具保护层的整合触控面板的显示器的制作方法

专利名称：：具保护层的整合触控面板的显示器的制作方法
技术领域：
：本实用新型是有关一种显示装置，尤其指一种具有触控面板及其保护层的液晶显示装置。
背景技术：
：具有触控面板的液晶显示装置已为公知，如图1所示，即揭示一种直接将触控面板10以双面胶黏着于液晶显示器上的结构，其中该液晶显示器包括一上偏光片11、一液晶显示面板的上基板12、一液晶显示面板的下基板13以及一下偏光片14。此种结构的缺陷为整体液晶显示器的重量较重及体积较大，且以双面胶黏着触控面板也会降低液晶显示器的光穿透率。为改进图1所示公知技术的缺陷，另有整合触控面板的液晶显示器的技术被提出，如在智能型手机(smartphone)、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)、平板计算机(tabletPC)等手持式触控产品。为减少重量、产品厚度、简化工艺以及提高产品亮度、对比等性质，已有业者提出整合触控面板和显示面板的结构和制造方法，如中国台湾专利公告第1247184号，即以微影工艺形成控制电路在一液晶显示器面板的外围区域上，然后形成一触控面板在该液晶显示器面板上，其中该液晶显示器面板是作为该触控面板的下基板，并且以该控制电路驱动该触控面板，其并使用电容式触控面板以提升液晶显示器的使用寿命与触控质量。另，美国专利第6765629号及7190416号亦提出整合触控面板和显示面板的类似技术。此外，美国专利第7235340号提出一种整合光学式触控面板的液晶显示器，其提供一显示面板，该显示面板包含有一像素区以及一控制电路区，于该像素区上形成复数个呈数组排列的像素，且于该像素区上形成复数个不与各该像素相重迭的定位图案，用来标示该像素区的坐标。然而以上所有提出整合型触控液晶显示面板的结构，并未解决一些因使用上的问题而造成的缺陷。按一般人习惯上仍以手指或触控(光)笔来触控整合型触控液晶显示面板，触碰时会产生液晶面板画质扭曲变形(pushmura)的问题，且手持式整合型触控液晶显示面板因常曝置于外界，容易受到异物刮伤或撞击而影响其面板使用寿命。美国专利第4910504号虽然提出整合电容式触控液晶显示面板并加一透明保护盖板的结构，解决了液晶面板画质扭曲变形(pushmum)的问题，但仍不能解决如何因应该透明保护盖板因受到外界异物刮伤、撞击，而降低耐压强度的问题。
实用新型内容有鉴于公知技术的缺陷，本实用新型的目的在提供一种具有强化保护层的整合触控面板的显示器，以解决液晶面板画质扭曲变形(pushniura)的问题。本实用新型又一目的在提供一种强化保护层，用来加置于整合触控面板的液晶显示器上，以提高该保护层的抗刮、耐压强度。为实现上述目的，依本实用新型的一方面，以上与其它的目的可由提供下列具保护层的整合触控面板的显示器而实现。一种具保护层的整合触控面板的显示器，其包含一液晶显示面板、一触控面板的触控层形成于该液晶显示面板上，其特征在于形成一保护层于该触控层之上，以保护该触控层及/或液晶显示面板。于本实用新型一具体例中，该液晶显示面板可包含一上基板，作为该触控面板的一下基板。于另一具体例中，该保护层为玻璃层，并可经化学性强化处理，例如离子交换处理，其保护层的厚度为0.1到2.5mm间，保护层的层深度(d印thoflayer)为20到100um间。于次一具体例中，该触控面板为电容式或光学感应式。于再一具体例中，该保护层的表面压縮应力为400到800MPa间，而其维氏硬度(Vickerhardness)在200g负载时为600到800kgf/mi^间，且抗压强度以4点测试法测试，在失效机率(failureprobability)1%条件下可为200MPa到500MPa间。此外，该保护层抵抗因受尖硬物压而破裂(sharpimpactdamage)的能力以维氏压痕(Vickerindenter)压入测试法可承受至少2000g的静负载力而不会产生任何径向或横向裂痕。本实用新型提供一种用于前述具保护层的整合触控面板的显示器中的保护层而实现。图1是公知具触控面板的液晶显示器的结构示意图；图2是本实用新型一实施例的结构示意图；图3是本实用新型另一实施例的结构示意图；图4是本实用新型又一实施例的结构示意图。附图中主要组件符号说明公知技术部份(图l)IO触控面板；ll上偏光片；12液晶显示面板的上基板；13液晶显示面板的下基板；14下偏光片；本实用新型部份(图2)20保护层；21上偏光片；22投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜(ITOarrayfilm)(触控面板的触控层)；23液晶显示面板的上基板(触控面板下基板)；24液晶显示面板的下基板；25下偏光片；26背光源；本实用新型部份(图3)30保护层；31投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜(ITOarrayfilm)(触控面板的触控层)；32上偏光片;33液晶显示面板的上基板(触控面板下基板)；34液晶显示面板的下基板；35下偏光片；36背光源；本实用新型部份(图4)40保护层；41显示器面板;42光学感应式触控面板的像素矩阵(pixel具体实施方式为进一步了解本实用新型的目的、功能、特点和优点，下文将配合附图说明本实用新型的较佳实施例。图2显示依本实用新型一较佳实施例的具保护层的整合触控面板的显示器。该具保护层的整合触控面板的显示器包括一保护层20、一上偏光片21、一投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜(ITOarrayfilm)22(作为触控面板的触控层)、一液晶显示面板的上基板23(亦作为触控面板下基板)、一液晶显示面板的下基板24、一下偏光片25以及一背光源26。其中下偏光片25位于液晶显示面板的下基板24以及背光源26之间，而上偏光片21位于投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜22之上。液晶显示面板的上基板23与下基板24构成液晶显示面板，其中下基板24上具有薄膜晶体管数组(图式未示出)用以控制液晶的方向，而上基板23具有彩色滤光片(图式未示出〉。本实用新型的液晶(图式未示出)位于上基板23与下基板24之间，而触控面板的下基板则直接使用液晶显示面板上基板23充任。该保护层20的特性将详述于后。图3显示依本实用新型另一较佳实施例的具保护层的整合触控面板的显示器。该具保护层的整合触控面板的显示器包括一保护层30、一投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜(ITOarrayfilm)31(作为触控面板的触控层)、一上偏光片32、一液晶显示面板的上基板33(亦作为触控面板下基板)、一液晶显示面板的下基板34、一下偏光片35以及一背光源36。其中下偏光片35位于液晶显示面板的下基板34以及背光源36之间，而上偏光片32位于投影电容式氧化铟锡矩阵薄膜31的下方。液晶显示面板的上基板33与下基板34构成液晶显示面板，其中的液晶(图式未示出)位于上基板33与下基板34之间，而触控面板的下基板则系直接使用液晶显示面板上基板33。同样，该保护层30的特性亦将详述于后。图4显示依本实用新型又一较佳实施例的具保护层的整合触控面板的显示器。该具保护层的整合触控面板的显示器包括保护层40、显示面板41、光学感应式触控面板的像素矩阵(pixelarray)42，其中该显示面板41可为LCD液晶显示面板或OLED有机发光显示面板。同样，该保护层40的特性亦详述如后。图2到图4的本实用新型具保护层的整合触控面板的显示器的各实施例中，该保护层可为玻璃层，并可经化学性强化处理，说明如下。按公知化学性强化处理是于低于玻璃熔点(meltingpoint)的操作温度下，将含Na的玻璃浸入硝酸钾(KN03)中，利用Na+与K+离子交换方式，使较大的K+离子植入玻璃，留下残存应力(residualstress)以增加玻璃表面强度。由于操作温度低于玻璃熔点(meltingpoint),故化学性强化处理后的玻璃不会改变其光学特性，且不论玻璃是何种曲面外形及厚度，皆可作化学性强化处理，惟一般皆用在较薄的玻璃(厚度2.5mm以下)。此外，玻璃层强化亦可利用物理性强化处理来达成。公知物理性强化处理系于高于玻璃熔点(meltingpoint)的操作温度下，将玻璃急速冷却，使玻璃表面留下残存应力，其具有以下缺点1、不适用于较薄的玻璃(厚度2.5誦以下)；2、不适用于特殊曲面外形的玻璃(因高温易使玻璃变形)；3、不适用于高度光学要求的玻璃；4、抗压强度比经化学性强化处理过的玻璃低。由于物理性强化处理相较化学性强化处理具有如上缺陷，因此本实用新型的保护层采用化学性强化处理为宜。对于经化学性强化处理过的玻璃的强度特性，一般业界以层深度试验(D印thoflayertest)、压縮应力试验(compressivestresstest)及抗压强度(CompressiveStrength)来表示。层深度(D印thofLayer,DOL)的定义是经化学强化(离子交换)处理的玻璃，即K+离子进入玻璃留下残存应力(residualstress)，量测由玻璃表面具有最大表面压縮应力(surfacecompressivestress)至U零应力点(zerostresspoint)的深度。舌寸伤或撞伤裂缝系主要影响化学强化玻璃的耐压强度的因素，一般使用者在使用时，保护层易受到外界异物刮伤或撞伤的裂缝深度，小则2030um，大则4050um，一旦裂缝深度大于或等于层深度时，该保护层完失去强度保护特性，故层深度一定要大于裂缝深度，以保护强化玻璃层有足够的耐压强度。一般建议的裂缝深度，较安全区间在小于或等于层深度的1/3范围。表1是本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃以及本实用新型使用一般化学强化玻璃的层深度和压缩应力(Co卿ressivestress)的比较表l:层深度DOL和压缩应力(Compressivestress)比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1可知，本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃的层深度DOL远大于本实用新型使用一般化学强化玻璃的层深度，容许强化玻璃因受外界异物刮伤或撞伤产生较深的裂缝而仍有足够的压縮应力保护，且更小的Compressivestress/D0L值，使化学强化玻璃较不易受刮伤裂缝而降低压縮应力。此外，抗压强度(CompressiveStrength)定义系依四点测试法(4-pointtest)，将待测样品置于4点中，施以外力静压，直到样品破裂为止所受的最大压力。表2是本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃以及本实用新型使用一般化学强化玻璃的抗压强度(CompressiveStrength)的比较表2:抗压强度(CompressiveStrength)比较表本实用新型使用一般化学强化玻璃本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃抗压强度(Compressivestrength):在机械失效机率1%条件下(@mechanicalfailureprobability=l%)~200MPa~500MPa由表2可知，本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃的抗压强度远大于本实用新型使用一般化学强化玻璃，可达2.5倍。其中，lMpa=lN/rara2~二0.lkgf/mm2。公知技术是以化学强化施用于较薄玻璃(厚度2.5mm以下)，但至今仍无人提出以化学强化玻璃层安置于整合触控液晶显示面板上，以同时解决液晶面板画质扭曲变形(pushmura)的问题并提高保护层的抗刮耐压强度的特性。再者，本实用新型所提出化学强化轻薄玻璃保护层，最大DOL可达到100um，可同时解决整合型触控液晶显示面板触碰液晶面板画质扭曲变形(pushmura)的问题，并使整合型触控液晶显示面板达到轻薄、耐压、抗刮等特性的要求。另，以维氏硬度试验(VickerhardnessTest)来量测本实用新型化学强化玻璃保护层的抗刮性，是压入硬度试验的一种，以一定负荷力和压痕大小得到可靠的硬度值，其测量值用HV表示。表3是本实用新型较佳实施例的化学强化后的玻璃以及本实用新型较佳实施例的化学强化前的玻璃其维氏硬度(Vickerhardness)的比较表3:维氏硬度(Vickerhardness)比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表3可知，本实用新型较佳实施例的化学强化玻璃的维氏硬度明显大于未经化学强化处理的玻璃。此外，本实用新型较佳实施例的化学强化保护层抵抗因受尖硬物压而破裂(sharpimpactdamage)的能力，以维氏压痕(Vickerindenter)压入测试法可承受至少2000g的静负载力，而不会产生径向或横向裂痕。虽然本实用新型已利用上述的较佳实施例予以详细描述，然其并非用以限定本实用新型，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可进行各种更动及修改，因此本实用新型的保护范围当以申请的权利要求范围所界定的内容为准。权利要求1、一种具保护层的整合触控面板的显示器，包含一液晶显示面板；一触控面板的触控层，形成于该液晶显示面板上；其特征在于一保护层，形成于该触控层之上。2、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该液晶显示面板包含一上基板作为该触控面板的一下基板。3、如权利要求1或2所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该保护层为玻璃层。4、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于其中该保护层的厚度为O.l到2.5mm间。5、如权利要求4所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于其中该保护层的层深度为20至ljl00um间。6、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该触控面板为投影电容式。7、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该触控面板为光学感应式。8、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该保护层的表面压縮应力为400到800MPa间。9、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该保护层的维氏硬度在200g负载时为600到800kgf/mm2间。10、如权利要求1所述的具保护层的整合触控面板的显示器，其特征在于该保护层的抗压强度在失效机率1%条件下为200MPa到500MPa间。专利摘要本实用新型是有关一种具保护层的整合触控面板的显示器，包含一液晶显示面板、一触控面板的触控层形成于该液晶显示面板上，其特征在于形成一保护层于该触控层之上，以保护该触控层及/或液晶显示面板。于一较佳实施例中，该液晶显示面板可包含一上基板，作为该触控面板的一下基板，该保护层为玻璃层，并可经化学性强化处理。本实用新型另涉及一种用于前述具保护层的整合触控面板的显示器中的保护层。文档编号G02F1/133GK201373962SQ200820189659公开日2009年12月30日申请日期2008年12月29日优先权日2008年12月29日发明者王兆应申请人:台湾康宁显示玻璃股份有限公司