TWM579770U - 改進的複合式透明觸控板 - Google Patents

Abstract

一種改進的複合式透明觸控板，主要包含：一基底層，具有可瞻區與遮蔽區；一第一感應層，具有彼此呈絕緣設置的複數第一電容感應列和複數第一電磁天線列；一第一輔助導電層，其具有實質相同於所述第一感應層的電路圖案，並對應地電性搭接所述第一感應層；一第二感應層，具有彼此呈絕緣設置的複數第二電容感應列和複數第二電磁天線列；一第二輔助導電層，其具有實質相同於所述第二感應層的電路圖案，並對應地電性搭接所述第二感應層；以及一絕緣層，被設置在所述第一感應層與所述第二感應層中間將彼此絕緣分隔設置；其中，所述第一電容感應列與複數所述第二電容感應列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電容感應單元矩陣，而複數所述第一電磁天線列與複數所述第二電磁天線列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電磁天線矩陣，據此將電容式觸控感應器與電磁式觸控感應器整合於同一觸控板中，且藉所述第一、第二輔助導電層的設置可大幅降低所述電容感應列及所述電磁天線列的阻抗值，可在兼顧透光率的均一性基礎下，提升觸控信號傳導效率，促進大型化觸控板的應用。

Description

改進的複合式透明觸控板

本創作涉及配置在螢幕前方使用的透明觸控板，特別是有關一種同時兼具電容式與電磁式觸控感應功能的透明觸控板。

目前電容式觸控感應器大都是使用透明的氧化銦錫(ITO)導電材料製作而成，因其具有透明特性所以可配置在螢幕前使用，而傳統的電磁式觸控感應器的X/Y軸天線陣列則是使用金屬材料，由於金屬導線無法透光，因此通常被配置於螢幕底面使用，以免嚴重影響或減損螢幕的可瞻性。

進一步來說，傳統的透明電容式觸控感應器是藉由在透明ITO薄膜上刻劃出多數的電容感應電極及其信號導路以形成觸控感應電路圖案，因此在ITO薄膜上形成保留著導電材料的電極部分與去除了導電材料的鏤空部分，而該等電極部分與鏤空部分具有不同的透光率(Transmittance)，造成穿透該ITO薄膜的光線折射不均，這結果將會導致人眼觀察時會有明顯的圖形或紋路產生，尤其當配置在螢幕前使用時，就會造成螢幕影像變形、模糊失真的困擾；除此之外，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，尤其在大型化觸控板的應用上，ITO薄膜的導電度也已經無法符合所需。

另一方面，由於電磁式觸控感應器的感應線圈迴路或天線陣列必須具備低阻抗特性，一般透明的ITO導電薄膜無法滿足這項需求，所以大都是採用高導電性的金屬細線或金屬膜來製作，然而由於金屬導線無法透光，如果配置在螢幕前面將會產生遮光效應及光學干涉紋(Moire)，嚴重影響畫面顯示品質，因此目前只能被配於螢幕底面使用，導致螢幕整體模組結構的厚度增加，與現今產品輕薄化的需求相悖，且電磁式觸控感應器與電磁筆搭配運作時中間隔著螢幕的面板結構，容易產生使用畫面邊緣電磁筆輸入精準度劣化的問題；鑒此，如何使電磁式觸控感應器在具備低阻抗特性的基礎下，可以配置在螢幕前方使用而且不會減損螢幕畫面可瞻性，乃為亟待解決之難題。

本創作的主要目的在於提供一種改進的複合式透明觸控板，其同時兼具電容式與電磁式觸控感應功能，可提供二種觸控輸入方式，方便使用者操作上的需求，多重觸控輸入功能更有助於新式軟件應用程式的開發與應用；此外，該透明觸控板具有均一性透光率，可配置在螢幕前使用，確保螢幕影像的可瞻性，且該透明觸控板可提升觸控信號傳導效率，利於大型化觸控板的設計與應用。

為達上述目的，本創作所提供之改進的複合式透明觸控板，其主要包含：一基底層，在其一主表面的四周邊緣區域設有顏色邊框，所述顏色邊框在所述基底層上界定出在中央部位的可瞻區以及在周緣部位形成框型的遮蔽區；一第一感應層，其具有複數第一電容感應列以及複數第一電磁天線列分別順沿第一方向且彼此間隔地絕緣設置的第一電路圖案，所述第一電容感應列的 第一端設有第一電容信號搭接點，所述第一電磁天線列的第一端設有第一電磁信號搭接點，而其第二端則連接至一第一串聯線，所述第一串聯線將各個所述第一電磁天線列電性串連在一起，所述第一電路圖案形成在所述可瞻區內，但使其中的所述第一電容信號搭接點、所述第一電磁信號搭接點及所述第一串聯線設置到所述遮蔽區的範圍；一第一輔助導電層，其具有實質相同於所述第一電路圖案的第一映像圖案，但不包含其中的所述第一電容信號搭接點和所述第一電磁信號搭接點的部分，使所述第一映像圖案對應地電性搭接在所述第一電路圖案之上，並與所述第一電容信號搭接點及所述第一電磁信號搭接點之間形成一間隔，其中，所述間隔的寬度為200μm以上；一第二感應層，其具有複數第二電容感應列以及複數第二電磁天線列分別順沿第二方向且彼此間隔地絕緣設置的第二電路圖案，所述第二電容感應列的第一端設有第二電容信號搭接點，所述第二電磁天線列的第一端設有第二電磁信號搭接點，而其第二端則連接至一第二串聯線，所述第二串聯線將各個所述第二電磁天線列電性串連在一起，所述第二電路圖案形成在所述可瞻區內，但使其中的所述第二電容信號搭接點、所述第二電磁信號搭接點及所述第二串聯線設置到所述遮蔽區的範圍；一第二輔助導電層，其具有實質相同於所述第二電路圖案的第二映像圖案，但不包含其中的所述第二電容信號搭接點和所述第二電磁信號搭接點的部分，使所述第二映像圖案對應地電性搭接在所述第二電路圖案之上，並與所述第二電容信號搭接點及所述第二電磁信號搭接點之間形成一間隔，其中，所述間隔的寬度為200μm以上；以及一絕緣層，其被設置在所述第一感應層與所述第二感應層中間將彼此絕緣分隔設置；其中，所述第一方向正交於所述第二方向，複數所述第一電容感應列與複數所述第二電容感應列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電容感應單元矩陣，而複數所述第一電磁天線列與複數所述第二電磁天線列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電磁天線矩陣，複數所述第一電容 信號搭接點、複數第一電磁信號搭接點，以及複數所述第二電容信號搭接點、複數第二電磁信號搭接點分別電性連接一信號導線，據此使所述第一感應層與所述第二感應層所捕獲的觸控感應信號，可經由所述信號導線傳送到後續的信號處理電路進行運算。

特別是，所述第一感應層與所述第二感應層為具高透光性的金屬氧化物薄膜，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，所述第一輔助導電層與所述第二輔助導電層的材料選自於金屬網格(Metal Mesh)或石墨烯(Graphene)薄膜之一，其中，所述金屬網格係由高導電性的奈米級金屬細線製成，所述奈米級金屬細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。

特別是，所述第一電路圖案中還包含在各個第一電容感應列與第一電磁天線列之間設有第一絕緣列，以及所述第二電路圖案中包含在各個第二電容感應列與第二電磁天線列之間設有第二絕緣列；優選，所述第一絕緣列和所述第二絕緣列是由複數彼此不相連接的導電材料小面積組成，複數所述小面積彼此之間藉由間隙分開而絕緣設置，所述小面積的形狀是選自於六角形、三角形、矩形、梯形、長條形、多邊形、圓形等各種幾何形或由複數種前述幾何形共同組成者，但實施範圍不以前述形狀為限。

特別是，所述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。

10‧‧‧基底層

11‧‧‧顏色邊框

11a‧‧‧可瞻區

11b‧‧‧遮蔽區

20‧‧‧第一感應層

20a‧‧‧第一電路圖案

21‧‧‧第一電容感應列

21a‧‧‧第一電容感應單元

21b‧‧‧第一電容信號搭接點

24‧‧‧第一絕緣列

25‧‧‧信號導線

26‧‧‧第一電磁天線列

27‧‧‧第一電磁信號搭接點

28‧‧‧第一串聯線

30‧‧‧第一輔助導電層

30a‧‧‧第一映像圖案

40‧‧‧絕緣層

50‧‧‧第二感應層

50a‧‧‧第二電路圖案

51‧‧‧第二電容感應列

51a‧‧‧第二電容感應單元

51b‧‧‧第二電容信號搭接點

54‧‧‧第二絕緣列

55‧‧‧信號導線

56‧‧‧第二電磁天線列

57‧‧‧第二電磁信號搭接點

58‧‧‧第二串聯線

60‧‧‧第二輔助導電層

60a‧‧‧第二映像圖案

D‧‧‧間隔

S‧‧‧小面積

S1‧‧‧間隙

圖1為本創作的疊層架構簡示圖。

圖2為本創作的正面視圖。

圖3為本創作的背面視圖。

圖4為本創作的第一感應層的平面圖。

圖5為圖4的A部放大圖。

圖6為本創作的第一輔助導電層的平面圖。

圖7為圖6的B部放大圖。

圖8為本創作的第一輔助導電層疊合在第一感應層上的平面圖。

圖9為圖8的C部放大圖。

圖10為本創作的第二輔助導電層疊合在第二感應層上的平面圖。

圖11為圖4的A部放大圖，描述本創作的第一絕緣列上設置成多數小面積的式樣。

如後附之各圖所示是本創作的較佳實施例，其中，為提供更清楚的描述及更易理解本創作的技術特徵，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

如圖1所示，本創作的複合式透明觸控板主要包含一基底層10、一第一感應層20、一第一輔助導電層30、一絕緣層40、一第二感應層50、以及一第二輔助導電層60。

其中，如圖1及圖2所示，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以便在基底層10上界定出在中央部位的可瞻區11a以及在周緣部位形成框型的遮蔽區11b。

請參閱圖2至圖5，該第一感應層20(即，Y軸向感應層)為一高透光率的ITO導電薄膜，其包含順沿第一方向(即，Y軸方向)設置的多數排第一電容感應列21(即，Y軸電容感應列)、多數排第一絕緣列24以及多數排第一電磁天線列26(即，Y軸電磁天線列)，使第一絕緣列24被設置在第一電容感應列21和第一電磁天線列26之間且彼此呈絕緣設置，據此形成第一電路圖案20a；其中，詳如圖4及圖5所示，各別第一電容感應列21由多個類菱形面狀的第一電容感應單元21a串列組成，並在其右側端設有第一電容信號搭接點21b；各別第一電磁天線列26的右側端設有第一電磁信號搭接點27，而其左側端則連接至一第一串聯線28，該第一串聯線28將各個第一電磁天線列26彼此電性串聯在一起；如圖2及圖3所示，該第一電路圖案20a形成在前述基板的可瞻區11a內，但使其中的第一電容信號搭接點21b、第一電磁信號搭接點27以及第一串聯線28等部分設置在遮蔽區11b範圍。

請參閱圖3及圖6至圖9，該第一輔助導電層30為一金屬網格(Metal Mesh)導電層，在第一輔助導電層30上設有第一映像圖案30a，該第一映像圖案30a與前述第一電路圖案20a具有相同的圖案，但不包含其中的第一電容信號搭接點21b和第一電磁信號搭接點27的部分；該第一映像圖案30a被對應地電性搭接在前述第一電路圖案20a之上，並與第一電容信號搭接點21b和第一電磁信號搭接點27之間形成一間隔D，最好，該間隔D的寬度大約在200μm以上；藉由前述間隔D的設置使第一輔助導電層30電性搭接於第一感應層20時，該第一輔助導電層30的邊緣不會電性搭接到第一電容信號搭接點21b與第一電磁信號搭接點27之上。

再請參閱圖2、圖3及圖10，該第二感應層50(即，X軸向感應層)為一高透光率的ITO導電薄膜，其包含順沿第二方向(即，X軸方向)設置的多數排第二電容感應列51(即，X軸電容感應列)、多數排第二絕緣列54以及多數排第二電磁天線列56(即，X軸電磁天線列)，使第二絕緣列54被設置在第二電容感應列51和第二電磁天線列56之間且彼此呈絕緣設置，據此形成第二電路圖案50a；其中，詳如圖6所示，各別第二電容感應列51由多個類菱形面狀的第二電容感應單元51a串列組成，並在其上端設有第二電容信號搭接點51b；各別第二電磁天線列56的上端設有第二電磁信號搭接點57，而其下端則連接至一第二串聯線58，該第二串聯線58將各個第二電磁天線列56彼此電性串聯在一起；該第二電路圖案50a形成在前述基板的可瞻區11a內，但使其中的第二電容信號搭接點51b、第二電磁信號搭接點57以及第二串聯線58等部分設置在遮蔽區11b範圍。該第二輔助導電層60為一金屬網格(Metal Mesh)導電層，在第二輔助導電層60上設有第二映像圖案60a，該第二映像圖案60a與前述第二電路圖案50a具有相同的圖案，但不包含其中的第二電容信號搭接點51b和第二電磁信號搭接點57的部分；該第二映像圖案60a被對應地電性搭接在前述第二電路圖案50a之上，並與第二電容信號搭接點51b和第二電磁信號搭接點57之間形成一間隔D，最好，該間隔D的寬度大約在200μm以上；藉由前述間隔D的設置使第二輔助導電層60電性搭接於第二感應層50時，該第二輔助導電層60的邊緣不會電性搭接到第二電容信號搭接點51b與第二電磁信號搭接點57之上。

參閱圖1，前述第一輔助導電層30電性搭接第一感應層20，第二輔助導電層60電性搭接第二感應層50，而第一感應層20與第二感應層50之間藉由透明絕緣層40將彼此絕緣分隔設置；該透明絕緣層40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、50絕緣分隔之外，同時兼具將二者黏合成一體的效能；如圖2及圖3所示，當二感應層20、 50組合後，第一、第二電容感應列21、51彼此呈正交，使第一、第二電容感應單元21a、51a呈交錯互補圖形的式樣設置，共同組成一菱形網格狀的電容感應單元矩陣，而第一、第二電磁天線列26、56亦彼此呈正交設置，共同組成一矩形網格狀的電磁天線矩陣；前述第一感應層20與第二感應層50上的第一、第二電容信號搭接點21b、51b以及第一、第二電磁信號搭接點27、57皆設置在遮蔽區11b範圍內，它們可分別藉由信號導線25、55連接將觸控信號傳送至一信號處理電路(未圖示)進行運算。

根據上述說明可知，本創作以高透光率ITO導電薄膜作為感應主體，並搭配具透光特性的金屬網格導電材料為輔助導電層，將電容式觸控感應器與電磁式觸控感應器整合一起，形成一種可配置於螢幕前方使用且具備雙重觸控功能的透明觸控感應器結構，且本創作將第一、第二感應層20、50選用之ITO導電薄膜絕緣劃分成複數排的電容感應列、電磁天線列和絕緣列，該等ITO導電薄膜上除因絕緣劃分所需而去除掉部分導電薄膜材料之外，仍保留絕大部分的導電薄膜材料，因此整體ITO導電薄膜的鏤空區域只佔極少部分，據此可有效提升該等感應層的透光率均一性，改善干擾螢幕顯示影像的問題；另，前述第一、第二輔助導電層30、60是採用具有高導電性、低阻抗特性的金屬網格(Metal Mesh)導電材料製作而成的，該金屬網格導電材料是由複數條微細金屬線(例如是奈米銀線Silver Nanowire)縱橫延伸且相互交錯設置以形成一鏤空率95%以上的高透光網狀面；由於該等輔助導電層30、60的金屬網格導電材料較前述第一、第二感應層20、50使用的ITO導電薄膜具有更低的阻抗值，因此將該等輔助導電層30、60電性搭接至第一、第二感應層20、50上，即可提升該等電容感應列21、51以及電磁天線列26、56上的觸控信號傳輸效能，減少觸控信號在傳輸過程的衰減率，據此不但可提升觸控信號傳輸品質而有利於大型化觸控板的設計與應用，也可減少觸控感應層的設置數量並降低組成的觸控板厚度，已達節省材料 成本之目的；又，前述高透光的金屬網格導電材料是由奈米級金屬細線組成，而這種奈米級的金屬細線即使是非透明材料也不是人眼目視力所能區辨，所以將它被佈設在可瞻區11a內也不會減損整體透明觸控感應器的可瞻性；再者，由於本創作是在ITO導電薄膜上電性搭接金屬網格導電材料，因此即便是二者之任一發生信號傳輸不良或故障的狀況，還可藉由另一正常運作者繼續維持信號傳輸的功能，據此可確保產品製造時的高良率品質，延長產品使用壽命，可謂具有一舉數得的優點。

如圖11所示，在另一實施例中，可將第一、第二絕緣列24、54的導電材料被設置成複數彼此不相連接的小面積S組成，而各個小面積S之間彼此藉由間隙S1分開而絕緣設置，該間隙S1的寬度在50μm以上，且其設置深度恰可將第一、第二感應層20、50的導電材料完全截斷；前述小面積S的形狀是選自於六角形、三角形、矩形、梯形、長條形、多邊形、圓形等各種幾何形或由複數種前述幾何形共同組成者；利用該等小面積S紋的設置以提升第一、第二感應層的外觀平整度以及透光率的均一性，並藉細小分割面積的手段以降低該區域的雜訊電容值，以獲得優良的電氣特性。

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。

Claims (9)

1. 一種改進的複合式透明觸控板，包含：一基底層，在其一主表面的四周邊緣區域設有顏色邊框，所述顏色邊框在所述基底層上界定出在中央部位的可瞻區以及在周緣部位形成框型的遮蔽區；一第一感應層，其具有複數第一電容感應列以及複數第一電磁天線列分別順沿第一方向且彼此間隔地絕緣設置的第一電路圖案，所述第一電容感應列的第一端設有第一電容信號搭接點，所述第一電磁天線列的第一端設有第一電磁信號搭接點，而其第二端則連接至一第一串聯線，所述第一串聯線將各個所述第一電磁天線列電性串連在一起，所述第一電路圖案形成在所述可瞻區內，但使其中的所述第一電容信號搭接點、所述第一電磁信號搭接點及所述第一串聯線設置到所述遮蔽區的範圍；一第一輔助導電層，其具有實質相同於所述第一電路圖案的第一映像圖案，但不包含其中的所述第一電容信號搭接點和所述第一電磁信號搭接點的部分，使所述第一映像圖案對應地電性搭接在所述第一電路圖案之上，並與所述第一電容信號搭接點及所述第一電磁信號搭接點之間形成一間隔；一第二感應層，其具有複數第二電容感應列以及複數第二電磁天線列分別順沿第二方向且彼此間隔地絕緣設置的第二電路圖案，所述第二電容感應列的第一端設有第二電容信號搭接點，所述第二電磁天線列的第一端設有第二電磁信號搭接點，而其第二端則連接至一第二串聯線，所述第二串聯線將各個所述第二電磁天線列電性串連在一起，所述第二電路圖案形成在所述可瞻區內，但使其中的所述第二電容信號搭接點、所述第二電磁信號搭接點及所述第二串聯線設置到所述遮蔽區的範圍；一第二輔助導電層，其具有實質相同於所述第二電路圖案的第二映像圖案，但不包含其中的所述第二電容信號搭接點和所述第二電磁信號搭接點的部分，使所述第二映像圖案對應地電性搭接在所述第二電路圖案之上，並與所述第二電容信號搭接點及所述第二電磁信號搭接點之間形成一間隔；以及一絕緣層，其被設置在所述第一感應層與所述第二感應層中間將彼此絕緣分隔設置；其中，所述第一方向正交於所述第二方向，複數所述第一電容感應列與複數所述第二電容感應列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電容感應單元矩陣，而複數所述第一電磁天線列與複數所述第二電磁天線列彼此呈正交設置，共同組成一格狀的電磁天線矩陣。
2. 如請求項1所述之觸控板，其中，所述第一感應層與所述第二感應層為具高透光性的金屬氧化物薄膜，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。
3. 如請求項1所述之觸控板，其中，所述第一輔助導電層與所述第二輔助導電層的材料選自於金屬網格或石墨烯薄膜之一。
4. 如請求項3所述之觸控板，其中，所述金屬網格係由高導電性的奈米級金屬細線製成，所述奈米級金屬細線的材料選自於金、銀、銅、鋁、鉬、鎳或前述材料的合金之一。
5. 如請求項1所述之觸控板，其中，所述間隔的寬度為200μm以上。
6. 如請求項1所述之觸控板，其中，所述第一電路圖案中還包含在各個第一電容感應列與第一電磁天線列之間設有第一絕緣列，以及所述第二電路圖案中包含在各個第二電容感應列與第二電磁天線列之間設有第二絕緣列。
7. 如請求項6所述之觸控板，其中，所述第一絕緣列和所述第二絕緣列是由複數彼此不相連接的導電材料小面積組成，複數所述小面積彼此之間藉由間隙分開而絕緣設置。
8. 如請求項7所述之觸控板，其中，所述小面積的形狀是選自於六角形、三角形、矩形、梯形、長條形、多邊形或圓形。
9. 如請求項1所述之觸控板，其中，所述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。