TWI596521B - 觸控面板 - Google Patents

Description

觸控面板

本發明是關於一種觸控面板，且特別是有關於一種具有光學補償膜的觸控面板。

隨著智慧型手機等智慧型產品的發展，顯示器搭配觸控面板已漸漸成為主流。為了使使用者在智慧型產品上觀查資訊並進行觸碰感應的同時，具有更佳的視覺體驗，觸控面板除了本身具有之觸控感測功能之外，還需要具有均勻的光學特性。

目前的觸控面板已發展出單層感測電極結構。此種單層感測電極結構之觸控面板雖輕薄但感測電極層為一蝕刻圖案，在蝕刻區域與非蝕刻區域間會因對光的反應不同而造成從觸控面板的外觀看會產生色差的光學問題。部份單層感測電極式觸控面板設計有光學補償膜以解決此色差光學問題，但傳統的光學補償膜容易因為紫外光照射而使光學補償膜產生其他問題，例如導電。

本發明之一實施方式提供一種抗紫外光並可解決色差的光學問題的觸控面板，透過設計光學補償膜的吸收光波段，可以避免紫外光照射所衍伸的問題。

本發明之一態樣提供一種觸控面板，包含：一基板；一感測電極層，設置於基板上；以及一第一光學補償膜，設置於該感測電極層之一側，與該感測電極層形成光學匹配，該第一光學補償膜包含一第一吸收材料，該第一吸收材料在波長300奈米至400奈米之間具有高吸收率。

本發明之一或多個實施方式中，該第一光學補償膜包含至少一第一折射率層和數量對等的至少一第二折射率層；其中該第二射率層包含該第一吸收材料；且該第一折射率層的折射率相對低於該第二折射率層的折射率。

本發明之一或多個實施方式中，該至少一第一折射率層和該至少一第二折射率層，是以遠離該感測電極層的方向，先低折再高折地交錯堆疊於該感測電極層之一側。

本發明之一或多個實施方式中，該第一吸收材料為氮化矽、氮氧化矽或其組合。

本發明之一或多個實施方式中，該第一折射率層的材料是氧化矽、氟化鎂或其組合。

本發明之一或多個實施方式中，該第一折射率層之折射率為1.3至1.55，該第二折射率層之折射率為1.6至2.5。

本發明之一或多個實施方式中，該第一折射率層之厚度為10奈米至50奈米，該第二折射率層之厚度為5奈米至20奈米。

本發明之一或多個實施方式中，該第一光學補償膜設置於感測電極層與基板之間。

本發明之一或多個實施方式中，該第一光學補償膜設置於感測電極層相對於基板之另一側。

本發明之一或多個實施方式中，觸控面板更包含一鈍化層，該鈍化層設置於該第一光學補償膜相對該感測電極層之一側。

本發明之一或多個實施方式中，該第一光學補償膜直接接觸該感測電極層。

本發明之一或多個實施方式中，觸控面板更包含一平坦層，該平坦層設置於該第一光學補償膜與該感測電極層之間。

本發明之一或多個實施方式中，觸控面板更包含一第二光學補償膜，設置於該感測電極層相對於第一光學補償膜之另一側，該第二光學補償膜及該第一光學補償膜搭配並與該感測電極層形成光學匹配；其中該第二光學補償膜包含一第二吸收材料，該第二吸收材料在波長300奈米至400奈米之間具有高吸收率。

本發明之一或多個實施方式中，該第二光學補償膜包含至少一第三折射率層和數量對等的至少一第四折射率層；其中該第四射率層包含該第一吸收材料；且該第三折射率層的折射率相對低於該第四折射率層的折射率。

本發明之一或多個實施方式中，該至少一第三折射率層和該至少一第四折射率層，是以遠離該感測電極層的方向，先低折再高折地交錯堆疊於該感測電極層之一側。

本發明之一或多個實施方式中，第二吸收材料為氮化矽、氮氧化矽或其組合。

本發明之一或多個實施方式中，觸控面板更包含一蓋板，貼合於該感測電極層相對於該基板之一側。

本發明之一或多個實施方式中，基板為一硬質蓋板。

本發明之一或多個實施方式中，觸控面板更包含一遮蔽元件，該遮蔽元件設置於該基板與該感測電極層之間的周邊，該遮蔽元件用以定義該觸控面板之一可視區與一非可視區。

本發明之一或多個實施方式中，當該第一光學補償膜設置於該基板與該感測電極層之間，該第一光學補償膜位於該蓋板與該遮蔽元件之間。

100‧‧‧觸控面板

102‧‧‧基板

110‧‧‧感測電極層

112‧‧‧電極圖案層

112X‧‧‧第一電極

112XA‧‧‧第一導電單元

112XB‧‧‧第一連接線

112Y‧‧‧第二電極

114‧‧‧絕緣塊

116‧‧‧連接線

120‧‧‧第一光學補償膜

122‧‧‧第一折射率層

124‧‧‧第二折射率層

130‧‧‧第二光學補償膜

132‧‧‧第三折射率層

134‧‧‧第四折射率層

140‧‧‧蓋板

150‧‧‧遮蔽元件

240‧‧‧光學膠層

V‧‧‧可視區

IV‧‧‧非可視區

X‧‧‧第一軸向

Y‧‧‧第二軸向

第1A圖為根據本發明之一實施方式之觸控面板之剖面圖。

第1B圖為根據本發明之另一實施方式之觸控面板之剖面圖。

第2A圖為第1A圖之觸控面板之部份感測電極層之局部上視圖。

第2B圖為第2A圖之觸控面板沿I-I段剖面之感測電極層之局部剖面圖。

第3圖為根據本發明之又一實施方式之觸控面板之剖面圖。

第4圖為根據本發明之再一實施方式之觸控面板之剖面圖。

第5圖為根據本發明之另一實施方式之觸控面板之剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，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。

本發明之圖中所繪示之多個元件僅用以示意說明本發明之多個實施方式，不應以其相對寬度或相對厚度等限制本發明之範圍。

參照第1A圖，第1A圖為根據本發明之一實施方式之觸控面板100之剖面圖。本發明之一態樣提供一種觸控面板100，包含基板102、感測電極層110以及第一光學補償膜120。感測電極層110設置於基板102上，第一光學補償膜120設置於感測電極層110之一側，於本實施方式中，第一光學補償膜120設置於感測電極層110與基板102之間。以與感測電極層110形成光學匹配。第一光學補償層120包含一第一吸收材料，該第一吸收材料在波長300奈米至400奈米之間具有高吸收率。

詳細而言，第一光學補償膜120包含至少一第一折射率層122以及數量對等的至少一第二折射率層124， 其中第二射率層124包含該第一吸收材料；且第一折射率層122的折射率相對低於第二折射率層124的折射率。第一折射率層122和第二折射率層124是以遠離感測電極層110的方向，先低折再高折地交錯堆疊於感測電極層110之一側。

於本發明之一或多個實施方式中，基板102可以是硬質基板或軟性基板，用以承載感測電極層110。基板102可由透明材料所形成，例如玻璃、聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二脂、聚甲基丙烯酸甲脂、聚碸或環烯共聚物等。

於本實施方式中，配置第一折射率層122與第二折射率層124的數量分別為2個，而於本發明的其他實施方式中，第一折射率層122的數量也可以為1、3層甚至更多，而第二折射率層124的數量與第一折射率層122的數量對應相等。

於本實施方式中，第一光學補償膜120直接設置於感測電極層110之上，即其中之一第一折射率層122直接接觸感測電極層110。於本發明的其他實施方式中，第一光學補償膜120可以為間接地設置於感測電極層110之上，例如，觸控面板100更包含一平坦層(圖未示)設置於第一光學補償膜120與感測電極層110之間，以起到使感測電極層110表面平整或保護感測電極層110的作用。

第1B圖為根據本發明之另一實施方式之觸控面板100之剖面圖。本實施方式大致與第1A圖之實施方式相同，其差異在於：第1A圖的第一光學補償膜120是設置於感測電極層110與基板102之間，而第1B圖的第一光學補償膜 120是設置於感測電極層110相對於基板102之另一側。此外，於本發明的其他實施方式中，當第一光學補償膜120設置於感測電極層110相對於基板102之另一側時，觸控面板100更可包含一鈍化層(圖未示)，位於第一光學補償膜120相對於感測電極層110之另一側。

本發明之一或多個實施方式中，第一光學補償膜120之第一吸收材料可以是氮化矽(Si₃N₄)或氮氧化矽(SiON)或其組合。換句話說，第二折射率層124的材料可以是氮化矽(Si₃N₄)或氮氧化矽(SiON)或其組合。另一方面，於本實施方式中，第一折射率層122的材料可以是氧化矽(SiO₂)或氟化鎂(MgF₂)或其組合。

本發明之一或多個實施方式中，第一折射率層122之折射率為1.3至1.55，第二折射率層124之折射率為1.6至2.5。本發明之一或多個實施方式中，第一折射率層122之厚度為10奈米至50奈米，第二折射率層124之厚度為5奈米至20奈米。

於本發明之一或多個實施方式中，感測電極層110具有多種電極配置方式，用以感測手指的觸碰位置，感測電極層110可由多個層疊結構組成，本發明實施例僅以單層感應電極結構的觸控面板結構為例，可以理解的是，在具有多層感應電極結構的觸控面板，同樣可以採用本發明的技術方案解決光學匹配問題。

同時參照第2A圖與第2B圖，第2A圖為第1A圖之觸控面板100之部份感測電極層110之局部上視圖。第2B 圖為第2A圖之觸控面板沿I-I段剖面之感測電極層之局部剖面圖。感測電極層110可包含電極圖案層112、絕緣塊114以及連接線116。電極圖案層112包含多條沿第一軸向X排列的第一電極112X及多條沿第二軸向Y排列的第二電極112Y。於本實施方式中，第一軸向X與第二軸向Y互相垂直。每一第一電極112X包含多個第一導電單元112XA及多個第一連接線112XB，其中第一軸向X上之相鄰兩個第一導電單元112XA透過第一連接線112XB相連並電性連接。第二軸向Y上之相鄰兩個第二電極112Y透過連接線116相連並電性連接。

於本實施方式中，絕緣塊114設置於電極圖案層112與連接線116之間，以使連接線116跨接電極圖案層112。於本發明之部份實施方式中，第一連接線112XB及連接線116互相交錯，即第一連接線112XB及連接線116的投影相交錯，絕緣塊114設置在交錯的第一連接線112XB與連接線116之間，以使第一電極112X及第二電極112Y之間電性隔絕。

於本發明之一或多個實施方式中，在感測電極層110的製造過程中，可以先於第一光學補償膜120(參照第1A圖)或基板102(參照第1B圖)上形成電極圖案層112(即第一導電單元112XA、第一連接線112XB以及第二電極112Y)，再形成絕緣塊114，之後再形成連接線116跨接第二電極112Y。於本發明之另一實施方式中，也可以先於第一光學補償膜120或基板102上形成連接線116，再形成絕 緣塊114，之後再形成電極圖案層112(即第一導電單元112XA、第一連接線112XB以及第二電極112Y)。

於此，電極圖案層112、絕緣塊114、連接線116可由透明材料所組成。舉例而言，電極圖案層112可由透明導電材料(如氧化銦錫(Indium tin oxide；ITO))經過蝕刻而形成，而連接線116亦可由氧化銦錫所形成。或者，連接線116也可以由金屬製作而成。在實際應用中，連接線116可以與觸控面板100之周邊線路同步製作而成。感測電極層110可以依據實際敏感度、電路等需求而設計，不應以在此所示之電路配置而限制本發明之範圍。

再回到第1A圖，本發明之一或多個實施方式中，整個觸控面板接收一入射光之後，第一光學補償膜可以調和入射光經過觸控面板各層(如感測電極層等)所形成的反射光之色調。如此一來，第一光學補償膜120得以補償感測電極層110中因圖案化製程而導致的反射率差異，佈設有電極圖案層112、絕緣塊114、連接線116(參照第2A圖)的區域與沒有佈設電極圖案層112、絕緣塊114、連接線116(參照第2A圖)的區域在高低波段波長的光線下的反射率差值較小，藉以有效地調整觸控面板100面對外部光源所反射出的反射光色調接近自然光，而不會偏藍或偏黃。

此外，傳統用以進行光學補償的材料(例如氧化鈮、氧化鈦)具有較小的能隙，容易受到紫外光照射而電子躍遷，進而該些材料導電。本發明之一或多個實施方式中，藉由設置第一光學補償膜120具有吸收材料，此吸收材料會 將吸收的光能轉化為熱能釋出。如此一來，藉由配置經過第一光學補償膜120的紫外光將會被吸收而為熱能釋出，可以防止第一光學補償膜120內的吸收材料或其他材料受到紫外光照射而激發電子躍遷，進而避免第一光學補償膜120導電。

如此一來，由於第一光學補償膜120之層疊設計得以補償感測電極層110中因圖案化製程而導致的反射率差異，且第一光學補償膜120具有可吸收紫外光波段的材料以避免受到紫外光波段照射而產生導電等問題，因此，本實施方式可同時提升觸控面板100之可靠度與光學品質。

參照第3圖，第3圖為根據本發明之另一實施方式之觸控面板100之剖面圖。本實施方式與第1A圖之實施方式相似，差別在於：本實施方式之觸控面板100更包含第二光學補償膜130，第二光學補償膜130設置於感測電極層110相對第一光學補償膜120之另一側，換言之，本實施方式的第一光學補償膜120及第二光學補償膜130是設置於感測電極層110的相對兩側。具體來講，本實施方式的第一光學補償膜120設置於感測電極層110之上，而第二光學補償膜130設置於感測電極層110之下。

詳細而言，第二光學補償膜130亦包含至少一第三折射率層132以及數量對等的至少一第四折射率層134，其中第四射率層134包含第二吸收材料；且第三折射率層132的折射率相對低於第四折射率層134的折射率。第 三折射率層132和第四折射率層134是以遠離感測電極層110的方向，先低折再高折地交錯堆疊於感測電極層110上。

第二光學補償膜130及第一光學補償膜120搭配並與感測電極層110形成光學匹配。於此，配置第三折射率層132的數量可分別為1、2、3層甚至更多，而第四折射率層134的數量與第三折射率層132的數量對應相對。需注意的是，第一光學補償膜120與第二光學補償膜130之疊構可以相同或不同。第二光學補償膜130可直接或間接地設置於感測電極層110之上。

與前述之第一折射率層122與第二折射率層124相似地，第二光學補償膜130之第二吸收材料可以是氮化矽(Si₃N₄)或氮氧化矽(SiON)或其組合，也就是第四折射率層134的材料可以是氮化矽(Si₃N₄)或氮氧化矽(SiON)或其組合。另一方面，於本實施方式中，第三折射率層132的材料可以是氧化矽(SiO₂)或氟化鎂(MgF₂)或其組合。需注意的是，第一光學補償膜120與第二光學補償膜130之材料可以相同或不同。

與前述之第一折射率層122與第二折射率層124相似地，本發明之一或多個實施方式中，第三折射率層132之折射率為1.3至1.55，第四折射率層134之折射率為1.6至2.5。第三折射率層132之厚度為10奈米至50奈米，第四折射率層134之厚度為5奈米至20奈米。

需補充說明的是，感測電極層110的厚度往往會依據實際設計需求來決定，例如在大尺寸觸控面板上，感 測電極層110的厚度相對就需設計較厚以符合較低線阻的需求。如此一來，這將使得圖案化感測電極層110所造成的蝕刻線更為明顯可視。於本實施方式中，在感測電極層110兩側均配置光學補償層，可進一步使蝕刻線不易可見。

如同前述，本發明之一或多個實施方式中，第一光學補償膜120與第二光學補償膜130搭配與觸控面板100形成光學匹配。在整個觸控面板100接收一入射光之後，第一光學補償膜120搭配第二光學補償膜130，可以調和入射光經過觸控面板100各層(如感測電極層等)所形成的反射光之色調。

如此一來，如同第1A圖之實施方式，由於第一光學補償膜120與第二光學補償膜130之層疊設計得以補償感測電極層110中因圖案化製程而導致的反射率差異，且第一光學補償膜120與第二光學補償膜130具有可吸收紫外光波段的材料以避免受到紫外光波段照射而產生導電等問題，因此，本實施方式可同時提升觸控面板100之可靠度與光學品質。

參照第4圖，第4圖為根據本發明之又一實施方式之觸控面板100之剖面圖。本實施方式中，基板102可以是強化蓋板，基板102相對於感測電極層110之一側直接供使用者使用，基板102除了用以承載感測電極層110之外，更可以提供堅硬的保護作用。本實施方式大致與第1A圖之實施方式相同，其差異還在於：觸控面板100更包含遮蔽元件150。遮蔽元件150設置於基板102與感測電極層110之間 的周邊，遮蔽元件150用以定義觸控面板100之可視區V與非可視區IV。如此一來，遮蔽元件150可用以遮蔽觸控面板100的周邊電路，防止周邊電路反射光線而影響到影像品質。遮蔽元件150可由不透光材料所形成，例如黑色油墨。於本發明之一或多個實施方式中，第一光學補償膜120可位於遮蔽元件150與基板102之間，以使可視區V在不作用的情況下，其不透光程度與非可視區IV相近。

如前所述，於本實施方式中，可以選擇性地設置第一光學補償膜120於基板102與感測電極層110之間或感測電極層110相對於基板102之另一側，亦可設置同時設置第一光學補償膜120和第二光學補償膜130於感測電極層110之兩側。

如前所述，藉由設置第一光學補償膜120或第二光學補償膜130，可以減少可視區V內因電極圖案層112、絕緣塊114、連接線116(參照第2A圖)所致的不均勻反射光線，且由於第一光學補償膜120與第二光學補償膜130具有可吸收紫外光的材料，因此第一光學補償膜120與第二光學補償膜130不易因紫外光照射而導電，因而提升觸控面板100之可靠度與光學品質。

參照第5圖，第5圖為根據本發明之又一實施方式之觸控面板100之剖面圖。本實施方式與第1A圖之實施方式相似，差別在於：本實施方式中，觸控面板100可包含蓋板140。而蓋板140是通過一光學膠層240貼合於感測電極層110相對於基板102之另一側，而形成較為堅固的觸控面 板100。於部份實施方式中，基板102可以由軟性材料所形成，而具有較為輕薄的厚度，並依賴與其貼合的蓋板140維持結構強度。於部份實施方式中，基板102可以是強化基板，並與蓋板140貼合後增強整體結構強度。

需注意的是，於本實施方式中，同樣可以選擇性地設置第一光學補償膜120於基板102與感測電極層110之間或感測電極層110相對於基板102之另一側，亦可設置同時設置第一光學補償膜120和第二光學補償膜130於感測電極層110之兩側。

雖然本實施方式並未設置遮蔽元件(參照第4圖)，但不應以此限制本發明之範圍。本實施方式之蓋板140上亦可設計有相關的遮蔽結構，以遮蔽周邊電路的反光。

綜上所述，本發明之一實施方式提供一種抗紫外光並可解決色差的光學問題的觸控面板，配合感測電極層之光學特性而設計製作光學補償層，並設計此光學補償層可將紫外光轉換熱能釋出，可以避免紫外光照射所衍伸的問題，以提升觸控面板之影像品質與可靠度。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控面板

102‧‧‧基板

110‧‧‧感測電極層

120‧‧‧第一光學補償膜

122‧‧‧第一折射率層

124‧‧‧第二折射率層

Claims (18)

1. 一種觸控面板，包含：一基板；一感測電極層，設置於基板上；一第一光學補償膜，設置於該感測電極層之一側，與該感測電極層形成光學匹配，其中該第一光學補償膜包含複數個第一折射率層和數量對等的複數個第二折射率層，該些第一折射率層與該些第二折射率層交錯堆疊設置，該第一光學補償膜的該些第二折射率層包含一第一吸收材料，該第一吸收材料在波長300奈米至400奈米之間具有高吸收率；以及一第二光學補償膜，設置於該感測電極層相對於該第一光學補償膜之另一側，該第二光學補償膜及該第一光學補償膜搭配並與該感測電極層形成光學匹配，其中該第二光學補償膜包含至少一第三折射率層和數量對等的至少一第四折射率層，該第三折射率層的折射率相對低於該第四折射率層的折射率；其中該第二光學補償膜之該第四折射率層包含一第二吸收材料，該第二吸收材料在波長300奈米至400奈米之間具有高吸收率。
2. 如請求項1所述之觸控面板，其中該些第一折射率層的折射率相對低於該些第二折射率層的折射率。
3. 如請求項2所述之觸控面板，其中該些第一折射率層和該些第二折射率層，是以遠離該感測電極層的方向，先低折再高折地交錯堆疊於該感測電極層之一側。
4. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一吸收材料為氮化矽、氮氧化矽或其組合。
5. 如請求項1所述之觸控面板，其中該些第一折射率層的材料是氧化矽、氟化鎂或其組合。
6. 如請求項1所述之觸控面板，其中該些第一折射率層之折射率為1.3至1.55，該些第二折射率層之折射率為1.6至2.5。
7. 如請求項1所述之觸控面板，其中該些第一折射率層之厚度為10奈米至50奈米，該些第二折射率層之厚度為5奈米至20奈米。
8. 如請求項1至7任一所述之觸控面板，其中該第一光學補償膜設置於感測電極層與基板之間。
9. 如請求項1至7任一所述之觸控面板，其中該第一光學補償膜設置於感測電極層相對於基板之另一側。
10. 如請求項9所述之觸控面板，更包含一鈍化層，該鈍化層設置於該第一光學補償膜相對該感測電極層之一側。
11. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一光學補償膜直接接觸該感測電極層。
12. 如請求項1所述之觸控面板，更包含一平坦層，該平坦層設置於該第一光學補償膜與該感測電極層之間。
13. 如請求項1所述之觸控面板，其中該至少一第三折射率層和該至少一第四折射率層，是以遠離該感測電極層的方向，先低折再高折地交錯堆疊於該感測電極層之一側。
14. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第二吸收材料為氮化矽、氮氧化矽或其組合。
15. 如請求項1所述之觸控面板，更包含一蓋板，貼合於該感測電極層相對於該基板之一側。
16. 如請求項1所述之觸控面板，其中該基板為一硬質蓋板。
17. 如請求項16所述之觸控面板，更包含一遮蔽元件，該遮蔽元件設置於該基板與該感測電極層之間的周邊，該遮蔽元件用以定義該觸控面板之一可視區與一非可視區。
18. 如請求項17所述之觸控面板，其中當該第一光學補償膜設置於該基板與該感測電極層之間，該第一光學補償膜位於該基板與該遮蔽元件之間。