CN203812212U - 电极结构及其触控面板装置 - Google Patents

Abstract

一种电极结构及其触控面板装置，电极结构为金属导电材料制作，为了有效抑制金属反光，并与面板内底材颜色调和，在不影响透光性与金属导电率的前提下，实施例提出的电极结构在其中金属导电层上形成一色度调和层，所形成的电极结构与基板结合，可应用于反射式显示面板。色度调和层除了可以遮蔽金属导电层而避免金属反光外，更能与面板底材颜色产生视觉调和。

Description

电极结构及其触控面板装置

技术领域

一种电极结构及其触控面板装置，特别是一种采用色度调和层而具有防反光功能的电极结构，以及以此电极结构组成的触控面板装置。

背景技术

由于环保护意识抬头，节能、省碳观念与日俱增，因此具备可在周围环境光下使用、毋需背光源与低耗电等特性的反射式显示器(Reflective LCD)已发展成为一股不可忽视的潮流，与传统的平面显示器相比，未来反射式显示器势必有相当的成长潜力。

反射式显示器具有低耗电、不须使用背光源的特性，十分适合应用于可携式电子产品，将金属电极触控面板应用于反射式显示面板装置，如电子书、电子纸、曲面手表或电子卷标等等，更可取代传统式ITO(氧化铟锡)触控面板不可挠且成本高的缺点。

当触控面板采用金属导线作为电极的时候，问题在于金属电极在反射外界光时会呈现些微的金属色泽，加上电极本身金属色与屏幕颜色有对比色差，故观看相关显示器时，会有反光的干扰，使得画面会呈现人眼可视的金属反光，在长时间阅读下容易造成视觉疲劳。

在采用金属电极导线(金属网格)的面板公知技术中，需要额外添加一层防眩光处理膜(anti-glare film)，由此消除面板中金属导线产生的金属反光，这些反光可能造成显示质量下降的问题。

公知采用防眩光处理膜可能会增加触控面板的厚度，并且影响到透光区的透光性；同时，光学级的塑料基板本身也可能造成反光，反光容易使人眼视觉疲劳，若与前述金属线的反光结合，反光干扰更甚，使得人眼更容易观察到金属导线的干涉现象。

图1显示公知技术中基板与电极结构应用于触控显示设备的剖面结构示意图。

其中触控面板部份包括基板10与其上下两个表面的电极结构101、102，组成触控显示设备时，上方设有光学胶(optically clear adhesive)11，光学胶11上黏着为了要消除面板中金属材料的反光的防炫光处理膜12，接着再以光学胶13贴附上方基板14。在此结构下方，基板10则可通过光学胶15设于显示模块16上。显示模块16除了一种液晶层之外，更可为一种填有电子墨水(E-ink)材料的显示模块。

公知技术中利用防眩光结构以降低金属反射现象，无法有效解决反射问题，却会产生如增加面板厚度，并且会有降低所覆盖的金属导电率与抗蚀能力低等问题。

实用新型内容

有鉴于公知技术在触控面板中采用金属电极导线作为电极结构的设计会产生金属反光及金属可视性的问题，本实用新型公开书提出一种触控面板装置与其具色度调和层的电极结构，其中电极结构的设计加入一色度调和层，可以有效消除金属或基板产生的反光，更因为可配合面板装置的底材颜色进行色度调和，因此可以提供良好的显示品质，而不至于产生不必要的反光与视觉上的干扰。

根据本实用新型所记载实施例之一，具色度调和层的电极结构主要结构有金属导电材料制作的导电层，以及色度调和层，色度调和层根据电极结构所应用的一面板结构底材颜色而调整色度调和层的成份，以调和面板结构底材的颜色，并用以消除自导电层产生的反光。

在实施例之一，色度调和层的材料为混合重量百分比为25％-50％的酚醛树脂，重量百分比为1％-5％的感光化合物，重量百分比为1％-20％的有机有色高分子染料，以及重量百分比为40％-70％的溶剂后形成一混合物A，再以该混和物A的重量百分比60％-99％与无机有色染料的重量百分比1％-40％混合而成。

在另一实施例中，色度调和层的形成以一银白色金属直接涂布于该导电层上后加工使其具粗糙表面制成，该银白色金属由银、镍、铬、钛、铝、钼、钨与铜的多个元素及其组合的合金。

在其中一实施例中，该金属导电材料为形成于该面板结构中一基板上的金属导线电极。

该色度调和层经沿着该金属导线电极的走向而图案化该色度调和层的材料形成。

该色度调和层形成于该导电层的表面上。

较佳的，该色度调和层完整包覆该导电层。

优选的，该电极结构的表面还形成一粗化层。

公开书更揭示设有具色度调和层的电极结构的触控面板装置，面板装置设有一反射式面板与一基板，两者通过光学胶结合，基板的至少一表面形成一或多个电极结构。电极结构则包括有金属导电材料制作的导电层以及色度调和层。

借由本实用新型提出的具有色度调和层的电极结构，可有效降低触控面板厚度，且不影响显示品质，具高透光性与金属导电率，同时具有极佳的耐候性，可在高温盐浴的环境下抗腐蚀。

为了能更进一步了解本实用新型为达到既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明、附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1显示公知技术触控显示设备的剖面结构示意图；

图2所示为应用本实用新型具有色度调和层的电极结构的显示面板结构示意图；

图3A-3E为本实用新型具色度调和层的电极结构示意图；

图4A-4E为形成本实用新型具色度调和层的电极结构的制程实施例；

图5显示利用本实用新型具色度调和层的电极结构的显示面板结构实施例示意图；

图6显示本实用新型具色度调和层的电极结构另一实施形态；

图7A显示本实用新型电极结构的实施例示意图之一；

图7B显示本实用新型电极结构的实施例示意图之二；

图8示意显示采用本实用新型具色度调和层的电极结构的面板结构实施例。

【附图标记说明】

基板10                 电极结构101、102

光学胶11               防眩光处理膜12

光学胶13               基板14

光学胶15               显示模块16

反射式面板203          基板2

电极结构21a、21b       光学胶23、24

盖板201                第一反射光205

第二反射光206

基板31                 导电层32

色度调和层33、34、35、36、37

基板41                 导电层42、42’

色度调和层43、43’

反射式面板51           光学胶53

基板55                 电极结构57、58

导电层571、581         色度调和层572、582

第一反射光505          第二反射光506

基板61                 导电层63

第一色度调和层65       第二色度调和层66

基板71                 电极结构73、74

接着层731              导电层732

色度调和层733          导电层741

色度调和层742          粗化层743

反射式面板81           基板83

盖板85                 电极结构87

光学胶801、802         接着层871

导电层872              色度调和层873

粗化层874

具体实施方式

本实用新型提出一种触控面板装置及其具有色度调和层的电极结构，触控面板装置特别是应用于一种反射式显示面板，此类面板为可以采用反射光作为背光应用的显示面板，如一种着重高对比度的电子纸(electronic paper)。此类反射式显示面板中，底材颜色通常为浅色系，而触控面板也可采用金属导线作为触控电路之用。

因此，在一种实施方式中，触控面板内电极结构为金属导电材料制作，为了有效抑制金属反光，并与面板内底材颜色调和，实施例提出的电极结构在其中金属导电层上形成一色度调和层，此色度调和层的主要用途为遮蔽金属导电层而避免金属反光，且能同时调和底材颜色，避免视觉上的干扰。实施例所提出的色度调和层更可以保证整体面板的透光性与电极结构的金属导电率。

在本实用新型所提出的触控面板装置中，利用金属导电材料形成金属导电层，此形成面板的电极结构主体。触控面板可为反射式显示面板，包括一种可挠式的反射式显示面板，反射式显示面板主要为依赖周遭的环境光源来达到显示效果，因此需要考虑消除环境光在其中金属导电层所产生的金属反光，于是提出形成于金属导电层上的一种色度调和层。

根据实施例之一，在显示面板中电极结构上的色度调和层如一种浅色系的白化层，此白化层不但可以消除金属反光，且具抗蚀性，可降低触控面板使用金属电极技术时的明显金属反光(金属可视性)，并用以及保护金属电极不受环境高温高湿影响，增加反射式显示器的视觉质量，比如是电子纸电子书等屏幕底材为白色的反射式显示器等。

上述色度调和层的形成方式之一可直接在金属电极结构上涂布相关材料，或以溅镀制程(sputtering)、蒸镀(evaporation)形成。

根据一较佳实施例，本实用新型所采用的涂料包含的酚醛树脂的重量百分比为25％-50％，感光化合物的重量百分比为1％-5％，有机有色高分子染料的重量百分比为1％-20％，溶剂的重量百分比为40％-70％，其中溶剂可为丙二醇甲醚醋酸酯。前述四者经混合后的混合物再与无机有色染料调合，以该混合物的重量百分比为60-99％，无机有色染料为白色材料如SiO₂或TiO₂或碳酸钙等白色系微米级粉末的重量百分比为1％-40％的方式混合而成本实用新型采用的色度调和层的涂料。

根据一较佳实施例，本实用新型色度调和层涂料包含的酚醛树脂的重量百分比为5％-45％，感光化合物的重量百分比为1％-15％，有机有色高分子染料的重量百分比为1％-20％，溶剂的重量百分比为45％-90％，其中溶剂可为乙酸丙氧基乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚及其混合物所组成的群组其中之一。前述四者(酚醛树脂、感光化合物、有机有色高分子染料与溶剂)经混合后的混合物再与无机有色染料调合，以混合物的重量百分比为60-99％，无机有色染料为白色材料如SiO₂或TiO₂或碳酸钙等白色系微米级粉末的重量百分比为1％-40％的方式混合而成本实用新型采用的涂料。

另，本实用新型的色度调和层若以白化为目的，亦可使用一银白色金属直接涂布于金属电极结构上后加工使其具粗糙表面制成。银白色金属如银、镍、铬、钛、铝、钼、钨、铜等元素或其组合之合金，合金如铜镍合金，俗称白铜。

在电极结构中金属导电层上形成的色度调和层，结构上仅形成于金属导电层表面上，可以以固定厚度完整包覆于金属电极上，可以以截面为水珠状形成于金属电极上，可以以颗粒表面形成于金属电极上。

首先，请参阅图2所示应用本实用新型具有色度调和层的电极结构的显示面板结构示意图。

图中显示一显示面板结构，下方有一反射式面板203，中间部份设有一基板2，两者之间通过光学胶24结合，基板2的两侧分别设有电极结构21a、21b。根据一较佳实施例一，基板2为可透光材料所制作，与电极结构21a、21b形成触控面板。

触控面板将形成一种反射式显示面板，上方通过光学胶23结合面板上方的盖板201，下方也通过光学胶24结合反射式面板，因此结合形成本实用新型所公开的显示面板结构。

其中光学胶23、24应光学需求，其透光度(％)规格为T>90％、L>90、a<0.1、b<0.8。材质可为压克力、丙烯酸树酯等材料，且不限于此。

外部光源(如环境光，可参阅虚线表示的光径)从上方照射，穿透盖板201与光学胶23，射向电极结构21a，由于电极结构21a原本的金属电极特色，因此导致第一反射光205的产生。另外，当外部光源沿着图中虚线从上方照射，穿过盖板201、光学胶23、基板2，以及下方光学胶24，而到达反射式面板203，之后反射而出，为第二反射光206，因此人眼将同时看到第一反射光205与第二反射光206。

此例中，第一反射光205为反射自电极结构21a的反射光，为一种金属反光，其色度与反射式面板203底材的颜色(比如电子纸产品通常为白色)有对比色差，会使人眼更容易观察到金属电极的布线。

若欲避免前述当用户观看使用金属导线电极的显示面板时看到的金属反光，本实用新型提出一种形成于金属导线电极上的色度调和层，不仅可以避免金属反射外部光源的现象，更可以调和面板底材的反射光。

色度调和层形成于电极结构上的实施形态如图3A所示，电极的主要结构如基板31、金属导线形成的导电层32以及形成于导电层32表面上而以涂布或溅镀方式蒸镀形成的色度调和层33。

在图3B所示的实施例中，另一种色度调和层34以固定的厚度完整包覆于导电层32上，可提供完整的降低金属反光与抗蚀功效。

在图3C所示的实施例中，此例的色度调和层35以截面为水珠状形成于导电层32上，可在更多视角下降低金属反光并提供抗蚀功效。此例同样显示色度调和层35完整包覆导电层32的实施方式。

在图3D所示完整包覆导电层32的实施例中，色度调和层36以颗粒表面的方式形成于导电层32上，可更进一步降低金属反光并提供抗蚀功效。

在图3E中，色度调和层37形成于本身具有颗粒表面的导电层32上，且完整包覆导电层32，由此可以导电层32来降低金属反光。

上述各实施例中所提的基板31为面板结构中作为电极结构的基材，基板的材料可为材质可为PET(Polyethylene terephthalatem，聚对苯二甲酸乙二酯)、PEN(polyethylene naphthalate)、COC(Cyclic OlefinCopolymer)、LCP(liquid crystal polymer)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)、PEI(polyetherimide)或PPSU(polyphenyl sulfone)及其组合。基板31上的金属导电层32材料可为铜、铝、镍、铁、金、银、不锈钢、钨、铬或钛，或其中的多种材料的合金所组成。色度调和层33，34，35，36，37可为较浅色系材料所形成的白化层，材料为涂料或银白色金属，以直接涂布于金属电极结构表面形成，其中使用银白色金属时可再加工使其具有粗糙表面。色度调和层的光学需求为L<90、a±2、b±2、反射率小于30。

图4A至4E接着显示色度调和层形成于面板结构中的一实施例流程图。

制程一开始先备置有一基板41，如图4A；接着在基板41上形成导电层42，如图4B；再于导电层42上形成一色度调和层43，比如以浅色系材料形成的白化层，如图4C。形成色度调和层43原始状态的方式包括可由网印、刮刀、线棒或旋转的方式将材料涂布于导电层42上方。

根据电极结构的需要，步骤接着是图案化色度调和层43，沿着欲露出的导电层42进行蚀刻，如沿着金属导线电极的走向进行图案化相关涂布材料，如图4D，而图案化的方法可采用例如光罩曝光显影蚀刻或是激光束雕刻的方式，另有方式如先将金属导体表面做亲水化处理，使水系涂料可选择性附着于金属导体表面，而非疏水性的PET表面，但不以此为限。如此一来，即可以简单的步骤形成仅被覆于金属导体的色度调和层43’。

步骤继续如图4E，继续将非作为电极层的部份蚀去，形成在基板41上经图案化的导电层42’，与对应于表面上的色度调和层43’。

图5显示利用本实用新型具有色度调和层的电极结构的显示面板结构实施例示意图。

图中显示一反射式面板结构，底部设有反射式面板51，如一种液晶面板，通过光学胶53结合结构上方的触控面板，触控面板包括基板55以及形成于基板55上的电极结构57、58。

此例的基板55上设有至少一电极结构57、58，电极结构的设计可如上述图3A至3E所示的实施例。

此例中，电极结构57中导电层571上形成有色度调和层572；电极结构58中导电层581上形成有色度调和层582。色度调和层572、582可以为不同的形式，而且可配合反射式面板51的底材颜色而设计色度调和层572、582的颜色。例如说电子纸底色为白色，色度调和层572、582的色度可调整为与其底材颜色接近或一致，由此可使于外部光源入射时，产生色度一致的反射光。比如经金属电极58反射产生第一反射光505，经反射式面板51所反射产生的第二反射光506，色度调和层572、582将使得两反射光的色度相近，使人眼观察显示器画面时不至产生颜色差异，降低金属导线的电极结构产生的视觉不适。

根据实施例，其中导电层571、581的厚度范围以0.001μm-15μm为佳，色度调和层572、582厚度范围以0.005μm-15μm为佳。导电层571、581与色度调和层572、582的宽度(如金属导线线宽)则以1μm-30μm为佳。

图6显示本实用新型具色度调和层的电极结构另一实施形态。

此图例显示，金属导电层上的色度调和层可不只一层，比如图中显示有一基板61上形成导电层63，导电层63上先形成第一色度调和层65，再于此第一色度调和层65上形成另一第二色度调和层66，由此可以提升电极结构的抗腐蚀能力与环境适应性，并且第二色度调和层66协助第一色度调和层65而能调整整体电极的颜色色度与光反射能力。

除上述实现第一色度调和层65的材料以外，此例的第二色度调和层66材料可为浅色氧化物、浅色高分子、银白色金属及其混合物。银白色金属如银、镍、铬、钛、铝、钼、钨与铜等元素及其组合的合金(如铜镍合金，俗称白铜)；浅色氧化物则可为氧化硅、氧化钛、氧化铝及其混合物；浅色高分子可为有机硅等。其中，第二色度调和层66的混合物中，浅色高分子的比例可为10-90％，浅色氧化物中的银白色金属比例可占有10-90％。第二色度调和层66厚度以0.001μm至1μm的范围为佳；第二色度调和层66的反射率需介于1％到50％的范围，较佳为低于30％。此外，第一色度调和层65与第二色度调和层66所产生的总体反射率应低于30％较佳。

色度调和层的特性可以L(亮度)、a(红绿)与b(黄蓝)组成的色度坐标值表示。例如：电子纸屏幕无背光，呈现纯白背景时，其反射率(reflectivity)低于30％，亮度(lightness)需小于90，色度坐标红绿轴(a/-a axis)介于2与-2，黄蓝轴(b/-b axis)介于2与-2之间。尤其是底色更白的电子纸，该搭载亮度小于90％的色度调和层，可称白化层。

触控面板因为金属电极存在铜的金属黄色，则人眼很容易观察到偏黄色的金属反光。因此，第一色度调和层65可同时调整金属电极本身金属色，使与其搭配的金属电极本身颜色，如纯铜金属母材反射率>50％，L>90％，a<0.1，b>2，并接近屏幕纯白色底色(Paperwhite)的颜色，减少对比色差。第一与第二色度调和层65、66材料本身的色度可因为材料厚度改变。第二色度调和层66可调整第一色度调和层65的色度使其更接近于屏幕的类纸色或纯白色，同时拥有抗反射、抗干涉、抗彩虹纹、抗磨耗、耐刮的特性。

色度调和层的形式再可参考图7A与图7B所示的电极结构实施形态。图7A与图7B分别显示面板结构中基板71上的电极结构73、74，这两个不同设计形式的电极结构73、74可选择其中之一作为面板的电极结构。

在图7A中，电极结构73与基板71之间设有接着层731，接着层731加强了导电层732与基板71的接着性，可降低因基板71挠曲导致电极结构73脱落的问题。导电层732上为色度调和层733。

接着层732材料包括高分子材料、氧化物材料、金属材料及其复合材料所组成的群组其中之一。高分子材料包含acrylic、PET、PEI、PPSU、PI、PEDOT、Polyaniline、Polypyrrole或是其中的复合材料组合。氧化物可为非晶或多晶的氧化物薄膜或是粉末结构。其中，氧化物的组成可为氧化钛(titanium oxide)、氧化钽(tantalum oxide)、氧化硅(siliconoxide)、氧化铝(aluminum oxide)或是其中的复合材料组合。金属可包含铜、银、铝、钼、镍、铬、钨、钛、硅、锌、锡、铁和其他合金或是其中的复合材料组合。亦可以得到高分子、金属与氧化物两种或是三种组合，如：金属与氧化物的结合、高分子与金属的结合、高分子与氧化物的组合或是金属与氧化物与高分子的组合的复合材料。如果使用复合材料，高分子所占的比例为10-90％，氧化物所占的比例为10-90％，金属所占的比例为10-90％。氧化物也可以是多层的结构。举一实施例来说，氧化钛的厚度为900nm，而氧化硅的厚度为100nm。接着层732的厚度以0.001μm与1μm之间的范围为佳；反射率需介于1％到50％的范围，较佳为低于30％。

在图7B中，电极结构74中则示意显示导电层741与色度调和层742上形成一粗化层743。粗化层743可降低金属反光以加强肉眼不可视性。粗化层743可利用化学蚀刻(硫酸、高锰酸等)、机械物理或电浆清洁(如滚轧、离子束、电晕、大气电浆)等方式形成，因此粗化层743材质可与下方接着的色度调和层742材质相同。

如粗化层743等形成于电极结构74中的粗化结构，可以蚀刻等加工方式形成，或以其他材料电解、溅镀或沈积方式形成。

若粗化层743形成方式为利用额外涂布紫外光胶或是有机硅树酯硬化层等材料实现，粗化层743材质可与下方色度调和层742的材质不同。粗化层743的粗糙度(Ra中心线平均粗糙度)范围为0.001-0.2μm为佳，最佳的粗糙度范围为Ra＝0.02-0.1μm。

当电极结构上形成粗化层时，可参阅图8所示的实施例示意图。

此例面板结构主体有反射式面板81、基板83与上方盖板85，三者的间以光学胶801、802接合。形成于基板83的电极结构87中以金属导线作为导体，也就是导电层872，为了消除金属反光，以及调和反射式面板81的底材颜色，在导电层872上形成有色度调和层873，而下方则通过接着层871接合基板83。

若要加强散射入射光而消除金属反光，可于色度调和层873上形成粗化层874，粗化层874的粗糙度可因为光学胶802的关系而降低人眼的雾度(Haze)感。此外，因为光学胶802填补了电极结构87表面粗糙面的关系，可额外使色度调和层873的颜色更贴近反射式面板81的底材颜色，比如偏于纯白或是与电子纸的底色白色矩阵更类似的色度。

因此，本实用新型提出的触控面板装置比如是电子书、电子纸、曲面手表或电子卷标，其中的电极结构上形成有一色度调和层，其目的之一除了是消除电极结构中金属导体产生的反光，更是通过颜色设计调和了面板底材颜色，使增加人眼观看显示器的舒适度，同时，仍不影响金属导电层的导电率，兼具有极佳的耐候性，可在高温盐浴的环境下展现极佳的寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，凡依本新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种电极结构，其特征在于，所述的电极结构包括：

一金属导电材料制作的导电层；以及

一色度调和层，根据该电极结构所应用的一面板结构底材颜色而调整该色度调和层的成份，以调和该面板结构底材的颜色，并用以消除自该导电层产生的反光。

2.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该金属导电材料为形成于该面板结构中一基板上的金属导线电极。

3.如权利要求2所述的电极结构，其特征在于，该色度调和层经沿着该金属导线电极的走向而图案化该色度调和层的材料而形成。

4.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该色度调和层形成于该导电层的表面上。

5.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该色度调和层完整包覆该导电层。

6.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该电极结构的表面还形成一粗化层。

7.一种触控面板装置，其中设有具色度调和层的电极结构，其特征在于所述的装置包括：

一反射式面板；以及

一基板，通过光学胶与该反射式面板结合，该基板的至少一表面形成一或多个电极结构，该电极结构包括：

一金属导电材料制作的导电层；以及

一色度调和层，根据该反射式面板底材颜色而调整该色度调和层的成份，以调和该反射式面板底材的颜色，并用以消除自该导电层产生的反光。

8.如权利要求7所述的触控面板装置，其特征在于，该金属导电材料为形成于该面板结构中基板上的金属导线电极。

9.如权利要求7所述的触控面板装置，其特征在于，该触控面板装置为电子书、电子纸、曲面手表或电子卷标。