TW201339621A - 具有光學補償結構之觸控螢幕 - Google Patents

Abstract

在此揭露一種觸控螢幕，其包括基板、圖案化的透明導電層以及多層補償結構。圖案化透明導電層配置在基板的上方，因此使觸控螢幕形成複數個具有透明導電層的第一區域以及複數個不具有透明導電層的第二區域。此多層補償結構配置於基板以及透明導電層之間，並藉此使該第一區域與該第二區域在波長400 nm至700 nm的範圍內之平均反射率的差異小於0.3%。

Description

具有光學補償結構之觸控螢幕

本發明是有關於一種觸控螢幕，且特別是有關於一種具有一光學補償層的觸控螢幕。

觸控螢幕已成為輸入資料進入電子裝置的重要設備。觸控螢幕通常配置在顯示器(例如液晶或有機發光二極體顯示器)的上方，並可透過此觸控螢幕觀看到顯示器所顯示的資訊或影像,且使用者可藉由直接碰觸觸控螢幕輸入資料。諸如電阻式或電容式之許多觸控螢幕已經可以實現上述的應用。
觸控螢幕中使用例如氧化銦錫(ITO)之透明導電材料作為感測元件。在觸控螢幕中，透明導電材料可以是一連續的透明導電層，或是一具有圖案的透明導電層。若觸控螢幕採用圖案化的透明導電層，則透明導電層的圖樣是明顯的，且使用者可以觀察到沒有透明導電層的區域與有透明導電層之區域的差別，因此對具有這類觸控螢幕的產品有負面的影響。　
美國專利公開號2005/00893307揭露一種改善其光學特性的觸控螢幕。此一技術是在圖案化的透明導電層與基板之間配置一單層結構的塗層，且此單層結構塗層的折射率小於基板的折射率以及透明導電層的折射率。然而，此技術僅能稍微地改善觸控螢幕的光學特性。
有鑑於此，在此技術領域中，仍需要一種可以改上述問題的的觸控螢幕。

本發明之一目的係提供一種觸控螢幕，俾能改善上述問題。此觸控螢幕包括一第一基板、一第一多層補償結構以及一第一透明導電層。此第一多層補償結構是配置在第一基板上。第一透明導電層為一圖案化層，且配置在第一多層補償結構上, 並因此使該第一多層補償結構的一部分露出。
根據本發明之一實施例，此觸控螢幕包括一基板、一透明導電層以及一多層補償結構。此透明導電層是一圖案化的層別，且配置在基板的上方，因此使該觸控螢幕形成複數個具有透明導電層的第一區域以及複數個不具有透明導電層的第二區域。此多層補償結構配置於基板以及透明導電層之間，並藉此使該第一區域與該第二區域在波長400 nm至700 nm的範圍內之平均反射率的差異小於0.3%。

為使下文所揭露的實施方式獲得充分的理解，在以下詳細的敘述中，為瞭解釋及說明之目的提及許多明確的技術細節。然而，某些實施方式可以在沒有這些技術細節的情況下實施。同時，為了簡化圖示，在實施例中僅示意性地繪示某些習知的結構及元件。
本文所揭露的各種實施方式，在有益的情形下可以相互組合或取代，而無須進一步的記載或說明。圖示及本文中盡可能使用相同的標號表示相同或相似的元件。
第1圖為本發明一實施方式之觸控螢幕100的剖面示意圖。如第1圖所示，觸控螢幕100包括一第一基板110、一第一多層補償結構120以及一第一透明導電層130。
第一基板110具有一第一表面111以及與第一表面111相對之一第二表面112。在某些實施例中，第一基板110之折射率介於1.3至1.8之間，更明確地可介於1.4至1.7之間。例如，第一基板110可為玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC) 或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)基板。
第一多層補償結構120配置於第一基板110之第一表面111上。在一實施方式中，第一多層補償結構120包括至少一補償單元124，補償單元124包括一第一補償層121以及一第二補償層122，如第2圖所示。第一及第二補償層121、122分別具有一第一折射率及一第二折射率，且第一折射率與第二折射率之差異大於0.1。在本揭露中，「折射率」一詞是指在波長589.29nm下所量測到之折射率，且通常以「n_D」表示。在一實施例中，第一及第二補償層121、122之其中一層包含諸如二氧化矽(silicon dioxide, SiO₂)、氟化鎂(magnesium fluoride, MgF₂)、三氧化二鋁(aluminum oxide, Al₂O₃)、冰晶石(cryolite)、或上述之組合的材料，而另一層包括諸如五氧化二鈮(niobium pentoxide, Nb₂O₅)、氮化矽(silicon nitride, Si₃N₄、二氧化鈦(titanium dioxide, TiO₂)、五氧化二鉭(tantalum pentoxide, Ta₂O₅)、二氧化鋯(zirconium dioxide, ZrO₂)、三氧化二鋁(aluminum oxide, Al₂O₃)、氧化銦錫( indium tin oxide, ITO)或上述之組合的材料。
在另一實施例中，第一補償層121與第二補償層122之厚度差異大於約2 nm。例如，第一補償層之厚度可為約10 nm，第二補償層之厚度可為約12.4 nm。
在又一實施例中，第一多層補償結構120包括依序配置的第一、第二及第三補償層121、122、123，如第3圖所示。在本實施例中，第一補償層121位於第一表面111上。第一、第二及第三補償層121、122、123分別具有第一、第二以及第三折射率，且第二折射率分別大於第一折射率及第三折射率至少0.1。在某些實施例中，第一補償層121包含SiO₂、MgF₂、Al₂O₃、冰晶石、或上述之組合的材料。第二補償層122包含Nb₂O₅、Si₃N₄、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、ITO、或上述之組合的材料。此外，第三補償層123包含SiO₂、MgF₂、Al₂O₃、冰晶石、或上述之組合的材料。第三補償層123之材料可與第一補償層121之材料相同或不同，只要第二折射率係分別大於第一折射率及第三折射率至少0.1即可。在一特定實施例中，第一補償層121是由SiO₂構成，且其厚度為約10 nm。第二補償層122是由Si₃N₄構成，且其厚度為約12.4 nm，再者，第三補償層123是由SiO₂構成，且其厚度為約51 nm。
第一透明導電層130配置於第一多層補償結構120上。第一透明導電層130為一圖案化層，並因此得以暴露出一部分的第一多層補償結構120。在一實施方式中，第一透明導電層130可包括氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)、氧化鋅(zinc oxide, ZnO)、氧化鋅鋁(aluminum zinc oxide, AZO)、二氧化錫(tin dioxide, SnO₂)或氧化銦鋅(indium zinc oxide, IZO)。
請再參照第1圖，因為第一透明導電層130為一圖案化層，所以在觸控螢幕100上形成複數個第一區域140以及複數個第二區域150，其中第一區域140包括第一透明導電層130，而第二區域150不包括第一透明導電層130。配置於第一基板110與第一透明導電層120之間的第一多層補償結構120可以降低第一與第二區域140、150之間的反射率的差異。特別是可以將第一與第二區域之間在波長400 nm至700 nm範圍內的平均反射率的差異降低至小於0.3%的程度，並使人眼不容易察覺到第一透明導電層130的圖案。第4圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕100的反射率之量測結果。請參照第4圖，曲線A為具有透明導電層130之第一區域140的反射率，曲線B為不具有透明導電層130之第二區域150的反射率。曲線A以及曲線B在400 nm至700 nm的範圍內均呈現出低於2%的反射率，且曲線A與曲線B在波長400 nm至700 nm的範圍內之平均反射率的差異小於0.3%。相反地，曲線C繪示具有ITO層但不具任何補償結構之觸控螢幕的反射率。很明顯地，不具補償結構的觸控螢幕呈現出非常高的反射率。
第5圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕200的剖面示意圖。請參照第5圖，觸控螢幕200包括結構210、第一填充層220以及第二基板230。結構210大致與第1圖所繪示的觸控螢幕100的結構相同，包括有第一基板110、第一多層補償結構120以及第一透明導電層130。
第一填充層220覆蓋第一多層補償結構120以及第一透明導電層13。在本實施方式中，第一填充層220之折射率之折射率介於1.3至1.8之間。在一實施例中，第一填充層220之折射率大致與第一基板211的折射率相等。第一填充層220可例如為一黏著層或一丙烯酸壓敏膠層。
第二基板230配置於第一填充層220上。一般說來，觸控螢幕需具有一堅硬的表面，用以承受由手指或其他物體直接觸碰觸控螢幕所造成的刮傷或磨損。因此，可在第一填充層220上配置並黏附第二基板230，以提供一堅硬的表面，第二基板230可例如為玻璃、PMMA、PET或PC基板。
觸控螢幕200可非必要性地包括一第一表面層240以及一第二表面層250，如第5圖所示。第一、第二表面層240、250可分別位於觸控螢幕200的最外側。例如，第一表面層240可配置在第二基板230上，第二表面層250可配置於第一基板110的第二表面112上。第一及第二表面層240、250可為單層的結構或是多層的結構。再者，第一及第二表面層各別可包含一抗反射層、抗炫光層、抗磨損層、硬化層、防汙防指紋層或電磁幹擾防護層。
第6圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕300的剖面示意圖。請參照第6圖，觸控螢幕300包括第二填充層310、第三基板320、第二表面層330以及結構210。結構210大致與第1圖所繪示的觸控螢幕100的結構相同，包括有第一基板110、第一多層補償結構120以及第一透明導電層130。請留意第1圖所繪示之觸控螢幕100的結構在第6圖中是上下倒置的。此外，觸控螢幕300還包括有第一填充層220、第二基板230以及第一表面層240，這些特徵結構可與第5圖之觸控螢幕200中所述的相同。
第二填充層310、第三基板320以及第二表面層330依序配置在第一基板110的第二表面112上，且第二填充層310位於第一基板110上。第二填充層310可與第一填充層220相同或不同，只要其折射率介於1.3至1.8之間即可。在一實施例中，第二填充層310的折射率大致相同於第一填充層220的折射率。第二填充層310可為一黏著層，且能夠使第三基板320黏附在第二填充層310上。第二表面層330配置於第三基板320上，且第二表面層330可包括一抗反射層、抗炫光層、抗磨損層、硬化層、防汙防指紋層或電磁幹擾防護層。第二表面層330配置可與第一表面層240相同或不同。在一實施例中，第一、第二及第三基板110、230、320的折射率介於1.3至1.8之間，更明確地可介於1.4至1.7之間。在本實施例中，觸控螢幕300包括三個基板，因此可提供較佳的機械強度。
第7圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕400的剖面示意圖。請參照第7圖，觸控螢幕400包括結構410，第一填充層420，第二多層補償結構430以及第二透明導電層440。結構410具有與第1圖繪示的觸控螢幕100相同的結構，並包括有第一基板110、第一多層補償結構120以及第一透明導電層130。此外，第一填充層420與前文所述的相同。
第二多層補償結構430以及第二透明導電層440依序配置在第一填充層420上。第二多層補償結構430可具有與第一多層補償結構120相同或不同的構造。在一實施例中，第二多層補償結構430包括複數個第一補償層以及複數個第二補償層，其中每一層的第一補償層與每一層的第二補償層是彼此相互堆疊。在此實施例中，第一補償層與第二補償層的折射率差異大於0.1。
第二透明導電層440配置於第二多層補償結構430上。第二透明導電層440可為一圖案化層，並使得第二多層補償結構430的一部份露出。或者，第二透明導電層630可以是覆蓋全部第二多層補償結構430的連續層。第二透明導電層440可包含與第一透明導電層130相同的材料。在一實施例中，第一以及第二透明導電層130、440兩者均為圖案化層，且都具有長條狀的外觀。第二透明導電層440的延伸方向大致垂直於第一透明導電層130的延伸方向。在本實施例中，因為觸控螢幕400採用了兩層的圖案化透明導電層，因此可提供多點觸控的功能。
第8圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕500的剖面示意圖。觸控螢幕500包括結構510、第二填充層520、第二基板530、第一表面層540以及第二表面層550。結構510具有與第7圖繪示之觸控螢幕400相同的結構。
在本實施方式中，第二填充層520以及第二基板530依序配置第二透明導電層440上，且第二填充層520位於第二透明導電層440上。在一實施例中，第二填充層520的折射率大致與第二基板530的折射率相同。第二填充層520可為一黏著層，且能夠使第二基板530黏附在第二填充層520上。在某些實施例中，第一及第二基板110、530和第一及第二填充層420、520的折射率均介於1.3至1.8之間，更明確地可介於1.4至1.7之間。
第一及第二表面層540、550位於觸控螢幕500的最外側。更明確地說，第一表面層540配置在第二基板530上，且可包含一抗反射層、抗炫光層、抗磨損層、硬化層、防汙防指紋層或電磁幹擾防護層。第二表面層550位在第一基板110的第二表面112上，如上所述，第二表面層550可與第一表面層540相同或不同。
第9圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕600的剖面示意圖。觸控螢幕600包括結構610、第二多層補償結構620以及第二透明導電層630，其中結構610具有與第1圖繪示之觸控螢幕100相同的結構。
在本實施方式中，第二多層補償結構620以及第二透明導電層630依序配置在第一基板110的第二表面112上。第二多層補償結構620位於第一基板110與第二透明導電層630之間。第二透明導電層630為一圖案化層，並因此暴露出一部份的第二多層補償結構620。或者，第二透明導電層630可以是覆蓋全部第二多層補償結構620的連續層。第二透明導電層630可由與第一透明導電層130相同的材料所製成。在一實施例中，第一及第二透明導電層130、630兩者均具有長條狀的外觀，且第二透明導電層630的延伸方向大致與第一透明導電層130的延伸方向垂直。
第10圖繪示本發明一實施方式之觸控螢幕700的剖面示意圖。觸控螢幕700包括結構710，其與第9圖所繪示的觸控螢幕600具有相同的結構。此外，觸控螢幕700還包括有第一填充層720、第二基板730、第一表面層740、第二填充層750、第三基板760以及第二表面層770。
在本實施方式中，觸控螢幕700在厚度的方向上大致具有對稱的結構。更詳細地說，第一及第二填充層720、750分別配置在第一及第二透明導電層130、630上。第二及第三基板s730、760分別配置在第一及第二填充層720、750上。再者，第一和第二表面層740、770分別配置於第二和第三基板730、760上。第一和第二填充層720、750、第二和第三基板730、760以及第一和第二表面層740、770可與前文所述的相同。
第11圖繪示本發明另一實施方式之觸控螢幕800的剖面示意圖。觸控螢幕800包括結構810、第一填充層820、第二基板830、第二多層補償結構840以及第二透明導電層850。結構810具有與第1圖繪示的觸控螢幕100相同的結構。請留意第1圖所繪示之觸控螢幕100的結構在第11圖中是上下倒置的。
第一填充層820、第二基板830、第二多層補償結構840以及第二透明導電層850依序配置在結構810上。更詳細的說，第一填充層820覆蓋第一透明導電層130及結構810的第一多層補償結構120。第二基板830配置在第一填充層820上，且第二多層補償結構840配置在第二基板上。再者，第二透明導電層850配置於第二多層補償結構840上。如上所述，第二透明導電層850可為一圖案化層，或是覆蓋全部第二多層補償結構840的連續層。
第12圖繪示本發明另一實施方式之觸控螢幕800的剖面示意圖。請參照第12圖，觸控螢幕900包括結構910，其與11圖繪示的觸控螢幕800具有相同的結構。觸控螢幕900更包括有第二填充層920、第三基板930、第一表面層940、第三填充層950、第四基板960以及第二表面層970。
在本實施方式中，第二填充層920、第三基板930以及第一表面層940依序配置在結構910的第二透明導電層850上，且第二填充層920位於第二透明導電層850上。更詳細地說，第三基板930配置在第二填充層920上，而第一表面層940配置於第三基板930上。此外，第三填充層950配置於第一基板110的第二表面112上。第四基板960以及第二表面層970依序配置在第三填充層950上，如第12圖所示。在一實施例中，第三填充層950及第四基板960的折射率介於1.3至1.8之間。

100．．．觸控螢幕

110．．．第一基板

111．．．第一表面

112．．．第二表面

120．．．第一多層補償結構

121．．．第一補償層

122．．．第二補償層

123．．．第三補償層

124．．．補償單元

130．．．第一透明導電層

140．．．第一區域

150．．．第二區域

200．．．觸控螢幕

210．．．結構

220．．．第一填充層

230．．．第二基板

240．．．第一表面層

250．．．第二表面層

300．．．觸控螢幕

310．．．第二填充層

320．．．第三基板

330．．．第二表面層

400．．．觸控螢幕

410．．．結構

420．．．第一填充層

430．．．第二多層補償結構

440．．．第二透明導電層

500．．．觸控螢幕

510．．．結構

520．．．第二填充層

530．．．第二基板

540．．．第一表面層

550．．．第二表面層

600．．．觸控螢幕

610．．．結構

620．．．第二多層補償結構

630．．．第二透明導電層

700．．．觸控螢幕

710．．．結構

720．．．第一填充層

730．．．第二基板

740．．．第一表面層

750．．．第二填充層

760．．．第三基板

770．．．第二表面層

800．．．觸控螢幕

810．．．結構

820．．．第一填充層

830．．．第二基板

840．．．第二多層補償結構

850．．．第二透明導電層

900．．．觸控螢幕

910．．．結構

920．．．第二填充層

930．．．第三基板

940．．．第一表面層

950．．．第三填充層

960．．．第四基板

970．．．第二表面層

A,B,C．．．曲線

第1圖為本發明一實施方式之觸控螢幕的剖面示意圖。
第2圖繪示本發明一實施方式之多層補償結構的剖面示意圖。
第3圖繪示本發明一實施例之多層補償結構的剖面示意圖。
第4圖繪示為本發明一實施方式之觸控螢幕的反射率量測結果。
第5圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第6圖為本發明又一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第7圖為本發明再一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第8圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第9圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第10圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第11圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。
第12圖為本發明另一實施方式之觸控螢幕的的剖面示意圖。

100．．．觸控螢幕

110．．．第一基板

111．．．第一表面

112．．．第二表面

120．．．第一多層補償結構

130．．．第一透明導電層

140．．．第一區域

150．．．第二區域

Claims (20)

1. 一種觸控螢幕，包括：
   一第一基板，具有一第一表面以及與該第一表面相對之一第二表面；
   一第一多層補償結構，配置於該第一表面上；以及
   一第一透明導電層，配置於部分的該第一多層補償結構上，以露出該第一多層補償結構之另一部分。
2. 如請求項1 所述之觸控螢幕，其中該第一多層補償結構，包括至少一補償單元，該補償單元包含一具有第一折射率之第一補償層以及一具有第二折射率之第二補償層，其中該第一折射率與該第二折射率之差異大於0.1。
3. 如請求項2所述之觸控螢幕，其中該第一補償層係選自由SiO₂、MgF₂、Al₂O₃、冰晶石以及上述之組合所組成之群組，或選自由Nb₂O₅、 Si₃N₄、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、氧化銦錫以及上述之組合所組成之群組。
4. 如請求項2所述之觸控螢幕，其中該第一透明導電層包括氧化銦錫、氧化鋅、氧化鋅鋁、二氧化錫或氧化銦鋅。
5. 如請求項2所述之觸控螢幕，其中該第一基板之折射率介於1.3至1.8之間。
6. 如請求項1所述之觸控螢幕，其中該第一多層補償結構，包括至少一補償單元，該補償單元包含一具有第一厚度之第一補償層以及一具有第二厚度之第二補償層，其中該第一厚度與該第二厚度之差異大於2 nm。
7. 如請求項1 所述之觸控螢幕，該第一基板包含玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
8. 如請求項1 所述之觸控螢幕，更包括：
   一第一填充層，該第一第一填充層之折射率介於1.3至1.8之間，且該第一填充層覆蓋該第一透明導電層以及該第一多層補償結構；
   一第二基板配置於該第一填充層上；以及
   一第一表面層配置於該第二基板上。
9. 如請求項8 所述之觸控螢幕，更包括：
   一第二填充層，配置於該第一基板之該第二表面上，且該第二填充層之折射率介於1.3至1.8之間；
   一第三基板，配置於該第二填充層上；以及
   一第二表面層，配置於該第三基板上。
10. 如請求項1 所述之觸控螢幕，更包括：
    一第一填充層，該第一填充之折射率介於1.3至1.8之間，其中該第一填充層覆蓋該第一透明導電層以及該第一多層補償結構；
    一第二多層補償結構，配置於該第一填充層上；以及
    一第二透明導電層，配置於該第二多層補償結構上。
11. 如請求項10 所述之觸控螢幕，更包括：
    一第二填充層配置於該第二透明導電層上，且該第二填充層之折射率介於1.3至1.8之間；
    一第二基板，配置該第二填充層上；
    一第一表面層，配置該第二基板上；以及
    一第二表面層，配置該第一基板之該第二表面上。
12. 如請求項1 所述之觸控螢幕，更包括：
    一第二多層補償結構，配置該第一基板之該第二表面上；以及
    一第二透明導電層，配置該第二多層補償結構上。
13. 如請求項12所述之觸控螢幕，更包括：
    一第一填充層，覆蓋該第一透明導電層以及該第一多層補償結構，且該第一填充層之折射率為約1.3至約1.8；
    一第二基板，配置於該第一填充層上；
    一第一表面層，配置於該第二基板上；
    一第二填充層，配置於該第二透明導電層上，且該第二填充層之折射率為約1.3至約1.8；
    一第三基板，配置於該第二填充層上；以及
    一第二表面層，配置於該第三基板上。
14. 如請求項1 所述之觸控螢幕，更包括：
    一第一填充層，該第一填充層之折射率為約1.3至約1.8，且該第一填充層覆蓋該第一透明導電層以及該第一多層補償結構；
    一第二基板，配置於該第一填充層上；
    一第二多層補償結構，配置於該第二基板上；以及
    一第二透明導電層，配置於該第二多層補償結構上。
15. 如請求項14所述之觸控螢幕，更包括：
    一第二填充層配置於該第二透明導電層上；
    一第三基板配置於該第二填充層上；以及
    一第一表面層配置於該第三基板上。
16. 如請求項15所述之觸控螢幕，更包括：
    一第三填充層配置於該第一基板之該第二表面上；
    一第四基板配置於該第三填充層上；以及
    一第二表面層配置於該第四基板上。
17. 如請求項1 所述之觸控螢幕，其中該第一多層補償結構包括依序配置之一第一補償層、一第二補償層以及一第三補償層，其中該第一補償層位於該第一表面上，且該第一、第二及第三補償層分別具有第一、第二以及第三折射率，且其中該第二折射率分別大於該第一折射率及該第三折射率至少0.1。
18. 如請求項17 所述之觸控螢幕，其中該第一補償層係選自由SiO₂、MgF₂、Al₂O₃、冰晶石以及上述之組合所組成之群組。
19. 如請求項17所述之觸控螢幕，其中該第二補償層係選自由Nb₂O₅、Si₃N₄、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、Al₂O₃、氧化銦錫以及上述之組合所組成之群組。
20. 一種觸控螢幕，包括：
    一基板；
    一圖案化之透明導電層，配置於該基板之上方，使該觸控螢幕形成複數個具有該透明導電層之第一區域以及複數個不具有該透明導電層之第二區域；以及
    一多層補償結構，配置於該基板以及該透明導電層之間，藉此使該第一區域與該第二區域在波長400 nm至700 nm的範圍內之平均反射率的差異小於0.3%。