TWI531939B - 觸控面板 - Google Patents

Description

觸控面板

本發明係有關於觸控面板，特別有關於調整觸控面板外觀顏色的結構設計及其製造方法。

隨著電子工業的發展，近年來各種數位產品，例如手機、平板電腦、數位相機等其他電子產品皆有觸控功能的需求，在這些電子產品中使用觸控面板可提供更方便且快速的操作方式。

觸控面板可大致區分為電阻式觸控和電容式觸控技術，目前以電容式觸控為主要技術，電容式觸控技術通常是將透明電極層圖案化而形成觸控感測元件，當透明電極層因為鍍膜溫度的限制和積體電路設計的限制，而需要更高的膜厚才能滿足觸控感測元件對阻值的需求時，此高膜厚的透明電極圖案在觸控面板的主動區會造成可視現象，導致觸控面板的主動區在視覺效果上不佳，影響觸控面板的美觀。因此，目前對於觸控面板的視覺效果之改善，主要都是針對形成觸控感測元件的主動區進行改良。

本揭示提供觸控面板的結構設計及其製造方法，利用光學干涉原理，使用介電材料層來調整觸控面板的 主動區與周邊區的外觀顏色，讓光線進入觸控面板後，從主動區和周邊區反射出來的反射光頻譜相近，使得觸控面板的主動區與周邊區在外觀視覺效果上沒有顏色差異，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

在本揭示的一些實施例中，提供觸控面板，其包含：保護蓋板和設置在保護蓋板下方的顯示元件，觸控感測層設置於觸控面板的主動區，且介於保護蓋板與顯示元件之間，裝飾層設置於觸控面板的周邊區，且介於保護蓋板與顯示元件之間，其中周邊區圍繞主動區，以及介電材料層介於保護蓋板與顯示元件之間，其中主動區與周邊區的反射率差值介於約0至0.5之間。

10、100、200、300‧‧‧觸控面板

10A、100A、200A、300A‧‧‧主動區

10P、100P、200P、300P‧‧‧周邊區

101‧‧‧保護蓋板

101B‧‧‧保護蓋板的內側表面

101F‧‧‧保護蓋板的外側表面

102‧‧‧玻璃基板

103、103P、103A‧‧‧介電材料層

105‧‧‧裝飾層

107‧‧‧光學膠

109‧‧‧上偏光片

111‧‧‧觸控感測層

113‧‧‧顯示元件

113U‧‧‧顯示元件的上基板

113L‧‧‧顯示元件的下基板

113D‧‧‧顯示材料層

115‧‧‧下偏光片

為了讓本揭示之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式作詳細說明如下：

第1圖顯示不具有本揭示的介電材料層之觸控面板的平面示意圖。

第2圖顯示不具有本揭示的介電材料層之觸控面板的周邊區與主動區的反射光頻譜。

第3圖顯示依據本揭示的一些實施例，觸控面板的平面示意圖。

第4圖顯示依據本揭示的一實施例，具有介電材料層之觸控面板的周邊區與主動區的反射光頻譜。

第5-10圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板的概略剖面示意圖。

第11-12圖顯示依據本揭示的另一些實施例，觸控面板的概略剖面示意圖。

以下詳述本揭示的觸控面板之一些實施例的結構設計與製造方法，然而，可以理解的是，本揭示提供的發明概念可以在各種廣泛的背景中實施，在此所討論的特定實施例僅用於說明本揭示的一些實施例之製造與使用的特定方式，並非用於限定本揭示的範圍。

如第1圖所示，觸控面板10可劃分為主動區10A和圍繞主動區10A的周邊區10P，觸控感測元件形成於主動區10A內，而周邊區10P則形成具遮光效果的裝飾層，第1圖係顯示不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的平面示意圖，由於形成觸控感測元件的導電材料與形成裝飾層的遮光材料不同，當觸控面板的主動區在不顯示影像的狀態下，不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的周邊區10P與主動區10A在外觀視覺效果上會有顏色差異產生，例如周邊區10P選用黑色的遮光材料，而主動區10A因為導電材料而呈現深藍色。

第2圖係顯示當光線進入不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的周邊區10P與主動區10A後，從周邊區10P與主動區10A反射出來的反射光頻譜，如第2圖所示，不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的周邊區10P與主 動區10A的反射光頻譜不一致，在可見光波長範圍350-750nm內，周邊區10P與主動區10A的反射率差值最高約為1.5，平均約為0.8，其證實不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的周邊區10P與主動區10A在外觀視覺效果上有顏色差異。

特別是，當形成觸控感測元件的導電材料層因為鍍膜溫度的限制和積體電路設計的限制，需要更高的膜厚才能滿足對導電材料層之阻值需求時，高膜厚的導電材料層將導致觸控面板10的周邊區10P與主動區10A的顏色差異更為明顯，使得不具有本揭示的介電材料層之觸控面板10的外觀視覺效果不佳。

第3圖係顯示依據本揭示的一些實施例，具有介電材料層調整周邊區100P和主動區100A的顏色之觸控面板100的平面示意圖。依據本揭示的一些實施例，利用光學干涉原理，使用介電材料層可調整觸控面板100的主動區100A與周邊區100P的外觀顏色，讓光線進入觸控面板100後，從主動區100A和周邊區100P反射出來的反射光頻譜相近。

如第4圖所示，依據本揭示的一些實施例，具有介電材料層調整周邊區100P和主動區100A的顏色之觸控面板100，其周邊區100P和主動區100A的反射光頻譜相近，在可見光波長範圍350-750nm內，周邊區100P與主動區100A的反射率差值(△R)最高約為0.4，平均約為0.3。

此外，以色度計測量本揭示的一些實施例之觸控面板100的周邊區100P和主動區100A的色度座標，經由色度座標計算得到周邊區100P與主動區100A的色度差值(△E) 約小於5，這些都證實了具有本揭示的介電材料層之觸控面板100的周邊區100P與主動區100A的顏色相近，讓使用者不易分辨觸控面板100的主動區100A與周邊區100P之間的區隔線，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效，以美化含有此觸控面板的電子產品。

第5-10圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖，在第5-10圖的實施例中，係以觸控感測元件(touch sensor)形成在顯示元件(display)上的觸控面板類型(touch on display(TOD)type)為例進行說明，然而，本揭示的概念也可應用在其他類型的觸控面板上，例如觸控感測元件(touch sensor)形成在保護蓋板(cover lens)上的觸控面板類型(window integrated sensor(WIS)type)，或者觸控感測元件形成在介於保護蓋板與顯示元件之間的玻璃基板上之觸控面板類型(GG type)等。

如第5圖所示，觸控面板100包含保護蓋板101，依據本揭示的一實施例，調整周邊區100P和主動區100A顏色的介電材料層103形成在保護蓋板101的內側表面101B上，保護蓋板101的外側表面101F則作為觸控面板100的觸控面，保護蓋板101可以是玻璃基板或可撓性塑膠基板。在此實施例中，介電材料層103設置在觸控面板100的周邊區100P與主動區100A，於介電材料層103形成之後，在周邊區100P形成裝飾層105，以保護蓋板101為基準，從下方的方向來看，裝飾層105形成在周邊區100P的介電材料層103上 方。裝飾層105的材料具有遮光效果，例如可為黑色光阻或其他顏色的油墨材料，可藉由塗佈與微影製程，使用黑色光阻製作裝飾層，或者可藉由印刷製程，以彩色油墨製作裝飾層。

觸控面板100還包含顯示元件113設置在保護蓋板101下方，顯示元件113可經由光學膠(optical clear adhesive；OCA)107與保護蓋板101進行接合。在一些實施例中，顯示元件113例如是液晶顯示面板(liquid crystal display；LCD)，在其他實施例中，顯示元件113可以是其他類型的顯示面板，例如有機發光二極體顯示面板。

在本實施例中，觸控面板100的觸控感測層111形成在顯示元件113的上基板113U面對保護蓋板101的外側表面上，以液晶顯示面板為例，顯示元件113的上基板113U例如為彩色濾光片基板，顯示元件113的下基板113L例如為薄膜電晶體基板，而上基板113U與下基板113L中間夾設的顯示材料層113D例如為液晶層。此外，用於液晶顯示面板的上偏光片109設置在觸控感測層111上方，而下偏光片115則設置在顯示元件113的下基板113L下方。

在一些實施例中，觸控感測層111的觸控感測元件例如為電容式觸控感測元件，其包含一層或兩層的X方向與Y方向的電極圖案，這些電極圖案可經由鍍膜沈積、微影及蝕刻製程，以透明導電材料製作，透明導電材料例如為銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)或銦鋅氧化物(indium zinc oxide；IZO)。

依據本揭示的一些實施例，介電材料層103的材料可以是折射率介於約1.4至2.4之間的無機材料，例如為氧化鈮(Nb₂O₅)、二氧化矽(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氮氧化矽(SiOxNy)或前述材料的組合。此外，介電材料層103的材料還可以是折射率介於約1.4至2.4之間的有機材料，例如為含有高折射率粒子的高分子材料，高分子材料例如為酚醛樹脂(phenolic resins)或壓克力樹脂(acrylic resins)。依據本揭示的一些實施例，介電材料層103的厚度介於約10nm至5μm之間，介電材料層103可以是一層或多層的疊層結構，並且介電材料層103可以由前述的無機材料、有機材料或前述之組合形成，可藉由塗佈製程、沈積製程或前述之組合形成介電材料層103。

依據本揭示的一些實施例，可調整介電材料層103的折射率和厚度，利用光學干涉原理讓光線進入觸控面板100後，從主動區100A和周邊區100P反射出來的反射光頻譜相近，使得主動區100A與周邊區100P的反射率差值(△R)介於約0至0.5之間，並且主動區100A與周邊區100P的色度差值(△E)介於約0至5之間，讓觸控面板100的主動區100A與周邊區100P的顏色相近，使用者不易分辨主動區100A和周邊區100P之間的區隔線，藉此改善觸控面板的外觀視覺效果。此外，還可以依據對觸控面板外觀顏色的需求，使用介電材料層103來調整主動區100A和周邊區100P的顏色，讓觸控面板具有不同的顏色，達到美化觸控面板外觀的效果。

以下列舉本揭示的一些實施例，以第5圖的觸控面板100的結構為例，使用不同折射率、不同厚度和不同材料的介電材料層103來調整觸控面板100的主動區100A和周邊區100P的顏色，對這些實施例之觸控面板進行測量得到主動區100A和周邊區100P的反射率R和色度座標L、a*、b*，以及計算得到的主動區100A和周邊區100P的反射率差值(△R)和色差值(△E)，並且還列出不具有本揭示的介電材料層之觸控面板的主動區和周邊區的反射率差值和色差值。

由表1的結果可得知，相較於不具有本揭示的介電材料層之觸控面板的主動區與周邊區的反射率差值(△R)為-0.62，色差值(△E)為7.2，依據本揭示的一些實施例，使用折射率介於約1.4至約2.4之間，厚度範圍介於約200Å至約2300Å之間，一層或多層堆疊的介電材料層來調整觸控面板的主動區和周邊區的顏色，其得到的主動區與周邊區的反射率差值(△R)約小於0.04，色差值(△E)約小於4，由此可知，實施例之觸控面板的主動區與周邊區的反射率差值(△R)和色差值(△E)遠小於比較例的反射率差值(△R)和色差值(△E)，這表示依據本揭示之介電材料層的設計，可以使觸控面板的主動區和周邊區的顏色相近，達到美化觸控面板外觀的效果。

在以下描述的各種實施例中，使用介電材料層的設計來調整觸控面板的主動區的反射光頻譜，使其與周邊區的反射光頻譜相近，或者使用介電材料層同時調整主動區與周邊區的反射光頻譜，讓兩者相近，或者使用介電材料層的設計來調整周邊區的反射光頻譜，使其與主動區的反射光頻譜相近，這些方式皆可使得主動區與周邊區的反射率差值(△R)介於約0至0.5之間，且色差值(△E)介於約0至5之間，藉此讓主動區的顏色與周邊區的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

參閱第6圖，其顯示依據本揭示的一實施例，沿 著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖。第6圖與第5圖的差別在於第6圖的觸控面板的介電材料層103僅設置於觸控面板100的主動區100A，並且介電材料層103設置在觸控感測層111與上偏光片109之間。在第6圖的實施例中，於觸控感測層111形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面之後，在觸控感測層111上形成介電材料層103，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述，在此不再重複。在此實施例中係使用介電材料層103來調整主動區100A的反射光頻譜，讓主動區100A的反射光頻譜與周邊區100P的反射光頻譜相近，使得主動區100A的顏色近似於周邊區100P的顏色，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

第7圖顯示依據本揭示的一實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖。第7圖與第6圖的差別在於第7圖之觸控面板的介電材料層103是設置在顯示元件113與觸控感測層111之間。在此實施例中，介電材料層103先形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面上，然後觸控感測層111才形成在介電材料層103上，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述。第7圖之觸控面板的介電材料層103僅設置於觸控面板100的主動區100A，使用介電材料層103來調整主動區100A的反射光頻譜，讓主動區100A的反射光頻譜與周邊區100P的反射光頻譜相近，使得主動區100A的顏色近似於周邊區100P的顏色，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

第8圖顯示依據本揭示的一實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖。在此實施例中，以保護蓋板101在下方的方向觀之，裝飾層105形成在保護蓋板101的內側表面上，並位於周邊區100P之後，在保護蓋板101的內側表面上形成介電材料層103，此介電材料層103設置於主動區100A和周邊區100P，位於主動區100A的介電材料層103直接形成在保護蓋板101的內側表面上，而位於周邊區100P的介電材料層103則覆蓋在裝飾層105上方，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述。在此實施例中，使用介電材料層103來調整主動區100A的反射光頻譜，讓主動區100A和周邊區100P的反射光頻譜相近，使得主動區100A與周邊區100P的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

在此實施例中，觸控感測層111形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面上，並且觸控感測層111介於上偏光片109與顯示元件113之間，經由光學膠107將上偏光片109與介電材料層103接合，形成第8圖的觸控面板100結構。

第9圖顯示依據本揭示的一實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖。在此實施例中，介電材料層103僅設置於觸控面板100的周邊區100P，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述。在此實施例中，介電材料層103先形成在保護蓋板101的內側表面上的周邊區100P，之後，以保護蓋板101在下方的方向觀之， 在介電材料層103上方形成裝飾層105。在此實施例中，使用介電材料層103來調整周邊區100P的反射光頻譜，使其與主動區100A的反射光頻譜相近，讓周邊區100P的顏色近似於主動區100A的顏色，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

在此實施例中，觸控感測層111形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面上，並且觸控感測層111介於上偏光片109與顯示元件113之間，經由光學膠107將上偏光片109與保護蓋板101接合，形成第9圖的觸控面板100結構。

第10圖顯示依據本揭示的一實施例，沿著第3圖的剖面線3-3’，觸控面板100的概略剖面示意圖。第10圖與第9圖的差別在於第10圖的觸控面板100除了設置在周邊區100P的介電材料層103P之外，還包含設置在主動區100A的介電材料層103A，介電材料層103P和介電材料層103A的材料、折射率及厚度範圍可如前所述。

在此實施例中，位於主動區100A的介電材料層103A係設置在觸控感測層111與上偏光片109之間，而位於周邊區100P的介電材料層103P則設置在保護蓋板101與裝飾層105之間。在此實施例中，於觸控感測層111形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面上之後，在觸控感測層111上形成介電材料層103A，然後才在介電材料層103A上貼合上偏光片109。

在其他實施例中，位於主動區100A的介電材料 層103A可設置在觸控感測層111與顯示元件113之間，在此實施例中，介電材料層103A先形成在顯示元件113的上基板面對保護蓋板101的外側表面上，然後在介電材料層103A上形成觸控感測層111，之後才進行上偏光片109的貼合。

在這些實施例中，使用介電材料層103P來調整周邊區100P的反射光頻譜，並使用介電材料層103A來調整主動區100的反射光頻譜，讓主動區100A與周邊區100P的反射光頻譜相近，使得周邊區100P的顏色與主動區100A的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

第11圖顯示依據本揭示的一些實施例，觸控面板200的概略剖面示意圖，第11圖的觸控面板200屬於觸控感測元件形成在保護蓋板上的觸控面板類型(WIS type touch panel)，在此實施例中，調整觸控面板200之周邊區200P與主動區200A顏色的介電材料層103是形成在保護蓋板101的內側表面101B上，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述。在一些實施例中，介電材料層103可同時設置在周邊區200P和主動區200A。在另一些實施例中，介電材料層103可以僅設置於主動區200A或周邊區200P。

在第11圖的實施例中，以保護蓋板101在下方的方向觀之，裝飾層105形成在介電材料層103上方並位於周邊區200P，而觸控感測層111也是形成在介電材料層103上方並位於主動區200A，藉此使得觸控感測元件整合於保護蓋板101上。在此實施例中，顯示元件113例如為液晶顯示面板，在顯示元件113的上下表面分別具有上、下偏光片109和 115，並且可利用光學膠(未繪出)將上偏光片109與形成在保護蓋板101上的觸控感測層111接合，形成第11圖的觸控面板200。

在此實施例中，介電材料層103可同時調整主動區200A和周邊區200P的反射光頻譜，讓主動區200A和周邊區200P的反射光頻譜相近，使得主動區200A與周邊區200P的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

在其他實施例中，介電材料層103也可以採用如前所述的其他方式設置，例如介電材料層103僅設置於主動區200A或周邊區200P，讓主動區200A或周邊區200P的反射光頻譜與另一區的反射光頻譜相近，使得主動區200A與周邊區200P的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

第12圖顯示依據本揭示的一些實施例，觸控面板300的概略剖面示意圖，第12圖的觸控面板300屬於觸控感測元件形成在介於保護蓋板101與顯示元件113之間的另一玻璃基板102上之觸控面板類型(GG type touch panel)，在此實施例中，調整觸控面板300的周邊區300P與主動區300A顏色的介電材料層103是形成在保護蓋板101的內側表面101B上，介電材料層103的材料、折射率和厚度可如前所述。在一些實施例中，介電材料層103可同時設置在周邊區300P和主動區300A。在另一些實施例中，介電材料層103可以僅設置於主動區300A或周邊區300P。

在第12圖的實施例中，於保護蓋板101與顯示 元件113之間還設置有另一玻璃基板102，觸控感測層111係形成在此玻璃基板102面對保護蓋板101的表面102U上。在一些實施例中，裝飾層105可以形成在玻璃基板102的表面102U上並位於周邊區300P。在其他實施例中，以保護蓋板101在下方的方向觀之，裝飾層105可形成在介電材料層103上並位於周邊區300P。

在此實施例中，可使用光學膠(未繪出)將觸控感測層111與介電材料層103接合。顯示元件113例如為液晶顯示面板，在顯示元件113的上下表面分別具有上、下偏光片109和115，並且可利用光學膠(未繪出)將上偏光片109與玻璃基板102接合，形成第12圖的觸控面板300。

在此實施例中，介電材料層103可同時調整主動區300A和周邊區300P的反射光頻譜，讓主動區300A和周邊區300P的反射光頻譜相近，使得主動區300A與周邊區300P的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

在其他實施例中，介電材料層103也可以採用如前所述的其他方式設置，例如介電材料層103僅設置於主動區300A或周邊區300P，讓主動區300A或周邊區300P的反射光頻譜與另一區的反射光頻譜相近，使得主動區300A與周邊區300P的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效。

依據本揭示的一些實施例，利用光學干涉原理，使用介電材料層來調整觸控面板的主動區與周邊區的反射光頻譜，讓主動區與周邊區的反射光頻譜相近，可藉由選擇介 電材料層的材料，調整介電材料層的折射率和厚度等方式，讓主動區與周邊區的反射光頻譜相近，使得主動區與周邊區的顏色相近，達到改善觸控面板的外觀視覺效果之功效，以美化觸控面板的外觀。

雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

100‧‧‧觸控面板

100A‧‧‧主動區

100P‧‧‧周邊區

101‧‧‧保護蓋板

101B‧‧‧保護蓋板的內側表面

101F‧‧‧保護蓋板的外側表面

103‧‧‧介電材料層

105‧‧‧裝飾層

107‧‧‧光學膠

109‧‧‧上偏光片

111‧‧‧觸控感測層

113‧‧‧顯示元件

113U‧‧‧顯示元件的上基板

113L‧‧‧顯示元件的下基板

113D‧‧‧顯示材料層

115‧‧‧下偏光片

Claims (10)

1. 一種觸控面板，包括：一保護蓋板；一顯示元件，設置於該保護蓋板下方；一觸控感測層，設置於該觸控面板的一主動區，且介於該保護蓋板與該顯示元件之間；一裝飾層，設置於該觸控面板的一周邊區，且介於該保護蓋板與該顯示元件之間，其中該周邊區圍繞該主動區；以及一介電材料層，介於該保護蓋板與該顯示元件之間，其中該介電材料層的折射率介於1.4~2.4之間，該介電材料層的厚度介於100Å~50000Å之間，且該主動區與該周邊區的反射率差值介於0~0.5之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該主動區與該周邊區的色差值介於0~5之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該介電材料層介於該觸控感測層與該顯示元件之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該介電材料層介於該保護蓋板與該觸控感測層之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該介電材料層設置於該觸控面板的該周邊區。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中該介電材料層更設置於該觸控面板的該主動區。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該介電材料層形成於該保護蓋板的一內側表面上，且該周邊區的該介電材料層介於該保護蓋板與該裝飾層之間。
8. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該主動區的該介電材料層形成於該保護蓋板的一內側表面上，且該裝飾層介於該保護蓋板與該周邊區的該介電材料層之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該觸控感測層形成於該顯示元件的一上基板面對該保護蓋板的的一表面之上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該介電材料層的材料係選自於由折射率介於1.4到2.4之間的無機材料和有機材料所組成的群組，且該介電材料層包括一層或一層以上的疊層結構。