TW201730725A - 顯示裝置 - Google Patents

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詹孟學
簡文洋
劉念恩
林家進
鄭秉緒
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群創光電股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置包括一顯示面板、一第一基板、一第一壓力電極層、一第二壓力電極層及一壓縮層。顯示面板具有一顯示區及位於顯示區周邊的一周邊區。第一基板相對於顯示面板設置。第一壓力電極層設置於第一基板面向顯示面板的一側，並對應周邊區。第二壓力電極層設置於顯示面板面向第一基板的一側。壓縮層夾置於第一壓力電極層與第二壓力電極層之間。

Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，特別關於一種具有壓力感測功能的顯示裝置。
隨著科技不斷的進步，各種資訊設備不斷地推陳出新，例如手機、平板電腦、超輕薄筆電、及衛星導航等。除了一般以鍵盤或滑鼠輸入或操控之外，利用觸控式技術來操控資訊設備是一種相當直覺且受歡迎的操控方式。其中，觸控裝置具有人性化及直覺化的輸入操作介面，使得任何年齡層的使用者都可直接以手指或觸控筆選取或操控資訊設備。
現今觸控技術多為二維(2D)平面之多點觸控(Multi-Touch)，其係利用例如手指碰觸顯示面來精確判斷手指的觸碰位置，進而產生對應的控制功能。另外，除了二維平面的觸控技術中，為了感測垂直於顯示面(Z軸)方向的按壓力道，一般會利用電容式壓力感測技術來感測Z軸方向的按壓力量，進而產生對應的控制功能。不過，電容式壓力感測技術與2D的觸控感測電極在架構的搭配上有所限制，一般需將壓力感測結構設置在顯示面板遠離顯示面的一側(顯示面板的下方)，避免壓力感測結構的電場干擾而導致觸控感測電極的感測靈敏度變差。不過，將壓力感測結構設置在顯示面板遠離顯示面的一側，將使壓力感測結構本身的感測靈敏度不佳，使得感測到的按壓力量不準確，進而產生誤動作。
本發明的目的為提供一種可感測按壓力道的顯示裝置。本發明的顯示裝置可依據按壓的力道來產生對應的控制功能，使操作上更便利。此外，相較於習知技術而言，本發明具有壓力感測靈敏度較佳與控制較精準的優點。
為達上述目的，本發明提供一種顯示裝置，包括一顯示面 板、一第一基板、一第一壓力電極層、一第二壓力電極層以及一壓縮層。顯示面板具有一顯示區及位於顯示區周邊的一周邊區。第一基板相對於顯示面板設置。第一壓力電極層設置於第一基板面向顯示面板的一側，並對應周邊區。第二壓力電極層設置於顯示面板面向第一基板的一側。壓縮層夾置於第一壓力電極層與第二壓力電極層之間。
在一實施例中，壓縮層對應顯示區與周邊區設置。
在一實施例中，壓縮層的材料為光學膠、光學透明樹脂、光學彈性樹脂或矽膠。
在一實施例中，顯示裝置更包括一遮光層，其設置於第一基板與第一壓力電極層之間，並對應周邊區。
在一實施例中，顯示裝置更包括一保護基板及一遮光層。保護基板設置於第一基板遠離顯示面板的一側。遮光層設置於保護基板面向顯示面板的一側，並對應周邊區。
在一實施例中，顯示裝置更包括一觸控電極結構，其設置於顯示面板與第一基板之間或設置於顯示面板內。
在一實施例中，觸控電極結構包含一觸控感測區及與觸控感測區連接之一走線區，觸控感測區對應顯示區設置，走線區對應周邊區設置。
在一實施例中，第一壓力電極層位於走線區。
在一實施例中，第二壓力電極層包含走線區中的至少其中之一條接地線。
在一實施例中，顯示面板包含面向第一壓力電極層之一透光基板與一偏光板，觸控電極結構位於偏光板與透光基板之間。
在一實施例中，顯示面板包含面向第一壓力電極層之一透光基板與一偏光板，偏光板設置於透光基板面向第一基板的表面上，第二壓力電極層為偏光板。
在一實施例中，觸控電極結構設置於第一基板面對顯示面板的表面上。
在一實施例中，顯示裝置更包括一第二基板，其設置於第一 基板與顯示面板之間，且第二壓力電極層設置於第二基板面對第一基板的表面上。
在一實施例中，顯示裝置更包括一第二基板，其設置於第一基板與顯示面板之間，且觸控電極結構設置於第二基板面對第一基板的表面上。
在一實施例中，顯示裝置更包括一第二基板，其設置於第一基板與顯示面板之間，觸控電極結構包含一觸控感測區，觸控感測區包含一第一觸控電極層與一第二觸控電極層，且第二基板夾置於第一觸控電極層與第二觸控電極層之間。
在一實施例中，顯示裝置更包括一第二基板及一第三基板，第二基板設置於第一基板與第三基板之間，第三基板設置於第二基板與顯示面板之間，其中，觸控電極結構包含一第一觸控電極層與一第二觸控電極層，第一觸控電極層設置於第二基板面向第一基板的表面上，第二觸控電極層設置於第三基板面向第二基板的表面上。
在一實施例中，顯示裝置更包括一第三壓力電極層，其設置於第一壓力電極層與第二壓力電極層之間，並對應周邊區。
在一實施例中，第一壓力電極層形成連續的封閉圖案，封閉圖案為多邊形、圓形或橢圓形，或其組合。
在一實施例中，第一壓力電極層包含複數壓力感測區段，該些壓力感測區段形成不連續的開放圖案。
在一實施例中，第一壓力電極層包含複數壓力感測元件，壓力感測元件的形狀為圓形或多邊形，或其組合。
承上所述，於本發明之顯示裝置中，藉由將第一壓力電極層設置於第一基板面向顯示面板的一側，並對應周邊區，且將第二壓力電極層設置於顯示面板面向第一基板的一側，更將壓縮層夾置於第一壓力電極層與第二壓力電極層之間，使得顯示裝置可依據按壓的力道來產生對應的控制功能，使操作上更便利。另外，相較於習知將壓力感測結構設置在顯示面板遠離顯示面的一側而言，本發明除了可避免壓力感測結構(第一壓力電極層)的電場遮蔽、干擾而導致2D觸控的靈敏度變差之外，也由於壓 力感測結構的位置更靠近使用者，因此受到外界壓力產生的電容變化量會更明顯，使得壓力感測的靈敏度更佳、控制更精準。此外，本發明之顯示裝置亦可搭配習知的2D觸控來實現3D觸控功能，從而增加產品於觸控功能上的運用性。
1、1a~1i‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧顯示面板
111‧‧‧第一透光基板
112‧‧‧第二透光基板
113‧‧‧第一偏光板
114‧‧‧第二偏光板
12‧‧‧第一基板
13‧‧‧第一壓力電極層
131‧‧‧壓力感測區段
132‧‧‧壓力感測元件
14‧‧‧第二壓力電極層
15‧‧‧壓縮層
16‧‧‧遮光層
17‧‧‧觸控電極結構
171‧‧‧觸控感測區
1711‧‧‧第一觸控電極層
1712‧‧‧第二觸控電極層
172‧‧‧走線區
18‧‧‧保護基板
19‧‧‧粘著層
20‧‧‧第二基板
21‧‧‧第三壓力電極層
22‧‧‧絕緣層
30‧‧‧第三基板
AA‧‧‧顯示區
LC‧‧‧顯示介質層
PA‧‧‧周邊區
圖1為本發明較佳實施例之一種顯示裝置的示意圖。
圖2A至圖2I分別為本發明不同實施態樣的顯示裝置的示意圖。
圖3A至圖4D分別為本發明不同實施態樣之第一壓力電極層、第二壓力電極層與第三壓力電極層的圖案示意圖。
圖5A至圖5H分別為本發明第一壓力電極層、第二壓力電極層與第三壓力電極層之壓力感測元件的不同示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之顯示裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。本發明所有實施態樣的圖示只是示意，不代表真實尺寸與比例。另外，以下實施例的內容中所稱的方位「上」及「下」只是用來表示相對的位置關係。再者，一個元件形成在另一個元件「上」、「之上」、「下」或「之下」可包括實施例中的一個元件與另一個元件直接接觸，或也可包括一個元件與另一個元件之間還有其他額外元件使一個元件與另一個元件無直接接觸。此外，一個元件「面對」另一個元件可包括實施例中的一個元件直接面對另一個元件，或也可包括一個元件與另一個元件之間還有其他額外元件使一個元件無直接面對另一個元件。
請參照圖1所示，其為本發明較佳實施例之一種顯示裝置1的示意圖。顯示裝置1例如但不限於為智慧型手機、平板電腦、超輕薄筆電或穿戴式裝置，或其他顯示裝置，並不限定。另外，本實施例的顯示裝置1具有二維平面之多點觸控功能，故亦可稱觸控顯示裝置。
顯示裝置1包括一顯示面板11、一第一基板12及一壓力感測結構，而壓力感測結構包含一第一壓力電極層13、一第二壓力電極層14 以及一壓縮層15。另外，本實施例之顯示裝置1更包括一遮光層16及一觸控電極結構17。
顯示面板11可為液晶顯示面板(LCD)、或有機發光二極體顯示面板(OLED)、或發光二極體顯示面板(LED)，並不限定。其中，顯示面板11具有一顯示區AA及位於顯示區AA周邊的一周邊區PA。顯示區AA即為光線可穿過顯示面板11之區域(用以顯示影像的區域)，而周邊區PA則對應為部署週邊驅動(開關)元件、走線、導線、電路板、或其他電子元件的區域。本實施例之周邊區PA是以環設於顯示區AA的外圍為例。
本實施例的顯示面板11是以液晶顯示面板為例，並包含一第一透光基板111、一第二透光基板112及一顯示介質層LC。第一透光基板111與第二透光基板112相對而設，且顯示介質層LC夾置於第一透光基板111與第二透光基板112之間。其中，第一透光基板111可為薄膜電晶體(TFT)基板，而第二透光基板112可為一彩色濾光基板，且顯示介質層LC為液晶層。此外，顯示裝置1更可包含一背光模組(圖未顯示)，背光模組設置於第一透光基板111遠離第二透光基板112的一側，並可發出光線穿過顯示面板11，使顯示面板11的顯示區AA可顯示影像。背光模組可包含一導光板、一反射板、複數光學膜片及一背板。由於背光模組為習知技術，熟知液晶顯示裝置的技術人員，當可了解其與顯示面板11的相對設置關係及各元件之功能，本發明不再多作說明。
另外，本實施例之顯示面板11更可包含一第一偏光板113與一第二偏光板114。第一偏光板113(下偏光板)設置於第一透光基板111遠離第二透光基板112的一側，且第二偏光板114(上偏光板)設置於第二透光基板112遠離第一透光基板111之一側。本實施例之第一偏光板113貼合於第一透光基板111的下側表面，而觸控電極結構17設置於顯示面板11內。於此，第二偏光板114設置於觸控電極結構17上，使得觸控電極結構17夾置於第二偏光板114與第二透光基板112之間。不過，在不同的實施例中，觸控電極結構17也可設置顯示面板11之外部，例如位於第二偏光板114之上，且介於顯示面板11與第一基板12之間。
另外，本實施例的觸控電極層17對應位於顯示區AA與周 邊區PA上，使得顯示裝置1為Touch On Display(TOD)型觸控顯示裝置。其中，觸控電極結構17包含一觸控感測區171及與觸控感測區171連接之一走線區172，觸控感測區171對應顯示區AA設置，而走線區172則對應周邊區PA設置。顧名思義，觸控感測區171即設置有驅動電極與感測電極的區域(2D觸控)，而走線區172則設置有連接觸控感測區171之驅動電極、感測電極之走線(trace)與接地線(ground line)的區域。
第一壓力電極層13設置於第一基板12面向顯示面板11的一側，並對應周邊區PA，而第二壓力電極層14設置於顯示面板11面向第一基板12的一側，且壓縮層15夾置於第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間。本實施例之第二壓力電極層14對應於周邊區PA設置，且壓縮層15則設置於第二偏光板114面向第一基板12的表面上，並對應顯示區AA與周邊區PA設置。另外，遮光層16設置於第一基板12與第一壓力電極層13之間，並對應周邊區PA設置。於此，遮光層16設置於第一基板12與面向顯示面板11的表面上，並對應周邊區PA，而第一壓力電極層13亦對應周邊區PA設置，而且壓縮層15夾置於第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間。本實施例的遮光層16遮蔽周邊區PA是視覺上的考量，亦即缺少遮光層16並不影響本發明的壓力感測功能。
第一基板12為可透光的保護玻璃或塑膠板材(例如PC、PMMA、PET)。本實施例之第一基板12為保護玻璃，可使顯示裝置1免於水氣或異物的入侵，而遮光層16則可遮蓋對應於周邊區PA的驅動(開關)元件、走線、導線、電路板、或其他電子元件，讓使用者由第一基板12之上俯視顯示裝置1時，遮光層16與第一壓力電極層13重疊而可遮蔽第一壓力電極層13與對應設置於周邊區PA的元件。其中，遮光層16的材料可為油墨、光阻、或其組合或貼附裝飾膜(decoration film)，例如是黑色油墨、白色油墨、黑色矩陣(black matrix,BM)光阻、或黑色油墨與黑色矩陣光阻的組合，但並不以前述所舉為限。
第一壓力電極層13與第二壓力電極層14的材料可分別為金屬、合金等導電材料，或為透明的導電材料。金屬例如但不限於為鉬(Mo)、鋁(Al)、銀(Ag)或銅(Cu)，而透明導電材料例如但不限於為銦錫氧化 物(indium-tin oxide,ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc oxide,IZO)、鋁鋅氧化物(aluminum-zinc oxide,AZO)、鎘錫氧化物(CTO)、氧化錫(SnO2)、鎵鋅氧化物(GZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)或鋅氧化物(zinc oxide,ZnO)等；另外，第一壓力電極層13與第二壓力電極層14的材料亦可分別為加入導電高分子的PEDOT：PSS、奈米碳管(CNT)、石墨烯(graphene)、奈米銀絲(silver nanowire)、或金屬網格(metal mesh)等，並不限定。其中，當第二壓力電極層14對應顯示區AA與周邊區PA設置時，其材料需為透明導電材料，使光線可穿透第二壓力電極層14。當第二壓力電極層14對應周邊區PA設置時，其材料則可為透光、不透光或部分透光材料，並不限制。此外，壓縮層15的材料可為光學膠(例如OCA或LOCA)、光學透明樹脂(例如OCR)、光學彈性樹脂(例如SVR)、或矽膠，並不限定。
因此，於俯視顯示面板11的方向上時(即由第一基板12之上俯視顯示面板11)，第一壓力電極層13實際上是對應位於觸控感測區171的外圍。另外，在本實施例中，觸控電極結構17之走線區172除了傳送觸控訊號的走線之外，更可具有複數條接地線，而且第二壓力電極層14為包含走線區172中的至少其中之一的接地線。換言之，由於觸控電極結構17之走線區172對應於周邊區PA設置，且具有接地線，因此，本實施例的顯示裝置1是利用觸控電極結構17中位於走線區172之圖案化的接地線當成壓力感測結構的參考電極(即第二壓力電極層14)。不過，在不同的實施例中，也可利用觸控電極結構17中位於走線區172之傳送觸控訊號的走線當成壓力感測結構的參考電極(即第二壓力電極層14)，其是藉由在觸控訊號中安插入一段空白時間(blanking time)來使走線作為參考電極，並不限定。
承上，在顯示裝置1中，在未按壓第一基板12的上表面時(即Z軸方向未受力時)，由於第一壓力電極層13與第二壓力電極層14(走線區172之圖案化的接地線)之間夾置有壓縮層15，故第一壓力電極層13、壓縮層15與第二壓力電極層14可形成一電容。於此，顯示裝置1的一壓力偵測電路(圖未顯示)先提供一電壓(例如接地電壓)給第二壓力電極層14，使第二壓力電極層14具有一參考電位(接地電位)，進而使第一壓 力電極層13與第二壓力電極層14之間具有一初始電容值。
當例如以手指於Z軸方向往下按壓第一基板12時，第一壓力電極層13與壓縮層15將因按壓而產生形變，使得第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間的距離變小，故第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間的電容值將由初始電容值改變成一按壓電容值，而顯示裝置1之壓力偵測電路可依據按壓電容值與初始電容值的變化量(按壓力量越大，變化量越大；該變化量可稱為壓力感測訊號)判斷被按壓力道的大小，而且壓力偵測電路更可依據按壓力道的大小產生對應的控制功能。例如輕按(peek)時可為預覽應用程式選單的功能，而重壓(pop)時即可進行開啟應用程式選單的功能，讓使用者操作上更為省時便利。其中，判斷壓力感測訊號之壓力偵測電路可以獨立成一積體電路(IC)，或整合於顯示面板11的控制驅動IC內，本發明並不限制。
因此，相較於習知將壓力感測結構設置在顯示面板遠離顯示面的一側而言，本實施例之顯示裝置1由於將壓力感測結構設置於顯示面板11面向第一基板12的一側，並將壓力感測結構之第一壓力電極層13對應顯示面板11之周邊區PA設置，因此除了可避免壓力感測結構(第一壓力電極層13)的電場遮蔽、干擾而導致觸控電極結構17的感測靈敏度變差之外，由於壓力感測結構的位置更靠近使用者，因此受到外界壓力產生的電容變化量會更明顯，使壓力感測的靈敏度更佳、控制更精準。
請分別參照圖2A至圖2I所示，其分別為本發明不同實施態樣的顯示裝置1a~1i的示意圖。
如圖2A所示，顯示裝置1a一樣具有上述顯示裝置1的顯示面板11、第一基板12、第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、壓縮層15與遮光層16、觸控電極結構17。不過，本實施例之顯示裝置1a更包括一保護基板18，保護基板18設置於第一基板12遠離顯示面板11的一側。本實施例之第一基板12並不是保護件，其可為一玻璃基板、或一塑膠基板、或一膜層(film)，而保護基板18才是保護件，例如保護玻璃或塑膠板材，並透過一粘著層19(例如但不限於為光學膠，OCA)粘著於第一基板12上。另外，本實施例之遮光層16並不設置於第一基板12面向顯示面板11 的表面上，而是設置於保護基板18面向顯示面板11之一側的表面上，但同樣對應周邊區PA設置。此外，顯示裝置1a的其他技術特徵可參照顯示裝置1的相同元件，不再贅述。
另外，如圖2B所示，顯示裝置1b與顯示裝置1主要的不同在於，顯示裝置1b的觸控電極結構17是設置於第一基板12面對顯示面板11的表面上。其中，觸控感測區171對應設置顯示區AA，且走線區172對應設置於周邊區PA，而遮光層16夾置於第一基板12與走線區172之間。另外，本實施例是將觸控電極結構17的走線區172的至少其中之一的接地線當成第一壓力電極層13，也可以說第一壓力電極層13位於走線區172。不過，在不同的實施例中，也可利用觸控電極結構17中位於走線區172之傳送觸控訊號的走線當成第一壓力電極層13，並不限定。
本實施例之顯示裝置1b更包括一第二基板20，第二基板20設置於第一基板12與顯示面板11之間，且第二壓力電極層14為一導電膜層，且亦對應周邊區PA，並設置於第二基板20面對第一基板12的表面上。另外，第二基板20亦透過一粘著層19粘著於第二偏光板114上。其中，第二基板20可為一玻璃基板或一膜層，並不限定。於此，顯示裝置1b為WIS(windows integrated sensor)型觸控顯示裝置。此外，顯示裝置1b的其他技術特徵可參照顯示裝置1的相同元件，不再贅述。
另外，如圖2C所示，顯示裝置1c與顯示裝置1b主要的不同在於，顯示裝置1c的觸控電極結構17並不設置於第一基板12面對顯示面板11的表面上，而是設置於第二基板20面對第一基板12的表面上，使得觸控電極結構17夾置於第二基板20與壓縮層15之間。其中，第二基板20可為一玻璃基板或一膜層，並不限定。另外，本實施例是將觸控電極結構17的走線區172的至少其中之一的接地線當成第二壓力電極層14。在不同實施例中，也可利用觸控電極結構17中位於走線區172之傳送觸控訊號的走線當成第二壓力電極層14，其是藉由在觸控訊號中安插入一段空白時間(blanking time)來使走線作為參考電極，並不限定。於此，顯示裝置1c為GG(SITO)型觸控顯示裝置。此外，顯示裝置1c的其他技術特徵可參照顯示裝置1b的相同元件，不再贅述。
另外，如圖2D所示，顯示裝置1d與顯示裝置1c主要的不同在於，顯示裝置1d的觸控電極結構17的觸控感測區(未標示)包含一第一觸控電極層1711與一第二觸控電極層1712，第一觸控電極層1711與其走線區172(第二壓力電極層14)設置於第二基板20面對第一基板12的表面上，且第二觸控電極層1712與其走線(未標示)設置於第二基板20面向顯示面板11的表面上，使得第二基板20夾置於第一觸控電極層1711與第二觸控電極層1712之間。其中，第二基板20可為一膜層。另外，更透過一粘著層19將第二觸控電極層1712與其走線粘著於第二偏光板114面對第二基板20的表面上。於此，顯示裝置1d為GF2(DITO)型觸控顯示裝置。此外，顯示裝置1d的其他技術特徵可參照顯示裝置1c的相同元件，不再贅述。
另外，如圖2E所示，顯示裝置1e與顯示裝置1d主要的不同在於，顯示裝置1e的第一觸控電極層1711與其走線區172(第二壓力電極層14)同樣設置於第二基板20面對第一基板12的表面上，不過，顯示裝置1e更可包括一第三基板30，第三基板30設置於第二基板20與顯示面板11之間，且第二觸控電極層1712與其走線(未標示)設置於第三基板30面向第二基板20的表面上。其中，第二基板20與第三基板30可分別為一膜層。另外，更透過一粘著層19將第二基板20與第二觸控電極層1712及其走線粘著起來，且再透過另一粘著層19將第三基板30粘著於第二偏光板114上。於此，顯示裝置1e為GFF型觸控顯示裝置。此外，顯示裝置1e的其他技術特徵可參照顯示裝置1d的相同元件，不再贅述。
另外，如圖2F所示，顯示裝置1f與圖1的顯示裝置1主要的不同在於，顯示裝置1f的觸控電極結構17是設置於顯示面板11內，並位於第一透光基板111面向第二透光基板112的表面上。另外，顯示面板11之第二偏光板114設置於第二透光基板112面向第一基板12的表面上，並可包含一導電膜層(未標示)，且第二壓力電極層14為該導電膜層。換言之，本實施例的顯示裝置1f是Touch In Display(TID)型觸控顯示裝置，而且是將具有導電膜層的第二偏光板114當成第二壓力電極層14(也可以說第二壓力電極層14為第二偏光板114)。在不同實施例中，第二偏光板 114可摻雜有導電粒子，而為一具有高片電阻值的導電膜，且其片電阻值可介於108Ω~1012Ω之間。另外，顯示裝置1f的其他技術特徵可參照顯示裝置1的相同元件，不再贅述。此外，上述顯示裝置1a~1f的驅動控制模式可參照顯示裝置1，於此亦不再贅述。
另外，如圖2G所示，顯示裝置1g與圖2F的顯示裝置1f主要的不同在於，顯示裝置1g更可包括一第三壓力電極層21及一絕緣層22。第三壓力電極層21設置於絕緣層22上，並對應第一壓力電極層13設置，亦即對應於周邊區PA設置，且壓縮層15夾置於第一壓力電極層13與第三壓力電極層21之間。另外，絕緣層22設置於第二偏光板114(第二壓力電極層14)與壓縮層15之間。由於第二偏光板114具有導電膜層，故絕緣層22可避免第三壓力電極層21與第二偏光板114(第二壓力電極層14)短路。換言之，本實施例之第三壓力電極層21同樣對應設置於顯示面板11之周邊區PA，而壓縮層15夾置於第一壓力電極層13與第三壓力電極層21之間，且絕緣層22夾置於第三壓力電極層21與第二壓力電極層14(第二偏光板114)之間。其中，第三壓力電極層21的材料可相同於或不同於第一壓力電極層13與第二壓力電極層14，亦不限制。此外，顯示裝置1g的其他技術特徵可參照顯示裝置1f的相同元件，不再贅述。
值得注意的是，本實施例的絕緣層22及第三壓力電極層21同樣可以應用在上述的顯示裝置1a~1e的結構上，在此不再多作說明。
由於本實施例的顯示裝置1g的壓力感測結構具有三個壓力電極層(第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、第三壓力電極層21)，因此可具有二種驅動控制模式。
第一種驅動控制模式是：在顯示裝置1g未被按壓時，第一壓力電極層13、壓縮層15與第三壓力電極層21形成一電容而具有初始電容值。於此，是將第三壓力電極層21當成參考電極，並提供一參考電壓給第三壓力電極層21(此時第二壓力電極層14不是參考電極)。當顯示裝置1g被按壓時，第一壓力電極層13與壓縮層15將因按壓而產生形變，使得第一壓力電極層13與第三壓力電極層21之間的距離變小，故第一壓力電極層13與第三壓力電極層21之間的電容值將由初始電容值改變成按壓電 容值。因此，顯示裝置1g之壓力偵測電路可依據按壓電容值與初始電容值的變化量判斷被按壓力道的大小，而且壓力偵測電路更可依據按壓力道的大小產生對應的控制功能。
第二種驅動控制模式是：在顯示裝置1g未被按壓時，第一壓力電極層13、壓縮層15與第二壓力電極層14形成一第一電容而具有第一初始電容值，且第三壓力電極層21、絕緣層22與第二壓力電極層14形成一第二電容而具有第二初始電容值。當顯示裝置1g被按壓時，第一壓力電極層13與壓縮層15將因按壓而產生形變，使得第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間的距離變小，故第一壓力電極層13與第二壓力電極層14之間的電容值將由第一初始電容值改變成第一按壓電容值，但是第三壓力電極層21因位於顯示裝置1g的內部，第三壓力電極層21與第二壓力電極層14之間的距離維持不變，故第二初始電容值不改變。因此，顯示裝置1g之壓力偵測電路可將第一按壓電容值與第一初始電容值的變化量，以及第二初始電容值相減後得到一電容差值，並依據此電容差值判斷被按壓力道的大小，而且壓力偵測電路更可依據此按壓力道的大小產生對應的控制功能。於此，是藉由扣除共同的因子，例如材料本身形變所造成的誤差，使得顯示裝置1g的壓力偵測可更為準確。
因此，在本實施例之顯示裝置1g中，藉由具有第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、壓縮層15與第三壓力電極層21的壓力感測結構的設計，同樣可以感測及判斷顯示裝置1g被按壓力道的大小，而且壓力偵測電路也可依據按壓力道的大小產生對應的控制功能。另外，除了可避免壓力感測結構的電場遮蔽、干擾而導致觸控感測結構17的感測靈敏度變差之外，由於壓力感測結構的位置更靠近使用者，因此受到外界壓力產生的電容變化量會更明顯，使壓力感測的靈敏度更佳、控制更精準。
另外，如圖2H所示，顯示裝置1h與圖2G的顯示裝置1g主要的不同在於，顯示裝置1h的觸控電極結構17並不設置於第一透光基板111面向第二透光基板112的表面上，而是位於第二透光基板112與第二偏光板114之間。另外，本實施例是利用觸控電極結構17位於走線區172之圖案化的接地線當成壓力感測結構的一參考電極(即第二壓力電極層 14)。此外，顯示裝置1h的其他技術特徵與驅動控制模式可參照顯示裝置1g，不再贅述。
另外，如圖2I所示，顯示裝置1i與圖2H的顯示裝置1h主要的不同在於，顯示裝置1i不具有絕緣層22，故第二偏光板114夾置於觸控電極結構17與壓縮層15之間。此外，顯示裝置1i的其他技術特徵與驅動控制模式可參照顯示裝置1h，不再贅述。
另外，請參照圖3A至圖4D所示，其分別為本發明不同實施態樣之第一壓力電極層13、第二壓力電極層14與第三壓力電極層21的圖案示意圖。
於第一基板12之上俯視顯示裝置的情況下，第一壓力電極層13是對應位於觸控感測區171的外圍，而且第一壓力電極層13、第二壓力電極層14與第三壓力電極層21可形成連續的封閉圖案。於此，以第一壓力電極層13為例，如圖3A至圖3C所示，其封閉圖案可為多邊形(圖3A，例如三邊形、四邊形、五邊形、...)、圓形(圖3B)或橢圓形(圖3C)，或其他封閉圖案，或其組合，並不限制。其中，圖3B圖3C可應用於例如穿戴式裝置。
另外，第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、第三壓力電極層21也可包含複數個壓力感測區段，該些壓力感測區段可形成不連續的開放圖案。於此，仍以第一壓力電極層13包含複數個壓力感測區段131為例，如圖4A至圖4D所示，各壓力感測區段131可為ㄇ字型(圖4A)、L型(或倒L型，圖4B)、U字型(圖4A)、C字型(或倒C型)、弧形(圖4D)、或條狀(圖4C)，或其他形狀，或其組合，並不限定。
此外，請參照圖5A至圖5H所示，其分別為本發明第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、第三壓力電極層21之壓力感測元件的不同示意圖。
第一壓力電極層13、第二壓力電極層14、第三壓力電極層21可包含複數壓力感測元件。於此，仍以第一壓力電極層13包含複數壓力感測元件132為例，如圖5A至圖5H所示，壓力感測元件132的形狀可為圓形(圖5A、圖5B)或多邊形(圖5C至圖5H)，或其組合。於此，圓形 可為實體圓形或空心圓形，多邊形亦可為實體多邊形或空心多邊形，亦不限定。其中，多個壓力感測元件132可依照壓力感測區段的形狀去做排列，且將第一壓力電極層13分割成複數壓力感測元件132時，各個壓力感測元件132可分別連接訊號線，藉以粗略的判斷壓力感測於X-Y平面上的按壓位置。
綜上所述，於本發明之顯示裝置中，藉由將第一壓力電極層設置於第一基板面向顯示面板的一側，並對應周邊區，且將第二壓力電極層設置於顯示面板面向第一基板的一側，更將壓縮層夾置於第一壓力電極層與第二壓力電極層之間，使得顯示裝置可依據按壓的力道來產生對應的控制功能，使操作上更便利。另外，相較於習知將壓力感測結構設置在顯示面板遠離顯示面的一側而言，本發明除了可避免壓力感測結構(第一壓力電極層)的電場遮蔽、干擾而導致2D觸控的靈敏度變差之外，也由於壓力感測結構的位置更靠近使用者，因此受到外界壓力產生的電容變化量會更明顯，使得壓力感測的靈敏度更佳、控制更精準。此外，本發明之顯示裝置亦可搭配習知的2D觸控來實現3D觸控功能，從而增加產品於觸控功能上的運用性。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧顯示面板
111‧‧‧第一透光基板
112‧‧‧第二透光基板
113‧‧‧第一偏光板
114‧‧‧第二偏光板
12‧‧‧第一基板
13‧‧‧第一壓力電極層
14‧‧‧第二壓力電極層
15‧‧‧壓縮層
16‧‧‧遮光層
17‧‧‧觸控電極結構
171‧‧‧觸控感測區
172‧‧‧走線區
AA‧‧‧顯示區
LC‧‧‧顯示介質層
PA‧‧‧周邊區

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，具有一顯示區及位於該顯示區周邊的一周邊區；一第一基板，相對於該顯示面板設置；一第一壓力電極層，設置於該第一基板面向該顯示面板的一側，並對應該周邊區；一第二壓力電極層，設置於該顯示面板面向該第一基板的一側；以及一壓縮層，夾置於該第一壓力電極層與該第二壓力電極層之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該壓縮層對應該顯示區與該周邊區設置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該壓縮層的材料為光學膠、光學透明樹脂、光學彈性樹脂或矽膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一遮光層，設置於該第一基板與該第一壓力電極層之間，並對應該周邊區。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一保護基板，設置於該第一基板遠離該顯示面板的一側；及一遮光層，設置於該保護基板面向該顯示面板的一側，並對應該周邊區。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一觸控電極結構，設置於該顯示面板與該第一基板之間或設置於該顯示面板內。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該觸控電極結構包含一觸控感測區及與該觸控感測區連接之一走線區，該觸控感測區對應該顯示區設置，該走線區對應該周邊區設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該第一壓力電極層位於該走線區。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該第二壓力電極層包含該走線區中的至少其中之一條接地線。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該顯示面板包含面向該第一壓力電極層之一透光基板與一偏光板，該觸控電極結構位於該偏光板與該透光基板之間。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該顯示面板包含面向該第一壓力電極層之一透光基板與一偏光板，該偏光板設置於該透光基板面向該第一基板的表面上，該第二壓力電極層為該偏光板。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該觸控電極結構設置於該第一基板面對該顯示面板的表面上。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，更包括：一第二基板，設置於該第一基板與該顯示面板之間，且該第二壓力電極層設置於該第二基板面對該第一基板的表面上。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，更包括：一第二基板，設置於該第一基板與該顯示面板之間，且該觸控電極結構設置於該第二基板面對該第一基板的表面上。
  15. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，更包括：一第二基板，設置於該第一基板與該顯示面板之間，該觸控電極結構包含一觸控感測區，該觸控感測區包含一第一觸控電極層與一第二觸控電極層，且該第二基板夾置於該第一觸控電極層與該第二觸控電極層之間。
  16. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，更包括：一第二基板及一第三基板，該第二基板設置於該第一基板與該第三基板之間，該第三基板設置於該第二基板與該顯示面板之間，其中，該觸控電極結構包含一第一觸控電極層與一第二觸控電極層，該第一觸控電極層設置於該第二基板面向該第一基板的表面上，該第二觸控電極層設置於該第三基板面向該第二基板的表面上。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一第三壓力電極層，設置於該第一壓力電極層與該第二壓力電極層之間，並對應該周邊區。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一壓力電極層形成 連續的封閉圖案，該封閉圖案為多邊形、圓形或橢圓形，或其組合。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一壓力電極層包含複數壓力感測區段，該些壓力感測區段形成不連續的開放圖案。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一壓力電極層包含複數壓力感測元件，該壓力感測元件的形狀為圓形或多邊形，或其組合。
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