TWM562431U - 透明觸控感應裝置 - Google Patents

Abstract

一種透明觸控感應裝置，包含在一透明基底的一表面設有透明的第一 感應層與透明的第二感應層中間由一透明絕緣層將彼此絕緣分隔設置；所述第一感應層上具有複數第一感應串列由複數第一感應單元順沿第一方向的串列成排而組成，所述第二感應層上具有複數第二感應串列由複數第二感應單元順沿第二向的串列成排而組成，複數所述第一感應串列與複數所述第二感應串列彼此呈交錯設置，使複數所述第一感應單元與複數所述第二感應單元呈互補對應設置，組成一連續格狀的感應單元矩陣，其中，所述第一感應層與所述第二感應層為不同材料，所述第一感應單元為一網面狀區塊，所述網面狀區塊是由複數微細金屬導線在同一平面上縱橫延伸且彼此相互電性連接設置以形成一個大部分區域呈鏤空狀的可透光的導電性網面，所述第二感應單元是由透明的導電薄膜所構成的面狀區塊。

Description

透明觸控感應裝置

本發明涉及一種觸控板技術範疇，特別指有關透明的電容式觸控板結構。

利用觸控手段操作該電子產品的方式是目前最常見的應用，通常是將一觸控板配置於電子產品的顯示幕幀面上使用，藉由觸控感應而進行輸入位置識別，達人機互動功能。電容式觸控板為一種最廣泛使用的觸控板結構，而傳統的電容式觸控板結構略係包括一x軸感應層及一y軸感應層，使x、y軸感應層絕緣地設置該觸控板體之內，並將x、y軸感應層分別接地並連接至一控制電路，運作時藉由使用者的手指或導體碰觸產生一個電容效應，因而可藉由電容值之變化確定手指或導體之位置；由於電容式觸控板可用手指進行輸入，具有輸入操作的便利性，而其輸入操作不需經過觸壓，不會讓面板有承受反覆應力、變形導致損害的缺點，且該種觸控板的組成構造簡單、元件少，產品良率高，適合使用大量生產降低成本；由於觸控板是配置在顯示幕幀面上使用，為了使其觸控區域內的感應電極不易被視認，必須採用透明導電材料來形成透明電極；較早先時期大都使用氧化銦錫(ITO)為導電材料，但使用氧化銦錫透明電極之技術存在著材料成本及製作成本高昂的問題，於是目前具有低成本優勢的金 屬網格(Metal Mesh)感測電極已被積極發展來取代傳統的氧化銦錫透明電極之應用。

金屬網格的感測電極是由複數條微細金屬線縱橫延伸且相互交錯設置以形成一可透光的網面。然而，觸控板的金屬網格感測電極配置在顯示幕幀面上應用時，經常會因為光線的干涉和繞射現象，造成顯示幕上的影像模糊或失真，甚至產生干涉紋路，嚴重影響畫面的顯示品質，特別是，當用以形成金屬網格的金屬線條越粗寬，或二層金屬網格感測電極交疊處而使該處網面透光度降低時，前述干涉和繞射現象更加明顯。

鑒於前述缺失，本創作的主要是提供一種改良的透明電容式觸控板結構，其x、y軸感應層是使用不同材質的導電材料組成，其一為透明薄膜，另一為金屬網格，因此在兼顧節約材料與生產成本的基礎下，避免x、y軸感應層的感測電極交疊處增加光源遮蔽率、降低透光度，導致影像模糊不清的缺陷，也不會在局部區域增加金屬網格層的厚度，因此可避免產生干涉紋的問題，達改善可瞻性的目的。

為了達成上述創作目的，本創作所提供之透明電容式觸控板結構，主要包含在一透明基底的一表面設有透明的第一感應層與透明的第二感應層中間由一透明絕緣層將彼此絕緣分隔設置；所述第一感應層上具有複數第一感應串列，所述第一感應串列由複數第一感應單元順沿第一方向的串列成排而組成，個別的所述第一感應串列的一端頭連接一第一導線，所述第一導線沿邊緣設置並連接到一第一搭接點；所述第二感應層上具有複數第二感應串列，所述第二感應串列由複數第二感應單元順沿第二方向的串列成排而組成，個別的 所述第二感應串列的一端頭連接一第二導線，所述第二導線沿邊緣設置並連接到一第二搭接點；複數所述第一感應串列與複數所述第二感應串列彼此呈交錯設置，使複數所述第一感應單元與複數所述第二感應單元呈互補對應設置，組成一連續格狀的感應單元矩陣，且所述第一搭接點與所述第二搭接點可與一訊號輸出排線電性連接，據此使所述第一感應層與所述第二感應層所捕獲的感應訊號可經由所述訊號輸出排線傳送到後續的訊號處理電路運算；其特徵在於，所述第一感應層與所述第二感應層為不同材料，所述第一感應單元為一網面狀區塊，所述網面狀區塊是由複數微細金屬導線在同一平面上縱橫延伸且彼此相互電性連接設置以形成一個大部分區域呈鏤空狀的可透光的導電性網面，所述第二感應單元是由透明的導電薄膜所構成的面狀區塊。

特別是，還包含在所述基底的表面周緣部位設絕緣性的顏色邊框，以在所述基底上界定出在周緣部位形成框型的遮蔽區以及在中央部位的可瞻區。

特別是，所述第一感應層與所述第二感應層設置在所述可瞻區內，所述第一導線、所述第二導線、所述第一搭接點與所述第二搭接點設置在所述遮蔽區內。

緊接於後將列舉較佳的具體實施例繼續說明，以進一步闡明本創作之創新特徵。

10‧‧‧基底

11‧‧‧顏色邊框

11a‧‧‧遮蔽區

11b‧‧‧可瞻區

20‧‧‧第一感應層

21‧‧‧第一感應串列

22‧‧‧第一感應單元

23‧‧‧第一導線

24‧‧‧第一搭接點

30‧‧‧透明絕緣層

40‧‧‧第二感應層

41‧‧‧第二感應串列

42‧‧‧第二感應單元

43‧‧‧第二導線

44‧‧‧第二搭接點

50‧‧‧覆膜層

圖1為本創作實施例之疊層架構的簡示圖；圖2為本創作實施例之基底的平面圖； 圖3為本創作實施例之第一感應層的平面圖；圖4為本創作實施例之第二感應層的平面圖；以及圖5為本創作實施例之第二感應層與第一感應層疊合的平面圖。

如後附圖式顯示本創作之一較佳實施例的透明電容式觸控板結構，包含一基底10、一第一感應層20、一透明絕緣層30、一第二感應層40以及一覆膜層50。

其中，基底10為一高透光率的透明薄層，可為堅韌的透明薄板，其使用材料可選自於玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或環烯烴共聚合物(COC/COP)等，但不限定於此；基底10亦可為一高透光率的透明薄層，可為透明柔性薄膜，其使用材料可選自於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)、環烯烴共聚合物(COC/COP)、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、乙烯基系列樹脂以及三乙烯基纖維素(TAC)等，但實施範圍不以前述材料為限。

在本實施中，基底10為一具有優良機械強度的高透光率玻璃薄板，在基板10的表面周緣部位設有由絕緣性黑色矩陣材(Black Matrix；BM)製成的顏色邊框11，藉該顏色邊框11以在基板10上界定出在周緣部位形成框型的遮蔽區11a以及在中央部位的可瞻區11b。

在本實施例中，第一感應層20為一金屬網格感應層；第一感應層20設置在前述基板的可瞻區11b內，該第一感應層20包含數條第一感應串列(即， X軸感應串列)21，第一感應串列21由多個菱形網面狀區塊的第一感應單元22順沿第一方向(即，X軸方向)的串列成排而組成，且每一條第一感應串列21的一端頭均連接一第一導線23，該第一導線23在遮蔽區11a範圍內順沿基底10邊緣設置並連線到第一搭接點24，且前述第一搭接點24被設置在該基底10之一側邊的遮蔽區11a內，可與一訊號輸出排線搭接將觸控信號傳送至一訊號處理電路進行運算(未圖示)；其中，第一感應單元22的菱形網面狀區塊是由多數條微細金屬導線在同一平面上縱橫延伸且彼此相互電性連接設置，以形成一個大部分區域呈鏤空狀的可透光的導電性網面，理想的，微細金屬導線的線徑在5μm以下，所述微細金屬導線的材料選自於金、銀、銅、鋁或前述材料的合金等，但實施範圍不以前述材料為限。由於前述微細金屬導線非常細，非人眼可以觀察得到，而且在第一感應單元22的菱形狀網面狀區塊內大部分面積為可透光的鏤空區域，因此其透光性極佳。

第二感應層40設置在前述基板的可瞻區11b內，該第二感應層40包含數條第二感應串列(即，Y軸感應串列)41，第二感應串列41由多個菱形面狀區塊的第二感應單元42順沿第二方向(即，Y軸方向)的串列成排而組成，且每一條第二感應串列41的一端頭均連接一第二導線43，第二導線43在遮蔽區11a範圍內順沿基底10邊緣設置並連線到第二搭接點44，且前述第二搭接點44被設置在該基底10之一側邊的遮蔽區11a內，可與一訊號輸出排線搭接將觸控信號傳送至一訊號處理電路進行運算(未圖示)；在這個實施例中，所述第二感應層40為一透明的導電薄膜，其材質係選自於金屬氧化物薄膜或石墨烯薄膜，其中，所述金屬氧化物薄膜可以選用，例如，氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅鋁(AZO)或氧化錫銻(ATO)等，但實施範圍不以前述材料為限。

前述第一感應層20與第二感應層40之間藉由透明絕緣層30將彼此絕緣分隔設置，並使該二感應層上的第一感應單元22、第二感應單元42呈互補對應設置，組成一連續菱形網格狀的感應單元矩陣；該透明絕緣層30為材料可為固態的光學膠膜(OCA)或液態的光學樹脂(OCR)，藉此可將前述二感應層20、40絕緣分隔之外，同時兼具將二者黏合成一體的功能。另外，該覆膜層50被組合在第二感應層40外表面上，提供保護該感應層上的線路；覆膜層50為高透光率的絕緣薄膜，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、環烯烴聚合物(COP)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、乙烯基系列樹脂以及三乙烯基纖維素(TAC)等，但不限定於此。

依上述結構設置所組成的透明電容式觸控板，在第一感應層20的第一感應串列21形成一個等效電容，在第二感應層40的第二感應串列41亦存在一個等效電容，因此當手指或導體碰觸或輕滑過觸控板表面時，訊號處理電路藉由電容的變化，即可判斷手指或導體的碰觸位置；該透明觸控板即可配置在電子產品的顯示幕前，讓使用者可透過螢幕畫面上的指示以手指或導體輕觸於面板所需位置，即可便利進行輸入操作。

前述本創作實施例分別採用二種不同材質的金屬網格感應層與透明導電膜感應層，因此在整個觸控板的可瞻區11b區域範圍內沒有任何部分區域具有金屬網格雙層疊合的情況，所以可避免習知雙層金屬網格感應層結構造成光干涉的現象，而本創作的金屬網格感應層(即，第一感應層20)與透明導電膜感應層(即，第二感應層40)交疊處，不會減損透光度導致影像模糊或產生干涉紋路的不利特徵，另，相較於習知二感應層均為透明導電膜的應用，本創作可降低材料成本，並減小感應層的方塊電阻值(Sheet Resistance)，從而提高整體觸控感應器之觸控靈敏度。

儘管已參考附圖並結合具體實施例完整說明本創作，但應理解，前述實施例僅為了便於進一步說明的實施範例，本創作實施方式並不以該說明為限，熟習此項技術人士會明白各種變化及修改，例如在前述本創作實施例中，該等感應單元22、42的面積是以菱形為說明範例，惟在實際的應用上該等感應單元的其他形狀，如三角形、矩形、六邊形、八邊形或圓形等，均得以適用之；此類變化及修改應理解為包括於由隨附申請專利範圍所定義的本創作之範疇內。

Claims (11)

1. 一種透明觸控感應裝置，包含在一透明基底的一表面設有透明的第一感應層與透明的第二感應層中間由一透明絕緣層將彼此絕緣分隔設置；所述第一感應層上具有複數第一感應串列，所述第一感應串列由複數第一感應單元順沿第一方向的串列成排而組成，個別的所述第一感應串列的一端頭連接一第一導線，所述第一導線沿邊緣設置並連接到一第一搭接點；所述第二感應層上具有複數第二感應串列，所述第二感應串列由複數第二感應單元順沿第二方向的串列成排而組成，個別的所述第二感應串列的一端頭連接一第二導線，所述第二導線沿邊緣設置並連接到一第二搭接點；其中，複數所述第一感應串列與複數所述第二感應串列彼此呈交錯設置，使複數所述第一感應單元與複數所述第二感應單元呈互補對應設置，組成一連續格狀的感應單元矩陣，且所述第一搭接點與所述第二搭接點可與一訊號輸出排線電性連接，據此使所述第一感應層與所述第二感應層所捕獲的感應訊號可經由所述訊號輸出排線傳送到後續的訊號處理電路運算；其特徵在於，所述第一感應層與所述第二感應層為不同材料，所述第一感應單元為一網面狀區塊，所述網面狀區塊是由複數微細金屬導線在同一平面上縱橫延伸且彼此相互電性連接設置以形成一個大部分區域呈鏤空狀的可透光的導電性網面，所述第二感應單元是由透明的導電薄膜所構成的面狀區塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述微細金屬導線的材料選自於金、銀、銅、鋁或前述材料的合金之一。
3. 如申請專利範圍第2項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述微細金屬導線的線徑在5μm以下。
4. 如申請專利範圍第1項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述導電薄膜的材料選自於金屬氧化物薄膜或石墨烯薄膜之一。
5. 如申請專利範圍第4項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述金屬氧化物薄膜的材料選自於氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁或氧化錫銻之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述基底為一高透光率的透明堅韌薄板或透明柔性薄膜之一。
7. 如申請專利範圍第6項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述透明堅韌薄板的材料選自於玻璃、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或環烯烴共聚合物之一。
8. 如申請專利範圍第6項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述透明柔性薄膜的材料選自於聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、乙烯基系列樹脂以及三乙烯基纖維素之一。
9. 如申請專利範圍第1項所述之透明觸控感應裝置，其中，還包含在所述基底的表面周緣部位設絕緣性的顏色邊框，以在所述基底上界定出在周緣部位形成框型的遮蔽區以及在中央部位的可瞻區。
10. 如申請專利範圍第9項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述第一感應層與所述第二感應層設置在所述可瞻區內，所述第一導線、所述第二導線、所述第一搭接點與所述第二搭接點設置在所述遮蔽區內。
11. 如申請專利範圍第1項所述之透明觸控感應裝置，其中，所述透明絕緣層的材料選自於固態的光學膠膜或液態的光學樹脂之一。