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CN114594878A - 触控显示设备 - Google Patents

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CN114594878A
CN114594878A CN202210210963.9A CN202210210963A CN114594878A CN 114594878 A CN114594878 A CN 114594878A CN 202210210963 A CN202210210963 A CN 202210210963A CN 114594878 A CN114594878 A CN 114594878A
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CN
China
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region
thickness
display device
touch
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吴湲琳
乐瑞仁
李冠锋
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Innolux Corp
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Innolux Display Corp
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Abstract

本发明公开了一种触控显示设备，其包括一基板、一显示层、一绝缘层、一触控电极层以及一偏光片。显示层设置在基板上，其中显示层包括多个显示单元以及一屏障部，屏障部设置在多个显示单元之间，绝缘层设置在显示层上，触控电极层直接接触绝缘层，偏光片设置在绝缘层上。绝缘层包括一第一层、一第二层及一第三层，第一层设置于显示层与第二层之间，而第二层设置于第一层与第三层之间，第二层具有一第一厚度对应于显示单元，第二层具有一第二厚度对应于屏障部，且第一厚度大于第二厚度。

Description

触控显示设备
本申请是申请日为2018年03月06日、申请号为201810182820.5、发明名称为“触控显示设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明关于一种触控显示设备，尤指一种可折叠的触控显示设备。
背景技术
近年来，可折叠的电子装置已成为新一代电子技术所关注的焦点之一。因此，对于能够整合于可折叠电子装置中的可折叠触控显示设备的需求也随之增加。可折叠触控显示设备是指该装置可被弯曲、折叠、拉伸、挠曲等(一般称之为“可折叠”，下文亦以“可折叠”表示)。然而，现有的触控显示设备中的某些组件或膜层(如触控电极和封装层)可能会在触控显示设备处于折叠或挠曲状态时而损坏，因此严重影响折叠式触控显示设备的稳定性和可靠性。
发明内容
本发明公开了一种触控显示设备，其包括一基板、一显示层、一绝缘层、一触控电极层以及一偏光片。显示层设置在基板上，其中显示层包括多个显示单元以及一屏障部，屏障部设置在多个显示单元之间，绝缘层设置在显示层上，触控电极层直接接触绝缘层，偏光片设置在绝缘层上。绝缘层包括一第一层、一第二层及一第三层，第一层设置于显示层与第二层之间，而第二层设置于第一层与第三层之间，第二层具有一第一厚度对应于显示单元，第二层具有一第二厚度对应于屏障部，且第一厚度大于第二厚度。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的触控显示设备的上视示意图。
图2所示为本发明第一实施例的显示设备的剖面示意图。
图3所示为本发明第一实施例的网格结构和对应的显示单元的上视示意图。
图4为沿图3的切线A-A'的剖面示意图。
图5所示为本发明第一实施例的变化实施例的触控显示设备的上视示意图。
图6所示为本发明第二实施例的显示设备的剖面示意图。
图7所示为本发明第二实施例的显示设备的剖面示意图。
图8所示为第二实施例的薄膜晶体管层的通道的上视示意图。
图9所示为第二实施例的变化实施例的薄膜晶体管层的通道的上视示意图。
图10所示为本发明第三实施例的触控显示设备的上视示意图。
图11为本发明图10所示的第三实施例的显示设备的剖面示意图。
图12所示为第三实施例的显示设备的剖面示意图。
图13所示为第三实施例的变化实施例的触控显示设备的上视示意图。
图14所示为第四实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图15所示为第五实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图16所示为本发明第六实施例的网格结构和对应的显示单元的上视示意图。
图17为沿图16的切线C-C'的剖面示意图。
图18所示为第七实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图19所示为第七实施例的变化实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图20所示为第八实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图21所示为第八实施例的变化实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图22所示为第九实施例的触控显示设备的剖面示意图。
图23所示为本发明第十实施例的图案化结构的上视示意图。
图24所示为本发明第十一实施例的图案化结构的上视示意图。
图25为沿图24的切线D-D'的剖面示意图。
图26为沿图24的切线D-D'的第十一实施例的第一变化实施例的剖面示意图。
图27为沿图24的切线D-D'的第十一实施例的第二变化实施例的剖面示意图。
附图标记说明：10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10I'、10J、10J'、10K、10L、10M-触控显示设备；102-显示区；104-周边区；106-集成电路；108、1081、1082-折叠轴；110-基板；110a-表面；112-薄膜晶体管层；114-显示层；116-绝缘层；1161-第一层；1162-第二层；1163-第三层；1164-第四层；116A-第一子层；116B-第二子层；118-触控电极层；1181-第一触控电极层；1182-第二触控电极层；120-支撑膜；122-缓冲层；124-半导体层；126-介电层；128、1281、1282-薄膜晶体管；128C-通道；128C1-第一通道；128C2-第二通道；128D-汲极接点；128G-闸极；128S-源极接点；130-介电层；132-汲极；134-源极；136-介电层；136a、144、146、194、200-通孔；148-第一电极；150-有机层；152-屏障部；154-第二电极；156-显示单元；164-倾斜面；166-网格结构；166a-网格开口；168-弯曲边缘；170-覆盖层；172-偏光片；174-p-n二极管；176-第一接触电极；178-第二接触电极；180-第一半导体层；182-第二半导体层；184-多重量子井结构；186-接触接口；188-凹槽；192-辅助电极；1961、1962-触控电极；198-触控信号线；202-图案化结构；2041-第一图案化单元；2042-第二图案化单元；206-绝缘图案；208-导线；210-连接部；212-第一图案化导电层；212a-开口；214-第二图案化导电层；Dh-方向；D1-第一方向；D2-第二方向；E1、E2-边缘；L1、L2-通道长度；MB1、MB2-桥接电极；P1、P2-部分；R1-第一区；R2-第二区；R3-第三区；R4-第四区；R5-第五区；T1-第一厚度；T2-第二厚度；T41-第三厚度；T42-第四厚度；T5-第五厚度；T6-第六厚度；T7-第七厚度；T31～T35-厚度；TE1-第一触控电极；TE2-第二触控电极；V-垂直投影方向；W1、W2-通道宽度；W3、W5-第一线宽；W4、W6-第二线宽；α-角度；θ、θ1、θ2-折叠角。
具体实施方式
为使本领域技术人员能了解本发明，下文配合所附图示详细说明本发明。需注意的是，为了使读者能容易了解及图式的简洁，本发明中的多张图式只绘出触控显示设备的一部分，且图式中的特定组件并非依照实际比例绘图。此外，图中各组件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与权利要求中会使用某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的组件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的组件。在下文说明书与权利要求书中，「含有」与「包括」等词为开放式词语，因此其应被解释为「含有但不限定为…」之意。
当一组件或一膜层被称为在另一组件或另一膜层上，或是被称为与另一组件或另一膜层连接时，其应被了解所述的组件或膜层是直接位于另一组件或膜层上，或是直接与另一组件或膜层连接，也可以是两者之间存在有其他的组件或膜层。然而，当一组件或一膜层被称为直接位于另一组件或另一膜层上，或被称为直接连接于另一组件或另一膜层时，则应被了解两者之间不存在其他的组件或膜层。
值得一提的是，在不偏离本发明精神之下，下文中不同实施例的技术特征彼此之间可互相结合、置换、搭配，以组合出另一实施例。
请参考图1，图1所示为本发明第一实施例的触控显示设备的上视示意图。如图1所示，本实施例的一触控显示设备10A包括一基板110，且基板110上定义有一显示区102与一周边区104。周边区104位于显示区102的一侧，其中本实施例的周边区104环绕显示区102，但不以此为限。显示区102包括多个发光元件与多个触控感测元件设置于其中，因此显示区102至少提供显示影像及/或感测触碰位置的功能。周边区104可包括与显示区102内组件电连接的集成电路(integrated circuit，IC)106，用来依不同效用或目的而处理各类的数据。在其他实施例中，周边区104可包括与显示区102内组件电连接的一个或多个集成电路106。集成电路106亦可包括多个接点或多个接脚，电连接至印刷电路板(printed circuitboard，PCB)(未绘出)或其他类似组件。在本实施例中，触控显示设备10A为可折叠的电子装置，例如具有可弯曲、可挠曲或可拉伸等功能，其中可折叠的触控显示设备10A的折叠轴(或称弯曲轴、弯折轴)108平行于基板110的一边缘E1，且边缘E1的长度短于基板110的另一边缘E2的长度。在本实施例中，边缘E1亦平行于显示区102较短的一侧边。另外，显示区102包括至少一第一区R1、一第二区R2与一第三区R3，其中第二区R2在垂直于折叠轴108的一方向上设置于第一区R1与第三区R3之间，且折叠轴108穿越第二区R2，换言之，第二区R2为触控显示设备10A中能够弯折或折叠的区域。
请参考图2，图2所示为本发明第一实施例的显示设备的剖面示意图。为了清楚表示，只有绘示出触控显示设备10A中第一区R1、第二区R2与第三区R3的膜层的剖面，而未绘出各膜层中的组件的细节。图2所示的触控显示设备10A处于折叠状态(folded)，其折叠角θ例如为180度。在本实施例中，折叠角θ的范围为0度至180度，但不限于此。触控显示设备10A包括一基板110、一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)层112、一显示层114、一绝缘层116与一触控电极层118，其中显示层114设置在基板110上，TFT层112设置于绝缘层116与基板110之间，绝缘层116设置在显示层114上，触控电极层118直接接触绝缘层116，而绝缘层116设置在显示层114与触控电极层118之间。显示层114具有一第一区R1、一第二区R2与一第三区R3，其中第二区R2位于第一区R1与第三区R3之间，且第二区R2为可折叠的。在本实施例中，当触控显示设备10A处于折叠状态时，对应第一区R1与第三区R3的部分显示层114是位于对应第一区R1的部分基板110以及对应第三区R3的部分基板110之间。换言之，当触控显示设备10A被折叠时，触控显示设备10A是以显示层114夹置在折叠的基板110之间的方式向内折叠。
此外，触控显示设备10A可选择性地包括一覆盖层170与一偏光片172，其中覆盖层170设置于触控电极层118上，而偏光片172设置于覆盖层170与触控电极层118之间。覆盖层170是用于对设置于其下的膜层提供保护，其可包括例如透明绝缘材料。本实施例中的覆盖层170可包括例如塑料覆盖层或薄膜涂布覆盖层，但不以此为限。本实施例中的偏光片172可包括例如塑料偏光片，但不以此为限。
请参考图3与图4，图3所示为本发明第一实施例的网格结构和对应的显示单元的上视示意图，而图4为沿图3的切线A-A'的剖面示意图。为了清楚表示，图4只绘出部分的第一区R1、第二区R2与第三区R3，且省略绘示设置于触控电极层118上的其他膜层。如图4所示，基板110为可挠基板且可包括一聚合物层，例如为一薄塑料膜层，包括聚酰亚胺(polyimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、其他适合的聚合物或其组合物，但不以此为限。基板110选择性地设置于一支撑膜120上，而一缓冲层122可设置于基板110与TFT层112之间。在本实施例中，支撑膜120可包括PET等，而缓冲层122可包括氧化层、氮化层或其他适合的绝缘层，但不以此为限。
TFT层112包括一半导体层124、一介电层126、包括多个闸极128G的一导电层、一介电层130、包括多个汲极132与多个源极134的一导电层以及一选择性的介电层136，藉以形成多个TFT 128以作为驱动显示层114中显示单元156的开关组件。其中，半导体层124由半导体材料所形成，例如包含硅或金属氧化物材料，但不限于此。举例而言，半导体层124可为非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(polysilicon)或氧化铟镓锌(indium gallium zincoxide，IGZO)。半导体层124在一个TFT 128中包括一源极接点128S、一汲极接点128D与设置于源极接点128S与汲极接点128D之间的一通道128C。各源极134分别通过介电层130与介电层126中的一通孔144电连接至对应的源极接点128S，各汲极132分别通过介电层130与介电层126中的另一通孔146电连接至对应的汲极接点128D，闸极128G则通过介电层126(如闸极介电层)而与通道128C分隔。闸极128G、源极134与汲极132可由导电材料(如金属)所形成，但不限于此。值得注意的是，图4所示的TFT 128的结构仅作为实施例而并非用来限制本发明TFT 128的种类或结构，且任何其他适合的TFT结构皆可用以替换图中所示的TFT 128。举例而言，本实施例的TFT128为顶闸极型(top-gate type)TFT。然而，在一变化实施例中，TFT128亦可为底闸极型(bottom-gate type)TFT。
显示层114包括多个显示单元156与一屏障部152。在本实施例中，显示单元156是以有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)为例，但不限于此。在其他实施例中，显示单元156可为任何其他适合种类的显示单元或具有其他结构，例如可以为发光二极管(light-emitting diode，LED)、微型发光二极管(micro LED或mini LED)或包含量子点(quantum dot，QD)或磷光体(phosphor)材料。一些实施例中，发光二极管的芯片尺寸约为300微米(μm)到10毫米(mm)，微型发光二极管(mini LED)的芯片尺寸约为100微米(μm)到300微米(μm)，微型发光二极管(micro LED)的芯片尺寸约为1微米(μm)到100微米(μm)，但本发明并不以此为限。显示单元156可如图3所示，在俯视角度中由屏障部152的开口所定义。图4所示的各显示单元156是由一第一电极148、一有机层150与一第二电极154所形成，并且，由于屏障部152设置于相邻显示单元156之间，因此显示单元156的发光区域彼此之间是由屏障部152所隔开。详细而言，在俯视角度中，对于用来形成第一电极148的一导电层，其与屏障部152其中一个开口重叠的区域大致定义为显示单元156的第一电极148。类似的，在俯视角度中，对于用来形成第二电极154的一导电层，其与屏障部152其中一开口重叠的区域大致定义为显示单元156的第二电极154。各显示单元156的第一电极148可分别通过一导电电极电连接至TFT 128，例如通过介电层136中的通孔136a电连接至对应的汲极132。在一实施例中，第一电极148与前述导电电极可属于同一层或由同一导电层所构成。此外，不同显示单元156的第二电极154彼此之间可互相电连接。在一实施例中，不同显示单元156的第二电极154可属于同一层或由同一导电层所构成。在各显示单元156中，第一电极148可为显示单元156的阳极而第二电极154可为显示单元156的阴极，也可以两者相反。有机层150可包括一层或多层有机发光材料。第一电极148与第二电极154可分别包括金属或透明导电材料。用于电极的金属材料例如包括镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、银(Ag)、钨(W)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)或上述材料的合金。用于电极的透明导电材料例如包括氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化锌(zinc oxide)或氧化铟(indiumoxide)。在本实施例中，第一电极148由金属材料所形成，而第二电极154由透明导电材料所形成，但不以此为限。
根据本实施例，对应位于第二区R2内的显示单元156的某些TFT 128分别设置于第一区R1与第三区R3内，其中位于第二区R2内的部分显示单元156的第一电极148分别通过从第一区R1或第三区R3延伸至第二区R2的导电电极与上述某些TFT 128电性连接。因此，设置在第二区R2内的TFT128的数量小于设置在第一区R1内的TFT 128的数量或小于设置在第三区R3内的TFT 128的数量。如图4所示，在所绘示的第二区R2内的显示单元156之下并未设置TFT 128，但不以此为限。此实施例能够在第二区R2被折叠时减少对于TFT 128的伤害，藉此以维持TFT 128的电性表现。
另外，绝缘层116选择性地包括一第一层1161、一第二层1162与一第三层1163。第一层1161设置于显示层114与第二层1162之间，且第一层1161共形地(conformally)形成在显示层114上，亦即第一层1161的上表面大致保有显示层114上表面的形状或起伏。第二层1162设置于第一层1161与第三层1163之间，且第三层1163共形地形成在第二层1162上，亦即第三层1163的上表面大致保有第二层1162上表面的形状或起伏。绝缘层116可例如为触控显示设备10A的封装层。在本实施例中，第一层1161与第三层1163由无机绝缘材料所形成，而第二层1162由有机绝缘材料所形成，但不以此为限。此外，绝缘层116对应于第一区R1的显示单元156的部分具有一第一厚度T1，绝缘层116对应于第二区R2的显示单元156的部分具有一第二厚度T2，且第一厚度T1不同于第二厚度T2。详细而言，第一厚度T1可由对应于第一区R1的显示单元156的中央区域测量而得，第二厚度T2可由对应于第二区R2的显示单元156的中央区域测量而得，且在本实施例中，第一厚度T1大于第二厚度T2。当触控显示设备10A如图2所示向内折叠时(折叠角θ的范围为0度至180度)，应力会累积于第二区R2，而将第二区R2内绝缘层116的厚度(T2)减薄的设计可减少上述的应力并可提升稳定性或可靠性。类似的，本实施例对应第三区R3的显示单元156的绝缘层116的厚度也大于第二厚度T2。
此外，第二层1162在靠近第二区R2边界的位置具有至少一倾斜(tapered)面164，其中倾斜面164也可称为锥形面，亦即在第二层1162中具有倾斜面164的部分的厚度会由一侧往另一侧减小。在本实施例中，其中一个倾斜面164为第一区R1中相邻于第二区R2的第二层1162的表面的一部分，或为第三区R3中相邻于第二区R2的第二层1162的表面的一部分。在其他实施例中，其中一个倾斜面164为第二区R2中相邻于第一区R1的第二层1162的表面的一部分或是第二区R2中相邻于第三区R3的第二层1162的表面的一部分，但不以此为限。详细而言，在本实施例中，其中一个倾斜面164为第一区R1中相邻于第二区R2的第二层1162的表面的一部分，而另一个倾斜面164为第三区R3中相邻于第二区R2的第二层1162的表面的一部分。另外，倾斜面164的角度α是由测量倾斜面164与第二区R2交接处的倾斜面164表面的切线以及平行于基板110的表面110a的方向Dh的夹角而得，其中角度α的范围为30度至70度。因此，绝缘层116的厚度由第二区R2至第一区R1逐渐增加，或由第二区R2至第三区R3逐渐增加。第二层1162或绝缘层116的平缓表面可有助于减少应力。另外，平缓的表面相较于陡峭的表面更有利于在其上形成触控电极层118，因此亦可提升触控电极层118的可靠性。
如图3与图4所示，触控电极层118包括一网格结构166，本实施例的网格结构166与屏障部152在垂直投影方向V上重叠，其中垂直投影方向V大体上与基板110的表面110a垂直，或垂直投影方向V大体上与平行于基板110的表面110a的方向Dh垂直。网格结构166具有多个网格开口166a，其中各显示单元156分别对应网格开口166a的其中一者设置，亦即网格开口166a分别暴露出对应的显示单元156。详细而言，本实施例的网格结构166与屏障部152在垂直投影方向V上重叠，且网格结构166并未与显示单元156重叠，使得触控显示设备10A的显示效果不会受到网格结构166所影响。应了解的是，根据本实施例，并不需要在每个网格开口166a中都设置显示单元156，某些网格开口166a内并未设置显示单元156。在其他实施例中，一个网格开口166a内可设置至少一个显示单元156，但不以此为限。然而，显示单元156与网格结构166以及显示单元156与网格开口166a的相关配置可在不同实施例中而有所不同。本实施例的网格结构166可包括多层结构，例如为钛/铝/钛结构。此外，本实施例的网格结构166具有弯曲边缘168，其为网格结构166的侧边。弯曲边缘168可降低静电放电发生的机率。
下文将继续详述本发明的其它实施例或变化实施例，为了简化说明，下文中使用相同标号标注各实施例或各变化实施例中的相同组件，并针对不同实施例间的差异详加叙述，而不再对重复部分作赘述。
请参考图5，图5所示为本发明第一实施例的变化实施例的触控显示设备的上视示意图。本变化实施例与第一实施例的差异在于触控显示设备10B的折叠轴108(如图5所示)平行于触控显示设备10B的基板110的边缘E2，其中边缘E2的长度大于基板110的另一边缘E1的长度，且边缘E2亦平行于显示区102的长边。换言之，相对于第一实施例中的折叠轴108，本变化实施例中的折叠轴108旋转了90度。此外，第一区R1、第二区R2与第三区R3的配置也在本变化实施例中旋转90度。本变化实施例的集成电路106被设计成具有较小的面积以避免折叠轴108穿越集成电路106，可防止集成电路106因弯折或折叠而受到伤害。
请参考图6，图6所示为本发明第二实施例的显示设备的剖面示意图。如图6所示，本实施例与第一实施例的差异在于触控显示设备10C是以触控显示设备10C的显示面向外折叠。详细而言，本实施例的触控显示设备10C的折叠角θ的范围为0度至-180度，且图6以折叠角θ是-180度为例。当触控显示设备10C被折叠时，对应第一区R1与第三区R3的部分基板110是位于对应第一区R1的部分显示层114以及对应第三区R3的部分显示层114之间。
请参考图7与图8，图7所示为本发明第二实施例的显示设备的剖面示意图，而图8所示为第二实施例的薄膜晶体管层的通道的上视示意图，其中图7对应图8中的切线B-B'。以下说明本实施例与第一实施例的差异。如图7所示，本实施例中的绝缘层116的第一厚度T1小于绝缘层116的第二厚度T2。举例而言，当触控显示设备10C如图6所示被向外折叠时，应力可能会累积于第二区R2，而将第二区R2中的绝缘层116的厚度(T2)增厚的设计可提升稳定性或可靠性。类似的，对应第三区R3的显示单元156的绝缘层116的厚度也小于第二厚度T2。在本实施例中，其中一个倾斜面164为第二区R2中相邻于第一区R1的第二层1162的表面的一部分，而另一个倾斜面164为第二区R2中相邻于第三区R3的第二层1162的表面的一部分。换言之，两倾斜面164的位置皆靠近第二区R2的边界。因此，绝缘层116的厚度是由第二区R2至第一区R1逐渐减少或由第二区R2至第三区R3逐渐减少。
在本实施例中，显示单元156包括微型发光二极管(micro LED或mini LED)。至少一微型LED可设置于一个显示单元156中，并且，设置于一个显示单元156中的一或多个微型LED所发出的颜色可为相同或不同，且不限于此。一个微型LED可包括一p-n二极管174、一第一接触电极176位于p-n二极管174的一侧以及一第二接触电极178位于p-n二极管174的另一侧。举例而言，p-n二极管174可包括一第一半导体层180、一第二半导体层182以及设置于第一半导体层180与第二半导体层182之间的一多重量子井(multi quantum well，MQW)结构184。在本实施例中，第一半导体层180为p-type半导体层，而第二半导体层182为n-type半导体层，也可两者相反。
如图7与图8所示，本实施例的TFT层112包括多个TFT 1281设置在第一区R1与第三区R3内，且TFT层112还包括多个TFT 1282设置在第二区R2内，TFT 1281与TFT 1282设置于对应的显示单元156下方，其中TFT1282的数量大略对应第二区R2内的显示单元156的数量。各TFT 1281的第一通道128C1具有一通道宽度W1与一通道长度L1，而各TFT 1282的第二通道128C2具有一通道宽度W2与一通道长度L2。详细而言，通道长度L1与通道长度L2分别为TFT 1281与TFT 1282中源极接点128S与汲极接点128D之间的距离。如图8所示，第二区R2在一第一方向D1上设置于第一区R1与第三区R3之间，其中通道长度L1与通道长度L2平行于第一方向D1，而通道宽度W1与通道宽度W2平行于一第二方向D2，且本实施例的第二方向D2垂直于第一方向D1。换言之，第一方向D1大体上垂直于图5所示的折叠轴108，且第一方向D1与第二方向D2皆大体上平行于图7中基板110的表面。通道宽度W1与通道宽度W2大体上相等，而通道长度L1大于通道长度L2。因此，设置于第一区R1内或第三区R3内的TFT 1281的通道宽度W1对通道长度L1的第一比值(W1/L1)与设置于第二区R2内的TFT 1282的通道宽度W2对通道长度L2的第二比值(W2/L2)不同。举例而言，本实施例的第二比值大于第一比值，但不以此为限，可依据触控显示设备10C被折叠时不同区域中的TFT的表现来调整第一比值与第二比值。另外，可调整第一比值与第二比值以减少不同区域中的TFT在折叠时的差异。
请参考图9，图9所示为第二实施例的变化实施例的薄膜晶体管层的通道的上视示意图。如图9所示，本变化实施例与第二实施例的差异在于通道宽度W1与通道宽度W2平行于第一方向D1，而通道长度L1与通道长度L2平行于第二方向D2，其中通道宽度W1大于通道宽度W2，而通道长度L1与通道长度L2大体上相等。因此，本变化实施例中的第一比值大于第二比值。
请参考图10，图10所示为本发明第三实施例的触控显示设备的上视示意图。本实施例与第一实施例的主要差异在于折叠式触控显示设备10D具有两个折叠轴。在本实施例中，触控显示设备10D包括一折叠轴1081与一折叠轴1082平行于基板110的边缘E1，其中边缘E1相较于基板110的另一边缘E2具有较短的长度。此外，基于折叠轴1081与折叠轴1082的设置，显示区102可至少分成一第一区R1、一第二区R2、一第三区R3、一第四区R4与一第五区R5。在垂直于折叠轴1081与折叠轴1082的方向上，第二区R2设置于第一区R1与第三区R3之间，而第四区R4设置于第三区R3与第五区R5之间，其中折叠轴1081与折叠轴1082分别穿越第二区R2与第四区R4，且折叠轴1081与折叠轴1082皆未穿越第一区R1、第三区R3或第五区R5。因此，第二区R2与第四区R4为触控显示设备10D中可弯折或可折叠的区域。
请参考图11至图13，图11为本发明图10所示的第三实施例的显示设备的剖面示意图，图12所示为第三实施例的显示设备的剖面示意图，而图13所示为第三实施例的变化实施例的触控显示设备的上视示意图。如图13所示，一触控显示设备10E的折叠轴1081与折叠轴1082平行于基板110的边缘E2，其中边缘E2相较于边缘E1具有较长的长度。换言之，相较于图10中的折叠轴1081与折叠轴1082，本变化实施例的折叠轴1081与折叠轴1082旋转了90度。此外，本变化实施例的第一区R1、第二区R2、第三区R3、第四区R4与第五区R5的配置亦旋转了90度。另外，图13中的集成电路106设计成具有较小的面积以避免折叠轴1081与折叠轴1082穿越集成电路106。举例而言，集成电路106可设置于折叠轴1081与折叠轴1082之间，此种配置可预防集成电路106在弯折或折叠时受到伤害。
如图11所示，由于触控显示设备10D具有折叠轴1081与折叠轴1082(如图10所示)，因此触控显示设备10D在第二区R2具有一折叠角θ1，且在第四区R4具有一折叠角θ2。在本实施例中，以折叠角θ1的范围为0度至-180度而折叠角θ2的范围为0度至180度为例，在图11中，则绘示了折叠角θ1为-180度而折叠角θ2为180度的情况。当触控显示设备10D处于折叠状态时，对应第一区R1与第三区R3的部分基板110会位于对应第一区R1与第三区R3的部分显示层114之间，而对应第三区R3与第五区R5的部分显示层114会位于对应第三区R3与第五区R5的部分基板110之间。换言之，第二区R2是以触控显示设备10D的显示面向外折叠，而第四区R4是以触控显示设备10D的显示面向内折叠。
如图12所示，本实施例的绝缘层116对应于第一区R1的显示单元156的部分具有一厚度T31，对应于第二区R2的显示单元156的部分具有一厚度T32，对应于第三区R3的显示单元156的部分具有一厚度T33，对应于第四区R4的显示单元156的部分具有一厚度T34，而对应于第五区R5的显示单元156的部分具有一厚度T35。详细而言，厚度T31可由对应第一区R1的显示单元156的中央区域所测量而得，厚度T32可由对应第二区R2的显示单元156的中央区域测量而得，厚度T33可由对应第三区R3的显示单元156的中央区域测量而得，厚度T34可由对应第四区R4的显示单元156的中央区域测量而得，而厚度T35可由对应第五区R5的显示单元156的中央区域测量而得。在本实施例中，在未折叠区域中的绝缘层116的厚度(如厚度T31、厚度T33及厚度T35)可大致相同。由于触控显示设备10D的第二区R2为向外折叠，故应力会累积于此区域，因此可将绝缘层116的厚度T32设计成大于厚度T31、厚度T33或厚度T35。另一方面，由于触控显示设备10D的第四区R4为向内折叠，故应力会累积于此区域，因此可将绝缘层116的厚度T34设计成小于厚度T31、厚度T33或厚度T35。将折叠区域内的绝缘层116的厚度增厚或减薄的设计可提升触控显示设备10D的稳定性或可靠性，另可保护底下的显示层114。在其他实施例中，当触控显示设备10D的第二区R2为向外折叠时，绝缘层116的厚度T32也可设计成小于厚度T31、厚度T33或厚度T35，但本发明不以此为限。在一些实施例中，当绝缘层116的厚度T32小于厚度T31、厚度T33或厚度T35时，第二区R2可同时具有向外折叠和向内折叠的功能，类似的，当绝缘层116的厚度T34小于厚度T31、厚度T33或厚度T35时，第四区R4可同时具有向外折叠和向内折叠的功能，但本发明不以此为限。
需注意的是，虽然图12绘示在第一区R1至第五区R5(例如所有显示区102)中的TFT128都设置在对应的显示单元156底下，然而，在以上任何实施例中有关TFT 128的技术特征都可依需求应用变化于本实施例中。此外，下文中介绍的图14、图15、图17与图22中的TFT128的配置虽然是以TFT128设置于对应的显示单元156底下为例，但以上任何实施例中有关TFT 128的技术特征也都可依需求应用变化于这些实施例中。
请参考图14，图14所示为第四实施例的触控显示设备的剖面示意图。本实施例与第一实施例的主要差异在于触控显示设备10F的第二层1162包括一第一子层116A设置在第一区R1与第三区R3内，并包括一第二子层116B设置在第二区R2内，其中第一子层116A的材料不同于第二子层116B的材料。在本实施例中，第一子层116A的杨氏系数(Young'smodulus)可大于第二子层116B的杨氏系数，使得第二层1162具有较佳的回弹度(degree ofresilience)。此外，由有机绝缘材料形成的第二层1162可提供较佳的延伸性(elongationproperty)，并可减少绝缘层116在显示设备折叠时破裂问题。举例而言，第二子层116B可包括有机绝缘材料如硅基树脂，且第二子层116B的杨氏系数可为0.001Gpa至0.05Gpa。第一子层116A可包括有机绝缘材料，其可包括丙烯基树脂(acryl-based resin)或环氧基树脂(epoxy based resin)，且第一子层116A的杨氏系数可为2Gpa至20Gpa。此外，在第二层1162中有多个接触接口186存在于第一子层116A与第二子层116B之间。接触接口186具有弯曲的接口或横向延伸的界面以提升第一子层116A与第二子层116B之间的附着性。
请参考图15，图15所示为第五实施例的触控显示设备的剖面示意图，其中图15仅绘示出显示区102的一部分。本实施例与第一实施例的主要差异在于触控显示设备10G的第二层1162具有对应于显示单元156的一厚度(定义为一第三厚度T41)以及对应于屏障部152的一厚度(定义为一第四厚度T42)，且第三厚度T41大于第四厚度T42。详细而言，第三厚度T41可由对应显示单元156的中央区域测量而得，而第四厚度T42可由对应屏障部152的中央区域测量而得。因此，由于屏障部152上方绝缘层116的厚度变化而形成了多个凹槽188，其中凹槽188可减少应力并提升绝缘层116的稳定性或可靠性，且凹槽188可使得触控显示设备10G易于弯折。此外，本实施例的绝缘层116还包括一第四层1164，其中第三层1163设置在第二层1162与第四层1164之间。在本实施例中，第一层1161具有一厚度(定义为一第五厚度T5)对应于显示单元156，第三层1163具有一厚度(定义为一第六厚度T6)对应于显示单元156，且第六厚度T6大于第五厚度T5。另外，第四层1164具有一厚度(定义为一第七厚度T7)对应于显示单元156，且第五厚度T5大于第七厚度T7。详细而言，第一层1161的第五厚度T5可由对应显示单元156的中央区域测量而得，第三层1163的第六厚度T6可由对应显示单元156的中央区域测量而得，而第四层1164的第七厚度T7可由对应显示单元156的中央区域测量而得。根据本实施例，可在周边区104(未绘出)内的第四层1164与第三层1163之间另设置一遮蔽图案(如金属图案，未绘出)，以减少触控电极层118的信号受到底下组件的信号影响，而本实施例中的第四层1164可将遮蔽图案与触控电极层118电性隔绝。值得一提的是，图15所示的第四层1164以及绝缘层116的各子层间的厚度关系可应用于其他实施例或变化实施例。
请参考图16与图17，图16所示为本发明第六实施例的网格结构和对应的显示单元的上视示意图，而图17为沿图16的切线C-C'的剖面示意图。如图16与图17所示，本实施例的触控显示设备10H与第一实施例的其中一个差异在于网格结构166对应于第一区R1与第三区R3的部分P1具有一第一线宽W3，网格结构166对应于第二区R2的部分P2具有一第二线宽W4，且第一线宽W3不同于第二线宽W4。举例而言，在本实施例中，第二线宽W4大于第一线宽W3，使得网格结构166的部分P2在第二区R2被折叠时具有强化的结构。
请参考图18，图18所示为第七实施例的触控显示设备的剖面示意图。如图18所示，本实施例与第一实施例的主要差异在于触控电极层118是设置在绝缘层116与基板110之间。在本实施例中，触控显示设备10I的网格结构166设置于绝缘层116的第一层1161与屏障部152之间。网格结构166与显示单元156的第二电极154可由同一图案化导电层所形成，其中网格结构166与第二电极154彼此分离，且网格结构166与第二电极154电性隔绝。
请参考图19，图19所示为第七实施例的变化实施例的触控显示设备的剖面示意图。如图19所示，本变化实施例与第七实施例的差异在于触控显示设备10I'包含一或多个辅助电极192设置在对应第二区R2的网格结构166的部分P2的底下，其中网格结构166的部分P2通过屏障部152中的通孔194而电连接至对应的辅助电极192。辅助电极192与显示单元156的第一电极148可由同一图案化导电层所形成，其中辅助电极192与第一电极148彼此分离，且辅助电极192与第一电极148电性隔绝。辅助电极192可包括金属材料，网格结构166可包括透明导电材料(如ITO)。辅助电极192的设置可降低网格结构166的部分P2的电阻(resistance)。
请参考图20，图20所示为第八实施例的触控显示设备的剖面示意图。如图20所示，在本实施例中，触控显示设备10J的显示单元156的第二电极154并不只用来作为阴极，第一区R1内的至少一第二电极154另用来作为触控电极1961，而第二区R2内的至少一第二电极154另用来作为触控电极1962，并且触控电极1961与触控电极1962延伸至与其相邻的屏障部152。需注意的是，将第一区R1内的第二电极154作为触控电极1961的分时驱动应不重叠于将第二电极154作为阳极或阴极的分时驱动，藉此以控制所对应的显示单元156，反之亦然。第三区R3内的第二电极154的结构、功能及运作方式可与第一区R1内的第二电极154类似，不再赘述。另一方面，将第二区R2内的第二电极154作为触控电极1962的分时驱动应不重叠于将第二电极154作为阳极或阴极的分时驱动，藉此以控制所对应的显示单元156，反之亦然。触控电极1961具有一第一线宽W5，触控电极1962具有一第二线宽W6，且第二线宽W6大于第一线宽W5。此外，触控电极1961与触控电极1962分别通过屏障部152中的通孔200而电连接至触控信号线198。另外，触控信号线198与显示单元156的第一电极148可由同一图案化导电层形成，其中触控信号线198与第一电极148彼此分离，且触控信号线198与第一电极148电性隔绝。由于本实施例的触控电极1961与触控电极1962整合进第二电极154，因此包括触控电极1961与触控电极1962的触控电极层118可视为包括一图案化结构。
请参考图21，图21所示为第八实施例的变化实施例的触控显示设备的剖面示意图。如图21所示，本变化实施例的触控显示设备10J'与第八实施例的主要差异在于触控电极1962会通过通孔200而电连接至触控信号线198，其中通孔200贯穿屏障部152与介电层136，且触控信号线198、汲极132与源极134可由同一图案化导电层形成，其中触控信号线198与汲极132及源极134彼此分离，且触控信号线198与汲极132及源极134电性隔绝。此外，将第二电极154作为触控电极1961或触控电极1962的分时驱动应不重叠于将第二电极154作为阳极或阴极的分时驱动，藉此以控制所对应的显示单元156，反之亦然。
请参考图22，图22所示为第九实施例的触控显示设备的剖面示意图。如图22所示，触控显示设备10K包括一第一触控电极层1181设置于绝缘层116与基板110之间，并包括一第二触控电极层1182设置于绝缘层116上，其中第一触控电极层1181与显示单元156的第二电极154可由同一图案化导电层形成。由于第一触控电极层1181与第二触控电极层1182通过绝缘层116所隔开，因此第一触控电极层1181与第二触控电极层1182彼此电性隔绝。需注意的是，于前述实施例中有关触控电极层118的各种设计皆可应用于本实施例的第一触控电极层1181与第二触控电极层1182。
请参考图23，图23所示为本发明第十实施例的图案化结构的上视示意图。如图23所示，本实施例中的触控显示设备10L的触控电极层118包括一图案化结构202，其包括多个图案化单元，其中图案化单元分成多个第一图案化单元2041与多个第二图案化单元2042。大部分的第一图案化单元2041设置在第一区R1与第三区R3内，而少部分的第一图案化单元2041设置在第一区R1与第二区R2边界附近或设置在第三区R3与第二区R2边界附近，并延伸跨越两区。此外，第二图案化单元2042是设置在第二区R2内。在一实施例中，触控电极层118包括多个图案化单元，对应于第一区R1的图案化单元分别具有一第一面积，对应于第二区R2的图案化单元分别具有一第二面积，且第一面积不同于第二面积。根据上述的配置，第一图案化单元2041被定义为对应于第一区R1与第三区R3，其中第一图案化单元2041包括那些设置于第一区R1与第二区R2边界或第三区R3与第二区R2边界的图案化单元，且至少一第一图案化单元2041具有一第一面积。第二图案化单元2042被定义为对应于第二区R2，且至少一第二图案化单元2042具有一第二面积，其中第一面积不同于第二面积。举例而言，第二面积可大于第一面积以强化第二区R2内的图案化单元，使其具有较佳的抗弯折性。此外，由于第二区R2内的第二图案化单元2042的面积较大，故可降低其电阻。
在本实施例中，某些第一图案化单元2041与某些第二图案化单元2042沿第一方向D1依序排列且彼此互相电连接而形成多条第一触控电极TE1，其中第一触控电极TE1沿第二方向D2并排。另一方面，某些第一图案化单元2041沿第二方向D2依序排列且分别通过在第二方向D2上设置于两相邻第一图案化单元2041之间的桥接电极MB1而彼此电连接，以于第一区R1与第三区R3内形成多条第二触控电极TE2。此外，某些第二图案化单元2042亦沿第二方向D2依序排列且分别通过在第二方向D2上设置于两相邻第二图案化单元2042之间的桥接电极MB2而彼此电连接，以于第二区R2内形成其他的第二触控电极TE2。桥接电极MB1与桥接电极MB2可由导电材料(如金属)所形成，但不限于此。此外，触控显示设备10L还可包括多个绝缘图案206设置在桥接电极MB1与桥接电极MB2下，使得第二触控电极TE2可与第一触控电极TE1电性隔绝。绝缘图案206可由适合的绝缘材料所形成。在本实施例中，第二触控电极TE2作为触控驱动电极(Tx)而第一触控电极TE1作为触控感测电极(Rx)，但不以此为限。此外，各第一触控电极TE1与各第二触控电极TE2分别通过一连接部210电连接至一导线208。第一触控电极TE1与第二触控电极TE2可例如进一步连接至集成电路(未绘于图23)。
请参考图24与图25，图24所示为本发明第十一实施例的图案化结构的上视示意图，而图25为沿图24的切线D-D'的剖面示意图。如图24与图25所示，本实施例的触控显示设备10M与第十实施例的差异在，于对应于第一区R1与第三区R3的第一图案化单元2041的材料或结构不同于对应于第二区R2的第二图案化单元2042的材料或结构。举例而言，第二图案化单元2042的材料可包括具有较低电阻的导电材料或具有良好抗弯折性的导电材料，以提升触控显示设备10M的稳定性或可靠性，而第一图案化单元2041则可包括不同的导电材料或不同的导电层。换言之，第一图案化单元2041与第二图案化单元2042可由不同的导电层所形成。举例而言，第二图案化单元2042的材料可包括银奈米线(silver nano-wire，AgNW)、金属网格、聚乙撑二氧噻吩(polyethylenedioxythiphene，PEDOT)、奈米碳管(carbon nanotube，CNT)等，而第一图案化单元2041的材料可包括ITO、IZO、铝掺杂ZnO(Al-doped ZnO，AZO)等。在本实施例中，图案化单元具有相同的面积，但不限于此。
请参考图26，图26为沿图24的切线D-D'的第十一实施例的第一变化实施例的剖面示意图。如图26所示，在本变化实施例中，图24中对应于第一区R1或第三区R3的第一图案化单元2041包括一第一图案化导电层212，而对应于第二区R2的第二图案化单元2042包括第一图案化导电层212与一第二图案化导电层214，第二图案化导电层214设置在第一图案化导电层212上。在本变化实施例中，第一图案化导电层212设置于第一区R1、第二区R2与第三区R3内，而第二图案化导电层214仅设置于第二区R2内，但不以此为限。此外，第二图案化导电层214的材料可包括具有良好抗弯折性的材料，如第十一实施例中所述的第二图案化单元2042的材料。藉此，即使第二区R2内的第一图案化导电层212在折叠时破裂，对应于第二区R2的图案化单元仍可通过第二图案化导电层214运作。因此，可提升触控显示设备的稳定性或可靠性。
请参考图27，图27为沿图24的切线D-D'的第十一实施例的第二变化实施例的剖面示意图。如图27所示，本变化实施例与前述第一变化实施例的差异在于的对应于第二区R2的部分第一图案化导电层212具有多个开口212a，且第二图案化导电层214填入开口212a中。举例而言，第一图案化导电层212的开口212a可减少折叠时累积于其中的应力，也可提升触控显示设备的稳定性或可靠性。
综上所述，本发明的触控显示设备可通过特殊设计而具有折叠功能，其中可调整折叠区域内的绝缘层的厚度，使其不同于其他区域。此外，在触控电极层中，折叠区域内的网格结构的宽度或图案化单元的面积可与其他区域不同，例如加大线宽或面积。根据本发明，可调整折叠区域内触控电极层的绝缘层材料，使其提供较佳的可挠性。另外，本发明还揭示可减少设置于折叠区域内的TFT的数量，可调整折叠区域内的通道的W/L比值，使其不同于其他区域。上述的技术特征至少能够提升本发明的折叠式触控显示设备的稳定性或可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种触控显示设备，其特征在于，包括：
一基板；
一显示层，设置在该基板上，该显示层包括多个显示单元以及一屏障部，该屏障部设置在该多个显示单元之间；
一绝缘层，设置在该显示层上；
一触控电极层，直接接触该绝缘层；以及
一偏光片，设置在该绝缘层上，
其中该绝缘层包括一第一层、一第二层及一第三层，该第一层设置于该显示层与该第二层之间，而该第二层设置于该第一层与该第三层之间，该第二层具有一第一厚度对应于该多个显示单元，该第二层具有一第二厚度对应于该屏障部，且该第一厚度大于该第二厚度。
2.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该显示层具有一第一区、一第二区与一第三区，该第二区位于该第一区与该第三区之间，且该第二区可折叠。
3.如权利要求2所述的触控显示设备，其特征在于，该绝缘层具有一第三厚度对应于该第一区的该多个显示单元，该绝缘层具有一第四厚度对应于该第二区的该多个显示单元，且该第三厚度与该第四厚度不同。
4.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该触控电极层包括一网格结构，且该网格结构与该屏障部重叠。
5.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该第一层直接接触该第二层，该第二层直接接触该第三层。
6.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该第一层的厚度大于该第三层的厚度。
7.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该第一层及该第三层包括无机绝缘层，该第二层包括有机绝缘层，且该第二层的厚度大于该第一层的厚度及该第三层的厚度。
8.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该绝缘层还包括一第四层，该第三层设置在该第二层与该第四层之间，该第一层具有一第五厚度对应于该多个显示单元，该第四层具有一第六厚度对应于该多个显示单元，而该第五厚度大于该第六厚度。
9.如权利要求1所述的触控显示设备，其特征在于，该绝缘层还包括一凹槽，位于该屏障部上。
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