TWI607349B - 觸控面板 - Google Patents

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TWI607349B TW100127180A TW100127180A TWI607349B TW I607349 B TWI607349 B TW I607349B TW 100127180 A TW100127180 A TW 100127180A TW 100127180 A TW100127180 A TW 100127180A TW I607349 B TWI607349 B TW I607349B
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金炳秀
李勤植
李宣和
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Ｌｇ伊諾特股份有限公司
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Description

觸控面板
本發明主張於2010年07月30日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0074422和2010年07月30日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0074419的優先權，此全文將併入本案以作為參考。
本發明係關於一種觸控面板。
近年來，觸控面板應用於各種不同的電子電器上，使用者可利用手指或觸控筆等輸入裝置觸碰顯示裝置上顯示之影像。
此類觸控面板主要可被分類為電阻式及電容式觸控面板。在電阻式觸控面板中，當有輸入裝置施加壓力於一電極上時，該電極會短路，以令輸入裝置之觸碰位置可被偵測。在電容式觸控面板中，電極間的電容在手指觸碰觸控面板時會有變化，藉此電容變化可偵測得觸碰位置。
當觸控面板用於不同種類之顯示裝置時，一形成有標記及防破壞膜之基板與一形成有一透明電極之膜被分開製成，接著該基板與該膜被利用一光學透明黏著劑(OCA)相接合。
不過，OCA呈現較差的加工性，故會出現接合不良的問題。此外，光傳輸會因該膜與基板之多重堆疊結構而下降。再者，由於具有透明電極之膜層主要係由進口獲得，其價格高也因此提升了製造成本。
實施例提供一種能提升光傳輸又能降低不良率與製造成本之觸控面板。
根據一實施例，一觸控面板包括一基板、一中間層、以及一透明電極，其中該基板具有一第一表面與一與該第一表面相對之第二表面，該中間層位於該基板之第一表面上，而該透明電極位於中間層上。
根據另一實施例，一觸控面板包括一基板、一透明電極、以及一抗反射層，其中該基板具有一第一表面與一與該第一表面相對之第二表面，該透明電極位於該基板之第一表面上，而該抗反射層位於該透明電極上。
本觸控面板實施例中，外假層(out dummy layer)與透明電極係形成於相同基板上，故不需使用呈現較差加工性之光學透明黏著層(OCA)。故可降低不良率，且提升可靠度。此外，觸控面板的堆疊結構被簡化，光透射率可因此提高，且厚度與製造成本可被降低。
此外，本觸控面板實施例中，有折射率匹配能力之中間層被設於基板與透明電極之間，故透射率(transmittance)、反射率(reflectance)及偏黃(yellowish)特性可被改善，且透明電極可被直接形成於中間層上。因此，光透射率可被提升，且製造成本可被降低。此外，包括透明導電材料之透明電極可因折射率的匹配而不被看見(invisible)，故使用該觸控面板之顯示裝置的可視度(visibility)可被提升。
同時，在另一觸控面板實施例中，在透明電極被沉積於基板上後，抗反射層被沉積於透明電極上，此方式讓抗反射效率與光透射率得到提升，且製造成本得以下降。此外，使用該觸控面板之顯示裝置的可視度可被提升。
在本說明書之實施例中，當層(或膜)、區、圖案或結構係指在另一基板、另一層(或膜)、另一區、另一墊或另一圖案的上或下時，其可是直接或間接位於其它基板、層(或膜)、區、墊或圖案之上，或一或多中間層也可存在其中。如此之層膜位置已藉圖式說明。
圖式中之每一層膜之厚度與大小可能有被放大、省略或僅示意說明，以保圖式之整齊或方便。此外，元件之大小並不完全反應其實體之大小。
以下，實施例將被以配合所附圖式的方式說明。
首先，本發明之第一實施例將被配合圖1至圖3做詳細說明。
圖1為根據第一實施例之觸控面板的平面圖，圖2為沿圖1之線II-II的剖面圖，而圖3則為圖1之A部份的放大圖。
請參閱圖1與圖2，在第一實施例中，一偵測一輸入裝置之位置的有效區AA與環繞該有效區AA的假區(dummy area)被定義。
一透明電極40可被形成於有效區AA上以偵測輸入裝置。此外，連接至透明電極40之一導線50與用以連接導線50至一外部電路(未顯示)的印刷電路板60可形成於假區DA上。一外假層20可形成於假區DA上，一標記(logo)20a形成於外假層20上。以下，將更清楚描述具上述結構之觸控面板100。
請參閱圖2，外假層20、一中間層30及透明電極40係形成於基板10上。導線50連接透明電極40，而印刷電路板60連接至導線50。此外，形成一破壞保護膜(shatter prevention film)70其同時覆蓋透明電極40、導線50以及印刷電路板60，此外，該基板包括一有效區以及一假區。
基板10可包括各種不同可支撐形成於基板10上的外假層20、中間層30、透明電極40及導線50的材料，其中基板10可為玻璃基板或塑膠基板。
外假層20可形成於一第一表面12(以下稱作一下表面)之假區DA上，外假層20可塗覆一預定顏色的材料而使導線50及印刷電路板60無法從外部看見，如為適於其外觀之顏色。舉例而言，外假層20可包括一黑色顏料而呈現黑色。此外，標記20a(見圖1)可透過其它不同方法形成於外假層20上，外假層20可以沉積、印刷或濕塗覆方式(wet coating scheme)所形成。
中間層30形成於基板10之下表面12上，同時覆蓋外假層20，中間層30則形成於下表面12的整個區上。
中間層30可包括折射率介於1.35至2.7之間的氧化物或氟化物。
中間層30可包括：氟化鎂(Mg fluoride)、氧化矽(Si oxide)、氧化鋁(Al oxide)、氟化鈰(Ce fluoride)、氧化銦(In oxide)、氧化鉿(Hf oxide)、氧化鋯(Zr oxide)、氧化鉛(Pb oxide)、氧化鈦(Ti oxide)、氧化鉭(Ta oxide)、氧化鈮(Nb oxide)、氟化鋁(Al fluoride)及硫化鋅(Zn sulfide)，且中間層30具有一為折射率匹配的特定折射率。
中間層30可被備製為一單層或一多層，以使中間層30具有一特定之折射率。例如，一具高折射率之第一層22與一具有低折射率低之第二層24可被依序形成於基板10上，藉以提升觸控面板100在該有效區AA處的透射率。
舉例而言，第一層22可包括具有較高折射率之氧化鉭、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、氧化鉛或硫化鋅，而第二層24可包括具有較低折射率之氧化矽或氟化鋁。詳而言之，氧化鈦之折射率為2.2，氧化鈮之折射率為2.4，而氧化矽之折射率為1.4。在此情況下，觸控面板100的透射率可被提升至90%，較佳者為92%，最高則達99%。圖式中雖第一層22與第二層24依序堆疊形成，但實施例並非限定於此，如複數個第一層22與複數個第二層24可交互堆疊。
中間層30之反射率可對應透明電極40的反射率；亦 即，透明電極40可依透明電極40所用材料之反射率而不同，而中間層30可依透明電極40所用材料之反射率而不同；換言之，中間層30的反射率可藉改變中間層30之堆疊結構而被設成對應於透明電極40的反射率而不同。
中間層30可透過沉積方式形成；更進一步言之，中間層30可以反應式濺鍍(reactive sputtering porcess)的方式所形成；亦即，鈍氣(氫(Ar)或氖(Ne))與氧及/或氮一起導入一設有金屬沉積源及一沉積靶(deposition target)之濺鍍裝置中，以令金屬沉積源被氧化並沉積於沉積靶上。
透明電極40形成於中間層30上，透明電極40可有多種不同形狀，以偵測手指等輸入裝置的接觸。
舉例而言，如圖3所示，透明電極40可包括一第一電極42及一第二電極44，第一及第二電極42、44可包括感測器元件42a、44a以偵測輸入裝置的接觸，例如手指；以及連接元件42b及44b以連接感測器元件42a、44a。第一電極42之連接元件42b與感測器元件42a在第一方向(圖3之橫向方向)上相連接，而第二電極44之連接元件44b與感測器元件44a在第二方向(圖3中之縱向方向)上相連接，其中該第一、第二電極對位在該中間 層的相同層上。
一絕緣層46位於第一電極42之連接元件42b與第二電極44之連接元件44b之間，用以避免第一與第二電極42,44之間發生電性短路。絕緣層46可包括一透明絕緣材料能使連接元件42b、44b彼此絕緣，例如，該絕緣層46可包括金屬氧化物，如氧化矽、或丙烯醛基(acryl)等樹脂。
在實施例中，舉例而言，第一與第二電極42、44之感測器元件42a、44a排列在相同的層上，因此感測器元件42a、44a可被形成於一單層上。在此情況下，所使用的透明導電材料可被最小化，且觸控面板100之厚度可被縮減。
若手指等的輸入裝置接觸觸控面板100時，與輸入裝置相接觸之區域會發生電容改變，故該區域即被偵測為一接觸位置。在本實施例中，透明電極40被使用在電容式觸控面板，但實施例亦可被用於電阻式觸控面板上。
透明電極40可包括一透明導電材料，因此電力(electricity)可流過透明電極40而不干擾光的傳輸，因此透明電極40可包括氧化銦錫(indium tin oxide)、氧化銦鋅(indium zinc oxide)、氧化銅(copper oxide)、 銀奈米線(Ag nanowire)或奈米碳管(carbon nano tube)。
銀奈米線可透過以溶劑、觸媒金屬化合物及添加物合成的方式形成，而具銀奈米線之透明電極40可因此在光透射性與電性上更得到提升。
透明電極40可藉沉積方式形成，如反應式濺鍍方式。若透明電極40包括氧化銦錫，其中錫之含量可為10%或更低。在此情況下，光透射性可被提升，且導電度可透過回火方式藉對銦錫化合物加以結晶化的方式提升。然而，實施例並不限定於此，透明電極40仍得以上述以外各種不同方式形成。
請再參閱圖2，連接至透明電極40的導線50及連接至導線50的印刷電路板60形成於基板10的假區DA中，由於導線50係位於假區DA中，其係由具優異導電度之金屬製成。印刷電路板60可包括各種不同種類者，如軟性印刷電路板可被當作印刷電路板60的選擇。
破壞保護膜70覆蓋中間層30、透明電極40、導線50以及印刷電路板60。當觸控面板100因被撞擊而損壞時，破壞保護膜70可防止顆粒(particles)破碎。破壞保護膜70可具有不同的材料和結構。根據實施例，破壞保護膜70位於基板10之下表面12處，但實施例並非限 定於此，其亦可位於其它各種位置上。
根據實施例的觸控面板100，外假層20及透明電極40係排列在相同的基板10上，因此，製造與透明電極膜分離但形成有外假層的基板，然後再連結該基板與該透明電極膜的製程則不再需要。因此呈現較差加工性之光學透明黏著層(OCA)則不需使用，所以不良率可被降低，且可靠度可得提升。此外，由於觸控面板100之堆疊結構被簡化，可增加透射率，觸控面板100的厚度可被減少，且製造成本得以降低。
能執行折射率匹配之中間層30係置於基板10與透明電極40之間，因此透明電極40可被排列於中間層30上。由於折射率得到匹配，透射率、反射率與偏黃特性可得最佳化。
根據習知技術中，由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)及氧化銦錫組成的昂貴材料在顧及光穿透率的條件下被用以形成透明電極40，不過本實施例中因中間層30具執行折射率匹配能力而使光透射性至少為90%或更高，故透明電極40可被直接形成於中間層30上，同時又能提升觸控面板100的光透射性、反射性與偏黃特性。因此，不需使用昂貴材料，也就製造成本可降低同時又有較佳的光透射 性。
此外，由於折射率匹配之特性，包括透明導電材料的透明電極40可不被看見(invisible)。更詳細言之，中間層30之反射性可對應於透明電極40者，因此透明電極40的圖案可不被看見。所以，使用該種觸控面板100之顯示裝置的可視度可得到提升。
以下，根據第二實施例的觸控面板將配合圖4進行更詳細的說明。為求簡化表示，已說明於第一實施例中之元件與結構的描述將予省略，下述說明將集中於與第一實施例不同之元件與結構。
圖4為根據第二實施例之觸控面板的剖面圖。
請參閱圖4，根據第二實施例之觸控面板200中，外假層20形成於基板10之上表面14上，且一保護層80形成以覆蓋外假層20。
外假層20形成於假區DA內，且一特定標記可形成於外假層20上。保護層80可包括具有較高折射率的氧化鈦、氧化鈮、氧化鉭、氧化鋯或氧化鉛，也因保護層80可具有較高的折射率，得使光透射性可進一步提高。此外，保護層80可被製備為一硬式覆層(hard coating layer)，以避免保護層80被刮損。
以下，根據第三實施例，一觸控面板將配合圖5作更詳細說明。
圖5為根據第三實施例之觸控面板的剖面圖。
請參閱圖5，根據第三實施例的觸控面板在透明電極40上包括一抗反射層35形成在透明電極40上，詳細而言，抗反射層35形成在透明電極40的一下表面上。
抗反射層35可衰減可見光帶(visible ray band)中的光反射度，以避免光反射造成的眩光現象(glare phenomenon)或屏蔽螢幕(blind screen)現象。換言之，抗反射層35可有效降低光反射的不良影響，藉以提升影像之解析度與可視度。
此外，抗反射層35可提升觸控面板300之透射性高至90%，較佳者為92%為更佳，最大則為99%。
抗反射層35可包括折射率1.35至2.7之氧化物或氟化物，其中折射率之給定需考慮抗反射功能。抗反射層35可藉由堆疊至少一層包括具有彼此不同折射率材料的方式來形成。
更詳而言之，抗反射層35可包括氟化鎂、氧化矽、氧化鋁、氟化鈰、氧化銦、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、氧化鉭、氧化鈮、氟化鋁或硫化鋅。
在本實施例中，抗反射層35可包括至少一層材料。詳而言之，抗反射層35可包括一第一層32及一第二層34，其中第一層32形成於基板10的下表面上，第二層34則形成於第一層32上，且第二層34之折射率低於第一層32的折射率。換言之，抗反射層35可被以依序堆疊較高折射率之第一層32與較低折射率之第二層34的方式形成於基板上，以令抗反射層35可在衰減光反射的條件下同時提升觸控面板300在有效區域AA處的透射性。
第一層32係由使用較高折射率之材料所形成，第二層34係由較低或中折射率材料所形成；或者，第一層32係由使用中折射率之材料所形成，第二層34則由較低折射率材料所形成。
舉例而言，較低折射率材料可為MgF2或SiO2，其中MgF2之折射率為1.38，SiO2之折射率則為1.46。
中折射率材料可為Al2O3、CeF3、SiO、In2O3或HfO2.，其中Al2O3之折射率為1.62,CeF3之折射率為1.63，而SiO、In2O3及HfO2的折射率則為2.00。
較高折射率材料包括ZrO2、Pb5O11、TiO2、Ta2O5、Nb2O5或TiO2，其中ZrO2之折射率為2.10。當Pb5O11與TiO2併用時，折射率為2.10，Ta2O5的折射率為2.15,Nb2O5 之折射率為2.2至2.4，而TiO2之折射率為2.2至2.7。
雖然一第一層32及一第二層34在圖式中係以依序堆疊的方式形成，但實施例並非限定於此，根據實施例，複數個第一層32與複數個第二層34可利用依次交互堆疊的方式形成。
根據本實施例，具有較高折射率的第一層32先形成於基板10上，接著形成具有較低折射率的第二層被，但實施例並非限定於此。但亦可先形成具有較低折射率的第二層34，即在具有較高折射率之第一層32已然形成之前完成。
抗反射層35之折射率可對應於空氣之折射率，詳言之，抗反射層35之折射率可為1.0。在此情況下，反射率可變低，且觸控面板300之透射性可被提高。
抗反射層35可透過濺鍍或捲滾(roll to roll)方式形成，在濺鍍方式中，離子化原子被電場加速，因此離子化原子撞擊來源材料，藉此來源材料之原子便被沉積。在捲滾方式中，紙或膜等材料被纏繞於一捲軸上，抗反射層35即利用該捲軸而形成。
根據本實施例，由於抗反射層35執行折射率匹配，因此能力之光穿透率至少為90%或以上，故透明電極40 可被直接形成於基板上，同時又提升觸控面板300之光透射性。因此，不需使用昂貴材料，故製造成本可被降低而光透射性又可被提高。
以下將配合圖6對第四實施例之觸控面板進行更詳細的說明。
圖6為根據第四實施例之觸控面板的剖面圖。
請參閱圖6，根據第四實施例之觸控面板400包括外假層20與保護層80，其中外假層20形成於基板10之第二表面(上表面)14上，而保護層80覆蓋外假層20。
以下，根據第五實施例之觸控面板將配合圖7進行更詳細的說明。
圖7為根據第五實施例之觸控面板的剖面圖。
請參閱圖7，根據第五實施例之觸控面板500包括中間層30與抗反射層35兩者，其中中間層30形成於基板10的下表面上，透明電極40形成於中間層30的下表面上，且抗反射層35形成於透明電極40的一下表面上，藉此觸控面板500可有最佳化的透射性與反射性。
在本說明書中，對參考及所有「一實施例」及「範例實施例」等時代表對該實施例描述之一特定特徵、結構或特性可應用於本發明的至少一實施例中，該等字句在全說 明書不同處之出現不必然全指相同的實施例。再者，任一實施例中所描述之特定特徵、結構或特性都告知熟習該項技術者在其它實施例中之特徵、結構或特性都以對等觀點視之。
上述實施例雖已被配合所舉與其相關之實施例說明，但熟習該項技術者可在不違該等揭露內容之範圍與原理的條件下進行各種其它的修改與實施方式。更特定言之，各種不同的變化與修飾可在某結合設置中對元件及/或佈局上進行，此仍不外於本揭露內容之範圍。除了元件及/或佈局上的變化與修飾，其它不同的使用方式也可為熟習該等技術人士所輕易達成。
10．．．基板
12．．．第一表面
14．．．第二表面
20．．．外假層
20a．．．標記
22．．．第一層
24．．．第二層
30．．．中間層
32．．．第一層
34．．．第二層
35．．．抗反射層
40．．．透明電極
42．．．第一電極
44．．．第二電極
42a、44a．．．感測器元件
42b、44b．．．連接元件
50．．．導線
60．．．印刷電路板
70．．．破壞保護膜
80．．．保護層
100、200、300．．．觸控面板
400、500．．．觸控面板
A．．．部份
AA．．．有效區
DA．．．假區
圖1為根據第一實施例之觸控面板的平面圖；圖2為沿圖1之線II-II的剖面圖；圖3為圖1之A部份的放大圖；圖4為根據第二實施例之觸控面板的剖面圖；圖5為根據第三實施例之觸控面板的剖面圖；圖6為根據第四實施例之觸控面板的剖面圖；以及圖7為根據第五實施例之觸控面板的剖面圖。
10．．．基板
12．．．第一表面
14．．．第二表面
20．．．外假層
22．．．第一層
24．．．第二層
30．．．中間層
40．．．透明電極
50．．．導線
60．．．印刷電路板
70．．．破壞保護膜
100．．．觸控面板
AA．．．有效區
DA．．．假區

Claims (21)

  1. 一種觸控面板，包括：一基板，具有一第一表面及一第二表面，且該第一表面相對於該第二表面；一外假層設於該基板之該第一表面上；一中間層，位於該基板之該第一表面上；以及一透明電極，位於該中間層上；以及一導線，與該透明電極連接，其中該基板包括一有效區以及一假區，其中該外假層設於該假區上，其中形成該中間層時，同時覆蓋該外假層，其中該透明電極包括一第一電極以及一第二電極，其中該第一、第二電極對位在該中間層的相同層上，其中該導線設置於該中間層上。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，其中該中間層包括氧化物或氟化物。
  3. 如申請專利範圍第2項之觸控面板，其中該氧化物或該氟化物之折射率介於1.35至2.7之間。
  4. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，其中該中間層包括至少一層。
  5. 如申請專利範圍第4項之觸控面板，其中該中間層包 括：一第一層具有一第一折射率，位於該基板之該第一表面上；以及一第二層具有一第二折射率，且該第二折射率低於該第一層的該第一折射率。
  6. 如申請專利範圍第5項之觸控面板，其中該中間層包括選自由氟化鎂、氧化矽、氧化鋁、氟化鈰、氧化銦、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、氧化鉭、氧化鈮、氟化鋁及硫化鋅所構成材料之群組中之至少一種。
  7. 如申請專利範圍第5項之觸控面板，其中該第一層包括選自由氧化鉭、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、氧化鉛及硫化鋅所構成材料之群組中之至少一種，而該第二層包括選自由氧化矽及氟化鋁所構成材料之群組中之至少一種。
  8. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，其中該中間層之折射率對應於該透明電極之折射率。
  9. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，更包括：一破壞保護膜，覆蓋於該透明電極與該導線上。
  10. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，其中該透明電極包括選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銅、銀奈米線及奈米碳管(CNT)所構成材料之群組中之至少一種。
  11. 一種觸控面板，包括：一基板，具有一第一表面及一第二表面，且該第一表面相對於該第二表面； 一外假層，在該基板之該第二表面上；一中間層，在該基板之該第一表面上；一透明電極，位於該中間層上；一抗反射層，位於該透明電極上；以及一導線，與該透明電極連接，其中該基板包括一有效區以及一假區，其中該外假層設在該假區上，其中該第一、第二電極對位在該中間層的相同層上，其中該導線設置於該中間層上。
  12. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該抗反射層包括氧化物或氟化物。
  13. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該氧化物或該氟化物之折射率介於1.35至2.7之間。
  14. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該抗反射層包括至少一層。
  15. 如申請專利範圍第12項之觸控面板，其中該抗反射層包括：一第一層具有一第一折射率，位於該基板之該第一表面上；以及一第二層具有一第二折射率，且該第二折射率低於該第一層的該第一折射率。
  16. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該抗反射層包括括選自由氟化鎂、氧化矽、氧化鋁、氟化鈰、氧化銦、氧化鉿、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、氧化鉭、 氧化鈮、氟化鋁及硫化鋅所構成材料之群組中之至少一種。
  17. 如申請專利範圍第15項之觸控面板，其中該第一層包括選自由氧化鉭、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、氧化鉛及硫化鋅所構成材料之群組中之至少一種，而該第二層包括選自由氧化矽及氟化鋁所構成材料之群組中之至少一種。
  18. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該抗反射層之折射率對應於1。
  19. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，更包括：一破壞保護膜，覆蓋於該透明電極與該導線上。
  20. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，更包括一保護層形成於該基板的該第二表面上，同時覆蓋該外假層。
  21. 如申請專利範圍第11項之觸控面板，其中該透明電極包括選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銅、銀奈米線及奈米碳管(CNT)所構成材料之群組中之至少一種。
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