TWM480721U - 觸控感應器及觸控面板 - Google Patents
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Description
本創作係關於觸控技術，尤指一種觸控感應器及觸控面板。
觸控面板(touch panel)作為資料溝通的界面工具，已被廣泛應用於家庭用品、通訊裝置及電子資訊裝置等領域。
觸控面板的輕薄化為其發展的重要方向，但其發展又受限於結構性能及製程能力，具體來說，在追求觸控面板的輕薄化時，一些解決方案中，希望通過降低觸控面板內部各層級的厚度來實現，但由於要保證結構性能的優良，某些層級結構的厚度受到限制，若是對層級結構所使用的材料進行替換，又將受限於製程能力等因素，故尋找其中的平衡點是實現觸控面板輕薄化的關鍵。
本創作提供了一種觸控感應器及一種觸控面板，可在保證觸控面板的優良性能的前提下，實現觸控面板的輕薄化。
本創作提供一種觸控感應器，包括：一第一導電元件；一第二導電元件，其中第二導電元件結晶氧化銦錫薄膜；以及一介電元件設置於第一導電元件與第二導電元件之間。
於一變化實施例中，介電元件的介電常數值係大於或等於5，且小於或等於80。
於一變化實施例中，介電元件的厚度範圍係大於或等於0.05微米，且小於或等於1微米。
於一變化實施例中，第一導電元件係為結晶氧化銦錫薄膜。
於一變化實施例中，第一導電元件包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元，該第二導電元件包括複數個電性連接線，其中第一軸向電極係彼此電性絕緣，導電單元係彼此相互絕緣，各電性連接線係電性連接兩相鄰的導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
於一變化實施例中，第一導電元件包括複數個電性連接線，第二導電元件包括複數個第一軸向電極及複數導電單元，其中第一軸向電極係彼此電性絕緣，導電單元係彼此相互絕緣，各電性連接線係電性連接兩相鄰的導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
於一變化實施例中，介電元件係由複數個絕緣塊所組成，絕緣塊係對應設置於電性連接線與第一軸向電極之間，以電性絕緣第一軸向電極與第二軸向電極。
於一變化實施例中，介電元件係覆蓋第一導電元件，且於電性連接線與導電單元連接處設置相對應之穿孔。
於一變化實施例中，第一導電元件包括複數個第一軸向電極，第一軸向電極係相互絕緣，第二導電元件包括複數第二軸向電極，第二軸向電極係相互絕緣，其中介電元件係設置於第一軸向電極與第二軸向電極之間，以電性絕緣第一軸向電極與第二軸向電極。
於一變化實施例中，第一導電元件及/或第二導電元件係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜。
於一變化實施例中，介電元件之材料包括氮化矽、三氧化二鋁、鉿矽氧化物、三氧化二釔、氧化鉭、氧化鋯、二氧化鉿、鑭鋁氧化物、二氧化鈦或上述材料之混合物。
此外，本創作另提供一種觸控面板，包括：一觸控感應器以及一基板。觸控感應器包括一第一導電元件、一第二導電元件以及一介電元件。第二導電元件為結晶氧化銦錫薄膜。介電元件係設置於第一導電元件與第二
導電元件之間。第一導電元件係設置於基板上。
於一變化實施例中，介電元件的介電常數值係大於或等於5，且小於或等於80。
於一變化實施例中，介電元件的厚度範圍係大於或等於0.05微米，且小於或等於1微米。
於一變化實施例中，第一導電元件為結晶氧化銦錫薄膜。
於一變化實施例中，第一導電元件包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元，第二導電元件包括複數個電性連接線，其中第一軸向電極係彼此電性絕緣，導電單元係彼此相互絕緣，各電性連接線係電性連接兩相鄰的導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
於一變化實施例中，介電元件係由複數個絕緣塊所組成，絕緣塊係對應設置於電性連接線與第一軸向電極之間，以電性絕緣第一軸向電極與第二軸向電極。
於一變化實施例中，介電元件係覆蓋第一導電元件，且於電性連接線與導電單元連接處設置相對應之穿孔。
於一變化實施例中，第一導電元件包括複數個第一軸向電極，第一軸向電極係相互絕緣，第二導電元件包括複數第個二軸向電極，第二軸向電極係相互絕緣，其中介電元件係設置於第一軸向電極與第二軸向電極之間，以電性絕緣第一軸向電極與第二軸向電極。
於一變化實施例中，基板為一強化玻璃板。
於一變化實施例中，第一導電元件及/或第二導電元件係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜。
於一變化實施例中，介電元件之材料為氮化矽、三氧化二鋁、鉿矽氧化物、三氧化二釔、氧化鉭、氧化鋯、二氧化鉿、鑭鋁氧化物、二氧化鈦或上述材料之混合物。
本創作中，通過採用結晶氧化銦錫薄膜作為第二導電元件，使得
第二導電元件的性能具有高透光率、低阻值、高穩定性，且厚度薄的特點，第二導電元件之性能及穩定性得以提升，不僅降低了觸控面板的厚度，而且同時保證了觸控面板的性能。
10‧‧‧觸控感應器
11‧‧‧第一導電元件
12‧‧‧第二導電元件
13‧‧‧介電元件
20‧‧‧觸控面板
21‧‧‧觸控感應器
22‧‧‧基板
31‧‧‧第一導電元件
32‧‧‧第二導電元件
33‧‧‧介電元件
101‧‧‧觸控感應器
102‧‧‧觸控感應器
111‧‧‧第一軸向電極
121‧‧‧第二軸向電極
130‧‧‧穿孔
131‧‧‧絕緣塊
311‧‧‧第一軸向電極
321‧‧‧第二軸向電極
330‧‧‧穿孔
331‧‧‧第一軸向電極
1211‧‧‧導電單元
1212‧‧‧電性連接線
3211‧‧‧導電單元
3212‧‧‧電性連接線
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
第1圖為本創作之觸控感應器的疊層結構示意圖；第2A圖為依據本創作之第一實施例所繪示之觸控感應器的示意圖；第2B圖為沿第2A圖中剖線II’所繪示之剖面示意圖；第3A圖為依據本創作之第二實施例所繪示之觸控感應器的結構示意圖；第3B圖為本創作的一實施例的結構示意圖；第4A圖為本創作第三實施例的結構示意圖；第4B圖為沿第4A圖中剖線HH’所繪示之剖面示意圖；第5A圖為本創作第四實施例的結構示意圖；第5B圖為本創作的一實施例的結構示意圖；第6圖為本創作中結晶氧化銦錫薄膜的厚度隨溫度變化之示意圖。
如第1圖所示，第1圖為本創作之第一實施例的觸控感應器之疊層結構示意圖。觸控感應器10，包括：第一導電元件11、第二導電元件12及介電元件13，其中第二導電元件12為結晶氧化銦錫薄膜，並位於第一導電元件11上，介電元件13係設置於第一導電元件11與第二導電元件12之間。以下結合附圖與具體實施方式對本創作進一步詳細描述。
如第2A圖及第2B圖所示，第2A圖為本創作觸控感應器的第一實施例示意圖，第2B圖為沿第2A圖中剖線II’所繪示之剖面示意圖。本實施例揭露一種雙層電極結構的觸控感應器101。觸控感應器101包括第一導電元件11、第二導電元件12及介電元件13，其中，第二導電元件12位於第一
導電元件11上，介電元件13係設置於第一導電元件11與第二導電元件12之間。第一導電元件11包括複數個第一軸向電極111，複數個第一軸向電極111係沿第一方向X延伸且相互電性絕緣；第二導電元件12包括複數個第二軸向電極121，複數個第二軸向電極121係沿第二方向Y延伸且相互絕緣；介電元件13係設置於第一軸向電極111與第二軸向電極121之間，以電性絕緣第一軸向電極111與第二軸向電極121。第一軸向電極111與第二軸向電極121係用於接收觸碰動作，並產生相對應的輸出信號。
本實施例中，介電元件13為整面結構，值得注意的是，於本創作的其他實施例中，介電元件13也可以是由複數絕緣塊所組成，絕緣塊可與第一導電元件11或第二導電元件12圖案相同且相互重疊，也可以僅設置於第一導電元件11與第二導電元件12之相交處。
如第3A圖與第1圖所示，第3A圖為本創作之第二實施例之觸控感應器的結構示意圖。本實施例揭露一種單層電極結構的觸控感應器102。觸控感應器102包括第一導電元件11、第二導電元件12及介電元件13，其中，第二導電元件12位於第一導電元件11上，介電元件13設置於第一導電元件11與第二導電元件12之間。第一導電元件11包括複數個第一軸向電極111及複數個導電單元1211，第二導電元件12包括複數電性連接線1212，電性連接線1212電性連接兩相鄰的導電單元1211，以形成複數個第二軸向電極121。值得注意的是，第一導電元件11與第二導電元件12的構件可以相互調換，換言之，第一導電元件可包括複數個電性連接線，第二導電元件可包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元。複數個第一軸向電極111係沿第一方向X延伸且彼此之間相互絕緣，導電單元1211係沿第二方向Y排布，且彼此相互絕緣，第一軸向電極111與導電單元1211之間相互絕緣。本實施例中，介電元件13係由複數個絕緣塊131所組成，絕緣塊131對應設置於電性連接線1212與第一軸向電極111之間，以電性絕緣第一軸向電極111與第二軸向電極121。值得注意的是，於本創作的其他實施例中，如第3B圖所示，
第3B圖為本創作的一實施例結構示意圖。介電元件13可為整面穿孔的結構，也就是說，介電元件13覆蓋第一導電元件11，且在電性連接線1212與導電單元1211的電性連接處設置有穿孔130，以保證電性連接線1212與導電單元1211的導通性，並保證電性連接線1212與第一軸向電極111相互絕緣。
此外，本創作還提供一種觸控面板，如第4A圖及第4B圖所示，第4A圖為本創作第三實施例之觸控感應器的結構示意圖，第4B圖為沿第4A圖中剖線HH’所繪示之剖面示意圖。觸控面板20包括觸控感應器21及基板22，其中觸控感應器21包括第一導電元件31、第二導電元件32及介電元件33，其中第一導電元件31設置於基板22上，其中第二導電元件32為結晶氧化銦錫薄膜，並位於第一導電元件31上，介電元件33係設置於第一導電元件31與第二導電元件32之間。
本實施例中，觸控感應器為雙層電極結構的觸控感應器21，其中第一導電元件31包括複數個第一軸向電極311，複數個第一軸向電極311係設置於基板22上，並沿第一方向X延伸，且相互電性絕緣；第二導電元件32包括複數個第二軸向電極321，複數個第二軸向電極321係沿第二方向Y延伸，且相互絕緣；介電元件33係設置於第一軸向電極311與第二軸向電極321之間，以電性絕緣第一軸向電極311與第二軸向電極321。第一軸向電極311與第二軸向電極321用於接收觸碰動作，並產生相對應的輸出信號。
本實施例中，介電元件33係為整面結構，值得注意的是，於本創作的其他實施例中，介電元件33也可以是由複數個絕緣塊所組成，絕緣塊可與第一導電元件31或第二導電元件32圖案相同且相互重疊，也可以僅設置於第一導電元件31與第二導電元件32相交處。
本實施例中，觸控感應器21為雙層電極結構，可以理解的是，本創作中，觸控感測結構也可以為單層電極結構，如第5A圖所示，第5A圖為本創作第四實施例的結構示意圖。觸控感應器21包括第一導電元件31、第二導電元件32及介電元件33，其中第一導電元件31係設置於基板22上，
且包括複數個第一軸向電極311及複數導電單元3211，第二導電元件32包括複數電性連接線3212，電性連接線3212電性連接兩相鄰的導電單元3211，以形成複數個第二軸向電極321。第一軸向電極311係沿第一方向X延伸且彼此之間相互絕緣，導電單元3211係沿第二方向Y排布且彼此相互絕緣，第一軸向電極311與導電單元3211之間相互絕緣。本實施例中，介電元件33係由複數個絕緣塊331所組成，絕緣塊331係對應設置於電性連接線3212與第一軸向電極311之間，以電性絕緣第一軸向電極311與第二軸向電極321。值得注意的是，於本創作的其他實施例中，如第5B圖所示，第5B圖為本創作的一實施例的結構示意圖。介電元件33可為整面穿孔的結構，也就是說，介電元件33係覆蓋第一導電元件31，且在電性連接線3212與導電單元3211的電性連接處設置有穿孔330，以保證電性連接線3212與導電單元3211的導通性，並保證電性連接線3212與第一軸向電極311相互絕緣。
上述實施例中，基板22為用於承載觸控感應器21的載板，通過一蓋板相貼合後，可單獨作為觸控設備使用，或者再與顯示面板等電子設備組裝，構成觸控顯示面板。
此外，基板22亦可為一強化玻璃板，該玻璃板包括上、下兩相對表面，其中上表面可直接用於使用者觸碰，觸控感應器設置於下表面，以形成一單片式的觸控面板，再直接與顯示面板等電子設備組裝，構成觸控顯示面板。該單片式觸控面板更為輕薄。
本創作中，較佳地，第二導電元件12係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜。一般的氧化銦錫薄膜都是先在溫度低於攝氏160度的環境下形成非晶氧化銦錫薄膜，再通過高溫處理使其結晶，以得到結晶氧化銦錫薄膜，本創作的結晶氧化銦錫薄膜與一般工藝形成的結晶氧化銦錫薄膜的區別在於，當片電阻(sheet resistance)固定時，本創作的結晶氧化銦錫薄膜的厚度僅為一般工藝形成的結晶氧化銦錫薄膜厚度的50%，例如，產品要求氧化銦錫薄膜的片電阻為75歐姆的狀況下，藉由在
溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜的厚度大約為0.023微米，而藉由高溫處理非晶氧化銦錫得到的結晶氧化銦錫薄膜厚度大約為0.046微米。也就是說，本創作可通過降低第二導電元件的厚度來實現觸控面板的輕薄化，不僅如此，本創作所揭露的結晶氧化銦錫薄膜較一般製程形成的結晶氧化銦錫薄膜還具備透光度高、材料表面更為平整、電性導通狀況優良等優勢。
值得注意的是，本創作中第一導電元件的材料也可係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜，以使得觸控感應器的整體性能達到提升，同時又可進一步實現觸控面板的輕薄化。
值得注意的是，在第一導電元件和第二導電元件都係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜的實施例中，在製作過程中，其中一導電層需要在介電元件形成後再製作(第一導電元件或第二導電元件)，而在製作過程中的高溫環境將會同時影響到已經成型的介電元件，舉例來說，在形成第二導電元件時，至少需要保證環境溫度大於攝氏160度，一般的有機光阻絕緣材料在該溫度環境下，會發生裂解，從而產生形變及絕緣性能的降低，嚴重影響產品良率。為保證介電元件的性能不被高溫環境破壞，本實施例中，介電元件較佳選用介電常數值大於或等於5，且小於或等於80的材料，例如氮化矽(Si3N4)、三氧化二鋁(Al2O3)、鉿矽氧化物(HfSiO4)、三氧化二釔(Y2O3)、氧化鉭(Ta2O3)、氧化鋯(ZrO2)、二氧化鉿(HfO2)、鑭鋁氧化物(LnAlO3)、二氧化鈦(TiO2)或上述材料之混合物等。舉例而言，介電元件可以單獨由氧化鉭(Ta2O3)組成，也可以是上述材料的混合物，例如氧化鉭-鉿矽氧化物(Ta2O3-HfO2)、氧化鉭-二氧化矽(Ta2O3-SiO2)、二氧化矽-氧化鉭-鉿矽氧化物(SiO2-Ta2O3-HfO2)等。選用該種材料可大幅度減輕甚至完全避免該現象的發生。不僅如此，使用介電常數值大於或等於5，且小於或等於80的材料用於製作介電元件時，介電元件的厚度範圍可為0.05微米至1微米，因此可進一步降低觸控感應器整體
結構的厚度。
本創作中，為滿足觸控面板日益輕薄的發展需求，結合製作成本及工藝條件等因素，濺鍍形成結晶氧化銦錫薄膜的較佳溫度範圍為攝氏260度至攝氏300度，如第6圖所所示，第6圖為本創作中結晶氧化銦錫薄膜的厚度隨溫度變化示意圖。當結晶氧化銦錫的片電阻為一固定值時，從第6圖中可看出，當溫度小於攝氏160度時，結晶氧化銦錫厚度的曲線較為陡峭，表示在此溫度範圍中，結晶氧化銦錫的厚度隨溫度變化較大；當溫度範圍在攝氏16氏度至攝氏260度之間時，曲線明顯變得較為平緩，表示在此溫度範圍中，結晶氧化銦錫的厚度隨溫度的變化較為平緩，但從整體來看，還是有一定弧度降低的趨勢；當溫度範圍在攝氏260度至攝氏300度時，曲線趨近與X軸平行，表示在此溫度範圍中，結晶氧化銦錫的厚度幾乎不隨溫度的改變而發生變化，結合上述製作成本與製程難度的綜合考慮，溫度範圍大於或等於攝氏260度且小於或等於攝氏300度為本創作較佳的溫度範圍。
本創作中，較佳地，第一導電元件、第二導電元件及介電元件的材料可均為透明材料，使得觸控感應器為一全透明結構，更進一步的，本創作中的基板也可以為透明的基板，在實際的應用中，觸控面板可直接設置於顯示面板之前，而不影響顯示面板的顯示效果。
以上所述僅為本創作的較佳實施例而已，並不用以限制本創作，凡在本創作的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創作保護的範圍之內。
10‧‧‧觸控感應器
11‧‧‧第一導電元件
12‧‧‧第二導電元件
13‧‧‧介電元件
102‧‧‧觸控感應器
Claims (22)
- 一種觸控感應器，於包括：一第一導電元件；一第二導電元件，其中該第二導電元件係為結晶氧化銦錫薄膜；以及一介電元件設置於該第一導電元件與該第二導電元件之間。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該介電元件的介電常數值係大於或等於5，且小於或等於80。
- 如請求項2所述之觸控感應器，其中該介電元件的厚度範圍係大於或等於0.05微米，且小於或等於1微米。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該第一導電元件係為結晶氧化銦錫薄膜。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該第一導電元件包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元，該第二導電元件包括複數個電性連接線，該等第一軸向電極係彼此電性絕緣，該等導電單元係彼此相互絕緣，各該電性連接線係電性連接兩相鄰的該等導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該第一導電元件包括複數個電性連接線，該第二導電元件包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元，該等第一軸向電極係彼此電性絕緣，該等導電單元係彼此相互絕緣，各該電性連接線電性連接兩相鄰的該等導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
- 如請求項5或6所述之觸控感應器，其中該介電元件係由複數個絕緣塊所 組成，該等絕緣塊係對應設置於該等電性連接線與該等第一軸向電極之間，以電性絕緣該等第一軸向電極與該等第二軸向電極。
- 如請求項5或6所述之觸控感應器，其中該介電元件係覆蓋該第一導電元件，且於各該電性連接線與各該導電單元連接處設置相對應之穿孔。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該第一導電元件包括複數個第一軸向電極，該等第一軸向電極係相互絕緣，該第二導電元件包括複數個第二軸向電極，該等第二軸向電極係相互絕緣，該介電元件係設置於該等第一軸向電極與該等第二軸向電極之間，以電性絕緣該等第一軸向電極與該等第二軸向電極。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該第一導電元件及/或該第二導電元件係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜。
- 如請求項1所述之觸控感應器，其中該介電元件之材料包括氮化矽、三氧化二鋁、鉿矽氧化物、三氧化二釔、氧化鉭、氧化鋯、二氧化鉿、鑭鋁氧化物、二氧化鈦或上述材料之混合物。
- 一種觸控面板，於包括：一觸控感應器，包括：一第一導電元件；一第二導電元件，其中該第二導電元件係為結晶氧化銦錫薄膜；以及一介電元件設置於該第一導電元件與該第二導電元件之間；以及一基板，其中該第一導電元件係設置於該基板上。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該介電元件的介電常數值係大於或等於5，且小於或等於80。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該介電元件的厚度範圍係大於或等於0.05微米，且小於或等於1微米。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該第一導電元件係為結晶氧化銦錫薄膜。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該第一導電元件包括複數個第一軸向電極及複數個導電單元，該第二導電元件包括複數個電性連接線，該等第一軸向電極係彼此電性絕緣，該等導電單元彼此相互絕緣，各該電性連接線電性連接兩相鄰的該等導電單元，以形成複數個第二軸向電極。
- 如請求項16所述之觸控面板，其中該介電元件係由複數個絕緣塊所組成，該等絕緣塊係對應設置於該等電性連接線與該等第一軸向電極之間，以電性絕緣該等第一軸向電極與該等第二軸向電極。
- 如請求項16所述之觸控面板，其中該介電元件係覆蓋該第一導電元件，且於各該電性連接線與各該導電單元連接處設置相對應之穿孔。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該第一導電元件包括複數個第一軸向電極，該等第一軸向電極係相互絕緣，該第二導電元件包括複數個第二軸向電極，該等第二軸向電極係相互絕緣，該介電元件係設置於該等第一軸向電極與該等第二軸向電極之間，以電性絕緣該等第一軸向電極與該等第二軸向電極。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該基板為一強化玻璃板。
- 如請求項12所述的之觸控面板，其中該第一導電元件及/或該第二導電元件係在溫度大於或等於攝氏160度的環境中濺鍍成膜的結晶氧化銦錫薄膜。
- 如請求項12所述之觸控面板，其中該介電元件之材料包括氮化矽、三氧化二鋁、鉿矽氧化物、三氧化二釔、氧化鉭、氧化鋯、二氧化鉿、鑭鋁氧化物、二氧化鈦或上述材料之混合物。
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