触控显示装置的制作方法

本发明涉及一种触控显示装置，且特别涉及一种具有镜头的触控显示装置。

背景技术：

近来，人类对于触控显示装置的需求日益增加，且为了能够享有更大的显示区域面积，对于提升屏占比的需求亦随之提高。若考量于屏占比的提升，可将镜头设置于显示区域的下方，然而位于镜头上方的触控感测层却可能对于进入镜头的入射光产生不良的影响，干扰影像的品质。

因此，目前仍亟需研究一种包括镜头的具有高屏占比且能够提升影像品质的触控显示装置。

技术实现要素：

本发明涉及一种触控显示装置。由于本发明中，对应于镜头的第一区的第一触控图形是不同于与镜头错开的第二区的第二触控图形，即使将第一触控图形重叠于镜头，进入镜头的入射光线不会产生绕射及干扰条纹，不会影响影像品质。如此一来，便可提供具有优异影像品质及高屏占比的触控显示装置。

根据本发明的第一方面，提出一种触控显示装置。触控显示装置包括一第一区以及一第二区。第一区对应于一镜头，其中第一区是与一偏光片错开，且第一区具有一第一触控图形。第二区与镜头错开，其中第二区具有该偏光片，且第二区具有一第二触控图形，第二触控图形不同于第一触控图形。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合说明书附图详细说明如下：

附图说明

图1a示出依照本发明一实施例的触控显示装置的上视图。

图1b示出图1a的局部放大图。

图1c示出依照本发明一实施例的触控显示装置的剖面图。

图1d示出依照本发明一实施例的触控显示装置的剖面图。

图2a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的上视图。

图2b示出图2a的局部放大图。

图3示出依照本发明一实施例的触控显示装置线宽与镜头尺寸对应于入射光绕射亮暗纹的关系图。

图4a示出依照本发明一实施例的触控显示装置的第一触控感测层的局部放大图。

图4b示出依照本发明一实施例的触控显示装置的第二触控感测层的局部放大图。

图4c示出图4a及图4b叠加之后的示意图。

图5a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第一触控感测层的局部放大图。

图5b示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第二触控感测层的局部放大图。

图5c示出图5a及图5b叠加之后的示意图。

图6a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第一触控感测层的局部放大图。

图6b示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第二触控感测层的局部放大图。

图6c示出图6a及图6b叠加之后的示意图。

图7a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的触控图形的示意图。

图7b示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的触控图形的示意图。

图8示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第一区的触控图形的示意图。

图9示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的第一区的触控图形的示意图。

附图标记说明：

100、100'、200、300、400、500：触控显示装置

110、210、410、510：第一区

112、212、412、512：第一触控图形

120：镜头

120a：上表面

120b：下表面

120e：延伸表面

130、230：第二区

132、232：第二触控图形

140：覆盖板

142、142'：光学胶层

144：上偏光片

146、146'：上玻璃基板

148：彩色滤光层

150、150'：显示介质层

152：像素阵列层

154：下偏光片

156、156'：下玻璃基板

158：密封胶层

160：开口

171：第一触控感测层

172：第二触控感测层

175：间隙

212a：第一感测图形

212b：第一虚设图形

212c：第一感测图形

214：边缘图形

232a：第二感测图形

232b：第二虚设图形

232c：第二感测图形

232d：虚设图形

414：连续式图形

416：线段式图形

4161：第一线段图形

4162：第二线段图形

a：直径

c：中心点

c1、c2：方框

d：厚度

d1：第一间距

d2：第二间距

br：第一亮纹

dr：第一暗纹

l：光线

n：斜边长度

p：感测单元

pa：宽度

t：直角三角形

tb、td：投影点

w、w1、w3：第一线宽

w2、w4：第二线宽

δy：距离

具体实施方式

以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本公开欲保护的范围，且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性，本公开仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。实施例的提出，仅用以例示本公开的技术特征，并非用以限定本公开的保护范围。该技术领域中技术人员，将可根据以下说明书的描述，在不脱离本公开的构思范围内，作均等的修饰与变化。

图1a示出依照本发明一实施例的触控显示装置100的上视图。图1b示出图1a中方框c1的局部放大图。图1c示出依照本发明一实施例的触控显示装置100的剖面图。图1d示出依照本发明一实施例的触控显示装置100'的剖面图。

请同时参照图1a～图1c，触控显示装置100包括对应于显示区aa的第一区110及第二区130。第一区110对应于一镜头120，并且与偏光片144、154错开。亦即，第一区110并不具有偏光片144、154，且在z方向上与偏光片144、154不会重叠。第一区110具有一第一触控图形112。第二区130与镜头120错开，并且具有偏光片144、154。第二区130具有一第二触控图形132。其中，第二触控图形132不同于第一触控图形112。在本实施例中，第一区110具有圆形的外观，然本发明并不限于此，第一区110可为椭圆、矩形或任意的几何形状，只要是能够对应于镜头的形状即可。第一触控图形112与第二触控图形132可例如是由多条金属感测线所交织而成的金属网格，作为触控感测电极，可为多层的结构。在本实施例中，第一触控图形112与第二触控图形132的不同之处在于金属网格的粗细程度。如图1b所示，第一触控图形112中每一条金属感测线具有第一线宽w1，第二触控图形132中每一条金属感测线具有第二线宽w2，且第一线宽w1小于第二线宽w2。第一线宽w1例如是介于0.5至2微米。第二线宽w2例如是介于3至5微米。由于第一区110中的第一线宽w1小于第二区130中的第二线宽w，在第二区130的金属感测线的宽度仍足够维持触控感测装置100整体的良好的驱动能力的情况之下，还可减轻入射于镜头120的光线产生绕射及干涉的条纹，不会降低影像品质。

应理解的是，本发明的第一触控图形与第二触控图形并不以此为限，而是可以有许多其他的实施方式，只要第一触控图形与第二触控图形有所不同，且第一触控图形不会导致入射于镜头中的光线产生绕射及干涉的条纹，即为本发明所欲保护的范围。在一些实施例中，第一触控图形与第二触控图形可分别具有不连续的部分。亦即，第一触控图形中可具有断开部分，或者第一触控图形可为形成在不同膜层上的分层结构。同样地，第二触控图形中亦可具有断开部分，或者第二触控图形可为形成在不同膜层上的分层结构。下文将列举一些可能的实施方式。

请参照图1c，其示出触控显示装置100的一实施例的局部剖面图。触控显示装置100包括覆盖板(coverlens)140、设置有第一触控图形112及第二触控图形132的触控感测层(可为多层结构)、镜头120、光学胶层142、上偏光片144、上玻璃基板146、彩色滤光层148、显示介质层150、像素阵列层152、下玻璃基板156、下偏光片154以及密封胶层158。在一实施例中，光学胶层142可包括光学胶(opticallyclearadhesive,oca)。显示介质层150可包括液晶。

在图1c的实施例中，第一区110可具有一开口160，开口160穿过上偏光片144、上玻璃基板146、彩色滤光层148、显示介质层150、像素阵列层152、下玻璃基板156、下偏光片154以及密封胶层158。在本实施例中，开口160穿过光学胶层142，然本发明并不以此为限。在一些实施例中，开口160亦可不穿过光学胶层142(未示出)，而是穿过光学胶层142之下的层叠结构。换言之，光学胶层142可为一连续延伸的结构。镜头120可设置开口160之中。换言之，上偏光片144、上玻璃基板146、彩色滤光层148、显示介质层150、像素阵列层152、下玻璃基板156、下偏光片154以及密封胶层158可环绕镜头120。光线l可经由覆盖板140、第一触控图形112入射于镜头120之中。亦即，镜头120的收光面为上表面120a。镜头120的下表面120b可连接于电荷耦合件(chargecoupleddevice,ccd(未示出)。然而，本发明的镜头120的设置位置并不限于此。请参照图1d，触控显示装置100与触控显示装置100'的不同之处在于镜头120的设置位置以及上玻璃基板146'、显示介质层150'、下玻璃基板156'的结构，其余重复之处将不再详细描述。在触控显示装置100'之中，镜头120可设置于光学胶层142'、上偏光片144、上玻璃基板146'、彩色滤光层148、显示介质层150'、像素阵列层152、下玻璃基板156'的下方，下偏光片154部分环绕镜头120。光线l可经由覆盖板140、第一触控图形112、光学胶层142'、上玻璃基板146'、显示介质层150'以及下玻璃基板156'入射于镜头120之中。第一区110可设置为可透光区域。

图2a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置200的上视图。图2b示出图2a的方框c2的局部放大图。触控显示装置200与触控显示装置100的不同之处在于，第一触控图形212与第一触控图形112的设计有所不同，其余重复之处将不再详细描述。

请同时参照图2a及图2b，触控显示装置200包括第一区210及第二区230。第一区210对应于镜头120，并且与偏光片144、154错开。第一区210具有一第一触控图形212。第二区230与镜头120错开，并且具有偏光片144、154。第二区230具有一第二触控图形232。第一触控图形212不同于第二触控图形232。其中，第一触控图形212第二触控图形232可例如是由多条金属感测线所交织而成的金属网格，作为触控感测电极，可为多层的结构。在本实施例中，第一触控图形212与第二触控图形232的金属网格的粗细程度相同。亦即，第一触控图形212的金属感测线的第一线宽w3与第二触控图形232的金属感测线的第二线宽w4相同。例如第一线宽w3与第二线宽w4是介于3至5微米。然本发明并不以此为限，在其他实施例中，第一触控图形212的金属感测线的第一线宽w3可小于第二触控图形232的金属感测线的第二线宽w4。第一触控图形212的相邻两条互相平行的金属感测线之间具有一第一间距d1，第二触控图形232的相邻两条互相平行的金属感测线之间具有一第二间距d2。第一间距d1与第二间距d2不同。第一间距d1与第二间距d2分别表示两相邻的互相平行的金属感测线之间的最短距离。在本实施例中，第一间距d1大于第二间距d2。第一间距d1与第二间距d2可分别介于150至250微米。在一实施例中，假设镜头120的直径为2mm，镜头120的高度为5mm，若遇避免镜头获取到绕射暗纹，则第一线宽w3与第一间距d1可选择下列表一的设计方式。

表一

在本实施例中，由于第一触控图形212的金属感测线之间的第一间距d1大于第二触控图形232的金属感测线之间的第二间距d2，可减轻入射光线l绕射与干涉的状况。在其他实施例中，由于第一触控图形212的金属感测线之间的第一间距d1大于第二触控图形232的金属感测线之间的第二间距d2，且线宽w3小于线宽w4，相较于本实施例而言可更加减轻入射光线l绕射与干涉的状况。

图3示出依照本发明一实施例的触控显示装置300，其线宽与镜头尺寸对应于入射光绕射亮暗纹的关系图。

请参照图3，触控显示装置300具有对应于镜头120的第一区110以及与镜头错开的第二区130，第一区110具有第一触控图形112，第二区130具有第二触控图形132，第一触控图形112与第二触控图形132不同。第一触控图形112包括多条金属感测线，每条金属感测线具有第一线宽w。镜头120具有直径a，由镜头120的上表面120a的中心点c垂直向下延伸至镜头120的下表面120b可测得镜头的厚度d。镜头120的下表面120b可具有一延伸表面120e，延伸表面120e的延伸方向可平行于覆盖板140的延伸方向。光线l经过覆盖板140下方的第一触控图形112后于镜头120下的延伸表面120e产生多条绕射条纹。多条绕射条纹中包括第一亮纹br及第一暗纹dr。例如，以镜头120下方的光强度图谱而言，镜头120的中心点c对应于一波峰，即为第一亮纹br，表示其具有最大的光强度；而在镜头120两侧则具有波谷，最靠近第一亮纹br的波谷即为第一暗纹dr，表示其具有较低的光强度。第一亮纹br与第一暗纹dr之间的垂直投影于延伸表面120e上的距离定义为δy。第一亮纹br与第一暗纹dr垂直投影于镜头120的延伸表面120e分别对应于投影点tb以及投影点td。中心点c、投影点tb以及投影点td可围成一直角三角形t，在直角三角形t中，中心点c与投影点td之间具有一斜边长度n。通过狭缝第一阶绕射公式以及三角函数的运算，可推导出下列式a：

其中，λ表示可见光波长(例如是400nm至700nm)。在本实施例中，λ＝400nm。

若欲设计为使镜头120不要获取到第一暗纹dr，则需使δy>a，使得第一暗纹dr落于镜头120(亦即是第一区110)的范围之外，本发明的触控显示装置300符合下列式1：

当目标的镜头120直径a＝2mm，镜头120厚度d＝5mm，可得斜边长度n＝5.39mm。依据上述式a及式1，可得知不同的第一线宽w、第一亮纹br与第一暗纹dr之间的距离δy、在x方向上的第一触控图形112的金属感测线的数量m以及镜头120的直径a的上限amax之间的关系，如下列表二所示。

表二

由表二可知，若目标的镜头直径a＝2mm，当第一触控图形112的金属感测线的第一线宽w<1um时，则镜头120范围内无论有几条金属感测线(m可为1～10)，镜头120皆不会截取到绕射暗纹。当第一触控图形112的金属感测线的线宽w＝1.5um时，则镜头120范围内金属感测线的数量需降至2条(m＝2)，则镜头120不会截取到绕射暗纹。当第一触控图形112的金属感测线的线宽w＝2um时，则镜头120范围内金属感测线的数量需降至1条(m＝1)，则镜头120不会截取到绕射暗纹。

图4a示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第一触控感测层171的局部放大图。图4b示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第二触控感测层172的局部放大图。图4c示出图4a及图4b叠加之后的示意图。应理解的是，第一虚设图形212b、第二虚设图形232b、第一感测图形212c及第二感测图形232c分别为连续的实线，为了便于简化附图，此处使用虚线表示第一虚设图形212b、第二虚设图形232b、第一感测图形212c及第二感测图形232c。

请参照图4a，第一触控感测层171在第一区210中具有分别沿着x方向延伸的多列第一感测图形212a以及多列第一虚设图形212b。多列的第一感测图形212a以及多列的第一虚设图形212b可沿着y方向在同一层交错设置，每一列第一感测图形212a与每一列第一虚设图形212b之间具有间隙175，亦即，第一感测图形212a与第一虚设图形212b彼此断开。第一感测图形212a以及第一虚设图形212b可分别由金属网格所形成，金属网格可由多条金属感测线交织所形成。第一触控感测层171在第二区230中具有分别沿着x方向延伸的多列第二感测图形232a以及多列第二虚设图形232b。多列的第二感测图形232a以及多列的第二虚设图形232b可沿着y方向在同一层交错设置，每一列第二感测图形232a与每一列第二虚设图形232b之间具有间隙175，亦即，第二感测图形232a与第二虚设图形232b彼此断开。第二感测图形232a以及第一虚设图形232b可分别由金属网格所形成，金属网格可由多条金属感测线交织所形成。其中，同一列的第一感测图形212a与第二感测图形232a是彼此连接。第一虚设图形212b与第二虚设图形232b彼此不同。例如是相邻的相互平行的金属感测线之间的第一间距及第二间距有所不同。由于本实施例具有第一虚设图形212b与第二虚设图形232b，相较于没有设置虚设图形的比较例而言，可提升目视的效果。

请参照图4b，第二触控感测层172在第一区210中具有沿着y方向延伸的第一感测图形212c。多行的第一感测图形212c可沿着x方向依序设置，相邻两行的第一感测图形212c之间具有间隙175，亦即，相邻两行的第一感测图形212c之间是彼此断开。每一行第一感测图形212c可由金属网格所形成，金属网格可由多条金属感测线交织所形成。

请参照图4c，其示出第一触控感测层171(如图4a所示)与第二触控感测层172(如图4b所示)在z方向上彼此重叠的示意图。第一触控感测层171与第二触控感测层172之间可彼此电性隔开，例如是通过一绝缘层(未示出)所隔开。在本实施例中，第一区210中第一触控图形112的相邻两相互平行的金属感测线之间的第一间距d1是大于第二区230中第二触控图形232的相邻两相互平行的金属感测线之间的第二间距d2。第一触控图形112与第二触控图形232中的感测单元p的宽度pa是小于镜头120的直径a。

图5a示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第一触控感测层171的局部放大图。图5b示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第二触控感测层172的局部放大图。图4c示出图5a及图5b叠加之后的示意图。图5a与图5c分别类似于图4a与图4c，其不同之处在于，第一区210的边缘区域212还包括边缘图形214，其他相同或类似的部分将不再详细描述。应理解的是，第一虚设图形212b、第二虚设图形232b、第一感测图形212c及第二感测图形232c分别为连续的实线，为了便于简化附图，此处使用虚线表示第一虚设图形212b、第二虚设图形232b、第一感测图形212c及第二感测图形232c。

请参照图5a及图5c，边缘图形214的数量可为多个，且每个边缘图形214可具有一圆弧的外型。边缘图形214可连接于第一感测图形212a及第二感测图形232a。由于本实施例具有边缘图形214，相较于不具有边缘图形的比较例而言，可降低阻抗。在本实施例中，第一区210中第一触控图形112的相邻两相互平行的金属感测线之间的第一间距d1是大于第二区230中第二触控图形232的相邻两相互平行的金属感测线之间的第二间距d2。第一触控图形112与第二触控图形232中的感测单元p的宽度pa是小于镜头120的直径a。

图6a示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第一触控感测层171的局部放大图。图6b示出依照本发明一实施例的触控显示装置200的第二触控感测层172的局部放大图。图6c示出图6a及图6b叠加之后的示意图。图6b与图6c分别类似于图4b与图4c，其不同之处在于，第二区210还包括虚设图形232d，其他相同或类似的部分将不再详细描述。

请参照图6b及图6c，多行的第二感测图形232c与多行的虚设图形232d可分别沿着y方向延伸，且沿着x方向交错设置。第二感测图形232c以及虚设图形232d可分别由金属网格所形成，金属网格可由多条金属感测线交织所形成。第二感测图形232c与虚设图形232d之间具有间隙175，亦即，第二感测图形232c与第二虚设图形232d彼此断开。第一感测图形212c与第二感测图形232c彼此连接。在本实施例中，第一区210中第一触控图形112的相邻两相互平行的金属感测线之间的第一间距d1是大于第二区230中第二触控图形232的相邻两相互平行的金属感测线之间的第二间距d2。第一触控图形112与第二触控图形232中的感测单元p的宽度pa是小于镜头120的直径a。

图7a示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的触控图形的示意图。图7a的触控图形是类似于图5c的触控图形，其不同之处在于，第一触控图形112中的感测单元p的宽度pa是大于镜头120的直径a。

请参照图7a，第一触控图形212包括第一感测图形212a、212c及边缘图形214。第一触控图形212皆位于感测单元p所对应的范围之内。

图7b示出依照本发明又一实施例的触控显示装置的触控图形的示意图。

图7b的触控图形是类似于图7a的触控图形，其不同之处在于镜头120具有更小的直径a，且第一触控图形212的配置方式有所不同。

请参照图7b，第一触控图形212包括第一感测图形212a、212c及边缘图形214。第一触控图形212皆位于感测单元p所对应的范围之内。在一实施例中，镜头120的直径a可为感测单元p的宽度的一半。

图8示出依照本发明又一实施例的触控显示装置400的第一区410的第一触控图形412的示意图。触控显示装置400是类似于触控显示装置100，其不同之处在于第一区410的第一触控图形412的配置方式。

请参照图8，第一触控图形412包括一连续式图形414与一线段式图形416，连续式图形414与线段式图形416在z方向上彼此重叠。连续式图形414可包括透明导电材料(例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟镓氧化物、铟镓锌氧化物、或其它合适的材料)。连续式图形414可为网格状。线段式图形416可包括位于第一感测层上的第一线段图形4161以及位于第二感测层上的第二线段图形4162。例如，第一感测层上的第一线段图形4161以及位于第二感测层上的第二线段图形4162之间可通过绝缘层所隔开(未示出)。第一线段图形4161与第二线段图形4162可分别为不连续的金属网格，金属网格可由多条不连续的金属感测线交织而成。连续式图形414的宽度可大于线段式图形416的宽度。由于本实施例中的连续式图形414为网格状，相较于整片设置透明导电材料(例如是铟锡氧化物)作为感测电极的比较例而言，可避免电容的负载(loading)过大的问题。并且，由于本实施例中的连续式图形414上还设置有线段式图形416，相较于没有设置线段式图形的比较例而言，不但能让电容的负载(loading)不致于过高，还可维持较低的阻抗。

图9示出依照本发明又一实施例的触控显示装置500的第一区510的触控图形的示意图。触控显示装置500是类似于触控显示装置100，其不同之处在于第一区510的第一触控图形512所使用的材料及其配置方式并不相同。

请参照图9，第一触控图形512可包括银纳米线、pedot、石墨烯、cnt或其他合适的透明导电材料。在本实施例中，第一触控图形512可为不规则状的线段，然本发明并不限于此，只要是使用适合的透明导电材料，让第一触控图形512不同于对应于镜头之外的第二触控图形(未示出)即可。由于本实施例的第一触控图形512可为银纳米线、pedot、石墨烯或cnt，使得第一触控图形512不同于对应于镜头之外的第二触控图形(未示出)，能够避免入射到镜头的光线影响影像的品质。

由于本发明的触控显示装置的第一触控图形与第二处控图形不同，即使将第一触控图形设置于镜头的范围之内，仍可降低入射于镜头的入射光经过第一触控图形产生绕射及干涉条纹的情形，较不会影响影像的品质。因此，本发明可提供具有优异影像品质及高屏占比的触控显示装置。

综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。