TW201738715A - 壓力感測之觸控顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為有關一種壓力感測之觸控顯示裝置,該觸控顯示裝置包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,而該顯示屏幕係於顯示面板上相對設置觸控面板可形變絕緣層等,並於顯示面板的一側表面設有共同電極層,且相對共同電極層於觸控面板表面設有觸控感測層,即於觸空面板受外力按壓時,透過共同電極層與觸控感測層間所產生的電容值改變情形,以供控制單元針對該電容耦合量之變化數值,進行辨識觸控面板上外力按壓的力量大小,達到準確偵測觸控面板上被按壓位置的觸控訊號之目的,並不易發生誤判情況。

Description

壓力感測之觸控顯示裝置
本發明係提供一種壓力感測之觸控顯示裝置,尤指可準確辨識觸控面板被按壓位置、以供觸控感測層發送觸控訊號之顯示裝置,利用控制單元電性連接觸控面板,而透過觸控面板的觸控感測層與共同電極層等產生電容耦合量變化,經控制單元計算後達到準確辨識觸控面板被按壓位置之目的。
按,隨著電子科技產品的不斷創新,早期應用之各式桌上型電腦、筆記型電腦、行動電話或自動櫃員機等電子產品,都需要透過實體按鍵輸入操控指令、訊號等,以啟動電子產品運作,但有些電子產品體積小、附設之操控鍵盤的各實體按鍵也較小,所以在透過按壓按鍵進行操控訊號之輸入時,經常會發生誤觸或按錯其他按鍵等情形,導致輸入作業相當麻煩與不便;因此,近年來各式智慧型電子產品相繼問世,例如智慧型手機、平板電腦、自動櫃員機或導覽機等,各式電子產品已不再需要透過實體按鍵進行操控訊號,而是可透過手指或是觸控筆等,直接觸碰觸控螢幕顯示的區塊,利用觸控螢幕感應被觸碰的位置,再透過電子產品內部控制器執行相關的作業模式。一般應用之觸控螢幕約可區分為電容式及電阻式觸控螢幕,則就電容式觸控螢幕的操作模式,係利用手指、觸控筆或 導電物體來接近或觸碰該觸控螢幕,藉以改變觸控螢幕上之電容值,當觸控螢幕之觸控控制器偵測到電容值變化時,即可判斷觸碰之位置,進而執行觸碰位置的相關對應動作。當觸控螢幕之驅動訊號的電壓較高時,觸控控制器所偵測之感應訊號較準確,但當觸控螢幕之驅動訊號的電壓較低時,觸控控制器較無法透過感應訊號偵測觸控螢幕上之觸碰點,則觸控控制器偵測觸控螢幕之觸控準確度亦降低。
而現有觸控螢幕的觸控面板,可以利用物體接近觸控面板時所產生的物理量變化,如電容值的變化量大小,用以偵測物體存在觸控面板上的位置,再針對該位置發出感測訊號至觸控控制器,雖可透過偵測物體觸碰該觸控面板的面積增加量所產生的電容量,以供觸控控制器計算觸控面板所受之壓力值,但因觸控面板上接觸面積的大小容易影響電容量變化增減差異較大、正確性與準確度等均不佳,則會造成觸控控制器產生誤判現象,並發送錯誤的對應訊號,即難以準確偵測觸控面板被按壓位置的壓力值,在實際應用實施時,仍無法充分發揮觸控螢幕的實用功效,有待改善。
是以,如何解決目前觸控螢幕的觸控面板透過電容量計算壓力值,正確性、準確度均不佳之問題與麻煩,且無法提供給觸控螢幕的電子裝置作為新的偵測功能應用等之缺失與困擾,即為從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
故,發明人有鑑於上述之問題與缺失,乃搜集相關資料,經由多方評估及考量,並以從事於此行業累積之多年經驗,經由不斷試作 及修改,始設計出此種可於觸控面板受外力按壓時,透過顯示面板的共電極層、觸控面板之觸控感測層產生電容耦合量變化,而供控制單元準確計算觸控面板上壓力值大小之壓力感測之觸控顯示裝置的發明專利誕生者。
本發明之主要目的乃在於該觸控顯示裝置,係包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,而該顯示屏幕係於顯示面板上相對設置觸控面板可形變絕緣層等,並於顯示面板的一側表面設有共同電極層,且相對共同電極層於觸控面板表面設有觸控感測層,即於觸空面板受外力按壓時,透過共同電極層與觸控感測層間所產生的電容值改變情形,以供控制單元針對該電容耦合量之變化數值,進行辨識觸控面板上外力按壓的力量大小,達到準確偵測觸控面板上被按壓位置的觸控訊號之目的,並不易發生誤判情況。
本發明之次要目的乃在於該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號,且顯示屏幕係包含顯示面板、觸空面板及組裝於顯示面板及觸控面板的相對內側面各側邊處之複數間隔體,以供顯示面板及觸控面板相對內側形成中空之感應空間,可供顯示面板表面之共同電極與觸控面板之觸控感測層產生電容耦合量,而於觸控面板受外力按壓後觸控感測層偵測與按壓點之間的電容耦合量變化,同時觸控感測層亦與共同電極層間產生電容耦合量變化,可供觸控感測層將偵測電容耦合量變化之訊號傳送至控制單元,以供控制單元計算觸控面板表面被觸控位置之壓力值,可供控制單元判斷觸控面板被按壓位置的準確度,不易發生誤判現象。
本發明之另一目的乃在於該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號,則該顯示屏幕則於顯示面板表面設有共同電極層,且相對共 同電極層於觸控面板表面設有觸控感測層,即於共同電極層與觸控感測層的相對內側設有可形變絕緣層,可供觸控面板被按壓後產生電容耦合量變化供觸控感測層感應按壓力量所在位置,即供控制單元計算觸控面板表面被觸控位置之壓力值,可供控制單元判斷觸控面板被按壓位置的準確度,不易發生誤判現象。
本發明之再一目的乃在於該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號,惟該顯示屏幕之顯示面板係可為橫向場效顯示面板(In-Plane-Switching,IPS),而該顯示面板為包括下基板、上基板及位於上基板、下基板相對內側之液晶層,再於下基板與液晶層相對內側設有第一共同電極層,可供進行偵測該顯示屏幕被按壓後第一觸控感測層、液晶層產生形變的電容耦合量數值改變,藉以供控制單元計算第一觸控感測層表面被觸控位置之壓力值,可供控制單元判斷第一觸控感測層被按壓位置的準確度,不易發生誤判現象。
本發明之又一目的乃在於該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號,並於該顯示屏幕之顯示面板上設有可形變絕緣層,而於可形變絕緣層上再設有觸控感測層,且顯示面板與可形變絕緣層相對內側設有共同電極層,可供偵測該顯示屏幕被按壓後而與觸控感測層同時產生形變以致電容耦合量數值改變,進而提供控制單元計算觸控面板表面被觸控位置之壓力值,可供控制單元判斷觸控面板被按壓位置的準確度,不易發生誤判現象。
1‧‧‧控制單元
11‧‧‧驅動器
2‧‧‧顯示屏幕
21‧‧‧顯示面板
211‧‧‧共同電極層
22‧‧‧觸控面板
221‧‧‧觸控感測層
222‧‧‧電極層
2221‧‧‧驅動電極
2222‧‧‧感測電極
23‧‧‧間隔體
230‧‧‧感應空間
24‧‧‧可形變絕緣層
25‧‧‧橫向場效顯示面板
251‧‧‧下基板
252‧‧‧上基板
253‧‧‧液晶層
254‧‧‧第一共同電極層
26‧‧‧第一觸控感測層
261‧‧‧第一電極層
2611‧‧‧第一驅動電極
2612‧‧‧第一感測電極
27‧‧‧第一顯示面板
271‧‧‧第二共同電極層
28‧‧‧第一可形變絕緣層
29‧‧‧第二觸控感測層
291‧‧‧第二電極層
2911‧‧‧第二驅動電極
2912‧‧‧第二感測電極
3‧‧‧施力物體
第一圖 係為本發明顯示裝置之簡易結構方塊圖。
第二圖 係為本發明顯示裝置之簡易電路圖。
第三圖 係為本發明第一實施例之側視圖。
第四圖 係為本發明第一實施例按壓前之側視圖。
第五圖 係為本發明第一實施例按壓後之側視圖。
第六圖 係為本發明第二實施例之側視圖。
第七圖 係為本發明第二實施例按壓時之側視圖。
第八圖 係為本發明第三實施例之側視圖。
第九圖 係為本發明第三實施例按壓時之側視圖。
第十圖 係為本發明第三實施例之簡易電路圖。
第十一圖 係為本發明第四實施例之側視圖。
第十二圖 係為本發明第四實施例按壓時之側視圖。
第十三圖 係為本發明第四實施例之簡易電路圖。
為達成上述目的與功效,本發明所採用之技術手段及其構造、實施之方法等,茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下,俾利完全瞭解。
請參閱第一、二、三、四、五圖所示,係為本發明顯示裝置之簡易結構方塊圖、顯示裝置之簡易電路圖、第一實施例之側視圖、第一實施例按壓前之側視圖、第一實施例按壓後之側視圖,由圖中所示可以清楚看出,本發明壓力感測之觸控顯示裝置,係包括有控制單元1及顯示屏幕2,其中: 該控制單元1為電性連接至顯示屏幕2,可供處理顯示屏幕2所傳送之訊號。
該顯示屏幕2為包括二相對設置之顯示面板21、觸控面板22,並於顯示面板21一側表面設有共同電極層211,而相對共同電極層211的觸控面板22表面設有觸控感測層221,即於共同電極層211與觸控感測層221的相對內側的至少二相對側邊分別設有間隔體23,而於各間隔體23相對內側的共同電極層211、觸控感測層221之間則形成中空之感應空間230。
且上述顯示屏幕2之顯示面板21,係可為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板等,則位於顯示面板21表面之共同電極層211係可電性連接至預設電路佈局之接地端(圖中未示出);而該觸控面板22係可為壓力感測之觸控顯示裝置,且位於觸控面板22表面的觸控感測層221、則包括一層或一層以上之電極層222,該一層或一層以上之電極層222為電性連接於控制單元1,且該一層或一層以上之電極層222係包括複數平行排列之驅動電極2221、複數平行排列複數感測電極2222,即供複數驅動電極2221與複數感測電極2222等,形成縱橫方向的交叉排列,以供控制單元1藉由複數驅動器11分別驅動電極層222之複數驅動電極2221產生驅動訊號,即供複數感測電極2222可偵測複數驅動電極2221之電容耦合量數值變化情形。
則當顯示屏幕2的觸控面板22表面受到外部預設施力物體3(可為手指或觸控筆等)按壓時,即可透過觸控感測層221偵測觸 控面板22與預設施力物體3之間的電容耦合量(C1)的變化情形,藉以判斷預設施力物體3碰觸該觸控面板22的位置處,同時觸控感測層221與顯示面板21的共同電極層211間於感應空間230位置、亦會產生另一電容耦合量的變化(C2),且當預設施力物體3再朝觸控面板22予以施力按壓,則導致觸控面板22及觸控感測層221同時產生下壓形變,而造成觸控感測層221與共同電極層211間的電耦合量(C2’)改變,以並將電容耦合量(C1、C2、C2’等)數值之訊號傳送至控制單元1,則供控制單元1藉由觸控面板22與預設施力物體3的電容耦合量(C1)數值變化,偵測得知預設施力物體3在觸控面板22上施力點之位置,亦可再透過共同電極層211與觸控感測層221之間的電容耦合量(C2、C2’)數值變化,計算出預設施力物體3在觸控面板22上施予按壓力量的大小,以供控制單元1可以依據所測得之壓力值變化,進而可產生不同的訊號,並提供給預設電子裝置(可為筆記型電腦、平板電腦或智慧型手機等)作為新的功能(例如可作為切換螢幕畫面、開機或關機等功能)之應用等。
而控制單元1亦可在不同時間,分別偵測觸控面板22與預設施力物體3的電容耦合量(C1)變化、或是偵測共同電極層211與觸控感測層221之間的電容耦合量(C2、C2’)數值變化,而判斷預設施力物體3在觸控面板22上碰觸、按壓的時間及位置等變化情形。
請參閱第一、二、六、七圖所示,係為本發明顯示裝置之簡易結構方塊圖、顯示裝置之簡易電路圖、第二實施例之側視圖、第二實施例按壓時之側視圖,由圖中所示可以清楚看出,本發明壓力感測之觸控 顯示裝置,係包括有控制單元1及顯示屏幕2,且該顯示屏幕2之顯示面板21一側表面設有共同電極層211,而相對共同電極層211於觸控面板22表面設有觸控感測層221,再於顯示面板21的共同電極層211、觸控面板22的觸控感測層221相對內側位置設有可形變絕緣層24,且該可形變絕緣層24係可為光學膠或矽膠等透明彈性材質、或是可壓縮材質等所製成,而於共同電極層211、觸控感測層221之間的可形變絕緣層24位置形成電容耦合量(C3)數值;即當觸控面板22表面受到預設施力物體3(可為手指或觸控筆等)觸碰按壓,則觸控面板22與觸控感測層221隨著可形變絕緣層24產生形變,即使觸控感測層221與共同電極層211之間的電容耦合量(C3’)數值產生變化,並可供控制單元1針對共同電極層211、觸控感測層221之間的電容耦合量(C3’)數值變化,計算出預設施力物體3在觸控面板22上施予按壓力量的大小,而控制單元1可以依據所測得之壓力值變化,進而可產生不同的訊號,再提供給預設電子裝置(可為筆記型電腦、平板電腦或智慧型手機等)作為新的功能(例如可作為切換螢幕畫面、開機或關機等功能)之應用等。
再者,該顯示面板21係為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板等,且位於顯示面板21表面之共同電極層211係電性連接至預設電路佈局之接地端(圖中未示出);且該觸控面板22係可為壓力感測之觸控顯示裝置,且位於觸控面板22表面的觸控感測層221、則包括一層或一層以上之電極層222,該一層或一層以上之電極層222為電性連接於控制單元1,且該一層或一層以上之電 極層222係包括複數平行排列之驅動電極2221、複數平行排列複數感測電極2222,即供複數驅動電極2221與複數感測電極2222等,形成縱橫方向的交叉排列,以供控制單元1藉由複數驅動器11分別驅動電極層222之複數驅動電極2221產生驅動訊號,再供複數感測電極2222偵測複數驅動電極221之電容耦合量(C3、C3’)數值變化情形。
請參閱第一、二、八、九、十圖所示,係為本發明顯示裝置之簡易結構方塊圖、顯示裝置之簡易電路圖、第三實施例之側視圖、第三實施例按壓時之側視圖、第三實施例之簡易電路圖,由圖中所示可以清楚看出,本發明壓力感測之觸控顯示裝置,係包括有控制單元1及顯示屏幕2,該顯示屏幕2包括有橫向場效顯示面板25(In-Plane-Switching,IPS)、第一觸控感測層26,而該橫向場效顯示面板25係包括有下基板251、上基板252及位於上基板252、下基板251相對內側之液晶層253,則下基板251與液晶層253相對內側再設有第一共同電極層254,且於第一觸控感測層26與第一共同電極層254之間,係形成電容耦合量(C4)數值;即於顯示屏幕2之第一觸控感測層26被預設施力物體3(可為手指或觸控筆等)觸碰按壓後,第一觸控感測層26與上基板252、液晶層253產生形變,便可透過控制單元1偵測該顯示屏幕2之第一觸控感測層26、第一共同電極層254及液晶層253等所產生形變的電容耦合量(C4’)數值改變,可提供控制單元1針對第一觸控感測層26、第一共同電極層254及液晶層253之間的電容耦合量(C4、C4’)數值變化,由控制單 元1計算出預設施力物體3在橫向場效顯示面板25上施予按壓力量的大小,再供控制單元1可以依據所測得之壓力值變化,進而可產生不同的訊號,並提供給預設電子裝置(可為筆記型電腦、平板電腦或智慧型手機等)作為新的功能(例如可作為切換螢幕畫面、開機或關機等功能)之應用等。
另,該橫向場效顯示面板25係可為壓力感測之觸控顯示裝置,且位於下基板251表面的第一觸控感測層26、則包括有一層或一層以上之第一電極層261,該一層或一層以上之第一電極層261為電性連接於控制單元1,且該一層或一層以上之第一電極層261係包括複數平行排列之第一驅動電極2611、複數平行排列複數第一感測電極2612,即供複數第一驅動電極2611與複數第一感測電極2612等,形成縱橫方向的交叉排列,以供控制單元1可透過複數驅動器11分別驅動第一電極層261之複數第一驅動電極2611產生驅動訊號,再供複數第一感測電極2612進行偵測複數第一驅動電極2611之電容耦合量的變化(C4、C4’)情形。
請參閱第一、二、十一、十二、十三圖所示,係為本發明顯示裝置之簡易結構方塊圖、顯示裝置之簡易電路圖、第四實施例之側視圖、第四實施例按壓時之側視圖、第四實施例之簡易電路圖,由圖中所示可以清楚看出,本發明壓力感測之觸控顯示裝置,係包括有控制單元1及顯示屏幕2,而該顯示屏幕2則包括第一顯示面板27、位於第一顯示面板27上之第一可形變絕緣層28及位於第一可形變絕緣層28上之第二觸控感測層29,且第一顯示面板27與第一可形變絕緣層28相對內側 設有第二共同電極層271,並於第二觸控感測層29與第一顯示面板27表面的第二共同電極層271間,形成電容耦合數值(C5);且於第二觸控感測層29被預設施力物體3(可為手指或觸控筆等)觸碰按壓後,可供控制單元1偵測該顯示屏幕2之第二觸控感測層29被按壓後、而與第一可形變絕緣層28、第二共同電極層271同時產生形變以致電容耦合量數值(C5、C5’)改變,可由控制單元1計算出預設施力物體3在第二觸控感測層29表面上施予按壓力量的大小,再供控制單元1可以依據所測得之壓力值變化,進而可產生不同的訊號,並提供給預設電子裝置(可為筆記型電腦、平板電腦或智慧型手機等)作為新的功能(例如可作為切換螢幕畫面、開機或關機等功能)之應用等。
且,該第一顯示面板27係可為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板等,且位於第一顯示面板27表面之第二共同電極層271係電性連接至預設電路佈局之接地端(圖中未示出);該第二觸控感測層29係包括二層或二層以上之薄膜(Film)所構成,並透過貼合方式與第一可形變絕緣層28一起貼附於第一顯示面板27的表面上;另該第二觸控感測層29、則包括一層或一層以上之第二電極層291,該一層或一層以上之第二電極層291為電性連接於控制單元1,且該一層或一層以上之第二電極層291係包括複數平行排列之第二驅動電極2911、複數平行排列複數第二感測電極2912,即供複數第二驅動電極2911與複數第二感測電極2912等,形成縱橫方向的交叉排列,以供控制單元1可利用複數驅動器11分別驅動第二電極層291之複數第二驅動電極2911產生驅動訊號,再供複數第二感測 電極2912進行偵測複數第二驅動電極2911之電容耦合量(C5、C5’)數值的變化情形。
是以,以上所述僅為本發明之較佳實施例而已,非因此侷限本發明之專利範圍,本發明壓力感測之觸控顯示裝置,係利用顯示裝置的控制單元1電性連接於顯示屏幕2,而顯示屏幕2係包括二相對之顯示面板21、觸控面板22,且於顯示面板21一側表面設有共同電極層211,則相對共同電極層211之觸控面板22表面則設有觸控感測層221,而於觸控面板22表面被預設施力物體3觸碰按壓時,會在預設施力物體3與觸控感測層221間形成電容耦合量數值變化,同時觸控感測層221與共同電極層211之間的另一電容耦合量數值亦產生變化,俾可達到透過控制單元1依據電容耦合量變化,偵測觸控面板22表面被按壓位置之目的,且供控制單元1計算出預設施力物體3施加於觸控面板22的按壓力量大小之效果,而透過控制單元1之利用電容耦合量數值變化產生不同訊號,可提供預設電子裝置應用之功能,故舉凡可達成前述效果之結構、裝置皆應受本發明所涵蓋,此種簡易修飾及等效結構變化,均應同理包含於本發明之專利範圍內,合予陳明。
故,本發明為主要針對壓力感測之觸顯示裝置進行設計,係利用顯示裝置的控制單元電性連接於顯示屏幕,且顯示屏幕包括二相對設置之顯示面板、觸控面板,並於相對內側面分別設有共同電極層、觸控感測層,則於觸控面板表面與觸控感測層間、觸控感測層與共同電極層間分別形成不同的電容耦合量,則當觸控面板表面被按壓時,位於觸控感測層與共同電極層間的電容耦合量產生數值變化,並可達到控制單元依據電 容耦合量變化而計算觸控面板被施加按壓力量大小為主要保護重點,且透過電容耦合量的數值變化,乃僅使控制單元準確偵測觸控面板表面被施加按壓力的位置之優勢,並可透過控制單元對偵測的電容耦合量數值變化,產生新的訊號提供預設電子裝置利用之效果,惟,以上所述僅為本發明之較佳實施例而已,非因此即侷限本發明之專利範圍,故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化,均應同理包含於本發明之專利範圍內,合予陳明。
綜上所述,本發明上述壓力感測之觸控顯示裝置於實際應用、實施時,為確實能達到其功效及目的,故本發明誠為一實用性優異之研發,為符合發明專利之申請要件,爰依法提出申請,盼 審委早日賜准本案,以保障發明人之辛苦研發、創設,倘若 鈞局審委有任何稽疑,請不吝來函指示,發明人定當竭力配合,實感德便。
2‧‧‧顯示屏幕
21‧‧‧顯示面板
211‧‧‧共同電極層
22‧‧‧觸控面板
221‧‧‧觸控感測層
23‧‧‧間隔體
230‧‧‧感應空間

Claims (14)

  1. 一種壓力感測之觸控顯示裝置,係包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,其中:該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號;該顯示屏幕則包括顯示面板、與顯示面板相對設置之觸控面板,並於顯示面板相對觸控面板的一側表面設有共同電極層,且相對共同電極層於觸控面板表面設有觸控感測層,即於共同電極層與觸控感測層的相對內側的至少二相對側邊分別設有間隔體,而於各間隔體相對內側形成按壓後產生電容耦合量供觸控感測層感應按壓力量所在位置之感應空間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該顯示面板係為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板,且位於顯示面板表面之共同電極層係電性連接至預設電路佈局之接地端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該觸控面板係為壓力感測之觸控顯示裝置,且位於觸控面板表面的觸控感測層、則包括一層或一層以上感測相對於觸控面板表面受力後的電容變化之電極層;該一層或一層以上之電極層為電性連接於控制單元,且該一層或一層以上之電極層係包括複數平行排列之驅動電極、與複數驅動電極形成交叉的複數平行排列之感測電極,而控制單元設有分別驅動電極層的複數驅動電極產生驅動訊號之複數驅動器,再供複數感測電極偵測複數驅動電極之電容耦合量變化情形。
  4. 一種壓力感測之觸控顯示裝置,係包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,其中:該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號;該顯示屏幕則包括顯示面板、可形變絕緣層及觸控面板,並於顯示面板相對觸控面板的一側表面設有共同電極層,且相對共同電極層於觸控面板表面設有觸控感測層,即於共同電極層與觸控感測層的相對內側設有觸控面板被按壓後產生電容耦合量變化供觸控感測層感應按壓力量所在位置之可形變絕緣層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該顯示面板係為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板,且位於顯示面板表面之共同電極層係電性連接至預設電路佈局之接地端。
  6. 如申請專利範圍第4項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該觸控面板係為壓力感測之觸控顯示裝置,且位於觸控面板表面的觸控感測層、係包括一層或一層以上感測相對於觸控面板表面受力後的電容變化之電極層;該一層或一層以上之電極層為電性連接於控制單元,且該一層或一層以上之電極層係包括複數平行排列之驅動電極、與複數驅動電極形成交叉的複數平行排列之感測電極,則控制單元設有分別驅動電極層的複數驅動電極產生驅動訊號之複數驅動器,再供複數感測電極偵測複數驅動電極之電容耦合量變化情形。
  7. 如申請專利範圍第4項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該可形變絕緣層係位於顯示面板與觸空面板相對內側,且可形變絕緣層則為光 學膠或矽膠之透明材質或可壓縮材質。
  8. 一種壓力感測之觸控顯示裝置,係包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,其中:該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號;該顯示屏幕則包括橫向場效顯示面板(In-Plane-Switching,IPS)、第一觸控感測層,而該橫向場效顯示面板為包括下基板、上基板及位於上基板、下基板相對內側之液晶層,則下基板與液晶層相對內側設有偵測該顯示屏幕被按壓後觸控感測層、液晶層產生形變的電容耦合量數值改變之第一共同電極層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該顯示屏幕之第一觸控感測層為包括一層或一層以上之第一電極層,且該一層或一層以上之第一電極層電性連接於控制單元、並包括有複數平行排列之第一驅動電極、與複數第一驅動電極形成交叉的複數平行排列之第一感測電極,且控制單元設有分別驅動第一電極層的複數第一驅動電極產生驅動訊號之複數驅動器,再供複數第一感測電極偵測複數第一驅動電極之電容耦合量變化情形,導致第一觸控感測層及第一共同電極層的電容耦合量數值改變,透過控制單元接收電容耦合量改變數值進行判斷顯示屏幕上被按壓之力量大小。
  10. 一種壓力感測之觸控顯示裝置,係包括控制單元及電性連接至控制單元之顯示屏幕,其中:該控制單元係供處理顯示屏幕所傳送之訊號;該顯示屏幕則包括第一顯示面板、位於第一顯示面板上之第一可形 變絕緣層及位於第一可形變絕緣層上之第二觸控感測層,且第一顯示面板與第一可形變絕緣層相對內側設有偵測該顯示屏幕被按壓後而與第二觸控感測層同時產生形變以致電容耦合量數值改變之第二共同電極層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該第一顯示面板係為液晶面板、彩色濾光片(CF)或薄膜電晶體(TFT)基板,且位於第一顯示面板表面之第二共同電極層係電性連接至預設電路佈局之接地端。
  12. 如申請專利範圍第10項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該第一可形變絕緣層係位於第一顯示面板與第二觸控感測層相對內側,且第一可形變絕緣層則為光學膠或矽膠之透明材質或可壓縮材質。
  13. 如申請專利範圍第10項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該第二觸控感測層係包括二層或二層以上之薄膜(Film)所構成,並透過貼合方式與第一可形變絕緣層一起貼附於第一顯示面板的表面上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述壓力感測之觸控顯示裝置,其中該第一顯示面板表面之第二共同電極層係電性連接至接地端,而位於第一顯示面板、第二可形變絕緣層上之第二觸控感測層,則包括一層或一層以上之第二電極層、且電性連接於控制單元,該觸控感測層包括有複數平行排列之第二驅動電極、與複數第二驅動電極形成交叉的複數平行排列之第二感測電極,該控制單元設有分別驅動電極層的複數第二驅動電極產生驅動訊號之複數驅動器,再供複數第二 感測電極偵測複數第二驅動電極之電容耦合量變化情形,而因第二觸控感測層受按壓力與第二可形變絕緣層產生壓縮形變,且供第二觸控感測層與第二共同電極層間之電容耦合量數值改變,透過控制單元接收電容耦合量改變數值進行判斷顯示屏幕上被按壓之力量大小。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI723820B (zh) * 2020-03-26 2021-04-01 萬達光電科技股份有限公司 觸控感測器
TWI724304B (zh) * 2018-05-25 2021-04-11 綠點高新科技股份有限公司 電子模組及其製造方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016108293B4 (de) * 2016-05-04 2021-08-12 Audi Ag Eingabeeinrichtung mit in Abhängigkeit einer kapazitiv gemessenen Betätigungskraft erfolgenden Funktionsauslösung oder Steuerung und Anpassung durch kapazitive Berührdetektion
US10423266B2 (en) * 2016-08-12 2019-09-24 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Self-luminescence display apparatus with touch function
US10289231B2 (en) * 2017-04-26 2019-05-14 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co. , Ltd. LTPS array substrate and method for manufacturing the same
TWI635430B (zh) * 2017-06-15 2018-09-11 禾瑞亞科技股份有限公司 Pressure sensing touch device
IT201700118509A1 (it) * 2017-10-19 2019-04-19 Alessandro Marrazzo Procedimento e sistema di riproduzione multimediale.
CN108287629A (zh) * 2017-12-30 2018-07-17 深圳市德名利电子有限公司 压力触摸面板、压力触摸感应传感装置及显示系统
CN108829292A (zh) * 2018-08-01 2018-11-16 意力(广州)电子科技有限公司 显示传感结构及触控显示装置
CN110879664B (zh) * 2018-09-06 2023-06-13 群光电子股份有限公司 键盘
CN110109567B (zh) * 2019-04-24 2020-07-10 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控板、触控显示器和触控板的制作方法
CN110134254B (zh) * 2019-05-16 2021-08-17 上海艾为电子技术股份有限公司 终端控制系统及方法
CN110244875B (zh) 2019-06-19 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 触控结构、触控装置及触控显示装置
TWI709068B (zh) * 2019-08-29 2020-11-01 華碩電腦股份有限公司 電子裝置及其壓感觸控組件
CN113377222A (zh) * 2020-02-25 2021-09-10 北京小米移动软件有限公司 触控上报方法及装置
CN111459345A (zh) * 2020-03-18 2020-07-28 精电(河源)显示技术有限公司 一种触控屏及三维触控检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007128091A (ja) * 2005-11-03 2007-05-24 Samsung Electronics Co Ltd 表示基板及びその製造方法並びにそれを具備した表示パネル
CN101739183B (zh) * 2008-11-20 2011-10-26 胜华科技股份有限公司 电容式触控面板及感测方法
JP4932895B2 (ja) * 2009-11-12 2012-05-16 奇美電子股▲ふん▼有限公司 ディスプレイ装置及び電子機器
TWI467526B (zh) * 2012-01-20 2015-01-01 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 觸控顯示裝置及其製造方法
TWI636300B (zh) * 2013-11-15 2018-09-21 禾瑞亞科技股份有限公司 觸控顯示裝置及其複數條觸控驅動電極的驅動方法
JP6243828B2 (ja) * 2013-11-29 2017-12-06 株式会社 ハイディープHiDeep Inc. タッチレベルに伴うフィードバック方法、及びこれを行うタッチ入力装置
US10168825B2 (en) * 2014-01-03 2019-01-01 3M Innovative Properties Company Capacitive touch systems and methods using differential signal techniques
CN105182588A (zh) * 2015-09-28 2015-12-23 友达光电股份有限公司 一种内嵌式触控面板
KR101670447B1 (ko) * 2015-12-29 2016-10-28 주식회사 하이딥 스마트폰

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI724304B (zh) * 2018-05-25 2021-04-11 綠點高新科技股份有限公司 電子模組及其製造方法
TWI723820B (zh) * 2020-03-26 2021-04-01 萬達光電科技股份有限公司 觸控感測器

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