CN106547390A - 具有压力感测的显示装置与电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有压力感测的显示装置与电子装置。上述的显示装置包括背光模块、显示面板、第一感测电极与第二感测电极。显示面板包括第一基板与第二基板，第二基板设置在第一基板与背光模块之间。第一感测电极设置在第一基板远离第二基板的一侧上。第二感测电极设置在第二基板靠近第一基板的一侧。第一感测电极与第二感测电极用以输出压力感测信号。据此，显示装置可用来侦测压力。

Description

具有压力感测的显示装置与电子装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种具有触控感测与压力感测的显示装置与包含此显示装置的电子装置。
背景技术
近年来，随着技术的进步，触控屏幕的用途已越来越广，从常见的提款机、智能型手机、平板电脑、到工业用的触控电脑等等。触控屏幕让使用者可以用手指直接触碰屏幕来点击图案、输入文字以及绘图等等，借此形成直觉的人机界面。常见的触控屏幕通常只能判断使用者是否触碰到屏幕，但近年来一些装置上也开始搭配压力感测器，用来侦测使用者按压的力道，如此可以设计出更多样的产品供使用者操作。因此，如何将压力感测器实际应用在触控屏幕上，为此领域技术人员所关心的议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时具有显示、侦测触控与侦测压力功能的显示装置与电子装置。
本发明的实施例提出的显示装置包括背光模块、显示面板、第一感测电极与第二感测电极。显示面板包括第一基板与第二基板，第二基板设置在第一基板与背光模块之间。第一感测电极是设置在第一基板远离第二基板的一侧上。第二感测电极是设置在第二基板靠近第一基板的一侧。第一感测电极与第二感测电极用以输出压力感测信号。
在一些实施例中，第一感测电极是未图案化的透明电极层。
在一些实施例中，第一感测电极是图案化的透明电极层。
在一些实施例中，在第一期间，第一感测电极与第二感测电极用以输出压力感测信号。在第二期间，第二感测电极输出平面定址感测信号。
在一些实施例中，第一期间与第二期间的长度不相等。
在一些实施例中，在第三期间，第二感测电极作为共同电极，共同电极上的电压在第三期间维持不变。
以另外一个角度来说，本发明提出一种电子装置，包含上述的显示装置。
如此一来，本发明提出的显示装置与电子装置可以利用分时的方式同时达到显示、侦测触控与侦测压力的功能。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图方式详细说明如下。
附图说明
图1与图2是根据一些实施例绘示显示装置的配置示意图。
图3是根据一些实施例绘示一个帧中不同期间的示意图。
具体实施方式
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。另外，关于本文中所使用的“耦接”，可指二个元件直接地或间接地作电性连接。也就是说，当以下描述“第一物件耦接至第二物件”时，第一物件与第二物件之间还可设置其它的物件。
本发明的实施例提出一种显示装置，此显示装置至少包括了显示面板与背光模块。显示面板包括了第一基板与第二基板，第二基板是设置在第一基板与背光模块之间。特别的是，显示装置还包括用以侦测压力的第一感测电极与第二感测电极，第一感测电极是设置在第一基板远离第二基板的一侧，而第二感测电极是设置在第二基板靠近第一基板的一侧。当显示装置被按压时，第一基板与第二基板之间的液晶会受到挤压而变形，导致第一感测电极与第二感测电极之间的距离会改变，因此这两个感测电极之间的电容量(capacitance)会随之改变，据此可以根据电容量的改变来产生压力感测信号。
在一些实施例中，上述的显示装置还包括触控模块，此触控模块可以为外挂式触控模块或是内嵌式触控模块。以下分别略述各触控模块的技术特征。
举例来说，外挂式触控模块包括了双玻璃(glass glass，GG)、单玻璃解决方案(one glass solution，OGS)、玻璃薄膜(glass film，GF)或双薄膜(glass film film，GFF)等触控模块。双玻璃(glass glass，GG)是指在感测器玻璃上设置图案化的感测电极，再将感测器玻璃和保护盖板(Cover Lens)贴合组成触控模块。单玻璃解决方案(one glasssolution，OGS)是直接在保护盖板上设置图案化的感测电极，借此省去感测器玻璃而达到薄化的效果。玻璃薄膜(glass film，GF)则是将图案化的感测电极设置在一片薄膜基板上，再将设置有感测电极的薄膜和保护盖板(Cover Lens)贴合组成触控模块。图案化的感测电极可以是全部设置在该薄膜基板的其中一面，也可以是分别设置在该薄膜基板的两面上。双薄膜(glass film film，GFF)则是将图案化的感测电极分别设置在二片薄膜基板上，再将设置有感测电极的两片薄膜基板和保护盖板(Cover Lens)依序贴合组成触控模块。要说明的是，保护盖板(Cover Lens)除了常见的强化玻璃外，也可使用塑胶或其它的材料，并无特别的限制。另外上述提到的感测器玻璃也可改用塑胶或其它的材料，同样并无特别的限制。薄膜基板的材料可以是聚合物(polymer)、复合材料，或其组合。可用的材质例如，但不限于，聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚醚砜(polyether sulfone，PES)、三醋酸纤维素(triacetylcellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(polyethylene)、环烯烃聚合物(COP)、聚亚酰胺(polyimide，PI)，以及聚碳酸酯(PC)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成的复合材料等等。
内嵌式触控模块可实际应用在显示面板中，例如为In-Cell电容式触控面板、On-Cell电容式触控面板、或者是混合式触控面板等。In-Cell电容式触控面板是将触控感测电极整合至薄膜电晶体(thin film transistor,TFT)基板上，On-Cell电容式触控面板则是将触控感测电极整合至彩色滤光片(color filter,CF)基板上。而所谓的混合式(Hybrid)电容式触控面板就是指将触控感测电极分别设置在至薄膜电晶体(thin filmtransistor,TFT)基板和彩色滤光片(color filter,CF)基板上，例如信号驱动电极设置在薄膜电晶体基板上，而信号接收电极设置在彩色滤光片基板上。因为不需外加外挂式触控模块，内嵌式触控面板具有薄化的优点。
图1与图2是根据一些实施例绘示显示装置的配置示意图。在图1的实施例中是使用外挂式触控模块，在图2的实施例中是使用内嵌式触控模块。以下相同或类似的元件便不再重复赘述与标示。
请先参照图1，显示装置100包括触控模块110、显示面板120、背光模块130。显示装置100可以实际应用在任意型式的屏幕，例如为电视、智能型手机、平板电脑、工业电脑或笔记性电脑等装置上的屏幕，本发明并不在此限。触控模块110的实施方式已经详述如上，并不再赘述。
显示面板120至少具有第一基板121与第二基板122。基板121与基板122可以相同材质或不同材质，例如玻璃、聚合物(polymer)、复合材料，或其组合，或其它材料制成，例如同样采用前述的薄膜基板的材料。框胶(sealant)是设置在第一基板121与第二基板122之间，用以接合第一基板121与第二基板122，并且阻隔外面的水气。
背光模块130是用以提供光源，例如是由发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)来提供光源，但本发明并不在此限。
第一基板121具有相对设置的第一侧121a与第二侧121b，其中第一侧121a相对于第二侧121b来说是远离第二基板122与背光模块130。在图1的实施例中，第一感测电极124是设置在第一基板121的第一侧121a上，例如是一个额外设置的感测电极。第一感测电极124的材料可以是氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)、纳米金属丝(纳米银丝、纳米铜丝)，或是采用图案化的金属网格(metal mesh)，线宽0.05微米～8微米之间，光穿透开口率达85％以上或其它导电且透明的材料。在一些实施例中，第一感测电极124可以是未图案化的透明电极层，例如为未图案化的氧化铟锡。在另一些实施例中，第一感测电极124也可以是图案化的透明导电层，例如上述的金属网格或图案化的纳米金属丝(纳米银丝、纳米铜丝)。或者，当第一感测电极124是图案化的透明导电层时，第一感测电极124可以为氧化铟锡并且具有特定的图案，例如菱形等。然而，本发明并不限制第一感测电极124的材料，也不限制第一感测电极124是否有被图案化。
第二基板122也具有相对设置的第一侧122a与第二侧122b，其中第一侧122a相对于第二侧122b来说是远离背光模块130。第二感测电极125是设置在第二基板122的第一侧122a。在一些实施例中，第二感测电极125可以是原本就设置在显示面板120中的感测电极，例如为共同电极或者是像素电极。在其它的实施例中，第二感测电极125也可以是额外设置的感测电极。第二感测电极125可以是未图案化的透明电极层，例如为未图案化的氧化铟锡。在另一些实施例中，第二感测电极125也可以是图案化的透明导电层，例如上述的金属网格或图案化的纳米金属丝(纳米银丝、纳米铜丝)。或者，当第二感测电极125是图案化的透明导电层时，第二感测电极125可以为氧化铟锡并且具有特定的图案，例如菱形等。然而，本发明并不限制第二感测电极125的材料，也不限制第二感测电极125是否有被图案化。
第一感测电极124与第二感测电极125在Z轴方向上至少是部份地重叠。第一感测电极124与第二感测电极125之间会具有电容量，当显示装置100被按压时(例如用手按压保护盖板或是显示面板)，会令第一感测电极124与第二感测电极125彼此重叠的区域的至少部分在距离上产生变化，造成第一感测电极124与第二感测电极125之间的电容量产生改变。通过电容量改变的大小，第一感测电极124与第二感测电极125可用来输出一种代表外力施力大小的压力感测信号。
请参照图2，在图2的实施例中，第一感测电极124以及/或者第二感测电极125除了用来输出压力感测信号外，也用以输出一个平面定址感测信号。具体来说，图案化的电极可以用于定址，除了垂直于显示面板法线方向(Z轴方向)，也可具有平行于显示面板表面(X-Y轴方向)的判定位置能力。举例而言，感测电极124以及/或者感测电极125可被图案化成15个子电极，这样一来可以判定出使用者在X-Y轴方向的碰触位置，只是这时触控解析度变成15个位址。
在一些实施例中，第一感测电极124是IPS模式的显示面板200中用以预防静电放电(electrostatic discharge，ESD)的电极。或者，第一感测电极124也可以有其它用途，本发明并不在此限。
另一方面，在一些实施例中第二感测电极125可以是像素结构中的共同电极，当在显示期间共同电极上的电压维持不变。然而，第二感测电极125也可以用来显示影像数据或者是感测触控手势。也就是说，在此实施例中第二感测电极125在不同的时间可有不同的功能。举例来说，请参照图3，一个帧(frame)300可包括显示期间310(也称第三期间)、触控感测期间320(也称第二期间)与压力感测期间330(也称第一期间)。其中显示期间310是用以显示影像数据，此时第二感测电极125被当作是共同电极。触控感测期间320是用以感测触控的手势，此时第二感测电极125用以输出平面定址感测信号。压力感测期间330是用以感测压力，此时第二感测电极125是用以输出压力感测信号。换言之，第二感测电极125至少是电性连接至触控感测电路以及压力感测电路，并在不同的时间由不同的感测电路来侦测第二感测电极125上的电压以输出压力感测信号与平面定址感测信号。如此一来，显示装置200可以同时有显示功能、触控感测功能、以及压力感测功能。要说明的是，第二感测电极125根据设置的目的、方式的不同，也可仅具有压力感测功能，以及显示功能及触控感测功能的其中一种功能。在一些实施例中，显示期间310的长度是不同于压力感测期间330的长度，例如显示期间310的长度可大于压力感测期间330的长度，而压力感测期间330的长度又大于触控感测期间320的长度。而在另一些实施例中，而压力感测期间330的长度是小于触控感测期间320的长度。然而，本发明并不限制显示期间310、触控感测期间320以及压力感测期间330的长度以及顺序。
以另外一个角度来说，本发明也提出一种电子装置，其包括上述的显示装置100。此电子装置可以是电视、智能型手机、平板电脑、工业电脑、笔记性电脑或其它具有显示屏幕的电子装置，本发明并不在此限。
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，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种具有压力感测的显示装置，其特征在于，包括：
背光模块；
显示面板，所述显示面板包括第一基板与第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板与所述背光模块之间；
第一感测电极，设置在所述第一基板远离所述第二基板的一侧上；以及
第二感测电极，设置在所述第二基板靠近所述第一基板的一侧上，
所述第一感测电极与所述第二感测电极用以输出压力感测信号。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一感测电极是未图案化的透明电极层。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一感测电极是图案化的透明电极层。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在第一期间，所述第一感测电极与所述第二感测电极用以输出所述压力感测信号，
在第二期间，所述第二感测电极输出平面定址感测信号。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第一期间与所述第二期间长度不相等。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，在第三期间，所述第二感测电极作为共同电极，所述共同电极上的电压在所述第三期间维持不变。
7.一种电子装置，包括显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
背光模块；
显示面板，所述显示面板包括第一基板与第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板与所述背光模块之间；
第一感测电极，设置在所述第一基板远离所述第二基板的一侧上；以及
第二感测电极，设置在所述第二基板靠近所述第一基板的一侧上，
所述第一感测电极与所述第二感测电极用以输出压力感测信号。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述第一感测电极是未图案化的透明电极层。
9.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述第一感测电极是图案化的透明电极层。
10.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，在第一期间，所述第一感测电极与所述第二感测电极用以输出所述压力感测信号，
在第二期间，所述第二感测电极输出平面定址感测信号。
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