TWI450146B - 具動態觸感的觸控裝置及其製作方法 - Google Patents

Description

具動態觸感的觸控裝置及其製作方法

本發明係關於一種觸控裝置及其製作方法，尤指一種具動態觸感的觸控裝置及其製作方法。

隨著科技的進步，現今觸控式裝置越來越被普遍的使用，因此，觸控裝置的觸控介面也就扮演越來越重要的角色。觸控裝置包含有顯示模組與觸控面板，而目前市面上產品的觸控面板大多使用電阻式或電容式的觸控技術，其透過使用者的觸碰來產生控制訊號，用以執行或觸發相應的功能。

然而，目前市面上觸控裝置，如行動電話或平板電腦來說，其觸控面板的表面皆為靜態觸控，除了平面之外並無其他特徵。換句話說，使用者使用觸控面板所提供的觸控功能，僅是透過視覺上的互動來達成，因此，對於某些視覺能力不佳而需要觸覺感官的人來說(如盲人或年紀稍長的長輩)，現今的觸控裝置並無法符合其使用性。

另一方面，就現階段的觸控裝置來說，大部分都已將鍵盤的功能融入在觸控面板中，為了提升使用者對觸控裝置的接受度及使用經驗(如人機溝通的感受)，增進使用者除了視覺以外的溝通管道實為此領域中的重要課題之一。

因此，本發明之主要目的在於提供一種具動態觸感的觸控裝置及其製作方法，以形成有如實體按鍵的按壓觸感，進而提升觸控裝置的使用性。

本發明揭露一種具動態觸感的觸控裝置，包含有：一顯示面板，用來提供影像顯示功能；一第一導電層，設於該顯示面板的上層，該第一導電層包含至少一第一區域；以及一第二導電層，設於該第一導電層的上層，該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域；其中，該第一區域與該第二區域帶有相同極性的電位，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。

本發明另揭露一種觸控裝置的製作方法，用以使該觸控裝置具有動態觸感，該觸控裝置包含一顯示面板，用來提供一影像顯示功能，該製作方法包含有：產生一第一導電層於該顯示面板的上層，其中該第一導電層包含至少一第一區域；產生一第二導電層於該第一導電層的上層，其中該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域；以及提供相同極性之電位予該第一區域與該第二區域，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。

本發明另揭露一種具動態觸感的觸控裝置，包含有：一顯示面板，用來提供一影像顯示功能；一第一導電層，設於該顯示面板的上層，該第一導電層包含至少一第一區域；一第二導電層，設於該第一導電層的上層，該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域；以及一控制單元，用來提供與該第一區域相同極性之電位予該第二區域，使該第二區域因與該第一區域極性相斥而向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。

本發明另揭露一種觸控裝置的操作方法，用以使該觸控裝置具有動態觸感，該觸控裝置包含一顯示面板，用來提供一影像顯示功能；一第一導電層，設於該顯示面板的上層，該第一導電層包含至少一第一區域；一第二導電層，設於該第一導電層的上層，該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域，該操作方法包含有：提供相同極性之電位予該第一區域與該第二區域，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一具動態觸感的觸控裝置的製作方式，其可歸納為一流程10，並包含有以下步驟：

步驟100：開始。

步驟110：產生一第一導電層於觸控裝置之顯示面板的上層，其中該第一導電層包含至少一第一區域。

步驟120：產生一第二導電層於該第一導電層的上層，其中該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域。

步驟130：提供相同極性之電位予該第一區域與該第二區域，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。

步驟140：結束。

根據流程10，本發明實施例之觸控裝置包含有一第一導電層及一第二導電層。第一導電層設置於顯示面板的上層，而第二導電層設置於第一導電層的上層。另外，第一導電層更包含至少一第一區域，而第二導電層包含對應至少一第一區域的至少一第二區域。本發明實施例利用同極性相斥的原理，於第一導電層上所定義的第一區域施予適當的電位、並於第二導電層上所定義的第二區域施予與第一區域相同極性的電位，因此，第二導電層上的第二區域會因排斥力而凸起，藉以於觸控裝置的表面形成如實體按鍵的上下按壓觸感。

值得注意的是，第一導電層與第二導電層的透光率較佳地高於百分之三十。

實際上，本發明實施例可以硬體方式，來實現流程10。請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一觸控裝置20的示意圖。於第2圖中，觸控裝置20為多層結構，由下至上包含有一顯示面板200(如液晶顯示模組(Liquid Crystal Display Module，LCM))、保護玻璃202、一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)電路204(視為第一導電層)、一絕緣層206、一氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜208(視為第二導電層)。值得注意的是，觸控裝置20可為一個人數位助理手機或者一智慧型手機，但本發明並不侷限於此。顯示面板200用來提供影像顯示功能。保護玻璃用來保護顯示面板200，並可避免顯示面板200的訊號干擾到上層。薄膜電晶體電路204包含至少一薄膜電晶體2040及分別對應薄膜電晶體2040的至少一氧化銦錫區域2042(視為第一區域)。絕緣層206用來避免薄膜電晶體電路204與氧化銦錫薄膜208的直接接觸而造成短路。另請參考第3圖，其為本發明實施例之氧化銦錫薄膜208的示意圖。如第3圖所示，氧化銦錫薄膜208上定義有一個或一個以上的動態區域2080(視為第二區域)，且每一個動態區域2080的位置係對應至氧化銦錫區域2042的位置。請注意，上述動態區域2080的形狀並非本發明之限制條件。

根據流程10，本發明實施例於動態區域2080，給予第一極性的電位，並於氧化銦錫區域2042，給予與第一極性極性相同的第二極性電位，意即第一極性與第二極性同為正極性或同為負極性。因此，如第4圖所示，氧化銦錫薄膜208上所定義的動態區域2080會因為同極性相斥的原理而呈向上凸起的型態。在一實施例中，氧化銦錫區域2042的電位係由相應的薄膜電晶體2040來提供，其中，薄膜電晶體2040的開啟可透過觸控裝置20中的控制單元(未示於圖中)來產生相關控制訊號，並透過資料線及掃描線產生輸入訊號，以驅動薄膜電晶體2040，進而提供適當電位予氧化銦錫區域2042。值得注意的是，控制單元可為觸控裝置20中新增的控制單元，或者可為顯示面板200中的時序控制器，其所產生的時脈訊號可與用來驅動影像顯示的時序不同，以及上述資料線及掃描線與顯示面板200中用來驅動影像顯示的資料線及掃描線為不同組的走線。

另一方面，動態區域2080的電位可透過用來驅動薄膜電晶體2040的控制單元來提供(即動態區域2080電性連接控制單元)，或是透過另一獨立的控制單元，用來利用觸控裝置20本身的電源電壓來提供適當之電位於動態區域2080，但無論哪種電位供應方式，動態區域2080之極性需與氧化銦錫區域2042的極性相同，藉以達成動態按壓觸感之特徵。

請注意，依據本發明實施例之精神，凡是利用極性相同而產生排斥力，藉以使觸控裝置表面具有凸出按壓觸感的實施例，皆屬本發明的範疇。因此，本發明可作適當的修改，而仍符合本發明實施例的精神。舉例來說，薄膜電晶體電路204可直接固設於顯示面板200的上表面。此外，在一實施例，氧化銦錫薄膜208可包含一彈性體，而動態區域2080係位於彈性體內且可延著一軸線移動。因此，當上述控制單元提供相同極性之電位予氧化銦錫區域2042及動態區域2080時，動態區域2080會因極性相斥而延著此軸線遠離氧化銦錫區域2042，進而帶動氧化銦錫薄膜208向上凸起。

請參考第5圖，第5圖本發明實施例一觸控面板212的示意圖。觸控面板212用來提供觸控裝置20的觸控功能，並設置於氧化銦錫薄膜208的上層。觸控面板212可為電容式觸控面板，但不限於此。值得注意的是，為了隔絕下層(如氧化銦錫薄膜208)傳來的雜訊，在氧化銦錫薄膜208與觸控面板212之間，另設置有一遮罩層210。觸控面板212亦為導電薄膜型態，因此動態區域2080的凸起亦會在觸控面板212的薄膜上呈現出立體的觸感。如第6圖所示，觸控面板212的表面會有如實體按鍵凸出的按壓觸感，因此，在使用本發明實施例之觸控裝置20的情況下，使用者會有不同於以往的觸控感受。

綜上所述，本發明提供一種具動態觸感的觸控裝置及其製作方法，其透過在顯示面板上外加一層薄膜電晶體電路及一層導電伸縮薄膜(如氧化銦錫薄膜)，來達成有如實體按鍵按壓的觸控技術。相較於習知之觸控裝置的靜態觸感(僅能透過視覺感官進行觸控裝置的操作)，本發明實施例不僅能讓使用者有類似鍵盤按鍵上下按壓的動態觸感，更能符合更多人(如視力不佳的老人或盲人)的實際需求，以提升觸控裝置的使用性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．流程

100、110、120、130、140．．．步驟

20．．．觸控裝置

200．．．顯示面板

202．．．保護玻璃

204．．．薄膜電晶體電路

2040．．．薄膜電晶體

2042．．．氧化銦錫區域

206．．．絕緣層

208．．．氧化銦錫薄膜

2080．．．動態區域

210．．．遮罩層

212．．．觸控面板

2120．．．觸壓區域

第1圖為本發明實施例一觸控裝置的製作流程圖。

第2圖為本發明實施例一觸控裝置的示意圖。

第3圖為本發明實施例一觸控裝置之一氧化銦錫薄膜的示意圖。

第4圖為第3圖之氧化銦錫薄膜的動態觸感示意圖。

第5圖為本發明實施例一觸控裝置之一觸控面板的示意圖。

第6圖為第5圖之觸控面板的動態觸感示意圖。

10．．．流程

100、110、120、130、140．．．步驟

Claims (21)

1. 一種具動態觸感的觸控裝置，包含有：一顯示面板，用來提供一影像顯示功能；一第一導電層，設於該顯示面板的上層，該第一導電層包含至少一第一區域；一第二導電層，設於該第一導電層的上層，該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域；以及其中，該第一區域與該第二區域帶有相同極性的電位，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。
2. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該第二導電層為一氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜。
3. 如請求項1所述之觸控裝置，其中第一導電層為一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)電路層，以及該第一區域為該薄膜電晶體電路層之一氧化銦錫區域。
4. 如請求項3所述之觸控裝置，其中該薄膜電晶體電路包含一薄膜電晶體，用來提供與該第二區域相同極性的電位予該氧化銦錫區域。
5. 如請求項1所述之觸控裝置，更包含有：一控制單元，用來提供與該第一區域相同極性的電位予該第二區域。
6. 如請求項1所述之觸控裝置，更包含有： 一觸控面板，設於該第二導電層的上層，用來提供一觸控功能於該觸控裝置。
7. 如請求項6所述之觸控裝置，更包含有：一遮罩層，設置於該第二導電層與該觸控面板之間，用來隔絕從該觸控面板下層的雜訊。
8. 如請求項1所述之觸控裝置，更包含有：一絕緣層，設置於該第一導電層與該第二導電層之間，用以避免該第一導電層與該第二導電層之間短路。
9. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該第一導電層透光率高於百分之三十。
10. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該第二導電層透光率高於百分之三十。
11. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該第一導電層固定於該顯示面板的上表面。
12. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該第二導電層包含一彈性體，該至少一第二區域係置於該彈性體內且可延著一軸線移動。
13. 如請求項5所述之觸控裝置，該第二區域係連接至該控制單元，且該控制單元用以提供相同極性之電位予該第一及第二區域，使該第二區域因極性相斥而延著該軸線遠離該第一區域，帶動該第二導電層向上凸起。
14. 一種觸控裝置的操作方法，用以使該觸控裝置具有動態觸感，該觸控裝置包含一顯示面板，用來提供一影像顯示功能；一第一導電層，設於該顯示面板的上層，該第一導電層包含至少一第一 區域；一第二導電層，設於該第一導電層的上層，該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域，該操作方法包含有：提供相同極性之電位予該第一區域與該第二區域，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。
15. 一種觸控裝置的製作方法，用以使該觸控裝置具有動態觸感，該觸控裝置包含一顯示面板，用來提供一影像顯示功能，該製作方法包含有：產生一第一導電層於該顯示面板的上層，其中該第一導電層包含至少一第一區域；產生一第二導電層於該第一導電層的上層，其中該第二導電層包含對應該至少一第一區域的至少一第二區域；以及提供相同極性之電位予該第一區域與該第二區域，使該第二區域與該第一區域極性相斥而呈向上凸起，以於該觸控裝置的表面形成動態按壓觸感。
16. 如請求項15所述之製作方法，其中該第二導電層係使用氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)材料所製成之薄膜。
17. 如請求項15所述之製作方法，其中第一導電層係為一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)電路層，以及該第一區域為該薄膜電晶體電路層之一氧化銦錫區域。
18. 如請求項17所述之製作方法，其中該薄膜電晶體電路層包含一薄膜電晶體，用來提供與該第二區域相同極性的電位予該氧化銦 錫區域。
19. 如請求項15所述之製作方法，更包含有：設置一觸控面板於該第二導電層的上層，其中該觸控面板用來提供一觸控功能。
20. 如請求項15所述之製作方法，更包含有：設置一遮罩層於該第二導電層與該觸控面板之間，用來隔絕該觸控面板下層傳來的雜訊。
21. 如請求項15所述之製作方法，更包含有：設置一絕緣層於該第一導電層與該第二導電層之間，用以避免該第一導電層與該第二導電層之間短路。