TWI484456B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置

本發明是有關於電子技術，且特別是有關於一種電子裝置。

由於環保意識抬頭，近幾年來綠色能源發展與應用更趨頻繁且成熟，許多如建築與消費電子產品也嘗試與綠色能源做結合。

在綠色能源方面，太陽能是一種具有永不耗盡且無污染的能源，在解決目前石化能源所面臨的污染與短缺的問題時，一直是受矚目的焦點。

然而，一般電子產品往往不易與太陽能板結合。舉例來說，常見市售鍵盤為不透明與半透明的有顏色材料所構成，但即使是透明效果的材料，其穿透性仍然有限，無法與太陽能板疊合。

由此可見，現有的電子產品與再生能源結合方面，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能更無礙地將電子產品與再生能源結合，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

因此，本發明之一態樣是在提供一種電子裝置，其具有觸控及有顯示功能外，兼與再生能源結合，有效利用再生能源。

依據本發明一實施例，一種電子裝置包括第一基板、第二基板、光電轉換單元、第一隔絕層、顯示單元以及觸感測器。光電轉換單元設置於第一基板上，第一隔絕層設置於光電轉換單元上，顯示單元設置於第一隔絕層上，觸感測器位於第二基板與顯示單元之間，其中第一、第二基板之間未設有其他基板。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：

1.　增加太陽能的吸收利用率。將太陽能轉換成電能，可減少對市電與電池的需求，延長電器時使用時間；以及

2.　由於第一、第二基板之間未設有其他基板，使得電子裝置之結構有薄化作用，減低材料成本以及物體體積。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

請參照第1圖，第1圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置100的示意圖。如第1圖所示，電子裝置100包括第一基板110、第二基板112、光電轉換單元120、第一隔絕層130、顯示單元140以及觸感測器150。在結構上，光電轉換單元120設置於第一基板110上，第一隔絕層130設置於光電轉換單元120上，顯示單元140設置於第一隔絕層130上，觸感測器150位於第二基板112與顯示單元140之間，其中第一基板110與第二基板112之間未設有其他基板，藉以減少電子裝置100之厚度。

在製造上，可於第一基板110製作光電轉換單元120，接著在光電轉換單元120上形成第一隔絕層130，例如以化學氣相沈積法塗布一絕緣層，絕緣層的材料例如無機材質(如：矽氧化物、矽氮化物、氮氧化矽、碳化矽、氧化鉿、氧化鋁、或其它材質、或上述之組合)、有機材質(如：光阻、苯並環丁烯、環烯類、聚醯亞胺類、聚醯胺類、聚酯類、聚醇類、聚環氧乙烷類、聚苯類、樹脂類、聚醚類、聚酮類、或其它材料、或上述之組合)、或上述之組合。若第一隔絕層130中含可撓性材質(如：塑膠、聚碳酸酯、聚甲基丙醯酸甲酯、…等)，則可達到可撓式效果。另外，可在第二基板112製作觸感測器150。然後，於第一基板110與第二基板112之間進行顯示單元140之製程。

由上述可知，電子裝置100並非以太陽能電池模組，顯示器與觸控面板三元件各自完成後，再用膠料貼合而成。因此，於第一基板110與第二基板112之間無須設置其他基板來作黏貼面或承載之用，使得電子裝置100之結構有薄化作用，減低材料成本以及物體體積。

第二基板112與觸感測器150可構成一觸控面板210，若使用者觸碰第二基板112時，觸感測器150可偵測接觸點所在之位置。在製程上，可先在第二基板112形成一透光導電材料層(未繪示)，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鉿、氧化鋅、氧化鋁、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘錫氧化物、鎘鋅氧化物、或其它合適材料、或上述之組合，再藉由適當的製程方法圖案化該透光導電材料層，以形成觸感測器150。藉此，觸感測器150的材質可為銦錫氧化物或其他上述之透光導電材料。

光電轉換單元120與第一基板110可構成一太陽能板結構220，若光線由第一基板110下方入射進來，光電轉換單元120可將光能轉換為電能。電能可再經由導線傳輸至觸感測器150、顯示單元140與/或負載使用，熟習此項技藝者當視當時需要彈性選擇之。

顯示單元140位於太陽能板結構220與觸控面板210之間，用以顯示影像。實作上，顯示單元140例如可為液晶顯示單元(如：穿透型顯示單元、半穿透型顯示單元、反射型顯示單元、彩色濾光片於主動層上(color filter on array)之顯示單元、主動層於彩色濾光片上(array on color filter)之顯示單元、垂直配向型(VA)顯示單元、水平切換型(IPS)顯示單元、多域垂直配向型(MVA)顯示單元、扭曲向列型(TN)顯示單元、超扭曲向列型(STN)顯示單元、圖案垂直配向型(PVA)顯示單元、超級圖案垂直配向型(S-PVA)顯示單元、先進大視角型(ASV)顯示單元、邊緣電場切換型(FFS)顯示單元、連續焰火狀排列型(CPA)顯示單元、軸對稱排列微胞型(ASM)顯示單元、光學補償彎曲排列型(OCB)顯示單元、超級水平切換型(S-IPS)顯示單元、先進超級水平切換型(AS-IPS)顯示單元、極端邊緣電場切換型(UFFS)顯示單元、高分子穩定配向型顯示單元、雙視角型(dual-view)顯示單元、三視角型(triple-view)顯示單元、三維顯示單元(three-dimensional)或其它型顯示單元、或上述之組合)；或者，顯示單元140例如可為電激發光顯示單元(如：磷光電激發光顯示單元、螢光電激發光顯示單元、或上述之組合)。若顯示單元140中之顯示介質同時包含液晶材料及電激發光材料，則此顯示面板稱之為混合式顯示單元或半自發光顯示單元。

第一基板110與/或第二基板112為透明基板。舉例來說，第一基板110與第二基板112的材質均可為無機透明材質(如：玻璃、石英、或其它合適材質、或上述之組合)、有機透明材質(如：聚烯類、聚酼類、聚醇類、聚酯類、橡膠、熱塑性聚合物、熱固性聚合物、聚芳香烴類、聚甲基丙醯酸甲酯類、塑膠、聚碳酸酯類、或其它合適材質、或上述之衍生物、或上述之組合)、或上述之組合。實作上，若第一基板110與第二基板112中含可撓性材質(如：塑膠、聚碳酸酯、聚甲基丙醯酸甲酯、…等)，則可達到可撓式效果。

於應用上，電子裝置100可作為具充電模組的透明鍵盤。光電轉換單元120具備充電模組之功能，可將光能轉換為電能，再經由導線傳輸至觸感測器150與顯示單元140使用。顯示單元140可顯示鍵盤之複數個字符，若使用者透過觸碰第二基板112以選擇某一字符時，觸感測器150可偵測接觸點所在之位置。

請參照第2圖，第2圖是依照本發明一具體實施例所繪示之電子裝置100的結構剖面圖。如第2圖所示，除了第一隔絕層130以外，電子裝置100亦可包括第二隔絕層132。在結構上，第二隔絕層132位於觸感測器150與顯示單元140之間，用以隔離觸感測器150與顯示單元140。實作上，第二隔絕層132的材料可與上述第一隔絕層130的材料相同。

於第2圖中，顯示單元140為反射式顯示裝置(reflection display device)，其包括第一透明導電膜141、第二透明導電膜142、圖案層143與顯示介質層144。在結構上，第一透明導電膜141形成於第一隔絕層130上，圖案層143形成於第一透明導電膜141上，第二透明導電膜142位於圖案層143上方，顯示介質層144配置於第一透明導電膜141與第二透明導電膜142之間。在材料方面，顯示介質層144可為聚合物液晶層、膽固醇液晶層、電泳顯示介質、或其它合適材質、或上述之衍生物、或上述之組合。

圖案層143包括多個圖案區域145a、145b、145c。在結構上，這些圖案區域145a、145b、145c彼此分隔地配置於第一透明導電膜141上，藉以增加反射效率。另外，圖案層143的材質可為光阻材料(如：有機光阻或無機光阻)、或其它合適材質、或上述之衍生物、或上述之組合。在製程上，可利用ultra-high-aperture(UHA)技術來製作圖案層143，其中圖案層143可為負型光阻(如：具高穿透度之負型光阻)，或是如矽氧化物、矽氮化物等無機材料。

光電轉換單元120包括第一電極層121、第二電極層124與光電轉換層126。在結構上，第一電極層121形成於第一基板110上，光電轉換層126形成於第一電極層121上，第二電極層124形成於光電轉換層126上。在材料方面，第一電極層121為透明導電膜，第二電極層124為金屬層。

在光電轉換單元120中，光電轉換層126可由p型半導體、本質(intrinsic)半導體、n型半導體堆疊形成p-i-n之結構，光線由第一基板110下方入射進來，透過光電轉換層126吸收產生電子及電洞對，經由第一電極層121與第二電極層124之間的電場將電子與電洞對分離而形成電壓與電流，再經由導線傳輸至顯示單元140、觸感測器150與/或負載使用。

為了提昇光電轉換單元120的效率，可將第一電極層121的表面製成金字塔形(pyramid)結構或粗紋化(textured)結構，以減少光的反射量。另外，光電轉換層可採用非晶矽薄膜，但因為其能隙通常介於1.7至1.8 eV之間，只能吸收波長小於800nm之太陽光，為了增加光的利用，可再堆疊一層微晶(micro-crystalline or nano-crystalline)矽薄膜，形成p-i-n/p-i-n之堆疊型(tandem)結構，微晶矽之能隙通常介於1.1至1.2 eV之間，可以吸收波長小於1100nm之光。

在結構上，第一電極層121具有多個溝槽123a、123b，藉由溝槽123a、123b劃分成多個第一電極區122a、122b、122c，使得這些第一電極區122a、122b、122c間隔著溝槽123a、123b排列。光電轉換層126包括多個光電轉換區127a、127b。這些光電轉換區127a、127b彼此相間隔地配置於第一電極層121上，並分別延伸於這些溝槽123a、123b中，而與第一基板110接觸。

第二電極層124包括多個第二電極區125a、125b。這些電極區125a、125b各自配置於光電轉換區127a、127b上。在製程上，可利用雷射切割(laser scribing)方式移除部分第二電極層124與光電轉換層126，而形成間隔128。

第一隔絕層130配置於第二電極層124上，並延伸至第二電極區125a、125b及光電轉換區127a、127b的間隔128中，而與第一電極層121接觸。如此，第一隔絕層130不僅可隔離光電轉換單元120與顯示單元140，亦可防止第二電極層124與第一電極層121之間有不當的短路狀況發生。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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．．．電子裝置

110．．．第一基板

112．．．第二基板

120．．．光電轉換單元

121．．．第一電極層

122a．．．第一電極區

122b．．．第一電極區

122c．．．第一電極區

123a．．．溝槽

123b．．．溝槽

124．．．第二電極層

125a．．．第二電極區

125b．．．第二電極區

126．．．光電轉換層

127a．．．光電轉換區

127b．．．光電轉換區

128．．．間隔

130．．．第一隔絕層

132．．．第二隔絕層

140．．．顯示單元

141．．．第一透明導電膜

142．．．第二透明導電膜

143．．．圖案層

144．．．顯示介質層

145a．．．圖案區域

145b．．．圖案區域

145c．．．圖案區域

150．．．觸感測器

210．．．觸控面板

220．．．太陽能板結構

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，所附圖式之說明如下：

第1圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置的示意圖；以及

第2圖是依照本發明一具體實施例所繪示之電子裝置的結構剖面圖。

100．．．電子裝置

110．．．第一基板

112．．．第二基板

120．．．光電轉換單元

130．．．第一隔絕層

140．．．顯示單元

150．．．觸感測器

210．．．觸控面板

220．．．太陽能板結構

Claims (13)

1. 一種觸控顯示裝置，包含：一第一基板；一第二基板，相對該第一基板設置；一光電轉換單元，設置於該第一基板上；一第一隔絕層，設置於該光電轉換單元上；一顯示單元，設置於該第一隔絕層上，並介於該光電轉換單元與該第二基板之間；以及至少一觸感測器，位於該第二基板與該顯示單元之間，其中該觸感測器形成於該第二基板上，且該第一、第二基板之間未設有其他基板。
2. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，更包含：一第二隔絕層，位於該觸感測器與該顯示單元之間。
3. 如請求項2所述之觸控顯示裝置，其中該第二隔絕層與該第一絕隔層的材料係包含矽氧化物或矽氮化物。
4. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該顯示單元包含：一第一透明導電膜，形成於該第一隔絕層上；一圖案層，形成於該第一透明導電膜上；一第二透明導電膜，位於該圖案層上方；以及 一顯示介質層，配置於該第一、第二透明導電膜之間。
5. 如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該圖案層包含：複數個圖案區域，彼此分隔地配置於該第一透明導電膜上。
6. 如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該顯示介質層包含一聚合物液晶層、一膽固醇液晶層或一電泳顯示介質。
7. 如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該圖案層的材料為負型光阻、矽氧化物或矽氮化物。
8. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該光電轉換單元包含：一第一電極層，形成於該第一基板上；一光電轉換層，形成於該第一電極層上；以及一第二電極層，形成於該光電轉換層上。
9. 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極層為透明導電膜。
10. 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第二電 極層為金屬層。
11. 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極層具有複數個溝槽，該光電轉換層包含：複數個光電轉換區，彼此相間隔地配置於該第一電極層上，並分別延伸於該些溝槽中，而與該第一基板接觸。
12. 如請求項11所述之觸控顯示裝置，其中該第二電極層包含：複數個電極區，各自配置於該些光電轉換區上。
13. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該第一隔絕層配置於該第二電極層上，並延伸至該些電極區的間隔及該些光電轉換區的間隔中，而與該第一電極層接觸。