觸控式顯示裝置及其製造方法

2023-09-20 15:28:00 2

專利名稱：觸控式顯示裝置及其製造方法
技術領域：
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制 造流程及提升顯示面板的光學效果的觸控式顯示裝置及其製造方法。
背景技術：
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 小的電子儀器上，如個人數字助理(PDA)、電子字典、手錶、計算器或筆記型計算機等。使用 觸控面板相當方便，不需再額外增加鍵盤等輸入裝置，大幅減少裝置的重量。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的觸控面板設計，如電阻式觸控面板，多由兩層鍍有銦 錫氧化物(Indium tin oxide, IT0)的聚酯薄膜(PET film)層及玻璃層所組合，中間灑布 支撐粒(spacer)而達成。現在的平面顯示裝置請參照圖1，其為一前光反射式顯示裝置的 剖面示意圖。此前光反射式顯示裝置包括一顯示面板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塊120，側邊則設有一光源110，且前光板130，顯示面板150 與光源110容置於一殼體100內。觸控面板模塊120包括一透明玻璃層125，玻璃層125的 上表面鍍有一銦錫氧化物(ITO)層124，此銦錫氧化物為一透明物質。銦錫氧化物層IM上 灑布有一層支撐粒(spacer)層126，另有一聚酯薄膜(PETfilm)層121，其下表面也鍍有一 銦錫氧化物層122，聚酯薄膜層121與玻璃層125黏合，且於聚酯薄膜層121與玻璃層125 之間散布有一支撐粒結構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IM接觸形成電流通路，便可產生 一電子信號，以為輸入信號之用。此觸控模塊也貼附於前光板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。由於以往觸控面板的設計，其觸控模塊及顯示模塊均為獨立設計，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的光學效果也隨之下降。

發明內容
本發明的目的就是在提供一種觸控式顯示裝置及其製造方法，以解決現有技術的 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的問題。根據本發明的目的，提出一種觸控式顯示裝置，包括一顯示單元、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 裝置的底層。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的一側，且具有一下表面。其中，第二導電層的下表面與第一導電層的上表面之間，以一間隔結構相連接。根據本發明的目的，又提出一種觸控式顯示裝置製造方法，包括下列步驟。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的 下表面。最後，設置間隔結構連接於第二導電層的下表面與該第一導電層的上表面之間。綜上所述，依本發明的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塊的導光結構，不但可簡化製程，並可提升觸控式 顯示裝置的光學效果。


圖1為現有技術的平面顯示裝置示意圖；圖2為本發明觸控式顯示裝置第一實施例示意圖；圖3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；圖4為本發明觸控式顯示裝置第二透明基材結構示意圖；圖5為本發明觸控式顯示裝置第二實施例結構示意圖；圖6為本發明觸控式顯示裝置製造方法步驟流程圖。
具體實施例方式請參閱圖2及圖3，其分別為本發明的觸控式顯示裝置的第一實施例的示意圖及 第一透明基材結構示意圖。圖中，於觸控式顯示裝置2的底層設置一顯示單元31，且觸控式 顯示裝置2還包括一第一透明基材21、一第一導電層22、一第二導電層對、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的一端，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)的材質所製成。其中，為使第一透明 基材21具有導光效果，第一透明基材21於一表面設置一導光結構211，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的方式所形成。其中，為 強化第一透明基材21的硬度，以防止被刮傷，第一透明基材21可視需求以塗布(coating) 的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)的方式 濺鍍於第一透明基材21上，且位於導光結構211的表面。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，以塗布銀漿的方式設置複數 個導電線路，用以傳送電性信號。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) 的材質所製成。其中，為強化第二透明基材25的硬度，以防止被刮傷，第二透明基材25的 兩側可視需求以塗布(coating)的方式設置一透明硬化層251，如圖4所示。另外，第二導 電層M可為銦錫氧化物(ITO)所構成，其可以電鍍的方式鍍覆於第二透明基材25上。其中，復請參閱圖2，第二導電層的下表面的周緣與該第一導電層的上表面的周緣 之間，以一間隔結構23相連接。又於此實施例中，於第二導電層M面對第一導電層22的一面設置一支撐粒(spacer)結構231，以間隔第二導電層M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M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的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的表面而產生二次折射，此二次折射 的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所顯示的影像信息。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M 接受觸碰的位置便向下凹陷，而與下方的第一導電層22電性接觸，因而產生一電壓變化， 再經由模擬/數字轉換器(A/D converter)轉為數位訊號，經計算機運算後便可取得觸控 點的坐標位置。此外，藉由於第一透明基材21設置導光結構211，而可不需如現有技術的顯示單 元，需另外配合設置一專用的導光片，而可減少層數的設置以簡化製程，並可減少由顯示單 元31所顯示的光學影像因各層的折射反射作用，導致亮度不足或色彩偏暗造成光學影像 質量不佳的缺點，而可進一步提升光學影像的質量。請參閱圖5，其為本發明的觸控式顯示裝置的第二實施例的示意圖。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還包括一第一透明基材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的差異在於因本實施例的觸控式顯示 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的一側。此外，第二透明基材45可 為一硬化處理層，此硬化處理層為一二氧化矽的薄層，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的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。請參閱圖6，其為本發明觸控式顯示裝置製造方法，包括下列步驟Sll 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的上；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的下表面；導光結構可由雷射鵰刻、印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一微溝膜的 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)的方式濺鍍於第一透明基材上。為強化第一透 明基材的硬度，以防止使用者操作觸碰時導致刮傷，第一透明基材的兩側可視需求以塗布 (coating)的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) 的材質所製成。其中，為強化第二透明基材的硬度，以防止被刮傷，第二透明基材的兩側可視需求以塗布(coating)的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，以塗布銀漿的 方式設置複數個導電線路於第一導電層及第二導電層上，用以傳導電性信號。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的下表面的 周緣與該第一導電層的上表面的周緣之間，設置一間隔結構。又，更包括在第二導電層的下 表面設置一支撐粒結構的步驟，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的步驟，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的功效在於可於透明基板的一側 設置一微溝結構，而可使透明基板具有導光效果，而不需如現有技術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。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其 進行的等效修改或變更，均應包括在權利要求中。
權利要求
1.一種觸控式顯示裝置，其特徵在於，包括 一顯示單元，設置於該觸控式顯示裝置的底層；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一導光結構，該導光結 構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的位置；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的一側，且具有一下表面； 其中，該第二導電層的下表面與該第一導電層的上表面之間，以一間隔結構相連接。
2.如權利要求1所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，其中該間隔結構設置於該第二 導電層的下表面的周緣與該第一導電層的上表面的周緣之間。
3.如權利要求2所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，其中該第二導電層的下表面更 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.如權利要求1所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，還包括一發光單元，該發光單元 設在該第一透明基材的一端，並投射出該投影光源。
5.如權利要求1所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，其中該導光結構由雷射鵰刻，印 刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一層微結構薄膜的其中之一形成。
6.如權利要求5所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，其中該導光結構為溝狀。
7.如權利要求1所述的觸控式顯示裝置，其特徵在於，其中該第一導電層與該第二導 電層都還包括複數個導電線路。
8.一種觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，包括以下步驟 提供一第一透明基材；形成一導光結構於該第一透明基材，該導光結構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的下表面；以及 設置一間隔結構連接於該第二導電層的下表面與該第一導電層的上表面之間。
9.如權利要求8所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，其中該間隔結構設置 於該第二導電層的下表面的周緣與該第一導電層的上表面的周緣之間。
10.如權利要求9所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，其中更包括在該第二 導電層的下表面設置一支撐粒結構。
11.如權利要求8所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，其中該第一透明基材 設置於一顯示單元之上。
12.如權利要求8所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，其中更包括在該第一 透明基材的一端設置一發光單元，該發光單元產生該投影光源，該導光結構將該投影光源 均勻散射至該顯示單元。
13.如權利要求8所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，其中該導光結構由雷 射鵰刻，印刷、蝕刻成型、切割成型、射出成型或貼附一層微結構薄膜的方式形成於該第一 透明基材之上。
14.如權利要求8所述的觸控式顯示裝置製造方法，其特徵在於，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。
全文摘要
本發明公開一種觸控式顯示裝置及其製造方法，其中，觸控式顯示裝置包括一顯示單元、一第一透明基材、一第一導電層、一第二導電層及一第二透明基材。顯示單元，設置於觸控式顯示裝置的底層。第一透明基材具有一導光結構，且第一透明基材設置於顯示單元的上方。第一導電層則設置於第一透明基材之上。第二透明基材設置於面對第一導電層的位置。第二導電層則設置於第二透明基材面對第一導電層的一側，第二導電層更具有一支撐粒結構，且設置於第二導電層與第一導電層之間。由於第一透明基材已具備導光結構，而不需額外設置導光結構，不但可簡化製程，也可提升顯示效果。
文檔編號G06F3/041GK102043502SQ20091020683
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月15日 優先權日2009年10月15日
發明者劉信志, 李政益, 陳世瑛 申請人:英華達股份有限公司