TWM593002U - 改進的電容式觸控感應器結構 - Google Patents

Abstract

一種改進的電容式觸控感應器結構，其包含在一介電基板的二側面分別設一觸控導電跡線圖案及一輔助導電跡線圖案，該輔助導電跡線圖案具有微型輔助導電單元電性搭接在該觸控導電跡線圖案所界定的區域範圍內，該微型輔助導電單元的遮光率在1%以下；該輔助導電跡線圖案用以降低該觸控導電跡線圖案的面電阻率；該觸控導電跡線圖案的面電阻值約在80-150 ohm/sq之間，該輔助導電跡線圖案的面電阻值約在0.05-0.2 ohm/sq之間；在該基板第一側面上的觸控導電跡線圖案及輔助導電跡線圖案，與在該基板第二側面上的觸控導電跡線圖案及輔助導電跡線圖案共同形成一電容式觸控感應器。

Description

改進的電容式觸控感應器結構

本創作涉及觸控感應器，特別是有關於一種被配置於觸控顯示裝置前方使用的電容式觸控感應器結構。

目前配置在顯示器前使用的觸控感應器，大都是使用透明的氧化銦錫(ITO)導電膜加工製作而成的，藉由在透明ITO導電膜上刻劃出多數觸控感應電極及信號導線以形成觸控感應結構。通常觸控感應器的設計與生產，會根據產品尺寸的不同，而對透明ITO導電膜面電阻值有不同的要求；生產不同尺寸的產品，就需要使用不同條件的ITO導電膜，因此面對市場多樣化尺寸的觸控板需求，導致業者的備料庫存成本壓力大增，且在生產製造方面臨複雜化困擾；另外，因為ITO導電膜的光學特性與導電度約略是成反比的關係，即導電度越高(面電阻值越小)光學特性越差，該特性導致在大尺寸觸控板的設計及製程開發上，面臨到難以克服的瓶頸。

本創作提供一種可在透明觸控感應電極上形成輔助導電單元的電容式觸控感應器結構，通過本創作的結構設計，可在一基板的二個側面分別設置觸控感應電極及信號導線，並在該觸控感應電極及信號導線上形成輔助導電單元及輔助信號導線，以達在不減損光學特性的情況下降低觸控感應電極及信號導線的面電阻率之目的。

為達上述目的，本創作所提供之改進的電容式觸控感應器結構，其主要包含：一基板，在基板上中央部位被界定為一觸控工作區域，及四周邊緣部位被界定為一非觸控工作區域；在該基板的第一側面上設有一透明的第一觸控導電層和一不透光的第一輔助導電層，第一觸控導電層具有第一觸控導電跡線圖案，其包含複數第一觸控感應電極以及複數第一信號導線，第一觸控感應電極被布置在所述觸控工作區域內，第一輔助導電層的面電阻率低於第一觸控導電層，在第一輔助導電層具有第一輔助導電跡線圖案，其包含複數第一微型輔助導電單元及複數第一輔助信號導線，第一微型輔助導電單元是被重疊的形成在第一觸控感應電極的區域範圍內，第一輔助信號導線是被重疊的形成在第一信號導線的區域範圍之至少一部份；在該基板的第二側面上設有一透明的第二觸控導電層和一不透光的第二輔助導電層，第二觸控導電層具有第二觸控導電跡線圖案，其包含複數第二觸控感應電極以及複數第二信號導線，第二觸控感應電極被布置在所述觸控工作區域內，第二輔助導電層的面電阻率低於第二觸控導電層，在第二輔助導電層具有第二輔助導電跡線圖案，其包含複數第二微型輔助導電單元及複數第二輔助信號導線，第二微型輔助導電單元是被重疊的形成在第二觸控感應電極的區域範圍內，第二輔助信號導線是被重疊的形成在第二信號導線的區域範圍之至少一部份；其中，第一觸控導電跡線圖案、第一輔助導電跡線圖案、第二觸控導電跡線圖案和第二輔助導電跡線圖案共同形成一電容式觸控感應器；第一輔助導電跡線圖案用以降低第一觸控導電跡線圖案的面電阻率，第二輔助導電跡線圖案用以降低第二觸控導電跡線圖案的面電阻率。

其中，第一觸控導電層和第二觸控導電層的面電阻率介於80~150 ohm/sq之間，第一輔助導電層和第二輔助導電層的面電阻率介於0.05~0.2 ohm/sq之間。

其中，第一觸控導電層和第二觸控導電層是由氧化銦錫材料形成，第一輔助導電層和第二輔助導電層是由銅材料形成。

其中，第一微型輔助導電單元和第二微型輔助導電單元為一微細導電跡線圖案，該微細導電跡線圖案是由奈米級尺寸的點、線或面的圖形元素之一或多數組合而成的；該第一微型輔助導電單元是被均勻分布設置在第一觸控感應電極的表面上，且其遮光率(Shading rate)在1%以下，以及該第二微型輔助導電單元是被均勻分布設置在第二觸控感應電極的表面上，且其遮光率在1%以下，其中，前述遮光率在0.05%至0.2%之間更佳。

其中，第一微型輔助導電單元以及第二微型輔助導電單元為一條或複數條的金屬細線，該金屬細線的線徑寬度在8μm以下。

其中，第一微型輔助導電單元不連接於第一輔助信號導線，第二微型輔助導電單元不連接於第二輔助信號導線。

本創作在設計應用與生產製造方面具有以下優勢： 1、單一規格化的生產原料準備：只需要擇定一最佳化規格的觸控導電層(面電阻值約在80-150 ohm/sq之間)和輔助導電層(面電阻值約在0.05-0.2 ohm/sq之間)，就可以應用在大部分尺寸的觸控面板產品，據此可大幅降低備料成本與庫存壓力。 2、提升觸控面板設計的靈活性與簡便性：通過對輔助導電跡線圖案的修改設計即可調整設定觸控導電跡線圖案的面電阻率，以滿足各種尺寸的觸控面板產品的阻值需要。 3、簡化生產技術並增進產品生產效率：可通過黃光製程加工形成輔助導電跡線圖案來調控觸控導電跡線圖案的面電阻率，以便產出符合各種尺寸觸控面板產品所需的阻值，黃光製程技術成熟生產效率高。 4、適用於大尺寸觸控面板產品設計與生產：當產品尺寸越大，要求迴路阻值越低，因此被用來製作觸控導電跡線圖案的ITO導電膜就必須增加厚度以增加導電性，導致光學特性越差，然而，如果ITO導電膜製作的觸控導電跡線圖案如果搭配由銅導電膜製作的輔助導電跡線圖案而使用，就可在不增加厚度的情況下提升導電率，因此應用在大尺寸觸控面板產品時沒有光學劣化的問題。

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。

在圖1至圖10中揭示本創作實施例的電容式觸控感應器，其主要特徵是在觸控感應電極上設有高電性的微型輔助導電單元，以及在信號導線上電性搭接一高電性的輔助導電線，藉此來減降觸控感應電極及導電線的面電阻值，以便在不降低光學特性條件下使觸控感應器具備符合所需的阻值規格。

該觸控感應器其至少包含：一基板1、一第一觸控導電層2、一第二觸控導電層3、一第一輔助導電層4及一第二輔助導電層5，其中，在該基板1的二側面分別設有第一觸控導電跡線圖案2P和所述第二觸控導電跡線圖案4P，並在所述第一觸控導電跡線圖案2P上電性搭接第一輔助導電跡圖案3P，在第二觸控導電跡線圖案4P上電性搭接第二輔助導電跡圖案5P。

該基板1為一具備介電性、高透光率的板材，其材料是選自於玻璃、聚碳酸酯脂(PC)、聚脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或環烯烴共聚合物(COC)…等，但實施的材料範圍不以前述材料為限，各類軟性、硬性或可撓性的透明基板均適用。該第一觸控導電層2和所述第二觸控導電層4是由相同材料形成的透明的導電薄膜，該透明的導電薄膜的材料是選自於氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、氧化錫銻、聚乙撐二氧噻吩等金屬氧化物或石墨烯，但不限定於此；較佳的，第一觸控導電層2和第二觸控導電層4的面電阻率介於80~150 ohm/sq之間。而第一輔助導電層3和第二輔助導電層5也是由相同材料形成的不透光的導電薄膜，該不透光的導電薄膜的材料是選自於金、銀、銅、鋁、鉬、鎳或前述材料的合金等，但不限定於此；較佳的，第一輔助導電層3和第二輔助導電層5的面電阻率介於0.05~0.2 ohm/sq之間。根據前述說明，選用的第一輔助導電層3的面電阻率低於第一觸控導電層2，同樣的，選用的第二輔助導電層5的面電阻率低於第二觸控導電層4。在本實施例中，該基板1是選用玻璃板材，第一觸控導電層2和第二觸控導電層4是選用目前已廣泛被使用在觸控面板範疇使用的氧化銦錫(ITO)材質的導電薄膜，而第一輔助導電層3和第二輔助導電層5是選用面電阻率低(導電性佳)且價格較平實的銅(Cu)材質的導電薄膜。

在該基板1上被劃分出一觸控工作區域及非觸控工作區域，觸控工作區域位於該基板1的中央部位，非觸控工作區域位於該基板1的四周邊緣部位。

如圖3及圖4所示，該第一觸控導電層2被設置在該基板1之第一側面1A上，第一觸控導電層2具有第一觸控導電跡線圖案2P，在該第一觸控導電跡線圖案2P中包含複數第一觸控感應電極21以及複數第一觸控信號導線22，其中，複數第一觸控感應電極21被布置在所述觸控工作區域內，個別第一觸控感應電極21是沿第一方向(亦即X軸向)呈複數菱形面的串列狀設置，並在其至少一端緣電性連接至複數第一觸控信號導線22之一，複數第一觸控信號導線22被布置在非觸控工作區域內。

參閱圖3及圖5所示，該第一輔助導電層3電性搭接在第一觸控導電層2之上，第一輔助導電層3具有第一輔助導電跡線圖案3P，第一輔助導電跡線圖案3P是形成在前述第一觸控導電跡線圖案2P所界定的區域範圍內，其中，該第一輔助導電跡線圖案3P包含複數第一微型輔助導電單元31及複數第一輔助信號導線32，第一微型輔助導電單元31被重疊的形成在該第一觸控感應電極21上之至少一部份，第一輔助信號導線32是被重疊的形成在該第一觸控信號導線22上之至少一部份；前述第一微型輔助導電單元31乃為一微細導電跡線圖案，該微細導電跡線圖案是由奈米級尺寸的點、線或面的圖形元素之一或多數組合而成的，在圖6至圖9展示了數個前述微細導電跡線圖案的具體實施範例；而且為了避免妨礙第一觸控感應電極21的透光率，前述第一微型輔助導電單元31是被均勻分布設置在第一觸控感應電極21的表面上，且其遮光率最好是在1%以下，更佳的是在0.05%至0.2%之間；在本發明實施例中該第一微型輔助導電單元31為一條(或複數條)金屬細線，該金屬細線的線徑寬度約在8μm以下，較佳的為5μm以下，且該第一微型輔助導電單元31不連接於第一輔助信號導線32。

請參閱圖10所示，該第二觸控導電層4被設置在該基板1之第二側面1B上，第二觸控導電層4具有第二觸控導電跡線圖案4P，在該第二觸控導電跡線圖案4P中包含複數第二觸控感應電極41以及複數第二觸控信號導線42，其中，複數第二觸控感應電極41被布置在所述觸控工作區域內，個別第二觸控感應電極41是沿第二方向(亦即Y軸向)呈複數菱形面的串列狀設置，該第二方向正交於前述第一方向，並在其至少一端緣電性連接至複數第二觸控信號導線42之一，複數第二觸控信號導線42被布置在非觸控工作區域內。

該第二輔助導電層5電性搭接在第二觸控導電層4之上，第二輔助導電層5具有第二輔助導電跡線圖案5P，第二輔助導電跡線圖案5P是形成在前述第二觸控導電跡線圖案4P所界定的區域範圍內，其中，該第二輔助導電跡線圖案5P包含複數第二微型輔助導電單元51及複數第二輔助信號導線52，第二微型輔助導電單元51被重疊的形成在該第二觸控感應電極41上之至少一部份，第二輔助信號導線52是被重疊的形成在該第二觸控信號導線42上之至少一部份；第二微型輔助導電單元51乃為一微細導電跡線圖案，該微細導電跡線圖案與前述第一微型輔助導電單元31的微細導電跡線圖案具有相同的設置(請參閱圖6至圖9)；而且為了避免妨礙第二觸控感應電極41的透光率，前述第二微型輔助導電單元51是被均勻分布設置在第二觸控感應電極41的表面上，且其遮光率最好是在1%以下，更佳的是在0.05%至0.2%之間；圖10中顯示，在本實施例中該第二微型輔助導電單元51為一條(或複數條)金屬細線，該金屬細線的線徑寬度在8μm以下，較佳的為5μm以下，且該第二微型輔助導電單元51不連接於第二輔助信號導線52。

前述第一觸控導電跡線圖案2P、第一輔助導電跡線圖案3P、第二觸控導電跡線圖案4P和第二輔助導電跡線圖案5P共同形成一電容式觸控感應器。其通過在觸控導電跡線圖案2P、4P上設置輔助導電跡線圖案3P、5P，以達降低其面電阻率的目的，而且在該觸控感應器的可瞻區域範圍(約略等同於觸控工作區域)內，該等觸控感應電極21、41上所設置的微型輔助導電單元31、51雖然是由不透光的導電薄膜所形成的，但因其具有極低的遮光率(在1%以下)，所以對該等觸控感應電極21、41可瞻性的影響是微乎其微。

本創作的請求範圍包括在本創作保護範圍內的所有修正及變形。本創作並非侷限於以上所述形式，很明顯參考上述說明後，能有更多技術均等性的改良與變化；是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本創作之任何修飾或變更，皆仍應包括在本創作意圖保護之範疇。

1:基板 1A:第一側面 1B:第二側面 2:第一觸控導電層 21:第一觸控感應電極 22:第一信號導線 2P:第一觸控導電跡線圖案 3:第一輔助導電層 31:第一微型輔助導電單元 32:第一輔助信號導線 3P:第一輔助導電跡線圖案 4:第二觸控導電層 41:第二觸控感應電極 42:第二信號導線 4P:第二觸控導電跡線圖案 5:第二輔助導電層 51:第二微型輔助導電單元 52:第二輔助信號導線 5P:第二輔助導電跡線圖案

圖1為本創作的疊層組合的橫截面示意圖。 圖2為本創作的平面圖。 圖3為本創作在基板第一側面上的X軸向觸控感應跡線的平面圖。 圖4為本創作的第一觸控導電跡線圖案的平面圖。 圖5為本創作的第一輔助導電跡線圖案的平面圖。 圖6為圖3的F部放大平面示意圖。 圖7至圖9為本創作的其他式樣的微細導電跡線圖案的平面示意圖。 圖10為本創作在基板第二側面上的Y軸向觸控感應跡線的平面圖。

1:基板

1A:第一側面

1B:第二側面

2:第一觸控導電層

21:第一觸控感應電極

22:第一信號導線

2P:第一觸控導電跡線圖案

3:第一輔助導電層

31:第一微型輔助導電單元

32:第一輔助信號導線

3P:第一輔助導電跡線圖案

4:第二觸控導電層

41:第二觸控感應電極

42:第二信號導線

4P:第二觸控導電跡線圖案

5:第二輔助導電層

51:第二微型輔助導電單元

52:第二輔助信號導線

5P:第二輔助導電跡線圖案

Claims (8)

1. 一種改進的電容式觸控感應器結構，其包含： 一基板，為一具備介電性、高透光率的板材，在所述基板上被界定出一觸控工作區域及一非觸控工作區域，所述觸控工作區域位於所述基板的中央部位，所述非觸控工作區域位於所述基板的四周邊緣部位； 一第一觸控導電層，為一透明的導電薄膜，其被設置在所述基板之第一側面上，所述第一觸控導電層具有第一觸控導電跡線圖案，所述第一觸控導電跡線圖案包含複數第一觸控感應電極以及複數第一信號導線，其中，複數所述第一觸控感應電極被布置在所述觸控工作區域內，個別所述第一觸控感應電極是沿第一方向呈串列狀設置，並在其至少一端緣電性連接至複數所述第一信號導線之一，複數所述第一信號導線被布置在所述非觸控工作區域內； 一第一輔助導電層，為一不透光的導電薄膜，其電性搭接在所述第一觸控導電層之上，所述第一輔助導電層的面電阻率低於所述第一觸控導電層，所述第一輔助導電層具有第一輔助導電跡線圖案，所述第一輔助導電跡線圖案是形成在所述第一觸控導電跡線圖案所界定的區域範圍內，其中，所述第一輔助導電跡線圖案包含複數第一微型輔助導電單元及複數第一輔助信號導線，所述第一微型輔助導電單元是被重疊的形成在所述第一觸控感應電極的區域範圍內，所述第一輔助信號導線是被重疊的形成在所述第一信號導線的區域範圍之至少一部份； 一第二觸控導電層，為一透明的導電薄膜，其設置在所述基板之第二側面上，所述第二觸控導電層具有第二觸控導電跡線圖案，所述第二觸控導電跡線圖案包含複數第二觸控感應電極以及複數第二信號導線，其中，複數所述第二觸控感應電極被布置在所述觸控工作區域內，個別所述第二觸控感應電極是沿第二方向呈串列狀設置，並在其至少一端緣電性連接至複數所述第二信號導線之一，複數所述第二信號導線被布置在非觸控工作區域內，所述第二方向正交於所述第一方向；以及 一第二輔助導電層，為一不透光的導電薄膜，其電性搭接在所述第二觸控導電層之上，所述第二輔助導電層的面電阻率低於所述第二觸控導電層，所述第二輔助導電層具有第二輔助導電跡線圖案，所述第二輔助導電跡線圖案是形成在所述第二觸控導電跡線圖案所界定的區域範圍內，其中，所述第二輔助導電跡線圖案包含複數第二微型輔助導電單元及複數第二輔助信號導線，所述第二微型輔助導電單元是被重疊的形成在所述第二觸控感應電極的區域範圍內，所述第二輔助信號導線是被重疊的形成在所述第二信號導線的區域範圍之至少一部份；其中，所述第一觸控導電跡線圖案、所述第一輔助導電跡線圖案、所述第二觸控導電跡線圖案和所述第二輔助導電跡線圖案共同形成一觸控感應器；所述第一輔助導電跡線圖案用以降低所述第一觸控導電跡線圖案的面電阻率，所述第二輔助導電跡線圖案用以降低所述第二觸控導電跡線圖案的面電阻率。
2. 如請求項1所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一觸控導電層和所述第二觸控導電層的面電阻率介於80~150 ohm/sq之間，所述第一輔助導電層和所述第二輔助導電層的面電阻率介於0.05~0.2 ohm/sq之間。
3. 如請求項1所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一觸控導電層和所述第二觸控導電層是由氧化銦錫材料形成，所述第一輔助導電層和所述第二輔助導電層是由銅材料形成。
4. 如請求項1所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一微型輔助導電單元和所述第二微型輔助導電單元為一微細導電跡線圖案，所述微細導電跡線圖案是由奈米級尺寸的點、線或面的圖形元素之一或多數組合而成的。
5. 如請求項4所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一微型輔助導電單元是被均勻分布設置在所述第一觸控感應電極的表面上，且其遮光率在1%以下，以及所述第二微型輔助導電單元是被均勻分布設置在所述第二觸控感應電極的表面上，且其遮光率在1%以下。
6. 如請求項5所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述遮光率在0.05%至0.2%之間。
7. 如請求項4所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一微型輔助導電單元以及所述第二微型輔助導電單元為一條或複數條的金屬細線，所述金屬細線的線徑寬度在8μm以下。
8. 如請求項1所述之改進的電容式觸控感應器結構，其中，所述第一微型輔助導電單元不連接於所述第一輔助信號導線，所述第二微型輔助導電單元不連接於所述第二輔助信號導線。

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