TW200947290A - Touch panel - Google Patents
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Description
200947290
Wfy〇u6-c.400-〇679 26026twf.doc/n 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種觸控面板,且特別是有關於一種 電阻式的觸控面板。 【先前技術】 近年來,隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電的 _ 快速發展與應用,為了達到更便利、體積更輕巧化以及更 人性化的目的,許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸 入裝置’轉變為使用觸控面板(TouchPanel)作為輸入裝 置,其中觸控式的液晶顯示裝置更為現今最流行的產品。 一般而言,各類型的觸控面板中以電阻式觸控面板的 技術發展最為成熟。圖1緣示為習知之電阻式觸控面板的 剖面示意圖。請參照圖1,觸控面板1〇〇包括第一基板110、 第二基板120、第一電極層112、第二電極層122以及多個 0 間隔物(spacer)130。第一電極層112配置於第一基板110 上’第二電極層122配置於第二基板120上,且電極層 (112、122)位於基板(110、120)之間。另外,間隔物130配 置於第一電極層112與第二電極層122之間。藉由手指或 是物體的按壓使觸控面板100在對應的位置上導通而產生 一電性的改變(如壓降或電流變化等),以提供輸入的功 能。因此,間隔物130的配置有助於維持第一電極層112 與第二電極層122間的一間隙g,以避免第一電極層112 與第二電極層122間不必要的導通而造成訊號亂。 200947290 w^yt>u»-u400-0679 26026twf.doc/n 然而’觸控面板100中’第一電極層112與第二電極 層122必須不斷地被彎曲至一定的角度以上,以與彼此接 觸而產生對應的輸入訊號。因此,第一電極層H2與第二 電極層122容易因不斷的彎曲與接觸而損壞,進一步地造 成觸控面板100的使用壽命受限。此外,觸控面板100中 兩電極(112、122)之間除了間隔物130外並未配置有其他 材料層。光線穿過間隙g時將有部份會被反射或是散射, 参 而使觸控面板10〇的透光率不佳。整體來說,習知的觸控 面板100的電極(112、122)容易損壞因而使用壽命有限且 透光度不佳。 【發明内容】 本發明是提供一種觸控面板,以延長電阻式觸控面板 的使用壽命以及提高觸控面板的光線穿透率。 本發明提出一種觸控面板,其包括一第一基板、一第 ―電極層、m—第二電極層以及-摻雜間隔層。 /第-電極層配置於第—基板上’而第二基板與第一基板平 行第一電極層配置於第二基板上,且第一電極層與第二 電極層位於第-基板及第二基板之間。此外,捧雜間隔層 位;^第冑極層以及第二電極層之間,推雜間隔層中散佈 有多個導電粒子。 一碟ίί發明之—實酬中,上述之摻關隔層之材質為 一彈彳材料,此彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 在本發明之-實施例中,上述之摻雜間隔層之材質為 200947290 wry〇u〇-v^400-0679 26026twf.doc/n 一液體材料,且摻雜間隔層具有複數個間隔物,其中這些 間隔物的高度小於第一基板與第二基板之間的間距。此 時,上述之液體材料為液晶。 在本發明之一實施例中,上述之導電粒子之材質包括 一導電高分子。導電高分子包括聚苯乙烯磺酸(p〇ly ethylene dioxythiophene,PEDOT)或聚苯胺(P〇lyaniHne, PANi) ° , • 在本發明之一實施例中,上述之導電粒子為多個奈米 粒子。在一實施例中,奈米粒子包括奈米銀粒子、奈米碳 粒子、奈米碳管(Carbon nanotube)、奈米銀絲、奈米氧化 鋅粒子、奈米氧化銦錫粒子、奈米鈦或上述之組^ 在本發明之一實施例中,上述之摻雜間隔層之一電阻 值正比於摻雜間隔層之一厚度。 在本發明之一實施例中,上述之摻雜間隔層的折射率 實質上大於1.3至小於2.0。 ❹ 在本發明之一實施例中,上述之摻雜間隔層的光線穿 透率實質上大於85%至小於100%。 在本發明之一實施中,上述之第一基板以及第二基板 之=質包括玻璃、塵克力、聚亞酿胺(p〇lyamide)、聚乙稀 =苯二曱酸酯(polyethylene Terephthalate,PET )、聚碳酸 醋(Polycarbonate,PC)或上述之組合。 在本發明之一實施例中,上述之第一電極層以及第二 電極層之材質包括氧化銦錫、氧化錢錫、氧化鋅銘、氧化 銦鋅、氧化鋅、氧化鍚或其所組成的族群之一。 7 200947290 ντ x ^w〇-^400-0679 26026twf.doc/n 本發明另提出一種觸控面板,包括一第一基板、依第 一電極層、一第二基板、一第二電極層以及一摻雜間隔層。 /第一電極層配置於第一基板上。第二基板與第一基板平 行。第二電極層配置於第二基板上,且第一電極層與第二 電極層位於第-基板及第二基板之間。另外,摻雜間隔層 位=第-電極層以及第二電極層之間並具備—厚度。推雜 間隔層係由一絕緣彈性材料與散佈在絕緣彈性材料中的多
個導電粒子所組成,使得摻_隔層的電阻值正比於推雜 間隔層之厚度。 在本發明之一實施例t,上述之觸控面板更包括電性 ,接至電極層以及第二電極層的—訊號感知器。當厚 ^界厚度時’摻雜間隔層的電阻值降低以讓訊號 感知器偵_通過摻雜_層的電壓或電流,當厚度大於 度時’摻雜_層的纽值升高,則訊號感知器镇 '、不到通過摻雜間隔層的電壓或電流。 明之—實關巾,上述之絕緣雜材料包括石夕 膠或壓克力膠。 實餅ft明之—實施例中,上述之摻雜間隔層的折射率 質:大於二/·3至小於2·0’且摻雜間隔層的光線穿透率實 貝上大於85/〇至小於100%。 電性面板湘具㈣性或流祕且具有導 隔#。^ β隔層做為第一電極層與第二電極層之間的間 幅i的被f曲=面板的第Γ電極層與第二電極層不需大 或疋直接碰觸就可以相互導通,而有助於延 200947290 ”一 w„J40(M)679 26026twf.doc/n 長觸控面板的使用壽命。另外,摻雜間隔層的材質選用透 明材質更有助於改善觸控面板的光學特性。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說 明如下。 11 【實施方式】 春 圖2為本發明之一實施例之觸控面板的剖面示意圖。 請參照圖2’觸控面板200包括一第一基板21〇、一第一電 極層212、一第二基板220、一第二電極層222以及一摻雜 間隔層230。第一電極層212配置於第一基板21〇上而 第二基板220與第一基板21〇平行。第二電極層222配置 於第二基板220上,且第一電極層212與第二電極層222 位於第一基板210及第二基板220之間。此外,摻雜間隔 層230位於第一電極層212以及第二電極層222之間,摻 ©雜間隔層230中散佈有多個導電粒子232。 第 '基板2.1(3以及第一基板220之材質包括玻璃、壓 克力、聚亞醯胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯或上述 之組合。利用上述材質製成的第一基板210與第二基板22〇 例如具有可撓曲的特性,所以使用者碰觸時,第一基板21〇 或第二基板220可略微彎曲。實務上,第一基板21〇與第 二基板220中可以僅有與使用者直接接觸之一者為可撓曲 的材質所製成。另外,摻雜間隔層230之材質為一彈性材 料,此彈性材料例如是矽膠、壓克力膠(Acrylic gel)或 200947290 wry〇U5-^400-0679 26026twf.doc/n 是其他非導電性的膠體。由於,摻雜間隔層230為獨立的 塊體,所以摻雜間隔層230可以在一真空環境下與第一基 板210以及第二基板220貼合。當觸控面板200被觸碰而 受壓時,具有彈性的摻雜間隔層230對應被觸碰的位置可 以產生凹陷,而壓力移除後,摻雜間隔層230可恢復原本 的狀態。 實務上,觸控面板200為電阻式設計的觸控面板200。 ❹ 使用者碰觸觸控面板200時,第一電極層212與第二電極 層222對應於被觸碰的位置處會導通而產生對應的訊號。 在本實施例中’摻雜間隔層230中散佈有導電粒子232, 且摻雜間隔層230之一電阻值正比於摻雜間隔層230之一 厚度。當摻雜間隔層230產生凹陷時,摻雜間隔層230對 應於凹陷的位置處的厚度較薄而具有較低的電阻值。因 此,第一電極層212與第二電極層222可藉由凹陷處的摻 雜間隔層230導通。亦即,第一電極層212與第二電極層 222不需直接接觸或相當靠近就可以被導通。如此一來, 第一電極層212與第二電極層222被彎曲的程度較小而不 易損壞。簡言之,觸控面板200的使用壽命可因摻雜介電 層230的配置而延長。 ” 觸控面板200在未被觸碰以及被觸碰時,第一電極層 212與第二電極層222間分別呈現電性絕緣與電性導通的 狀態。所以,摻雜間隔層230必需具有特定的電性特性。 本實施例中’摻雜間隔層230的材質較佳是摻雜有導電粒 子232的介電材質,其中導電粒子232散佈於換雜間隔層 200947290 wr,ou6-^0〇-〇679 26〇26twf.doc/n 230有助於調整摻雜間隔層23〇的電阻係數。導電粒子 的含量越多則摻雜間隔層230的電阻係數越低,也就是導 電f生越冋。藉著調整導電粒子232的濃度以使掺雜間隔層 230在不同狀態之下提供不同電性特性。 詳言之,導電粒子232之材質包括一導電高分子。其 中導電南刀子包括聚苯乙稀續酸(Poly ethylene djoxythiophene,PED0T)或聚苯胺(p〇lyaniline,ρΑΝ〇等高 Φ 分子=質。另外,導電粒子232例如為多個奈米粒子。在 ,實把例中,奈米粒子包括奈米銀粒子、奈米碳粒子、奈 =石炭官、奈米銀絲、奈米氧化辞粒子、奈米氧化銦錫粒子、 奈米,或上述之組合。另外,本發明並不限定導電粒子232 的狀態’亦即,導電粒子232可以是固體、液體、溶膠或 是凝膠等狀態。 般而s,摻雜間隔層230的電阻值會滿足 R pxd/A ’其中R為電阻值、p為電阻係數、d為厚度而a 為面積。圖3繪示為目2之摻雜間隔層在未被觸碰時以及 被觸碰時的狀態。請同時參照圖2與圖3,摻雜間隔層230 在未被觸碰時例如具有厚度dl,此時摻雜間隔層23〇在第 一電極層212與第二電極層222間的電阻值R1=pxdi/A。 但觸控面板200被使用者碰觸,摻雜間隔層23〇中會產 生凹陷,而摻雜間隔層23G對應凹陷處的厚度例如為们。 此時,摻雜間隔層23〇在第一電極層212與第二電極層 間的電阻值R2=pxd2/A。假設第一電極層212與第二電極 層222間可導通時的最大電阻值為R〇,則本實施例例如是 11 200947290 w r 7υυ〇-\_400-0679 26026twf.doc/n 使R1>R02R2。也就是說’摻雜間隔層230中所含導電 粒子232的數量實質上可使摻雜間隔層230在厚度dl時的 電阻值大於R0,而在厚度d2時的電阻值小於R〇。 換言之’當觸控面板200被碰觸時,摻雜間隔層23〇 會因受力而產生凹陷,並且摻雜間隔層230之電阻值R1、 R2會隨厚度dl、d2的減少而降低。因此,換雜間隔層230 在未被觸碰時可使第一電極層212與第二電極層222彼此 ❿ 絕緣’而在被觸碰並產生凹陷時則可將第一電極層212與 第二電極層222導通。因此,可以定義一臨界厚度d〇,dl >d〇2d2 ’當摻雜間隔層230之厚度小於臨界厚度d〇時, 第一電極層212與第二電極層222導通’當摻雜間隔層23〇 之厚度大於臨界厚度d0時’第·一電極層212與第二電極層 222視為彼此絕緣。而判斷導通或絕緣,係由與觸控面板 200的第一電極層212與第二電極層222電性連接的一訊 號感知器(未繪示)來判斷,例如是一顆偵測觸控訊號的 Φ 1C,此訊號感知器可以偵測通過該摻雜間隔層的電壓或電 流。當掺雜間隔層230之厚度小於臨界厚度d0時,訊號感 知器判斷為導通。相反的’當掺雜間隔層230之厚度大於 臨界厚度d0時,訊號感知器判斷為絕緣。進一步而言,觸 控面板200中摻雜間隔層230的厚度減小即可導通第一電 極層212與第二電極層222。所以,第一電極層212與第 二電極層222不需承受大幅度的彎曲因而不容易損壞。 為了滿足使用便利性的需求,觸控面板2〇〇可以與一 顯示面板貼合以達到觸控式顯示面板的功能。因此,摻雜 12 200947290 wry〇uo-^40〇-〇679 26026twf.d〇c/n ^隔層230的折射率實質上例如是大於1.3至小於2.0,以 提升觸控面板200與顯示面板貼合後所能呈現的晝面品 ,。另外,摻雜間隔層230的材質可採用透明的材質,以 是=雜間隔層230的光線穿透率實質上大於85%至小於 1〇〇/°。當然,第一電極層212以及第二電極層222之材質 例如是採用透明導電材質,以提高觸控面板的光線穿 透率。舉例而言,透明導電材質可以是氧化銦錫、氧化録 鲁锡、、氧化鋅銘、敦化銦辞、氧化鋅、氧化錫或其所組成的 、,本實施例是在具有彈性的矽膠材質散佈導電粒子232 以开f成摻雜間隔層23〇,使得摻雜間隔層23〇的電阻係數 隨著不同的使用需求而改變。當摻雜間隔層230產生厚度 變化摻雜間隔層230的電阻值會隨著厚度大小成正 比因此,摻雜間隔層230在變薄的狀態下可使第一電極 層^12與第二電極層222導通。亦即,第一電極層212與 _ 第一電極層222不需被大幅彎曲或是直接接觸即可被導 通’5而有助於提升觸控面板200的使用壽命。另外,摻雜 門,層230例如是在一真空環境中形成於第一電極層 及第―,極層222之間,所以第一基板210與第二基板220 之間的空隙將被摻賴隔層23G填滿。因此,糾穿過觸 控面板200時,不易被散射而有助於提升觸控面板200的 光線穿透率。 在本實施例中,第一電極層212與第二電極層222是 王面地形成於第一基板210與第二基板220上為例。在其 13 200947290 -^400-0679 26026twf.doc/n 他實施例中,第一電極層212與第二電極層222可以分別 是由多個條狀電極或是其他幾何形狀的電極所組成。也就 是說,觸控面板200可以應用於類比式的電路計算也可以 應用於數位式的電路計算。 進一步而言,本實施例的觸控面板尚可利用流體材質 作為參雜間隔層。圖4繪示為本發明之另—實施例的觸控 面板。請參照圖4,觸控面板400包括一第一基板41〇、一 ❹ 第一電極層412、一第二基板42〇、一第二電極層422、一 摻雜間隔層430以及多個間隔物440。第一電極層412配 置於第一基板410上,而第二基板420與第一基板41〇平 行。第二電極層422配置於第二基板420上,且第一電極 層412與第二電極層422位於第一基板410及第二基板420 之間。此外,摻雜間隔層430位於第一電極層412以及第 二電極層422之間,摻雜間隔層430中散佈有多個導電粒 子 432。 具體而言,本實施例的觸控面板400與上述實施例的 觸控面板200是利用不同材質作為掺雜間隔層43〇,而其 餘構件皆以相同的材質製成。在本實施例中,摻雜間隔層 430之材質為一液體材料,且摻雜間隔層43〇具有複數個 間隔物440,其中這些間隔物440的高度u小於第一基板 410與第二基板42〇之間的間距g。實務上,上述之液體材 料例如為液晶,而導電粒子432均勻的散佈於液晶中以構 成本實施例之摻雜間隔層430。 值得一提的是,液體材料流動性大,但缺乏彈性回復 200947290 vyx ^wv/〇-w400-0679 26026twf.doc/n 力,所以本實施例中進一步地在觸控面板4〇〇中配置有間 隔物440。當使用者按壓觸控面板4〇〇而後放開,第一基 板410可以受到自身的彈性及間隔物44〇的作用而回復至 原狀。換言之,以流體作為掺雜間隔層430時,觸控面板 400仍可以快速的回復原狀以利於觸控控制的操作。另 外,本實施例所採用的液體材料可以是折射率約相同於第 基板410及第一基板420的材料。所以,摻雜間隔物430 ❷ 有助於提升觸控面板400的光學性質。 综上所述,本發明採用具有彈性或是流動性的摻雜間 隔層做為觸控面板中第一電極層與第二電極層之間的夹 層,摻雜間隔層的電阻值會隨著厚度的改變而不同。因此, 第一電極層與第二電極層不需彼此接觸或是被大幅度的彎 曲就可以被導通,而有助於延長第一電極層與第二電極層 的使用壽命。另外,掺雜間隔層具有良好的光線穿透度, 所以觸控面板的光學特性可以大幅提升。若將本發明之觸 鲁 控面板與一顯示面板貼合則有助於使顯示面板維持良好的 顯示品質。簡言之,本發明之觸控面板的使用壽命長且品 質優良。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,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内,當可作些許之更動與潤飾, 因此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。 15 200947290 ^vvw-v>^00-0679 26026twf.d〇c/n 【圖式簡單說明】 圖1是習知之一種觸控面板的剖面示意圖。 一立圖2疋依照本發明之—實施例之一種觸控面板的剖面 不意圖。 圖3疋圖2之摻雜間隔層在未被觸碰時以及被觸碰時 的狀態。 圖4、,’曰示為本發明之另一實施例的觸控面板的剖面示 φ 意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、400:觸控面板 110、210、410:第—基板 112、212、412 :第一電極層 120、220、420:第二基板 122、222、422 :第二電極層 130、440 :間隔物 230、430 :摻雜間隔層 232、432 :導電粒子 dl、d2 :距離 16
Claims (1)
- 200947290 *v。叫。〜400-0679 26026twf.d〇C/n 十、申請專利範園: I 一種觸控面板,包括: 一第一基板; 一第一電極層,配置於該第一基板上; 第一基板,與該第一基板平行; 一第二電極層,配置於該第二基板上,且該第一電極 層與該第二電極層位於該第—基板及該第二基板之間;以 I 及 一摻雜間隔層,位於該第一電極層以及該第二電極層 之間,該摻雜間隔層中散佈有多個導電粒子。 .如申5月專利範圍第1項所述之觸控面板,其中該 摻雜間隔層之材質為一彈性材料。 3.如申請專利範圍第2項所述之觸控面板,並中贫 彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 、中^ 4’如申请專利範圍第1項所述之觸控面板,其中該 雜間隔層之材質為一液體材料,且該摻雜間隔層具有複 數個間隔物’該些間隔物的高度小於該第一基板與該第二 基板之間的間距。 5*如申請專利範圍第4項所述之觸控面板,其中兮 液體材料為液晶。 μ 6.如申請專利範圍第1項所述之觸控面板,其中 該些導電粒子為多個奈米粒子。 、:·如申請專利範圍第6項所述之觸控面板,其中該 奈米粒子包括奈米銀粒子、奈米碳粒子、奈米碳管、奈^ 17 200947290 wry〇u〇-^.400-0679 26026twf.doc/n 銅錫粒子、奈米鈦或上 銀絲、奈米氧化鋅粒子、奈米氧化 述之組合。 u、/· ^滑專利範圍第1項所述之觸控面板,其中該 "導電粒子的材質為一導電高分子。 9·如申請專利範圍第8項所述之觸控面板,其中該 導電局分子包括聚苯㈣俩或聚苯胺。10.如申請專利範圍第i項所述之觸控面板,其中該 摻雜間隔層之1阻值正比於該摻麵隔層之一厚度。 u·如申請專利範圍第i項所述之觸控面板,其中該 換雜間隔層的折射率實質上大於1.3至小於2.0。 换故12.-如申請專利範圍第1項所述之觸控面板,其中該 夕'、間隔層的光線穿透率實質上大於85%至小於1〇〇%。 13.如申5月專利範圍第i項所述之觸控面板,其中該 -基板以及該第二基板之材質包括玻璃、壓克力、聚亞 胺、聚乙烯對苯二甲酸醋、聚碳酸6旨或上述之組合。 申請專利範圍第1項所述之觸控面板’其中該 、極層錢該第二電極層之材質包括氧化銦錫、氧化 =二咖、氧化銦辞、氧化鋅、氧化錫或其所組成 15· —種觸控面板,包括: 一第一基板; 一第一電極層,配置於該第一基板上; 一第二基板,與該第一基板平行; 一第二電極層,配置於該第二基板上,且該第一電極 18 200947290 wj. ^uv〇-v^400-0679 26026twf.doc/n 層與該第二電極層位於該第一基板及該第二基板之間;以 及 一摻雜間隔層,位於該第一電極層以及該第二電極層 之間並具備一厚度,該摻雜間隔層係由一絕緣彈性材料與 散佈在該絕緣彈性材料中的多個導電粒子所組成,使得該 摻雜間隔層的電阻值正比於該摻雜間隔層之該厚度。 16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控面板,更包 _ 括電性連接至該第一電極層以及該第二電極層的一訊號感 知裔,其中當該厚度小於一臨界厚度時,該摻雜間隔層的 電阻值降低,而當該厚度大於該臨界厚度時,該摻雜間隔 層的電阻值升咼,以決定該訊號感知器能否偵測到通過該 摻雜間隔層的電壓或電流。 、 17. 如申請專利範圍第15項所述之觸控面板,其中 該絕緣彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 ^ I8·如申請專利範圍第15項所述之觸控面板,其中 ^摻雜間隔層的折射率實質上大於13至小於2力,且該推 ''間隔層的光線穿透率實質上大於85%至小於1〇〇%。 19
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