TWM566360U - 改進的透明電容式觸控感應器構造 - Google Patents

Abstract

一種改進的透明電容式觸控感應器構造，包含至少一觸控感應層，在所述觸控感應層上具有複數感應串列，所述感應串列由複數感應單元串列成排而組成，並於個別的所述感應串列的一端頭設一搭接點，在所述觸控感應串列上具一高電性傳導線，其電性搭接於所述搭接點以及複數所述感應單元，所述高電性傳導線為一奈米級細線；藉所述高電性傳導線的設置可大幅降低所述觸控感應串列的面電阻值，使透明電容式觸控感應器可在兼顧透光率的基礎下，提高觸控信號感應的敏感度，以及提升觸控信號傳導效率，以利於大尺寸面積觸控板的設計與製造。

Description

改進的透明電容式觸控感應器構造

本創作涉及透明電容式觸控感應器，特別是有關一種可提升觸控信號感應敏感率與信號傳輸效率的透明電容式觸控感應器結構。

傳統的透明觸控板構造是由透明觸控感應器與透明基板等構件共同組成，觸控感應器，例如是電容式觸控感應器，其具有多數觸控感應電極被佈設在觸控板的可瞻區域內，且各個觸控感應電極均被電性連接至設在邊緣遮蔽區內的電接點或導線，據此，該等觸控感應電極上所感測到的觸摸信號可傳送到一訊號處理電路進行運算；如所知者，配置在顯示幕前作為輸入裝置使用的觸控板，必須具極佳的透光率才不會影響螢幕影像的可瞻性，所以目前的觸控感應器大都是採用透明的氧化銦錫(ITO)薄膜製作而成，在透明ITO薄膜上刻劃出多數的觸控感應電極及其信號導路；然而，近年來隨著電子產品功能精密化的趨勢，觸控感應器上的觸控感應電極和信號導路的尺寸規格也都越來越細小化，而細小化的ITO感應電極和信號導路將會產生高阻抗值現象，造成傳輸信號的衰減，不利於信號的傳輸，導致在大尺寸觸控板的設計及製程開發上，面臨到難以克服的問題。

本創作的主要目的在於提供一種改進的透明電容式觸控感應器構造，係在其觸控感應串列上設有高電性傳導效率的奈米級傳導線，據此大幅降低觸控感應串列的面電阻值，使透明電容式觸控感應器可在兼顧透光率的基礎下，提高觸控信號感應的敏感度，以及提升觸控信號傳導效率。

本創作的次一目的在於提供一種適合應用在大尺寸的透明電容式觸控感應器構造，其觸控感應串列具備較低的面電阻值，觸控感應的敏感度高，且觸控信號傳導效率優良，可避免傳輸信號衰減的缺失，利於大尺寸面積觸控板的設計與製造。

為達上述目的，本創作所提供一種改進的透明電容式觸控感應器構造，其包含：透明的第一感應層及透明的第二感應層，在所述第一感應層與第二感應層中間設置一透明的絕緣層，據此將前述二感應層彼此絕緣分隔設置；其中，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設一第一搭接點，且在所述第一感應串列上具有一第一高電性傳導線順沿第一方向設置，並電性搭接於所述第一搭接點以及複數所述第一感應單元，所述第一高電性傳導線為一奈米級細線；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設一第二搭接點，且在所述第二感應串列上具有一第二高電性傳導線順沿第二方向設置，並電性搭接於所述第二搭接點以及複數所述第二感應單元，所述第二高電性傳導線為一奈米級細線；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，且複數所述第一搭接點與複數所述第二搭接點可分別連接一訊號導線，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導線傳送到後續的訊號處理電路運算。

特別是，所述第一感應層與所述第二感應層為具透光性的導電性薄層，其材質係選自於金屬氧化物薄膜或石墨烯薄膜等透明材料，其中，所述金屬氧化物薄膜的材料是選自於氧化銦錫(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。

特別是，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線的材料是選自於金、銀、銅、鋁、鉬、鎳或前述材料的合金等，但實施範圍不以前述材料為限；優選，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線的線徑小於25μm，更優選，其線徑在5μm以下。

特別是，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線可為一連續性延伸的直線、波浪型曲線、規則或不規則的線條，但實施範圍不以前述線條式樣為限。

特別是，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線是由間隔設置的多數線段所組成的。

特別是，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線是由複數條彼此呈平行狀設置的微細金屬導線所組成的。

特別是，所述透明絕緣層的材料選自於固態的光學膠膜(OCA)或液態的光學樹脂(OCR)等，但實施範圍不以前述材料為限

此將於下文中進一步闡明本創作的其他功能及技術特徵，熟習本技術者熟讀文中的說明後即可據以實現本創作。

如後附之圖1至圖5所示，本創作之第一較佳實施例為的透明電容式觸控板結構，包含一基底層10、一X軸向感應層20、一絕緣層30、一Y軸向感應層40以及一覆膜層50。

其中，該基底層10為一具有優良機械強度的高透光率玻璃薄板，在基底層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以在基底層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。

X軸向感應層20設置在前述基板的可瞻區11b內，其包含數條X軸向感應串列(Trace)21，各X軸向感應串列21由多個菱形面狀的感應單元21a順沿X軸方向的串列成排而組成，每一條X軸向感應串列21的一端頭設有一搭接點21b，另在各X軸向感應串列21具有一順沿X軸方向設置的微細金屬導線23，並且電性搭接於前述搭接點21b以及各個感應單元21a；前述搭接點21b可藉由一訊號導線24連接至一信號輸出接點25，其中，該訊號導線24是在遮蔽區11a範圍內順沿基底層10邊緣而設置，該訊號導線24的前、後二端分別電性連接前述搭接點21b與信號輸出接點25。

Y軸向感應層40設置在前述基板的可瞻區11b內，其包含數條Y軸向感應串列41，各Y軸向感應串列41由多個菱形面狀的感應單元41a順沿Y軸方向的串列成排而組成，每一條Y軸向感應串列41的一端頭設有一搭接點41b，另在各Y軸向感應串列41具有一順沿Y軸方向設置的微細金屬導線43，並且電性搭接於前述搭接點41b以及各個感應單元41a；前述搭接點41b可藉由一訊號導線44連接至一信號輸出接點45，其中，該訊號導線44是在遮蔽區11a範圍內順沿基底層10邊緣而設置，該訊號導線44的前、後二端分別電性連接前述搭接點41b與信號輸出接點45。

前述信號輸出接點25、45可與一訊號排線(未圖示)電性搭接，以將觸控信號傳送至一信號處理電路(未圖示)進行運算。

前述X軸向感應層20以及Y軸向感應層40是由透明的導電薄膜製作而成，其材質係選用金屬氧化物薄膜，例如是氧化銦錫(ITO)；另，前述微細金屬導線23、43是採用高電性傳導、低阻抗的材料，例如是銅線，由於該等微細金屬導線23、43的金屬材質較X、Y軸向感應層20、40的金屬氧化物薄膜具有更低的阻抗值，因此將該微細金屬導線23、43電性搭接該等X、Y軸向感應串列21、41上將產生具有提升觸控信號傳輸的效果，可有效降低由各個感應單元21a、41a到搭接點21b、41b之間的阻抗值，減少觸控信號在傳輸過程的衰減率，且前述微細金屬線23、43的線徑被設定在5μm以下，這種奈米級的金屬線即使它是非透明材料也不是人眼目視力所能區辨，所以適合將它被佈設在可瞻區11內使用，不會減損整體透明觸控感應器的可瞻性。

前述X軸向感應層20以及Y軸向感應層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感應單元21a、41a呈互補對應設置，組成一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)之一，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被組合在透明導電膜感應層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。

根據上述說明可知，本創作藉由將微細金屬導線23、43搭接在X、Y軸向感應串列21、41的手段，來降低觸控信號傳輸通路的阻抗值，如此不但可提升觸控信號傳輸品質而有利於更大尺寸面積的觸控板的設計製作，也亦可減少作為觸控感應層的導電薄膜的厚度，從而既可節省材料成本更可提升觸控感應層的透光度；又，該微細金屬線23、43的線徑為奈米級的金屬線，客觀上已非一般目視力所能區辨，且其設置的分布比率占整體面積0.3%以下，遮蔽透光的比率極低，甚至微乎其微，整體觸控感應層的絕大部分面積皆為可透光的鏤空區域，具有極佳透光性，因此將該等微細金屬線布設在感應串列上，既可大幅降低感應串列的阻抗值、提升信號傳輸效率，對其可瞻性影響卻是微乎其微，可謂具有一舉數得的優點。

如圖6描述本創作的第二實施例，其中，該微細金屬導線43為一連續性延伸的波浪型曲線；而在前面舉例說明的第一實施例中，如圖3中顯示的，該等微細金屬導線23、43為一連續性延伸的直線；但因透明觸控板通常被配置在液晶螢幕前使用，這種直線設置的微細金屬導線有可能產生干涉紋(Moire)，影響畫面顯示品質；因此本創作在實際的應用方面，該微細金屬導線除了以直線的型態設置之外，亦可採用波浪型曲線、其他規則或不規則連續性延伸線條的型態設置，將可減低光學干涉的問題。此外，再如圖7所示，該微細金屬導線43亦可由間隔設置的多數線段43a所組成，據此可依設計上的需求而彈性地調設被該微細金屬導線搭接的該感應串列的阻抗值，來調整因應信號處理電路所需設定的要求，而前述線段狀的型態設置亦有減低光學干涉問題的效果，以及提升可瞻性的優點。本創作的其他可行方案中，亦可由複數微細金屬導線43且彼此呈平行狀地設置(參閱圖8)，據此確保高效率的信號傳輸性能。

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；而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。

10‧‧‧基底層

11‧‧‧顏色邊框

11a‧‧‧遮蔽區

11b‧‧‧可瞻區

20‧‧‧X軸向感應層

21‧‧‧X軸向感應串列

21a‧‧‧感應單元

21b‧‧‧搭接點

23‧‧‧微細金屬導線

24‧‧‧訊號導線

25‧‧‧信號輸出接點

30‧‧‧透明絕緣層

40‧‧‧Y軸向感應層

41‧‧‧Y軸向感應串列

41a‧‧‧感應單元

41b‧‧‧搭接點

43‧‧‧微細金屬導線

43a‧‧‧線段

44‧‧‧訊號導線

45‧‧‧信號輸出接點

50‧‧‧覆膜層

圖1為第一實施例之觸控板的疊層架構簡示圖。 圖2為第一實施例之觸控板的正面視圖。 圖3為第一實施例之觸控板的背面視圖。 圖4為第一實施例之X軸向感應層的平面圖。 圖5為第一實施例之Y軸向感應層的平面圖。 圖6為第二實施例之Y軸向感應層的平面圖，描述在感應串列上搭接有曲線狀的微細金屬導線。 圖7為第三實施例之Y軸向感應層的平面圖，描述在感應串列上搭接有呈多數間隔線段設置的微細金屬導線。 圖8為第四實施例之Y軸向感應層的平面圖，描述在感應串列上搭接有多條彼此呈平行狀設置的微細金屬導線。

Claims (9)

1. 一種改進的透明電容式觸控感應器構造，包含：一透明的第一感應層，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設一第一搭接點，且在所述第一感應串列上具有一第一高電性傳導線順沿第一方向設置，並電性搭接於所述第一搭接點以及複數所述第一感應單元，所述第一高電性傳導線為一奈米級細線；一透明的第二感應層，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設一第二搭接點，且在所述第二感應串列上具有一第二高電性傳導線順沿第二方向設置，並電性搭接於所述第二搭接點以及複數所述第二感應單元，所述第一高電性傳導線為一奈米級細線；一透明絕緣層，被設置在所述第一感應層與所述第二感應層中間，據此將前述二感應層彼此絕緣分隔設置；以及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。
2. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一感應層與所述第二感應層為具透光性的導電性薄層，其材料選自於金屬氧化物薄膜或石墨烯薄膜之一。
3. 如請求項2所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述金屬氧化物薄膜的材料是選自於氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁或氧化錫銻之一。
4. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線的材料選自於金、銀、銅、鋁、鉬、鎳或前述材料的合金之一。
5. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線的線徑在5μm以下。
6. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線為一連續性延伸的直線、波浪型曲線、規則的線條或不規則的線條之一。
7. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線是由間隔設置的多數線段所組成的。
8. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，其中，所述第一高電性傳導線和所述第二高電性傳導線是由複數條彼此呈平行狀設置的微細金屬導線所組成的。
9. 如請求項1所述之改進的透明電容式觸控感應器構造，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。