TWI592843B - 觸控電極裝置 - Google Patents

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Description

觸控電極裝置
本發明係有關一種觸控電極裝置，特別是關於一種以非透明導電材料形成觸控電極圖形的觸控電極裝置。
觸控顯示器係結合感測技術及顯示技術所形成的一種輸入/輸出裝置，普遍使用於電子裝置中，例如可攜式及手持式電子裝置。
電容式觸控面板為一種常用的觸控面板，其利用電容耦合效應以偵測觸碰位置。當手指觸碰電容式觸控面板的表面時，相應位置的電容量會受到改變，因而得以偵測到觸碰位置。
第一A圖顯示傳統觸控面板的上視圖，第一B圖則顯示第一A圖中沿剖面線1B-1B’的剖面圖。其中，第一電極12形成於基板10的上表面，第二電極14形成於基板10的下表面。該第一電極12與第二電極14可互為實質正交。
上述傳統觸控面板的第一電極12及第二電極14一般係使用透明導電材料，如氧化銦錫(ITO)。氧化銦錫的形成不但需要使用複雜的製程，而且，當氧化銦錫材料受到彎曲時，會折斷而無法導電，因此無法用以製造可撓性(flexible)觸控面板。
鑑於傳統觸控面板具有複雜的製程或者無法用以製造可撓性觸控面板，因此亟需提出一種新穎的觸控電極裝置，用以改善傳統觸控面板的缺點。
鑑於上述，本發明實施例提出一種觸控電極裝置，可用以非透明導電材料形成觸控電極圖形，或可直接進行曝光顯影以簡化製程步驟。
根據本發明實施例，觸控電極裝置包含基板以及至少一電極層。電極層直接或間接設於基板的表面，且電極層包含一非透明導電材料。
10‧‧‧基板
12‧‧‧第一電極
14‧‧‧第二電極
200‧‧‧觸控電極裝置
300‧‧‧觸控電極裝置
400‧‧‧觸控電極裝置
21‧‧‧基板
22‧‧‧電極層
22A‧‧‧第一電極層
22B‧‧‧第二電極層
23‧‧‧局部
24‧‧‧金屬線
25‧‧‧網格
26‧‧‧電極列
27‧‧‧絕緣層
3‧‧‧觸控顯示器
3’‧‧‧觸控顯示器
5‧‧‧觸控面板
300‧‧‧顯示面板
310‧‧‧觸控面板
31‧‧‧液晶(LC)層
32‧‧‧彩色濾光片(CF)
33‧‧‧偏光片
51‧‧‧覆蓋鏡片
第一A圖顯示傳統觸控面板的上視圖。
第一B圖顯示第一A圖中沿剖面線1B-1B’的剖面圖。
第二A圖顯示本發明實施例之觸控電極裝置的上視圖。
第二B圖顯示第二A圖沿剖面線2-2’的剖面圖。
第二C圖顯示第二A圖之電極層的局部放大圖
第二D圖顯示顯示藉由曝光顯影製程所形成之電極列。
第二E圖顯示另一種變化觸控電極裝置的剖面結構。
第三A圖顯示本發明另一實施例之觸控電極裝置的上視圖。
第三B圖顯示第三A圖沿剖面線3-3’的剖面圖。
第四A圖顯示本發明又一實施例之觸控電極裝置的上視圖。
第四B圖顯示第四A圖沿剖面線4-4’的剖面圖。
第五A圖至第五B圖顯示應用本實施例於觸控顯示器的剖面圖。
第六圖顯示應用本實施例於觸控面板的剖面圖。
第七圖顯示本發明另一實施例採用網銅之電極層的局部放大圖。
第二A圖顯示本發明實施例之觸控電極裝置200的上視圖，第二B圖顯示第二A圖沿剖面線2-2’的剖面圖，圖式僅顯示與實施例相關的組成元件。本實施例之觸控電極裝置200主要包含基板21及至少一電極層22，其中電極層22可直接設於基板21的表面(例如上表面)。根據本實施例的特徵之一，電極層22內含非透明導電材料，例如金屬線、網銅或網銀，其中金屬線之內徑為數奈米至數百奈米之間。本發明之實施例則係以金屬線作為示意。
金屬線24可藉由塑膠材料(例如樹脂)或光敏(photosensitive)材料(例如壓克力)，以固定於電極層22內。由於金屬線24非常纖細，非人眼可以觀察得到，因此由金屬線24所構成的電極層22之透光性極佳。
請參照第二C圖所示，其顯示電極層之局部23的放大圖。如圖所示，金屬線24彼此隨機交錯且呈平面分佈形成於電極層22中，因此由金屬線所構成的電極層22之導電性於平面的各個方向大致相等。
根據本實施例的另一特徵，當電極層22採用光敏(photosensitive)材料(例如壓克力)時，可藉由曝光顯影製程形成具有所需之電極形狀的電極列26。舉例來說，在一實施例中，電極列26之每一電極之外觀則具有一菱形圖形外觀，如第二D圖所示。然而，本發明中之電極形狀外觀並不以此為限，其亦 可端視於實際需求而設計形成具有條狀圖形或其他多邊形圖形等外觀。如此相較於傳統使用氧化銦錫(ITO)以形成電極層的製程，由於本實施例之電極層22可直接進行曝光顯影製程，故可簡化製程步驟以降低成本。
此外，在本發明之實施例中，基板21係為透明基板，其材質為玻璃、塑膠或任何其他透明材料。然而基板21亦可端視其實際設計需求而包含可撓性材料、硬性材料或液晶顯示模組。由於非透明導電材料所包含之金屬線非常纖細，其尺寸可為奈米等級且具延展性，因此當與基板21配合，即可形成可撓性之觸控電極裝置200。反觀傳統係使用透明導電材料，例如：氧化銦錫(ITO)。然而，由於氧化銦錫容易碎裂，因此較難形成可撓性的觸控電極裝置。或者說，其可撓性遠低於本實施例(含金屬線)之導電層22的可撓性。
第二E圖顯示另一種變化觸控電極裝置200的剖面結構，其更包含絕緣層27設於基板21與導電層22之間，使得電極層22間接設於基板21的表面。在一實施例中，絕緣層27也可包含光敏材料，藉由曝光顯影製程而與電極層22一同形成所要的形狀於基板21上。在另一實施例中，絕緣層27可包含光敏材料或高分子材料，使得絕緣層27表面可具有黏性，進而有效與基板21或電極層22相互固定貼合。
第二B圖及第二E圖所示的觸控電極裝置200皆為單面單層的結構，亦即於基板21的單一表面設有單一電極層22。然而，本實施例也可使用其他結構，例如單面雙層結構或雙面結構。第三A圖顯示單面雙層結構之觸控電極裝置300的上視圖，第三B圖顯示第三A圖沿剖面線3-3’的剖面圖。其中，第一電極層22A與第二電極層22B依序設於基板21的同一表面，且第一電極層22A與 第二電極層22B之間藉由絕緣層27以電性隔離。此外，絕緣層27可藉由曝光顯影製程而與電極層22一同形成所需的形狀，惟本發明不以此為限，其中絕緣層27之形狀亦可根據實際需求而不同於電極層22之形狀。
上述第一/第二電極層22A/22B可皆使用非透明導電材料(例如金屬線、網銅或網銀)，抑或是其中之一電極層係選擇使用透明導電材料(例如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鈦(TZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅鎵(GZO)或氟氧化錫(FTO))。
第四A圖顯示雙面結構之觸控電極裝置400的上視圖，第四B圖顯示第四A圖沿剖面線4-4’的剖面圖。其中，第一電極層22A與第二電極層22B分別設於基板21的相對表面。上述第一/第二電極層22A/22B可皆使用非透明導電材料(例如金屬線、網銅或網銀)，抑或是其中之一電極層係選擇使用透明導電材料(例如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鈦(TZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅鎵(GZO)或氟氧化錫(FTO))。
相較於傳統觸控電極，上述實施例之觸控電極裝置200/300/400使用含非透明導電材料的電極層22，因而具可撓性且便於製作。上述實施例之觸控電極裝置200/300/400可應用於各種觸控相關結構(特別是電容式觸控結構)，例如觸控面板或觸控顯示面板，以顯現出上述的優點，以下將舉數例說明。
第五A圖顯示應用本實施例於觸控顯示器3的剖面圖。為便於說明，圖式未顯示出觸控顯示器3的所有元件。第五A圖所示觸控顯示器3主要由顯示面板300與觸控面板310經疊加而成。其中，顯示面板300主要包含液晶(LC)層31及彩色濾光片(CF)32；觸控面板310主要包含偏光片(polarizer)33及電 極層22，其中電極層22設於偏光片33的上表面，該偏光片33相當於第二A圖至第四B圖所示結構中的基板21。第五A圖所示的電極層22可以內含單層或多層的電極層，例如前述的第一電極層22A及第二電極層22B。本應用實施例之顯示面板300可以是可撓性顯示面板300(例如軟性顯示面板)，配合可撓性觸控面板310，用以形成可撓性觸控顯示器3。
第五B圖顯示應用本實施例於另一觸控顯示器3’的剖面圖。和第五A圖不同的是，第五B圖所示應用實施例之電極層22係設於偏光片33的下表面。
在另一實施例中，繼續參閱第五B圖，電極層22設於彩色濾光片(CF)32的上表面，該彩色濾光片(CF)32相當於第二A圖至第四B圖所示結構中的基板21。
第六圖顯示應用本實施例於觸控面板5的剖面圖。在本應用實施例中，第一電極層22A、絕緣層27與第二電極層22B依序設於覆蓋鏡片(cover len)51的下表面，該覆蓋鏡片51相當於第二A圖至第四B圖所示結構中的基板21，其可為二維或三維輪廓，分別應用於二維或三維的觸控顯示。在一實施例中，覆蓋鏡片51包含可撓性材料或硬性材料，並且覆蓋鏡片表面材質可經由特殊工藝處理後，以具有抗磨、抗刮、抗反射、防眩光及防指紋等功能特性。
上述第五A圖至第六圖所示的各種觸控顯示器3/3’/5僅例示本發明實施例之觸控電極裝置200/300/400的一些應用，熟悉本技術領域之人士還可將本實施例之電極層22應用於其他可撓式或非可撓式之觸控相關結構，用以取代傳統的電極層。
請參照第七圖，其顯示依據另一實施例採用網銅之電極層之局部23的放大圖。如圖所示，由於網銅具有複數網格25，其中每一網格25可具有一多邊形外觀或一類圓形外觀，而所圍繞出之區間則可使光線充分穿透，此外該些網格25彼此間亦可電性連接，且排列成一陣列圖形。如此藉由該些網格25的排列，即可組合形成電極，且使其具有條狀圖形、菱形圖形(diamond pattern)或多邊形圖形等外觀。此實施例雖以網銅作為示意，惟本發明不以此為限，故上述特徵亦可採用網銀等適切材料予以實現。
其次，於另一實施利中，非透明導電材料則更可包含膠材，例如光學膠等透明絕緣膠體，藉此電極層22即可有效貼合固定於基板上21。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
200‧‧‧觸控電極裝置
21‧‧‧基板
22‧‧‧電極層

Claims (11)

  1. 一種具可撓性之觸控電極裝置，包含：一基板，其中該基板包含可撓性材料；及至少一電極層，設於該基板的表面，該電極層包含一非透明導電材料，其中該非透明導電材料的內徑介於數奈米至數百奈米之間，且該非透明導電材料具延展性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，更包含一絕緣層，設於該電極層與該基板之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極裝置，其中該至少一電極層包含第一電極層與第二電極層，依序設於該基板的同一表面；且該絕緣層設於該第一電極層與該第二電極層之間，以電性隔離。
  4. 申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該至少一電極層包含第一電極層與第二電極層，分別設於該基板的相對表面。
  5. 申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該非透明導電材料包含複數金屬線、網銅或網銀。
  6. 申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該非透明導電材料更包含光敏材料。
  7. 申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該電極層更包含塑膠材料，以固定該非透明導電材料於該電極層內。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極裝置，其中該絕緣層更包含光敏材料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該基板包含一偏光片，且該電極層設於該偏光片的上表面或下表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極裝置，其中該基板包含一彩色濾光片，且該電極層設於該彩色濾光片的上表面。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極裝置，其中該基板包含一覆蓋鏡片，且該至少一電極層設於該覆蓋鏡片的下表面。
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