TWM461098U - 觸控面板 - Google Patents

Description

觸控面板

本創作係關於一種觸控面板，尤指一種結構分層折射率呈對稱分佈的觸控面板。

近年來，手機與平板電腦等電子裝置大多具備觸控功能，利用觸控面板用來作為輸入輸出介面，讓使用者以手指或觸控筆在觸控面板上觸碰滑動來操控電子裝置的功能。

現有的觸控面板使用的觸控感應方式不盡相同，其中電容式觸控技術是目前市場最常採用的觸控感應技術。請參照第1圖及第2圖，第1圖是一習知電容式觸控面板之結構示意圖，第2圖是沿第1圖的割面線AA所示的剖視圖。所述習知的電容式觸控面板主要包含一玻璃基板9、一黑色矩陣層93、多個第一電極90、多個第二電極91、多個第一連接線98、多個第二連接線99及一保護層94。所述黑色矩陣層93係成形於所述玻璃基板9的表面且位於其表面的周邊以構成遮光區。所述第一電極90成形於所述玻璃基板9的表面上並排列成矩陣，且通過多條第一導線900而沿X軸方向串接。所述第二電極91亦成形於所述玻璃基板9的表面上並排列成矩陣，其中第二電極91皆位於所述第一電極90之間，且所述第二電極91通過多條第二導線910而沿Y軸方向串接。所述第一電極90和第二電極91分別透過第一 連接線98和第二連接線99而與外圍控制電路相連接。所述保護層94則覆蓋所述黑色矩陣層93、所述第一電極90、所述第二電極92、所述第一連接線98及所述第二連接線99。如第2圖所示，為了避免第一導線900與第二導線910相互接觸，第一導線900與第二導線910之交錯處間係設有一電性絕緣的架橋件92，使得第一導線900可絕緣地與第二導線910絕緣交錯。

在上述的電容式觸控面板中，相鄰的第一電極90與第二電極91之間會形成感應電容，構成觸控感測區，當使用者的手指碰觸該電容式觸控面板的表面時，將改變其碰觸點的感應電容的電容值，連接所述第一電極90與第二電極91的一外圍控制電路便能通過感應電容值的變化來而辨識手指碰觸的位置。

在上述的觸控面板的現有製造過程中，所述黑色矩陣層93會先成形於所述玻璃基板9的表面，一透明導電層才接著設置於所述玻璃基板9的表面及黑色矩陣層93上，並通過圖案化製程以成形所述第一電極90與第二電極91，此時外圍的黑色矩陣層93的膜厚大於觸控感測區內的圖案化的透明導線層的膜厚，進而在觸控感測區的邊緣處形成一高度差，使得後續設置所述保護層94時，所述保護層94在觸控感測區的邊緣處的膜厚產生變化，進而造成觸控感測區的邊緣處因光線干涉而出現彩虹紋(rainbow mura)現象。

再者，上述的架橋件92僅局部設置於導線交錯處對於觸控面板的機械特性並無幫助。另，所述架橋件92一般是由絕緣光阻(折射率約為1.5)構成，低於第一電極 90與第二電極91的折射率，使得光線通過架橋件92與電極的折射條件不同，導致使用者可隱約看出第一電極90與第二電極91的佈線輪廓。

故，有必要提供一種觸控面板，以解决習知技術所面臨的問題。

有鑒於習知技術的缺點，本創作之主要目的在於提供一種觸控面板，其觸控結構的分層折射率呈現對稱分佈，可達到高穿透與低反射之光學特性，降低彩虹紋現象。

為達上述之目的，本創作提供一種觸控面板，其包括：一基板、一第一導電層、一絕緣層、一第二導電層與一保護層，其中該基板具有一第一折射率；該第一導電層係圖案化成形於該基板上，且具有一第二折射率；該絕緣層係覆蓋該第一導電層，且具有一第三折射率；該第二導電層係圖案化成形於該絕緣層上而與該第一導電層共同構成一觸控感測區，且具有一第四折射率；該保護層係覆蓋該第二導電層，且具有一第五折射率，其中該第一折射率和該第五折射率介於1.5~1.6間，該第二折射率、該第三折射率和該第四折射率介於1.7~2.2間，使得至少該基板、該第一導電層、該絕緣層、該第二導電層及該保護層構成的疊層結構的折射率呈對稱分佈。

上述折射率的對稱分佈有助於達到高穿透與低反射之光學特性，且絕緣層可緩衝基板與電極層之間的應力 作用，提供觸控結構較佳的機械特性。

本創作另提供一種觸控面板，其包括：一基板、一第一導電層、一絕緣層、一遮蔽層、一第二導電層及一保護層。所述第一導電層係圖案化成形於該基板上。所述絕緣層係覆蓋所述第一導電層。所述遮蔽層係形成於該基板上，並圍繞所述第一導電層且對應覆蓋所述絕緣層的四周邊緣，進而構成一遮光區。所述第二導電層係圖案化成形於所述絕緣層上而與所述第一導電層共同構成一觸控感測區。所述保護層係覆蓋所述第二導電層及所述遮蔽層。

由於本創作的遮蔽層是對應覆蓋所述絕緣層的四周邊緣，亦即遮蔽層是在成形所述絕緣層之後才成形，所述絕緣層的膜厚大致等於或大於所述遮蔽層的膜厚，因此遮蔽層之厚度將往基板邊緣方向漸減，在成形所述保護層後，保護層之厚度亦將隨之往基板邊緣方向漸減，亦即所述保護層的膜厚只在遮光區範圍內變化。因此，所述保護層的膜厚在觸控感測區內可維持一致，可避免發生彩虹紋(rainbow mura)現象。

為了讓本創作之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本創作較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。下列說明是參考附加的圖式，用以例示本創作可用以實施之特定實施例。本創作所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「內」、 「外」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，本創作以下實施例中所提到的方向用語僅是用來輔助說明本創作技術內容，而非用來限制本創作。

請參考第3A~3C圖所示，其中，第3A圖為本創作一較佳實施例的觸控面板的局部俯視圖，而第3B圖和第3C圖是分別沿著第3A圖中AA’和BB’割面線之剖面示意圖。本創作一較佳實施例的觸控面板主要包含一基板1、一第一導電層10、一絕緣層11、一第二導電層13、一遮蔽層(可為黑色矩陣層)12與一保護層14。

所述基板1在本實施例中係為一透明玻璃，其具有一第一折射率，該第一折射率介於1.5~1.6之間，例如為1.5。

所述第一導電層10係圖案化成形於該基板1上。進一步如第3A圖所示，所述第一導電層10是由一透明導電膜(例如氧化銦錫)經過曝光顯影蝕刻等步驟所製成，在本實施例中，所述第一導電層10包含多個彼此不相連接之長條狀橋接結構101，此多個橋接結構101係呈一矩陣排列。所述第一導電層10具有一第二折射率，該第二折射率大於前述第一折射率，其值介於1.7~2.2之間。每一橋接結構101係用以連接兩相鄰的第一電極132(容後述)，使得複數個第一電極132沿一第一方向(例如X軸方向)電性串接。

所述絕緣層11係全面覆蓋所述第一導電層10，並具有多個貫穿孔15，更詳細地，所述絕緣層11係整面塗佈(full coating)於所述第一導電層10和基板1上，進而覆蓋所述多個橋接結構101，其中每一橋接結構101 的兩端分別對應一所述貫穿孔15。特別一提的是，在本創作中所謂絕緣層11整面塗佈係指絕緣層11為一整片之結構，而非複數個離散結構，且其同時覆蓋所述多個橋接結構101。所述絕緣層11之面積略等於觸控感測區，且其週邊大致與基板1之週邊平行。在本實施例中，所述絕緣層11為高折射率光阻，具有一第三折射率，所述第三折射率約介於1.7~2.2之間，較佳者，第三折射率可大致相等於第二折射率。

所述第二導電層13係圖案化成形於所述絕緣層11上而與所述第一導電層10共同構成一觸控感測區(如第3A圖所示的C區)。如第3B圖和第3C圖所示，在本實施例中，所述第二導電層13亦是由一透明導電膜(例如氧化銦錫)經過曝光顯影蝕刻等步驟所製成，其中所述第二導電層13包含多個第一電極132與第二電極130及多條第二導線131，所述第一電極132與第二電極130呈矩陣排列(如第3A圖示)。另如第3C圖所示，於X軸方向上兩相鄰之所述第一電極132將透過兩相鄰之貫穿孔15和第一導電層10之橋接結構101彼此電性連接。此外，每一所述第二導線131連接兩相鄰的第二電極130並與一對應的橋接結構101交錯，使得所述第二電極130沿著一第二方向(例如Y軸方向)串接。在本實施例中，所述第二導電層13具有一第四折射率，所述第四折射率約介於1.7~2.2之間，較佳者，第四折射率大致相等於第二折射率。

所述遮蔽層12係形成於該基板1上，並圍繞所述第二導電層13所形成之第一電極132與第二電極130，且 遮蔽層12至少一部份覆蓋所述絕緣層11的四周邊緣，進而構成一遮光區(如第3A圖所述的D區)。該遮光區係圍繞所述觸控感測區，用以遮蔽所述第一電極132與第二電極130連接的第一連接線134和第二連接線135。在此特別說明的是，於本實施例中，遮蔽層12之至少一部份覆蓋絕緣層11之邊緣，而第二導電層13之至少一部份則覆蓋遮蔽層12之邊緣。另如第3A圖所示，所述第一電極132和第二電極130分別透過第一連接線134和第二連接線135與外部控制電路相連接。其中，第一連接線134和第二連接線135係設置在遮蔽層12上，其材質可以為與第二導電層13相同之透明導電材質或為金屬材質。

另外，本創作的觸控面板還進一步包含了一保護層14，所述保護層14係覆蓋所述第二導電層13、絕緣層11和遮蔽層12，且所述保護層14具有一第五折射率，第五折射率介於1.5~1.6之間，較佳者，第五折射率大致相等於第一折射率。

值得一提的是，如第3A~3C圖所示，由第一導電層10所形成的橋接結構101係受絕緣層11覆蓋，跟整個絕緣層11體積相比，橋接結構101之體積遠小於絕緣層之體積，故在觸控感測區內，由絕緣層11和橋接結構101所共同組成之結構層，其折射率將主要由絕緣層主導，亦即橋接結構101之折射率可大致被忽略之。換言之，在探討本實施例之觸控面板的各結構層折射率與透光能力時，其觸控感測區內之層疊結構，可簡化為如第4圖所示，其中，如前述，基板1具有折射率介在1.5~1.6 間之第一折射率，絕緣層11具有折射率介在1.7~2.2間之第三折射率，第二導電層13具有折射率介在1.7~2.2間之第四折射率，而保護層14則具有折射率介在1.5~1.6間之第五折射率。在一實施例中，保護層14之折射率可設計為大致等於基板1之折射率，亦即第一折射率大致等於第五折射率，而絕緣層11之折射率可設計為大致等於第二導電層13之折射率，亦即第三折射率大致等於第四折射率，例如，保護層14與基板1之折射率為1.6，而絕緣層11和第二導電層13之折射率為2.0。即，相較於保護層14與基板1，絕緣層11和第二導電層13具有較高之折射率。因此第4圖的層疊結構中之折射率大小關係從基板1起算，依序為低(1.6)→高(2)→高(2)→低(1.6)。亦即，若以整個觸控面板疊層結構之對稱中心線S來看(即絕緣層11和第二導電層13間之交界線)，觸控面板疊層結構的各層折射率係呈一對稱分佈(即低、高、高、低)。因此，相較於現有技術局部設置絕緣層和橋接結構導致折射率不匹配並致光學特性不佳的情況，本創作藉由整面塗佈絕緣層11來與其他結構層形成具有對稱折射率的觸控結構，可達到高穿透與低反射的光學特性，使用者將不致明顯看見第一導電層10與第二導電層13(包括第一電極132與第二電極130)的佈線輪廓。

特別一提的是，本實施例雖主要為四層之面板結構來做說明，然而本創作之設計精神亦可擴展至其它層數之面板結構，亦即在其它層數之觸控面板結構中，以疊層結構之對稱中心線為中心，主要各層之折射率可設計成對稱分佈。

再者，由於所述絕緣層11整面塗佈的關係，所述絕緣層可緩衝基板1與第一導電層10和第二導電層13之間的應力作用，提供觸控結構較佳的機械特性。

此外，由於所述遮蔽層12成形於所述絕緣層11上，且所述絕緣層11的膜厚會大致等於或大於所述遮蔽層12的膜厚，因此在成形所述保護層14後，於絕緣層11和遮蔽層12之交界處上之保護層14之表面，將大致平行於基板1之表面，例如第3B圖所示。換言之，比較第2圖與第3B圖可發現，第3B圖中第二導電層13與遮蔽層12交接處上之保護層14不會產生一凹陷部，且所述保護層14的膜厚在遮光區範圍內變化(如接近基板1邊緣方向之保護層14的表面之下降現象)並不會影響觸控感測區的光學特性，故可大幅改善觸控感測區的光學特性，因此所述觸控面板的光學特性在觸控感測區的範圍內維持一致的折射與反射條件，可避免發生彩虹紋(rainbow mura)現象。

關於上述本創作的觸控面板的製造方法，請參考第5A~5G圖所述，其包含下列步驟：提供一基板1，如第5A圖所示；成形一第一導電層10於所述基板1上，如第5B圖所示，在該步驟中，一透明導電膜係先成形於所述基板1表面，接著通過曝光顯影蝕刻製程而圖案化該透明導電膜，以形成複數個成矩陣排列之橋接結構101，進而完成所述第一導電層10的製作；成形一絕緣層11於所述第一導電層10上，如圖5C所示，該步驟係以全塗佈的方式將所述絕緣層11塗佈於 所述第一導電層10與所述基板1上，接著通過曝光顯影蝕刻製程以形成絕緣層11之邊緣及複數個貫穿孔15(如第5G圖示)於絕緣層11中；成形一遮蔽層12於絕緣層11和基板1上，使得所述遮蔽層12圍繞所述第一導電層10與所述絕緣層11且對應覆蓋所述絕緣層11的四周邊緣，構成一遮光區，如第5D圖所示；成形一第二導電層13，使該第二導電層13設置於所述絕緣層11與遮蔽層12上，如第5E圖所示，在該步驟中，一透明導電膜係先成形於所述基板1表面，接著通過曝光顯影蝕刻製程而圖案化該透明導電膜，以形成第一電極132與第二電極130，其中部份第二導電層13更形成於貫穿孔15內，並藉由第一導電層10之橋接結構101電性連接兩彼此相鄰之第一電極132；以及最後，如第5F圖和第5G圖所示，成形一保護層14，使該保護層14覆蓋所述第二導電層13、絕緣層11及遮蔽層12。

請進一步參考第6圖所示，係本創作另一較佳實施例的觸控面板的剖面示意圖。在本實施例中，所述觸控面板僅包含一電極層10’，該電極層10’圖案化成形於該基板1上，而構成一觸控感測區，其中基板1具有折射率介在1.5~1.6間之第一折射率。如第6A圖所示，在本實施例中，所述電極層10’可包含數個並排的條狀電極，其中，電極層10’具有折射率介在1.7~2.2間之第二折射率。所述絕緣層11則整面塗佈而而覆蓋所述電極層10’，且具有一大致與第二折射率相同之第三折射率，例 如介於1.7~2.2之間。所述遮蔽層12則形成於絕緣層11與該基板1上，並圍繞所述電極層10’且對應覆蓋所述絕緣層11的四周邊緣，進而構成一遮光區。所述保護層14則覆蓋所述電極層10’、所述絕緣層11及所述遮蔽層12，其中，保護層14具有一大致與第一折射率相同之第四折射率，例如介於1.5~1.6之間。同樣地，如第7圖所示，本實施例之疊層結構之各層折射率亦呈對稱分佈。因此，本實施例的觸控結構亦可達到高穿透與低反射的光學特性。

同理，由於所述遮蔽層12成形於所述絕緣層11上，且所述絕緣層11的膜厚會大致等於所述遮蔽層12的膜厚，因此在成形所述保護層14後，於絕緣層11和遮蔽層12之交界處上之保護層14之表面，將大致平行於基板1之表面，例如第3B圖所示。換言之，比較第2圖與第3B圖可發現，第3B圖中第二導電層13與遮蔽層12交接處上之保護層14不會產生一凹陷部，且所述保護層14的膜厚在遮光區範圍內變化(如接近基板1邊緣方向之保護層14的表面之下降現象)並不會影響觸控感測區的光學特性，故可大幅改善觸控感測區的光學特性，因此所述觸控面板的光學特性在觸控感測區的範圍內維持一致的折射與反射條件，可避免發生彩虹紋(rainbow mura)現象。

綜上所述，本創作的觸控面板利用分層折射率呈對稱分佈的觸控結構以及調整遮蔽層的成形順序，使得整體結構具有較佳的機械特性，同時還提供較佳的光學特性，避免傳統觸控面板的彩虹紋現象的情況發生。

本創作已以較佳實施例方式揭露，然其並非用以限制本創作，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧基板

10‧‧‧第一導電層

101‧‧‧橋接結構

10’‧‧‧電極層

11‧‧‧絕緣層

12‧‧‧遮蔽層

13‧‧‧第二導電層

130‧‧‧第二電極

131‧‧‧第二導線

132‧‧‧第一電極

134‧‧‧第一連接線

135‧‧‧第二連接線

14‧‧‧保護層

15‧‧‧貫穿孔

9‧‧‧玻璃基板

90‧‧‧第一電極

900‧‧‧第一導線

91‧‧‧第二電極

910‧‧‧第二導線

92‧‧‧架橋件

93‧‧‧黑色矩陣層

94‧‧‧保護層

第1圖是現有的電容式觸控面板的局部俯視圖。

第2圖是沿第1圖的割面線AA所視的剖面示意圖。

第3A圖是本創作一較佳實施例的觸控面板的電極圖案分佈的示意圖。

第3B圖是沿第3A圖的割面線AA’所視的剖面示意圖。

第3C圖是沿第3A圖的割面線BB’所視的剖面示意圖。

第4圖是第3A圖的觸控面板在觸控感測區內的層疊結構示意圖。

第5A~5G圖是第3A圖的觸控面板的製造方法的流程示意圖。

第6圖是本創作另一較佳實施例的觸控面板的剖面示意圖。

第6A圖是本創作另一較佳實施例的觸控面板的電極圖案分佈的示意圖。

第7圖是第6圖的觸控面板在觸控感測區內的層疊結構示意圖。

1‧‧‧基板

101‧‧‧橋接結構

11‧‧‧絕緣層

12‧‧‧黑色矩陣層

13‧‧‧第二導電層

14‧‧‧保護層

Claims (14)

1. 一種觸控面板，其包括：一基板，具有一第一折射率；一第一導電層，具有一第二折射率，係圖案化成形於該基板上；一絕緣層，具有一第三折射率，係覆蓋該第一導電層；一第二導電層，具有一第四折射率，係圖案化成形於該絕緣層上而與該第一導電層共同構成一觸控感測區；一遮蔽層，設置於該基板上，並圍繞該絕緣層且對應覆蓋該絕緣層的四周邊緣，進而構成一遮光區；以及一保護層，具有一第五折射率，係覆蓋該第二導電層、該絕緣層及該遮蔽層，其中該第一折射率和該第五折射率介於1.5~1.6間，該第二折射率、該第三折射率和該第四折射率介於1.7~2.2間，使得至少該基板、該第一導電層、該絕緣層、該第二導電層及該保護層構成的疊層結構的折射率呈對稱分佈。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一折射率大致等於該第五折射率，及該第二折射率、該第三折射率和該第四折射率彼此大致相等。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中：該第一導電層包含多個橋接結構；該絕緣層全面覆蓋該第一導電層，並具有多個貫穿孔，其中每一該橋接結構的兩端分別對應一該貫穿孔； 以及該第二導電層包含多個第一電極及多個第二電極，該第一電極及該第二電極呈矩陣排列，其中至少兩相鄰之第一電極透過兩相鄰之該貫穿孔及一該橋接結構電性連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第二導電層之至少一部份覆蓋於該遮蔽層之邊緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該遮蔽層之厚度係大致等於該絕緣層之厚度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中於該絕緣層和該遮蔽層交界處上之該保護層的表面，將大致平行於該基板之表面。
7. 一種觸控面板，其包括：一基板；一第一導電層，係圖案化成形於該基板上；一絕緣層，係全面覆蓋該第一導電層；一遮蔽層，係形成於該基板上，並圍繞該絕緣層且對應覆蓋該絕緣層的四周邊緣，進而構成一遮光區；一第二導電層，係圖案化成形於該絕緣層上而與該第一導電層共同構成一觸控感測區；以及一保護層，係覆蓋該第二導電層、該絕緣層及該遮蔽層。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中該第二導電層之至少一部份覆蓋於該遮蔽層之邊緣。
9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中： 該第一導電層包含多個橋接結構；該絕緣層全面覆蓋該第一導電層，並具有多個貫穿孔；以及該第二導電層包含多個第一電極及多個第二電極，該第一電極及該第二電極呈矩陣排列，其中至少兩相鄰之該第一電極透過兩相鄰之該貫穿孔及一該橋接結構電性連接。
10. 如申請專利範圍7項所述之觸控面板，其中該基板、該第一導電層、該絕緣層、該第二導電層及該保護層，分別具有一第一折射率、第二折射率、第三折射率、第四折射率和第五折射率，該第一折射率和該第五折射率介於1.5~1.6間，該第二折射率、該第三折射率和該第四折射率介於1.7~2.2間，使得至少該基板、該第一導電層、該絕緣層、該第二導電層及該保護層構成的疊層結構的折射率呈對稱分佈。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板，其中該第一折射率大致等於該第五折射率，及該第二折射率、該第三折射率和該第四折射率彼此大致相等。
12. 一種觸控面板，其包括：一基板；一電極層，係圖案化成形於該基板上，構成一觸控感測區；一絕緣層，係覆蓋該電極層；以及一遮蔽層，係形成於該基板上，並圍繞該絕緣層且對應覆蓋該絕緣層的四周邊緣，進而構成一遮光區；以及 一保護層，係覆蓋該電極層、該絕緣層及該遮蔽層。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板，其中該基板、該電極層、該絕緣層及該保護層，分別具有一第一折射率、第二折射率、第三折射率及第四折射率，其中該第一折射率和該第四折射率介於1.5~1.6間，該第二折射率和該第三折射率介於1.7~2.2間，使得至少該基板、該電極層、該絕緣層及該保護層構成的疊層結構的折射率呈對稱分佈。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控面板，其中該第一折射率大致等於該第四折射率，及該第二折射率大致等於該第三折射率。