TWI628573B - 觸控面板結構 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種觸控面板結構，其具有導電通道區域以及第二虛擬金屬圖案，其中導電通道區域包含金屬網格以及第一虛擬金屬圖案。金屬網格係為一導電通道。第一虛擬金屬圖案與該金屬網格交錯並絕緣設置，且第一虛擬金屬圖案具有至少一個斷點，金屬網格與第一虛擬金屬圖案不互相重疊。第二虛擬金屬圖案絕緣設置於導電通道區域的兩側。

Description

觸控面板結構

本發明係關於一種觸控面板結構，特別是有關一種金屬網格觸控面板結構。

隨著電子產品的迅速發展，觸控裝置被廣泛應用在各式產品中。如第1圖所示，觸控裝置包含蓋板110、黏著層120以及觸控層130，其中觸控層130包含觸控電極。

目前研究開發出使用金屬網格作為觸控電極的金屬網格觸控裝置。隨著技術的成長，各種觸控輔助裝置，例如主動式觸控筆等陸續出現，也連帶提高觸控裝置對於觸控辨識精準度的需求。目前現行的金屬網格設計無法滿足此等需求，但是加大感應圖案通道，會使金屬網格容易被使用者看到，故使得觸控電極的可視性上升，影響使用者的體驗，故需要一個新的金屬網格結構的設計。

本揭露之一態樣，係提供一種觸控面板結構，包含：導電通道區域以及第二虛擬金屬圖案，第二虛擬金屬圖案絕緣設置於該導電通道區域的兩側，其中導電通道區域 包含金屬網格以及第一虛擬金屬圖案，金屬網格係為一導電通道，而第一虛擬金屬圖案與金屬網格交錯並絕緣設置，其中第一虛擬金屬圖案具有至少一個斷點，且金屬網格與第一虛擬金屬圖案不互相重疊。

根據本揭露一或多個實施方式，觸控面板結構更包含基板，其中金屬網格、第一虛擬金屬圖案與第二虛擬金屬圖案位於基板的至少一面上。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第一虛擬金屬圖案包含至少一條金屬線。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第二虛擬金屬圖案具有至少一個斷點。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第二虛擬金屬圖案與金屬網格電性絕緣。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第二虛擬金屬圖案與第一虛擬金屬圖案電性絕緣。

根據本揭露一或多個實施方式，其中金屬網格的線寬5μm。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第一虛擬金屬圖案或第二虛擬金屬圖案的線寬5μm。

根據本揭露一或多個實施方式，其中金屬網格的金屬網格單元的形狀為菱形。

根據本揭露一或多個實施方式，其中第一虛擬金屬圖案與第二虛擬金屬圖案為菱形重複排列所構成。

110‧‧‧蓋板

120‧‧‧黏著層

130、230‧‧‧觸控層

240、610‧‧‧第一金屬網格層

250、620、640‧‧‧基板

260、650‧‧‧第二金屬網格層

310‧‧‧導電通道區域

320、410、510‧‧‧金屬網格

330、420、520‧‧‧第一虛擬金屬圖案

340‧‧‧第二虛擬金屬圖案

350、370、440、540‧‧‧斷點

360、430、530‧‧‧金屬網格單元

630‧‧‧虛擬金屬層

X、Y‧‧‧距離

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施方式能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖繪示習知技術中觸控面板的剖面圖；第2圖繪示根據本揭露的一實施例的觸控面板的觸控層的剖面圖；第3圖繪示根據本揭露的一實施例的部分觸控層的上視圖；第4圖繪示根據本揭露的一實施例的部分導電通道區域的上視圖；第5圖繪示根據本揭露的一實施例的部分導電通道區域的上視圖；以及第6圖繪示根據本揭露的一實施例的觸控面板的觸控層的剖面圖。

以下揭露提供許多不同實施例，或示例，以建置所提供之標的物的不同特徵。以下敘述之成份和排列方式的特定示例是為了簡化本公開。這些當然僅是做為示例，其目的不在構成限制。舉例而言，元件的尺寸不被揭露之範圍或數值所限制，但可以取決於元件之製程條件與/或所需的特性。此外，第一特徵形成在第二特徵之上或上方的描述包含第一特徵和第二特徵有直接接觸的實施例，也包含有其他特徵形成在第一特徵和第二特徵之間，以致第一特徵和第二 特徵沒有直接接觸的實施例。為了簡單與清晰起見，不同特徵可以任意地繪示成不同大小。

再者，空間相對性用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」等，是為了易於描述圖式中所繪示的元素或特徵和其他元素或特徵的關係。空間相對性用語除了圖式中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。儀器可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本文所用的空間相對性描述也可以如此解讀。

為了改善加大感應圖案通道而使得觸控電極的可視性上升的問題，本揭露提供一種金屬網格與虛擬圖案的搭配，可以大幅降低金屬網格的可視性。

第2圖繪示觸控面板結構的觸控層的剖面圖。觸控層230包含第一金屬網格層240、基板250與第二金屬網格層260。第一金屬網格層240與第二金屬網格層260具有金屬網格(未繪示)，用於感測觸控。基板250位於第一金屬網格層240與第二金屬網格層260之間。基板250具有透光的性質，可以為硬質基板或可撓式基板，硬質基板的材料可以為玻璃、強化玻璃、藍寶石玻璃、陶瓷或其他合適材料，可撓式基板的材料可例如為高分子材質。這邊所述的高分子材質例如為聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、聚 氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、尼龍(nylon)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚氨酯(polyurethane,PU)、聚四氯乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚醯亞胺(polyimide,PI)、丙烯酸樹酯(acrylic resin)或聚甲基丙烯酸甲酯與聚碳酸酯的混合材料等。使用上述可撓式基板的觸控面板可具有可撓性，因此適合用於各種尺寸的可撓式觸控螢幕。

第3圖繪示根據本揭露實施例之一的部分觸控層的上視圖，其係為金屬網格觸控面板的部分結構。值得注意的是，第3圖僅繪示第2圖中第一金屬網格層240或第二金屬網格層260的部分上視圖。第一金屬網格層與第二金屬網格層包含複數個導電通道區域310與複數個第二虛擬金屬圖案340。導電通道區域310係由金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330所構成，其中第一虛擬金屬圖案330與金屬網格320交錯且電性絕緣配置。

在一些實施例中，金屬網格320係由複數條第一金屬線以及複數條第二金屬線所交叉構成，其中第一金屬線沿第一方向延伸，第二金屬線沿第二方向延伸，第一方向與第二方向不同。在一些實施例中，第一虛擬金屬圖案330包含複數條第一虛擬金屬線沿第三方向延伸，其中第三方向可以與第一方向及第二方向相同或不同。在另外一些實施例中，第一虛擬金屬圖案330更包含複數條第二虛擬金屬線，其沿與第三方向不同之第四方向延伸。值得注意的是，第一 虛擬金屬線及第二虛擬金屬線可以為直線或曲線。本揭露的圖式僅為示例，並不意欲限制其形狀。複數個斷點位於第一虛擬金屬線及第二虛擬金屬線的延伸方向與金屬網格320的交錯處，以使金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330電性絕緣。

金屬網格320係為導電通道，用於感測觸控。金屬網格320係由多個金屬網格單元360組成。在金屬網格單元360圍成的區域中，各邊邊長可以相同或不同。在金屬網格320中，金屬網格單元360圍成的區域可以為多邊形，例如三角形、四邊形、五邊形、六邊形等，可以為規則或不規則形狀。在某些實施例中，金屬網格單元360圍成的區域為菱形，其四邊邊長相等且兩兩互相平行。在另一實施例中，金屬網格單元360圍成的區域為矩形。在另一實施例中，金屬網格單元360圍成的區域為任意形狀，意即金屬網格單元360的邊為曲線。

由於導電金屬線本身為非透明的材質，將觸控層配置在顯示裝置上時，需要評估使用者在觀看顯示裝置所顯示的影像時是否會受到金屬網格320的影響，意即金屬網格320的金屬線的可視性需要降低至使用者不易察覺的程度。一般來說，較粗的線寬的可視性較高。在一實施例中，金屬網格320的線寬皆5μm。在線寬5μm的情況下，可視性屬於容許的範圍。較佳的線寬為3μm，更佳的線寬為1μm。

值得注意的是，如前所述，為了使金屬網格320 與第一虛擬金屬圖案330能夠交錯配置且電性絕緣，在金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330的交錯處，需要將第一虛擬金屬圖案330斷開，形成一個斷點350。換句話說，金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330實際上並未互相接觸，因而可以達到使兩者電性絕緣的目的。更詳細的說，第一虛擬金屬圖案330具有至少一個斷點350。在某些實施例中，金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330係為同一平面。在某些實施例中，金屬網格320可藉由直接金屬油墨網印方式或以蒸鍍、濺鍍或塗佈金屬層加上光罩微影蝕刻製程的方式形成。

在某些實施例中，第一虛擬金屬圖案330的材料可為銅、銀、金、錫、鹵化銀或其組合。在某些實施例中，第一虛擬金屬圖案330可以為正多邊形或任意多邊形重複排列所構成，例如三角形、四邊形、五邊形、六邊形等。在一個實施例中，第一虛擬金屬圖案330由菱形重複排列構成。在某些實施例中，第一虛擬金屬圖案包含至少一條金屬線。在另外一些實施例中，第一虛擬金屬圖案330由矩形重複排列所構成。值得注意的是，由於第一虛擬金屬圖案330與金屬網格320電性絕緣，在觸控面板運作期間，第一虛擬金屬圖案330不會影響金屬網格320對於觸控動作的判讀。

當導電通道區域310變寬時，金屬網格320的可視性風險即隨之上升，第一虛擬金屬圖案330與金屬網格320交錯配置，可以使得金屬網格320的可視性降低，進而讓使用者在使用觸控裝置時，不易察覺金屬網格320，提升 其使用體驗。

配置於基板上側的導電通道區域與配置於基板下側的導電通道區域可以為相同或不同。換句話說，配置於基板上側的導電通道區域中的金屬網格、第一虛擬金屬圖案可以與配置於基板下側的導電通道區域中的金屬網格、第一虛擬金屬圖案相同或不同。在金屬網格的圖案相同的情況之下，配置於基板上側的金屬網格可以與配置於基板下側的金屬網格對齊。在某些實施例中，配置於基板上側的金屬網格與配置於基板下側的金屬網格可以不對齊。在某些實施例中，第一虛擬金屬圖案配置於基板的至少一側。

第二虛擬金屬圖案340位於金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330的兩側。更詳細的說明，第二虛擬金屬圖案340係位於第一虛擬金屬圖案330的兩側。值得注意的是，在某些實施例中，觸控層中同一感應層的所有元件皆位於同一平面，也就是說，金屬網格320、第一虛擬金屬圖案330以及第二虛擬金屬圖案340皆位於同一平面。金屬網格320與第二虛擬金屬圖案340係為絕緣設置，而第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340相鄰，亦為絕緣設置。換句話說，金屬網格320、第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340三者皆未互相電性連接。

若導電通道區域310之間存在空隙，則會使得使用者容易察覺到金屬網格320，影響使用體驗，故本揭露提供第二虛擬金屬圖案340用以填補導電通道區域310兩側的空隙。值得注意的是，第二虛擬金屬圖案340具有至少一 個斷點370，其可以避免當通道中的金屬網格320與第二虛擬金屬圖案340發生短路時，會有超量的電容變化，導致觸控點的偵測出現誤差。更可以避免因金屬網格320與第二虛擬圖案340之間的非預期的接觸，而使兩相鄰的導電通道區域310的金屬網格320之間短路，造成觸控裝置失效。另外，在可撓式面板中，因面板的彎折導致觸控面板中的金屬網格320與第二虛擬金屬圖案340接觸，則此第二虛擬金屬圖案340具有至少一個斷點370的設計，也可減小此接觸對於觸控訊號感測的影響。第二虛擬金屬圖案340的材料可為銅、銀、金、錫、鹵化銀或其組合。第二虛擬圖案340的材料可以與第一虛擬金屬圖案330相同或不同。

第二虛擬金屬圖案340可以為正多邊形或任意多邊形重複排列所構成，例如三角形、四邊形、五邊形、六邊形等。在一實施例中，第二虛擬金屬圖案340與第一虛擬金屬圖案330的形狀相同。要瞭解到，第3圖僅僅繪示本揭露的其中一個實施例，並不意欲限制金屬網格320、第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340的形狀或樣式。

因第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340的設置亦需要考量搭配顯示裝置時的可視性問題，故第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340的線寬也需要降至使用者不易察覺的程度，較佳的線寬為5μm，更佳的為3μm，更佳的為1μm。第一虛擬金屬團案330與第二虛擬金屬圖案340的線寬可以為相同或不同。值得注意的是，第3圖中金屬網格320、第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金 屬圖案340使用不同粗細的黑線繪示，僅僅為了更方便區分三者，並不意欲限制金屬網格320、第一虛擬金屬圖案330與第二虛擬金屬圖案340的線寬。

第一虛擬金屬圖案330的斷點350的距離X需要大於金屬網格320的線寬，以使金屬網格320與第一虛擬金屬圖案330電性絕緣。舉例來說，如果金屬網格320的線寬為5μm，斷點350的距離X則需要為>5μm，以使得斷點350具有足夠的距離，讓第一虛擬金屬圖案330與金屬網格320未直接接觸，從而電性絕緣。第一虛擬金屬圖案330的每個斷點350的距離X可以相同或不同。

第二虛擬金屬圖案340的斷點370的距離Y並未必須大於金屬網格320的線寬，也就是說，斷點370的距離Y可以大於、等於或小於斷點350的距離X。第二虛擬金屬圖案340的每個斷點370的距離Y可以相同或不同。

在一實施例中，由於導電通道區域310中，金屬網格單元360所圍的區域的面積大小基本上相似。因此若金屬網格320與顯示面板搭配使用時，金屬網格單元360對於每個畫素的遮蔽效果皆為相同，因而使每個畫素的開口率保持相同，從而避免螢幕顯示亮度不均勻的現象(mura)。反之，若是遮蔽效果不一，則會導致顯示面板所透出之亮度不均勻，影響使用者的使用體驗。

第4圖繪示根據本揭露的一實施例的部分導電通道區域的上視圖。在此實施例中，金屬網格410由多個金屬網格單元430所構成。金屬網格單元430係為菱形，而第 一虛擬金屬圖案420由與金屬網格單元430相同之菱形重複排列而成。金屬網格410與第一虛擬金屬圖案420交錯排列並絕緣配置。第一虛擬金屬圖案420與金屬網格410交錯於金屬網格單元430各邊的中點處。值得注意的是，第一虛擬金屬圖案420並未實質上接觸金屬網格410，而是在與金屬網格410交錯處具有一個斷點440，金屬網格410與第一虛擬金屬圖案420藉由斷點440斷開，金屬網格410與第一虛擬金屬圖案420不互相重疊。另外，第一虛擬金屬圖案420中，兩相鄰的菱形圖案的頂點重疊於兩者之間的金屬網格單元430的中心，此中心係為菱形的兩相對頂點的連線交叉點。

值得注意的是，第4圖中金屬網格與第一虛擬金屬圖案使用不同粗細的黑線繪示，僅僅為了更方便區分兩者，並不意欲限制金屬網格與第一虛擬金屬圖案的線寬。換句話說，金屬網格的線寬可以大於、等於或小於第一虛擬金屬圖案的線寬。

請參考第5圖，其係根據本揭露的另一實施例繪示的部分導電通道區域的上視圖。在第5圖中，金屬網格510由多個金屬網格單元530所構成。金屬網格單元530所圍成的區域為菱形，與第4圖的金屬網格單元430相似。與第4圖不同之處在於，第5圖的第一虛擬金屬圖案520為矩形重複排列而成。此矩形的長寬分別大致上等於金屬網格單元530的兩對角線長。第一虛擬金屬圖案520與金屬網格510在金屬網格的頂點處交錯。在交錯處，第一虛擬金屬圖案 520同樣具有斷點540，以使第一虛擬金屬圖案520與金屬網格510未直接接觸，金屬網格510與第一虛擬金屬圖案520藉由斷點540斷開，並且電性絕緣，金屬網格510與第一虛擬金屬圖案520不互相重疊。

值得注意的是，第5圖中金屬網格與第一虛擬金屬圖案使用不同粗細的黑線繪示，僅僅為了更方便區分兩者，並不意欲限制金屬網格與第一虛擬金屬圖案的線寬。換句話說，金屬網格的線寬可以大於、等於或小於第一虛擬金屬圖案的線寬。

在某些實施例中，第一虛擬金屬圖案可以位於與金屬網格不同的平面。請參考第6圖，其繪示另一實施例的觸控層的剖面圖。在第6圖中，觸控層包含第一金屬網格層610、基板620、虛擬金屬層630、基板640與第二金屬網格層650。在此實施例中，第一虛擬金屬圖案(未繪示)係位於虛擬金屬層630中，而非位於第一金屬網格層610或第二金屬網格層650。虛擬金屬層630位於基板620與基板640之間。第一金屬網格層610包含金屬網格(未繪示)與第二虛擬金屬圖案(未繪示)。在此實施例中，第一金屬網格層610的金屬網格與第4圖的金屬網格410或第5圖的金屬網格510相似，且第二金屬網格層650的金屬網格與第4圖的金屬網格410或第5圖的金屬網格510相似，在此不再贅述。虛擬金屬層630的第一虛擬金屬圖案與第4圖或第5圖的第一虛擬金屬圖案420、520類似。值得注意的是，虛擬金屬層630的第一虛擬金屬圖案可以不需要具有斷點。在此實施例中， 由於第一虛擬金屬圖案與第一金屬網格層610或第二金屬網格層650中的金屬網格並未位於同一層，且兩者之間為不導電的材料製成的基板620、640，故可以不需要藉由斷點而使兩者電性絕緣。

當使用者由觸控層上方往觸控層看時，第一金屬網格層610、第二金屬網格層650以及虛擬金屬圖案層630重疊的圖案類似於前述第4圖或第5圖所示，但不限於此。也就是說，位於虛擬金屬層630的第一虛擬金屬圖案也可以達到使第一金屬網格層610與第二金屬網格層650之金屬網格的可視性降低的效果。第一金屬網格層610的金屬網格與第二金屬網格層650的金屬網格可以對齊或不對齊。在某些實施例中，金屬網格、第一虛擬金屬圖案以及第二虛擬金屬圖案可以為正多邊形或不規則多邊形重複排列所構成，例如三角形、四邊形、五邊形、六邊形等。在一實施例中，位於第一金屬網格層610的第二虛擬金屬圖案(未繪示)和第二金屬網格層650的第二虛擬金屬圖案(未繪示)與位於虛擬金屬層630的第一虛擬金屬圖案的形狀相似，但第一金屬網格層610的第二虛擬金屬圖案(未繪示)和第二金屬網格層650的第二虛擬金屬圖案具有至少一個斷點。

綜上所述，本揭露提供一種可以降低金屬網格的可視性風險，並且滿足未來更低線阻抗的需求的觸控面板。本揭露提供之觸控面板可以適用於任意筆觸，包含主動、被動以及混合型筆觸。由於金屬網格具有較低的電阻，故可以使觸控感應線路具有較好的效果與較低的電阻值，從 而提升觸控的反應速率，並且使觸控顯示裝置的結構變得較為輕薄，同時可以簡化製程、降低成本以及增加良率與產率。由於金屬網格的特性，可以滿足超窄邊框、無邊框、可撓折性、可彎曲等各種不同的需求。

本揭露已經詳細地描述某些實施方式，但其他的實施方式也是可能的。因此，所附請求項的精神和範疇不應限於本文所描述的實施方式。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技術者，在不脫離本揭露之精神與範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種觸控面板結構，包含：一導電通道區域，包含：一金屬網格，係為一導電通道；以及一第一虛擬金屬圖案，與該金屬網格交錯並絕緣設置，其中該第一虛擬金屬圖案包含至少兩個斷點及至少一金屬線，該至少兩個斷點分別位於該第一虛擬金屬圖案與該金屬網格之交錯處，該至少一金屬線從該至少兩個斷點的一個延伸至該至少兩個斷點的另一個，且該金屬網格與該第一虛擬金屬圖案不互相重疊；以及一第二虛擬金屬圖案，絕緣設置於該導電通道區域的兩側。
2. 如請求項1所述之觸控面板結構，更包含一基板，其中該導電通道區域與該第二虛擬金屬圖案位於該基板的至少一面上。
3. 如請求項1所述之觸控面板結構，其中該第二虛擬金屬圖案具有至少一個斷點。
4. 如請求項3所述之觸控面板結構，其中該第二虛擬金屬圖案與該金屬網格電性絕緣。
5. 如請求項3所述之觸控面板結構，其中該第二虛擬金屬圖案與該第一虛擬金屬圖案電性絕緣。
6. 如請求項1所述之觸控面板結構，其中該金屬網格的一線寬5μm。
7. 如請求項1所述之觸控面板結構，其中該第一虛擬金屬圖案或該第二虛擬金屬圖案的一線寬5μm。
8. 如請求項1所述之觸控面板結構，其中該金屬網格的一金屬網格單元的一形狀為菱形。
9. 如請求項1所述之觸控面板結構，其中該第一虛擬金屬圖案為菱形重複排列所構成。