TWI773123B

TWI773123B - 觸控感應模組、觸控顯示裝置及其製造方法

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Publication number: TWI773123B
Application number: TW110104329A
Authority: TW
Inventors: 鄞閔慧; 張軒滿; 李璟林; 葉佳錡; 金鴻杰
Original assignee: 大陸商業成科技（成都）有限公司; 大陸商業成光電（深圳）有限公司; 大陸商業成光電（無錫）有限公司; 英特盛科技股份有限公司
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-08-01
Also published as: CN112799540A; TW202232301A; CN112799540B

Abstract

本發明係一種觸控感應模組、觸控顯示裝置及其製造方法，包括蓋板、觸控感應模組、顯示模組、絕緣層、第一連接層及第二連接層，絕緣層係設置在觸控感應模組的周圍邊緣到觸控感應模組上所設置的金屬網格邊緣的位置，藉以覆蓋住觸控感應模組所設的金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣，第一連接層設置在蓋板與觸控感應模組之間，第二連接層設置在觸控感應模組與顯示模組之間，並在絕緣層於其與第二連接層重疊的位置設有至少一個鏤空區，鏤空區露出部分的金屬線路，且第二連接層填入鏤空區之中，藉由鏤空區所露出的金屬線路先與異物反應，達到防止異物與金屬網格反應的目的。

Description

觸控感應模組、觸控顯示裝置及其製造方法

本發明係有關於觸控感應模組、觸控顯示裝置及其製造方法，尤指一種可以防止觸控顯示裝置的金屬網格被異物汙染而損壞者，其中防止異物汙染至少為防止金屬網格與硫反應。

各種行動設備的實際尺寸和形狀各異，但輕、薄、時尚依然是其設計要旨。例如智慧手機和平板電腦…等行動設備的平均設備厚度逐漸減少。其原因在於各種零組件之技術發展也是朝向小型化的方向設計，例如：半導體、電子封裝、記憶體、通訊元件和顯示模組等產品部段的縮小產品的體積，讓工業設計人員能夠在行動設備較薄的厚度下，大幅提高行動設備的功能密度。再者，結構材料的選擇，對於減少行動設備的厚度和重量至關重要，如今設計人員已將電池、液晶顯示模組(LCM)和觸控面板模組(TPM)視為減少設備厚度和重量的關鍵。

就傳統的觸控面板模組而言，大致可分為蓋板(如：玻璃蓋板、藍寶石蓋板…等)、觸控感測模組及顯示模組，且在蓋板與觸控感測模組、觸控感測模組與顯示模組之間設置連接層(例如：光學膠(英文：Optically Clear Adhesive，簡稱：OCA))。再者，基於業界對於產品的高導電性、可撓曲及低成本等需求，其中觸控感測模組從既有的氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)改使用金屬網(Metal Mesh)、奈米銀線(Silver Nanowires)…等材料所取代。

又，ITO的阻抗高(每平方約100Ω)，而僅限用於較小的觸控式螢幕，因此，大多數使用此材料的觸控式螢幕小於約22英吋，超出此尺寸將存在顯著的效能限制。而奈米銀線具有比ITO更好的電阻，其在基材上每平方約30~50Ω。但使用此技術的投影電容觸控式感測器最大可應用於約42英吋的螢幕，同樣的超過此尺寸將存在顯著的效能限制。又，以銀為主要材料的金屬網格具有每平方約15Ω至30Ω的較低電阻，因此能用於尺寸達約65吋的觸控式螢幕。

承上述，由於金屬網格(Metal Mesh)、奈米銀線等材料可以塗佈在可撓式和可捲曲的基材上作為觸控感測模組，例如：使用苯二甲酸酯乙二酯(Polyethylene terephthalate Film，簡稱：PET薄膜)塗佈金屬網格(Metal Mesh)或奈米銀線等作為感應電路，經過測試證實此類觸控感測模組可以通過彎曲測試，非常適合應用在觸控顯示裝置上。

然而，當金屬網格作為觸控模組的感應電路時，產品在製作完成後，金屬網格經常被異物汙染，而損壞無法使用，其原因在於，請參閱圖1所示，觸控顯示裝置的觸控感應模組10的基材100的邊緣通常會設置絕緣層102，用以保護未被連接層12(如：光學膠)所覆蓋的裸露線路(例如：金屬網格104周圍的金屬引線106)，但是觸控感應模組10與連接層12之間的界面會滲透異物到金屬網的位置(如圖1之虛線箭頭所示的路徑)，而使得金屬網格104被異物汙染而造成電阻值異常。

再進一步以使用銀作為導電材料的金屬網格而言，銀本身容易產生氧化反應或硫化反應，進而改變金屬網格的表面電阻值，甚至形成斷路，造成電性失效，導致無法正常觸控，因此，有必要針對此一問題進行改善，減少金屬網格被異物汙染的機會，使得金屬網格可以保持正常運作的電性(電阻值)。

有鑑於先前技術的問題，本發明之目的係在觸控顯示裝置中設置防止異物滲透到金屬網位置的結構，避免發生金屬網的電阻值異常的現象，而且仍保有絕緣層保護線路的功能。

根據本發明之目的，係提供一種感應模組，包括基材及基材的中央位置到周圍位置之間依序設有金屬網格、金屬線路及接地線路，絕緣層係設置在基材邊緣到金屬網格邊緣的位置，藉以覆蓋住金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣，絕緣層設有至少一個鏤空區，鏤空區露出部分的金屬線路。

根據本發明之目的，係提供一種觸控顯示裝置，包括蓋板、觸控感應模組、顯示模組、絕緣層、第一連接層及第二連接層，觸控感應模組係包括基材及基材的中央位置到周圍位置之間依序設有金屬網格、金屬線路及接地線路，絕緣層係設置在觸控感應模組於觸控感應模組的周圍邊緣到金屬網格邊緣的位置，藉以覆蓋住金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣，第一連接層設置在蓋板與觸控感應模組之間，第二連接層設置在觸控感應模組與顯示模組之間，並在絕緣層於其與第二連接層重疊的位置設有至少一個鏤空區，鏤空區露出部分的金屬線路，且第二連接層填入鏤空區之中。

其中，第一連接層與蓋板之間設置有遮蔽層，遮蔽層係位於蓋板邊緣到相對顯示模組的可視區的邊緣，用以遮蔽金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣。

其中，遮蔽層係可為白色、黑色或彩色油墨。

其中，第一連接層與第二連接層係為光學膠(Optically Clear Adhesive，簡稱：OCA)。

其中，鏤空區可以設置在絕緣層的對稱位置或者非對稱的位置。

其中，鏤空區的大小係為金屬線路的線寬的3~10倍及單一線距的總和。

其中，絕緣層覆蓋金屬網格的邊緣的寬度為大於或等於0.2毫米(0.2mm)。

其中，絕緣層與第二連接層重疊的寬度為大於或等於0.8毫米(0.8mm)。

其中，鏤空區露出部分的金屬線路係為傳輸訊號線或者是無效(dummy)導線的其中之一或者兩者皆是。

其中，金屬網格的線寬為在5微米(5μm)以下，金屬網格的線寬較佳為2~4微米(2~4μm)，金屬網格的最低面電阻可達小於0.1Ω/sq(平方)。

其中，金屬線路的寬度至少為10微米(10μm)以上，較佳為12微米以上。

根據本發明之目的，係提供一種觸控感應模組的製造方法，在基材上完成金屬網格、金屬線路及接地線路，金屬線路係設在該金屬網格的周圍，且與金屬網格連接，而接地線路則設置在金屬線路的周圍，在基材於相對金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣之位置設置絕緣層，絕緣層內設置一鏤空區，鏤空區係露出部分的金屬線路。

其中，設置絕緣層的方式係為印刷絕緣膠在金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣之位置而形成絕緣層，再者，絕緣層係事先設計好鏤空區的形狀及位置之圖形，而隨印刷過程而形成鏤空區。

根據本發明之目的，係提供一種觸控顯示裝置的製造方法，在蓋板與觸控感應模組之間連接第一連接層，在顯示模組與前述觸控感應模組的製造方法所製成的觸控感應模組之間連接第二連接層，將第二連接層設置在基材上相對部分絕緣層及金屬網格的的位置，而在設置的過程中，第二連接層將填入鏤空區內。

其中，在蓋板與觸控感應模組之間連接第一連接層之前，係將遮蔽層係先設置在蓋板上，在將第一連接層之一面連接在遮蔽層及蓋板面對遮蔽層之一面。

據上所述，本發明的在絕緣層與第二連接層重疊的位置處，設置鏤空區，並於鏤空區的位置露出金屬線路，已藉由露出的金屬線路先與異物反應，以達到防止異物與金屬網格反應的目的，尤其是可以讓金屬線路先行硫化反應，減少金屬網格發生硫化反應的現象。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

請參閱圖2及圖3所示，本發明係一種觸控顯示裝置，包括蓋板2(Cover Lens)、觸控感應模組3、顯示模組4(例如：液晶顯示模組4)、絕緣層5、第一連接層6及第二連接層7，其中第一連接層6設置在蓋板2與觸控感應模組3之間，第二連接層7設置在觸控感應模組3與顯示模組4之間。第一連接層6與第二連接層7係為光學膠(Optically Clear Adhesive，簡稱：OCA)。光學膠可為光學壓克力膠，用來連接在蓋板2與觸控感應模組3、觸控感應模組3與顯示模組4之間。光學膠具有高潔凈度、高透光率(90%以上)、濁度(約3%以下，較佳為1%以下)、高粘著力、無晶點、無氣泡、耐水性、耐高溫、抗紫外線等優點，並且其厚度(約20μm~350μm)均勻平整度高，與蓋板2(玻璃、PC、PMMA)的折射率(約為1.2~1.6，較佳為1.5)接近，長時間使用不會產生黃化、老化、發霧、脫離被粘表面及發生氣泡等問題。

在本發明中，請參閱圖2及圖3所示，觸控感應模組3係包括基材30、金屬網格32、金屬線路34及接地線路36，其中基材30是可撓曲材料所製成，例如：聚醯亞胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或三醋酸纖維(TAC)…等。金屬網格32係設在基材30上面對第二連接層7之一面，金屬網格32係可為銀或銅等金屬或其合金等，金屬網格32的線寬在5微米(5μm)以下，金屬網格32的線寬較佳為2~4微米(2~4μm)，金屬網格32的最低面電阻可達小於0.1Ω/sq(平方)。又金屬線路34的寬度至少為10微米(10μm)以上，較佳為12微米(12μm)以上。

在本發明中，請參閱圖2所示，金屬線路34設在基材30上面對第二連接層7之一面於金屬網格32的周圍，並且金屬線路34連接金屬網格32，再者，接地線路36設在基材30上面對第二連接層7之一面於最外層的金屬線路34的周圍，此處所稱的最外層的金屬線路34所指的是最接近基材30邊緣的金屬線路34。

在本發明中，請參閱圖2所示，絕緣層5係設置在觸控感應模組3於觸控感應模組3的周圍邊緣到金屬網格32邊緣的位置，藉以覆蓋住金屬線路34、接地線路36及一部份的金屬網格32，並且在絕緣層5相對金屬線路34的位置係設有至少一個鏤空區50。

在本發明之一實施例中，請參閱圖3、4所示，各鏤空區50係設置在絕緣層5與第二連接層7的重疊區域中相對金屬線路34的位置，並且各鏤空區50係將絕緣層5局部挖孔直到露出金屬線路34，又，各鏤空區50係設置在絕緣層5的對稱位置上，但是本發明在實際實施時，並不以此為限，各鏤空區50係在絕緣層5也可以設置非對稱位置上，例如圖6所標記的鏤空區相隔絕緣層5邊緣的距離C與C’並不相同，再者，各鏤空區50的大小係可為相同大小，或者可以為不同的大小。

再進一步而言，請參閱圖4或圖6所示，鏤空區50的寬度A、A’尺寸大小係為金屬線路34的線寬W的3~10倍及單一線距S的總合。舉例而言，絕緣層5與第二連接層7的重疊區域中相對金屬線路34的位置，分別設置多個相同大小的圓形孔洞，並且圓形孔洞的位置係露出金屬線路34作為鏤空區50，此外，第二連接層7係填入到鏤空區50之內，如此，當絕緣層5與第二連接層7之間的界面(如圖4及圖6標記虛線箭頭的位置)滲入異物時，異物將沿著絕緣層5與第二連接層7之間的界面移動，而且在異物到達鏤空區50時，異物會先與鏤空區50中的金屬線路34反應，減少異物滲入到金屬網格32的機會，此外，由於鏤空區50的設計增加了異物滲入的路徑的長度，也可以減少異物滲入到金屬網格32的機會，再者，由於鏤空區50的設計使得異物滲入的路徑崎嶇，尤其是當異物滲入到鏤空區50的底部後，將更不易沿著絕緣層5與第二連接層7之間的界面移動。

在本發明的第一實施例中，由於各鏤空區50係將絕緣層5局部挖孔直到露出金屬線路34，因此，異物仍有可能從絕緣層5與第二連接層7之間的界面，沒有設置鏤空區50的位置滲入到金屬網格32，因此，在本發明之第二實施例中，請參閱圖5及6所示，在絕緣層5與第二連接層7的重疊區域中相對金屬線路34的位置係圍繞金屬網格32以連續封閉的圖形挖空設置成鏤空區50，並且鏤空區50係將絕緣層5直到露出金屬線路34，而且在第二實施例中，鏤空區50的連續封閉的圖形之左右兩側的寬度大小並非對稱。如此，當絕緣層5與第二連接層7之間的界面滲入異物時，由於鏤空區50圍繞在金屬網格32外圍，異物沿著絕緣層5與第二連接層7之間的界面移動，必然會進入到鏤空區50，使得異物一定會先在鏤空區50內與金屬線路34反應，而不會發生如第一實施例可能從沒有設置鏤空區50的位置進入到金屬網格32內的問題。

在本發明中，請參閱圖1所示，第一連接層6與蓋板2之間設置有遮蔽層20，遮蔽層20係位於蓋板2邊緣到相對顯示模組4的可視區的邊緣，用以遮蔽金屬線路34、接地線路36及金屬網格32的邊緣。其中遮蔽層20必備足夠的遮光性(例如：光密度(Optical Density)3.0以上)，此外，整個遮蔽層20必須具有抗高溫、抗濕或在紫外線(UV)曝露等環境產生黃化或避免與觸控感應模組3剝離或與蓋板2剝離…等特性。而遮蔽層20係可為白色、黑色、彩色油墨或其他依照需求之顏色。

在本發明中，請參閱圖4或圖6所示，絕緣層5覆蓋金屬網格32的邊緣的寬度B為大於或等於0.2毫米(0.2mm)。絕緣層5與第二連接層7重疊的寬度為大於或等於0.8毫米(0.8mm)。鏤空區50露出部分的金屬線路34係為傳輸訊號線或者是無效(dummy)導線的其中之一或者兩者皆是。

本發明之一種觸控感應模組的製造方法，請參閱圖7所示，包括下列步驟： S101：在基材30上完成金屬網格32、金屬線路34及接地線路36； S102：在基材30於相對金屬線路34、接地線路36及金屬網格32的邊緣之位置設置絕緣層5，絕緣層5內設置鏤空區50，鏤空區50係露出部分的金屬線路34。

在本發明中，絕緣層5以印刷絕緣膠在金屬線路34、接地線路36及金屬網格32的邊緣之位置而形成。再者，絕緣層5係事先設計好鏤空區50的形狀及位置之圖形，而隨印刷過程而形成鏤空區50，因此，在設計絕緣層5的圖形時將鏤空區50設置在對應或者非對稱的位置，而且鏤空區50可以為圓形、矩形、封閉框形或其他依照需求所設置的圖形。

又，本發明之一種觸控顯示裝置的製造方法，請參閱圖8所示，包括下列步驟： S201：在蓋板2與前述的觸控感應模組3之間連接第一連接層6；以及 S202：在顯示模組4與觸控感應模組3之間連接第二連接層7，且在設置的過程中，第二連接層7將填入鏤空區50內。

在本發明中，請同時參閱圖8、圖9所示，在進行步驟S201之前，先進行下列步驟： S301：遮蔽層20係先設置在蓋板2上；以及 S302：將第一連接層6之一面連接在遮蔽層20及蓋板2面對遮蔽層20之一面。

據上所述，當本發明將觸控模組3完成製作組裝後，以及將第一連接層6之一面連接蓋板2及蓋板2上所設置之遮蔽層20後。在本發明的觸控顯示裝置的製造方法中，可以先將第一連接層6之另一面連接到基材30。或者也可以先將第二連接層7之一面連接到顯示模組4上，然後再將第二連接層7之另一面連接到絕緣層5、金屬線路34、接地線路36及金屬網格32之上，意即在本發明中步驟S201及S202並未有先後順序的關係，可以先進行步驟S201後進行步驟S202，也可以先進行步驟S202後進行步驟S201，藉以完成觸控顯示裝置的組裝作業。

綜上所述，本發明在絕緣層5的局部位置挖孔設置成鏤空區50，或者是在絕緣層5以圍繞金屬網格32的周圍以連續封閉的圖形挖空設置成鏤空區50，使得異物從第二連接層7與絕緣層5之間滲入時，先將遭遇到鏤空區50內的金屬線路34，而金屬線路34為傳輸訊號線或者是無效導線，且金屬線路34的線寬至少大於10微米(10μm)，異物會與金屬線路34反應，由於金屬線路34的線寬較大，因此金屬線路34與異物反應後不易造成電阻值異常，也可以減少異物進入到基材30內部而與金屬網格32反應的機會。再者，如同前面所述絕緣層5的鏤空區50的形狀設計，也加大了異物入侵到金屬網格32的路徑，並且增加異物滲入到金屬網的的機率，達到保護金屬網格32的目的，使得觸控顯示裝置內的金屬網格32可以保持正常運作的電性。

上列詳細說明係針對本發明的可行實施例之具體說明，惟前述的實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

2:蓋板 20:遮蔽層 3:觸控感應模組 30:基材 32:金屬網格 34:金屬線路 36:接地線路 4:顯示模組 5:絕緣層 50:鏤空區 6:第一連接層 7:第二連接層 A、A’:鏤空區寬度 B:絕緣層覆蓋金屬網格的邊緣的寬度 C、C’:鏤空區相隔絕緣層邊緣的距離 W:金屬線路線寬 S:金屬線路線距

圖1係傳統觸控感應模組的異物汙染路徑示意圖。圖2係本發明之觸控顯示裝置其中一側的剖面示意圖。圖3係本發明之一觸控感應模組之示意圖。圖4係本發明之一觸控感應模組與第二連接層的剖面示意圖。圖5係本發明之另一觸控感應模組之示意圖。圖6係本發明之另一觸控感應模組與第二連接層的剖面示意圖。圖7係本發明之觸控感應模組的製造流程圖。圖8係本發明之觸控顯示裝置的製造流程圖。圖9係本發明之蓋板與遮蔽層的製造流程圖。

3:觸控感應模組

30:基材

32:金屬網格

34:金屬線路

36:接地線路

5:絕緣層

50:鏤空區

7:第二連接層

A、A’:鏤空區寬度

B:絕緣層覆蓋金屬網格的邊緣的寬度

C、C’:鏤空區相隔絕緣層邊緣的距離

W:金屬線路線寬

S:金屬線路線距

Claims

一種觸控感應模組包括：一基材；一金屬網格，設在該基材的一面；一金屬線路，係設在該基材上的一面於該金屬網格的周圍，並且連接該金屬網格；一接地線路，係設在該基材的一面於該金屬線路的周圍；以及一絕緣層，設置在觸控感應模組於觸控感應模組的周圍邊緣到金屬網格邊緣的位置；其中，該絕緣層內設置一鏤空區，該鏤空區係露出部分的該金屬線路；其中該鏤空區的大小係為該金屬線路的線寬的3~10倍及單一線距的總和。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該絕緣層覆蓋該金屬網格的邊緣的寬度為大於或等於0.2毫米。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該金屬網格的線寬為5微米以下。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該金屬線路的寬度至少為10微米以上。
一種觸控顯示裝置，包括：一蓋板；一第一連接層，該第一連接層的一面連接該蓋板的一面；如請求項1~5項的任一項所述的觸控感應模組，該觸控感應模組係連接該第一連接層的另一面；一第二連接層，該第二連接層的一面連接該絕緣層及該觸控感應模組之上；以及一顯示模組，係連接在該第二連接層背對該觸控感應膜組的一面；其中該絕緣層在其與第二連接層重疊的位置設有各該鏤空區，該些鏤空區露出部分的該金屬線路，且該第二連接層填入該鏤空區之中。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該第一連接層與該蓋板之間設置有一遮蔽層。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該遮蔽層係位於該蓋板邊緣到相對該顯示模組的可視區的邊緣，該遮蔽層遮蔽該金屬線路、該接地線路及該金屬網格的邊緣。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該第一連接層與第二連接層係為光學膠。
如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該鏤空區係在該絕緣層重疊第二連接層的區域以對稱或者非對稱設置。
一種觸控感應模組的製造方法，包括下列步驟：在一基材上設置一金屬網格、一金屬線路及一接地線路，其中該金屬線路係設在該金屬網格的周圍，且與該金屬網格連接，而該接地線路則設置在該金屬線路的周圍；在該基材於相對該金屬線路、該接地線路及金屬網格的邊緣之位置設置一絕緣層，該絕緣層內設置一鏤空區，該鏤空區係露出部分的該金屬線路；其中該絕緣層以印刷將一絕緣膠印刷在金屬線路、接地線路及金屬網格的邊緣之位置而形成的；其中該絕緣層係以預先設計的該鏤空區的形狀及位置之圖形，而隨印刷過程而形成該鏤空區。
一種觸控感應模組的製造方法，包括下列步驟：在一蓋板與一觸控感應模組之間連接一第一連接層；以及在一顯示模組與如請求項10所製成的觸控感應模組之間連接一第二連接層，該第二連接層在連接的過程中填入該鏤空區內。
如請求項11所述的觸控感應模組的製造方法，其中在該蓋板與該觸控感應模組之間連接該第一連接層之前，係將一遮蔽層係先設置在該蓋板上，在將該第一連接層之一面連接在該遮蔽層及該蓋板面對該遮蔽層之一面。