TWI416397B - 觸控面板、其形成方法以及觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控面板、其形成方法以及觸控顯示裝置

本發明係有關於一種觸控面板，特別有關於一種電容感應的外掛式觸控面板。

目前的觸控面板可使用電阻式、電容式或其他方式，例如紅外線或表面聲波等，達到觸碰感應的效果，其中電容式觸控面板係利用監測使用者的手指或觸控筆與電容式觸控感應電極之間所產生的電容值來判定觸碰的位置，因為電容式觸控面板不需要施加壓力就能達到觸控效果，為未來觸控面板的發展主流。

目前的電容式觸控面板可分為兩種，一種為外掛式(add on)觸控面板，其係將電容式觸控面板外加於顯示面板外，但這種觸控面板需要由兩片玻璃基板組成，一片玻璃基板用於製作電容式觸控元件在其上，另一片玻璃基板則作為保護電容式觸控元件的外蓋，因此這種觸控面板會造成觸控顯示裝置的整體厚度增加。

另一種觸控面板為將電容式觸控元件製作在顯示面板的彩色濾光片(color filter；簡稱CF)基板的背面上(on CF)，然後使用一片玻璃基板作為保護電容式觸控元件的外蓋，雖然這種觸控面板可以減少一片玻璃基板的使用，但是先製作的電容式觸控元件在後續彩色濾光片基板的雙面製程中容易被刮傷。

因此，業界亟需一種觸控面板，其可以克服上述問題，亦即僅使用一片玻璃基板完成觸控面板的製作，以降低觸控顯示裝置的整體厚度，並減少一片玻璃基板的成本，同時還可以減少觸控面板的製程次數。

依據本發明之一實施例，提供一種觸控面板，其具有動作區及框架區，其中框架區圍繞動作區，此觸控面板包括：基板，圖案化第一導電層設置於基板的動作區上，遮蔽層具有第一部份與第二部分，其中第一部份設置於圖案化第一導電層上，第二部分設置於基板的框架區上，圖案化第二導電層設置於遮蔽層上，以及保護層全面性地覆蓋在基板之上。

依據本發明之一實施例，提供一種觸控顯示裝置，包括如上所述之觸控面板，以及顯示面板設置於觸控面板之下，其中觸控面板的保護層鄰近顯示面板的顯示面。

此外，依據本發明之一實施例，提供一種觸控面板的形成方法，包括：提供基板，基板可劃分為動作區及框架區，其中框架區圍繞動作區；形成圖案化第一導電層於基板的動作區上；形成圖案化遮蔽層於圖案化第一導電層與基板的框架區上；形成圖案化第二導電層於圖案化遮蔽層上；以及形成保護層，全面性地覆蓋在基板之上。

為了讓本發明之上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之一實施例係提供電容感應的外掛式觸控面板，其係將電容式觸控感應電極製作在觸控面板的保護外蓋(cover lens)上，並使用保護層覆蓋在電容式觸控感應電極上，藉此可使得觸控面板的製作減少一片玻璃基板的使用，降低觸控顯示裝置的整體厚度與節省一片玻璃基板的成本。

此外，依據本發明一實施例之觸控面板的製造方法，可減少製造觸控面板所需的製程次數，降低觸控面板的製作成本，並提高生產良率。同時，依據本發明一實施例之觸控面板，可避免電容式觸控感應電極的金屬架橋結構所產生的反光問題。

請參閱第1圖，其係顯示本發明一實施例之觸控面板的平面示意圖。觸控面板100具有動作區(active area)100A及框架(frame)區100B，其中框架區100B圍繞動作區100A。在觸控面板100的動作區100A內具有複數個電容式觸控感應電極104a及104b，其為島狀的透明導電層，例如為菱形的銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)層，雖然在第1圖中僅顯示8個電容式觸控感應電極104a及104b，然而在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在觸控面板100的動作區100A內具有更多的電容式觸控感應電極104a及104b，其中電極104a串連排列成列，電極104b則串連排列成行。在一實施例中，同一行的電極104b係利用形成電容式觸控感應電極104a及104b的透明導電層層直接連接，而同一列的電極104a則利用導電的架橋結構108b電性連接，每一行與每一列的電容式觸控感應電極104a及104b所得到的觸控訊號可藉由導線結構108a傳遞至軟性電路板(flexible print circuit；FPC)(未繪出)，再經由軟性電路板傳送至觸控顯示裝置中的積體電路(IC)(未繪出)，進行觸控訊號的處理。

依據本發明之一實施例，在架橋結構108b與電容式觸控感應電極104a及104b之間設置有島狀(island type)的遮蔽層106b，以避免同一行的電極104b與同一列的電極104a相交處發生短路，並且島狀遮蔽層106b的位置係對應至架橋結構108b的位置。在一實施例中，位於動作區100A的島狀遮蔽層106b與位於框架區100B的遮蔽層106a可利用相同材料同時形成，遮蔽層106b與106a的材料為絕緣遮光材料，例如為黑色絕緣遮光材料、彩色絕緣遮光材料或白色絕緣遮光材料，此絕緣遮光材料可以是感光性的材料，例如為黑色光阻，因此島狀的遮蔽層106b與框架區100B的遮蔽層106a可利用曝光顯影的方式同時形成。

請參閱第2圖，其係顯示沿著第1圖的剖面線2-2’，本發明一實施例之觸控面板的剖面示意圖。觸控面板100包含透明的基板102，其係作為觸控面板100的保護外蓋，例如為玻璃基板或塑膠基板，當使用者的手指或觸控筆120接觸觸控面板100時，基板102可保護觸控面板100的感應電極104a及104b，避免感應電極104a及104b被手指或觸控筆120刮傷。

同時，請參閱第6A至6D圖，其係顯示依據本發明之一實施例，形成第2圖的觸控面板100之製造方法的剖面示意圖。如第6A圖所示，首先在基板102上形成圖案化的第一導電層104a，作為電容式觸控感應電極。雖然第6A圖中未顯示出電極104b(如第1圖中所示)，但電容式觸控感應電極104b與104a係同時形成，其製程步驟包含沈積透明的第一導電層(未繪出)，例如為銦錫氧化物層，接著利用微影與蝕刻製程將第一導電層圖案化，形成島狀的電容式觸控感應電極104b與104a，在一實施例中，同一行的電極104b互相連接，而同一列的電極104a則互相隔開。

參閱第6B圖，在基板102的框架區100B上形成圖案化的遮蔽層106a，同時在基板102的動作區100A上形成圖案化的遮蔽層106b，其中遮蔽層106a為圍繞動作區100A的框架，而遮蔽層106b則為介於同一列的任兩個相鄰的電容式觸控感應電極104a之間的島狀物，並且部分的遮蔽層106b覆蓋在電容式觸控感應電極104a上方。如第1圖所示，島狀遮蔽層106b的尺寸小於電容式觸控感應電極104a及104b的尺寸。在一實施例中，遮蔽層106a及106b的材料為感光性的絕緣遮光材料，例如黑色光阻，因此圖案化的遮蔽層106a及106b可藉由曝光及顯影製程同時形成。

參閱第6C圖，在圖案化的遮蔽層106a及106b上分別形成圖案化的第二導電層108a及108b，其中圖案化的第二導電層108a係作為電容式觸控感應電極104a及104b的導線結構，藉此傳遞電極104a及104b的觸控訊號，而圖案化的第二導電層108b則作為電容式觸控感應電極104a之間的架橋結構，藉此電性連接同一列中任兩個相鄰的感應電極104a。

在一實施例中，圖案化的第二導電層108a及108b可以由相同材料形成，例如為金屬材料，可藉由先沈積一金屬層，然後利用微影與蝕刻製程將金屬層圖案化，同時形成圖案化的第二導電層108a及108b。

在另一實施例中，圖案化的第二導電層108a及108b可由不同材料形成，例如圖案化的第二導電層108a可由金屬材料形成，而圖案化的第二導電層108b則可由透明導電材料形成。在一實施例中，如第1圖中所示，圖案化的第二導電層108b的尺寸可小於圖案化的遮蔽層106b的尺寸。在另一實施例中，圖案化的第二導電層108b的尺寸可等於圖案化的遮蔽層106b的尺寸。

參閱第6D圖，形成保護層110全面性地覆蓋在基板102之上，完成如第2圖之觸控面板100的製作。保護層110的材料例如為壓克力樹脂、氮化矽、氧化矽或氮氧化矽等材料。保護層110直接覆蓋圖案化的第二導電層108a與108b、圖案化的遮蔽層106a與106b、圖案化的第一導電層(電容式感應電極)104a與104b，以及基板102。

接著，請參閱第3圖，其係顯示本發明一實施例之觸控顯示裝置300的剖面示意圖。觸控顯示裝置300包含第2圖的觸控面板100以及顯示面板200，其中觸控面板100的保護層110貼附至顯示面板200的顯示面200A側，鄰近顯示面板200的上基板202。在一實施例中，顯示面板200可以是液晶顯示面板，其包含上基板202、下基板204，以及液晶層206夾設在上基板202與下基板204之間。上基板202例如為彩色濾光片基板，下基板204例如為薄膜電晶體陣列基板。在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，觸控顯示裝置300還可包含其他元件，例如設置在顯示面板200下方的背光源(未繪出)，貼附在上基板202與下基板204外側的一對偏光片(未繪出)，以及設置在觸控面板100與顯示面板200之間的黏著層(未繪出)。

另外，請參閱第4圖，其係為發明人所熟知的一種觸控顯示裝置400之剖面示意圖。如第4圖所示，觸控顯示裝置400包含觸控面板10A以及顯示面板200，其中觸控面板10A是由兩片玻璃基板12及24所形成，在玻璃基板12上形成電容式觸控感應電極14，兩個相鄰的電容式觸控感應電極14之間具有隔離層16，然後在隔離層16上具有金屬層18作為電容式觸控感應電極14之間的架橋結構，電性連接兩個相鄰的電容式感應電極14，並在玻璃基板12之上覆蓋隔離層20，接著提供具有黑色框架22形成於其上的玻璃基板24作為保護外蓋，貼附在隔離層20上，完成觸控面板10A的製作。

以本發明一實施例之觸控面板100與第4圖的觸控面板10A相較之下，本發明一實施例之觸控面板100可以減少一片玻璃基板的使用。此外，第4圖的觸控面板10A需要5道光罩、2次沈積製程、5次微影製程以及2次蝕刻製程，以完成黑色框架22、電容式觸控感應電極14、隔離層16及20，以及金屬架橋18的製作；而本發明一實施例之觸控面板100則僅需要4道光罩、2次沈積製程、4次微影製程以及2次蝕刻製程，就可完成圖案化的第一導電層(電容式感應電極)104a與104b、圖案化的遮蔽層106a與106b、圖案化的第二導電層108a與108b，以及保護層110的製作。因此，本發明一實施例之觸控面板100的製程次數相較於第4圖之觸控面板10A的製程次數，可以減少1道光罩以及1次微影製程。

此外，本發明一實施例之觸控面板100具有島狀遮蔽層106b對應至架橋結構108b的位置，因此可以解決金屬架橋結構108b的反光問題；而第4圖之觸控面板10A中的金屬架橋18則會產生反光問題。

接著，請參閱第5圖，其係顯示發明人所熟知的另一種觸控顯示裝置500的剖面示意圖。如第5圖所示，觸控顯示裝置500包含觸控面板10B以及顯示面板200，其中觸控面板10B包含一片玻璃基板24作為保護外蓋，在玻璃基板24上形成黑色框架22，在黑色框架22上形成透明導電層26，作為電容式觸控感應電極30的架橋結構，接著形成隔離層28覆蓋透明導電層26與黑色框架22，然後在隔離層28上形成感應電極30與金屬導線層32，並形成隔離層34覆蓋感應電極30與金屬導線層32，完成觸控面板10B的製作。

以本發明一實施例之觸控面板100與第5圖的觸控面板10B相較之下，第5圖的觸控面板10B需要6道光罩、4次沈積製程、6次微影製程以及4次蝕刻製程，以完成黑色框架22、透明導電層26、隔離層28與34、電容式感應電極30以及金屬導線層32的製作；而本發明一實施例之觸控面板100則僅需要4道光罩、2次沈積製程、4次微影製程以及2次蝕刻製程，就可完成圖案化的第一導電層(電容式感應電極)104a與104b、圖案化的遮蔽層106a與106b、圖案化的第二導電層108a與108b，以及保護層110的製作。因此，本發明一實施例之觸控面板100的製程次數相較於第5圖之觸控面板10B的製程次數，可以減少2道光罩、2次沈積製程、2次微影製程以及2次蝕刻製程。

綜上所述，本發明實施例之觸控面板係將電容式觸控感應電極製作在觸控面板的保護外蓋上，藉此可將電容式觸控感應電極以及保護外蓋的功能整合在同一片基板上，減少觸控顯示裝置的整體厚度，並減少一片基板的成本。

此外，相較於目前觸控面板的製造方法，本發明實施例之觸控面板的製造方法還可以減少製程次數，藉此降低觸控面板的製造成本，提升生產良率。同時，本發明實施例之觸控面板還可以解決電容式觸控感應電極的金屬架橋所產生的反光問題。

雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

100、10A、10B．．．觸控面板

100A．．．動作區

100B．．．框架區

102．．．基板

104a、104b．．．圖案化第一導電層(電容式感應電極)

106a、106b．．．圖案化遮蔽層

108a、108b．．．圖案化第二導電層

110．．．保護層

120．．．手指或觸控筆

200．．．顯示面板

200A．．．顯示面

202．．．彩色濾光片基板

204．．．薄膜電晶體陣列基板

206．．．液晶層

12、24．．．玻璃基板

14、30．．．電容式感應電極

16、20、28、34．．．隔離層

18．．．金屬層(架橋結構)

22．．．黑色框架

26．．．透明導電層(架橋結構)

32．．．導線層

300、400、500．．．觸控顯示裝置

第1圖係顯示依據本發明一實施例之觸控面板的平面示意圖。

第2圖係顯示沿著第1圖的剖面線2-2’，本發明一實施例之觸控面板的剖面示意圖。

第3圖係顯示依據本發明一實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。

第4圖係顯示發明人所熟知的一種觸控顯示裝置之剖面示意圖。

第5圖係顯示發明人所熟知的另一種觸控顯示裝置之剖面示意圖。

第6A至6D圖係顯示依據本發明之一實施例，形成第2圖的觸控面板100之製造方法的剖面示意圖。

100‧‧‧觸控面板

100A‧‧‧動作區

100B‧‧‧框架區

102‧‧‧基板

104a‧‧‧圖案化第一導電層(電容式觸控感應電極)

106a、106b‧‧‧圖案化遮蔽層

108a、108b‧‧‧圖案化第二導電層

110‧‧‧保護層

120‧‧‧手指或觸控筆

Claims (20)

1. 一種觸控面板，具有一動作區及一框架區，該框架區圍繞該動作區，該觸控面板包括：一基板；一圖案化第一導電層，設置於該基板的該動作區；一遮蔽層，具有一第一部份與一第二部分，其中該第一部份設置於該圖案化第一導電層上，該第二部分設置於該基板的該框架區；一圖案化第二導電層，設置於該遮蔽層上；以及一保護層，全面性且平坦化地覆蓋在該基板之上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該遮蔽層的材料為黑色絕緣遮光材料、彩色絕緣遮光材料或白色絕緣遮光材料其中之一或其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該圖案化第一導電層包括複數個第一島狀物，該遮蔽層的該第一部份包括複數個第二島狀物，且其中該第二島狀物設置在同一列或同一行的任兩個相鄰的該些第一島狀物之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該第二島狀物的尺寸小於該第一島狀物的尺寸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該圖案化第一導電層的材料包括一透明導電材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該圖案化第二導電層包括一架橋結構以及一導線結構，該架橋結構設置於該遮蔽層的該第一部份上，該導線結構設置於該遮蔽層的該第二部份上，且其中該架橋結構的尺寸小於 或等於該遮蔽層的該第一部份的尺寸。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該架橋結構的材料包括一透明導電材料或一金屬材料，且該導線結構的材料包括一金屬材料。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該保護層直接覆蓋該圖案化第二導電層、該圖案化第一導電層、該遮蔽層，以及該基板。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該基板較該保護層更靠近一使用者的觸碰位置。
10. 一種觸控顯示裝置，包括：一如申請專利範圍第1項所述之觸控面板；以及一顯示面板，設置於該觸控面板之下，其中該觸控面板的該保護層鄰近該顯示面板。
11. 一種觸控面板的形成方法，包括：提供一基板，具有一動作區及一框架區，其中該框架區圍繞該動作區；形成一圖案化第一導電層於該基底的該動作區上；形成一圖案化遮蔽層於該圖案化第一導電層上與該基底的該框架區上；形成一圖案化第二導電層於該圖案化遮蔽層上；以及形成一保護層，全面性且平坦化地覆蓋在該基板之上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中形成該圖案化第一導電層與該圖案化第二導電層的步驟包括沈積、微影以及蝕刻製程。
13. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中形成該圖案化遮蔽層的步驟包括微影製程。
14. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中形成該圖案化遮蔽層的步驟在形成該圖案化第一導電層的步驟之後進行，並且形成該圖案化第二導電層的步驟在形成該圖案化遮蔽層的步驟之後進行。
15. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中該圖案化遮蔽層的材料為黑色絕緣遮光材料、彩色絕緣遮光材料或白色絕緣遮光材料其中之一或其組合。
16. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中該圖案化第一導電層包括複數個第一島狀物，該圖案化遮蔽層包括複數個第二島狀物以及一框架，且其中該第二島狀物設置在同一列或同一行的任兩個相鄰的該些第一島狀物之間。
17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的形成方法，其中該第二島狀物的尺寸小於該第一島狀物的尺寸。
18. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的形成方法，其中該圖案化第二導電層包括一架橋結構以及一導線結構，該架橋結構設置於該圖案化遮蔽層的該些第二島狀物上，該導線結構設置於該圖案化遮蔽層的該框架上，且其中該架橋結構的尺寸小於或等於一個該第二島狀物的尺寸。
19. 如申請專利範圍第18項所述之觸控面板的形成方法，其中該圖案化第一導電層的材料包括一透明導電材料，該圖案化第二導電層的該架橋結構的材料包括一透明 導電材料或一金屬材料，且該導線結構的材料包括一金屬材料。
20. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板的形成方法，其中該保護層直接覆蓋該圖案化第二導電層、該圖案化第一導電層、該圖案化遮蔽層以及該基板。