TWI482211B - 觸控裝置及其製造方法 - Google Patents

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TWI482211B
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何寛鑫
俞壽生
廖茂林
張浩
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宸鴻科技（廈門）有限公司
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Description

觸控裝置及其製造方法
本發明係有關於觸控技術，且特別是有關於一種觸控裝置及其製造方法。
觸控面板已被廣泛用於家庭用品、通訊裝置及電子資訊裝置的領域。目前，觸控面板可與顯示面板形成觸控顯示面板，其可允許使用者直接以手指或接觸筆選取面板上顯示的圖像，因其給使用者帶來便利而逐漸取代實體鍵盤作為各類電子產品之輸入介面，並提供有效率的操作系統。
一般而言，觸控面板的感測電極層通常是設置在觸控面板的感應區上，感應區外圍設置有遮光層，其上則設置有各種電路，例如傳送感測電極層之訊號的信號線。在實際生產製程中，遮光層一般先於感測電極層而形成在觸控面板的基板上，之後，經由濺鍍、蝕刻、高溫烘烤等製程形成感測電極層，但在其高溫烘烤的過程中，遮光層易揮發出如二氧化碳(CO2 )、一氧化碳(CO)、及水氣(H2 O)等雜質，其滲入至製作感測電極層的金屬氧化物中，導致其導電性能發生改變，影響其感應的靈敏度，不利於後續觸控檢測的精確度和精準度。因此需儘量減少遮光層產生的雜質，以穩定感測電極層的性能。
依據本發明之一實施例，提供一種觸控裝置及其製造方法，其周邊區的遮光層分大小兩部分形成且其感測電極層的形成順序是在這兩部分遮光層形成之間，因而其可减少大面積遮光層產生的雜質對感測電極層影響，進而解決觸控裝置感測電極層因受遮光層雜質的影響而導致導電性能不穩定的問題。
依據本發明之一實施例，提供一種觸控裝置，其中包括：一保護蓋板，該保護蓋板具有一感應區及圍繞此感應區之一周邊區；一第一遮光層，其設置於圍繞該感應區的該周邊區中；一第二遮光層，圍繞該第一遮光層的而設置於該周邊區中，其中該第二遮光層的面積大於該第一遮光層的面積；以及一感測電極層，其具有一感測部分位於該感應區中及一延伸部分自該感測區延伸至該周邊區中，其中該延伸部分設置於該第一遮光層上。
依據本發明之另一實施例，提供一種觸控裝置之製造方法，該方法包括：形成一第一遮光層於一保護蓋板的一周邊區中，其中，該周邊區圍繞該保護蓋板的一感應區；在形成該第一遮光層後，形成一感測電極層，其中該感測電極層包含一感測部分設置於該感應區中及一延伸部分自該感測區延伸至該周邊區，且該延伸部分設置於該第一遮光層上；以及在形成感測電極層後，形成一第二遮光層於周邊區並圍繞該第一遮光層，其中該第二遮光層的面積大於該第一遮光層的面積。
通過上述步驟形成周邊區遮光部分的第一遮光層和第 二遮光層且大面積的第二遮光層形成於感測電極之後，可減少遮光層產生的雜質，以穩定感測電極層的性能。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
參見第1圖和第2圖，第1圖顯示本發明之實施例的觸控裝置之上視圖，第2圖是沿著第1圖的剖面線X-X所繪示的觸控裝置的剖面示意圖。觸控裝置100，其包括保護蓋板102、感測電極層104、第一遮光層116A及第二遮光層116B。該保護蓋板102具有感應區100A及圍繞此感應區100A的周邊區100B。
保護蓋板102可為設置其上的元件(如感測電極層104、第一遮光層116A及第二遮光層116B)提供保護及支撑作用。保護蓋板102可為由玻璃或塑料製成的透明基板。保護蓋板102具有第一表面102A及第二表面102B，其中保護蓋板102的第一表面102A作為觸控裝置100的觸碰面，而第二表面102B為感測電極層104、第一遮光層116A及第二遮光層116B等元件的支撑面。
觸控裝置100，例如可為一電容式觸控裝置。感測電極層104包括感測部分104A及延伸部分104B。感測電極層104之感測部分104A設置於觸控裝置100之感應區100A中。延伸部分104B自該感應區100A延伸至該周邊區100B中。感測電極層104包括複數個排列成行的第一感 測電極104AX及複數個排列成列的第二感測電極104AY。這些排列成行的兩相鄰第一感測電極104AX係通過連接線114相互連接，而排列成列的第二感測電極104AY係相互分開，並藉由跨接線113電性連接同一列中的兩相鄰第二感測電極104AY。連接線114及跨接線113之間設置有絕緣層112，藉由此絕緣層112可將第一感測電極104AX及第二感測電極104AY彼此電性隔離。以上形成如第1圖所示之排列，但感測電極層的圖案並不限於此，感測電極層可以是單層單軸或是雙層雙軸的圖案，凡在本發明之精神和範圍內，作任意之更動與潤飾，均屬於本發明之保護範圍。
當操作者的手指或觸控筆觸碰保護蓋板102之第一表面102A的感應區100A時，操作者的手指或觸控筆與感測電極層104之感測部分104A之間會產生感應電容。該感應電容轉換為電信號傳遞至外部電路以計算觸控裝置100被觸碰的位置。
第一遮光層116A及第二遮光層116B設置於觸控裝置100之周邊區100B中。第一遮光層116A圍繞感應區100A中的感測部分104A，且位於保護蓋板102與感測電極層104之延伸部分104B之間。第二遮光層116B圍繞第一遮光層116A，且其覆蓋除第一遮光層116A覆蓋外的周邊區100B。第二遮光層116B的面積大於第一遮光層116A的面積。因此，第一遮光層116A相對一次性形成一大面積的遮蔽層的觸控裝置而言，面積可以相對較小，而較大區域的遮光層，如第二遮光層116B可在第一遮光層116A形成 之後形成。由於在製造感測電極層104之前，只有小面積的第一遮光層116A形成於保護蓋板102上，因此可以减少遮光層產生的雜質，進而减少對感測電極層104的影響。在一較佳實施例中，控制該第一遮光層116A占保護蓋板102的尺寸大小，使其占總保護蓋板102面積的大致0.1%-5%，以減少第一遮光層116A在製作感測電極層104時產生如CO2 、CO及水氣(H2 O)等雜質，確保感測電極層104的感應能力。
第一感測電極104AX及第二感測電極104AY可更延伸至第一遮光層116A上而形成感測電極層104之延伸部分104B，此第一遮光層116A的面積可大於或等於感測電極層104之延伸部分104B的面積。在一較佳實施例中，第一遮光層116A恰好覆蓋該感測電極層104之該延伸部分104B的表面，因此感測電極層104之延伸部分104B可與第一遮光層116A有實質上相同的圖案。例如，延伸部分104B為複數個分開的矩形、半圓形、三角形或其他任意的多邊形，則第一遮光層116A也可為為複數個分開的矩形、半圓形、三角形或其他任意的多邊形。但並不限於此，第一遮光層116A的圖案可與感測電極層104之延伸部分104B不相同，例如，第一遮光層116A可以是圍繞感應區100A呈一邊框形狀，而延伸部分104B可以是覆蓋其上的複數個分開的矩形、半圓形、三角形或其他任意的多邊形。
更具體而言，感測電極層104之延伸部分104B自感應區100A的邊緣延伸至第一遮光層116A上。該第一遮光層104具有一斜坡面1163及一鄰接該斜坡面1163的平坦面 1164，該感測電極層104之該延伸部分104B是沿著該第一遮光層116A的斜坡面1163而延伸至該第一遮光層116A的平坦面1164上而形成的。第一遮光層116A的傾斜度例如大致為20度至40度，以避免感測電極層104之感測部分104A在其與第一遮光層的界面處發生破裂。在一實施例中，感測電極層104之延伸部分104B之末端可與第二遮光層116B之一側壁直接接觸。此外，第一遮光層116A與感測電極層104之延伸部分104B之總厚度可實質上等同於第二遮光層116B之厚度。更具體而言，該第二遮光層116B具有一上表面1161和一下表面1162，且該感測電極層104之該延伸部分104B具有一與該第一遮光層相對的上表面1041及一下表面1042，其中，該感測電極層104之該延伸部分104B的下表面1042與該第二遮光層116B之下表面1162基本齊平。感測電極層104之延伸部分104B之一表面(相對遠離保護蓋板之表面)可與第二遮光層116B之一表面(相對遠離保護蓋板之表面)基本齊平。第一遮光層116A及第二遮光層116B可由相同材料形成，例如，有色光阻、油墨。且無論第一遮光層116A本身、第二遮光層116B本身及第一遮光層116A與第二遮光層116B之間均不包含開口，以使周邊區100B中的所有區域的遮光效果均能够相同。因此，即便使用者在操作觸控裝置100時的可視區域包含觸控裝置100之周邊區100B，周邊區100B中的所有區域皆不會有色差產生。
在進一步實施例中，觸控裝置100更包括，一信號傳送線120形成於第二遮光層116B上，並從第二遮光層116B 延伸至感應電極層104之延伸部分104B上，以電性連接感應電極層104之延伸部分104B及外部電路(未繪示)，並將感應電極層104之感測部分104A感應得到的電容變化傳送至觸控裝置100之信號處理器(未繪示)以進行觸控信號的計算。由於感測電極層104之延伸部分104B之下表面1042與第二遮光層之下表面1162基本齊平，因此信號傳送線120是平坦的，進而保證信號傳送線120的阻值處於穩定狀態，避免因線路的彎曲造成阻值波動的現象。
在一實施例中，保護層124可全面性地覆蓋設置於保護蓋板102之第二表面上102B的所有元件(例如感測電極層104之感測部分104A、延伸部分104B、第一遮光層116A、第二遮光層116B)，以保護這些元件及提供一平坦表面供顯示面板140貼附。
接著，請參閱第3A圖至第3E圖，其係依據本發明之實施例製造觸控裝置之中間階段的剖面示意圖。首先，如第3A圖所示，提供保護蓋板102。此保護蓋板102具有第一表面102A及與其相對的第二表面102B，此第一表面102A係作為觸控面。在保護蓋板102之第二表面102B上形成第一遮光層116A。第一遮光層116A係設置在周邊區100B中。第一遮光層116A例如為有色光阻、油墨或其他不透光材料，其形成方式有多種，例如，由沉積製程形成，並藉由微影製程作圖案化，或通過網板印刷而成。至於第一遮光層116A的其他特性與上述實施例相同，在此就不在贅述。
接著，如第3B圖所示，形成感測電極層104覆蓋於保 護蓋板102之第二表面102B及第一遮光層116A上。感測電極層104包括感測部分104A及延伸部分104B。感測電極層104之位於感應區100A中的感測部分104A可藉由光刻或印刷製程將其圖案化為如第1圖所示之排列成行及列的第一感測電極104AX及第二感測電極104AY。延伸部分104B自該感測區100A延伸至該周邊區100B，且該延伸部分104B設置於該第一遮光層116A上。更具體而言，如第1圖所示，兩相鄰第一感測電極104AX通過一連接線114互相連接，而該些第二感測電極104AY互相分開，另外，感測電極層104的其他特徵與上述實施相同，在此不在贅述。
接著，如第3C圖所示，待感應區100A中的感測元件皆已形成後，在周邊區100B中的剩餘部分形成第二遮光層116B，且該第二遮光層116B的面積大於第一遮光層116A的面積。在一實施例中，第二遮光層116B可與第一遮光層116A由相同的製程及材料形成，且厚度較第一遮光層116A厚。第二遮光層116B可由一平坦化製程，例如化學機械研磨，移除過厚的部分，直至其一表面與感測電極層之延伸部分之一表面基本齊平。
接著，參見第3D圖，形成信號傳送線120於第二遮光層116B及感測電極層104之延伸部分104B上以電性連接感應電極層104之延伸部分104B及外部電路(未繪示)，並將感應電極層104之感測部分104A感應得到的電容變化傳送至觸控裝置100之信號處理器(未繪示)以進行觸控信號的計算。此信號傳送線120可以是金屬材料，可藉由 微影蝕刻或印刷製程作圖案化，以使其具有對應於如第1圖所示之第一感測電極104AX及第二感測電極104AY之圖案。
此外，如第1圖和第2圖所示的絕緣層112形成於連接線114上以電絕緣相應的第一感測電極104AX及第二感測電極104AY，絕緣層112可在感測電極層104、第二遮光層116B或信號傳送線120形成之後形成。為了簡化附圖，絕緣層112並未在第3B圖至第3E圖中示出。
在絕緣層112形成之後，如第1圖和第2圖所示的跨接線113形成於絕緣層112上以電連接兩相鄰的第二感測電極104AY。在一實施例中，跨接線113與信號傳送線120在同一製程中形成。為了簡化附圖，跨接線113並未在第3D圖中示出。
如此按第3A圖~第3D圖所示的步驟形成第1圖所示各元件的排布，但感測電極層104的圖案形狀並不限於此，根據感測電極層104的不同形狀，絕緣層112、跨接線113也可以是非必需的元件，例如感測電極層可以是單層單軸或是雙層雙軸的圖案，凡在本發明之精神和範圍內，作任意之更動與潤飾，均屬於本發明之保護範圍。
最後，參見第3E圖，形成一保護層124覆蓋第二表面102B上的所有元件，並提供一基本平坦的表面，包含感測電極層之感測部分104A、延伸部分104B、第一遮光層116A及第二遮光層116B。完成觸控面板之製作。隨後，貼附顯示面板140於保護層124上，形成本發明實施例所提供之觸控裝置100。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，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‧‧‧觸控裝置
100A‧‧‧感應區
100B‧‧‧周邊區
102‧‧‧保護蓋板
102A‧‧‧第一表面
102B‧‧‧第二表面
104A‧‧‧感測部分
104AX‧‧‧第一感測電極
104AY‧‧‧第二感測電極
104B‧‧‧延伸部分
1041‧‧‧延伸部分的上表面
1042‧‧‧延伸部分的下表面
112‧‧‧絕緣層
113‧‧‧跨接線
114‧‧‧連接線
116A‧‧‧第一遮光層
116B‧‧‧第二遮光層
1161‧‧‧第一遮光層上表面
1162‧‧‧第二遮光層下表面
1163‧‧‧斜坡面
1164‧‧‧平坦面
120‧‧‧信號傳送線
124‧‧‧保護層
140‧‧‧顯示面板
104‧‧‧感測電極層
第1圖顯示依據本發明之實施例所繪示的觸控裝置的上視圖。
第2圖是沿著第1圖的剖面線X-X所繪示的觸控裝置的剖面示意圖。
第3A圖至第3E圖顯示依據本發明之實施例製造觸控裝置之中間階段的剖面示意圖。
100‧‧‧觸控裝置
100A‧‧‧感應區
100B‧‧‧周邊區
102‧‧‧保護蓋板
102A‧‧‧第一表面
102B‧‧‧第二表面
104A‧‧‧感測部分
104B‧‧‧延伸部分
1041‧‧‧延伸部分的上表面
1042‧‧‧延伸部分的下表面
114‧‧‧連接線
113‧‧‧跨接線
112‧‧‧絕緣層
116A‧‧‧第一遮光層
116B‧‧‧第二遮光層
1161‧‧‧第一遮光層上表面
1162‧‧‧第二遮光層下表面
1163‧‧‧斜坡面
1164‧‧‧平坦面
120‧‧‧信號傳送線
124‧‧‧保護層
140‧‧‧顯示面板
104‧‧‧感測電極層

Claims (17)

  1. 一種觸控裝置，包括：一保護蓋板，其具有一感應區及一圍繞該感應區的周邊區；一第一遮光層，其設置於圍繞該感應區的該周邊區中；一第二遮光層，圍繞該第一遮光層而設置於該周邊區中，其中該第二遮光層的面積大於該第一遮光層的面積；以及一感測電極層，其具有一感測部分位於該感應區中及一延伸部分自該感測區延伸至該周邊區中，其中該延伸部分設置於該第一遮光層上，其中該第一遮光層具有一斜坡面及一鄰接該斜坡面的平坦面，該感測電極層之該延伸部分是沿著該第一遮光層的斜坡面而延伸至該第一遮光層的平坦面上而形成的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，該觸控裝置更包括一信號傳送線，形成於該第二遮光層上及形成於該感測電極層之該延伸部分上，而與該感測電極層之該延伸部分電連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一遮光層占該保護蓋板總面積的0.1%-5%。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一遮光層恰好覆蓋該感測電極層之該延伸部分的表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第二遮光層具有一上表面和一下表面，且該感測電極層之該 延伸部分具有一與該第一遮光層相對的上表面及一下表面，其中，該感測電極層之該延伸部分的下表面與該第二遮光層之下表面基本齊平。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該感測電極層之該感測部分包括複數個排列成行的第一感測電極及複數個排列成列的第二感測電極，且兩相鄰的第一感測電極通過一連接線互相連接，而該些第二感測電極互相分開。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控裝置，更包括：一跨接線，電性連接對應兩相鄰的該些第二感測電極；及一絕緣層，設置於該連接線與該跨接線之間，以電絕緣第一感測電極與第二感測電極。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一及該第二遮光層包含有色光阻或油墨。
  9. 一種觸控裝置之製造方法，該方法包括：形成一第一遮光層於一保護蓋板的一周邊區中，其中，該周邊區圍繞該保護蓋板的一感應區；在形成該第一遮光層後，形成一感測電極層，其中該感測電極層包含一感測部分設置於該感應區中及一延伸部分自該感測區延伸至該周邊區，且該延伸部分設置於該第一遮光層上，其中該第一遮光層具有一斜坡面及一鄰接該斜坡面的平坦面，該感測電極層之該延伸部分是沿著該第一遮光層的斜坡面而延伸至該第一遮光層的平坦面上而形 成的；以及在形成感測電極層後，形成一第二遮光層於周邊區並圍繞該第一遮光層，其中該第二遮光層的面積大於該第一遮光層的面積。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，更包括形成一信號傳送線於第二遮光層上及該感測電極層之該延伸部分上，而與該感測電極層之該延伸部分電連接。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，其中該第一遮光層占該保護蓋板總面積的0.1%-5%。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，其中形成該第一遮光層和該第二遮光層的方式包括印刷或光刻。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，其中形成該感測電極層的方式包括光刻或印刷。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，其中該第二遮光層具有一上表面和一下表面，且該感測電極層之該延伸部分具有一與該第一遮光層相對的上表面及一下表面，其中，該感測電極層之該延伸部分的下表面與該第二遮光層之下表面基本齊平。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置之製造方法，其中該感測電極層之該感測部分包括複數個排列成行的第一感測電極及複數個排列成列的第二感測電極，且兩相鄰的第一感測電極通過一連接線互相連接，而該些第二 感測電極互相分開。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控裝置之製造方法，更包括：形成一絕緣層於該連接線上以電絕緣對應的第一感測電極與第二感測電極；形成一跨接線於該絕緣層上以電連接對應兩相鄰的第二感測電極；以及形成一信號傳送線於第二遮光層上及該感測電極層之該延伸部分上，而與該感測電極層之該延伸部分電連接。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控裝置之製造方法，其中該跨接線和該信號傳送線是在同一製程中形成。
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