CN102023770A - 电容式触控面板模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电容式触控面板模块及其制造方法。首先提供提供一基板，其包括一触控区以及一周边线路区，随后于触控区上形成多组沿丨第一方向排列的多个第一导电图案、多组沿丨第二方向排列的多个第二导电图案以及多个连接部。然后于触控区上形成多个绝缘凸块，以分别覆盖住各连接部，以及一起在周边线路区上形成一绝缘框。最后在各绝缘凸块上分别形成一桥接元件。因此，触控面板以及防护镜片可整合在同一制造过程，且触控面板在形成绝缘凸块时，一起形成绝缘框，可简化制造过程步骤，并达成遮蔽周边线路的功能。

Description

电容式触控面板模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电容式触控面板模块及其制造方法，特别是一种不需要额外加装防护镜片(cover lens)的触控面板模块及其制造方法。
背景技术
在现今各式消费性电子产品市场中，个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、行动电话(mobile Phone)及笔记型计算机(notebook)等可携式电子产品乃至于个人计算机、数字家电***皆已逐渐使用触控面板(touch panel)作为使用者与电子装置间的数据沟通接口工具。使用触控面板时，使用者可直接透过屏幕上显示的对象进行操作与下达指令，因此可提供使用者更人性化的操作接口。此外电子产品的设计皆以轻、薄、短、小为方向，因此在产品设计上希望能节省如按键、键盘、鼠标等传统输入装置的设置空间，因此搭配触控式面板的显示装置已逐渐成为各式电子产品的关键零组件之一。
现有技术中的触控面板依照其侦测方式，可概分为电容式、电阻式或者是波动式的触控屏幕，各自具有不同的优缺点与适用领域。电阻式触控面板是由上、下两组透明导电薄膜叠合而成，使用者按压触碰时使得其上、下电极导通，经由其电压变化的量测而可计算触碰点的位置。波动式的触控屏幕则是在屏幕的X轴与Y轴的一侧设置波动源，通常是红外线或超音波，并在另一侧设置接收源，当使用者触碰时，其波形即受到干扰，此干扰图形被接收源感知而可计算出触碰位置。而电容式触控屏幕则是在面板四个角落提供均匀电场，并利用使用者的触碰与电场间的电容变化来检测输入坐标。
一般电容式触控屏幕由于具有防尘、耐高温，并且可多点触控的优点，因此广泛应用于各种电子携带式产品。请参考图1，图1为现有技术中电容式触控屏幕模块的示意图。如图1所示，现有技术中的电容式触控屏幕模块是将一电容式触控面板22以及一防护镜片(coverlens)24个别形成后，再透过一光学胶26将两者贴附而形成。电容式触控面板22具有一基板10、两层透明导电层12，16、两层绝缘层14，18共五层膜的结构，而在基板10的周边还具有导线20，以供两透明导电层12，16信号的输入/输出。防护镜片24除了保护的作用外，也作为手指的触碰端。而在消费性电子产品对于平面美观的诉求下，此防护镜片24还会具有一遮光部28，藉以遮蔽下方的导线20结构，使得使用者仅能看到电容式触控面板的触碰区域，而不会看到周边线路的复杂的导线20。
但由于现有技术中的电容式触控面板22已经具有五层膜的堆栈，若加上防护镜片24的堆栈，其整体的透光率会大幅下降，而影响产品的品质。且光学胶26的单价高昂，其贴附良率低；若贴附不当时，所使用的光学胶26、触控面板22以及防护镜片24皆必须报废而无法回收再使用，而造成材料浪费。因此，如何减少整体的堆栈层数，并降低制造过程的难度，是业界的当务之急。
发明内容
为了解决现有技术制造过程中制作电容式触控面板模块所遇到的瓶颈，本发明提供一种电容式触控面板模块及其制造方法，得以降低整体的堆叠层数，且制造过程方法简单，可节省大量时间与制作成本。
一种制作电容式触控面板模块的方法，包括有下列步骤。首先提供一基板，其包括一触控区以及一周边线路区，其中周边线路区包围触控区。随后于触控区上形成多组沿丨第一方向排列的多个第一导电图案、多组沿丨第二方向排列的多个第二导电图案以及多个连接部，其中位于同一组的各第一导电图案是透过连接部与相邻的第一导电图案彼此电性连接，而包含这些第二导电图案的各组与包含这些第一导电图案的各组是交错设置且彼此电性绝缘。然后于触控区上形成多个绝缘凸块，以分别覆盖住这些连接部，以及一起在周边线路区上形成一绝缘框。最后在各绝缘凸块上形成一桥接元件，使得位于同一组的各第二导电图案是透过桥接元件与相邻桥接元件的第二导电图案彼此电性连接。
一种制作电容式触控面板模块的方法，包括有下列步骤。首先提供一基板，其包括一触控区以及一周边线路区，其中周边线路区包围触控区。随后于触控区上形成多个桥接元件。然后于触控区上形成多个绝缘凸块，分别覆盖住这些桥接元件并分别裸露出这些桥接元件的部分，且一起于基板的周边线路区上形成一绝缘框。最后于基板上的触控区上形成多组沿丨第一方向排列的多个第一导电图案、多组沿丨第二方向排列的多个第二导电图案以及多个连接部，其中位于同一组的各第一导电图案是透过连接部与相邻的第一导电图案彼此电性连接，而包含这些第二导电图案的各组与包含这些第一导电图案的各组是交错设置且彼此电性绝缘，位于同一组的各第二导电图案是透过位于绝缘凸块下方的桥接元件与相邻桥接元件的第二导电图案彼此电性连接。
一种电容式触控面板模块结构。该结构包括一基板、一触控结构、一绝缘框以及多条导线。基板包括一触控区以及一周边线路区，周边线路区包围触控区。触控结构则设置于触控区上，且触控结构包括多个导电图案。绝缘框设置于周边线路区上。导线设置于绝缘框上并延伸入触控区中，且这些导线是分别电性连接这些导电图案。
根据本发明所揭露的一种电容式触控面板模块及其制造方法，解决了现有技术中触控面板还需与防护镜片结合而造成透光率下降且良率下降的问题，并利用特殊的制造过程，在形成电容式触控屏幕内元件时，一起形成绝缘框，以达成遮蔽导线的美观功能，可省却多道制造过程步骤。
附图说明
图1是现有技术中电容式触控屏幕模块的示意图。
图2～图4是本发明电容式触控屏幕模块第一较佳实施方式的制造方法的主要步骤示意图。
图5是图4沿切线AA’的剖面示意图。
图6～图8是本发明电容式触控屏幕模块第二较佳实施方式的制造方法的主要步骤示意图。
具体实施方式
请参照图2至图4，图2至图4为本发明电容式触控屏幕模块第一较佳实施方式的制造方法的主要步骤示意图。请参阅图2，首先提供一基板301。基板301可包含有机材料或无机材料，例如玻璃、石英、塑料、树脂、压克力或其它合适的透明材料。基板301上定义有一触控区302以及一周边线路区304。触控区302位于基板301的中央处且占基板301大部分面积，其是使用者主要的触控感应区域，在后续步骤中会形成电容电极等感应结构。周边线路区304则位于基板301表面的周围，并包围触控区302，其在后续步骤中会形成导线，以作为感应电容的信号输出、输入。
接下来于基板301上形成一透明导电层(未显示)，其可为单层或多层结构，材料包含各种透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌铝(AZO)、氧化锌镓(GZO)和氧化铟镁(MIO)等。接着如图2所示，进行一微影暨刻蚀制造过程(photo-etching-process，PEP)以图案化该透明导电层，使得透明导电层在触控区302中一起形成各自包含多个第一导电图案303的多组、各自包含多个第二导电图案307的多组以及多个连接部305。其中，各组的多个第一导电图案303沿着一第一方向309排列，各组的多个第二导电图案307沿一第二方向311排列。而位于同一组的各第一导电图案303是透过连接部305与相邻的第一导电图案303电性连接且彼此为一体成型。另外，每一组的这些第二导电图案307与各组的这些第一导电图案303是交错设置并彼此电性绝缘。
接着请参考图3，于基板301上全面形成一光致抗蚀剂层(未显示)或其它光敏性绝缘层，并对光致抗蚀剂层进行一微影制造过程，例如曝光与显影，以在触控区302上形成多个绝缘凸块313，并一起在周边线路区304上形成一绝缘框306。意即，在同一道的微影制造过程一起形成了绝缘凸块313以及绝缘框306。位于触控区302上的各绝缘凸块313是覆盖住相对应的连接部305，例如至少覆盖住对应的连接部305与其所连接的第一导电图案303的部分，如图3所示。而绝缘框306则覆盖于周边线路区304上，并包围触控区302。此外，形成绝缘框306以及绝缘凸块313的材料可选用光吸收材料以达到遮光的效果，例如单纯的黑色或具有颜色的光致抗蚀剂，或其它单纯的黑色或具有颜色的绝缘材料。
除了上述直接以一光致抗蚀剂层来形成绝缘凸块313与绝缘框306以外，亦可利用微影暨刻蚀制造过程来加以制备。例如先于基板301上形成一绝缘层，接着于绝缘层上形成一光致抗蚀剂层，接着进行一微影制造过程以形成图案化的光致抗蚀剂层，然后利用图案化的光致抗蚀剂层选择性地刻蚀该绝缘层以在触控区302中形成多个绝缘凸块313，以及一起在周边线路区304中形成绝缘框306。或者，绝缘凸块313以及绝缘框306还可利用喷墨涂布(Ink JetPrinting)来加以制作。
此外，在形成绝缘凸块313后，还可以选择性的进行一烘烤制造过程(未显示)，其烘烤温度范围为200至300℃，较佳者为220℃，并持续进行约1小时。于烘烤时，绝缘凸块313会产生一内聚现象使绝缘凸块313表面具有弧度，以利于后续结构的桥接。
接着，请参考图4，于基板上301全面沉积一金属层(未显示)，并对此金属层进行一图案化制造过程，以在触控区302上形成多个桥接元件327，并一起在周边线路区304的绝缘框306上形成多条导线308。意即，在同一道的图案化制造过程一起形成了桥接元件327以及导线308。位于触控区302的各桥接元件327覆盖于对应的绝缘凸块313上，其电性连接对应的相邻的两个第二导电图案307，但没有连接第一导电图案303。如此一来，位于同一组的各第二导电图案307可透过桥接元件327彼此电性连接，如图4所示。另外，由于周边线路区304上已经设有绝缘框306，因此各导线308会形成在绝缘框306上。部分的这些导线308的一端分别连接各自包含这些第一导电图案303的这些组，另一部分这些导线308的一端分别连接各自包含这些第二导电图案307的这些组，这些导线308的另一端延伸至基板301的边缘，以作为后续连接至面板外部的控制电路使用。
接着请参考图5，图5为图4中沿着切线AA’的剖面示意图。如图5所示，最后在基板301上形成一保护层310，其全面覆盖了触控区302以及周边线路区304，用以保护位于其下的触控结构(包括第一导电图案303、第二导电图案307、桥接元件327、绝缘凸块313以及连接部305)以及导线308。保护层310的材料可为氧化硅或氮化硅，但不以此为限。
通过上述步骤，即可形成本发明的实施例的电容式触控面板模块。如图4以及图5所示，在基板301的触控区302上具有一触控结构(包括第一导电图案303、第二导电图案307、桥接元件327、绝缘凸块313以及连接部305)，可感应使用者触碰位置于第一方向309与第二方向311两方向的坐标轴度。并且，在基板301周边线路区304上则具有绝缘框306以及多条的导线308。
相较于现有技术中，是以外加的防护镜片作为手指触碰端，而在本发明的实施例中，则直接以基板301的一表面(如图5的上侧)作为手指触碰端，而在基板301的另外一侧则形成触控结构。当手指触碰在基板301的上表面时，可使位于基板301另一侧(即下表面)上的触控结构电容值产生变化，而可以感知其触碰位置。如此一来，即可避免现有技术中过多堆栈而产生透光率不佳的问题。另外，形成绝缘凸块313时，还一起在周边线路区304上形成了绝缘框306，绝缘框306具有遮光的效果，因此可以达成遮蔽下方导线308的功用，使用者并不会看到下方排列复杂的导线308，而能兼顾美观的效果。
于本发明的第二实施例中，形成电容式触控面板模块的方法亦可以先形成桥接元件，随后形成绝缘凸块与绝缘框，然后再一起形成第一导电图案、第二导电图案与连接部，最后再形成多条导线。请参阅图6至图8，图6至图8为本发明电容式触控屏幕模块第二较佳实施方式的制造方法的主要步骤示意图。
请先参考图6，首先提供一基板401，基板401上定义有一触控区402以及一周边线路区404，周边线路区404围绕触控区402。随后在触控区402上形成多个桥接元件427。
接着请参考图7，在触控区402上形成多个绝缘凸块413，各绝缘凸块413至少覆盖住对应的桥接元件427的部分，并一起在周边线路区404上形成一绝缘框406。意即，在同一道的制造过程一起形成了绝缘凸块413以及绝缘框406。绝缘凸块413以及绝缘框406的形成方式和前述相同，在此不多做赘述。
接着如图8，随后于基板401上形成一透明导电层(未显示)，再图案化透明导电层以一起形成各自包含多个第一导电图案403的多组、各自包含多个第二导电图案407的多组以及多个连接部405，各元件的排列方式与位置亦相同于图4的描述，由于基板401表面已形成有多个桥接元件427，故比邻的两个第二导电图案407可透过位于绝缘凸块413下方的对应的桥接元件427彼此电性连接。
最后，于周边线路区404的绝缘框406上形成多条导线408。这些导线408的一端分别连接各自包含这些第一导电图案403的这些组与各自包含这些第二导电图案407的这些组，而另一端则延伸至基板401的边缘。最后在基板401的同一侧上形成一保护层(未显示)，其全面覆盖了触控区402以及周边线路区404。经由上述步骤，也同样能形成具有高透光率的电容式触控屏幕模块。
综上所述，本发明所的实施例提出的制作方法与结构可将现有技术中的触控面板以及防护镜片整合在同一制造过程。由于本发明的实施例的触控面板模块是以触控面板的基板作为手指的触碰端，毋需增加额外的保护镜片，故有效解决了现有技术中触控面板还需与防护镜片结合而造成透光率下降的问题。且本发明的实施例的触控面板模块也不需要使用光学胶，因此同样也可避免光学胶黏合失败率过高的问题。另外，本发明的实施例所提出的制作方法中，于形成电容式触控屏幕内元件时，也一起形成了绝缘框，以达成遮蔽导线的美观功能，而可省却多道制造过程步骤。

Claims (23)

1.一种制作电容式触控面板模块的方法，其包括：
提供一基板，其包括一触控区以及一周边线路区，其特征在于：该周边线路区包围该触控区；
于该触控区上形成多组沿丨第一方向排列的多个第一导电图案、多组沿丨第二方向排列的多个第二导电图案以及多个连接部，其中位于同一组的各该第一导电图案是透过该连接部与相邻的该第一导电图案彼此电性连接，而包含该些第二导电图案的各该组与包含该些第一导电图案的各该组是交错设置且彼此电性绝缘；
于该触控区上形成多个绝缘凸块，以分别覆盖住该些连接部，以及一起在该周边线路区上形成一绝缘框；以及
于各该绝缘凸块上形成一桥接元件，使得位于同一组的各该第二导电图案是透过该桥接元件与相邻该桥接元件的该第二导电图案彼此电性连接。
2.如权利要求1所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光吸收材料。
3.如权利要求1所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：一起形成各该绝缘凸块以及该绝缘框的步骤具体包括：
于该基板上形成一光致抗蚀剂层；以及
对该光致抗蚀剂层进行一微影制造过程，以在该触控区形成各该绝缘凸块，该些绝缘凸块分别覆盖该些连接部，且在该周边线路区形成该绝缘框。
4.如权利要求1所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：一起形成各该绝缘凸块以及该绝缘框的步骤具体包括：
于该基板上形成一绝缘层；
于该绝缘层上形成一光致抗蚀剂层；
图案化该光致抗蚀剂层以形成一光致抗蚀剂图案；以及
利用该光致抗蚀剂图案刻蚀该绝缘层，以在该触控区形成各该绝缘凸块，该些绝缘凸块分别覆盖该些连接部，且在该周边线路区形成该绝缘框。
5.如权利要求1所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：形成各该桥接元件的步骤中，还包括一起于该周边线路区的该绝缘框上形成多条导线，分别连接各自包含该些第一导电图案的该些组与各自包含该些第二导电图案的该些组。
6.如权利要求1所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：于形成各该桥接元件后，于该基板上全面性形成一保护层，覆盖该触控区以及该周边线路区。
7.一种制作电容式触控面板模块的方法，其包括：
提供一基板，其包括一触控区以及一周边线路区，其特征在于：该周边线路区包围该触控区；
于该基板的该触控区上形成多个桥接元件；
于该基板的该触控区上形成多个绝缘凸块，分别覆盖住该些桥接元件并分别裸露出该些桥接元件的部分，且一起于该基板的该周边线路区上形成一绝缘框；以及
于该基板上的该触控区上形成多组沿丨第一方向排列的多个第一导电图案、多组沿丨第二方向排列的多个第二导电图案以及多个连接部，其中位于同一组的各该第一导电图案是透过该连接部与相邻的该第一导电图案彼此电性连接，而包含该些第二导电图案的各该组与包含该些第一导电图案的各该组是交错设置且彼此电性绝缘，位于同一组的各该第二导电图案是透过位于该绝缘凸块下方的该桥接元件与相邻该桥接元件的该第二导电图案彼此电性连接。
8.如权利要求7所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光吸收材料。
9.如权利要求7所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：一起形成各该绝缘凸块以及该绝缘框的步骤具体包括：
于该基板上形成一光致抗蚀剂层；以及
对该光致抗蚀剂层进行一微影制造过程，以在该触控区形成各该绝缘凸块，该些绝缘凸块分别覆盖该些桥接元件，且在该周边线路区形成该绝缘框。
10.如权利要求7所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：一起形成各该绝缘凸块以及该绝缘框的步骤具体包括：
于该基板上形成一绝缘层；
于该绝缘层上形成一光致抗蚀剂层；
图案化该光致抗蚀剂层以形成一光致抗蚀剂图案；以及
利用该光致抗蚀剂图案刻蚀该绝缘层，以在该触控区形成各该绝缘凸块，该些绝缘凸块分别覆盖该些桥接元件，且在该周边线路区形成该绝缘框。
11.如权利要求7所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：于形成各该第一导电图案、各该第二导电图案以及各该连接部之后，于该基板的该周边连接区上形成多条导线，分别连接各自包含该些第一导电图案的该些组与各自包含该些第二导电图案的该些组。
12.如权利要求11所述的制作电容式触控面板模块的方法，其特征在于：于形成各该条导线之后，于该基板上全面性形成一保护层，覆盖该触控区以及该周边线路区。
13.一种电容式触控面板模块，其包括：
一基板，包括一触控区以及一周边线路区，其特征在于：该周边线路区包围该触控区；
一触控结构，设置于该触控区上，且该触控结构包括多个导电图案；
一绝缘框，设置于该周边线路区上；以及
多条导线，设置于该绝缘框上并延伸入该触控区中，且该些导线是分别电性连接该些导电图案。
14.如权利要求13所述的电容式触控面板模块，其特征在于：该些导电图案包括多组沿一第一方向排列的多个第一导电图案以及多组沿一第二方向排列的多个第二导电图案，其中包含该些第二导电图案的各该组与包含该些第一导电图案的各该组是交错设置且彼此电性绝缘，且部分的该些导线是分别电性连接各自包含该些第一导电图案的该些组，而另部分的该些导线是分别电性连接各自包含该些第二导电图案的该些组。
15.如权利要求14所述的电容式触控面板模块，其特征在于：该触控结构还包括：
多个连接部，设置于该基板的该触控区上，其中同一组的各该第一导电图案透过该连接部与相邻该连接部的该第一导电图案彼此电性连接，并电性连接相对应的该导线；
多个绝缘凸块，分别覆盖住该些连接部；以及
多个桥接元件，分别跨接于该些绝缘凸块上方，使得位于同一组的各该第二导电图案是透过该桥接元件彼此电性连接，并电性连接相对应的该导线。
16.如权利要求15所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框的材料相同。
17.如权利要求15所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光吸收材料。
18.如权利要求15所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光敏性材料。
19.如权利要求14所述的电容式触控面板模块，其特征在于：该触控结构还包括：
多个桥接元件，设置于该基板的该触控区上，其中同一组的各该第二导电图案透过该桥接元件与相邻该桥接元件的该第二导电图案彼此电性连接，并电性连接相对应的该导线；
多个绝缘凸块，分别覆盖住该些桥接元件，并分别裸露出该些桥接元件的部分；以及
多个连接部，分别跨接于该些绝缘凸块上方，使得位于同一组的各该第一导电图案是透过该连接部彼此电性连接，并电性连接相对应的该导线。
20.如权利要求19所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框的材料相同。
21.如权利要求19所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光吸收材料。
22.如权利要求19所述的电容式触控面板模块，其特征在于：各该绝缘凸块与该绝缘框包括光敏性材料。
23.如权利要求13所述的电容式触控面板模块，其特征在于：还包括一保护层，设置于该基板上并覆盖该绝缘框、各该导线以及该触控结构。
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