TWI510980B - 觸控螢幕 - Google Patents

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TWI510980B
TWI510980B TW101117515A TW101117515A TWI510980B TW I510980 B TWI510980 B TW I510980B TW 101117515 A TW101117515 A TW 101117515A TW 101117515 A TW101117515 A TW 101117515A TW I510980 B TWI510980 B TW I510980B
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wiring
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Dong Kyoung Lim
Yong Jin Lee
Young Jin Noh
Bong Jun Park
Jin Bok Chang
Dong Min Kim
Chang Ken Lee
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Lg Innotek Co Ltd
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Description

觸控螢幕
本發明係主張關於2011年05月26日申請之韓國專利案號No.10-2011-0050351之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種可改善一佈線圖案(wiring pattern)之印刷特性(printing properties)之技術，以及由該技術所製造之一種觸控螢幕結構。
觸控螢幕係指被裝設在一影像顯示器(如：一冷陰極螢光燈管(cathode ray tube，CRT)、一液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)、一場效發射顯示器(field emission display，FED)、一電漿顯示面板(plasma display panel，PDP)、以及一電致發光裝置(electro luminescence device，ELD))之一顯示表面之裝置，以使在顯示影像的同時，一使用者可藉由施加壓力於該觸控螢幕(面板)來輸入預設訊息於一電腦中。
圖1係繪示有具有多層結構之觸控螢幕之連結結構的平面圖。參閱圖式，一觸控面板一般具有一堆疊結構包括：一上部光學膠(optically clear adhesives，OCA)，於一透明窗 (transparent window)之下方；一上部電極(ITO)於該上部光學膠下方；一下部光學膠於該上部電極下方；以及一下部電極於該下部光學膠下方。具有如此結構之觸控面板10係配置為：一佈線41(wiring)係與一上部電極40之一圖案相連接，而另一佈線42係與設在該圖案之下方的另一上部電極相連接。又，一單線路21(single wiring)係與一下部電極20相連接。各連接墊P(connection pad)係形成於各佈線部(wiring part)之端部。
圖2係繪示有佈線部之一範例實施例。一般而言，佈線部係由圖中之(a)部分和(b)部分所形成。(a)部分呈現連接於一感測電極，並路由至(routed to)一下部分的佈線(第一佈線)；而(b)部分呈的佈線(第二佈線)，其中該第一佈線之方向係改變90°。一連接墊P係形成於第二佈線之端部。該佈線部可由如圖3所示之一印刷方法來實現。當該佈線部由印刷方法形成時，在以一印刷方向X首先進行印刷的佈線區段(例如最外角部分：如a1至a3為佈線部，其尾端各形成一最外角)中，缺陷(如印刷佈線之線寬變大)常會出現在印刷過程中，其乃因自一圖案輥阻斷油墨的橡皮布(blanket)移向一平台(stage))。也就是說，初始佈線線寬之印刷缺陷係由圖案輥與一初始印刷表面間的摩擦力而產生的，而且此摩擦力亦會造成印刷時間的微小誤差(minute error)。線 寬的增加會造成短路或破壞整體佈線圖案之印刷品質。
本發明之一方面在於提供一種可解決上述問題之觸控螢幕。
本發明之另一方面在於提供一種觸控螢幕結構，其中係設計有虛擬圖案(dummy pattern)，在印刷一佈線圖案前插入於其中，進而避免一初始佈線之一印刷區段之線寬增加，並改善印刷品質。
本發明之示範實施例係在於提供一種觸控螢幕包括：一感測電極圖案層(sensing electrode pattern layer)，形成於一透明窗(transparent window)之上，且係包含有圖案化之感測電極；以及佈線部，與該感測電極相連接，其中該觸控螢幕係進一步包括：虛擬電路圖案(dummy circuit patterns)，與該佈線部相隔而設。
根據示範實施例，本發明係具有的優點、功效在於：一虛擬圖案係實施於與一觸控螢幕之一感測電極相連接之一佈線圖案之一外角處，藉此以排除因產生於一佈線部之一最外角之一第一線之印刷缺陷所造成之線寬增加，以及因增加的線寬所造成之短路故障問題，進而可提高印刷品質。
上述及其他本發明實施例之方面、功效、與優點將配合以下 所附圖示說明之。
在以下參考所附圖式，將詳細說明本發明之實施例。在配合圖式之說明中，相同參考的數字將會指定到圖式解說中的相同元件，重複解說的部分將予省略。應理解的是，「第一」、「第二」以及類似的用詞在此是用來描述不同的元件；這些元件並不限制於此些用詞。這些用詞僅用以區分各項元件。
圖4係根據本發明，繪示有一虛擬電路圖案結構概念圖。
參閱圖式，根據本發明之一觸控螢幕係包括：一感測電極圖案層，形成於一透明窗之上，且係包含有圖案化之複數個感測電極；以及複數個佈線部，與該些感測電極相連接，其中該觸控螢幕係進一步包括：複數個虛擬電路圖案D1、D2、D3，與該些佈線部相隔而設。
特別是，如圖所示，根據本發明之該些虛擬電路圖案D1、D2、D3可彼此相隔而設，以與最近的第一印刷圖案相鄰於形成佈線部a1、a2、a3之印刷流程之一圖案輥之加工方向(process direction)X。也就是說，在一印刷方向中，該些第一印刷圖案通常對應於最外角的佈線部。虛擬電路圖案D1、D2、D3的存在，可以解決在印 刷佈線圖案時所產生之第一印刷佈線之線寬增加的問題。這使得精細佈線可被印刷得更加清晰，並具有可靠度。
如圖4所示，至少兩個或以上的虛擬電路圖案D1、D2、D3可被設置，形成於圖2中一第二佈線之縱向，且可進一步地形成於該些連接墊P之間的第二佈線之一彎曲位置上。
參閱圖2至5，該些虛擬電路圖案D1、D2、D3可形成於佈線彎曲位置(形成第二佈線部分處)與圖2中連接墊P之間的一空間。尤其，這是因為當佈線圖案具有彎曲形狀時，會產生許多印刷缺陷，且顯著地增加線寬。
根據本發明之虛擬電路圖案可被設置於佈線部之一最外角處或是形成連接墊的彎曲位置。此外，一第二虛擬電路圖案可實施於各佈線(一內佈線部)之間；換句話說，就是在最外角之佈線部中的某些佈線部之間。
如上所述，虛擬電路圖案的存在係可改善佈線部印刷之品質。
又，形成根據本發明之虛擬電路圖案之材料可與形成前述佈線部之材料相同。特別是，可使用一導電材料。然而，即使並非使用導電材料，對於絕緣性質有其效果，但為了改善印刷特性，可使用與形成佈線部之材料相同之材料。
根據本發明之虛擬電路圖案係實施於觸控螢幕中，該螢幕可被應用於下述結構中。
如圖6所示，根據本發明之觸控螢幕係被配置為包括：一感測電極圖案層，形成於一透明窗之上，且係包含有圖案化之複數個感測電極；以及複數個佈線部，與該些感測電極相連接。其中，該觸控螢幕係進一步包括：複數個虛擬電路圖案，與該些佈線部相隔而設。該感測電極圖案層可包括：基底基板130、110(base substrates)；以及感測電極132、112，被圖案化於該基底基板之一表面或者與該一表面相對之另一表面上。也就是說，該感測電極圖案層可進一步包括：一第一感測電極圖案層，藉由第一黏著材料層，與該透明窗連結，且具有一感測電極圖案於一表面上；以及一第二感測電極圖案層，藉由第二黏著材料層，與該第一感測電極圖案層之另一表面連結，且具有一感測電極圖案於一表面上。
一感測電極圖案232可形成於一基底基板230之兩表面上，其與圖6所示之結構不同，但與圖7所示之結構相同。也就是說，有鑑於一雙面感測電極係由一雙面ITO基板形成，故其配置結構係與圖6所示之結構不同，但除此之外，其結構均與圖6所示之結構相同。又，可進一步形成一保護膜210，其係用以保護基底基板230之一下表面之感測電極圖案。
與圖6、7所示之結構不同，其中該感測電極圖案層係形成於與一獨立的基底基板310相同之平面上，一透明窗300係被形成， 一感測電極圖案312係被圖案化於基底基板310之一截面上，且一佈線部311係和感測電極圖案同步形成。一第一感測電極圖案以及一第二感測電極圖案係被實施於相同之平面上。用以界定一觸碰之一第一軸(例如一X軸)分量之一第一感測電極圖案層可被圖案化於一表面上，而用以界定一觸碰之一第二軸(例如一Y軸)分量之一第二感測電極圖案層可由實施一沉積方法來圖案化，其中該第二感測電極圖案層係與該第一感測電極圖案層絕緣。又，少了基底基板310，感測電極圖案可直接地藉由沉積與塗覆方法形成於透明窗300之一表面上。
具有各種不同結構、且可藉由虛擬電路圖案來改善佈線部之印刷品質之觸控螢幕之示範實施例係為本發明之主旨；除以上所述者以外，其他範例實施例亦可被實施，其中與佈線部連接之感測電極圖案係各有不同。
也就是說，與圖9所示之結構相同，可實施形成於如圖6至8所示之結構中的感測電極圖案。
在圖6至8中所示之觸控螢幕結構中，當彼此相隔而設之第一感測電極圖案與第二感測電極圖案係被實施為彼此交疊，且其中一感測電極圖案可被實施為一具有曲度之圖案。
也就是說，根據一範例實施例之感測電極圖案層之配置結構係為：兩感測電極圖案層係彼此相隔而設於相對之方向，圖案形 狀彼此交疊，且其中一圖案係包含有一具有固定週期之曲度。
如圖9所示，第一感測電極圖案Tx1可包含有一具有固定週期之曲度圖案，且第二感測電極圖案Rx1可形成為一直線型，以與第一感測電極圖案相隔而設。也就是說，在圖6所示之結構中，第一感測電極圖案132與第二感測電極圖案112係分別形成於彼此不同之基底基板130、110上，並相隔而設。然而，在前文所述之平面上，第一感測電極圖案132係具有一結構，其中係形成曲度圖案；而第二感測電極圖案112係形成為一直線型。因此，圖案彼此交疊之一區域(圖9中的Q2)可形成為非矩形或非正方形之形狀，該形狀大於一普通直線類型圖案之十字交叉結構。
在此情況下，該曲度圖案係被定義為包括所有具有固定週期之圖案，以及非直線型之峰谷形狀。如圖9所示，可提供一正旋波型曲度圖案或一餘旋波型曲度圖案，其中峰谷S1、S2、S3係週期性地重覆。除此結構外，該曲度圖案亦可形成為一結構，其中鋸齒線型彎曲係週期性地重覆。圖9中線段A、B係為想像線段，通過各曲度圖案之峰頂與谷底。
特別是，具有週期性之曲度圖案可形成於一結構中，其中直線型之感測電極圖案係被設置於一n曲度部分以及一(n+1)曲度部分之間(n為大於1之自然數)。參閱圖9所示之結構，直線型之第二感測電極圖案Rx1係被設置於第一感測電極圖案Tx1之一第 一曲度部分S1與一第二曲度部分S2之間。作為一範例，此示範實施例顯示了第一感測電極圖案係為一曲度圖案時的情況。然而，相反的，第一感測電極圖案可被實施為一直線型圖案，而第二感測電極圖案可被實施為一曲度圖案。又，第一感測電極圖案Tx1與第二感測電極圖案Rx1彼此交疊處之角度θ1 、θ2 可形成為一銳角或一鈍角，而非一直角。此外，較佳地，當根據本發明之曲度圖案係具有正旋波型週期或餘旋波型週期時，第二感測電極圖案可形成，以通過並交又於第一曲度部分與第二曲度部分之1/2位置(亦即一反曲點(inflection point))。此設置結構係實現了下述效果：最大化一交叉區域Q2，改善觸控感測效率；而使光學特性較一習知交叉結構更清晰，可改善可見度(visibility)。
在圖6至8所示之結構中，第一及第二黏著絕緣層可為一OCA膜。第一及第二感測電極圖案可包括由選自由：氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、奈米碳管(carbon nano tube，CNT)、Ag奈米線(Ag nanowires)、導電聚合物(conductive polymer)、或石墨(graphene)其中一者所形成於基底基板上之感測電極圖案。
與前述結構不同，其係形成有分別連接第二及第一感測電極圖案112、132之佈線部111、131。同步形成佈線部與感測電極圖案之製程係使用一導電材料如Ag、Al、Cu，而非使用一透明電極 材料。這可以解決下述問題：當一電極圖案係使用一ITO材料形成時，圖案之形狀係為可見的；因ITO材料較為昂貴，故會增加製造成本；以及因ITO材料之膜硬度的弱化，會使具有一雙面ITO材料層於一單基板上之結構很難實現。據此，此設計係具有功效優點在於：藉由將導電材料(而非ITO材料)圖案化於一光學部件之上，來同步形成一有效部分與佈線部，並藉此流程降低製造成本；以及提供可實現各種設計自由度、不受膜硬度的弱化影響之製程。
如圖10所示，感測電極之圖案結構可被實施為一網格型結構。
也就是說，圖6至8所示之觸控螢幕結構中，感測電極可形成於一結構中，其中係連接若干單位圖案，且可具有一雙路徑結構，其中佈線部a1、a2分別連接於各感測電極之兩端。尤其，其特點為該些單位圖案係形成為一網格狀結構。在此示範實施例中，網格狀結構係被定義為包括：一外部線條圖案M1，以形成單位圖案之一外角部分；以及一內部線條圖案M2，以於一交叉結構中連接該外部線條圖案之內側。特別是，外部線條圖案M1可被實施為各種不同形狀，例如一圓形、一橢圓形、一多邊形，亦可由一導電材料形成為一線形。
此外，如圖所示，內部線條圖案M2可由一系列在一交叉結構中連接外部線條圖案M1之內側的線條組成。也就是說，具有線條 結構之若干圖案可彼此交叉形成為一網狀結構。當然，此設置亦可被應用於各種彎曲結構或一直線結構中。根據本發明之網格狀結構之感測電極可藉由以一導電材料延長3 μm~10 μm於一多邊形網格狀結構來形成之線條，來傳輸一電子信號。在此情況下，藉由控制該網格狀結構之內部線條圖案M2之交叉結構中一線寬以及一交叉角，可大幅提升信號傳輸效率。此外，係實施同步製造材料相同之佈線部與感測電極圖案之流程，藉此以提升製程效率。又，因不使用ITO材料，故可大幅降低製造成本。據此，因所需材料成本與製造成本的降低，信號傳輸效率係被此網格狀結構改善，進而實現一高效率之產品。各種材料如Ag、Cu、Al可作為導電材料，被應用於製造本發明之佈線及感測電極。
也就是說，以圖6中所示之結構作為一範例，不使用一透明電極材料來形成電極，但就與分別連接第二及第一感測電極圖案112、132之佈線部111、131來說，可以使用同步形成佈線部與感測電極圖案之流程，其係用材料如Ag、Cu、Al來作為導電材料。這可以解決下述問題：當一電極圖案係使用一ITO材料形成時，圖案之形狀係為可見的；因ITO材料較為昂貴，故會增加製造成本；以及因ITO材料之膜硬度的弱化，會使具有一雙面ITO材料層於一單基板之兩表面上之結構很難實現。據此，此設計係具有功效優點在於：藉由將導電材料(而非ITO材料)圖案化於一光 學部件之上，來同步形成一有效部分與佈線部，並藉此流程降低製造成本；以及提供可實現各種設計自由度、不受膜硬度的弱化影響之製程。在此情況下，根據本發明之虛擬電路圖案亦可使用相同材料來實施。
又，如上所述之圖9中之額外功能，各佈線部係連接於形成各種感測電極圖案層之單位感測電極圖案Rx1、Rx2各自之兩末端部。亦即，單位佈線部a1、a2係與Rx1之兩端部相連接，而單位佈線部b1、b2係與Rx2之兩端部相連接。也就是說，係提供一結構，其中單位佈線部係分別與單位感測電極圖案各自之兩末端部相連接，以使一感測區域之兩側均具有佈線，進而可藉由減少電極感測的時間，來改良一感測能力。
雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。因此，本發明之範疇應由所附之專利範圍之範疇，而非本參考書之說明內文，來定義，且所有落入本發明範疇之修改均應被理解為被包括於本發明申請範疇之內。
10‧‧‧觸控面板
20‧‧‧下部電極
21‧‧‧單線路
40‧‧‧上部電極
41、42‧‧‧佈線
110、130‧‧‧基底基板
111、131‧‧‧佈線部
112、132‧‧‧感測電極
210‧‧‧保護膜
230‧‧‧基底基板
232‧‧‧感測電極圖案
300‧‧‧透明窗
310‧‧‧基底基板
311‧‧‧佈線部
312‧‧‧感測電極圖案
a1、a2、a3‧‧‧佈線部
b1、b2‧‧‧佈線部
a、b‧‧‧部分
A、B、C‧‧‧線段
D1、D2、D3‧‧‧虛擬電路圖案
M1‧‧‧外部線條圖案
M2‧‧‧內部線條圖案
P‧‧‧連接墊
Q2‧‧‧交叉區域
Rx1、Rx2‧‧‧單位感測電極圖案
S1、S2、S3‧‧‧曲度部分
Tx1‧‧‧第一感測電極圖案
X‧‧‧印刷方向
θ 1、θ 2‧‧‧角度
圖1係繪示有一習知觸控螢幕之一內部結構之概念圖； 圖2、3係繪示有習知觸控螢幕之一佈線部之結構概念圖；圖4、5係根據本發明，繪示有一虛擬電路圖案之結構概念圖；圖6至8係根據本發明，繪示有一觸控螢幕之結構剖面概念圖；以及圖9、10係根據本發明，繪示有一感測電極圖案層之結構。
a1、a2、a3‧‧‧佈線部
P‧‧‧連接墊
X‧‧‧印刷方向
D1、D2、D3‧‧‧虛擬電路圖案

Claims (16)

  1. 一種觸控螢幕，包括：複數個第一感測電極，位於一基板上；複數個佈線部，與該些第一感測電極相連接；複數個連接墊，與該些佈線部連接；以及至少一第一虛擬電路圖案，其位於該些佈線部與該些連接墊之間的一空間，且電性絕緣於該些連接墊，其中該第一虛擬電路圖案位於該些佈線部之一最外佈線及該連接墊之間，而該最外佈線平行於該觸控螢幕之最邊緣，該連接墊連接至與該最外佈線相鄰之一佈線，其中該連接墊與該最外佈線分隔開。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，其中至少兩個該些第一虛擬電路圖案被設置為與該些佈線部之一最外佈線相近。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，更包括一第二虛擬電路圖案位於該些佈線部的佈線之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控螢幕，其中該第二虛擬電路圖案相較於該些佈線部之一第一佈線更靠近該些佈線部之一第二佈線之一彎曲部分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，其中該些第一感測電極與該些佈線部係由相同之材料所形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控螢幕，其中該些第一感測電極與該些佈線部係由一導電材料所形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，其中形成該些第一虛擬電路圖案之材料係與形成該些佈線部之材料相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，更包括複數個第二感測電極，位於該基板之一側與該些第一感測電極相對。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，更包括一基底基板透過一黏著材料層與該基板接合，以及複數個第二感測電極位於該基底基板上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，更包括複數個第二感測電極位於該基板上且與該些第一感測電極絕緣，其中該基板為一透明窗。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，更包括複數個第二感測電極位於該基板上且與該些第一感測電極絕緣，以及一透明窗透過一黏著材料層與該基板接合。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，其中該些第一感測電極係由選自由：氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、奈米碳管(carbon nano tube，CNT)、Ag奈米線(Ag nanowires)、導電聚合物(conductive polymer)、或石墨 (graphene)其中一者來形成。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之觸控螢幕，其中該些第一感測電極或該些第二感測電極係形成於一網格狀結構中，該網格狀結構係包括：一外部線條圖案，以形成一單位圖案之一外角部分；以及一內部線條圖案，以於一交叉結構中連接該外部線條圖案之內側。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控螢幕，其中該些第一感測電極與該些第二感測電極係被設置為彼此局部交疊，且該些第一感測電極與該些第二感測電極其中一者係包含有一具有週期性之曲度圖案。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控螢幕，其中該具有週期性之曲度圖案係被配置為：一線性感測電極係被設置於一n曲度部分以及一(n+1)曲度部分之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕，其中至少一第一虛擬電路圖案電性絕緣於該些佈線部。
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