TWI621979B

TWI621979B - 具有指紋感應元件的觸控裝置及電子裝置

Info

Publication number: TWI621979B
Application number: TW106103134A
Authority: TW
Inventors: 葉儀晧; 劉純佳; 歐士豪; 劉男榮
Original assignee: 義隆電子股份有限公司
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2018-04-21
Also published as: TW201827999A; CN108363501A

Abstract

本發明為一種具有指紋感應元件的觸控裝置及電子裝置，其具有導電件設於指紋感應元件之側，導電件接地且具有抗氧化導電面，抗氧化導電面與指紋感應元件之端面形成一接觸面以供使用者手指碰觸，透過具有抗氧化導電面之導電件的設置，則使用者觸碰指紋感應元件時，將同時觸摸到抗氧化導電面而形成共地效果，以消除雜訊，並可有效宣洩ESD，以保護內部電路元件。

Description

具有指紋感應元件的觸控裝置及電子裝置

本發明為一種觸控裝置及電子裝置，尤指一種具有指紋感應元件的觸控裝置及電子裝置。

隨著電子裝置的普及，電子裝置資料存取的安全性也越來越受重視，除了傳統的密碼以外，生物辨識技術成為有力的資訊安全防護手段，其中因技術成熟度及使用便利性等特點，指紋辨識技術為目前常見用於電子裝置上的資訊安全防護手段。

請參閱圖16所示，以設於筆記型電腦中用以替代滑鼠作用之觸控板為例，指紋感應元件70及一蓋板71設置於一基板72上，蓋板71環繞於指紋感應元件70周圍，當使用者僅以手指與電子裝置的指紋感應元件70接觸時，而無法與之共地，而如此使用方式，會因為未共地(Floating)而無法消除雜訊干擾，進而影響指紋感應的準確度。請參閱圖17A所示，係為將所偵測到的電容變化量之二進制感應量的數量直方圖，橫軸為感應量而縱軸為畫素電極落在該感應量的數量，如圖17A所示，在受到雜訊干擾下，會因為雜訊影響而導致畫素電極之感應量為零的個數過多，進而造成可偵測到具有感應量之畫素電極的數量並不多，故其所讀取的成像(故如圖17B所示)將較不易進行判別，導致指紋識別準確率受到影響。

再者，如圖16所示，當手指帶有靜電時，ESD（Electrostatic Discharge，靜電放電）將透過指紋感應元件70與蓋板71之間的縫隙所形成之路徑P ₁，穿透至指紋感應元件70及基板72上的其他元件，導致電子裝置線路功能異常甚至燒毀。

有鑑於此，本發明係解決了現有技術中易形成未共地以及易受ESD影響的問題。

為達到上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為創作一種具有指紋感應元件的觸控裝置，其特徵在於，其中包括：一觸控板，其具有一通孔；一指紋感應元件，其設於該通孔內；及一導電件，其設於該通孔中且位於該通孔之內壁面與該指紋感應元件之間，該導電件電性連接一接地端或一固定電位，其中該導電件具有一抗氧化導電面，該抗氧化導電面與該指紋感應元件之端面形成一接觸面。

再者，本發明亦創作一種具有指紋感應元件的電子裝置，其特徵在於，其中包括：一基板，其具有一接地端或一固定電位；一指紋感應元件，其設於該基板上；一導電件，其具有一抗氧化導電面，該導電件設於該基板上且與基板之接地端或固定電位之間形成電性連接，該導電件設於該指紋感應元件之周緣處，該抗氧化導電面與該指紋感應元件之端面形成一接觸面。

本發明的優點在於，透過指紋感應元件周圍設有具抗氧化導電面之導電件，當手指觸碰指紋感應元件時，將同時觸摸到導電件，則手指透過導電件達到共地之效果，故實現了消除雜訊干擾的功效，另外亦透過導電件將ESD宣洩，保護觸控板、指紋感應元件或基板上之其他電路不受ESD衝擊。再者，藉由抗氧化導電面之設置，在可保護導電件不被氧化的前提下，同樣提供導電效果，藉此提升雜訊消除及ESD宣洩的效果。

以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1至圖3所示，本發明之一實施例為一觸控裝置，其包含一觸控板10、一指紋感應元件20及一導電件30。

前述之觸控板10上具有一通孔101。在一實施例中，該觸控板10包含有一基板11及一蓋板12，該蓋板12設於該基板11上，在一實施例中，該蓋板12透過一膠體13貼合於該基板11上。所述通孔101設於該蓋板12，該基板11上設有接地端111或固定電位。該基板11或該蓋板12設有感應層以作為觸控感測之用。

前述之指紋感應元件20設於該觸控板10之通孔101中，在一實施例中，該指紋感應元件20設於該基板11上，並於該基板11上所設有之電路相連接以提供指紋辨識功能，指紋感應元件20可以使用現有的電容式、光學式、超音波式等型式的指紋感應感測器，在此不加以贅述。

前述之導電件30設於該通孔101中，且對應容置於該蓋板12與該指紋感應元件20之間，該導電件30與該接地端111或固定電位形成電性連接，以提供接地效果。該導電件30具有一抗氧化導電面31，該抗氧化導電面31為兼具抗氧化效果及導電功能之材質所形成，在一實施例中，該導電件30係一種由抗氧化導電材料一體成型之導電件30，例如導電橡膠等，請參閱表1及表2所舉例說明之導電橡膠，但不以此為限。其中由導電橡膠一體成型之該導電件30的抗氧化導電面31即為該導電件30外露之上表面，當然該抗氧化導電面31亦可能為該導電件30外露的其他表面，該抗氧化導電面31與該指紋感應元件20之端面21對應在該通孔101處形成一接觸面以供使用者觸摸。在一實施例中，該導電件30以一導電膠32貼合於該基板11上。【表1】

項目	資訊
供應商	先鋒材料精密科技
導電填充物	C/Al₂O₃（三氧化二鋁加碳）
基底	Silicone（矽樹脂）
電阻（Ω/cm）	0.05
工作溫度	-45~200°C

【表2】

項目	資訊
供應商	Huayi
導電填充物	Ag/Al₂O₃（三氧化二鋁鍍銀）
基底	Silicone（矽樹脂）
電阻（Ω/cm）	100
工作溫度	-45~150°C

在一實施例中，如圖2及圖3所示，該導電件30圍繞於該指紋感應元件20之周緣，則使用者無論從任何方向或角度欲觸摸該指紋感應元件20時，均會經由前述之觸碰面同時觸摸到該指紋感應元件20及該導電件30。在一實施例中，如圖4及圖5所示，該通孔101成形於該蓋板12之角落，該導電件30A則呈L形而設於該指紋感應元件20與該通孔101之內壁面之間。

為了避免ESD經由在該導電件30與該指紋感應元件20之間因製造公差所形成之間隙衝擊該基板11上的電路及該指紋感應元件20，本發明採用以下數種技術手段，但不以此為限。在一實施例中，如圖6所示，由於採用導電橡膠製成之該導電件30本身具有彈性，且該導電件30之截面寬度大於該指紋感應元件20與該通孔101的內壁面之間的截面寬度，故該導電件30以緊配合設置於該指紋感應元件20與該通孔101的內壁面之間，以避免間隙產生。在一實施例中，如圖7A及圖7B所示，該導電件30在設有該抗氧化導電面31的端部形成有一延伸部311，該延伸部311朝該通孔101延伸，且該指紋感應元件20之端面21對應於該延伸部311設有一導角211，該延伸部311與該導角211相配合，則該抗氧化導電面31與端面21共平面形成該接觸面。在一實施例中，如圖8、圖9A及圖9B所示，該延伸部311B突出於該抗氧化導電面31，並覆蓋於該指紋感應元件20之部分端面21上。藉由前述延伸部311、311B的設置，來覆蓋該導電件30與該指紋感應元件20之間因製造公差所形成之間隙。

請參閱圖10及圖11所示，本發明之另一實施例為一電子裝置，其包含一基板40、一導電件50及一指紋感應元件60。該電子裝置可為一指紋感應模組，用以裝設於其餘如行動電話、平板電腦等裝置中使用。

前述之基板40上設有接地端或固定電位。

前述之導電件50設於該基板40上，且與該接地端或固定電位形成電性連接。該導電件50具有一抗氧化導電面51，該抗氧化導電面51為兼具抗氧化效果及導電功能之材質所形成。本實施例之該導電件50呈環形並具有一容置空間52，但不以此為限，該導電件50亦可為單一C形環導電件或由多個弧形元件呈環形排列而成。在一實施例中，該導電件50由抗氧化導電材料一體成型之，例如導電橡膠等。在一實施例中，該導電件50以一導電膠53貼合於該基板40上。

前述之指紋感應元件60設於該基板40上且設於該容置空間52中，該抗氧化導電面51與該指紋感應元件60之端面61形成一接觸面以供使用者觸摸。

為了避免ESD經由在該導電件50與該指紋感應元件60之間因製造公差所形成之間隙衝擊該指紋感應元件60，本發明採用以下數種技術手段，但不以此為限。在一實施例中，如圖12所示，由於採用導電橡膠製成之該導電件50本身具有彈性且該指紋感應元件60之截面寬度大於該導電件50之容置空間52的截面寬度，故該指紋感應元件60以緊配合設置於該導電件50之容置空間52中，以避免間隙產生。在一實施例中，如圖13所示，該導電件50在設有該抗氧化導電面51的端部形成有一延伸部511，延伸部511朝該容置空間52延伸，且該指紋感應元件60之端面61對應於該延伸部511設有一導角611，該延伸部511與該導角611相配合，則該抗氧化導電面51與端面61共平面形成該接觸面。在一實施例中，如圖14所示，該延伸部511C突出於該抗氧化導電面51，並覆蓋於該指紋感應元件60之部分端面61上。藉由前述延伸部511、511C的設置，來覆蓋該導電件30與該指紋感應元件60之間因製造公差所形成之間隙。

綜上所述，本發明將具有該抗氧化導電面31、51之導電件30、50設於指紋感應元件20、60之側，且該導電件30、50透過該觸控板10或該基板40接地，則當手指觸摸該指紋感應元件20、60之端面21、61時，將一併觸摸到導電性良好之該抗氧化導電面31、51而達到共地之效果，如此則可有效消除雜訊干擾。如圖15A所示，係為將所偵測到的電容變化量之二進制感應量的數量直方圖，橫軸為感應量而縱軸為前述指紋感應元件20、60之畫素電極落在該感應量的數量，如圖15A所示，在接地品質良好的情況下，前述指紋感應元件20、60可具體偵測到各別畫素電極的感應量，故其所讀取的成像將不受雜訊干擾而較為清楚，進而可獲得如圖15B所示之清楚的指紋辨識結果。再者，ESD亦會透過該導電件30、50得以宣洩，以保護該觸控板10或該基板40不受ESD衝擊。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧觸控板

101‧‧‧通孔

11‧‧‧基板

12‧‧‧蓋板

13‧‧‧膠體

20‧‧‧指紋感應元件

21‧‧‧端面

211‧‧‧導角

30、30A‧‧‧導電件

31‧‧‧抗氧化導電面

311、311B‧‧‧延伸部

32‧‧‧導電膠

40‧‧‧基板

50‧‧‧導電件

51‧‧‧抗氧化導電面

511、511C‧‧‧延伸部

52‧‧‧容置空間

53‧‧‧導電膠

60‧‧‧指紋感應元件

61‧‧‧端面

611‧‧‧導角

70‧‧‧指紋感應元件

71‧‧‧蓋板

72‧‧‧基板

圖1為本發明之一實施例的立體分解圖。圖2為圖1之實施例的放大上視圖。圖3為圖1之實施例的放大側視剖面圖。圖4為本發明之一實施例的上視圖。圖5為圖4之實施例的放大側視剖面圖。圖6為本發明之一實施例的放大側視剖面圖。圖7A及圖7B為本發明之一實施例的放大側視剖面圖。圖8為本發明之一實施例的上視圖。圖9A及圖9B為圖8之實施例的放大側視剖面圖。圖10為本發明之一實施例的立體分解圖。圖11為圖10之實施例的放大側視剖面圖。圖12為本發明之一實施例的放大側視剖面圖。圖13為本發明之一實施例的放大側視剖面圖。圖14為本發明之一實施例的放大側視剖面圖。圖15A為本發明之感應訊號波形圖。圖15B為本發明之指紋辨識結果圖。圖16為現有技術之放大側視剖面圖。圖17A為現有技術之感應訊號波形圖。圖17B為現有技術之指紋辨識結果圖。

Claims

一種具有指紋感應元件的觸控裝置，其中包括：一觸控板，其具有一通孔；一指紋感應元件，其設於該通孔內；及一導電件，其設於該通孔中且位於該通孔之內壁面與該指紋感應元件之間，該導電件電性連接一接地端或一固定電位，其中該導電件具有一抗氧化導電面，當手指觸碰該指紋感應元件時，手指係同時觸摸到該導電件。
如請求項1所述之觸控裝置，其包含有一接觸面，該接觸面包含該抗氧化導電面與該指紋感應元件之端面。
如請求項1所述之觸控裝置，其中該導電件在設有抗氧化導電面的端部形成有一延伸部，該延伸部覆蓋於該指紋感應元件之部分端面。
如請求項3所述之觸控裝置，其中該延伸部與該指紋感應元件對應於該導電件之周緣分別設有相對應的一導角，該導電件之延伸部與該指紋感應元件之導角相配合。
如請求項1所述之觸控裝置，其中該導電件之截面寬度大於該指紋感應元件與該通孔的內壁面之間的截面寬度，該導電件以緊配合設置於該指紋感應元件與該通孔的內壁面之間。
如請求項1至5中任一項所述之觸控裝置，其中該導電件係為一種由抗氧化導電材料一體成型之導電件。
如請求項6所述之觸控裝置，其中所述抗氧化導電材料為導電橡膠。
如請求項1、3、4、5中任一項所述之觸控裝置，其包含有一接觸面，其中該觸控板包含有一基板及一蓋板，該蓋板及該指紋感應元件設於該基板上，所述接地端或所述固定電位設於該基板上，所述通孔設於該蓋板上，該接觸面包含該蓋板之上表面、該抗氧化導電面與該指紋感應元件之端面。
如請求項8所述之觸控裝置，其中該導電件以一導電膠貼合於該基板上，使該抗氧化導電面電性連接所述接地端或所述固定電位。
如請求項1至5中任一項所述之觸控裝置，其中該導電件圍繞於該指紋感應元件之周緣。
一種具有指紋感應元件的電子裝置，其特徵在於，其中包括：一基板，其具有一接地端或一固定電位；一指紋感應元件，其設於該基板上；及一導電件，其具有一抗氧化導電面，該導電件設於該基板上，且與該基板之接地端或固定電位之間形成電性連接，該導電件設於該指紋感應元件之周緣處，當手指觸碰該指紋感應元件時，手指係同時觸摸到該導電件。
如請求項11所述之電子裝置，其包含有一接觸面，該接觸面包含該抗氧化導電面與該指紋感應元件之端面。
如請求項11所述之電子裝置，其中該抗氧化導電面的端部形成有一延伸部，該延伸部覆蓋於該指紋感應元件之部分端面。
如請求項13所述之電子裝置，其中該抗氧化導電面之延伸部與該指紋感應元件對應於該導電件之周緣分別設有相對應的導角，該導電件之延伸部與該指紋感應元件之導角相配合。
如請求項11所述之電子裝置，其中該指紋感應元件與該導電件之間呈緊配合設置。
如請求項11至15中任一項所述之電子裝置，其中該導電件係為一種由抗氧化導電材料一體成型之導電件。
如請求項16所述之電子裝置，其中所述抗氧化導電材料為導電橡膠。
如請求項11至15中任一項所述之電子裝置，其中該導電件以一導電膠貼合於該基板上，使該抗氧化導電面電性連接所述接地端或所述固定電位。
如請求項11至15中任一項所述之電子裝置，其中該導電件為一C環導電件，該C形環導電件圍繞該指紋感應元件之部份周緣。