觸控面板及其立體蓋板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種立體蓋板及觸控面板。立體蓋板包含一主部、一彎曲部與一保護層。彎曲部連接于主部之至少一端面，而保護層覆蓋彎曲部之外表面，且保護層的彈性模量大于108Pa，斷裂伸長率為50％～90％。本實用新型提供的保護層具有高彈性模量與優良的斷裂伸長率，其能保護立體蓋板的彎曲部，達到緩沖作用并提升耐用性的功效。
【專利說明】
觸控面板及其立體蓋板
技術領域
[0001]本實用新型涉及觸控技術領域，特別是有關于一種觸控面板及其立體蓋板結構。
【背景技術】
[0002]觸控面板(Touch Panel)通常使用于手機、照相機、平板等電子產品的顯示屏幕，以便增進操控及訊號輸入的便利性。舉例來說，目前常見的智能型手機以及平板計算機系使用觸控面板，讓用戶可直接通過屏幕面板輸入信息，例如手寫識別系統。
[0003]在目前的觸控技術中，立體蓋板因具有較美觀的外型，并能帶給使用者更佳的觸控體驗，而逐漸取代了傳統使用的平面蓋板。舉例來說，業界通稱的2.f5D或3D玻璃屏幕均為立體蓋板的一種。其中，2.f5D玻璃屏幕在覆蓋顯示面板的部分為一平面，并在此平面的外表面(靠近使用者操作的表面)與側面之間的連接處進行弧度處理，而形成弧形表面。而3D玻璃與2.5D玻璃之間的差別在于，3D玻璃在覆蓋顯示面板的部分亦為一弧面，而位于側邊的弧形表面更可延伸呈現顯示面板的畫面。然而，此些立體蓋板結構的弧形表面容易在摔落或受力時產生應力集中而導致破裂。據此，不僅造成觸控產品壽命的縮減，更讓使用者具有不佳的使用體驗。
[0004]基于上述理由，如何制備一種耐摔、高強度的立體蓋板結構，已成為業界亟需發展的課題之一。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型之一實施例系提供一種立體蓋板，包含一主部、一彎曲部與一保護層。彎曲部連接于主部之至少一端面，而保護層覆蓋彎曲部之外表面，且保護層的彈性模量大于18Pa，斷裂伸長率為50 %?90 %。
[0006]根據本實用新型一或多個實施方式，立體蓋板更包含一側部，其中彎曲部連接于主部與側部之間，且保護層更延伸覆蓋側部。
[0007]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層在彎曲部上的厚度大于保護層在側部上的厚度。
[0008]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層在彎曲部上的厚度介于I微米至100微米之間。
[0009]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層在彎曲部上的厚度介于5至80微米之間。
[0010]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層的表面硬度大于4H。
[0011]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層為透明高分子材料保護層，并進一步延伸覆蓋部分或全部的主部。
[0012]根據本實用新型一或多個實施方式，主部為一平面結構或一曲面結構。
[0013]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層為一不透明保護層以使立體蓋板呈現一邊框。
[0014]根據本實用新型一或多個實施方式，更包含一黏著層層位于彎曲部與保護層之間。
[0015]根據本實用新型一或多個實施方式，彎曲部與保護層之間以一氫鍵結合。
[0016]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層包含硅膠、壓克力、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚苯乙烯磺酸、或上述之組合。
[0017]本實用新型之一實施例系提供一種觸控面板，包含上述的立體蓋板與一觸控感測結構。立體蓋板更具有相對的一外表面以及一內表面，其中保護層位于外表面上，而觸控感測結構與保護層分別設置于立體蓋板的相異兩側。
[0018]根據本實用新型一或多個實施方式，觸控感測結構為一可撓性感測結構，并通過一黏合層貼合于立體蓋板的內表面。
[0019]根據本實用新型一或多個實施方式，保護層為一不透明保護層，而觸控感測結構包含一感測電極層，位于內表面并對應主部設置，以及復數條導線，電性連接至感測電極層，且被保護層所遮蓋。
[0020]根據本實用新型一或多個實施方式，更包含一遮蔽層，覆蓋彎曲部的內表面，并延伸覆蓋部分主部的內表面，觸控感測結構包含一感測電極層，位于內表面并對應主部設置，以及復數條導線，電性連接至感測電極層，且位于覆蓋主部的部分遮蔽層上。
[0021]本實用新型提供的保護層具有高彈性模量與優良的斷裂伸長率。高彈性模量代表保護層在承受應力時不易具有應變，因此能有效吸收外部沖擊能量以保護其下的彎曲部。另一方面，保護層具有優良的斷裂伸長率，代表保護層在吸收能量后會有一定的彈性伸長，因此仍能保持保護層完整而不破裂。本實用新型提供的保護層能保護立體蓋板的彎曲部，達到緩沖作用并提升耐用性的功效。
【附圖說明】
[0022]圖1繪示本實用新型的部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖；
[0023]圖2繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖；
[0024]圖3繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖；
[0025]圖4繪示本實用新型的部分實施方式中一種觸控面板的剖面示意圖；以及
[0026]圖5繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種觸控面板的剖面示意圖。
[0027]主要元件符號:
[0028]100、200、300:立體蓋板
[0029]I1A:外表面
[0030]I1B:內表面
[0031]112、312:主部
[0032]114、314:側部
[0033]116、316:彎曲部
[0034]120、320:保護層
[0035]130:黏著層
[0036]400、500:觸控面板
[0037]410:觸控感測結構
[0038]412:感測電極層
[0039]414:導線
[0040]420:黏合層[0041 ]430:遮蔽層
[0042]T、T1、T2、T3:厚度
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0044]圖1繪示本實用新型的部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖。如圖1所示，一立體蓋板100具有一主部112、一彎曲部116與一保護層120，其中彎曲部116連接于主部112的至少一端面。具體而言，主部112為一平面結構，而立體蓋板100更具有一側部114，其與主部112之間具有夾角，而連接于主部112與側部114之間的彎曲部116具有一弧面，以連接沿著不同方向延伸的主部112與側部114。然而，在彎曲部116的弧面處的應力和應變為非線性，因此在受力彎曲部116易造成應力集中而破裂。此外，應力集中常發生在截面變化或不連續處，若彎曲部116的曲率越高，代表截面的變化越大，而造成更大的應力集中效應，降低了立體蓋板100的耐用度。
[0045]為解決上述的問題，立體蓋板100更具有保護層120覆蓋彎曲部116之外表面，即保護層120覆蓋立體蓋板100之應力集中之處。此保護層120的彈性模量大于18Pa,且斷裂伸長率為50%?90%。彈性模量大于18Pa代表保護層120在承受應力時不易具有應變，因此能有效吸收外部沖擊能量以保護其下的彎曲部116。另一方面，保護層120具有優良的斷裂伸長率，代表保護層在吸收能量后會有一定的彈性伸長，因此仍能保持保護層120完整而不破裂。在一些實施例中，保護層120還可以具有較高的表面硬度以達到抗刮的功效，例如表面硬度大于4Η。在其他實施方式中，保護層120還具有較高的黏性與彈性，并具備緩沖特性以修復其自身的細小的傷痕或裂紋而具有自我修復功能。
[0046]在本實用新型的其他部分實施方式中，保護層120上方更可具有各種功能性涂層，例如:抗指紋與抗菌涂層，且此些功能性涂層可延伸覆蓋至主部112上，而達到制程整合的效果。
[0047]需要說明的是，本實用新型實施方式提供的保護層120其特性不同于普通的氧化娃(Si02)、氮化娃(SiN)或硬質涂層(Hard coating)，氧化娃或氮化娃形成的保護層與保護層120相比，彈性模量較小，無法吸收外部較大的沖擊能量，且斷裂伸長率也較小，在受到外部沖擊時易破裂而導致保護作用失效。硬質涂層雖然一般具有較大的彈性模量，但其斷裂伸長率小，同樣的，在受到外部沖擊時易破裂而導致保護作用失效。普通的氧化硅(Si02)、氮化娃(SiN)或硬質涂層(Hard coating)均無法達到保護層120的效果。
[0048]在本實用新型的部分實施方式中，可使用任何合適的透明絕緣材料制備立體蓋板100，例如:玻璃、石英、藍寶石(sapphire)、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯，但不以此為限。
[0049]在本實用新型的部分實施方式中，保護層120為一透明高分子材料保護層，且透明高分子材料保護層的材質包含硅膠、壓克力、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚苯乙烯磺酸、上述的組合，或其他合適的高分子材料。在本實用新型的其他部分實施方式中，保護層120為一不透明保護層以使立體蓋板100呈現一邊框。
[0050]在本實用新型的部分實施方式中，保護層120在彎曲部116上的厚度T介于I至100微米之間。在本實用新型的其他部分實施方式中，保護層在彎曲部116上的厚度T介于5至80微米之間。保護層120該些厚度的選擇，即可保證保護層120達到保護彎曲部116使其不容易碎裂的效果，同時保護層120的設置又不會影響立體蓋板100或整體觸控裝置的外觀效果。[0051 ]以下更敘述形成保護層120覆蓋彎曲部116的各個實施方式。在一實施方式中，立體蓋板結構100更包含一黏著層130位于彎曲部116與保護層120之間。可例如先以上述合適的材料制備保護層120，并在涂布黏著膠至保護層120后將其貼附至彎曲部116，再以合適的方式將黏著膠固化(例如:烘烤)于彎曲部116上以形成黏著層130于彎曲部116與保護層120之間。
[0052]在另一實施方式中，保護層120直接設置于彎曲部116，其間并不具有黏著層130。例如先將上述保護層120的材料以高溫加熱至熔融態后，以噴涂、浸泡或移印的方式將熔融的材料覆蓋至彎曲部116上，并降低溫度使其固化而形成保護層120。
[0053]在另一實施方式，保護層120同樣是直接設置于彎曲部116，且彎曲部116與保護層120之間以一氫鍵結合。在此實施方式中，先對彎曲部116與保護層120進行表面處理，之后迭合彎曲部116與保護層120，并置入鍵合機中使兩者間產生氫鍵，而達到穩定鍵合。
[0054]請接著參閱圖2，其繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖。圖2的立體蓋板200與圖1的立體蓋板100的主部均為平面結構，但其間主要的差異在于，圖2對應實施例中，保護層120更延伸覆蓋側部114與部分的主部112，以提升立體蓋板110的耐用度。此外，保護層120在主部112上形成厚度Tl、側部114上形成厚度T3及彎曲部116上形成厚度T2。如前所述，彎曲部116會承受較大的應力集中，此處的保護層120需具有較大的厚度T2以達到良好的保護效果。此外，側部114在受力時同樣有應力集中而破裂的疑慮，但相較于彎曲部116其承受應力較小，使其上的保護層120的厚度T3可略為小于厚度T2。另一方面，主部112作為觸控顯示面，因此保護層120在此處不宜具有太大的厚度Tl以避免影響視覺觀感。具體而言，保護層120在彎曲部116上的厚度T2會大于其在側部114與主部112上的厚度Tl與T3，而厚度T3更大于厚度Tl。
[0055]在本實用新型的部分實施方式中，保護層120可共形地覆蓋主部112、彎曲部116與側部114，也就是說保護層120能具有均勻的厚度。
[0056]在本實用新型的部分實施方式中，保護層120在彎曲部116上的厚度T2介于I至100微米之間。在本實用新型的其他部分實施方式中，保護層在彎曲部116上的厚度T2介于5至80微米之間。
[0057]請接著參閱圖3，其繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種立體蓋板的剖面示意圖。圖3的立體蓋板300與圖1的立體蓋板100之間的主要差異在于，圖3的立體蓋板300為3D蓋板，立體蓋板300的主部312、側部314與彎曲部316同為一曲面結構，此使得主部312的表面亦為弧面，而在受力時易造成應力集中而破裂。據此，保護層320除了覆蓋彎曲部316與側部314外，更延伸覆蓋整個主部312以吸收外部沖擊能量并防止曲面結構的主部312受到過度的應力集中而破裂。在圖3的實施方式中，保護層320具有均勻的厚度，且此厚度介于I至100微米之間，較佳為介于5至80微米之間。
[0058]請接著參閱圖4，圖4為本實用新型的部分實施方式中一種觸控面板的剖面示意圖。觸控面板400包含圖1所示的立體蓋板100與一觸控感測結構410，且如圖4所示，立體蓋板100具有相對的一外表面I1A與一內表面IlOB，且外表面I1A可作為觸控感測操作面。具體而言，使用者可透過立體蓋板110的主部112觀察到設置于立體蓋板110之下的顯示面板(未繪示)所顯示的圖像，并且直觀的碰觸或靠近立體蓋板110的外表面IlOA以下達指令并進行程序操作。其中，保護層120位于外表面IlOA上，具體的至少覆蓋彎曲部116，而觸控感測結構410與保護層120分別設置于立體蓋板100的相異兩側，也就是說，觸控感測結構410位于立體蓋板100的內表面11OB。
[0059]在圖4的實施方式中，觸控感測結構410為一可燒性感測結構，其包含一感測電極層412與復數條導線414。此觸控感測結構410通過一黏合層420貼合于立體蓋板100的內表面110B。詳細而言，感測電極層412設置于內表面IlOB并主要對應主部112設置，而此些導線414則位于感測電極層412的一側并電性連接至感測電極層412以傳輸觸控感測訊號至軟性電路板(未繪示)。
[0060]一般來說，立體蓋板100的內表面I1B更會額外設置遮蔽層以觸控面板400中的導線414或其他內部線路使其不為使用者所見，但在本實施方式中保護層120本身可為一不透明保護層，其能使立體蓋板100呈現一邊框而定義觸控面板400的非可視區，而未被遮蔽處則為觸控面板400的可視區。據此，可省略在立體蓋板100的內表面IlOB設置遮蔽層的制程步驟，而直接以保護層120兼作為遮蔽層。值得注意的是，當導線414為不透明材質形成時，導線414通常須被保護層120所遮蓋，因此保護層120在立體蓋板100上的正投影至少覆蓋導線414的位置。在圖4的實施方式中，保護層120更延伸覆蓋側部114以確保導線414被遮蓋而不會自側部114被使用者所視。
[0061]在本實用新型的部分實施方式中，感測電極層412的材質可例如是金屬奈米導線、透明導電膜或金屬網格(metal mesh)等。金屬奈米導線可例如為奈米銀線(s i Ivernanowire，SNW)或奈米碳管(carbon nanotubes，CNT)透明導電膜可例如為氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化錦錫(cadmium tinoxide，CTO)、氧化招鋅(aluminum zinc oxide，AZ0)、氧化銦錫鋅(indium tin zincoxide，ITZ0)、氧化鋅(zinc oxide ,ZnO)、氧化錦(cadmium oxide ,CdO)、氧化銦嫁鋅(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化銦嫁鋅儀(indium gallium zincmagnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化銦嫁儀(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化銦鎵招(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)等材料。而導線414的配置也可依據實際需求做調整，同樣不作限制，其材料可例如是金、銀、銅、鎳、鋁、鉻、或前述之合金或任意組合。
[0062]繼續參閱圖5，圖5繪示本實用新型的其他部分實施方式中一種觸控面板的剖面示意圖。其中相同的組件以同樣的符號表示，且對其材質不再詳述。圖5的觸控面板500與圖4的觸控面板400之間差別在于，圖5的保護層120為一透明保護層而不具有遮蔽效果，因此更額外設置一遮蔽層430覆蓋彎曲部116的內表面110B，且遮蔽層430更延伸覆蓋部分主部112的內表面110B。
[0063]另一方面，為適應更加輕薄化的發展，感測電極層412系直接形成于主部112的內表面110B，而省略了圖4實施例中的黏合層。且如圖5所示，部分的感測電極層412延伸至遮蔽層430上，而復數條導線414則位于覆蓋主部112的部分遮蔽層430上，并電性連接至感測電極層412。感測電極層412和導線414基本上均位于立體蓋板100的內表面相對平坦的位置，故可直接采用光刻的制程形成，以提高感測電極層412和導線414的精度。
[0064]具體而言，在一或多個實施例中，由于遮蔽層430并未覆蓋側部114的內表面I1B，因此顯示面板的光線除了通過主部112外，亦能通過側部114與透明的保護層120進入使用者眼中，此時的可視區除了主部112外，更包含側部114。藉此，可視區可延伸至觸控面板的側部114使顯示圖像呈現更豐富的多樣性與變化性，此大幅提升了視覺效果。
[0065]此外，使用者除了可具有更大的可視范圍外，亦可設置一些觸控功能鍵，例如手機鎖屏、音量控制等于側部114的內表面。此將使得側部114也具有觸控功能，而能感測觸控訊號，再由導線將觸控訊號傳輸至處理器(未繪示)，由處理器計算得出觸摸位置。藉此，觸控面板500的用途更為多元性，也帶給使用者更完善的體驗。
[0066]由上述本實用新型實施例可知，本實用新型具有下列優點。本實用新型提供的保護層具有高彈性模量與優良的斷裂伸長率，其能保護立體蓋板的彎曲部，達到緩沖作用并提升耐用性的功效。此外更可調整保護層在各個位置的厚度，以確保在降低彎曲部的應力時不會影響其他部分的視覺美觀。再者，使用立體蓋板結構的觸控面板增加了觸控模式的多元化，用戶除了可使用常用的平面觸控面板外，在裝置的側邊也能進行觸控操作。
[0067]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種立體蓋板，其特征在于，包含: 一主部； 一彎曲部，連接于該主部之至少一端面；以及 一保護層，覆蓋該彎曲部之外表面，且該保護層的彈性模量大于18Pa,斷裂伸長率為50%?90%。2.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，更包含一側部，該彎曲部連接于該主部與該側部之間，且該保護層更延伸覆蓋該側部。3.如權利要求2所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層在該彎曲部上的厚度大于該保護層在該側部上的厚度。4.如權利要求1或3所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層在該彎曲部上的厚度介于I微米至100微米之間。5.如權利要求4所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層在該彎曲部上的厚度介于5至80微米之間。6.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層的表面硬度大于4H。7.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層為透明高分子材料保護層，且該保護層進一步延伸覆蓋部分或全部的該主部。8.如權利要求1或7所述的立體蓋板，其特征在于，該主部為一平面結構或一曲面結構。9.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層為一不透明保護層以使該立體蓋板呈現一邊框。10.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，更包含一黏著層位于該彎曲部與該保護層之間。11.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，該彎曲部與該保護層之間以一氫鍵結入口 O12.如權利要求1所述的立體蓋板，其特征在于，該保護層包含硅膠、壓克力、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚苯乙烯磺酸、或上述之組合。13.一種觸控面板，其特征在于，包含: 一如權利要求1-12任一項所述的立體蓋板，該立體蓋板更具有相對的一外表面以及一內表面，其中該保護層位于該外表面上；以及 一觸控感測結構，與該保護層分別設置于該立體蓋板的相異兩側。14.如權利要求13所述的觸控面板，其特征在于，該觸控感測結構為一可撓性感測結構，并通過一黏合層貼合于該立體蓋板的該內表面。15.如權利要求13或14所述的觸控面板，其特征在于，該保護層為一不透明保護層，而該觸控感測結構包含: 一感測電極層，位于該內表面并對應該主部設置；以及 復數條導線，電性連接至該感測電極層，且被該保護層所遮蓋。16.如權利要求13所述的觸控面板，其特征在于，更包含一遮蔽層，覆蓋該彎曲部的內表面，并延伸覆蓋部分該主部的內表面，該觸控感測結構包含: 一感測電極層，位于該內表面并對應該主部設置；以及 復數條導線，電性連接至該感測電極層，且位于覆蓋該主部的部分該遮蔽層上。
【文檔編號】G06F3/041GK205540650SQ201620100430
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】李裕文, 劉仁昌, 莊江強, 連虹艷
【申請人】宸鴻科技(廈門)有限公司