CN103725196A - 触控面板及其遮光材料 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种触控面板及其遮光材料，遮光材料用以涂布于触控面板的玻璃基板的边缘，此遮光材料包含硅胶及二氧化钛粉末，二氧化钛粉末混合于硅胶中，其中硅胶选自甲基系硅胶或苯环系硅胶，二氧化钛粉末的添加比例，以此遮光材料的总重量为基准，是在10wt%至60wt%的范围中。本发明亦提出一种遮光材料，用以涂布于触控面板的玻璃基板的边缘，此遮光材料包含硅胶及碳黑粉末，碳黑粉末混合于硅胶中，其中硅胶选自甲基系硅胶或苯环系硅胶，碳黑粉末的添加比例，以此遮光材料的总重量为基准，是在0.1wt%至3wt%的范围中。本发明亦提出一种触控面板，包含前述的遮光材料。

Description

触控面板及其遮光材料

技术领域

本发明涉及一种触控面板及其遮光材料。 

背景技术

随着触控技术的演进、发展，许多消费性电子产品为省去输入及控制界面所占据的空间，使触控面板的应用越来越普遍，而且要求触控面板的体积越趋轻薄。为解决双层玻璃触控面板的体积问题及因双层玻璃触控面板是利用光学胶层粘合两片玻璃基板造成的整体透光率下降的问题，前人提出一种单层玻璃触控面板技术。 

一般而言，于单层玻璃触控面板工艺中，遮光材料涂布且固化于玻璃基板后，后续工艺包含将涂布遮光材料的玻璃设置触控电路层及沉积介电层等工艺，但在触控电路层工艺需经由工艺温度230℃至300℃的范围中，进行退火工艺，而在沉积介电层中需经由工艺温度230℃至250℃的范围中进行沉积工艺，现有的遮光材料，主要为环氧树脂系或压克力系，无法承受此环境温度，材料会因高温导致材料黄化及老化，大幅缩短材料的寿命，进而影响触控面板的美观与可靠度，使遮光材料的操作性下降，由此可知，现有的遮光材料仍具有改进的空间。 

综上所述，现有的遮光材料，于工艺温度230℃至300℃的范围中，产生老化及黄化的衰退现象，材料的寿命因此大幅缩短，亦影响触控面板的美观与可靠度。以上问题，使得单层玻璃触控面板的技术推展及应用遭遇阻碍。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种遮光材料，用以涂布于触控面板的玻璃基板的边缘，此遮光材料包含：硅胶及二氧化钛粉末，将此二氧化钛粉末混合于硅胶中，其中硅胶是选自甲基系硅胶或苯环系硅胶，二氧化钛粉末的添加比例，是以此遮光材料的总重量为基准，是在10wt%至60wt%的范围中。 

本发明亦提出一种遮光材料，用以涂布于触控面板的玻璃基板的边缘，此遮光材料包含：硅胶及碳黑粉末，将此碳黑粉末混合于硅胶中，其中硅胶是选自甲基系硅胶或苯环系硅胶，碳黑粉末的添加比例，是以此遮光材料的总重量为基准，是在0.1wt%至3wt%的范围中。 

本发明亦提出一种触控面板，包含：玻璃基板、遮光材料、触控电路层、导线层、介电层及软性印刷电路板。玻璃基板，具有触控区与边缘区，边缘区环绕触控区；遮光材料采用如前述的遮光材料，涂布于玻璃基板的边缘，用以遮蔽光线；触控电路层，设置于触控区，用以接收触控信号；导线层，设置于遮光材料上，电性连接于触控电路层；介电层，设置于导线层上；及软性印刷电路板，设置于遮光材料上，电性连接于导线层以传输触控信号。 

本发明利用硅胶作为遮光材料的载体，解决现有遮光材料于工艺温度在230℃至300℃的范围中，加速老化及黄化，导致材料寿命缩短的问题，且本发明的遮光材料不含溶剂，亦解决现有遮光材料因溶剂挥发，造成操作性下降的问题，并藉此遮光材料的安定特性，使用于触控面板。综上，本发明更能符合单层玻璃触控面板工艺的需求。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1为本发明一实施例的应用示意图； 

图2为本发明另一实施例的应用示意图； 

图3为图2中A区域的扫描式电子显微镜（SEM）图片； 

图3a为图3的局部放大图； 

图4为本发明实施例进行光学密度检验的实验数据图表； 

图5为本发明实施例进行热重分析检验的实验数据图表。 

其中，附图标记 

1                触控面板 

11               玻璃基板 

111              边缘区 

112              触控区 

12                        遮光材料 

121                       硅胶 

122                       无机粉末 

13                        触控电路层 

14                        导线层 

15                        介电层 

16                        软性印刷电路板 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述： 

请参照图1及图2，分别为本发明实施例的应用示意图（一）及应用示意图（二）。本实施例揭露一种遮光材料，用以涂布于触控面板1的玻璃基板11的边缘，遮光材料12包含：硅胶121及无机粉末122，将无机粉末122混合于硅胶121中，无机粉末122是用以达成遮蔽光线与调色的功能，其中，各实施例的硅胶是选自甲基系硅胶或苯环系硅胶，各实施例的无机粉末122是选自二氧化钛、碳黑及其组合所组成的群组，但本发明非以此为限。 

请进一步参照图3、图3a，为图2A区域的扫描式电子显微镜（SEM）图片及局部放大，其显示本实施例的遮光材料的显微结构。如图所示，浅色颗粒状的无机粉末122（二氧化钛）是均匀分布混合于硅胶121的基底中，藉此可得知，无机粉末122（二氧化钛）与硅胶121具有良好分散性且两材料表面接触角(contact angle)小，代表无机粉末122（二氧化钛）与硅胶121之间的润湿性（wetting）佳。当光线入射进入遮光材料后，是遭遇均匀且致密分布的无机粉末122而被吸收或被散射，藉此达到有效遮蔽光线的效果。 

上述遮光材料的遮蔽光线效果请进一步参照图4所示，为本发明实施例进行光学密度(optical density)检验的实验数据图表，其中，实验选用的遮蔽材料12为50wt%的硅胶与50wt%的二氧化钛粉末混合而成；涂布厚度为20μm。光学密度检验是利用光线经由材料传递前后强度的对数比值而得的光线吸收率（absorance），其中，光学密度（OD）＝log10(入射光强度（I0）/出射光强度（I）)，藉此表示材料的光遮蔽率。利用实验数据得知，涂布厚度20μm遮蔽材料12于玻璃基板11上，其中，实验选用的遮蔽材料12为50wt%的硅 胶与50wt%的二氧化钛粉末混合而成。经光学密度检验后得知，其光学密度值大于2.8至4.0，即入射光强度为出射光强度的630倍至1000倍，显示遮蔽材料12有效阻挡可见光的波长。 

第一实施例中，遮光材料12的无机粉末122是为二氧化钛。以遮光材料12的总重量为基准，无机粉末122的添加比例，整理于下表（1）： 

遮光材料的成分组成表（1） 

利用上表整理，可知当无机粉末122是为二氧化钛时，无机粉末122的添加比例，是在10wt%至60wt%的范围中。而实验结果显示，较佳的添加比例是在30wt%至50wt%的范围中。 

第二实施例中，遮光材料12的无机粉末122是为碳黑。以遮光材料12的总重量为基准，无机粉末122的添加比例，整理于下表（2）： 

遮光材料的成分组成表（2） 

利用上表整理，可知当无机粉末122是为碳黑时，无机粉末122的添加比例，是在0.1wt%至30wt%的范围中。而实验结果显示，较佳的添加比例是在0.5wt%至5wt%的范围中。 

另一实施例中，上述的遮光材料12还包含二氧化硅，用以增加遮光材料12的触变性（thixotropic）。当无机粉末122分别为二氧化钛粉末或碳黑粉末的状况下，以遮光材料12的总重量为基准，二氧化硅的添加比例是并列整理于下表（3）： 

遮光材料的成分组成表（3） 

利用上表整理，可知二氧化硅的添加比例，是在0.02wt%至1wt%的范围中。而实验结果显示，二氧化硅较佳的添加比例是在0.1wt%至0.5wt%的范围中。 

又一实施例中，上述的遮光材料12还包含染料，用以增加遮光材料12的色彩选择性。当无机粉末122分别为二氧化钛粉末或碳黑粉末的状况下，以遮光材料12的总重量为基准，染料的添加比例，是分列整理于下表（4）与（5）中： 

遮光材料的成分组成表（4） 

遮光材料的成分组成表（5） 

利用上表可知，于成分组成表（4）及（5）中的遮光材料12中，染料的添加比例，是在0.1wt%至20wt%的范围中。 

另一实施例中，上述的遮光材料12还包含介面活性剂，用以增加硅胶121与无机粉末122的混合均匀性。当无机粉末122分别为二氧化钛粉末或碳黑粉末的状况下，以遮光材料12的总重量为基准，介面活性剂的添加比例，是分列整理于下表（6）与（7）： 

遮光材料12的成分组成表（6） 

遮光材料12的成分组成表（7） 

利用上表整理，可知于成分组成表（6）及（7）的遮光材料12中，介面活性剂的添加比例，是在0.01wt%至1wt%的范围中。 

请再次参照图1与图2所示，分别为本发明实施例的应用示意图（一）与本发明实施例的应用示意图（二），揭露一种触控面板1，其包含玻璃基板11、遮光材料12、触控电路层13、导线层14、介电层15及软性印刷电路板16。 

玻璃基板11具有触控区112与边缘区111，玻璃基板11的边缘区111环绕触控区112。遮光材料12是选自如前述遮光材料12的实施例，遮光材料12涂布于玻璃基板11的边缘区111，用以遮蔽光线及遮蔽不必要露出的元件；未涂布遮光材料12的玻璃基板11的区域是为触控区112。触控电路层13，设置于触控区112，用以接收触控信号；触控电路层13为一透明导电薄膜，并利用光蚀刻技术所制成的导电线路，其材料如ITO或ZnO，但本发明不以此为限。导线层14，设置于遮光材料12上，使导线层14被遮光材料所遮蔽；导线层14电性连接于触控电路层13，用以传输触控信号。介电层15，设置于导线层14上，用以提供绝缘，避免元件间发生短路。软性印刷电路板16，设置于遮蔽材料12上，使软性印刷电路板16亦被遮光材料所遮蔽；软性印刷电路板16电性连接于导线层14以传输触控信号。 

此外，触控电路层13设置于触控区112后，进行退火（annealing），是在230℃至300℃的退火温度下持续20至120分钟；介电层14需进行沉积 （deposition），藉此设置于导线层14，其沉积温度系在230℃至250℃，持续30至60分钟。 

请参照图5所示，为本发明实施例进行热重分析检验的实验数据图表，其中，实验待测物的成分为50wt%的硅胶混合50wt%的二氧化钛粉末；实验温度范围为20℃-350℃；升温速率为10℃/min；实验气氛环境为氮气环境。热重分析检验（thermal gravity analysis，TGA）是将待测物设置于可温控的高温炉内并悬挂于重量感测器上，藉此得到待测物于不同温度下，待测物的重量变化数据，可用以了解待测物的热稳定性。利用本发明实施例的实验数据得知，遮蔽材料12于150℃至300℃下可维持低于0.01%至2%的重量损耗，即说明遮蔽材料12于150℃至300℃下仍保持安定，且并无大量单体因高温而断链逸失，显示遮蔽材料12的热稳定性相对较佳。 

此外，因在单层玻璃基板触控面板的工艺中，遮光材料12除需具备上述于230℃至300℃的温度范围下保持热稳定外，遮光材料12亦需具备于工艺高温下不黄化的特性，以维持触控面板的美观性，换言之即遮光材料12需具备高温处理后，色差极小的特性。因此，本发明实施例亦进行了色差仪试验，其中，实验待测物材料为50wt%的硅胶混合50wt%的二氧化钛粉末而成的遮光材料；涂布厚度为20μm；实验温度为300℃持温30分钟；量测模式为S.C.E（Specular Component Excluded，不含镜面反射光）。详细实验数据请参照下表（8）： 

本发明实施例进行色差仪试验的实验数据表（8） 

其中，L值代表明度指数，表示三维座标物体的明度座标，L为0时表示物体为对光完全吸收的黑体；L为100时表示物体对光完全反射的纯白物体。a值代表红绿色度指数座标，+a时表示红的程度，-a时表示绿的程度。b值代 表红绿色度指数座标，+b时表示黄的程度，-b时表示蓝的程度。而总色差值的计算公式为：ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2。色差判断标准请参照下表（9）： 

色差判断标准表（9） 

利用本发明实施例进行色差仪试验的实验数据表（8）及色差判断标准表（9）得知，本发明实施例的总色差值为1.1963，属色差标准中的第二级，显示本发明所揭露的遮光材料12于高温300℃下仍能保持色差极小的特性。 

因硅胶的工作温度可达300℃，故以硅胶作为载体的遮光材料12可于上述230℃至300℃的温度范围中使用，仍保持稳定。其原因为硅胶121的主要链为Si-O键，其键能108kcal/mol，使硅胶121具热稳定性；而硅胶的主要侧链为Si-C键，常见连接的侧基键为甲基、乙基及丁基，其侧基键能：甲基88kcal/mol,乙基66kcal/mol,丁基52kcal/mol，甲基键能较大，对甲基系硅胶的热稳定性亦有贡献。此外，碳碳单键（c－c）的键能为82kcal/mol，碳碳双键（c=c）的键能为145kcal/mol，而苯环的碳碳键能是介于碳碳单键和碳碳双键之间，与甲基键能88kcal/mol相当，由此可知，苯环键亦对苯环系硅胶的热稳定性具有贡献。 

由上述实施例、实验数据及其说明可知，本发明利用硅胶121作为遮光材料12的载体，混合无机粉末122，如二氧化钛或碳黑，达成遮蔽光线与调色的功能，有效解决现有遮光材料于单层玻璃基板触控面板的工艺温度在230℃至300℃的范围中，加速老化及黄化，导致材料寿命缩短的问题。 

此外，因在单层玻璃基板触控面板的工艺中，遮光材料12需具备历经于不同温度、不同工艺时间下与不同化学物质接触后仍保持安定的能力，换言之即遮光材料12需具有耐化性，请参照下表（10），为单层玻璃基板触控面板 的各工艺条件： 

单层玻璃基板触控面板的各工艺条件表（10） 

利用上表整理，可知于遮光材料12于不同温度、不同工艺时间下与不同化学物质接触后仍保持安定，因此遮光材料12具有相对良好的耐化性，以利遮光材料12适用于单层玻璃基板触控面板的工艺。 

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (9)

1.一种遮光材料，用以涂布于一触控面板的一玻璃基板的边缘，其特征在于，该遮光材料包含：

一硅胶；及

一二氧化钛粉末，混合于该硅胶中；

其中该硅胶为甲基系硅胶或苯环系硅胶，该二氧化钛粉末的添加比例，以该遮光材料的总重量为基准，是在10wt%至60wt%的范围中。

2.根据权利要求1所述的遮光材料，其特征在于，该二氧化钛粉末的添加比例，以该遮光材料的总重量为基准，是在30wt%至50wt%的范围中。

3.一种遮光材料，用以涂布于一触控面板的一玻璃基板的边缘，其特征在于，该遮光材料包含：

一硅胶；及

一碳黑粉末，混合于该硅胶中；

其中该硅胶为甲基系硅胶或苯环系硅胶，该碳黑粉末的添加比例，以该遮光材料的总重量为基准，是在0.1wt%至30wt%的范围中。

4.根据权利要求3所述的遮光材料，其特征在于，该碳黑粉末的添加比例，以该遮光材料的总重量为基准，是在0.5wt%至5wt%的范围中。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的遮光材料，其特征在于，还包含二氧化硅，以该遮光材料的总重量为基准，二氧化硅的添加比例是在0.02wt%至1wt%的范围中。

6.根据权利要求5所述的遮光材料，其特征在于，二氧化硅的添加比例是在0.1wt%至0.5wt%的范围中。

7.根据权利要求6所述的遮光材料，其特征在于，还包含一染料，以该遮光材料的总重量为基准，该有机/无机染料的添加比例是在0.1wt%至20wt%的范围中。

8.根据权利要求7所述的遮光材料，其特征在于，还包含一介面活性剂，以该遮光材料的总重量为基准，该介面活性剂的添加比例是在0.01wt%至1wt%的范围中。

9.一种触控面板，其特征在于，包含：

一玻璃基板，具有一触控区与一边缘区，该边缘区环绕该触控区；

一选自如权利要求1至8任意一项的遮光材料，涂布于该边缘区；

一触控电路层，设置于该触控区，用以接收一触控信号；

一导线层，设置于该遮光材料上，电性连接于该触控电路层；

一介电层，设置于该导线层上；及

一软性印刷电路板，设置于该遮光材料上，电性连接于该导线层以传输该触控信号。

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