TWM464741U

TWM464741U - 觸控面板

Info

Publication number: TWM464741U
Application number: TW102210153U
Authority: TW
Inventors: Yi-Chun Wu; Yu-Chen Liu; Chi-Yuan Hung
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-11-01

Description

觸控面板

本創作係關於一種觸控面板，尤指一種具有光學匹配(index matching，IM)層之觸控面板。

由於觸控面板具有人機互動的特性，已被廣泛應用於智慧型手機(smart 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)等電子產品上。

一般而言，觸控面板會包括觸控區與周圍區，觸控區設置有複數個觸控感應電極，而周圍區通常設置有裝飾層(Decoration layer)。各觸控感應電極具有一定的間距，雖然觸控感應電極係由透明導電材料所製做，但是其仍然會將部分光線反射，造成觸控面板具有觸控感應電極的部分與不具有觸控感應電極的部分(即觸控感應電極的間距處)具有不同的視覺效果，因此使用者能從觸控面板表面看到觸控感應電極的圖案。此外，當裝飾層的中間具有孔洞時，即使在背側設置遮蔽膜層，使用者仍然會因為孔洞與裝飾層的反射率差異而發現孔洞的存在。上述觸控面板的元件因反射率差異而造成視覺效果不佳之問題仍待業者研究以進一步改善。

本創作之主要目的之一在於提供一種具有至少一層光學匹配層的觸控面板，以改善觸控面板的表面視覺效果。

為達上述目的，本創作提供一種觸控面板，其具有一觸控區以及一周圍區位於該觸控區之至少一側。本創作之該觸控面板包括一基板、一第一光學匹配層、一裝飾層以及一觸控感應電極層。第一光學匹配層係覆蓋該基板之一表面。第一光學匹配層具有一第一折射率，且第一折射率大於該基板之折射率。裝飾層係位於周圍區，而觸控感應電極層係設於第一光學匹配層表面並至少位於觸控區。

為達上述目的，本創作另提供一種觸控面板，其具有一觸控區以及一周圍區位於該觸控區之至少一側。本創作之該觸控面板包括一基板、一觸控感應電極層以及一光學匹配層。該基板具有一表面。觸控感應電極層係設於基板之該表面上且並位於觸控區。光學匹配層係設於觸控感應電極層之上，全面覆蓋基板之該表面，且光學匹配層之折射率不同於觸控感應電極層之折射率。

為達上述目的，本創作又更提供一種觸控面板，其具有一觸控區以及一周圍區位於該觸控區之至少一側。本創作該觸控面板包括一基板、一第一光學匹配層、一觸控感應電極層以及一裝飾層。其中，該基板具有一表面，該第一光學匹配層設於該基板之該表面並具有一第一折射率，且第一折射率大於該基板之折射率。該觸控感應電極層至少位於該觸控區，而該裝飾層(位於該周圍區，且設於該第一光學匹配層上。

10‧‧‧觸控面板

12‧‧‧基板

12a‧‧‧第一表面

12b‧‧‧第二表面/觸控面

14‧‧‧觸控區

16‧‧‧周圍區

18‧‧‧第一光學匹配層

20‧‧‧觸控感應電極層

20a、20b‧‧‧觸控感應電極

22‧‧‧裝飾層

241、242‧‧‧孔洞

26‧‧‧保護層

28‧‧‧光學膠

301、302‧‧‧油墨層

32‧‧‧第二光學匹配層

34‧‧‧第二光學匹配層

d‧‧‧膜厚

S1‧‧‧間距

X‧‧‧圖中水平方向

Y‧‧‧圖中垂直方向

第1圖為本創作觸控面板之第一實施例的部分剖面示意圖。

第2圖為第1圖所示本創作觸控面板之第一實施例的俯視示意圖。

第3圖為本創作觸控面板之第一實施例與習知觸控面板在裝飾層區域之反射率曲線圖。

第4圖為本創作觸控面板的第二實施例的部分剖面示意圖。

第5圖為本創作觸控面板之第二實施例與習知觸控面板之反射率的比較圖。

第6圖為本創作觸控面板的第三實施例的部分剖面示意圖。

第7圖為本創作觸控面板的第四實施例的部分剖面示意圖。

第8圖為本創作觸控面板的第五實施例的部分剖面示意圖。

第9圖為本創作觸控面板的第六實施例的部分剖面示意圖。

為使熟習本創作所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本創作，下文特列舉本創作之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本創作的構成內容。為了方便說明，本創作之各圖式僅為示意以更容易了解本創作，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。

請參考第1圖與第2圖，第1圖為本創作觸控面板之第一實施例的部分剖面示意圖，而第2圖為觸控面板的觸控感應電極層的俯視示意圖。本創作第一實施例之觸控面板10具有一觸控區14以及一周圍區16，周圍區16係位於觸控區14之至少一側，本實施例之周圍區16係圍繞觸控區14的四周，但本創作並不以此為限而可視需要使周圍區16僅與觸控區14的部分邊緣相鄰設置。觸控面板10包括一基板12、一第一光學匹配層18、一裝飾層22以及一觸控感應電極層20。基板12具有一第一表面12a與一第二表面12b，兩者相對設置，其中第二表面12b為使用者操作觸控面板10時的觸控面。第一光學匹配層18係全面覆蓋基板12的第一表面12a，同時位於周圍區16與觸控區14。然而，在其他實施例中，第一光學匹配層18可以僅覆蓋大部分的第一表面12a，或者僅設置於裝飾層22區域與基板12之間。第一光學匹配層18所包含的材料具有一第一折射率，且第一折射率大於基板12之折射率，或者至少略大於基板12之折射率。裝飾層22係設於第一光學匹配層18表面並位於周圍區16。本實施例之觸控面板10還包括至少一孔洞設置於裝飾層22中，暴露出第一光學匹配層18。例如第1圖中的裝飾層22包括孔洞241與242，可以分別作為紅外線(infrared ray，IR)感測孔(以下稱IR 孔)與按鍵孔使用。當孔洞241作為IR孔使用時，可以在孔洞241上側設置IR感應器，以感應觸控面板的使用狀態。觸控感應電極層20設於第一光學匹配層18表面並位於觸控區14內，但並不以此為限，也可以視需求將觸控感應電極層20延伸到周圍區16，例如直接配置觸控感應電極20c在當作按鍵孔的孔洞242區域或是其附近，因此孔洞242暴露出觸控感應電極20c與其下方的第一光學匹配層18。舉例而言，觸控感應電極層20可包括互相絕緣並交叉設置的第一軸向電極21X與第二軸向電極21Y設置在觸控區14，其中第一軸向電極21X與第二軸向電極21Y分別沿不同方向延伸，例如兩者分別沿著圖中X方向與Y方向延伸並且互相垂直。第一軸向電極21X與第二軸向電極21Y分別包括複數個觸控感應電極各自串接，第1圖僅以兩個觸控感應電極20a、20b作為示意。觸控感應電極20a、20b係均勻排列分布於觸控區14中，分別藉由導線20c、20d串接各自軸向的觸控感應電極20a、20b，以達到所需之觸控感應偵測效果。觸控感應電極20a、20b的形狀可依需要而設計，例如為菱形電極或三角形電極，但不以此為限。觸控感應電極層20包括透明導電材料，例如氧化銦錫。在其他實施例中，觸控感應電極層20所包含的觸控感應電極20a、20b也可以是多個並排且顛倒設置的三角形觸控感應電極，或是複數個互相分離設置的矩形觸控感應電極。但本創作並不以此為限而可視需要使用其他規則或不規則形狀之觸控感應電極均勻排列分布於觸控區14中，例如複數根條狀觸控感應電極搭配複數個位於相鄰二根條狀觸控感應電極之間的塊狀觸控感應電極，用以達到所需之觸控感應偵測效果。觸控面板10更包括一保護層26設置於觸控感應電極層20上方，覆蓋觸控感應電極20a、20b、20c、裝飾層22及部分第一光學匹配層18，可以提供觸控感應電極20a、20b、20c保護作用。保護層26的材料舉例為二氧化矽或有機高分子，但不以此為限。在保護層26上方，可另設置光學膠(optical clear adhesive，OCA)28與油墨層301、302。舉例而言，油墨層301可以包含只容許特定波長光線(例如IR光)通過的油墨材料，例如為IR油墨，設置於用來當作IR 孔的孔洞241內及其周圍，而油墨層302可以為半透油墨，對應於用來當作按鍵孔的孔洞242或是其他有隱蔽性需求的小孔，但不以此為限。

由於觸控感應電極20a、20b之間具有間距S1，當光線從觸控面(即基板12的第二表面12b)入射時，間距S1和孔洞241、242與圖案化的觸控感應電極層20和裝飾層22之間會因所存在材料的不同而有反射率的差異。第一光學匹配層18的設置即是為了補償此反射率差異或是調整裝飾層的顏色，以改善從觸控面12b觀察觸控面板10的視覺效果。上述方法可以藉由選擇第一光學匹配層18的折射率至少略大於基板12之折射率來達到光學匹配效果。舉例而言，若基板12為玻璃基板，其折射率為1.5左右，定義第一光學匹配層18為第一折射率，則第一折射率之範圍較佳為約1.55至約2.5，更佳為約1.65至約1.9。因此，第一光學匹配層18之材料可包括氧化鈦(titanium oxide，TiO₂ )、氧化鈮(Niobium oxide，NbO_x )、氧化鋁(aluminum oxide，Al₂ O₃ )、氮化矽(silicon nitride，SiNx)、氧化矽(silicon oxide，SiOx)之至少一者。此外，第一光學匹配層18之膜層厚度為約50至約1000埃，或者為約100至約400埃。上述基板12之材料、折射率與第一光學匹配層18的材料、折射率與膜厚僅為舉例，並非用來限制本創作範圍。

請參考第3圖，第3圖為本創作觸控面板之第一實施例與習知觸控面板在裝飾層區域之反射率曲線圖，其中橫軸表示入射光波長，縱軸表示反射率，反射率越高，表示孔洞241、242越明顯，即孔洞241、242與裝飾層22的反射率差異較大；反之若反射率越低，表示孔洞241、242越不明顯，視覺效果越好。第3圖所顯示之習知觸控面板之周圍區的裝飾層具有孔洞但不具有第一光學匹配層，而本創作例1與例2是分別以第1圖的觸控面板10的結構作測試，其中本創作例1的第一光學匹配層的厚度為96埃，折射率為1.8，而本創作例2的第一光學匹配層的厚度為300埃，折射率為1.71。由第3圖可知，提供不同波長之入射光，習知觸控面板在沒有第一光學匹配層的情況下，裝飾層22區域反射率範圍從約5.5至約5.7，本創作例1在裝飾層 22區域的反射率範圍為約4.5至約5.5，而本創作例2在裝飾層22區域的反射率範圍為約4.4至約4.8。因此，相較於習知觸控面板，不論入射光的波長如何，本創作觸控面板因設置有第一光學匹配層，所以孔洞區域的反射率皆低於習知觸控面板，表示本創作觸控面板中孔洞區域與裝飾層的反射率差異皆小於習知觸控面板，能具有較佳的視覺效果。

本創作之觸控面板並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本創作之其它實施例或變化形，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考第4圖，第4圖為本創作觸控面板的第二實施例的部分剖面示意圖。本實施例與第一實施例不同處在於觸控面板10另包括一第二光學匹配層32，設於該第一光學匹配層18、觸控感應電極層20及保護層26之上，第二光學匹配層32覆蓋觸控感應電極層20表面，且具有一第二折射率，其中第二折射率不相同於保護層26之折射率，亦即第二折射率係大於或小於保護層26之折射率。以保護層26之材料為二氧化矽為例，其折射率為約1.5，則第二折射率應大於1.5或小於1.5，例如第二折射率為大於約1.5及小於等於約2.2，在較佳實施例中，第二折射率的範圍為約1.6至2.0，但不以此為限。此外，第二光學匹配層32的第二折射率較佳不同於觸控感應電極層20的折射率。第二光學匹配層32的材料可參考第一實施例中第一光學匹配層18的材料，但不以此為限，可使用任何符合上述條件且具透明效果之材料。在本實施例中，保護層26之厚度為約200至約700埃，而第二光學匹配層32之厚度為約100至約2000埃，但不以此為限。

請參考第5圖，第5圖為本創作第二實施例之觸控面板與習知觸控面板的反射率之比較圖。由第5圖可知，在習知觸控面板中，在間距、觸控感應電極、裝飾層以及孔洞(以IR孔為例)等部分的反射率依序是約4.2%、7.35%、5.4%及4.8%，由於四者反射率差異大，所以很容易清楚看到上述四部分的圖案，影響視覺效果。另一方面，本創作第二實施例之觸控面板10的間距(S1)、觸控感應電極20a、20b、裝飾層22以及孔洞241(IR孔)等部分的反射率依序為約4.75%、4.8%、4.65%及4.65%(其中，當作按鍵孔的孔洞241因配置有觸控感應電極20c，因此其反射率相同於觸控感應電極20a、20b的反射率，若觸控面板之其他孔洞內無配置觸控感應電極，則與IR孔之反射率相同)，反射率都在4.7%±0.1的範圍內，差異明顯較習知觸控面板小很多，因此可以有效改善觸控面板10的視覺效果，使得使用者不容易從觸控面12b看到觸控面板10的各元件的圖案。

請參考第6圖，第6圖為本創作觸控面板的第三實施例的部分剖面示意圖。本實施例觸控面板10與第二實施例的不同處在於在觸控感應電極層20表面沒有設置保護層，此時，第二光學匹配層32係直接覆蓋觸控感應電極層20並與觸控感應電極20a、20b、20c表面相接觸。第二光學匹配層32所具有的第二折射率不相同於觸控感應電極層20之折射率，例如當觸控感應電極層20的折射率為約1.9時，第二折射率應大於1.9或小於1.9，以使光線從觸控感應電極層20射入第二光學匹配層32產生的反射光線可以與觸控感應電極層20的反射光線相抵銷。

請參考第7圖，第7圖為本創作觸控面板的第四實施例的部分剖面示意圖。與第4圖所示之本創作第二實施例相較，本創作第四實施例之觸控面板10沒有包括第一光學匹配層18，在觸控感應電極層20上依序設置保護層26以及第二光學匹配層32，其中保護層26與第二光學匹配層32的設置條件(例如材料、厚度及折射率)可參考第二實施例。本實施例藉由設置保護層26以及第二光學匹配層32可以改善觸控感應電極層20的視覺效果，避免使用者從觸控面12b看到觸控感應電極層20的各元件圖案，例如觸控感應電極20a、20b。

請參考第8圖，第8圖為本創作觸控面板的第五實施例的部分剖面示意圖。與第六圖所示之本創作第三實施例相較，本創作第五實施例之觸控面板10沒有設置第一光學匹配層18，在觸控感應電極層20上僅設置一層第二光學匹配層32，其中第二光學匹配層32的設置條件(例如材料、厚度及折射率)可參考第二與第三實施例。本實施例藉由設置第二光學匹配層32同樣可以改善觸控感應電極層20部分的視覺效果。

請參考第9圖，第9圖為本創作觸控面板的第六實施例的部分剖面示意圖。與第四圖所示之本創作第二實施例相較，本創作第六實施例之觸控面板10沒有在保護層26上設置第二光學匹配層32，但是在第一光學匹配層18與觸控感應電極層20和裝飾層22之間設置第二光學匹配層34。在本實施例中，第二光學匹配層34具有第二折射率，其較佳小於第一光學匹配層18的第一折射率，且第二折射率更佳不同於觸控感應電極層20的折射率。藉此，光線射入第二光學匹配層34而造成的反射光可以與射入觸控感應電極層20而造成的反射光相抵銷，以降低觸控面板10在觸控感應電極層20處的反射率。在其他實施例中，第二光學匹配層34也可以覆蓋在裝飾層22表面，亦即先形成裝飾層22再形成第二光學匹配層34，但不限於此。

由上述可知，本創作係藉由在具有特殊圖案的膜層或是反射率較高的膜層(例如觸控感應電極層)的上側或下側設置折射率不同的光學匹配層，藉由兩者所反射光線相抵銷而降低反射率，進而改善觸控面板的表面視覺效果。舉例而言，以前述實施例中的觸控感應電極層20當作具有圖案的圖案化元件層，若光線射入觸控感應電極層20時所產生的反射光因電極層20的相位差使得反射光增強，則光學匹配層的設置條件可使光學匹配層的反射光與電極層20的反射光相位相反，使光線射入該光學匹配層的反射光形成破壞性干涉，以與觸控感應電極層20的反射光相抵銷。

因此，以本創作第6圖所示的第三實施例為例，本創作提供了一種調整觸控面板10之表面視覺效果的方法。觸控面板10包括一基板12以及一圖案化元件層設於基板12之第一表面12a上，圖案化元件層舉例為包括觸控感應電極20a、20b、20c的觸控感應電極層20，但不以此為限，也可以指裝飾層22、導線層或其他具圖案且折射率較高之膜層。上述方法包括：當光線經由基板12射入觸控感應電極層20時所產生之反射光為建設性干涉時，於觸控感應電極層20之上側或下側全面設置一光學匹配層覆蓋基板12，使光線射入第二光學匹配層32之反射光形成破壞性干涉。例如在第6圖中，第二光學匹配層32設置在觸控感應電極層20上側，而在第9圖中，第二光學匹配層34設置在觸控感應電極層20下側。其中，在較佳實施例中，第二光學匹配層32或34的折射率應不同於觸控感應電極層20的折射率，兩者具有一折射率差△n，且第二光學匹配層32或34之膜厚為d，而形成破壞性干涉之方法包括使折射率差△n與第二光學匹配層32或34之膜厚d的乘積約略等於入射光線的四分之一波長(λ)，亦即滿足△n X d=λ/4。

根據本創作，當觸控面板包含了折射率較高或是反射率較高的圖案化元件層(例如觸控感應電極層或是裝飾層)時，可以在觸控面板的基板的絕大部分表面或全部表面設置一至二層光學匹配層，利用光學匹配層與圖案化元件層的折射率差異以使兩者的反射光相抵銷，並且降低觸控面板各個位置的反射率差異，使各圖案化元件層的反射率相接近而改善視覺差異與表面視覺效果。即使是在較大尺寸的觸控面板中，觸控感應電極層或其他圖案化元件層的膜層較厚，本創作光學匹配層仍然可以有效降低圖案化元件層的反射率與調整反射率差異。類似地，在基板表面設置折射率大於基板的光學匹配層，同樣可以改善基板上具有該圖案化元件層與不具有該圖案化元件層之部分的視覺差異，例如降低裝飾層與IR孔的視覺差異。藉此，以改善觸控面板的表面視覺效果。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。