TW202024889A - 觸控面板與顯示器 - Google Patents
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Abstract
一種觸控面板包含基板、周邊引線、標記、觸控感應電極、第一中間層與第二中間層。周邊引線設置於基板的周邊區,標記設置於基板的該周邊區。第一中間層設置於周邊引線與基板之間,第二中間層設置於標記與基板之間,其中每一第一中間層及每一第二中間層包括金屬奈米線,觸控感應電極電性連接周邊引線。更提出一種觸控感測器卷帶。
Description
本發明涉及觸控面板與觸控感測器卷帶。
近年來,透明導體可同時讓光穿過並提供適當的導電性,因而常應用於許多顯示或觸控相關的裝置中。一般而言,透明導體可以是各種金屬氧化物,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)或摻鋁氧化鋅(Aluminum-doped Zinc Oxide,AZO)。然而,這些金屬氧化物薄膜並不能滿足顯示裝置的可撓性需求。因此,現今發展出了多種可撓性的透明導體,例如利用奈米線等材料所製作的透明導體。
然而,所述的奈米線的製程技術尚有許多需要解決的問題,例如利用奈米線製作觸控電極,奈米線與周邊區的引線在進行對位時需預留對位誤差區域,所述對位誤差區域造成周邊區的引線尺寸無法縮減,進而導致周邊區的寬度較大,尤其採用卷對卷(Roll to Roll)製程,基材的形變量導致所述對位誤差區域的尺寸更加放大(如150μm),使得周邊區的寬度最小僅達到2.5mm,故無法滿足顯示器的窄邊框需求。
本發明的部分實施方式中,透過設計周邊引線與基板之間具有至少由金屬奈米線所形成的第一中間層及標記與基板之間具有至少由金屬奈米線所形成的第二中間層,藉以達到不需預留對位時之對位誤差區域的效果,以形成寬度較小的周邊引線,進而滿足窄邊框的需求。此外,本發明的部分實施方式中,提出了新的觸控感測器卷帶結構,因而產生不同於以往的觸控面板結構。
根據本發明的部分實施方式,一種觸控面板包含:一基板,其中該基板具有一顯示區與一周邊區;多個周邊引線,設置於該基板的該周邊區;多個標記,設置於該基板的該周邊區;多個第一中間層與多個第二中間層,該些第一中間層設置於該些周邊引線與該基板之間,該些第二中間層設置於該些標記與該基板之間,其中每一該些第一中間層及每一該些第二中間層包括金屬奈米線;以及一觸控感應電極,設置於該基板的該顯示區,該觸控感應電極電性連接該些周邊引線。
於本發明的部分實施方式中,更包含:一膜層,其覆蓋該觸控感應電極、該些周邊引線以及該些標記。
於本發明的部分實施方式中,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
於本發明的部分實施方式中,非導電區域中具有一與膜層相同的材料所製成的填充層。
於本發明的部分實施方式中,每一周邊引線具有一側壁及一下表面,每一第一中間層具有一側面,側面與周邊引線的側壁均接觸填充層,每一第一中間層接觸所對應的周邊引線的下表面。
於本發明的部分實施方式中,每一標記具有一側壁及一下表面,每一第二中間層具有一側面,該側面與標記的側壁均接觸填充層,每一第二中間層接觸所對應的標記的下表面。
於本發明的部分實施方式中,每一該些第一中間層及每一該些第二中間層為該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構。
於本發明的部分實施方式中,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
於本發明的部分實施方式中,該非導電區域中至少具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層,該填充層中不存在有所述金屬奈米線。
於本發明的部分實施方式中,更包含:一保護層,其覆蓋該觸控感應電極、該些周邊引線以及該些標記。
於本發明的部分實施方式中,每一該些周邊引線具有一側壁及一下表面,該些周邊引線的該側壁接觸該保護層,該複合結構接觸所對應的該周邊引線的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,每一該些標記具有一側壁及一下表面,該些標記的該側壁接觸該保護層,該複合結構接觸所對應的該標記的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些標記包括對接對位標記。
於本發明的部分實施方式中,周邊引線的寬度為約5μm至約20μm,相鄰的該些周邊引線之間的距離為約5μm至約20μm。
於本發明的部分實施方式中,該些周邊引線與該些標記為金屬材料製成;該觸控感應電極包括該金屬奈米線或該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構。
根據本發明的部分實施方式,一種觸控感測器卷帶包含:一基板,其中該基板上設置有多個觸控面板,每一該些觸控面板包括:多個周邊引線,設置於該基板的一周邊區;多個第一中間層,該些第一中間層設置於該些周邊引線與該基板之間;以及一觸控感應電極,設置於每一該些觸控面板的一顯示區,該觸控感應電極電性連接該些周邊引線;多個標記,設置於該基板上;以及多個第二中間層,該些第二中間層設置於該些標記與該基板之間,其中每一該些第一中間層及每一該些第二中間層包括金屬奈米線。
於本發明的部分實施方式中,觸控面板更包含:一膜層,其覆蓋該觸控感應電極、該些周邊引線以及該些標記。
於本發明的部分實施方式中,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
於本發明的部分實施方式中,非導電區域中具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層。
於本發明的部分實施方式中,每一該些周邊引線具有一側壁及一下表面,每一該些第一中間層具有一側面,該側面與該些周邊引線的該側壁均接觸該填充層,每一該些第一中間層接觸所對應的該周邊引線的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些標記包括設置於每一該些觸控面板的該周邊區的對接對位標記,該對接對位標記具有一側壁及一下表面,每一該些第二中間層具有一側面,該側面與該對接對位標記的該側壁均接觸該填充層,每一該些第二中間層接觸所對應的該對接對位標記的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些標記包括設置於相鄰該些觸控面板之間的切割對位標記或設置於該基板上的對位標記、方向標記、尺寸標記或數字/文字標記,每一該些標記具有一側壁及一下表面,每一該些第二中間層具有一側面,該側面與每一該些標記的該側壁均接觸該膜層,每一該些第二中間層接觸所對應的該標記的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,每一該些第一中間層及每一該些第二中間層為該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構。
於本發明的部分實施方式中,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
於本發明的部分實施方式中,該非導電區域中具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層,該填充層中不存在有所述金屬奈米線。
於本發明的部分實施方式中,觸控面板更包含:一保護層,其覆蓋該觸控感應電極、該些周邊引線以及該些標記。
於本發明的部分實施方式中,每一該些周邊引線具有一側壁及一下表面,該些周邊引線的該側壁接觸該保護層,該複合結構接觸所對應的該周邊引線的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些標記包括設置於每一該些觸控面板的該周邊區的對接對位標記,該對接對位標記具有一側壁及一下表面,該對接對位標記的該側壁接觸該保護層,該複合結構接觸所對應的該對接對位標記的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些標記包括設置於相鄰該些觸控面板之間的切割對位標記或設置於該基板上的對位標記、方向標記、尺寸標記或數字/文字標記,每一該些標記具有一側壁及一下表面,該些標記的該側壁接觸該保護層,該複合結構接觸所對應的該標記的該下表面。
於本發明的部分實施方式中,該些周邊引線的寬度為約5μm至約20μm,相鄰的該些周邊引線之間的距離為約5μm至約20μm。
於本發明的部分實施方式中,該些周邊引線與該些標記為金屬材料製成;該觸控感應電極包括金屬奈米線或該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構。
以下將以圖式揭露本發明的多個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。
關於本文中所使用的「約」、「大約」或「大致」,一般是指數值的誤差或範圍於百分之二十以內,較好地是於百分之十以內,更佳地是於百分之五以內。文中若無明確說明,所提及的數值皆視為近似值,即具有如「約」、「大約」或「大致」所表示的誤差或範圍。
圖1為根據本發明的部分實施方式的觸控面板100的上視示意圖。觸控面板100包含基板110、周邊引線120、標記140、第一中間層M1、第二中間層M2以及觸控感應電極TE,上述的周邊引線120、標記140、第一中間層M1、第二中間層M2以及觸控感應電極TE的數量可為一或多個,而以下各具體實施例及圖式中所繪製的數量僅為解說之用,並未限制本發明。參閱圖1,基板110具有顯示區VA與周邊區PA,周邊區PA設置於顯示區VA的側邊,例如周邊區PA則可為設置於顯示區VA的四周(即涵蓋右側、左側、上側及下側)的框型區域,但在其他實施例中,周邊區PA可為一設置於顯示區VA的左側及下側的L型區域。又如圖1所示,本實施例共有八組周邊引線120以及與周邊引線120相對應的第一中間層M1,兩者均設置於基板110的周邊區PA;觸控感應電極TE設置於基板110的顯示區VA且電性連接周邊引線120。本實施例更有兩組標記140以及與標記140相對應的第二中間層M2設置於基板110的周邊區PA,藉由將第一中間層M1設置於周邊引線120與基板110之間,及將第二中間層M2設置於標記140與基板110之間,使上下兩層材料不須對位就成型在預定的位置,故可以達到減少或避免在製程中設置對位誤差區域的需求,藉以降低周邊區PA的寬度,進而達到顯示器的窄邊框需求。
詳細而言,本發明的部分實施方式中周邊引線120與標記140可為導電性較佳的金屬所構成,較佳為單層金屬結構,例如銀層、銅層等;或為多層導電結構,例如鉬/鋁/鉬、銅/鎳、鈦/鋁/鈦、鉬/鉻等,上述金屬結構較佳的為不透光,例如可見光(例如波長介於400nm-700nm)的光穿透率(Transmission)小於90%;而第一中間層M1、第二中間層M2則可為至少包括金屬奈米線之金屬奈米線(metal nano-wires)層,例如奈米銀線(silver nano-wires)層、奈米金線(gold nano-wires)層或奈米銅線(copper nano-wires)層所構成;更詳細的說,本文所用的「金屬奈米線(metal nano-wires)」為一集合名詞,其指包含多個元素金屬、金屬合金或金屬化合物(包括金屬氧化物)的金屬線的集合,其中所含金屬奈米線的數量,並不影響本發明所主張的保護範圍;且單一金屬奈米線的至少一個截面尺寸(即截面的直徑)小於約500 nm,較佳小於約100 nm,且更佳小於約50 nm;而本發明所稱為”線(wire)”的金屬奈米結構,主要具有高的縱橫比,例如介於約10至100,000之間,更詳細的說,金屬奈米線的縱橫比(線長度與截面的直徑的比值)可大於約10,較佳大於約50,且更佳大於約100;金屬奈米線可以為任何金屬,包括(但不限於)銀、金、銅、鎳及鍍金的銀。而其他用語,諸如絲(silk)、纖維(fiber)、管(tube)等若同樣具有上述的尺寸及高縱橫比,亦為本發明所涵蓋的範疇。
本實施例之觸控感應電極TE設置於顯示區VA,觸控感應電極TE可電性連接周邊引線120。具體而言,觸控感應電極TE同樣可為至少包括金屬奈米線之金屬奈米線(metal nano-wires)層,也就是說,金屬奈米線層在顯示區VA形成觸控感應電極TE,而在周邊區PA形成第一中間層M1,故觸控感應電極TE可藉由第一中間層M1與周邊引線120的接觸而達到與周邊引線120達成電性連接進行訊號的傳輸。而金屬奈米線在周邊區PA也會形成第二中間層M2,其設置於標記140與該基板110之間,標記140可以廣泛的被解讀為不具有電性功能的圖樣,但不以此為限。在本發明的部分實施例中,周邊引線120與標記140可為同層的金屬層所製作(即兩者為相同的金屬材料);觸控感應電極TE、第一中間層M1與第二中間層M2可為同層的金屬奈米線層所製作。
圖1A及圖1B分別為圖1之A-A線與B-B線之剖面圖。請先參閱圖1A,如圖1A所示,第一中間層M1為上述金屬奈米線所成型且設置在周邊引線120的之下表面124,且第一中間層M1位於下表面124與基板110之間;第二中間層M2為上述金屬奈米線所成型且設置在標記140之下表面144,且第二中間層M2位於下表面144與基板110之間。而在本發明的部分實施方式中,金屬奈米線可為奈米銀線。為了方便說明,本文的周邊引線120與標記140的剖面是為一四邊形(例如圖1A所繪製的長方形),但周邊引線120的側壁122與下表面124、與標記140的側壁142與下表面144的結構型態或數量皆可依實際應用而變化,並非以本文的文字與圖式所限制。
在本實施例中,標記140是設置在周邊區PA之接合區BA(請參照圖1),其可為對接對位標記,也就是在將一外部電路板,如在軟性電路板170連接於觸控面板100的步驟(即bonding步驟)用於將軟性電路板170與觸控面板100進行對位的記號(請配合圖2)。然而,本發明並不限制標記140的置放位置或功能,例如標記140可以是任何在製程中所需的檢查記號、圖樣或標號,均為本發明保護之範疇。標記140可以具有任何可能的形狀,如圓形、四邊形、十字形、L形、T形等等。另一方面,周邊引線120延伸至接合區BA的部分又可被稱作連接部(bonding section),同於前述實施例,在接合區BA中的連接部的下表面同樣設有第一中間層M1。
如圖1A及圖1B所示,在周邊區PA中,相鄰周邊引線120之間具有非導電區域136,以電性阻絕相鄰周邊引線120進而避免短路。也就是說,相鄰周邊引線120的側壁122之間及相鄰第一中間層M1的側面M1L之間具有非導電區域136,而在本實施例中,非導電區域136為一間隙,以隔絕相鄰周邊引線120。而在設置第一中間層M1及周邊引線120的步驟中,可採用蝕刻法製作上述的間隙,故周邊引線120的側壁122與第一中間層M1的側面M1L為一共同蝕刻面,也就是說周邊引線120的側壁122與第一中間層M1的側面M1L是在同一個蝕刻步驟中所成型;或者可先蝕刻出周邊引線120的側壁122,再蝕刻出第一中間層M1的側面M1L;類似的,標記140的側壁142與第二中間層M2的側面M2L亦可參照上述方式製作。在一實施例中,周邊引線120的側壁122與標記140的側壁142會因上述的蝕刻步驟而不會有所述的金屬奈米線存在於其上,再者,周邊引線120及第一中間層M1會具有相同或近似的圖樣與尺寸,如均為長直狀等的圖樣,且寬度相同或近似;標記140與第二中間層M2也同樣具有相同或近似的圖樣與尺寸,如均為半徑相同或近似的圓形、邊長相同或近似的四邊形等,或其他相同或近似的十字形、L形、T形等的圖樣。另外,在圖1A所示的接合區BA,相鄰連接部(bonding section)之間亦具有非導電區域136,而連接部(bonding section)的側壁122與第一中間層M1的側面M1L可參照上述方式製作。
如圖1B所示,在顯示區VA中,相鄰觸控感應電極TE之間具有非導電區域136,以電性阻絕相鄰觸控感應電極TE進而避免短路。也就是說,相鄰觸控感應電極TE的側壁之間具有非導電區域136,而在本實施例中,非導電區域136為一間隙,以隔絕相鄰觸控感應電極TE;在一實施例中,可採用上述的蝕刻法製作相鄰觸控感應電極TE之間的間隙。在本實施例中,觸控感應電極TE與第一中間層M1可利用同層的金屬奈米線層(如奈米銀線層)所製作,故金屬奈米線層會在顯示區VA中形成觸控感應電極TE,且在周邊區PA中形成第一中間層M1,觸控感應電極TE與第一中間層M1在顯示區VA與周邊區PA的交界處形成連接結構,以利觸控感應電極TE與周邊引線120形成導通的電路。
本發明的部分實施方式中,觸控面板100的第一中間層M1與第二中間層M2分別設置於周邊引線120的下表面124與標記140的下表面144,可以達到減少或避免在製程中設置對位誤差區域的需求,藉以降低周邊區PA的寬度,進而達到顯示器的窄邊框需求。具體而言,本發明部分實施方式的觸控面板100的周邊引線120的寬度為約5μm至約20μm,相鄰周邊引線120之間的距離為約5μm至約20μm,較佳地觸控面板100的周邊引線120的寬度為約3μm至約20μm,相鄰周邊引線120之間的距離為約3μm至約20μm,而周邊區PA的寬度也可以達到小於約2mm的尺寸,較傳統的觸控面板產品縮減約20%或更多的周邊區域的尺寸。
圖2則顯示軟性電路板170與觸控面板100進行對位後的組裝結構,其中軟性電路板170的電極墊(未繪示)可透過導電膠(未繪示,例如異方性導電膠)電性連接位於基板110上的接合區BA的周邊引線120。於部分實施方式中,周邊引線120可利用導電膠(例如異方性導電膠)直接接觸周邊引線120而形成導電通路。本實施方式中,觸控感應電極TE以非交錯式的排列設置。舉例而言,觸控感應電極TE為沿第一方向D1延伸的長條型電極,彼此並不產生交錯,但於其他實施方式中,觸控感應電極TE可以具有適當的形狀,而不應以此限制本發明的範圍。本實施方式中,觸控感應電極TE採用單層的配置,其中可以透過偵測各個觸控感應電極TE的自身的電容值變化,而得到觸控位置。
在一實施例中,觸控面板100可包括膜層130,圖3A及圖3B分別為膜層130成型於上述實施例後,圖1之A-A線與B-B線之剖面圖。在一實施例中,膜層130是全面性的覆蓋觸控面板100,也就是說膜層130覆蓋於觸控感應電極TE、周邊引線120以及標記140之上。如圖3A及圖3B所示,在周邊區PA中,膜層130覆蓋周邊引線120以及標記140之上,膜層130並填入相鄰周邊引線120之間的非導電區域136,也就是說,相鄰周邊引線120之間的非導電區域136中具有一與膜層130相同的材料所製成的填充層,藉以隔絕相鄰周邊引線120。另外,以單一組對應的周邊引線120與第一中間層M1而言,膜層130會包圍所述的單一組上下對應的周邊引線120與第一中間層M1,具體而言,膜層130會覆蓋並接觸周邊引線120的上表面、周邊引線120的側壁122及第一中間層M1的側面M1L;也就是說,每一周邊引線120具有一側壁122及一下表面124,每一第一中間層M1具有一側面M1L,側面M1L與側壁122相互對齊且均接觸填充層(或膜層130),而第一中間層M1接觸所對應的周邊引線120的下表面124。類似的,以單一組對應的標記140與第二中間層M2而言,膜層130會包圍所述的單一組上下對應的標記140與第二中間層M2,具體而言,膜層130會覆蓋並接觸標記140的上表面、標記140的側壁142及第二中間層M2的側面M2L;也就是說,每一標記140具有一側壁142及一下表面144,每一第二中間層M2具有側面M2L,側面M2L與側壁142相互對齊且均接觸該填充層(或膜層130),每一第二中間層M2接觸所對應的標記140的下表面144。
如圖3B所示,在顯示區VA中,膜層130覆蓋於觸控感應電極TE之上,膜層130並填入相鄰觸控感應電極TE之間的非導電區域136,也就是說,相鄰觸控感應電極TE之間的非導電區域136中具有一與膜層130相同的材料所製成的填充層,藉以隔絕相鄰觸控感應電極TE。
在本實施方式中,顯示區VA的觸控感應電極TE與膜層130所形成的複合結構較佳地具有導電性與透光性,例如,所述複合結構的可見光(例如波長介於約400nm-700nm)之光穿透率(Transmission)可大於約80%,且表面電阻率(surface resistance)在約10至1000歐姆/平方(ohm/square)之間;較佳地,所述複合結構的可見光(例如波長介於約400nm-700nm)之光穿透率(Transmission)大於約85%,且表面電阻率(surface resistance)在約50至500歐姆/平方(ohm/square)之間。
而在本發明的部分實施方式中,膜層130可為聚乙烯(polyethylene;PE)、聚丙烯(Polypropylene;PP)、聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl butyral;PVB)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene styrene;ABS)、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸)(PSS)或陶瓷材料等等。在本發明的一種實施方式中,膜層130可為以下聚合物,但不限於此:聚丙烯酸系樹脂,諸如聚甲基丙烯酸酯(例如,聚(甲基丙烯酸甲酯))、聚丙烯酸酯及聚丙烯腈;聚乙烯醇;聚酯(例如,聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯萘二甲酸酯及聚碳酸酯);具有高芳香度的聚合物,諸如酚醛樹脂或甲酚-甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基二甲苯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚硫化物、聚碸、聚伸苯基及聚苯基醚;聚胺基甲酸酯(polyurethane;PU);環氧樹脂;聚烯烴(例如聚丙烯、聚甲基戊烯及環烯烴);纖維素;聚矽氧及其他含矽聚合物(例如聚倍半氧矽烷及聚矽烷);聚氯乙烯(PVC);聚乙酸酯;聚降冰片烯;合成橡膠(例如,乙丙橡膠(ethylene-propylene rubber;EPR)、丁苯橡膠(styrene-Butadiene Rubber;SBR)、三元乙丙橡膠(ethylene-Propylene-Diene Monomer;EPDM);及含氟聚合物(例如,聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯(TFE)或聚六氟丙烯);氟-烯烴與烴烯烴的共聚物等。在其他實施例中,可使用以二氧化矽、富鋁紅柱石、氧化鋁、SiC、碳纖維、MgO-Al2
O3
-SiO2
、Al2
O3
-SiO2
或MgO-Al2
O3
-SiO2
-Li2
O等無機材料。
在一實施例中,觸控面板100可包括膜層130及保護層150,圖4A及圖4B分別為膜層130及保護層150成型於上述實施例後,圖1之A-A線與B-B線之剖面圖。值得說明的是,膜層130及保護層150可選擇性的應用於本發明,而不受以下實施例的限制,保護層150的材料可參照前文所述的膜層130的示例材料。在一實施例中,第一中間層M1及第二中間層M2為金屬奈米線與膜層130所構成的複合結構,而保護層150是全面性的覆蓋觸控面板100,也就是說保護層150覆蓋於觸控感應電極TE、周邊引線120以及標記140之上。
如圖4A及圖4B所示,在周邊區PA中,第一中間層M1及第二中間層M2為金屬奈米線(如奈米銀線)與膜層130所構成的複合結構,膜層130並填入相鄰第一中間層M1之間的非導電區域136的第一部分(如下部空間),保護層150則覆蓋周邊引線120以及標記140之上,保護層150並填入相鄰周邊引線120之間的非導電區域136的第二部分(如上部空間),也就是說,相鄰周邊引線120之間的非導電區域136中至少具有一與膜層130相同的材料所製成的填充層,且填充層中不存在有所述金屬奈米線(即金屬奈米線的濃度為零),藉以隔絕相鄰周邊引線120;在一實施例中,非導電區域136中具有與膜層130相同的材料所製成的第一填充層及與保護層150相同的材料所製成的第二填充層。另外,以單一組對應的周邊引線120與第一中間層M1而言,膜層130及保護層150會包圍所述的單一組上下對應的周邊引線120與第一中間層M1,具體而言,膜層130及保護層150會覆蓋並接觸周邊引線120的上表面、周邊引線120的側壁122及第一中間層M1的側面M1L;也就是說,每一周邊引線120具有一側壁122及一下表面124,每一第一中間層M1具有一側面M1L,側面M1L對齊側壁122,側面M1L接觸膜層130(或第一填充層),側壁122接觸保護層150(或第二填充層),而第一中間層M1接觸所對應的周邊引線120的下表面124。類似的,以單一組對應的標記140與第二中間層M2而言,膜層130及保護層150會包圍所述的單一組上下對應的標記140與第二中間層M2,具體而言,膜層130及保護層150會覆蓋並接觸標記140的上表面、標記140的側壁142及第二中間層M2的側面M2L;也就是說,每一標記140具有一側壁142及一下表面144,每一第二中間層M2具有側面M2L,側面M2L對齊側壁142,側面M2L接觸膜層130(或第一填充層),側壁142接觸保護層150(或第二填充層),每一第二中間層M2接觸所對應的標記140的下表面144。在一實施例中,周邊引線120的側壁122接觸保護層150(或第二填充層),而第一中間層M1週邊的第一填充層則是與上述第一中間層M1的複合結構中的膜層130共同形成;標記140的側壁142接觸保護層150(或第二填充層),而第二中間層M2週邊的第一填充層則是與上述第二中間層M2的複合結構中的膜層130共同形成。
如圖4B所示,在顯示區VA中,保護層150覆蓋於觸控感應電極TE之上,觸控感應電極TE包括金屬奈米線與膜層130所構成的複合結構,膜層130並填入相鄰觸控感應電極TE之間的非導電區域136,也就是說,相鄰觸控感應電極TE之間的非導電區域136中具有一與膜層130相同的材料所製成的填充層,且填充層中不存在有所述金屬奈米線,藉以隔絕相鄰觸控感應電極TE。在一實施例中,觸控感應電極TE週邊的填充層是與上述觸控感應電極TE的複合結構中的膜層130共同形成。
此外,上述膜層130可與金屬奈米線(例如第一中間層M1、第二中間層M2或觸控感應電極TE)形成複合結構而具有某些特定的化學、機械及光學特性,例如提供第一中間層M1、第二中間層M2與基板110的黏著性,或是較佳的實體機械強度,故膜層130又可被稱作基質(matrix)。又一方面,使用某些特定的聚合物製作膜層130,使第一中間層M1、第二中間層M2具有額外的抗刮擦及磨損的表面保護,在此情形下,膜層130又可被稱作硬塗層(hard coat),採用諸如聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)等可使第一中間層M1、第二中間層M2具有較高的表面強度以提高耐刮能力。再者,膜層130中可添加有紫外光穩定劑(UV stabilizers),以提高第一中間層M1、第二中間層M2的抗紫外線能力。然而,上述僅是說明膜層130的其他附加功能/名稱的可能性,並非用於限制本發明。值得說明的是,上述用於製作膜層130的聚合物在未固化前或在預固化的狀態下可以滲入金屬奈米線之間而形成填充物,當聚合物固化後,金屬奈米線會嵌入膜層130之中,也就是說,本發明不限定膜層130與金屬奈米線層(例如第一中間層M1、第二中間層M2或觸控感應電極TE)之間的界線或結構。
在一實施例中,在周邊區PA與顯示區VA中,非導電區域136中的填充層可嵌入有金屬奈米線,但位於非導電區域136的填充層中的金屬奈米線的濃度低於一滲透臨限值(percolation threshold)。一般而言,膜層130與金屬奈米線的複合結構的導電度主要由以下因素控制:a)單一金屬奈米線的導電度、b)金屬奈米線的數目、及c)該等金屬奈米線之間的連通性(又稱接觸性);若金屬奈米線的濃度低於滲透臨限值(percolation threshold),由於膜層130中的金屬奈米線間隔太遠,因此非導電區域136中的複合結構的整體導電度低或者為零,意即金屬奈米線並未提供連續電流路徑,而無法形成一導電網路(conductive network),也就是說非導電區域136中的金屬奈米線所形成的是電絕緣的非導電網路(non-conductive network)。值得說明的是,非導電區域136中填入低濃度的金屬奈米線,可使得非導電區域136與導電區域之間具有更相近的光學特性,例如顯示區VA中的非導電區域136與導電區域(如觸控感應電極TE)之間的光折射率更為近似,故在使用者通過本觸控面板觀看顯示器所顯示的畫面時,具有更一致性的顯示表現,換言之,使用者更不容易在視覺上發現非導電區域136與導電區域之間的界線,尤其是針對觸控感應電極TE之間的線距較寬(即非導電區域136的寬度較寬)的產品。在一實施例中,當一區域或一結構的片電阻高於108
歐姆/平方(ohm/square)即可被認定為電絕緣,較佳地是高於104
歐姆/平方(ohm/square),3000歐姆/平方(ohm/square),1000歐姆/平方(ohm/square),350歐姆/平方(ohm/square)或100歐姆/平方(ohm/square)的情況。
圖5為根據本發明的部分實施方式的觸控面板100的上視示意圖。本實施方式與圖1的實施方式相似,本實施方式與圖1的實施方式的差別主要在於:本實施方式中,觸控感應電極TE採用雙層的配置。
為方便說明起見,以第一觸控電極TE1與第二觸控電極TE2來說明本實施方式採用的配置。第一觸控電極TE1形成於基板110的一面(如下表面),第二觸控電極TE2則形成於基板110的另一面(如上表面),使第一觸控電極TE1、第二觸控電極TE2彼此電性絕緣;而連接於第一觸控電極TE1的周邊引線120與設置於周邊引線120下表面的第一中間層M1、以及設置於標記140下表面的第二中間層M2則對應於第一觸控電極TE1而形成於基板的下表面。同理,連接於第二觸控電極TE2的周邊引線120與設置於周邊引線120下表面的第一中間層M1、以及設置於標記140下表面的第二中間層M2則對應於第二觸控電極TE2而形成於基板的上表面。第一觸控電極TE1為多個沿第一方向D1排列的長條狀電極,第二觸控電極TE2為多個沿第二方向D2排列的長條狀電極。長條狀的第一觸控電極TE1與長條狀的第二觸控電極TE2的延伸方向不同,而互相交錯。第一觸控電極TE1與第二觸控電極TE2可分別用以傳送控制訊號與接收觸控感應訊號。自此,可以經由偵測第一觸控電極TE1與第二觸控電極TE2之間的訊號變化(例如電容變化),得到觸控位置。藉由此設置,使用者可於基板110上的各點進行觸控感應。
本實施例之觸控面板100更可以包含膜層130及/或保護層150,其是全面性的覆蓋觸控面板100,也就是說基板110的上下兩面均設置有膜層130及/或保護層150,並覆蓋於第一觸控電極TE1、第二觸控電極TE2、周邊引線120以及標記140之上,而第一中間層M1及第二中間層M2則分別位於周邊引線120及標記140的下表面。
圖6為根據本發明的部分實施方式的觸控面板100的上視示意圖。本實施方式與圖1的實施方式相似,本實施方式與圖1的實施方式的差別主要在於:本實施方式中,觸控面板100更包含設置於周邊區PA之屏蔽導線160,且屏蔽導線160的下表面上設置有第三中間層M3,第三中間層M3設置於屏蔽導線160與基板110之間。屏蔽導線160主要包圍觸控感應電極TE與周邊引線120,且屏蔽導線160會延伸至接合區BA而電性連接於軟性電路板170上之接地端,故屏蔽導線160可以遮罩或消除訊號干擾或是靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)防護,特別是人手碰到觸控裝置周圍的連接導線而導致的微小電流變化。
屏蔽導線160可由金屬材料製成,較佳地可參照周邊引線120或標記140的說明;第三中間層M3則為金屬奈米線所製成或金屬奈米線與膜層130所構成的複合結構,較佳地可參照第一中間層M1或第二中間層M2的說明,且前述實施方式的具體說明可套用於本實施例的屏蔽導線160與第三中間層M3。在本發明的部分實施例中,屏蔽導線160、周邊引線120與標記140可為同層的金屬層所製作(即三者為相同的金屬材料);觸控感應電極TE、第三中間層M3、第一中間層M1與第二中間層M2可為同層的金屬奈米線層(如奈米銀線層)所製作,或為同層的金屬奈米線(如奈米銀線層)與膜層130所構成的複合結構所製作。本實施例之觸控面板100更可以包含膜層130及/或保護層150,其是全面性的覆蓋觸控面板100,也就是說膜層130及/或保護層150除了覆蓋於第一觸控電極TE1、第二觸控電極TE2、周邊引線120以及標記140上,也覆蓋於屏蔽導線160上。
在一部分實施方式中,本文所述的觸控面板100可藉由卷對卷(Roll to Roll)製程來製作,卷對卷(Roll to Roll)製程可使用現有設備且可完全自動化,可顯著降低製造觸控面板的成本。卷對卷塗覆方法的具體製程如下:首先選用具可撓性的基板110,並使卷帶狀之基板110安裝於兩滾輪之間,利用馬達驅動滾輪,以使基板110可沿兩滾輪之間的移動路徑進行連續性的製程。例如,利用儲存槽、噴霧裝置、刷塗裝置及其類似物將含金屬奈米線的漿料沈積於基板110的表面上以形成金屬奈米線;利用噴塗頭將聚合物沈積於基板110的表面上,並將聚合物固化成為膜層130等步驟。隨後,所完成的觸控面板100藉由產線最後端的滾輪加以卷出形成觸控感測器卷帶。如圖7,完成上述製程後的觸控感測器卷帶,其基板110的表面上即可被製作出多個觸控面板100,而基板110的表面上可具有標記140;在本實施例中,標記140可為位於觸控面板100之間的切割對位標記140A,其主要用於將多個觸控面板100自所完成的觸控感測器卷帶進行裁切、切割等步驟以製成個別獨立的觸控面板100,請配合參照圖6,可藉由基板110上的切割對位標記140A所定義的切割線將左右兩觸控面板100分割成個別獨立的觸控面板100;標記140也可為對位標記140B、方向標記140C、尺寸標記140D、數字/文字標記140E,舉例來說,對位標記140B可用於對位;方向標記140C可用於標記製程方向,例如基板110的MD/TD方向;尺寸標記140D可用於標記尺規;數字/文字標記140E則可用於logo等圖樣。換言之,本實施例的標記140可包括位於觸控感測器卷帶上而形成於相鄰觸控面板100之間的切割對位標記140A或上述其他標記140B~140E,或者也可包括前述位於觸控面板100之周邊區PA的對接對位標記或其他製程上所需的標號。同於前述實施例,本實施例的標記140A~140E為金屬材料製成,且其下表面設置有第二中間層M2,具體說明可參照前文,本實施例的觸控面板100的具體內容亦可參照前文,在此不予重複。
本實施例之觸控感測器卷帶更可以包含膜層130及/或保護層150,其是全面性的覆蓋觸控感測器卷帶上未裁切的觸控面板100,也就是說膜層130及/或保護層150可覆蓋於多個觸控面板100上。請參照圖8,本實施例之觸控感測器卷帶更包含膜層130及保護層150,具體而言,每一觸控面板100的標記140,如設置於周邊區PA的對接對位標記,其具有一側壁142及一下表面144,對接對位標記140的側壁142接觸該保護層150(可參照圖4A),而第二中間層M2之複合結構接觸所對應的對接對位標記的下表面144。另外,圖8顯示設定於相鄰該些觸控面板100之間的切割對位標記140A,切割對位標記140A同樣具有側壁及下表面,切割對位標記140A的側壁接觸保護層150,第二中間層M2之複合結構接觸所對應的切割對位標記140A的下表面。
於本發明的部分實施方式中,基板110較佳為透明基板,詳細而言,可以為一硬式透明基板或一可撓式透明基板,其材料可以選自玻璃、壓克力(polymethylmethacrylate;PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl Chloride;PVC)、聚丙烯(polypropylene;PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate;PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC)、聚苯乙烯(polystyrene;PS)等透明材料。為了提高基板110與金屬奈米線之間的附著力,基板110上可較佳的進行前處理步驟,例如進行表面改質工藝,或是在基板110的表面上額外塗布黏著層或樹脂層。
在本發明的實施例中,含金屬奈米線的漿料具有分散液,其可為水、醇、酮、醚、烴或芳族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等等);上述分散液亦可包含添加劑、介面活性劑或黏合劑,例如羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose;CMC)、2-羥乙基纖維素(hydroxyethyl Cellulose;HEC)、羥基丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose;HPMC)、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸鹽、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟介面活性劑等等。於本發明的部分實施方式中,金屬奈米線可以是奈米銀線或奈米銀纖維(silver nano-fibers),其可以具有平均約20至100奈米的直徑,平均約20至100微米的長度,較佳為平均約20至70奈米的直徑,平均約20至70微米的長度(即縱橫比為1000)。於部分實施方式中,金屬奈米線的直徑可介於70奈米至80奈米,而長度約8微米。
於本發明的部分實施方式中,膜層130由絕緣材料所形成。舉例而言,膜層130的材料可以是非導電的樹脂或其他有機材料。於本發明的部分實施方式中,可以藉由旋塗、噴塗、印刷等方式形成膜層130。於部分實施方式中,膜層130的厚度大約為20奈米至10微米、或50奈米至200奈米、或30至100奈米,舉例而言,膜層130的厚度大約可為90奈米或100奈米。
卷對卷產線可沿基板的移動路徑依需求調整多個塗覆步驟的順序或是可按需求併入任何數目的額外工作站臺。舉例而言,為了達到適當的後處理製程,即可將壓力滾輪或電漿設備/站臺安裝於卷對卷產線中。
於部分實施方式中,所形成的金屬奈米線可進一步進行後處理以提高其導電度,此後處理可為包括如加熱、電漿、電暈放電、UV臭氧、壓力或上述製程組合的過程步驟。例如,在固化形成金屬奈米線層的步驟後,可利用滾輪施加壓力於其上,在一實施例中,可藉由一或多個滾輪向金屬奈米線層施加約50至3400 psi的壓力,較佳為可施加約100至1000 psi、約200至800 psi或約300至500 psi的壓力;而上述施加壓力的步驟較佳地實施在塗布膜層130的步驟之前。於部分實施方式中,可同時進行加熱與壓力之後處理;詳言之,所形成的金屬奈米線可經由如上文所述的一或多個滾輪施加壓力,並同時加熱,例如由滾輪施加的壓力為約10至500 psi,較佳為約40至100 psi;同時將滾輪加熱至約70℃與200℃之間,較佳至約100℃與175℃之間,其可提高金屬奈米線的導電度。於部分實施方式中,金屬奈米線較佳可暴露於還原劑中進行後處理,例如由奈米銀線組成的金屬奈米線較佳可暴露於銀還原劑中進行後處理,銀還原劑包括硼氫化物,如硼氫化鈉;硼氮化合物,如二甲基胺基硼烷(DMAB);或氣體還原劑,諸如氫氣(H2
)。而所述的暴露時間約10秒至約30分鐘,較佳約1分鐘至約10分鐘。
本實施方式的其他細節大致上如上述實施方式所述,在此不再贅言。
本發明的不同實施例的結構可相互引用,並不為上述各具體實施方式的限制。
本發明的部分實施方式中,透過設計周邊引線及/或標記下表面具有由金屬奈米線所形成的第一或第二中間層的覆蓋,可以避免對位的過程中所預留的誤差空間,故可有效降低周邊區的寬度。
雖然本發明已以多種實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作各種的更動與潤飾,因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:觸控面板
110:基板
120:周邊引線
122:側壁
124:下表面
140:標記
142:側壁
144:下表面
130:膜層
136:非導電區域
150:保護層
160:屏蔽導線
170:軟性電路板
VA:顯示區
PA:周邊區
BA:接合區
TE1:第一觸控電極
TE2:第二觸控電極
TE:觸控感應電極
M1:第一中間層
M1L:側面
M2:第二中間層
M2L:側面
M3:第三中間層
D1:第一方向
D2:第二方向
140A:切割對位標記
140B:對位標記
140C:方向標記
140D:尺寸標記
140E:數字/文字標記
圖1為根據本發明的部分實施方式的觸控面板的上視示意圖。
圖1A為沿圖1的線A-A的剖面示意圖。
圖1B為沿圖1的線B-B的剖面示意圖。
圖2為根據本發明的部分實施方式的觸控面板與軟性電路板組裝後的上視示意圖。
圖3A為圖1的線A-A的變化實施例的剖面示意圖。
圖3B為圖1的線B-B的變化實施例的剖面示意圖。
圖4A為圖1的線A-A的另一變化實施例的剖面示意圖。
圖4B為圖1的線B-B的另一變化實施例的剖面示意圖。
圖5為根據本發明的另一實施方式的觸控面板的上視示意圖。
圖6為根據本發明的另一實施方式的觸控面板的上視示意圖。
圖7為根據本發明的實施方式的觸控感測器卷帶的示意圖。
圖8為根據本發明的實施方式的觸控感測器卷帶的剖面示意圖。
100:觸控面板
110:基板
120:周邊引線
140:標記
VA:顯示區
PA:周邊區
BA:接合區
TE:觸控感應電極
M1:第一中間層
M2:第二中間層
D1:第一方向
D2:第二方向
Claims (19)
- 一種觸控面板,包含: 一基板,具有一顯示區與一周邊區; 一周邊引線,設置於該基板的該周邊區; 一第一中間層,設置於該周邊引線與該基板之間,該第一中間層與該周邊引線具有一第一共同蝕刻面;以及 一觸控感應電極,設置於該基板的該顯示區,該觸控感應電極電性連接該周邊引線,該觸控感應電極及該第一中間層包括金屬奈米線,其中該周邊引線與另一周邊引線之間的距離為3μm至20μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板,更包含: 一標記與一第二中間層,該標記設置於該基板的該周邊區,該第二中間層設置於該標記與該基板之間,該第二中間層包括該金屬奈米線,該第二中間層與該標記具有一第二共同蝕刻面。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板,更包含: 一膜層,其覆蓋該觸控感應電極、該些周邊引線以及該些標記。
- 如申請專利範圍第3項所述的觸控面板,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
- 如申請專利範圍第4項所述的觸控面板,其中該非導電區域中具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板,其中該觸控感應電極、該第一中間層及該第二中間層為該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構,該複合結構的可見光的光穿透率(Transmission)大於80%,且表面電阻率(surface resistance)在10至1000歐姆/平方(ohm/square)之間。
- 如申請專利範圍第6項所述的觸控面板,更包括分別設置在該顯示區與該周邊區的非導電區域。
- 如申請專利範圍第7項所述的觸控面板,其中該非導電區域中至少具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層,該填充層中不存在有所述金屬奈米線。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板,更包含: 一保護層,其覆蓋該觸控感應電極、該周邊引線以及該標記。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板,其中該標記不具有電性功能。
- 如申請專利範圍第2項所述的觸控面板,其中該周邊引線與該標記為金屬材料製成,該周邊引線的寬度為3μm至20μm。
- 一種觸控面板,包含: 一基板,具有一第一表面與一第二表面; 一第一觸控感應電極,設置於該第一表面;以及 一第二觸控感應電極,設置於該第二表面; 其中,該第一表面與該第二表面上均設置有一周邊引線及一第一中間層,該第一中間層設置於該周邊引線與該基板之間,該第一中間層與該周邊引線具有一第一共同蝕刻面,該第一觸控感應電極電性連接設置於該第一表面的該周邊引線,該第二觸控感應電極電性連接設置於該第二表面的該周邊引線; 該第一觸控感應電極、該第二觸控感應電極及該第一中間層包括金屬奈米線,其中設置於該第一表面的該周邊引線與設置於該第一表面的另一周邊引線之間的距離為3μm至20μm。
- 如申請專利範圍第12項所述的觸控面板,其中該第一表面或該第二表面上均設置有一標記與一第二中間層,該第二中間層設置於該標記與該基板之間,該第二中間層包括該金屬奈米線,該第二中間層與該標記具有一第二共同蝕刻面。
- 如申請專利範圍第13項所述的觸控面板,其中該第一觸控感應電極、該第二觸控感應電極、該第一中間層及該第二中間層為該金屬奈米線與一膜層所構成的複合結構,該複合結構的可見光的光穿透率(Transmission)大於80%,且表面電阻率(surface resistance)在10至1000歐姆/平方(ohm/square)之間。
- 如申請專利範圍第14項所述的觸控面板,其中該觸控面板的一非導電區域中具有一與該膜層相同的材料所製成的填充層。
- 如申請專利範圍第13項所述的觸控面板,其中該標記不具有電性功能。
- 如申請專利範圍第13項所述的觸控面板,其中該周邊引線與該標記為金屬材料製成,該周邊引線的寬度為3μm至20μm。
- 如申請專利範圍第12項所述的觸控面板,更包括一保護層。
- 一種顯示器,其包括如申請專利範圍第1至18項任一項所述的觸控面板。
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