TWI678648B

TWI678648B - 觸控螢幕面板及含此之影像顯示

Info

Publication number: TWI678648B
Application number: TW104140297A
Authority: TW
Inventors: 韓龍鮮; Yong Sun HAN; 魯聖辰; Sung Jin Noh; 李有晟; Yoo Sung Lee; 裵友絃; Woo Hyun Bae
Original assignee: 韓商東友精細化工有限公司; Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd.
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2019-12-01
Also published as: CN107003773A; US10088966B2; KR20160069722A; US20170329437A1; WO2016093517A1; CN107003773B; KR101942294B1; TW201629728A

Abstract

所揭露的是一種觸控螢幕面板，其包括：一基部基板；一感知圖型層，其包括形成於該基部基板上的複數個感知圖型；一絕緣層，其形成於該感知圖型層上；以及橋接電極，其形成於該絕緣層上以電性連接形成於該感知圖型層中且彼此分開的單元圖型，其中該絕緣層與該些橋接電極滿足方程式1和方程式2的特定參數，藉此，該絕緣層上的橋接電極的可視性可被顯著降低，並且可增進待實施之影像的可視性。也揭露了一種包括所述觸控螢幕面板的影像顯示裝置。

Description

觸控螢幕面板及含此之影像顯示

本發明與一種觸控螢幕面板有關，且更具體地，是與一種具有明顯降低可視性之橋接電極的觸控螢幕面板、以及與包括此觸控螢幕面板之一影像顯示裝置有關。

普遍而言，觸控螢幕是一種配備有特殊輸入裝置的螢幕，藉由以使用者的手指或一觸控筆觸碰該螢幕而接收位置輸入。這種觸控螢幕不使用鍵盤，但具有多層層積體的配置，其中，當使用者的手指或一物體(例如觸碰筆或觸控筆)觸碰一螢幕上所顯示之一特定文字或位置時，觸控螢幕即識別該位置，並直接從螢幕接收數據，以由儲存於其中的軟體來實際上處理在一特定位置處的資訊。

為了辨識觸碰位置、又不使螢幕上顯示的影像的可視性變差，需要使用透明的感知電極，其中感知圖型一般是形成為預定的圖型。

作為觸控螢幕中使用透明的感知電極時，有各種結構皆屬相關領域中所習知。舉例而言，玻璃-ITO薄膜-ITO薄膜(GFF)、玻璃-ITO薄膜(G1F)或僅玻璃(G2)之結構皆可使用於觸控面板螢幕中。

在這些之中，GFF是最常使用的結構，且包括以實施X軸與Y軸所需要的兩片薄膜形成之兩個透明電極(銦錫氧化物，ITO)。GIF包括沉積於玻璃後表面上的一第一ITO薄膜，並且類似於傳統方法而使用一薄膜作為一第二ITO。G2是一種藉由在一強化玻璃之後表面上沉積及圖型化一ITO薄膜供X軸用、於其上形成一絕緣層、並且圖型化另一ITO薄膜供Y軸用之方法所形成的結構。GF2是一種類似於G2、使用一片強化玻璃與一片ITO薄膜之配置，並且其係藉由沉積與圖型化ITO薄膜而用於ITO膜上之X軸、然後於其上形成一絕緣層、且圖型化另一ITO薄膜而用於Y軸而形成，並且具有可在ITO薄膜中不發生裂紋的範圍內被貼附至一曲面玻璃之特性。由於這些特性，GF2可被使用於曲面顯示器，例如近年來的可穿戴裝置。

在使用圖型化透明電極作為X軸與Y軸的G2和GF2結構的例子中，為了使電極彼此電性連接，橋接電極係於絕緣層上被圖型化、並且被包含於其中。在這種情形中，橋接電極和感知圖型(X軸與Y軸電極)會被看見可彼此區分。因此，橋接電極和感知圖型之間的反射率差異愈大，愈清楚呈現出反射差異，藉此作為顯示元件的外觀可視性即降低。特別是，在電容式觸控面板中，由於圖型化的透明電極是形成在顯示器的顯示單元的整個表面上，即使在圖型化該透明電極層時，顯示裝置仍需有良好外觀。

為了改善這個問題，舉例而言，日本專利公開文獻第2008-98169號揭露了一種透明的傳導性薄膜，包括具不同折射指數的兩層體之一下方塗佈層係形成於一透明基板與一透明傳導層之間。此外，作為其中一個具體實施例，上述專利進一步揭露了一種透明傳導性薄膜，其中具有折射指數為1.7之一矽錫氧化物層(厚度為10nm或以上)、具有折射指數為1.43之一矽氧化物層(厚度為30nm)作為一低折射率層、以及具有折射指數為1.95之一ITO薄膜(厚度為15nm)作為一透明傳導層係以這個順序依序形成。然而，由於在絕緣層上的橋接電極即使在其被貼附至顯示器後仍會清楚顯現，因此仍不足以提升顯示裝置的外觀。

因此，本發明的一個目的在於，提供一種具有顯著降低可視性之橋接電極的觸控螢幕面板。

此外，本發明的另一目的在於，提供一種包括上述觸控螢幕面板的影像顯示裝置。

本發明的上述目的將由下列特徵來實現：

(1)一種觸控螢幕面板，包括：一基部基板；一感知圖型層，其包括形成於該基部基板上之複數個感知圖型；一絕緣層，其形成於該感知圖型層上；及橋接電極，其係形成於該絕緣層上以電性連接形成於該感知圖型層中且彼此分開的單元圖型，其中該絕緣層與該些橋接電極滿足下述方程式1與方程式2：

(其中，A(λ)表示該絕緣層的反射率，B(λ)表示橋接電極的反射率，λ表示可見光的波長，以及B*表示該些橋接電極在一對應波長範圍內的反射光之CIE實驗室彩色座標中的b*)。

(2)根據上述(1)所述之觸控螢幕面板，其中該方程式1具有7.0或更低之數值，且B*為-25至-17。

(3)根據上述(1)所述之觸控螢幕面板，其中該橋接電極具有介於1,400Å至1,800Å之一厚度。

(4)根據上述(1)所述之觸控螢幕面板，其中每一個感知圖型與該些橋接電極係獨立地由從銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鎘鋅氧化物(CTO)、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)(PEDOT)、碳那米管(CNT)、石墨烯、金屬線和金屬網所組成群組中選出的至少其一所製成。

(5)根據上述(1)所述之觸控螢幕面板，進一步包括形成於該基部基板和該些感知圖型之間的一指數匹配層(IML)。

(6)根據上述(5)所述之觸控螢幕面板，其中該IML是由從氧化鋯、氧化鋅、氧化鈮、氧化矽、氧化鈰、氧化銦和氧化鈦、丙烯基化合物、以及矽氧烷化合物所組成群組中選出的至少其一所製成。

(7)根據上述(5)所述之觸控螢幕面板，其中該IML是由層疊具有彼此不同之反射率的至少兩層所形成。

(8)一種影像顯示裝置，其包括如上述(1)至(7)中任一所述之觸控螢幕面板。

本發明之觸控螢幕面板滿足方程式1與方程式2所提出的反射率參數值，藉此可顯著降低橋接電極的可視性，並且具有高影像品質之影像顯示裝置在對其應用時可被實施。

100‧‧‧觸控螢幕面板

110‧‧‧基部基板

120‧‧‧參數匹配層(IML)

130‧‧‧感知圖案層

140‧‧‧絕緣層

150‧‧‧橋接電極

從下述詳細說明、並且結合如附圖式，即可更清楚理解本發明之上述和其他目的、特徵與其他優點，其中：第1圖是一截面圖，其示意說明了根據本發明一具體實施例之觸控螢幕面板。

本發明揭露一種觸控螢幕面板，包括：一基部基板；一感知圖型層，其包括形成於該基部基板上的複數個感知圖型；一絕緣層，其形成於該感知圖型層上；以及橋接電極，其形成於該絕緣層上以電性連接形成於該感知圖型層中且彼此分開的單元圖型，其中該絕緣層與該些橋接電極滿足方程式1和方程式2的特定參數，藉此，該絕緣層上的橋接電極的可視性可被顯著降低，並且可增進待實施之影像的可視性。也揭露了一種包括所述觸控螢幕面板的影像顯示裝置。

在下文中，將參照實例與比較例來說明一較佳具體實施例。然而，熟習該領域技藝者可知，這些具體實施例是為了要進一步理解本發明之精神而提供，而不是要限制如附申請專利範圍與詳細說明中所揭露之欲請求保護標的。

第1圖為一截面圖，其示意說明了根據本發明之一具體實施例的觸控螢幕面板100。

觸控螢幕面板100包括一基部基板110；一感知圖型層130，其係形成於該基部基板110上並且包括形成於其中的複數個感知圖型；一絕緣層140，其係形成於該感知圖型層130上；以及橋接電極150，其係形成於該絕緣層140上以電性連接形成於該感知圖型層130中且彼此分開的單元圖型。

一般而言，觸控螢幕面板具有一種包括感知圖型、絕緣層和橋接電極之配置。感知圖型的圖型部分與非圖型部分、或其中形成有橋接電極的部分、及其中未形成有橋接電極的部分的情況中，個別部分的反射率是彼此不同的，因此橋接電極和感知圖型彼此是可視覺上區分的。特別是，當設置在絕緣層上的橋接電極是與下方的感知圖型一起形於為雙層中時，橋接電極的可視性就會增加。因此，會存在有降低了影像顯示裝置所要實施的影像之可視性的問題。

本發明確認，若絕緣層140和橋接電極150滿足由方程式1和方程式2所表示的參數，則可藉由控制絕緣層140和橋接電極150之間的反射率而顯著降低橋接電極的可視性，並且可藉由使觸控螢幕面板與一顯示黑色狀態之間的一彩色範圍維持在一適當範圍內而改善待實施影像的可視性。

其中，A(λ)表示該絕緣層的反射率，B(λ)表示橋接電極的反射率，λ表示可見光的波長，以及B*表示該些橋接電極在一對應波長範圍內的反射光之CIE實驗室彩色座標中的b*。

若方程式1的數值超過8.0，則對應圖型的可視性會增加，且若方程式2的數值小於-30或超過-15，則與顯示黑色面板匹配之色彩會偏離，且因而會發生使圖型的可視性增加的問題。

方程式1的數值較佳為7.0或以下，且更佳為6.0或以下；方程式2的數值較佳為-25至-17。在這個範圍內，可確認感知圖型和橋接電極的可視性會更為降低。

方程式1與方程式2的上述參數可藉由控制每一層的厚度為一目標、形成每一目標層的構件、其含量、其他製程條件等而實現，並且確認該目標層的厚度是參數中最顯著影響者。

在下文中，將更詳細說明根據本發明一具體實施例之觸控螢幕面板100的每一構件。

基部基板110

根據本發明之基部基板110可使用相關領域中所用之任何傳統材料(只要它們具有的強度可達到能穩定執行形成於其上之每一層的層疊製程的程度即可，並無特別限制)，且較佳地是由透明材料所製成。

作為基部基板110的特定實例，玻璃、聚醚碸(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚萘二甲酸(PEN)、聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯酸酯、聚醯胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纖維素(TAC)、乙酸丙酸纖維素(CAP)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)等都可被使用。較佳為，可使用玻璃、聚對苯二甲酸乙酯和環烯烴聚合物。

基部基板110的厚度不受特別限制，但在使用作為薄膜時可為例如10至150μm，並且在玻璃基板的情況中較佳為200至1,100μm。

指數匹配層(IML)120

根據本發明之IML 120係形成於基部基板110和感知圖型層130之間。在這個情況中，IML 120是形成於基部基板110上，且然後在其上形成感知圖型層130。

IML 120是用於增進觸控螢幕面板的光學均勻性，且特別是，用於降低因每一位置處的每一圖型的結構差異所導致的光學特性差異。當觸控螢幕面板包括IML時，可確認在圖型部分與非圖型部分之間的反射率差異會被降低，因此可降低感知圖型的可視性。

用於形成IML 120的成份可使用任何成份，只要它們是相關領域中通常使用者，並無任何限制且可包括：例如無機材料(如氧化鋯、氧化鋅、氧化鈮、氧化矽、氧化鈰、氧化銦和氧化鈦等)、以及有機材料(例如丙烯酸類化合物與聚矽氧烷化合物等)。這些化合物可被單獨使用，或可以其兩種以上組合使用。

IML 120可形成為具有一種反射率之單層，且可為具有彼此不同反射率的至少兩層被層疊所在之一層體。

當IML 120包括複數層體時，其可為由高折射率層/低折射率層依序層疊於基部基板110上所在之一層體。在這個情況中，可確認的是，可藉由最佳化高反射率材料的厚度與低反射率材料的厚度(最佳化係根據感知圖型的厚度與材料而不同)來更降低光學特性差異，使得上方感知圖型的可視性降低。

IML 120的折射指數並不受特別限制，但可為例如1.45至2.5，且當IML是由高折射率層/低折射率層所形成時，高與低折射層的折射指數可分別為1.55至2.5、以及1.45至1.95。當折射指數滿足上述範圍時，可確定因每一位置處每一圖型的結構差異所導致的光學特性差異會被最小化。

IML 120的厚度並不受特別限制，但可為例如10至1000Å，且較佳為50至200Å。在有機薄膜的例子中，其厚度可為0.5至10μm，且較佳為1至3μm。

用於形成IML 120的方法並不受特別限制，但可使用例如凹版印刷法、真空氣相沉積法、濺鍍法、離子電鍍法等，並可利用上述方法而用於薄膜成型。

感知圖型層130

根據本發明之感知圖型層130是形成於基部基板110上，且包括複數個感知圖型。當本發明之觸控螢幕面板進一步包括上述IML 120時，感知圖型層130係形成於IML 120上。

感知圖型層130扮演了電極的角色，以提供一觸碰點的座標資訊，並且所述複數個感知圖型包括單元圖型，其中每一個單元圖型是配置於彼此相同的列或行方向中。

單元圖型提供了觸碰點的X和Y座標資訊。舉例而言，所述複數個感知圖型為第一感知圖型與第二感知圖型。第一與第二感知圖型係分別配置於彼此相同的列或行方向，以提供觸碰點的X與Y座標資訊。具體而言，當使用者的手指或物體觸碰一透明基板時，根據接觸位置而定之電容值變化會被偵測到並透過第一與第二感知圖型和一位置偵測線而被傳送到一驅動電路。然後，電容值變化係由X與Y輸入處理電路轉換為一電性訊號以識別出觸碰位置。

作為用於形成感知圖型層130之成份，任何傳導材料都可被使用而無任何限制，只要它具有滿足方程式1和2的上述參數的範圍內之數值即可，且較佳為一透明成份，並可包括：例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鎘錫氧化物(CTO)、聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)(PEDOT)、碳奈米管(CNT)、金屬細線、金屬網等，其可單獨使用、或可以其兩種以上之組合而使用。較佳為，使用銦錫氧化物(ITO)，並且金屬細線或金屬網中所使用的金屬並不受特別限制，但可包括：例如銀(Ag)、金、鋁、銅、鐵、鎳、鈦、碲、鉻等，其可單獨使用、或可以其兩種以上之組合而使用。

一種用於形成感知圖型層130的方法並不受特別限制，但可藉由例如各種薄膜沉積技術來形成，例如物理氣相沉積(PVD)方法、化學氣相沉積(CVD)方法等。舉例而言，感知圖型層130可藉由反應性濺鍍而形成，其為PVD方法的一個實例。

此外，感知圖型130可由印刷製程所形成。在此印刷製程中，可使用各種印刷方法，例如凹版膠印印刷、反轉膠版印刷、絲網印刷、凹版印刷等。特別是，當感知圖型130是藉由印刷製程所形成時，感知圖型可由一可印刷漿體材料所製成。舉例而言，感知圖型130可由碳奈米管(CNT)、傳導性聚合物、以及銀奈米線油墨所製成。

根據本發明之感知圖型層130的厚度並不特別受限制，但可為10至200nm，且較佳為10至30nm。當其厚度滿足上述範圍時，可降低感知圖型的可視性。

感知圖型層130的透光率不受特別限制，但可為例如80%以上，且較佳為90%以上。此外，感知圖型層130的表面阻值也不受特別限制，但可為例如150Ω或更低，且較佳為130Ω或更低。當其透光率和表面阻值滿足上述範圍時，可降低感知圖型的可視性。

絕緣層140

根據本發明之絕緣層140係形成於感知圖型層130上。

為了依需要而使個別的感知圖型彼此電性分隔，絕緣層140可選擇性地被形成於感知圖型層130上。未形成有絕緣層140的部分即稱為接觸孔，且個別的感知圖型依需要透過接觸孔而彼此電性連接。

作為用於形成絕緣層140的成份，任何傳導材料都可被使用而不特別限制，只要它具有在滿足方程式1和2的上述參數之範圍內之數值即可。舉例而言，絕緣層140可利用金屬氧化物(例如矽氧化物)或透明光敏性樹脂(包括丙烯酸類樹脂)而形成為一所需圖型。

絕緣層140的厚度並不特別受限制，但可為例如1至5μm，且較佳為1.5至3μm。當其厚度落在上述範圍內時，可確定的是上述方程式1和2都能被有效滿足。

橋接電極150

橋接電極150是形成於絕緣層140上，以電性連接感知圖型層130的分別單元圖型。

舉例而言，當感知圖型層130具有在其複數個感知圖型中用於提供X軸座標資訊之第一感知圖型彼此連接，且用於提供Y座標資訊之第二感知圖型是具有島狀形式而彼此分開的結構時，橋接電極150即被使用以電性連接第二感知圖型。

由於橋接電極150是形成在可視側的最上方部分，因此連同下方感知圖型的雙層會具有最強的位置差異可視性。然而，本發明的觸控螢幕面板滿足方程式1和2的數值，而橋接結構150的可視性可被顯著降低。

橋接電極150可使用與用於形成上述感知圖型層130的材料相同之成份。

橋接電極150的厚度不受特別限制，但可為例如1,400至1,800Å，且較佳為1,500至1,700Å。當其厚度滿足上述範圍時，即可確定滿足方程式1和2的參數。

如有需要，本發明的觸控螢幕面板可進一步包括一分隔的絕緣層、一保護薄膜層、一鈍化層、一黏著層等，其皆在本發明之範疇內而未背離本發明之目的。

在下文中，係提出較佳實例以更具體描述本發明。然而，下述實例僅為描述本發明而提出，熟習該領域技藝者將顯然可理解各種調整例與修飾例都可能是在本發明的範疇與精神內。這些調整例與修飾例當然都包含在如附申請專利範圍中。

實例與比較例

(1)實例1

PET薄膜被使用作為基部基板110，藉由凹版印刷法形成包括有厚度為20nm的ZrO₂層(折射指數為2.37)和厚度為20nm的SiO₂層(折射指數為1.46)之一雙層作為IML 120，並且藉由物理氣相沉積與光學製程形成厚度為20nm且包括有第一感知圖型和第二感知圖型的感知圖型層130。接著，利用丙烯酸類絕緣材料，於感知圖型層上形成厚度為1.5μm之絕緣層140(步驟1)。

然後，根據每一個實例與比較例的個別條件，形成用於使第二感知圖型彼此電性連接的橋接電極150(步驟2)，以製備一觸控螢幕面板。

在執行步驟1之後，利用Minolta公司的CM-2600d測量絕緣層的反射率，並且在步驟2之後，測量橋接電極的反射率。此外，利用Minolta公司的CM-2600d(與上述相同設備)測量橋接電極的反射光之CIE實驗室色彩座標中的b*值，且方程式1和2的數值係以上述方式計算，並顯示於下表1中。

(2)實例2至15以及比較例1至11

觸控螢幕面板係根據如下列實例1中所述相同程序而製備，除了橋接電極是利用下表1所列材料、在本文所列的形成條件下(然而，用於形成橋接電極的功率會適當改變以形成所需厚度的橋接電極)而形成為具有表中所列厚度。

測試程序：可視性評估

兩種偏光板係於黑色狀態下(板垂直排列)利用OCA黏著至根據實例與比較例而製備的觸控螢幕面板，100位感官測試小組成員藉由以三段波長的燈照射偏光板來視覺觀察橋接電極以確認其可視性，且作為觀察的結果，計算確認觀察到橋接電極的測試小組成員數。其結果數值係如下表2所示。

基於對上表2的理解可知，在滿足本發明之方程式1與2的參數時，橋接電極與其他下電極的可視性會顯著降低，且觸控螢幕面板因此可更適合用於影像顯示裝置。

Claims

一種觸控螢幕面板，包括：一基部基板；一感知圖型層，其包括形成於該基部基板上之複數個感知圖型；一絕緣層，其形成於該感知圖型層上；及橋接電極，其係形成於該絕緣層上以電性連接形成於該感知圖型層中且彼此分開的單元圖型，其中該絕緣層與該些橋接電極滿足下述方程式1與方程式2： (其中，A(λ)表示該絕緣層的反射率，B(λ)表示橋接電極的反射率，λ表示可見光的波長，以及B*表示在該些橋接電極在一對應波長範圍內的反射光之CIE實驗室彩色座標中的b*)。
如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該方程式1具有7.0或更低之一數值，且B*為-25至-17。
如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中該橋接電極具有介於1,400Å至1,800Å之一厚度。
如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，其中每一個感知圖型與該些橋接電極係由從銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鎘鋅氧化物(CTO)、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)(PEDOT)、碳那米管(CNT)、石墨烯、金屬線和金屬網所組成群組中選出的至少其一所獨立地製成。
如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕面板，進一步包括形成於該基部基板和該些感知圖型之間的一指數匹配層(IML)。
如申請專利範圍第5項所述之觸控螢幕面板，其中該IML是由從氧化鋯、氧化鋅、氧化鈮、氧化矽、氧化鈰、氧化銦、氧化鈦、丙烯基化合物、以及矽氧烷化合物所組成群組中選出的至少其一所製成。
如申請專利範圍第5項所述之觸控螢幕面板，其中該IML是由層疊具有彼此不同之反射率的至少兩層所形成。
一種影像顯示裝置，其包括如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之觸控螢幕面板。