TWI747672B - 電子裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置包含蓋板、觸控感測層以及顯示模組。蓋板包含玻璃層以及至少一透明覆蓋層。玻璃層具有第一表面及第二表面。透明覆蓋層設置且接觸於玻璃層之第一表面及第二表面中之至少一者，並與玻璃層相疊合。觸控感測層設置於蓋板下。顯示模組設置於觸控感測層下。

Description

電子裝置及其製造方法

本發明是有關於一種電子裝置及其製造方法，特別是有關於一種包含可撓性螢幕的電子裝置。

近期，市場上已有可折疊螢幕的手機推出。對於手機廠商而言，可折疊螢幕的手機不僅可樹立品牌形象，還可提升產品售價。可折疊螢幕的手機也將替代平板，甚至筆記型電腦，成為新的業務增長來源。對於供應鏈廠商而言，可折疊螢幕的手機將帶來新的需求，提升廠商盈利能力。

為了達到可折疊效果，一些現有可折疊螢幕的蓋板是採用高分子薄膜來實現。除了柔韌性，這層薄膜需要做到薄厚度、高硬度、耐高溫及高透光等特性。然而，由實驗數據來看，若單純使用塑料薄膜製作之可折疊螢幕在折疊達到一定次數後，可折疊蓋板由於採用塑料薄膜無法具備較高應力釋放能力(也可說單純塑料薄膜形成蓋板本身楊氏模量較低)，進一步會出現光學性能（例如，亮度、對比度）大幅降低的情況。再觀先前技術美國專利申請案第20200225699A號可知，習知技術使用貼合膠(optical clear adhesive; OCA)或壓敏膠(press sensitive adhesive; PSA)作為疊構間耦接之用，不僅增加整體厚度，於反覆折疊後也容易形成裂縫間隙。

因此，如何提出一種可解決上述問題的電子裝置，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種可有解決上述問題的電子裝置。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種電子裝置包含蓋板、觸控感測層以及顯示模組。蓋板包含玻璃層以及至少一透明覆蓋層。玻璃層具有第一表面及第二表面。透明覆蓋層設置且接觸於玻璃層之第一表面及第二表面中之至少一者，並與玻璃層相疊合。觸控感測層設置於蓋板下。顯示模組設置於觸控感測層下。

於本發明的一或多個實施方式中，玻璃層係為具有小於約100微米之厚度的超薄玻璃層。

於本發明的一或多個實施方式中，玻璃層之厚度介於約25微米至約100微米。

於本發明的一或多個實施方式中，玻璃層之厚度介於約25微米至約35微米。

於本發明的一或多個實施方式中，透明覆蓋層具有介於約5微米至約10微米之厚度。

於本發明的一或多個實施方式中，蓋板具有約10Gpa至約200Gpa之楊氏模量。

於本發明的一或多個實施方式中，透明覆蓋層包含聚醯亞胺或無色聚醯亞胺(Colorless Polyimide；CPI)。

於本發明的一或多個實施方式中，至少一透明覆蓋層添加有無機混合物。複合無機混合物之蓋板具有介於約80Gpa至約200Gpa之楊氏模量。

於本發明的一或多個實施方式中，顯示模組為有機發光顯示模組或電子紙顯示模組。

於本發明的一或多個實施方式中，觸控感測層與玻璃層之第二表面接觸。

於本發明的一或多個實施方式中，觸控感測層與透明覆蓋層接觸。

於本發明的一或多個實施方式中，透明覆蓋層包含第一透明覆蓋層及第二透明覆蓋層。玻璃層疊合於第一透明覆蓋層及第二透明覆蓋層之間。

於本發明的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含抗反射層。抗反射層設置於蓋板遠離觸控感測層的一側。

於本發明的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含偏光層。偏光層設置於觸控感測層與顯示模組之間。

於本發明的一或多個實施方式中，偏光層與觸控感測層接觸。

於本發明的一或多個實施方式中，偏光層經由貼合膠貼合至觸控感測層。

於本發明的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含黑化層。黑化層設置於玻璃層的邊緣。

於本發明的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含第一螢幕以及第二螢幕。第二螢幕可轉動地連接第一螢幕。蓋板覆蓋第一螢幕與第二螢幕。

於本發明的一或多個實施方式中，第一螢幕及第二螢幕為觸控顯示螢幕。

於本發明的一或多個實施方式中，各觸控顯示螢幕包含力感應層。

於本發明的一或多個實施方式中，電子裝置為摺疊手機。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種電子裝置之製造方法包含：提供蓋板，其中蓋板包含相疊合之玻璃層以及至少一透明覆蓋層；形成觸控感測層於蓋板下；以及形成顯示模組於觸控感測層下。

於本發明的一或多個實施方式中，提供蓋板包含：塗佈高分子材料層於玻璃層；以及烘乾高分子材料層以形成透明覆蓋層。

於本發明的一或多個實施方式中，形成觸控感測層於蓋板下包含：塗佈導電塗層於蓋板下；以及烘乾導電塗層以形成觸控感測層。

綜上所述，於本發明的電子裝置中，蓋板中的透明覆蓋層係設置且接觸於玻璃層。換言之，透明覆蓋層與玻璃層並非採用貼合膠（例如，光學膠(Optical Clear Adhesive, OCA)）相互貼合，因此不僅可減少蓋板的整體厚度，減少於彎折過程膠體鬆脫形成氣孔及不必要的裂縫間隙，還可有效提升蓋板的表面性能（例如，抗彎折、抗應力、耐磨度、硬度）。另外，少了貼合膠的使用還可簡化製程，進而可降低製造成本。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，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發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，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。

請參照第1A圖以及第1B圖。第1A圖為繪示根據本發明一實施方式之電子裝置100於一使用狀態的示意圖。第1B圖為繪示第1A圖中之電子裝置100於另一使用狀態的示意圖。於本實施方式中，電子裝置100係以包含蓋板110的摺疊手機為例，但本發明並不以此為限。於其他實施方式中，電子裝置100亦可為平板電腦或筆記型電腦。舉例來說，電子裝置100為包含第一螢幕210以及第二螢幕220（於第1B圖中以虛線表示）之雙螢幕筆記型電腦。第二螢幕220可轉動地連接第一螢幕210（例如透過鉸鏈），並配置以顯示虛擬鍵盤（圖未示）。

於一些實施方式中，第一螢幕210及第二螢幕220為觸控顯示螢幕。於一些實施方式中，各觸控顯示螢幕包含力感應層，用以實現壓力感測或具致動器效果之觸覺反饋。

請參照第2圖，其為繪示第1A圖中之電子裝置100的剖面示意圖。如第2圖所示，於本實施方式中，電子裝置100進一步包含觸控感測層120、顯示模組130、偏光層140、金屬板170、壓力膠180、支撐件190以及貼合膠OCA1、OCA2（例如，光學膠(Optical Clear Adhesive, OCA)）。觸控感測層120設置於蓋板110下。藉由觸控感測層120，電子裝置100可提供觸控感測功能。顯示模組130設置於觸控感測層120下。偏光層140設置於觸控感測層120與顯示模組130之間。偏光層140係經由貼合膠OCA1貼合至觸控感測層120。顯示模組130所顯示的畫面可依序經由設置於其上方的多層結構而讓使用者觀看，因此可提供電子裝置100顯示功能。於一些實施方式中，顯示模組130例如為有機發光顯示模組或電子紙。偏光層140配置以達到特定光學效果。舉例來說，偏光層140可阻隔外界光的反射，以確保顯示模組130所顯示的畫面能保持較高的對比度。金屬板170設置於顯示模組130下，並經由貼合膠OCA2貼合形成至顯示模組130。壓力膠180設置於金屬板170下。支撐件190設置於壓力膠180下。

於一些實施方式中，觸控感測層120於結構上可以是單層架橋(single-side bridge;SITO)圖案、單層多點圖案(non-cross pattern)等圖案設計，但不以此為限，於材料選用上可以是奈米銀線(silver nano wires, SNW；又稱AgNW)電極層、金屬網格(metal mesh)或包含氧化銦錫(ITO)電極層所組成，但本發明並不以此為限。在觸控感測層120為奈米銀線電極層的實施方式中，觸控感測層120可包含基質和摻雜於其內之奈米銀線。奈米銀線於基質中相互搭接形成導電網路。基質是指含奈米銀線的溶液在經過塗佈與加熱烘乾等製程所形成的非奈米銀線物質。奈米銀線散佈或嵌入於基質中，且部分地從基質中突出。基質可以保護奈米銀線免受腐蝕、磨損等外界環境的影響。於一些實施方式中，基質係可壓縮的。

於一些實施方式中，觸控感測層120亦可於單層架橋圖案中搭配使用IAI疊層架構(即如於第一軸向電極或第二軸向電極之一者選擇ITO-Al-ITO疊層架構或SNW-Al-SNW疊層架構)。

於一些實施方式中，觸控感測層120設置且接觸於蓋板110的下表面。於一些實施方式中，偏光層140設置且接觸於顯示模組130的上表面。

於一些實施方式中，電子裝置100可僅具有觸控功能而不具有顯示功能。換言之，前述顯示模組130與偏光層140可由電子裝置100中省略，而金屬板170可經由貼合膠OCA1、OCA2中之一者貼合至觸控感測層120。

於一些實施方式中，電子裝置100可僅具有顯示功能而不具有觸控功能。換言之，前述觸控感測層120可由電子裝置100中省略，而偏光層140可設置且接觸於蓋板110的下表面，或經由貼合膠OCA1貼合至蓋板110。

如第2圖所示，於本實施方式中，蓋板110包含玻璃層111以及透明覆蓋層112、113。玻璃層111具有位於相反側之第一表面111a及第二表面111b。透明覆蓋層112、113分別設置且接觸於第一表面111a及第二表面111b。觸控感測層120設置且接觸於透明覆蓋層113，且玻璃層111疊合於透明覆蓋層112、113之間。由此可知，透明覆蓋層112、113與玻璃層111並非採用貼合膠相互貼合，因此不僅可減少蓋板110的整體厚度，還可有效提升蓋板110的表面性能（例如，耐磨度、硬度）。另外，少了貼合膠的使用還可簡化製程，進而可降低製造成本。

於一些實施方式中，透明覆蓋層112、113的材料包含聚醯亞胺(Polyimide)，但本發明並不以此為限。

於一些實施方式中，玻璃層111具有介於約10微米至約300微米之間之厚度；較佳地，玻璃層111具有介於約20微米至約100微米之間之厚度(例如最優地選擇介於約25至35微米之間，此範圍具有夠薄之厚度及足夠的應力支撐效果)；因此，玻璃層111係為超薄玻璃層。

請參照第3圖，其為繪示根據本發明一實施方式之電子裝置之製造方法的流程圖。如第3圖所示，電子裝置之製造方法主要包含步驟S101至步驟S103。

於步驟S101中，提供蓋板，其中蓋板包含相疊合之玻璃層以及透明覆蓋層。

於步驟S102中，觸控感測層形成於蓋板下。

於步驟S103中，顯示模組形成於觸控感測層下。

於一些實施方式中，步驟S101包含步驟S101a及步驟S101b。

於步驟S101a中，高分子材料層塗佈於玻璃層。

於步驟S101b中，高分子材料層烘乾以形成透明覆蓋層。

於一些實施方式中，步驟S102包含步驟S102a及步驟S102b。

於步驟S102a中，導電塗層塗佈於蓋板下。

於步驟S102b中，導電塗層烘乾以形成觸控感測層。

由以上步驟可知，透明覆蓋層112、113中之至少一者係經烘乾之高分子材料層。高分子材料層的材料較佳地包含聚醯亞胺(Polyimide; PI)或無色聚醯亞胺(Colorless Polyimide；CPI)，但不以此為限，優選地使用可塗佈之液態聚醯亞胺材料(例如可溶性聚醯亞胺型;Soluble Polyimide，簡稱SPI)，具有低吸濕膨脹係數、低黏度與高透明性之特性。於一些實施方式中，透明覆蓋層112、113中之至少一者具有介於約3微米至約50微米之間之厚度，較佳地具有介於約5微米至約15微米之間之厚度(例如最優地選擇介於約5微米至約10微米之厚度)。

於一些實施方式中，如第2圖所示，電子裝置100進一步包含抗反射層150。抗反射層150設置於蓋板110遠離觸控感測層120的一側。

於一些實施方式中，透明覆蓋層112、113的其中一者可以省略。舉例來說，當透明覆蓋層113省略時，觸控感測層120係設置且接觸於玻璃層111的下表面。當透明覆蓋層112省略時，抗反射層150係設置且接觸於玻璃層111的上表面。

於一些實施方式中，高分子材料層係為採用狹縫式塗佈(Slot die coating)製程塗佈於玻璃層111，但本發明並不以此為限。於一些實施方式中，烘乾高分子材料層之固化溫度為約80至約350度，例如在約80至約150度之範圍或約200至約350度之範圍，但本發明不以此為限。

於一些實施方式中，高分子材料層於塗層階段還包含用以溶解聚醯胺酸之有機溶劑以形成高分子塗料層。有機溶劑例如為甲基異丁基甲酮(MIBK)、丙二醇單甲醚酸酯(PGMEA)、異丙醇(IPA)、二甲基乙醯胺(DMAC)等。高分子材料層還包含偶聯劑。聚醯胺酸固含量優選為約3至約15wt%，偶聯劑的加入量優選為聚醯胺酸固含量的約0.5至約10wt%，但不以此為限只要能作為溶劑者皆屬於本發明有機溶劑範圍。

於實際應用中，前述塗佈製程亦可改為濺鍍製程或印刷製程。

為了更進一步提高蓋板110的楊氏模量，可於透明覆蓋層之一層或兩層(即如透明覆蓋層112與透明覆蓋層113之一者或兩者）於液態狀態中添加有無機混合物。舉例來說，無機混合物可包含石墨烯或金剛石，優選地以石墨烯摻雜物較佳，但本發明並不以此為限。實際上，石墨烯力學性能突出表現為高強度、高模量，其抗拉楊氏模量最高可達200GPa，以使複合蓋板之最大楊氏模量趨於200Pa，值得一提，石墨烯硬度比莫氏硬度10級的金剛石還高，還具有很好的韌性，且可以彎曲，延展性優異。於一些實施方式中，高分子材料層可進一步包含例如二氧化矽之奈米粒子，其可改善硬度不足的缺陷並提高表面強度。在偶聯劑的作用下，對透明二氧化矽奈米粒子進行進一步的分散，可提高透明奈米粒子在高分子材料層中的分散穩定性。此外，利用二氧化矽的矽醇基團與偶聯劑發生化學反應還可提高薄膜硬度、熱膨脹係數等性能，減小其與基材的物性差異。

於一些實施方式中，高分子塗料層的黏度為約100至約5000cps；較佳地，高分子塗料層具有介於約300至約1000cps之黏度。

於一些實施方式中，透明覆蓋層112、113中之至少一者的材料也可包含聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚碳酸酯(PC)等透明材料，但本發明並不以此為限。

於一些實施方式中，玻璃層111為紫外光吸收玻璃層。亦即，玻璃層111具有UV光吸收能力。

於一些實施方式中，如第2圖所示，電子裝置100進一步包含黑化層160。黑化層160設置於玻璃層111的邊緣，並疊合於玻璃層111與透明覆蓋層113之間。黑化層160除了可以減少Mura（即亮度不均勻造成各種痕跡的現象），也可以避免在製作觸控感測層120的製程中受到製作黑化層160的製程的干擾。

依據前述參數使用，蓋板110可具有介於10Gpa至約200Gpa區間之楊氏模量。於本發明中，需特別留意，透明覆蓋層112、113中之至少一者與玻璃層111並非採用貼合膠（例如，光學膠(Optical Clear Adhesive, OCA)）相互貼合，而使可塗佈之液態聚醯亞胺直接形成接觸於玻璃層111，因此不僅可減少蓋板110的整體厚度，還可有效提升蓋板110的表面性能（例如，兼具複合蓋板組合出的應力緩衝及抗彎折痕、耐磨度、硬度等效能）。另外，少了貼合膠的使用還可簡化製程及模組厚度，進而可降低製造成本。

請參照第4圖，其為繪示根據本發明另一實施方式之電子裝置100A的剖面示意圖。本實施方式之電子裝置100A相較於第2圖所示之電子裝置100的差異處，在於本實施方式之電子裝置100A省略了觸控感測層120與偏光層140之間的貼合膠OCA1。換言之，本實施方式中的觸控感測層120是直接製作於偏光層140上。在省去貼合膠OCA1之後，可進一步減少電子裝置100的整體厚度以及減少工序。

請參照第5圖，其為繪示多種結構的應力-應變曲線圖，其中曲線C1為單層聚醯亞胺層的應力-應變曲線，曲線C2為單層玻璃層的應力-應變曲線，而曲線C3為單層聚醯亞胺層與單層玻璃層所構成之複合層疊結構的應力-應變曲線。如第5圖所示，由曲線C1可以看出，聚醯亞胺層在受到外力作用時會有較大形變。由曲線C2可以看出，玻璃層在受到外力作用時會有較小形變，其原因在於玻璃層具有較大的楊氏模量。由曲線C3可以看出，聚醯亞胺層與玻璃層所構成之複合層疊結構可取得兩種材料的綜合效果，是以在可撓性折疊應用上得以獲得較好實施效果。具體來說，聚醯亞胺層具有較佳的可撓性但較差應力承載，而玻璃層具有較佳楊氏模量，因此兩者的複合層疊結構可帶來足夠的整體可撓性及足夠的整體楊氏模量。

由以上對於本發明之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，蓋板中的透明覆蓋層係設置且接觸於玻璃層。換言之，透明覆蓋層與玻璃層並非採用貼合膠相互貼合，因此不僅可減少蓋板的整體厚度，減少於彎折過程膠體鬆脫形成氣孔及不必要的裂縫間隙，還可有效提升蓋板的表面性能（例如，抗彎折、抗應力、耐磨度、硬度）。另外，少了貼合膠的使用還可簡化製程，進而可降低製造成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100,100A:電子裝置 110:蓋板 111:玻璃層 111a:第一表面 111b:第二表面 112,113:透明覆蓋層 120:觸控感測層 130:顯示模組 140:偏光層 150:抗反射層 160:黑化層 170:金屬板 180:壓力膠 190:支撐件 210:第一螢幕 220:第二螢幕 C1,C2,C3:曲線 OCA1,OCA2:貼合膠

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1A圖為繪示根據本發明一實施方式之電子裝置於一使用狀態的示意圖。 第1B圖為繪示第1A圖中之電子裝置於另一使用狀態的示意圖。 第2圖為繪示第1A圖中之電子裝置的剖面示意圖。 第3圖為繪示根據本發明一實施方式之電子裝置之製造方法的流程圖。 第4圖為繪示根據本發明另一實施方式之電子裝置的剖面示意圖。 第5圖為繪示多種結構的應力-應變曲線圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:電子裝置

110:蓋板

111:玻璃層

111a:第一表面

111b:第二表面

112,113:透明覆蓋層

120:觸控感測層

130:顯示模組

140:偏光層

150:抗反射層

160:黑化層

170:金屬板

180:壓力膠

190:支撐件

OCA1,OCA2:貼合膠

Claims (23)

1. 一種電子裝置，包含：一蓋板，包含：一玻璃層，具有一第一表面及一第二表面；以及至少一透明覆蓋層，設置且接觸於該玻璃層之該第一表面及該第二表面中之至少一者，並與該玻璃層相疊合，其中該蓋板具有約10Gpa至約200Gpa之楊氏模量；一觸控感測層，設置於該蓋板下；以及一顯示模組，設置於該觸控感測層下。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該玻璃層係為具有小於約100微米之厚度的超薄玻璃層。
3. 如請求項2所述之電子裝置，其中該玻璃層之厚度介於約25微米至約100微米。
4. 如請求項3所述之電子裝置，其中該玻璃層之厚度介於約25微米至約35微米。
5. 如請求項1所述之電子裝置，其中該至少一透明覆蓋層具有介於約5微米至約10微米之厚度。
6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該至少 一透明覆蓋層包含聚醯亞胺或無色聚醯亞胺(Colorless Polyimide；CPI)。
7. 如請求項1所述之電子裝置，其中該至少一透明覆蓋層添加有一無機混合物，複合該無機混合物之該蓋板具有介於約80Gpa至約200Gpa之楊氏模量。
8. 如請求項1所述之電子裝置，其中該顯示模組為一有機發光顯示模組或一電子紙顯示模組。
9. 如請求項1所述之電子裝置，其中該觸控感測層與該玻璃層之該第二表面接觸。
10. 如請求項1所述之電子裝置，其中該觸控感測層與該至少一透明覆蓋層接觸。
11. 如請求項1所述之電子裝置，其中該至少一透明覆蓋層包含一第一透明覆蓋層及一第二透明覆蓋層，且該玻璃層疊合於該第一透明覆蓋層及該第二透明覆蓋層之間。
12. 如請求項1所述之電子裝置，進一步包含： 一抗反射層，設置於該蓋板遠離該觸控感測層的一側。
13. 如請求項1所述之電子裝置，進一步包含：一偏光層，設置於該觸控感測層與該顯示模組之間。
14. 如請求項13所述之電子裝置，其中該偏光層與該觸控感測層接觸。
15. 如請求項13所述之電子裝置，其中該偏光層經由一貼合膠貼合至該觸控感測層。
16. 如請求項1所述之電子裝置，進一步包含：一黑化層，設置於該玻璃層的邊緣。
17. 如請求項1所述之電子裝置，進一步包含：一第一螢幕；以及一第二螢幕，可轉動地連接該第一螢幕，其中該蓋板覆蓋該第一螢幕與該第二螢幕。
18. 如請求項17所述之電子裝置，其中該第一螢幕及該第二螢幕為觸控顯示螢幕。
19. 如請求項17所述之電子裝置，其中各該觸控顯示螢幕包含力感應層。
20. 如請求項1所述之電子裝置，其中該電子裝置為一摺疊手機。
21. 一種電子裝置之製造方法，包含：提供一蓋板，其中該蓋板包含相疊合之一玻璃層以及至少一透明覆蓋層；形成一觸控感測層於該蓋板下；以及形成一顯示模組於該觸控感測層下。
22. 如請求項21所述之製造方法，其中提供該蓋板包含：塗佈一高分子材料層於該玻璃層；以及烘乾該高分子材料層以形成該至少一透明覆蓋層。
23. 如請求項21所述之製造方法，其中形成該觸控感測層於該蓋板下包含：塗佈一導電塗層於該蓋板下；以及烘乾該導電塗層以形成該觸控感測層。

Images