TWI529582B - 具有指紋識別功能的觸控面板 - Google Patents

Description

具有指紋識別功能的觸控面板

本發明係關於一種觸控面板，特別關係於一種具有指紋識別功能的觸控面板。

隨著科技的發展，指紋識別技術憑藉其所提供的安全識別功能，被廣泛應用於各種電子設備中。近年來，被應用於智慧型手機中的指紋識別技術因具有很好的防盜功能和個人手機內容的隱私保護功能，而成為大眾關注的焦點，並將成為後續類似電子設備的發展方向。

在現有技術中，以智慧型手機為例，指紋識別器是對應於智慧型手機上的一活動按鍵而設置，例如：主頁鍵。而活動按鍵一般是設置在手機保護蓋板的專設通孔中，與手機保護蓋板間存有縫隙，細小污垢很容易附著於專設通孔的周邊，從而影響手機的外觀並降低用戶體驗舒適度。此外，專設通孔往往是在整面的保護蓋板上鑽開一孔洞並進行打磨而形成，製程難度高，且影響保護蓋板的整體應力分佈，對保護蓋板的強度造成損害，如此一來，既影響製程的良率，又影響產品的性能。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種具有指紋識別功能的觸控面板，其包含一基板、一觸控感應結構以及一指紋識別模組，觸控感應結構設置於基板上，指紋識別模組與基板相貼合，觸控感應結構與指紋識別模組位於基板的同側。

在一實施例中，指紋識別模組與基板之間設有一第一黏合層，第一黏合層用以貼合指紋識別模組與基板。

在一實施例中，更包含一膠體，其圍繞於指紋識別模組設置。

在一實施例中，基板上設有一遮蔽層，遮蔽層位於基板與指紋識別模組之間，且於基板上的正投影至少覆蓋指紋識別模組於基板上的正投影。

在一實施例中，基板具有一凹陷部，凹陷部與指紋識別模組在基板上的正投影相互重疊。

在一實施例中，更包含一屏蔽結構，其設置於基板上，並環繞於指紋識別模組。

在一實施例中，更包含一屏蔽結構，其位於基板與遮蔽層之間，並環繞於指紋識別模組設置。

在一實施例中，更包含一屏蔽結構，遮蔽層位於基板與屏蔽結構之間，屏蔽結構環繞於指紋識別模組設置。

在一實施例中，觸控感應結構更包含一電極層及一導線層，電極層與導線層相互電性連接，而電極層與導線層形成於基板上。

在一實施例中，觸控感應結構與基板之間設有一第二黏合層，第二黏合層用以貼合觸控感應結構與基板。

在一實施例中，觸控感應結構包含一電極層、一導線層及一觸控基材，電極層及導線層相互電性連接，且皆形成於觸控基材上，而電極層及導線層位於第二黏合層與觸控基材之間。

在一實施例中，觸控感應結構包含一電極層、一導線層及一觸控基材，電極層及導線層相互電性連接，且皆形成於該觸控基材上，而觸控基材位於第二黏合層與電極層及導線層之間。

在一實施例中，觸控感應結構更包含一導電材料層，導電材料層設置於觸控基材上，而導電材料層與電極層分別設於觸控基材的不同側。

本發明藉由將指紋識別模組直接貼合於基板上，無需將用於保護產品的基板(即產品的保護蓋板)進行穿孔，除了保證基板的完整性及維持基板的自身強度，更進而保證了產品性能。

100、101、102‧‧‧觸控面板

11‧‧‧基板

110‧‧‧凹陷部

12‧‧‧觸控感應結構

121‧‧‧電極層

1211‧‧‧第一軸向電極

1212‧‧‧第二軸向電極

1213‧‧‧絕緣層

122‧‧‧導線層

123‧‧‧觸控基材

124‧‧‧導電材料層

13‧‧‧指紋識別模組

14‧‧‧遮蔽層

140‧‧‧圖示結構

15‧‧‧第一黏合層

16‧‧‧屏蔽結構

17‧‧‧第二黏合層

301‧‧‧膠體

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

V1‧‧‧可視區

V2‧‧‧非可視區

V21‧‧‧指紋識別區

圖1為本發明的具有指紋識別功能的觸控面板正面示意圖。

圖2為圖1沿剖面線AA’的剖視圖。

圖3A為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的圖示結構示意圖。

圖3B為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的基板示意圖。

圖4為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的指紋識別模組及基板結構示意圖。

圖5A為本發明實施例具有指紋識別功能的觸控面板的結構示意圖。

圖5B為本發明實施例具有指紋識別功能的觸控面板的結構示意圖。

圖6為本實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的觸控感應結構示意圖。

圖7為圖1沿剖面線AA’的剖視圖。

圖8為圖1沿剖面線AA’的剖視圖。

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。可以理解的是，下文中所提及的「上」、「下」的位置關係，是根據圖示的位置描述，以方便對技術內容進行清楚描述，並不是對本發明的技術內容的限制。

請同時參照圖1及圖2，圖1為本發明的具有指紋識別功能的觸控面板正面示意圖，圖2為圖1沿剖面線AA’的剖視圖，其顯示本發明一較佳實施例的具有指紋識別功能的觸控面板。請同時參考圖1及圖2，具有指紋識別功能的觸控面板100包含基板11、觸控感應結構12以及指紋識別模組13。觸控感應結構12設置於基板11上，指紋識別模組13與基板11相貼合，根據圖2所示，觸控感應結構12設置在基板11的下表面，指紋識別模組13與基板11的下表面相貼合，換言之，指紋識別模組13與觸控感應結構12是位於基板11的同側。

基板11由經過強化的玻璃或硬質塑膠基材形成，其可作為具有指紋識別功能的觸控面板100的保護蓋板，其中，基板11的上表面可供用戶直接進行觸控操作。為保證指紋識別模組13能更準確的進行指紋識別，基板11的厚度較佳為小於或等於0.3公釐(mm)。基板11的下表面設置有遮蔽層14，遮蔽層14位於基板11與指紋識別模組13之間，其在基板11上的正投影覆蓋指紋識別模組13在基板11上的正投影。遮蔽層14由不透光的油墨或者光阻材料形成，用以遮蔽位於基板11下的一些不透明的元件，如指紋識別模組等。遮蔽層14可為單層的結構，亦可為由多層材料堆疊而形成的多層結構，本發明不作限制。本實施例中，具有指紋識別功能的觸控面板100中，遮蔽層14所在區域定義為非可視區V2，除非可視區V2之外的區域為可視區V1。非可視區V2中包含指紋識別區V21，指紋識別模組13設置於非可視區V2內，其所在的區域定義為指紋識別區V21。

請參照圖3A，圖3A為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的圖示結構示意圖。為了將指紋識別區V21與非可視區V2(如圖2)的其他部分區別開來，使得用戶可準確、方便地在指紋識別區V21上進行操作，本發明的實施例通過將遮蔽層14部分鏤空，並於鏤空處填充顏色不同於遮蔽層14的遮光材料，以形成圖示結構140，用以指示指紋識別區V21，圖3A所示的實施例中，圖示結構140環繞非可視區V21設置，於本發明的其他實施例中，圖示結構140也可以是其他圖案形狀，本發明對圖示結構140的標識方式並不做限制。

請參照圖3B，圖3B為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的基板示意圖，其繪示了本發明中另一種指示指紋識別區V21的實施例。基板11於指紋識別區V21自上表面(供用戶進行觸控操作的表面)向下表面(與上表面相對的表面)的方向凹陷形成凹陷部110，凹陷部110在基板11上的正投影與指紋識別模組13(如圖2)在基板11上的正投影相互重疊，用戶在凹陷部110進行按壓操作，以進行指紋信號輸入。

請再次參考圖2，指紋識別模組13通過第一黏合層15與基板11相貼合，位於非可視區V2內。第一黏合層15設置於遮蔽層14與指紋識別模組13之間，其所在的貼合區域與指紋識別模組13與基板11相貼 合的上表面面積大小相等，考慮到貼合製程中的公差等因素，本發明的其他實施例中，第一黏合層15所在的貼合區域可小於指紋識別模組13與基板11下表面相貼合的上表面的面積，以防止膠體外露。第一黏合層15為固態膠片，為降低第一黏合層15對指紋識別模組13訊號獲取的影響，較佳的，第一黏合層15的材料為防爆膠，其具有質地輕薄、黏度高的特點。由於指紋識別模組13的細部結構為本領域技術人員所習知，因此不再贅述。

值得注意的是，本發明的實施例中，為了使指紋識別模組13更穩固的與基板11相貼合，還可通過增設一膠體於指紋識別模組13的四周，以進一步將指紋識別模組13固定於基板11上，具體請參照圖4，圖4為本發明的實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的指紋識別模組及基板結構示意圖。指紋識別模組13通過第一黏合層15貼合於基板11的下表面，其中，第一黏合層15設置於指紋識別模組13與基板11之間，膠體301圍繞於指紋識別模組13設置，具體而言，膠體301接合於指紋識別模組13的外側面並往基板11的方向延伸，經過第一黏合層15的側面，並與位於基板11的下表面的遮蔽層14相接觸。膠體301可以由一軟性膠片形成，亦可以是由液態膠通過點膠並固化的方式形成。

圖4所示的實施方式中，通過設置第一黏合層15及膠體301使得指紋識別模組13不僅能更穩固的貼合於基板11的下表面，而且膠體301圍繞指紋識別模組13的周邊設置，其還可對指紋識別模組13提供一定的雜訊遮罩功能以及防止粉塵等從指紋識別模組13與遮蔽層14之間的側面縫隙中進入。可以理解的是，本發明的實施例中，亦可單獨藉由設置膠體301來貼合指紋識別模組13及基板11，從而省去第一黏合層15的設置。

請再次參照圖2，本發明的具有指紋識別功能的觸控面板100可更包含屏蔽結構16，其設置於基板11上，並位於基板11的下方，環繞指紋識別模組13，屏蔽結構16用於為指紋識別模組13提供遮罩電磁雜訊的功能。本發明的實施例中，屏蔽結構16與指紋識別模組13在平行於基板11的方向上相互之間存在一間隙，以防止屏蔽結構16對有效的指紋觸控信號產生屏蔽作用。本實施例中，屏蔽結構16為一環狀的金屬結構，位於基板11下方，其具體的位置結構可分別參照圖5A及圖5B。

請參照圖5A，圖5A為本發明實施例具有指紋識別功能的觸控面板的結構示意圖。屏蔽結構16設置於基板11的下表面，並位於基板11與遮蔽層14之間，由於屏蔽結構16由金屬材料形成，其顏色可區別於遮蔽層14，將其設置於基板11與遮蔽層14之間，用戶從觸控操作面上可看見屏蔽結構16，故將其環繞指紋識別區V21設置時，可用於指示指紋識別區V21，從而可省略其他的指示結構。

請參照圖5B，圖5B為本發明實施例具有指紋識別功能的觸控面板的結構示意圖。屏蔽結構16設置於遮蔽層14的下表面，並位於遮蔽層14與第一黏合層15之間，換言之，遮蔽層14是位於基板11與屏蔽結構16之間。屏蔽結構16對應於圖3A所示實施例中的遮蔽層14的鏤空處設置，可借助其與遮蔽層14之間的顏色差異，用戶可從遮蔽層14的鏤空處看見屏蔽結構16，以同時實現指示指紋識別區V21的功能，並省略圖3A中填充其他遮蔽材料的步驟。值得注意的是，本實施例中屏蔽結構16為一獨立形成的金屬元件，其設置於遮蔽層14的鏤空處的正下方，用戶可透過遮蔽層14的鏤空處看到屏蔽結構16，換言之，遮蔽層14的鏤空處為空置狀態，而於本發明的其他實施例中，屏蔽結構16可通過濺鍍或印刷的方式形成於遮蔽層14的表面，故遮蔽層14的鏤空處可能會填充進屏蔽結構16的材料，從最終的結構上來看，屏蔽結構16為部分或全部內嵌入遮蔽層14中。

請同時參照圖2及圖6，圖6為本實施例中具有指紋識別功能的觸控面板的觸控感應結構示意圖。觸控感應結構12設置於基板11的下表面，包含位於可視區V1的電極層121及位於非可視區V2的導線層122，其中，電極層121與導線層122相互電性連接。電極層121包含複數第一軸向電極1211、複數第二軸向電極1212及絕緣層1213，其中複數第一軸向電極1211沿第一方向D1延伸並沿第二方向D2間隔排列，第二軸向電極1212沿第二方向D2延伸並沿第一方向D1間隔排列，絕緣層1213由複數形成於第一軸向電極1211與第二軸向電極1212交叉處的絕緣塊組成，以將第一軸向電極1211與第二軸向電極1212相互電性隔絕。第一軸向電極1211及第二軸向電極1212分別電性連接於導線層122。第一軸向電 極1211、第二軸向電極1212為透明的導電結構，其材料可以是氧化銦錫、奈米銀、石墨烯、奈米碳管、金屬網格等導電材料其中的一種或多種。絕緣層1213為透明的絕緣結構，其材料可以是二氧化矽、透明光阻等。導線層122由金屬材料形成，位於非可視區V2內，設置於遮蔽層14下方，導線層122受到遮蔽層14的遮蓋而不被用戶所視。本實施例中，觸控感應結構12為單層導電材料的感應結構，於本發明的其他實施例中，其亦可以是由雙層或多層導電材料的感應結構，本發明並不以此為限。

上述實施例中，觸控感應結構12直接形成於基板11的下表面，本發明的其他實施例中，觸控感應結構12可通過第二黏合層17與基板11相貼合。

請同時參照圖1及圖7，圖7為圖1沿剖面線AA’的剖視圖，顯示本發明另一較佳實施例的具有指紋識別功能的觸控面板。本實施例中的具有指紋識別功能的觸控面板101與圖2所示實施例的區別在於，觸控感應結構12通過第二黏合層17與基板11相貼合，其中，觸控感應結構12更包含觸控基材123。

具體而言，觸控感應結構12通過第二黏合層17與基板11相貼合，其中，第二黏合層17設置於觸控感應結構12與基板11之間，觸控基材123位於第二黏合層17與電極層121及導線層122之間，電極層121及導線層122形成於觸控基材123的下表面。值得注意的是，觸控基材123覆蓋可視區V1並延伸至部分非可視區V2，其中觸控基材123所在的區域位於指紋識別模組13所在的指紋識別區V21一側，且相互之間無重疊且無包覆，於具體結構上來說，觸控基材123與指紋識別模組13為相互獨立設置於基板11上的兩個元件，它們之間並無相互的連接關係。觸控基材123可由具有一定硬度的基板材料形成，如玻璃、聚醯亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)等透明材料，其也可以由柔性的薄膜材料形成，包括聚醯亞胺、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚四氟乙烯、環烯烴共聚物或前述之組合。本實施例中的具有指紋識別功能的觸控面板101中的其他組成元件及之間的連接關係與圖2所示實施例中大致相同，在此不再進行贅述。

本實施例中，貼合基板11與觸控感應結構12的方式為全貼合的方式，具體而言，第二黏合層17設置於基板11與觸控感應結構12之間，並完全填充於前述兩者之間。於本發明的其他實施例中，貼合基板11與觸控感應結構12的方式亦可為框貼的方式，具體而言，第二黏合層17設置於基板11與觸控感應結構12之間，但其僅位於基板11與觸控感應結構12相貼合區域的周邊位置。

本實施例所提供的具有指紋識別功能的觸控面板101，藉由將電極層121及導線層122先形成於觸控基材123上，以得到完整的觸控感應結構12，再將觸控感應結構12與基板11相貼合，避免了基板11上既要形成觸控感應結構12的電極層121及導線層122，又要與指紋識別模組13相貼合而存在的多個製程之間的相互影響，降低了在基板11相關的製程難度，可於一定程度上提升製程良率。

請同時參照圖1及圖8，圖8為圖1沿剖面線AA’的剖視圖，顯示本發明又一較佳實施例的具有指紋識別功能的觸控面板。本實施例中的具有指紋識別功能的觸控面板102與圖7所示實施例的區別在於，觸控感應結構12的電極層121及導線層122形成於觸控基材123的上表面，且位於第二黏合層17與觸控基材123之間，且本實施例中，觸控感應結構12更包含導電材料層124，其設置於觸控基材123的下表面。

具體而言，觸控感應結構12的觸控基材123的上表面形成有電極層121及導線層122，並在其下表面形成導電材料層124，換言之，導電材料層124與電極層121分別設於觸控基材123的不同側。其中，第二黏合層17位於基板11與電極層121及導線層122之間，以貼合觸控感應結構12及基板11，可以理解的是，本發明的其他實施例中，觸控感應結構12與第二黏合層17之間可更包含一保護層，用以保護電極層121及導線層122，並使得觸控感應結構12用於貼合表面更加平整，從而減少因貼合表面不平整而出現的貼合不良等問題的發生。觸控基材123的下表面形 成導電材料層124，可為觸控感應結構12的電極層121及導線層122提供雜訊遮罩的功能，其中，導電材料層124可為由透明的導電材料形成的一整面結構，或為由金屬材料形成的一環形結構，本發明並不做限制。本實施例中的具有指紋識別功能的觸控面板102中的其他組成元件及之間的連接關係與圖7所示實施例中大致相同，在此不再進行贅述。

綜上所述，本發明藉由將指紋識別模組13直接貼合於基板11的下表面，以提供指紋識別功能，無需通過對基板11進行穿孔，使得基板11自身的強度不受影響，保證了產品的性能，此外，指紋識別模組13的設置不受活動按鈕的限制，不僅省略了複雜的對活動按鈕的封裝結構，還靈活的設置於觸控面板中，在保證同樣可實現指紋識別功能的前提下，簡化了產品的結構，提升了產品設計的靈活性。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100‧‧‧觸控面板

11‧‧‧基板

12‧‧‧觸控感應結構

121‧‧‧電極層

122‧‧‧導線層

13‧‧‧指紋識別模組

14‧‧‧遮蔽層

15‧‧‧第一黏合層

16‧‧‧屏蔽結構

V1‧‧‧可視區

V2‧‧‧非可視區

V21‧‧‧指紋識別區

Claims (12)

1. 一種具有指紋識別功能的觸控面板，包含：一基板；一觸控感應結構，設置於該基板上；以及一指紋識別模組，與該基板相貼合；其中，該觸控感應結構與該指紋識別模組位於該基板的同側，該指紋識別模組與該基板之間設有一第一黏合層，該第一黏合層用以貼合該指紋識別模組與該基板。
2. 一種具有指紋識別功能的觸控面板，包含：一基板；一觸控感應結構，設置於該基板上；一指紋識別模組，與該基板相貼合；以及一膠體，圍繞於該指紋識別模組設置；其中，該觸控感應結構與該指紋識別模組位於該基板的同側。
3. 一種具有指紋識別功能的觸控面板，包含：一基板；一觸控感應結構，設置於該基板上；以及一指紋識別模組，與該基板相貼合；其中，該觸控感應結構與該指紋識別模組位於該基板的同側，該基板上設有一遮蔽層，該遮蔽層位於該基板與該指紋識別模組之間，且於該基板上的正投影至少覆蓋該指紋識別模組於該基板上的正投影。
4. 如申請專利範圍第3項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，更包含：一屏蔽結構，位於該基板與該遮蔽層之間，並環繞於該指紋識別模組設置。
5. 如申請專利範圍第3項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，更包含：一屏蔽結構，該遮蔽層位於該基板與該屏蔽結構之間，該屏蔽結構環繞於該指紋識別模組設置。
6. 一種具有指紋識別功能的觸控面板，包含：一基板； 一觸控感應結構，設置於該基板上；以及一指紋識別模組，與該基板相貼合；其中，該觸控感應結構與該指紋識別模組位於該基板的同側，該基板具有一凹陷部，該凹陷部與該指紋識別模組在該基板上的正投影相互重疊。
7. 一種具有指紋識別功能的觸控面板，包含：一基板；一觸控感應結構，設置於該基板上；一指紋識別模組，與該基板相貼合；以及一屏蔽結構，設置於該基板上，並環繞於該指紋識別模組；其中，該觸控感應結構與該指紋識別模組位於該基板的同側。
8. 如申請專利範圍第1至7項任一項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，其中該觸控感應結構更包含一電極層及一導線層，該電極層與該導線層相互電性連接，而該電極層與該導線層形成於該基板上。
9. 如申請專利範圍第1至7項任一項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，其中該觸控感應結構與該基板之間設有一第二黏合層，該第二黏合層用以貼合該觸控感應結構與該基板。
10. 如申請專利範圍第9項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，其中該觸控感應結構包含一電極層、一導線層及一觸控基材，該電極層及該導線層相互電性連接，且皆形成於該觸控基材上，而該電極層及該導線層位於該第二黏合層與該觸控基材之間。
11. 如申請專利範圍第9項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，其中該觸控感應結構包含一電極層、一導線層及一觸控基材，該電極層及該導線層相互電性連接，且皆形成於該觸控基材上，而該觸控基材位於該第二黏合層與該電極層及該導線層之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的具有指紋識別功能的觸控面板，其中該觸控感應結構更包含一導電材料層，該導電材料層設置於該觸控基材上，而該導電材料層與該電極層分別設於該觸控基材的不同側。