TWI361998B - Touch panel - Google Patents

Description

1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種觸控面板’且特別是有關於一種 電阻式的觸控面板。 【先前技術】 近年來，隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電的 φ 快速發展與應用’為了達到更便利、體積更輕巧化以及更 人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸 入裝置，轉變為使用觸控面板（Touch Panel)作為輸入裝 置’其中觸控式的液晶顯示裝置更為現今最流行的產品。 一般而言’各類型的觸控面板中以電阻式觸控面板的 技術發展最為成熟。圖1繪示為習知之電阻式觸控面板的 剖面示意圖。請參照圖1’觸控面板1〇〇包括第一基板11〇、 第二基板120、第一電極層112、第二電極層丨22以及多個 間隔物(spacer)130。第一電極層112配置於第一基板no _ 上’第二電極層122配置於第二基板12〇上，且電極層 (112、122)位於基板(110、U0)之間。另外，間隔物13〇配 置於第一電極層112與第二電極層122之間。藉由手指或 是物體的按璧使觸控面板100在對應的位置上導通而產生 一電性的改變（如壓降或電流變化等），以提供輸入的功 能。因此，間隔物130的配置有助於維持第一電極層112 與第二電極層122間的一間隙g，以避免第一電極層112 與第二電極層122間不必要的導通而造成訊號亂。 5 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 然而，觸控面板100中，第一電極層112與第二電極 層122必須不斷地被彎曲至一定的角度以上，以與彼此接 觸而產生對應的輸入訊號。因此，第一電極層112與第二 電極層122容易因不斷的彎曲與接觸而損壞，進一步地造 成觸控面板100的使用壽命受限。此外，觸控面板100中 兩電極(112、122)之間除了間隔物130外並未配置有其他 材料層。光線穿過間隙g時將有部份會被反射或是散射， 而使觸控面板100的透光率不佳。整體來說，習知的觸控 面板100的電極(1Π、122)容易損壞因而使用壽命有限且 透光度不佳。 【發明内容】 本發明是提供一種觸控面板，以延長電阻式觸控面板 的使用壽命以及提高觸控面板的光線穿透率。

本發明提出一種觸控面板’其包括—第一基板、一第 -電極層…第二基板、-第二電極層以及—摻雜間隔層。 第-電極層配置於第-基板上，而第二基板與第一基板平 行。第二電極層配置於第二基板上，且第—電極層盥第二 電極^位於第一基板及第二基板之間。此外，換雜間隔層 位於苐-電極層以及第二電極層之間，摻 有多個導錄子。 ^ T㈣ 谨實施例中，上述之摻雜間隔層之材質為 一彈性材料，此彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 只1 在本發明之-實施例中，上述之摻雜間隔層之材質為 6 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 一液體材料，且摻雜間隔層具有複數個間隔物，並中這些 間隔物的高度小於第-基板與第二基板之間的間距。& 時’上述之液體材料為液晶。 在本發明之-實施例中’上述之導電粒子之材質包括 -導電高分子。#電高分子包括f笨乙烯續酸(p〇ly e缈lene dioxy脇phene，PED0T)或聚苯胺 — PANi)。 ’ • 在本發明之一實施例中’上述之導電粒子為多個夺米 粒子。在-實施例中，奈米粒子包括奈米銀粒子、奈米碳 粒子、奈米碳管(Carbon nanotube)、奈米銀絲、奈米氧化 鋅粒子、奈来氧化銦錫粒子、奈米鈦或上述之組合。 在本發明之-實施例中，上述之摻雜間隔層:一電阻 值正比於摻雜間隔層之一厚度。 在本發明之-實施例中’上述之摻雜間隔層的折射率 實質上大於1.3至小於2.0。 _ #玄i本發明之—實施例中，上述之摻雜間隔層的光線穿 透率實質上大於85%至小於1〇〇〇/0。 在本發明之一實施中，上述之第一基板以及 美 之^質包括玻璃、壓克力、聚亞醯胺(p〇lyamide)、聚〔稀 對笨二甲酸酯（p〇lyethylene Terephthal 醋㈤ycarbonate，PC)或上述之組合。 ^姚 在本發明之一實施例中，上述之第一電極層以及第二 電極層之材質包括氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化鋅鋁、氧化 銦鋅、氧化辞、氧化錫或其所組成的族群之一。 7 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 本發明另提出一種觸控面板，包括一第一基板、依第 一電極層、一第二基板、一第二電極層以及一摻雜間隔層。 第一電極層配置於第一基板上。第二基板與第一基板平 行。第二電極層配置於第二基板上，且第一電極層與第二 電極層位於第一基板及第二基板之間。另外，摻雜間隔層 位於第一電極層以及第二電極層之間並具備一厚度。捧雜 間隔層係由一絕緣彈性材料與散佈在絕緣彈性材料中的多 • 個導電粒子所組成，使得摻雜間隔層的電阻值正比於摻雜 間隔層之厚度。 、 在本發明之一實施例中，上述之觸控面板更包括電性 連接至第一電極層以及第二電極層的一訊號感知器。當厚 度小於一臨界厚度時，摻雜間隔層的電阻值降低以讓訊號 ^知器偵測到通過摻雜間隔層的電壓或電流，當厚度大於 臨界厚度時，摻雜間隔層的電阻值升高，則訊號感知器偵 測不到通過摻雜間隔層的電壓或電流。 在本發明之一實施例中，上述之絕緣彈性材料包括矽 膠或壓克力膠。 每在本發明之一實施例中，上述之摻雜間隔層的折射率 二質上大於1.3至小於2.〇’且摻雜間隔層的光線穿透率實 貝上大於85%至小於100〇/〇。 、 本七明之觸控面板利用具有彈性或流動性且具有導 ^生的摻雜間隔層做為第—電極層與第二電;1¾層之間的間 ^ 0因此，觸控面板的第一電極層與第二電極層不需大 虽度的被彎曲或是直接碰觸就可以相互導通，而有助於延 8 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 長觸控面板的使用壽命。另外’摻雜間隔層的材質選用透 明材質更有助於改善觸控面板的光學特性。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 圖2為本發明之一實施例之觸控面板的剖面示意圖。 請參照圖2 ’觸控面板200包括一第一基板210、一第一電 極層212、一第二基板220、一第二電極層222以及一摻雜 間隔層230。第一電極層212配置於第一基板21〇上，而 第二基板220與第一基板21〇平行。第二電極層222配置 於第二基板220上，且第一電極層212與第二電極層222 位於第一基板210及第二基板22〇之間。此外，摻雜間隔 層230位於第一電極層212以及第二電極層222之間，摻 雜間IWj層230中散佈有多個導電粒子232。 第一基板210以及第二基板22〇之材質包括玻璃壓 克力、聚亞_、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸醋或上述 之組合。利用上述材質製成的第-基板210與第二基板220 例如具有可撓曲的特性，所以使用者碰觸時，第一基板 或=二基板22G可略微彎曲。實務上，第—基板21〇與第 二，22〇中可以僅有與使用者直接接觸之一者為可撓曲 . 所製成。另外，摻雜間隔層230之材質為一彈性材 ;斗’此彈性材料例如是石夕膠、壓克力膠（Acrylic gel)或 9 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 疋其他非導電性的膠體。由於，擦雜間隔層23〇為獨立的 塊體，所以摻雜間隔層23〇可以在一真空環境下斑第一基 板210以及第二基板22〇貼合。當觸控面板被觸碰而 受壓時，具有彈性的摻雜間隔層23()對應被觸碰的位置可 以產生凹陷，而壓力移除後，換雜間隔層23〇可恢復原本 的狀態。 實務上’觸控面板2〇〇為電阻式設計的觸控面板2〇〇。 • 使用者碰觸觸控面板200時，第-電極層212與第二電極 層222對應於被觸碰的位置處會導通而產生對應的訊號。 在本實施例令，摻雜間隔層23〇中散佈有導電粒子232， 且摻雜間隔層230之一電阻值正比於摻雜間隔層23〇之一 厚度。當摻雜間隔層230產生凹陷時，摻雜間隔層23〇對 應於凹陷的位置處的厚度較薄而具有較低的電阻值。因 此第一電極層212與第二電極層222可藉由凹陷處的摻 雜間隔層230導通。亦即，第一電極層212與第二電極層 ,222不需直接接觸或相當靠近就可以被導通。如此一來， 第電極層212與第二電極層222被彎曲的程度較小而不 易損壞。簡言之，觸控面板2〇〇的使用壽命可因摻雜介電 層230的配置而延長。 觸控面板200在未被觸碰以及被觸碰時’第一電極層 212與第一電極層222間分別呈現電性絕緣與電性導通的 狀態。所以，摻雜間隔層230必需具有特定的電性特性。 本實施例中，摻雜間隔層230的材質較佳是摻雜有導電粗 子232的介電材質，其中導電粒子232散佈於摻雜間隔層 WP9608-C400-0679 26026twf.d〇c/n 調整摻雜間隔層230的電阻係數。導電粒子232 越低，也就是導 -在不同«之下電T特 =度以使摻雜間隔層 =言之’導電粒子232之材質包括一導電高分子。盆 中’導電而分子包括聚苯乙烯磺酸_她㈣

二7材Z 7外PE=T)或聚苯胺(Ρ·η—，PANi)等高 、 绔電粒子232例如為多個奈米粒子。在 例中’奈米粒子包括奈米銀粒子、奈米碳粒子、奈 =炭ί ,东銀絲、奈米氧化辞粒子、奈米氧化鋼錫粒子、 不米鈦或上述之組合。另外，本發明並不限定導電粒子 =大態，亦即，導電粒子232可以是固體、液體、溶膠或 是凝膠等狀態。

-一般而言，摻雜間隔層23〇的電阻值會滿足 R-pxd/A ’其中R為電阻值、ρ為電阻係數、d為厚度而A 為面積。圖3繪示為圖2之摻雜間隔層在未被觸碰時以及 被觸碰時的狀態。請同時參照圖2與圖3，摻雜間隔層23〇 在未被觸碰時例如具有厚度dl，此時摻雜間隔層.23〇在第 一電極層212與第二電極層222間的電阻值R1=pxdl/A。 一但觸控面板200被使用者碰觸，摻雜間隔層23〇中會產 生凹陷，而摻雜間隔層230對應凹陷處的厚度例如為d2。 此時，摻雜間隔層230在第一電極層212與第二電極層222 間的電阻值R2=pxd2/A。假設第一電極層212與第二電極 層222間可導通時的最大電阻值為R〇，則本實施例例如是 11 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 使Rl>職R2。也就是說，摻雜間隔層23〇中所含 粒子232的數量實質上可使摻雜間隔層23〇 电 電阻值大於R0,而在厚度d2時的電阻值小於&的 換：之2觸控面板200被碰觸時，摻雜間隔層23〇 會因文力而產生凹陷’並且摻雜間隔層⑽之電阻值幻、 ^會隨厚度cn、d2的減少而降低。因此，捧雜間隔層23〇 在未被觸碰時可使第-電極層212與第二電極層222彼此 絕緣’而在侧健產生凹_财 第二電極層222導通。因此，可以宏美犷與 j以疋義一臨界厚度dO, dl >d(^d2，當摻雜間隔層230之厚度小於臨界厚度⑽時， 第-電極層212與第二電極層221導通，當摻雜間隔層顶 之厚度大於臨界厚纟d㈣，第—電極層212與第二電極層 222視為彼此絕緣。而判斷導通或絕緣，係^ 的第-電極層212與第二電極層222電性連接的一訊 號感知器。（綺示）來判斷，例如是—顆偵測觸控訊號的 1C，此訊號感知器可以偵測通過該摻雜間隔層的電壓或電 机。當摻雜間隔層230之厚度小於臨界厚度d〇時，訊號感 知器判斷為導通。相反的，當捧雜間隔層230之厚度大於 臨界厚度d0時，訊號感知器判斷為絕緣。進一步而言，觸 控面板200令摻雜間隔層23〇的厚度減小即可導通第一電 極層212與第二電極層222。所以’第-電極層212與第 一電極層222不需承受大幅度的彎曲因而不容易損壞。 一為了滿足使用便利性的需求，觸控面板2〇〇可以與一 頁示面板貼合以達到觸控式顯示面板的功能。因此，掺雜 1361998 26026twf.doc/n 狎 96〇8-C4〇〇-〇679 提率實質上例如是大於至小於2·0,以 =面板測與顯示面板貼合後所能呈現的晝面品 =另外，捧雜間隔層23〇的材質可採用透明的材質以 j雜間隔層23。的光線穿透率實質上大於85%至小於 u /〇。當'然，第一電極層212以及第二電極層222之材質 =是採用透明導電材質，以提高觸控面板雇的光線穿

f率，例而言，透明導電材質可以是氧化銦錫、氧化錯 錫1化鋅銘、氧化銦鋅、氧化辞、氧化錫或其所組成的 族群之一。

、，本實施例是在具有彈性的矽膠材質散佈導電粒子232 以2成摻雜間隔層230，使得摻雜間隔層23〇的電阻係數 $著不同的使用需求而改變。當摻雜間隔層23〇產生厚度 變化時，摻雜間隔層230的電阻值會隨著厚度大小成正 比。因此，摻雜間隔層230在變薄的狀態下可使第一電極 層212與第二電極層222導通。亦即，第一電極層212與 第二電極層222不需被大幅彎曲或是直接接觸即可被導 通，而有助於提升觸控面板2〇〇的使用壽命。另外，摻雜 間隔層230例如是在一真空環境中形成於第一電極層212 及第二電極層222之間，所以第一基板210與第二基板220 之間的空隙將被摻雜間隔層230填滿。因此，光線穿過觸 控面板200時’不易被散射而有助於提升觸控面板200的 光線穿透率。 在本實施例中，第一電極層212與第二電極層222是 全面地形成於第一基板210與第二基板220上為例。在其 13 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 他實施例中，第一電極層212與第二電極層222可以分別 是由多個條狀電極或是其他幾何形狀的電極所組成。也就 疋說，觸控面板200可以應用於類比式的電路計算也可以 應用於數位式的電路計算。 進一步而言，本實施例的觸控面板尚可利用流體材質 作為參雜間隔層。圖4繪示為本發明之另一實施例的觸控 面板。請參照圖4,觸控面板4〇〇包括一第一基板41〇、一 • 第電極層412、一第二基板420、一第二電極層422、一 摻雜，隔層430以及多個間隔物440。第一電極層412配 置於第一基板410上，而第二基板42〇與第一基板41〇平 行。第二電極層422配置於第二基板42〇上，且第一電極 層412與第二電極層422位於第一基板41〇及第二基板42〇 之間。此外，摻雜間隔層430位於第一電極層412以及第 一電極層422之間，摻雜間隔層43〇中散佈個粒 子 432。 具體而s，本實施例的觸控面板4〇〇與 1觸控面板通是利用不同材質作為掺關隔層43〇,而其. 餘構件皆以相同的材質製成。在本實施例中，摻雜間隔層 430之材質為-液體材料，且掺雜間隔層物具有複數個 ::二物440 ’其中這些間隔物44〇的高度η小於第一基板 一基板420之間的間距g。實務上，上述之液體材 ϋ為液晶’而導電粒子432均勻的散佈於液晶中以構 成本只施例之摻雜間隔層430。 值得-提的是，液體材料流動性大，但缺乏彈性回復 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 力’所以本實施例中進一步地在觸控面板4〇〇中配置有間 隔物440。當使用者按壓觸控面板400而後放開，第一基 板410可以受到自身的彈性及間隔物44〇的作用而回復至 原狀。換言之，以流體作為掺雜間隔層430時，觸控面板 400仍可以快速的回復原狀以利於觸控控制的操作。另 外，本實施例所採用的液體材料可以是折射率約相同於第 —基板410及第二基板420的材料。所以，掺雜間隔物43〇 • 有助於提升觸控面板400的光學性質。 综上所述’本發明採用具有彈性或是流動性的摻雜間

Pto層做為觸控面板中第一電極層與第二電極層之間的夾 層，摻雜間隔層的電阻值會隨著厚度的改變而不同。因此， 第電極層與第一電極層不需彼此接觸或是被大幅度的彎 曲就可以被導通，而有助於延長第一電極層與第二電極層 的使用壽命。另外，摻雜間隔層具有良好的光線穿透度， 所以觸控面板的光學特性可以大幅提升。若將本發明之觸 ^ 控面板與一顯示面板貼合則有助於使顯示面板維持良好的 顯示品質。簡言之，本發明之觸控面板的使用壽命長且品 質優良。 —雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 15 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 【圖式簡單說明】 圖1是習知之一種觸控面板的剖面示意圖。 圖2是依照本發明之一實施例之一種觸控面板的剖面 示意圖。 圖3是圖2之摻雜間隔層在未被觸碰時以及被觸碰時 的狀態。 圖4繪示為本發明之另一實施例的觸控面板的剖面示 ^ 意圖。 _ 【主要元件符號說明】 100、200、400 :觸控面板 110、210、410 :第一基板 112、212、412 :第一電極層 120、220、420 :第二基板 122、222、422 :第二電極層 130、440 :間隔物 # 230、430 :摻雜間隔層 232、432 :導電粒子 dl、d2 :距離 16

Claims (1)

1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 十、申請專利範圍： 1. 一種觸控面板，包括： —第一基板； 一第一電極層，配置於該第一基板上； 一第一基板，與該第一基板平行； -第二電極層，置於該第二基板上1該第一電極 以 該第二電極層位於該第—基板及該第二基板之間； 及 -摻雜間隔層’位於該第—電極層以及該第二電極声 之間，該摻雜間隔層中散佈有多個導 θ 拉雜2. Μ請專利範圍第1項所述之觸控面板，射該 摻雜間隔層之材質為一彈性材料。 3·如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該 彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 j間隔層之材質為—液體材料，且該摻關隔層具有複 固間隔物’ 間隔物的高度小於該第—基板與該第二 基板之間的間距。 5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該 液體材料為液晶。 6·如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中 導電粒子為多個奈米粒子。 太7’如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該 粒子包括奈米銀粒子、奈米碳粒子、奈米碳管、奈米 17 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 銀絲、奈米氧化辞粒子、奈米氧化銦錫粒子、奈米鈦或上 述之組合。 8·如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 些導電粒子的材質為一導電高分子。 9，如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該 導電高分子包括聚苯乙烯磺酸或聚苯胺。 10. 如_請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 _ _間隔層之:電阻值正比於該摻雜間隔層之一厚度。 11. 如申明專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 掺雜間隔層的折射率實質上大於13至小於2〇。 12·如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 換雜間隔層的光線穿透率實質上大於85%至小於100%。 卜I3.如申叫專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該 第-基板以及該第二基板之材質包括玻璃、壓克力、聚亞 酿胺、聚乙缔對笨二甲酸醋、聚碳酸醋或上述之組合。 14. 如申請專利範圍第i項所述之觸控面板，其中該 膠電極層以及該第二電極層之㈣包純化銦錫、氧化 =錫:氧化鋅紹、氧化銦鋅、氧化辞、氧化錫或其所組成 的方矢群之--。 15. —種觸控面板，包括： 一第一基板； 一第一電極層，配置於該第一基板上； 一第二基板，與該第一基板平行； 一第二電極層’配置於該第二基板上，且該第—電極 1361998 WP9608-C400-0679 26026twf.doc/n 層與該第二電極層位於該第一基板及該第二基板之間；以 及 一摻雜間卩㈣，位於該第-電極層以及該第二電極層 之間並具備一厚度，該摻雜間隔層係由—絕緣彈性材料與 散佈在該絕緣彈性材料中的多個導電粒子所組成，使得該 摻雜間隔層的電阻值正比於該摻雜間隔層之該厚度。 16.如中睛專利範圍第15項所述之觸控面板，更包 _ =性連接至該第-電極層以及該第二電極層的-訊號感 :盗’其巾當該厚度小於—臨界厚度時，該雜間隔層的 芦阻^降低，而當該厚度大於該臨界厚度時，該摻雜間隔 二的電阻值升高’以決定該訊號感知H能否侧到通過該 摻雜間隔層的電壓或電流。 =17·如申請專利範圍第15項所述之觸控面板，其中 該絕緣彈性材料包括矽膠或壓克力膠。 18.如申請專利範圍第15項所述之觸控面板，其中 •。摻雜間隔層的折射率實質上大於1.3至小於2.0,且該摻 雜間隔層的光線穿透率實質上大於85%至小於100%。 19