台湾专利TW201308146A 觸控面板及其製作方法及觸控顯示裝置

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专利摘要:
一種觸控面板及其製作方法及觸控顯示裝置。觸控面板包括覆蓋板、觸控元件、以及原子層沉積薄膜。覆蓋板具有上表面、下表面以及側面，其中上表面與下表面相對，而側面連接上表面與下表面。觸控元件配置於覆蓋板的下表面上。原子層沉積薄膜完整地覆蓋觸控元件並且完整地覆蓋覆蓋板的上表面、側面以及下表面未配置有觸控元件的部份。
公开号:TW201308146A
申请号:TW100128931
申请日:2011-08-12
公开日:2013-02-16
发明作者:Chun-Ming Huang；Jeng-Jye Hung；Hen-Ta Kang；Kuo-Chang Su；Chih-Jung Teng
申请人:Wintek Corp；
IPC主号:G06F3-00

专利说明:
觸控面板及其製作方法及觸控顯示裝置
本發明是有關於一種觸控面板及其製作方法及觸控顯示裝置，且特別是有關於一種機械強度良好的觸控面板及其製作方法。
為了節省整體裝置的體積，將觸控元件配置於覆蓋板上而構成觸控面板的技術已被提出。此時，使用者將直接碰觸觸控面板以進行觸控操作。因此，觸控面板因機械強度不足而損害的可能性隨之升高，而觸控面板的機械強度儼然成為電子產品是否耐用的重要因素。
目前，都採用強化過的覆蓋板(例如強化過的玻璃基板)來製作觸控面板以提高其機械強度。然而，製作觸控面板的步驟中可能使得強化過的覆蓋板產生應力的集中區或是產生不當的裂隙。因此，這樣的方式對於觸控面板的機械強度的提昇實仍有限。另外，覆蓋板需經過切割、機械研磨等製程來達成所需的尺寸大小，其中切割與機械研磨等製程也會在覆蓋板的側面造成裂隙而不利於維持觸控面板的機械強度。
本發明提供一種觸控面板，具有理想的機械強度。
本發明提供一種觸控面板的製作方法，製作出機械強度佳的觸控面板。
本發明提供一種觸控顯示裝置，以提供機械強度佳的觸控顯示裝置。
本發明提出一種觸控面板，包括覆蓋板、觸控元件、以及原子層沉積薄膜。覆蓋板具有上表面、下表面以及側面，其中上表面與下表面相對，而側面連接上表面與下表面。觸控元件配置於覆蓋板的下表面上。原子層沉積薄膜完整地覆蓋觸控元件並且完整地覆蓋覆蓋板的上表面、側面以及下表面未配置有觸控元件的部份。
本發明另提出一種觸控面板的製作方法。提供覆蓋板，且覆蓋板具有上表面、下表面以及側面，其中上表面與下表面相對，而側面連接上表面與下表面，且覆蓋板的下表面配置有觸控元件。進行原子層沉積製程，以形成原子層沉積薄膜覆蓋觸控元件並且覆蓋覆蓋板的上表面、側面以及下表面未配置有觸控元件的部份。
本發明另提出一種觸控顯示裝置，包含：一顯示面板；以及一覆蓋板，貼附該顯示面板且包含：一上表面、一下表面以及一側面，其中該上表面與該下表面相對，而該側面連接該上表面與該下表面；一觸控元件，配置於該覆蓋板的該下表面上；以及一原子層沉積薄膜，完整地覆蓋該觸控元件並且完整地覆蓋該覆蓋板的該上表面、該側面以及該下表面未配置有該觸控元件的部份。
基於上述，本發明在觸控面板的表面形成完整的原子層沉積層以將觸控面板的覆蓋板中可能出現的裂隙覆蓋住。此時，裂隙尖端的曲率半徑增加，而不容易使得應力集中。此外，本發明可以進一步在觸控面板的覆蓋板側面形成填充薄膜，以將側面上的裂隙填平而進一步減緩應力其中的現象，藉此提高觸控面板的機械強度。更進一步而言，本發明在觸控面板上形成原子層沉積薄膜之前可以對覆蓋板的側面進行邊緣蝕刻，以使裂隙的深度變化變得平緩而降低應力集中於裂隙的情形。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請先參照圖1，提供覆蓋板110，且覆蓋板110具有上表面112、下表面114以及側面116，其中上表面112與下表面114相對，而側面116連接上表面112與下表面116。
在本實施例中，覆蓋板110的材質可以是聚碳酸酯或是玻璃等透光且具支撐性的材料。一般而言，為了獲得所需的尺寸大小，覆蓋板110往往由大面積的母板經切割以及研磨等方式而獲得。切割以及研磨所產生的應力使得覆蓋板110的側面116上往往存在有深度不一的裂隙C1。此外，在製作觸控元件的製作過程當中，各種製作步驟的施行也可能在覆蓋板110的其他處形成有裂隙C1。
由於，裂隙C1所在位置往往是應力集中的位置，其存在並不利於覆蓋板110的機械強度。並且，裂隙C1的深度越深，則覆蓋板110的機械強度越差。因此，本實施例可以對覆蓋板110的側面116進行邊緣蝕刻製程。
本實施例採用的邊緣蝕刻製程可以是化學蝕刻法。在邊緣蝕刻製程後，覆蓋板110的表面將有一部份被移除，並且基於化學蝕刻的特性，覆蓋板110被蝕刻的深度將與接觸蝕刻液的接觸時間有關。原本存在有裂隙C1處接觸蝕刻液後較容易被化學作用的副產物遮蔽而無法繼續接觸蝕刻液。因此，原本存在有裂隙C1處被蝕刻的深度將相對較少，以使覆蓋板110形成如圖2所繪示的態樣。請參照圖2，存在於覆蓋板110的側面116上的裂隙C1在邊緣蝕刻製程後例如會轉變成裂隙C2，其相對深度小於裂隙C1。因此，裂隙C2相對於裂隙C1而言，發生應力集中的情形較不顯著，而有助於避免覆蓋板110因外力的施加而損害。也就是說，裂隙C2之相對深度的減小有利於提高覆蓋板110的機械強度。
請參照圖3，覆蓋板110的下表面114配置有觸控元件120。觸控面板100包括有裝飾層140，其配置於覆蓋板110的下表面114上並且圍繞於觸控元件120的周邊。裝飾層140的材質包括類鑽碳、陶瓷材料、油墨或光阻材料。
本實施例在前述的邊緣蝕刻製程之後進一步進行原子層沉積製程，以形成原子層沉積薄膜130。此時，覆蓋板110、觸控元件120、裝飾層140以及原子層沉積薄膜130構成觸控面板100。原子層沉積薄膜130覆蓋住觸控面板100。
在一實施例中，原子層沉積薄膜130的材質包括無機材料、有機材料、多晶材料，或非晶材料。上述的無機材料包括氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅，而有機材料包括聚醯亞胺。原子層沉積薄膜130具有高緻密度以及良好的薄膜覆蓋性質，因此，整個觸控面板100的外表面都被這層連續且完整的原子層沉積薄膜130所覆蓋，藉此可以提高觸控面板100的機械強度。
請參照圖4，裂隙C2雖不至於造成覆蓋板110的損壞，但觸控面板100受外力衝擊時，應力容易集中於末端V1。根據Griffith斷裂理論，觸控面板100所受最大應力大於一臨界值時，裂隙C2將會擴展而使覆蓋板110破損。也就是說，末端V1所累積的應力有可能造成觸控面板100的損壞。此外，末端V1的曲率半徑影響著應力集中的效果，其中越尖銳的末端V1，其曲率半徑越小，則應力集中效果越顯著。所以，末端V1越是尖銳越可能造成顯著的應力集中效果而使得觸控面板100的信賴性不佳。
在本實施例中，藉由原子層沉積法(Atomic Layer Deposition Process)製作原子層沉積薄膜130。原子層沉積薄膜130覆蓋於裂隙C2的表面後將形成較為圓滑的末端V2。相較之下，末端V2的曲率半徑大於末端V1的曲率半徑。因此，末端V2對應力集中的效果較不顯著，而使原子層沉積薄膜130的配置有助於緩和應力集中的效果。
在同樣的外力衝擊下，沉積有原子層沉積薄膜130的裂隙C2不容易擴展。所以，本實施例在觸控面板100的外表面上形成有完整且連續的原子層沉積薄膜130可以降低觸控面板100破損的可能性。除此之外，經由原子層沉積法所製作的原子層沉積薄膜130緻密度高，而可更進一步使觸控面板100具有較佳的機械強度。
在其他實施例中，由於原子層沉積薄膜130的配置有助於提高觸控面板110的機械強度，因此圖2所繪示的邊緣蝕刻製程實質上可以被省略。
請參照圖5，觸控面板200與觸控面板100大致相似，其中相同的元件將以相同的元件符號標示，在此不另贅述。具體而言，觸控面板200不同於觸控面板100之處主要在於，觸控面板200進一步包括有填充薄膜210，其配置於覆蓋板110的側面116上，且原子層沉積薄膜130的一部分夾於填充薄膜210以及側面116之間。
在本實施例中，填充薄膜210的製作方式是利用溶膠-凝膠法(sol-gel method)製作而成，且填充薄膜210的材質包括無機二氧化矽(SiO2)等無機層。在一實施方式中，可以將四乙氧化矽烷(Tetraethoxy silane,TEOS)加水進行水解及縮合反應以生成無機二氧化矽(SiO₂)溶膠。接著，將此溶膠塗佈於觸控面板200的邊緣(也就是覆蓋板110的側面116上)，並且加熱使溶膠交聯硬化成填充薄膜210。
請參照圖5與圖6，在本實施例中，由於溶膠具備流動性，填充薄膜210可具有填充凹陷的特性。所以，填充薄膜210遠離原子層沉積薄膜130的一側構成平坦表面212。原子層沉積薄膜130所形成的尖端V2被填平，而使得觸控面板200具有相當平滑的外表面。如此一來，觸控面板200遭受外力時，更不容易有應力集中的現象，而表現出相當不錯的機械性質。
上述的觸控面板100及200中，觸控元件120可以有多種設計，並且觸控面板100及200可以安裝於諸如液晶顯示面板、電濕潤顯示面板、電泳顯示面板、電子紙、有機發光顯示面板等顯示面板上，以構成觸控顯示裝置。
以下將舉出多個觸控元件的實施例來說明，但本發明所述的觸控元件120不以這些實施例所說明的設計方式為限。
請參照圖7，配置於覆蓋板110上的觸控元件120A包括多個第一感測串列S1以及多個第二感測串列S2，各第一感測串列S1的第一延伸方向D1與各第二感測串列S2的第二延伸方向D2相交，且第一感測串列S1電性獨立於第二感測串列S2。
各第一感測串列S1包括多個第一感測墊E1以及將多個第一感測墊E1沿第一延伸方向D1串接的多條第一橋接線B1，各第二感測串列S2包括多個第二感測墊E2以及將第二感測墊E2沿第二延伸方向D2串接的多條第二橋接線B2。
請同時參照圖7、圖8及圖9，觸控元件120A中，第二感測串列S2的第二感測墊E2、第二橋接線B2與第一感測串列S1的第一感測墊E1由同一膜層製作而成。第一感測墊E1以及第二感測串列S2的材質例如是透明導電材料，但本實施例不以此為限。
另外，觸控元件120A更包括絕緣結構I1，其覆蓋於相同膜層所構成的第一感測墊E1以及第二感測串列S2上，並且具有暴露出第一感測墊E1的多個接觸開口V。第二橋接線B1則配置於絕緣結構I1上並透過接觸開口V電性連接於第一感測墊E1。第一橋接線B1的材質可以是金屬(如圖8所示)或透明導電材質(如圖9所示)。同時，觸控元件120A由保護層PA所覆蓋。
請同時參照圖7與圖10，本實施例與圖8所繪示的設計類似，兩者的主要差異在於，本實施例的絕緣結構I2為島狀絕緣圖案，其局部地配置於第一橋接線B1以及第二橋接線B2之間。
請同時參照圖7與圖11，隨著各元件的製作順序不同，觸控元件120A的剖面結構將有所變化。以本實施例而言，製作觸控元件120A時，可以使用金屬材料或透明導電材料先將第一橋接線B1製作於覆蓋板110上，接著在第一橋接線B1上形成絕緣結構I3。此時，絕緣結構I3例如具有多個接觸開口V，且絕緣結構I3例如是層狀的結構(也就是絕緣層)。接觸開口V可以暴露出各第一橋接線B1的兩端。在絕緣結構I3上以透明導電層形成第二感測串列S2以及第一感測墊E1，其中第一感測墊E1可以透過接觸開口V電性連接於對應的第一橋接線B1。隨之，於觸控元件120A上形成保護層PV以將其覆蓋。
請同時參照圖7與圖12，觸控元件120A在本實施例中的剖面結構類似於圖11所繪示的剖面結構，而兩者的主要差異在於本實施例的絕緣結構I4為島狀絕緣圖案而非層狀的。
請參照圖13，配置於覆蓋板110上的觸控元件120B可以由多個感測墊E所構成，另外各感測墊E可以連接有一條傳輸線X，以便連接至電路板(未繪示)或是控制晶片(未繪示)。
請參照圖14，配置於覆蓋板110上的觸控元件120C可以包括第一感測層SS1、第二感測層SS2以及絕緣層I5。第一感測層SS1配置於覆蓋板110上，絕緣層I5配置於第一感測層SS1上，而第二感測層SS2配置於絕緣層I5上。也就是說，本實施例採用不同平面的兩個感測層SS1與SS2來構成觸控元件120C。
請參照圖15，配置於覆蓋板110上的觸控元件120C可以包括第一感測層SS1以及第二感測層SS2，並且第一感測層SS1與第二感測層SS1分別配置於覆蓋板110的相對兩側。
另外，如圖16所示，該具有觸控元件120B的覆蓋板110也可以結合一顯示面板300而組成一觸控顯示裝置400，其中該覆蓋板110係貼附該顯示面板300。該顯示面板300係選自一有機發光二極體顯示器(OLED)、液晶顯示器(LCD)、電濕潤顯示器(EWD)或雙穩態顯示器(bi-stable display)。該觸控顯示裝置300的覆蓋板110與前述結構均相同，於此不多贅述。
綜上所述，本發明將觸控元件配置於覆蓋板上以達成觸控面板的薄型化設計。另外，本發明在觸控面板外表面上形成原子層沉積薄膜可以提高觸控面板的機械強度，並使得觸控面板遭受外力時不容易損壞。進一步而言，本發明在製作觸控面板的過程中可以對覆蓋板進行邊緣蝕刻製程以將覆蓋板邊緣的裂隙深度減小，其亦有助於提高觸控面板的機械強度。此外，本發明一實施例還可以在覆蓋板的側面上形成填充薄膜，其將側面上的裂隙填平，以更進一步地強化觸控面板的機械性質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，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，當可作些許之更動與潤飾，故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、200．．．觸控面板
110．．．覆蓋板
112．．．上表面
114．．．下表面
116．．．側面
120、120A、120B、120C、120D．．．觸控元件
130．．．原子層沉積薄膜
140．．．裝飾層
210．．．填充薄膜
212．．．平坦表面
300．．．顯示面板
400．．．觸控顯示裝置
A、B．．．區域
B1．．．第一橋接線
B2．．．第二橋接線
C1、C2．．．裂隙
D1．．．第一延伸方向
D2．．．第二延伸方向
E．．．感測墊
E1．．．第一感測墊
E2．．．第二感測墊
F．．．電路板
I-I’、II-II’．．．剖線
I1~I4．．．絕緣結構
I5．．．絕緣層
PA．．．保護層
S1．．．第一感測串列
S2．．．第二感測串列
SS1．．．第一感測層
SS2．．．第二感測層
V．．．接觸開口
V1、V2．．．尖端
X．．．傳輸線
圖1至圖3繪示為本發明一實施例的觸控面板的製作流程示意圖。
圖4繪示為圖3中區域A的局部放大示意圖。
圖5繪示為本發明另一實施例的觸控面板剖面示意圖。
圖6繪示為圖5的觸控面板中區域B的局部放大示意圖。
圖7繪示為本發明的一種觸控元件的局部仰視示意圖。
圖8繪示為圖7的觸控元件沿剖線II-II’的第一種局部剖面示意圖。
圖9繪示為圖7的觸控元件沿剖線II-II’的第二種局部剖面示意圖。
圖10繪示為圖7的觸控元件沿剖線II-II’的第三種局剖部面示意圖。
圖11繪示為圖7的觸控元件沿剖線II-II’的第四種局剖部面示意圖。
圖12繪示為圖7的觸控元件沿剖線II-II’的第五種局部剖面示意圖。
圖13繪示為本發明的另一種觸控元件的局部仰視示意圖。
圖14繪示為本發明又一種觸控元件的局部剖面示意圖。
圖15繪示為本發明再一種觸控元件的局部剖面示意圖。
圖16繪示為本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。
100．．．觸控面板
110．．．覆蓋板
112．．．上表面
114．．．下表面
116．．．側面
120．．．觸控元件
130．．．原子層沉積薄膜
140．．．裝飾層
A．．．區域

权利要求:
Claims (13)
[1] 一種觸控面板，包括：一覆蓋板，具有一上表面、一下表面以及一側面，其中該上表面與該下表面相對，而該側面連接該上表面與該下表面；一觸控元件，配置於該覆蓋板的該下表面上；以及一原子層沉積薄膜，完整地覆蓋該觸控元件並且完整地覆蓋該覆蓋板的該上表面、該側面以及該下表面未配置有該觸控元件的部份。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該該原子層沉積薄膜的材質包括一無機材料、一有機材料、一多晶材料或一非晶材料。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該無機材料包括氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋅，而該有機材料包括聚醯亞胺。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一填充薄膜，配置於該覆蓋板的該側面上，且該原子層沉積薄膜的一部分夾於該填充薄膜以及該側面之間。
[5] 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該填充薄膜的材質包括無機二氧化矽。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該觸控元件包括多個第一感測串列以及多個第二感測串列，各該第一感測串列的一第一延伸方向與各該第二感測串列的一第二延伸方向相交，且該些第一感測串列電性絕緣於該些第二感測串列。
[7] 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一裝飾層，配置於該覆蓋板的上。
[8] 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中該裝飾層圍繞於該覆蓋板的周邊。
[9] 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該裝飾層的材質包括類鑽碳、陶瓷材料、油墨或光阻材料。
[10] 一種觸控面板的製作方法，包括：提供一覆蓋板，該覆蓋板具有一上表面、一下表面以及一側面，其中該上表面與該下表面相對，而該側面連接該上表面與該下表面，且該覆蓋板的該下表面配置有一觸控元件；以及進行一原子層沉積製程，以形成一原子層沉積薄膜覆蓋該觸控元件並且覆蓋該覆蓋板的該上表面、該側面以及該下表面未配置有該觸控元件的部份。
[11] 如申請專利範圍第10項所述的觸控面板的製作方法，其中進行該原子層沉積製程之前更包括對該覆蓋板的該側面進行一邊緣蝕刻製程。
[12] 如申請專利範圍第10項所述的觸控面板的製作方法，其中進行該原子層沉積製程之後更包括於該覆蓋板的該側面形成一填充薄膜。
[13] 一種觸控顯示裝置，包含：一顯示面板；以及一覆蓋板，貼附該顯示面板且包含：一上表面、一下表面以及一側面，其中該上表面與該下表面相對，而該側面連接該上表面與該下表面；一觸控元件，配置於該覆蓋板的該下表面上；以及一原子層沉積薄膜，完整地覆蓋該觸控元件並且完整地覆蓋該覆蓋板的該上表面、該側面以及該下表面未配置有該觸控元件的部份。

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