TWI450145B - 觸控裝置以及觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置以及觸控顯示裝置

本發明是有關於一種觸控裝置以及觸控顯示裝置，且特別是有關於一種薄形化的觸控裝置以及觸控顯示裝置。

圖1為習知一種觸控裝置的剖面圖。請參照圖1，習知之觸控裝置100為了提升觸控面板110的元件操作特性，通常需於觸控面板110的表面以光學膠120黏設電磁屏蔽膜130，藉此增加觸控面板的訊號/雜訊比，其中電磁屏蔽膜130為銦錫氧化物膜。另外，為了提升觸控裝置整體的光穿透率並降低光反射率，習知的觸控面板110上必須再增設一層抗反射膜140。且在觸控面板110的另一表面上設有透明覆蓋板150。如此一來，習知之觸控裝置100的整體厚度無法有效地被縮減，因而降低了觸控裝置產品的競爭優勢。

此外，當圖1所示之觸控裝置100中的光學膠120、電磁屏蔽膜130以及抗反射膜140為具有光學膠的塑膠基材的情況下，在製作上，當電磁屏蔽膜130與抗反射膜140進行黏貼時，容易造成氣泡、異物等不良，人力成本增加、以及抗反射膜因人工拿取的作業方式容易導致抗反射膜產生摺痕等問題。

本發明提供一種觸控顯示裝置，其可顯著地縮減觸控顯示裝置的整體厚度，並削減觸控面板與顯示面板之間的訊號干擾問題。

本發明提出一種觸控裝置，其包括一觸控面板以及一遮蔽電極薄膜。觸控面板包括一基板以及觸控元件，其中觸控元件位於基板上。遮蔽電極薄膜配置於觸控面板上，遮蔽電極薄膜具有多條奈米金屬絲，奈米金屬絲彼此交錯以構成遮蔽電極薄膜。

本發明另提出一種觸控顯示裝置，其包括一顯示面板、一觸控面板以及一遮蔽電極薄膜。觸控面板包括一基板以及一位於基板上的觸控元件。遮蔽電極薄膜位於顯示面板與觸控面板之間，其中遮蔽電極薄膜具有多條奈米金屬絲，奈米金屬絲彼此交錯以構成遮蔽電極薄膜。

基於上述，本發明之觸控裝置以及觸控顯示裝置中，採用交織的奈米金屬絲作為觸控面板的屏蔽電極薄膜，因此可以在奈米級的厚度之下提供觸控面板足夠的電磁屏蔽功能，並有助於觸控裝置提升整體的穿透率以及降低光反射率，符合觸控裝置以及觸控顯示裝置薄形化之需求。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2繪示為本發明之的觸控裝置之局部剖面示意圖。請參照圖2，觸控裝置200包括一觸控面板210以及一遮蔽電極薄膜220。觸控面板210包括一基板212以及觸控元件214，其中觸控元件214位於基板212上，基板212是一玻璃板或一塑膠板，在本實施例中，基板212設有一裝飾層216，以供基板212與裝飾層216形成一覆蓋板(cover lens)，如圖2所示，裝飾層216位於基板212與及觸控元件214之間，裝飾層216由類鑽、陶瓷、油墨以及光阻材料的至少其中之一所構成，但本發明並不限定裝飾層的設置位置與材質。

請繼續參照圖2，遮蔽電極薄膜220配置於觸控面板210上，其中遮蔽電極薄膜220具有多條奈米金屬絲222，奈米金屬絲222彼此交錯以構成遮蔽電極薄膜220。並且，本實施例之遮蔽電極薄膜220可以取代如圖1所示之習知觸控裝置100中光學膠120、電磁屏蔽膜130以及抗反射膜140的疊層結構，因而可有效縮減觸控裝置200整體的厚度。

本發明的實施例中，觸控元件可為單層透明電極結構或多層透明電極結構，例如包含複數條第一電極串列及複數條第二電極串列，且第一電極串列與第二電極串列彼此間隔開，且第一電極串列及第二電極串列可別設於上述基板之一面或兩面，同時，第一電極串列及第二電極串列不限其形狀。舉例說明，複數第一電極串列包括複數第一連接線及複數第一透明電極，第一透明串列可經由複數第一連接線串連相鄰之第一透明電極；複數第二電極串列包括複數第二連接線及複數第二透明電極，且第二透明串列可經由複數第二連接線串連相鄰之第二透明電極，且複數第一透明電極及複數第二透明電極不限於設呈菱形、三角形、直線形等幾何形狀。或者，第一電極串列及第二電極串列可為直線、三角形、矩形或其他形狀。

詳細來說，本發明的遮蔽電極薄膜220兼具有電磁屏蔽、高光穿透率以及抗反射率的功能，以下說明將具體地提出數個可實現前述特性之電磁屏蔽膜的實施方式，不過以下的實施方式並非用以限定本發明。

圖3繪示為本發明之一實施例的遮蔽電極薄膜在顯微鏡下的示意圖。請同時參照圖2與圖3，遮蔽電極薄膜220是由奈米金屬絲222散佈(scattered)於觸控面板210上，並彼此交錯，本實施例之奈米金屬絲222例如為奈米銀絲。由圖3可知，構成遮蔽電極薄膜220的各條奈米金屬絲222的長度分佈例如為大於0奈米(nm)至150奈米(nm)，而奈米金屬絲222的直徑分佈例如大於0奈米(nm)至100奈米(nm)。

圖4A至圖4E為本發明一實施例中一種觸控裝置的製作方法流程圖。請參照圖2與圖4A，在本實施例中，遮蔽電極薄膜220的製作方式是將奈米金屬絲222均勻地混合於一分散媒224。請參照圖4B，分散媒224用以使奈米金屬絲222均勻地混合於其中，以形成一奈米金屬絲溶液230，圖4B中的奈米金屬絲尺寸與數量僅為示意，並不用以限定本發明。分散媒224例如是壓克力系等溶劑。

接著，請參照圖2與圖4C，將混有奈米金屬絲222的奈米金屬絲溶液230以塗佈、噴灑、浸泡或印刷等方式形成至少一觸控面板210的表面上。在本實施例中，奈米金屬絲溶液230是直接形成於一觸控面板母片210a上。換言之，觸控面板母片210a具有多個觸控面板210。

之後，請參照圖2與圖4D，待奈米金屬絲溶液230乾固後，分散媒224因加熱而移除，即可形成奈米金屬絲222與具有抗光反射性質的二氧化矽、氧化鈦...等樹脂在無機物遮蔽電極薄膜220中，構成連續相交織而成遮蔽電極薄膜220。

在乾固後的奈米金屬絲222薄膜中，分散媒224中的無機物可留於奈米金屬絲222薄膜中，例如無機物可為具有抗光反射性質的二氧化矽樹脂而在遮蔽電極薄膜220中構成連續相，而奈米金屬絲222則均勻地分散在二氧化矽中而構成遮蔽電極薄膜220的分散相。具體來說，奈米金屬絲222分散於構成連續項的樹脂膜(例如二氧化矽樹脂)中，奈米金屬絲222在樹脂膜中的分布密度為大於0且小於等於2000萬條/微米平方。

接著，請參照圖2與圖4E，切割已形成有遮蔽電極薄膜220的觸控面板母片210a，以形成多個由該些觸控面板210的其中之一以及該些遮蔽電極薄膜220的一部分所構成的觸控裝置200。

因此，本發明之觸控裝置200的製作方法由於可將遮蔽電極薄膜220以中片(即觸控面板母片210a)方式一次形成於多片的觸控面板210表面上，相較於習知之觸控裝置200的製作方法，本發明之觸控裝置的製作方法不僅可大幅節省人力工時，並且可大大地降低因黏貼電磁屏蔽膜以及抗反射膜所產生的異物及氣泡不良等外觀不良的問題，進而大幅提升產品的整體良率。

由此可知，遮蔽電極薄膜220是完整連續地成形於觸控面板210的表面上，當然，也可以因應產品需求藉由微影蝕刻製程、雷射切割及印刷製程等圖案化製程來形成不同的圖案設計，因此本發明並不用以限定遮蔽電極薄膜220必須全面性地覆蓋在觸控面板210的表面上，而是可以視需求採用全面性地覆蓋或是具有圖案化的方式。此外，觸控面板210可以是各種電阻式觸控面板210或各種電容式觸控面板210，本發明並不以此為限。

特別的是，本發明之遮蔽電極薄膜220的面阻抗實質上小於等於400歐姆/平方，且遮蔽電極薄膜220的折射率介於1至1.6之間。在本實施例中，上述之遮蔽電極薄膜220的光穿透率實質上為90%以上，且遮蔽電極薄膜220的光反射率實質上為11%以下。也就是說，遮蔽電極薄膜220兼具有電磁屏蔽、高光穿透率以及抗反射率的功能，因此，觸控面板210可藉由遮蔽電極薄膜220的單一膜層而達到滿足電磁屏蔽、高光穿透率以及低反射率的理想品質。

具體而言，圖5為本發明之一實施利中採用不同折射率的塗料塗布於電容式觸控面板上時，遮蔽電極薄膜對於觸控面板之光穿透率與厚度之間的關係，其中橫軸表示為厚度(單位：奈米)，縱軸為光穿透率(單位：%)，而不同的線段代表具有不同折射率的遮蔽電極薄膜220。在量測中，光穿透率是於波長實質上為550奈米的光線下所測得的數值。請同時參照圖2與圖5，使用折射率n介於1至1.6之奈米金屬絲溶液230分別形成厚度為20奈米至180奈米的由奈米金屬絲222所構成的遮蔽電極薄膜220，當折射率n為1.0至1.5時，遮蔽電極薄膜220的光穿透率實質上皆大於等於91.5%，且其分佈曲線如圖5的上半部所示。當折射率n為1.55至1.6時，遮蔽電極薄膜220的穿透率實質上亦能保有90%以上，且其分佈曲線如圖5所示的下半部所示。

圖6為本發明之一實施利中採用不同折射率的塗料塗布於電容式觸控面板上時，遮蔽電極薄膜對於觸控面板之光反射率與厚度之間的關係，其中橫軸表示為厚度(單位：奈米)，縱軸為光反射率(單位：%)，而不同的線段代表具有不同折射率的遮蔽電極薄膜220。在量測中，光反射率是於波長實質上為550奈米的光線下所測得的數值。請同時參照圖2與圖6，使用折射率n介於1至1.6之奈米金屬絲溶液230分別形成厚度為20奈米至180奈米的由奈米金屬絲222所構成的遮蔽電極薄膜220，當折射率n為1.0至1.5時，遮蔽電極薄膜220對觸控面板210的光反射率實質上皆小於等於8.5%，且其分佈曲線如圖6的下半部所示。當折射率n為1.55至1.6時，遮蔽電極薄膜220的光反射率實質上亦能維持在11%以下，且其分佈曲線如圖6所示的上半部所示。

因此，由圖5與圖6可知，折射率n介於1至1.6之遮蔽電極薄膜220的光穿透率可以達90%以上，且光反射率降低至11%以下。當折射率為1.3，厚度為100奈米時，遮蔽電極薄膜220對於觸控面板210的光穿透率可以達95%以上，且光反射率可以降至小於5%以下的程度，因而具有最佳的光學特性。此外，在此條件下的遮蔽電極薄膜220，其所測得的面阻抗實質上小於等於為400歐姆/平方，因此已具有電磁屏蔽的功效。

承上述，遮蔽電極薄膜220具良好的光穿透性質與抗光反射特性，並且具有的電磁屏蔽性質。由以上可知，遮蔽電極薄膜220可以在奈米級的厚度(20奈米至180奈米)下提供觸控面板210電磁屏蔽、高光穿透率以及低反射率的效果。換言之，由於遮蔽電極薄膜220中奈米金屬絲222所佔面積微小，且即使奈米金屬絲222在遮蔽電極薄膜220必須彼此交錯疊置以構成電性連接的網絡結構來提供電磁屏蔽的效應，但其光穿透率仍可高達90%以上。因此，遮蔽電極薄膜220的厚度即使為奈米級仍已足夠達到理想的電磁屏蔽效應而使觸控面板210維持其訊號/雜訊比，以達到高感測靈敏度等元件操作特性之需求。

在一些應用層面上，觸控裝置可以進一步與另一顯示面板相結合而構成一觸控顯示裝置。

圖7繪示為本發明之的觸控觸控顯示裝置之局部剖面示意圖。請參照圖7，觸控顯示裝置300包括一顯示面板250、一觸控面板210以及一遮蔽電極薄膜220，觸控面板210與遮蔽電極薄膜220即為前述的觸控裝置200，其中觸控裝置200上的構件如前述，不再贅述，而遮蔽電極薄膜220位於顯示面板250與觸控面板210之間。如前述，遮蔽電極薄膜220的設置可以避免觸控面板210與顯示面板250之間發生訊號干擾的現象。其中，該顯示面板250為液晶顯示器、有機發光顯示器、電潤濕顯示器或電泳顯示器。

整體而言，由於本發明之遮蔽電極薄膜220可以用如塗布、噴灑、浸泡、印刷等方式在觸控面板210上形成由奈米金屬絲所構成的遮蔽電極薄膜220，因此其製程簡易。以下將本發明的遮蔽電極薄膜220與習知如圖1所示之銦錫氧化物膜所構成之電磁屏蔽膜130進行比較。

此外，習知觸控裝置100中的由銦錫氧化物膜所構成的電磁屏蔽膜130中包含了銦元素等稀有金屬，由於產量日益稀少，因有原料供給不足與斷料之虞。相對於此，本發明之遮蔽電極薄膜220中是以奈米金屬絲替代習知銦錫氧化物膜的材料，並無上述原料供給不足與斷料等擔憂。此外，本發明之由奈米金屬絲薄膜所構成的遮蔽電極薄膜220具有耐化學藥性，因此可以因應產品特性進一步選用不同特性的分散媒224(如圖4A所示)，例如可選用用於形成抗反射膜的二氧化矽溶液，以使最後所形成之遮蔽電極薄膜220具有抗反射膜的特性。

綜上所述，本發明採用奈米結構的奈米金屬絲作為觸控面板表面上的遮蔽電極薄膜，可以在奈米級的厚度之下提供觸控面板增加訊號/雜訊比、提升整體穿透率以及降低光反射率等特性，大幅降低觸控裝置以及觸控顯示裝置整體的厚度並維持其理想的元件特性。此外，由於本發明之遮蔽電極薄膜的製程簡易，並可以以中片的方式一次形成於多片的觸控面板表面上，不僅使產品的良率大幅提升且節省人力工時，符合量產需求。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧觸控裝置

110、210‧‧‧觸控面板

120‧‧‧光學膠

130‧‧‧電磁屏蔽膜

140‧‧‧抗反射膜

150、260‧‧‧透明覆蓋板

210a‧‧‧觸控面板母片

212‧‧‧基板

214‧‧‧觸控元件

216‧‧‧裝飾層

220‧‧‧遮蔽電極薄膜

222‧‧‧奈米金屬絲

224‧‧‧分散媒

230‧‧‧奈米金屬絲溶液

250‧‧‧顯示面板

300‧‧‧觸控顯示裝置

圖1為習知一種觸控裝置的剖面圖。

圖2繪示為本發明之的觸控裝置之局部剖面示意圖。

圖3繪示為本發明之一實施例的遮蔽電極薄膜在顯微鏡下的示意圖。

圖4A至圖4E為本發明一實施例中一種觸控裝置的製作方法流程圖。

圖5為本發明之一實施利中採用不同折射率的塗料塗布於電容式觸控面板上時，遮蔽電極薄膜對於觸控面板之光穿透率與厚度之間的關係。

圖6為本發明之一實施利中採用不同折射率的塗料塗布於電容式觸控面板上時，遮蔽電極薄膜對於觸控面板之光反射率與厚度之間的關係。

圖7繪示為本發明之的觸控觸控顯示裝置之局部剖面示意圖。

200．．．觸控裝置

210．．．觸控面板

212．．．基板

214．．．觸控元件

216．．．裝飾層

220．．．遮蔽電極薄膜

222．．．奈米金屬絲

Claims (11)

1. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，包括：一基板；一觸控元件，位於該基板上；以及一遮蔽電極薄膜，配置於該觸控面板上，該遮蔽電極薄膜具有多條奈米金屬絲，該些奈米金屬絲彼此交錯以構成該遮蔽電極薄膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該遮蔽電極薄膜的面阻抗小於或等於400歐姆/平方，且該遮蔽電極薄膜的折射率介於1至1.6之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該遮蔽電極薄膜的光穿透率為90%以上，且該遮蔽電極薄膜的光反射率為11%以下。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該遮蔽電極薄膜的厚度介於20奈米至180奈米之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該遮蔽電極薄膜更包括一樹脂層，該些奈米金屬絲分散於該樹脂膜中，該些奈米金屬絲的分布密度為大於0且小於等於2000萬條/微米平方。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該基板為一玻璃板或一塑膠板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該基板為一覆蓋板(Cover Lens)，該覆蓋板係包含一玻璃板 或一塑膠板，且於該玻璃板或塑膠板設有一裝飾層。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中該裝飾層係由類鑽、陶瓷、油墨以及光阻材料的至少其中之一所構成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該觸控元件包含複數條第一電極串列及複數條第二電極串列，且複數第一電極串列與複數第二電極串列彼此間隔開。
10. 一種觸控顯示裝置，包括：一觸控面板，包括：一基板；一觸控元件，位於該基板上；以及一遮蔽電極薄膜，位於該觸控面板上，且該遮蔽電極薄膜具有多條奈米金屬絲，該些奈米金屬絲彼此交錯以構成該遮蔽電極薄膜；以及一顯示面板，位於該遮蔽電極薄膜上，以供該遮蔽電極薄膜設於該觸控面板與該顯示面板之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示面板為一液晶顯示器、一有機發光顯示器、一電潤濕顯示器或電泳顯示器。