TW201907281A - 電容式觸控面板 - Google Patents

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陳柏林
李璟林
李炫運
葉佳錡
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大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
英特盛科技股份有限公司
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Abstract

一種電容式觸控面板，乃在第一感測電極層和第二感測電極層之間，設置有第一塑膠基板、第一光學膠層和第二塑膠基板，以利用電容串聯的原理，來降低光學膠材料在不同溫度下介電常數變化較大所帶來的影響，致使第一感測電極層和第二感測電極層之間的互電容值及其變異程度得以大幅減小，並藉此而提昇電容式觸控面板的觸控靈敏度和精確度。

Description

電容式觸控面板
本發明係有關一種電容式觸控面板，特別是指一種能防止溫度變化所造成的互電容變異過大的電容式觸控面板。
近年來可攜式電子裝置的趨勢為提供較大螢幕的觸控操作使得消費者操作上更加便利靈活。一般而言，觸控螢幕可分為電阻式觸控螢幕以及電容式觸控螢幕，電阻式觸控螢幕乃是藉由使用者觸控的位置，因為施加壓力而產生的玻璃與電極之間產生的短路現象而加以感測；電容式觸控螢幕則是藉由使用者觸控的位置，因為觸碰而使得其電極之電容值產生變化而加以感測。而隨著消費者對於電子產品的規格日趨嚴格，就觸控螢幕來說，通常會希望在不同溫度下的觸控靈敏度皆保持一樣，因此，驅動晶片為了更精準的判斷觸控信號，對於不同溫度下的互電容（CM ，Mutual Capacitance）的變化要求也將更為嚴苛。
在目前電容式觸控面板的設計，請參照第1圖，一種主流的GFF（Glass-Film-Film）結構，其具有兩層氧化銦錫（ITO）薄膜，即一層發送（Tx）感測電極層30和一層接收（Rx）感測電極層40，Tx感測電極層30和Rx感測電極層40分別製作在聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）基板10和20上，外層再通過光學膠（OCA）層70貼上一片保護玻璃60，而Tx感測電極層30和Rx感測電極層40之間，除了具有厚度約為50微米（μm）的PET基板20，也包含一層OCA層50，其厚度約為100微米；由於OCA層50本質上為流體，在不同的溫度下會有較大的介電常數變化，會造成不同溫度下Tx感測電極層30和Rx感測電極層40間會有較大的CM 值變化。如表一所示，為不同材料在不同溫度下的介電常數，進一步根據電容公式C = ε *A/d，以及CM = 1/( 1/CPET + 1/COCA ) ，可得出Tx感測電極層30和Rx感測電極層40間在不同溫度下的CM 值，如表二所示；其中，ε是介電常數， A是面積，d是距離，CM 表示Tx感測電極層30和Rx感測電極層40間的互電容，CPET 表示PET基板20的電容，COCA 表示OCA層50的電容。
表一
表二
因此，亟待提出一種有效解決溫度變化造成的CM 變異的問題，且能充分改善現有結構，同時又能提昇觸控品質的需求之方法。
有鑒於此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種電容式觸控面板，能夠降低光學膠材料在不同溫度下介電常數變化較大所造成CM 變異過大的影響，從而將電容式觸控面板的觸控靈敏度和精確度予以提昇。
為實現上述目的，本發明提供一種電容式觸控面板，包含有第一感測電極層、第一塑膠基板、第一光學膠層、第二塑膠基板以及第二感測電極層。依照疊層順序來說，第一塑膠基板設置於第一感測電極層上，第一光學膠層設置於第一塑膠基板上，第二塑膠基板設置於第一光學膠層上，而第二感測電極層設置於第一光學膠層上。
具體而言，電容式觸控面板更包含一保護玻璃，且保護玻璃設置於第二感測電極層上方。較佳者，電容式觸控面板更包含一第二光學膠層，且第二光學膠層設置於第二感測電極層和保護玻璃之間。
具體而言，第一塑膠基板、第二塑膠基板和第一光學膠層具有相同厚度。
具體而言，第一塑膠基板和第二塑膠基板的介電常數小於第一光學膠層的介電常數。
具體而言，第一塑膠基板的材質為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）、聚碳酸酯（PC）基板、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、或聚環烯烴高分子（COP，Cycloolefin Polymer）。
具體而言，第二塑膠基板的材質為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）、聚碳酸酯（PC）基板、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、或聚環烯烴高分子（COP，Cycloolefin Polymer）。
具體而言，第一感測電極層的材質為透明導電材料。
具體而言，第二感測電極層的材質為透明導電材料。
具體而言，電容式觸控面板更包含一保護層，且保護層設置於第一感測電極層下。
相較於現有技術，本發明是在第一感測電極層和第二感測電極層之間包含有第一塑膠基板、第一光學膠層和第二塑膠基板，以利用電容串聯的原理，將溫度變化所造成的CM 變異顯著降低，藉以提昇觸控效能及感測精度。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明揭露一種電容式觸控面板，電容式觸控面板應用於譬如顯示裝置、平板電腦、智慧型手機、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、衛星導航、車上顯示器、航空用顯示器或可攜式DVD放影機等各種電子裝置，且本發明主要著重於薄膜式觸控面板，更特別是雙層薄膜式（Glass-Flim-Flim，GFF）觸控面板之結構。
請參照第2圖，繪示本發明之實施例所提供的電容式觸控面板100的剖面結構圖。
電容式觸控面板100具有第一塑膠基板110與第二塑膠基板120，且第一感測電極層130形成於第一塑膠基板110之下，而第二感測電極層140形成於第二塑膠基板120之上。其中，第一感測電極層130為發送（Tx）感測電極層，第二感測電極層140為接收（Rx）感測電極層；或者，第一感測電極層130為接收（Rx）感測電極層，則第二感測電極層140為發送（Tx）感測電極層。同時，第一塑膠基板110和第二塑膠基板120之間是藉由第一光學膠層150予來予以黏著固定，且第一塑膠基板110和第二塑膠基板120的介電常數小於第一光學膠層150的介電常數。此外，保護玻璃160是藉由第二光學膠層170而黏著固定於第二感測電極層140的上方；而保護層180形成於第一感測電極層130下方，且保護層180可例如為一防爆膜（ASF）。
上述實施例中，第一塑膠基板110和第二塑膠基板120的材質可例如為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、或聚環烯烴高分子（COP，Cycloolefin Polymer）。
而第一感測電極層130和第二感測電極層140主要是由透明導電材料所組成，例如，氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide，CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化錫(tin oxide)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide，HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide，InGaMgO)、氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)、奈米碳管(Carbon Nano Tube，CNT)、銀奈米碳管或銅奈米碳管等，或是其他透明導電材質與金屬或非金屬的合成物。
第一光學膠層150和第二光學膠層170可為液態光學膠或固態光學膠，其可藉由紫外光來加以固化產生黏著效果，同時透光率高(＞99%)，因此適用於此類型產品的接著。以上材料更可依實際需求而有所不同，在此並非為本發明所限制。
本發明係利用電容串聯的原理，當多個電容串聯，電容越串會越小，而可讓第一感測電極層130和第二感測電極層140之間的互電容（CM ）值變小，而在不同溫度下的互電容之變異值（ΔCM ）也變小。
根據上述實施例所提供的電容式觸控面板100，其第一塑膠基板110、第二塑膠基板120和第一光學膠層150具有相同厚度，例如50微米，且針對第一塑膠基板110和第二塑膠基板120的材質，以在目前市面上最為廣泛的PET薄膜型態為例，來估算第一感測電極層130和第二感測電極層140間的互電容（CM ）值及變異值（ΔCM ）。請參照前述表一，並進一步根據電容公式C = ε *A/d，以及本實施例中的CM = 1/( 1/CPET + 1/COCA +1/CPET ) ，可得出第一感測電極層130和第二感測電極層140間在不同溫度下的互電容（CM ）值，如表三所示，其變異值（ΔCM ）小於8.50%，和先前技術相比（請參見前述表二），兩者（CM 及ΔCM ）皆有顯著的降低；其中，ε是介電常數， A是面積，d是距離，CM 表示第一感測電極層130和第二感測電極層140間的互電容，CPET 表示第一塑膠基板110和第二塑膠基板120的電容，COCA 表示第一光學膠層150的電容。
表三
綜上所述，根據本發明所提供的電容式觸控面板，係藉由在第一感測電極層和第二感測電極層之間，設置有第一塑膠基板、第一光學膠層和第二塑膠基板，以利用電容串聯會越串越小的原理，來降低光學膠在不同溫度下介電常數變化所帶來的影響，而得以將第一感測電極層和第二感測電極層之間的互電容值減小，而因溫度變化所導致的變異值也大幅縮小，可讓不同溫度下的觸控靈敏度保持一樣；藉此，本發明可有效提昇電容式觸控面板的觸控靈敏度和精確度，以獲得較佳的觸控性能，有助於提高產業競爭力。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧基板
20‧‧‧基板
30‧‧‧發送感測電極層
40‧‧‧接收感測電極層
50‧‧‧光學膠層
60‧‧‧保護玻璃
70‧‧‧光學膠層
100‧‧‧電容式觸控面板
110‧‧‧第一塑膠基板
120‧‧‧第二塑膠基板
130‧‧‧第一感測電極層
140‧‧‧第二感測電極層
150‧‧‧第一光學膠層
160‧‧‧保護玻璃
170‧‧‧第二光學膠層
180‧‧‧保護層
第1圖為先前技術所提供的電容式觸控面板的剖面結構圖。 第2圖為本發明之實施例所提供的觸控面板的剖面結構圖。

Claims (10)

  1. 一種電容式觸控面板，包含有： 一第一感測電極層； 一第一塑膠基板，設置於該第一感測電極層上； 一第一光學膠層，設置於該第一塑膠基板上； 一第二塑膠基板，設置於該第一光學膠層上；及 一第二感測電極層，設置於該第一光學膠層上。
  2. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，更包含一保護玻璃，該保護玻璃設置於該第二感測電極層上方。
  3. 如請求項第2項所述之電容式觸控面板，更包含一第二光學膠層，該第二光學膠層設置於該第二感測電極層和該保護玻璃之間。
  4. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第一塑膠基板、該第二塑膠基板和該第一光學膠層具有相同厚度。
  5. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第一塑膠基板和該第二塑膠基板的介電常數小於該第一光學膠層的介電常數。
  6. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第一塑膠基板的材質為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、或聚環烯烴高分子（COP，Cycloolefin Polymer）。
  7. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第二塑膠基板的材質為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、或聚環烯烴高分子（COP，Cycloolefin Polymer）。
  8. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第一感測電極層的材質為透明導電材料。
  9. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，其中該第二感測電極層的材質為透明導電材料。
  10. 如請求項第1項所述之電容式觸控面板，更包含一保護層，該保護層設置於該第一感測電極層下。
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