TW201426459A - 觸控面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控面板，界定有感測區與位於感測區邊緣的線路區，所述觸控面板包括電極層、第一導線層、第二導線層及絕緣層。電極層位於感測區內。第一導線層位於線路區內且與電極層電性連接。第二導線層與第一導線層於線路區內電性連接。絕緣層於線路區內是設置在第一導線層與第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，第一導線層與第二導線層通過第一貫穿孔電性連接。本發明同時公開一種觸控面板的製造方法。上述觸控電極結構可以用於尺寸較大的觸控面板，即在不增加觸控面板邊框遮蔽區域寬度下，同時改善大尺寸面板所產生的信號衰減的問題。

Description

觸控面板及其製造方法

本發明乃是關於一種觸控技術，特別是指一種觸控面板及其製造方法。

如圖1所示，是一種傳統的觸控面板結構示意圖。該觸控面板10包括垂直交錯設置的第一電極1和第二電極2。第一電極1和第二電極2的兩端通過導線3引出並彙聚到控制器4。外界導電物體對電極的觸摸會導致某些第一電極1和第二電極2上的電參數發生變化，電參數發生變化的電信號傳送到控制器4中，經過計算得到觸摸的位置，從而進一步實現觸控功能。可以理解，隨著觸控面板尺寸增大，導線3從一端彙聚到控制器4所經過的路徑也會變長，依據電阻定律R=ρL/S(ρ為導線3材料的電阻率、L為導線3的長度、S為導線3的截面面積)，在ρ和S不變的情況下，導線3長度的增加會導致線阻變大，引起觸控信號的衰減。通常的解決方案，可以通過增加導線3的寬度以增大導線3的截面面積，進而平衡導線3變長下的線阻，進而改善觸控信號的衰減問題。但由於增加了導線3的寬度，後續將觸控面板應用於觸控顯示裝置時，為了避免導線3可視，觸控顯示裝置的邊框遮蔽區域(如常見觸控手 機的不可視區)亦將變寬，如此不能滿足窄邊框觸控顯示裝置的產品需求。

基於此，有必要提供一種減少觸控信號衰減的觸控面板及其製造方法，可在滿足窄邊框的產品需求下，仍能改善大面板的信號衰減問題。

本發明實施例提供一種觸控面板，界定有感測區與位於所述感測區邊緣的線路區，其中所述觸控面板包括電極層、第一導線層、第二導線層及絕緣層。電極層位於感測區內。第一導線層位於線路區內且與電極層電性連接。第二導線層與第一導線層於線路區內電性連接。絕緣層於線路區內是設置在第一導線層與第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，第一導線層與第二導線層通過第一貫穿孔電性連接。

本發明實施例提供一種觸控面板的製造方法，觸控面板界定有感測區與位於所述感測區邊緣的線路區，觸控面板的製造方法包括：形成電極層於感測區內；形成第一導線層於於線路區內，且第一導線層與電極層電性連接；形成第二導線層，且第二導線層與第一導線層於線路區內電性連接；形成絕緣層，絕緣層於線路區內是設置在第一導線層與第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，第一導線層與第二導線層通過第一貫穿孔電性連接。

綜上所述，本發明實施例所提出之觸控面板，通過 雙層的導線層設計，在不增加導線層的寬度下，變相加大電阻面積，進而平衡了電阻值，藉此在不增加觸控面板邊框遮蔽區域寬度下，同時改善大尺寸面板所產生的信號衰減的問題，使得觸控面板可以應用到尺寸較大的觸控產品中。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1‧‧‧第一電極

2‧‧‧第二電極

3‧‧‧兩端通過導線

4‧‧‧控制器

10、100、200‧‧‧觸控面板

102、202‧‧‧感測區

104、204‧‧‧線路區

110、210‧‧‧基板

120、220‧‧‧電極層

122‧‧‧第一方向電極單元

124‧‧‧第二方向電極單元

126‧‧‧連接線

130、230‧‧‧第一導線層

132、232‧‧‧第一導線

140、240‧‧‧絕緣層

142、242‧‧‧第一貫穿孔

143‧‧‧第二貫穿孔

150、250‧‧‧第二導線層

152、252‧‧‧第二導線

154‧‧‧橋接線

S101~S106、S201~S206‧‧‧步驟

圖1為傳統的觸控面板結構示意圖。

圖2為根據本發明一實施例的觸控面板的爆炸圖。

圖3為根據本發明另一實施例的觸控面板的爆炸圖。

圖4為根據本發明又一實施例的觸控面板的爆炸圖。

圖5為根據本發明一實施例的觸控面板的製造方法流程圖。

圖6a~圖6c為圖5所示流程圖中於不同步驟之觸控面板的俯視圖。

圖6d是圖6c沿A-A’剖面線的剖視圖。

圖7為根據本發明另一實施例的觸控面板的製造方法流程圖。

圖8a~圖8c為圖7所示流程圖中於不同步驟的觸控面板的俯視圖。

圖8d是圖8c沿B-B’剖面線的剖視圖。

請參閱圖2，圖2為根據本發明一實施例的觸控面板 的爆炸圖。觸控面板100界定有感測區102與位於感測區102邊緣的線路區104，觸控面板100包括電極層120、第一導線層130、絕緣層140以及第二導線層150。線路區104位置和數量可根據電極層120的具體結構和第一導線層130所包含的第一導線132的數目作調整，例如，線路區104可位於電極層120的一側或一側以上。電極層120位於感測區102內，第一導線層130位於線路區104內且與電極層120電性連接。第二導線層150與第一導線層130於線路區104內電性連接。絕緣層140於線路區104內可設置在第一導線層130與第二導線層150之間，且在線路區104內的絕緣層140上設有多個第一貫穿孔142，而前述的第一導線層130與第二導線層150通過設於絕緣層140上的第一貫穿孔142彼此電性連接。

在本實施例中，觸控面板100更包括基板110，第一導線層130與電極層120設置在基板100上，絕緣層140於感測區102內可設置在電極層120上，絕緣層140於線路區104內則可設置在第一導線層130上，其中設置在電極層120上的絕緣層140可用以保護電極層120。

基板110可以是玻璃基板或者聚對苯二甲酸類塑膠(Polyethylene terephthalate，PET)等透明基板。基板110可為平面形狀、曲面形狀，或兩者之組合的形狀，進而適應不同的觸控產品需要。基板110還可為硬質基板或可擾式基板。

電極層120可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)層、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)層、石墨烯(Graphene) 層、高分子導電(Conductive Polymer)層以及氧化金屬(ITO、AZO......Gel)層等。較特別地，當電極層120採用奈米銀絲等易被氧化的材料，設置於電極層120上的絕緣層140還隔絕部分空氣，提高電極層的抗氧化能力。

第一導線層130包含多條第一導線132，第二導線層150包含多條分別與第一導線132對應的第二導線152。上述的第一貫穿孔142在絕緣層140上的位置與第一導線132及第二導線152的位置相對應。

第一導線層130與電極層120可採用相同的透明導電材料，例如第一導線層130和電極層120可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)、石墨烯(Graphene)、高分子導電(Conductive Polymer)以及氧化金屬(ITO、AZO......Gel)等製成，因兩者採用相同的透明導電材料，因此兩者可同時形成，但視情況，亦可不同時形成，另外第一導線層130與電極層120亦可採用不同的導電材料，例如電極層120仍為上述的透明導電材料，但第一導線層130可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合，其中，優先地，第一導線層130採用金屬材料，金屬材料具有較佳的導電率。

絕緣層140於線路區104內可設置在第一導線層130與第二導線層150之間，其上的第一貫穿孔142與第一導線132的位置對應，第一貫穿孔142的數量可根據第一導線132的長度確定， 即，與較長的第一導線132對應的位置上可具有較多的第一貫穿孔142，與較短的第一導線132對應的位置上可具有較少的第一貫穿孔142，但其形成數量並不以此為限，可視不同設計而有不同的對應數量或位置。絕緣層140可為透明絕緣層，可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂(Epoxide Resin)等透明絕緣材料製成。在一個實施例中，絕緣層140於感測區102內可設置在電極層120上，更甚者，由於電極層120內部為間隔設置的電極單元，因此電極單元之間存在空隙，而絕緣層140在此狀況下亦可填充於這些空隙而設置在基板110上。另，通過調整絕緣層140的折射率，可減少電極層120可能存在的可視問題，更具體地，根據電極層120材料的不同，絕緣層140可選用折射率大於電極層120折射率0.1的材料，或者選用折射率小於電極層120折射率0.1的材料。在另一實施例中，絕緣層140為不同折射率材料所構成的疊層結構，即可通過調節不同疊層材料的折射率，達到調節整體觸控電極結構光學外觀的目的。

第二導線層150可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合，其中，優先地，第二導線層150採用金屬材料，金屬材料具有較佳的導電率。請參閱圖3，圖3為根據本發明另一實施例的觸控面板的爆炸圖。在此實施例中，電極層120包括間隔排列的第一方向電極單元122和第二方向電極單元124，以及連接相鄰第二方向電極單元124的連接線126，且第一方向電極單元122位於連接線126兩側。第一 方向電極單元122沿第一方向排列，第二方向電極單元124沿第二方向排列，較佳地，第一方向和第二方向相互垂直。第二方向電極單元124由連接線126電性連接形成第二方向電極。

相應地，在本實施例中，位於感測區104內的絕緣層140上設有多個第二貫穿孔143，且第二貫穿孔143裸露部分第一方向電極單元122。第二貫穿孔143與第一貫穿孔142可在同一步驟中形成。值得注意的是，對應於各第一方向電極單元122的第二貫穿孔143的數量可不限定(如圖3中的單一個數，且其形狀亦可為方形等各種形狀)。同時，第二導線層150還包括複數橋接線154，橋接線154設置於位於感測區102內的絕緣層140上，且橋接線154通過第二貫穿孔143電性連接相鄰的第一方向電極單元122。通過橋接線154的連接，在第一方向上排列的間隔的第一方向電極單元122被連接起來形成第一方向電極。較佳地，第二導線152與橋接線154採用相同的導電材料並同時形成，但兩者亦可採用不同的材料。

除以上描述外，本實施例與前一實施例在其它元件的連接關係與材料使用、製造程式上大體相似，在此不再加以贅述。

在其他實施例中，可再進一步利用觸控面板線路區的縱向空間，例如在線路區104內可以在第二導線層150上疊設形成第三導線層(圖未示)，以進一步增強導線層傳輸信號的效果。

另，在圖2和圖3的實施例中，觸控面板依序為基板110、第一導線層130、絕緣層140、第二導線層150，但各元件的 堆疊結構不限於上述順序。請參閱圖4，圖4為根據本發明又一實施例的觸控面板的爆炸圖。如圖4所示，觸控面板200的第二導線層250於線路區204內是設置在基板210上；絕緣層240於感測區202內是設置在基板210上，絕緣層240於線路區204內是設置在第二導線層250上，且位於線路區204內的絕緣層240上設有多個第一貫穿孔242，第一貫穿孔242的位置與第二導線層250的位置相對應；電極層220和第一導線層230設置於絕緣層240上，且第一導線層230與第二導線層250通過第一貫穿孔電性連接。電極層220亦可採用如圖3的雙軸向電極結構，或其它類型的電極結構，本領域具有通常知識者應不難理解，當電極層220採用如圖3的電極結構時，設置於基板210上的第二導線層250亦可包含複數位於感測區202內的橋接線，同時位於感測區202內的絕緣層240上亦可對應地設有多個第二貫穿孔。

除以上描述外，本實施例與前述實施例在其它元件的連接關係與材料使用、製造程式上大體相似，在此不再加以贅述。另，本發明同時提供一種形成上述觸控面板的製造方法，包括以下步驟：形成電極層於感測區內；形成第一導線層於線路區內，且第一導線層與電極層電性連接；形成第二導線層，且第二導線層與第一導線層於線路區內電性連接；以及形成絕緣層，絕緣層於線路區內是設置在第一導線層與第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，第一導線層與第二導線層通過第一貫穿孔電性連接。

上述步驟可依據不同順序形成，更具體地，可採用以下方式形成上述實施例的觸控面板。

請參閱圖5，圖5為根據本發明一實施例的觸控面板的製造方法流程圖。如圖5所示，所述方法包括如下步驟。

步驟S101：提供基板。基板110可以是玻璃基板或者聚對苯二甲酸類塑膠(Polyethylene terephthalate，PET)等透明基板。基板110可為平面形狀、曲面形狀，或兩者之組合的形狀，進而適應不同的觸控產品需要。基板110還可為硬質基板或可擾式基板。

步驟S102：在基板上形成透明導電層。透明導電層可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)層、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)層、石墨烯(Graphene)層、高分子導電(Conductive Polymer)層以及氧化金屬(ITO、AZO......Gel)層等。形成透明導電層的方式可以採用印刷、沉積、濺射等工藝。

步驟S103：蝕刻透明導電層形成電極層和第一導線層。請參閱圖6a，第一導線層130與電極層120形成於基板110上，且第一導線層130位於線路區104內，電極層位於感測區102內。第一導線層130包含多條第一導線132，所述第一導線132分別與電極層120中的不同電極電性連接。在本實施例中，第一導線層130與電極層120採用相同的透明導電材料，且兩者同時形成，但視情況，亦可不同時形成，另外第一導線層130與電極層120亦可採用不同的導電材料，例如電極層120仍為上述的透明導電材料，但第 一導線層130可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合，其中，優先地，第一導線層130採用金屬材料，金屬材料具有較佳的導電率。

步驟S104：在第一導線層上形成絕緣層。請參閱圖6b，絕緣層140形成於第一導線層130上。在本實施例中，絕緣層140同時形成於電極層120上，亦即絕緣層140於感測區102內是形成於電極層120上，絕緣層於線路區104內是形成於第一導線層130上。絕緣層140可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂(Epoxide Resin)等透明絕緣材料製成。

步驟S105：在絕緣層上形成第一貫穿孔。絕緣層140上形成有第一貫穿孔142，且第一貫穿孔142的位置與第一導線132的位置相對應。在另一實施例中，可採用印刷工藝直接形成具第一貫穿孔142的絕緣層。請再參閱圖3，當電極層120採用如圖3的電極結構，即電極層120包括間隔排列的第一方向電極單元122和第二方向電極單元124，以及連接相鄰第二方向電極單元122的連接線126，且第一方向電極單元122位於連接線124兩側，此時，位於感測區102內的絕緣層140上還形成有多個第二貫穿孔143，且第二貫穿孔143裸露部分第一方向電極單元122。第一貫穿孔142和第二貫穿孔143可在同一步驟中形成。

步驟S106：在絕緣層上形成第二導線層，並使第二導線層通過第一貫穿孔與第一導線層電性連接。請參閱圖6c，在絕緣層140上與第一導線層130相應的位置形成第二導線層150。第 二導線層150可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合。其中，優先地，第二導線層150採用金屬材料等導電率較好的材料。當電極層120採用如圖3的電極結構時，第二導線層150還包括複數橋接線154，橋接線154形成於位於感測區102內的絕緣層140上，且橋接線154通過第二貫穿孔143電性連接相鄰的第一方向電極單元122。

請參閱圖6d，圖6d是圖6c中沿A-A’剖面線的剖視圖(即位於線路區104的堆迭結構)。絕緣層140覆蓋於第一導線層130及基板110上，第二導線層150通過開設於絕緣層140上的第一貫穿孔142與第一導線層130電性連接。在其他的實施例中，也可以先在基板上形成第二導線層，然後再依次形成絕緣層和第一導線層及電極層。

請參閱圖7，圖7為根據本發明另一實施例的觸控面板的製造方法流程圖。如圖7所示，所述方法包括如下步驟。

步驟S201：提供基板。基板210可以是玻璃基板或者聚對苯二甲酸類塑膠(Polyethylene terephthalate，PET)基板。

步驟S202：在基板上形成第二導線層。請參閱圖8a，在基板210上形成第二導線層250於線路區104內。第二導線層250包括多條第二導線252。第二導線層250可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合。其中，優先地，第二導線層250採用金屬材料等導電率較好的材料。

步驟S203：在第二導線層上形成絕緣層。請參閱圖 8b，在第二導線層250上覆蓋形成絕緣層240。在此步驟中，絕緣層240亦可延伸至感測區202而形成在基板210上，亦即絕緣層240於感測區202內是形成於基板210上，絕緣層240於線路區204內是形成於第二導線層250上。絕緣層240可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂(Epoxide Resin)等透明絕緣材料製成。

步驟S204：在線路區的絕緣層上形成第一貫穿孔。位於線路區104的絕緣層240上形成有第一貫穿孔242，且第一貫穿孔242的位置與第二導線252的位置相對應。在另一實施例中，可採用印刷工藝直接形成具第一貫穿孔242的絕緣層。

步驟S205：在感測區與線路區的絕緣層上形成透明導電層。透明導電層可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)層、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)層、石墨烯(Graphene)層、高分子導電(Conductive Polymer)層以及氧化金屬(ITO、AZO......Gel)層等。形成透明導電層的方式可以採用印刷、沉積、濺射等工藝。

步驟S206：蝕刻透明導電層形成電極層和第一導線層，並使第二導線層通過第一貫穿孔與第一導線層電性連接。請參閱圖8c，在位於感測區202內的絕緣層240上形成電極層220，在位於線路區204內的絕緣層240上形成第一導線層230。第一導線層230包含多條第一導線232，分別與電極層220中的不同電極電性連接。在本實施例中，第一導線層230與電極層220採用相同的透 明導電材料同時形成，但視情況，亦可不同時形成，另外第一導線層230與電極層220亦可採用不同的導電材料，例如電極層220仍為上述的透明導電材料，但第一導線層230可採用鋁、銀、銅等金屬材料、鉬鋁鉬等合金材料、氧化銦錫等透明材料，或前述之組合，其中，優先地，第一導線層230採用金屬材料，金屬材料具有較佳的導電率。

請參閱圖8d，圖8d是圖8c中沿B-B’剖面線的剖視圖(即位於線路區204的堆迭結構)。絕緣層240覆蓋於第二導線層250及基板210上，第一導線層230通過開設於絕緣層240上的第一貫穿孔242與第二導線層250電性連接。

另，在本實施例中，本領域具有通常知識者應不難理解，當電極層220採用如圖3或圖4的電極結構時，第二導線層250亦需對應形成橋接線於步驟S202中，延伸至感測區202的絕緣層240亦可在步驟S204中對應形成第二貫穿孔。依據上述各實施例，通過雙層的導線層設計，在不增加導線層的寬度下，變相加大導線面積，進而平衡了電阻值，藉此在不增加觸控面板邊框遮蔽區域寬度下，同時改善大尺寸面板所產生的信號衰減的問題，使得該觸控面板可以應用到尺寸較大的觸控產品中。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域具有通常知識者來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些 都屬於本發明的專利保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附請求項為准。

100‧‧‧觸控面板

102‧‧‧感測區

104‧‧‧線路區

110‧‧‧基板

120‧‧‧電極層

130‧‧‧第一導線層

132‧‧‧第一導線

140‧‧‧絕緣層

142‧‧‧第一貫穿孔

150‧‧‧第二導線層

152‧‧‧第二導線

Claims (13)

1. 一種觸控面板，界定有感測區與位於該感測區邊緣的線路區，其中該觸控面板包括：電極層，位於該感測區內；第一導線層，位於該線路區內，且與該電極層電性連接；第二導線層，與該第一導線層於該線路區內電性連接；以及絕緣層，於該線路區內是設置在該第一導線層與該第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，該第一導線層與該第二導線層通過該第一貫穿孔電性連接。
2. 如請求項1所述的觸控面板，其中該第一導線層包含多條第一導線，該第二導線層包含多條分別與該多條第一導線對應的第二導線。
3. 如請求項1所述的觸控面板，其中該第一導線層與該電極層設置在一基板上，該絕緣層於該感測區內是設置在該電極層上，該絕緣層於該線路區內是設置在該第一導線層上。
4. 如請求項1所述的觸控面板，其中該第一導線層與該電極層採用相同的透明導電材料。
5. 如請求項3所述的觸控面板，其中該電極層包括間隔排列的第一方向電極單元和第二方向電極單元，以及連接相鄰該第二方向電極單元的連接線，且該第一方向電極單元位於該連接線兩側，其中位於該感測區內的該絕緣層上設有多個第二貫穿孔，且該第二貫穿孔裸露部分該第一方向電極單元，以及該第二導線層還包括複數條橋接線，該橋接線設置於位於該感測區內的該絕緣層上，且該橋接線通過該第二貫穿孔電性連接相鄰的該第一方向電極單元。
6. 如請求項1所述的觸控面板，其中該第二導線層於該線路區內是設置在一基板上，以及該絕緣層於該感測區內是設置在該基板上，該絕緣層於該線路區內是設置在該第二導線層上。
7. 如請求項1所述的觸控面板，其中該第二導線層採用金屬材料、合金材料、透明導電材料之任一種或其組合。
8. 如請求項1所述的觸控面板，其中該絕緣層為不同折射率材料所構成的疊層結構。
9. 一種觸控面板的製造方法，該觸控面板界定有感測區與位於該感測區邊緣的線路區，該觸控面板的製造方法包括：形成電極層於該感測區內；形成第一導線層於該線路區內，且該第一導線層與該電極層電性連接；形成第二導線層，且該第二導線層與該第一導線層於該線路區內電性連接；以及形成絕緣層，該絕緣層於該線路區內是設置在該第一導線層與該第二導線層之間並設有多個第一貫穿孔，該第一導線層與該第二導線層通過該第一貫穿孔電性連接。
10. 如請求項9所述的觸控面板的製造方法，其中該第一導線層與該電極層形成於一基板上，該絕緣層於該感測區內是形成於該電極層上，該絕緣層於該線路區內是形成於該第一導線層上。
11. 如請求項10所述的觸控面板的製造方法，其中在該基板上形成該電極層和該第一導線層的步驟具體包括：在該基板上形成透明導電層；以及蝕刻該透明導電層形成該電極層和該第一導線層。
12. 如請求項10所述的觸控面板的製造方法，其中該電極層包括間隔排列的第一方向電極單元和第二方向電極單元，以及連接相鄰第二方向電極單元的連接線，且該第一方向電極單元位於該連接線兩側，其中位於該感測區內的該絕緣層上還形成有多個第二貫穿孔，且該第二貫穿孔裸露部分該第一方向電極單元，以及該第二導線層還包括複數條橋接線，該橋接線形成於位於該感測區內的該絕緣層上，且該橋接線通過該第二貫 穿孔電性連接相鄰的該第一方向電極單元。
13. 如請求項9所述的觸控面板的製造方法，其中該第二導線層於該線路區內是形成於一基板上，以及該絕緣層於該感測區內是形成於該基板上，該絕緣層於該線路區內是形成於該第二導線層上。