TWI457814B - 觸控面板及其製程方法 - Google Patents

Description

觸控面板及其製程方法

本發明有關於一種觸控面板及其製程方法，特別是有關於一種電阻式觸控面板及其製程方法。

按，近年來觸控面板(Touch Panel)已被廣泛地應用至各式各樣之電子產品中，如：全球定位系統(GPS)、個人數位助理(PDA)、行動電話(cellular phone)及掌上型電腦(Hand-held PC)等，以取代傳統之輸入裝置(如：鍵盤及滑鼠等)，此一設計上之大幅改變，不僅提昇了該等電子裝置之人機介面親和性，更因省略了傳統輸入裝置，而騰出更多空間，供安裝大型顯示面板，方便使用者瀏覽資料。

傳統上，觸控面板所使用之觸控技術，依其作動原理之不同，雖可分為光學式、超音波式、紅外線式、電容式及電阻式等數種，惟，目前仍以電阻式(Film on Glass)之觸控技術，最被廣泛應用於各式產品上。

傳統電阻式觸控面板係採用電壓偵測方式感應，包括一上電極部、一下電極部及複數個間隔排列之間隔點(dot spacer)。上電極部及下電極部分別具有一透明導電玻璃(ITO Glass)及一透明導電薄膜(ITO Film)，其中透明導電薄膜設置於透明導電玻璃上，以供使用者觸壓。

然而，觸控面板可分為有效觸壓感應區(後稱中央感應區)及觸控面板的四週邊緣(後稱周邊區)，故，當使用者對中央感應區接近周邊區之區域進行觸壓時，通常都需要施以較大的壓力，長久之下，透明導電薄膜接近周邊區之區域容易造成老化，甚至導致透明導電薄膜的破裂，稱為「邊緣效應」(Edge Effect或Border Effect)，故，導致透明導電薄膜接近周邊區之壽命快速下降，造成整體產品產生使用上之瑕疵。

由此可見，上述現有的觸控面板顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改良。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能有效地強化透明導電薄膜之結構強度，尤其是透明導電薄膜於中央感應區接近周邊區之結構強度及耐壓度，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

本發明揭露一種觸控面板，用以強化透明導電薄膜之結構強度，尤其是強化透明導電薄膜於中央感應區接近周邊區之結構強度，進而提高耐壓度及其壽命。

本發明之一實施例中，此觸控面板具有一中央感應區及一圍繞該中央感應區之周邊區。觸控面板至少包含一上電極部、一下電極部及複數個間隔物。此些間隔物被夾設於上電極部及下電極部之間。上電極部包含一上基板、一第一訊號感應層及一第一電路層。上基板同時位於周邊區及中央感應區。第一訊號感應層同時位於周邊區及中央感應區，覆蓋上基板位於中央感應區之表面。第一電路層位於周邊區，直接接觸上基板位於周邊區之表面，且被覆蓋於第一訊號感應層與上基板之間。第一電路層與第一訊號感應層電性相接，且第一電路層之阻抗值低於第一訊號感應層之阻抗值。

具體而言，第一訊號感應層整體地包含一第一部份、一第二部份及一第一傾斜部。第一部份僅位於周邊區，並直接接觸第一電路層。第二部份僅位於中央感應區，並直接接觸第一電路層與上基板，並與第一部份相差一垂直距離。第一傾斜部位於中央感應區，同時連接第一部份與第二部份。

如此，由於第一傾斜部鄰近中央感應區與周邊區之交界，且同時連接第一部份與第二部份，因此，第一傾斜部增加了第一訊號感應層於中央感應區接近周邊區之厚度，進而加強了其結構強度及耐壓度。

此實施例中，該下電極部包含一下基板、一第二訊號感應層及一第二電路層。下基板同時位於周邊區及中央感應區。第二訊號感應層同時位於周邊區及中央感應區，覆蓋下基板位於中央感應區之表面。第二電路層位於周邊區，直接接觸下基板位於周邊區之表面，且被覆蓋於第二訊號感應層與該下基板之間。第二電路層與第二訊號感應層電性相接，且第二電路層之阻抗值低於第二訊號感應層之阻抗值。

具體而言，第二訊號感應層整體地包含一第三部份、一第四部份及一第二傾斜部。第三部份僅位於周邊區，並直接接觸第二電路層。第四部份僅位於中央感應區，並直接接觸第二電路層與下基板，並與第三部份相差一垂直距離。第二傾斜部同時連接第三部份與第四部份。

如此，由於第二傾斜部鄰近中央感應區與周邊區之交界，且同時連接第三部份與第四部份，因此，第二傾斜部增加了第二訊號感應層於中央感應區接近周邊區之厚度，便可更接近上述之第一傾斜部，進而減少第二訊號感應層與第一訊號感應層之最短直線距離，故，便可減緩第一訊號感應層之第二部份被按壓之幅度，從而減輕第一訊號感應層被破壞之程度。

此實施例之一選項中，上基板與下基板的材質分別可為透明玻璃或透明塑膠。

此實施例之另一選項中，第一電路層與第二電路層分別可為一導電圖案。

此實施例之又一選項中，各導電圖案可為碳漿電路或銀漿電路。

此實施例之又一選項中，第一傾斜部與第二傾斜部間之一最大垂直距離小於第二部份與第四部份間之一垂直距離。

此實施例之又一選項中，第一訊號感應層與第二訊號感應層分別可為一導電薄膜。

此實施例中，觸控面板更包含一介電層及一封閉膠體。介電層被夾設於第一部份與第三部份之間，並電氣隔絕第一部份與第三部份。封閉膠體位於周邊區，圍繞中央感應區，且直接地位於上基板與下基板之間。

本發明之另一態樣係揭露一種觸控面板之製程方法。製程方法包含步驟如下。提供一上基板，上基板區分為一中央感應區及一圍繞中央感應區之周邊區。形成一第一電路層於上基板之該周邊區。形成一第一訊號感應層於上基板之一面，同時覆蓋第一電路層以形成一上電極部。形成一下電極部。組合上電極部與下電極部。

此實施例中，形成該下電極部之步驟包含步驟如下。提供一下基板，下基板區分為一中央感應區及一圍繞中央感應區之周邊區。形成一第二電路層於下基板之周邊區。形成一第二訊號感應層於下基板之一面，同時覆蓋第二電路層以形成下電極部。

綜上所述，本發明之技術手段與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術手段，可達到相當的進步性及實用性，並具有產業上的廣泛利用價值，尤其本發明藉由加厚第一訊號感應層鄰近周邊區之部份，使得強化了第一訊號感應層之耐壓度，進而延長了觸控面板之壽命。同時，本發明觸控面板也藉由加厚第二訊號感應層鄰近周邊區之部份，來縮短第二訊號感應層與第一訊號感應層之最短直線距離，從而減輕第一訊號感應層被破壞之程度。

以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如熟悉此技術之人員在瞭解本發明之實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

有鑑於傳統觸控面板之透明導電薄膜接近周邊區之區域容易導致老化甚至破裂，使得透明導電薄膜接近周邊區之區域之壽命快速下降，造成整體產品產生使用上之瑕疵。為此，本發明揭露一種觸控面板，用以強化透明導電薄膜於周邊區之結構強度，進而提高耐壓度及其壽命。

本發明之一實施例中，請參閱第1圖所示。第1圖繪示本發明觸控面板100於一實施例中之側視圖。

此觸控面板100具有一中央感應區C及一周邊區E。中央感應區C為此觸控面板100之有效觸壓感應區。周邊區E為圍繞中央感應區C之區域。

觸控面板100至少包含一上電極部200、一下電極部300、複數個間隔物400、一介電層500及一封閉膠體600。此些間隔物400被夾設於上電極部200及下電極部300之間，其作用在於避免組裝完成後的上電極部200及下電極部300彼此間因過於貼近，而在觸控面板100未被觸壓使用之前，即已導通而形成短路。此些間隔物400，例如為間隔球(dot spacer)。

上電極部200包含一上基板210、一第一訊號感應層230及一第一電路層220。上基板210同時位於周邊區E及中央感應區C。上基板210可為透明(可透光)或不透明(不可透光)狀。上基板210為不透明時，可選自金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、錫之一者或其所組成之族群。上基板210為透明時，可選自玻璃基板或塑膠基板之一者。塑膠基板之材質包括聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、聚苯乙烯(Poly Styrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)之一或與其混合物之塑膠聚合物等。

第一電路層220僅位於周邊區E，直接接觸上基板210位於周邊區E之表面，且環繞中央感應區C。第一電路層220具有一導電圖案。導電圖案電性連接外界之控制電路(圖中未示)。導電圖案例如為導電性佳及阻抗性低之碳漿電路或銀漿電路。導電圖案也可以是導電性佳及阻抗性低之金屬線路，金屬線路之材質係選自金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、錫之一者或其所組成之族群。

第一訊號感應層230同時位於周邊區E及中央感應區C，其相同之一側直接地覆蓋於上基板210位於中央感應區C之表面與第一電路層220之表面上，使得第一電路層220被覆蓋於第一訊號感應層230與上基板210之間。第一訊號感應層230與第一電路層220電性相接，且第一電路層220之阻抗值低於第一訊號感應層230之阻抗值。

具體而言，第一訊號感應層230例如為一導電薄膜。導電薄膜之材質可為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、金屬或石墨。當導電薄膜之材質為銦錫氧化物時，導電薄膜可例如以電鍍、蒸鍍或濺鍍銦錫氧化物之方式所建構而成。

請參閱第2圖所示。第2圖繪示本發明觸控面板100之第一訊號感應層230之示意圖。第一訊號感應層230整體地包含一第一部份231、一第二部份232及一第一傾斜部233。第一部份231為第一訊號感應層230位於周邊區E之部份，並直接接觸並電性連接第一電路層220之表面。第二部份232為第一訊號感應層230位於中央感應區C之部份，並直接接觸第一電路層220與上基板210，並與第一部份231具不同高度，即相差一垂直距離D1。第一傾斜部233位於中央感應區C，且第一傾斜部233疊設於第二部份232上，而且第一傾斜部233同時連接第一部份231與第二部份232，因此，第一傾斜部233之高度大致相同此垂直距離D1。

如此，請參閱第3圖所示。第3圖繪示本發明觸控面板100於此實施例中之使用操作示意圖。當使用者經上基板210對第一訊號感應層230之中央感應區C接近周邊區E之區域(如虛線圈S1)施以一觸壓外力F時，由於第一傾斜部233與第二部份232增加了第一訊號感應層230於中央感應區C接近周邊區E之區域(如虛線圈S1)的厚度。因此，第一訊號感應層230可具有較強的結構強度及耐壓度以抵抗此觸壓外力F，使得第一訊號感應層230之中央感應區C接近周邊區E之區域不致快速形成老化，進而延長觸控面板100的產品壽命。

復請參閱第1圖所示。下電極部300包含一下基板310、一第二訊號感應層330及一第二電路層320，其相互結構關係同上電極部200。下基板310同時位於周邊區E及中央感應區C，可為透明(可透光)或不透明(不可透光)狀。下基板310為不透明時，其材質同上述。下基板310為透明時，可選自玻璃基板或塑膠基板之一者。塑膠基板之材質同上述。

第二電路層320大致僅位於周邊區E，直接接觸下基板310位於周邊區E之表面，且環繞中央感應區C。第二電路層320具有一導電圖案。導電圖案電性連接外界之控制電路(不同於第一電路層220所連接之控制電路)。導電圖案例如為導電性佳及阻抗性低之碳漿電路或銀漿電路。導電圖案也可以是導電性佳及阻抗性低之金屬線路，金屬線路之材質同上所述。

第二訊號感應層330同時位於周邊區E及中央感應區C，其相同之一側直接地覆蓋於下基板310位於中央感應區C之表面與第二電路層320之表面上，使得第二電路層320被覆蓋於第二訊號感應層330與下基板310之間。第二訊號感應層330與第二電路層320電性相接，且第二電路層320之阻抗值低於第二訊號感應層330之阻抗值。具體而言，第一訊號感應層230例如為一導電薄膜。導電薄膜之材質同上所述。

具體而言，請參閱第4圖所示。第4圖繪示本發明觸控面板100之第二訊號感應層330之示意圖。

第二訊號感應層330整體地包含一第三部份331、一第四部份332及一第二傾斜部333。第三部份331為第二訊號感應層330位於周邊區E之部份，並直接接觸並電性連接第二電路層320之表面。第四部份332為第二訊號感應層330位於中央感應區C之部份，並直接接觸第二電路層320與上基板210，並與第三部份331具不同高度，即相差一垂直距離D2。第二傾斜部333位於中央感應區C，且第二傾斜部333疊設於第四部份332上，而且第二傾斜部333同時連接第三部份331與第四部份332。因此，第二傾斜部333之高度大致相同此垂直距離D2。此外，第一傾斜部233與第二傾斜部333間之一垂直距離D3小於第二部份232與第四部份332間之一垂直距離D4。

如此，復請參閱第3圖所示。當使用者經上基板210對第一訊號感應層230之中央感應區C接近周邊區E之區域(如虛線圈S2)施以一觸壓外力F時，由於第二傾斜部333加上第四部份332而增加了第二訊號感應層330於中央感應區C接近周邊區E之區域(如虛線圈S2)的厚度，因此，縮短了第二訊號感應層330與第一訊號感應層230之最短直線距離，故，便可減緩第一訊號感應層230之之中央感應區C接近周邊區E之區域被按壓之幅度，從而減輕第一訊號感應層230被破壞之程度，使得第一訊號感應層230之中央感應區C接近周邊區E之區域不致快速形成老化，進而延長觸控面板100的產品壽命。

此外，介電層500位於周邊區E，圍繞中央感應區C，被夾設於第一部份231與第三部份331之間，用以電氣隔絕第一部份231與第三部份331，避免在觸控面板100未被觸壓使用之前，已導通而形成短路。封閉膠體600位於周邊區E，圍繞中央感應區C，且直接地位於上基板210與下基板310之間，用以防止此些間隔物400之外滲或外來物之滲入。

請參閱第1圖及第5圖所示，第5圖繪示本發明觸控面板100依據一實施例下之製程方法。依據一實施例，觸控面板100之製法包含步驟如下。

步驟(501)：提供一上述之上基板210，上基板210區分為一中央感應區C及一圍繞中央感應區C之周邊區E，上基板210之材料選擇如上所述。

步驟(502)：形成一上述之第一電路層220於上基板210位於周邊區E之表面。

舉例而言，此實施例可於步驟(502)中利用網版印刷技術，將導電銀膠(silver paste)印刷至上基板210位於周邊區E之表面，以形成所需之第一電路層220。然，本發明之製程方法不僅侷限於此。

步驟(503)：形成一上述之第一訊號感應層230於上基板210與第一電路層220之表面，同時覆蓋第一電路層220，使得第一訊號感應層230覆蓋於上基板210位於中央感應區C之表面，以及覆蓋第一電路層220背對上基板210之表面，如此形成一上電極部200。

舉例而言，步驟(503)利用電鍍、蒸鍍或濺鍍銦錫氧化物之方式而沉積此第一訊號感應層230於第一電路層220與上基板210之表面，以形成一銦錫氧化物(ITO)之透明導電膜。然，本發明之製程方法不僅侷限於此。

步驟(504)：形成一上述之下電極部300。下電極部300可以傳統之方式所製成；或者，相同於步驟(501)至步驟(503)之方式所製成，分別為步驟如下。提供一上述之下基板310，下基板310區分為一中央感應區C及一圍繞中央感應區C之周邊區E。形成一上述之第二電路層320於下基板310之周邊區E。形成一上述之第二訊號感應層330於下基板310之一面，同時覆蓋第二電路層320以形成下電極部300。

步驟(505)：放置多個上述之間隔物400於上電極部200或下電極部300上。

舉例而言，步驟(505)可利用網版印刷方式，使多個間隔球形成於第二訊號感應層330對應中央感應區C之表面。然，本發明之製程方法不僅侷限於此。本發明之製程方法也可選擇將間隔物400放置於第一訊號感應層230對應中央感應區C之表面。

步驟(506)：放置一上述之介電層500於第二訊號感應層330(或第一訊號感應層230)位於周邊區E之表面上。介電層500圍繞中央感應區C。

舉例而言，步驟(506)將介電層500(如具電性絕緣特性之物質)覆蓋於第二訊號感應層330位於周邊區E之表面上。其他之實施例可藉由雙面膠層，例如感壓膠(Pressure sensitive adhesive，PSA)或液態膠層，將介電層500黏著於第二訊號感應層330之表面。然，本發明之製程方法也可選擇將介電層500黏著於第一訊號感應層230之表面。

步驟(507)：組合上電極部200與下電極部300，使得上電極部200之第一訊號感應層230與下電極部300之第二訊號感應層330相互面對，且第一訊號感應層230與第二訊號感應層330藉由介電層500彼此產生電性絕緣以及藉由間隔物400彼此相互間隔。

步驟(508)：注入一上述之封閉膠體600於上基板210與下基板310之外緣以封閉上基板210與下基板310間之空隙。封閉膠體600圍繞介電層500及中央感應區C，防止此些間隔物400之外滲或外來物之滲入。

綜上所述，本發明觸控面板藉由加厚第一訊號感應層鄰近周邊區之部份，使得強化了第一訊號感應層之耐壓度，進而延長了觸控面板之壽命。同時，本發明觸控面板也藉由加厚第二訊號感應層鄰近周邊區之部份，來縮短第二訊號感應層與第一訊號感應層之最短直線距離，從而減輕第一訊號感應層被破壞之程度。

本發明所揭露如上之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．觸控面板

200．．．上電極部

210．．．上基板

220．．．第一電路層

230．．．第一訊號感應層

231．．．第一部份

232．．．第二部份

233．．．第一傾斜部

300．．．下電極部

310．．．下基板

320．．．第二電路層

330．．．第二訊號感應層

331．．．第三部份

332．．．第四部份

333．．．第二傾斜部

400．．．間隔物

500．．．介電層

600．．．封閉膠體

C．．．中央感應區

E．．．周邊區

D1-D4．．．垂直距離

F．．．觸壓外力

S1、S2．．．虛線圈

501-508．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖繪示本發明觸控面板於一實施例中之側視圖。

第2圖繪示本發明觸控面板之第一訊號感應層之示意圖。

第3圖繪示本發明觸控面板於此實施例中之使用操作示意圖。

第4圖繪示本發明觸控面板之第二訊號感應層之示意圖。

第5圖繪示本發明觸控面板依據一實施例下之製程方法。

100．．．觸控面板

200．．．上電極部

210．．．上基板

220．．．第一電路層

230．．．第一訊號感應層

300．．．下電極部

310．．．下基板

320．．．第二電路層

330．．．第二訊號感應層

400．．．間隔物

500．．．介電層

600．．．封閉膠體

C．．．中央感應區

E．．．周邊區

D3、D4．．．垂直距離

Claims (10)

1. 一種觸控面板，具有一中央感應區及一圍繞該中央感應區之周邊區，該觸控面板至少包含一上電極部、一下電極部及複數個間隔物，該些間隔物被夾設於該上電極部及該下電極部之間，其中該上電極部包含：一上基板，同時位於該周邊區及該中央感應區；一第一訊號感應層，同時位於該周邊區及該中央感應區，覆蓋該上基板位於該中央感應區之表面；以及一第一電路層，位於該周邊區，直接接觸該上基板位於該周邊區之表面，且被覆蓋於該第一訊號感應層與該上基板之間，其中該第一電路層墊高部分之該第一訊號感應層，該第一電路層與該第一訊號感應層電性相接，且該第一電路層之阻抗值低於該第一訊號感應層之阻抗值。
2. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一訊號感應層整體地包含：一第一部份，僅位於該周邊區，並直接接觸該第一電路層；一第二部份，僅位於該中央感應區，並直接接觸該第一電路層與該上基板，並與該第一部份相差一垂直距離；以及一第一傾斜部，同時連接該第一部份與該第二部份。
3. 如請求項2所述之觸控面板，其中該下電極部包含：一下基板，同時位於該周邊區及該中央感應區；一第二訊號感應層，同時位於該周邊區及該中央感應區，覆蓋該下基板位於該中央感應區之表面；以及一第二電路層，位於該周邊區，直接接觸該下基板位於該周邊區之表面，且被覆蓋於該第二訊號感應層與該下基板之間，其中該第二電路層與該第二訊號感應層電性相接，且該第二電路層之阻抗值低於該第二訊號感應層之阻抗值。
4. 如請求項3所述之觸控面板，其中該第二訊號感應層整體地包含：一第三部份，僅位於該周邊區，並直接接觸該第二電路層；一第四部份，僅位於該中央感應區，並直接接觸該第二電路層與該下基板，並與該第三部份相差一垂直距離；以及一第二傾斜部，同時連接該第三部份與該第四部份。
5. 如請求項4所述之觸控面板，其中該第一傾斜部與該第二傾斜部間之最大垂直距離小於該第二部份與該第四部份之間之垂直距離。
6. 如請求項3所述之觸控面板，其中該上基板與該下 基板的材質分別為透明玻璃或透明塑膠。
7. 如請求項3所述之觸控面板，其中該第一電路層與該第二電路層分別為一導電圖案。
8. 如請求項3所述之觸控面板，其中該第一訊號感應層與該第二訊號感應層分別為一導電薄膜。
9. 一種觸控面板之製程方法，包含：提供一上基板，該上基板區分為一中央感應區及一圍繞中央感應區之周邊區；形成一第一電路層於該上基板之該周邊區；形成一第一訊號感應層於該上基板之一面，同時覆蓋該第一電路層而部分地被該第一電路層所墊高，以形成一上電極部；形成一下電極部；以及組合該上電極部與該下電極部。
10. 如請求項9所述之觸控面板之製程方法，其中形成該下電極部之步驟包含：提供一下基板，該下基板區分為一中央感應區及一圍繞中央感應區之周邊區；形成一第二電路層於該下基板之該周邊區；以及形成一第二訊號感應層於該下基板之一面，同時覆蓋該第二電路層以形成該下電極部。