TW201519024A - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種觸控顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質層、一覆蓋層以及一第一觸控電極層。第二基板與第一基板相對設置。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。第二基板設置於覆蓋層與第一基板之間。第一觸控電極層設置於第一基板與覆蓋層之間。第一觸控電極層的厚度介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。

Description

觸控顯示裝置
本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種具有特定厚度之觸控電極層的觸控顯示裝置。
隨著科技的進步，觸控顯示裝置已被廣泛地應用於智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦等攜帶型電子設備中。觸控顯示裝置的觸控靈敏度與顯示裝置的面電阻(sheet resistance,Rs)有很大的關係，大尺寸的觸控顯示裝置往往需要更小的面電阻，以保有較佳的觸控靈敏度。一般係以增加觸控顯示裝置中的導電層厚度，以降低面電阻。
然而，導電層厚度的增加會導致光線穿透率降低，使用者在觀看觸控顯示裝置時容易看到其內部的電路，影響觸控顯示裝置的顯示品質。
本發明係有關於一種觸控顯示裝置，透過將觸控電 極層維持在特定的厚度，使得光線在通過觸控電極層時仍能維持較高的穿透率，進而增進觸控顯示裝置的顯示品質。
根據本發明一方面，提出一種觸控顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質層、一覆蓋層以及一第一觸控電極層。第二基板與第一基板相對設置。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。第二基板設置於覆蓋層與第一基板之間。第一觸控電極層設置於第一基板與覆蓋層之間。第一觸控電極層的厚度介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧觸控顯示裝置
11、12‧‧‧基板
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
13‧‧‧顯示介質層
14、15‧‧‧偏光板
16‧‧‧彩色濾光層
20‧‧‧覆蓋層
21、22‧‧‧黏著層
23‧‧‧玻璃層
30‧‧‧觸控電極層
301‧‧‧基材層
302、303‧‧‧電極層
31‧‧‧圖案化電極
43‧‧‧液晶層
R、T、T1、T2‧‧‧曲線
P1、P2、P3、P4、P5、P6‧‧‧波峰值
D1、D2‧‧‧波谷值
第1圖繪示本發明實施例之觸控顯示裝置的示意圖。
第2A~2G圖繪示本發明其他實施例之觸控顯示裝置的示意圖。
第3圖繪示觸控電極層之穿透率/反射率對觸控電極層之厚度的關係圖。
第4圖繪示觸控電極層之穿透率對觸控電極層之厚度的關係圖。
第5圖繪示本發明實施例之觸控電極層，在不同厚度條件下其反射光顏色的色度座標圖。
藉由以下實施例說明並配合所附圖式，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可清楚明白本發明之各種優點與特徵。然而，本發明當可以各種不同之形式進行調整，而非僅限定於以下實施例所述。在此所提供之實施例係用以充分揭露本發明，並將使本發明所屬技術領域中具有通常知識者可完全了解本發明之範圍。
第1圖繪示本發明實施例之觸控顯示裝置100的示意圖。為了對本發明之技術特徵有更清楚的描述，以下各實施例與圖式係省略部分元件。如第1圖所示，觸控顯示裝置100包括一第一基板11、一第二基板12、一顯示介質層13、一覆蓋層20以及一觸控電極層30。第二基板12與第一基板11相對設置，也就是說，第二基板12係面對第一基板11。且第二基板12設置於覆蓋層20與第一基板11之間。顯示介質層13設置於第一基板11與第二基板12之間。覆蓋層20係用以覆蓋觸控電極層30。觸控電極層30設置於第一基板11與覆蓋層20之間。此外，本發明之覆蓋層20也並未限定為一單層結構，在某些實施例中，覆蓋層20可為一複合結構，包括多層材料。
在一實施例中，第二基板12具有一第一表面121與一第二表面122，第一表面121面對第一基板11，且第一表面121與第二表面122相對。覆蓋層20設置於第二基板12之第二表面122。
第一基板11、第二基板12與顯示介質層13可用於顯示畫面，而觸控電極層30係用於感測觸控訊號，以偵測觸控位置點。觸控電極 層30可包括共平面式(coplanar)觸控電極圖案。於另一實施例中，觸控電極層30可包括具有跨橋結構(bridge)之觸控電極圖案。
在一實施例中，觸控顯示裝置100可為一液晶顯示裝置，也說，顯示介質層13可為一液晶層。第一基板11可例如是薄膜電晶體基板，第二基板12可例如是彩色濾光基板，且第一基板11與第二基板12上可各具有一偏光板(未繪示)設置於與液晶層相對的位置。在另一實施例中，可將一彩色濾光層與薄膜電晶體同時設置於第一基板或第二基板上。
但本發明並未限定於此，於另一實施例中，顯示介質層13可為一有機發光層。在一實施例中，第一基板11可例如是一薄膜電晶體基板，第二基板12可例如是一玻璃基板。於另一實施例中，第二基板可例如為彩色濾光基板。也就是說，在本領域中具有顯示功能的面板且不違背本發明精神下，皆可應用於本發明之觸控顯示裝置100。
如第1圖所示，本發明實施例之觸控電極層30可包括多數個圖案化電極31。觸控電極層30中之圖案化電極31的材質可例如是氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化鋅(ZnO)或氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)。上述圖案化電極之各實施例的折射率介於1.7~2.3之間(於光波長400-700nm之範圍內)。觸控電極層30中之圖案化電極31的厚度可介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數(包含正整數1及5)。在另一實施例中，觸控電極層30的厚度可介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間，N為1至5其中之一的正整數(包含正整數1及5)。於另一實施例中，N值可為2至4其中之一的正整數(包含正整數2及4)。
此外，本發明實施例之覆蓋層20的折射率介於1.45~1.65之間(於光波長400-700nm之範圍內)，較佳為介於1.48~1.6之間。由於覆蓋層20可為一單層結構或一複合結構，因此，在本說明書中所述之覆蓋層的折射率係指單層結構之覆蓋層20的折射率，或複合結構之覆蓋層20的整體折射率。觸控顯示裝置100的觸控電極層30之折射率則介於1.7~2.3之間，但並未限定於此。在一些實施例中，覆蓋層20可為一玻璃層、一膠層、一偏光板或一硬化處理(hard coated,HC)層，用以保護其內之觸控電極層30。膠層例如可為感壓膠(pressure sensitive adhesive,PSA)。
第2A~2G圖繪示本發明其他實施例之觸控顯示裝置的示意圖。相同或類似的元件係沿用相同的標號。要注意的是，雖然以下實施例係以觸控顯示裝置包括一液晶顯示面板(具有一第一基板11、一第二基板12與一液晶層43)進行說明，但本發明並未限定於此。於其他實施例中，觸控顯示裝置亦可包括有機發光顯示(organic light-emitting display,OLED)面板。此外，覆蓋層可為單層結構或複合結構，其折射率介於1.45~1.65之間，或折射率介於為介於1.48~1.6之間的材質。觸控電極層亦可包括多數圖案化電極，然為方便說明，以下敘述與圖式係省略圖案化電極。
如第2A圖所示，觸控顯示裝置200例如是一外掛式(Out-Cell)觸控顯示裝置，其包括一第一基板11、一第二基板12與一液晶層43，液晶層43設置於第一基板10與第二基板12之間。在本實施例中，觸控顯示裝置200更包括一第一偏光板14與一第二偏光板15。第一基板11、第二基板12與液晶層43係夾設於第一偏光板14與第二偏光板15之間。
在本實施例中，觸控顯示裝置200包括一第一觸控電極層302、一第二觸控電極層303與一基材層301。基材層301設置於第二基板12的第二表面122上。第一觸控電極層302與第二觸控電極層303分別設置於基材層301的上下兩側。基材層301可為玻璃或軟性基板，軟性基板例如可為PET基板。第一觸控電極層302可透過一第一黏著層21設置於第二偏光板15上。第一觸控電極層302可為一訊號傳送層，第二觸控電極層303可為一訊號接收層，或者第一觸控電極層302可為一訊號接收層，第二觸控電極層303可為一訊號傳送層。玻璃層23可透過一第二黏著層22設置於第二觸控電極層303上，也就是說，玻璃層23與第二黏著層22可作為一覆蓋層，且基材層301(與第一觸控電極層302、第二觸控電極層303)設置於第二基板12與此覆蓋層(玻璃層23與第二黏著層22)之間。第一觸控電極層302與第二觸控電極層303個別的電極厚度L可介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。在另一實施例中，第一觸控電極層302與第二觸控電極層303個別的厚度可介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間，N為1至5其中之一的正整數。於另一實施例中，N值可為2至4其中之一的正整數。
如第2B圖所示，觸控顯示裝置300例如是一單片式玻璃(OGS)觸控顯示裝置，亦即於顯示面板上僅外加一片具有觸控感應功能之玻璃基板。觸控顯示裝置300包括一第一基板11、一第二基板12與一液晶層43，液晶層43設置於第一基板10與第二基板12之間。在本實施例中，觸控顯示裝置300更包括一第一偏光板14及一第二偏光板15。第一基板11、第二基板12與液晶層43係夾設於第一偏光板14與第二偏光板15之 間。
在本實施例中，觸控電極層30與第二基板12之間具有第一黏著層21。也就是說，觸控電極層30可透過第一黏著層21設置於第二基板12的第二表面122，例如是設置於第二偏光板15上。玻璃層23可作為一覆蓋層，觸控電極層30係直接接觸玻璃層23。本實施例之觸控電極層30可為一電極共平面結構，此電極共平面結構可同時具備訊號傳送(Tx)與訊號接收(Rx)的作用。在另一實施例中，觸控電極層30可為一具有跨橋結構之電極設計，即訊號傳送與訊號接收於交叉處有跨橋設計(圖未示)。玻璃層23係設置於觸控電極層30上，且觸控電極層30可直接於玻璃層23上製作，再利用第一黏著層21黏貼於顯示面板10上。
同樣地，觸控電極層30上之電極的厚度L可介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。在另一實施例中，觸控電極層30的電極厚度L可介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間，N為1至5其中之一的正整數。於另一實施例中，N值可為2至4其中之一的正整數。
如第2C圖所示，觸控顯示裝置400例如是一種外嵌式(On-Cell)觸控顯示裝置。觸控顯示裝置400包括一第一基板11、一第二基板12與一液晶層43，液晶層43設置於第一基板10與第二基板12之間。在本實施例中，觸控顯示裝置400更包括一第一偏光板14及一第二偏光板15。第一基板11、第二基板12與液晶層43係夾設於第一偏光板14與第二偏光板15之間。與前述觸控顯示裝置200與300不同的地方，係在於觸控電極層30的設置方式。
如圖所示，觸控電極層30係設置於於第一偏光板14與第二偏光板15之間。在本實施例中，觸控電極層30係設置於第二偏光板15與第二基板12之間。玻璃層23可透過第一黏著層21設置於第二偏光板15上。第二偏光板15、第一黏著層21與玻璃層23可作為觸控電極層30的一覆蓋層。同樣地，觸控電極層30的電極厚度L可介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。在另一實施例中，觸控電極層30的電極厚度L可介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間，N為1至5其中之一的正整數。於另一實施例中，N值可為2至4其中之一的正整數。
第2D~2G圖繪示一種內嵌式(In-Cell)觸控顯示裝置的不同實施例。在這些實施例中，觸控顯示裝置(500、600、700、800)包括一第一基板11、一第二基板12、一液晶層43、一第一偏光板14、一第二偏光板15與一彩色濾光層16。彩色濾光層16與液晶層43設置於第一基板10與第二基板12之間，第一基板11、第二基板12、彩色濾光層16與液晶層43係夾設於第一偏光板14與第二偏光板15之間。
此外，第2D~2G圖所繪示之實施例更包括一第一觸控電極層302與一第二觸控電極層303，第二觸控電極層303與第一觸控電極層302彼此分離。在一實施例中，第一觸控電極層302可設置於第一基板11與第二基板12之第二表面122之間，例如第一觸控電極層302可設置於第二基板12之第一表面121上，或第一觸控電極層302可設置於第二基板12之第二表面122與液晶層43之間。在第2D~2G圖所繪示之實施例中，第二觸控電極層303設置於第二偏光板15與第二基板12之間。第一觸控電 極層302與第二觸控電極層303可作為訊號傳送電極或訊號接收電極，以用於偵測觸控訊號。
如第2D圖所示，觸控顯示裝置500之第一觸控電極層302係設置於彩色濾光層16與第一基板11之間。但本發明並未限定於此。如第2E圖所示，觸控顯示裝置600之第一觸控電極層302也可設置於彩色濾光層16與第二基板12之間。
如第2F圖所示，於另一實施例中，觸控顯示裝置700之彩色濾光層16可設置於第一基板11上。在此實施例中，第一觸控電極層302係設置於第二基板12與彩色濾光層16之間，且第一觸控電極層302可與第二基板12上的共同電極設計整合。如第2G圖所示，於另一實施例中，觸控顯示裝置800之彩色濾光層16與第一觸控電極層302亦可同時設置於第一基板11上。在此實施例中，第一觸控電極層302可與觸控顯示裝置800中的驅動電極或共同電極設計整合。
於第2D~2G圖所繪示之觸控顯示裝置具有內嵌式觸控電極(例如是第一觸控電極層302)的設計架構下，可利用觸控顯示裝置(500、600、700、800)中的共同電極或畫素電極，於顯示掃描的空閒時間(blanking time)作為觸控電極，並偵測觸控之作動。在另一實施例中，則可於原共同電極或畫素電極之外另外設置觸控電極。第一觸控電極層302與第二觸控電極層303的厚度只要符合上述的電極厚度L可介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，或者介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間，N為1至5其中之一的正整數，即可具有良好的顯示品質。此外，於另一實施例中，N值可為2至4其中之一的正整數。
第3圖繪示觸控電極層之穿透率/反射率對觸控電極層之厚度的關係圖。觸控電極層之穿透率與厚度之關係以曲線T繪示，觸控電極層之反射率與厚度之關係係以曲線R繪示。
如圖所示，觸控電極層之穿透率隨著觸控電極層之厚度增加，整體呈現下降的趨勢。但從曲線T中仍可看出，在觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å之處出現了明顯的相對波峰值P1、P2，亦即於相對波峰值P1、P2處，穿透率具有相對高值。然而，觸控電極層之反射率並未隨著觸控電極層之厚度而有明顯增加或減少的趨勢。但從曲線R中仍可看出，在觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å之處出現了明顯的相對波谷值D1、D2，亦即於相對波谷值D1、D2處，電極反射外界光線的反射率處於相對低點。也就是說，當觸控電極層的電極厚度約為1400Å之正整數倍時，可以達到穿透率相對高(穿透率到達波峰值)且又反射率相對低(反射率到達波谷值)的搭配，進而使得光線在觸控電極層中整體的穿透表現較佳。
第4圖繪示觸控電極層之穿透率對觸控電極層之厚度的關係圖。其中曲線T1係模擬將觸控電極層設置於一顯示面板與一具有折射率約為1.5之覆蓋層之間，所得之穿透率數據所繪示；曲線T2則將觸控電極層實際設置於一顯示面板與一具有折射率約為1.5之覆蓋層之間，並量測其所得之實際穿透率數據所繪示。
如圖所示，於曲線T1中，在觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å之處出現相對波峰值P3、P4。同樣地，於曲線T2中，在觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å之處亦出現相對波峰值P5、 P6。此外，由實際量測所得之穿透率數據所繪示的曲線T2，其穿透率隨著觸控電極層之厚度增加而下降的程度，比模擬所得之穿透率數據所繪示的曲線T1來得輕微，也就是下降幅度較小，但無論是曲線T1與曲線T2，皆於觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å之處，出現穿透率的相對波峰值。換句話說，無論是經由模擬或實際操作的結果，當觸控電極層的電極厚度約為1400Å與2800Å時，光線在觸控電極層中整體的穿透表現明顯較佳。
第5圖繪示本發明實施例之觸控電極層，其電極在不同厚度條件下反射光顏色的色度座標圖。此處之色度座標圖係為CIE 1931色度座標圖。請一併參考下表一與第5圖，不同編號的條件係對應於不同的觸控電極層之電極厚度，其具有不同的CIE 1931色度座標(x,y)與反射率，由表一與第5圖可以看出，當觸控電極層之電極厚度約為1400Å與2800Å時(即對應編號14、28)，其反射光顏色的色點都接近於藍色，由於人眼對藍色較不敏銳，且此顏色也與顯示裝置中的黑色矩陣(black matrix,BM)層的反射光顏色都屬於暗色，故而於顯示裝置背光關閉的模式下觀察時，較不易因人眼對透明導電電極的反射光顏色較為敏銳或因其反射光顏色與黑色矩陣層有顯著不同而明顯看出電極圖案，可使觸控顯示面板品質更佳。
相對地，當觸控電極層之電極厚度約為900Å或是2100Å(即對應編號9、21)，則反射光顏色的色點偏綠色，由於人眼對綠色較為敏銳，且與黑色矩陣層的反射光顏色差異較大，故而很容易在顯示裝置背光關閉模式下看到電極圖案。因此，若在設計上希望電極圖案之反射光顏色與黑色矩陣層的反射光顏色接近的話，選擇觸控電極層之電極厚度約為 1400Å或2800Å的厚度是較為理想的。
由上述實施例與實驗結果可知，本發明之觸控顯示裝置，透過將觸控電極層的電極厚度定為(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，且N為1至5其中之一的正整數時，光線在通過觸控電極層時仍然能夠維持較高的穿透率與較低的反射率，而可有效避免使用者在觀看觸控顯示裝置時看到其內部的電路，進而增進觸控顯示裝置的顯示品質。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧觸控顯示裝置
11、12‧‧‧基板
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
13‧‧‧顯示介質層
20‧‧‧覆蓋層
30‧‧‧觸控電極層
31‧‧‧圖案化電極

Claims (20)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一覆蓋層，其中該第二基板設置於該覆蓋層與該第一基板之間；以及一第一觸控電極層，設置於該第一基板與該覆蓋層之間，其中該第一觸控電極層的厚度介於(1400Å×N)×1.1與(1400Å×N)×0.9之間，N為1至5其中之一的正整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控電極層的厚度介於(1400Å×N)×1.05與(1400Å×N)×0.95之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中N為2至4其中之一的正整數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該覆蓋層的折射率介於1.45~1.65之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該覆蓋層的折射率介於1.48~1.6之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示介質層為一液晶層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示 介質層為一有機發光層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控電極層係直接接觸該覆蓋層，且該第一觸控電極層與該第二基板之間具有一黏著層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包括一第一偏光板與一第二偏光板，其中該第一基板、該第二基板與該顯示介質層係夾設於該第一偏光板與該第二偏光板之間，且該第一觸控電極層設置於該第二偏光板與該第二基板之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包括：一第二觸控電極層，設置於該第一基板與該覆蓋層之間，其中該第二觸控電極層與該第一觸控電極層彼此分離。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，更包括：一基材層，設置於該第二基板與該覆蓋層之間，其中該第一觸控電極層與該第二觸控電極層分別設置於該基材層的上下兩側。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控電極層設置於該第一基板與該第二基板之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控顯示裝置，更包括一第一偏光板與一第二偏光板，該第一基板、該第二基板與該顯示介質層係夾設於該第一偏光板與該第二偏光板之間，且該第二觸控電極層設置於該第二偏光板與該第二基板之間。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，更包括一 彩色濾光層，該彩色濾光層設置於該第一基板與該第二基板之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控電極層設置於該彩色濾光層與該第一基板之間。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控電極層設置於該彩色濾光層與該第二基板之間。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一基板為薄膜電晶體基板，該第二基板為彩色濾光基板。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一透明電極層包括複數個圖案化電極。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控電極層之材質為氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦錫鋅、氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化鋁鋅或氧化鎵鋅。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該覆蓋層為一玻璃層、一膠層、一偏光板或一硬化處理層。
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