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TW201616303A - 觸控顯示裝置及觸控裝置 - Google Patents

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TW201616303A
TW201616303A TW103141386A TW103141386A TW201616303A TW 201616303 A TW201616303 A TW 201616303A TW 103141386 A TW103141386 A TW 103141386A TW 103141386 A TW103141386 A TW 103141386A TW 201616303 A TW201616303 A TW 201616303A
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touch
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dummy
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TW103141386A
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TWI531945B (zh
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黃振興
蔡英宏
謝德慶
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業成光電（深圳）有限公司
英特盛科技股份有限公司
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Abstract

觸控顯示裝置包括顯示裝置以及觸控裝置，其中觸控裝置係被設置於顯示裝置上。觸控裝置包括蓋板、虛置結構以及觸控感應元件，其中觸控感應元件會被設置於蓋板以及虛置結構之間，使得觸控感應元件的表面會被虛置結構完全覆蓋。

Description

觸控顯示裝置及觸控裝置
本發明屬於觸控裝置的領域，特別是關於一種具有外掛式觸控裝置的觸控顯示裝置以及外掛式觸控裝置。
近年來，觸控感應技術迅速地發展，許多消費性電子產品例如行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、個人數位助理(PDA)以及筆記型電腦(laptop PC)等均有與觸控功能結合的產品推出。於上述各電子產品中，主要係將原有的顯示功能與觸控感應功能進行整合而形成觸控顯示裝置，而目前較主流的觸控顯示裝置係由一顯示裝置與一觸控裝置互相黏合而成之外掛式觸控顯示裝置。
第1圖是習知外掛式觸控顯示面板的剖面示意圖。習知外掛式的觸控顯示裝置10至少包括顯示裝置12、觸控裝置14以及黏著層16。顯示裝置12和觸控裝置14係為相對設置的獨立裝置，兩者係透過黏合之方式而被固定成一整體。顯示裝置12可以被固定於外框18內，使得觸控裝置14可以透過黏著層16而被黏合至外框18。其中，顯示裝置12主要係用以提供影像，而觸控裝置14係用以提供觸控感應功能。進一步來說，觸控裝置14至少包括觸控感應元件20，例如電容式觸控感應元件，以及蓋板22，例如玻璃蓋板(cover glass)，其可用以保護觸控感應元件20並增進觸控裝置14整體的機械性質，致使觸控裝置14不易破損。對於第1圖所示的外掛式觸控顯示裝置10，其蓋板22厚度T一般會大於一特定數值，以確保蓋板22有足夠的機械 強度以保護觸控裝置14。
即便上述裝置已被廣泛使用於大尺寸的外掛式觸控顯示裝置中，然而其仍存有待改善之缺失。舉例來說，為了確保第1圖所示的觸控裝置14具有足夠的機械強度，使其在黏合過程或使用過程中不會破損，其蓋板22的厚度T會大於一特定數值，例如大於4毫米。此設計雖能有效提昇整體裝置的機械強度，但卻也降低了觸控感應元件20對來自於蓋板22外側的觸碰的反應敏感度。相反地，若為了增加觸控感應元件20的觸控反應敏感度而降低蓋板22的厚度T，反而又導致了觸控裝置14的機械強度的降低，致使其容易在黏合至顯示裝置12的過程中發生破損。
因此，仍需要提供一種能同時滿足優異機械性質和高偵測敏感度的觸控顯示裝置，以解決上述習知技術的缺失。
有鑑於此，本發明係提供多種實施例以解決上述習知技術之缺失。
本發明之一實施例提供了一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包括顯示裝置以及觸控裝置，使得觸控裝置會被設置於顯示裝置之上。觸控裝置包括蓋板、虛置結構以及觸控感應元件，其中觸控感應元件會被設置於蓋板以及虛置結構之間，使得觸控感應元件的表面會被虛置結構完全覆蓋住。
本發明之另一實施例提供了一種觸控裝置。觸控裝置包括蓋板、虛置結構以及觸控感應元件，其中觸控感應元件可以被設置於蓋板以及虛置結構之間，而虛置結構會完全覆蓋住觸控感應元件，且虛置結構會包括用以黏合至顯示裝置的黏合面。
10‧‧‧觸控顯示裝置
12‧‧‧顯示裝置
14‧‧‧觸控裝置
16‧‧‧黏著層
18‧‧‧外框
20‧‧‧觸控感應元件
22‧‧‧蓋板
100‧‧‧觸控顯示裝置
100’‧‧‧觸控顯示裝置
112‧‧‧顯示裝置
114‧‧‧觸控裝置
114’‧‧‧觸控裝置
116‧‧‧黏著層
118‧‧‧外框
120‧‧‧觸控感應元件
120a‧‧‧第一軸向電極層
120b‧‧‧第一絕緣結構
120c‧‧‧第二軸向電極層
120d‧‧‧第二絕緣結構
120e‧‧‧走線
120X‧‧‧第一軸向電極
120Y‧‧‧第二軸向電極
122‧‧‧蓋板
122a‧‧‧外側面
122b‧‧‧內側面
124‧‧‧虛置結構
124a‧‧‧黏合面
124b‧‧‧覆蓋面
126‧‧‧光學層
128‧‧‧氣室
130‧‧‧元件層
134‧‧‧虛置結構
134a‧‧‧虛置基板
134b‧‧‧虛置基板
134c‧‧‧黏著層
134d‧‧‧黏合面
134e‧‧‧覆蓋面
R1‧‧‧透光區
R2‧‧‧周圍區
T‧‧‧厚度
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
X‧‧‧第一方向
X1‧‧‧第一子電極
X2‧‧‧第一連接線
Y‧‧‧第二方向
Y1‧‧‧第二子電極
Y2‧‧‧第二連接線
Z‧‧‧垂直投影方向
第1圖繪示了習知觸控顯示裝置的剖面示意圖。
第2圖繪示了本發明第一實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。
第3圖繪示了本發明第一實施例之觸控感應元件的俯視示意圖。
第4圖繪示了本發明第一實施例之觸控感應元件的俯視示意圖。
第5圖繪示了本發明第二實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。
於下文中，係加以陳述本發明之觸控顯示裝置及觸控裝置之具體實施方式，以使本技術領域中具有通常技術者可據以實施本發明。該些具體實施方式可搭配參照相對應的圖式，使該些圖式構成實施方式之一部分。其中，圖式中相同的元件以相同的元件符號加以說明，且圖式係以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。雖然本發明之實施例揭露如下，然而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疇內，當可作些許之更動與潤飾。
第2圖繪示了本發明第一實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。第2圖所示之觸控顯示裝置100包含一透光區R1以及一周圍區R2，位於透光區R1之至少一側，且較佳係圍繞透光區R1的四周。其中，透光區R1係作為顯示區域，而周圍區R2可作為設置外圍走線的區域。在結構上，觸控顯示裝置100包括一顯示裝置112以及一觸控裝置114，其可分別用以提供影像以及提供觸控感應功能。兩者較佳為獨立製作之裝置，因此可透過黏著層116，例如環狀黏著膠或功能膠，將觸控裝置114黏合至包覆住顯示裝置112之外框118，致使觸控裝置114被固定至顯示裝置112。選擇性地，外框118亦可以包覆住觸控裝置114和顯示裝置112整體，致使觸控裝置114可以直接黏合至顯示裝置112。此時，顯示裝置112以及觸控裝置114間較佳會具有 一氣室128，以將彼此分隔，但不限於此。根據其他製程需求，黏著層116亦可以選擇性地填滿顯示裝置112和觸控裝置114間的氣室128。上述之顯示裝置112可包括液晶顯示裝置、有機發光顯示裝置、電濕潤顯示裝置、電子墨水顯示裝置、電漿顯示裝置或其他適合之顯示裝置，但不限於此。
進一步來說，觸控裝置114可包括一蓋板122、一虛置結構124以及一觸控感應元件120，其中觸控感應元件120會被設置於蓋板122以及虛置結構124之間，以執行主要的觸控感應功能。蓋板122會包括一外側面122a以及一相對於外側面122a的內側面122b，可用分別用以接收外界的觸控壓力以及承載觸控感應元件120，致使觸控感應元件120可直接接觸內側面122b。此外，蓋板122亦可保護觸控感應元件120，避免其直接與外界接觸，並可同時增進觸控裝置114整體的機械性質，使其不易破損。虛置結構124係設置於觸控感應元件120和顯示裝置112之間，其覆蓋面124b可完全覆蓋住觸控感應元件120的一表面。較佳來說，虛置結構124會突出於透光區R1並延伸至周圍區R2，致使其面積實質上會相同於蓋板122的面積。虛置結構124亦可用以保護觸控感應元件120，避免其直接接觸顯示裝置112，並可同時增進觸控裝置114整體的機械性質，使其不易破損。此外，為了增進觸控裝置114的抗反射及/或抗眩能力，可以選擇性地在虛置結構124的雙面或其中一面，例如黏合面124a，設置一層或多層的光學層126，例如抗反射層及/或抗眩層，或是元件層130，例如包含光偵測元件、光伏元件及/或走線。較佳而言，位於透光區R1內的光學層126及/或元件層130均不會吸收來自於顯示裝置的帶有影像訊息的光線。
對於一電容式的觸控感應元件120而言，蓋板122的厚度T1會影響其外側面122a與觸控感應元件120間的電容值，造成觸控裝置114的觸控反應敏感度的高低會與蓋板122的厚度T1的大小呈現相反的趨勢。舉例來 說，當蓋板122的厚度T1越薄時，觸控裝置114的觸控反應敏感度會越高，反之亦然。因此，本實施例之一特徵在於觸控裝置114內會設置有虛置結構124，致使觸控感應元件120可以被設置於蓋板122和虛置結構124之間。比較習知技術和本實施例，分別如第1圖和第3圖所示，當第1圖的蓋板22厚度T等同於第3圖蓋板122加上虛置結構124的總厚度時，例如厚度T1加上厚度T2，第1圖和第3圖所示之觸控裝置14、114實質上可具有相等的機械強度。然而，在相等的機械強度情況下，由於本實施例的蓋板122的厚度T1會薄於習知技術的蓋板22厚度T，致使本實施例的觸控裝置114可以提供較佳的觸控反應敏感度。其中，上述蓋板122的厚度T1和虛置結構124的厚度T2不限定於一定的比例關係。較佳而言，蓋板122的厚度T1會小於或等於虛置結構124的厚度T2，且蓋板122的厚度T1可介於0.2毫米(mm)至2毫米之間，但不限於此。上述蓋板112和虛置結構124可均為透明基板，兩者可以均為或分別是薄型基板，例如：厚度為0.25毫米以下的薄玻璃基板、薄塑膠基板、薄玻璃-塑膠複合基板或其他適合材質所形成之薄型基板、一般厚度之基板，例如：厚度為0.25毫米至4毫米間的玻璃基板、塑膠基板或其他合適之基板。
仍如第2圖所示，對於電容式的觸控感應元件120而言，其可以被直接製作在蓋板122的內側面122b上，且可以包括依序堆疊的第一軸向電極層120a、第一絕緣結構120b、第二軸向電極層120c以及第二絕緣結構120d，但不限定於此。此外，觸控感應元件120亦可包括複數條走線，以將觸控訊號傳輸出或傳輸至觸控感應元件120。下文就電容式的觸控感應元件120的結構作例示性的描述。
第3圖繪示了本發明第一實施例之觸控感應元件的俯視示意圖。觸控感應元件120包括複數條第一軸向電極120X以及複數條第二軸向電極 120Y。第一軸向電極120X係沿一第一方向X延伸設置，而第二軸向電極120Y係沿一第二方向Y延伸設置，第一軸向電極120X於垂直投影方向Z上至少部分和第二軸向電極120Y互相重疊。第一絕緣結構120b會全面性地或區域性地被設置於第一軸向電極120X和第二軸向電極120Y之間，致使第一軸向電極120X電性絕緣於第二軸向電極120Y。第一方向X較佳係大體上與第二方向Y互相垂直，但並不以此為限。第一軸向電極120X與第二軸向電極120Y可分別為觸控訊號驅動電極或觸控訊號感測電極，用以互相搭配進行互電容式觸控偵測，但並不以此為限。設置於周圍區R2中的走線120e可用以將訊號傳輸出或傳輸至第一軸向電極120X及/或第二軸向電極120Y。
第4圖繪示了本發明第一實施例之觸控感應元件的俯視示意圖。各第一軸向電極120X可包括複數個第一子電極X1以及至少一第一連接線X2設置於兩相鄰之第一子電極X1之間，且第一連接線X2電性連接兩相鄰之第一子電極X1。各第二軸向電極120Y亦可包括複數個第二子電極Y1以及至少一第二連接線Y2設置於兩相鄰之第二子電極Y1之間，且第二連接線Y2電性連接兩相鄰之第二子電極Y1。此外，第一絕緣層120b可以由複數個絕緣塊所組成，其可分別設置於第一連接線X2與第二連接線Y2之間，用以電性隔離第一軸向電極120X與第二軸向電極120Y，但並不以此為限。同樣地，設置於周圍區R2中的走線120e可用以將訊號傳輸出或傳輸至第一軸向電極120X及/或第二軸向電極120Y。
其中，上述之觸控電極120S、走線120C、第一軸向電極120X、第二軸向電極120Y、第一子電極X1、第一連接線X2、第二子電極Y1以及第二連接線Y2較佳可分別由透明導電材料例如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)與氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、金屬或其他適合之導電材料所形成。上述之金屬可包括金屬材料例如 鋁、銅、銀、鉻、鈦、鉬之其中至少一者、上述材料之複合層或上述材料之合金，但並不以此為限，且其型態可以為網格狀，例如金屬網格。上述之導電材料可包括導電粒子、奈米碳管或奈米銀絲，但並不以此為限，且其型態可以為網格狀，例如導電網格。
下文將針對本發明之觸控顯示裝置及觸控裝置的第二實施例進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
第5圖繪示了本發明第二實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。本實施例與上述第一實施例的不同之處在於，本實施例觸控顯示裝置100’內之虛置結構134包括至少二虛置基板134a、134b以及一黏著層134c，其中黏著層134c係整面性地設置於虛置基板134a、134b之間，以固定兩側之虛置基板134a、134b。黏著層134c可選自任何不吸收可見光之黏著材質，較佳來說，黏著層134c係選自透明光學膠(optical clear adhesive,OCA)，但不限定於此。同樣的，本實施例的虛置結構134可具有一黏合面134d，其可以用以黏合至顯示裝置112的外框118，以及一覆蓋面134e，完全覆蓋住觸控感應元件120的一表面。相較於習知技術中的觸控裝置，在相等的機械強度情況下，由於本實施例的蓋板122的厚度T1可較薄，因此本實施例的觸控裝置114可以提供較佳的觸控反應敏感度。
類似地，上述蓋板122的厚度T1和虛置結構124的厚度T2不限定於一定的比例關係。較佳而言，蓋板122的厚度T1會小於或等於虛置結構124的厚度T2，且蓋板122的厚度T1可介於0.2毫米至2毫米之間，但不限於此。此外，亦可以選擇性地在觸控裝置114’的虛置基板134a、134b的至少 一內側面或虛置結構124的至少一表面，設置一層或多光學層，例如抗反射層及/或抗眩層，或是元件層，例如包含光偵測元件、光伏元件及/或走線。較佳而言，位於透光區R1內的光學層及/或元件層均不會吸收來自於顯示裝置的帶有影像訊息的光線。本實施例之觸控顯示裝置100’及觸控裝置114’內除了虛置結構134包括二虛置基板134a、134b以及一黏著層134c外，其餘各部件的特徵、設置位置以及材料特性係與上述第一較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
綜上所述，本發明之各實施例係於觸控裝置內設置虛置結構。相較於習知技術，當在觸控裝置具有相等的機械強度情況下，由於本發明各實施例的蓋板的厚度會薄於習知技術中蓋板的厚度，致使本發明各實施例的觸控裝置可以提供較佳的觸控反應敏感度，且不會降低觸控裝置的整體機械強度，進而可避免觸控裝置在黏合製程中及/或使用過程中發生破損。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧觸控顯示裝置
112‧‧‧顯示裝置
114‧‧‧觸控裝置
116‧‧‧黏著層
118‧‧‧外框
120‧‧‧觸控感應元件
120a‧‧‧第一軸向電極層
120b‧‧‧第一絕緣結構
120c‧‧‧第二軸向電極層
120d‧‧‧第二絕緣結構
122‧‧‧蓋板
122a‧‧‧外側面
122b‧‧‧內側面
124‧‧‧虛置結構
124a‧‧‧黏合面
124b‧‧‧覆蓋面
126‧‧‧光學層
128‧‧‧氣室
130‧‧‧元件層
R1‧‧‧透光區
R2‧‧‧周圍區
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度

Claims (16)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示裝置；以及一觸控裝置，設置於該顯示裝置之上，其中該觸控裝置包括：一蓋板；一虛置結構，相對於該蓋板設置；以及一觸控感應元件，設置於該蓋板以及該虛置結構之間，其中該觸控感應元件的一表面會被該虛置結構完全覆蓋住。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該虛置結構係為一透明基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該虛置結構係為一玻璃基板或塑膠基板。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該虛置結構包括至少二虛置基板以及一黏著層，其中該黏著層係設置於該些虛置基板之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該虛置結構的至少一表面上另設置有一抗反射層及/或一抗眩層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控感應元件包括複數個第一軸向電極、複數個第二軸向電極以及一絕緣結構，其中該絕緣結構係設置於該些第一軸向電極和該些第二軸向電極之間，以將該些第一軸向電極電性絕緣於該些第二軸向電極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該蓋板包括：一外側面，用以接收外界的觸控壓力；以及一相對於該外側面的內側面，其中該觸控感應元件係直接接觸該內側面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該蓋板的厚度小於或等於該虛置結構的厚度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該蓋板的厚度介於0.5毫米至2毫米之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，另包括一黏著層，設置在該顯示裝置和該虛置結構之間，用以將該虛置結構黏合至該該顯示裝置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，其中該黏著層係為一環狀黏著層。
  12. 一種觸控裝置，包括：一蓋板，包括一用以接收外界的觸控壓力的外側面；一虛置結構，相對於該蓋板設置，且包括一黏合面，該黏合面會被黏合至一顯示裝置；以及一觸控感應元件，設置於該蓋板以及該虛置結構之間，其中該觸控感應元件的一表面會被該虛置結構完全覆蓋住。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置，其中該蓋板的厚度介於0.5毫米至2毫米之間。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置，其中該蓋板的厚度小於或等於 該虛置結構的厚度。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置，其中該虛置結構的面積實質上相同於該蓋板的面積。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之觸控裝置，其中該虛置結構包括至少二虛置基板以及一黏著層，其中該黏著層係設置於該些虛置基板之間。
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