TWI398693B - 觸控式顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控式顯示裝置及其製造方法

本發明是有關於一種觸控式顯示裝置及其製造方法，特別是有關於一種具簡化製造流程及提升顯示面板之光學效果之觸控式顯示裝置及其製造方法。

目前觸控式面板已廣泛使用於各種電子儀器，包括一些可隨身攜帶，強調輕薄短小之電子儀器上，如個人數位助理(PDA)、電子字典、手錶、計算機或筆記型電腦等。使用觸控面板相當方便，不需再額外增加鍵盤等輸入裝置，大幅減少裝置之重量。就現今市場需求而言，愈輕巧、方便攜帶，愈具市場競爭力。而觸控式面板，可依照構造和感測形式的不同區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板及電磁式觸控面板等種類。

一般平面顯示裝置所使用之觸控面板設計，如電阻式觸控面板，多由兩層鍍有銦錫氧化物(Indium tin oxide，ITO)之聚酯薄膜(PET film)層及玻璃層所組合，中間灑佈支撐粒(spacer)而達成。習用之平面顯示裝置請參照第1圖，其為一前光反射式顯示裝置之剖面示意圖。此前光反射式顯示裝置包含一顯示面板150，其上方設有一前光板130，前光板130上方設有一觸控面板模組120，側邊則設有一光源110，且前光板130，顯示面板150與光源110係容置於一殼體100內。觸控面板模組120係包含一透明玻 璃層125，玻璃層125之上表面鍍有一銦錫氧化物(ITO)層124，此銦錫氧化物係為一透明物質。銦錫氧化物層124上灑佈有一層支撐粒(spacer)層126，另有一聚酯薄膜(PET film)層121，其下表面亦鍍有一銦錫氧化物層122，聚酯薄膜層121與玻璃層125以一間隔結構123黏合，且於聚酯薄膜層121與玻璃層125之間散佈有一支撐粒結構126。於使用此觸控面板時，若聚酯薄膜層121於某一定點承受壓力，致使這一點上的銦錫氧化物層122與銦錫氧化物層124接觸形成電流通路，便可產生一電子訊號，以為輸入訊號之用。此觸控模組120亦藉由一間隔結構140貼附於前光板130或殼體100上。此外，光源110藉由前光板130導光而照射到顯示面板150後，則需穿透前光板130、玻璃層125、銦錫氧化物層124、銦錫氧化物層122及聚酯薄膜層121才能穿透至外界，因其穿透層數相當多，導致亮度不足或色彩偏暗，而使顯示效果不佳。

由於以往觸控面板之設計，其觸控模組及顯示模組均為獨立設計，其層數相當多，不但製程複雜困難，厚度下降不易，且透光效率或色彩顯示之光學效果亦隨之下降。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種觸控式顯示裝置及其製造方法，以解決習知技藝之觸控面板結構設計複雜，且易因設置層數過多而容易降低顯示效果之問題。

根據本發明之目的，提出一種觸控式顯示裝置，包含一顯示單元、一第一透明基材、一第一導電層、一第二透明基材及一第二導電層。其中，顯示單元設置於該觸控式顯示裝置之底層。第一透明基材具有一導光結構，用以散射一投影光源至顯示單元。第一導電層係設置於第一透明基板之上，且具有一上表面。第二透明基材設置於面對於第一導電層的位置。第二導 電層設置於第二透明基材面對第一導電層之一側，且具有一下表面。其中，第二導電層之下表面與第一導電層之上表面之間，以一間隔結構相連接。

根據本發明之一目的，又提出一種觸控式顯示裝置製造方法，包含下列步驟。首先，提供一第一透明基材。接著，形成一導光結構於第一透明基材。接著，設置一第一導電層於第一透明基材之上。接著，提供一第二透明基材。接著，設置第二導電層於第二透明基材之下表面。最後，設置間隔結構連接於第二導電層之下表面與該第一導電層之上表面之間。

承上所述，依本發明之觸控式顯示裝置及其製造方法，可藉由第一透明基材設置一導光結構，而不需額外設置對應顯示模組之導光結構，不但可簡化製程，並可提升觸控式顯示裝置之光學效果。

100‧‧‧殼體

110‧‧‧光源

120‧‧‧觸控面板模組

121‧‧‧聚酯薄膜層

123、140、23‧‧‧間隔結構

122、124‧‧‧銦錫氧化物層

125‧‧‧玻璃層

126‧‧‧支撐粒結構

130‧‧‧前光板

150‧‧‧顯示面板

2‧‧‧觸控式顯示裝置

21‧‧‧透明基板

211‧‧‧導光結構

212、251‧‧‧透明硬化層

22‧‧‧第一導電層

231‧‧‧支撐粒結構

24‧‧‧第二導電層

25‧‧‧第二透明基材

31‧‧‧顯示單元

32‧‧‧發光單元

321‧‧‧投影光源

4‧‧‧觸控式顯示裝置

41‧‧‧第一透明基材

411‧‧‧導光結構

42‧‧‧第二導電層

43‧‧‧間隔結構

44‧‧‧第二導電層

45‧‧‧第二透明基材

51‧‧‧顯示單元

52‧‧‧發光單元

S11~S15‧‧‧步驟流程

第1圖係為習知技藝之平面顯示裝置示意圖；第2圖係為本發明觸控式顯示裝置第一實施例示意圖；第3圖係為本發明觸控式顯示裝置第一透明基材結構第一實施例示意圖；第4圖係為本發明觸控式顯示裝置第二透明基材結構示意圖；第5圖係為本發明觸控式顯示裝置第二實施例結構示意圖；及第6圖係為本發明觸控式顯示裝置製造方法步驟流程圖。

請參閱第2圖及第3圖，其分別係為本發明之觸控式顯示裝置之第一實施例之示意圖及第一透明基材結構示意圖。圖中，於觸控式顯示裝置2之底層設置一顯示單元31，且觸控式顯示裝置2更包含一第一透明基材21、一第一導電層22、一第二導電層24、一第二透明基材25及一發光單元32。發光單元32設置在第一透明基材21之一端，且其可為一個或複數個發光二極體( LED)或冷陰極管(CCFL tube)等發光元件所構成，其可以發射出一投影光源321，以照明顯示單元31。

第一透明基材21可以聚酯薄膜(PET film)之材質所製成。其中，為使第一透明基材21具有導光效果，第一透明基材21係於一表面設置一導光結構211，係呈溝狀，其可由雷射雕刻、印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一層微結構薄膜之方式所形成。其中，為強化第一透明基材21之硬度，以防止被刮傷，第一透明基材21可視需求以塗佈(coating)之方式於其一側設置一透明硬化層212。

第一導電層22可為銦錫氧化物(ITO)所構成，其可以物理氣相沉積(PVD)之方式濺鍍於第一透明基材21上，且位於導光結構211之表面。此外，當第一透明基材21設置第一導電層22後，再於第一導電層22進行一蝕刻(etch)處理，以塗佈銀漿的方式設置複數個導電線路，用以傳送電性訊號。

第二透明基材25可以壓克力(PMMA)、聚酯薄膜(PET film)、玻璃或聚碳酸酯(PC)之材質所製成。其中，為強化第二透明基材25之硬度，以防止被刮傷，第二透明基材25之兩側可視需求以塗佈(coating)之方式設置一透明硬化層251，如第4圖所示。另外，第二導電層24可為銦錫氧化物(ITO)所構成，其可以電鍍之方式鍍覆於第二透明基材25上。

其中，復請參閱第2圖，第二導電層之下表面之周緣與該第一導電層之上表面之周緣之間，係以一間隔結構23相連接。又於此實施例中，於第二導電層24面對第一導電層22之一面設置一支撐粒(spacer)結構231，以間隔第二導電層24面對第一導電層22，其目的在於防止第一導電層22及第二導電層24吸附於一起而導致兩者永遠電性導通。

由於，第一透明基材21上設置有導光結構211，而具有導光效果。當發光單元32發射出投影光源321後，入射至導光結構211之光線因其光學性質而於交界面處產生全反射作用，因而將投影光源321均勻散射至顯示單元31之表面而產生二次折射，此二次折射之光線因其未達到全反射角度，因而穿透導光結構211、支撐粒結構231及第二透明基材25而出射於外界，以供使用者觀看顯示單元31所顯示之影像資訊。

當使用者藉由手指或觸控筆觸碰第二透明基材25並使其凹陷時，第二導電層24接受觸碰之位置便向下凹陷，而與下方之第一導電層22電性接觸，因而產生一電壓變化，再經由類比/數位轉換器(A/D converter)轉為數位訊號，經電腦運算後便可取得觸控點之座標位置。

此外，藉由於第一透明基材21設置導光結構211，而可不需如習知技藝之顯示單元，需另外配合設置一專用之導光片，而可減少層數之設置以簡化製程，並可減少由顯示單元31所顯示之光學影像因各層之折射反射作用，導致亮度不足或色彩偏暗造成光學影像品質不佳之缺點，而可進一步提升光學影像之品質。

請參閱第5圖，其係為本發明之觸控式顯示裝置之第二實施例之示意圖。圖中，觸控式顯示裝置4的底層設置一顯示單元51，且觸控式顯示裝置4更包含一第一透明基材41、一第一導電層42、一間隔結構43、一第二導電層44及一第二透明基材45。其中，第一透明基材41具有一導光結構411。在此實施例中，由於第一透明基材41及第一導電層42與第一實施例相同，在此不再贅述。本實施例與第一實施例之差異在於因本實施例之觸控式顯示裝置為電容式觸控式顯示裝置，因此，間隔結構43可為一玻璃層。第二導電層44則以濺鍍方式設置於間隔結構43(玻璃層)相對第一導電層42之一側。此外，第二透明基材45可為一硬化處理層，此硬化處理層係為一二氧化 矽之薄層，其硬度值可達莫氏硬度值7H以上，而可防止刮傷。本實施例觸控式顯示裝置之工作原理為在玻璃層上建立一均勻電場，可利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控目的。

請參閱第6圖，其係為本發明觸控式顯示裝置製造方法，包含下列步驟：S11：提供一第一透明基材；S12：形成一導光結構於第一透明基材：S13：設置一第一導電層於第一透明基材之上；S14：提供一第二透明基材；S15：設置一第二導電層於第二透明基材之下表面；導光結構可由雷射雕刻、印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一微溝膜之方式所形成，而可將第一透明基材成型為一導光結構。

其中，第一透明基材可以為聚酯薄膜(PET film)。第一導電層可為銦錫氧化物(ITO)所構成，其可以物理氣相沉積(PVD)之方式濺鍍於第一透明基材上。為強化第一透明基材之硬度，以防止使用者操作觸碰時導致刮傷，第一透明基材之兩側可視需求以塗佈(coating)之方式設置一透明硬化層。

第二透明基材可以壓克力(PMMA)或聚酯薄膜(PET film)、玻璃或聚碳酸酯(PC)之材質所製成。其中，為強化第二透明基材之硬度，以防止被刮傷，第二透明基材之兩側可視需求以塗佈(coating)之方式設置一透明硬化層。

其中，該第一導電層及該第二導電層可再進行一蝕刻(etch)處理，以塗佈銀漿的方式設置複數個導電線路於第一導電層及第二導電層上，用以傳 導電性訊號。

若觸控式顯示裝置為一電阻式觸控式顯示裝置，更包括於第二導電層之下表面之周緣與該第一導電層之上表面之周緣之間，係設置一間隔結構。又，更包括在第二導電層之下表面設置一支撐粒結構之步驟，而可構成一電阻式觸控式顯示裝置。

若觸控式顯示裝置為一電容式觸控式顯示裝置，則更包括在第二導電層與該第一導電層之間設置一間隔結構之步驟，此間隔結構可為一玻璃層，並可於玻璃層上建立一均勻電場，利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控目的。

綜上所述，本發明觸控式顯示裝置及其製造方法之功效在於可於透明基板之一側設置一微溝結構，而可使透明基板具有導光效果，而不需如習知技藝需另外設置導光板才可將光源均勻散射於顯示單元上，導致結構設計複雜造成製造設計困難，及因層數過多導致影像顯示效果不佳的問題。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

21‧‧‧透明基板

211‧‧‧導光結構

212‧‧‧透明硬化層

22‧‧‧第一導電層

31‧‧‧顯示單元

32‧‧‧發光單元

321‧‧‧投影光源

Claims (12)

1. 一種觸控式顯示裝置，包含：一顯示單元，設置於該觸控式顯示裝置之底層；一第一透明基材，設置於該顯示單元之上，該第一透明基材具有呈現凸字形溝狀之一導光結構，該導光結構係用以散射一投影光源至該顯示單元；一第一導電層，設置於該第一透明基材之上，且具有一上表面；一第二透明基材，設置於面對該第一導電層之位置；以及一第二導電層，設置於該第二透明基材面對該第一導電層之一側，且具有一下表面；其中，該第二導電層之下表面與該第一導電層之上表面之間，以一間隔結構相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中該間隔結構係設置於該第二導電層之下表面之周緣與該第一導電層之上表面之周緣之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控式顯示裝置，其中該第二導電層之下表面更具有一支撐粒結構，其設置於該第二導電層與該第一導電層之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，更包含一發光單元，該發光單元係設在該第一透明基材的一端，並投射出該投影光源。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中該導光結構係由雷射雕刻，印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一層微結構薄膜之其中之一所形成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示裝置，其中該第一導電層與該第二導電層皆更包括複數個導電線路。
7. 一種觸控式顯示裝置製造方法，包含：提供一顯示單元；提供一第一透明基材於該顯示單元上；形成呈現凸字形溝狀之一導光結構於該第一透明基材，該導光結構係用以散射一投影光源：設置一第一導電層於該第一透明基材之上；提供一第二透明基材；設置一第二導電層於該第二透明基材之下表面；以及設置一間隔結構連接於該第二導電層之下表面與該第一導電層之上表面之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示裝置製造方法，其中該間隔結構係設置於該第二導電層之下表面之周緣與該第一導電層之上表面之周緣之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控式顯示裝置製造方法，其中更包括在該第二導電層之下表面設置一支撐粒結構。
10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示裝置製造方法，其中更包括在該第一透明基材之一端設置一發光單元，該發光單元係產生該投影光源，該導光結構係將該投影光源均勻散射至該顯示單元。
11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示裝置製造方法，其中該導光結構係由雷射雕刻，印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一層微結構薄膜之方式形成於該第一透明基材之上。
12. 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示裝置製造方法，其中更包括於該第一導電層及該第二導電層設置複數個導電線路。