CN204856433U - 触控面板与触控显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种触控面板与触控显示设备，该触控面板包括：盖板；折射率匹配层，位于盖板下；触控装置，位于折射率匹配层下；以及光学匹配层，位于触控装置下，其中折射率匹配层包括第一低折射率介电层与第一高折射率介电层，其中第一低折射率介电层直接接触触控装置的上表面，且第一高折射率介电层位于第一低折射率介电层与盖板之间，其中光学匹配层包括第二低折射率介电层与第二高折射率介电层，其中第二低折射率介电层直接接触触控装置的下表面，并位于触控装置与第二高折射率介电层之间，其中第二高折射率介电层的方阻值在照射紫外光后大于10⁹奥姆每方。

Description

触控面板与触控显示设备

技术领域

本实用新型涉及触控面板，特别是涉及其结构与包含其的触控显示设备。

背景技术

触控面板已广泛应用于家庭用品、通讯装置、及电子信息装置等电子产品，逐渐取代实体键盘与鼠标等现有的输入接口，并提供有效率的操作接口。目前的触控面板已发展出直接将感测电极制作形成于保护盖板上的单片基板结构。此类结构的触控面板虽轻薄，但若感测电极为蚀刻图案时，蚀刻区域与非蚀刻区域间的光反射不同，造成触控面板的外观具有色差等光学问题。因此在触控面板中设有光学补偿层来改善光学问题。

然而，目前具有光学补偿层的触控面板经紫外光环境下使用有机会产生触控不灵敏的问题，因此亟需新的触控面板结构以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种触控面板与触控显示设备，以解决目前具有光学补偿层的触控面板在紫外光环境下使用会产生触控不灵敏的问题。

为达上述目的，本实用新型提供的触控面板，包括：盖板；折射率匹配层，位于盖板下；触控装置，位于折射率匹配层下；以及光学匹配层，位于触控装置下，其中折射率匹配层包括第一低折射率介电层与第一高折射率介电层，其中第一低折射率介电层直接接触触控装置的上表面，且第一高折射率介电层位于第一低折射率介电层与盖板之间，其中光学匹配层包括第二低折射率介电层与第二高折射率介电层，其中第二低折射率介电层直接接触触控装置的下表面，并位于触控装置与第二高折射率介电层之间，其中第二高折射率介电层的方阻值在照射紫外光后大于10⁹奥姆每方。

该触控装置包括：感测电极区；以及金属走线区，位于该感测电极区外围。

该触控面板还包括一透明保护层位于该光学匹配层下，且该透明保护层仅对应该金属走线区而不对应该感测电极区。

该透明保护层包括厚度介于20nm至30nm的光油。

该感测电极区包含厚度介于20nm至30nm的透明导电图案。

该透明导电图案的折射率大于该第一低折射率介电层与该第二低折射率介电层的折射率，该第一高折射率介电层的折射率大于该第一低折射率介电层与该盖板的折射率，且该第二高折射率介电层的折射率大于该第二低折射率介电层的折射率。

该第一低折射率介电层的厚度介于25nm至35nm且折射率介于1.2至1.5之间，且该第一高折射率介电层的厚度介于5nm至15nm且折射率介于1.8至2.5之间。

该第一低折射率介电层包括氧化硅，且该第一高折射率介电层包括氧化铌或氮化硅。

该第二低折射率介电层的厚度介于15nm至35nm且折射率介于1.2至1.5之间，且该第二高折射率介电层的厚度介于10nm至20nm且折射率介于1.8至2.5之间。

该第二低折射率介电层包括氧化硅，且该第二高折射率介电层包括氮化硅。

该触控面板还包括一抗反射层位于该盖板上，且该抗反射层的折射率大于该盖板。

本实用新型另提供的触控显示设备，包括：上述的触控面板；以及显示面板，位于触控面板下，其中触控装置包括：感测电极区；以及金属走线区，位于感测电极区外围；其中显示面板包括：显示区，实质上对应感测电极区；以及边框区，对应金属走线区。

该触控显示设备还包括一光学胶贴合该触控面板与该显示面板，且该光学胶直接接触该第二高折射率介电层。

本实用新型的优点在于，由于本实用新型的第二高折射率介电层在照射紫外光后方阻值仍大于10⁹奥姆每方，减少光学胶和第二高折射率介电层照射紫外光后所产生的自由载流子对后端处理器侦测触控装置时的影响，增加触控的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中，触控面板的剖视图；

图2A至图2D为本实用新型一实施例中，触控装置的制作工艺上视图；

图3为本实用新型一实施例中，触控面板的剖视图；

图4为本实用新型一实施例中，触控显示设备的剖视图；

图5为本实用新型一实施例中，盖板、反射层、与抗脏污层的复合结构对不同波长的光的反射率的示意图；

图6为本实用新型一实施例中，盖板与折射率匹配层的复合结构对不同波长的光的反射率的示意图；

图7为本实用新型一实施例中，透明导电图案与光学匹配层的复合结构对不同波长的光的反射率的示意图。

符号说明

10触控面板

21A、23A触控电极

21B、23B连接电极

27A、27B接触孔

24金属走线

25介电层

40触控显示设备

45显示面板

45A显示区

45B边框区

47光学胶

100盖板

101折射率匹配层

101H、107H高折射率介电层

101L、107L低折射率介电层

103触控装置

103A感测电极区

103B金属走线区

107光学匹配层

109透明保护层

301抗反射层

具体实施方式

下面内容将结合附图与具体实施方式，以进一步详述本实用新型。接下来将提供不同实施例以实施本实用新型。可以理解的是，这些实施例仅用以说明而非局限本实用新型。此外，第一组件形成于第二组件上，指的是第一组件与第二组件可直接接触，或具有额外组件夹设于第一组件与第二组件之间(无直接接触)。另外，下述方向性用语「之上」及「之下」，仅用以说明附图中的相对位置。当附图中的装置旋转至其他方向，则可能具有其他相对方向。再者，为使附图清晰简洁，组件不一定依实际比例绘示。

图1为本实用新型一实施例中，触控面板10的剖视图。触控面板10具有盖板100、位于盖板100下的折射率匹配层101、位于折射率匹配层101下的触控装置103、与位于触控装置103下的光学匹配层107。盖板100可为强化盖板，除了用来承载触控装置103之外，更可提供坚硬的保护作用。在一实施例中，强化盖板的形成方法可为化学离子交换或类似制作工艺。在一实施例中，盖板100为透明板材如玻璃或高分子材料。在另一实施例中，盖板100为丙烯酸酯类的热塑性塑料材料。此外，盖板100的厚度可介于约0.2mm至2.0mm之间。若盖板100的厚度过厚，则会增加触控面板10的重量与体积。若盖板100的厚度过薄，可能无法支撑形成其下的触控装置103与其他单元。

在图1中，折射率匹配层101包括低折射率介电层101L与高折射率介电层101H的多层结构。如图1所示，低折射率介电层101L直接接触触控装置103的上表面，且第一高折射率介电层101H位于低折射率介电层101L与盖板100之间。虽然图1的折射率匹配层101仅为双层结构，但应理解其可为更多层的结构(由下至上)可为101L/101H/101L/101H…的多层结构(最下层为低折射率介电层101L，而最上层为高折射率介电层101H)，其层数可为2至50之间。上述折射率匹配层101用以避免在强环境光照射下，触控装置103的感测电极图案干扰显示设备显示的图像的问题。在本实用新型一实施例中，低折射率介电层101L的厚度介于25nm至35nm，且折射率介于1.2至1.5之间；高折射率介电层101H的厚度介于5nm至15nm，且折射率介于1.8至2.5之间。举例来说，低折射率介电层101L可为氧化硅，而高折射率介电层101H可为氧化铌(例如Nb₂O_x)或氮化硅(例如Si₃N₄)。若低折射率介电层101L或高折射率介电层101H的厚度过厚或过薄(或折射率过高或过低)，则无法达到抗反射的效果，即使用者在阳光下可能会目视到触控装置103的感测电极图案。

图1的触控装置103分为感测电极区103A，与位于感测电极区103A外围的金属走线区103B。图2A～图2D为本实用新型一实施例中，触控装置103的制作工艺上视图。如图2A所示，形成触控电极21A与23A及连接电极23B于低折射率介电层101L上的感测电极区103A。同一行的触控电极23A之间，具有连接电极23B相连。触控电极21A各自独立而彼此不相连，且未接触触控电极23A与连接电极23B。虽然下述实施例及附图中，触控电极21A与23A为面积相同的菱形，但应理解触控电极也可采用其他形状如三角形、四角形、六角形、或其他可能的形状，且不一定面积相同，端视需要而定。在本实用新型一实施例中，触控电极21A与23A与连接电极23B可为透明导电材料如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)、或类似物，其形成方法可为溅镀整片透明导电材料后光刻，或者直接网印形成触控电极图案。接着形成金属走线24于金属走线区103B中，其连接至末端的触控电极21A上。上述触控电极21A与23A与连接电极23B(即透明导电图案)的厚度介于20nm至30nm之间。上述透明导电图案的折射率大于低折射率介电层101L与低折射率介电层107L的折射率，高折射率介电层101H的折射率大于低折射率介电层101L与盖板100的折射率，且高折射率介电层107H的折射率大于低折射率介电层107L的折射率。如此一来，触控面板10的多层结构的折射率排列为锯齿状的高/低/高/低/高/低。

接着如图2B所示，形成绝缘层25于低折射率介电层101L、触控电极21A与23A、连接电极23B、与金属走线24上。绝缘层25的材质可为无机材料，例如氧化硅或氮化硅，或是有机材料，例如光致抗蚀剂，其形成方法可为化学气相沉积制作工艺、物理气相沉积制作工艺、或溅镀。

接着如图2C所示，形成接触孔27A穿过末端的触控电极21A上的绝缘层25，并形成接触孔27B穿过触控电极21A两侧上的绝缘层25。形成接触孔27A与27B的方法可为光刻与蚀刻制作工艺。接着如图2D所示，形成连接电极21B与金属走线24。在本实用新型一实施例中，连接电极21B与金属走线24可为金属如银、铜、铝、上述的合金、或上述的多层结构，其形成方法可为溅镀整层金属后光光刻，或直接网印连接电极图案。金属走线区103B中的金属走线24可进一步连接至接垫(未图示)以电连接至外部电路。可以理解的是，触控电极23A也可采用上述走线的设计，以电连接至接垫与外部电路。连接电极21B位于绝缘层25上，经由接触孔27B电连接相邻的触控电极21A，使同一列的触控电极11A电性相连。一般而言，为了避免高反射的金属走线24反射环境光，通常会额外形成遮光组件(未图标)对应金属走线区103B。此遮光组件可为常见的黑色矩阵(BM)，其可位于金属走线24与低折射率介电层101L之间、位于金属走线与后述的低折射率介电层107L之间、或其他适当位置。

回到图1，光学匹配层107包含低折射率介电层107L与高折射率介电层107H。低折射率介电层107L直接接触触控装置103的下表面，并位于触控装置103与高折射率介电层107H之间。上述光学匹配层107用以与感测电极区103A形成光学匹配。当环境光穿透盖板100及感测电极区103A后反射出一反射光时，可调和感测电极区103A中电极图案与无电极图案区的反射光色调差异。如此一来，光学匹配层107可补偿电极图案与无电极图案区之间的反射率差异，使触控面板10反射环境光的的反射光色调接近自然光，而不会偏蓝或偏黄。在本实用新型一实施例中，低折射率介电层107L的厚度介于15nm至35nm且折射率介于1.2至1.5之间，高折射率介电层107H的厚度介于10nm至20nm且折射率介于1.8至2.5之间。举例来说，低折射率介电层107L可为氧化硅，而高折射率介电层107H可为氮化硅。若低折射率介电层107L或高折射率介电层107H的厚度过厚或过薄(或折射率过高或过低)，则无法达到调整反射光色调的效果，即使用者在阳光下可能会因感测电极区中电极图案与无电极图案区的反射率差异，看到偏蓝或偏黄的影像。

值得注意的是，高折射率介电层107H之后会经光学胶黏合至显示设备。若高折射率介电层107H采用氧化铌等金属氧化物，在高折射率介电层107H接触光学胶且照射紫外线硬化的制作工艺中，高折射率介电层107H(如氧化铌)可能会还原成半导体，或者高折射率介电层107H的载流子(电子或空穴)经过紫外光照射后从价带(valenceband)跃迁至传导带(conductionband)，使得高折射率介电层107H的自由载流子变多，且降低高折射率介电层107H的方阻值。再加上光学胶47在长时间照射紫外光(约480J/cm²以上)后，光学胶47表面也有可能会产生自由载流子(或是因为高折射率介电层107H的材质与光学胶47互相影响缘故)，使得高折射率介电层107H与光学胶47之间的自由载流子在触控装置103形成虚拟电容(virtualcapacitor)，影响后端处理器量测触控装置103是否遭触带电物接近的精确度。

因此高折射率介电层107H的材料选用，原则上被照射紫外光后高折射率介电层107H的方阻值仍大于10⁹奥姆每方(ohmpersqure)(优选实施例为大于10¹⁰奥姆每方)，氮化硅符合在照射紫外光后方阻值仍保持在1010奥姆，因此以氮化硅做为高折射率介电层107H减少被照射紫外光后所产生的自由载流子对后端处理器侦测触控装置时的影响，增加触控的灵敏度。此外，由于低介电系数材料也有助于避免在紫外光照射下降低电阻值(或称增加导电率)，在某些实施例中，也可选用介电系数(dielectricvalue)比氧化铌还低的材料当作高折射率介电层107H。除此之外，高折射率介电层101H也可选用在照射紫外光后方阻值仍大于10⁹奥姆每方的材料(例如Si₃N₄)，也可选用低介电系数的材料(例如K值(dielectricconstant)为20以下)。

值得注意的是，金属走线区103B的金属走线24具有一定厚度，如图1所示。如此一来，光学匹配层107对应金属走线区103B的厚度，将小于光学匹配层107对应感测电极区103A的厚度。在某些情况下，光学匹配层107对应金属走线区103B的厚度小于10nm。在这种情况下，光学匹配层107无法有效保护金属走线24。如此一来，可采用透明保护层109(如光油)保护金属走线24。在本实用新型一实施例中，透明保护层109的厚度介于20nm至30nm之间。若透明保护层109的厚度过薄，则无法进一步保护金属走线24。若透明保护层109的厚度过厚，则增加材料成本。值得注意的是，上述透明保护层109仅对应金属走线24而不对应感测电极区103A。若透明保护层109整片地形成于光学匹配层107上，则会破坏光学匹配的效果，造成影像偏蓝或偏黄。

在本实用新型另一实施例中，可在盖板100上形成抗反射层301以进一步降低环境光对影像的影响，且其折射率高于盖板100的折射率。

上述折射率匹配层101可有效遮掩感测电极区103A中的电极图案，并降低环境光入射的光反射率。上述光学匹配层107除了可保护感测电极区103A外，还可改善影像色偏的问题。另一方面，由于光学匹配层107中的高折射率介电层107H在照射紫外线后方阻值仍大于10⁹奥姆每方，可避免后端处理器误判断触控装置103的电性大小。另一方面，透明保护层109可进一步保护金属走线24不致因薄层的光学匹配层107导致电性不良、金属走线脱落、或金属走线断裂等问题。

在本实用新型一实施例中，上述触控面板10的形成方式如下：提供盖板100，形成折射率匹配层101于盖板100上，形成触控装置103于折射率匹配层101上，以及形成光学匹配层107于触控装置103上。在本实用新型其他实施例中，可进一步形成透明保护层109于光学匹配层107上，且透明保护层109仅对应金属走线24而未对应触控装置103的感应电极区103A。

上述触控面板10可搭配显示面板45，形成触控显示设备40。显示面板45具有显示区45A，与边框区45B。显示区45A通常具有多个像素，其控制单元(如TFT)经由栅极线、共同电极线、与数据线连接至边框区45B的控制电路。上述显示面板45可通过光学胶47贴合至触控面板10，且光学胶47直接接触高折射率介电层107H。由于高折射率介电层107H采用接触光学胶47及照射紫外线也高折射率介电层107H的方电阻大于10⁹奥姆每方的材质(如氮化硅)，可避免光学胶47及照射紫外线造成触控装置103电性失效。上述显示区45A实质上对应感测电极区103A，而边框区45B对应金属走线区103B。在本实用新型一实施例中，显示面板45可为液晶显示器(LCD)。在另一实施例中，显示面板45也可为电子纸、电子阅读器、电致发光显示器(ELD)、有机电致发光显示器(OELD)、真空荧光显示器(VFD)、发光二极管(LED)、阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、数字光学处理器(DLP)、硅基板上液晶显示器(LCoS)、有机发光二极管(OLED)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、量子点激光电视、液晶激光电视、铁电液晶显示器(FLD)、干涉测量调节显示器(iMOD)、厚膜介电电致发光器(TDEL)、量子点发光二极管(QD-LED)、屈伸像素显示器(TPD)、有机发光敏晶体管(OLET)、光致变色显示器、激光荧光体显示器(LPD)、或类似物。上述触控显示设备40可包括但不限于应用在互动广告系统、卖场优惠订购系统、门禁识别系统、信息查询系统、提款系统、或可携式行动装置。

为了让本实用新型的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例配合所附的附图，作详细说明如下：

实施例

实施例1

取玻璃基板作为图3所示的盖板100，并于盖板100上依序形成14.5nm厚的高折射材料(例如Ti₃O₅)、24.5nm厚的低折射材料(例如SiO₂)、110nm的高折射材料(例如Ti₃O₅)、与84nm的低折射材料(例如SiO₂)作为抗反射层301，并形成14nm的抗脏污层于抗反射层301上，抗脏污层可以是氟聚醚类材料，例如全氟聚醚有机硅氧烷。上述结构对应不同波长的光的反射率如图5所示。

实施例2

取玻璃基板作为图1所示的盖板100，并于盖板100上依序形成9nm的氧化铌(作为高折射率介电层101H)，与28nm的氧化硅(作为低折射率介电层101L)作为折射率匹配层101。上述结构对应不同波长的光的反射率如图6所示。

实施例3

取25nm厚的ITO层作为图1所示的触控装置103的透明导电图案，并于透明导电图案上依序形成32nm的氧化硅(作为低折射率介电层107L)，与15nm的氮化硅(作为高折射率介电层107H)作为光学匹配层107。上述结构对应不同波长的光的反射率如图7所示。

由实施例2-3可知，折射率匹配层101与光学匹配层107对不同波长的光的反射率互补，两者组合后可有效降低触控面板的对环境光的反射率。

Claims (13)

1.一种触控面板，其特征在于，该触控面板包括：

盖板；

折射率匹配层，位于该盖板下；

触控装置，位于该折射率匹配层下；以及

光学匹配层，位于该触控装置下，

其中该折射率匹配层包括第一低折射率介电层与第一高折射率介电层，其中该第一低折射率介电层直接接触该触控装置的上表面，且该第一高折射率介电层位于该第一低折射率介电层与该盖板之间，

其中该光学匹配层包括第二低折射率介电层与第二高折射率介电层，其中该第二低折射率介电层直接接触该触控装置的下表面，并位于该触控装置与该第二高折射率介电层之间，

其中该第二高折射率介电层的方阻值在照射紫外光后大于10⁹奥姆每方。

2.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该触控装置包括：

感测电极区；以及

金属走线区，位于该感测电极区外围。

3.如权利要求2所述的触控面板，其特征在于，该触控面板还包括透明保护层，位于该光学匹配层下，且该透明保护层仅对应该金属走线区而不对应该感测电极区。

4.如权利要求3所述的触控面板，其特征在于，该透明保护层包括厚度介于20nm至30nm的光油。

5.如权利要求2所述的触控面板，其特征在于，该感测电极区包含厚度介于20nm至30nm的透明导电图案。

6.如权利要求5述的触控面板，其特征在于，该透明导电图案的折射率大于该第一低折射率介电层与该第二低折射率介电层的折射率，该第一高折射率介电层的折射率大于该第一低折射率介电层与该盖板的折射率，且该第二高折射率介电层的折射率大于该第二低折射率介电层的折射率。

7.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一低折射率介电层的厚度介于25nm至35nm且折射率介于1.2至1.5之间，且该第一高折射率介电层的厚度介于5nm至15nm且折射率介于1.8至2.5之间。

8.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一低折射率介电层包括氧化硅，且该第一高折射率介电层包括氧化铌或氮化硅。

9.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第二低折射率介电层的厚度介于15nm至35nm且折射率介于1.2至1.5之间，且该第二高折射率介电层的厚度介于10nm至20nm且折射率介于1.8至2.5之间。

10.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第二低折射率介电层包括氧化硅，且该第二高折射率介电层包括氮化硅。

11.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该触控面板还包括抗反射层，位于该盖板上，且该抗反射层的折射率大于该盖板。

12.一种触控显示设备，其特征在于，该触控显示设备包括：

权利要求1所述的触控面板；以及

显示面板，位于该触控面板下，

其中该触控装置包括：

感测电极区；以及

金属走线区，位于该感测电极区外围；

其中该显示面板包括：

显示区，实质上对应该感测电极区；以及

边框区，对应该金属走线区。

13.如权利要求12所述的触控显示设备，其特征在于，该触控显示设备还包括光学胶，贴合该触控面板与该显示面板，且该光学胶直接接触该第二高折射率介电层。