TW202107263A - 觸控顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控顯示裝置包含可撓式顯示面板、壓容應力感測器以及黏膠層。可撓式顯示面板具有顯示面以及相對於顯示面的下表面。壓容應力感測器以黏膠層直接貼附於可撓式顯示面板的下表面。

Description

觸控顯示裝置及其製造方法

本揭露是有關於一種觸控顯示裝置及觸控顯示裝置的製造方法。

近年來，隨著3D觸控顯示器被廣泛地應用於各種電子產品中，使用者對3D觸控顯示器的可撓性及彎折曲率半徑錙銖必較。在現有的技術中，3D觸控顯示器以不同的感測器分別感應水平觸控位置及垂直觸控位置。然而，多個感測器的設置將造成軟性顯示器的厚度大幅增加，進而嚴重降低3D觸控顯示器的可撓性。

此外，現有的3D觸控顯示器常需搭配主動式觸控筆的使用方能顯示筆觸粗細。然而，主動式觸控筆成本昂貴且需定期更換電池，便利性極低。因此，如何有效增加3D觸控顯示器的可撓性及降低成本是目前亟需解決的課題。

本揭露之一技術態樣為一種觸控顯示裝置。

根據本揭露一實施方式，一種觸控顯示裝置包含 可撓式顯示面板、壓容應力感測器以及黏膠層。可撓式顯示面板具有顯示面以及相對於顯示面的下表面。壓容應力感測器以黏膠層直接貼附於可撓式顯示面板的下表面。

在本揭露一實施方式中，壓容應力感測器包含第一基板、第一電極層、第一自組裝結構、第二電極層及第二基板。第一電極層位於第一基板上。第一自組裝結構位於第一電極層上。第二電極層位於第一自組裝結構上。第二基板位於第二電極層上。

在本揭露一實施方式中，第一自組裝結構包含高分子基質及複數個奈米粒子，且高分子基質具有複數個孔洞，且奈米粒子位於孔洞的表面上。

在本揭露一實施方式中，高分子基質的材料包含聚二氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。

在本揭露一實施方式中，奈米粒子的材料包含四氧化三鐵、α-三氧化二鐵、γ-三氧化二鐵、鈦酸鋇鍶、鈦酸鋇、氧化銦錫、氧化銦鋅、摻鋁氧化鋅、氧化鎵銦鋅及氧化鋅中的至少一者。

在本揭露一實施方式中，第一自組裝結構更包含複數個表面修飾結構，且表面修飾結構分別包覆奈米粒子。

在本揭露一實施方式中，壓容應力感測器更包含第二自組裝結構。第一自組裝結構接觸第一電極層，且第二自組裝結構接觸第二電極層。

在本揭露一實施方式中，第一自組裝結構與第二自組裝結構之間具有間隙，使得當於第二電極層上方施加外力 時，第一自組裝結構的側面與第二自組裝結構的側面互相耦合。

在本揭露一實施方式中，觸控顯示裝置更包含位於可撓式顯示面板上的覆蓋層。覆蓋層的厚度大於等於10微米且小於等於300微米。

本揭露之另一技術態樣為一種觸控顯示裝置的製造方法。

根據本揭露一實施方式，一種觸控顯示裝置的製造方法包含：形成壓容應力感測器；以及以黏膠層直接貼附壓容應力感測器於可撓式顯示面板的下表面。形成壓容應力感測器包含：形成第一電極層於第一基板上；設置第一自組裝結構於第一電極層上；形成第二電極層於第二基板上；以及設置第二電極層及第二基板於第一自組裝結構上。

在本揭露一實施方式中，設置第一自組裝結構於第一電極層上包含：形成第一自組裝材料；以及以網版印刷的方式將第一自組裝材料塗佈在第一電極層上以形成第一自組裝結構。

在本揭露一實施方式中，形成第一自組裝材料包含：將複數個奈米粒子與高分子基質混合，使得奈米粒子與高分子基質形成混合物。

在本揭露一實施方式中，將奈米粒子與高分子基質混合包含：調整奈米粒子之總質量與高分子基質之總質量的比例，使得比例介於0.8x至x之範圍中，其中x為混合物的滲透閾值。

在本揭露一實施方式中，更包含：設置覆蓋層於可撓式顯示面板上。

根據本揭露上述實施方式，由於壓容應力感測器可同時感應水平觸控位置(即x軸及y軸的觸控位置)及垂直觸控位置(即z軸的觸控位置)，因此僅需將壓容應力感測器直接貼附於可撓式顯示面板的下表面即可同時偵測三維(x軸、y軸及z軸)的觸控位置，不需分別設置偵測水平位置的感測器與偵測垂直深度的感測器。如此一來，可減小觸控顯示裝置的厚度，進而提升觸控顯示裝置的可撓性。此外，以上述方式製造的觸控顯示裝置可具有高敏感度的壓容應力感測器。

100‧‧‧觸控顯示裝置

200‧‧‧壓容應力感測器

210‧‧‧第一基板

220‧‧‧第一電極層

230‧‧‧第一自組裝結構

230'‧‧‧第一自組裝材料

231‧‧‧孔洞

231a‧‧‧表面

232‧‧‧高分子基質

233‧‧‧側面

234‧‧‧奈米粒子

236‧‧‧表面修飾結構

240‧‧‧第二電極層

250‧‧‧第二基板

260‧‧‧間隔單元

270‧‧‧第二自組裝結構

273‧‧‧側面

280‧‧‧間隙

300‧‧‧黏膠層

400‧‧‧可撓式顯示面板

401‧‧‧顯示面

403‧‧‧下表面

500‧‧‧覆蓋層

C1‧‧‧第一導線

C2‧‧‧第二導線

Ha、Hc、Hf‧‧‧厚度

ε‧‧‧介電常數

σ‧‧‧導電率

△C‧‧‧電容變化量

△C'‧‧‧相對電容變化量

C‧‧‧電容

C'‧‧‧相對電容

F‧‧‧外力

d‧‧‧距離

x‧‧‧滲透閾值

M1、M2‧‧‧總質量

M1/M2‧‧‧比例

x、y、z‧‧‧軸

R1‧‧‧第一區段

R1a、R1b‧‧‧區段

R2‧‧‧第二區段

R3‧‧‧第三區段

a-a‧‧‧線段

L1~L5‧‧‧曲線

S10、S12、S14、S16、S18、S20、S30‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置剖面圖。

第2圖繪示第1圖之壓容應力感測器的上視圖。

第3圖繪示第2圖之壓容應力感測器(包含第一基板與第二基板)於設置黏膠層、可撓式顯示面板及覆蓋層後的剖面圖。

第4圖繪示根據本揭露一實施方式之第3圖之第一自組裝結構的局部放大圖。

第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之第3圖之第一自組裝結構的局部放大圖。

第6圖繪示當外力施加於第3圖之第二電極層上方時之壓 容應力感測器的剖面圖。

第7圖繪示具有不同厚度之黏膠層的觸控顯示裝置之相對電容變化量-外力關係圖。

第8圖繪示根據本揭露另一實施方式之壓容應力感測器的剖面圖。

第9圖繪示根據本揭露另一實施方式之壓容應力感測器的剖面圖。

第10圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置的製造方法的流程圖。

第11圖及第12圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置的製造方法在各步驟的剖面圖。

第13圖繪示根據本揭露一實施方式之形成第一自組裝材料的示意圖。

第14圖繪示混合物中以表面修飾結構包覆的奈米粒子之總質量與高分子基質之總質量的比例-介電常數及導電率關係圖。

第15圖至第18圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置的製造方法在各步驟的剖面圖。

以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必 要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接至」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接至」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附 圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

第1圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100剖面圖。觸控顯示裝置100包含壓容應力感測器200、黏膠層300以及可撓式顯示面板400。可撓式顯示面板400具有顯示面401以及相對於顯示面401的下表面403。壓容應力感測器200以黏膠層300直接貼附於可撓式顯示面板400的下表面403。在本揭露一實施方式中，可撓式顯示面板400可為有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)顯示面板，但並不用以限制本揭露。

在本揭露一實施方式中，壓容應力感測器200包含第一基板210、第一電極層220、第一自組裝結構230、第二電極層240及第二基板250。第一電極層220位於第一基板210上。第一自組裝結構230位於第一電極層220上，且第一自組裝結構230具有彈性。第二電極層240位於第一自組裝結構230上，且第一自組裝結構230同時接觸第一電極層220與第二電極層240。第二基板250位於第二電極層240上。此外，第一基板210與第二基板250之間具有至少一間隔單元260，間隔單元260同時接觸第一基板210與第二基板250，且間隔單元260具有彈性。

第2圖繪示第1圖之壓容應力感測器200的上視圖，其中第2圖省略部分元件而僅繪示第一電極層220、第一自組裝結構230、第二電極層240及間隔單元260。同時參閱第 1圖及第2圖，每一個第一電極層220與對應之第二電極層240之間皆可形成一個電容，且多個電容以陣列的方式在水平方向(即x軸方向及y軸方向)上設置。此外，間隔單元260與電容交錯排列且亦以陣列的方式在水平方向上設置。具體來說，每四個電容圍繞一個間隔單元260，且每四個間隔單元260圍繞一個電容。此外，第一電極層220可電性連接至接收器，而第二電極層240可電性連接至掃描器。在第2圖的實施方式中，多個第一電極層220在x軸方向上以第一導線C1彼此連接並電性連接至接收器，而多個第二電極層240在y軸方向上以第二導線C2彼此連接並電性連接至掃描器。換句話說，接收訊號與掃描訊號互相垂直。

第3圖繪示第2圖之壓容應力感測器200(包含第一基板210與第二基板250)於設置黏膠層300、可撓式顯示面板400及覆蓋層500後沿線段a-a的剖面圖。同時參閱第2圖及第3圖，由於第一自組裝結構230及間隔單元260皆具有彈性，因此當外力施加於第二電極層240上方的特定位置時，第一自組裝結構230及間隔單元260會隨外力而產生形變，使得第一電極層220與第二電極層240之間的距離d減小。掃描器可透過此特定位置之距離d的變化以感應電容變化量，進而偵測外力的強度。透過掃描器與接收器之間的訊號傳遞，壓容應力感測器200可偵測外力所施加的水平觸控位置(即第2圖所示之x軸及y軸的觸控位置)。

在本揭露一實施方式中，觸控顯示裝置100更包含位於可撓式顯示面板400上方的覆蓋層500，且覆蓋層500 的厚度Hc大於等於10微米且小於等於300微米。覆蓋層500可由包含玻璃的材料所製成，但並不用以限制本揭露。在其他實施方式中，覆蓋層500可由包含塑膠的材料所製成。由於覆蓋層500的厚度Hc很小，且覆蓋層500的厚度Hc可隨著覆蓋層500的材料不同而進行調整，因此不會影響觸控顯示裝置100的可撓性。具體來說，當覆蓋層500的厚度Hc大於等於10微米且小於等於100微米時，覆蓋層500可由包含可撓性較差的材料(例如玻璃)所製成；當覆蓋層500的厚度Hc大於100微米且小於等於300微米時，覆蓋層500可由包含可撓性較佳的材料(例如塑膠)所製成。

第4圖繪示根據本揭露一實施方式之第3圖之第一自組裝結構230的局部放大圖。第一自組裝結構230包含高分子基質232及複數個奈米粒子234。高分子基質232具有複數個孔洞231，且奈米粒子234位於孔洞231的表面231a且圍繞孔洞231。詳細來說，奈米粒子234接觸並附著於孔洞231的表面231a。此外，附著於相同或不同孔洞231的奈米粒子234可彼此相連。

第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之第3圖之第一自組裝結構230a的局部放大圖。第一自組裝結構230a包含高分子基質232、複數個奈米粒子234及複數個表面修飾結構236。表面修飾結構236分別包覆奈米粒子234，以避免奈米粒子234沉澱或凝聚。詳細來說，表面修飾結構236分別包覆奈米粒子234並接觸且附著於孔洞231的表面231a。此外，附著於相同或不同孔洞231的奈米粒子234可透過表面修飾結構 236而彼此相連。

在本揭露一實施方式中，高分子基質232可由包含聚二氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯的材料所製成，但並不用以限制本揭露。此外，奈米粒子234可由包含碳、石墨、類金屬、金屬、或類金屬或金屬之導電氧化物的材料所製成。詳細來說，金屬可包含鋅(Zn)、鋁(Al)、鈧(Sc)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銦(In)、錫(Sn)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鍶(Sr)、鎢(W)、鎘(Cd)、鉭(Ta)及鈦(Ti)中的至少一者；導電氧化物可包含四氧化三鐵(Fe₃O₄)、α-三氧化二鐵(α-Fe₂O₃)、γ-三氧化二鐵(γ-Fe₂O₃)、鈦酸鋇鍶(BST)、鈦酸鋇(BT)、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、氧化鎵銦鋅(GIZO)及氧化鋅(ZnO)中的至少一者，但並不用以限制本揭露。另外，表面修飾結構236的材料可包含油酸(oleic acid)、聚乙二醇(PEG)及聚己內酯(PCL)中的至少一者，但並不用以限制本揭露。

第6圖繪示當外力F施加於第3圖之第二電極層240上方時之壓容應力感測器200的剖面圖，其剖面位置同第2圖之線段a-a。當外力F施加於第二電極層240上方的特定位置時，第一電極層220與第二電極層240之間的距離d減小，且第一自組裝結構230的孔洞231亦受壓縮而使得第一自組裝結構230的介電常數產生變化。距離d的減小以及介電常數的變化使得壓容應力感測器200產生大幅度的電容變化量。當外力F移除後，壓容應力感測器200可恢復至如第3圖之原始的狀態。

透過第一自組裝結構230的設置，使得壓容應力感測器200的電容變化量除了受距離d影響外，亦受第一自組裝結構230的介電常數影響，故得以提升壓容應力感測器200的敏感度。如此一來，壓容應力感測器200除了可偵測外力F所施加的水平觸控位置之外，還可同時偵測外力F所施加的垂直觸控位置(即z軸的觸控位置)，因此不需分別設置偵測水平位置的感測器與偵測垂直深度的感測器。藉由上述設置，可減小觸控顯示裝置100的厚度，進而提升觸控顯示裝置100的可撓性。此外，由於壓容應力感測器200具有高敏感度，因此可使用成本較低之被動式觸控筆來取代昂貴的主動式觸控筆。

第7圖繪示具有不同厚度Ha之黏膠層300的觸控顯示裝置100之相對電容變化量△C'-外力F關係圖。應瞭解到，此處的「相對電容變化量△C'」不具有單位，可經由後續計算推得(絕對)電容變化量△C。同時參閱第3圖及第7圖，在第7圖的實施方式中，可撓式顯示面板400的厚度Hf為75微米，且覆蓋層500的厚度Hc為100微米。曲線L1、曲線L2及曲線L3分別代表具有不同厚度Ha之黏膠層300的觸控顯示裝置100的相對電容C'隨外力F改變的狀態。詳細來說，曲線L1所代表的是當黏膠層300的厚度Ha為75微米時，觸控顯示裝置100的相對電容C'隨外力F改變的狀態；曲線L2所代表的是當黏膠層300的厚度Ha為50微米時，觸控顯示裝置100的相對電容C'隨外力F改變的狀態；曲線L3所代表的是當黏膠層300的厚度Ha為25微米時，觸控顯示裝置100的相對電容C'隨外力F改變的狀態。如第7圖所示，曲線L1、曲線L2及曲線L3分別 趨近線性關係，且當所施加之外力F很小(小於15g)時，即可偵測到相對電容變化量△C'。

第8圖繪示根據本揭露另一實施方式之壓容應力感測器200a的剖面圖，其剖面位置同第2圖之線段a-a。壓容應力感測器200a與壓容應力感測器200的不同之處在於：壓容應力感測器200a更包含第二自組裝結構270，且第一自組裝結構230與第二自組裝結構270分別接觸第一電極層220與第二電極層240。在本揭露一實施方式中，第一自組裝結構230與第二自組裝結構270之間具有間隙280。當於第二電極層240上方施加外力時，第一自組裝結構230的側面233與第二自組裝結構270的側面273互相接觸並耦合，且此時間隙280受壓縮而消失。此外，當於第二電極層240上方施加外力時，第一自組裝結構230接觸第二電極層240，且第二自組裝結構270接觸第一電極層220，但並不用以限制本揭露。在其他實施方式中，當於第二電極層240上方施加外力時，第一自組裝結構230亦可僅接觸第二自組裝結構270。

第9圖繪示根據本揭露另一實施方式之壓容應力感測器200b的剖面圖，其剖面位置同第2圖之線段a-a。壓容應力感測器200b與壓容應力感測器200a不同之處在於第一自組裝結構230與第二自組裝結構270的形狀。然而，第一自組裝結構230與第二自組裝結構270的形狀不以梯形(如第8圖所示)及三角形(如第9圖所示)為限。在其他實施方式中，第一自組裝結構230與第二自組裝結構270的形狀亦可為矩形、圓弧形或不規則多邊形等其他形狀。應瞭解到，由於壓容應力感測 器200a、200b亦具有高敏感度，因此可達到與壓容應力感測器200相同之功效。

已敘述過的元件連接關係、材料與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明觸控顯示裝置100的製造方法。

第10圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法的流程圖。觸控顯示裝置100的製造方法包含下列步驟。在步驟S10中，形成壓容應力感測器。在步驟S20中，以黏膠層直接貼附壓容應力感測器於可撓式顯示面板的下表面。其中，步驟S10更包含步驟S12、步驟S14、步驟S16及步驟S18。在步驟S12中，形成第一電極層於第一基板上。在步驟S14中，設置第一自組裝結構於第一電極層上。在步驟S16中，形成第二電極層於第二基板上。在步驟S16中，設置第二電極層及第二基板於第一自組裝結構上。在以下敘述中，將說明上述各步驟。

第11圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S12的剖面圖，其剖面位置同第2圖之線段a-a。在步驟S12中，形成第一電極層220於第一基板210上。

第12圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S14的剖面圖，其剖面位置同第2圖之線段a-a。在步驟S14中，設置第一自組裝結構230於第一電極層220上。此外，可設置間隔單元260於第一基板210上方以及第一自組裝結構230之間。以下將以第13圖及第14圖說明 步驟S14。

第13圖繪示根據本揭露一實施方式之形成第一自組裝材料230'的示意圖。在步驟S14中，可先將複數個奈米粒子234與高分子基質232混合，使得奈米粒子234與高分子基質232形成混合物233。接著，調整奈米粒子234之總質量M1與高分子基質232之總質量M2的比例M1/M2，使得比例M1/M2介於約0.8x至約x之範圍中，其中x為混合物233的滲透閾值(percolation threshold)。比例M1/M2介於上述範圍中的混合物233即為第一自組裝材料230'。第一自組裝材料230'中的高分子基質232具有複數個孔洞231，且奈米粒子234位於孔洞231的表面231a且圍繞孔洞231。隨後，可使用網版印刷(inject printing)的方式將第一自組裝材料230'塗佈在第一電極層220上以形成第12圖的第一自組裝結構230。

應瞭解到，在其他實施方式中，可將表面修飾結構236、奈米粒子234及高分子基質232一起混合以形成混合物233。應瞭解到，若混合物233中包含表面修飾結構236，則總質量M1可視為奈米粒子234與表面修飾結構236混合後之總質量M1。此外，在包含表面修飾結構236的第一自組裝材料230'中，高分子基質232具有複數個孔洞231，且表面修飾結構236分別包覆奈米粒子234並接觸且附著於孔洞231的表面231a。

第14圖繪示混合物233中以表面修飾結構236包覆的奈米粒子234之總質量M1與高分子基質232之總質量M2的比例M1/M2-介電常數ε及導電率σ關係圖。同時參閱第13 圖及第14圖，在第14圖的實施方式中，混合物233中的高分子基質232為聚二氟乙烯，奈米粒子234為四氧化三鐵(Fe₃O₄)，且表面修飾結構236為油酸(oleic acid)。曲線L4所代表的是混合物233中之比例M1/M2對應導電率σ的關係圖；曲線L5所代表的是混合物233中之比例M1/M2對應介電常數ε的關係圖。在第14圖中，大致上可依曲線L4(及曲線L5)的斜率分為三個區段，分別為：比例M1/M2介於約0%至約37%之範圍中的第一區段R1、比例M1/M2介於約37%至約44%之範圍中的第二區段R2、以及比例M1/M2介於約44%以上的第三區段R3。

應瞭解到，由於混合物233包含高分子基質232及奈米粒子234，因此混合物233可被視為導體-絕緣體複合物滲流系統(conductor-insulator percolation system)，故不論是在第一區段R1、第二區段R2或第三區段R3中，混合物233的介電常數ε與導電率σ的變化皆與滲流理論(percolation theory)相符。

在第一區段R1中，混合物233的介電常數ε及導電率σ隨著比例M1/M2的增加而分別由約0法拉/公尺(F/m)及約0西門子/公尺(S/m)緩慢上升。詳細來說，第一區段R1可再分為區段R1a及區段R1b。在區段R1a中，混合物233中的比例M1/M2介於約0%至約27%之範圍中，且混合物233的介電常數ε與導電率σ分別約為定值(即分別約為0法拉/公尺及0西門子/公尺)。也就是說，在區段R1a中的混合物233幾乎不具有導電性。在區段R1b中，混合物233中的比例M1/M2介於約 27%至約37%之範圍中，且混合物233的介電常數ε與導電率σ分別緩慢上升。然而，不論是在區段R1a或區段R1b中，以表面修飾結構236包覆之奈米粒子234在高分子基質232中皆為隨機分布。此外，隨著混合物233中的比例M1/M2由約0%漸增至約37%，以表面修飾結構236包覆的奈米粒子234之間開始產生微弱的連結，但在第一區段R1中的混合物233仍被視為不具有導電性。

在第二區段R2中，混合物233的介電常數ε及導電率σ隨著比例M1/M2的增加而分別開始急遽上升。在第二區段R2中的混合物233開始自組裝並在高分子基質232中產生複數個直徑約介於1奈米至2000奈米範圍中的孔洞231，且以表面修飾結構236包覆之奈米粒子234圍繞孔洞231並附著在孔洞231的表面231a。在第二區段R2中的混合物233經上述自組裝過程而形成第一自組裝材料230'。在第一自組裝材料230'中，孔洞231及圍繞孔洞231的奈米粒子234彼此聚集而被視為大量平行且相連的球形微電容器(spherical mini-capacitor)，使得在第二區段R2中之混合物233(即第一自組裝材料230')的介電常數ε隨著比例M1/M2的增加而急遽上升。

在第三區段R3中，混合物233的介電常數ε及導電率σ隨著比例M1/M2的增加而再度回到緩慢上升的狀態，且高分子基質232中的孔洞231逐漸消失，且以表面修飾結構236包覆之奈米粒子234在高分子基質232中彼此相連並呈現長周期性的排列。在第三區段R3中的混合物233具有高介電常數ε 及導電率σ，可被視為具有導電性。

由上述可知，在第二區段R2中的混合物233(即第一自組裝材料230')介於非導體與導體之間，且由非導體性質趨向導體性質。此外，混合物233的滲透閾值x為第二區段R2及第三區段R3之交界處的比例M1/M2(在上述實施方式中即為約44%)，也就是當混合物233成為導體的瞬間，以表面修飾結構236包覆的奈米粒子234之總質量M1與高分子基質232之總質量M2的比例M1/M2。

應瞭解到，在第14圖的實施方式中，在第二區段R2之混合物233中的比例M1/M2介於約0.84x至約x之範圍中(即介於約37%至約44%的範圍中)，也就是說，第一自組裝材料230'中的比例M1/M2介於約0.84x至約x之範圍中，但並不以此為限。在其他實施方式中，第一自組裝材料230'中的比例M1/M2可介於約0.8x至約x之範圍中，視混合物233中之高分子基質232、奈米粒子234及表面修飾結構236的性質而定。

由於在第二區段R2中所形成之第一自組裝材料230'具有孔洞231，因此由第一自組裝材料230'所形成之第一自組裝結構230的介電常數ε會隨著孔洞231壓縮而產生變化，進而使得壓容應力感測器200產生大幅度的電容變化量△C。如此一來，第一自組裝結構230對外力F具有高敏感度，因此可進一步產生具有高敏感度的壓容應力感測器200以同時偵測三維(x軸、y軸及z軸)的觸控位置。

第15圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S16的示意圖。在步驟S16中，形 成第二電極層240於第二基板250上方。同時參閱第11圖及第15圖，在本揭露一實施方式中，第一基板210及第一電極層220的材料可分別與第二基板250及第二電極層240材料相同，但並不用以限制本揭露。

第16圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S18的剖面圖。在步驟S18中，設置第二電極層240及第二基板250於第一自組裝結構230上方，使得第二電極層240接觸第一自組裝結構230，且第二基板250接觸間隔單元260。換句話說，在步驟S18中，可將於步驟S16中所形成之包含第二電極層240與第二基板250的結構倒置並設置於第一自組裝結構230上方。在完成步驟S18後，便形成包含第一基板210、第一電極層220、第一自組裝結構230、第二電極層240、第二基板250及間隔單元260的壓容應力感測器200。

第17圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S20的剖面圖。在步驟S20中，以黏膠層300直接貼附壓容應力感測器200於可撓式顯示面板400的下表面403。在本揭露一實施方式中，黏膠層300可貼附壓容應力感測器200的第二基板250至可撓式顯示面板400的下表面403。在其他實施方式中，黏膠層300亦可貼附壓容應力感測器200的第一基板210至可撓式顯示面板400的下表面403。

第18圖繪示根據本揭露一實施方式之觸控顯示裝置100的製造方法在步驟S30的剖面圖。在執行步驟S20 後，可接著執行步驟S30。在步驟S30中，設置覆蓋層500於可撓式顯示面板400上，便可得到如第3圖所示之觸控顯示裝置100。

根據本揭露上述實施方式，由於壓容應力感測器可同時感應水平觸控位置(即x軸及y軸的觸控位置)及垂直觸控位置(即z軸的觸控位置)，因此僅需將壓容應力感測器直接貼附於可撓式顯示面板的下表面即可同時偵測三維(x軸、y軸及z軸)的觸控位置，不需分別設置偵測水平位置的感測器及偵測垂直深度的感測器。如此一來，可減小觸控顯示裝置的厚度，進而提升觸控顯示裝置的可撓性。此外，以上述方式製造的觸控顯示裝置可具有高敏感度的壓容應力感測器。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露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

200‧‧‧壓容應力感測器

210‧‧‧第一基板

220‧‧‧第一電極層

230‧‧‧第一自組裝結構

231‧‧‧孔洞

240‧‧‧第二電極層

250‧‧‧第二基板

260‧‧‧間隔單元

300‧‧‧黏膠層

400‧‧‧可撓式顯示面板

401‧‧‧顯示面

403‧‧‧下表面

500‧‧‧覆蓋層

Ha、Hc、Hf‧‧‧厚度

d‧‧‧距離

z‧‧‧軸

Claims (14)

1. 一種觸控顯示裝置，包含：一可撓式顯示面板，具有一顯示面以及相對於該顯示面的一下表面；一壓容應力感測器；以及一黏膠層，其中該壓容應力感測器以該黏膠層直接貼附於該可撓式顯示面板的該下表面。
2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該壓容應力感測器包含：一第一基板；一第一電極層，位於該第一基板上；一第一自組裝結構，位於該第一電極層上；一第二電極層，位於該第一自組裝結構上；以及一第二基板，位於該第二電極層上。
3. 如請求項2所述的觸控顯示裝置，其中該第一自組裝結構包含一高分子基質及複數個奈米粒子，且該高分子基質具有複數個孔洞，且該些奈米粒子位於每一該些孔洞的一表面上。
4. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中該高分子基質的材料包含聚二氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。
5. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中該些奈米粒子的材料包含四氧化三鐵、α-三氧化二鐵、γ-三氧化二鐵、鈦酸鋇鍶、鈦酸鋇、氧化銦錫、氧化銦鋅、摻鋁氧化鋅、氧化鎵銦鋅及氧化鋅中的至少一者。
6. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中該第一自組裝結構更包含複數個表面修飾結構，且該些表面修飾結構分別包覆該些奈米粒子。
7. 如請求項2所述的觸控顯示裝置，其中該壓容應力感測器更包含一第二自組裝結構，且該第一自組裝結構接觸該第一電極層，且該第二自組裝結構接觸該第二電極層。
8. 如請求項7所述的觸控顯示裝置，其中該第一自組裝結構與該第二自組裝結構之間具有至少一間隙，使得當於該第二電極層上方施加一外力時，該第一自組裝結構的一側面與該第二自組裝結構的一側面互相耦合。
9. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，更包含一覆蓋層，其中該覆蓋層位於該可撓式顯示面板上，且該覆蓋層的一厚度大於等於10微米且小於等於300微米。
10. 一種觸控顯示裝置的製造方法，包含：形成一壓容應力感測器，包含形成一第一電極層於一第一基板上；設置一第一自組裝結構於該第一電極層上；形成一第二電極層於一第二基板上；以及設置該第二電極層及該第二基板於該第一自組裝結構上；以及以一黏膠層直接貼附該壓容應力感測器於一可撓式顯示面板的一下表面。
11. 如請求項10所述的觸控顯示裝置的製造方法，其中設置該第一自組裝結構於該第一電極層上包含：形成一第一自組裝材料；以及以網版印刷的方式將該第一自組裝材料塗佈在該第一電極層上以形成該第一自組裝結構。
12. 如請求項11所述的觸控顯示裝置的製造方法，其中形成該第一自組裝材料包含：將複數個奈米粒子與一高分子基質混合，使得該些奈米粒子與該高分子基質形成一混合物。
13. 如請求項12所述的觸控顯示裝置的製造方法，其中將該些奈米粒子與該高分子基質混合包含：調整該些奈米粒子之一總質量與該高分子基質之一總質 量的一比例，使得該比例介於0.8x至x之範圍中，其中x為該混合物的一滲透閾值。
14. 如請求項10所述的觸控顯示裝置的製造方法，更包含：設置一覆蓋層於該可撓式顯示面板上。

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