CN102931294A - 发光单元、其制造方法及触控面板 - Google Patents

Abstract

一种发光单元、其制造方法及触控面板，该发光单元的制造方法包括以下步骤：提供一基板，该基板上包含有多个电路区域，并将一发光元件分别设置于每一个该电路区域上；对应于每一个该电路区域成型一封装结构，该封装结构包覆该发光元件；以及沿着两个轴向的切割道进行切割以形成多个单一的发光单元，其中该封装结构在该两个轴向上分别经过两次切割，使该封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，以形成双锥形的封装结构；其中，每一个发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。该制造方法成形的封装结构可控制发光元件的光线在不同发光方向上具有不对称的形态，以满足在触控面板、触控屏幕等的特定的需求。

Description

发光单元、其制造方法及触控面板

技术领域

本发明涉及一种发光单元、其制造方法及触控面板，尤指一种具有不对称发光形态的发光单元、其制造方法及触控面板。

背景技术

随着电子产品的发展，许多类型的输入装置目前可用于在电子系统内实行操作，例如按钮或按键、鼠标、轨迹球、触控屏幕等等。而近来触控屏幕的应用越来越普遍，触控屏幕可包括触控面板，其可为具有触敏表面的透明面板，以便作业表面覆盖于显示屏幕的可检视区域。触控屏幕允许使用者通过手指或触控笔触控显示屏幕作出选择并移动光标，并根据触控事件达成运算动作。而红外光的近接式传感器(IR proximity sensor)则大量应用于手持式通讯装置上而构成一种红外线式触控面板(IR touch panel)，以用于检测使用者的脸部与显示屏幕之间的距离，进而达到操作上的控制效果。

红外线式触控面板的主要原理是在屏幕前方的四周围布满可发射/接收红外线光束的发光二极管(LED)，排列四周的发光二极管会同时产生红外线信号，形成一个整齐交错的红外线网，通过操作者的手指接近到屏幕时会遮蔽住红外线，以进行定位的目的。目前在一般表面黏着(SMT)形式的发光二极管通常在两个发光方向上通常具有相对称的发光形态，例如发光二极管在X轴与Y轴上的可视角度通常相当接近，然而，具有对称发光形态的发光二极管并不适用于触控面板的应用，因触控面板仅需检测单一方向的物体，例如操作者的手指仅会由显示器的前方接近显示器；但具有对称发光形态的发光二极管却在两个方向上形成相同的光线，故有可能造成信号串扰(crosstalk)问题，更造成无法提高触控面板的感测距离的问题。当触控面板的感测距离过小时，操作者的手指必须相当接近显示器才会进行定位，故有灵敏度下降的问题，更可能造成操作者的手指刮伤显示器造成显示器寿命降低的问题。

另外，当具有对称发光形态的发光二极管在某一方向上具有大角度的可视角度时，另一方向上同样具有大角度的可视角度，此亦造成整体的发光亮度低于在应用上所需的亮度。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种发光单元的制造方法，该制造方法利用模造、切割步骤成型具有特定外观的封装结构，使封装结构可控制发光元件的光线在不同发光方向上具有不对称的形态，以满足在触控面板、触控屏幕等的特定的需求。本发明的目的还在于提供由该方法制造的发光单元及包括该发光单元的触控面板。

本发明实施例提供一种发光单元的制造方法，包括以下步骤：提供一基板，该基板上包含有多个电路区域，并将一发光元件分别设置于每一个该电路区域上；对应于每一个该电路区域成型一封装结构，该封装结构包覆该发光元件；以及沿着两个轴向的切割道进行切割以形成多个单一的发光单元，其中该封装结构在所述两个轴向上分别经过两次切割，使该封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面，以形成双锥形(biconic)透镜封装结构；其中，每一个发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

本发明实施例提供一种发光单元，包括：一基板，其上具有电路区域；一发光元件，其设于该基板上而电性连接于该电路区域；以及一双锥形透镜封装结构，该封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面；其中，该发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

本发明实施例还提供一种触控面板，其至少包括多个发光单元及多个与发光单元对应的接收器，每一发光单元包括：一基板，其上具有电路区域；一发光元件，其设于该基板上而电性连接于该电路区域；以及一双锥形透镜封装结构，该封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面；其中，该发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

本发明具有以下有益的效果：本发明的制造方法的制程简单，可利用切割方法成型具有特定外观的封装结构；而本发明所成型的封装结构具有不对称的光学特性，使光线在两个发光方向上形成不同的发光形态，而此种不对称的发光可应用于触控面板的领域，并有效提高触控面板的感应(感测)距离，更可使发光强度(intensity)满足一般使用的需求。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的发光阵列的侧视图。

图1A为本发明的凸状的透镜状的封装结构的示意图。

图2为本发明的发光阵列上的切割道的示意图。

图3为本发明的单一发光单元的示意图。

图4为本发明的发光单元在X轴上的光型图。

图5为本发明的发光单元在Y轴上的光型图。

图6为本发明的触控面板的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1        发光单元

11       基板

12       发光元件

13、13’ 封装结构

131      顶面(第一顶面区域)

132      第二顶面区域

132A     侧面

132B     侧面

133      底面

2        接收器

TP       触控面板

SX1、SX2、SX3、SX4           切割道

SY1、SY2、SY3、SY4、SY5、SY6 切割道

具体实施方式

请参阅图1、图1A，并配合图2、图3，本发明提供一种发光单元的制造方法，该制造方法利用切割的方式间接制作出不易以模造等方式成型的双锥形(biconic)的封装结构13，换言之，本发明先以光学仿真软件规划出适当的双锥形透镜封装结构13，但由于此结构并无法或较难直接成型，因此本发明就针对这样的结构提出以下的制造成型方法；而双锥形透镜封装结构13可应用于本发明的发光单元1、触控面板等应用，使本发明的侧向式(side-view)发光单元1在不同发光方向上具有不同的发光形态。本发明的制造方法至少包括以下步骤：

步骤(一)：提供一基板11，基板11上包含有多个电路区域(图未示)，并将发光元件12分别设置于每一个电路区域上。如图1、图2所示，在本具体实施例中，该基板11上包含有3乘2个的阵列，而在完成后述的制程后可制作出六个单一的发光单元1(如图3所示)，此仅用于说明，并非用于限制本发明。而在本实施例中，发光元件12分别安装于每一个电路区域上，例如固晶、打线等方法。在本具体实施例中，该发光元件12为发光二极管(LED)，上述的发光元件12可利用芯片黏着方法(die attaching)分别固设于每一个电路区域上，并利用打线将发光元件12电性连接于其所对应的该电路区域的电路。

步骤(二)：对应于每一个该电路区域成型一封装结构13’，该封装结构13’包覆该发光元件12。请复参考图1，在本具体实施例中，利用一模具(图未示)进行模造步骤，以将封装材料固化成型，进而覆盖、包覆上述的电路区域及发光元件12。而在本模造步骤中所使用的封装材料，其可为热塑性塑料，如主成分可以为聚对苯二酰对苯二胺(PPA)、聚酰胺(PA)等；或者使用热固性塑料，例如至少包含硅胶或树脂材料的透明胶。再者，在本实施例中，封装结构13’可对应于发光元件12而形成凸状(dome-like)的透镜状的封装结构13’(如图1A所示)，以利发光元件12的光线射出。在本具体实施例中，发光元件12为一种发出红外光的发光二极管，而封装结构13’则为可让红外光穿透的封装材料所制成。凸状的封装结构13’的顶面具有一第一顶面区域131及一第二顶面区域132，第一顶面区域131为一种二次曲面，第二顶面区域132则不限定其形态(因第二顶面区域132在后续步骤中会被移除，故其形态并非本发明所着重的部分)，而所述的二次曲面可广泛地指任何n维的超曲面，其定义为多元二次方程的解的轨迹，例如椭球面、类球面、球面、椭圆抛物面、双曲抛物面等等。

步骤(三)：沿着两个轴向的切割道进行切割以形成多个单一的发光单元1，再将该封装结构13’在该两个轴向上分别经过两次切割，使切割后的封装结构13’具有一个顶面131及两组相对应的侧面132A、132B，以形成双锥形(biconic)透镜封装结构13，值得说明的是，经过切割步骤后所成型的顶面131即为所述凸状的封装结构13’的第一顶面区域131，故两者使用相同的附图标记，且由于切割后成型的顶面131即为封装结构13’的第一顶面区域131，故顶面131即为二次曲面的形态。如图2所示，待步骤(二)中的封装材料固化成型该封装结构13’后，将该模具自该基板11上移除，以进行切割步骤，在此步骤中利用刀具等切割工具沿着所定义出的切割道进行切割。

值得说明的是，本切割步骤除了将前述的发光阵列切割为多个单一的发光单元1，更可依照发光的需求将封装结构13’所需的外型、尺寸。举例来说，设计者可先利用仿真软件计算该封装结构在该两个轴向的切割宽度，以图2进行说明，该发光阵列的每一封装结构13’在纵向(以图示的方向为准)上经过两次切割，例如通过SX1、SX2或SX3、SX4两切割道切割出封装结构13’在纵向上所需的外型、尺寸；而在横向(以图示的方向为准)上经过两次切割，例如通过SY1、SY2或SY3、SY4或SY5、SY6等两切割道切割出封装结构13’在横向上所需的外型、尺寸。另外，经过两个轴向上的两次切割后，封装结构13’的第二顶面区域132可被切割移除，以形成双锥形透镜封装结构13，且双锥形透镜封装结构13具有一个与基板11相连接的底面133，该底面133为矩形等四边形。

请参考图3，其为以上述步骤后所完成的单一的发光单元1，其中侧面132A(132B)与透镜状的顶面131的连接处会形成圆锥曲线等的形态，故本发明将封装结构13称为双锥形，而顶面131为二次曲面。另外，通过二次曲面的顶面131可将发光元件12所发出的光线以不对称的方式射出，以达到在第一发光方向上具有较小的可视角度，而在第二发光方向上具有较大的可视角度。本发明经过光学仿真软件的计算后，当发光单元1在两个发光方向上的可视角度的比例大于1.5时，即可满足红外线式触控面板的检测距离及亮度的需求。另外，所述的第一发光方向与第二发光方向可为相互垂直(如X、Y轴)，但两者亦可不相互垂直，端视应用面的需求而定。

请参考图4、图5，其显示本发明的一个较佳的具体实施例，图4为图3的发光单元在X轴(第二发光方向)的可视角度测试图，其中在X轴的可视角度小于40度；而图5为图3的发光单元1在Y轴(第二发光方向)的可视角度测试图，其中在Y轴的可视角度大于80度；故Y轴的可视角度与X轴的可视角度的比例大于2。

请参考图6，其显示一种触控面板TP，其至少包括多个本发明的发光单元1及多个与发光单元1对应的接收器2，发光单元1与接收器2对应地排列于触控面板TP的四周，当触发信号S(如操作者的手指)接近时，会产生遮断红外线的效果，即可进行定位。具体而言，发光单元1是各自独立且单一的，只要对遮断的位置做解析即可做到定位的目的，最后再经由控制电路的运算将信号传送到电脑主机等处理端，再经由显示器显示输出刚才触碰的信号位置，或者再经由其它软件执行其它的信号操控运用。

综上所述，本发明至少具有下列诸项优点：

1、本发明利用加工的方式，如切割将凸状的透镜状的封装结构切割成双锥形的封装结构，使发光单元在两个发光方向上产生不对称的发光形态，此一不对称的发光形态在应用于触控面板时可使触控面板具有较大的感测距离及以较低的信号串扰(crosstalk)问题。

2、由于本发明的发光单元在一个特定的发光方向具有很大的可视角度(例如大于80度)，而在另一相对的发光方向上造成小的可视角度(例如小于40度)，故对整体发光强度而言仍可满足一般的应用需求。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种发光单元的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一基板，该基板上包含有多个电路区域，并将一发光元件分别设置于每一个电路区域上；

对应于每一个电路区域成型一封装结构，该封装结构包覆该发光元件；以及

沿着两个轴向的切割道进行切割以形成多个单一的发光单元，其中该封装结构在所述两个轴向上分别经过两次切割，使该封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面，以形成双锥形透镜封装结构；

其中，每一个发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

2.如权利要求1所述的发光单元的制造方法，其特征在于，在成型一封装结构的步骤中，利用一模具成型一凸状的封装结构包覆该发光元件，该凸状的封装结构的顶面具有一第一顶面区域及一第二顶面区域，该第一顶面区域为所述的二次曲面；在沿着两个轴向的切割道进行切割的步骤中，该第二顶面区域被切割移除，而留下的该第一顶面区域即为所述的双锥形透镜封装结构的该顶面。

3.如权利要求2所述的发光单元的制造方法，其特征在于，在沿着两个轴向的切割道进行切割的步骤之前还包括利用仿真软件计算该凸状的封装结构在该两个轴向的切割宽度。

4.如权利要求1所述的发光单元的制造方法，其特征在于，每一个发光单元在两个发光方向上的可视角度的比例大于1.5。

5.如权利要求1所述的发光单元的制造方法，其特征在于，每一个发光单元在一第一发光方向上的可视角度小于40度，而该发光单元在一第二发光方向上的可视角度大于80度。

6.一种发光单元，其特征在于，包括：

一基板，其上具有电路区域；

一发光元件，其设于该基板上而电性连接于该电路区域；以及

一双锥形透镜封装结构，该双锥形透镜封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面；

其中，该发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

7.如权利要求6所述的发光单元，其特征在于，该封装结构具有一个与该基板相连接的底面，该底面为矩形。

8.如权利要求6所述的发光单元，其特征在于，该双锥形透镜封装结构为一凸状的封装结构所切割成型。

9.如权利要求6所述的发光单元，其特征在于，该发光单元在一第一发光方向上的可视角度小于40度，而该发光单元在一第二发光方向上的可视角度大于80度。

10.一种触控面板，其至少包括多个发光单元及多个与发光单元对应的接收器，其特征在于，每一发光单元包括：

一基板，其上具有电路区域；

一发光元件，其设于该基板上而电性连接于该电路区域；以及

一双锥形透镜封装结构，该双锥形透镜封装结构具有一个顶面及两组相对应的侧面，该顶面为一二次曲面；

其中，该发光单元在两个发光方向上具有不对称的发光形态。

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