TW201115211A - Touch panel and touch display device - Google Patents

Description

201115211 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 f發，有關於一種含有觸控面板之觸控顯示器裝 ’別關於-種具有^位及按壓感測結構之觸控面 板0 【先前技術】 =統的觸控面板—般為電容式錢面板，電容式 面板是利用偵測手指與感應電極之間的電容來 置、吻參閱第1圖，其係顯示傳統的電容式 之感應電極的平面示意圖，感應電極包括複 軸感應電極1G及Υ軸感應電極20。當訊號掃瞒到 應電極時’其餘的X軸感應電極及Y軸感 掃瞄的Χ軸感應電極與其餘接地的Υ 極古f會產生電容Cx-y，但當此掃瞄的χ軸感應電

觸碰時，則除了會偵測到電容Cx-y之外， 。=手指與此掃猫的x軸感應電極之間所產生的 =Cx-f ’因此透過電路上的分析，即可得知此X 的電容變化。同理，當偵測γ軸感應電終 你山于σ某條γ軸感應電極發生了電容變化，因此可定 位出一個二維座標，判定手指的座標。 扑的電容式感應觸控面板只能針對電容變化判定手 “體法感應昼力。因此傳統的觸控面板在輸入系 j軟體執行指令(Enter)時，必須依靠手指在同一位置按 -人’並且需要軟體辅助判斷，但是若按兩次產生位置偏 201115211 移，或是時間間距太長或太短，均不易 執行指令。 丁相要衣的 因此，業界亟需一種觸控面板，其同時具有定位感測 及按麼感測功能，來_手指要求的執行指令，並且ς合 使面板的開口率下降。 曰 【發明内容】 本發明係提供一種觸控面板，包括：第一基板，具有 内表面及外表面，定位感測結構設置於第一基板之内&面 或外表面之上，第二基板與第一基板對向設置，且面對第 一基板之内表面，複數個按壓感測結構設置於第一基板與 ΐ二基板之間’以及㈣連接線串聯所有的按壓感測結 構0 此外，本發明又提供一種觸控顯示器裝置，包括：第 一基板，具有内表面及外表面，定位感 基板之内表面或外表面之上，第二基板與第一基U設 置三且面對第—基板之内表面，複數個按Μ感測結構設置 於第基板與第二基板之間，訊號連接線串聯所有的按壓 感測結構，以及顯示元件用以顯示影像。 本發明之觸控顯示器裝置更包括一積體電路，電性連 接訊號連接線錢示元件，其巾積體f路接來 接線的指令訊號，以判斷顯示影像。 儿連 為了讓本發明之上述目的'特徵、及優點能更明顯易 董，以下配合所附圖式，作詳細說明如下·· 【實施方式】 本發明提供一種兼具定位與按壓感測的觸控面板，請 201115211 參閱f 2A圖，其係顯示本發明一實施例之觸控面板的剖 面不思圖。首先，提供第一基板1〇〇，其例如為玻璃基板， ^有内表面100a及外表面1〇〇b，在内表面1〇〇a上設置 衫色滤光^層106,並在外表面1〇〇b上設置定位感測結 構10=疋位感測結構102可感測面板被觸碰的位置，其 可乂疋如第1圖所示之電容式感測元件，藉由感測手指觸 ^面板所產生的電容值，以判定觸控位置。此外，在另一 實施例中’定位感測結構102也可以是光感測元件（未緣 •=)’在X與Y方向分別設置兩組光發射器與光接收器， 藉由感測面板受到手指觸碰時遮蔽光線所產生的光亮度 差異’以判定觸控位置。 另外，觸控面板還具有第二基板11()與第一基板1〇〇 對向設置，且面對第一基板100的内表面100a。第二基 板110例如為玻璃基板，其上可形成複數個薄膜電晶體以 及複數條電極線（未顯示）。在第一基板100與第二基板110 之間具有複數個按壓感測結構108，以陣列方式排列，其 可以感測觸控面板受到按壓時產生的電性差異，藉此判定 # 觸控面板上顯示的指令是否執行。在一實施例中，觸控面 板可以為液晶顯示面板，此時液晶層與按壓感測結構1〇8 設置於同一層結構中。此外，觸控面板還可以具有一對上 下偏光片104和112夾設第一基板1〇〇與第二基板11〇， 其中上偏光片104鄰近第一基板1〇〇，下偏光片112鄰近 第二基板110。 接著’請參閱第2B圖’其係顯示依據本發明另一實 施例之觸控面板的剖面示意圖，第2B圖與第2A圖的差 異在於疋位感測結構1 〇2係设置於第一基板1 〇〇的内表面 102 201115211 l〇〇a上，並且彩色濾光片層1〇6設置於定位感測結 與按壓感測結構1〇8之間。 請參閱第2C圖，其係顯示依據本發明又另一實施例 之，控面板的剖面示意圖，第2C圖與第2A圖的】^在 於定位感測結構1〇2係形成於第三基板lu上，並且^三 基板ill與定位感測結構102設置於上偏光片1〇4上，^ 二基板111例如為玻璃基板。 接著，請參閱第3圖，其係顯示依據本發明一實施例 之觸控面板的局部平面示意圖。觸控面板具有多個次晝素 122，於次晝素122内具有按壓感測結構1〇8，按壓感測 結構108在各次晝素122的配置方式並不限定為第3圖的 形式，可以相隔一個次晝素122設置一個按壓感測結構 1〇8，或者也可以採甩其他方式配置按壓感測結構， 例如在母個-人晝素122内都設置一個按壓感測結構1 ， 或相隔一個以上的次畫素122設置一個按壓感測結構 108，其中按壓感測結構1〇8在觸控面板内以陣列方式排 列。在本發明一實施例的觸控面板中，全部的按壓感測結 構1〇8係使用一訊號連接線114串聯在一起，並連接到^ 體電路116，此訊號連接線114的形狀可以是梳狀、網狀 或不規則走向的連續線，只要可以將全部的按壓感測結構 108串聯在一起即可。 一在。本發明之觸控面板中，第二基板110(如第2A圖所 不）上還包括連接控制薄膜電晶體12〇的資料線118，在本 發明之一實施例中，訊號連接線114係與資料線118平行 s又置，此時訊號連接線丨14可以與資料線丨丨8 一起由同一 層導電層形成。在本發明之另一實施例中，訊號連接線 201115211 114可以與資料、線118重疊，設置於資料線⑽之上，藉 ^可避免觸控面板的開口率降低，此時訊號連接線114與 為料線118係由不同層的導電層所形成。 立由於本發明之觸控面板中的按壓感測結構1〇8係全 邛串聯在一起，因此當觸控面板的任何位置受到按壓時， 都可藉由訊號連接線114將按壓感測訊號傳遞至積體電 路116，以判定觸控面板申顯示的指令是否執行。另外， 本發明之觸控面板中的定位感測結構1〇2則可以判定觸 • 控位置，因此，本發明之觸控面板不需要額外設置感測薄 膜電晶體與較少的按壓感測結構⑽連接，藉此可避免觸 控面板的開口率降低。 另外，在觸控面板的各次晝素122内還分別設置有主 要支撐結構107與輔助支撐結構1〇9八和1〇9B，這些支撐 結構107、109A及109B可以與按壓感測結構1〇8分別設 置在不同的次晝素122内。 接著，叫參閱第4A圖，其係顯示依據本發明之一實 施例’沿著第3圖中的四條剖面線M，、2_2,、3_3，以及 • 4-4’之觸控面板的剖面示意圖，分別如第4A圖中的區域 A、B、C及D所示》按壓感測結構1〇8以陣列方式排列， 母一個按壓感測結構108的剖面示意圖如第々a圖中的區 域D所示，其包含感測間隔物15〇設置於第一基板i⑻ 之上，第一基板100上可具有彩色濾光片層1〇6和絕緣層 124，感測間隔物15〇可設置於絕緣層ι24上或是彩色濾 光片層106上。另外，按壓感測結構1〇8還包含感測平台 158没置於第二基板11 〇上，感測平台^%通常係由第一 金屬層128、第一介電層130、第二金屬層142及第二介 201115211 電層146所組成’或者也可以由其他材質或不同排列組合 而成。 此外，在感測間隔物150及感測平台ι58上還分別具 有第一透明導電層126及第二透明導電層148，第一透明 導電層126及第二透明導電層148例如為銦錫氧化物 (indium tin oxide，簡稱ITO)。於觸控面板未受到按壓時， 感測間隔物150上的第一透明導電層ι26與感測平台158 上的第二透明導電層148之間具有一感測間距ρι，當觸 控面板受到按壓時，第一透明導電層126與第二透明導電 層148互相接觸，產生按壓感測訊號，例^為電流或電壓 變化，並藉由訊號連接線114傳遞一指令訊號至積體電路 Π6 ’以供積體電路116判斷所需顯示影像。 另外，除了按壓感測結構1 〇 8之外，本發明之觸控面 板中還包含主要支撐結構107與輔助支撐結構1〇9A"和 109B，分別具有其他不同高度的間隔物及平台，與按壓感 測結構108設置於同一層結構中，以提供第一基板1〇〇與 第一基板110之間固定的間距，或者作為按壓感測結構 =8之緩衝結構，以避免按壓感測結構1〇8於按壓時被破 壞。主要支撐結構107的剖面示意圖如第4A圖中的區域 A所示、其包括弟一間隔物I%及第一平台164，兩者對 向》又置並分別形成於第一基板1〇〇和第二基板11〇上。第 間隔物156及第一平台164於觸控面板未受到按壓時係 互相接觸，以提供第一基板1〇〇與第二基板11〇之間固定 的間距。第一平台164可由第一金屬層128、第一介電層 13〇、半導體層140、第二金屬層142及第三介電層144 及第二介電層146所組成，此外，在第一平台164上還可 201115211 具有第二透明導電層148，但第一間隔物156上則不可以 有第一透明導電層126。在另一實施例中，第一間隔物156 與感測間隔物150可設計成相同的高度，由第一平台164 與感測平台158的高度差來形成感測間距P1。

依據本發明之一實施例，觸控面板中還可以具有第二 間隔物154及第二平台162,與按壓感測結構1〇8設置於 同一層結構中’以作為第一輔助支撐結構l〇9A，其剖面 示意圖如第4A圖中的區域B所示。第二間隔物154及第 二平台162於觸控面板未受到按壓時具有第一辅助間距 A1，第一輔助間距A1小於感測間距Pi，其可以作為按 壓感測結構108之緩衝結構，保護按壓感測結構1〇8於按 壓時不，被破壞。第一輔助支撐結構1〇9A的第二間隔物 154的高度可以與第一間隔物156相同，且第二平台 的高度小於第一平台164。第二平台162係由第一金屬層 128、第一介電層130、第二金屬層142及第二介電層146 所組成，並且於第二間隔物154及第二平台162上皆 有透明導電層。 〃 依據本發明之另一實施例，觸控面板中還可以具有第 一間隔物152 &第二平台！ 6〇，與按壓感測結構⑽設置 於同-層結構中’以作為第二輔助支撐料刪，q 面示意圖如第4A圖中的區域c所示。第三間隔物152、及 弟二平台160於觸控面板未受到按壓時具有第二輔助間 距A2 ’第二輔助間距A2大於感測間距ρι，其同樣 按壓感測結構1 〇8之睡^ ， … 兹二衝結構，以保護按壓感測結構 :Β。物152的高度可以與感測間隔物150相同， 且第二平台160的高度小於感測平台158。第三平台16〇 201115211 係由第一介電層13〇、第二金屬層142及第二介電層146 所組成，並且第三平台16〇上可以不具有透明導電層。 上述感測間隔物150、第一間隔物156、第二間隔物 154及第三間隔物152可以是感光性間隔物❻h〇t〇 spacer)。此外，在本發明之觸控面板中，除了感測間隔物 bo、感測平台158、第一間隔物156及第一平台〗料必 湏叹置之外，其他間隔物及平台可以選擇性的設置，並且 感測間隔物與其他間隔物的分佈密度與配置也可以視情 況需求而調整。 、—明參閱第4Β圖，其係顯示依據本發明另一實施例， 沿著第3圖中的四條剖面線Μ，、2_2,、3_3，以及之 觸控面板的剖面示意圖，分別如第4Β圖中的區域Α、Β、 ^及^所示。第4Β圖與# 4Α圖的差異在於感測平台 Ά平台162及第三平台中的第一介電層13〇盘第 -”電層146之間設置有第三金屬層145 接 如第3圖中所示)係由第三金屬層⑷所形】連= 料線118(如弟3圖中所示）則是由第二金屬層^ 成，因此訊號連接線叫可以與資料線118重疊，並= 於資料線118之上，以提升觸控面板之開口率t又置 另外’在本發明之一實施例中，本發明提供 不器裝置包含上述觸控面板。觸控面板中包含 = 件，此顯示元件電性連接至穑 .、、、員不兀 體電路Μ的訊號以一16’可接收來自積 (eleCtr〇_etic)顯示元；^有H顯，件例如為電泳 不 ::不：件，其通常係設置於第一練1〇 u°之間’以形成電泳顧示器裝置、有機發光:3板 201115211 益裝置或液晶顯示器裝置。積體電路丨丨6電性連接訊號連 接線114與顯示元件，積體電路Π6接收來自訊號連接線 114的指令訊號，以判斷後續需要顯示的影像。積體電路 116可獨立接收訊號連接線114的指令訊號，亦可整合於 顯示控制電路中，以縮小控制電路的體積。

本發明於苐一基板與第二基板之間設置複數個按壓 感測結構，訊號連接線串聯所㈣按㈣測結構，藉 跟第基板上的疋位感測結構結合，可以直接彳貞測按壓 指令訊號，㈣斷使用者是請人執行指令，可以更準 =斷使用者的指令，減少指令·錯誤造成錯誤做動的 問喊。 定本^ Ϊ本揭露較佳實施例如上，然其並非用以限 "，可見、悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神 =圍：，當可做些許更動與潤飾，因此 圍虽視後附之中請專利範圍所界^為準。 …蒦乾 201115211 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示傳統的電容式觸控面板之感應電極的 平面示意圖。 第2A圖係顯示依據本發明之一實施例，觸控面板的 剖面示意圖。 第2B圖係顯示依據本發明另一實施例，觸控面板的 剖面示意圖。 第2C圖係顯示依據本發明又另一實施例，觸控面板 的剖面示意圖。 第3圖係顯示依據本發明之一實施例，觸控面板的局 部平面示意圖。 第4A圖係顯示依據本發明之一實施例，沿著第3圖 中的各剖面線1-1’、2-2’、3-3’以及4-4’之觸控面板的剖 面示意圖。 第4B圖係顯示依據本發明另一實施例，沿著第3圖 中的各剖面線1-Γ、2-2’、3-3’以及4-4’之觸控面板的剖 面示意圖。 【主要元件符號說明】 10〜X軸感應電極； 20〜Y軸感應電極； 30〜次晝素； 32〜感測間隔物； 34〜感測平台； 36〜感測薄膜電晶體； 37、38、39〜訊號讀出線； 40〜積體電路； 100〜第一基板； 100a〜第一基板之内表面； 100b〜第一基板之外表面； 102〜定位感測結構； 104〜上偏光片； 106〜彩色濾光片層； 107〜主要支撐結構； 108〜按壓感測結構； 201115211 109A〜第一辅助支撐結構；109B〜第二輔助支撐結構 110〜第二基板； 112〜下偏光片； 116〜積體電路； 120〜控制薄膜電晶體； 124〜絕緣層； 128〜第一金屬層； 140〜半導體層； 144〜第三介電層； 146〜第二介電層； P1〜感測間距； A2〜第二輔助間距； 152〜第三間隔物； 156〜第一間隔物； 160〜第三平台； 164〜第一平台。 111〜第三基板； 114〜訊號連接線； 118〜資料線； 122〜次晝素； 126〜第一透明導電層； 130〜第一介電層； 142〜第二金屬層； 145〜第三金屬層； 148〜第二透明導電層； A1〜第一輔助間距； 150〜感測間隔物； 154〜第二間隔物； 158〜感測平台； 162〜第二平台；

Claims (1)

1. 201115211 七、申請專利範圍： 1.一種觸控面板，包括： 一第一基板’具有一内表面及一外表面； 一疋位感測結構，設置於該第一基板之該内表面或該 外表面之上； 一第一基板，與該第一基板對向設置，且面對該第一 基板之該内表面； 複數個按壓感測結構，以陣列方式排列，設置於該第 一基板與該第二基板之間；以及 一訊號連接線，串聯所有該些按壓感測結構，以輸出 一指令訊號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該定 位感測結構係設置於該第一基板之該外表面上。" 3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一 彩色濾光片層，設置於該第一基板之該内表面之上。 、4.如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該定 位感測結構係設置於該第一基板之該内表面上，且介於該 第一基板與該彩色濾光片層之間。 5‘如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一 對上、下偏光片夾設該第一基板與該第二基板，其中該上 偏光片鄰近該第-基板，該下偏光片鄰近該第二/基板二 6.如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中該^ ，結構係設置於一第三基板上’且該定位感測結;冓： 該第二基板係設置於該上偏光片上。 〇 7·如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該訊 號連接線的形狀包括梳狀、網狀或不規則 8.如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，^； 201115211 號連接線係與一資料線平行。 專㈣圍第1顧粒觸控面板，其中^ 號連=與：資料線重疊，且設置於該資料線之上 按壓感測結構㈣第1項所述之觸控面板，其中該 一感測間隔物； 二感測平台，設置於該感測間隔物之下；

   感測3 =導電層，設置該感測間隔物上，且面對該 一第二透明導電層，設置於該感測平台上， 其中該第-透明導電層與該第二透 壓時具有-感測間距。 等电層於未按 11.如申請專利範圍第10項所述之觸控面板， 2二間隔物與-第-平台對向設置，且該第—間隔物與 Μ弟一平台與該按壓感測結構位於同一層結構中，1 ^-間隔物上不具有該第—透明導電層，且該第一間隔ς 與該第一平台於未按壓時係互相接觸。 12.如申謗專利範圍第η項所述之觸控面板，更包括 -第二間隔物與一第二平台對向設置，且該第二間隔物與 該第二平台與該按壓感測結構位於同一層結構中，其中該 第二間隔物上不具有該第一透明導電層’且該第二間隔： 與該第二平台於未按料具有—第—輔助間距，該第 助間距小於該感測間距。 13.如申請專利範圍第12項所述之觸控面板，其中該 第二間隔物的高度與該第一間隔物相同，且該第二^台^ 焉度小於該第一平台。 ^

   15 201115211 14.如申請專利範圍第u項所述之 一第三間隔物與一第三平台對向执 "板，更包括 該第三平台與該按壓感測結構位-仏物與 第三平台上不具有該第二透明導電：層;f中，其令該 該第三平台於未按壓時具有-第二“間距:;1隔= 間距大於該感測間距。 弟一輔助 ’其中該 二平台的 更包括 其不具 其係藉 其係藉 其中該 _ …15.如申請專利範圍第14項所述之觸控面板 第二間隔物的高度與該感測間隔物相同，且該第 高度小於該感測平台相同。 μ , 、16·如申請專利範圍第1項所述之觸控面板 -液晶層設置於該第—基板與該第二基板之間。 17.如申請專利範圍第丨項所述之觸控面板 有感測薄膜電晶體與該按屋感測結構連接。 ^如中請專利範圍第i項所述之觸控面板 由該定位感測結構判定一觸控位置。 如申請專利範圍第〗項所述之觸控面板， 由該些按壓感測結構判定一指令是否執行。 —20.如中請專利㈣第丨項所述之觸控面板，盆， 疋位感測結構包括—電容式感測元件或—光感測元件 21·一觸控顯示器裝置，包括： 第基板’具有一内表面及一外表面； 外表感測結構，設置於該第一基板之該内表面或該 第—基板，與該第一基板對向設置，且面對該第一 基板之該内表面； 複數個按壓感測結構，以陣列方式排列，設置於該第 16 201115211 一基板與該第二基板之間； 一訊號連接線，串聯所有該些按壓感測結構，以輸出 —指令訊號；以及 —顯示元件，設置於該第一基板與該第二基板之 用以顯示影像。 22. 如申請專利範圍第21項所述之觸控顯示器裝置，

   f中5亥顯示元件包括一電泳顯示元件、一有機發光二極體 顯示2元件或-液晶顯示元件。 體 23. 如申請專利範圍第21項所述之觸控顯示器裝置， -j-jr 件 —積體電路，電性連接該訊號連接線與該顯示元 其' 中該積體電路接收來自該訊號連接線的該指令訊 號，以列斷顯示影像。