三维感测面板及其制造方法及电子装置

技术领域

本发明是有关于一种三维感测面板及其制造方法及电子装置。

背景技术

随着触控模组的多元发展，其已成熟应用在工业电子以及消费电子产品上。从对于确定屏体表面上的触控点的二维位置(例如，X轴方向及Y轴方向)的需求，进展至对于感知施加于屏体表面(例如，Z轴方向)的力量变化带来的力量参数需求。甚至，配合可挠性面板的应用需求将不可避免。

然而，在已知的三维触压整合面板中，往往是在二维触控面板的上方或下方外挂压力感测器，这种制造方式不仅在制程上无法整合，且还需要额外使用贴合胶(OCA)。此外，在这种外挂式触压整合面板设计中，除了盖板之外尚需额外制作透明膜来覆盖压力感测器以进行保护，因此还需多一道制程及成本。

因此，如何提出一种可解决上述问题的三维感测面板，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可以解决上述问题的三维感测面板。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种三维感测面板包含盖板、二维触控感测模组、压力感测涂层以及透光电极层。盖板上定义有触控区以及环绕触控区的周边区。二维触控感测模组设置于触控区。压力感测涂层涂布于二维触控感测模组远离盖板的一侧。透光电极层涂布于压力感测涂层远离盖二维触控感测模组的一侧。

于本发明的一或多个实施方式中，压力感测涂层包含聚偏二氟乙烯涂层。

于本发明的一或多个实施方式中，压力感测涂层的厚度为7μm至10μm。

于本发明的一或多个实施方式中，二维触控感测模组为OGS-SITO型触控模组。

于本发明的一或多个实施方式中，透光电极层为纳米银线电极层。

于本发明的一或多个实施方式中，三维感测面板的CIELAB色空间的L*轴的数值等于或大于92。

于本发明的一或多个实施方式中，三维感测面板的CIELAB色空间的a*轴的数值为-1.5至约1.5。

于本发明的一或多个实施方式中，三维感测面板的CIELAB色空间的b*轴的数值为-2至2。

于本发明的一或多个实施方式中，压力感测涂层包含多个压感区块。压感区块彼此分离。

于本发明的一或多个实施方式中，透光电极层包含多个电极区块。电极区块彼此分离，并分别与压感区块接触。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种电子装置包含前述三维感测面板以及显示模组。显示模组设置于透光电极层远离压力感测涂层的一侧。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种三维感测面板制造方法包含：设置二维触控感测模组于盖板上；涂布高分子涂层于二维触控感测模组远离盖板的一侧；烘干高分子涂层；涂布透光电极层于经烘干的高分子涂层远离盖二维触控感测模组的一侧；以及极化经烘干的高分子涂层，以使经烘干的高分子涂层转变为压力感测涂层。

于本发明的一或多个实施方式中，涂布透光电极层的步骤是早于极化经烘干的高分子涂层的步骤。

于本发明的一或多个实施方式中，涂布透光电极层的步骤是晚于极化经烘干的高分子涂层的步骤。

综上所述，于本发明的三维感测面板中，二维触控感测模组是采用OGS架构，且压力感测涂层与透光电极层是采用涂布制程依序形成于二维触控感测模组上，因此可以省略贴合胶的使用，从而可有效减少整体厚度以及制作成本。并且，采用OGS架构的二维触控感测模组还因具有比采用GFF架构的二维触控感测模组更小的厚度(即如OGS架构使用介电层作架桥而使触控感测电极层集中在单一层平面厚度中，同时省去GFF架构需使用多层结构搭配贴合胶堆叠出厚度及其所带来力传递衰减)而可提供优异信号传导特性，有利于提取力量信号的效率。

以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示根据本发明一实施方式的电子装置的示意图；

图1A为绘示图1中的二维触控感测模组的上视图；

图2为绘示根据本发明一实施方式的压力感测涂层的上视图；

图3为绘示分别采用OGS型触控感测模组与GFF型触控感测模的三维感测面板的力量大小-力量信号强度曲线图；

图4为绘示根据本发明一实施方式的三维感测面板制造方法的流程图。

【符号说明】

100:电子装置

110:盖板

111:触控区

112:周边区

120:遮蔽层

130:光学匹配层

140:二维触控感测模组

141:第一触控感测电极层

141a:第一轴导电单元

142:介电层

143:第二触控感测电极层

143a:第二轴导电单元

150:走线

160:压力感测涂层

161:压感区块

170:透光电极层

180:贴合胶

190:显示模组

S101～S105:步骤

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，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，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

请参照图1，其为绘示根据本发明一实施方式的电子装置100的示意图。如图1所示，本实施方式的电子装置100是以触控显示装置为例，其包含三维感测面板以及显示模组190。显示模组190设置于三维感测面板的下方。

具体来说，三维感测面板包含盖板110、遮蔽层120、光学匹配层130以及多个走线150(图1中仅呈现一个)。盖板110上定义有触控区111以及环绕触控区111的周边区112。遮蔽层120设置于基板的周边区112内。光学匹配层130设置于基板上，并覆盖遮蔽层120，以在触控区111内提供平整的上表面。走线150是设置于光学匹配层130上，并位于基板的周边区112内。借此，由基板的底面观看时，遮蔽层120可遮蔽走线150而不让观看者看到。

于一些实施方式中，盖板110的材料包含玻璃，但本发明并不以此为限。

请参照图1A，其为绘示图1中的二维触控感测模组140的上视图。如图1与图1A所示，三维感测面板还包含二维触控感测模组140。二维触控感测模组140设置于触控区111，并包含第一触控感测电极层141、介电层142以及第二触控感测电极层143。第一触控感测电极层141设置于光学匹配层130上，并包含于触控区111内彼此分隔的多个第一轴导电单元141a(如图1A所示)分别与走线150连接。第二触控感测电极层143设置于光学匹配层130上，并包含于触控区111内彼此分隔且跨越第一轴导电单元141a的多个第二轴导电单元143a。更具体地，第一轴导电单元141a可为多个菱格电极彼此串接形成第一轴导电通道(如图1A所示)，但不以此电极形状为限，亦可为其它电极形状的导电单元所组成，多条第一轴导电通道形成第一触控感测电极层141；同样地，第二轴导电单元143a亦可为多个菱格电极彼此串接形成第二轴导电通道(如图1A所示)，但不以此电极形状为限，亦可为其它电极形状的导电单元所组成，多条第二轴导电通道形成第二触控感测电极层143。

介电层142覆盖第一轴导电单元141a，以使第一轴导电单元141a与第二轴导电单元143a电性绝缘。借此，第一触控感测电极层141与第二触控感测电极层143之间的触控信号(如互电容感应信号)可经由走线150提取。

具体来说，前述“第一轴”与“第二轴”例如分别为相互垂直的两轴(例如X轴与Y轴)。换言之，第一轴导电单元141a为沿着第一轴延伸的导电线路，并可沿着第二轴间隔排列。第二轴导电单元143a为沿着第二轴延伸的导电线路，并可沿着第一轴间隔排列。

另外，第二轴导电单元143a由上方跨越第一轴导电单元141a，且介电层142至少在第一轴导电单元141a与第二轴导电单元143a之间的交错处进行电性绝缘。由此可知，第一触控感测电极层141与第二触控感测电极层143之间利用介电层142相隔开以形成类似跨桥的结构，因此本实施方式的二维触控感测模组140为OGS-SITO(One Glass Solutionsingle-sided ITO)型触控模组。

如图1所示，三维感测面板还包含压力感测涂层160以及透光电极层170贴合胶180。压力感测涂层160涂布于二维触控感测模组140远离盖板110的一侧。透光电极层170涂布于压力感测涂层160远离盖二维触控感测模组140的一侧。压力感测涂层160所产生的力量信号可经由透光电极层170提取。

于一些实施方式中，压力感测涂层160的材料包含聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride,PVDF)。换言之，压力感测涂层160为一种晶格压电材料。当对此材料结晶的某一方向施加压力而产生形变时，偶极的大小及方向也随之变化，因此电荷量也随之变化，从而产生电压。

于一些实施方式中，压力感测涂层160的厚度为约7μm至约10μm(较佳为约8μm)。

由前述配置可知，由于二维触控感测模组140是采用OGS架构，且压力感测涂层160与透光电极层170是采用涂布制程依序形成于二维触控感测模组140上，因此可以省略已知的三维触压整合面板中用以整合二维触控面板与外挂压力感测器的贴合胶的使用，从而可有效减少整体厚度以及制作成本。

请参照图3，其为绘示分别采用OGS型触控感测模组与GFF(Glass-Film-Film)型触控感测模的三维感测面板的力量大小-力量信号强度曲线图。举例来说，用以制作出图3所示的曲线图的实验标的可以是图1所示的三维感测面板以及采用GFF架构的触控感测模的另一三维感测面板。由图3可以清楚得知，采用OGS型触控感测模组的三维感测面板在相同力量大小下所获得的力量信号强度皆明显大于采用GFF型触控感测模组的三维感测面板，有利于增加提取力量信号的效率。本实施方式中采用OGS架构的二维触控感测模组140可提供优异信号传导特性的原因，在于二维触控感测模组140的具有较小厚度，而采用GFF型触控感测模组则因需在两层膜之间以贴合胶相贴合而具有较大厚度。亦可以说，GFF架构因多层叠构造成过大厚度将带来力传递衰减，致使压力感测能提取出力量信号强度较不明显。

如图1所示，三维感测面板还包含贴合胶180。显示模组190是经由贴合胶180贴合至透光电极层170远离压力感测涂层160的一侧。

于一些实施方式中，透光电极层170为纳米银线(silver nano wires,SNW；又称AgNW)电极层。详细来说，透光电极层170包含基质和掺杂于其内的纳米银线。纳米银线于基质中相互搭接形成导电网络。基质是指含纳米银线的溶液在经过涂布与加热烘干等制程所形成的非纳米银线物质。纳米银线散布或嵌入于基质中，且部分地从基质中突出。基质可以保护纳米银线免受腐蚀、磨损等外界环境的影响。于一些实施方式中，基质是可压缩的。

于一些实施方式中，纳米银线的线长为约10μm至约300μm。于一些实施方式中，纳米银线的线径(或线宽)小于约500nm。于一些实施方式中，纳米银线的长宽比(线长与线径之比)大于10。于一些实施方式中，纳米银线可为其他导电金属纳米线表面或非导电纳米线表面镀银的物质等变形形式。采用纳米银线形成纳米银线电极层具有以下的优点：相较于ITO的价格低、工艺简单、挠性好、可耐受弯折等。

于一些实施方式中，第一触控感测电极层141与第二触控感测电极层143中的至少一者可以是纳米银线电极层、金属网格或包含氧化铟锡(ITO)电极层所组成，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，三维感测面板具有大于90％的光学穿透度以及低于3％的雾度。为了使三维感测面板符合前述光学穿透度与雾度的要求，于一些实施方式中，第一触控感测电极层141与第二触控感测电极层143中的至少一者为纳米银线电极层。

于一些实施方式中，三维感测面板经由色差仪所检测出的CIELAB色空间的L*轴(即亮度轴)的数值为约等于或大于92，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，三维感测面板经由色差仪所检测出的CIELAB色空间的a*轴(即红绿轴)的数值为约-1.5至约1.5，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，三维感测面板经由色差仪所检测出的CIELAB色空间的b*轴(即黄蓝轴)的数值为约-2至约2，但本发明并不以此为限。

请参照图2，其为绘示根据本发明一实施方式的压力感测涂层160的上视图。如图2所示，压力感测涂层160包含多个压感区块161。压感区块161彼此分离且位于触控区111内。并且，透光电极层170包含多个电极区块(图未示，可参考压感区块161的形状)。电极区块彼此分离，并分别与压感区块161接触。借此，个别压感区块161所产生的力量信号即可经由对应的电极区块提取，从而实现多指压感侦测的目的。

请参照图4，其为绘示根据本发明一实施方式的三维感测面板制造方法的流程图。如图4所示，面板制造方法包含步骤S101至步骤S105。

于步骤S101中，二维触控感测模组设置于盖板上。

于步骤S102中，高分子涂层涂布于二维触控感测模组远离盖板的一侧。

于一些实施方式中，可通过印刷制程进行步骤S102，但本发明并不以此为限。

于步骤S103中，高分子涂层被烘干。

于一些实施方式中，步骤S103可以约60度的温度烘烤高分子涂层约30分钟，再以约135度的温度退火高分子涂层约30分钟的方式执行，但本发明并不以此为限。

于步骤S104中，透光电极层涂布于经烘干的高分子涂层远离盖二维触控感测模组的一侧。

于一些实施方式中，步骤S104可以转速约3000rpm的旋涂制程执行，但本发明并不以此为限。

于步骤S105中，经烘干的高分子涂层被极化，以使经烘干的高分子涂层转变为压力感测涂层。

于一些实施方式中，高分子涂层的材料包含聚偏二氟乙烯。在高分子涂层尚未被极化前，偶极的方向是任意排列的。在对经烘干的高分子涂层进行极化时，可对高分子涂层施加电场，以使偶极的方向基于电场的磁力线顺向排列。

于本实施方式中，虽然涂布透光电极层的步骤(即步骤S104)是早于极化经烘干的高分子涂层的步骤(即步骤S105)，但于其他一些实施方式中，涂布透光电极层的步骤是晚于极化经烘干的高分子涂层的步骤。

由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，于本发明的三维感测面板中，二维触控感测模组是采用OGS架构，且压力感测涂层与透光电极层是采用涂布制程依序形成于二维触控感测模组上，因此可以省略贴合胶的使用，从而可有效减少整体厚度以及制作成本。并且，采用OGS架构的二维触控感测模组还因具有比采用GFF架构的二维触控感测模组更小的厚度(即如OGS架构使用介电层作架桥而使触控感测电极层集中在单一层平面厚度中，同时省去GFF架构需使用多层结构搭配贴合胶堆叠出厚度及其所带来力传递率减)而可提供优异信号传导特性，有利于提取力量信号的效率。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。