TWI524236B - 具有導電保護層的觸控面板及其製作方法 - Google Patents

具有導電保護層的觸控面板及其製作方法 Download PDF

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TWI524236B
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Description

具有導電保護層的觸控面板及其製作方法
本發明系有關於觸控技術，且特別是有關於一種具有導電保護層的觸控面板及其製作方法。
隨著觸控技術(Touch control)的演進，觸控面板(touch panel)已廣泛應用於各種消費電子裝置，例如：智慧型手機、平板電腦、相機、電子書、MP3播放機等攜帶式電子產品，或是應用於操作控制設備的顯示幕幕。
觸控面板通常包括基板，電極層，以及將電極層電性連接印刷電路板的信號引線層。然而，在形成上述觸控面板時，由於信號引線層是通過導電膠與印刷電路板壓合，在壓合過程中可能會出現信號引線層上的信號引線被壓裂進而導致電極層與印刷電路板無法導通等問題，影響觸控面板中信號引線層與軟性電路板之間的電性連接的穩定性，進而影響產品的良率。
本發明提供一種具有導電保護層的觸控面板，其特徵在於，包括：一基板，該基板上界定一接合區；一感測電極層，設置於該基板上；一信號引線層，位於該基板上，該信 號引線層包含複數信號引線，且每一信號引線的一端電性連接於該感測電極層上，另一端彙聚至該接合區上；一導電保護層，包含複數導電塊，每一導電塊分別位於該接合區內的每一信號引線上，且該等信號引線彼此電性絕緣。
本發明另提供一種具有導電保護層的觸控面板的 製作方法，其特徵在於，該觸控面板的製作方法的步驟包括：提供一基板，於該基板上界定一接合區；形成一感測電極層於該基板上；形成一信號引線層，位於該基板上，該信號引線層包含複數信號引線，且每一信號引線的一端電性連接於該感測電極層上，另一端彙聚至該接合區上；形成一導電保護層，包含複數導電塊，每一導電塊分別位於該接合區內的每一信號引線上，且該等信號引線彼此電性絕緣。
本發明中提供一種具有導電保護層的觸控面板。 由於導電保護層位於信號引線上，一方面在信號引線層、導電保護層、導電膠與印刷電路板壓合過程中，由於導電保護層直接位於信號引線層和導電膠之間，能取到較好的隔離緩衝保護作用，可避免信號引線層的在壓合過程中被壓裂；另一方面導電層塊能夠提供較平整、較大的電性接觸表面，有利於信號引線層與軟性電路板之間的電性連接。藉此可以改善觸控面板中信號引線層與軟性電路板之間的電性連接的穩定性，以提高產品良率。
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：
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧基板
B‧‧‧接合區
120‧‧‧感測電極層
121X‧‧‧第一電極
130‧‧‧信號引線層
130a‧‧‧信號引線
140‧‧‧導電保護層
140a‧‧‧導電塊
150‧‧‧遮蔽層
170‧‧‧各向異性導電膠層
180‧‧‧軟性電路板
200‧‧‧觸控面板
210‧‧‧基板
B‧‧‧接合區
220‧‧‧感測電極層
221X‧‧‧第一電極
221Y‧‧‧第二電極
222‧‧‧連接部
223‧‧‧絕緣部
224‧‧‧跨接部
230‧‧‧信號引線層
230a‧‧‧信號引線
240‧‧‧導電保護層
240a‧‧‧導電塊
250‧‧‧遮蔽層
260‧‧‧引線保護層
260a‧‧‧引線保護
270‧‧‧各向異性導電膠層
280‧‧‧軟性電路板
第1圖顯示在本發明一實施例的觸控面板的上視圖。
第2圖顯示在本發明一實施例的觸控面板的接合區的上視圖。
第3圖顯示在本發明一實施例的觸控面板的接合區的剖面圖。
第4圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的接合區的剖面圖。
第5圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的剖面圖。
第6圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的上視圖。
第7圖顯示在本發明另一些實施例中的觸控面板的接合區的上視圖。
第8圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的接合區的剖面圖。
第9圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的接合區的剖面圖。
第10圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的上視圖。
第11圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的上視圖。
第12圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板的剖面圖。
第13A至13F圖顯示形成觸控面板的各階段剖面圖。
因本發明之不同特徵而提供數個不同的實施例。本發明中特定的組件及安排系為了簡化，但本發明並不以這些 實施例為限。舉例而言，於第二元件上形成第一元件的描述可包括第一元件與第二元件直接接觸的實施例，亦包括具有額外的元件形成在第一元件與第二元件之間、使得第一元件與第二元件並未直接接觸的實施例。此外，為簡明起見，本發明在不同例子中以重複的元件符號及/或字母表示，但不代表所述各實施例及/或結構間具有特定的關係。
第1圖顯示在本發明一實施例的觸控面板100的上 視圖。為了簡明起見，在第1圖中僅繪出與本發明實施例直接相關的觸控面板100的部分元件。參見第1圖，觸控面板100包括一基板110。基板110之材料為乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚醚碸(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基(polyallylate)、聚碳酸酯(PC)、或其類似物。基板110可為硬質基板或可撓式基板。基板110可為平面形狀、曲面形狀或其他不規則形狀。
感測電極層120設置在基板110上。感測電極層120 具有複數條第一電極121X，在另一實施列中，感測電極層120的圖案並不限於此，感測電極層120除了可以是本實施例中在基板的一個表面上只有一個方向的電極的態樣，也可以是在基板的一個表面上具有倆個不同方向的電極的態樣，本實施例僅以，感測電極層120為在基板的一個表面上只有一個方向的電極為例。值得注意的是，該感測電極層120還具有第二電極121Y(圖中未示)，該第二電極121Y相對於第一電極121X可以設置在該基板110的另外一面，也可以設置在另外一塊基板上。形成感測電極層120所採用的透明導電材料包括氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide,CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銦錫鋅(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide,CdO)、氧化鉿(hafnium oxide,HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)，納米銀線、納米碳管、石墨烯等。
信號引線層130，設置於該基板110上，信號引線 層130包含複數信號引線130a，每一信號引線130a的一端分別電性連接於感測電極層120的第一電極121X上，另一端彙聚至基板110之一邊緣區域，形成接合區B，信號引線130a之間彼此電性絕緣。信號引線層130的材料例如為銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鋁(Al)或上述之組合，在一較佳實施列中，信號引線層130為鉬鋁鉬三層疊構，其中鋁層夾設與二層鉬層之間。
請配合參考第2圖和第3圖，第2圖中顯示的是第1 圖中接合區B的上視圖，第3圖為第2圖中接合區的剖面圖。在第2圖中顯示一導電保護層140，包含複數導電塊140a，每一導電塊140a分別位於該接合區B內的每一信號引線130a上。導電保護層140的材料包括金屬材料、非金屬材料或金屬材料與非金屬材料的混合物，其中金屬材料例如為銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鋁(Al)或上述之組合；非金屬材料例如為導電油墨，其主要由顏料(pigment)、連接料(binder)與助劑(additives)所組 成。
請配合參考第4圖，在一較佳實施列中，導電塊 140a可以完全覆蓋住位於接合區B中的信號引線130a。因此採用該結構，可以減少信號引線130a在制程中受到風刀或者水洗等外力衝擊下脫落的風險。
在一實施列中，如果信號引線130a採用金屬疊層 結構(如鉬鋁鉬)的時候，由於該金屬疊層結構中金屬的活潑性比較強，在空氣中容易被氧化而形成一層不導電的金屬氧化物，最終影響信號引線130a的導電性，此時如果採用導電塊140a完全覆蓋信號引線130a的方式可以將信號引線130a與空氣隔絕，防止金屬被氧化。
在一較佳實施列中，導電保護層140包括有機材 料，其中有機材料主要為樹脂類材料、矽烷類材料或其混合物等。而該樹脂類材料主要包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧改性乙烯基樹脂或有機矽樹脂等。 藉此通過有機材料特別是樹脂類材料的高附著力來提高導電保護層140與信號引線層130之間的附著關係，以使得導電塊140a更好的附著在信號引線130a上。
請配合參考第5圖，顯示在本發明第1圖中觸控面 板的剖面圖。如第5圖所示，在一實施列中，觸控面板100上更進一步的包括各向異性導電膠層170。各向異性導電膠層170設置于接合區B內並覆蓋位於接合區B內的導電保護層140a與信號引線130a。在各向異性導電膠層170上設置有軟性電路板180。藉由各向異性導電膠層170黏著固定軟性電路板180，使 得軟性電路板180可通過各向異性導電膠層170與導電保護層130a電性連接，再藉由導電保護層130與信號引線130a電性連接。信號引線層130和軟性電路板180之間的連接關係是通過壓合信號引線層130、導電保護層140、各向異性導電膠層170和軟性電路板180四者而形成的黏著固定關係。藉此由感測電極層120產生的觸控信號可以由信號引線層130傳輸到軟性電路板180上，再通過軟性電路板180與控制器(圖中未示)連接，最終達成觸控偵測功能。
由於導電保護層140具有導電性，故在設置各向異 性導電膠層170之前，不需移除導電保護層140，而可直接將各向異性導電膠層170形成於導電保護層140，並在其上設置軟性電路板180，即可達到電性連接之目的。此外，導電保護層140可提供較平整、較大的電性接觸表面，故有利於與軟性電路板180之間的電性連接。
在上述實施列中，信號引線層130、導電保護層 140、各向異性導電膠170與印刷電路板180壓合過程中，由於導電保護層140直接位於信號引線層130和各向異性導電膠170之間，能取到較好的隔離緩衝保護作用，可避免信號引線層130在壓合過程中被壓裂。因此導電保護層140具有厚度上的要求。相應的導電保護層140中的導電塊140a厚度範圍一般控制在1μm至10μm，因為當導電塊140a的厚度小於1um的時候，該導電塊140a由於厚度太薄不具有較好的緩衝作用，容易導致信號引線130a與導電塊140a一起被壓裂的情況。當然導電塊140a的厚度也不宜大於10um，因為各向異性導電膠170的厚度 一般小於12um，如果導電塊140a厚度過厚(如大於10um)，容易造成信號引線130a與導電塊140a組合後的高度過高，相互鄰近的兩組信號引線130a與導電塊140a組合之間的凹槽過深，各向異性導電膠170沒有辦法完全填充該凹槽，最終造成未填充區域存在空氣而產生氣泡，影響壓合品質。
第6圖顯示在本發明另一實施例的觸控面板200的 上視圖，在該實施列中僅繪出與本發明實施例直接相關的觸控面板200的部分元件。一感測電極層220設置在基板210上。感測電極層220是在基板210的一個表面上具有倆個不同方向的電極的態樣，具體為感測電極層220可包含複數個排列成列的第一電極221X，複數個排列成行的第二電極221Y以及連接相鄰的第二電極221Y的複數連接部222。在感測電極層220的各連接部222上方為絕緣部223。在一些實施例中，絕緣部223為有機或無機的絕緣材料，例如為聚亞醯胺(polyimide)、環氧樹脂等材料。在絕緣部223上為跨接部224，跨接部224電性連接相鄰的第一電極。跨接部234可為銀、鋁等金屬材料、銦錫氧化物(ITO)等透明導電材料、或前述之組合。一信號引線層230，設置於該基板210上，該信號引線層230包含複數信號引線230a，每一信號引線230a的一端分別電性連接於該感測電極層220的第一電極221X或第二電極221Y上，另一端彙聚至基板210之一邊緣區域，形成接合區B，信號引線230a之間彼此電性絕緣。
在一實施列中，觸控面板200可進一步包括一遮蔽 層250(第6圖中未顯示，參照第7圖)設置於基板210上的邊緣區 域，由於遮蔽層250具有遮蔽效果，通常利用遮蔽層250來遮蔽觸控面板200的周邊元件(如信號引線層230等)，因為如果這些周邊元件不被遮蔽的話，使用者在使用觸控面板200的時候會直接看到這些周邊組件的存在，影響觸控面板200的美觀。 本實施例中，基板210上被遮蔽層250所覆蓋的區域界定出一非可視區，可視區對應非可視區存在，如非可視區可以位於可視區的至少一側邊，以構成相對位置關係。接合區B位於非可視區內。感測電極層220設置在基板210上並自可視區延伸至遮蔽層250上。
遮蔽層250可為主要由樹脂、顏料、感光劑和溶劑 組成的有色光阻材料。在一些實施例中，遮蔽層220採用黑色光阻材料，如聚亞醯胺或油墨材料。
請配合參考第7圖和第8圖，第7圖中顯示的是第6 圖中接合區B的上視圖，第8圖為第7圖中接合區的剖面圖。第7圖中顯示一導電保護層240，包含複數導電塊240a，每一導電塊240a分別位於該接合區B內的每一信號引線230a上，且該等信號引線230a之間彼此電性絕緣。
請配合參考第9圖，在一較佳實施列中，導電塊 240a可以完全覆蓋住位於結合區B中的信號引線230a。因此採用該結構，一方面，可以減少信號引線230a在制程中受到風刀或者水洗等外力衝擊脫落的風險。另一方面，由於信號引線層230是直接形成在遮蔽層250上的，當遮蔽層250採用油墨材料印刷時，容易出現表面不平整等問題，而這些問題會導致信號引線層230難以附著在遮蔽層250上，最終導致信號引線層230 出現脫落等問題，因此採用導電塊240a完全覆蓋信號引線230a的方式，可以將信號引線230a進一步的附著在遮蔽層250上。
在一實施列中，如果信號引線230a採用金屬疊層 結構的時候，由於該金屬疊層結構活性比較強，在空氣中容易被氧化而形成一層不導電的金屬氧化物薄膜，最終影響信號引線230a的導電性，此時如果採用導電塊240a完全覆蓋信號引線230a的方式可以將信號引線230a與空氣隔絕，防止其間的金屬被氧化。
在一較佳實施列中，該導電保護層240包括有機材 料，其中有機材料主要為樹脂類材料、矽烷類材料或其混合物等。而該樹脂類材料主要包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧改性乙烯基樹脂或有機矽樹脂等。 通過有機材料特別是樹脂類材料的高附著力來提高導電保護層240與遮蔽層250的附著關係，以使得信號引線層230更好的附著在遮蔽層250上。
請配合參考第10圖，在一較佳實施列中更包括一 引線保護層260覆蓋該接合區B外的該等信號引線230a。該引線保護層260可以為是導電材料製作而成或由絕緣材料製作而成。值得注意的是該引線保護層260的形成並不以感測電極層220的圖案不同而受限制，在其他實施列中，該引線保護層260也可以形成在如第1圖所示的觸控面板100的結構上。
請配合參考第10圖，當引線保護層260為導電材料 時，該引線保護層260包含複數引線保護260a，每一引線保護260a分別覆蓋位於該接合區B外的每一信號引線230a上，且該 等信號引線230a彼此電性絕緣。該引線保護層260包括有機材料，其中有機材料主要為樹脂類材料、矽烷類材料或其混合物等。而該樹脂類材料主要包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧改性乙烯基樹脂或有機矽樹脂等。 通過有機材料特別是樹脂類材料的高附著力來提高引線保護層260與遮蔽層250的附著關係，以使得信號引線層230更好的附著在遮蔽層250上。同時，具有導電功能的引線保護層260可用於防止信號引線230a局部斷裂時，仍然能保證信號引線的信號傳輸功能。
請配合參考第11圖，當引線保護層260為絕緣材料 時，引線保護層260全面覆蓋於整層信號引線層230上。引線保護層260的材料可以為主要由樹脂、顏料、感光劑和溶劑組成的有色光阻材料。在一些實施例中，遮蔽層250採用黑色光阻材料，如聚亞醯胺或油墨材料。藉此通過引線保護層260的存在增加遮蔽層150的遮蔽性，進一步減少信號引線層130等其他周邊元件的可視問題。
請配合參考第12圖，顯示在本發明第6圖中觸控面 板的剖面圖。如第12圖所示，相對於第5圖來說，本實施例中觸控面板200上更進一步的包括一遮蔽層250，遮蔽層250所覆蓋的區域界定出一非可視區，可視區對應非可視區的存在，接合區B於遮蔽層250上，感測電極層220設置在基板210上並自可視區V延伸至遮蔽層250上，而相應的信號引線層230、導電保護層240、各向異性導電膠層270和軟性電路板880四者位置關係與第5圖相同，因此不再贅述。
請配合參照第13A至13F圖，第13A至13F圖顯示一實施列中形成觸控面板100的各階段剖面圖。
如第13A圖所示，提供一基板110，於該基板上界定一接合區B；如第第13B圖所示，形成一感測電極層120的第一電極121X於該基板110上；如第13C圖所示形成一信號引線層130，該信號引線層130包含複數信號引線130a，且每一信號引線130a的一端電性連接於該感測電極層120上的第一電極121X上，另一端彙聚至該接合區B上；如第13D圖所示，形成一導電保護層140，包含複數導電塊140a，每一導電塊140a分別位於該接合區B內的每一信號引線130a上，且該等信號引線130a彼此電性絕緣。
如第13E圖所示，在一較佳實施列中，進一步包括形成一各向異性導電膠層170于該接合區B內並覆蓋位於該接合區B內的該等導電保護層140a和信號引線130a。
如第13F圖所示，形成一軟性電路板180，該軟性電路板180藉由該各向異性導電膠層170黏著固定，並通過該各向異性導電膠層170與該等信號引線130a電性連接。
值得注意的是，觸控面板200的形成方式與觸控面板100的形成方式大致相同，唯一區別在於在形成感應電極層200前更包括一步驟形成遮蔽層250，遮蔽層250所覆蓋的區域界定出一非可視區，可視區對應非可視區的存在，接合區B於遮蔽層250上，感測電極層220設置在基板210上並自可視區延伸至遮蔽層250上，其他步驟與第13A至13F圖相同，因此不再贅述。
本發明中提供一種具有導電保護層的觸控面板。 由於導電保護層位於信號引線上，一方面在信號引線層、導電保護層、導電膠與印刷電路板壓合過程中，由於導電保護層直接位於信號引線層和導電膠之間，能取到較好的隔離緩衝保護作用，可避免信號引線層的在壓合過程中被壓裂；另一方面導電層塊能夠提供較平整、較大的電性接觸表面，有利於信號引線層與軟性電路板之間的電性連接。藉此可以改善觸控面板中信號引線層與軟性電路板之間的電性連接的穩定性，以提高產品良率。
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准。
210‧‧‧基板
120‧‧‧感測電極層
B‧‧‧接合區
100‧‧‧觸控面板
130a‧‧‧信號引線
140a‧‧‧導電保護層
170‧‧‧各向異性導電膠層
180‧‧‧軟性電路板

Claims (17)

  1. 一種具有導電保護層的觸控面板，其特徵在於，包括：一感測電極層，設置於一基板上；一信號引線層，位於該基板上，該信號引線層包含複數信號引線，且每一信號引線的一端電性連接於該感測電極層上，另一端彙聚至該基板一邊緣區域內，形成一接合區；一導電保護層，包含複數導電塊，每一導電塊分別位於該接合區內的每一信號引線上，且該等信號引線彼此電性絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電保護層包括金屬材料、非金屬材料或金屬材料與非金屬材料的混合物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該導電保護層為導電油墨。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電保護層包括有機材料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該有機材料為樹脂類材料、矽烷類材料或其混合物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中該樹脂類材料包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧改性乙烯基樹脂或有機矽樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電 塊厚度範圍為1μm至10μm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電塊完全覆蓋該信號引線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中更包括一遮蔽層，設置於該基板與該信號引線層之間，該遮蔽層的設置區域定義出該非可視區，且該接合區位於該非可視區的遮蔽層上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該感測電極層包含：複數個排列成列的第一電極、複數個排列成行的第二電極，以及複數個連接相鄰該第二電極的連接部；複數跨接部，用以連接在同一列上且相鄰的該第一電極；以及複數絕緣部，設置於該連接部與該跨接部之間。
  11. 如申請專利範圍第1或9項所述之觸控面板，其中更包括一引線保護層，覆蓋位於該接合區外的該等信號引線。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板，其中該引線保護層為導電層時，該引線保護層包含複數引線保護塊，每一保護塊分別覆蓋位於該接合區外的每一信號引線上，且該等信號引線彼此電性絕緣。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板，其中該引線保護層為絕緣層。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板，其中更包括一軟性電路板，該軟性電路板由各向異性導電膠層黏著固定，並通過該各向異性導電膠層與該等信號引線連接。
  15. 一種具有導電保護層的觸控面板的製作方法，其特 徵在於，該觸控面板的製作方法的步驟包括：形成一感測電極層於一基板上；形成一信號引線層，位於該基板上，該信號引線層包含複數信號引線，且每一信號引線的一端電性連接於該感測電極層上，另一端彙聚至該基板一邊緣區域內，形成接合區；形成一導電保護層，包含複數導電塊，每一導電塊分別位於該接合區內的每一信號引線上，且該等信號引線彼此電性絕緣。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控面板的製作方法，其中進一步包括形成一各向異性導電膠層于該接合區內並覆蓋位於該接合區內的該等信號引線。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的製作方法，其中進一步包括形成一軟性電路板，該軟性電路板由該各向異性導電膠層黏著固定，並通過該各向異性導電膠層與該等信號引線電性連接。
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