CN106445212A - 触控装置及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控装置及其形成方法，该触控装置包含基板具有第一表面及与其相对的第二表面，第一触控电极结构设置于基板的第一表面上，钝化层设置于第一触控电极结构上，遮光层设置于钝化层上，其中遮光层与钝化层间具有高度差，产生凹陷在钝化层上且被遮光层围绕，以及保护结构设置于遮光层及钝化层上并填满凹陷，保护结构具有从遮光层上方延伸至钝化层上方的平坦外表面。

Description

触控装置及其形成方法

技术领域

本发明涉及触控装置，特别是涉及触控装置具有平坦外表面的保护结构。

背景技术

近年来，可携式装置，如移动电脑、移动电话、智能型手机、个人数字助理、与电子书装置等变得越来越高阶且变得更多功能化。由于这些装置的便利，也使得这些装置成为人们的生活必需品之一。一般来说，这些装置可以配备一触控式荧幕来显示数据且通过触控式荧幕接收相关输入。举例来说，当装置中执行一应用程序时，使用者可以利用手指在触控式荧幕上进行接触与移动，以输入相关数据与指令，从而控制应用程序的运作。由于触控式荧幕的方便操作，也使得触控式荧幕成为此世代装置中最普遍的输入界面之一。

另外，由于指纹辨识在辨识身份方面的优异特性，目前已有许多可携式装置结合指纹辨识功能。由于每个人的指纹都是不同的，因此指纹具有唯一性的特点，使得采用指纹辨识的身份认证的安全性提高很多。并且，利用使用指纹辨识的身份认证的方法也相对方便，令使用者省去了记忆及输入密码的繁琐。然而，现有具有指纹辨识功能的触控装置通常有触控面离指纹辨识装置距离太远，及触控装置表面不平整的问题，而导致指纹辨识的功能准确性不佳。

发明内容

为增加触控装置边缘的灵敏度，本发明提供一种触控装置的保护结构设计，使得触控装置具有平坦的外表面，以避免因触控装置的外表面不平整而影响其周边区域的触控功能的灵敏度。

依据本发明的一些实施例，提供触控装置，其包括：基板具有第一表面及与其相对的第二表面；第一触控电极结构，设置于基板的第一表面上；钝化层，设置于第一触控电极结构上；遮光层，设置于钝化层上，其中遮光层与钝化层间具有高度差，产生凹陷在钝化层上且被遮光层围绕；以及保护结构，设置于遮光层及钝化层上并填满凹陷，保护结构具有从遮光层上方延伸至钝化层上方的平坦外表面。

依据本发明的另一些实施例，提供触控装置的形成方法，其包括：提供基板，基板具有第一表面及相对的第二表面；形成第一触控电极结构于基板的第一表面上；形成钝化层该第一触控电极结构上；形成遮光层于钝化层上，其中遮光层与钝化层间具有高度差；以产生凹陷在钝化层上且被遮光层围绕；以及形成保护结构于钝化层及遮光层上并填满凹陷，保护结构具有从遮光层上方延伸至钝化层上方的平坦外表面。

附图说明

图1为本发明的一些实施例，触控装置的平面示意图；

图2为本发明的一些实施例，沿图1的2-2’线的触控装置的剖面示意图；

图3为本发明的另一些实施例，沿图1的2-2’线的触控装置的剖面示意图；

图4为本发明的一些实施例，以图2的触控结构作为指纹辨识之用的触控装置的剖面示意图；

图5为本发明的另一些实施例，以图3的触控结构作为指纹辨识之用的触控装置的剖面示意图。

符号说明

100、300～触控装置；

100A～触控区；

100B～周边区；

110～基板；

110A～基板的第一表面；

110B～基板的第二表面；

120～第一触控电极结构；

121～第一轴向电极；

122～第二轴向电极；

130～绝缘层；

140、230～钝化层；

150～遮光层；

152～凹陷；

160～保护结构；

161～粘着层；

162～保护膜；

170～导电孔；

171～导线；

180～接合垫；

190～外部电路元件；

200～触控面板；

210～第二基板；

220～第二触控电极结构；

240～粘胶；

H～高度差。

具体实施方式

参阅图1，其显示依据本发明的一些实施例，触控装置100的平面示意图，其以触控面在下方的角度观之。在一些实施例中，触控装置100可以是电容式触控面板，其包括第一触控电极结构120设置于触控装置100的触控区100A。第一触控电极结构120包括第一轴向电极121及第二轴向电极122绝缘地交错放置，第一轴向电极121沿着第一方向例如X轴方向延伸，第二轴向电极结构122沿着第二方向例如Y轴方向延伸。第一触控电极121及第二触控电极122可经由导线171各别地电连接至接合垫180，接合垫180与外部电路元件190例如软性印刷电路板(FPC)接合连接，由此将第一触控电极结构120的感测信号传送至FPC上的集成电路进行处理，这些导线171及外部电路元件190设置于触控装置100的周边区100B。

参阅图2，其显示依据本发明的一些实施例，沿图1的2-2’线的触控装置100的剖面示意图。触控装置100包括基板110，基板110例如为玻璃基板，其厚度介于0.4mm～0.7mm的范围，基板110具有第一表面110A及相对于第一表面110A的第二表面110B。第一触控电极结构120设置于基板110的第一表面110A上方，第一触控电极结构120包括绝缘交错放置的第一轴向电极121及第二轴向电极122。在一些实施例中，第一轴向电极121形成于基板110上方，第二轴向电极122形成于第一轴向电极121上方，并且第一轴向电极121可为驱动电极，第二轴向电极122可为接收电极，反之亦可。触控装置100还包括绝缘层130设置于第一轴向电极121及第二轴向电极122之间，以电性隔离第一轴向电极121与第二轴向电极122，绝缘层130的材料例如为环氧树脂、防焊层、或其他适合的绝缘物质，例如无机材料的氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、金属氧化物或其组合；或有机高分子材料的聚酰亚胺树脂(polyimide)、聚对二甲苯(parylene)、萘聚合物(polynaphthalenes)、氟碳化物(fluorocarbons)、丙烯酸酯(accrylates)，绝缘层130的厚度可介于约2μm～3μm的范围。此外，在一些实施例中，在第二轴向电极122和绝缘层130上方还可覆盖钝化层140，钝化层140的材料例如为聚亚酰胺(Polyimide)、类聚亚酰胺(Polyimide-like material)，钝化层140的厚度可介于约2μm～3μm的范围。

在一些实施例中，在基板110中形成多个导电孔170，导电孔170由基板100的第一表面100A贯穿至第二表面100B。在一些实施例中，第一触控电极结构120的第一轴向电极121及第二轴向电极122可经由这些导电孔170电连接至导线171，并经由导线171连接接合垫180。导电孔170可以利用激光钻孔技术在基板110中形成贯穿孔，并于贯穿孔内使用电镀、溅镀等方式制作导通连结金属(如Cu,Ag,Ni等材质)，以形成导电孔170，经由导电孔170电连接第一触控电极结构120至导线171。

遮光层150设置于钝化层140上，且位于触控装置100的周边区100B，通过遮光层150的设置可遮住位于周边区100B的导线171，避免金属材料制成的导线171产生反光而影响触控装置100的外观。遮光层150的材料例如为黑色或其他颜色的光致抗蚀剂或油墨，可通过涂布与光刻制作工艺，使用黑色光致抗蚀剂制作遮光层150，或者通过印刷制作工艺，以彩色油墨制作遮光层150。由于遮光层150需具备遮蔽效果，因此遮光层150的厚度范围通常在约10μm～15μm的范围间，这使得遮光层150与钝化层140之间产生高度差H，并形成凹陷152在钝化层140上被遮光层150围绕。在一些实施例中，高度差H介于约10μm～15μm的范围间。

在现有的技术当中，触控装置的表面会设置一层保护层来保护触控装置内的元件，例如为具有防刮且具有高硬度的类钻碳膜，其膜厚度通常介于约3μm～5μm的范围间，由于遮光层与钝化层间产生的高度差H通常约在10μm～15μm，而现有技术使用的类钻碳或其他保护膜并无法弥补此高度差H，使得触控装置的触控区与周边区间存在10μm～15μm的高度差，因此导致触控装置的外表面有不平整的问题，进而影响触控区与周边区交界处手指触控功能的准确性。

依据本发明的实施例，可以解决上述问题。如图2所示，在遮光层150及钝化层140上可形成粘着层161，粘着层161可以弥补遮光层150与钝化层140间的高度差H，并填满被遮光层150所围绕的凹陷152。粘着层161的材料例如为光学胶(OCA)或液态光学胶(LOCA)，并且粘着层161具有从遮光层150上方延伸至钝化层140上方的平坦表面。在一些实施例中，粘着层161在钝化层140上的厚度介于约10μm～30μm的范围间，最佳厚度范围为15μm～20μm，用以补偿遮光层150的厚度(10μm～15μm)所造成的高度差，粘着层161在遮光层150上的厚度则小于5μm。

之后将保护膜162贴附于粘着层161上，保护膜162和粘着层161一起构成触控装置100的保护结构160。保护膜162的外侧表面可作为触控装置100的触控面，同时避免触控装置100表面磨损或刮伤。在一些实施例中，保护膜162可以是薄的玻璃基板或蓝宝石基板，其厚度介于约0.1mm～0.2mm的范围间。在此实施例中，粘着层161可弥补遮光层150与钝化层140间的高度差H并填满凹陷152，而且保护膜162具有高硬度可以提供防刮效果，因此触控装置100的外表面的触控区100A与周边区100B间没有高度差，使触控装置100的外侧表面成为平坦表面，由此可提高触控灵敏度。

参照图3，其依据本发明的一些实施例，沿图1的2-2’线触控装置100的剖面示意图。在此实施例中，可用低温沉积技术在遮光层150及钝化层140上形成一玻璃膜作为触控装置100的保护结构160。在一些实施例中，由玻璃膜形成的保护结构160的厚度介于10μm～200μm之间，最佳实施例为20μm～30μm的范围间，采用低温沉积技术形成的玻璃膜作为保护结构160可以弥补遮光层150与钝化层140间的高度差H，并填满被遮光层150所围绕的凹陷152。使得触控装置100的外表面的触控区100A与周边区100B间没有高度差，让触控装置100的外侧表面成为平坦表面，由此可提高触控区100A与周边区100B交界处的触控灵敏度。此外，由玻璃膜形成的保护结构160还同时具有防刮及高硬度的特质，因此也可作为触控装置100的触控面并且保护位于触控装置100内的元件。再者，由于玻璃膜形成的保护结构160的厚度相较图2的实施例更薄，使得手指触控的触控面离第一触控电极结构120的距离仅20μm～30μm，因此能大幅提升触控装置100的触控灵敏度，换句话说，当手指与第一触控电极结构120的间距缩小至20μm～30μm时，指纹的隆线与谷线的电容变化量可被后端处理气所充分辨识且误差值被大幅度减少。

在一些实施例中，玻璃膜在遮光层150上的厚度为玻璃膜在钝化层140上的厚度与遮光层150之间的差，由此节省制作工序，一次性完成玻璃膜的制作，在此实施例中，玻璃膜在遮光层150上的厚度为5μm～15μm。

参阅图4，其依据本发明的一些实施例，以图2的触控装置100的触控结构作为指纹辨识之用的触控装置300的剖面示意图。在一些实施例中，上述第一触控电极结构120可作为指纹辨识装置之用，并且在第一触控电极结构120下方可结合另一具有触控位置感测功能的触控面板200，以形成具有指纹辨识和触控位置感测功能的触控装置300。

在一些实施例中，基板110可作为触控面板200的上盖板，并且触控面板200还包括第二基板210与基板110对向设置，第二基板210例如为玻璃基板或塑胶基板。本案第一触控电极结构120可感测物体纹路(例如指纹)和物体座标位置。在某些实施例中，可另外增加第二触控电极结构220，作为触控感测位置之用。第二触控电极结构220形成于第二基板210上，并且在第二触控电极结构220上形成钝化层230来保护第二触控电极结构220，在钝化层230上具有粘胶240用来结合钝化层230与基板110。在另一些实施例中，第二触控电极结构220可直接设置于基板110的第二表面110B的下方。在此实施例中，经由第二触控电极结构220可以提供操作者碰触具有指纹辨识功能的触控装置300的位置定位，触控面板200可以是电容式触控、电阻式触控或其他现有的触控方式。在一些实施例中，第二触控电极结构220可以是单层氧化铟锡(SITO)触控结构或双层氧化铟锡(DITO)触控结构。虽然图4显示使用图2的实施例结合触控面板200形成触控装置300，然而图3的实施例也可以与触控面板200结合以形成触控装置300。

参阅图5，其依据本发明的另一些实施例，以图3的触控装置100的触控结构作为指纹辨识之用的触控装置300的剖面示意图。在一些实施例中，基板110可作为触控面板200的上盖板，并且第二触控电极结构220直接形成在基板110的第二表面110B上，在第二触控电极结构220下方则形成钝化层230以保护第二触控电极结构220。之后将第二基板210贴附在钝化层230下方，以形成触控面板200。触控面板200可以是电容式触控、电阻式触控或其他现有的触控方式。第二触控电极结构220可以是单层氧化铟锡(SITO)触控结构或双层氧化铟锡(DITO)触控结构。虽然图5显示使用图3的实施例结合触控面板200形成触控装置300，然而上述图2的实施例也可以与触控面板200结合以形成触控装置300。

由于基板110比保护结构160厚，可避免薄型化的保护结构160破裂，并提供整体触控装置的支撑强度。再者，相较于在薄型化的保护结构160形成触控电极的方式，本发明实施例在基板110上形成第一触控电极结构120，可降低生产过程因移动或强化时所造成的破片率，也可降低接合垫180与软性印刷电路板结合时所造成的破片风险。

综上所述，本发明提供触控装置的保护结构，此保护结构使得触控装置具有平坦的外侧表面，由此可提高触控装置在触控区与周边区交界处的触控灵敏度。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (18)

1.一种触控装置，包括：

基板，具有第一表面及与其相对的第二表面；

第一触控电极结构，设置于该基板的该第一表面上；

钝化层，设置于该第一触控电极结构上；

遮光层，设置于该钝化层上，其中该遮光层与该钝化层间具有一高度差，产生一凹陷在该钝化层上且被该遮光层围绕；以及

保护结构，设置于该遮光层及该钝化层上并填满该凹陷，该保护结构具有一从该遮光层上方延伸至该钝化层上方的平坦外表面。

2.如权利要求1所述的触控装置，其中该保护结构包括粘着层及保护膜，该粘着层填满该凹陷并覆盖该遮光层及该钝化层，该保护膜设置于该粘着层上，且该保护结构的该平坦外表面为该保护膜的一表面。

3.如权利要求2所述的触控装置，其中该粘着层弥补该遮光层及该钝化层间的该高度差，且具有一平坦表面。

4.如权利要求2所述的触控装置，其中该保护膜为一玻璃基板，具有厚度范围为0.1mm～0.3mm。

5.如权利要求1所述的触控装置，其中该保护结构为一玻璃膜，该玻璃膜在该钝化层上方的厚度范围为20μm～30μm，该玻璃膜在该遮光层上方的厚度范围为5μm～15μm。

6.如权利要求1所述的触控装置，其中该第一触控电极结构为一指纹辨识装置的一部分。

7.如权利要求6所述的触控装置，还包括第二触控电极结构，设置于该基板的该第二表面下方，该第二触控电极结构为一触控位置感测装置的一部分。

8.如权利要求1所述的触控装置，其中该第一触控电极结构包括第一轴向电极及第二轴向电极，该第一轴向电极为驱动电极，该第二轴向电极为接收电极。

9.如权利要求8所述的触控装置，还包括绝缘层，设置于该第一轴向电极与该第二轴向电极间。

10.如权利要求1所述的触控装置，还包括多个导电孔贯穿该基板，该第一触控电极结构经由该些导电孔电连接至一导线。

11.如权利要求1所述的触控装置，其中该基板为玻璃基板，具有厚度范围为0.4mm～0.7mm。

12.一种触控装置的形成方法，包括：

提供一基板，该基板具有一第一表面及与其相对的一第二表面；

形成一第一触控电极结构于该基板的该第一表面上；

形成一钝化层于该第一触控电极结构上；

形成一遮光层于该钝化层上，其中该遮光层与该钝化层间具有一高度差，以产生一凹陷在该钝化层上且被该遮光层围绕；以及

形成一保护结构于钝化层及该遮光层上并填满该凹陷，该保护结构具有一从该遮光层上方延伸至该钝化层上方的平坦外表面。

13.如权利要求12所述的触控装置的形成方法，其中形成该保护结构的步骤包括形成一粘着层覆盖该遮光层及该钝化层且填满该凹陷，以及提供一保护膜贴附于该粘着层上。

14.如权利要求12所述的触控装置的形成方法，其中形成该保护结构的步骤包括以一低温沉积技术形成一玻璃膜，该玻璃膜填满该凹陷。

15.如权利要求12所述的触控装置的形成方法，其中该第一触控电极结构构成一指纹辨识装置的一部分。

16.如权利要求15所述的触控装置的形成方法，还包括形成一第二触控电极结构于该基板的该第二表面下方，该第二触控电极结构为一触控位置感测装置的一部分。

17.如权利要求12所述的触控装置的形成方法，其中形成该第一触控电极结构的步骤包括形成一第一轴向电极及一第二轴向电极，该第一轴向电极为驱动电极，该第二轴向电极为接收电极。

18.如权利要求12所述的触控装置的形成方法，还包括形成贯穿该基板的多个导电孔，且该第一触控电极结构经由该多个导电孔电连接至一导线。