指尖附近的電極的電容變化，從縱橫的2個電極列檢測觸控面板上之位置座標者。

第5圖係顯示此種投影型電容式的觸控面板之一例的部分剖面圖。第5圖的投影型電容式的觸控面板51係以下述構成為基本構造而製造：在具有透光性的1片基板52的單面(與成為操作面側之表面相反向的背面)形成具備電極部53的感測部54，該電極部53係將由延伸於第1方向(例如橫向)之透明導電膜所構成的複數列的第1電極(例如X電極)及由延伸於與第1電極交叉的第2方向(例如縱向)之透明導電膜所構成的複數列的第2電極(例如Y電極)予以積層而成者，並在框體部55的卡合凹部55a經由雙面膠帶等黏接材56包夾感測部54而成的構成。

又，在基板52，隔著裝飾層58形成有由電極部(第1電極、第2電極)53的各個端部拉出之拉出配線部57。另外，以覆蓋感測部54的電極部53及拉出配線部57整體的方式形成有包含透明絕緣膜的保護層59。然後，在與基板52的感測部54相對向的位置，例如藉由透明黏接膠帶等黏接材61黏接固定有液晶顯示裝置等的顯示裝置60。此種投影型電容式的觸控面板，已知為例如下述專利文獻1所揭示者。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2011-90443號公報

專利文獻1所揭示的觸控面板係在操作區域以外的區域(外圍)配置設於基板52的背面之電極部53的拉出配線部57，並設有以使用者不會從觸控面板的操作面側看見之方式予以隱藏的裝飾層58。

但是，為了不妨礙配備觸控面板的電子裝置的設計，裝飾層58的顏色必須依據框體部55的顏色搭配，材質不同的零件的顏色要彼此搭配，在作業上非常困難。此外，也有為了設置裝飾層58而使觸控面板的製造步驟增加，製造成本提高的問題。

另外，由於專利文獻1的觸控面板係在框體部55嵌入感測部54並透過黏接材61予以黏接固定的構造，受到落下等較強的衝擊時，會有感測部54從框體部脫落的問題。

又，觸控面板51的感測部54的電極部(第1電極、第2電極)53雖經由拉出配線部57從端部與未圖示的控制IC連接，但是拉出配線部57外露而暴露於空氣中容易產生腐蝕，並有斷線之虞，以往的對策是以覆蓋拉出配線部57的全面的方式形成由透明絕緣膜構成的保護層59。

然而，在高溫高濕(例如85℃、85%)的條件下對形成有透明絕緣膜的保護層59的觸控面板51進行性能評價測試後，可知根據保護層的規格，隨著時間的過去，外來的濕氣會通過具有透濕性的保護層59而到達拉出配線部57，拉出配線部57會有被腐蝕之虞。因此，需要對僅以保護層59覆蓋拉出配線部57的構造提升拉出配線部57的耐腐蝕性。

本發明係鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供一種耐衝擊性優異，且無需設置裝飾部，操作面側的設計性優越之觸控面板。

為達成上述目的，本發明之第1形態的觸控面板係在具備：使各自包含複數個電極列的第1電極與第2電極互相交叉，以使其交叉部分絕緣的方式在具有透光性之基板的背面形成有前述第1電極與前述第2電極的感測部；以及在包夾該感測部的狀態被嵌入射出成型的框體部的投影型電容式的觸控面板中，以避開前述第1電極及前述第2電極的拉出配線部而至少覆蓋前述操作區域的一部分的方式在前述基板的表面設置有覆蓋構件，前述框體部係以使前述覆蓋構件與前述基板之間無段差並與前述覆蓋構件成為同一平面的方式，藉由樹脂材料被嵌入射出成型成從上下包夾前述基板的外緣部。

本發明之第2形態的觸控面板係在第1形態的觸控面板中，前述框體部係以至少覆蓋前述拉出配線部的表面的方式成型。

本發明之第3形態的觸控面板係在第1或第2形態的觸控面板中，前述覆蓋構件為玻璃材料。

本發明之第4形態的觸控面板係在第1或第 2形態的觸控面板中，前述覆蓋構件為透明樹脂材料。

本發明之第5形態的觸控面板係在第4形態的觸控面板中，在前述覆蓋構件之與前述框體部的抵接部分形成有突起。

根據本發明，由於無需設置使拉出配線部從外部無法辨識的方式予以遮蔽的裝飾部，而可遮蔽拉出配線部，所以製造成本降低。又，因為使框體部相對於基板進行嵌入射出成型，所以不需擔心落下等較強的衝擊會使基板從框體部脫離，可提供信賴度高的觸控面板。此外，若將覆蓋構件的形狀設計成圓形或多角形等任意的形狀，則在維持感測部之一般化下僅變更覆蓋構件的形狀即可任意變更設計。

又，以至少覆蓋各電極之拉出配線部的區域的方式對框體部進行嵌入射出成型，因為拉出配線部整體被樹脂覆蓋，所以外來的濕氣不易通過，可充分發揮防止拉出配線部腐蝕的效果。

1‧‧‧觸控面板

2‧‧‧感測部

3‧‧‧框體部

3a‧‧‧表面

3b‧‧‧操作按鈕

11‧‧‧基板

11a‧‧‧背面(操作相對面)

11b‧‧‧表面(操作面)

12‧‧‧電極部

13‧‧‧第1電極

14‧‧‧第2電極

14a‧‧‧電極膜

15‧‧‧交叉部

16‧‧‧絕緣層

17‧‧‧橋配線

18‧‧‧拉出配線部

19‧‧‧覆蓋構件

19a‧‧‧突起

20‧‧‧黏接層

21‧‧‧黏羧層

22‧‧‧顯示裝置

51‧‧‧觸控面板

52‧‧‧基板

53‧‧‧電極部

54‧‧‧感測部

55‧‧‧框體部

55a‧‧‧卡合凹部

56‧‧‧黏接材

57‧‧‧拉出配線部

58‧‧‧裝飾層

59‧‧‧保護層

60‧‧‧顯示裝置

61‧‧‧黏接材

E1‧‧‧操作區域

E2‧‧‧拉出配線區域

第1圖(a)係從背面側看到本發明之觸控面板的感測部的平面圖，(b)係(a)的A-A線放大剖面圖。

第2圖(a)係顯示本發明之觸控面板的平面之一例圖，(b)係(a)的B-B線部分放大剖面圖。

第3圖係顯示於覆蓋構件已設置防止脫落用的突起時之形態例的圖。

第4圖(a)、(b)係顯示形成在基板的缺口部之形成例的圖。

第5圖係顯示以往的觸控面板的安裝構造之一例的部分放大剖面圖。

以下，參照添附圖面詳細說明用來實施本發明的形態。本發明並不限定於該實施形態，所屬技術領域的技術人員根據該形態能想到之其他可實施的形態、實施例及運用技術等，均包含在本發明的範疇。

另外，本說明書中，參照添附各圖做的以下說明，為顯示方向或位置所使用之上、下、左、右的用語係如圖面所示，與使用者觀看的上、下、左、右方向一致。

本實施形態之觸控面板1係採用指尖一靠近，即檢測指尖附近的電極的電容變化，從縱橫的2個電極列檢測觸控面板1上之位置座標之可用指尖多點檢測的投影型電容式觸控面板。

首先，參照第1圖至第3圖說明本發明之觸控面板1的構造。此外，本實施形態之觸控面板1係以長方形做為平面觀看的形狀來圖示進行說明，但其形狀並不限定為長方形，例如正方形、圓形、橢圓形、多角形等形狀亦可。

如第1圖、第2圖之任一圖面所示，本實施形態之觸控面板1的大致構成係具備：包含形成在具有透光性之基板11的背面(與成為操作面的表面相反向的面)的第1電極13與第2電極14的電極部12被配置而成的感測部2；以及使感測部2在上下方向被包夾的狀態進行嵌入射出成型的框體部3。

感測部2係如第1圖(a)所示，以矩形板狀的基板11做為基部。基板11係以具有透光性的絕緣性材料形成，例如可使用玻璃式或薄膜式。玻璃式的基板11，例如使用無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃等。此外，薄膜式的基板11，例如使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等樹脂製的薄膜。

在基板11的背面(與以指尖操作之面相反向之相反側的面，以下稱做操作相對面)11a形成有作為電極部12的第1電極13和第2電極14。第1電極13係例如將ITO(銦錫氧化物，Indium Tin Oxide)等的透明導電膜以光刻技術等使抗蝕膜圖案化之後進行蝕刻處理，例如在第1圖的縱向(X方向)形成複數排列的列電極。

第2電極14係與第1電極13相同，例如將ITO(Indium Tin Oxide)等的透明導電膜以光刻技術等使抗蝕膜圖案化之後進行蝕刻處理，例如在第1圖的橫向(Y方向)形成複數排列的列電極。

接著針對電極部12的形成方法進行說明。首先，相對於基板11的操作相對面11a形成延伸於第1圖(a)的縱向(X方向)的複數個第1電極13、及在分離狀態配置於第1圖(a)的橫向(Y方向)的複數個電極膜14a。其次，在第1電極13和第2電極14的交叉部15的第1電極13上形成絕緣層16。絕緣層16係使第1電極13與第2電極14之間電性絕緣者，例如由丙烯酸樹脂等的絕緣材料構成。然後，如第1圖(b)所示，跨越第1電極13而在第1圖(a)的橫向(Y方向)以橋配線(跨接配線)17連接複數個電極膜14a，形成第2電極14。此時，連接構成第2電極14的電極膜14a、14a之間的橋配線17係以通過絕緣層16上的方式配線。而且，在本例中，將形成有由第1電極13與第2電極14所得的電極部12之第2圖(a)的內側的矩形部分做為感測部2的操作區域E1。

此外，上述之電極部12的形成方法中，係在第2電極14使用橋配線17，但亦可設成使第1電極13與第2電極14反轉的構造，而在第1電極13使用橋配線17。又，由於第1電極13與第2電極14至少在交叉部15絕緣即可，故亦可設成在一側的電極(第1電極13或第2電極14)全面形成絕緣層16，在絕緣層16上形成另一側的電極(第2電極14或第1電極13)的構造。

以上述的形成方法在基板11形成的第1電極13與第2電極14係如第1圖(a)所示，藉由拉出配線部18使各自的端部被拉出至基板11的端部，與未圖示的控制IC(控制電路)配線連接。

拉出配線部18係如第2圖(a)所示，在操作區域E1的外側的ㄈ字型部分的拉出配線區域E2(圖中的影線區域)中，為從第1電極13與第2電極14各自的端部拉出的配線，例如將MAM(Mo/Al/Mo)、APC(Ag．Pd．Cu等)等的金屬膜藉由濺鍍法成膜，並藉由蝕刻法形成預定的圖案至基板11的端部為止。

以此方式，感測部2為了保持作為位置感測器的精確度，由直線狀電極構成的第1電極13與第2電極14係在被電性絕緣的狀態，於基板11上配置成XY的矩陣狀，且並非檢測是在哪個電極的哪邊附近，而是獨立檢測為哪個X方向電極及哪個Y方向電極，可由其交叉點算出位置。

又，對框體部3進行嵌入射出成型時，以至少覆蓋與拉出配線部18相反向的基板11的操作面11b側以在基板11的表面側(基板11的操作面11b側)避開拉出配線部18的拉出配線區域E2之方式，經由黏接層20在比拉出配線區域E2更內側的位置配置覆蓋構件19。

覆蓋構件19係在將框體部3嵌入射出成型時，配置為具有避開設置於操作對向面11a側的拉出配線區域E2的形狀者。由於將覆蓋構件19配置在基板11的操作面11b上，故與基板11的操作面11b之間會產生段差部分，在進行嵌入射出成型時，可使框體部3的樹脂材料進入以填埋該段差部分。藉此，在成為觸控面板1時，由於可以框體部3覆蓋拉出配線區域E2，在成為觸控面板1時，無需設置基板11本身的加工或裝飾層，而能夠與以往的製品同樣地從外部遮蔽拉出配線部18。

以玻璃材料形成覆蓋構件19的情形，其優點為：透明度高且根據玻璃的質感(硬度、接觸時的冰涼感)可獲得高級感、以及可對應耐藥品性、耐氣候性、耐摩損性等的種種使用環境。

又，以透明樹脂材料(例如：聚碳酸酯、三乙酸纖維素、丙烯酸樹脂等)形成覆蓋構件19時，就比起玻璃材料，因掉落破損等造成之碎片不容易飛散之點，容易在構件表面形成各種塗層(例如：AR塗層(防止反射塗層)、AG塗層(防眩塗層)、AFP塗層(防指紋塗層)等)的點，以及框體部3由於為樹脂材料所以樹脂之間的親和性佳之點而言，係較為優異。

此外，在覆蓋構件19使用透明樹脂材料時，如第3圖所示，與框體部3抵接的部分藉由樹脂成型可容易以任意的形狀形成突起19a，該突起19a具有作為覆蓋構件19與框體部3之嵌合部的功能。以此方式，由於設置突起19a藉以增加與框體部3的接合區域(接觸面積)，在觸控面板1落下時，可防止覆蓋構件19從框體部3脫落。又，第3圖所示之突起19a的形狀及個數係為一例，只要可達到與框體部3嵌合並防止脫落的效果，突起19a的形狀、尺寸、個數並無特別限定。

在基板11上配置覆蓋構件19時，為避免觸控面板1本身變得太厚，可依據觸控面板1的厚度適當地調整基板11的厚度與覆蓋構件19的厚度。例如：以往的基板11的厚度設為1.1mm時，若將基板11的厚度設為 0.5mm，覆蓋構件19的厚度設為0.6mm，合計厚度為1.1mm，與一般所使用之基板11的厚度相同。又，覆蓋構件19不限定為1片，分成複數片(例如目標厚度設為0.6mm時，可使用3片0.2mm的覆蓋構件)層疊亦可。

以此方式，在基板11的操作面11b側，至少避開拉出配線區域E2而在比拉出配線區域E2更內側的位置配置覆蓋構件19，藉此將框體部3嵌入射出成型時，該覆蓋構件19與基板11之間產生的段差部分由樹脂材料覆蓋，因此，無需如以往的裝置設置用來遮蔽拉出配線部18的裝飾層，即可獲得與設置裝飾層的裝置同樣的效果。又，由於可使樹脂材料進入因覆蓋構件19產生的段差部分，所以覆蓋構件19的表面與框體部3可成為同一平面且無縫隙。

另外，關於覆蓋構件19，只要在進行嵌入射出成型時，將加工成至少拉出配線區域E2會被框體部3的樹脂材料覆蓋的形狀者配置於基板11的操作面11b上即可，惟亦可例如第4圖(a)所示，配置加工成框體部3的樹脂材料及於操作區域E1的形狀者。

由於框體部3所使用之樹脂材料的電容率高，即使從及於操作區域E1上之框體部3的表面3a也可藉由電極部12檢測指尖的位置。因此，如第4圖(a)所示配置覆蓋構件19時，操作區域E1的一部分以框體部3的樹脂材料覆蓋，於已覆蓋操作區域E1的部分，如第4圖(b)所示，印刷操作按鈕3b的標記，藉由設定電極部12使各按鈕發揮功能，則無需在框體部3另外成型壓下按鈕，可容易追加操作功能。

又，由於覆蓋構件19的形狀可設計成圓形或多角形等任意的形狀，故可在維持感測部2之一般化的情況下，僅變更覆蓋構件19的形狀則可任意變更設計。

框體部3例如由廣泛使用的塑膠、工程塑膠等熱可塑性的合成樹脂構成。框體部3係以成為感測部2的操作區域E1(指尖所操作的區域)的操作面11b側作為表面，以覆蓋因配置在基板11的操作面11b上之覆蓋構件19產生的段差部分之方式，從上下(表面及背面)包夾基板11的外緣端部，藉由樹脂材料進行嵌入射出成型，框體部3的表面3a與覆蓋構件19的表面可成為同一平面且無縫隙。

另外，框體部3係以至少覆蓋形成於基板11的操作對向面11a側的電極部12(第1電極13、第2電極14)之拉出配線部18的拉出配線區域E2的方式進行嵌入射出成型。藉此，由於藉由框體部3直接覆蓋拉出配線部18，故即使如性能評價試驗般嚴苛的條件，也能夠保證產品的信賴性。

而且，上述構成的觸控面板1係如第2圖(b)所示，基板11的操作對向面11a(形成有感測部2的面)例如經由透明黏接膠布等黏接層21黏接固定於顯示裝置(例如：液晶顯示裝置、EL顯示裝置等的各種顯示裝置)22。

藉此，以觸控面板1做為輸入裝置的一種形態配備在顯示裝置22，可使顯示裝置22具備具有觸控面板之顯示裝置(觸控面板裝置)的功能。

如以上說明，本實施形態之觸控面板1係在基板11的操作面11b上，以避開第1電極13及第2電極14的拉出配線部18的拉出配線區域E2且至少覆蓋操作區域E1的一部分的方式配置覆蓋構件19，藉由樹脂材料進行嵌入射出成型至因配置該覆蓋構件19與基板11產生的段差部分為止，而從上下包夾基板11的外緣端部而進行製作，以使覆蓋構件19的表面與框體部3的表面3a成為同一平面。

藉此，由於無需設置使拉出配線部從外部無法辨識的方式予以遮蔽的裝飾部，即可遮蔽拉出配線部，所以製造成本降低，而且不需擔心像以往的裝置的黏接層造成的包夾構造因落下等較強的衝擊會使基板11從框體部3脫離之問題，可提供可靠度高的觸控面板。

另外，若將覆蓋構件19的形狀設計成圓形或多角形等任意的形狀，則維持感測部之一般化的情形下，僅變更覆蓋構件19的形狀即可任意變更設計。

又，框體部3係以至少覆蓋第1電極13及第2電極14的各電極之拉出配線部18的區域的方式被嵌入射出成型，由於拉出配線部18整體被樹脂覆蓋，外來的濕氣不易通過，可充分發揮防止拉出配線部18腐蝕的效果。

此外，以往的構造為使拉出配線部18從外部無法辨識而設置裝飾部，覆蓋構件19的外形必須擴大至裝飾部的位置，但在本發明中，以框體部3覆蓋拉出配線部18的一部分，使覆蓋構件19包夾而製造，故可以縮小覆蓋構件19的尺寸。

尤其是覆蓋構件19為玻璃材料時，雖有一片至複數片的玻璃板要處理，但由於可使覆蓋構件19本身變小，因此可以處理的數量增加，可降低製造成本。

另外，在覆蓋構件19使用透明樹脂材料時，與框體部3抵接的部分藉由樹脂成型可容易以任意的形狀形成具有作為與框體部3之嵌合部的功能的突起19a，故藉由突起19a增加與框體部3的接合區域(接觸面積)，在觸控面板1落下時，可防止覆蓋構件19從框體部3脫落。