CN104635963A - 触控显示装置与其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种触控显示装置与其制造方法。触控显示装置包括一显示面板以及一触控面板。触控面板设置于显示面板之上，且包括一触控基板及一感测电极层。触控基板具有一第一表面、一第二表面与一第三表面。第一表面与第三表面相对，第一表面远离显示面板，第三表面邻近显示面板，第二表面邻接于第一表面。感测电极层设置于第三表面上。第二表面具有一应力破坏区，且应力破坏区邻接于第一表面。

Description

触控显示装置与其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种显示装置与其制造方法，且特别是有关于一种触控显示装置与其制造方法。

背景技术

近年来由于触控相关软、硬件设备的普及，搭配触控功能的显示装置也因应而生。一般来说，触控显示装置是以口字型双面胶来接合触控面板与显示面板，并由背光的胶框所承载。当使用者进行操作时，会施力于此触控显示装置的触控面板。然而，一般触控面板可能会有边缘强度不足的问题，有时会由于施力不当而造成触控面板破裂，导致触控功能失效。如何增加触控面板的边缘强度，以避免触控面板破裂，乃业界所致力的课题之一。

发明内容

本发明提出一种触控显示装置与其制造方法，利用改变切割制程的下刀方向，使触控面板具有更佳的边缘强度，有效避免因为施力不当造成触控面板破裂的现象。

根据本发明的一方面，提出一种触控显示装置，包括一显示面板以及一触控面板。触控面板设置于显示面板之上，且包括一触控基板及一感测电极层。触控基板具有一第一表面、一第二表面与一第三表面，第一表面与第三表面相对，且第一表面远离显示面板，第三表面邻近显示面板，第二表面邻接于第一表面。感测电极层设置于第三表面上。第二表面具有一应力破坏区，应力破坏区邻接于第一表面。

根据本发明的另一方面，提出一种制造触控显示装置的方法，包括以下步骤。提供一触控基板，触控基板具有一第一表面与一第三表面，第一表面与第三表面相对。设置一感测电极层于第三表面上，以形成多个触控面板。于第一表面切割并裂片具有感测电极层的触控基板，以将多个触控面板之一与其他分离，分离后的触控面板更具有一第二表面，第二表面邻接于第一表面。第二表面具有一应力破坏区，应力破坏区邻近于分离后的触控面板的被切割之处。设置一显示面板于分离后的触控面板的触控基板的第三表面上，以得到一触控显示装置。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示本发明实施例的触控显示装置的示意图。

图2A绘示图1的触控面板的立体示意图。

图2B绘示图1的触控面板的部分区域A的放大示意图。

图2C绘示于一实施例中，触控面板在经过一磨边制程后部分区域A的放大示意图。

图3A～3G绘示本发明实施例的触控显示装置的制造方法的流程图。

图4绘示将一触控面板进行一应力测试实验的示意图。

图5绘示将本发明实施例的触控面板进行如图4的应力测试实验造成形变的示意图。

图中元件标号说明：

100：触控显示装置

1、5：触控面板

10：触控基板

11：第一表面

12、12’：第二表面

13：第三表面

121、122：应力破坏区

1112、1112’：交界处

1211：第一区域

1212：第二区域

1212A：第一子区域

1212B：第二子区域

20：感测电极层

2：显示面板

30、40：基板

50：介质层

d1：宽度

A：部分区域

C1：方向

L1、L2：负载轴承

S1、S2：支撑轴承

D1：L1与L2之间的距离

D2：S1与S2之间的距离

F：触控面板产生破坏时的施力

b：触控面板的宽度

h：触控面板的厚度

M：形变方向

X,Y,Z：座标轴

具体实施方式

图1绘示本发明实施例的触控显示装置100的示意图。如图1所示，触控显示装置100包括一触控面板1与一显示面板2。触控面板1设置于显示面板2之上，且触控面板1包括一触控基板10与一感测电极层20。触控基板1具有一第一表面11、一第二表面12与一与一第三表面13。第一表面11与第三表面13相对，且第一表面11远离显示面板2，第三表面13邻近显示面板2，第二表面12邻接于第一表面11。感测电极层20设置于第三表面13上。第二表面12具有一应力破坏区121，应力破坏区121是借由施加一切割制程与一裂片制程于第一表面11后所形成，且应力破坏区121邻接于第一表面11。

在本实施例中，触控面板1可例如是一电容式触控面板或一电阻式触控面板，而第一表面11可例如是一触控按压面。也就是说，使用者可以一物体，例如是手指或触控笔等对触控基板10的第一表面11进行按压，使触控显示装置100随着使用者于第一表面11进行按压的动作（例如是于第一表面11上的一个或多个点进行按压或形成一按压的轨迹）或触控的动作产生对应的特定功能。

在一实施例中，切割制程可包括以一切割刀在触控基板10上形成切痕。切割制程完成之后，触控基板10将借由一传输设备的震动而由切痕自行成长并分离，或被传送至一裂片装置以进行裂片制程。裂片制程可包括依据切痕的位置，使触控基板10被分离。

图2A绘示图1的触控面板1的立体示意图。图2B绘示图1的触控面板1的部分区域A的放大示意图。在一实施例中，触控基板1也可具有另一第二表面12’邻接于第一表面11，第二表面12’具有一应力破坏区122邻接于第一表面11。由于第二表面12’与其应力破坏区122类似于第二表面12与其应力破坏区121，以下仅以第二表面12与其应力破坏区121进行说明。

如图1所示，应力破坏区121沿着实质上垂直于第一表面11的方向（即Z方向）具有一宽度d1，在一实施例中，d1可介于20um至80um之间。但本发明并未限定于此，由于应力破坏区121是借由施加切割制程与裂片制程于第一表面11后所形成，因此宽度d1亦随制程参数设定而可能有所不同。

同时参照图1、2A、2B，应力破坏区121可具有一第一区域1211与一第二区域1212。第一区域1211例如是在切割制程中，触控基板1与切割刀接触的区域。因此，第一区域1211在沿着实质上垂直于第一表面11的方向（即Z方向）的宽度，是与切割刀的齿深相关。在一实施例中，第一区域1211在沿着实质上垂直于第一表面11的方向的宽度约为7um或10um。

第二区域1212例如是一粗糙区域，可具有破坏结构（crack），例如是将触控基板10借由传送设备的震动，或移载至一裂片装置，裂片装置沿着切割刀的切痕位置对触控基板10进行施力所形成。在一实施例中，破坏结构可具有多个微结构，此些微结构例如呈不规则或贝壳状，且第二区域1212在沿着实质上垂直于第一表面11的方向（即Z方向）的宽度可介于10um至70um之间。同样地，随制程参数设定与机台设备的不同，第二区域1212在沿着实质上垂直于第一表面11的方向（即Z方向）的宽度以及所形成的破坏结构的形状也会不同。

于一实施例中，触控面板更可借由一磨边制程处理的。图2C绘示于一实施例中，触控面板在经过一磨边制程后，部分区域A的放大示意图。由于第二表面12邻接于第一表面11，因此，可在第一表面11与第二表面12的交界处1112进行一磨边制程，以使第二区域1212包括一第一子区域1212A与一第二子区域1212B。第一子区域1212A为经过磨边制程处理过的区域，亦即为于施加磨边制程于第一表面11与第二表面12的交界处1112之后所形成的区域。

在本实施例中，磨边制程可使交界处1112处呈一具有角度约20度的倒角θ。但本发明并未限定于此，倒角θ的角度也可介于10～40度之间，端视磨边制程所使用的设备所决定。在一实施例中，第二表面12也可为一连接第一表面11及第三表面13的180度圆角。此外，比较图2C与图2B，由于磨边制程是施加于第二区域1212的第一子区域1212A上，可使第一子区域1212A的表面较为平整，粗糙度较低。也就是说，可降低第一区域1211与第二区域1212的第一子区域1212A的粗糙程度，例如可使破坏结构的范围减少。此时，第一子区域1212A的表面与第二子区域1212B的表面的粗糙程度不同。

当使用者以手指或触控笔等物体进行按压时，产生一应力施加于触控面板1上。此时，第一表面11承受一压应力（compressive stress），而感测电极层20承受一张应力（tensile stress）。此外，由于应力破坏区121邻近第一表面11，因此，应力破坏区121也承受压应力。

一般来说，当第二区域1212的破坏结构位于承受张应力之处，相较于破坏结构位于承受压应力之处的情况，位于承受张应力之处的破坏结构的形成范围更容易扩散，亦即，会有越多的区域于承受应力之后因为破坏结构的牵连作用也成为破坏结构。一旦破坏结构的范围扩散到一临界值，触控面板1便会整个破裂。此外，破坏结构会导致触控功能的失效，也就是说，当破坏结构的范围扩散至可让使用者以手指或触控笔等物体进行按压或触控的区域时，触控面板1将无法产生对应的特定功能。

因此，依据本发明实施例的触控显示装置100，由于其结构是将具有破坏结构的应力破坏区121设置于承受压应力之处，能有效地防止破坏结构的范围扩散。也就是说，本发明实施例的触控显示装置100可具有更佳的耐压强度，能有效避免因为使用者施力不当造成触控面板1破裂，而导致触控无效的现象。

在一实施例中，显示面板2可如图1所绘示包括一第一基板30、一第二基板40与一介质层50。第二基板40设置于第一基板30上，介质层50位于第一基板30与第二基板40之间。

在一实施例中，显示面板2可为一液晶显示面板，其介质层50为一液晶层。但本发明并未限定于此，在另一实施例中，显示面板2也可为一有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）显示面板。

在一实施例中，第一基板30可例如为彩色滤光基板，第二基板40可例如为薄膜晶体管基板。同样地，本发明不限定第一基板30与第二基板40的种类。在某些实施例中，薄膜晶体管与彩色滤光片可同时存在于第一基板30或第二基板40中。

此外，本发明的感测电极层20的材料可例如是氧化铟锡（ITO）或氧化铟锌（IZO）。

图3A～3G绘示本发明实施例的触控显示装置100的制造方法的流程图。同时参照图式，本发明实施例的触控显示装置100的制造方法可包括以下步骤。

首先，如图3A所示，提供一触控基板10，触控基板10具有一第一表面11与一第三表面13，第一表面11与第三表面13相对。在本实施例中，第一表面11可例如是一触控按压面。

接着，设置一感测电极层20于第三表面13上，以形成多个触控面板1。在一实施例中，感测电极层20可透过一光刻蚀刻技术，设置于第三表面13上。在另一实施例中，感测电极层20可透过一透明凝胶粘贴于第三表面13上。

接着，于第一表面11切割并裂片具有感测电极层20的触控基板10，以将多个触控面板1彼此分离。分离后的触控面板1更具有一第二表面12，第二表面12邻接于第一表面11，且第二表面12具有一应力破坏区121邻近于触控面板1被切割之处。第二表面12与应力破坏区121的结构请参照图2A、2B。

以下是以图3B～3F进行说明。如图3B所示，具有感测电极层20的触控基板10沿着Y方向传送至一切割设备70，切割设备70可包括至少一切割刀71，且切割设备70可邻接一裂片装置80。接着，如图3C、3D所示，切割设备70沿着C1方向（平行Z方向），以切割刀71在第一表面11上形成一切痕701，并将具有感测电极层20的触控基板10传送至裂片装置80。接着，如图3E、3F所示，裂片装置80依据切痕701的位置，沿着C1方向（平行Z方向）裂片具有感测电极层20的触控基板10，以得到分离的触控面板1。

在一实施例中，在将具有感测电极层20的触控基板10沿着Y方向传送至切割设备70之前，可包括一翻转的步骤，使触控基板10的第一表面11朝上。在本实施例中，经过切割与裂片制程后，触控面板1也可具有另一应力破坏区122，应力破坏区122与应力破坏区121彼此相对。

接着，如图3G所示，设置一显示面板2于触控面板1的第三表面13上，以得到如图1所绘示的触控显示装置100。在一实施例中，显示面板2可邻接于感测电极层20。

在一实施例中，也可于第一表面11与第二表面12的交界处1112，或第一表面11与第二表面12’的交界处1112’进行一磨边制程，以使第二区域1212包括一第一子区域1212A与一第二子区域1212B，第一子区域1212A为经过磨边制程处理过的区域。磨边制程可使应力破坏区121或应力破坏区122的部分表面（例如第一子区域1212A的表面）较为平整，同时减少应力破坏结构的范围。

图4是绘示将一触控面板进行一应力测试实验的示意图。在本实施例中，是以四点弯折试验（4point bending test）作为应力测试实验。

如图4所示，取一触控面板5进行四点弯折试验。触控面板5的长度例如为60mm、宽度为40mm、厚度为0.5mm。触控面板5包括一触控基板与一感测电极层（未绘示），例如可为本发明实施例的触控面板1。同时，也针对一比较例的触控面板进行四点弯折试验。比较例的触控面板与本发明实施例的触控面板的差异，在于比较例的触控面板在进行切割或裂片制程时，于具有感测电极层的触控基板的表面进行切割。

进行四点弯折试验时，对负载轴承L1与L2施加一应力，支撑轴承S1与S2可支撑触控面板5。触控面板5接触负载轴承L1与L2的一侧会承受一压应力，接触支撑轴承S1与S2的一侧则会承受一张应力。当施加的应力逐渐增大至触控面板5刚好产生破坏（failure）时，可透过下方公式得到此时的破坏压力值σ（MPa）：

$\mathrm{\σ}=\frac{3\×(D2-D1)\×F}{2\×b\×h^2}$

其中

D1为负载轴承L1与L2之间的距离（mm）；

D2为支撑轴承S1与S2之间的距离（mm）；

F为触控面板5产生破坏时的施力（N）；

b触控面板5的宽度（mm）；

h触控面板5的厚度（mm）；

图5绘示将本发明实施例的触控面板进行如图4的应力测试实验造成形变的示意图。如图5所示，触控面板1产生沿着M方向的形变。也就是说，触控面板1中，具有破坏结构的应力破坏区121位于承受压应力之处（位于触控面板1上侧，且处于往触控面板1中心紧缩的状态），而感测电极层20位于承受张应力之处（位于触控面板1下侧，且处于往外张开的状态）。

由于破坏结构位于承受压应力之处，相较于破坏结构位于承受张应力之处，破坏结构的范围较不容易扩散（亦即不会因为压应力的作用而有新的破坏结构产生）。因此，本发明实施例的触控面板1会具有较强的按压承受力。

以下以各种不同条件的实施例与比较例进行试验，将实验数据以“韦伯分布（Weibull distribution）”进行分析，并取几率为10%时的破坏压力值（称为B10值）纪录的。本发明实施例的触控基板在进行切割时，是于远离感测电极层的表面（如图1所示的第一表面11）进行切割。比较例的触控基板在进行切割时，是于配置有感测电极层的表面进行切割。

下表一与表二是分别为以机台A与机台B对触控面板切割后，进行四点弯折试验的结果。所述的“单磨切割边”是指对于进行切割制程时有接触到切割刀的部分进行磨边。

表一是以机台A对触控基板进行切割与裂片制程后形成的触控面板，进行四点弯折试验的试验结果。机台A的设定条件为：

切割刀：三菱（Mitsubishi,MDI）型号PENETT的机台125度/110齿；

磨轮砥石：树酯混合粘着剂；

磨边进给：7,800mm/min；

磨边转速：14,000rpm。

表一

表二是以机台B对触控基板进行切割与裂片制程后形成的触控面板，进行四点弯折试验的试验结果。机台B的设定条件为：

切割刀：三菱（Mitsubishi,MDI）型号PENETT的机台105度/170齿；

磨轮砥石：金属混合粘着剂；

磨边进给：6,800mm/min；

磨边转速：12,000rpm。

表二

如表一与表二所示，无论是以机台A或机台B对触控基板切割，本发明实施例的触控面板（于第一表面进行切割与裂片制程），相较于比较例（于具有感测电极层的触控面板的表面进行切割与裂片制程）明显可以承受更高的应力破坏强度。也就是说，依据本发明实施例的触控显示装置与其制造方法，借由于触控面板的不具有感测电极层的一表面下刀以进行切割制程，可使触控面板具有更佳的耐压强度，并有效避免使用者因为施力不当造成触控面板破裂而导致触控无效的现象。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (16)

1.一种触控显示装置，包括：

一显示面板；以及

一触控面板，设置于该显示面板之上，该触控面板包括：

一触控基板，具有一第一表面、一第二表面与一第三表面，该第一表面与该第三表面相对，该第一表面远离该显示面板，该第三表面邻近该显示面板，该第二表面邻接于该第一表面；及

一感测电极层，设置于该第三表面上；

其中，该第二表面具有一应力破坏区，且该应力破坏区邻接于该第一表面。

2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该应力破坏区沿着实质上垂直于该第一表面的方向的宽度为介于20um至80um之间。

3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该应力破坏区包括一第一区域与一第二区域，该第一区域为于施加一切割制程于该第一表面时，该触控基板与一切割装置接触的区域。

4.如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该第二区域具有一破坏结构，该破坏结构于施加一裂片制程于该第一表面时所形成。

5.如权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，该第二区域包括一第一子区域与一第二子区域，该第一子区域为于施加一磨边制程于该第一表面与该第二表面的交界处之后所形成的区域。

6.如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该第二区域沿着实质上垂直于该第一表面的方向的宽度介于10um至70um之间。

7.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该第一表面为一触控按压面。

8.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该应力破坏区是施加一切割制程与一裂片制程所形成。

9.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该感测电极层的材质为氧化铟锡或氧化铟锌。

10.一种制造触控显示装置的方法，包括：

提供一触控基板，该触控基板具有一第一表面与一第三表面，该第一表面与该第三表面相对；

设置一感测电极层该第三表面上，以形成多个触控面板；

于该第一表面切割并裂片具有该感测电极层的该触控基板，以将该多个触控面板之一与其他的触控面板分离，分离后的该触控面板更具有一第二表面，该第二表面邻接于该第一表面，该第二表面具有一应力破坏区，该硬力破坏区邻近于分离后的该触控面板的被切割之处；以及

设置一显示面板于分离后的该触控面板的该触控基板的该第三表面上，以得到一触控显示装置。

11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该应力破坏区邻接于分离后的该触控面板的该触控基板的该第一表面。

12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该应力破坏区沿着实质上垂直于该第一表面的方向的宽度介于20um至80um之间。

13.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，切割并裂片具有该感测电极层的该触控基板的步骤包括：

以一切割刀在该触控基板上的该第一表面上形成一切痕；

将该触控基板传送至一裂片装置；及

该裂片装置依据该切痕的位置对该触控基板进行裂片，以得到分离后的该触控面板。

14.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该应力破坏区包括一第一区域与一第二区域，该第一区域为该接触基板与一切割装置接触的区域。

15.如权利要求14所述的制造方法，更包括：

于该第一表面与该第二表面的交界处进行一磨边制程，以使该第二区域包括一第一子区域与一第二子区域，该第一子区域为经过该磨边制程处理过的区域。

16.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该第二区域沿着实质上垂直于该第一表面的方向的宽度介于10um至70um之间。