CN101604219A

CN101604219A - 触控面板

Info

Publication number: CN101604219A
Application number: CNA2008101251020A
Authority: CN
Inventors: 李建锋; 林国森
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-16

Abstract

本发明公开了一种触控面板，其包括一第一透明基板、一第一电极层、一第二透明基板、一第二电极层以及一掺杂间隔层。第一电极层配置于第一透明基板上，而第二透明基板与第一透明基板平行。第二电极层配置于第二透明基板上，且第一电极层与第二电极层位于第一透明基板及第二透明基板之间。此外，掺杂间隔层位于第一电极层以及第二电极层之间，掺杂间隔层中散布有多个导电粒子。

Description

触控面板

技术领域

本发明是有关于一种触控面板，且特别是有关于一种电阻式的触控面板。

背景技术

近年来，随着信息技术、无线移动通讯和信息家电的快速发展与应用，为了达到更便利、体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多信息产品已由传统的键盘或鼠标等输入装置，转变为使用触控面板(Touch Panel)作为输入装置，其中触控式的液晶显示装置更为现今最流行的产品。

一般而言，各类型的触控面板中以电阻式触控面板的技术发展最为成熟。图1绘示为传统的电阻式触控面板的剖面示意图。请参照图1，触控面板100包括第一透明基板110、第二透明基板120、第一电极层112、第二电极层122以及多个间隔物(spacer)130。第一电极层112配置于第一透明基板110上，第二电极层122配置于第二透明基板120上，且电极层(112、122)位于基板(110、120)之间。另外，间隔物130配置于第一电极层112与第二电极层122之间。通过手指或是物体的按压使触控面板100在对应的位置上导通而产生一电性的改变(如压降或电流变化等)，以提供输入的功能。因此，间隔物130的配置有助于维持第一电极层112与第二电极层122间的一间隙g，以避免第一电极层112与第二电极层122间不必要的导通而造成信号乱。

然而，触控面板100中，第一电极层112与第二电极层122必须不断地被弯曲至一定的角度以上，以与彼此接触而产生对应的输入信号。因此，第一电极层112与第二电极层122容易因不断的弯曲与接触而损坏，进一步地造成触控面板100的使用寿命受限。此外，触控面板100中两电极(112、122)之间除了间隔物130外并未配置有其它材料层。光线穿过间隙g时将有部份会被反射或是散射，而使触控面板100的透光率不佳。整体来说，传统的触控面板100的电极(112、122)容易损坏因而使用寿命有限且透光度不佳。

发明内容

本发明是提供一种触控面板，以延长电阻式触控面板的使用寿命以及提高触控面板的光线穿透率。

本发明提出一种触控面板，其包括一第一透明基板、一第一电极层、一第二透明基板、一第二电极层以及一掺杂间隔层。第一电极层配置于第一透明基板上，而第二透明基板与第一透明基板平行。第二电极层配置于第二透明基板上，且第一电极层与第二电极层位于第一透明基板及第二透明基板之间。掺杂间隔层的厚度依据外来的压力而改变。此外，掺杂间隔层位于第一电极层以及第二电极层之间，掺杂间隔层中散布有多个导电粒子。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的材质为一弹性材料，此弹性材料包括硅胶或压克力胶。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的材质为一液晶材料，且掺杂间隔层具有多个间隔物，其中这些间隔物的高度小于第一透明基板与第二透明基板之间的间距。

在本发明一实施例中，上述导电粒子之材质包括一导电高分子。导电高分子包括聚苯乙烯磺酸(Poly ethylene dioxythiophene，PEDOT)或聚苯胺(Polyaniline，PANi)。

在本发明一实施例中，上述导电粒子为多个纳米粒子。在一实施例中，纳米粒子包括纳米银粒子、纳米碳粒子、纳米碳管(Carbon nanotube)、纳米银丝、纳米氧化锌粒子、纳米氧化铟锡粒子、纳米钛或上述的组合。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的一电阻值正比于掺杂间隔层的一厚度。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的折射率实质上大于1.3至小于2.0。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的光线穿透率实质上大于85％至小于100％。

在本发明一实施中，上述第一透明基板以及第二透明基板的材质包括玻璃、压克力、聚亚醯胺(Polyamide)、聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或上述的组合。

在本发明一实施例中，上述第一电极层以及第二电极层的材质包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锌铝、氧化铟锌、氧化锌、氧化锡或其所组成的族群之一。

本发明另提出一种触控面板，包括一第一透明基板、依第一电极层、一第二透明基板、一第二电极层以及一掺杂间隔层。第一电极层配置于第一透明基板上。第二透明基板与第一透明基板平行。第二电极层配置于第二透明基板上，且第一电极层与第二电极层位于第一透明基板及第二透明基板之间。另外，掺杂间隔层位于第一电极层以及第二电极层之间并具备一厚度。掺杂间隔层是由一绝缘弹性材料与散布在绝缘弹性材料中的多个导电粒子所组成，使得掺杂间隔层的电阻值正比于掺杂间隔层的厚度。

在本发明一实施例中，上述触控面板还包括电性连接至第一电极层以及第二电极层的一信号感知器。当厚度小于一临界厚度时，掺杂间隔层的电阻值降低以让信号感知器检测到通过掺杂间隔层的电压或电流，当厚度大于临界厚度时，掺杂间隔层的电阻值升高，则信号感知器检测不到通过掺杂间隔层的电压或电流。

在本发明一实施例中，上述绝缘弹性材料包括硅胶或压克力胶。

在本发明一实施例中，上述掺杂间隔层的折射率实质上大于1.3至小于2.0，且掺杂间隔层的光线穿透率实质上大于85％至小于100％。

本发明的触控面板利用具有弹性或流动性且具有导电性的掺杂间隔层做为第一电极层与第二电极层之间的间隔层。因此，触控面板的第一电极层与第二电极层不需大幅度的被弯曲或是直接碰触就可以相互导通，而有助于延长触控面板的使用寿命。另外，掺杂间隔层的材质选用透明材质更有助于改善触控面板的光学特性。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是传统的一种触控面板的剖面示意图。

图2是依照本发明一实施例的一种触控面板的剖面示意图。

图3是图2的掺杂间隔层在未被触碰时以及被触碰时的状态。

图4绘示为本发明另一实施例的触控面板的剖面示意图。

具体实施方式

图2为本发明一实施例的触控面板的剖面示意图。请参照图2，触控面板200包括一第一透明基板210、一第一电极层212、一第二透明基板220、一第二电极层222以及一掺杂间隔层230。第一电极层212配置于第一透明基板210上，而第二透明基板220与第一透明基板210平行。第二电极层222配置于第二透明基板220上，且第一电极层212与第二电极层222位于第一透明基板210及第二透明基板220之间。此外，掺杂间隔层230位于第一电极层212以及第二电极层222之间，掺杂间隔层230中散布有多个导电粒子232。

第一透明基板210以及第二透明基板220的材质包括玻璃、压克力、聚亚醯胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯或上述的组合。利用上述材质制成的第一透明基板210与第二透明基板220例如具有可挠曲的特性，所以使用者碰触时，第一透明基板210或第二透明基板220可略微弯曲。实务上，第一透明基板210与第二透明基板220中可以仅有与使用者直接接触之一者为可挠曲的材质所制成。另外，掺杂间隔层230的材质为一弹性材料，此弹性材料例如是硅胶、压克力胶(Acrylic gel)或是其它非导电性的胶体。由于，掺杂间隔层230为独立的块体，所以掺杂间隔层230可以在一真空环境下与第一透明基板210以及第二透明基板220贴合。当触控面板200被触碰而受压时，具有弹性的掺杂间隔层230对应被触碰的位置可以产生凹陷，而压力移除后，掺杂间隔层230可恢复原本的状态。

实务上，触控面板200为电阻式设计的触控面板200。使用者碰触触控面板200时，第一电极层212与第二电极层222对应于被触碰的位置处会导通而产生对应的信号。在本实施例中，掺杂间隔层230中散布有导电粒子232，且掺杂间隔层230的一电阻值正比于掺杂间隔层230的一厚度。当掺杂间隔层230产生凹陷时，掺杂间隔层230对应于凹陷的位置处的厚度较薄而具有较低的电阻值。因此，第一电极层212与第二电极层222可通过凹陷处的掺杂间隔层230导通。亦即，第一电极层212与第二电极层222不需直接接触或相当靠近就可以被导通。如此一来，第一电极层212与第二电极层222被弯曲的程度较小而不易损坏。简言之，触控面板200的使用寿命可因掺杂介电层230的配置而延长。

触控面板200在未被触碰以及被触碰时，第一电极层212与第二电极层222间分别呈现电性绝缘与电性导通的状态。所以，掺杂间隔层230必需具有特定的电性特性。本实施例中，掺杂间隔层230的材质较佳是掺杂有导电粒子232的介电材质，其中导电粒子232散布于掺杂间隔层230有助于调整掺杂间隔层230的电阻系数。导电粒子232的含量越多则掺杂间隔层230的电阻系数越低，也就是导电性越高。借着调整导电粒子232的浓度以使掺杂间隔层230在不同状态之下提供不同电性特性。

详言之，导电粒子232的材质包括一导电高分子。其中，导电高分子包括聚苯乙烯磺酸(Poly ethylene dioxythiophene，PEDOT)或聚苯胺(Polyaniline，PANi)等高分子材质。另外，导电粒子232例如为多个纳米粒子。在本实施例中，纳米粒子包括纳米银粒子、纳米碳粒子、纳米碳管、纳米银丝、纳米氧化锌粒子、纳米氧化铟锡粒子、纳米钛或上述的组合。另外，本发明并不限定导电粒子232的状态，亦即，导电粒子232可以是固体、液体、溶胶或是凝胶等状态。

一般而言，掺杂间隔层230的电阻值会满足R＝ρ×d/A，其中R为电阻值、ρ为电阻系数、d为厚度而A为面积。图3绘示为图2的掺杂间隔层在未被触碰时以及被触碰时的状态。请同时参照图2与图3，掺杂间隔层230在未被触碰时例如具有厚度d1，此时掺杂间隔层230在第一电极层212与第二电极层222间的电阻值R1＝ρ×d1/A。一旦触控面板200被使用者碰触，掺杂间隔层230中会产生凹陷，而掺杂间隔层230对应凹陷处的厚度例如为d2。此时，掺杂间隔层230在第一电极层212与第二电极层222间的电阻值R2＝ρ×d2/A。假设第一电极层212与第二电极层222间可导通时的最大电阻值为R0，则本实施例例如是使R1＞R0≥R2。也就是说，掺杂间隔层230中所含导电粒子232的数量实质上可使掺杂间隔层230在厚度d1时的电阻值大于R0，而在厚度d2时的电阻值小于R0。

换言之，当触控面板200被碰触时，掺杂间隔层230会因受力而产生凹陷，并且掺杂间隔层230的电阻值R1、R2会随厚度d1、d2的减少而降低。因此，掺杂间隔层230在未被触碰时可使第一电极层212与第二电极层222彼此绝缘，而在被触碰并产生凹陷时则可将第一电极层212与第二电极层222导通。因此，可以定义一临界厚度d0，d1＞d0≥d2，当掺杂间隔层230的厚度小于临界厚度d0时，第一电极层212与第二电极层222导通，当掺杂间隔层230的厚度大于临界厚度d0时，第一电极层212与第二电极层222视为彼此绝缘。判断导通或绝缘，是由与触控面板200的第一电极层212与第二电极层222电性连接的一信号感知器(未绘示)来判断，其例如是一颗检测触控信号的IC，此信号感知器可以检测通过该掺杂间隔层230的电压或电流。当掺杂间隔层230的厚度小于临界厚度d0时，信号感知器判断为导通。相反的，当掺杂间隔层230的厚度大于临界厚度d0时，信号感知器判断为绝缘。进一步而言，触控面板200中掺杂间隔层230的厚度减小即可导通第一电极层212与第二电极层222。所以，第一电极层212与第二电极层222不需承受大幅度的弯曲因而不容易损坏。

为了满足使用便利性的需求，触控面板200可以与一显示面板贴合以达到触控式显示面板的功能。因此，掺杂间隔层230的折射率实质上例如是大于1.3至小于2.0，以提升触控面板200与显示面板贴合后所能呈现的画面品质。另外，掺杂间隔层230的材质可采用透明的材质，以使掺杂间隔层230的光线穿透率实质上大于85％至小于100％。当然，第一电极层212以及第二电极层222的材质例如是采用透明导电材质，以提高触控面板200的光线穿透率。举例而言，透明导电材质可以是氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锌铝、氧化铟锌、氧化锌、氧化锡或其所组成的族群之一。

本实施例是在具有弹性的硅胶材质散布导电粒子232以形成掺杂间隔层230，使得掺杂间隔层230的电阻系数随着不同的使用需求而改变。当掺杂间隔层230产生厚度变化时，掺杂间隔层230的电阻值会随着厚度大小成正比。因此，掺杂间隔层230在变薄的状态下可使第一电极层212与第二电极层222导通。亦即，第一电极层212与第二电极层222不需被大幅弯曲或是直接接触即可被导通，而有助于提升触控面板200的使用寿命。另外，掺杂间隔层230例如是在一真空环境中形成于第一电极层212及第二电极层222之间，所以第一透明基板210与第二透明基板220之间的空隙将被掺杂间隔层230填满。因此，光线穿过触控面板200时，不易被散射而有助于提升触控面板200的光线穿透率。

在本实施例中，第一电极层212与第二电极层222是全面地形成于第一透明基板210与第二透明基板220上为例。在其它实施例中，第一电极层212与第二电极层222可以分别是由多个条状电极或是其它几何形状的电极所组成。也就是说，触控面板200可以应用于模拟式的电路计算也可以应用于数字式的电路计算。

进一步而言，本实施例的触控面板尚可利用流体材质作为掺杂间隔层。图4绘示为本发明另一实施例的触控面板。请参照图4，触控面板400包括一第一透明基板410、一第一电极层412、一第二透明基板420、一第二电极层422、一掺杂间隔层430以及多个间隔物440。第一电极层412配置于第一透明基板410上，而第二透明基板420与第一透明基板410平行。第二电极层422配置于第二透明基板420上，且第一电极层412与第二电极层422位于第一透明基板410及第二透明基板420之间。此外，掺杂间隔层430位于第一电极层412以及第二电极层422之间，且掺杂间隔层430中散布有多个导电粒子432。

具体而言，本实施例的触控面板400与上述实施例的触控面板200是利用不同材质作为掺杂间隔层430，而其余构件皆以相同的材质制成。在本实施例中，掺杂间隔层430的材质为一液体材料，且掺杂间隔层430具有多个间隔物440，其中这些间隔物440的高度H小于第一透明基板410与第二透明基板420之间的间距g。实务上，上述的液体材料例如为液晶，而导电粒子432均匀的散布于液晶中以构成本实施例的掺杂间隔层430。

值得一提的是，液体材料流动性大，但缺乏弹性回复力，所以本实施例中进一步地在触控面板400中配置有间隔物440。当使用者按压触控面板400而后放开，第一透明基板410可以受到自身的弹性及间隔物440的作用而回复至原状。换言之，以流体作为掺杂间隔层430时，触控面板400仍可以快速的回复原状以利于触控控制的操作。另外，本实施例所采用的液体材料可以是折射率约相同于第一透明基板410及第二透明基板420的材料。所以，掺杂间隔物430有助于提升触控面板400的光学性质。

综上所述，本发明采用具有弹性或是流动性的掺杂间隔层做为触控面板中第一电极层与第二电极层之间的夹层，且掺杂间隔层的电阻值会随着厚度的改变而不同。因此，第一电极层与第二电极层不需彼此接触或是被大幅度的弯曲就可以被导通，而有助于延长第一电极层与第二电极层的使用寿命。另外，掺杂间隔层具有良好的光线穿透度，所以触控面板的光学特性可以大幅提升。若将本发明的触控面板与一显示面板贴合则有助于使显示面板维持良好的显示品质。简言之，本发明的触控面板的使用寿命长且品质优良。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种触控面板，其特征在于，包括：

一第一透明基板；

一第一电极层，配置于该第一透明基板上；

一第二透明基板，与该第一透明基板平行；

一第二电极层，配置于该第二透明基板上，且该第一电极层与该第二电极层位于该第一透明基板及该第二透明基板之间；以及

一掺杂间隔层，位于该第一电极层以及该第二电极层之间，该掺杂间隔层的厚度依据外来的压力而改变，且该掺杂间隔层中散布有多个导电粒子。

2.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的材质为一弹性材料。

3.如权利要求2所述的触控面板，其特征在于，该弹性材料包括硅胶或压克力胶。

4.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的材质为一液晶材料，且该掺杂间隔层具有多个间隔物，该些间隔物的高度小于该第一透明基板与该第二透明基板之间的间距。

5.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该些导电粒子为多个纳米粒子。

6.如权利要求5所述的触控面板，其特征在于，该纳米粒子包括纳米银粒子、纳米碳粒子、纳米碳管、纳米银丝、纳米氧化锌粒子、纳米氧化铟锡粒子、纳米钛或上述的组合。

7.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该些导电粒子的材质为一导电高分子。

8.如权利要求7所述的触控面板，其特征在于，该导电高分子包括聚苯乙烯磺酸或聚苯胺。

9.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的一电阻值正比于该掺杂间隔层的厚度。

10.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的折射率实质上大于1.3至小于2.0。

11.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的光线穿透率实质上大于85％至小于100％。

12.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一透明基板以及该第二透明基板的材质包括玻璃、压克力、聚亚醯胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯或上述的组合。

13.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一电极层以及该第二电极层的材质包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锌铝、氧化铟锌、氧化锌、氧化锡或其所组成的族群之一。

14.一种触控面板，其特征在于，包括：

一第一透明基板；

一第一电极层，配置于该第一透明基板上；

一第二透明基板，与该第一透明基板平行；

一掺杂间隔层，位于该第一电极层以及该第二电极层之间并具备一厚度，该掺杂间隔层由一绝缘弹性材料与散布在该绝缘弹性材料中的多个导电粒子所组成，使得该掺杂间隔层的电阻值正比于该掺杂间隔层的该厚度。

15.如权利要求14所述的触控面板，其特征在于，还包括电性连接至该第一电极层以及该第二电极层的一信号感知器，其中当该厚度小于一临界厚度时，该掺杂间隔层的电阻值降低，而当该厚度大于该临界厚度时，该掺杂间隔层的电阻值升高，以决定该信号感知器能否检测到通过该掺杂间隔层的电压或电流。

16.如权利要求14所述的触控面板，其特征在于，该绝缘弹性材料包括硅胶或压克力胶。

17.如权利要求14所述的触控面板，其特征在于，该掺杂间隔层的折射率实质上大于1.3至小于2.0，且该掺杂间隔层的光线穿透率实质上大于85％至小于100％。