CN103135310A - 具有可变色边框触控装置与具有其的触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有可变色边框的触控装置，包括一第一基板、一填充层、一遮光层、以及一触控元件层，其中，第一基板具有一框胶以定义出一第一区以及一第二区，而第二区环绕第一区；填充层位于第一基板的第一区上；遮光层位于第一基板的第二区上，遮光层包含一透明导电层、一双稳态显示介质层、以及一导电层，其中透明导电层位于第一基板上，双稳态显示介质层位于透明导电层上，而导电层位于该双稳态显示介质层上；触控元件层位于填充层与遮光层上方。本发明另提供一种触控显示装置，其包含前述的具有可变色边框的触控装置。
Description
技术领域
本发明关于一种具有可变色边框的触控装置，特别是关于一种包含双稳态显示介质(Bi-stable display element)的可变色边框，以及具有其的触控显示装置。
背景技术
在众多的消费性电子产品中，平面显示器是目前最热门的装置的一。随着平面显示科技的日益进步，借着显示器辅助的光电产品使得生活愈加便利。其中，由于触控式显示器具备高度使用便利性的特征，具有触控功能的显示器业已广泛地应用在各消费性电子产品领域中。
目前显示器产品中，显示器最外层的保护玻璃(Cover Glass,CG)，其四周周缘的边框均为不透光。这是因为，不论在外挂式触控面板(Out-cell touch panel)中的触控感应层或是显示面板的有效显示区周边，均设置了控制显示元件的不具显示功能的导电线路；为了遮掩这些导电线路。上述的边框均采用不透明的树脂材质（例如黑色的树脂边框）。然而，除遮掩导线线路之外，这样的边框本身并不具如美观或任何其它功能。
发明内容
本发明提供一种具有可变色边框的触控装置，透过导入双稳态显示介质制作，使上述的边框可变色或产生图案，进而增加整体显示器的美感。
本发明另提供一种触控显示装置，其包含前述的具有可变色边框的触控装置，可延伸上述触控显示装置的显示功能以及增加使用上的趣味性。
本发明提供一种具有可变色边框的触控装置，包括一第一基板、一填充层、一遮光层、以及一触控元件层，其中，第一基板具有一框胶以定义出一第一区以及一第二区，而第二区环绕第一区；填充层位于第一基板的第一区上；遮光层位于第一基板的第二区上，遮光层包含一透明导电层、一双稳态显示介质层、以及一导电层，其中透明导电层位于第一基板上，双稳态显示介质层位于透明导电层上，而导电层位于该双稳态显示介质层上；触控元件层位于填充层与遮光层上方。本案另提供一种触控显示装置，其包含前述的具有可变色边框的触控装置。
其中，该双稳态显示介质层包含电泳显示介质层、电致变色层或胆固醇液晶层。
其中，该导电层包含一不透明金属导电层。
其中，该填充层材料包含一有机材料。
其中，更包括一平坦层，位于该触控元件层、该遮光层与该填充层之间。
其中，该填充层与该平坦层使用的材料相同。
其中，更包括一第二基板，设置于该触控元件层上。
其中，该填充层材料包含一光学胶。
其中，更包括:一第三基板，位于该遮光层与该填充层上；以及一粘着层，位于该第三基板与该触控元件层之间。
其中，该粘着层材料包含一光学胶。
本发明另提出一种触控显示装置，触控显示装置包括上述具有可变色边框的触控装置、一显示面板、以及一黏着层，其中，显示面板包含一显示区与一周边区，而周边区围绕显示区且设置于触控元件层上；黏着层设置于触控元件层与显示面板之间，其中具有可变色边框的触控装置的填充层对应于显示面板的显示区，且具有可变色边框的触控装置的遮光层则对应于显示面板的周边区。
其中，该黏着层的材料包含一光学胶。
为让本发明的上述特征和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举比较例与实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
本案的上述和其它态样、特征及其它优点参照说明书内容并配合附加图式得到更清楚的了解，其中：
图1A为本发明可变色边框装置的侧视图。
图1B为本发明可变色边框装置的分解图。
图2为本发明可变色边框装置的遮光层的剖面图。
图3为过渡金属氧化物电致变色原理的示意图。
图4为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图5为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图6为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图7为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图8为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图9为本发明可变色边框装置的实施例的剖面图。
图10为本发明触控显示装置的实施例的剖面图。
其中，附图标记：
110、410、610、810、1110：第一基板
111、1111：第一区
112、1112：第二区
120、420、620、820、1120：触控元件层
130、430、630、830、1130：填充层
140、440、640、840、1140：遮光层
141、441、641、841：框胶
142、442、642、842：透明导电层
143、443、643、843：双稳态显示介质层
144、444、644、844：导电层
301：过渡金属氧化物层
302：电解质层
303：导电层
304：导电层
443a、643a、843a：电解质层
443b、643b、843b：电致变色层
450：平坦层
660、860：第二基板
870：粘着层
880：第三基板
1000：触控显示装置
1100：可变色边框的触控装置
1200：黏着层
1300：显示面板
1310：显示区
1320：周边区
具体实施方式
本发明的目的及优点，通过下列实施例中伴随图式与元件符号的详细叙述后，将更为显著。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述各种实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的元件，并且为求清楚说明，元件的大小或厚度可能夸大显示，并未依照原尺寸作图。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的。然而，应了解到所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。这些实务上的细节不应用以限制本发明。
本发明中的「上」、「下」、「前」、「后」等用语，均为便于说明根据本发明的实施例中元件的相对位置或时间顺序所采的描述，而非用限制的目的。而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，都为本发明所涵盖的范围。
在目前外挂式触控面板的触控感应层或是显示面板的有效显示区周缘，均设置控制显示元件而不具显示功能的导电线路，为了不将这些线路外露，必须利用边框来遮掩该导电线路。而上述的边框则采用不透明的树脂材质，例如黑色的树脂边框。然而，除遮掩线路外，本身不具其它如美观等的功能。
对此，本发明提供一种具有可变色边框的触控装置以及一种具有上述具有可变色边框的触控装置的触控显示装置，通过导入双稳态显示介质制作，使上述的边框不只具有遮掩线路的功能，本身也能变色或产生图案，增加整体显示器的美感、延伸显示的功能及使用上的趣味性。
根据本发明的一实施例，其目的在于提供一种具有可变色边框的触控装置，其包含第一基板110、触控元件层120、填充层130以及遮光层140，如图1A和该图之中各层分离示意的图1B所示，第一基板110上包含第一区111以及第二区112，而第二区112环绕第一区111；触控元件层120位于第一基板110的对向；填充层130位于第一基板110的第一区111上且设置于第一基板110与触控元件层120之间。而遮光层140，如图1B所示，位于第一基板110的第二区112上且设置于第一基板110与触控元件层120之间，而遮光层140的内部结构，可同时参照图1B以及该图中沿AA’线的剖面图的图2，是由框胶141在第一基板110上围设出第二区112，其中，位于第二区112上的遮光层140包含透明导电层142、双稳态显示介质层143、以及导电层144依序形成于第一基板110上。透明导电层142位于第一基板110上，双稳态显示介质层143位于透明导电层142上，且导电层144位于双稳态显示介质层143上。
所谓双稳态显示介质，是指显示介质只在更换画面时才需要提供电源，若不必更换屏幕信息而仅是保持画面时则可关闭电源，故其在不需消耗任何电能的情况下，即可保持稳定的影像显示，具有省电的特性。
在本发明的实施例中，双稳态显示介质层是由电泳显示介质层、电致变色层或胆固醇液晶层其中至少的一所组成。
在本发明的实施例中，双稳态显示介质层由电泳显示介质层所组成。其中，电泳显示介质层的电泳显示技术(Electro-Phoretic Display，EPD)，是利用泳动原理的反射式显示；其显示的工作原理为透明或彩色液体之中的带电粒子移动，带电粒子在电场中往其本身电荷相反的电极移动，移动过程中经过带有色彩的微粒子时，造成微粒子翻转或移动，达到色彩转换的效果，其可被制作在玻璃、金属或塑料基板上。
在本发明的另一实施例中，双稳态显示介质层是由电致变色层所组成。其中，电致变色层的变色显示原理及结构如图3所示，过渡金属氧化物层301以及电解质层302设置于两层导电层303、304之间，将外接电压施加于此电致变色层结构，其中导电层304接上正电极，导电层303接上负电极，形成电场使导电层303游离出电子(以e-表示)，而电解质层302也游离出阳离子(以M+表示)，该电子和阳离子于过渡金属氧化物层内与其中的过渡金属氧化物发生氧化还原反应，进而产生和原过渡金属氧化物不同颜色的生成物。其过渡金属氧化物以三氧化钨(WO3)为例，其氧化还原反应方程式如下：
蓝色的生成物MxWO3将原来透明无色的过渡金属氧化物层301转变为蓝色，而该蓝色生成物MxWO3也能稳定存在于过渡金属氧化物层301中，无需持续施加电压维持其蓝色显示。同时，此反应为可逆的氧化还原反应，意即将上述电压反接后，形成的相反电场也会将蓝色生成物MxWO3中的电子和阳离子释放出来，使MxWO3回到原反应物WO3的透明无色状态，此即为利用过渡金属氧化物的可逆氧化还原反应的双稳态显示介质的变色原理。此外，提供该过渡金属氧化物层进行变色反应的阳离子的电解质层302，可利用有机电解质或是无机电解质，其中，有机高分子电解质因为化学结构特殊性质而具有弹性、可挠曲性且制作方便成本较低，因此在应用上较为广泛，而无机材料虽存在无挠曲性易因应力而产生脆裂、价格较高等缺点，但具有无光劣解（Photolyticdegradation）疑虑、封装问题较少、具长效大面积化平整度高等优点，故也可依产品需求而采用。
在本发明的实施例中，过渡金属氧化物层301为WO3、TiO2、Nb2O5、以及V2O5或该等的组合所组成。
在本发明的实施例中，电解质层302采用有机高分子电解质。
在本发明的又一实施例中，双稳态显示介质层是由胆固醇液晶层所组成。其中胆固醇液晶拥有兩种介稳狀态，分别为平面结构(Planar Texture)及焦锥结构(Focal Conic Texture)，胆固醇液晶在驱动之后无需电压即可维持高反射率与高对比值，只有在兩个介稳狀态之间转换时才需要驱动电压。
在本发明的实施例中，双稳态显示介质层(143、443、643以及843)的两种稳态显示均为不透明。
在本发明的实施例中，第一基板(110、410、610以及810)采用透明玻璃、塑料、以及其它适用的材料。
在本发明的实施例中，导电层(144、444、644以及844)采用钼(Mo)、钛(Ti)、铟锡氧化物(ITO)、以及其它适用的合金。
在本发明的实施例中，导电层(144、444、644以及844)不透明金属导电层。
以下各实施例的具有可变色边框的触控装置的侧视图都如图1A，其中图1B的AA’线剖面于各实施例的不同结构，如以下的第4-9图所示。
第一实施例
如图4所示，具有可变色边框的触控装置包括第一基板410、透明导电层442、双稳态显示介质层443、导电层444、框胶441、填充层430、平坦层450以及触控元件层420。
本实施例的具有可变色边框的触控装置的上述各元件的连接关系及其制作方法如下：提供第一基板410，以框胶441在第一基板410上围设定义第一区111以及第二区112，其中第二区112环绕该第一区111(此处第一区111、第二区112沿用前述的定义，即如同图1B的第一区111、第二区112所示)。在第二区112上依序形成透明导电层442、双稳态显示介质层443、导电层444，即在第二区112上形成该遮光层440，接着在第一区111形成填充层430，然后在第一区111的填充层430以及第二区112的遮光层440上形成平坦层450，其中填充层430和平坦层450采用平坦化用途的有机材料，例如正型光刻胶材料或负型光刻胶材料，以旋转涂布(spin coating)制作，且填充层430和平坦层450的材料相同故可于同一道工艺中制作完成，其目的在补足上述形成该第二区112的遮光层时，于第一基板410上产生的高度差，使第一区111与第二区112具有相同高度且将第一基板410上整体第二区112形成时，在第一基板410的不同位置上的第二区112可能产生的高度不均的段差平坦化，以利于后续触控元件层420的制作；最后，具有相同高度的第一区111以及第二区112与触控元件层420的接触面为平坦面，再形成触控元件层420于此平坦面上，而完成本发明第一实施例的可变色边框。其中，导电层444的厚度为成膜的方法例如可以是以溅镀(sputter)方式，但不以此为限；双稳态显示介质层443例如可以是厚度小于50μm的电泳显示介质层，以电子墨水电泳工艺(E-inkEPD process)方式，在框胶441所定义的第二区112的双稳态显示介质层443中填入微胶囊溶液后硬化(curing)成型或以SiPix电子纸电泳工艺(SiPix EPDprocess)，在框胶441所定义的第二区112的双稳态显示介质层443中制作微杯结构，注入电泳液后封装的方式制作。
在本发明的另一实施例中，上述双稳态显示介质层443为厚度3-5μm的胆固醇液晶层。
在本发明的另一实施例中，如图5所示，具有如同图4所示的可变色边框的触控装置的元件符号、元件的连接关系以及制作方法，在此不再赘述，值得注意的是，上述双稳态显示介质层443是由电解质层443a以及电致变色层443b所组成，其中，电极质层443a为厚度2-3μm的有机高分子电解质Poly(2acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid,PAMPSA)；电致变色层443b为厚度
的三氧化钨。
第二实施例
如图6所示，具有可变色边框的触控装置包括第二基板660、触控元件层620、框胶641、透明导电层642、双稳态显示介质层643、导电层644、填充层630以及第一基板610。
本实施例的具有可变色边框的触控装置的上述各元件的连接关系及其制作方法如下：首先，提供第二基板660，于第二基板660上形成触控元件层620。之后，以框胶641在触控元件层620上围设定义第一区111以及第二区112，其中第二区112环绕第一区111(此处第一区111、第二区112沿用前述的定义，即如同图1B的第一区111、第二区112所示)。在第二区112上依序形成透明导电层642、双稳态显示介质层643、导电层644，上述三者即在第二区上形成遮光层640；接着，在第一区形成填充层630，而填充层630为采用有机材料，例如光学胶。最后，将第一区的填充层630与第二区的遮光层640与第一基板610黏合，以形成本发明第二实施例的具有可变色边框的触控装置。其中，导电层644的厚度为
以溅镀(sputter)方式成膜、双稳态显示介质层643为厚度小于50μm的电泳显示介质层，例如，可以电子墨水电泳工艺(E-ink EPDprocess)方式，在框胶641所定义的第二区的双稳态显示介质层643中填入微胶囊溶液后硬化(curing)成型，或以SiPix电子纸电泳工艺(SiPix EPD process)，在框胶641所定义的第二区的双稳态显示介质层643中制作微杯结构，注入电泳液后封装的方式制作。
在本发明的另一实施例中，上述双稳态显示介质层643为厚度3-5μm的胆固醇液晶层。
在本发明的另一实施例中，如图7所示，具有如同图6所示的可变色边框的触控装置的元件符号、元件的连接关系以及制作方法，在此不再赘述，值得注意的是，上述双稳态显示介质层643为电解质层634a以及电致变色层634b，其中，电解质层634a为厚度2-3μm的有机高分子电解质Poly(2acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid,PAMPSA)；电致变色层634b为厚度
的三氧化钨。
此外，本实施例的具有可变色边框的触控装置，除以上述制作顺序依序形成各层之外，也可分为两个部分制作，先分别制作完成后再黏合为本实施例的可变色边框，如图6所示，将遮光层640及填充层630先制作完成于第一基板610上、而触控元件层620先制作于第二基板660上，再将第一基板610上的遮光层640及填充层630和第二基板上的触控元件层620黏合。本实施例的可变色边框的制作方法如下：提供第一基板610，以框胶641在第一基板610上围设定义第一区111以及第二区112，其中第二区112环绕第一区111(此处第一区111、第二区112沿用前述的定义，即如同图1B的第一区111、第二区112所示)。在第二区112上依序形成导电层644、双稳态显示介质层643、透明导电层642，上述三者即为在第二区112上形成的遮光层640；接着，在第一区111形成填充层630，而填充层为采用有机材料，例如光学胶；另外提供第二基板660，在第二基板660上形成触控元件层620。最后，将第一区111的填充层630连同第二区112的遮光层640与触控元件层620接合，藉以形成本发明实施例的可变色边框。
第三实施例
如图8所示，具有可变色边框的触控装置包括第二基板860、触控元件层820、粘着层870、第三基板880、框胶841、透明导电层842、双稳态显示介质层843、导电层844、填充层830以及第一基板810。
本实施例的具有可变色边框的触控装置的上述各元件的连接关系及其制作方法如下：首先，提供第二基板860，于第二基板860上形成触控元件层820，接着提供第三基板880，以框胶841在第三基板880上围设定义第一区111以及第二区112，其中第二区112环绕第一区111(此处第一区111、第二区112沿用前述的定义，即如同图1B的第一区111、第二区112所示)。在第二区112上依序形成导电层844、双稳态显示介质层843、透明导电层842，上述三者即在第二区112上形成遮光层840；接着，在第一区111形成填充层830，而填充层采用有机材料，例如光学胶；最后，将第一区111的填充层830连同第二区112的遮光层与第一基板810黏合，并利用粘着层870将第三基板880与触控元件层820贴合，形成本发明第三实施例的具有可变色边框的触控装置。其中，导电层844的厚度为双稳态显示介质层843为厚度小于50μm的电泳显示介质层。
在本发明的另一实施例中，上述双稳态显示介质层843为厚度3-5μm的胆固醇液晶层。
在本发明的另一实施例中，如图9所示，具有如同图8所示的可变色边框的触控装置的元件符号、元件的连接关系以及制作方法，在此不再赘述，值得注意的是，上述双稳态显示介质层843是由电解质层843a以及电致变色层843b所组成，其中，电解质层843a为厚度2-3μm的有机高分子电解质Poly(2acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid,PAMPSA)；电致变色层843b为厚度
的三氧化钨。
此外，本实施例的具有可变色边框的触控装置，除以上述制作顺序依序形成各层之外，也可分为三个部分制作，先分别制作完成后再黏合为本实施例的具有可变色边框的触控装置，如图8所示，将框胶841、透明导电层844、双稳态显示介质层843及填充层830制作于第一基板810上，而触控元件层820则制作于第二基板860上，再将第三基板880与第一基板810上的层别黏合，且在第二基板860上的触控元件层820上涂布粘着层870以和第三基板880黏合，形成本发明实施例的可变色边框。
第四实施例
如图10所示的触控显示装置1000，其包含上述各实施例的具有可变色边框的触控装置1100、黏着层1200以及显示面板1300。其中，具有可变色边框的触控装置1100包含第一基板1110、填充层1130、遮光层1140以及触控元件层1120。
本实施例的触控显示装置上述各元件的连接关系及其制作方法如下：首先，提供一显示面板1300，显示面板1300包含显示区1310与周边区1320，且周边区1320围绕显示区1310；接着，形成黏着层1200于显示面板1300上；最后，以黏着层1200将显示面板1300与具有可变色边框的触控装置1100的触控元件层1120黏合，其中黏合的对准位置为可变色边框装置的填充层1130(即第一基板1110的第一区1111)对应于显示面板的显示区1310，且遮光层1140则对应于显示面板的周边区1320(即第一基板1110的第二区1112)。
在本发明的另一实施例中，可设置一第二基板(未绘示)于触控元件层1120与黏着层1200之间，再以黏着层1200将显示面板1300与具有可变色边框的触控装置1100的第二基板(未绘示)黏合。
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权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种具有可变色边框的触控装置，其特征在于，包含：
一第一基板，具有一框胶以定义出一第一区以及一第二区，其中该第二区环绕该第一区；
一填充层，位于该第一基板的第一区上；
一遮光层，位于该第一基板的第二区上，该遮光层包含：
一透明导电层，位于该第一基板上；
一双稳态显示介质层，位于该透明导电层上；以及
一导电层，位于该双稳态显示介质层上；以及
一触控元件层，位于该填充层与该遮光层上方。
2.根据权利要求1所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该双稳态显示介质层包含电泳显示介质层、电致变色层或胆固醇液晶层。
3.根据权利要求1所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该导电层包含一不透明金属导电层。
4.根据权利要求1所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该填充层材料包含一有机材料。
5.根据权利要求4所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，更包括一平坦层，位于该触控元件层、该遮光层与该填充层之间。
6.根据权利要求5所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该填充层与该平坦层使用的材料相同。
7.根据权利要求1所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，更包括一第二基板，设置于该触控元件层上。
8.根据权利要求7所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该填充层材料包含一光学胶。
9.根据权利要求8所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，更包括:
一第三基板，位于该遮光层与该填充层上；以及
一粘着层，位于该第三基板与该触控元件层之间。
10.根据权利要求9所述的具有可变色边框的触控装置，其特征在于，该粘着层材料包含一光学胶。
11.一种触控显示装置，其特征在于，包含：
权利要求1-8中任一项的具有可变色边框的触控装置；
一显示面板，包含一显示区与一周边区，其中该周边区围绕该显示区，且设置于该触控元件层上；以及
一黏着层，设置于该触控元件层与该显示面板之间；
其中该具有可变色边框的触控装置的该填充层对应于该显示面板的显示区，且该具有可变色边框的触控装置的该遮光层则对应于该显示面板的周边区。
12.根据权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于，该黏着层的材料包含一光学胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130605 |