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CN108073335A - 触控面板 - Google Patents

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CN108073335A
CN108073335A CN201810162563.9A CN201810162563A CN108073335A CN 108073335 A CN108073335 A CN 108073335A CN 201810162563 A CN201810162563 A CN 201810162563A CN 108073335 A CN108073335 A CN 108073335A
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Abstract

一种触控面板，包括一基板，多个第一电极串列，以及多个第二电极串列。基板具有一第一表面。第一电极串列配置于第一表面上，各个第一电极串列是沿着一第一方向延伸且包括多个第一电极。第二电极串列配置于第一表面上，各个第二电极串列是沿着一第二方向延伸且包括多个第二电极。

Description

触控面板
技术领域
本发明涉及一种触控面板，且特别涉及一种内嵌式的电容式触控面板。
背景技术
现今的市场对于触控面板具有相当大的需求。其中，触控面板的技术中，由于电容式触控面板具有可靠性高、反应速度快等优点，故成为主要的发展技术。一般电容式触碰面板的结构包括下层的液晶模块(LCM)、作为保护层的上层的覆盖板(cover lens)、以及夹置在液晶面板与覆盖板之间的透明导电层。依据液晶面板、覆盖板、与透明导电层之间的组成方式，又分为外挂式及内嵌式的电容式触控面板。外挂式的电容式触控面板是先将感测电极制作于基板上，再将此已制作有感测电极的基板贴附于显示器的外表面上。因此，外挂式的电容式触控面板使得触控面板的整体厚度增加，不利于显示器薄化与轻量化。反之，内嵌式的电容式触控面板会结合在显示面板的制造过程中，整个系统会比较薄且轻。并且，若覆盖板受到外力破坏时只需要将覆盖板移除、更换即可，不需再重新制作透明电极等触控面板的其他元件，故相较于外挂式的电容式触控面板而言，具有较低的维修成本。
一般而言，触控面板技术多半是追求触控面板的薄化与轻量化，然而当需要在公开场合提供给大众使用的商用显示装置(例如是自动柜员机)时，还需要考量到触控面板是否能长期承受较大的外力。因此，目前仍亟需致力于发展可承受外力的优良的触控面板，使产品具有优选的竞争力。
发明内容
本发明涉及一种内嵌式的电容式触控面板，并使用厚玻璃(例如是大于3mm的玻璃)作为覆盖板。其中，触控面板中的第一电极的面积与第二电极的面积具有一比例关系。由于本公开的厚的覆盖板能够保护触控面板，当触控面板受到外力时，较不容易受到破坏。此外，由于触控面板中的第一电极的面积与第二电极的面积具有一比例关系(例如第一电极的面积对于第二电极的面积的比值是介于0.37与0.41之间)，能够依据此比例关系获得较高的感应量，避免使用厚玻璃而导致感应量不足的问题。因此，本公开的触控面板可承受较大的外力且感应效果亦相当优异。
根据本公开的一方面，提出一种触控面板。触控面板包括一基板，多个第一电极串列，以及多个第二电极串列。基板具有一第一表面。第一电极串列配置于第一表面上，各个第一电极串列是沿着一第一方向延伸且包括多个第一电极。第二电极串列配置于第一表面上，各个第二电极串列是沿着一第二方向延伸且包括多个第二电极。在触控面板的一单位面积中，各个第二电极的面积对于各个第一电极的面积的关系是满足于下列式1及式2：
A2＝R×A1 式1；
0.37<R<0.41 式2；
其中，A1表示各个第一电极在单位面积中的面积，A2表示各个第二电极在单位面积中的面积，R表示A2对于A1的比值。
为了对本发明的上述及其他方面有优选的了解，下文特举实施例，并配合附图说明书附图详细说明如下：
附图说明
图1示出根据本公开的一实施例的触控面板的上视图。
图2A示出根据图1的感测单元的上视图。
图2B示出根据图2A的感测单元的A-A’连线的剖面图。
图2C示出根据图1的感测单元的电极的上视图。
图2D示出根据图1的感测单元的金属网格的上视图。
图3示出根据图1的感测单元的第一电极与第二电极的面积比例对于信号噪声比(Signal-to-noise ratio,SNR)的关系图。
附图标记说明：
10：感测单元
100：触控面板
110：基板
110a：第一表面
120：第二桥接图案
130：绝缘层
142：第一电极
142b：第一桥接图案
144：第二电极
146：虚部电极
152：第一金属网格
154：第二金属网格
160：覆盖板
G1：第一间隙
G2：第二间隙
X1、X2：第一电极串列
Y1、Y2、Y3：第二电极串列
α1：第一网格角度
α2：第二网格角度
θ1、θ2、θ3、θ4：虚部电极角度
具体实施方式
本发明涉及一种内嵌式的电容式触控面板，并使用厚玻璃(例如是厚度介于3mm至5mm的玻璃)作为覆盖板，当触控面板应用于商用的显示装置时，即使长时间受到外力仍较不容易受到破坏，故能够降低外力破坏所需的维修成本。并且，本公开的触控面板中的第一电极与第二电极的形状与面积比例是经过特殊设计，让使用厚玻璃的触控面板仍可具有相当优良的感应效果。
图1示出根据本公开的一实施例的触控面板100的上视图。
请参照图1，触控面板100包括一基板110，多个第一电极串列X1、X2…以及多个第二电极串列Y1、Y2、Y3…。基板110具有一第一表面110a。第一电极串列X1、X2…与第二电极串列Y1、Y2、Y3…皆配置于第一表面110a上。每个第一电极串列X1、X2…是沿着一第一方向延伸且包括多个第一电极142。每个第二电极串列Y1、Y2、Y3…是沿着一第二方向延伸且包括多个第二电极144。第一方向例如是X方向，第二方向例如是Y方向。X方向与Y方向可彼此垂直。第一电极142之间可具有第一桥接图案142b，第一桥接图案142b沿着第一方向将第一电极串列X1、X2…中的第一电极142连接成串。第二电极144之间可具有第二桥接图案120，第二桥接图案120沿着第二方向将第二电极串列Y1、Y2、Y3…中的第二电极144连接成串。第一电极142与第二电极144的的形状可不相同。第一电极串列X1、X2…与第二电极串列Y1、Y2、Y3…可分别电性连接至一条周边电路(未示出)，让第一电极142与第二电极144的信号得以输出。在本实施例中，第一电极142例如是驱动电极，第二电极144例如是检测电极。
图2A示出根据图1的感测单元10的上视图。图2B示出根据图2A的感测单元10的A-A’连线的剖面图。图2C示出根据图1的感测单元10的电极(第一电极142、第二电极144及虚部电极146)的上视图。图2D示出根据图1的感测单元10的金属网格(第一金属网格152与第二金属网格154)的上视图。图3示出根据图1的感测单元10的第一电极142与第二电极144的面积比例对于信号噪声比(Signal-to-noise ratio,SNR)的关系图。
请同时参照图2A和图2B，第一桥接图案142b使得第一电极142可互相电性连接，第二桥接图案120使得第二电极144可互相电性连接。第一桥接图案142b与第二桥接图案120之间可具有绝缘层130，使得第一电极142与第二电极144互相电性隔离。第一电极142与第二电极144之间可配置有虚部电极146。虚部电极146可与第一电极142及第二电极144隔开，且虚部电极146、第一电极142及第二电极144是彼此电性绝缘。例如，第一电极142与虚部电极146之间是以一第一间隙G1隔开。第二电极144与虚部电极146之间是以一第二间隙G2隔开。相较于第一电极与第二电极互相靠近而不具有虚部电极的比较例而言，本公开的第一电极142与第二电极144隔开一较大之间距，可扩大电极之间所形成的电力线的分布范围，即使是使用厚的覆盖板(例如是大于3mm的玻璃)仍可确实达到手指触控感应的效果。
在本实施例中，基板110可以是液晶模块(LCD module,LCM)。第一电极142与第二电极144可以是由相同的材料所形成，例如是氧化铟锡(Indium Tin Oxides,ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide,IZO)或是其他透明导电材料。由于第一电极142与第二电极144之间的间距可能导致因折射率差异(透明导电材料及空气所造成的折射率差异)所致电极图案可视性的问题，故设置虚部电极146于第一电极142与第二电极144之间可减缓第一电极142与第二电极144的可视性。虚部电极146可使用折射率相同于第一电极142与第二电极144的材料所制成。在一实施例中，虚部电极146的材料亦可相同于第一电极142与第二电极144的材料，且虚部电极146可与第一电极142及第二电极144在同一道工艺中制作而成，如此可以节省成本。
在一实施例中，第一桥接图案142b的材料可以不同于第二桥接图案120的材料。例如，第一桥接图案142b的材料可以是相同于第一电极142的透明导电材料，第一桥接图案142b与第一电极142可以是通过同一道工艺所形成的一体成形的结构。第二桥接图案120可由金属所形成，例如是由钛/铝/钛(Ti/Al/Ti)或钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)所形成的金属层。相较于第二桥接图案是使用透明导电材料所形成的比较例而言，于本公开的第二桥接图案120可由金属所形成。
在本实施例中，第一金属网格152与第二金属网格154可分别覆盖于第一电极142与第二电极144上。亦即，第一金属网格152与第二金属网格154可分别与第一电极142及第二电极144电性连接。一覆盖板160可覆盖于第一金属网格152、第二金属网格154、第一电极142、第二电极144与虚部电极146上。一空气间隙(air gap)可位于覆盖板160与第一电极142及第二电极144之间。相较于第一电极与第二电极上不具有第一金属网格与第二金属网格的比较例而言，由于本实施例的第一金属网格152与第二金属网格154分别覆盖于第一电极142与第二电极144上，使得第一电极142与第二电极144的电阻值下降，有利于电性的传导，可降低信号传输时间(RC loading)，同时亦可降低金属的第二桥接图案的可视性。
请同时参照图2A和图3。在本实施例中，在触控面板10的一单位面积(例如是感测单元10所呈现的单位面积)中，第二电极144的面积对于第一电极142的面积的关系可满足于下列式1及式2：
A2＝R×A1 式1
0.37<R<0.41 式2
其中，A1表示各该第一电极在该单位面积中的面积，A2表示各该第二电极在该单位面积中的面积，R表示A2对于A1的比值。单位面积对应于使用者的手指所触碰的面积范围，例如是由单边长度为5～7mm所形成的一矩形的单位面积。
在图3中，X轴表示第二电极144的面积对于第一电极142的面积的比值R。Y轴表示信号噪声比(Signal-to-noise ratio,SNR)。当信号噪声比愈高时表示触控面板的感应量优选。在本实施例中，覆盖板160可使用厚度范围3～5mm的厚保护玻璃，故须同时考量感应量以及电极的面积比例对于电容值与噪声值的影响。当第二电极144的面积对于第一电极142的面积的关系可满足于上列式1及式2时，触控面板100可具有最佳的感应量。
请参照图2C，虚部电极146具有3个或大于3个虚部电极角度(例如是虚部电极角度θ1、θ2、θ3与θ4)，且这些3个或大于3个虚部电极角度皆不相同。例如，虚部电极角度θ1不等于虚部电极角度θ2，虚部电极角度θ2不等于虚部电极角度θ3，且虚部电极角度θ1不等于虚部电极角度θ3。虚部电极角度(例如是虚部电极角度θ1、θ2、θ3与θ4)是定义为虚部电极146的弯折边对于X方向的轴线所夹的角度。虚部电极角度(例如是虚部电极角度θ1、θ2、θ3与θ4)中任两个角度的总和是大于90°且小于270°。根据人因实验证实，电极角度的数目与解目视的效果呈正相关，相较于虚部电极的外型未经特殊设计(例如是为菱形、矩形)的比较例而言，由于本公开的虚部电极146具有3个或大于3个虚部电极角度，能具有优选的解目视的效果，降低第一电极142、第二电极144与虚部电极146的电极图案的可视性。
请参照图2D，第一金属网格152与第二金属网格154可分别具有第一网格角度α1与第二网格角度α2。第一网格角度α1与第二网格角度α2可相同，例如是45°。虽然第一金属网格152与第二金属网格154覆盖于第一电极142与第二电极144的上后，可降低整体的电阻并减轻驱动集成电路(IC)的负担，但不透明的金属材料搭载于液晶显示模块时就有可能因两者的周期性结构叠加在一起而产生干涉现象，亦即是莫瑞(Moiré)效应。本公开通过调整第一金属网格152与第二金属网格154的第一网格角度α1与第二网格角度α2，以克服莫瑞效应的问题。其中，当第一网格角度α1与第二网格角度α2为45°时，莫瑞效应可最为轻微。
再者，第一网格角度α1与第二网格角度α2皆不同于虚部电极角度(例如是虚部电极角度θ1、θ2、θ3与θ4)。相较于虚部电极的形状并没有形成多个不同角度且虚部电极的角度相同于金属网格角度的比较例而言，由于本实施例的虚部电极146具有互不相同的3个或大于3个虚部电极角度，且第一网格角度α1与第二网格角度α2皆不同于虚部电极角度(例如是虚部电极角度θ1、θ2、θ3与θ4)，可提升解目视的效果，使得人眼较不会注意到电极图案的边缘，亦能够降低金属的第二桥接图案120的可视性。
此外，第一金属网格152在第一电极142上的密度可不同于第二金属网格154在第二电极144上的密度。在本实施例中，第一金属网格152在第一电极142上的密度可大于第二金属网格154在第二电极144上的密度。其中，第一金属网格152在第一电极142上的密度对于第二金属网格154在第二电极144上的密度所形成的比值是大于1且小于3。
请参照表一(如下所示)，其示出依据人因实验的莫瑞效应不可视曲线作为判断标准，测量第一比较例(第一金属网格在第一电极上的密度对于第二金属网格在第二电极上的密度所形成的比值是1)、第一实验例(第一金属网格152在第一电极142上的密度对于第二金属网格154在第二电极144上的密度所形成的比值是2)及第二比较例(第一金属网格在第一电极上的密度对于第二金属网格在第二电极上的密度所形成的比值是3)中，落在莫瑞可视区的点的数目。莫瑞可视区的点的数目愈高表示干涉条纹愈明显，莫瑞效应愈强。
表一
相较于第一比较例及第二比较例而言，第一实验例中落在莫瑞可视区的点的数目较少，表示干涉条纹较不明显。若金属网格的密度差异太大，可能造成再次影响干涉效果，而劣化视觉效果。由此可知，由于本公开的第一金属网格152在第一电极142上的密度对于第二金属网格154在第二电极144上的密度比值大于1且小于3，能够减轻干涉现象，降低莫瑞效应，具有优良的视觉效果。
根据上述，本公开的一实施例提供一种触控面板。在触控面板的一单位面积中，各个第二电极的面积对于各个第一电极的面积的比例是大于0.37且小于0.41。相较于第二电极的面积对于第一电极的面积比例相同的比较例而言，本公开的第一电极与第二电极的面积比例通过特殊的设计，即使是使用厚玻璃(例如是大于3mm的玻璃)作为覆盖板，仍可使触控面板具有高感应量以及较低的噪声值，具有优异的触控感应品质。并且，本公开的第二电极之间是以金属材料的第二桥接图案连接，相较于透明导电材料的第二桥接图案的比较例而言可具有较高的抗高压能力。再者，第一电极与第二电极上分别覆盖有密度不同的第一金属网格与第二金属网格，第一电极与第二电极之间设置有具备3个或大于3个角度的虚部电极，且虚部电极的角度不同于第一及第二金属网格的角度，如此一来，不但可降低第一电极与第二电极的信号传输时间，亦可降低金属的第二桥接图案以及电极图案的可视性，并减轻莫瑞效应。因此，本公开的触控面板不但可承受较大的外力且感应效果亦相当优异，更不会影响视觉效果。
综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种触控面板，包括：
一基板，具有一第一表面；
多个第一电极串列，配置于该第一表面上，各该第一电极串列是沿着一第一方向延伸且包括多个第一电极；以及
多个第二电极串列，配置于该第一表面上，各该第二电极串列是沿着一第二方向延伸且包括多个第二电极，
其中在该触控面板的一单位面积中，各该第二电极的面积对于各该第一电极的面积的关系是满足于下列式1及式2：
A2＝R×A1 式1；
0.37<R<0.41 式2；
其中，A1表示各该第一电极在该单位面积中的面积，A2表示各该第二电极在该单位面积中的面积，R表示A2对于A1的比值。
2.如权利要求1所述的触控面板，还包括多个虚部电极，各该虚部电极配置于各该第一电极与各该第二电极之间，其中各该虚部电极具有3个或大于3个虚部电极角度，且所述3个或大于3个虚部电极角度皆不相同。
3.如权利要求2所述的触控面板，其中所述第一电极、所述第二电极与所述虚部电极是由相同折射率的材料所形成。
4.如权利要求2所述的触控面板，其中各该虚部电极是与各该第一电极及各该第二电极隔开，且各该虚部电极、各该第一电极及各该第二电极是彼此电性绝缘。
5.如权利要求2所述的触控面板，还包括：
多个第一金属网格，配置于所述第一电极上，各该第一金属网格具有一第一网格角度，且该第一网格角度不同于各该3个或大于3个虚部电极角度；以及
多个第二金属网格，配置于所述第二电极上，各该第二金属网格具有一第二网格角度，且该第二网格角度不同于各该3个或大于3个虚部电极角度。
6.如权利要求5所述的触控面板，其中所述第一金属网格是电性连接于所述第一电极，所述第二金属网格是电性连接于所述第二电极。
7.如权利要求5所述的触控面板，其中所述第一金属网格在所述第一电极上具有一第一密度，所述第二金属网格在所述第二电极上具有一第二密度，该第一密度不同于该第二密度。
8.如权利要求5所述的触控面板，其中该第一网格角度等于该第二网格角度，且该第一网格角度与该第二网格角度皆为45°。
9.如权利要求1所述的触控面板，还包括：
多个第一桥接图案，沿着该第一方向将各该第一电极串列中的所述第一电极连接成串；
多个第二桥接图案，沿着该第二方向将各该第二电极串列中的所述第二电极连接成串；
其中各该第一桥接图案的材料是不同于各该第二桥接图案的材料。
10.如权利要求9所述的触控面板，其中各该第二桥接图案是由金属所形成。
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