专利名称：触控模块的制作方法
技术领域：
本发明关于一种触控模块，尤指一种具有将透镜与感光晶片分别设置于显示面板与阵列基板上以及将反射镜片设置于感光晶片的上方的光学感测装置的触控模块。
背景技术：
一般而言，光学式触控模块是利用光线接收遮断原理以侦测出手指或触控笔在触控面上的相对位置，其主要配置是利用光学感测装置(设置于对应触控面的左右顶角的位置上)，接收经由发光单元(如发光二极体)所发出而从触控面所传来的感测光线，从而在触控面上建立光学触控定位机制，如此一来，当手指或触控笔在触控面上进行触控而遮断光线时，光学感测装置即可根据光线强度的变化来定位出其相对应的触控位置。由上述可知，光学感测装置为光学式触控模块的主要元件，其常见的配置是将光学感测装置设置于用来保护面板装置的玻璃保护盖上或是直接设置于面板装置的片状元件上(如彩色滤光片或偏光板等)，举例来说，其可如图1、图2、图3以及图4所示，图1为先前技术的一光学感测装置10的示意图，图2为图1的光学感测装置10沿剖面线A-A’的剖面示意图，图3为先前技术的一外框12与一面板装置14的示意图，图4为图3的外框12 沿剖面线B-B’的剖面示意图，其中面板装置14以一显示面板16以及一阵列基板(Array Substrate) 18的组合简示之。如图1以及图2所示，光学感测装置10包含有一壳体20、一透镜22、一红外线滤光片24、一感光晶片沈、一印刷电路板28，以及一讯号传输线30。透镜22以及红外线滤光片M设置于感光晶片沈的上方且固定于壳体20内，藉以传导从面板装置14的触控面所传来的感测光线入射至感光晶片26。印刷电路板观电连接于感光晶片26，以进行感光晶片沈的光学感测控制，而讯号传输线30 (如软性印刷电路排线等)则是电连接于印刷电路板28，以传输相对应的光学讯号至阵列基板18，以便进行后续光学触控定位的运算处理。由图3以及图4可知，光学感测装置10可设置于对应面板装置14的触控面的左右顶角的位置上，其与外框12以及面板装置14之间的配置关系如图4所示。然而，由于上述的光学感测装置10通常是利用人眼对位或是以组装机台自动对准壳体20上的定位孔洞的方式来完成与面板装置14之间的对位固定，因此会导致光学感测装置10与面板装置14之间容易出现对位公差，再加上壳体20与透镜22、红外线滤光片 M、感光晶片26以及印刷电路板28之间的组装公差，故往往会影响到光学感测装置10的透镜22相对于面板装置14的触控面的感光角度的定位精准度，从而产生光学触控定位错误的问题。除此之外，由上述可知，光学感测装置10须使用壳体20以进行其内部元件(即透镜22、红外线滤光片M、感光晶片沈、印刷电路板28)的固定，故会造成光学感测装置10整体厚度增加的问题，从而不利于光学式触控模块薄型化的趋势。另外，由于光学感测装置10 需额外使用讯号传输线30以传输光学讯号至阵列基板18，因此亦会带来复杂的电路走线连接设计以及费时费工的组装流程。
发明内容
因此，本发明提供一种具有将透镜与感光晶片分别设置于显示面板与阵列基板上以及将反射镜片设置于感光晶片的上方的光学感测装置的触控模块，藉以解决上述的问题。本发明提供一种触控模块，其包含有一面板装置、一外框，以及一光学感测装置。 该面板装置包含有一显示面板以及一阵列基板。该显示面板具有一触控面。该阵列基板电连接于该显示面板。该外框设置于该面板装置上。该光学感测装置设置于该面板装置以及该外框之间，该光学感测装置包含有一电路走线、至少一透镜、一感光晶片，以及一反射镜片。该电路走线形成于该阵列基板上。该透镜设置于该显示面板与该外框之间，该透镜用来传导经过触控面所传来的感测光线。该感光晶片电连接于该电路走线的一端。该反射镜片设置于对应该感光晶片的上方的位置上，该反射镜片用来将经由该透镜所传导来的感测光线反射至该感光晶片。综上所述，本发明采用将透镜以及感光晶片分别设置于显示面板以及阵列基板上、将反射镜片设置于感光晶片的上方，以及将用来传输相关讯号的电路走线直接整合于阵列基板上的设计，以缩减光学感测装置在触控模块内所需占用的结构空间，以及解决了光学感测装置的接线设计复杂以及组装流程费时费工的问题。除此之外，由于本发明所提供的光学感测装置内的透镜以及感光晶片可分别固定于显示面板以及阵列基板上，再加上反射镜片的定位可通过与外框或透镜一体成型或是直接延伸连接于感光晶片上的方式来完成，故亦可大幅度地降低感光晶片与反射镜片以及透镜之间的对位公差以及组装公差， 以提升光学感测装置的透镜相对于触控面的感光角度的定位精准度，从而使光学触控模块的光学触控定位可更加地准确。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
115异方性导电胶膜 120反射镜片123驱动晶片124遮光层
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。请参阅图5以及图6，其为根据本发明的一实施例所提出的一触控模块100的示意图，图6为图5的触控模块100沿剖面线C-C’的剖面示意图，如图5以及图6所示，触控模块100包含有一面板装置102、一外框104，以及一光学感测装置106。在此实施例中，面板装置102以一显示面板108以及一阵列基板110的组合简示之，至于其他相关元件的配置， 其常见于先前技术中，故于此不再赘述。显示面板108具有一触控面112，以供使用者进行触控操作。阵列基板110电连接于显示面板108，用以控制显示面板108的显示。外框104 设置于面板装置102上，以作为固定面板装置102之用。于此针对光学感测装置106的配置进行详细的描述，请参阅图5、图6以及图7，图 7为图5的触控模块100沿剖面线D-D’的放大剖面示意图。由图5、图6以及图7可知，光学感测装置106包含有一电路走线114、至少一透镜116 (于图6中显示二个，但不受此限)、 一感光晶片118、一反射镜片120、一红外线滤光片122，以及一驱动晶片123。电路走线114 形成于阵列基板110上，用以传输相关光学讯号至驱动晶片123，以便进行后续光学触控定位的运算处理，其中电路走线114较佳地由氧化铟锡andium Tin Oxide, IT0)所制成，也就是采用将电路走线藉由半导体工艺直接形成在阵列基板上的设计，如间极驱动电路基板技术(Gate on Array，G0A)等，用以取代公知须额外使用软性印刷电路(Flexible Printed Circuit,FPC)以及软性扁平排线(Flexible Flat Cable，FFC)进行电性连接的设计，同理， 用来控制感光晶片118的驱动晶片123可采用类似技术以电连接于电路走线114的一端且形成于阵列基板110上，如此即可有效地节省相关接线及组装成本。透镜116设置于显示面板108与外框104之间，在此实施例中，透镜116较佳地设置于显示面板108的片状元件上，如彩色滤光片或偏光板等，其相关设置方法可采用面板半导体工艺中的元件接合设计， 藉以精准地固定住透镜116在显示面板108上的相对位置。红外线滤光片122则是设置于如图6所示的二透镜116之间，意即光学感测装置106利用透镜116与红外线滤光片122的组合配置，来达到传导经过触控面112所传来的感测光线入射至反射镜片1 )的功效。值得注意的是，由图7可知，为了避免杂光影响到感光晶片116的感光效能的情况发生，透镜 116的至少一侧面(于图7中显示三个侧面)上贴附有一遮光层124，藉以防止杂光通过透镜116与外框104的间隙入射至透镜116内，至于在透镜116的侧面上形成遮光层124的方法则可使用例如涂布工艺(coating)、贴附遮光胶带等设计，于此不再赘述。在此实施例中，感光晶片118较佳地为一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)感光晶片，而触控模块100更包含一异方性导电胶膜 (Anisotropic Conductive Film, ACF) 115，其中异方性导电胶膜115位于感光晶片118与电路走线114之间，藉以使感光晶片118电连接于电路走线114的另一端上，但不受此限， 也就是说，其也可采用其他适用的导电胶膜来达到与电路走线114建立电性连接的目的。 反射镜片120设置于外框104对应感光晶片118的位置上，其中反射镜片120固定于外框4/5页
104上的设置较佳地使用一体成型工艺(如嵌入成型(insert molding)等)来完成，但不受此限，其亦可采用其他固定设计，如利用结构相互卡合的设计等，藉此，即可使反射镜片 120精准地被定位在感光晶片118的上方，从而将经由上述透镜116以及红外线滤光片122 所传导来的感测光线反射至感光晶片118，并利用如图5所示的电路走线114传输相关光学讯号至驱动晶片123，以便进行后续光学触控定位的运算处理。以下针对光学感测装置106的感光设计进行说明，请参阅图6，在触控模块100利用发光单元(未显示于图式中)所发出的光线以分布于触控面112上之后，此时，触控模块100即可利用透镜116与红外线滤光片122的组合配置，以接收经过触控面112所传来的感测光线(于图6中以虚线箭头表示之)；接着，如图6所示，透镜116与红外线滤光片 122就会将所接收的感测光线传导至反射镜片120上；最后，反射镜片120即可利用本身的光线反射特性以将入射的感测光线反射至感光晶片118上，以便进行后续光线强度变化的感测，从而在触控面112上建立光学触控定位机制。藉此，当手指或触控笔在触控面112上进行触控而遮断光线时，光学感测装置106即可根据光线强度的变化来定位出其相对应的触控位置。值得一提的是，上述反射镜片120与外框104、感光晶片118、透镜116以及红外线滤光片122之间的定位设计可不限于上述实施例，也就是说，光学感测装置106亦可采用其他同样可固定住反射镜片120与外框104、感光晶片118、透镜116以及红外线滤光片122 的相对位置的设计。举例来说，光学感测装置106可利用反射镜片120的一端延伸连接于透镜116上的方式，来达到在透镜116固定于显示面板108上后可同时将反射镜片120固定于感光晶片118的上方的目的，其相关连接设计常见于先前技术中，如利用射出成型工艺以使反射镜片120与透镜116—体成型等；或者是，光学感测装置106也可利用反射镜片 120的一端延伸连接于感光晶片118上的方式，也就是采用将反射镜片120直接设置于感光晶片118上而延伸形成于感光晶片118的上方的设计，来达到在感光晶片118贴附于阵列基板110上后可同时将反射镜片120固定于感光晶片118的上方的目的。至于采用何种设计，其端视光学感测装置106的实际应用以及工艺需求而定。除此之外，上述红外线滤光片122以及遮光层124的配置为可省略的设计，藉以产生简化光学感测装置106的工艺及结构设计的功效。相较于先前技术，本发明改采用将透镜直接设置于显示面板上、将感光晶片的电路走线直接整合于阵列基板上、将感光晶片以导电胶贴附的方式直接电连接于电路走线上，以及将反射镜片设置于感光晶片的上方以使透镜所传导来的感测光线可反射至感光晶片的设计。如此一来，由于省略了用来固定上述元件的壳体，因此，即可大大地减少光学感测装置在触控模块内所需占用的结构空间，以利后续触控模块薄型化的设计，同时亦可因不需额外使用软性印刷电路以及软性扁平排线以传输光学讯号至驱动晶片，也就是说，本发明利用电路走线直接整合于阵列基板上的技术(如闸极驱动电路基板技术等)取代之， 再加上驱动晶片亦是采用直接形成于阵列基板上的设计，如此即可解决了上述所提及的光学感测装置的接线设计复杂以及组装流程费时费工的问题，从而大大地降低触控模块封装成本。除此之外，由上述可知，本发明所提供的光学感测装置内的透镜以及感光晶片可直接采用于一般面板半导体工艺中常见的元件接合设计，以分别固定于显示面板以及阵列基板上，而不需使用以壳体固定的设计与利用人眼对位(或是以组装机台自动对准壳体上的定位孔洞)的方式来设置于光学触控模块内，再加上反射镜片的定位可通过与外框或透镜一体成型或是直接延伸连接于感光晶片上的方式来完成，故可大幅度地缩减感光晶片与反射镜片以及透镜之间的对位公差以及组装公差，以提升光学感测装置的透镜相对于触控面的感光角度的定位精准度，从而使光学触控模块的光学触控定位可更加地准确。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种触控模块，其特征在于，其包含有一面板装置，该面板装置包含有一显示面板，该显示面板具有一触控面；以及一阵列基板，该阵列基板电连接于该显示面板； 一外框，其设置于该面板装置上；以及一光学感测装置，其设置于该面板装置以及该外框之间，该光学感测装置包含有 一电路走线，其形成于该阵列基板上；至少一透镜，其设置于该显示面板与该外框之间，该透镜用来传导经过该触控面所传来的感测光线；一感光晶片，电连接于该电路走线的一端；以及一反射镜片，其设置于对应该感光晶片的上方的位置上，该反射镜片用来将经由该透镜所传导来的感测光线反射至该感光晶片。
2.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该透镜设置于该显示面板的一彩色滤光片或一偏光板上。
3.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，更包含一异方性导电胶膜，其中该异方性导电胶膜位于该感光晶片与该电路走线之间。
4.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该电路走线由氧化铟锡所制成。
5.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该反射镜片设置于该外框对应该感光晶片的位置上。
6.如权利要求5所述的触控模块，其特征在于，该反射镜片与该外框一体成型。
7.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该反射镜片的一端延伸连接于该透镜上。
8.如权利要求7所述的触控模块，其特征在于，该反射镜片以射出成型的方式与该透镜一体成型。
9.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该反射镜片的一端延伸连接于该感光晶片上。
10.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该透镜的至少一侧面贴附有一遮光层。
11.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光学感测装置另包含有 一红外线滤光片，其设置于该透镜的一侧。
12.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该感光晶片为一互补性氧化金属半导体感光晶片。
13.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光学感测装置另包含有一驱动晶片，其电连接于该电路走线的另一端且形成于该阵列基板上，该驱动晶片用来控制该感光晶片。
全文摘要
一种触控模块包含面板装置、外框及光学感测装置。面板装置包含具有触控面的显示面板及阵列基板。阵列基板电连接于显示面板。外框设置于面板装置上。光学感测装置设置于面板装置以及外框之间，其包含电路走线、至少一透镜、感光晶片及反射镜片。电路走线形成于阵列基板上。透镜设置于显示面板与外框之间，用来传导经过触控面所传来的感测光线。感光晶片电连接于电路走线的一端。反射镜片设置于对应感光晶片的上方的位置上，用来将经由透镜所传导来的感测光线反射至感光晶片。本发明缩减了光学感测装置在触控模块内所需占用的结构空间，并解决了光学感测装置的接线设计复杂以及组装流程费时费工的问题。
文档编号G06F3/042GK102207798SQ20111015184
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年3月21日
发明者曾堉, 李常孝, 黄柏辅 申请人:友达光电股份有限公司