TW201702848A

TW201702848A - 電容式觸控面板

Info

Publication number: TW201702848A
Application number: TW104122265A
Authority: TW
Inventors: 趙仁揚; 葉佳明; 徐菀君; 徐釩
Original assignee: 達鴻先進科技股份有限公司
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-16
Also published as: CN106339138A

Abstract

本發明提供一種電容式觸控面板感測結構設計，以降低感測結構因含有架橋結構而產生的外觀可視性。本發明係對觸控面板中分別設於感測結構上下的兩層光學匹配層進行圖案化設計，藉此降低架橋結構區域與其他區域之間的反射率差異，以消除人眼對於架橋結構區域的外觀可視性感受差異。

Description

電容式觸控面板

本發明係與電容式觸控面板有關，特別是與電容式觸控面板的感測結構光學特性之改良有關。

觸控面板依其感應原理的不同主要可分為電阻式、電容式、紅外線式以及超音波式等，在各種類型的觸控面板中，電容式觸控面板係利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控之目的。習知以玻璃基材為主的投射式電容觸控面板，大多採用兩片玻璃結構相互結合而成，其結構通常具有：保護玻璃(Cover Glass)、銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide，ITO)導電層、以及觸控感測層。進一步地，為使面板更加薄型化，目前最新的技術係使用單一玻璃解決方案(One Glass Solution，OGS)來達成薄型化，同時簡化材料、製程、提升生產效率、降低成本。

上述單一玻璃解決方案係將一般的保護玻璃內側鍍上含X及Y軸感測電極的單層或兩層的ITO導電層，使該單片玻璃不僅具備保護玻璃的強度、安全性，同時也兼具觸控功能。

請參閱第一圖，其示意說明一種習知OGS觸控面板感測結構的部分結構。觸控面板的感測結構一般是由形成於基板100上、同一層或不同層之複數個感測單元110所構成。在這些感測單元中，一部分的感測單元110X係彼此電性連接於第一方向(例如：X方向)上，另一部分的感測單元110Y則而彼此電連接於第二方向(例如：Y方向)上，且感測單元110X與感測單元110Y之間係因絕緣層120的作用而彼此不電性連接；最後覆蓋一保護層140以保護觸控面板之感測結構。藉由這樣的連接方式，可透過電容感應之檢測而確定使用者碰觸的位置座標。

當分別連接於不同方向的複數個感測單元是由同一層導電層所形成時，導電層係經圖案化而具有連接結構，以使感測單元彼此連接。舉例而言，如第二A圖所示，其示意說明了一種習知OGS觸控面板的部分結構。導電層(或稱感測層)係經圖案化而形成複數個感測單元210X、210Y，其中，部分的感測單元210Y係藉由連接部210a而彼此連接於一第一方向(例如：Y方向)，另一部分的感測單元210X則藉由架橋結構而彼此電氣連接於一第二方向(例如：X方向)。架橋結構包含形成於連接部210a上方區域中的絕緣體220及傳導結構230，其中傳導結構230係形成於絕緣體220上方，並且在例如Y方向上連接兩個相鄰感測單元210。

前述複數個感測單元與對應的架橋結構係構成了如第二A圖所示之觸控面板感測結構陣列。併參第二B圖之說明，觸控面板20主要係包含基板200與建構在基板200上的感測結構陣列，其中感測結構陣列包含複數個如第二A圖所示之感測結構。在此觸控面板結構中，由於上述感測單元之間具有間隙及架橋結構，故於觸控面板組裝後，使用者極容易察覺有圖案結構的存在，意即使用者可從外部輕易看見如第二B圖中虛線區域內所示之結構。

為降低感測單元間隙所造成的外部可視感，習知技術中係利用折射率匹配的方式，於觸控面板結構中加入光學折射率與感測層材料相近的多層薄膜，以使感測單元與其間隙的光學性質差異能降低至人眼難以察覺的程度。如第三圖所示，習知OGS觸控面板之感測結構係包含感測單元310x、連接結構310a、經由連接部310a而連接之感測單元(圖中未示)以及由絕緣體320與傳導結構330所構成之架橋結構；於基板300和感測結構之間係形成有一第一光學膜350，於感測結構上方亦形成有一第二光學膜360並覆以保護層340。利用第一與第二光學膜350、360之間的折射率匹配效果，期能降低感測單元間隙之外部可視感。

然而，此作法僅適用於厚度均一的感測單元區域。在形成有架橋結構的區域中，因堆疊結構(包含兩層透明導電材料與中間的絕緣層材料)不同的影響，形成有架橋結構的區域處之光學特性(例如反射率及/或折射率)將明顯不同於其他區域；故使用前述習知光學膜折射匹配方式將導致使用者更容易察覺到架橋結構的存在，影響觸控面板之外觀。

職是之故，申請人經悉心試驗與研究，提出本案「電容式觸控面板」。本發明之結構簡單，可以簡易程序實現降低架橋結構可視感的效果；此外，本發明更因與現有製程相容而具有低製作成本之優勢。

鑑於前述習知技術之相關問題，本發明之目的在於提出一種電容式觸控面板的感測結構設計，以在與現有製程相容、符合成本效益的情況下，改善因感測結構中架橋結構的存在所導致之外部可視感。

基於前述目的，本發明提出一種電容式觸控面板，其包含：一基板；一感測結構陣列，其位於該基板上，該感測結構陣列係包含複數個感測結構，所述複數個感測結構係各包含一第一感測單元、一第二感測單元及一架橋結構，其中各該第一感測單元係彼此連接於一第一方向，且各該第二感測單元係藉由該架橋結構而彼此電性連接於一第二方向，該第二方向與該第一方向相異；及至少一圖案化光學匹配層，其中該圖案化光學匹配層係包含與該架橋結構相應的複數個島狀結構或複數個開口，且其中各該島狀結構與各該開口的覆蓋面積大於該架橋結構中的絕緣體覆蓋面積。根據本發明之構想，該圖案化光學匹配層係位於該基板與該感測結構陣列之間。根據另一構想，該圖案化光學匹配層係位於該感測結構陣列上。

在本發明之一實施例中，所述至少一圖案化光學匹配層包含位於該基板與該感測結構陣列之間的一第一圖案化光學匹配層，及位於該感測結構陣列上方之一第二圖案化光學匹配層。

在本發明之一實施例中，該第一圖案化光學匹配層係經圖案化而形成為包含複數個開口，其中各該開口的位置係與該架橋結構對應。

在本發明之一實施例中，該第一圖案化光學匹配層係經圖案化而形成為包含複數個島狀結構，其中各該島狀結構的位置係與該架橋結構對應。

在本發明之一實施例中，該第二圖案化光學匹配層係經圖案化而形成為包含複數個開口，其中各該開口的位置係與該架橋結構對應。

在本發明之一實施例中，該第二圖案化光學匹配層係經圖案化而形成為包含複數個島狀結構，其中各該島狀結構的位置係與該架橋結構對應。

在本發明之一實施例中，該至少一圖案化光學匹配層之厚度係介於30nm至200nm之間。

在本發明之一實施例中，該至少一圖案化光學匹配層係一有機系單層薄膜或一無機系薄膜。在一實施例中，該有機系單層薄膜之折射率係介於1.58至1.85之間。在一實施例中，該無機系單層薄膜之折射率係介於1.4至2.5之間。

在本發明之一實施例中，該至少一圖案化光學匹配層係一有機系複層薄膜或一無機系複層薄膜，其中所述複層薄膜中之各層結構具有相異的折射率。

在本發明之一實施例中，該無機系複層薄膜係選自Nb₂O₅與SiO₂之複層薄膜及SiN_x與SiO₂之複層薄膜中其一。

在本發明之一實施例中，該至少一圖案化光學匹配層之厚度與材質係經選擇而使得在該架橋結構處之反射率差異值<1%。

本發明之另一構想係提出一種電容式觸控面板，其包含：一基板；一第一感測層，其位於該基板上且經圖案化而形成為包含複數個第一感測單元、複數個第二感測單元與複數個連接部，所述第一感測單元係藉由各所述連接部電性連接於一第一方向；一絕緣圖樣層，其位於該第一感測層上且經圖案化而形成為包含複數個絕緣體，各所述絕緣體係分別位於各所述連接部上；一第二感測層，其位於該絕緣圖樣層上且經圖案化而形成為包含複數個傳導結構，各所述傳導結構係分別位於各所述絕緣體上並使所述第二感測單元電性連接於一第二方向，其中該第二方向與該第一方向相異；一第一光學匹配層，其係位於該第二感測層上，且經圖案化而形成為包含複數個開口或複數個島狀結構，其中各所述開口或各所述結構的位置係與該傳導結構相應，且其中各該島狀結構與各該開口的覆蓋面積大於各該絕緣體的覆蓋面積；及一第二光學匹配層，其係位於該基板與該第一感測層之間。

在又一構想中，本發明提出一種電容式觸控面板，包含：一基板；一第一感測層，其位於該基板上且經圖案化而形成為包含複數個第一感測單元、複數個第二感測單元與複數個連接部，所述第一感測單元係藉由各所述連接部電性連接於一第一方向；一絕緣圖樣層，其位於該第一感測層上且經圖案化而形成為包含複數個絕緣體，各所述絕緣體係分別位於各所述連接部上；一第二感測層，其位於該絕緣圖樣層上且經圖案化而形成為包含複數個傳導結構，各所述傳導結構係分別位於各所述絕緣體上並使所述第二感測單元電性連接於一第二方向，其中該第二方向與該第一方向相異；一第一光學匹配層，其係位於該第二感測層上；及一第二光學匹配層，其係位於該基板與該第一感測層之間，且經圖案化而形成為包含複數個開口或複數個島狀結構，其中各所述開口或各所述結構的位置係與該傳導結構相應，且其中各該島狀結構與各該開口的覆蓋面積大於各該絕緣體的覆蓋面積。

本發明係對觸控面板中分別設於感測結構上下的兩層光學匹配層進行圖案化設計，藉此降低架橋結構區域與非架橋結構處等其他區域之間的反射率差異，以消除人眼對於架橋結構區域的外觀可視性感受差異，降低感測結構因含有架橋結構而產生的外觀可視性。

依據下述之非限制性具體實施例詳細說明，並參照如附圖式，即可更進一步理解本發明之前述構想與其他構想之特徵、實施態樣和優勢。

100‧‧‧基板

110、110X、110Y‧‧‧感測單元

120‧‧‧絕緣層

140‧‧‧保護層

20‧‧‧觸控面板

200‧‧‧基板

210a‧‧‧連接部

210X、210Y‧‧‧感測單元

220‧‧‧絕緣體

230‧‧‧傳導結構

300‧‧‧基板

310‧‧‧感測層

310a‧‧‧連接部

310x‧‧‧感測單元

320‧‧‧絕緣體

330‧‧‧傳導結構

340‧‧‧保護層

350‧‧‧第一光學膜

360‧‧‧第二光學膜

400‧‧‧基板

410‧‧‧感測層

410a‧‧‧連接部

410x‧‧‧感測單元

420‧‧‧絕緣體

430‧‧‧傳導結構

440‧‧‧保護層

450‧‧‧光學匹配層

460‧‧‧光學匹配層

460A‧‧‧開口

500‧‧‧基板

510‧‧‧感測層

510a‧‧‧連接部

510x‧‧‧感測單元

520‧‧‧絕緣體

530‧‧‧傳導結構

540‧‧‧保護層

550‧‧‧光學匹配層

560‧‧‧光學匹配層

560A‧‧‧島狀結構

600‧‧‧基板

610‧‧‧感測層

610a‧‧‧連接部

610x‧‧‧感測單元

620‧‧‧絕緣體

630‧‧‧傳導結構

640‧‧‧保護層

650‧‧‧光學匹配層

650A‧‧‧開口

660‧‧‧光學匹配層

700‧‧‧基板

710‧‧‧感測層

710a‧‧‧連接部

710x‧‧‧感測單元

720‧‧‧絕緣體

730‧‧‧傳導結構

740‧‧‧保護層

750‧‧‧光學匹配層

750A‧‧‧島狀結構

760‧‧‧光學匹配層

第一圖係一習知觸控面板感測結構示意圖。

第二A圖與第二B圖係一習知觸控面板感測結構示意圖。

第三圖係一習知觸控面板感測結構示意圖。

第四圖係根據本發明第一具體實施例之觸控面板感測結構示意圖。

第五圖係根據本發明第二具體實施例之觸控面板感測結構示意圖。

第六圖係根據本發明第三具體實施例之觸控面板感測結構示意圖。

第七圖係根據本發明第四具體實施例之觸控面板感測結構示意圖。

為利於了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成的技術功效，茲將參照如附圖式，以例示方式詳細說明本發明之具體實施例。然需注意的是，下述說明與如附圖式係僅為示意及輔助說明書之用，而未必為實施本發明時之真實比例與精確配置；因此，不應就所附圖式的比例與配置關係而解讀、限制本發明於實際實施之權利範圍，本發明之範圍係由如附申請專利範圍所定義。

下文將配合圖式進一步說明本發明之具體實施例。需了解這些圖式中所標示之元件係僅為說明清晰之用，而非代表實際尺寸與比例。另外，為求圖面簡潔以利理解，在部分圖式中係省略了習知元件的繪示與描述。

如在本發明說明書中所使用，島狀結構、開口與絕緣體等之「覆蓋面積」是指由觸控面板上方觀之，島狀結構、開口與絕緣體等結構所涵蓋的基板部分之面積，意即表示這些結構的大小。

請參閱第四圖，其係示意說明根據本發明第一具體實施例之觸控面板感測結構及降低架橋結構可視感的方式。

如第四圖所示，本發明之電容式觸控面板包含基板400、形成於基板400上的感測層410、絕緣體420、導電性傳導結構430及保護層440，其中感測層410係一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)經圖案化而形成，其包含複數個感測單元410x、連接部410a以及經由連接部410a而彼此連接於一第一方向(例如Y方向)的複數個感測單元(未示)。絕緣體420係由一絕緣材料層經圖案化而形成，絕緣體420位於連接部410a上方。傳導結構430係由另一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)，其與絕緣體420一起形成一架橋結構而使感測單元410x連接於一第二方向(例如X方向)。在本發明具體實施例中，係由感測層410之感測單元、絕緣體420與傳導結構430構成一感測結構。

為求表達清晰，在圖式中係僅繪示出一個感測結構作為例示說明。然發明所屬領域之技術人士可知，本發明之電容式觸控面板中係包含有複數個此類感測結構，且其可排列為如第二B圖中所示之陣列形式。

為降低第四圖中架橋結構的外觀可視感，在本發明中，係於觸控面板中加入一或多層光學匹配層，其中至少一層光學匹配層係經圖案化而具有預定圖樣。如第四圖所示，在整個感測結構上方係形成有一光學匹配層460，其係經圖案化而形成有複數個開口460A，其中各開口460A的位置係與感測結構中的架橋結構相應(例如，光學匹配層460恰於架橋結構上方形成有開口460A)，且各開口460A的覆蓋面積係大於絕緣體420之覆蓋面積。藉此，在形成有架橋結構的區域中，光線僅受到單層光學匹配層450的作用影響，故可輕易進行區域性的折射率調整，使其能與使用雙層光學匹配層的其他結構區域(意即，不具架橋結構的區域)在整體上呈現相近的反射效果，降低人眼對架橋結構及其他結構區域的視覺感受差異。

請參閱第五圖，其係示意說明根據本發明第二具體實施例之觸控面板感測結構及降低架橋結構可視感的方式。

如第五圖所示，本發明之電容式觸控面板包含基板500、形成於基板500上的感測層510、絕緣體520、傳導結構530及保護層540，其中感測層510係一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)經圖案化而形成，其包含複數個感測單元510x、連接部510a以及經由連接部510a而彼此連接於一第一方向(例如Y方向)的複數個感測單元(未示)。絕緣體520係由一絕緣材料層經圖案化而形成，絕緣體520位於連接部510a上方而與傳導結構530一起形成一架橋結構。傳導結構530係由另一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)，其使感測單元510x連接於一第二方向(例如X方向)。在本發明具體實施例中，係由感測層510之感測單元、絕緣體520與傳導結構530構成一感測結構。

在第五圖所示具體實施例中，形成於感測結構上之光學匹配層係經圖案化而形成為複數個島狀結構560A，其位置係與感測結構中的架橋結構相應(例如島狀結構560A恰位於架橋結構上方)，且各島狀結構560A的覆蓋面積係大於絕緣體520之覆蓋面積。藉此，在形成有架橋結構的區域中，即可利用光學匹配層之島狀結構560A進行區域性的折射率調整，使其能與其他結構區域(意即，不具架橋結構的區域)在整體上呈現相近的反射效果，降低人眼對架橋結構及其他結構區域的視覺感受差異。

請參閱第六圖，其係示意說明根據本發明第三具體實施例之觸控面板感測結構及降低架橋結構可視感的方式。

如第六圖所示，本發明之電容式觸控面板包含基板600、形成於基板600上的感測層610、絕緣體620、傳導結構630及保護層640，其中感測層610係一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)經圖案化而形成，其包含複數個感測單元610x、連接部610a以及經由連接部610a而彼此連接於一第一方向(例如Y方向)的複數個感測單元(未示)。絕緣體620係由一絕緣材料層經圖案化而形成，絕緣體620位於連接部610a上方。傳導結構630係由另一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)，其與絕緣體620一起形成一架橋結構而使感測單元610x連接於一第二方向(例如X方向)。在本發明具體實施例中，係由感測層610之感測單元、絕緣體620與傳導結構630構成一感測結構。

在第六圖所示具體實施例中，在整個感測結構上方係覆有一光學匹配層660；此外，在基板600與感測結構之間係另形成有一光學匹配層650，光學匹配層650經圖案化而形成有複數個開口650A，其中各開口650A的位置係與感測結構中的架橋結構相應(例如，光學匹配層650恰於架橋結構處形成有開口650A，以暴露出架橋結構)，且各開口650A的覆蓋面積係大於絕緣體620之覆蓋面積。藉此，在形成有架橋結構的區域中，光線僅受到單層光學匹配層660的作用影響，故可輕易進行區域性的折射率調整，使其能與使用雙層光學匹配層的其他結構區域(意即，不具架橋結構的區域)在整體上呈現相近的反射效果，降低人眼對架橋結構及其他結構區域的視覺感受差異。

請參閱第七圖，其係示意說明根據本發明第四具體實施例之觸控面板感測結構及降低架橋結構可視感的方式。

如第七圖所示，本發明之電容式觸控面板包含基板700、形成於基板700上的感測層710、絕緣體720、傳導結構730及保護層740，其中感測層710係一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)經圖案化而形成，其包含複數個感測單元710x、連接部710a以及經由連接部710a而彼此連接於一第一方向(例如Y方向)的複數個感測單元(未示)。絕緣體720係由一絕緣材料層經圖案化而形成，絕緣體720位於連接部710a上方而與傳導結構730一起形成一架橋結構。傳導結構730係由另一層透明導電材料(例如、但不限於銦錫氧化物)，其使感測單元710x連接於一第二方向(例如X方向)。在本發明具體實施例中，係由感測層710之感測單元、絕緣體720與傳導結構730構成一感測結構。

在第七圖所示具體實施例中，光學匹配層760係整體覆蓋於感測結構上方。此外，在基板700與感測結構之間係另設有一光學匹配層，其係經圖案化而形成為複數個島狀結構750A，各島狀結構750A的位置係與感測結構中的架橋結構相應(例如島狀結構750A恰位於架橋結構下方位置)，且各島狀結構750A的覆蓋面積係大於絕緣體720之覆蓋面積。藉此方式，在形成有架橋結構的區域中，即可利用光學匹配層之島狀結構750A進行區域性的折射率調整，使其能與其他結構區域(意即，不具架橋結構的區域)在整體上呈現相近的反射效果，降低人眼對架橋結構及其他結構區域的視覺感受差異。

前述圖式與相應說明內容係例示說明本發明之電容式觸控面板的具體實施例。必須強調的是，在上述各圖式中係僅繪示出一個感測結構作為例示說明，以求表達清晰。然發明所屬領域之技術人士可知，本發明之電容式觸控面板中係包含有複數個此類感測結構，且其可排列為如第二B圖中所示之陣列形式。

在本發明具體實施例中，係利用黃光蝕刻製程對觸控面板中分別設於感測結構上下的兩層光學匹配層進行圖案化設計，藉此降低架橋結構區域與非架橋結構處等其他區域之間的反射率差異，以消除人眼對於架橋結構區域的外觀可視性感受差異。除結構上的設計以外，光學匹配層的材質與厚度組合亦可依實際需求與規格而調整，俾使觸控面板之架橋結構區域與其他區域間的反射率差異值降至1%以下，以消除人眼感受差異。舉例而言，在一具體實施例中，各光學匹配層的厚度係可介於30nm至200nm之間。此外，光學匹配層可選自單一材質之有機系薄膜與複合材質之有機系薄膜中其一；其中有機系薄膜之折射率較佳係介於1.58至1.85之間，而無機系薄膜之折射率較佳係介於1.4至2.5之間。在一實施例中，該無機系薄膜係選自Nb₂O₅與SiO₂之複合材質、及SiN_x與SiO₂之複合材質中其一。然須注意的是，此厚度範圍與材質係僅作為例示性說明，而非對本發明範疇之限制。

在一實施例中，有機系薄膜係由樹脂所形成，其材質包括、但不限於：聚醯亞胺、卡多樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧烷、聚苯並噁唑、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸、聚胺基甲酸酯或聚酯等。該有機系薄膜中係摻有金屬氧化物粒子以使樹脂薄膜具有不同的折射率。更具體者，為能輕易將有機系薄膜的折射率調整為1.58至1.85，較佳為使用聚醯亞胺、卡多樹脂、聚苯並噁唑、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸或聚胺基甲酸酯等。此外，為能提高有機系薄膜與感測結構之間的接合性，較佳係使用聚醯亞胺、聚苯並噁唑或聚醯胺醯亞胺。更甚者，丙烯酸樹脂或聚矽氧烷的使用係有利於透光率的提升。在一實施例中，亦可使用具有鹼性可溶性基(例如羧基、矽醇基及酚性羥基等)之樹脂作為感光性樹脂組成物的基質樹脂，以利於進行圖案化而形成本發明所述之光學匹配層島狀結構和開口。

根據本發明，係對觸控面板中分別設於感測結構上下的兩層光學匹配層進行圖案化設計，藉此降低架橋結構區域與非架橋結構處等其他區域之間的反射率差異，以消除人眼對於架橋結構區域的外觀可視性感受差異，即可降低感測結構因含有架橋結構而產生的外觀可視性。相較於在感測結構上下方各自配置一層全覆蓋之光學匹配層進行外觀可視性補償，本發明係對其中一層及/或兩層進行圖案化，使光學匹配層形成為具有與架橋結構相應、覆蓋面積大於架橋結構中絕緣體之島狀結構或開口，其可使架橋結構區域與其他區域之間的反射率差異降低。各層材質/厚度與匹配層型態設計所實現的反射率差異降低效果(自0.97%分別降至0.47%與0.61%)詳如下表1所示。

綜上所述，藉由本發明所提供之電容式觸控面板結構，可改善使用者在使用觸控面板時由外部看見觸控面板內感測結構與架橋結構配置排列的問題，且其結構簡單、製作容易，具有低成本之優勢。此外，本發明可輕易結合現有觸控面板相關製程而實施，其應用性佳，實為一新穎、進步且具產業實用性與競爭性之發明，深具發展價值。

需特別注意的是，在本發明之說明書中所揭露的所有特徵都可能與其他方法或結構結合，本說明書中所揭露的每一個特徵都可能選擇性的以相同、相等或相似目的特徵所取代，因此，除了特別顯著的特徵之外，本發明之說明書中所揭露的所有特徵僅是相等或相似特徵中的一個例子。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。