CN108628486A - 可折叠式触控显示设备及其触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可折叠式触控装置包含一透光盖板以及一触碰感应层。透光盖板的弹性模量是介于3兆帕(MPa)与10兆帕之间，触碰感应层被透光盖板所覆盖，其中触碰感应层是可折叠的。本发明利用一种折弯半径小且耐折弯能力佳的透光盖板覆盖可折叠的触碰感应层，藉此将可折叠式触控装置应用于可折叠式显示模块上，实现触控装置多次弯折且不影响触控特性。

Description

可折叠式触控显示设备及其触控装置

技术领域

本发明涉及一种触控装置，尤其涉及一种可折叠式触控装置及具有此触控装置的可折叠式触控显示设备。

背景技术

随着科技的进步，智能型手机、笔记本电脑及平板计算机等可携式电子产品，均广泛地采用触控装置来做为用户的操作接口。随着显示科技的发展，目前已有可折叠式显示模块被开发出来。由于目前的触控装置的折弯半径大，耐折弯能力差，且折弯多次之后会出现折痕，影响其正常的使用，故现在触控装置难以应用于可折叠式显示模块上。

发明内容

为了克服现有触控装置的折弯半径大，耐折弯能力差的问题，本发明中提供了一种折弯半径小且耐折弯能力佳的可折叠式触控装置及具有此触控装置的可折叠式触控显示设备。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：一种可折叠式触控装置包含一透光盖板以及一触碰感应层。透光盖板的弹性模量介于3兆帕(MPa)与10兆帕之间。触碰感应层被透光盖板所覆盖，其中触碰感应层是可折叠的。

优选的，透光盖板的拉伸率大于85％。

优选的，透光盖板的抗拉强度大于85千克力/平方米(kgf/m2)。

优选的，透光盖板的压缩变形率小于9％。

优选的，透光盖板的拉伸率大于85％，透光盖板的抗拉强度大于85千克力/平方米(kgf/m2)，且透光盖板的压缩变形率小于9％。

优选的，透光盖板是由硅橡胶所构成。

优选的，透光盖板包含相对的一内表面及一外表面，触碰感应层位于透光盖板的内表面，其中可折叠触控装置更包含一功能层。功能层位于透光盖板的外表面。功能层具有远离透光盖板的一外表面，功能层的外表面的粗糙度低于透光盖板的外表面的粗糙度。

优选的，功能层包含一含氟烃类材料。

优选的，透光盖板的外表面包含硅橡胶。

优选的，可折叠式触控装置更包含一含氟烃类材料层。透光盖板是被含氟烃类材料层所覆盖，且透光盖板具有一邻近含氟烃类材料层的表面，邻近含氟烃类材料层的表面是由硅橡胶所构成。

优选的，透光盖板包含一硅橡胶表面。触碰感应层是至少部分地附着于硅橡胶内表面的一显示区。

优选的，可折叠式触控装置更包含一遮光层。此遮光层附着于硅橡胶内表面的一非显示区，该非显示区是未被触碰感应层附着的。

优选的，一种可折叠式触控装置包含一硅橡胶物以及一触碰感应层。触碰感应层被硅橡胶物所覆盖。触碰感应层是可折叠的。

优选的，触碰感应层包含金属网格、奈米银线、石墨烯或碳纳米管。

优选的，硅橡胶物的厚度介于50微米与300微米的间。

优选的，一种可折叠式触控显示设备包含一如前述的可折叠式触控装置、一可折叠式显示模块以及一可折叠式胶层。可折叠式胶层黏着可折叠式触控装置与可折叠式显示模块。

与现有技术相比，本发明所提供的可折叠式触控装置及触控显示设备，由于透光盖板(或硅橡胶物)的弹性模量不大于10兆帕，故透光盖板在承受被折弯的力量时，较容易被折弯而产生较大的弹性变形。因此，此弹性模量有助于透光盖板被折叠。进一步来说，此弹性模量有助于将透光盖板折成折弯半径小的折叠状态。此外，此弹性模量还有助于提升透光盖板的耐折弯能力。因此，当具有此弹性模量的透光盖板与可折叠的触碰感应层共同组成触控装置时，此触控装置可具有良好的可折叠特性，而有助于应用在可折叠式显示模块上。此外，由于透光盖板的弹性模量不小于3兆帕，故透光盖板可具有一定的硬度以维持触控装置的整体形状。也就是说，介于3兆帕与10兆帕之间的弹性模量可兼具将透光盖板折成折弯半径小的折叠状态、提升透光盖板的耐折弯能力、与使透光盖板具有足够的硬度以维持触控装置的整体形状等优点。

以上所述仅是用以阐述本发明所能解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。

附图说明

图1是本发明一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图；

图2是图1所示的可折叠式触控显示设备的折叠状态示意图；

图3是本发明另一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图；

图4是本发明另一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图。如图1所示，可折叠式触控显示设备包含透光盖板100、触碰感应层200、遮光层300、第一光学胶层400以及可折叠式显示模块500，其中透光盖板100、触碰感应层200与遮光层300可共同称为可折叠式触控装置。透光盖板100可包含内表面110以及外表面120。内表面110与外表面120是相对的。外表面120可做为使用者的触碰面。触碰感应层200至少部分地设置于内表面110的显示区(或可视区)，且遮光层300是设置于内表面110上未被触碰感应层200所附着的非显示区(或非可视区)，以遮蔽不透光导线。触碰感应层200与可折叠式显示模块500被第一光学胶层400所黏着。换句话说，第一光学胶层400是夹设于触碰感应层200与可折叠式显示模块500之间，以藉由第一光学胶层400的黏着能力固定触碰感应层200与可折叠式显示模块500。

当透光盖板采用玻璃等传统盖板的材料时，由于玻璃不具可挠曲的特性，故会使得透光盖板无法配合下方的可折叠式显示模块500一起折叠。当透光盖板采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(Polyimide；PI)或环烯烃聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)等可挠性材料时，虽然这样的透光盖板可配合下方的可折叠式显示模块500一起折叠，但是这类可挠性材料的折弯半径大(例如：折弯半径大于3毫米)，且耐折弯的能力差(例如：折弯次数很难达到十万次以上)。

因此，本发明的一些实施方式利用硅橡胶(silicone rubber)来形成透光盖板100。换句话说，透光盖板100是由硅橡胶所构成，而亦可称为硅橡胶物。由于硅橡胶具有螺旋形分子结构，其分子间力较小，故可具有较低的弹性模量。举例来说，由硅橡胶所构成的透光盖板100的弹性模量可介于3兆帕(MPa)与10兆帕之间。在一些实施方式中，这样的弹性模量可藉由调整硅橡胶的成分(例如：硅、碳、氢、及氧)的比例来实现。相较于PET、PI、或COP等材料所构成的透光盖板而言，硅橡胶所构成的透光盖板100的弹性模量不大于10兆帕，这样的弹性模量是足够小的。因此，当透光盖板100在承受被折弯的力量时，较容易被折弯而产生较大的弹性变形，而可顺利被折弯呈如图2所示的折叠状态。此外，这样的弹性模量还有助于提升透光盖板100的耐折弯能力。举例来说，具有上述弹性模量的透光盖板100能够承受二十万次的折叠，故其耐折弯能力显然优于由PET、PI或COP等材料所构成的透光盖板。此外，硅橡胶所构成的透光盖板100的弹性模量不小于3兆帕，故由硅橡胶所构成的透光盖板100可具有一定的硬度以维持触控装置的整体形状。也就是说，硅橡胶的弹性模量不仅有助于将透光盖板100折成折弯半径小的折叠状态并提升透光盖板100的耐折弯能力，还有助于使透光盖板100具有足够的硬度以维持触控装置的整体形状。

此外，上述弹性模量还有助于将透光盖板100折成折弯半径小的折叠状态。举例来说，当触控显示设备折叠成与图2所示相反的状态时(亦即，折叠后的透光盖板100位于可折叠式显示模块500的内侧)，透光盖板100的折弯半径最小可达到1毫米。在此可了解到，图1所示的触控显示设备可以沿着箭头A1的方向折叠成图2所示的状态(亦即，透光盖板100位于可折叠式显示模块500的外侧)，亦可沿着箭头A2的方向折叠成与图2所示相反的状态(亦即，透光盖板100位于可折叠式显示模块500的内侧)。

在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的拉伸率大于85％。这样的拉伸率有助于防止透光盖板100在折弯时产生折痕、裂痕、甚至断裂。在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的拉伸率小于95％。在一些实施方式中，这样的弹性模量可藉由调整硅橡胶的成分(例如：硅、碳、氢、及氧)的比例来实现。

在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的抗拉强度大于85千克力/平方米(kgf/m2)。这样的抗拉强度有助于提升透光盖板100所能承受的折弯应力。也就是说，这样的抗拉强度有助于提高透光盖板100的弹性限度(elastic limit)，以助于透光盖板100在折弯的过程中，能够保持弹性变形，而不会产生塑性变形。此外，由于这样的抗拉强度有利于透光盖板100在折弯的过程中保持弹性变形的状态，故可防止折痕的产生。在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的抗拉强度小于120千克力/平方米。在一些实施方式中，这样的抗拉强度可藉由调整硅橡胶的成分(例如：硅、碳、氢、及氧)的比例来实现。

在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的压缩永久变形率(compression set)小于9％。这样的压缩永久变形率有助于提升透光盖板100的回弹能力，防止透光盖板100因为长期或多次的反复折叠而产生永久变形(permanent deformation)。在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的压缩永久变形率大于3％。在一些实施方式中，这样的弹性模量可藉由调整硅橡胶的成分(例如：硅、碳、氢、及氧)的比例来实现。

当由硅橡胶所构成的透光盖板100的拉伸率大于85％、抗拉强度大于85千克力/平方米、且压缩永久变形率小于9％时，可更进一步地防止透光盖板100在多次折弯后产生折痕。

在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光盖板100的厚度介于50微米与300微米的间。此厚度有助于提高由硅橡胶所构成的透光盖板100的透光率，且亦可降低此透光盖板100的制造困难度。举例来说，当由硅橡胶所构成的透光盖板100具有上述厚度时，此透光盖板100的透光率可大于94％。

采用硅橡胶形成透光盖板100除了具有上述优点的外，还有以下优点。由于硅橡胶可以在摄氏150下长期使用而不会产生物理或化学性质的变化，因此硅橡胶可适合做为保护触碰感应层200的盖板。此外，硅橡胶可承受摄氏200度至摄氏350度的高温，因此，硅橡胶可承受制作触碰感应层200所采用的高温制程，例如：温度介于摄氏200度与摄氏260度的间的溅镀、显影、或蚀刻制程；温度介于摄氏100度与摄氏200度的间的涂布与雷射制程。此外，硅橡胶亦可承受制作遮光层300所采用的高温制程，例如温度介于摄氏150度与摄氏180度之间的印刷及烘烤制程。

在一些实施方式中，硅橡胶的黏度并不足以使得触碰感应层200能够稳固地附着于硅橡胶上，因此，由硅橡胶所形成的透光盖板100的内表面110可被施以特定的处理(例如等离子电浆处理)，以提升内表面110的黏度，从而助于触碰感应层200的附着。可了解到，在一些实施方式中，透光盖板100的外表面120并没有黏着其他组件的需求，故透光盖板100的外表面120可不被施以内表面110所经过的处理，因此，透光盖板100的外表面120与内表面110的黏度会不同。举例来说，透光盖板100的内表面110可被施以等离子电浆处理以提升黏度，而透光盖板100的外表面120可不被施以等离子电浆处理，因此，内表面110的黏度可大于外表面120的黏度。

可了解到，虽然上述实施方式是以硅橡胶来形成透光盖板100，但本发明的透光盖板100的材料并不以硅橡胶为限。于其他实施方式中，只要透光盖板100的弹性模量介于3兆帕(MPa)与10兆帕的间，则透光盖板100亦可由其他材料所构成。

在一些实施方式中，当透光盖板100是由硅橡胶所构成时，透光盖板100的内表面110与外表面120亦可分别称为硅橡胶内表面与硅橡胶外表面。触碰感应层200是至少部分地设置于此硅橡胶内表面的显示区。触碰感应层200是可折叠的，以利与透光盖板100及可折叠式显示模块500一起折叠。进一步来说，触碰感应层200可包含感应电极区210以及走线区220。走线区220围绕电极区210或至少位于电极区210一侧。电极区210是设置于透光盖板100的内表面110的显示区，且电极区210可包含复数感应电极于其中。走线区220是设置于透光盖板100的内表面110的非显示区的遮光层300上。电极区210中的感应电极是可折叠的。当然，在一些实施方式中，走线区220中的导电组件(例如导线)也是可折叠的。

可了解到，典型的感应电极是由氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)等透明金属氧化物所构成的。然而，由此类透明金属氧化物所构成的感应电极是不可折叠的。进一步来说，由透明金属氧化物所构成的感应电极经过折叠后，可能会产生裂痕或是断裂的状况，而失去感应电极所应有的功能。

因此，在一些实施方式中，触碰感应层200的感应电极是由金属网格(metalmesh)、奈米银线(Silver Nano Wire；SNW)、石墨烯或碳奈米管等可挠性导电材料所构成，而不是由透明金属氧化物所构成的。由于金属网格、奈米银线、石墨烯、及碳奈米管在经折叠后不会失去其本身的导电功能，故有助于形成可折叠的感应电极，以助于形成可折叠的触碰感应层200。

走线区220是被遮光层300所覆盖，故当使用者从外表面120上方观看触控显示设备时，走线区220可被遮光层300所遮蔽，因此，走线区220中可不必采用透光组件，故于部份实施方式中，走线区220可包含复数金属导线于其中，此金属导线的材质可为铜或银，但本发明并不以此为限。电极区210中的感应电极是电性连接走线区220中的金属导线，走线区220中的金属导线是电性连接电路板(未绘示于图中)。在一些实施方式中，走线区220可包含奈米银、碳纳米管、金属网格(metal mesh)或石墨烯等导电物，此类导电物的耐折弯能力佳，故可利于走线区220的折叠。如此一来，当电极区210中的感应电极感应到触控讯号时，此触控讯号可藉由走线区220中的金属导线传递给电路板，再藉由电路板传递给电路板上的处理器(未绘示于图中)。

在一些实施方式中，遮光层300是设置于透光盖板100的硅橡胶内表面110的非显示区。非显示区是未被触碰感应层200附着的。遮光层300可为深色遮光层(如黑色遮光层)或浅色遮光层(如白色遮光层)，以遮蔽其下方的走线区220中的金属导线。例如，遮光层300的材料可为深色油墨(如黑色油墨)或浅色油墨(如白色油墨)。在一些实施方式中，遮光层300可形成环状图案，并占据透光盖板100的内表面110最外侧的环状区域，而此环状图案可围绕触碰感应层200的电极区210。

在一些实施方式中，可折叠式显示模块500可包含有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode；OLED)显示面板。举例来说，可折叠式显示模块500可为主动矩阵有机发光二极管(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode；AMOLED)显示面板。由于有机发光二极管显示面板具有可折叠的特性，故可做为可折叠式显示模块500。

图3绘示依据本发明另一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图。如图3所示，本实施方式与图1所示的可折叠式触控显示设备间的主要差异在于：本实施方式包含功能层600。功能层600是设置于透光盖板100的外表面120。此功能层600可为抗指纹层、防爆层、抗眩光层、硬化层、或任意组合。在透光盖板100是由硅橡胶所构成的实施方式中，硅橡胶的材料特性会使得透光盖板100的表面粗糙度高，导致其外表面120的触感不佳。也就是说，当透光盖板100的外表面120包含硅橡胶时，会形成粗糙的外表面120。

因此，功能层600可用来提升使用者在触摸此触控显示设备时的触感。进一步来说，功能层600具有远离透光盖板100的外表面620。功能层600的外表面620的粗糙度会低于透光盖板100的外表面120的粗糙度。如此一来，相较于触摸透光盖板100的外表面120，当用户触摸功能层600的外表面620时，可体验到相对平滑的触感。

在一些实施方式中，功能层600可包含含氟烃类材料。这样的材料有助于形成粗糙度低的外表面620。换句话说，功能层600亦可称为含氟烃类材料层，而透光盖板100是被此含氟烃类材料层所覆盖。透光盖板100具有邻近含氟烃类材料层的外表面120，且此外表面120是由硅橡胶所构成。藉此，含氟烃类材料层可提高此触控显示设备的触感。可了解到，由于含氟烃类材料可做为抗指纹层的材料，故此功能层600除了提高触感外，亦可做为抗指纹层。

图4绘示依据本发明另一实施方式的可折叠式触控显示设备的剖面示意图。如图4所示，本实施方式与前述实施方式的间的主要差异在于：本实施方式具有双层的触碰感应层，而非单层的触碰感应层。进一步来说，可折叠式触控显示设备可包含透光盖板100、第一光学胶层400、可折叠式显示模块500、第二光学胶层700、第一触碰感应层810、第二触碰感应层820与透光板材900。第一触碰感应层810与第二触碰感应层820均被透光盖板100所覆盖，且第一触碰感应层810与第二触碰感应层820是分别设置于透光板材900的相对两侧。进一步来说，透光板材900具有相对的第一表面910与第二表面920。第一表面910是透光板材900面向透光盖板100的一表面，第二表面920是与第一表面910相对的一面。第一触碰感应层810是设置于第一表面910，第二触碰感应层820是设置于第二表面920。第二光学胶层700黏着透光盖板100与第一触碰感应层810。

为了利于使此触控显示设备具有可折叠性，透光板材900可由硅橡胶所构成。如同前述的透光盖板100，在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光板材900的弹性模量可藉由3兆帕(MPa)与10兆帕的间；在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光板材900的拉伸率大于85％；在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光板材900的抗拉强度大于85千克力/平方米(kgf/m2)；在一些实施方式中，由硅橡胶所构成的透光板材900的压缩永久变形率(compression set)小于9％。由此可知，在一些实施方式中，透光盖板100与透光板材900可由相同材料所构成。上述性质所带来的优点如前文所载，故不重复叙述。

在一些实施方式中，第一触碰感应层810与第二触碰感应层820可包含金属网格、奈米银线、石墨烯或碳奈米管，而这些材料所带来的优点如前文所载，故不重复叙述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则的内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围的内。

Claims (15)

1.一种可折叠式触控装置，包含：

一透光盖板，所述透光盖板的弹性模量介于3兆帕(MPa)与10兆帕之间；以及

一触碰感应层，被所述透光盖板所覆盖，其中所述触碰感应层是可折叠的。

2.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板的拉伸率大于85％。

3.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板的抗拉强度大于85千克力/平方米(kgf/m2)。

4.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板的压缩永久变形率小于9％。

5.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板是由硅橡胶所构成。

6.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板包含相对的一内表面及一外表面，所述触碰感应层设置于所述透光盖板的内表面上，其中所述可折叠式触控装置更包含：

一功能层，设置于所述透光盖板的外表面，其

中所述功能层具有远离所述透光盖板的一外

表面，所述功能层的外表面的粗糙度低于所述

透光盖板的外表面的粗糙度。

7.如权利要求6所述的可折叠式触控装置，所述功能层包含一含氟烃类材料。

8.如权利要求6所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板的外表面包含硅橡胶。

9.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，更包含：

一含氟烃类材料层，其中所述透光盖板被所述含氟烃类材料层所覆盖，且所述透光盖板具有一邻近所述含氟烃类材料层的表面，所述邻近含氟烃类材料层的表面是由硅橡胶所构成。

10.如权利要求1所述的可折叠式触控装置，其中所述透光盖板包含一硅橡胶内表面，所述触碰感应层至少部分地设置于所述硅橡胶内表面的一显示区。

11.如权利要求10所述的可折叠式触控装置，更包含：

一遮光层，设置于所述硅橡胶内表面的一非显示区，所述非显示区是未被所述触碰感应层附着的。

12.一种可折叠式触控装置，包含：

一硅橡胶物；以及

一触碰感应层，被所述硅橡胶物所覆盖，其中所述触碰感应层是可折叠的。

13.如权利要求12所述的可折叠式触控装置，其中所述触碰感应层包含金属网格、奈米银线、碳纳米管、或石墨烯。

14.如权利要求12所述的可折叠式触控装置，其中所述硅橡胶物的厚度介于50微米与300微米之间。

15.一种可折叠式触控显示设备，包含：

一如权利要求1至14中任一项所述的可折叠式触控装置；

一可折叠式显示模块；以及

一光学胶层，黏着所述可折叠式触控装置与所述可折叠式显示模块。