TWI584167B - 觸控面板 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種觸控面板，尤指一種單層式(one layer sensor，OLS)觸控面板。
觸控面板由於具有人機互動的特性，已被廣泛應用於儀器的外埠輸入介面上。近年來，隨著消費性電子產品的應用面發展越來越廣，將觸控功能與顯示器結合而形成觸控顯示面板之應用產品也越來越多，包括行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、個人數位助理(PDA)以及筆記型電腦(laptop PC)等。
目前觸控面板的技術發展非常多樣化，較常見的技術包括電阻式、電容式以及光學式等。另一方面，在結構上較常見的則有所謂架橋式(例如SITO設計)、雙層式(例如DITO設計)以及單層式(one layer sensor，OLS)等。如第1圖所示，傳統單層式觸控面板100具有一觸控訊號傳遞電極120T以及與其對應設置之複數個觸控訊號接收電極120R。由於觸控訊號傳遞電極120T與觸控訊號接收電極120R係由同一導電材料層進行圖案化而一併形成於透明基板110的可視觸控區AA中，故觸控訊號傳遞電極120T與觸控訊號接收電極120R係彼此分離而未互相重疊。觸控訊號接收電極120R係沿觸控訊號傳遞電極120T之延伸方向排列設置且彼此電性絕緣，各觸控訊號接收電極120R需藉由訊號走線130與其連接用以將接收到的觸控訊號傳遞至訊號處理元件(未圖式)用以進行觸控點的計算。由於部分的訊號走線130必須延伸至可視觸控區AA中藉以與觸控訊號接收電極120R連接，故部分的訊號走線130亦須設置於可視觸控區AA中。在傳統單層式觸控面板100的可視觸控區AA中，訊號走線130所在區域的開口率(未設置訊號走線130之區域的比率)會與設置觸控訊號接收電極120R以及觸控訊號傳遞電極120T的區域之開口率(未設置觸控訊號接收電極120R以及觸控訊號傳遞電極120T之區域的比率)有很明顯的差異(一般相差約30%以上)，而此開口率不一致的狀況會造成在整體視覺上產生可視餘影，對於觸控面板的視覺品質產生負面影響。
本發明之主要目的之一在於提供一種觸控面板，用同一個圖案化透明導電層來形成觸控電極與走線，並藉由調整觸控電極的設計使得可視區中觸控電極所在的區域與走線所在的區域之間的開口率差異縮小，進而達到改善觸控面板視覺品質的效果。
為達上述目的，本發明之一實施例提供一種觸控面板，包括一基板以及一圖案化透明導電層。基板具有一可視區以及一周圍區，周圍區係位於可視區之至少一側。可視區包括至少一觸控電極區以及至少一走線區。圖案化透明導電層設置於基板上並至少位於可視區中。圖案化透明導電層包括複數個觸控電極以及複數條走線。觸控電極至少部分設置於可視區之觸控電極區中。走線至少部分設置於可視區之走線區中。各走線係與至少一個觸控電極相連。於觸控電極區中的圖案化透明導電層的面積與觸控電極區之面積相比具有一第一百分比，於走線區中的圖案化透明導電層的面積與走線區之面積相比具有一第二百分比，第一百分比與第二百分比之間的差係小於10%。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，第一百分比與第二百分比之間的差係小於5%。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，於觸控電極區中未設置圖案化透明導電層的區域面積與觸控電極區之面積相比具有一第三百分比，於走線區中未設置圖案化透明導電層的區域面積與走線區之面積相比具有一第四百分比，第三百分比與第四百分比之間的差係小於10%。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，各觸控電極具有複數個開口，於各觸控電極中的開口的區域面積與觸控電極外圍輪廓所形成之區域面積相比具有一第五百分比，且第五百分比與第四百分比之間的差係小於10%。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，觸控電極與走線係設置於同一平面上。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，觸控電極包括觸控訊號傳遞電極與觸控訊號接收電極。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，圖案化透明導電層更包括至少一輔助電極，設置於觸控電極區中，輔助電極係設置於觸控電極之間，且輔助電極係與觸控電極電性分離。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，輔助電極為電性浮置(floating)電極。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，可視區包括複數個觸控電極區，且走線區係位於相鄰的兩觸控電極區之間。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，圖案化透明導電層係由一透明導電材料所構成，透明導電材料的透光度係大於或等於80%。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，透明導電材料包括金屬氧化物透明導電材料、金屬氧化物透明導電材料與薄金屬層堆疊之多層材料或奈米導電材料。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，第二百分比係藉於50%~75%之間。
在本發明其中一實施例的觸控面板中，觸控電極包括複數個第一電極以及複數個第二電極。第一電極係沿一第一方向延伸，且第一電極係沿一第二方向上重複排列設置，各第一電極具有複數個中空區沿第一方向排列。第二電極設置於各第一電極於第二方向上的兩側，且各第二電極係延伸以部分設置於對應之第一電極的一個中空區中。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。
請參考第2圖至第6圖。第2圖繪示了本發明第一實施例之觸控面板的示意圖，第3圖繪示了本實施例之觸控面板省略觸控電極之開口的示意圖，第4圖繪示了第2圖之部分區域放大示意圖，第5圖繪示了本實施例之觸控面板中觸控電極的排列狀況示意圖，第6圖繪示了本實施例之觸控面板的部分區域剖面示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第1圖與第3圖所示，本實施例提供一種觸控面板201，包括一基板10以及一圖案化透明導電層20。基板10具有一可視區R1以及一周圍區R2，周圍區R2係位於可視區R1之至少一側。可視區R1包括至少一觸控電極區R3以及至少一走線區R4。在本實施例中，基板10可包括玻璃基板、塑膠基板、藍寶石基板、透明陶瓷基板、玻璃膜片、塑膠膜片、透光覆蓋板、顯示器的基板、偏光片或其他適合材料或應用的基板。圖案化透明導電層20設置於基板10上並位於可視區R1以及周圍區R2中，但本發明並不以此為限。在本發明的其他實施例中，當觸控面板大型化或是做減少訊號導接墊數目設計時，可以僅在可視區R1設置圖案化透明導電層20，另外在周圍區R2設置多個金屬導線與圖案化透明導電層20中各觸控電極分別電性連接，降低整體導電層的電阻值，或是利用特定金屬導線將多個特定位置的觸控電極電性連接以減少訊號導接墊的數目。在本實施例中，圖案化透明導電層20係由一透明導電材料所構成，換句話說，圖案化透明導電層20可由上述之透明導電材料經由圖案化製程例如微影製程、轉印製程等方式形成於基板10上。上述之透明導電材料的透光度係大於或等於80%，且較佳係大於或等於85%，但並不以此為限。上述之透光度係在可見光的波長範圍下進行量測，例如在波長為550奈米的狀況下，但並不以此為限。此外，上述之透明導電材料可為單層或多層導電層所堆疊而成的結構。舉例來說，上述之透明導電材料可包括金屬氧化物透明導電材料、金屬氧化物透明導電材料與薄金屬層堆疊之多層材料、奈米導電材料例如奈米銀絲或奈米碳管或其他適合之透明導電材料。上述之金屬氧化物透明導電材料可包括氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide, IZO)或氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide, AZO)，但並不以此為限。上述之金屬氧化物透明導電材料與薄金屬層堆疊之多層材料可包括金屬氧化物透明導電材料/薄金屬層之雙層結構、金屬氧化物透明導電材料/薄金屬層/金屬氧化物透明導電材料之三層結構(例如ITO/Al/ITO結構)或其他多層結構。
圖案化透明導電層20包括複數個觸控電極21以及複數條走線22。觸控電極21至少部分設置於可視區R1之觸控電極區R3中，走線22至少部分設置於可視區R1之走線區R4中。各走線22係與至少一個觸控電極21相連，用以傳遞或接受訊號。在本實施例中，觸控電極21未設置於走線區R4中，而走線22亦未設置於觸控電極區R3中，但並不以此為限。於觸控電極區R3中的圖案化透明導電層20的面積與觸控電極區R3之面積相比具有一第一百分比，於走線區R4中的圖案化透明導電層20的面積與走線區R4之面積相比具有一第二百分比，第一百分比與第二百分比之間的差(兩者相減的絕對值)係小於10%，且較佳係小於5%。換句話說，圖案化透明導電層20在觸控電極區R3與走線區R4中的圖案密度係相當接近，藉此可避免因觸控電極區R3與走線區R4之間開口率不一致而導致在整體視覺上產生可視餘影的問題，進而達到提升觸控面板201的視覺品質之目的。值得說明的是，在本發明中所指圖案化透明導電層20的面積可指圖案化透明導電層20的圖案輪廓面積，例如當以奈米導電材料形成圖案化透明導電層20時，圖案化透明導電層20的面積即是代表在圖案化透明導電層20中位於邊緣之奈米導電材料所形成之圖案輪廓所包圍之區域面積。
舉例來說，本實施例的第一百分比與第二百分比可分別介於50%至75%之間，且第一百分比較佳係大體上與第二百分比相等，但考量製程變異的狀況下，第一百分比與第二百分比兩者的差異值係小於10%，且較佳係小於5%，例如第一百分比可約為62%，而第二百分比可約為60%，兩者相差值為2%，但並不以此為限。另一方面，於觸控電極區R3中未設置圖案化透明導電層20的區域面積與觸控電極區R3之面積相比具有一第三百分比(亦可視為觸控電極區R3的開口率)，於走線區R4中未設置圖案化透明導電層20的區域面積與走線區R4之面積相比具有一第四百分比(亦可視為走線區R4的開口率)，第三百分比與第四百分比之間的差係小於10%，且較佳係小於5%。在本實施例中，上述之第一百分比與第三百分比的和大體上為1，而上述之第二百分比與第四百分比的和大體上為1，但並不以此為限。換句話說，觸控電極區R3與走線區R4的開口率(指未設置圖案化透明導電層20的區域面積比率)可分別介於25%至50%之間，但並不以此為限。
進一步說明，在本實施例中，各觸控電極21具有複數個開口H，於各觸控電極21中的開口H的區域面積與觸控電極21外圍輪廓所形成之區域面積相比具有一第五百分比，且第五百分比與上述之第四百分比之間的差係小於10%，且較佳係小於5%。換句話說，藉由於各觸控電極21中設置開口H並控制開口H的大小與形狀，可使得各觸控電極21本身的開口率與走線區R4的開口率之間的差異縮小，進而達到視覺品質之目的。如第2圖與第3圖所示，當各觸控電極21未設置開口H時(如第3圖的狀況)，於觸控電極區R3以及走線區R4之間在圖案化透明導電層20以外區域之開口率上有很明顯的差異(一般未設置開口H時，觸控電極區R3與走線區R4的開口率相差值係大於30%)，而於各觸控電極21中設置開口H並控制開口H的形狀與大小，可使得觸控電極區R3中開口H的形狀與大小與走線區R4中各走線22之間的間隙相似，降低因圖案化透明導電層20在可視區R1中不同區域的形狀不同所導致的視覺不均勻狀況，進而提升觸控面板201的視覺品質。
此外，如第2圖與第5圖所示，本實施例的觸控電極21可包括複數個第一電極21A以及複數個第二電極21B。第一電極21A係沿一第一方向Y延伸，且第一電極21係沿一第二方向X上重複排列設置，各第一電極21A具有複數個中空區21H沿第一方向Y排列。第二電極21B設置於各第一電極21A於第二方向X上的兩側，且各第二電極21B係延伸以部分設置於對應之第一電極21A的一個中空區21H中，但本發明之觸控電極21並不以上述的排列方式為限。在本實施例中，第一電極21A與第二電極21B可分別為一觸控訊號接收電極以及一觸控訊號傳遞電極，或者第一電極21A與第二電極21B亦可分別為一觸控訊號傳遞電極以及一觸控訊號接收電極，但並不以此為限。換句話說，觸控電極21可包括觸控訊號傳遞電極與觸控訊號接收電極，用以互相搭配進行一互電容式觸控檢測，但並不以此為限。在本發明之其他實施例中，亦可利用觸控電極21進行自電容式觸控檢測。
此外，如第2圖與第4圖所示，在本實施例之觸控面板201中，圖案化透明導電層20可更包括至少一輔助電極(或可稱為dummy electrode)23設置於觸控電極區R3中，輔助電極23係設置於觸控電極21之間，且輔助電極23係與觸控電極21電性分離。在本實施例中，輔助電極23較佳可為電性浮置(floating)電極設置於第一電極21A與第二電極21B之間，也就是說輔助電極23較佳可未與任何元件電性連接，但並不以此為限。輔助電極23可用以填補各觸控電極21之間的空隙且提升觸控電極區R3中有無設置觸控電極21之區域間的視覺一致性，藉此降低觸控電極21的輪廓明顯度，達到更進一步提升視覺品質的效果。此外，本實施例之輔助電極23的形狀與大小較佳係與位於走線區R4的走線22相似，藉此提升圖案化透明導電層20在觸控電極區R3與走線區R4之間的圖形一致性。換句話說，位於觸控電極區R3中的圖案化透明導電層20包括了第一電極21A、第二電極21B以及輔助電極23，而上述之第一百分比(於觸控電極區R3中的圖案化透明導電層20的面積與觸控電極區R3之面積相比的比值)即可由輔助電極23、第一電極21A以及第二電極21B的形狀大小以及開口H的形狀大小來進行調整與控制。
此外，如第2圖與第5圖所示，在本實施例中，可視區R1可包括複數個觸控電極區R3，而走線區R4可於第二方向X上位於相鄰的兩個觸控電極區R3之間，但並不以此為限。由於本實施例之第一電極21A係於第一方向Y上由可視區R1的一邊緣延伸至相對的另一邊緣，故對應第一電極21A的走線可不需設置於可視區R1中。也就是說，設置於可視區R1之走線區R4中的走線22係對應連接至第二電極21B。值得說明的是，如第6圖所示，由於觸控電極21、走線22以及輔助電極23均係設置於基板10上的圖案化透明導電層20的一部分，故位於觸控電極區R3的觸控電極21與輔助電極23以及位於走線區R4的走線22均係設置於同一平面上，且觸控電極21、走線22以及輔助電極23於垂直方向Z上均未互相重疊，而本實施例之觸控面板201可被視為一單層式(one layer sensor，OLS)觸控面板。也就是說，本實施例之觸控電極21、走線22以及輔助電極23可藉由圖案化透明導電層20一併形成，藉此達到簡化製程的效果。此外，本實施例之觸控面板201可選擇性地更包括一絕緣保護層(未繪示)形成於基板10上並覆蓋觸控電極21、走線22以及輔助電極23，但並不以此為限。
下文將針對本發明的不同實施例進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
請參考第7圖，第7圖繪示了本發明第二實施例之觸控面板的示意圖。如第7圖所示，本實施例的觸控面板202與上述第一實施例不同的地方在於，本實施例之圖案化透明導電層20可由堆疊之第一氧化物透明導電層20A、薄金屬層20B以及第二氧化物透明導電層20C所構成。第一氧化物透明導電層20A與第二氧化物透明導電層20C可包括氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋁鋅或其他適合之金屬氧化物透明導電材料。薄金屬層20B可包括鋁、銅、銀、鉻、鈦、鉬等導電性較佳的金屬材料、上述材料之複合層或上述材料之合金，且藉由控制薄金屬層20B的厚度(約10奈米)可使圖案化透明導電層20具有高透光度(在波長約為550奈米的狀況下，其透光度約大於或等於86%)。因此，相較於單純的金屬氧化物透明導電材料具有約88%以上的透光度，本實施例之金屬氧化物透明導電材料/薄金屬層/金屬氧化物透明導電材料之三層結構雖然在透光度上表現些微較差，但卻可藉由薄金屬層20B來達到降低圖案化透明導電層20之電阻率的效果，對於以圖案化透明導電層20形成之走線22的阻值降低有顯著的效果。
請參考第8圖，第8圖繪示了本發明第三實施例之觸控面板的示意圖。如第8圖所示，本實施例的觸控面板203與上述第一實施例不同的地方在於，本實施例的觸控電極21可為形狀相同的電極分布於觸控電極區R3中，藉此可進行一自電容式觸控檢測，但並不以此為限。此外，在觸控面板203中，圖案化透明導電層20可更包括一輔助走線24設置於走線區R4中，輔助走線24係與走線22電性分離，且輔助走線24較佳為電性浮置狀態而未與任何元件電性連接或者可電性接地，但並不以此為限。輔助走線24的形狀較佳係與同樣位於走線區R4的走線22相似，而輔助走線24可用以填補走線區R4中未設置走線22之區域，藉此提升走線區R4中的視覺一致性。
綜上所述，在本發明的觸控面板中，位於可視區中的觸控電極與走線係由同一個圖案化透明導電層所形成，且於觸控電極區中設置有圖案化透明導電層以外之區域面積的比率(開口率)與走線區中設置有圖案化透明導電層以外之區域面積的比率相近(相差值小於10%)，可避免因觸控電極區與走線區之間開口率不一致而導致在整體視覺上產生可視餘影的問題，進而達到提升觸控面板的視覺品質之目的。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧基板
20‧‧‧圖案化透明導電層
20A‧‧‧第一氧化物透明導電層
20B‧‧‧薄金屬層
20C‧‧‧第二氧化物透明導電層
21‧‧‧觸控電極
21A‧‧‧第一電極
21B‧‧‧第二電極
21H‧‧‧中空區
22‧‧‧走線
23‧‧‧輔助電極
24‧‧‧輔助走線
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧透明基板
120R‧‧‧觸控訊號接收電極
120T‧‧‧觸控訊號傳遞電極
130‧‧‧訊號走線
201-203‧‧‧觸控面板
AA‧‧‧可視觸控區
H‧‧‧開口
R1‧‧‧可視區
R2‧‧‧周圍區
R3‧‧‧觸控電極區
R4‧‧‧走線區
X‧‧‧第二方向
Y‧‧‧第一方向
Z‧‧‧垂直方向
20‧‧‧圖案化透明導電層
20A‧‧‧第一氧化物透明導電層
20B‧‧‧薄金屬層
20C‧‧‧第二氧化物透明導電層
21‧‧‧觸控電極
21A‧‧‧第一電極
21B‧‧‧第二電極
21H‧‧‧中空區
22‧‧‧走線
23‧‧‧輔助電極
24‧‧‧輔助走線
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧透明基板
120R‧‧‧觸控訊號接收電極
120T‧‧‧觸控訊號傳遞電極
130‧‧‧訊號走線
201-203‧‧‧觸控面板
AA‧‧‧可視觸控區
H‧‧‧開口
R1‧‧‧可視區
R2‧‧‧周圍區
R3‧‧‧觸控電極區
R4‧‧‧走線區
X‧‧‧第二方向
Y‧‧‧第一方向
Z‧‧‧垂直方向
第1圖繪示了傳統單層式觸控面板的示意圖。 第2圖繪示了本發明第一實施例之觸控面板的示意圖。 第3圖繪示了本發明第一實施例之觸控面板省略觸控電極之開口的示意圖。 第4圖繪示了第2圖之部分區域放大示意圖。 第5圖繪示了本發明第一實施例之觸控面板中觸控電極的排列狀況示意圖。 第6圖繪示了本發明第一實施例之觸控面板的部分區域剖面示意圖。 第7圖繪示了本發明第二實施例之觸控面板的示意圖。 第8圖繪示了本發明第三實施例之觸控面板的示意圖。
10‧‧‧基板
20‧‧‧圖案化透明導電層
21‧‧‧觸控電極
21A‧‧‧第一電極
21B‧‧‧第二電極
22‧‧‧走線
23‧‧‧輔助電極
201‧‧‧觸控面板
H‧‧‧開口
R1‧‧‧可視區
R2‧‧‧周圍區
R3‧‧‧觸控電極區
R4‧‧‧走線區
X‧‧‧第二方向
Y‧‧‧第一方向
Z‧‧‧垂直方向
Claims (13)
- 一種觸控面板，包括： 一基板，具有一可視區以及一周圍區，該周圍區係位於該可視區之至少一側，其中該可視區包括至少一觸控電極區以及至少一走線區；以及 一圖案化透明導電層，設置於該基板上並至少位於該可視區中，該圖案化透明導電層包括： 複數個觸控電極，至少部分設置於該可視區之該觸控電極區中；以及 複數條走線，至少部分設置於該可視區之該走線區中，其中各該走線係與至少一個該觸控電極相連，於該觸控電極區中的該圖案化透明導電層的面積與該觸控電極區之面積相比具有一第一百分比，於該走線區中的該圖案化透明導電層的面積與該走線區之面積相比具有一第二百分比，該第一百分比與該第二百分比之間的差係小於10%。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一百分比與該第二百分比之間的差係小於5%。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中於該觸控電極區中未設置該圖案化透明導電層的區域面積與該觸控電極區之面積相比具有一第三百分比，於該走線區中未設置該圖案化透明導電層的區域面積與該走線區之面積相比具有一第四百分比，該第三百分比與該第四百分比之間的差係小於10%。
- 如請求項3所述之觸控面板，其中各該觸控電極具有複數個開口，於各該觸控電極中的該等開口的區域面積與該觸控電極外圍輪廓所形成之區域面積相比具有一第五百分比，且該第五百分比與該第四百分比之間的差係小於10%。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該等觸控電極與該等走線係設置於同一平面上。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該等觸控電極包括觸控訊號傳遞電極與觸控訊號接收電極。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該圖案化透明導電層更包括至少一輔助電極，設置於該觸控電極區中，該輔助電極係設置於該等觸控電極之間，且該輔助電極係與該等觸控電極電性分離。
- 如請求項7所述之觸控面板，其中該輔助電極為電性浮置(floating)電極。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該可視區包括複數個觸控電極區，且該走線區係位於相鄰的兩該等觸控電極區之間。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該圖案化透明導電層係由一透明導電材料所構成，該透明導電材料的透光度係大於或等於80%。
- 如請求項10所述之觸控面板，其中該透明導電材料包括金屬氧化物透明導電材料、金屬氧化物透明導電材料與薄金屬層堆疊之多層材料或奈米導電材料。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該第二百分比係藉於50%至75%之間。
- 如請求項1所述之觸控面板，其中該等觸控電極包括： 複數個第一電極，各該第一電極係沿一第一方向延伸，且該等第一電極係沿一第二方向上重複排列設置，其中各該第一電極具有複數個中空區沿該第一方向排列；以及 複數個第二電極，設置於各該第一電極於該第二方向上的兩側，且各該第二電極係延伸以部分設置於對應之該第一電極的一個該中空區中。
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