TWI479226B - 觸控面板結構 - Google Patents

Description

觸控面板結構

本發明為一種觸控面板之結構，不但同時具有表面電容式觸控面板之輕薄優點，並且具有投射電容式觸控面板耐用性高、漂移現象較表面式電容小以及支援多點觸控技術等優點。

現前電容式觸控面板已經廣泛使用於各種電子產品之上，使用上只要以手指輕壓觸控面板即可閱讀資訊或輸入資訊，可取代傳統電子裝置上的按鍵和鍵盤，為人類帶來便利性生活。然而目前電容觸控技術可分為兩種，一種為表面電容式觸控技術(Surface Capacitive)，另一種為投射電容式觸控技術(Projected Capacitive)。

電容式觸控技術是透過手指接觸觸控螢幕造成靜電場改變進行偵測，其中單點觸控電容式技術，就是表面電容式觸控技術。表面電容式技術架構較為單純，只需一面ITO層即可實現，而且此ITO層不需特殊感測通道設計，生產難度及成本都可降低。運作架構上，系統會在ITO層產生一個均勻電場，當手指接觸面板會出現電容充電效應，面板上的透明電極與手指間形成電容耦合，進而產生電容變化，控制器只要量測4個角落電流強度，就可依電流大小計算接觸位置。表面電容式技術雖然生產容易，但需進行校準工作，也得 克服難解的EMI及噪訊問題。最大的限制則是它無法實現多點觸控功能，因電極尺寸過大並不適合小尺寸手持設備設計。

投射式電容觸控面板為透過兩層相互垂直的ITO陣列，以建立均勻電場。使得人體在接觸時除了表面會形成電容之外，也會造成XY軸交會處之間電容值的變化。具有耐用性高、漂移現象較表面式電容小等優點，並且投射電容式支援多點觸控技術將成為未來主流趨勢。

如第1圖和第2a圖所示，投射電容式觸控面板結構為將分別鍍有x軸方向透明導電電極202之透明基板200和鍍有y軸方向透明導電電極212透明基板210以黏接層220對貼而成，然後將貼合好之感測結構以黏接層240黏貼於硬質透明基板260上，形成film/film/硬質透明基板之堆疊結構，其中硬質透明基板260為成形強化玻璃、PC或PMMA，作為觸控面板外層之cover lens。Film/film/硬質透明基板之結構複雜，製作上需要使用兩層黏貼層220、240分別黏貼，使得產品良率偏低。並且投射電容式觸控面板之結構包含了兩層透明基板200、210、兩層黏貼層220、240以及硬質透明基板260，使得整體堆疊厚度增加，不但造成透光度降低，也不符目前電子裝置尺寸輕薄短小之發展趨勢。

如第1圖和第2b圖所示，投射電容式觸控面板結構可將具有x軸方向透明導電電極202製作於透明基板200之上，y軸方向透明導電電極212製作於硬質透明基板260之上，硬質透明基板260為成形強化玻璃。然後以黏接層240 黏貼具有x軸方向透明導電電極202之透明基板200和具有y軸方向透明導電電極212之硬質透明基板260，形成film/glass之結構。Film/glass結構比Film/film/glass結構簡單，製程上少了一次貼合的步驟，可讓良率提升。然而，硬質透明基板260為成形強化玻璃，作為觸控面板cover lens，需要依手機或電子產品設計而有不同外形。因為強化玻璃硬度高且相對於一般玻璃較難加工，切割成形時容易在玻璃邊緣產生瑕疵(crack)，使得硬質透明基板260的成形良率偏低。另外於硬質透明基板260上形成x軸方向透明導電電極202以及周邊線路280時會面臨技術瓶頸。於硬質透明基板260上形成x軸方向透明導電電極202之後要製作周邊線路280，將周邊線路280與x軸方向透明導電電極202電性連接，如果對位上有偏差時，將造成觸控面板電性不良而產生NG。硬質透明基板260為成形強化玻璃，外形之公差大約為0.2公厘。當周邊線路280走向細線路製程線寬低於0.05公厘之後，玻璃外形的公差將使得透明導電極202與周邊線路280不易對位，而造成良率偏低。

本發明之目的在於提供一種觸控面板結構，用以改良傳統電容式觸控面板複雜的疊構。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構包括：可撓式透明基材，具有上表面和邊緣，邊緣位於上表面之一側；以及感測結構，設置於上表面，包括：複數第一感測串列，具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，該些第一 感測串列設置於上表面，該些第一感測墊以陣列方式排列，該些第一橋接線於第一方向電性連接該些第一感測墊；複數第二感測串列，具有複數第二感測墊和複數第二橋接線，該些第二感測墊以陣列方式設置於上表面，該些第二感測墊與該些第一感測墊相互交錯；複數絕緣墊，該些絕緣墊分別位於該些第一橋接線之上，該些第二橋接線分別位於該些絕緣墊之上，該些第二橋接線與於第二方向相鄰之該些第二感測墊電性連接；以及端子線路，設置於邊緣以供連接軟性電路板，端子線路分別連接該些第一感測串列與該些第二感測串列；一抗反射層，設置於該些第二橋接線和該端子線路之上，該抗反射層之材質可為深色導電金屬；以及一軟性電路板熱壓於具有該抗反射層之該端子線路之上。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，更包括：黏著層，設置於感測結構之上；以及硬質透明基板，設置於黏著層之上，黏著層黏貼感測結構和硬質透明基板。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，更包括：黏著層，設置於可撓式透明基材之下表面；以及硬質透明基板，設置於黏著層之下，黏著層黏貼下表面和硬質透明基板。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，其中周邊線路和該些第二橋接線更具有至少一層導電金屬層，或者多層導電金屬層，而其中該導電金屬層之材質可為純銅、純鋁、銅合金或鋁合金，或者導電金屬層更具有至少一 鉬層和至少一鋁層相互堆疊。該些第二橋接線更具有抗反射層於該導電金屬層之上，而該抗反射層之材質可為深色導電金屬，例如ITO、TiN、TiAlCN、TiAlN、NbO、NbN、Nb₂O_x、TiC、SiC或WC。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，該些第二橋接線可為透明導電層。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，更包括透明導電層，係設於該可撓式透明基材之下表面。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，其中每一絕緣墊與每一第二橋接線之接觸面積小於或等於每一絕緣墊之面積。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，其中絕緣墊之材質可為二氧化矽(SiO₂)、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，更可為乾膜光阻。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，更包括：透明導電層，設置於該上表面；透明絕緣層，設置於該透明導電層之上；以及感測結構，設置於透明絕緣層之上。

為達成上述之目的，本發明之觸控面板的結構，更包括：透明絕緣保護層，設置於感測結構之上，以及不具有感測結構之可撓式透明基板之上表面，僅於端子線路與軟性電路板電性連接的區域無透明絕緣保護層。

本發明為一種觸控面板之結構，該投射電容式觸控面板結構不但同時具有表面電容式觸控面板之結構簡單之優點，並且具有耐用性高、漂移現象低，並且投射電容式支援多點觸控技術將成為未來主流趨勢。

請參考第3圖至第6圖所示，為本發明之一實施例所提供之觸控面板結構。其中第4圖係沿第3圖之剖線a-a’所繪示之剖面圖，第5a圖和第5b圖係沿第3圖之剖線b-b’所繪示之剖面圖。觸控面板3包括可撓式透明基材300和感測結構30，可撓式透明基材300具有上表面301和邊緣303，邊緣303位於上表面301周邊，感測結構30設置於上表面301。可撓式透明基材300為可撓曲之材質所構成，可以捲曲成滾筒狀。可撓式透明基材300之材質例如可為PEN、PET、PES、可撓式玻璃、PMMA、PC或PI之一，也可為上述材質之多層複合材料，而前述材質之上亦可形成有多層之透明堆疊結構之基材，多層之透明堆疊結構例如可為抗反射層。感測結構30包括複數第一感測串列310、複數第二感測串列320和複數絕緣墊330。其中複數第一感測串列310具有複數第一感測墊311和複數第一橋接線312，該些第一感測串列310設置於上表面301，該些第一感測墊311以陣列方式排列。該些第一橋接線312於第一方向D1電性連接該些第一感測墊311，形成第一感測串列310。複數第二感測串列320具有複數第二感測墊321和複數第二橋接線322，該些第二感測墊321以陣列方式設置於上表面301，該些第二感測墊321與該些第一感測墊311相互交錯排列，每一第一感測墊311與第二感測墊321相互包 圍。複數第一感測串列310和複數第二感測串列320之材質可為透明導電材質，例如可為銦錫氧化物、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、摻雜有鋁之氧化鋅、以及摻雜有銻之氧化錫中之一或其混合物。複數第一感測串列310和複數第二感測墊321可為相同材質。該些第一感測墊311和該些第二感測墊321之形狀可為六角形、條形、三角形、菱形、雪花形等，具體形狀和尺寸可根據控制IC來選擇。

複數絕緣墊330可分別位於該些第一橋接線312之上。複數絕緣墊330更可於第二方向D2覆蓋於部分該些第一橋接線312和未覆蓋有複數第一感測串列310以及複數第二感測串列320之可撓式透明基材300之上，如第5a圖所示。其中複數絕緣墊330更可覆蓋相鄰之第二感測墊321之部分區域，如第5b圖所示。複數個絕緣墊330配置於該些第二橋接線322和該些第一感測串列310之間，使該些第二橋接線322和該些第一感測串列310電性絕緣。該些第二橋接線322分別位於該些絕緣墊330之上，且與於第二方向D2相鄰之該些第二感測墊321電性連接。每一絕緣墊330與每一第二橋接線322之接觸面積小於或等於每一絕緣墊330之面積。其中第一方向D1與第二方向D2夾有一角度，例如可夾90度角。其中絕緣墊330之材質可為二氧化矽(SiO₂)、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，光阻例如可為液態光阻或乾膜光阻。以及端子線路370設置於可撓式透明基材300之邊緣303以供連接軟性電路板(無圖示)，端子線路370之疊層可為透明導電層之上疊金屬導電層之結構，端子 線路370並分別連接複數第一感測串列310與複數第二感測串列320，形成投射電容式感測結構，不但具有耐用性高和漂移現象較表面式電容小等優點，並且支援多點觸控技術。

請參考第3圖和第9a圖，為本發明之另一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有黏著層350設置於感測結構30之上。硬質透明基板360設於黏著層350之上，該黏著層350黏貼感測結構30和硬質透明基板360。其中黏著層350之材質可為壓克力膠、水膠或光膠。硬質透明基板360可用來保護下方之感測結構30，而且更可做為全平面觸控面板之cover lens，硬質透明基板360之材質可為玻璃或塑膠基板。所形成之投射電容式感測結構具有耐用性高、漂移現象低且支援多點觸控之優點。

請參考第3圖和第9b圖，為本發明之另一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有黏著層350設置於可撓式透明基材之下表面。硬質透明基板360設於黏著層350之下，黏著層350黏貼下表面和硬質透明基板360。

請參考第4圖所示，為本發明之再一實施例所提供之觸控面板結構，其中端子線路370和第二橋接線322之結構可為至少一層導電金屬層，或者多層導電金屬層。其中導電金屬層之材質可為銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金。多層導電金屬層之結構，例如可為鉬層/鋁層/鉬層之堆疊結構，或者可為選自銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金之一種或多種材質而堆疊之多層導電金屬層結構。導電金屬 層多為使用物理氣相沉積(PVD)或是化學氣相沉積(CVD)，沉積速率快且製程穩定。

請參考第7圖所示，為本發明之又一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有抗反射層323於該些第二橋接線322和端子線路370之上，其中抗反射層323之材質可為深色導電金屬，例如ITO、TiN、TiAlCN、TiAlN、NbO、NbN、Nb₂O_x、TiC、SiC或WC。抗反射層323可有效降低第二橋接線322金屬材質所造成之光反射，並且可保護端子線路370。

本發明之又一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有抗反射層323於該些第二橋接線322和端子線路370之上，其中抗反射層323之材質可為Nb₂O_x、TIOx或深色導電金屬。由於抗反射層323可導電，所以當端子線路370與軟性電路板電性連接時，可直接將軟性電路板熱壓於端子線路370，如第6圖和第7圖所示。

請參考第8圖所示，為本發明之又一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有透明導電層340，係設於該可撓式透明基材300之下表面302，用以防止觸控面板之受到電磁干擾(EMI)。

請參考第10圖所示，為本發明之又一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有透明導電層380設置於可撓式透明基板300之上表面301。透明絕緣層390設置於透明導電層380之上，以及感測結構30，設置於透明絕緣層390之上。透明導電層380可用以防止觸控面板之受到電磁干擾(EMI)。

請參考第10圖所示，本發明之又一實施例所提供如上述之觸控面板結構，更具有透明絕緣保護層392位於感測結構30之上，以及不具有感測結構30之可撓式透明基板300之上表面301，僅於端子線路370與軟性電路板電性連接的區域(無圖示)無透明絕緣保護層392覆蓋。透明絕緣保護層392之材質可為二氧化矽(SiO₂)、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，光阻例如可為液態光阻或乾膜光阻，對於防止感測結構之水氣入侵或氧化的保護相當優異。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視申請專利範圍所界定者為準。

3‧‧‧觸控面板

30‧‧‧感測結構

200、210‧‧‧透明基板

202‧‧‧x軸方向透明導電電極

212‧‧‧y軸方向透明導電電極

220、240‧‧‧黏接層

260、360‧‧‧硬質透明基板

300‧‧‧可撓式透明基材

301‧‧‧上表面

302‧‧‧下表面

303‧‧‧邊緣

310‧‧‧複數個第一串列結構

320‧‧‧複數個第二串列結構

311‧‧‧複數第一感測墊

312‧‧‧複數第一橋接線

321‧‧‧複數第二感測墊

322‧‧‧複數第二橋接線

330‧‧‧複數絕緣墊

323‧‧‧抗反射層

340‧‧‧透明導電層

350‧‧‧黏著層

370‧‧‧端子線路

380‧‧‧透明導電層

390‧‧‧透明絕緣層

392‧‧‧透明絕緣保護層

第1圖、第2a圖和第2b圖所示為習知之投射電容式觸控面板

第3圖所示為本發明之一實施例之觸控面板俯視圖

第4圖、第5a圖和第5b圖所示為本發明之一實施例之觸控面板剖面圖

第6圖所示為本發明之一實施例之觸控面板俯視圖

第7圖至第8圖所示為本發明之一實施例之觸控面板剖面圖。

第9a圖至第9b圖所示為本發明之一實施例之觸控面板剖面圖。

第10圖所示為本發明之一實施例之觸控面板剖面圖。

第11圖所示為本發明之一實施例之觸控面板剖面圖。

3‧‧‧觸控面板

300‧‧‧可撓式透明基材

301‧‧‧上表面

310‧‧‧複數個第一串列結構

320‧‧‧複數個第二串列結構

311‧‧‧複數第一感測墊

312‧‧‧複數第一橋接線

321‧‧‧複數第二感測墊

322‧‧‧複數第二橋接線

330‧‧‧複數絕緣墊

Claims (11)

1. 一種觸控面板的結構，包括：一可撓式透明基材，具有一上表面和一邊緣，該邊緣位於該上表面之一側；以及一感測結構，設置於該上表面，包括：複數第一感測串列，具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，該些第一感測串列設置於該上表面，該些第一感測墊以陣列方式排列，該些第一橋接線於一第一方向電性連接該些第一感測墊；複數第二感測串列，具有複數第二感測墊和複數第二橋接線，該些第二感測墊以陣列方式設置於該上表面，該些第二感測墊與該些第一感測墊相互交錯；複數絕緣墊，該些絕緣墊分別位於該些第一橋接線之上，該些第二橋接線分別位於該些絕緣墊之上，該些第二橋接線與於一第二方向相鄰之該些第二感測墊電性連接；一端子線路，設置於該邊緣以供連接一軟性電路板，該端子線路分別連接該些第一感測串列與該些第二感測串列；一抗反射層，設置於該些第二橋接線和該端子線路之上，該抗反射層之材質可為深色導電材質可選自ITO、TiN、TiAlCN、TiAlN、NbO、NbN、Nb₂O_x、TiC、SiC或WC，而該些第二橋接線和該端子線路之結構可為至少一層導電金屬層；以及一軟性電路板熱壓於具有該抗反射層之該端子線路之上。
2. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，更包括：一黏著層，設置於該感測結構之上；以及一硬質透明基板，設置於該黏著層之上，該黏著層黏貼該感測結構和該硬質透明基板。
3. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，更包括：一黏著層，設置於該可撓式透明基材之一下表面；以及一硬質透明基板，設置於該黏著層之下，該黏著層黏貼下表面和該硬質透明基板。
4. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中該導電金屬層之材質為純鋁、純銅、鋁合金或銅合金。
5. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中該導電金屬層更具有至少一鉬層和至少一鋁層相互堆疊。
6. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中該些第二橋接線可為一透明導電層。
7. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中更包括一透明導電層，係設於該可撓式透明基材之一下表面。
8. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中該絕緣墊之材質可為二氧化矽、絕緣材質或光阻。
9. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中該絕緣墊之材質可為乾膜光阻。
10. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中更包括：一透明導電層，設置於該上表面；一透明絕緣層，設置於該透明導電層之上；以及一感測結構，設置於該透明絕緣層之上。
11. 如申請專利範圍第1項之觸控面板的結構，其中更包括：一透明絕緣保護 層，設置於該感測結構之上，以及不具有該感測結構之該可撓式透明基板之該上表面，僅於該端子線路與軟性電路板電性連接的區域無該透明絕緣保護層。