TWI661343B

TWI661343B - 觸控顯示裝置及其製造的方法

Info

Publication number: TWI661343B
Application number: TW107111543A
Authority: TW
Inventors: 林俊佑; 林冠亨; 李孟庭
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-03-31
Filing date: 2018-03-31
Publication date: 2019-06-01
Also published as: TW201942721A

Abstract

一種觸控顯示裝置，其包括顯示面板、第一觸控電極層、相位延遲膜、第二觸控電極層、光學膠層以及偏光塗層。顯示面板具有出光面。第一觸控電極層位於出光面上。相位延遲膜具有第一表面與第二表面，且第一表面與出光面相對設置。第二觸控電極層位於第一表面上。光學膠層位於第一觸控電極層和第二觸控電極層之間。偏光塗層位在相位延遲膜之第二表面上。

Description

觸控顯示裝置及其製造的方法

本發明係關於一種顯示技術，特別是一種觸控顯示裝置及其製造的方法。

隨著觸控技術發展漸趨成熟，將觸控感測功能應用於顯示器而產生的消費性電子產品也越來越多，例如是智慧型手機、平板（tablet）以及平板電腦（tablet PC）等。一般而言，具有觸控感測功能的顯示器可設置有複數個觸控電極層。當使用者以手指或是物體接近或觸碰具有觸控感測功能的顯示面板時，這些觸控電極層的電容值會發生對應的變化，於此可藉由電容值變化來偵測觸控位置。

然而，當外界環境光入射顯示器時，外界環境光容易被此些觸控電極層反射而影響使用者，進而影響到顯示器的畫面品質及顯示效果。

本發明一實施例提出一種觸控顯示裝置，其包括顯示面板、第一觸控電極層、相位延遲膜、第二觸控電極層、光學膠層以及偏光塗層。顯示面板具有出光面。第一觸控電極層位於出光面上。相位延遲膜具有第一表面與第二表面，且第一表面與出光面相對設置。第二觸控電極層位於第一表面上。光學膠層位於第一觸控電極層和第二觸控電極層之間。偏光塗層位在相位延遲膜之第二表面上。

本發明一實施例提出一種觸控顯示裝置的製造方法，其包含形成第一觸控電極層於顯示面板的出光面上；形成第二觸控電極層於相位延遲膜的第一表面上，該第一表面與該出光面相對設置；以光學膠層接著出光面、第一觸控電極層、第一表面和第二觸控電極層；以及形成偏光塗層於相位延遲膜的第二表面上。其中，相位延遲膜與出光面較接近的為第一表面和與出光面較遠離的為第二表面。

綜上所述，本發明實施例之觸控顯示裝置及觸控顯示裝置的製造方法，藉由分別在顯示面板與偏光膜（其上具有偏光塗層的相位延遲膜）形成第一觸控電極層及第二觸控電極層，然後再相互貼合成觸控顯示裝置，藉此避免外界環境光入射觸控顯示裝置後產生反射而影響使用者的觀看情況，且相對於將觸控膜層、圓偏片及線偏片依序外貼於顯示面板上之顯示裝置來說，本發明實施例大幅降低製程困難度且明顯降低整體厚度。

圖1為本發明一實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參閱圖1，觸控顯示裝置100包括顯示面板110、第一觸控電極層120、相位延遲膜130、第二觸控電極層140、光學膠層（optical clear adhesive，OCA）150以及偏光塗層160。第一觸控電極層120位於顯示面板110之出光面L上，第二觸控電極層140位於相位延遲膜130之第一表面S1上，顯示面板110之出光面L與相位延遲膜130之第一表面S1面對面設置（即相對設置）使得第一觸控電極層120與第二觸控電極層140也相對設置，而光學膠層150位於第一觸控電極層120與第二觸控電極層140之間。偏光塗層160位於相位延遲膜130上。

依據圖1所示之層疊關係，第一觸控電極層120位於顯示面板110的出光面L上，而第二觸控電極層140位於第一觸控電極層120之上且與第一觸控電極層120相對設置。其中，光學膠層150黏著位於顯示面板110及相位延遲膜130之間的第一觸控電極層120和第二觸控電極層140。

相位延遲膜130位於顯示面板110的出光面L之上。相位延遲膜130具有第一表面S1及相對於第一表面S1的第二表面S2，其中，第一表面S1和顯示面板110的出光面L較接近，而第二表面S2和顯示面板110的出光面L較遠離。其中，第二觸控電極層140位於相位延遲膜130的第一表面S1。相位延遲膜130具有光波長延遲效果，例如1/4波長延遲效果或3/4波長延遲效果，因此相位延遲膜130可將線偏振光線轉換為圓偏振光線。於一實施態樣中，相位延遲膜130包括複數液晶分子。於此，相位延遲膜130可以藉由改變此些液晶分子所組成之材料層的膜厚或是此些液晶分子的排列而調整其光學性質。此外，相位延遲膜130可以更包括配向層，以藉由配向層來調整此些液晶分子的排列方向。於一實施態樣中，相位延遲膜130的厚度D1介於2微米(μm)至10微米(μm)之間。

偏光塗層160位於相位延遲膜130的第二表面S2上。偏光塗層160具有線性偏振化效果以作為線偏振層，因此光線經過偏光塗層160後轉變成為線偏振光線。

於一實施態樣中，偏光塗層160包括複數液晶分子及二色性染料。其中，此些液晶分子與二色性染料混合而成複數個液晶染料，利用液晶染料的排列造成在特定方向上具有光吸收，因此可在偏光塗層160內形成光吸收軸與光穿透軸，此些液晶染料可吸收一特定方向的部分波段可見光，而吸收波段將決定了有效偏光波段。透過混合此些液晶分子與不同波段的二色性染料時，所得的液晶型染料將可作為吸收全波段可見光的線偏振層。舉例來說，透過混合不同（不限於兩種）吸收波段的液晶染料，例如是但不限於藍色液晶染料（其吸收波段為綠光波段及紅光波段）、紅色液晶染料（其吸收波段為藍光波段及綠光波段）及／或其他顏色的液晶染料等，將可形成能夠吸收可見光全波段的偏光塗層160。

於又一實施態樣中，偏光塗層160的厚度D2介於0.5微米(μm)至1.5微米(μm)之間。

於此，外界環境光200入射觸控顯示裝置100時，會先經過具有線性偏振化效果的偏光塗層160再經過相位延遲膜130。於此，相位延遲膜130可將線偏振光線轉換為圓偏振光線，也就是說，相位延遲膜130和偏光塗層160可用以為作為圓偏振層。詳細來說，當外界環境光200經過偏光塗層160之後轉變成為第一線偏振光線201。第一線偏振光線201再經過具有1/4波長延遲效果的相位延遲膜130後，會轉變成為第一圓偏振光線202。第一圓偏振光線202被第一觸控電極層120及/或第二觸控電極層140及/或其他內部電性配線反射後，第一圓偏振光線202的偏光方向會反轉而轉變成第二圓偏振光線203。第二圓偏振光線203進入偏光塗層160後會再轉為第二線偏振光線204。由於第二線偏振光線204（被第一觸控電極層120及/或第二觸控電極層140及/或其他內部電性配線反射後的線偏振光線）與第一線偏振光線201（被第一觸控電極層120及/或第二觸控電極層140及/或其他內部電性配線反射前的線偏振光線）方向並不相同，故第二線偏振光線204並無法通過偏光塗層160。因此，藉由將相位延遲膜130及偏光塗層160設置於第一觸控電極層120及第二觸控電極層140之上，可避免外界環境光200入射觸控顯示裝置100後產生反射而影響觀看者的情況。

於一實施態樣中，偏光塗層160係藉由將複數個液晶分子及二色性染料溶於適當的溶劑中，使其達到某一臨界濃度以形成液晶狀態而製得液晶型偏光塗料，而後將液晶型偏光塗料藉由濕式塗佈製程塗佈至相位延遲膜130的第二表面S2上，於固化液晶型偏光塗料後即可形成偏光塗層160。於一實施態樣中，為避免相位延遲膜130的第二表面S2於製備偏光塗層160時被破壞，於此觸控顯示裝置100可以更包括保護層170。保護層170位於相位延遲膜130的第二表面S2和偏光塗層160之間以保護相位延遲膜130的第二表面S2。另外，保護層170可以更具有光學等向性（Isotropic）。於一實施態樣中，保護層170的材料可以是聚（伸乙基亞胺）（Mica primer A-131-X，Mica公司）。於另一實施態樣中，保護層170的厚度D3小於100奈米(nm)。

於一實施態樣中，顯示面板110可以為有機發光顯示面板（organic light-emitting display）。於此，顯示面板110包括基板111、驅動電路層112、畫素定義層113、第一電極層114、有機發光層115、第二電極層116及薄膜封裝層117（Thin Film Encapsulation，TFE）。基板111可以為硬質基板或是可撓性基板。驅動電路層112設置於基板111上。畫素定義層113位於驅動電路層112上且具有至少一子畫素開口H。第一電極層114位在驅動電路層112上且於垂直基板111方向上和至少一子畫素開口H重疊。亦即，子畫素開口H暴露出第一電極層114。有機發光層115位於畫素定義層113的至少一子畫素開口H中並且通過此子畫素開口H位在第一電極層114上。第二電極層116位於畫素定義層113及有機發光層115上。薄膜封裝層117位於第二電極層116上，且薄膜封裝層117的上表面（與接觸第二電極層116之下表面相對）係為顯示面板110的出光面L。於一實施例中，如圖1所繪示，薄膜封裝層117係包括複數個封裝材料層，例如：有機材料層和無機材料層堆疊。於此，顯示面板110的出光面L係指薄膜封裝層117之最上層的封裝材料層的上表面。此外，須說明的是，圖1所繪示之薄膜封裝層117所包括的封裝材料層的數量僅作為示例，而非對本發明實施例的限定，於其他實施例（圖未繪示）中，薄膜封裝層117亦可以僅包括單一封裝材料層。薄膜封裝層117所包括的封裝材料層的數量視應用之顯示面板的封裝設計而定。

於一實施態樣中，如圖1所繪示，第一觸控電極層120內的複數個第一觸控電極122與第二觸控電極層140的複數個第二觸控電極142相對排列。也就是說，在顯示面板110的垂直投影方向上各第一觸控電極122與各第二觸控電極142重疊。不過，於另一實施態樣（圖未繪示）中，第一觸控電極層120內的複數個第一觸控電極122與第二觸控電極層140的複數個第二觸控電極142間隔排列。也就是說，在顯示面板110的垂直投影方向上各第一觸控電極122與各第二觸控電極142不重疊。於又一實施態樣中，第一觸控電極層120與第二觸控電極層140的材料可以是透明導電材料、金屬材料、合金材料或其組合。

於一實施態樣中，光學膠層150係具有可透光性的光學膠，其透光率大於80%。光學膠層150的材料可以為有機矽基材料（organic Silicon-based）。光學膠層150的介電常數（dielectric constant）介於1.4~2.0。於一實施態樣中，光學膠層150的厚度D4介於1微米(μm)至25微米(μm)之間。

圖2為本發明一實施例的觸控顯示裝置的製造方法的流程圖。圖3至圖12分別是本發明一實施例的觸控顯示裝置的製造方法於各步驟所形成的剖面示意圖。以下搭配圖式詳細說明觸控顯示裝置的製造方法。

請參閱圖2。首先，形成第一觸控電極層120於顯示面板110的出光面L上（步驟P1），其中第一觸控電極層120包含複數個第一觸控電極122間隔排列，如圖3所示。於一實施態樣中，顯示面板110可以為電激發光顯示面板，其中，顯示面板110的出光面L係指薄膜封裝層117之最上層的封裝材料層的上表面。於此實施態樣中，當觸控顯示裝置100係為可撓式觸控顯示裝置時，在製程上，可先在承載基板SUB依序層疊形成顯示面板110，再於後續製程工序中，將承載基板SUB移除以置換成可撓性基板。於此，顯示面板110之驅動電路層112可以先透過轉移層E設置於承載基板SUB上，以便於後續移除承載基板SUB。

於形成第二觸控電極層140於相位延遲膜130的第一表面S1上（步驟P2）之前，觸控顯示裝置100的製造方法可以更包括提供相位延遲膜130。詳細而言，首先，請參閱圖4，相位延遲膜130的第一表面S1係預先設置有離形層R，且離形層R的材料可以是高分子材料，例如聚醯亞胺（PI）或聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。接著，請參閱圖5，藉由施加黏著層A將相位延遲膜130的相對於設置有離形層R的第二表面S2黏著在透光基板T上。接著，請參閱圖6，使離形層R從相位延遲膜130剝離，以裸露相位延遲膜130的第一表面S1。於此，可利用外力剝離離形層R的方式、或是利用有機溶劑來溶解離形層R的方式，來移除離形層R。於此，即可暴露相位延遲膜130的第一表面S1，以便後續製程工序。

請參閱圖7，接著，形成第二觸控電極層140於相位延遲膜130的第一表面S1上（步驟P2），其中第二觸控電極層140包含複數個第二觸控電極142間隔排列。

請參閱圖8，接著，將光學膠層150塗覆在相位延遲膜130的第一表面S1及/或顯示面板110的出光面L，並將相位延遲膜130的第一表面S1以及顯示面板110的出光面L相對，以使光學膠層150能夠接著出光面L、第一觸控電極層120、第一表面S1和第二觸控電極層140（步驟P3）。

請參閱圖9。將黏著在相位延遲膜130的第二表面S2的透光基板T移除，以裸露相位延遲膜130的第二表面S2上。

請參閱圖10，於此實施態樣中，當觸控顯示裝置100係為可撓式觸控顯示裝置時，觸控顯示裝置100的製造方法可選地更包括將顯示面板110之承載基板SUB移除，並另貼合可撓性基板FP。具體來說，可以藉由蝕刻製程或是雷射剝離製程來移除承載基板SUB，再使顯示面板110之驅動電路層112另貼合可撓性基板FP。

接著，請參閱圖11，為避免相位延遲膜130的第二表面S2於製備偏光塗層160時被破壞，於形成偏光塗層160於相位延遲膜130的第二表面S2上（步驟P4）之前，觸控顯示裝置100的製造方法可選地更包括形成保護層170於相位延遲膜的第二表面S2上。於一實施態樣中，保護層170可以更具有光學等向性（Isotropic）。於另一實施態樣中，保護層170的材料可以是聚（伸乙基亞胺）（Mica primer A-131-X，Mica公司）。於另一實施態樣中，保護層170的厚度D3小於100奈米(nm)。

請參閱圖12，形成偏光塗層160於相位延遲膜130的第二表面S2上（步驟P4）。詳細而言，首先，將液晶材料及二色性染料溶於適當的溶劑中，使其達到某一臨界濃度以形成液晶狀態，以形成液晶型偏光塗料。接著，將液晶型偏光塗料藉由濕式塗佈製程塗佈至相位延遲膜130的第二表面S2，接著，將液晶型偏光塗料固化後即形成偏光塗層160。於一實施態樣中，當觸控顯示裝置100包括保護層170時，液晶型偏光塗料係藉由濕式塗佈製程塗佈至保護層170上。而後，固化液晶型偏光塗料，以於保護層170上形成偏光塗層160。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，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所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，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

110‧‧‧顯示面板

111‧‧‧基板

112‧‧‧驅動電路層

113‧‧‧畫素定義層

114‧‧‧第一電極層

115‧‧‧有機發光層

116‧‧‧第二電極層

117‧‧‧薄膜封裝層

120‧‧‧第一觸控電極層

122‧‧‧第一觸控電極

130‧‧‧相位延遲膜

140‧‧‧第二觸控電極層

142‧‧‧第二觸控電極

150‧‧‧光學膠層

160‧‧‧偏光塗層

170‧‧‧保護層

200‧‧‧外界環境光

201‧‧‧第一線偏振光線

202‧‧‧第一圓偏振光線

203‧‧‧第二圓偏振光線

204‧‧‧第二線偏振光線

A‧‧‧黏著層

D1、D2、D3、D4‧‧‧厚度

E‧‧‧轉移層

FP‧‧‧可撓性基板

H‧‧‧子畫素開口

L‧‧‧出光面

R‧‧‧離形層

T‧‧‧透光基板

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

SUB‧‧‧承載基板

P1、P2、P3、P4‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。圖2為本發明一實施例的觸控顯示裝置的製造方法的流程圖。圖3至圖12分別是本發明一實施例的觸控顯示裝置的製造方法於各步驟所形成的剖面示意圖。

Claims

一種觸控顯示裝置，包括：一顯示面板，具有一出光面；一第一觸控電極層，位於該出光面上；一相位延遲膜，具有一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面，且該第一表面與該出光面相對設置；一第二觸控電極層，位於該第一表面上；一光學膠層，位於該第一觸控電極層和該第二觸控電極層之間；一偏光塗層，位在該相位延遲膜之該第二表面上；以及一保護層，位於該相位延遲膜的該第二表面和該偏光塗層之間。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該顯示面板包括：一基板；一驅動電路層，位於該基板上；一畫素定義層，位於該驅動電路層上，其中該畫素定義層具有至少一子畫素開口；一第一電極層，位在該驅動電路層上且於該基板之一垂直方向上和該至少一子畫素開口重疊；一有機發光層，位於該第一電極層上且位在該至少一子畫素開口中；一第二電極層，位於該畫素定義層及該有機發光層上；以及一薄膜封裝層，位於該第二電極層上，其中該第一觸控電極層位於該薄膜封裝層上。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲膜包括複數液晶分子。
如請求項3所述之觸控顯示裝置，其中該偏光塗層包括複數液晶分子及二色性染料。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲膜的厚度介於2微米(μm)至10微米(μm)之間。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該偏光塗層的厚度介於0.5微米(μm)至1.5微米(μm)之間。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該光學膠層的厚度介於1微米(μm)至25微米(μm)之間。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該偏光塗層用以作為線偏振層，且該相位延遲膜和該偏光塗層用以為作為圓偏振層。
一種觸控顯示裝置，包括：一顯示面板，具有一出光面；一第一觸控電極層，位於該出光面上；一相位延遲膜，具有一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面，且該第一表面與該出光面相對設置，該相位延遲膜包括複數液晶分子；一第二觸控電極層，位於該第一表面上；一光學膠層，位於該第一觸控電極層和該第二觸控電極層之間；以及一偏光塗層，位在該相位延遲膜之該第二表面上，其中該相位延遲膜的光吸收波段不同於該偏光塗層的光吸收波段。
一種觸控顯示裝置的製造方法，包括：形成一第一觸控電極層於一顯示面板的一出光面上；形成一第二觸控電極層於一相位延遲膜的一第一表面上，該第一表面與該出光面相對設置；以一光學膠層接著該出光面、該第一觸控電極層、該第一表面和該第二觸控電極層；形成一保護層於該相位延遲膜相對於該第一表面的一第二表面上；以及形成一偏光塗層於該相位延遲膜的相對於該保護層上，使該保護層位於該偏光塗層和該第二表面之間。
一種觸控顯示裝置的製造方法，包括：形成一第一觸控電極層於一顯示面板的一出光面上；形成一第二觸控電極層於一相位延遲膜的一第一表面上，該第一表面與該出光面相對設置；以一光學膠層接著該出光面、該第一觸控電極層、該第一表面和該第二觸控電極層；形成一保護層於該相位延遲膜相對於該第一表面的一第二表面上；混合一液晶材料及二色性染料，以形成一液晶型偏光塗料；塗佈該液晶型偏光塗料於該保護層上；以及固化該液晶型偏光塗料，以形成該偏光塗層，該保護層位於該偏光塗層和該第二表面之間。