TWM487477U - 觸控面板之電極層之結構 - Google Patents

Description

觸控面板之電極層之結構

本創作係關於一種電極層之結構，尤指一種使用不同材質之導電物質為上下堆疊，而建構出具有多層結構電極層，以改善觸控面板電極痕跡之結構。

觸控面板(Touch Panel)與我們日常生活的關係越來越密切，其結構中透明之電極層是攸關其品質及效能之重要元件。

以電阻式觸控面板為例，電阻式觸控面板主要組成包含一片下部電極與一片上部電極，中間散佈間隙物支撐，使上下電極板不會因距離過於貼近而意外導通，邊緣再印上銀電極以提供外接電源。觸控時利用壓力使上下電極導通，經由控制器測知面板電壓變化而計算出接觸點位置。

請參考第1圖，其係為習知觸控面板結構示意圖；如圖所示，其上電極板11之下方，以及下電極板12之上方係設置有單一層面之導電層2，兩個電極板中間則以黏合層3作隔離；而在覆蓋有導電層2之下電極板12之上方則另外還設置有阻隔點4。

於觸控面板當中，導電層2的阻抗值與厚度成一定反比關係，即阻抗要越低，則導電層2厚度會越厚，但透光性相對較差，而使應用受限；但更重要的是，增加厚度的情況下也就增加了電極線路區與電極蝕刻區的對比，對比的增加也造成蝕刻痕跡的加重。

因此，為了能夠降低阻抗，有需要將導電層之厚度提升，但又考量到要降低蝕刻痕跡，以使相關之產品具有高市場價值，實有必要在結構上做進一步的改良、提出相關之解決辦法。

本創作之主要目的，係提供一種觸控面板之電極層之結構，其使用不同材質之上下堆疊，而建構出具有多層結構、呈透明且導電之電極層，並且在控制每一電極層之分層的厚度不超過30nm的方式，在提高電極層總厚度而降低阻抗的設計之下，搭配每一個分層所使用之導電材料不同，而因此在不同材質的顏色差異特性上可讓光線通過時有互補或干擾之作用，輔以改善蝕刻痕跡明顯的缺點。

為了達到上述之目的，本創作揭示了種觸控面板之電極層之結構，其係設置於一基板之上，其係包含：一第一導電層；以及一第二導電層，設置於該第一導電層之上；其中，該第一導電層以及該第二導電層之材質係選自於金屬氧化物、導電高分子材料以及導電奈米漿料所組成之群組其中之一者，且該第一導電層以及該第二導電層之材質係為不同。依此結構之設計佈置，即可讓觸控面板得以在改善電極在低阻抗之際，一併排除存在明顯蝕刻痕跡的缺點。

1‧‧‧基板

11‧‧‧上電極板

12‧‧‧下電極板

2‧‧‧導電層

21、22‧‧‧第一導電層

23、24‧‧‧第二導電層

25、26‧‧‧第三導電層

3‧‧‧黏合層

4‧‧‧阻隔點

51‧‧‧金屬氧化物層

52‧‧‧導電高分子層

53‧‧‧導電奈米漿料層

第1圖：其係為先前技術之觸控面板結構示意圖，用以表示其僅具有單一導電層面之電極層；第2圖：其係為本創作一較佳實施例之觸控面板結構示意圖，用以表示其具有雙導電層面之電極層； 第3A~3C圖：其係為本創作中，由不同材料所構成之導電層堆疊結構示意圖；以及第4圖：其係為本創作另一較佳實施例之觸控面板結構示意圖，用以表示其具有三導電層面之電極層。

為使本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：首先，請參考第2圖，其係揭示了本創作在觸控面板上應用時所形成之結構；如圖所示，其係結構係包含上電極板11；下電極板12；第一導電層21、22；第二導電層23、24；黏合層3以及複數個阻隔點4。其中，上電極板11以及下電極板12分別位於觸控面板的上部電極以及下部電極等兩個部分，分別作為承載導電層之結構。而以下部電極為例，第一導電層22係設置於下電極板12；第二導電層24係設置於第一導電層22之上，而此第二導電層24以及第一導電層22即組合構成了本創作所指之電極層。黏合層3係用以接合覆蓋有導電層之電極板11以及下電極板12，並區隔出一空間；而阻隔點(Dot Spacer)4則是位於覆蓋有導電層之下電極板12之上，也就是下部電極之上。

前述上電極板11以及下電極板12皆為基板1，係類型可為玻璃、聚酯薄膜(PET film)或塑膠板，但設置於其上之電路與電極則實為相同。

本創作的電極層並非為單一層面之結構，而是至少由兩層的導電層所構成，此第一導電層21、22與第二導電層23、24之區別在於 其所使用之材質並不相同，為依序設置而形成。第一導電層21、22與第二導電層23、24之材質可為金屬氧化物、導電高分子材料或是導電奈米漿料，這兩個導電層並不會同時選用相同的材質。另外，上述不同材質所構之第一導電層21、22以及第二導電層23、24之厚度皆不大於30nm。

在上述的材質中，金屬氧化物係為銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)、鎵鋅氧化物(GZO)、鋁鋅氧化物(AZO)或氟錫氧化物(FTO)等透明導電氧化物材料，其可透過物理濺射、塗佈或蒸鍍等方式完成設置。在材質種類的選用上，只要能滿足要求的規格，通過應有的測試，並且考慮到可取得性、製程的便利相容性和價格等因素，即可找出較合適之材質。

導電奈米漿料係包含了複數個導電奈米粒子，粒徑約為數奈米到數十奈米，可透過塗佈液或是黏結劑之搭配而設置於基板之上，形成透明的導電層。該些導電奈米粒子之形狀可為圓球狀、線絲狀或扁平狀，其成分並不限定於是銅、銀等金屬類奈米粒子，也可以是具有導電性的非金屬類奈米粒子，例如奈米碳管(Carbon Nanotubes，CNTs)。當奈米碳管薄薄地塗佈在基板上時，也可以成為透明之導電層。

導電高分子材料具有既透明又導電的本質，所以也可應用於觸控面板作為電極層，同時其亦可承受很大程度的彎曲而不破裂。本創作所使用的導電高分子材料並不限定高分子的種類或是高分子之分子量多寡。

透過使用兩層的導電層結構，並選用金屬氧化物、導電高分子材 料或是導電奈米漿料等材料中其中之二者作為兩個導電層之材質，形成如第3A~3C圖所示之金屬氧化物層51-導電高分子層52/金屬氧化物層51-導電奈米漿料層53/導電高分子層52-導電奈米漿料層53等組合(但不限於此些堆疊順序)，不但較使用單一材質做為單一導電層之電極層結構得以存在較低的阻抗，同時也可減少因蝕刻造成電極線路區與電極蝕刻區之間具有明顯蝕刻痕跡的問題。

本創作中的不同導電層結構係具有顏色上調控之功能，透過顏色間的干擾或是互補作用，而進一步讓蝕刻痕跡趨於不明顯。在一定的厚度之下，當金屬氧化物以淡黃色呈現時，即可使用偏藍色之導電高分子進行顏色上的調整，此時顏色先通過金屬氧化物構成之導電層時，會先有大量黃光反射到眼睛，而等到光線到達偏藍色之導電高分子時，會反射出藍光，而藍光加上黃光就之互補結果就偏向白光。而又當黃光遇到藍色層時，黃光同時亦會被反射被吸收或是減弱，達到干擾的目的。本創作透過不同材質而顏色不同之導電層結合，使得各個導電層之厚度被精確控制之下，除了能夠降低阻抗，在使用者的觀看品質上也相當理想。

請參考第4圖，本創作的另一實施例係進一步設置一第三導電層25、26，係設置於該第二導電層23、24之上，使上部電極以及下部電極得以呈現三層之外觀。

在三層之結構中，各個導電層之材質亦是由金屬氧化物、導電高分子材料或是導電奈米漿料所構成，各個導電層係使用不同之材料，透過使用雷射光、黃光蝕刻、壓印、印刷、轉印等方式進行設置。另外，於此實施例中，不同材質所構之第一導電層21、22 ，第二導電層23、24以及第三導電層25、26之厚度也是不大於30nm。

在此些層面之堆疊之製作上，較佳地選擇係考量各層面之物化特性而做先後之區分；例如將需要高溫加工之金屬氧化物排列於第一層，接著塗佈導電高分子或是導電奈米漿料；而若是三層結構，那就依序設置金屬氧化物、導電高分子以及導電奈米漿料；這是考量到導電奈米漿料的化學及物理穩定度比導電高分子來得強，所以將導電高分子置於中間層係為較佳之選擇。而於蝕刻處理的操作上，則可選擇使用紅外線雷射於堆疊完成後做一次性蝕刻，但本創作並不限制為此種蝕刻方法。

透過本創作針對觸控面板當中的電極層結構進行改良，使原本使用單一材質設置而為單一層面之電極層，在改利用不同材質的堆疊設置之下，形成金屬氧化物層、導電高分子層以及導電奈米漿料層之複數個導電層組合結構，其可以改善表面阻抗低於60Ω的電極蝕刻痕跡，但亦可以使用高於60Ω的電極設計。

綜上所述，本創作詳細揭示了一種觸控面板之電極層之結構，其利用不同材料架構出多層導電層，以組合為一種新穎的觸控面板電極，可廣泛地應用於電阻式、電容式或投射電容式觸控面板。且其利用控制每一層導電層的厚度不超過30nm的方式，加上每一層導電材料的顏色不同，進而得以在改善電極在低阻抗之際，一併排除存在明顯蝕刻痕跡的缺點。在兼顧到低阻抗以及無蝕刻痕跡等多個優點之下，總結而言，本創作無疑提供了一種充分展現經濟價值之一種觸控面板之電極層之結構。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

1‧‧‧基板

11‧‧‧上電極板

12‧‧‧下電極板

21、22‧‧‧第一導電層

23、24‧‧‧第二導電層

3‧‧‧黏合層

4‧‧‧阻隔點

Claims (11)

1. 一種觸控面板之電極層之結構，該電極層係設置於一基板之上，其係包含：一第一導電層；以及一第二導電層，設置於該第一導電層之上；其中，該第一導電層以及該第二導電層之材質係選自於金屬氧化物、導電高分子材料以及導電奈米漿料所組成之群組其中之一者，且該第一導電層以及該第二導電層之材質係為不同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該基板係為玻璃、聚酯薄膜(PET film)或塑膠板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之電極層之結構，其更包含一第三導電層，設置於該第二導電層之上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該第三導電層之材質，係選自於金屬氧化物、導電高分子材料以及導電奈米漿料所組成之群組其中之一者，且該第一導電層、該第二導電層以及該第三導電層之材質係為不同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該第一導電層以及該第二導電層之厚度係不大於30nm。
6. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該第三導電層之厚度係不大於30nm。
7. 如申請專利範圍第1或4項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該金屬氧化物係為銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)、鎵鋅氧化物 (GZO)、鋁鋅氧化物(AZO)或氟錫氧化物(FTO)。
8. 如申請專利範圍第1或4項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該導電奈米漿料係包含複數個導電奈米粒子，該些導電奈米粒子之形狀係為圓球狀、線絲狀或扁平狀。
9. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該第一導電層、該第二導電層以及該第三導電層之設置方式，係透過雷射光、黃光蝕刻、壓印、印刷或轉印之方式完成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該基板係為該觸控面板之上電極板或下電極板。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之電極層之結構，其中該觸控面板面係為電阻式、電容式或投射電容式。