TW201709032A - 具天線模組之金屬網格觸控薄膜及內嵌式觸控顯示模組 - Google Patents

Abstract

本案關於一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜，適用於內嵌式觸控顯示裝置，且包含至少一透光基板、金屬網格線路、複數個金屬引線以及天線模組。金屬網格線路設置於該至少一透光基板之至少一表面，且架構形成可視觸控區。複數個金屬引線設置於該至少一透光基板之至少一表面，且佈設於可視觸控區之周邊以架構形成周邊線路區，並與金屬網格線路電性連接。天線模組包括天線輻射體及薄型饋線，其中薄型饋線之一端連接於天線輻射體，天線輻射體與薄型饋線係設置於該至少一透光基板之至少一表面，且佈設於周邊線路區，並與複數個金屬引線相隔離。

Description

具天線模組之金屬網格觸控薄膜及內嵌式觸控顯示模組

本案係關於一種觸控薄膜及觸控顯示裝置，尤指一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜及內嵌式觸控顯示裝置。

隨著資訊與通訊技術之進步，具觸控功能之電子裝置例如行動電話、平板電腦、可攜式電腦已成為人們日常生活中不可或缺之配備。一般而言，具觸控功能之電子裝置需包括觸控顯示裝置，其中觸控顯示裝置包括玻璃蓋板、觸控模組與顯示模組。觸控模組係架構於玻璃蓋板之下，且觸控模組與顯示模組直接進行上下之疊合，因為觸控模組為透明之面板，故影像可以穿透疊合在上之觸控模組而顯示，再藉由觸控模組作為輸入之媒介或介面。然而，電子裝置逐漸朝向輕薄及高密集度之趨勢發展，傳統的觸控顯示裝置必須增加一個觸控模組之重量，使得觸控顯示裝置之重量大幅地增加，不符合現時市場對於顯示器輕、薄、短、小之要求，而且直接疊合觸控模組將增加厚度，因而降低了光線的穿透率，增加反射率、色偏與霧度，使螢幕顯示的品質降低。此外，傳統的觸控模組及其設置方式將會增加製程步驟與材料成本，且會影響觸控面板的觸控感應效能及顯示模組的視覺效果。

現今市場上觸控顯示技術依觸控模組之設置位置可簡單區分為外掛式觸控技術與內嵌式觸控技術，其中內嵌式觸控技術具有整體厚度薄化、製程簡化，並可維持顯示器原始呈色及亮度等優點，因此內嵌式觸控技術遂成研發之重點。然而目前的內嵌式觸控技術所採用之觸控電極係以氧化銦錫(以下簡稱ITO)之透明電極為主，其中ITO之片電阻較高，觸控反應較慢，製程較複雜，且不適於大尺寸及可撓顯示應用。此外，傳統內嵌式觸控技術之感應電極層較接近顯示模組之驅動線路而容易引入更多雜訊。再則，傳統內嵌式觸控技術需於顯示模組之製程步驟中增加多道工序以形成內嵌觸控結構，此將會降低顯示器產出量，拉長生產週期，使整體生產成本增加，且不易客製化，不易增加附加價值，並且無法使可靠度與良率提升。另外，回歸技術本身：首先，傳統內嵌式觸控技術的導入估計會讓面板廠於量產前即承受3%至10%不等的良率損失，也因此將造成可觀的製程及材料成本損失，所以良率提升勢必為重要任務；再者，對於內嵌式觸控技術含份最高的In-cell TDM，觸控與顯示層別高度共用線路佈局，一旦面板解析度從現行的HD/FHD提升至WQHD/UHD，製作良率的挑戰不說，畫素之開口率(Aperture Ratio)和充電率(Charging Ratio)間的權衡(Trade-off)、顯示驅動與觸控偵測的分時處理(Timing Control)等機制，以及面板內部的電磁場雜訊干擾等等，都是一道道有待解決的關卡。最後內嵌式觸控面板的觸控層別高度仰賴電磁場的變化(電容變化)來偵測觸控事件，當移除玻璃板等結構簡化後，讓發射電極(Tx)與感應電極(Rx)容易遭受外界靜電破壞而喪失觸控功能，是以業界多以抗靜電偏光片或導電銀膠等作法解決，未來隨產品在大尺寸、無邊框、高解析的進化需求下，還需提出其他優化設計來增加產品可靠度。因此，實有必要發展一種內嵌式金屬網格觸控顯示裝置，以解決先前技術所面臨之問題。

另一方面，隨著資訊與通訊技術之進步，結合無線通訊功能之電子裝置亦已成為人們日常生活中不可或缺之配備。一般而言，具無線通訊功能之電子裝置需包括天線模組以及無線信號處理模組，其中天線模組係架構為無線信號收發元件，且通常以外加的方式設置於電子裝置之電路板上、殼體之內表面、背蓋之內表面，或設置於顯示面板之底側。然而，隨著電子裝置逐漸朝向輕薄及高密集度之趨勢發展，傳統的天線模組及其設置方式為避免信號干擾需保留淨空區域，因此將佔據電子裝置內部的空間，影響內部線路佈局，使電子裝置之厚度無法進一步降低。以結合無線通訊功能之觸控顯示裝置為例，傳統的天線模組及設置方式導入觸控顯示裝置時會增加製程步驟與材料成本，且容易造成信號的干擾，影響天線模組的無線信號收發效能與觸控模組的觸控感應效能。

此外，天線模組所包含之饋線通常使用外接的圓柱型線纜，其中該圓柱型線纜包括線芯、包覆於線芯外之絕緣層、包覆於絕緣層外之金屬屏蔽層，以及包覆於金屬屏蔽層外之保護層。然而，圓柱型線纜雖可避免饋線之信號干擾，但其厚度較厚不易撓曲，且須另外的製程步驟使天線輻射體與饋線連接，因此不利於天線模組與觸控技術之整合與發展。復次，通訊天線若再疊加於內嵌式觸控顯示裝置時，所需考量的信號交互干擾問題更為複雜。如何將通訊功能及觸控功能復加整合於一具天線之內嵌式觸控顯示裝置，避免彼此產生信號的干擾，進而影響天線的無線信號收發效能與觸控模組的觸控感應效能，係目前所必須面對解決之課題。

本案之目的在於提供一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其係將金屬網格線路與天線模組皆設置於至少一透光基板之至少一表面且形成一薄膜結構，藉此使觸控感應線路具有較佳視效與較低電阻值，可提升觸控反應速度，適於撓性顯示應用，不會造成信號干擾和分時多工的困擾，且不需另行加設屏蔽元件，並且使觸控顯示裝置之結構輕薄化，降低厚度，且可達成觸控與無線信號收發之功能。

本案之另一目的在於提供一種具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其係於至少一透光基板之至少一表面同時形成金屬網格線路與天線模組，藉此使觸控顯示裝置具有極佳視效、極低反射率、無反光色偏兼具高觸控解析度、具高整合良率、具抗靜電能力，且不影響應用於高解析度之UHD、QWHD的螢幕視效。

本案之另一目的在於提供一種具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其係將金屬網格線路、天線模組之天線輻射體以及薄型饋線一次成型地設置於至少一透光基板之至少一表面，藉此可簡化製程，可降低製程與材料成本的損失，且可提高良率、產品可靠度和客製化靈活度，並且可以避免信號干擾，提升直通良率。

為達上述目的，本案提供一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜，適用於內嵌式觸控顯示裝置。該具天線模組之金屬網格觸控薄膜包含至少一透光基板、金屬網格線路、複數個金屬引線以及天線模組。金屬網格線路設置於該至少一透光基板之至少一表面，且架構形成可視觸控區。複數個金屬引線設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且佈設於可視觸控區之周邊以架構形成周邊線路區，並與金屬網格線路電性連接。天線模組包括天線輻射體及薄型饋線，其中薄型饋線之一端連接於天線輻射體，天線輻射體與薄型饋線係設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且位於周邊線路區，並與複數個金屬引線相隔離。

為達上述目的，本案另提供一種具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其包含顯示模組、上偏光板、下偏光板以及具天線模組之金屬網格觸控薄膜。上偏光板設置於液晶顯示模組之上表面。下偏光板設置於液晶顯示模組之下表面。具天線模組之金屬網格觸控薄膜係設置於上偏光板之上表面、顯示模組與上偏光板之間、顯示模組之內部、顯示模組與下偏光板之間，或下偏光板之下表面。具天線模組之金屬網格觸控薄膜包含至少一透光基板、金屬網格線路、複數個金屬引線以及天線模組。金屬網格線路設置於該至少一透光基板之至少一表面，且架構形成可視觸控區。複數個金屬引線設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且佈設於可視觸控區之周邊以架構形成周邊線路區，並與金屬網格線路電性連接。天線模組包括天線輻射體及薄型饋線，其中薄型饋線之一端連接於天線輻射體，天線輻射體與薄型饋線係設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且位於周邊線路區，並與複數個金屬引線相隔離。

1‧‧‧具天線模組之金屬網格觸控薄膜
11‧‧‧透光基板
111‧‧‧可視觸控區
112‧‧‧周邊線路區
113‧‧‧第一透光基板
114‧‧‧第二透光基板
115、116‧‧‧光學膠
12‧‧‧金屬網格線路
121‧‧‧感應電極
122‧‧‧發射電極
123‧‧‧網格單元
13‧‧‧金屬引線
14‧‧‧天線模組
141‧‧‧天線輻射體
142‧‧‧饋點
143‧‧‧接地點
144‧‧‧第一保護層
145‧‧‧第二保護層
146‧‧‧薄型饋線
147‧‧‧金屬屏蔽元件
1471‧‧‧第一屏蔽金屬層
1472‧‧‧第二屏蔽金屬層
1473‧‧‧第三屏蔽金屬層
1474‧‧‧第四屏蔽金屬層
15‧‧‧排線連接部
16‧‧‧撓性排線
2‧‧‧內嵌式觸控顯示裝置
21‧‧‧玻璃蓋板
211‧‧‧遮光圖案層
22‧‧‧上偏光板
23‧‧‧顯示模組
231‧‧‧彩色濾光元件
232‧‧‧液晶層
233‧‧‧電晶體陣列層
24‧‧‧下偏光板
25‧‧‧背光模組
3‧‧‧電路板
31‧‧‧第一導接元件
32‧‧‧第二導接元件
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度
W3‧‧‧第三寬度
W4‧‧‧第四寬度
W5‧‧‧第五寬度
W6‧‧‧第六寬度
A1、A2、P1、P2、T1、T2‧‧‧厚度
C1‧‧‧第一厚度
C2‧‧‧第二厚度
C3‧‧‧第三厚度
AA‧‧‧截面
B‧‧‧截面

第1圖為本案第一較佳實施例之具天線模組之金屬網格觸控薄膜之結構示意圖。
第2A圖為第1圖所示之具天線模組之金屬網格觸控薄膜於AA截面之第一實施態樣之截面圖。
第2B圖係為第2A圖所示之天線模組與電路板連接之結構示意圖。
第3A圖為第1圖所示之具天線模組之金屬網格觸控薄膜於AA截面之第二實施態樣之截面圖。
第3B圖係為第3A圖所示之天線模組與電路板連接之結構示意圖。
第4圖為本案較佳實施例之金屬網格線路之金屬微線之一示範性結構示意圖。
第5圖為本案第二較佳實施例之具天線模組之金屬網格觸控薄膜之結構示意圖。
第6圖係為本案第一較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置之結構示意圖。
第7A至7H圖分別為第6圖所示之內嵌式觸控顯示裝置於B截面之不同實施態樣之截面圖。
第8圖係為本案第二較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置之結構示意圖。
第9圖係為本案第三較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置之結構示意圖。
第10圖係為本案第四較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置之結構示意圖。
第11圖係顯示使用傳統外加式天線結合圓柱型線纜之饋線以及使用本案天線模組之薄型饋線進行訊號反射損失測試之比較圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。

第1圖為本案第一較佳實施例之具天線模組之金屬網格觸控薄膜之結構示意圖，第2A圖為第1圖所示具天線模組之金屬網格觸控薄膜於AA截面之一實施態樣之截面圖，以及第2B圖係為第2A圖所示之天線模組與電路板連接之結構示意圖。如第1、2A及2B圖所示，本案之具天線模組之金屬網格觸控薄膜1(以下簡稱觸控薄膜)包含至少一透光基板11、金屬網格線路12、複數個金屬引線13以及天線模組14。金屬網格線路12設置於至少一透光基板11之至少一表面，且架構形成可視觸控區111。複數個金屬引線13設置於至少一透光基板11之至少一表面，且佈設於可視觸控區111之周邊以架構形成周邊線路區112，並與金屬網格線路12電性連接。天線模組14包括天線輻射體141及薄型饋線146，其中薄型饋線146之一端連接於天線輻射體141。天線模組14之天線輻射體141與薄型饋線146係設置於至少一透光基板11之該至少一表面，且位於周邊線路區112，並與複數個金屬引線13相隔離。於本實施例中，天線模組14之天線輻射體141與薄型饋線146係一次成型地設置於同一透光基板11之同一表面，其中天線輻射體141係架構於進行特定頻段之無線信號收發，例如但不限於藍芽(Bluetooth)、無線保真(WiFi)或全球定位系統(GPS)等頻段之無線信號收發。於本實施例中，天線模組14之天線輻射體141及薄型饋線146分別與複數個金屬引線13相隔離係指彼此於結構上不連接。

於本實施例中，金屬網格線路12包括感應電極121以及發射電極122，其中感應電極121係設置於透光基板11之上表面，發射電極122係設置於透光基板11之下表面，且感應電極121與發射電極122係相互隔離。於本實施例中，感應電極121與發射電極122相互隔離係指彼此於結構上不連接或彼此以絕緣層相分隔。應注意的是，感應電極121與發射電極122之層別位置可以互換。此外，天線輻射體141與薄型饋線146兩者係與感應電極121或發射電極122之其中一者設置於同一表面，以於例如光罩顯影蝕刻製程中同步或一次成型地形成於透光基板11之上表面或下表面之上。

如第2B圖所示，天線模組14之薄型饋線146具有饋點142以及接地點143，其中饋點142以及接地點143係位於薄型饋線146之側緣或端部。電路板3包括第一導接元件31以及第二導接元件32，其中第一導接元件31與第二導接元件32係與電路板3之無線信號處理電路以及接地部連接。於一些實施例中，第一導接元件31與第二導接元件32可為金屬頂針或彈性接觸片。當觸控薄膜1與電路板3相組接時，天線模組14之饋點142與接地點143係分別與電路板3之第一導接元件31與第二導接元件32接觸與導接，藉此使天線模組14可與電路板3之無線信號處理電路以及接地部連接。於一些實施例中，天線模組14之饋點142與接地點143上可分別形成與設置第一導電保護層144以及第二導電保護層145，且第一導接元件31與第二導接元件32可分別透過第一導電保護層144以及第二導電保護層145而與饋點142及接地點143接觸與導接，藉此可防止天線輻射體141受到第一導接元件31與第二導接元件32(即金屬頂針或彈性接觸片)的直接接觸而造成刮傷或磨損，進而影響到天線效率。於本實施例中，第一導電保護層144與第二導電保護層145可以例如但不限於真空沈積、電鍍、網印、轉印、移印、印刷、點膠、貼合或噴塗等施工手法形成金屬導電保護層於天線模組14之饋點142與接地點143的表面。導電保護層材料成份可以例如但不限於熱(光)固化導電材料、導電高分子(PEDOT)、導電顆粒與感壓膠混合材料、碳導電膠(帶)、鋁導電膠(帶)、銅導電膠(帶)、銀導電膠(帶)或鋅導電膠(帶)等。第一導電保護層144與第二導電保護層145之面積係分別介於1µm2至10cm2之間，且以0.5mm2至10mm2為較佳。第一導電保護層144與第二導電保護層145之厚度係分別介於1µm至200µm之間，且以8µm至50µm為較佳。

第3A圖係為第1圖所示具天線模組之金屬網格觸控薄膜於AA截面之另一實施態樣之截面圖，以及第3B圖係為第3A圖所示之天線模組與電路板連接之結構示意圖。如第1、3A及3B圖所示，本實施例之觸控薄膜1係與第2A及2B圖所示之觸控薄膜1相似，且相同的元件標號代表相同之元件、結構與功能，於此不再贅述。不同於第2A及2B圖所示之觸控薄膜1，本實施例之觸控薄膜1包括複數個透光基板11，其包括第一透光基板113及第二透光基板114，且第一透光基板113與第二透光基板114可透過例如但不限於光學膠相貼合。金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122係分別設置於第一透光基板113及第二透光基板114之上表面，且共同架構形成可視觸控區111。複數個金屬引線13則相對於金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122，而分別設置於第一透光基板113及第二透光基板114之上表面，且佈設於可視觸控區111之周邊以架構形成周邊線路區112，並與金屬網格線路12電性連接。天線模組14之天線輻射體141與薄型饋線146係設置於第一透光基板113之上表面，且位於周邊線路區112，並與複數個金屬引線13相隔離。薄型饋線146具有饋點142以及接地點143，其中電路板3之第一導接元件31以及第二導接元件32亦可分別透過第一導電保護層144以及第二導電保護層145而與饋點142及接地點143接觸與導接。應注意的是，感應電極121與發射電極122之層別位置可以依實際應用需求而互換，或交替組合設置於第一透光基板113及第二透光基板114之上表面或下表面。此外，天線模組14之天線輻射體141與薄型饋線146兩者可與感應電極121或發射電極122其中之一者同步或一次成型地設置於同一透光基板上。

前述實施例所得之觸控薄膜結構，可因應實際使用需求而直接嵌入觸控顯示裝置之構裝整體，而不易干擾，更不需再另行加設屏蔽元件。此外，特殊的金屬網格線路結構更不影響光線於觸控薄膜之通透。實際應用時，更可針對前述金屬網格線路的細微結構進一步優化，如控制光罩顯影蝕刻製程中各層蝕刻率以產生階梯狀表面的電極結構，可進一步將光線散射，降低被視認性。或於金屬網格線路之金屬微線表面覆蓋一層黑化塗料層或在電極處加上粗化結構和色度調和層，藉此以降低金屬反光而影響光學特性。更甚者，本案之金屬網格線路、複數個金屬引線及天線模組係預先整合於透光基板中，相較於玻璃蓋板及彩色濾光之玻璃面板，本案之觸控薄膜更可視為一可撓型元件而可應用於撓性顯示裝置，且本案之金屬網格線路、複數個金屬引線及天線模組亦可藉由圖案設計而進一步實現無邊框結構與立體蓋板結構應用。

於一些實施例中，金屬網格線路12之金屬微線的材料可選自銅、金、銀、鋁、鎢、鐵、鎳、鉻、鈦、鉬、銦、鋅、錫、鉭、釩、鉻、鈷、錳或其至少任二者以上所組成的複合材料，如銅鈦鐵合金、銅鎳鐵合金、鎳銅合金、鎳鋅合金、鎳鉭合金、鎳鎢合金、鎳鉻合金、鎳銅鉻合金等，且不以此為限。其中，金屬微線寬度可介於1µum至20µm，且以介於1µm至5µm為較佳，更以介於1µm至3µm為最佳。金屬微線厚度可介於0.1µm至20µm，且以介於0.1µm至5µm為較佳。

於前述實施例中，金屬網格線路12之金屬微線所構成之感應電極121與發射電極122係彼此分隔排列，且分別以弧形為佳。第4圖為本案較佳實施例之金屬網格線路之金屬微線之一示範性結構示意圖。如第4圖所示，金屬網格線路12之金屬微線係以弧形為佳，其曲率半徑以介於0.05mm至5mm為佳，且傾斜於第一軸線(如X軸線)與第二軸線(如Y軸線)，傾斜角度以介於30度至60度為佳，且複數個網格單元123之輪廓皆不同，藉由此設計可以有效降低或避免干涉紋(Moire)。於一些實施例中，在雙層電極的設計架構下，下層電極層的有效感應線路導電材料總面積係大於上層電極層的有效感應線路導電材料總面積，藉此可有效提升觸控靈敏度、解析度與精準度。

第5圖為本案第二較佳實施例之具天線模組之金屬網格觸控薄膜之結構示意圖。本實施例之觸控薄膜1係與第1圖所示之觸控薄膜1相似，且相同的元件標號代表相同之元件、結構與功能，於此不再贅述。不同於第1圖所示之觸控薄膜1，本實施例之觸控薄膜1之天線模組14包括天線輻射體141、薄型饋線146以及金屬屏蔽元件147，其中天線輻射體141、薄型饋線146以及金屬屏蔽元件147分別設置於周邊線路區112，且分別與複數個金屬引線13隔離。薄型饋線146之一端連接於天線輻射體141，且薄型饋線146之另一端整合於排線連接部15，藉此可利用撓性排線(如第6圖之標號16)而與電路板之對應饋點電連接。金屬屏蔽元件147係與薄型饋線146隔離，且環設於薄型饋線146並沿薄型饋線146之線路延伸設置，最後整合於排線連接部15並連接至撓性排線之接地埠(GND)。於本實施例中，天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146以及金屬屏蔽元件147分別與複數個金屬引線13相隔離係指彼此於結構上不連接。

第6圖係揭示本案第一較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置結構示意圖。本案之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置2(以下簡稱觸控顯示裝置)包括玻璃蓋板21、上偏光板22、顯示模組23、下偏光板24、背光模組25以及觸控薄膜1，其中觸控顯示裝置2由上而下之元件構成為玻璃蓋板21、觸控薄膜1、上偏光板22、顯示模組23、下偏光板24以及背光模組25。顯示模組23為液晶顯示模組，且包括依序層疊設置之彩色濾光元件231、液晶層232以及電晶體陣列層233。彩色濾光元件231係架構於濾除不需要之顏色光成分，液晶層232係架構於顯示影像，電晶體陣列層233係進行導通與截止之切換運作，以控制液晶層232之成像。當然，液晶顯示模組23之層疊結構不以此為限，亦可依實際應用而變化與調整。觸控薄膜1可具有如第1圖或第5圖所示之結構。於本實施例中，觸控薄膜1係採用例如第5圖所示之結構，且設置於玻璃蓋板21及上偏光板22之間。

第7A圖係為第6圖所示之內嵌式觸控顯示裝置於B截面之第一實施態樣之截面圖。如第6及7A圖所示，於此實施例中，觸控薄膜1包括複數個透光基板11，其包括第一透光基板113以及第二透光基板114。第一透光基板113之下表面可利用例如光罩顯影蝕刻製程同時或一次成型地形成金屬網格線路12之發射電極122、天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473，其中天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473係位於周邊線路區112，且薄型饋線146位於第二屏蔽金屬層1472以及第三屏蔽金屬層1473之間。此外，第一透光基板113之上表面可利用另一光罩顯影蝕刻製程同時或一次成型地形成金屬網格線路12之感應電極121以及第一屏蔽金屬層1471，其中第一屏蔽金屬層1471係位於周邊線路區112且相對於薄型饋線146。第二透光基板114之下表面上可形成第四屏蔽金屬層1474，其中第四屏蔽金屬層1474係位於周邊線路區112且相對於薄型饋線146。第四屏蔽金屬層1474形成於第二透光基板114之方法可包括下列步驟：先以例如但不限於真空沈積、電鍍、網印、轉印、移印、印刷、點膠或噴塗等施工手法於第二透光基板114之下表面上形成金屬導電層，之後執行光罩顯影蝕刻製程而於第二透光基板114之下表面上形成第四屏蔽金屬層1474。第一透光基板113及第二透光基板114可利用光學膠115接合。

於本實施例中，金屬屏蔽元件147包括第一屏蔽金屬層1471、第二屏蔽金屬層1472、第三屏蔽金屬層1473與第四屏蔽金屬層1474，其係與天線輻射體141以及薄型饋線146相分隔，且環設並包覆薄型饋線146，其中金屬屏蔽元件147係沿薄型饋線146之線路延伸設置，最後整合於排線連接部15並連接至撓性排線16之接地埠(GND)，藉此可抑制薄型饋線146的信號干擾。於本實施例中，金屬屏蔽元件147與薄型饋線146相分隔係指彼此於結構上不連接。此外，玻璃蓋板21包括一遮光圖案層211，該遮光圖案層211係對位於周邊線路區112，可覆蓋天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147與複數條金屬引線13，使其不被視認。玻璃蓋板21與觸控薄膜1間可利用光學膠116相接合。應注意的是，金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。可替換地，如第7B圖所示，觸控薄膜1之第四屏蔽金屬層1474可改為設置於第二透光基板114之上表面，其中金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。

第7C圖係為第6圖所示之內嵌式觸控顯示裝置於B截面之第三實施態樣之截面圖。如第6及7C圖所示，於此實施例中，觸控薄膜1包括複數個透光基板11，其包括第一透光基板113以及第二透光基板114。第一透光基板113之下表面可以例如光罩顯影蝕刻製程同時或一次成型地形成金屬網格線路12之感應電極121、天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473，其中天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473係位於周邊線路區112，且薄型饋線146位於第二屏蔽金屬層1472以及第三屏蔽金屬層1473之間。此外，第二透光基板114之下表面可以另一光罩顯影蝕刻製程同時或一次成型地形成金屬網格線路12之發射電極122以及第四屏蔽金屬層1474，其中第四屏蔽金屬層1474係位於周邊線路區112且相對於薄型饋線146。第一透光基板113之上表面上可形成第一屏蔽金屬層1471，其中第一屏蔽金屬層1471係位於周邊線路區112且相對於薄型饋線146。第一屏蔽金屬層1471形成於第一透光基板113之上表面之方法可包括下列步驟：先以例如但不限於真空沈積、電鍍、網印、轉印、移印、印刷、點膠或噴塗等施工手法於第一透光基板113之上表面形成金屬導電層，之後執行光罩顯影蝕刻製程以於第一透光基板113之上表面上形成第一屏蔽金屬層1471。第一透光基板113及第二透光基板114可利用光學膠115接合。

於本實施例中，金屬屏蔽元件147包括第一屏蔽金屬層1471、第二屏蔽金屬層1472、第三屏蔽金屬層1473與第四屏蔽金屬層1474，其係與天線輻射體141以及薄型饋線146相分隔，且環設並包覆薄型饋線146，其中金屬屏蔽元件147係沿薄型饋線146之線路延伸設置，最後整合於排線連接部15並連接至撓性排線16之接地埠(GND)，藉此可抑制薄型饋線146的信號干擾。此外，玻璃蓋板21包括一遮光圖案層211，該遮光圖案層211係對位於周邊線路區112，可覆蓋天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147與複數條金屬引線13，使其不被視認。玻璃蓋板21與觸控薄膜1間可利用光學膠116相接合。應注意的是，金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。可替換地，如第7D圖所示，觸控薄膜1之第四屏蔽金屬層1474可改為設置於第二透光基板114之上表面，且金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。

第7E圖係為第6圖所示之內嵌式觸控顯示裝置於B截面之第五實施態樣之截面圖。如第6及7E圖所示，於此實施例中，觸控薄膜1包括複數個透光基板11，其包括第一透光基板113以及第二透光基板114。第一透光基板113之上表面同時或一次成型地形成金屬網格線路12之感應電極121以及金屬蔽元件147之第一屏蔽金屬層1471。第一透光基板113之下表面同時或一次成型地形成天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473。第二透光基板114之下表面同時或一次成型地形成第四屏蔽金屬層1474及金屬網格線路12之發射電極122。其中，天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147係位於周邊線路區112，且薄型饋線146更位於金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472以及第三屏蔽金屬層1473之間。第一透光基板113及第二透光基板114利用光學膠115接合。此外，玻璃蓋板21包括一遮光圖案層211，遮光圖案層211係對位於周邊線路區112，可覆蓋天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147與複數條金屬引線13，使其不被視認。玻璃蓋板21與觸控薄膜1間可利用光學膠116相接合。同樣地，金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。可替換地，如第7F圖所示，觸控薄膜1之第四屏蔽金屬層1474可改為設置於第二透光基板114之上表面，且金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。

第7G圖係為第6圖所示之內嵌式觸控顯示裝置於B截面之第七實施態樣之截面圖。如第6及7G圖所示，於本實施例中，觸控薄膜1包括複數個透光基板11，其包括第一透光基板113以及第二透光基板114。第一透光基板113之上表面同時或一次成型地形成金屬網格線路12之感應電極121以及金屬蔽蔽元件147之第一屏蔽金屬層1471。第一透光基板113之下表面同時或一次成型地形成天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147之第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473。第二透光基板114之上表面形成金屬網格線路12之發射電極122。第二透光基板114之下表面形成第四屏蔽金屬層1474。天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147係位於周邊線路區112，且薄型饋線146更位於金屬屏蔽元件之第二屏蔽金屬層1472以及第三屏蔽金屬層1473之間。第一透光基板113及第二透光基板114利用光學膠115接合。此外，玻璃蓋板21包括一遮光圖案層211，遮光圖案層211係對位於周邊線路區112，可覆蓋天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147與複數條金屬引線13，使其不被視認。玻璃蓋板21與觸控薄膜1間可利用光學膠116相接合。同樣地，金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。可替換地，如第7H圖所示，觸控薄膜1之第四屏蔽金屬層1474可改為設置於第二透光基板114之上表面，且金屬網格線路12之感應電極121與發射電極122之位置亦可互換，不以前揭實施例為限。

於一些實施例中，如第7H圖所示，薄型饋線146與第二屏蔽金屬層1472之間隙具有第一寬度W1，其中第一寬度W1係介於1µm至1cm之間，且以0.1mm至0.35mm為較佳。薄型饋線146之線寬具有第二寬度W2，其中第二寬度W2係介於1µm至1cm之間，且以0.3mm至1mm為較佳。第二屏蔽金屬層1472之線寬具有第三寬度W3，第三屏蔽金屬層1473之線寬具有第四寬度W4，其中第三寬度W3與第四寬度W4係介於1µm至10cm之間，且以0.25mm至0.5mm為較佳。第一屏蔽金屬層1471之線寬具有第五寬度W5，第四屏蔽金屬層1474之線寬具有第六寬度W6，其中第五寬度W5與第六寬度W6係介於1µm至10cm之間，且以0.5mm至2.0mm為較佳。第一屏蔽金屬層1471具有第一厚度C1，其中第一厚度C1係介於0.1µm至0.2mm之間，且以0.5µm至20µm為較佳。薄型饋線146、第二屏蔽金屬層1472與第三屏蔽金屬層1473具有實質上相等之厚度，且以第二厚度C2代表之，其中第二厚度C2係介於0.1µm至0.2mm之間，且以0.5µm至20µm為較佳。第四屏蔽金屬層1474具有第三厚度C3，其中第三厚度C3係介於0.1µm至0.2mm之間，且以0.5µm至20µm為較佳。第二透光基板114之厚度P1與第一透光基板113之厚度P2分別介於10µm至500µm之間，且以50µm至0.35mm為較佳。光學膠115之厚度A1與光學膠116之厚度A2分別介於5µm至1cm之間，且以0.1mm至0.35mm為較佳。玻璃蓋板21之厚度T1係介於12µm至1cm之間，且以50µm至1.0mm為較佳。遮光圖案層211之厚度T2係介於5µm至50µm之間，且以9µm至20µm為較佳。

於前述實施例中，金屬網格線路12、複數個金屬引線13、天線模組14之天線輻射體141、薄型饋線146、金屬屏蔽元件147均可由選自銅、金、銀、鋁、鎢、鐵、鎳、鉻、鈦、鉬、銦、鋅、錫、鉭、釩、鉻、鈷、錳或其至少任二者所組成之合金所構成。而透光基板11，包括第一透光基板113及第二透光基板114則可分別選自聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）、聚醚亞醯胺（Polyetherimide，PEI）、聚苯碸（Polyphenylensulfone，PPSU）、聚酰亞胺（Polyimide，PI）、聚萘二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene naphthalate，PEN)、環烯烴類共聚物(Cyclic olefin copolymer，COC)、液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)、薄玻璃或前述材料之組合。

第8圖係揭示本案第二較佳實施例之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置之結構示意圖。本實施例之觸控顯示裝置2係與第6圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之元件、結構與功能，於此不再贅述。不同於第6圖所示之觸控顯示裝置2，本實施例之觸控顯示裝置2之觸控薄膜1係嵌設於上偏光板22與液晶顯示模組23之彩色濾光元件231之間。可替換地，如第9圖所示，觸控顯示裝置2之觸控薄膜1亦可嵌設於液晶顯示模組23之電晶體陣列層233與下偏光板24之間。相似地，如第10圖所示，觸控顯示裝置2之觸控薄膜1亦可嵌設於下偏光板24與背光模組25之間。事實上除了前述實施例外，本案之觸控薄膜1更可於製備液晶顯示模組23時即先行嵌設於彩色濾光元件231與液晶層232之間，或嵌設於液晶層232與電晶體陣列層233之間，後續再構裝成本案之觸控顯示裝置2，藉此可將天線模組整合於內嵌式觸控顯示裝置。應注意的是，本案之觸控顯示裝置2之層疊結構可依實際應用需求調整變化，其中觸控薄膜1嵌設之位置越接近上方之玻璃板體21時，觸控顯示裝置2之電性將會越好，但光學特性會較差，相反地，觸控薄膜1嵌設之位置越遠離上方之玻璃板體21時，觸控顯示裝置2之電性將會較差，但光學特性會較佳。

第11圖係顯示使用傳統外加式天線結合圓柱型線纜之饋線以及使用本案天線模組之薄型饋線進行訊號反射損失測試之比較圖。如第11圖所示，於1GHz至7GHz的頻段下進行反射損失測試，由比較圖明顯地可以看出，使用本案天線模組之薄型饋線與金屬屏蔽元件的方式其訊號干擾值接近於0，因此可達到與傳統外加式天線與饋線相當的結果與功效。

綜上所述，本案提供一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜以及內嵌式觸控顯示裝置，其係將金屬網格線路與天線模組皆設置於至少一透光基板之至少一表面，以整合為具天線模組之金屬網格觸控薄膜。由於內嵌式觸控顯示裝置係採用觸控薄膜內之金屬網格線路作為觸控感應電極，因此具有低於ITO透明電極之電阻值以及較佳視效，更可藉由控制金屬網格線路之金屬微線之厚度來調整電阻值，故可直接導入觸控顯示裝置而不會造成干擾和分時多工的困擾，不需另行加設屏蔽元件。同時一併整合天線模組與金屬網格觸控感應電極結構，更有利促成整體觸控顯示裝置之結構輕薄化，降低厚度，且可達成觸控與無線信號收發之功能。

此外，本案之內嵌式觸控顯示裝置係採用前述之金屬網格觸控薄膜，因此具有極佳視效、極低反射率、無反光色偏兼具高觸控解析度、具高整合良率、具抗靜電能力，且不影響應用於高解析度之UHD、QWHD的螢幕視效。再則，金屬網格線路與天線模組於同階段製程步驟皆設置於至少一透光基板上，可簡化製程，並降低製程與材料成本的損失，且可提高良率、產品可靠度和客製化靈活度，並且可以避免信號干擾，提升直通良率。此外，同時整合後之觸控薄膜可視為可撓型元件，通訊及觸控功能可藉由圖案設計，而進一步實現無邊框結構與立體蓋板結構應用。更甚者，天線模組之薄型饋線配合金屬屏蔽元件可有效抑制信號干擾。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

 

1‧‧‧具天線模組之金屬網格觸控薄膜

11‧‧‧透光基板

111‧‧‧可視觸控區

112‧‧‧周邊線路區

12‧‧‧金屬網格線路

13‧‧‧金屬引線

14‧‧‧天線模組

141‧‧‧天線輻射體

142‧‧‧饋點

143‧‧‧接地點

146‧‧‧薄型饋線

15‧‧‧排線連接部

AA‧‧‧截面

Claims (20)

1. 一種具天線模組之金屬網格觸控薄膜，適用於一內嵌式觸控顯示裝置，該具天線模組之金屬網格觸控薄膜包含:
   至少一透光基板；
   一金屬網格線路，設置於該至少一透光基板之至少一表面，且架構形成一可視觸控區；
   複數個金屬引線，設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且佈設於該可視觸控區之周邊以架構形成一周邊線路區，並與該金屬網格線路電性連接；以及
   一天線模組，包括一天線輻射體以及一薄型饋線，其中該薄型饋線之一端連接於該天線輻射體，該天線輻射體與該薄型饋線係設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且位於該周邊線路區，並與該複數個金屬引線相隔離。
   
2. 如申請專利範圍第1項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該天線模組之該薄型饋線具有一饋點以及一接地點，且該饋點及該接地點分別與一電路板之一第一導接元件以及一第二導接元件接觸與導通，其中該饋點與該接地點上分別設置一第一導電保護層以及一第二導電保護層。
   
3. 如申請專利範圍第1項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該金屬網格線路包括一感應電極以及一發射電極，該感應電極與該發射電極係相互隔離且分別設置於該至少一透光基板之一上表面或一下表面，且該天線輻射體與該薄型饋線係分別與該感應電極與該發射電極其中一者一次成型地設置於同一表面。
   
4. 如申請專利範圍第1項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該至少一透光基板包括：
   一第一透光基板；以及
   一第二透光基板，與該第一透光基板相貼合。
   
5. 如申請專利範圍第4項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該金屬網格線路包括一感應電極以及一發射電極，該感應電極與該發射電極係相互隔離，該感應電極與該發射電極其中之一者係設置於該第一透光基板，該感應電極與該發射電極之另一者係設置於該第二透光基板，且該天線輻射體與該薄型饋線係設置於該第一透光基板且位於該周邊線路區。
   
6. 如申請專利範圍第5項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該天線模組更包括一金屬屏蔽元件，設置於該第一透光基板與該第二透光基板，且與該薄型饋線相隔離，並且環設與包覆該薄型饋線。
   
7. 如申請專利範圍第6項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該金屬屏蔽元件包括一第一屏蔽金屬層、一第二屏蔽金屬層、一第三屏蔽金屬層以及一第四屏蔽金屬層，其中該第二屏蔽金屬層與該第三屏蔽金屬層係與該薄型饋線設置於該第一透光基板之同一表面，該第一屏蔽金屬層係設置於該第一透光基板且相對於該薄型饋線，該第四屏蔽金屬層係設置於該第二透光基板且相對於該薄型饋線。
   
8. 如申請專利範圍第1項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該透光基板係為一撓性透光基板。
   
9. 如申請專利範圍第1項所述之具天線模組之金屬網格觸控薄膜，其中該薄型饋線之另一端連接於一排線連接部。
   
10. 一種具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，包含:
    　一顯示模組；
    一上偏光板，設置於該液晶顯示模組之一上表面；
    一下偏光板，設置於該液晶顯示模組之一下表面；以及
    一具天線模組之金屬網格觸控薄膜，設置於該上偏光板之一上表面、該顯示模組與該上偏光板之間、該顯示模組之內部、該顯示模組與該下偏光板之間，或該下偏光板之一下表面，且包含:
    至少一透光基板；
    一金屬網格線路，設置於該至少一透光基板之至少一表面，且架構形成一可視觸控區；
    複數個金屬引線，設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且佈設於該可視觸控區之周邊以架構形成一周邊線路區，並與該金屬網格線路電性連接；以及
    一天線模組，包括一天線輻射體以及一薄型饋線，其中該薄型饋線之一端連接於該天線輻射體，該天線輻射體與該薄型饋線係設置於該至少一透光基板之該至少一表面，且位於該周邊線路區，並與該複數個金屬引線相隔離。
    
11. 如申請專利範圍第10項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該顯示模組為一液晶顯示模組，且包括依序層疊設置之一彩色濾光元件、一液晶層以及一電晶體陣列層。
    
12. 如申請專利範圍第11項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其更包括：
    一玻璃蓋板，設置於該上偏光板之該上表面；以及
    一背光模組，設置於該下偏光板之該下表面。
    
13. 如申請專利範圍第12項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該具天線模組之金屬網格觸控薄膜係設置於該上偏光板之該上表面、該彩色濾光元件與該上偏光板之間、該彩色濾光元件與該液晶層之間、該液晶層與該電晶體陣列層之間、該電晶體陣列層與該下偏光板之間，或該下偏光板與該背光模組之間。
    
14. 如申請專利範圍第10項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該天線模組之該薄型饋線具有一饋點以及一接地點，且該饋點及該接地點分別與一電路板之一第一導接元件以及一第二導接元件接觸與導通，其中該饋點與該接地點上分別設置一第一導電保護層以及一第二導電保護層。
    
15. 如申請專利範圍第10項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該金屬網格線路包括一感應電極以及一發射電極，該感應電極與該發射電極係相互隔離且分別設置於該至少一透光基板之一上表面或一下表面，且該天線輻射體與該薄型饋線係分別與該感應電極與該發射電極其中一者一次成型地設置於同一表面。
    
16. 如申請專利範圍第10項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該至少一透光基板包括：
    一第一透光基板；以及
    一第二透光基板，與該第一透光基板相貼合。
    
17. 如申請專利範圍第16項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該金屬網格線路包括一感應電極以及一發射電極，該感應電極與該發射電極係相互隔離，該感應電極與該發射電極其中之一者係設置於該第一透光基板，該感應電極與該發射電極之另一者係設置於該第二透光基板，且該天線輻射體與該薄型饋線係設置於該第一透光基板且位於該周邊線路區。
    
18. 如申請專利範圍第17項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該天線模組更包括一金屬屏蔽元件，設置於該第一透光基板與該第二透光基板，且與該薄型饋線相隔離，並且環設與包覆該薄型饋線。
    
19. 如申請專利範圍第18項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該金屬屏蔽元件包括一第一屏蔽金屬層、一第二屏蔽金屬層、一第三屏蔽金屬層以及一第四屏蔽金屬層，其中該第二屏蔽金屬層與該第三屏蔽金屬層係與該薄型饋線設置於該第一透光基板之同一表面，該第一屏蔽金屬層係設置於該第一透光基板且相對於該薄型饋線，該第四屏蔽金屬層係設置於該第二透光基板且相對於該薄型饋線。
    
20. 如申請專利範圍第10項所述之具天線模組之內嵌式觸控顯示裝置，其中該薄型饋線之另一端連接於一排線連接部。