触控面板及其制造方法与流程

本发明是有关一种触控面板及其制造方法，特别是指一种能改善黑色矩阵印刷段差的触控面板及其制造方法。

背景技术：

拜科技进步所赐，人们生活上处处可见可携式电子装置的踪影，举凡笔记型电脑、平板电脑、智能型手机等，且随着使用者的依赖程度提高，可携式电子装置的功能也随之日益强大；此类产品的共通特点为具有显示荧幕，而能够展示各种多媒体影音给予使用者。再者，近年来可携式电子装置的趋势为提供较大荧幕的触控操作使得消费者操作上更加便利灵活。

一般而言，触控荧幕可分为电阻式触控荧幕以及电容式触控荧幕，电阻式触控荧幕乃是藉由使用者触控的位置，因为施加压力而产生的玻璃与电极之间产生的短路现象而加以感测；而电容式触控荧幕则是藉由使用者触控的位置，因为触碰而使得其电极之电容值产生变化而加以感测。在目前电容式触控面板的设计，主要分为薄膜式(Film-type)及玻璃式(Glass-type)触控面板，通常包括覆盖于感测电极层上方的保护玻璃(Cover Glass或者Cover Lens)，保护玻璃下表面的周围还覆盖有黑色矩阵(Black matrix，BM)，其中感测电极层是用以侦测触控位置，并于感测电极层周边设有导电线路，黑色矩阵即用于对于周边的导电线路进行遮挡。

现行制造黑色矩阵的主要方法是采用黑色油墨网印方式。例如，请参照图1，OGS或TOL的玻璃式触控面板10的制作过程，是先于玻璃基板11印刷完黑色矩阵12，再制作触控感测结构13。另外，如图2所示，薄膜式触控面板20的黑色矩阵22是采用单片印刷方式，先于保护玻璃21印刷完成，再以光学胶(OCA)24与触控感测结构23进行贴合。然而，因为印刷后产生了高度段差，使得光学胶24贴合时所产生的气泡不易去除，而面板外观也容易发生色差异常。此外，在新一代触控面板的应用上，此种单片印刷的生产方式不但效率较低，而且印刷制程所形成的黑色矩阵厚度偏厚，约10～25微米(um)，容易导致触控功能失效的现象。

目前的研究也针对这种议题提出了解决的方案。如台湾专利公告第I504983号专利，主要对于在印刷或涂布遮蔽层(即黑色矩阵)时会存在涂布不均或者微小气泡的缺陷，在强光照射下，容易显现出细小孔洞，而影响产品外观，故在遮蔽层与下方的光源之间，更设置了一非透明层，此非透明层可阻挡来自下方光源的强光照射到该些孔洞，避免该些孔洞肉眼可见。

然而，上述解决方案仅就孔洞瑕疵予以遮盖，并未直接针对结构或制程上的问题来加以探讨，于实务上实行的改善程度值得商榷。由于气泡缺陷产生的其中一个主因，乃是因为印刷段差所导致，前案并未对于此部份议题提出改善方案，即便如前述案件所提出的遮盖方式，其印刷段差仍然存在，还会有膜厚过厚以及生产效率不佳等问题，使得其所能改善的空间相当有限。因此，亟待提出一种有效解决黑色矩阵的印刷段差问题，且能充分改善现有制程或是结构，同时又能提升生产效率及质量的需求之方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种触控面板及其制造方法，能有效解决由于黑色矩阵的印刷段差而导致的气泡缺陷等各种问题。

本发明的另一目的是提供一种触控面板及其制造方法，透过黄光微影制程得以将遮光层达到厚度减薄，更可采用多排版设计，让产能及效能同步予以提升。

为实现上述目的，本发明提供一种触控装置，包含有第一和第二基板、第一和第二感测电极层、复数第一和第二导电线路、遮光层以及填充层。依照叠层顺序来说，第一基板的表面具有感测区及围绕感测区周边的边框区。第一感测电极层与第一导电线路设置于第一基板上并分别位于感测区与边框区，且第一导电线路电性连接第一感测电极层。遮光层覆盖第一导电线路并延伸至第一基板表面，且包围感测区而形成一中空凹陷，而遮光层为黑色矩阵光阻(Black Matrix Resist)经由曝光和显影所形成；填充层则填平中空凹陷，且填充层的高度齐平于遮光层。第二感测电极层与第二导电线路设置于第一基板下方并分别位于感测区与边框区，且第二导电线路电性连接第二感测电极层，第一导电线路电性连接第一导电线路。第二基板则设置于第二感测电极层与第二导电线路下方。本发明中，遮光层和填充层之间不会产生高度段差，可与之后设置的保护玻璃平整贴合，能有效解决气泡缺陷的问题。

另外，本发明也提供一种触控装置的制造方法，其步骤是先提供上、下叠层设置的第一基板与第二基板，第一基板的表面具有感测区及围绕感测区周边的边框区，第一感测电极层与复数第一导电线路形成于第一基板上并分别位于感测区与边框区，且第一导电线路电性连接第一感测电极层，而第二感测电极层与复数第二导电线路形成于第二基板上并分别位于感测区与边框区，且第二导电线路电性连接第二感测电极层，第一导电线路电性连接第一导电线路；然后，使用黑色矩阵光阻(Black Matrix Resist)，经由曝光和显影制程，而形成遮光层覆盖第一导电线路并延伸至第一基板表面，且包围感测区而形成一中空凹陷；之后，形成填充层填平中空凹陷，使填充层的高度齐平于遮光层。

相较于现有技术，本发明并非是先于保护玻璃上印刷遮光层，再与触控感测结构贴合而产生高度段差，而是透过黄光微影制程，直接于触控感测结构上制作遮光层来覆盖边框区的导电线路，然后，再以填充层填平其高度落差。因此，本发明除了可以避免印刷造成的高度段差，而避免贴合气泡的问题及减少面板外观的瑕疵，同时，使用黄光微影制程还可实现遮光层的厚度减薄，借以提升触控效能，进一步再搭配采用多排版设计，更可将产能大幅提高。

底下藉由具体实施例详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容、特点及其所达成之功效。

附图说明

图1为先前技术所提供的薄膜式触控面板的剖面结构图。

图2为先前技术所提供的玻璃式触控面板的剖面结构图。

图3为本发明之实施例所提供的触控面板的剖面结构图。

图4为本发明之实施例中第一基板与第二基板的搭接方式示意图。

图5为本发明之实施例中遮光层与填充层间的高度段差的示意图。

图6和图7为本发明之实施例所提供的触控面板之制造方法的流程图。

图8～图14为本发明之实施例所提供的触控面板之制造方法中对应各步骤的剖面结构图。

附图标号说明：

10 玻璃式触控面板

11 玻璃基板

12 黑色矩阵

13 触控感测结构

20 薄膜式触控面板

21 保护玻璃

22 黑色矩阵

23 触控感测结构

24 光学胶

100 触控面板

110 第一基板

111 感测区

112 边框区

113 导电通孔

120 第二基板

121 接垫

130 第一感测电极层

131 第一导电线路

140 第二感测电极层

141 第二导电线路

150 遮光层

160 填充层

170 保护玻璃

180 第一黏胶层

190 第二黏胶层

a、b 厚度

c 夹角

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本发明揭露一种触控面板及其制造方法，触控面板应用于譬如显示装置、平板电脑、智能型手机、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、卫星导航、车上显示器、航空用显示器或可携式DVD放影机等各种电子装置，而触控荧幕可分为电阻式触控荧幕以及电容式触控荧幕，其中电容式触控面板主要有薄膜式(Film-type)及玻璃式(Glass-type)触控面板，而本发明主要着重于薄膜式触控面板，更特别是双层薄膜式(Glass-Flim-Flim，GFF)触控面板之结构。

请参照图3，绘示本发明之实施例所提供的触控面板100的剖面结构图。

触控面板100具有第一基板110与第二基板120。其中，第一基板110表面定义出一感测区111及围绕于感测区111周边的一边框区112，用以承载第一感测电极层130及多条第一导电线路131；第一感测电极层130位于第一基板110上的感测区111，而第一导电线路131位于第一基板110上的边框区112。第二基板120是用以承载第二感测电极层140及多条第二导电线路141；第二感测电极层140位于第二基板120上对应于第一基板110的感测区111的位置，而第二导电线路141位于第二基板120上对应于第一基板110的边框区112的位置。本实施例中，第一感测电极层130为发射(TX)电极层，而第二感测电极层140为接收(RX)电极层，分别与第一导电线路131、第二导电线路141电性连接，而第一导电线路131与第二导电线路141亦电性连接。

遮光层150覆盖于边框区112，将第一导电线路141予以包覆，详细来说，遮光层150是由第一导电线路141的顶部向下延伸至第一基板110的表面，且包围感测区111而形成一中空凹陷，也就是露出了位于感测区111上的第一感测电极层130。

填充层160则覆盖于感测区111，且将遮光层150之中空凹陷予以填平，以使填充层160的高度可以与遮光层150的高度概略齐平。

此外，保护玻璃170是藉由第一黏胶层180而黏着固定于遮光层150和填充层160的上方；由于遮光层150与填充层160的高度概略齐平，并未形成高度段差，故保护玻璃170贴合于遮光层150和填充层160后，在第一黏胶层180中不会存在气泡，可以避免面板外观造成孔洞瑕疵。

而第一基板110与第二基板120之间可藉由第二黏胶层190，将两基板予以黏着固定。

另如图4所示，于第二基板120上对应第一基板110的边框区112的位置更设有以供外部进行电讯传输之多个接垫121，使部份之接垫121电性连接第一导电线路131，其余的接垫121电性连接第二导电线路141。特别的是，本发明并不局限于单一平面布线，本实施例是于第一基板110上开设多个穿孔，再藉由导电材料形成于穿孔内来制作导电通孔113，以作为第一导电线路131与第二导电线路141搭接的导通媒介，并从而电性连接接垫121，达到以双层搭接布线的方式。更佳的是，第一导电线路131与第二导电线路141为两两交错相间并排，而可藉由分别位于上、下层的第一基板110和第二基板120予以均分布线，将善用每一平面达到边框缩小，实现窄边框的面板设计需求；在实际应用上，亦可利用异形基板架构来达成双层布线分流的效果。

上述实施例中，第一基板110和第二基板120的材质可为聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)材质的薄膜，当然，其材质并不特别限定，只是在目前市面上，以PET薄膜的型态应用最为广泛。第一感测电极层130和第二感测电极层230主要是由透明导电材料所组成，例如，氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide，CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化锡(tin oxide)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide，HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesium oxide，InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)、奈米碳管(Carbon Nano Tube，CNT)、银奈米碳管或铜奈米碳管等，或是其他透明导电材质与金属或非金属的合成物。第一导电线路131与第二导电线路141则可采用前述透明导电材料或金属，金属例如银。第一黏胶层和第二黏胶层最常见者为光学胶(Optical Clear Adhesive，OCA)，其可藉由紫外光来加以固化产生黏着效果，同时透光率高(>99％)，因此适用于此类型产品的接着。填充层可为透明保护膜或透明干膜光阻所形成。以上材料更可依实际需求而有所不同，在此并非为本发明所限制。

在此，针对本发明中遮光层150与填充层160间的高度段差予以明确定义，请参照图5所示，第一导线线路131的厚度通常约小于1微米(μm)，遮光层150的厚度a约为1.5～5微米，填充层160的厚度b约为1.5～5微米±1微米，则遮光层150与填充层160的厚度差，即高度段差，是约小于1微米。另外，填充层150侧壁与遮光层160的夹角c约为15～90°。

接着，请依序参照图6至7，为本发明所提供的触控面板之制造方法的流程图；同时，请配合参照图8～图15，为本发明之实施例所提供的触控面板之制造方法中对应各步骤的剖面结构图。为了清楚表示本发明的方法特征，图8～图15已省略了部份元件，若欲了解各元件组成则请参照前述图3、图4所示。该制作流程包括如下步骤：

首先，见步骤S10，如图8所示，提供前述第一基板110，第一基板110的表面定义有感测区与围绕感测区周边的边框区。同时，亦提供前述第二基板(图中省略)

然后，见步骤S20，涂布干膜光阻于第一基板110上，利用黄光微影技术，对于干膜光阻进行曝光、显影、蚀刻及剥膜，以形成第一感测电极层130于第一基板110上的感测区，如图9所示；同时，形成第二感测电极层于第二基板上对应第一基板之感测区的位置(图中省略)。之后，如图10所示，可利用涂布或印刷方式将第一导电线路131形成于第一基板110的边框区，并使第一导电线路131电性连接第一感测电极层130；同时，将第二导电线路形成于第二基板上对应第一基板之边框区的位置，并使第二导电线路电性连接第二感测电极层(图中省略)。

见步骤S30，利用雷射钻孔方式，形成复数穿孔于第一基板110的边框区，再将导电材料镀于穿孔内而形成导电通孔113，同时，并制作复数接垫121于第二基板120对应第一基板110边框区的位置；此部份如同图4所示。

见步骤S40，如图11所示，将第二黏胶层190涂布于第一基板110与第二基板120之间，然后藉由第二黏胶层190将两基板予以层压叠合；此时，分别位于上、下层的第一导电线路131与第二导电线路141可透过导电通孔来完成搭接，并分别电性连接至接垫(图中省略)。

然后，见步骤S50，将黑色矩阵光阻涂布于第一基板110上，利用黄光微影技术，对于黑色矩阵光阻进行曝光、显影，如图12所示，形成遮光层150覆盖住第一基板110的边框区，以包覆第一导电线路131并延伸至第一基板110表面，且包围感测区而形成一中空凹陷，将第一基板110的感测区予以露出。

见步骤S60，再如图13所示，将填充层160填平于中空凹陷，使填充层160的高度约略齐平于遮光层150。

之后，见步骤S70，如图14所示，将第一黏胶层180涂布于遮光层150和填充层160表面，再藉由第一黏胶层180将保护玻璃170层叠固定于第一基板110上方。

后续，见步骤S80，再进行雷射切割与抛光，即可得到GFF(Glass-Flim-Flim)薄膜式触控面板100之结构；而根据本实施例之制作方式，可以采用多排版设计，一次进行多个触控面板100的制作，有助于产能的提高。

综上所述，根据本发明所提供的触控面板及其制造方法，乃有别于采用单片印刷制作黑色矩阵于保护玻璃再进行贴合的习知方式，而是利用黄光微影制程，先于触控感测结构上以黑色矩阵光阻制作遮光层，来将边框区的予以包覆，再以填充层填平遮光层露出感测区的凹陷部位，使得遮光层和填充层高度相当而不致产生段差。藉此，本发明除了可克服因为印刷段差所导致的气泡缺陷，透过黄光微影制程更使遮光层可以达到厚度减薄，将触控效能予以提升，再者，更可以搭配采用多排版设计，以得到较高产能，提高产业竞争力。

唯以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施之范围。故即凡依本发明申请范围所述之特征及精神所为之均等变化或修饰，均应包括于本发明之申请专利范围内。