CN106155399A - 触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控装置包含透光盖板、韧性透明层、触控功能层与硬性透明层。韧性透明层位于透光盖板的表面上，且韧性透明层的弹性模量小于透光盖板的弹性模量。硬性透明层与触控功能层位于韧性透明层背对透光盖板的一侧，且硬性透明层的弹性模量大于韧性透明层的弹性模量。本发明的触控装置的玻璃盖板受撞击时，透过硬性透明层与韧性透明层的共同作用，可减少对触控功能层造成影响。

Description

触控装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种触控装置。

背景技术

在习知TOL(touch on lens)或是OGS(one glass solution)结构的触控装置中，触控功能层(例如ITO层)是直接形成在玻璃盖板(cover glass)上。通常触控功能层厚度很薄、脆性高，当玻璃盖板受到垂直方向的外力而破裂时，位于玻璃盖板上的触控功能层也会随之破裂，导致触控装置无法正常运作，例如触控功能失效，造成用户不便。

此外，在某些设计中，在玻璃盖板与触控功能层之间增加一层具有韧性的保护层，以提升触控装置的撞击能力。这样的设计，当玻璃盖板受到垂直方向的外力而破裂时，由于保护层的缓冲保护作用，触控功能层可能不会因垂直方向的外力而损坏。然而，玻璃盖板受力或破裂会产生横向拉力，由于该保护层具有韧性，所以此横向拉力有可能不会让具韧性的保护层裂开，但触控功能层厚度很薄，且一般为硬、脆的材质，因此会导致保护层没有裂开但触控功能层却因横向拉力而断裂的情况发生。或者当玻璃盖板破裂而形成的裂缝较大时，保护层和触控功能层有可能均因横向拉力而断裂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种触控装置。

根据本发明一实施方式，一种触控装置包含透光盖板、韧性透明层、触控功能层与硬性透明层。韧性透明层位于透光盖板的表面上，且韧性透明层的弹性模量小于透光盖板的弹性模量。硬性透明层与触控功能层位于韧性透明层背对透光盖板的一侧，且硬性透明层的弹性模量大于韧性透明层的弹性模量。

在本发明一实施方式中，韧性透明层的弹性模量小于触控功能层的弹性模量，硬性透明层的弹性模量大于该触控功能层的弹性模量。

在本发明一实施方式中，其中该硬性透明层的弹性模量介于5.0x10⁷Pa至5.0x10⁹Pa。

在本发明一实施方式中，其中该硬性透明层的邵氏硬度介于50至100。

在本发明一实施方式中，其中该硬性透明层的厚度介于1微米至30微米。

在本发明一实施方式中，其中该硬性透明层的材质包含树脂。

在本发明一实施方式中，其中该韧性透明层的弹性模量介于4*10⁶Pa至5*10⁸Pa。

在本发明一实施方式中，其中该韧性透明层的厚度介于0.01微米至35微米。

在本发明一实施方式中，上述触控功能层位于韧性透明层与硬性透明层之间。

在本发明一实施方式中，上述触控功能层具有电极图案层与线路层。线路层位于电极图案层至少一侧边，且电性连接电极图案层。触控装置更包含遮光层。遮光层位于韧性透明层与硬性透明层之间，且线路层及部分的电极图案层覆盖遮光层。

在本发明一实施方式中，韧性透明层在透光盖板该表面的垂直投影面积大于或等于电极图案层在透光盖板该表面的垂直投影面积。

在本发明一实施方式中，上述韧性透明层、遮光层相对透光盖板的边缘内缩且实质对齐，使透光盖板的部分表面露出。触控装置更包含止挡层。止挡层至少覆盖透光盖板表面露出的部分，止挡层与遮光层系同色系的，且止挡层的黏度大于遮光层的黏度。

在本发明一实施方式中，硬性透明层相对透光盖板的边缘内缩，且至少部份硬性透明层位于止挡层与触控功能层之间。

在本发明一实施方式中，上述至少部分止挡层位于触控功能层与硬性透明层之间。

在本发明一实施方式中，上述硬性透明层位于韧性透明层与该触控功能层之间，且韧性透明层位于硬性透明层与透光盖板之间。

在本发明一实施方式中，上述触控功能层具有电极图案区与线路层。线路层位于电极图案层至少一侧边，且电性连接电极图案层。触控装置更包含遮光层。遮光层位于硬性透明层背对韧性透明层的部分表面上，且线路层及部分的电极图案区覆盖遮光层。

在本发明一实施方式中，上述韧性透明层、硬性透明层与遮光层相对透光盖板的边缘内缩且实质对齐，使透光盖板的表面部分露出。触控装置更包含止挡层。止挡层至少覆盖透光盖板表面露出的部分，止挡层与遮光层系同色系的，且止挡层的黏度大于该遮光层的黏度。

在本发明一实施方式中，透光盖板的材质包含玻璃，触控功能层的材质包含氧化铟锡。

在本发明上述实施方式中，触控装置包含具有特定性质的硬性透明层与韧性透明层。触控装置在玻璃盖板受到垂直方向的外力或破裂时，韧性透明层可吸收部份应力，避免触控功能层因垂直方向的外力而损坏。同时，因硬性透明层的硬度较高，对触控功能层具有支撑保护作用，可确保触控功能层不会因横向拉力随玻璃盖板破裂而断裂。也就是说，本发明的触控装置的玻璃盖板受撞击时，透过硬性透明层与韧性透明层的共同作用，可减少对触控功能层造成影响，因此可提升触控装置的抗冲击能力和使用寿命，降低维修的成本。

附图说明

图1绘示根据本发明一实施方式之触控装置的剖面图。

图2绘示图1之触控装置的局部放大图。

图3绘示图2之触控装置受垂直方向外力时的示意图。

图4绘示图3之触控装置受垂直方向外力后的示意图。

图5绘示根据本发明一实施方式之触控装置的剖面图。

图6绘示根据本发明一实施方式之触控装置的剖面图。

图7绘示图6之触控装置的局部放大图。

图8绘示图7之触控装置受垂直方向外力时的示意图。

图9绘示图8之触控装置受垂直方向外力后的示意图。

主要元件符号：

100、100a、100b：触控装置

110：显示模块

120：黏胶层

130：硬性透明层

132、134：表面

140：透光盖板

142：表面

150：韧性透明层

160：触控功能层

162：电极图案区

164：线路区

170：遮光层

180：止挡层

C1、C2：裂痕

F、F1～F9：力

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下将以图式揭露本发明之复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

图1绘示根据本发明一实施方式之触控装置100的剖面图。图2绘示图1之触控装置100的局部放大图。同时参阅图1与图2，触控装置100包含透光盖板140、韧性透明层150、触控功能层160与硬性透明层130。韧性透明层150位于透光盖板140的表面142上。硬性透明层130与触控功能层160位于韧性透明层150背对透光盖板140的一侧。在本实施方式中，触控功能层160位于韧性透明层150与硬性透明层130之间，为三明治结构，但并非以三明治结构为限。

透光盖板140可以为通过化学和/或物理强化玻璃盖板(cover glass)，其弹性模量大致为5.5x10¹⁰Pa。透光盖板140相对表面142的另一表面为使用者触控操作面。

触控功能层160具有电极图案层162与线路层164。电极图案层162为一透光性的导电结构，可为单层或多层，用于根据使用者的触控操作产生相应的感测信号。线路层164位于电极图案层162至少一侧边，且电性连接电极图案层162。感测信号藉由线路层164传递至外部电路，进而实现触控位置的计算和识别。电极图案层162的材质可以包含透光性较佳的导电氧化物，例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)。

韧性透明层150在透光盖板140表面142的垂直投影面积大于或等于电极图案层162在透光盖板140表面142的垂直投影面积。藉此，韧性透明层150至少可以阻隔电极图案层162直接接触透光盖板140的表面142，可避免触控功能层160的高温制程影响透光盖板140的强度。

韧性透明层150为透光耐温材料的镀层或涂层，还具有高韧性的特性，其材料为透明高分子弹性材料，包含塑料聚合物(Plastic polymer)和高弹体(Elastomer)，例如聚酰亚胺(Polyimide)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。弹性模量(Elastic Modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量。在弹性限度内，应力与应变成正比，其比值被称为材料的弹性模量，其大小标志了材料的刚性，弹性模量越大，越不容易发生形变。韧性透明层150的韧性大于透光盖板140的韧性、硬性透明层130的韧性、触控功能层160的韧性，也即韧性透明层150的弹性模量小于透光盖板140、硬性透明层130、触控功能层160的弹性模量。与透光盖板140相比，韧性透明层150材质更软，较容易发生形变，如此可吸收来自透光盖板140的应力作用。具体的，韧性透明层150的弹性模量为4*10⁶Pa至5*10⁸Pa。韧性透明层150的厚度为0.01微米至35微米。当透光盖板140受到外力冲击或破裂时，韧性透明层150的高韧性可抵挡垂直方向的外力传递至触控功能层160，能避免触控功能层160因垂直方向的外力而损坏。

在本发明实施例中，硬性透明层130的弹性模量大于韧性透明层150的弹性模量，相对而言具有较高硬度的特性。硬性透明层130的邵氏硬度可介于50至100，弹性模量可介于5.0x10⁷Pa至5.0x10⁹Pa。硬性透明层130的材质可以包含树脂，其厚度可以介于1微米至30微米。硬性透明层130的弹性模量还大于触控功能层160的弹性模量。当透光盖板140受到外力冲击或破裂时，硬性透明层130的硬度高，可提供抗拉力和支撑力给触控功能层160，能确保触控功能层160不会随透光盖板140破裂而断裂。

在本发明实施例中，易受外力影响而破裂的触控功能层160夹设于韧性透明层150和硬性透明层130之间，藉由弹性模量较小即韧性较佳的韧性透明层150吸收垂直方向的应力，避免触控功能层160损坏。同时，藉由弹性模量较大即硬度或刚性较大的硬性透明层130抗拉力和支撑力作用，减少触控功能层160因横向拉力发生较大的形变而破裂，因此可提升触控装置的抗冲击能力和使用寿命。此外，可依次形成韧性透明层150、触控功能层160及硬性透明层130，由于硬性透明层130在触控功能层160之后形成，可避免触控功能层160的高温制程和酸碱液对硬性透明层130的影响，也给硬性透明层130的材料提供更大的选择空间。

在一或多个实施方式中，触控装置100还可包含遮光层170。遮光层170位于韧性透明层150与硬性透明层160之间，且线路层164及部分的电极图案层162覆盖遮光层170。遮光层170可将触控装置100划分出可视区和非可视区，与遮光层170重叠的区域为非可视区，遮光层170内侧区域为可视区。大部分的电极图案区162位于可视区，少部分的电极图案区162覆盖遮光层170以与位于非可视区的线路区164相连。遮光层170的主要作用是遮蔽不透明的导线线路和其它不透明组件。此外，遮光层170可以为黑色矩阵(Black Matrix；BM)，其材质可以为光阻。

在一或多个实施方式中，韧性透明层150、遮光层170与硬性透明层130相对透光盖板140的边缘内缩，且二者实质对齐，使透光盖板140的表面142部分露出。触控装置100还可包含止挡层180。止挡层180至少覆盖透光盖板140的表面142露出的部分，止挡层180与遮光层170系同色系的，且止挡层180的黏度大于遮光层170的黏度。此外，至少部分硬性透明层130位于止挡层180与触控功能层160之间，例如部分的硬性透明层130是位于硬性透明层130背对触控功能层160的表面132上。止挡层180的黏度高，不易在透光盖板140的表面142发生内缩的现象，可避免光线穿透露出的表面142而产生色差。止挡层180与遮光层170的颜色可以是相同的，例如均为黑色，但并不以黑色为限，其他的深色系(例如咖啡色)亦可。止挡层180的材质例如为油墨或绝缘胶。韧性透明层150与遮光层170的外侧面系相对于透光盖板140的侧面有内缩，且二者实质对齐，故可减少韧性透明层150与遮光层170在透光盖板140边缘因边缘效应不规则内缩产生多道亮边所导致的色差。

此外，在一或多个实施方式中，触控装置100还可包含显示模块110与黏胶层120。黏胶层120位于硬性透明层130与显示模块110之间。透光盖板140与显示模块110相对设置，例如以近似平行的方式设置。在本实施方式中，显示模块110可以为液晶显示模块(Liquid Crystal Display Module；LCM)、也可例如为发光二极管显示模块或有机发光二极管(OLED)显示模块。黏胶层120可以为光学透明胶(Optical Clear Adhesive；OCA)。

图3绘示图2之触控装置100受垂直方向外力F时的示意图。图4绘示图3之触控装置100受垂直方向外力F后的示意图。同时参阅图3与图4，当垂直方向的外力F施加于触控装置100时(例如一对象掉落到透光盖板140上或透光盖板140撞到一对象)，由于透光盖板140直接受力，且其韧性不高，因此透光盖板140会破裂而产生横向拉力F1、F2。

由于韧性透明层150位于透光盖板140下方，因此韧性透明层150的高韧性可抵挡或吸收垂直方向的外力F传递至触控功能层160，能避免触控功能层160因垂直方向的外力F而损坏。此外，虽然触控装置100的透光盖板140破裂时会产生横向拉力F1、F2，但因硬性透明层130的硬度高，可提供反向的抗拉力F3、F4给触控功能层160，能确保触控功能层160不会因横向拉力F1、F2随透光盖板140破裂而断裂。

也就是说，本发明的触控装置100的透光盖板140受撞击时，可能形成如图4的裂痕C1，但透过硬性透明层130与韧性透明层150的共同作用，可减少对触控功能层160造成影响，因此可提升触控装置100的抗冲击能力和使用寿命，即使透光盖板140破裂触控功能仍在，降低维修的成本。

应了解到，在以下叙述中，已叙述过的组件材料与组件连接关系将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明其他型式的触控装置。

图5绘示根据本发明一实施方式之触控装置100a的剖面图。如图所示，触控装置100a包含显示模块110、黏胶层120、硬性透明层130、透光盖板140、韧性透明层150、触控功能层160、遮光层170与止挡层180。与图1实施方式不同的地方在于：图5的至少部分触控功能层160位于止挡层180与遮光层170之间，且至少部分止挡层180位于触控功能层160与硬性透明层130之间。在本实施方式中，只有韧性透明层150与遮光层170相对透光盖板140的边缘内缩，使透光盖板140的部分表面142露出，而硬性透明层130无内缩。止挡层180覆盖透光盖板140露出的部分表面142。

图5触控装置100a的透光盖板140在受撞击时，透过硬性透明层130与韧性透明层150的共同作用，可减少伤及触控功能层160。

图6绘示根据本发明一实施方式之触控装置100b的剖面图。图7绘示图6之触控装置100b的局部放大图。同时参阅图6与图7，触控装置100b包含显示模块110、黏胶层120、硬性透明层130、透光盖板140、韧性透明层150、触控功能层160、遮光层170与止挡层180。与图1实施方式不同的地方在于：图6的硬性透明层130是位于韧性透明层150与触控功能层160之间，也就是韧性透明层150位于硬性透明层130与透光盖板140之间。此外，黏胶层120位于显示模块110与触控功能层160之间。在本实施方式中，遮光层170位于硬性透明层130背对韧性透明层150的部分表面134上，且线路区164及部分的电极图案区162覆盖遮光层170。相似地，韧性透明层150、硬性透明层130与遮光层170相对透光盖板140的边缘内缩，使透光盖板140的部分表面142露出。止挡层180覆盖透光盖板140露出的部分表面142，且至少部分触控功能层160位于止挡层180与遮光层170之间。

图8绘示图7之触控装置100b受垂直方向外力F5时的示意图。图9绘示图8之触控装置100b受垂直方向外力F5后的示意图。同时参阅图8与图9，当垂直方向的外力F5施加于触控装置100b时(例如一对象掉落到透光盖板140上或透光盖板140撞到一对象)，由于透光盖板140的韧性不高，因此透光盖板140会破裂而产生横向拉力F6、F7。

由于韧性透明层150位于透光盖板140下方，因此韧性透明层150的高韧性可抵挡垂直方向的外力F5传递至触控功能层160，能避免触控功能层160因垂直方向的外力F5而损坏。此外，虽然触控装置100b的透光盖板140破裂时会产生横向拉力F6、F7，但因硬性透明层130的硬度高，可提供反向的抗拉力F8、F9给触控功能层160，能确保触控功能层160不会因横向拉力F6、F7随透光盖板140破裂而断裂。

也就是说，本发明的触控装置100b的透光盖板140受撞击时，形成如图9的裂痕C2，但透过硬性透明层130与韧性透明层150的共同作用，可减少对触控功能层160造成影响，因此可提升触控装置100b的使用寿命，降低维修的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (19)

1.一种触控装置，其特征在于，包含：

一透光盖板；

一韧性透明层，位于该透光盖板的一表面上，且该韧性透明层的弹性模量小于该透光盖板的弹性模量；

一触控功能层；以及

一硬性透明层，与该触控功能层位于该韧性透明层背对该透光盖板的一侧，且该硬性透明层的弹性模量大于该韧性透明层的弹性模量。

2.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层的弹性模量小于该触控功能层的弹性模量，该硬性透明层的弹性模量大于该触控功能层的弹性模量。

3.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层的弹性模量介于5.0x10⁷Pa至5.0x10⁹Pa。

4.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层的邵氏硬度介于50至100。

5.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层的厚度介于1微米至30微米。

6.如权利要求3所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层的材质包含树脂。

7.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层的弹性模量介于4*10⁶Pa至5*10⁸Pa。

8.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层的厚度介于0.01微米至35微米。

9.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层的材质包含聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

10.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该触控功能层位于该韧性透明层与该硬性透明层之间。

11.如权利要求10所述的触控装置，其特征在于，该触控功能层具有一电极图案层与一线路层，该线路层位于该电极图案层至少一侧边，且电性连接该电极图案层，该触控装置更包含：

一遮光层，位于该韧性透明层与该硬性透明层之间，且该线路层及部分的该电极图案层覆盖该遮光层。

12.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层在该透光盖板该表面的垂直投影面积大于或等于该电极图案层在该透光盖板该表面的垂直投影面积。

13.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层、该遮光层相对该透光盖板的边缘内缩且实质对齐，使该透光盖板的该表面部分露出，该触控装置更包含：

一止挡层，至少覆盖该透光盖板的该表面露出的部分，该止挡层与该遮光层系同色系的，且该止挡层的黏度大于该遮光层的黏度。

14.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层相对该透光盖板的边缘内缩，且至少部份该硬性透明层位于该止挡层与该触控功能层之间。

15.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，至少部分该止挡层位于该触控功能层与该硬性透明层之间。

16.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该硬性透明层位于该韧性透明层与该触控功能层之间，且该韧性透明层位于该硬性透明层与该透光盖板之间。

17.如权利要求16所述的触控装置，其特征在于，该触控功能层具有一电极图案层与一线路层，该线路层位于该电极图案层至少一侧边，且电性连接该电极图案层，该触控装置更包含：

一遮光层，位于该硬性透明层背对该韧性透明层的部分表面上，且该线路层及部分的该电极图案层覆盖该遮光层。

18.如权利要求17所述的触控装置，其特征在于，该韧性透明层、该硬性透明层与该遮光层相对该透光盖板的边缘内缩且实质对齐，使该透光盖板的该表面部分露出，该触控装置更包含：

一止挡层，至少覆盖该透光盖板的该表面露出的部分，该止挡层与该遮光层系同色系的，且该止挡层的黏度大于该遮光层的黏度。

19.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该透光盖板的材质包含玻璃，该触控功能层的材质包含氧化铟锡。