CN110245629A - 电子装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电子装置包含显示面板、盖板、触控层及指纹辨识感测器。显示面板具有相对的第一表面及第二表面。盖板设置于显示面板的第一表面。触控层设置于显示面板与盖板之间。指纹辨识感测器包含传感器电极层、第一导电层、压电材料层及第二导电层。传感器电极层以黏胶层贴附于显示面板的第二表面。第一导电层设置于传感器电极层上。第一导电层具有相连的第一部分及第二部分。第一部分接触传感器电极层。压电材料层设置于传感器电极层与第一导电层的第二部分之间。第二导电层设置于第一导电层的第二部分上。第一导电层与第二导电层的材料包含银。将指纹辨识感测器直接贴附于显示面板上可提升显示面板在电子装置中所占的面积比例。

Description

电子装置及其制造方法

技术领域

本揭露是有关于一种电子装置及一种电子装置的制造方法。

背景技术

随着科技的发展，智能型手机及平板电脑等电子产品除了具有字符密码加密的保护功能外，指纹辨识加密的保护功能也逐渐整合至电子产品中。指纹辨识技术根据其原理可分为光学辨识、热感应辨识、电容感应辨识及超声波辨识等。一般来说，超声波讯号具有较佳的穿透性，且可避免手指污垢、油脂以及汗水的干扰。此外，超声波传感器所发出的脉冲可感应指纹的深度以形成三维的立体信息，因此超声波指纹辨识具有较高的准确性与安全性。

然而，在制造超声波传感器的过程中，常因金属电极层的厚度过大以致电路板的焊接需分多次进行，使得制程时间长，无法因应使用者的需求提升产能。此外，金属电极层的厚度过大亦导致超声波指纹辨识装置的尺寸无法减小。因此，如何克服上述问题便成为目前亟需解决的课题。

发明内容

本揭露之一技术态样为一种电子装置。

根据本揭露一实施方式，一种电子装置包含显示面板、盖板、触控层及指纹辨识感测器。显示面板具有相对的第一表面及第二表面。盖板设置于显示面板的第一表面。触控层设置于显示面板与盖板之间。指纹辨识感测器包含传感器电极层、第一导电层、压电材料层及第二导电层。传感器电极层以黏胶层贴附于显示面板的第二表面。第一导电层设置于传感器电极层上。第一导电层具有相连的第一部分及第二部分，且第一部分接触传感器电极层。第一导电层的材料包含银。压电材料层设置于传感器电极层与第一导电层的第二部分之间。第二导电层设置于第一导电层的第二部分上。第二导电层的材料包含银。

在本揭露一实施方式中，第一导电层包覆压电材料层。

在本揭露一实施方式中，第一导电层的厚度大于0微米且小于1微米。

在本揭露一实施方式中，第一导电层的第一部分的侧壁与压电材料层的侧壁之垂直距离大于150微米且小于200微米。

在本揭露一实施方式中，传感器电极层的侧壁分别凸出于压电材料层的侧壁。

在本揭露一实施方式中，传感器电极层包含焊接区及非焊接区，且电子装置更包含软性电路板。软性电路板设置于传感器电极层的焊接区上，且接触位于焊接区之第一导电层的第一部分。

在本揭露一实施方式中，位于非焊接区之第一导电层的第一部分的侧壁与压电材料层的侧壁之间的垂直距离大于或等于第一导电层之第二部分的底面与压电材料层的底面之间的垂直距离。

在本揭露一实施方式中，焊接区与非焊接区之间具有分界线，且位于焊接区之第一导电层的第一部分具有与分界线之垂直距离最大的顶点，且顶点延伸出平行于分界线的虚拟线，且位于焊接区之第一导电层的第一部分的第一面积小于或等于以分界线、虚拟线及与分界线相交之传感器电极层的两侧壁所形成的第二面积。

本揭露之另一技术态样为一种电子装置的制造方法。

在本揭露一实施方式中，一种电子装置的制造方法包含：以黏胶层贴附传感器电极层于基板上方；形成压电材料层于传感器电极层上方；以溅射镀膜的方式形成第一导电层于传感器电极层上方，其中第一导电层具有第一部分及第二部分，且第一部分接触传感器电极层，且第二部分覆盖压电材料层，且第一导电层的厚度大于0微米且小于1微米；以网版印刷的方式形成第二导电层于第一导电层的第二部分上方；连接软性电路板于传感器电极层上方，且覆盖部分的第一导电层的第一部分。

在本揭露一实施方式中，连接软性电路板是以热压合的方式执行。

根据本揭露上述实施方式，由于指纹辨识感测器直接贴附于显示面板上，因此可提升显示面板在电子装置中所占的面积比例。此外，由于在压电材料层与第二导电层之间具有第一导电层，且第一导电层与第二导电层包含相同的材料，因此可根据第一导电层的厚度来适度调整所欲设置之第二导电层的厚度，使得第一导电层与第二导电层的厚度总和得以最佳化，以减小电子装置的尺寸。另外，由于先以溅射镀膜的方式形成厚度很小的第一导电层，使得位于传感器电极层上方之第一导电层的第一部分与传感器电极层之间不会形成过大的断差。如此一来，可将软性电路板一次压合至传感器电极层上方而不需分段压合(例如两次以上压合)，以降低电子装置的制程时间，进而有效提升产能。

附图说明

为让本发明之上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式之详细说明如下：

图1绘示根据本揭露一实施方式之电子装置的底视图。

图2绘示图1之电子装置的剖面图。

图3绘示图1之电子装置移除软性电路板后的底视图。

图4A绘示根据本揭露一实施方式之图3之指纹辨识感测器的剖面图。

图4B绘示根据本揭露另一实施方式之图3之指纹辨识感测器的剖面图。

图5A绘示根据本揭露一实施方式之图3之指纹辨识感测器的剖面图。

图5B绘示根据本揭露另一实施方式之图3之指纹辨识感测器的剖面图。

图6A至图6C绘示根据本揭露一实施方式之不同形状之第一导电层设置于传感器电极层上的底视图。

图7绘示根据本揭露一实施方式之电子装置的制造方法的流程图。

图8至图12绘示图1之电子装置的制造方法在各步骤的剖面图。

附图标记：

100：电子装置 105：基板

110：显示面板 112：第一表面

114：第二表面 120：盖板

130：触控层 140：黏胶层

200：指纹辨识感测器 210：传感器电极层

210a：焊接区 210b：非焊接区

211：底面 212：侧壁

214：侧壁 216：侧壁

220：第一导电层 221：底面

222：第一部分 223：底面

224：第二部分 225a：侧壁

225b：侧壁 225c：侧壁

230：压电材料层 231：底面

232：侧壁 232a：侧壁

240：第二导电层 250：软性电路板

M：界面 P：顶点

L：分界线 V：虚拟线

H1、H2：厚度 A1～A4：面积

D1～D5：距离 S1～S5：步骤

a-a、b-b、c-c：线段

具体实施方式

以下将以图式揭露本揭露之复数个实施方式，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揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

应当理解，诸如「下」或「底部」和「上」或「顶部」的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件的「下」侧的元件将被定向在其它元件的「上」侧。因此，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件「下方」或「下方」的元件将被定向为在其它元件「上方」。因此，示例性术语「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文使用的「约」、「近似」、或「实质上」包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，「约」可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的「约」、「近似」或「实质上」可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

图1绘示根据本揭露一实施方式之电子装置100的底视图。图2绘示图1之电子装置100沿线段a-a的剖面图。同时参阅图1及图2，电子装置100包含显示面板110、盖板120、触控层130及指纹辨识感测器200。显示面板110具有相对的第一表面112及第二表面114。盖板120设置于显示面板110的第一表面112。触控层130设置于显示面板110与盖板120之间。指纹辨识感测器200包含传感器电极层210、第一导电层220、压电材料层230及第二导电层240。传感器电极层210以黏胶层140贴附于显示面板110的第二表面114。第一导电层220设置于传感器电极层210上。第一导电层220具有相连的第一部分222及第二部分224，且第一部分222接触传感器电极层210。第一导电层220的材料包含银。压电材料层230设置于传感器电极层210与第一导电层220的第二部分224之间。第二导电层240设置于第一导电层220的第二部分224上。第二导电层240的材料包含银。

由于指纹辨识感测器200直接贴附于显示面板110相对于盖板120的另一表面(即第二表面114)上，也就是说，盖板120与显示面板110之间不具有指纹辨识感测器200，故不会影响显示面板110所呈现的可视区范围，因此可提升显示面板110之可视区在电子装置100中所占的面积比例。此外，由于在压电材料层230与第二导电层240之间具有第一导电层220，且第一导电层220与第二导电层240包含相同的材料，因此可根据第一导电层220的厚度H1来适度调整所欲设置之第二导电层240的厚度H2，使得第一导电层220与第二导电层240的厚度总和(厚度H1+厚度H2)得以最佳化，以减小电子装置100的尺寸。

在本揭露一实施方式中，第一导电层220的密度大于第二导电层240密度。此外，当透过电子显微镜观察时，可见第一导电层220具有与第二导电层240不同的表面结构。也就是说，虽然第一导电层220与第二导电层240的材料相同，但由于两者具有不同的密度及表面结构，因此第一导电层220与第二导电层240之间具有界面M。

在本揭露一实施方式中，第一导电层220包覆压电材料层230。详细来说，第一导电层220的第二部分224设置于压电材料层230的底面231，而第一导电层220的第一部分222围绕压电材料层230的侧壁232，使得第一导电层220包覆并紧贴压电材料层230的底面231与侧壁232。也就是说，第一导电层220与传感器电极层210共同完整包覆压电材料层230。如此一来，可达到保护压电材料层230的效果，以提升电子装置100的整体强度，进而确保电子装置100得以通过后续之温度与湿度的测试。

在本揭露一实施方式中，第一导电层220的厚度H1大于0微米且小于1微米。应了解到，由于第一导电层220是共形地设置于传感器电极层210上以包覆压电材料层230，故此处的厚度H1可指第一导电层220之第二部分224的底面223与压电材料层230的底面231之间的垂直距离以及第一导电层220之第一部分222的底面221与传感器电极层210的底面211之间的垂直距离。

电子装置100还包含软性电路板250。在本揭露一实施方式中，传感器电极层210包含焊接区210a及非焊接区210b，焊接区210a为设置软性电路板250的区域，而非焊接区210b则为未设置软性电路板250的区域。具体来说，以压电材料层230相邻于软性电路板250的侧壁232a作为分界线L，分界线L其中一侧设置有软性电路板250的区域为焊接区210a，而分界线L另一侧的区域则为非焊接区210b。软性电路板250设置于传感器电极层210上且接触位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222。此外，软性电路板250与位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222部分重叠。

在本揭露一实施方式中，由于第二导电层240设置于第一导电层220的第二部分224上，而第一导电层220的第二部分224又设置于压电材料层230上，因此第二导电层240垂直投影于盖板120的面积A1可等于压电材料层230垂直投影于盖板120的面积A2，且面积A1完全重叠面积A2，但并不以此为限。在其它实施方式中，第二导电层240垂直投影于盖板120的面积A1可小于压电材料层230垂直投影于盖板120的面积A2，亦即面积A2完全覆盖面积A1。此外，由于在第一导电层220的第二部分224上具有第二导电层240，因此由第一导电层220与第二导电层240所形成之导电结构的总厚度得以增加(即由厚度H1增加至厚度H1+厚度H2)，故可使电子装置100具有较小的阻抗。在本揭露一实施方式中，电子装置100具有小于或等于3欧姆(ohm)的阻抗。

图3绘示图1之电子装置100移除软性电路板250后的底视图。应了解到，在图3的电子装置100中，第二导电层240垂直投影于盖板120的面积A1完全重叠压电材料层230垂直投影于盖板120的面积A2。在本揭露一实施方式中，位于焊接区210a之第一导电层220之第一部分222的侧壁225a与相邻之压电材料层230的侧壁232a之垂直距离D1大于150微米且小于200微米。如此一来，位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222可具有足够的宽度以供图1中的软性电路板250与其接触并部分重叠。

由于位于焊接区210a之第一导电层220之第一部分222的侧壁225a与相邻之压电材料层230的侧壁232a之垂直距离D1大于150微米且小于200微米，因此传感器电极层210之焊接区210a相邻于侧壁225a的侧壁212与压电材料层230的侧壁232a之垂直距离D2亦需大于150微米且小于200微米，以供设置第一导电层220的第一部分222。

图4A绘示根据本揭露一实施方式之图3之指纹辨识感测器200沿线段b-b的剖面图。图4B绘示根据本揭露另一实施方式之图3之指纹辨识感测器200的剖面图，其剖面位置同图3之线段b-b。同时参阅图3及图4A，在本揭露一实施方式中，位于非焊接区210b的第一导电层220之第一部分222的侧壁225b与相邻之压电材料层230的侧壁232之间的垂直距离D3可等于第一导电层220之第二部分224的底面223与压电材料层230的底面231之间的垂直距离D4(即等于厚度H1)。同时参阅图3及图4B，在本揭露另一实施方式中，位于非焊接区210b的第一导电层220之第一部分222的侧壁225b与相邻之压电材料层230的侧壁232之间的垂直距离D3可大于第一导电层220之第二部分224的底面223与压电材料层230的底面231之间的垂直距离D4。换句话说，若从图4A及图4B的视角(即侧视角度)观察，可见第一导电层220呈现如图4A之均匀的厚度或如图4B之厚度在边缘处加厚。

图5A绘示根据本揭露一实施方式之图3之指纹辨识感测器200沿线段c-c的剖面图。图5B绘示根据本揭露另一实施方式之图3之指纹辨识感测器200的剖面图，其剖面位置同图3之线段c-c。类似于图4A，位于非焊接区210b的第一导电层220之第一部分222的侧壁225c与相邻之压电材料层230的侧壁232之间的垂直距离D5可等于第一导电层220之第二部分224的底面223与压电材料层230的底面231之间的垂直距离D4(如图5A所示)。类似于图4B，位于非焊接区210b的第一导电层220之第一部分222的侧壁225c与相邻之压电材料层230的侧壁232之间的垂直距离D5可大于第一导电层220之第二部分224的底面223与压电材料层230的底面231之间的垂直距离D4(如图5B所示)。同理，若从图5A及图5B的视角(即侧视角度)观察，可见第一导电层220呈现如图5A之均匀的厚度或如图5B之厚度在边缘处加厚。

图6A至图6C绘示根据本揭露一实施方式之不同形状之第一导电层220设置于传感器电极层210上的底视图。在此为方便说明以分界线L区隔位于焊接区210a及非焊接区210b的第一导电层220。位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222具有与分界线L之垂直距离最大的至少一顶点P，若以此顶点P延伸出一条平行于分界线L的虚拟线V，则分界线L、虚拟线V及与分界线L相交之传感器电极层210的两侧壁214、216所形成的区域具有面积A3，则位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222的面积A4可小于或等于面积A3。

以图6A至图6C为例，图6A至图6C的差异主要为位于焊接区210a之第一导电层220的形状，更详细来说，也就是位于焊接区210a之第一导电层220的第一部分222的形状。位于焊接区210a之第一导电层220的形状可为矩形(如图6A所示)、凸字形(如图6B所示)以及任意多边形(如图6C所示)。

应了解到，已叙述过的元件材料、连接关系与功效将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明电子装置100的制造方法。

图7绘示根据本揭露一实施方式之电子装置100的流程图。电子装置100的制造方法包含下列步骤。在步骤S1中，以黏胶层贴附传感器电极层于基板上方。在步骤S2中，形成压电材料层于传感器电极层上方。在步骤S3中，以溅射镀膜的方式形成第一导电层于传感器电极层上方，其中第一导电层具有第一部分及第二部分，且第一部分接触传感器电极层，且第二部分覆盖压电材料层，且第一导电层的厚度大于0微米且小于1微米。在步骤S4中，以网版印刷的方式形成第二导电层于第一导电层的第二部分上方。在步骤S5中，连接软性电路板于传感器电极层上方，且覆盖部分的第一导电层的第一部分。在以下叙述中，将说明上述各步骤。

图8至图12绘示图1之电子装置100的制造方法在各步骤的剖面图。参阅图8，在本揭露一实施方式中，可先提供包含显示面板110、盖板120及触控层130的堆栈结构，在此为方便说明将此堆栈结构视为基板105。接着，以黏胶层140将传感器电极层210贴附于基板105上方。在本揭露另一实施方式中，亦可先提供包含盖板120及触控层130的堆栈结构，并以黏胶层140将传感器电极层210贴附于显示面板110上方，随后再将设置有传感器电极层210的显示面板100设置在具有盖板120及触控层130的堆栈结构上方。在本揭露一实施方式中，黏胶层140可由包含环氧树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(压克力)的材料制成，但并不用以限制本揭露。

参阅图9，待于基板105上方设置传感器电极层210后，可将压电材料层230设置于传感器电极层210上方。在本揭露一实施方式中，压电材料层230可由包含聚二氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)、锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)、陶瓷或上述任一者之衍伸物的材料所制成，但并不用以限制本揭露。在执行此步骤时，可先将压电材料、溶剂与黏胶均匀混合，并将包含压电材料之混合物以狭缝涂布(slit coating)的方式涂布至传感器电极层210上方。随后，以退火(annealing)的方式提升压电材料的结晶度。接着，以电晕极化(corona poling)的方式使压电材料产生具有极性之电偶极以制成压电材料层230。

参阅图10，待于传感器电极层210上方形成压电材料层230后，可使用溅射镀膜(sputtering)的方式共形地形成第一导电层220于传感器电极层210上方。第一导电层220具有第一部分222及第二部分224，第一部分222围绕压电材料层230并接触传感器电极层210，而第二部分224覆盖压电材料层230。由于压电材料层230的耐热温度为约110℃，而在溅射镀膜的过程中，压电材料层230的表面量测温度为大于约20℃且小于约50℃，也就是说，以溅射镀膜的方式形成第一导电层220时，并不会影响压电材料层230的特性及传感器电极层210的功能。举例来说，当以约52伏特的电压及约3.6安培的电流执行溅射镀膜时，在约第100秒时压电材料层230的表面量测温度为约46℃，且此时所形成之压电材料层230的厚度H1小于约15纳米。

参阅图11，待形成第一导电层220包覆压电材料层230后，可使用网版印刷(screenprinting)的方式形成第二导电层240于第一导电层220的第二部分224上方。由于已先使用溅射镀膜的方式沉积第一导电层220，因此在此步骤中，可根据第一导电层220的厚度H1来适度调整所欲设置之第二导电层240的厚度H2，以最佳化位于压电材料层230上方之第一导电层220的第二部分224与第二导电层240的厚度总和(即厚度H1+厚度H2)。随后，可将第一导电层220与第二导电层240烘干并依使用者需求切割传感器电极层210。在完成此步骤后，便形成包含传感器电极层210、第一导电层220、压电材料层230及第二导电层240的指纹辨识感测器200于基板105上方。

参阅图12，接着可将软性电路板250连接于传感器电极层210上方。软性电路板250接触并覆盖部分的第一导电层220的第一部分222。在本揭露一实施方式中，软性电路板250是以热压合的方式连接至传感器电极层210上方。由于先以溅射镀膜的方式形成厚度H1很小(小于约1微米)的第一导电层220，使得位于传感器电极层210上方之第一导电层220的第一部分222与传感器电极层210之间不会形成过大的断差。因此，在此步骤中，可将软性电路板250一次压合至传感器电极层210上方，而不需以分段压合(例如两次以上压合)的方式先将未与第一导电层220的第一部分222重叠之软性电路板250压合后，再将与第一导电层220的第一部分222重叠之软性电路板250压合。如此一来，便能降低电子装置100的制程时间以进而提升产能。

虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭露之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭露之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包含：

一显示面板，具有相对的一第一表面及一第二表面；

一盖板，设置于该显示面板的该第一表面；

一触控层，设置于该显示面板与该盖板之间；以及

一指纹辨识感测器，包含：

一传感器电极层，以一黏胶层贴附于该显示面板的该第二表面；

一第一导电层，设置于该传感器电极层上，且该第一导电层具有相连的一第一部分及一第二部分，且该第一部分接触该传感器电极层，且该第一导电层的材料包含银；

一压电材料层，设置于该传感器电极层与该第一导电层的该第二部分之间；以及

一第二导电层，设置于该第一导电层的该第二部分上，且该第二导电层的材料包含银。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中该第一导电层包覆该压电材料层。

3.如权利要求1所述的电子装置，其中该第一导电层的一厚度大于0微米且小于1微米。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中该第一导电层的该第一部分的一侧壁与该压电材料层的一侧壁之一垂直距离大于150微米且小于200微米。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中该传感器电极层的复数个侧壁分别凸出于该压电材料层的复数个侧壁。

6.如权利要求1所述的电子装置，其中该传感器电极层包含一焊接区及一非焊接区，且该电子装置更包含一软性电路板，其中该软性电路板设置于该传感器电极层的该焊接区上，且接触位于该焊接区之该第一导电层的该第一部分。

7.如权利要求6所述的电子装置，其中位于该非焊接区之该第一导电层的该第一部分的至少一侧壁与该压电材料层的至少一侧壁之间的一垂直距离大于或等于该第一导电层之该第二部分的一底面与该压电材料层的一底面之间的一垂直距离。

8.如权利要求6所述的电子装置，其中该焊接区与该非焊接区之间具有一分界线，且位于该焊接区之该第一导电层的该第一部分具有与该分界线之一垂直距离最大的至少一顶点，且该顶点延伸出平行于该分界线的一虚拟线，且位于该焊接区之该第一导电层的该第一部分的一第一面积小于或等于以该分界线、该虚拟线及与该分界线相交之该传感器电极层的两侧壁所形成的一第二面积。

9.一种电子装置的制造方法，其特征在于，包含：

以一黏胶层贴附一传感器电极层于一基板上方；

形成一压电材料层于该传感器电极层上方；

以溅射镀膜的方式形成一第一导电层于该传感器电极层上方，其中该第一导电层具有一第一部分及一第二部分，且该第一部分接触该传感器电极层，且该第二部分覆盖该压电材料层，且该第一导电层的一厚度大于0微米且小于1微米；

以网版印刷的方式形成一第二导电层于该第一导电层的该第二部分上方；

连接一软性电路板于该传感器电极层上方，且覆盖部分的该第一导电层的该第一部分。

10.如权利要求9所述的电子装置的制造方法，其中连接该软性电路板是以热压合的方式执行。