TWI595395B - 觸控面板、觸控顯示裝置與顯示裝置 - Google Patents

觸控面板、觸控顯示裝置與顯示裝置 Download PDF

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劉仁昌
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莊江強
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Description

觸控面板、觸控顯示裝置與顯示裝置
本揭露係有關於一種觸控面板，特別是有關於一種具備高強度、良好防爆性能的觸控面板、觸控顯示裝置與顯示裝置。
目前的觸控裝置，為了方便後續組裝，觸控面板(touch panel，簡稱TP)的尺寸一般會略大於液晶顯示器模組(liquid crystal display module，簡稱LCM)的尺寸。兩者通常以一般光學膠(optical clear adhesive，簡稱OCA)貼合。惟，此類觸控裝置往往因強度不足而在落摔時容易破裂，尤其由於光學膠並未完全覆蓋觸控面板的邊緣，使得未被光學膠黏貼住的觸控面板邊緣更加脆弱，在落摔時易造成玻璃飛濺，對人體造成傷害。
上述由於強度不足造成觸控裝置破裂、玻璃飛濺的現象亦同樣出現在觸控面板與顯示裝置的結構中。
因此，開發一種具備高強度、良好防爆性能的觸控面板、觸控顯示裝置與顯示裝置，是眾所努力的目標。
根據本揭露的一實施例，提供一種觸控面板，包括：一基板；一蓋板，設置於該基板上；一光學膠，設置於該 基板與該蓋板之間，其中該光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa；以及一觸控感應層，設置於該基板的上表面或下表面或該基板的上表面與下表面。
根據本揭露的另一實施例，提供一種觸控顯示裝置，包括：一顯示器模組；一觸控面板，設置於該顯示器模組上；以及一第一光學膠，設置於該顯示器模組與該觸控面板之間，其中該第一光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa。
根據本揭露的另一實施例，提供一種顯示裝置，包括：一顯示器模組；一蓋板，設置於該顯示器模組上；以及一光學膠，設置於該顯示器模組與該蓋板之間，其中該光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa。
本揭露提供一種觸控面板、觸控顯示裝置及顯示裝置，均包含較大彈性模量的光學膠。當有外力作用於該些裝置時，具有該特性的光學膠，可吸收大部分外力，減少外力對該些裝置的衝擊，從而有效提高相關產品的抗落摔強度，減少蓋板或觸控面板邊緣破裂而裂片飛濺，降低對人體造成的傷害。
為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附的圖式，作詳細說明如下。
10‧‧‧觸控面板
12‧‧‧基板
14‧‧‧蓋板
16‧‧‧光學膠
18‧‧‧觸控感應層
A1‧‧‧光學膠的面積
A2‧‧‧蓋板的面積
100‧‧‧觸控顯示裝置
120‧‧‧顯示器模組
140‧‧‧觸控面板
160‧‧‧第一光學膠
180、280‧‧‧蓋板
200、240‧‧‧觸控感應層
220‧‧‧基板
260‧‧‧第二光學膠
A10‧‧‧第一光學膠的面積
A20‧‧‧觸控面板的面積
A100‧‧‧第二光學膠的面積
A200‧‧‧蓋板的面積
1000‧‧‧顯示裝置
1200‧‧‧顯示器模組
1400‧‧‧蓋板
1600‧‧‧光學膠
A1000‧‧‧光學膠的面積
A2000‧‧‧蓋板的面積
第1圖係根據本揭露的一實施例，一種觸控面板的剖面示意圖； 第2圖係根據本揭露的一實施例，一種觸控顯示裝置的剖面示意圖；第3圖係根據本揭露的一實施例，一種觸控面板的剖面示意圖；第4圖係根據本揭露的一實施例，一種觸控面板的剖面示意圖；第5圖係根據本揭露的一實施例，一種顯示裝置的剖面示意圖。
根據本揭露的一實施例，一種觸控面板，描述於第1圖。第1圖為上述觸控面板的剖面示意圖。
請參閱第1圖，提供一種觸控面板10。觸控面板10包括一基板12、一蓋板14、一光學膠16以及一觸控感應層18。如第1圖所示，蓋板14設置於基板12上，光學膠16設置於基板12與蓋板14之間，觸控感應層18設置於基板12的上表面。其中蓋板14遠離光學膠16的表面可提供使用者觸控操作，基板12的上表面為靠近蓋板14一側的表面。值得注意的是，光學膠16的彈性模量大體介於1×107Pa~1×1010Pa，更進一步的介於1×108Pa~1×109Pa之間。
在部份實施例中，觸控感應層18亦可設置於基板12的下表面(未圖示)或同時設置於基板12的上表面與下表面(未圖示)。其中，基板12的下表面為與基板12的上表面相對的表面。觸控感應層18可包括單軸向的感應電極，或相互交叉的 雙軸向或多軸向感應電極。
在部份實施例中，蓋板14與基板12的材質各自可為玻璃或藍寶石。
在部份實施例中，光學膠16的屈服應力(stress at yield point)大體大於1×107Pa，或大於3×107Pa。光學膠16的斷裂伸長率(elongation at break)大體介於100%~200%，或介於110%~150%之間。本揭露之觸控面板10中的光學膠16的力學特性不同於普通的光學膠，以一拉伸機(拉伸速率：500mm/min)，對傳統光學膠、本揭露光學膠16兩種材料進行力學性能參數(例如彈性模量、屈服應力、斷裂伸長率)測試，以及常溫(26攝氏度)附著力測試。測試結果顯示於下表1。
由表1測試結果可知，觸控面板10中的光學膠16可提高觸控面板10的抗摔落強度，減少蓋板14破裂，主要是在於光學膠16較傳統光學膠具有更大彈性模量，更大屈服應力。通常採用落球測試來評估觸控面板的抗摔落強度，當落球砸於觸控面板10的蓋板14表面時，光學膠16可為觸控面板10提供良好支撐力和應力緩衝作用，吸收大部分外力對蓋板14的衝擊，並 將鋼球有效反彈，從而避免蓋板14破裂或邊緣玻璃飛濺。進一步的，光學膠16相較普通光學膠具有更低斷裂伸長率，如此可減少蓋板14因外力作用發生過大形變而破裂。
在部份實施例中，光學膠16可由具有黏性的樹脂材料所構成。光學膠16可為固態或液態，或為可塗佈的透明材料。值得注意的是，當樹脂材料本身的力學性能符合特定彈性模量(例如介於1×107Pa~1×1010Pa之間)，特定屈服應力(例如大於1×107Pa)，或特定斷裂伸長率(例如介於100%~200%之間)時，其均可視為本揭露所適合使用的光學膠材料。
為了方便後續組裝，光學膠16的面積A1大體小於蓋板14的面積A2，並大致與基板12的面積相等，以避免光學膠16凸出基板12的邊緣，凸出的部分黏附空氣中的微粒。
請參閱第2圖，提供一種觸控顯示裝置100。觸控顯示裝置100包括一顯示器模組120、一觸控面板140以及一第一光學膠160。如第2圖所示，觸控面板140設置於顯示器模組120上，第一光學膠160設置於顯示器模組120與觸控面板140之間。值得注意的是，第一光學膠160的彈性模量大體介於1×107Pa~1×1010Pa，或介於1×108Pa~1×109Pa之間。
在部份實施例中，顯示器模組120可為一液晶顯示器模組。
在部份實施例中，第一光學膠160可由具有黏性的樹脂材料所構成。第一光學膠160的屈服應力大體大於1×107Pa，或大於3×107Pa。在部份實施例中，第一光學膠160的斷裂伸長率大體介於100%~200%，或介於110%~150%之間。 第一光學膠160的特性參數基本上與第1圖對應實施方式中的光學膠16的特性參數相同。第一光學膠160與普通光學膠的特性參數對比可參考前述表1，在此不再贅述。
在部份實施例中，第一光學膠160可為固態或液態，或為可塗佈的透明材料。值得注意的是，當樹脂材料本身的力學性能符合特定彈性模量(例如介於1×107Pa~1×1010Pa之間)，特定屈服應力(例如大於1×107Pa)，或特定斷裂伸長率(例如介於100%~200%之間)時，其均可視為本揭露所適合使用的光學膠材料。
為了方便後續組裝，第一光學膠160的面積A10大體小於觸控面板140的面積A20，並大致與顯示器模組120的面積相等，以避免第一光學膠160凸出顯示器模組120的邊緣，凸出的部分黏附空氣中的微粒。
在部份實施例中，觸控面板140可包括一蓋板180與一觸控感應層200，如第3圖所示。觸控感應層200設置於蓋板180的下表面，以形成一單片式觸控面板(one glass solution，簡稱OGS)結構。這種單片式的觸控面板140，由於僅包含一塊基板(如蓋板180)，一般來講，此結構的觸控面板140強度相對第1圖對應實施例包含兩塊基板的觸控面板10的強度更弱，在摔落或撞擊時也更易破裂。特別是在與顯示器模組120組裝後，由於第一光學膠160的面積A10大體小於觸控面板140的面積A20，並大致與顯示器模組120的面積相等，在沒有被第一光學膠160覆蓋的觸控面板140的邊緣，強度更加脆弱。本實施例採用特殊性質的第一光學膠160來貼合觸控面板140與顯 示器模組120，當有外力作用觸控顯示裝置100時，由於第一光學膠160具有更大彈性模量，更大屈服應力，及更低斷裂伸長率，第一光學膠160可吸收大部分外力，減少外力對觸控顯示裝置100的衝擊，從而有效提高觸控顯示裝置100抗落摔強度，觸控顯示裝置100邊緣破裂而裂片飛濺，降低對人體造成的傷害。
此外，傳統的單片式觸控面板通常會先形成一硬塗膜(Hard coating film，HC膜)於觸控感應層遠離蓋板的表面，然後再用普通光學膠與顯示器模組進行貼合形成觸控顯示裝置，雖然硬塗膜可在一定程度上提高觸控顯示裝置的強度，但傳統的包含硬塗膜和普通光學膠的觸控顯示裝置，其抗摔落強度仍低於本發明的觸控顯示模組100，主要在於硬塗膜結合普通光學膠的彈性模量、屈服應力分別小於第一光學膠160的彈性模量、屈服應力。此外，傳統的包含硬塗膜和普通光學膠的觸控顯示裝置100在結構上多了硬塗膜，在貼合工藝上也更加繁雜。而本發明的觸控顯示裝置100相較於傳統的觸控顯示裝置，不僅簡化了結構，還節省了製程，能有效降低製作成本。
在此實施例中，蓋板180的材質可為玻璃或藍寶石。
在此實施例中，觸控感應層200可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或其他適合的透明材料，用於根據觸碰產生觸控訊號。
在部份實施例中，觸控面板140)亦可包括一基板220、一觸控感應層240、一第二光學膠260以及一蓋板280，如 第4圖所示。觸控感應層240設置於基板220的上表面，蓋板280設置於基板220上，第二光學膠260設置於基板220與蓋板280之間。
在部份實施例中，觸控感應層240亦可設置於基板220的下表面(未圖示)或同時設置於基板220的上表面與下表面(未圖示)。
在此實施例中，蓋板280與基板220的材質各自可為玻璃或藍寶石。
在此實施例中，為了進一步提高觸控顯示裝置100的強度，第二光學膠260可採用與第一光學膠160相同特性參數的材料，如第二光學膠260可由具有黏性的樹脂材料所構成，第二光學膠260的彈性模量大體介於1×107Pa~1×1010Pa，或介於1×108Pa~1×109Pa之間，第二光學膠260的屈服應力大體大於1×107Pa，或大於3×107Pa。第二光學膠260的斷裂伸長率大體介於100%~200%，或介於110%~150%之間。藉由第一光學膠160和第二光學膠260的共同作用，可最大程度的提高觸控顯示裝置100的強度。
在此實施例中，第二光學膠260可為固態或液態，或為可塗佈的透明材料。值得注意的是，當樹脂材料本身的力學性能符合特定彈性模量(例如介於1×107Pa~1×1010Pa之間)，特定屈服應力(例如大於1×107Pa)，或特定斷裂伸長率(例如介於100%~200%之間)時，其均可視為本揭露所適合使用的光學膠材料。
在此實施例中，觸控感應層240可為氧化銦錫 (ITO)、氧化銦鋅(IZO)或其他適合的透明材料。
為了方便後續組裝，第二光學膠260的面積A100大體小於蓋板280的面積A200，並大致與基板220的面積相等，以避免第二光學膠260凸出基板220的邊緣，凸出的部分黏附空氣中的微粒。
請參閱第5圖，提供一種顯示裝置1000。顯示裝置1000包括一顯示器模組1200、一蓋板1400以及一光學膠1600。如第5圖所示，蓋板1400設置於顯示器模組1200上，光學膠1600設置於顯示器模組1200與蓋板1400之間。值得注意的是，光學膠1600的彈性模量大體介於1×107Pa~1×1010Pa，或介於1×108Pa~1×109Pa之間。
在部份實施例中，顯示器模組1200可為一液晶顯示器模組。
在部份實施例中，蓋板1400的材質可為玻璃或藍寶石。
光學膠1600可採用與第1圖對應實施方式的光學膠16相同特性參數的材料，如可由具有黏性的樹脂材料所構成。光學膠1600的屈服應力大體大於1×107Pa，或大於3×107Pa。光學膠1600的斷裂伸長率大體介於100%~200%，或介於110%~150%之間。當有外力作用顯示裝置1000時，由於光學膠1600具有更大彈性模量，更大屈服應力，及更低斷裂伸長率，光學膠1600可吸收大部分外力，減少外力對顯示裝置1000的衝擊，從而有效提高顯示裝置1000抗落摔強度，顯示裝置1000邊緣破裂而裂片飛濺，降低對人體造成的傷害。
在部份實施例中，光學膠1600可為固態或液態，或為可塗佈的透明材料。值得注意的是，當樹脂材料本身的力學性能符合特定彈性模量(例如介於1×107Pa~1×1010Pa之間)，特定屈服應力(例如大於1×107Pa)，或特定斷裂伸長率(例如介於100%~200%之間)時，其均可視為本揭露所適合使用的光學膠材料。
為了方便後續組裝，光學膠1600的面積A1000大體小於蓋板1400的面積A2000，並大致與顯示器模組1200的面積相等。
本揭露之觸控面板10、觸控顯示裝置100、顯示裝置1000的製備方法中均包括一清潔步驟、一貼合步驟以及一脫泡步驟，此處，以觸控顯示裝置100的製備為例說明，同時以第2圖配合說明。
首先，在清潔步驟中，以例如酒精等溶劑對觸控面板140及顯示器模組120的表面進行第一次清潔處理。之後，將觸控面板140及顯示器模組120置入一等離子電漿處理裝置，續對觸控面板140及顯示器模組120表面的有機物進行第二次清潔處理。清潔步驟可減少觸控面板140與顯示器模組120待貼合的表面存在灰塵等微粒而影響貼合效果。
之後，進行貼合步驟，首先，加熱貼合機的加熱平台至一設定溫度，進行觸控面板140與光學膠160的貼合，之後，再貼合上顯示器模組120。在其他實施例中，為增進光學膠160與顯示器模組120的貼合效果，亦可在光學膠160與顯示器模組120之間再貼合另一層光學膠。
待上述貼合步驟完成後，進行脫泡步驟，減少貼合過程中的氣泡影響裝置外觀效果。
為了更好的說明本揭露之裝置具有更高的強度和良好的防爆性能，以下以第2圖對應之實施方式的觸控顯示裝置100的強度測試來說明。
實施例1：
以下以本揭露的觸控顯示裝置與傳統觸控顯示裝置落摔測試來比較，為了保證測試結果的可靠性，傳統觸控顯示裝置採用普通的光學膠，而本揭露的觸控顯示裝置採用本揭露之光學膠，其它元件結構均相同。其中，樣品1、樣品2為本揭露之觸控顯示裝置，樣品3、樣品4為傳統的觸控顯示裝置。
表2測試結果顯示，當落球高度均在30cm時，傳統的觸控顯示裝置和本揭露之觸控顯示裝置均未破裂，但以同一重量的鋼球自50cm以及100cm的高度落摔，會造成傳統觸控顯示裝置(樣品3、樣品4)邊緣玻璃飛濺，然而，本揭露之觸控顯示裝置(樣品1、樣品2)則可保持完好、未見玻璃飛濺。可見，本揭露之觸控顯示裝置的強度明顯高於傳統觸控顯示裝置的強度。
實施例2
以傳統觸控顯示裝置與本揭露觸控顯示裝置落摔測試的比較，其中，傳統觸控顯示裝置結構為：單片式觸控面板、硬塗膜、傳統光學膠、液晶顯示器模組依序疊加，本揭露觸控顯示裝置以第2圖實施方式對應的觸控顯示裝置100為測試樣品，其中觸控面板以第3圖實施方式的單片式觸控面板140為例。分別以不同鋼球重量(100g、130g、150g)對傳統觸控顯示裝置(樣品4、樣品5)與本揭露觸控顯示裝置(樣品1、樣品2、樣品3)進行落摔測試(落球高度：100cm)。測試結果顯示於下表3。
根據表3結果顯示，以同樣的重量100g的鋼球自同樣的高度100cm落下，對本揭露之觸控顯示裝置(樣品1)落摔2次，其觸控顯示裝置均未破裂，而傳統的觸控顯示裝置(樣品4)僅落摔1次即破裂。同樣的，以重量130g的鋼球自高度100cm落下，對本揭露之觸控顯示裝置(樣品2)落摔10次，接著，以重量150g的鋼球自高度100cm落下，對同一觸控顯示裝置(樣品2)落摔3次，其觸控顯示裝置均未破裂。相應的，傳統的觸控顯示裝置(樣品5)，以重量130g的鋼球自高度100cm落下，僅落摔1次即破裂。以重量150g的鋼球自高度100cm落下，對本揭露之觸控顯示裝置(樣品5)落摔5次，其觸控顯示裝置均未破裂。明顯地，根據上述落摔測試結果，以本揭露的觸控顯示裝置強度比傳統的具有硬塗膜的觸控顯示裝置強度高。
本揭露提供的觸控面板、觸控顯示裝置及顯示裝置，均包含較大彈性模量的光學膠。當有外力作用於該些裝置時，具有該特性的光學膠，可吸收大部分外力，減少外力對該些裝置的衝擊，從而有效提高相關產品的抗落摔強度，減少蓋板或觸控面板邊緣破裂而裂片飛濺，降低對人體造成的傷害。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，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‧‧‧觸控顯示裝置
120‧‧‧顯示器模組
140‧‧‧觸控面板
160‧‧‧第一光學膠
A10‧‧‧第一光學膠的面積
A20‧‧‧觸控面板的面積

Claims (16)

  1. 一種觸控面板，包括：一基板；一蓋板，設置於該基板上；一光學膠，設置於該基板與該蓋板之間，其中該光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa，斷裂伸長率介於100%~200%；以及一觸控感應層，設置於該基板的上表面或下表面或該基板的上表面與下表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該光學膠由具有黏性的樹脂材料所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該光學膠的屈服應力大於1×107Pa。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該蓋板與該基板的材質各自為玻璃或藍寶石。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該光學膠的面積小於該蓋板的面積。
  6. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示器模組；一觸控面板，設置於該顯示器模組上；以及一第一光學膠，設置於該顯示器模組與該觸控面板之間，其中該第一光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa，斷裂伸長率介於100%~200%。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該第 一光學膠由具有黏性的樹脂材料所構成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該第一光學膠的屈服應力大於1×107Pa。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控面板包括一蓋板與一觸控感應層，該觸控感應層設置於該蓋板的下表面。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控面板包括一基板、一觸控感應層、一第二光學膠以及一蓋板，其中該觸控感應層設置於該基板的上表面或下表面或該基板的上表面與下表面，該蓋板設置於該基板上，以及該第二光學膠設置於該基板與該蓋板之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該蓋板與該基板的材質各自為玻璃或藍寶石。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該第二光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該第二光學膠的屈服應力大於1×107Pa。
  14. 如申請專利範圍第6項所述的觸控顯示裝置，其中該第一光學膠的面積小於該觸控面板的面積。
  15. 一種顯示裝置，包括：一顯示器模組；一蓋板，設置於該顯示器模組上；以及一光學膠，設置於該顯示器模組與該蓋板之間，其中該光學膠的彈性模量介於1×107Pa~1×1010Pa，斷裂伸長率 介於100%~200%。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的顯示裝置，其中該光學膠的屈服應力大於1×107Pa。
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