TWM513403U - 觸控裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置

本新型是有關於一種觸控裝置及其製造方法，特別是指一種具有輕薄化設計、良好顯示效果且易於生產製造的觸控裝置及其製造方法。

觸控螢幕是目前各種電子產品常用的顯示螢幕，針對電子產品的輕薄化發展趨勢，對觸控螢幕的體積、重量也有相應的要求。然而，由於目前的觸控螢幕通常會使用較厚重的基板(例如玻璃基板)作為感應電極的承載基材，因此難以實現輕薄化的目標。此外，除了輕薄化的要求之外，觸控螢幕的顯示效果及耐用程度也是其性能的重要指標。

因此，本新型之其中一目的，即在提供一種具有輕薄化設計並具有良好顯示效果及耐用程度的觸控裝置。

於是，本新型觸控裝置，包含一承載結構、一感測層及一第一偏光層。該承載結構包括一薄膜層。該感 測層設置於該承載結構。該第一偏光層具偏光性，並與該薄膜層分別位於該感測層的兩相反側。

較佳地，觸控裝置還包含一液晶模組，該液晶模組包括一內含液晶分子的主體及一第二偏光層，該第二偏光層的偏光性垂直於該第一偏光層，且與該承載結構分別位於該主體的兩相反側。

較佳地，該承載結構還包括一緩衝層，該緩衝層與該薄膜層相互疊置，並位於該薄膜層與該感測層之間。

在一實施態樣中，觸控裝置還包含一保護層，該保護層設置於該感測層，並與該承載結構分別位於該感測層的兩相反側。

在一實施態樣中，該觸控裝置還包含一蓋板，該蓋板設置於該第一偏光層，並與該保護層分別位於該第一偏光層的兩相反側。

較佳地，該觸控裝置還包含一外框，該外框至少圍繞於該承載結構、該感測層、該保護層、該第一偏光層及該液晶模組的外緣。

本新型之功效在於：本新型透過置換基材的離型、轉載，能讓薄膜層相較於一般的承載基板更輕薄，而實現觸控裝置的輕薄化發展。此外，藉由緩衝層、保護層的設置，能改善觸控裝置的應力、電極圖形可見的問題，並提供保護作用，而增進觸控裝置的顯示效果及耐用程度。

100‧‧‧觸控裝置

1‧‧‧承載結構

11‧‧‧薄膜層

12‧‧‧緩衝層

2‧‧‧感測層

3‧‧‧保護層

4‧‧‧第一偏光層

5‧‧‧蓋板

51‧‧‧貼合層

6‧‧‧外框

71‧‧‧置換基材

72‧‧‧黏著層

8‧‧‧液晶模組

81‧‧‧主體

82‧‧‧第二偏光層

S01~S19‧‧‧流程步驟

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一側視示意圖，說明本新型觸控裝置的第一實施例；圖2是一流程圖，說明第一實施例的觸控裝置的製作流程；圖3至圖8是第一實施例的觸控裝置的製作過程示意圖；圖9是一側視示意圖，說明本新型觸控裝置的第二實施例；圖10是一流程圖，說明第二實施例的觸控裝置的製作流程；圖11與圖12是第二實施例的觸控裝置的部分製作過程示意圖。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之兩個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在此，值得注意的是，本新型實施例的詳細說明中所稱的方位「上」及「下」，僅是用來表示相對的位置關係，對於本說明書的圖1、圖9等側視示意圖而言，上方係較接近使用者，而下方則較遠離使用者，但此等關於方位的敘述內容不應用於限制本新型的實施方式。

此外，在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

第一實施例：

參閱圖1，為本新型觸控裝置100的第一實施例。此處，觸控裝置100係應用於液晶顯示技術，其包含一承載結構1、一感測層2、一保護層3、一第一偏光層4、一蓋板5及一外框6及一液晶模組8。

承載結構1藉由未圖示的黏著層與液晶模組8貼合，其包括相互疊置的一薄膜層11及一緩衝層12。

薄膜層11位於液晶模組8與緩衝層12之間，於觸控裝置100的製作過程中，為提供緩衝層12、感測層2、保護層3及第一偏光層4製作其上的結構，此部分技術將於後續段落說明。本實施例中，薄膜層11是採用聚醯亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯、環烯烴共聚物(COP、Arton)等材質製作，其結構可以是單層或多層，且較佳採用聚醯亞胺(PI)，厚度範圍介於0.1微米至15微米之間，遠薄於一般的玻璃基板或撓性基板，因此能實現觸控裝置100的輕薄化。

緩衝層12設置於薄膜層11，並介於薄膜層11與感測層2之間，其為藉由無機材質和有機材質製作的單層或多層膜結構，且較佳的厚度範圍介於1奈米至300奈米之間，整體厚度遠小於薄膜層11。關於製作緩衝層12的 無機材質，可選用氧化鈦(TiO₂ )、氧化矽(SiO₂ )、氧化鋯(ZrO₂ )、氧化鉭(Ta₂ O₅ )、氧化鎢(WO₃ )、氧化釔(Y₂ O₃ )、氧化鈰(CeO₂ )、氧化銻(Sb₂ O₃ )、氧化鈮(Nb₂ O₅ )、氧化硼(B₂ O₃ )、氧化鋁(Al₂ O₃ )、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In₂ O₃ )、氟化鈰(CeF₃ )、氟化鎂(MgF₂ )、氟化鈣(CaF₂ )等材料。至於有機材質部分，則可選用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子聚合物或樹脂。而在不同的實施態樣中，緩衝層12也可以同時藉由無機材質與有機材質製作。

在結構特性部分，緩衝層12可根據上述材質的選用，由其熱膨脹係數及機械性能之特性，提供多樣化的功效。在熱膨脹係數部分，本實施例中是將緩衝層12的熱膨脹係數配置為介於薄膜層11與感測層2之間，因此能在溫度改變時，有效減緩各層結構之間的結構應力，而增進觸控裝置100的耐用程度。而在機械性能部分，本實施例中緩衝層12的硬度係大於薄膜層11，因此承載結構1是藉由硬度較低但延展性較佳的薄膜層11配合硬度較高的緩衝層12形成，有助於在觸控裝置100的製作過程中進行基材的離型製程，並增進承載結構1的整體結構強度。然而，在不同的實施態樣中，承載結構1也可以省略緩衝層12的設置，也就是說此時承載結構1僅包括薄膜層11的部分，而感測層2形成於承載結構1的薄膜層11上。

感測層2設置於承載結構1，並與薄膜層11位於緩衝層12的兩相反側，其包含多條未圖示的觸控感應電極，可提供觸控感應功能。本實施例中，感測層2內含的觸控感應電極可藉由氧化銦錫(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫銻(ATO)、二氧化錫(SnO₂ )、氧化銦(In₂ O₃ )等透明導電材料或是奈米銀、奈米銅、奈米碳管、金屬網格等導電材料製作，可在使用者觸碰蓋板5時，由該處的電容值變化產生對應的觸控訊號。

保護層3設置於感測層2上，並與承載結構1分別位於感測層2的兩相反側，可減少製造過程中，外界環境的空氣、水汽或其它有害物質對感測層2的不良影響，以提供保護之效果。具體來說，本實施例中保護層3為藉由氧化鈦(TiO₂ )、二氧化矽(SiO₂ )、二氧化鋯(ZrO₂ )、有機材料製作的單層或多層結構，當感測層2為多層結構時，還可藉由適當的折射率、厚度的配置，而提供減緩感測層2之有電極區域和無電極區域對光線反射不同造成電極圖形可見問題的功效。然而，在不同的實施態樣中，觸控裝置100也可以省略保護層3的設置，而不以此處揭露的內容為限。

第一偏光層4具偏光性，其設置於保護層3上，並與感測層2分別位於保護層3的兩相反側，其用作為觸控裝置100的上偏光層(upper polarizer)，並可藉由其偏光特性，減緩感測層2的電極圖形可見問題。

蓋板5設置於第一偏光層4上，藉由貼合層51 與第一偏光層4相互貼合，其與保護層3分別位於第一偏光層4的兩相反側，並為觸控裝置100的表層結構。本實施例中，蓋板5可採用硬質或撓性材料製作。例如，蓋板5具體可採用玻璃、藍寶石玻璃、聚醯亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)等材質製作，並可進一步藉由強化處理增強其各表面的結構強度。此外，蓋板5的上表面即供使用者觸控的表面，可以配置為如圖1的平整表面或者視需要而調整為具有高低起伏的弧形表面，或者觸控裝置100亦可省略蓋板5的設置，直接以第一偏光層4作為觸控裝置100的表層結構，而不以特定實施型態為限。

外框6可採用金屬、塑膠等材質製作，並圍繞於承載結構1、感測層2、保護層3、第一偏光層4、蓋板5及液晶模組8的外緣，以提供組裝、保護、裝飾等功能，並兼具遮蔽觸控裝置100周邊線路的作用，從而省略在蓋板5上額外設置遮蔽層。

液晶模組8包括一內含液晶分子的主體81及一第二偏光層82。主體81內含未圖示的液晶層、彩色濾光層、薄膜電晶體層、配向層等結構，為控制觸控裝置100之顯示畫面的主要構件。第二偏光層82的偏光性垂直於第一偏光層4，且與承載結構1分別位於主體81的兩相反側，為觸控裝置100的下偏光層(lower polarizer)結構。

參閱圖2的流程圖及圖3~圖8的製程示意圖，以下說明本實施例的觸控裝置100的製造方法。

步驟S01：首先，本步驟需預先製備一第一偏光層4、一蓋板5、一外框6、一置換基材71及一液晶模組8。

由於本實施例的製造方法，是藉由基材離型技術執行，因此在上述構件中，有部分構件屬於製造過程中暫時使用的暫時性結構，另部分構件則屬於觸控裝置100的最終結構。具體而言，置換基材71屬於上述的暫時性結構，因此可採用例如素玻璃(raw glass)等較低成本的透明/不透明基板，並能重複回收利用。而第一偏光層4、蓋板5、外框6及液晶模組8則屬於最終結構。

步驟S02：參閱圖1、圖3，本步驟要在置換基材71上依序製作黏著層72、薄膜層11及緩衝層12。

黏著層72設置於置換基材71的外緣區域，其屬於製作過程中的暫時性結構，可採用包含親有機材的官能基和親無機材的官能基的粘著促進劑(adhesion promoter)，藉由溶液塗布，再固化的方式形成於置換基材71上。由於黏著層72與置換基材71之間的附著性勝於薄膜層11與置換基材71之間的附著性，因此能補強薄膜層11與置換基材71之間接合強度不足的問題，以利於製程進行。而且，根據黏著層72、薄膜層11兩者分別對於置換基材71之附著性不同的特性，有助於後續製程進行置換基材71的離型程序。然而，根據不同的實施方式，本實施例也 可以將黏著層72整面式地設置於置換基材71上，或者省略其設置，而不以前述內容為限。

薄膜層11可採用前述段落說明的材質，藉由溶液塗布再加熱烘烤方法形成於置換基材71上，並能進一步藉由組成、結構改造、共聚、共混等方法改變其特性。雖然薄膜層11為後續製作過程中供其他結構製作其上的承載結構，但由於置換基材71的支撐，因此可製作為較薄的結構層，而能讓最終完成的觸控裝置100具有較輕薄的結構特性。

緩衝層12可藉由物理氣相沉積、化學氣相沉積、溶液塗布固化、印刷、光刻等方式製作，能增進承載結構1的承載能力，便於後續進行置換基材71的離型。當然，視實際需要，本步驟也可以省略緩衝層12的製作。

步驟S03：參閱圖1、圖4，本步驟要在緩衝層12上製作感測層2。感測層2可包括一圖案化電極層，且感測層2可為單層或多層的結構。視感測層2的材質，其可藉由濺鍍、蒸鍍等物理氣相沉積技術配合光刻技術製作，或者也可藉由印刷、噴塗等技術製作，而不以特定製作方式為限。

步驟S04：參閱圖1、圖5，本步驟要在感測層2上製作保護層3。具體來說，保護層3可藉由物理氣相沉積、化學氣相沉積、噴墨印刷(ink jet printing)、狹縫塗布(slit coating)、旋塗(spin coating)、噴塗或滾輪塗布(roller coating)等方式製作，但不以此等技術為限。當然，視實 際需要，本實施例的製造方法也可以省略步驟S06對保護層3的製作。

步驟S05：參閱圖1、圖6，本步驟要在保護層3上設置第一偏光層4。第一偏光層4可藉由未圖示的黏著層貼合於保護層3上，不僅可作為觸控裝置100的上偏光層，還能作為置換基材71移除後的承載基材。

步驟S06：參閱圖1、圖6、圖7，本步驟要將置換基材71移除，而形成如圖8中包含承載結構1、感測層2、保護層3、第一偏光層4的結構。

具體來說，本步驟要先沿對應黏著層72的位置(如圖13中的L1線)進行切割，將包含黏著層72的結構切除，而形成如圖7的結構。或者是，在不同的實施態樣中，上述切割製程也可以藉由適當的製程控制，在不傷及置換基材71的狀態下進行切割處理，使得置換基材71於離型後能夠再度重複使用。

於上述切割製程後，由於薄膜層11與置換基材71之間沒有附著性較強的黏著層72進行補強性的固著，因此置換基材71可輕易地藉由溶液浸泡、熱處理、冷處理、外力剝離或前述之組合的方式，與薄膜層11相互分離。其中，所用溶液可為水、酒精、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)溶液、聚偏二氟乙烯(PVDF)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)等溶液。另一方面，採用熱處理及冷處理則是對置換基材71進行加熱或冷卻，利用薄膜層11與置換基材71的熱膨脹係數不同而進行離型。

步驟S07、S08：參閱圖1、圖8，本步驟要將步驟S06製作的結構貼合於液晶模組8，並將蓋板5貼合於步驟S06製作的結構。具體來說，步驟S07可藉由圖未示的黏著層將組裝構件由薄膜層11側貼合於液晶模組8的主體81，步驟S08則藉由貼合層51(圖中未繪製)將蓋板5貼合於第一偏光層4。

要特別說明的是，當本實施例採用結構強度較強的第一偏光層4時，觸控裝置100可由第一偏光層4作為表層結構，省略蓋板5的設置，此時毋須進行步驟S08的製作流程。

步驟S09：參閱圖1、圖8，於步驟S08完成蓋板5的貼合程序後，本步驟再進行外框6的組裝程序，即完成觸控裝置100的製作。

根據上述製作流程，本實施例藉由置換基材71的設置及離型技術，可最大程度化地減少薄膜層11的厚度，而實現觸控裝置100的輕薄化。然而，上述製作流程可視需要而對應調整。

例如，本實施例於步驟S01還可製備另一置換基材(以下稱為第二置換基材)；步驟S05改為將第二置換基材設置於保護層3上，先不進行第一偏光層4的設置，也就是由第二置換基材取代第一偏光層4的部分；隨後，於步驟S07將包含承載結構1、感測層2、保護層3、第一偏光層4、第二置換基材的結構設置於液晶模組8後，要先將第二置換基材移除，隨後將第一偏光層4設置於保護 層3上，然後再進行步驟S08、S09之蓋板5、外框的裝設，即可以略不同於前的製程完成第一實施例的觸控裝置100的製作。

第二實施例：

參閱圖9，為本新型觸控裝置100的第二實施例。本實施例中，觸控裝置100的構件與第一實施例大致相同，主要差異在於外框6的部分。

本實施例中，外框6未包覆蓋板5的部分，因此蓋板5是藉由貼合層而貼附於第一偏光層4與外框6之上。而且，根據此結構差異，其製作方式亦不同於前述第一實施例。

參閱圖9至圖12，以下說明本實施例的觸控裝置100的製造方法。

步驟S11~S16：此等步驟類似於前述步驟S01~S06，因此不再重複說明。

步驟S17：參閱圖9、圖11，此步驟類似前述步驟S07，將已移除置換基材71之包含承載結構1、感測層2、保護層3、第一偏光層4的結構由薄膜層11側貼附於液晶模組8的主體81。

步驟S18、S19：參閱圖9、圖12，此等步驟要先由步驟S18進行外框6的組裝程序，然後再藉由貼合層51進行蓋板5的貼合程序，以完成本實施例的觸控裝置100的製作。

綜合上述兩個實施例，本新型觸控裝置100藉 由置換基材71的支撐作用將感測層2形成於承載結構1上，再藉由另一置換基材或第一偏光層4的轉載作用，將薄膜層11及其上形成的感測層2貼附於蓋板5或液晶模組8的主體81上，能讓薄膜層11相較於一般的承載基板更薄型，而實現觸控裝置100的輕薄化。此外，藉由緩衝層12、保護層3的設置，能改善觸控裝置100的應力、電極圖形可見的問題，並提供保護作用。而且，本實施例的第一偏光層4不僅作為觸控裝置100的上偏光層，還可用作為觸控裝置100製作過程中的承載基材，並能藉由其偏光特性而減緩感測層2的電極圖形可見問題。故本新型觸控裝置100及其製造方法，確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧觸控裝置

1‧‧‧承載結構

11‧‧‧薄膜層

12‧‧‧緩衝層

2‧‧‧感測層

3‧‧‧保護層

4‧‧‧第一偏光層

5‧‧‧蓋板

51‧‧‧貼合層

6‧‧‧外框

8‧‧‧液晶模組

81‧‧‧主體

82‧‧‧第二偏光層

Claims (6)

1. 一種觸控裝置，包含：一承載結構，包括一薄膜層；一感測層，設置於該承載結構；及一第一偏光層，具偏光性，並與該薄膜層分別位於該感測層的兩相反側。
2. 如請求項1所述的觸控裝置，還包含一液晶模組，該液晶模組包括一內含液晶分子的主體及一第二偏光層，該第二偏光層的偏光性垂直於該第一偏光層，且與該承載結構分別位於該主體的兩相反側。
3. 如請求項2所述的觸控裝置，其中，該承載結構還包括一緩衝層，該緩衝層與該薄膜層相互疊置，並位於該薄膜層與該感測層之間。
4. 如請求項3所述的觸控裝置，還包含一保護層，該保護層設置於該感測層，並與該承載結構分別位於該感測層的兩相反側。
5. 如請求項4所述的觸控裝置，還包含一蓋板，該蓋板設置於該第一偏光層，並與該保護層分別位於該第一偏光層的兩相反側。
6. 如請求項4或5所述的觸控裝置，還包含一外框，該外框至少圍繞於該承載結構、該感測層、該保護層、該第一偏光層及該液晶模組的外緣。