台湾专利TW201303688A 改善可視性的電容式觸控面板

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专利摘要:
本發明提供一種電容式觸控面板及其製造方法，其特徵在於，包括：第一透明基板，其在下表面形成有上部透明電極以及上部金屬配線電極；透明黏接部；以及第二透明基板，其在上表面形成有下部透明電極以及下部金屬配線電極。更詳細地，提供一種通過以碳奈米管(CNT)、石墨烯等導電性物質來代替價格昂貴的氧化銦錫(ITO)透明電極並具有特定結構的電極圖案來體現優秀的可見性的電容式觸控面板。
公开号:TW201303688A
申请号:TW101124080
申请日:2012-07-04
公开日:2013-01-16
发明作者:Seong-Hoon Yue；Yong-Bae Jung；In-Sook Kim；Min-Hee Lee；Jung Cho
申请人:Lg Hausys Ltd；
IPC主号:G06F3-00

专利说明:
改善可視性的電容式觸控面板
本發明涉及電容式觸控面板，更詳細地，提供一種既使用塗佈有導電性組合物的透明電極，又在透明電極形成規定的預定圖案，從而具有優秀的可見性的電容式觸控面板。
以往使用氧化銦錫(ITO)透明電極的觸控面板因上部的檢測圖案與下部的動作圖案的重疊部而存在降低可見性的缺點。並且，用於為了減少電阻值，以並聯方式構成了上部金屬配線電極與下部金屬配線電極，但是形成過多的並聯電路時會降低總電阻，存在有可能降低觸控敏感度的問題。尤其，使用碳奈米管(CNT)或者石墨烯來代替氧化銦錫透明電極時，這些問題會更加突出，且基於上述物質的特性，存在會進而降低可見性的問題。
因此，有必要開發出既能以碳奈米管或者石墨烯等導電性物質來代替氧化銦錫透明電極，也能夠具有優秀的可見性的電極圖案結構。
本發明的目的在於，提供一種既能克服上述問題，也能夠以碳奈米管、石墨烯等導電性物質來代替價格昂貴的氧化銦錫透明電極，並具有特定結構的電極圖案，從而具有優秀的可見性的電容式觸控面板。
為了達成上述目的，本發明提供一種電容式觸控面板，其特徵在於，包括：第一透明基板，其在下表面形成有上部透明電極以及上部金屬配線電極，透明黏接部，以及第二透明基板，其在上表面形成有下部透明電極以及下部金屬配線電極；上述下部透明電極包括導電性組合物。
並且，本發明提供一種電容式觸控面板的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟：在第一透明基板的下表面形成上部透明電極以及上部金屬配線電極的步驟，在第二透明基板的上表面形成下部透明電極以及下部金屬配線電極的步驟；以及黏接上述第一透明基板以及第二透明基板的步驟；上述下部透明電極包括導電性組合物。
就本發明的電容式觸控面板而言，由於使用價格相比氧化銦錫透明電極相對低廉的導電性物質，因此具有價格競爭力，並且由於具有特定結構的電極圖案，因而具有可見性優秀的效果。
同時，根據本發明的製造方法，具有能夠製造出具有耐衝擊性優秀、總電阻最小化的透明電極的電容式觸控面板的效果。
參照附圖，能夠明確理解本發明的優點和特徵以及達成這些優點和特徵的方法。但是，本發明是為了讓本發明所屬技術領域的普通技術人員完全理解發明的範圍而提供的，本發明僅由權利要求書的範圍來定義。在整個說明書中，相同的附圖標記指相同的結構要素。
下面，參照附圖來對本發明的電容式觸控面板及其製造方法進行詳細說明。
第1圖是本發明一實施例的電容式觸控面板的剖視圖。
本發明的電容式觸控面板包括：第一透明基板110，其在下表面形成有上部透明電極120以及上部金屬配線電極；透明黏接部130；以及第二透明基板150，其在上表面形成有下部透明電極140以及下部金屬配線電極。這時，上述下部透明電極可包括導電性組合物。
上述第一透明基板110或第二透明基板150包含玻璃(Glass)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)或者丙烯酸(Acryl)中的至少一種。
其中，上述玻璃(Glass)是指，以接近軟化溫度的500~600℃來對成型板玻璃進行加熱，借助壓縮的冷卻空氣進行淬火來使玻璃表面部壓縮變形，然後使內部拉伸變形來強化的玻璃。這相比普通的玻璃，彎曲強度3~5倍，耐衝擊性也強3~8倍，且耐熱性也優秀。因此，相比普通玻璃，更能提高觸控面板的耐久性。
在形成第一透明基板110與第二透明基板150的物質同樣都是上述玻璃的情況下，形成上部透明電極120、下部透明電極140後可適用高溫，因此能夠得到低電阻的透明電極。
另一方面，上述第一透明基板110或者第二透明基板150可由聚對苯二甲酸乙二醇酯形成。聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜因被雙軸延伸而在強度、耐熱性以及費用方面都具有各種優點。若要將聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜用於第一透明基板110或者第二透明基板150，則在約100℃的溫度下製造。
除此之外，第一透明基板110或第二透明基板150還可包含上述聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、丙烯酸等，但是考慮到透明電極的穩定性、尺寸穩定性、防止雜質沉澱等方面，均較佳使用玻璃。
本發明的上部透明電極120可包含氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或者導電性高分子。透明電極(Transparent Electrode)是指使第一透明基板110以及第二透明基板150的表面維持透明性的同時賦予導電性的薄膜電極。因此，作為既透明又具有導電性的膜，可使用氧化銦錫乃至作為其代替材料的導電性高分子或導電性微粒。上述導電性高分子較佳為聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺以及聚噻吩。
本發明的下部透明電極140可包含導電性組合物。本發明中，上述導電性組合物可包含碳奈米管或者石墨烯，這在相比氧化銦錫價格相對低廉且導電性優秀的方面是較佳的。
本發明的透明黏接部130位於第一透明基板110與第二透明基板150之間，起到黏接第一透明基板110以及第二透明基板150的作用。本發明的電容式觸控面板100由透明黏接部130疊層而構成，所以與在中間存在空氣層的電阻膜式觸控面板不同，本發明的電容式觸控面板100中間沒有空氣層，可大大抑制在介面產生的反射率，且不發生干涉不均勻或者發亮的現象。較佳地，上述透明黏接部130由光學用透明黏接劑(Optically Clear Adhesive，OCA)形成。如果使用介電常數高的上述光學用透明黏接劑，使兩個電極之間的電壓差變高，導致形成更強的電場。
參照第2圖的(a)部分、第2圖的(b)部分，上述上部透明電極120包括菱形圖案121a、121b以及作為上述菱形圖案之間的連接部的上部連接部122a、122b；上述下部透明電極140包括多邊形圖案141a、141b以及作為上述多邊形圖案之間的連接部的下部連接部142a、142b。
上部透明電極120由菱形圖案121a、121b形成，每個菱形圖案由作為圖案之間連接部的上部連接部122a、122b來連接。並且，參照第3圖的(a)部分、第3圖的(b)部分，下部透明電極140由多邊形圖案141a、141b形成，每個多邊形圖案由作為圖案之間連接部的下部連接部142a、142b來連接。
上述上部連接部122a、122b為將隔開排列的菱形圖案連接起來的結構，例如，可將隔開的菱形頂點之間連接起來。上述下部連接部142a、142b是指多邊形圖案連續排列時共同接觸的一面。
上述上部透明電極120通過由橫向地延長形成的多個菱形圖案121a、121b以橫向隔開規定間隔地排列的方式構成。即，上部透明電極120中，菱形圖案121a、121b在第一透明基板110的前表面區域橫向地相互平行，上述菱形圖案121a、121b通過借助上部連接部122a、122b以橫向電連接的方式構成。可在上部透明電極120形成菱形圖案121a、121b來提高從下部透明電極140放出的電場的密度。
上述下部透明電極140通過由縱向地延長形成的多個多邊形圖案141a、141b連續排列的方式構成。即，下部透明電極140在第二透明基板150的背面區域與上部透明電極120垂直，並且多邊形圖案141a、141b縱向地相互平行，上述多邊形圖案141a、141b通過借助下部連接部142a、142b以縱向電連接的方式構成。
根據設計條件，上述下部透明電極140不僅形成三角形、四邊形、五邊形、六邊形、八邊形等多邊形，還可形成帶角的各種形狀。並且，根據下部透明電極140的下部金屬配線電極所具有的多邊形圖案，上部透明電極120的上部金屬配線電極所具有的菱形圖案的對角線的長度可具有遊動性。
在本發明的電容式觸控面板中較佳為，上述上部透明電極120的面積小於下部透明電極140的面積。這是因為，有關塗佈有導電性物質的下部透明電極140的厚度調節，相比使用氧化銦錫的上部透明電極120不易調節厚度，在形成下部透明電極140的過程中經過加工的一面和未經過加工的一面在可見性上具有差異，因此較佳為最大限度地減小加工面積。
第4圖是表示本發明一實施例的上部透明電極120以及下部透明電極140重疊的形狀的圖。本發明的上述上部透明電極120的菱形圖案121a、121b與上述下部透明電極140的多邊形圖案141a、141b可以不相互重疊。但是，較佳地，如上所述的圖案也是通過使上部連接部122a、122b與下部連接部142a、142b重疊來使上部透明電極與下部透明電極進行電連接。如上所述，上部透明電極120與下部透明電極140的交叉面積小的情況下，能夠降低因相同的連續的圖案單純反復而產生的摩爾紋(moiré)現象，並能夠降低總電阻。
並且，如第4圖所示，根據本發明的電極圖案，下部透明電極既包含導電性組合物，也具有優秀的可見性，且在多個地點觸控的情況下也適當應對。
根據本發明的另一個實施方式，提供一種電容式觸控面板的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟：在第一透明基板110的下表面形成上部透明電極120以及上部金屬配線電極的步驟，在第二透明基板150的上表面形成下部透明電極140以及下部金屬配線電極的步驟，以及黏接上述第一透明基板以及第二透明基板的步驟；上述下部透明電極包含導電性組合物。
為了製造本發明的觸控面板的透明電極結構，在第一透明基板110的下表面形成上部透明電極120，在第二透明基板150的上表面形成下部透明電極140，透明電極可分別利用噴濺、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的蒸鍍、噴霧塗佈(Spray Coating)、空氣噴射塗佈(Air Jet Coating)、凹版塗佈(Gravure Offset Coating)、圓網塗佈(Rotary screen Coating)、絲網塗佈(Silk Screen Coating)中的某一種方法來執行，並且，這些方法根據用於透明電極的材料的物質的種類可適當利用。
如果將氧化銦錫膜用作上述上部透明電極120，通常使用利用等離子放電的噴濺法。噴濺法是一種使用真空裝置，且在真空中對形成稱為靶的膜的材料施加高電壓，並使離子化之後的惰性氣體在靶的表面衝突，將從靶脫落的材料蒸鍍在基材上的薄膜形成方法。噴濺法在寬度方向的均勻性和長時間(流向)加工時的穩定性方面具有卓越的效果，因此適合加長且穩定地生產寬的薄膜基材。
如果將碳奈米管膜或者導電性高分子用作上述下部透明電極140，可將利用空氣噴射印刷(Air Jet Printing)、噴霧印刷(Spray Printing)、圓網印刷(Rotary screen Printing)、絲網印刷(Silk Screen Printing)工序等預先圖案化的下部透明電極140置於第二透明基板。之後，借助雷射來進行蝕刻，形成具有多邊形圖案的下部透明電極。如上所述，下部透明電極的特徵在於，使進行蝕刻的面積最小化。
在第一透明基板110以及第二透明基板150形成透明電極並形成圖案後，對除了顯示畫面區域之外的其他區域的第一透明基板110以及第二透明基板150分別形成金屬配線電極以使電極的電阻最小化。金屬配線電極作為信號配線，且配線區域寬的情況下，要與電容式觸控面板一同使用的顯示器的有效面積會變小。因此較佳地，盡可能使多個配線的線寬最小化。
形成上部金屬配線電極以及下部金屬配線電極的步驟可通過通常的輥對輥印刷(Roll to Roll Printing)或者噴墨印刷(Ink Jet Printing)、空氣噴射印刷、噴霧印刷、平板印刷(Offset Printing)、凹版印刷(Gravure Offset Printing)、反向凹版印刷(Reverse Offset Printing)、圓網印刷等方式來執行。並且，上部金屬配線電極以及下部金屬配線電極的厚度可為100 μm以下。並且，上部金屬配線電極與下部金屬配線電極可利用銅、鎳、鋁、鉻、鉬、銀、金中的至少一種物質來進行塗佈或者蒸鍍。
上述輥印刷(Roll Printing)法是輥在基板上旋轉的同時使附著在輥表面的物質轉印到基板的方式。利用這樣的輥印刷方式，可以排除像影印(Photo Lithography)之類的複雜的工序，並且形成金屬配線電極時能夠使線寬變最小化。
上述噴墨印刷、空氣噴射印刷、噴霧印刷方法是利用噴嘴來噴射用於形成金屬配線的導電性墨水而形成的方法，這樣的上述印刷工藝比影印或者網印，其工序簡單，費用低廉，可使材料消耗最小化，能夠更準確地形成配線電極。由此，形成金屬配線電極時可使線寬最小化。
黏接上述第一透明基板以及第二透明基板的步驟中，方法不受特別的限制，可通過本發明所屬技術領域的技術人員公知的方法來執行。
本發明不局限於附圖，應根據所記載的權利要求書來限定。並且，本發明所屬技術領域的普通技術人員應當明白，可在不脫離權利要求書所記載的本發明的技術思想的範圍內進行各種置換、變形及變更。
實施例
製作出第一透明基板和第二透明基板，其中在第一透明基板形成有具有上部菱形圖案121a的上部透明電極以及利用絲網形成的上部金屬配線電極，在第二透明基板形成有具有下部多邊形圖案141a的下部透明電極以及利用絲網形成的下部金屬配線電極，然後，用光學用透明黏接劑(丙烯酸型)將上述上部透明電極與上述下部透明電極之間附著後，利用真空層壓機(日本真空系統株式會社模型LM S 110x150)製造出電容式觸控面板。
比較例
除了上述實施例中的上述下部透明電極具有上部菱形圖案121a以外，以與上述實施例1同樣的方法製作出電容式觸控面板。
<實驗例>-電容式觸控面板的可見性評價
製作出上述實施例以及比較例的10×10(橫×豎)試片，利用紫外可見吸收光譜(UV-VIS)透過率測定儀(島津公司)測定上部透明電極與下部透明電極重疊部位與非重疊部位的太陽光透過率。
這時，如果在上部透明電極與下部透明電極的重疊部位與非重疊部位測定的太陽光透過率的相差小於0.5%，則評價為可見性優秀，而如果為0.5%以上，則評價為可見性差。
並且，利用上述實施例與比較例來測定(微川公司裝備)電阻均勻性(Uniform)，具體地，將上述實施例以及比較例的電容式觸控面板沿一側長度方向製作成，對模組兩端間施加直流5伏特之後，距離引起的電壓變化差(△E)來表示出上述電阻均勻性(Uniform)。
借助上部透明電極受到的衝擊(觸控)，向下部透明電極一側形成電場，衝擊引起的強度識別越好，透明電極的圖案就越優秀，可評價為隨衝擊距離產生的電壓變化小，且基於電阻的均勻性越增加，對衝擊位置的識別率越優秀。
參照表1，就上述實施例而言，經測定550nm波長下的光譜透過率的結果，上部透明電極與下部透明電極的重疊部位與非重疊部位的太陽光透過率顯示出了小於0.5%的差異。相反，就比較例而言，在上部透明電極與下部透明電極的重疊部位發生了透過率減少的現象，在550nm波長下上部透明電極與下部透明電極的重疊部位透過率與非重疊部位的透過率顯示出了3%的差異。
因此，上部透明電極的面積比下部透明電極的面積小，且具有上部透明電極的菱形圖案與下部透明電極的多邊形圖案不重疊的結構的實施例，相比上部透明電極以及下部透明電極具有相同的圖案的比較例，具有更優秀的可見性。
並且，參照上述表1，確認距離引起的電壓變化差的最終平均值的結果，實施例比比較例小，由此能夠看出實施例對衝擊位置的識別力以及識別位置的準確度高。
由此可知，上部透明電極的面積小於下部透明電極的面積的實施例相比上部透明電極的面積與下部透明電極的面積相同的比較例，具有更優秀的圖案。
100‧‧‧電容式觸控面板
110‧‧‧第一透明基板
120‧‧‧上部透明電極
121a、121b‧‧‧菱形圖案
121a、121b‧‧‧上部連接部
130‧‧‧透明黏接部
140‧‧‧下部透明電極
141a，141b‧‧‧多邊形圖案
142a，142b‧‧‧下部連接部
150‧‧‧第二透明基板
第1圖是本發明一實施例的電容式觸控面板的剖視圖。
第2圖的(a)部分、第2圖的(b)部分表示本發明一實施例的上部透明電極120的圖案。
第3圖的(a)部分、第3圖的(b)部分表示本發明一實施例的下部透明電極140的圖案。
第4圖的(a)部分、第4圖的(b)部分表示本發明一實施例的上部透明電極120以及下部透明電極140重疊的形狀。
第5圖以曲線圖表示實施例與比較例的各波長的光譜透過率。
100‧‧‧電容式觸控面板
110‧‧‧第一透明基板
120‧‧‧上部透明電極
130‧‧‧透明黏接部
140‧‧‧下部透明電極
150‧‧‧第二透明基板

权利要求:
Claims (10)
[1] 一種電容式觸控面板，包括：一第一透明基板，其在下表面形成有一上部透明電極以及一上部金屬配線電極；一透明黏接部，以及一第二透明基板，其在上表面形成有一下部透明電極以及一下部金屬配線電極，其中該下部透明電極包含一導電性組合物。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該導電性組合物包含碳奈米管或者石墨烯。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該上部透明電極包括菱形圖案以及作為該菱形圖案之間的連接部的上部連接部；該下部透明電極包括多邊形圖案以及作為該多邊形圖案之間的連接部的下部連接部；該上部透明電極的面積小於下部透明電極的面積。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該上部透明電極包括菱形圖案以及作為該菱形圖案之間的連接部的上部連接部；該下部透明電極包括多邊形圖案以及作為該多邊形圖案之間的連接部的下部連接部；該上部透明電極的菱形圖案與該下部透明電極的多邊形圖案不重疊。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控面板，其中該第一透明基板或第二透明基板包含玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺或者丙烯酸中的至少一種。
[6] 一種電容式觸控面板的製造方法，包括以下步驟：在一第一透明基板的下表面形成一上部透明電極以及一上部金屬配線電極；在一第二透明基板的上表面形成一下部透明電極以及一下部金屬配線電極；以及黏接該第一透明基板以及該第二透明基板，其中該下部透明電極包括一導電性組合物。
[7] 如申請專利範圍第6項所述之電容式觸控面板的製造方法，其中該導電性組合物包含碳奈米管或者石墨烯。
[8] 如申請專利範圍第6項所述之電容式觸控面板的製造方法，其中該上部透明電極包括菱形圖案以及作為該菱形圖案之間的連接部的上部連接部；該下部透明電極包括多邊形圖案以及作為該多邊形圖案之間的連接部的下部連接部；該上部透明電極的面積小於下部透明電極的面積。
[9] 如申請專利範圍第6項所述之電容式觸控面板的製造方法，其中該上部透明電極包括菱形圖案以及作為該菱形圖案之間的連接部的上部連接部；該下部透明電極包括多邊形圖案以及作為該多邊形圖案之間的連接部的下部連接部；該上部透明電極的菱形圖案與該下部透明電極的多邊形圖案不重疊。
[10] 如申請專利範圍第6項所述之電容式觸控面板的製造方法，其中該第一透明基板或第二透明基板包含玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺或者丙烯酸中的至少一種。

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法律状态:
2020-01-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

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