專利名稱：光學(xué)觸控掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控掃描裝置，特別是涉及一種用于掃描觸控物件并可將其轉(zhuǎn)換成影像數(shù)據(jù)的光學(xué)觸控掃描裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著觸控技術(shù)的蓬勃發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品上。例如在筆記型電腦的觸控裝置代替鼠標(biāo)的應(yīng)用，可減小筆記型電腦整體裝置的體積并減輕其重量，為消費(fèi)者提升了攜帶便利性。 此外，隨著目前大眾對(duì)于個(gè)人化功能的需求的提升，目前也已發(fā)展出具有指紋辨識(shí)或名片掃描等功能的筆記型電腦。因此，如何將這些個(gè)人化的功能模塊化零為整，使筆記型電腦可同時(shí)兼具輕薄及多樣個(gè)人化功能的特性，實(shí)為此領(lǐng)域的相關(guān)人員所關(guān)注的議題之
O

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于掃描觸控物件的光學(xué)觸控掃描裝置，其能整合觸控與掃描觸控物件并轉(zhuǎn)換成影像的功能。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種用于掃描觸控物件的光學(xué)觸控掃描裝置，其包括薄膜晶體管陣列基板、多個(gè)光感元件、透光封裝層以及光源模塊。這些光感元件設(shè)置于薄膜晶體管陣列基板之上，透光封裝層設(shè)置于這些光感元件之上，并具有表面及底面，其中底面與表面分別位于透光封裝層的相對(duì)兩側(cè)，且底面朝向這些光感元件。光源模塊配置于薄膜晶體管陣列基板的下方，光源模塊包括導(dǎo)光板、光學(xué)膜片以及發(fā)光元件。導(dǎo)光板具有入光面與出光面，光學(xué)膜片配置于出光面上方而位于導(dǎo)光板與薄膜晶體管陣列基板之間。發(fā)光元件配置于導(dǎo)光板的入光面旁，其中發(fā)光元件所發(fā)出的光線是由導(dǎo)光板的入光面射入導(dǎo)光板內(nèi)部，并經(jīng)由導(dǎo)光板的出光面出射。而且，當(dāng)觸控物件位于表面上方時(shí)，光線經(jīng)由導(dǎo)光板的出光面射至觸控物件后反射抵達(dá)光感元件。本發(fā)明的另提出一種光學(xué)觸控掃描裝置，其包括薄膜晶體管陣列基板、多個(gè)光感元件以及光源模塊。光感元件設(shè)置于薄膜晶體管陣列基板之上，光源模塊配置于這些光感兀件的上方。光源模塊包括導(dǎo)光板以及發(fā)光兀件。導(dǎo)光板具有入光面、表面及底面，其中表面與底面分別位于導(dǎo)光板的相對(duì)兩側(cè)，且底面朝向光感元件。發(fā)光元件配置于導(dǎo)光板的入光面旁，其中發(fā)光元件所發(fā)出的光線是由導(dǎo)光板的入光面射入導(dǎo)光板內(nèi)部。而且，當(dāng)觸控物件位于表面上方時(shí)，光線射至觸控物件后反射抵達(dá)光感元件。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖2A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖2B為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖2C為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖3B為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖3C為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖3D為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖3E為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖； 圖3F為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖5A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖5B為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖5C為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖；圖為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置剖面示意圖。主要元件符號(hào)說明L1:光線L2 :反射光線R :接觸點(diǎn)T :觸控物件Θ :出光角度100、201、202、300、400、500 :光學(xué)觸控掃描裝置110,410 :薄膜晶體管陣列基板120、420 :光感元件130 :透光封裝層131、431b:表面132、431c :底面140,430 :光源模塊141,431 :導(dǎo)光板141a、431a :入光面141b:出光面142 :光學(xué)膜片143、432 :發(fā)光元件250 :濾光層255 :濾光圖案310,510 :聚光片312、512 :聚光面
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，光學(xué)觸控掃描裝置100包括薄膜晶體管陣列基板110、多個(gè)光感元件120、透光封裝層130以及光源模塊140。這些光感元件120設(shè)置于薄膜晶體管陣列基板110之上，透光封裝層130設(shè)置于光感元件120之上，透光封裝層130具有表面131及底面132，其中底面132朝向光感元件120,表面131與底面132相對(duì)。光源模塊140配置于薄膜晶體管陣列基板110的下方,光源模塊140包括導(dǎo)光板141、光學(xué)膜片142以及發(fā)光元件143。導(dǎo)光板141具有入光面141a與出光面141b，光學(xué)膜片142配置于出光面141b上方而位于導(dǎo)光板141與薄膜晶體管陣列基板110之間。發(fā)光兀件143 Btt鄰導(dǎo)光板141的入光面141a,其中發(fā)光兀件143所發(fā)出的光線LI是經(jīng)由導(dǎo)光板141的入光面141a射至導(dǎo)光板141內(nèi)部。而且，當(dāng)觸控物件T位于表面131上的接觸點(diǎn)R時(shí)，光線LI經(jīng)由導(dǎo)光板141的出光面141b射至表面131的接觸點(diǎn)R后反射抵達(dá)光感元件120。詳細(xì)來說，當(dāng)光線LI射至表面131的接觸點(diǎn)R時(shí) ，對(duì)應(yīng)于觸控物件T的表面不同高度或不同反射率區(qū)域，所形成的反射光線L2的強(qiáng)度也會(huì)隨之不同。而光感元件120在接收到反射光線L2后，可根據(jù)反射光線L2的強(qiáng)度將其轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)，并將此模擬信號(hào)輸出至薄膜晶體管陣列基板110，以做為一影像信號(hào)。此外，光感元件120也可根據(jù)其所接收到的的反射光線L2來判斷觸控物件T的位置及其移動(dòng)。如此一來，即可依據(jù)光感元件120所接收到的資訊進(jìn)行觸控控制。此外,在本實(shí)施例中，上述由發(fā)光兀件143發(fā)射的光線LI從導(dǎo)光板的出光面141b出射時(shí)，其出光角度Θ (也就是光線LI與出光面141b的法線方向之間的夾角)例如是等于光線LI自透光封裝層130出射時(shí)的出射角Θ，且Θ需小于25度，較佳為23度。如此一來，光線LI在出射至接觸點(diǎn)R之后，因應(yīng)觸控物件T的表面而反射的光線L2也能具有較小的散射角，進(jìn)而能夠提高光感元件120所接收到的信號(hào)的品質(zhì)，以獲得較佳的辨識(shí)影像。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，上述的光學(xué)膜片142例如是逆棱鏡片(reverseprism)。當(dāng)光線LI經(jīng)由導(dǎo)光板141的出光面141b進(jìn)入光學(xué)膜片142時(shí)，此逆棱鏡片可提高光線LI的準(zhǔn)直性。除此之外，導(dǎo)光板141的出光面141還可以具有V型溝槽(V-cut)，以增加出射光線LI的準(zhǔn)直性。圖2A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，本實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置201還包括濾光層250，配置于透光封裝層130下并面向光感元件120。具體來說，濾光層250的材質(zhì)例如是光致抗蝕劑，并通過選用不同化學(xué)性質(zhì)的光致抗蝕劑，以阻擋不同波段的外界光線射入，進(jìn)而避免外界光線射入光學(xué)觸控掃描裝置120內(nèi)而對(duì)光感元件120造成干擾。此外，本實(shí)施例的光源模塊140還可以包括反射片145，配置于導(dǎo)光板141下方而位于出光面141b的另一側(cè)。反射片145用于反射進(jìn)入導(dǎo)光板141的光線LI，以使光線LI由出光面141b射出。雖然圖2A所示的實(shí)施例在光感元件120上形成全面性覆蓋的濾光層250，但在另一實(shí)施例中，如圖2B所示，光學(xué)觸控掃描裝置202的濾光層250也可以是由多個(gè)濾光圖案255所構(gòu)成，且各濾光圖案255分別對(duì)應(yīng)至一個(gè)光感元件120。或者，在其他實(shí)施例中，如圖2C所示也可以直接使用具有濾光功能的濾光基板做為透光封裝層130，本發(fā)明不限于此。另一方面，本實(shí)施例的透光封裝層130可以是玻璃基板或是軟性基板，例如聚對(duì)苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalene, PEN)等材料制成的塑膠基板,厚度約為50m至2mm。除此之夕卜，透光封裝層130也可為一透光薄膜，此透光薄膜可通過表面硬化處理(hard coat)的制作工藝來增強(qiáng)其表面硬度，其厚度約為200埃至2mm。圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，本實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置300還可以包括有聚光片310，其中聚光片310具有聚光面312，進(jìn)而可提高自聚光片310所出射的光線的準(zhǔn)直性。特別的是，聚光片310可以配置于透光封裝層130與光感元件120之間，且聚光面312例如是面向光感元件120 (如圖3A所示)，或是面向透光封裝層130 (如圖3B所示)。除此之外，聚光片310也可以是配置于透光封裝層130上方，且聚光面312例如是面向透光封裝層130 (如圖3C所示)，或是背向透光封裝層130 (如圖3D所示)。另外，在其他實(shí)施例中，圖3A至圖3D所繪示的聚光片310也可以是與透光封裝層130以一體成型制作而成，如圖3E及圖3F所示，也就是在透光封裝層130的表面上設(shè)計(jì)聚光結(jié)構(gòu)，以形成與前述實(shí)施例相同的聚光面312。上述實(shí)施例均是將光源模塊140配置于薄膜晶體管陣列基板110下方，但本發(fā)明并不限于此。在其他實(shí)施例中，光源模塊140也可以配置于薄膜晶體管陣列基板110的上方。以下將舉實(shí)施例說明之。圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，光學(xué)觸控掃描裝置400包括薄膜晶體管陣列基板410、多個(gè)光感元件420以及光源模塊430。光感元件420設(shè)置于薄膜晶體管陣列基板410之上，光源模塊430配置于薄膜晶體管陣列基板410的上方。光源模塊430包括導(dǎo)光板431以及發(fā)光兀件432。導(dǎo)光板431具有入光面431a、表面431b及底面431c，其中底面431c朝向光感元件420，表面431b與底面431c相對(duì)。發(fā)光兀件432 Btt鄰于導(dǎo)光板431的入光面431a旁,其中發(fā)光兀件432所發(fā)出的光線LI是由導(dǎo)光板431的入光面431a射入導(dǎo)光板431內(nèi)部。特別的是，由于導(dǎo)光板431的表面431b并未設(shè)計(jì)有任何光學(xué)圖案，因此當(dāng)尚未有觸控物件T位于表面431b上方時(shí)，光線LI于導(dǎo)光板431內(nèi)以全反射路徑行進(jìn)；當(dāng)觸控物件T位于表面431b的接觸點(diǎn)R時(shí)，光線LI于導(dǎo)光板431內(nèi)的全反射路徑受到破壞，在出射至導(dǎo)光板431的表面431b的接觸點(diǎn)R后反射光線L2抵達(dá)光感元件420。進(jìn)一步說明,在尚未有觸控物件T位于表面431b時(shí)，由于導(dǎo)光板431內(nèi)部的光折射率大于外界空氣的光折射率，且光線LI出射至表面431b的入射角大于此處的臨界角，因此光線LI會(huì)于導(dǎo)光板431內(nèi)以全反射行進(jìn)。另一方面當(dāng)觸控物件T接觸于表面431b的接觸點(diǎn)R時(shí)，由于在接觸點(diǎn)R處與導(dǎo)光板431以表面431b相隔的物體從外界空氣變?yōu)橛|控物件T，其光折射率不同，因而可破壞光線LI在導(dǎo)光板431內(nèi)部的全反射，使光線LI經(jīng)由接觸點(diǎn)R出射后射至觸控物件T而反射抵達(dá)光感元件420。光感元件420在接收到觸控物件T所反射的光線L2后，即會(huì)根據(jù)光線L2的強(qiáng)度生成觸控物件T的影像信號(hào)。如同前述實(shí)施例的說明，為增加光線LI自導(dǎo)光板431的表面431b出射時(shí)的準(zhǔn)直性，可在導(dǎo)光板431的表面431b的上方配置具有聚光特性的基板，以下將舉實(shí)施例詳述之。圖5A為本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)觸控掃描裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5A，光學(xué)觸控掃描裝置500還例如包括聚光片510，配置于導(dǎo)光板431的表面431b上方，用以提高光線的準(zhǔn)直性。其中，聚光片510具有聚光面512，且聚光面512可以是面向?qū)Ч獍?31的表面431b (如圖5A所不),或是背向?qū)Ч獍?31的表面431b (如圖5B所不)。或者,在其他實(shí)施例中，聚光片510也可以配置于導(dǎo)光板431與薄膜晶體管陣列基板410之間，且聚光面512可以是朝向?qū)Ч獍?31的底面431c (如圖5C所示)或是朝向光感元件420 (如圖所示)，本發(fā)明不限定任何一種配置方法。綜上所述，在本發(fā)明的光學(xué)觸控掃描裝置是利用光感元件來掃描觸控物件并將其儲(chǔ)存為影像信號(hào)，也可根據(jù)反射至光感元件的光線判斷觸控物件的位置，進(jìn)而達(dá)到整合觸控與影像掃描的功能。另一方面，本發(fā)明的光學(xué)觸控掃描裝置在一實(shí)施例中還可配置有棱鏡片、聚光片，或是于導(dǎo)光板的出光面上制作V型溝槽，以降低光線的散射角度，提升影像品質(zhì)。此外，本發(fā)明的光學(xué)觸控掃描裝置還可通過濾光層或?yàn)V光基板過濾外界入射至光學(xué)觸控掃描裝置的光線，進(jìn)而提高訊噪比(Signal-to-noise ratio)。雖然結(jié)合以上較佳實(shí)施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸控掃描裝置，包括 薄膜晶體管陣列基板； 多個(gè)光感元件，設(shè)置于該薄膜晶體管陣列基板之上； 透光封裝層，設(shè)置于該些光感兀件之上，該透光封裝層具有一表面及一底面，其中該底面與該表面分別位于該透光封裝層的相對(duì)兩側(cè)，且該底面朝向該些光感元件； 光源模塊，配置于該薄膜晶體管陣列基板的下方，該光源模塊包括 導(dǎo)光板，具有一入光面與一出光面； 至少一光學(xué)膜片，配置于該出光面上方而位于該導(dǎo)光板與該薄膜晶體管陣列基板之間；以及 發(fā)光元件，配置于該導(dǎo)光板的該入光面旁，用于發(fā)射一光線，該光線自該入光面射入該導(dǎo)光板內(nèi)并經(jīng)由該導(dǎo)光板的該出光面出射， 其中當(dāng)一觸控物件位于該表面上方時(shí)，該光線經(jīng)由該導(dǎo)光板的該出光面出射至該觸控物件后反射抵達(dá)該光感元件。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該光線自該出光面出射時(shí)，該光線與該出光面的法線方向之間的夾角小于25度。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該光學(xué)膜片包括逆棱鏡片。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，還包括濾光層，配置于該透光封裝層與該些光感元件之間。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該濾光層包括多個(gè)濾光圖案，且各該濾光圖案分別對(duì)應(yīng)至該些光感元件其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該透光封裝層包括濾光基板或聚光片。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該光源模塊還包括反射片，配置于該導(dǎo)光板下方而與該出光面相對(duì)。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該導(dǎo)光板的該出光面具有V型溝槽。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，還包括聚光片，配置于該透光封裝層的該表面上方。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該聚光片具有聚光面，該聚光面與該表面接觸。
11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該聚光片具有聚光面，該聚光面與該表面相對(duì)。
12.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，還包括聚光片，配置于該透光封裝層與該些光感元件之間。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該聚光片具有聚光面，該聚光面朝向該些光感元件。
14.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該聚光片具有聚光面，該聚光面朝向該透光封裝層。
15.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該透光封裝層為軟性基板。
16.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)觸控掃描裝置，其中該透光封裝層的厚度介于200埃至2mm之間。
17.一種光學(xué)觸控掃描裝置，包括薄膜晶體管陣列基板；多個(gè)光感元件，設(shè)置于該薄膜晶體管陣列基板之上；光源模塊，配置于該些光感兀件的上方，該光源模塊包括導(dǎo)光板，具有一入光面、一表面及一底面，其中該表面與該底面分別位于該導(dǎo)光板的相對(duì)兩側(cè)，且該底面朝向該些光感元件；以及發(fā)光元件，配置于該導(dǎo)光板的該入光面旁，用于發(fā)射一光線，該光線自該入光面射入該導(dǎo)光板內(nèi)，其中當(dāng)一觸控物件位于該表面上方時(shí)，該光線射至該觸控物件后反射抵達(dá)該光感元件。
18.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)觸控掃描裝置，還包括聚光片，配置于該導(dǎo)光板的該表面上方或該導(dǎo)光板與該薄膜晶體管陣列基板之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于掃描觸控物件的光學(xué)觸控掃描裝置，其包括薄膜晶體管陣列基板、多個(gè)光感元件、透光封裝層以及光源模塊。光感元件置于薄膜晶體管陣列基板之上，透光封裝層具有表面及底面。其中表面與底面分別位于透光封裝層的相對(duì)兩側(cè)，且底面朝向這些光感元件。光源模塊包括導(dǎo)光板、光學(xué)膜片以及發(fā)光元件。導(dǎo)光板具有入光面與出光面。光學(xué)膜片置于出光面上方而位于導(dǎo)光板與薄膜晶體管陣列基板之間。發(fā)光元件置于導(dǎo)光板的入光面旁，其中當(dāng)觸控物件位于表面上方時(shí)，發(fā)光元件所發(fā)出的光線經(jīng)由導(dǎo)光板的出光面射至觸控物件后反射抵達(dá)光感元件。
文檔編號(hào)G06F3/042GK103019474SQ20121053009
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者鄭造時(shí), 章鈞, 張?zhí)旌? 范己文, 卓恩宗, 張鈞杰 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司