TWI469002B - 觸控式面板與顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控式面板與顯示裝置

本發明提供一種觸控式面板，尤指一種具有外力警示感測元件(warning sensor)之觸控式面板。

在現今各式消費性電子產品市場中，個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、行動電話(mobile Phone)及筆記型電腦(notebook)等可攜式電子產品皆已廣泛使用觸控式面板(touch panel)作為使用者與電子裝置間之資料溝通介面工具。由於目前電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向，因此在產品設計上希望能節省如按鍵、鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置的設置空間，尤其在講求人性化設計的平板電腦需求之帶動下，搭配觸控式面板的顯示裝置已逐漸成為各式電子產品的關鍵零組件之一。

一般觸控式面板的操作原理係經由手指按壓面板表面，使按壓點發生電壓變化，藉由電壓的變化量即可計算出按壓點的位置，並將代表此位置之輸入訊號藉由導電材料傳遞出去。然而，若使用者在按壓觸控式面板時施加了過大的外力，可能會造成觸控式面板內部感測元件之破壞，導致觸控功能發生錯誤，甚至可能會損壞觸控式面板。因此，如何有效避免使用者在操作觸控式面板時因施加過大外力而造成觸控式面板的損壞或感測錯誤，仍為業界需要致力解決之問題。

本發明的主要目的之一，在於提供一種具有外力警示感測元件之觸控式面板，以改善上述習知使用者施加過大壓力而影響觸控式面板之操作效能等問題。

根據本發明之申請專利範圍，本發明提供一種觸控式面板，其包括互相平行相對設置之上基板與下基板、至少一觸控感測元件以及至少一警示感測元件。觸控感測元件包括觸控感測上電極與觸控感測下電極，分別設於上基板之下表面與下基板之上表面，且觸控感測下電極係對應於觸控感測上電極。觸控感測上電極與觸控感測下電極之間具有第一感測間隙。警示感測元件包括警示感測上電極與警示感測下電極，分別設於上基板之下表面與下基板之上表面，且警示感測下電極係對應於警示感測上電極。警示感測上電極與警示感測下電極之間具有第二感測間隙，且第二感測間隙係大於第一感測間隙。當施加於本發明觸控式面板之外力達一預定強度時，警示感測上電極會與警示感測下電極相接觸，使得警示感測元件輸出一讀取訊號，表示該外力過大。

根據本發明之申請專利範圍，本發明另提供一種顯示裝置，其包括觸控式顯示面板、讀取電路單元以及警示電路單元。觸控式顯示面板包括互相平行相對設置之上基板與下基板、至少一觸控感測元件以及至少一警示感測元件。觸控感測元件包括觸控感測上電極設於上基板之下表面以及觸控感測下電極，對應於觸控感測上電極而設於下基板之上表面。觸控感測上電極與觸控感測下電極之間具有第一感測間隙。警示感測元件包括警示感測上電極設於上基板之下表面以及警示感測下電極，對應於警示感測上電極而設於下基板之上表面。警示感測上電極與警示感測下電極之間具有第二感測間隙，且第二感測間隙係大於第一感測間隙。當施加於觸控式面板之外力達一預定強度時，警示感測上電極會與警示感測下電極相接觸，使得警示感測元件輸出一讀取訊號。此外，讀取電路單元係用於接收讀取訊號，並輸出一回饋訊號，而警示電路單元在接收回饋訊號後，會控制觸控式顯示面板發出提示該外力過大之一警示訊號。

根據本發明之申請專利範圍，又另提供一種內嵌式(in-cell)觸控面板，其包括互相平行相對設置之上基板與下基板、設於上、下基板之間的顯示材料層、複數個畫素結構、至少一觸控感測元件以及至少一警示感測元件。其中，下基板包括一顯示區域，而畫素結構係設於顯示區域內。各畫素結構分別包括閘極線、資料線以及薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，閘極線與資料線係設於下基板表面，而薄膜電晶體係電性連接於閘極線與資料線。觸控感測元件包括觸控感測上電極以及觸控感測下電極，其中觸控感測上電極係設於上基板之下表面，而觸控感測下電極係對應於觸控感測上電極而設於下基板之上表面，且觸控感測上電極與觸控感測下電極之間具有第一感測間隙。警示感測元件包括警示感測上電極與警示感測下電極，其中警示感測上電極係設於上基板之下表面，而警示感測下電極係對應於警示感測上電極而設於下基板之上表面，警示感測上電極與警示感測下電極之間具有第二感測間隙，且第二感測間隙大於第一感測間隙。當施加於該內嵌式觸控面板之外力達一預定強度時，警示感測上電極會與警示感測下電極相接觸，使得警示感測元件輸出一讀取訊號，表示該外力過大。

由於本發明觸控式面板包括有警示感測元件，該警示感測元件能在按壓外力過大時被開啟而輸出讀取訊號，以進一步提醒使用者需減小施加外力，進而避免觸控式面板因外力過大而損壞。

根據本發明之精神，係在觸控式面板內設置警示感測元件，當施加於觸控式面板表面的外力過大時，會開啟警示感測元件，因而產生一讀取訊號或警示訊號，再配合其他控制單元進行一警示機制，向使用者發出警訊，便可避免使用者繼續施加過大的外力而導致觸控式面板之損壞。

請參考第1圖，第1圖為本發明顯示裝置10之第一實施例的俯視示意圖。本發明顯示裝置10包括觸控式面板12，其可為外貼於顯示面板表面之面板，在其他實施例中，觸控式面板12亦可為內嵌式(in-cell)觸控面板，亦即為觸控式顯示面板。本實施例之觸控式面板12包括上基板14與下基板16，兩者互相平行相對，且上基板14與下基板16之重疊區域定義為觸控區域18，而下基板16未被上基板14所覆蓋之區域定義為週邊電路區域20。觸控式面板12另包括至少一觸控感測元件26以及至少一警示感測元件24，觸控感測元件26跟警示感測元件24結構近似。在較佳實施例中，觸控式面板12包括複數個觸控感測元件26與複數個警示感測元件24，分佈設於觸控區域18內。觸控式面板12另包括複數條訊號讀取線(readout line)32與複數條訊號選擇線(selecting line)34，互相交錯設置，而各觸控感測元件26與各警示感測元件24分別電性連接於一訊號讀取線32與一訊號選擇線34。

再者，本發明顯示裝置10另包括選擇電路單元28與讀取電路單元30，較佳設於觸控式面板12上，例如設於週邊電路區域20內。然而，在其他實施例中，選擇電路單元28與讀取電路單元30可設於其他外接之電路板，再藉由該電路板而電性連接於觸控式面板12上的觸控感測元件26與警示感測元件24。由於訊號讀取線32與訊號選擇線34分別電性連接於讀取電路單元30與選擇電路單元28，因此當觸控感測元件26或警示感測元件24受外力觸控或施壓而導通開啟時，會分別產生一讀取訊號，例如一直流電壓訊號，藉由訊號讀取線32傳輸至讀取電路單元30。不同的是，觸控感測元件24所產生的讀取訊號係用來作為觸控指令，而警示感測元件26所產生的讀取訊號係用來使讀取電路單元30或其他控制單元產生警示訊號。在本實施例中，觸控感測元件26與警示感測元件24係互相穿插設置於觸控式面板12中，且位於同一直行之觸控感測元件26與警示感測元件24皆共用同一訊號讀取線32，而位於同一橫列之觸控感測元件26與警示感測元件24則共用相同的訊號選擇線34。然而，在其他實施例中，觸控感測元件24與警示感測元件26的排列方式並不限於第1圖所示者，例如觸控感測元件26與警示感測元件24可個別排列成複數條僅包括單一種感測元件之直行或橫列，互相相鄰並排，因此，觸控感測元件26與警示感測元件24可能不會共用相同的訊號讀取線32或訊號選擇線34。再者，警示感測元件24的數量也可較少於觸控感測元件26，例如每兩個以上之觸控感測元件26才搭配一警示感測元件24設於其鄰近處。

請參考第2圖，第2圖為第1圖所示觸控式面板12的部分剖面示意圖。觸控感測元件26與警示感測元件24係設於上、下基板14、16之間，其中觸控感測元件26包括觸控感測上電極36與觸控感測下電極38，分別設於上基板14的下表面與下基板16的上表面，且互相垂直對應相對。此外，上基板14的下表面另包括觸控電極支撐部40，設於觸控感測上電極36與上基板14之間，其具有第一厚度H₁ ，且觸控感測上電極36與觸控感測下電極38之間具有第一感測間隙P1。另一方面，警示感測元件24包括警示感測上電極42與警示感測下電極46，分別設於上基板12的下表面與下基板14的上表面，兩者亦互相垂直相對。在警示感測上電極42與上基板14之間設有警示電極支撐部44，其具有第二厚度H₂ 。此外，警示感測上電極42與警示感測下電極46之間具有第二感測間隙P2。在較佳實施例中，觸控電極支撐部40與警示電極支撐部44可分別由圖案化之光阻間隔物(photoresist spacer)所構成。由第2圖可知，第一厚度H₁ 明顯大於第二厚度H₂ ，因此觸控感測上電極36係較警示感測上電極42更接近下基板16，亦即第一感測間隙P1係小於第二感測間隙P2。在較佳實施例中，第二感測間隙P2係為第一感測間隙P1之約1.1至約10倍之間，且較佳係為約1.2至約5倍之間。在此設計下，當外力施加在觸控式面板12表面時，會使觸控感測上電極36較容易被下壓而接觸到觸控感測下電極38，因而產生觸控感測訊號。另一方面，當施加在觸控式面板12的外力達到一預定強度而使得上基板14被下壓變形得更厲害時，第二感測間隙P2較大的警示感測元件24仍然會被開啟，亦即警示感測上電極44仍會因下壓而接觸警示感測下電極46而產生讀取訊號，藉由訊號讀取線32傳送至讀取電路單元30。因此，藉由設計警示感測元件24之第二感測間隙P2較大於觸控感測元件26之第一感測間隙P1，便可達到對過大外力提供感測與警示之功能。

請參考第3圖，第3圖為本發明顯示裝置之第二實施例的俯視示意圖，為簡化說明，與前一實施例重複之元件係以相同之元件符號表示。本發明顯示裝置10包括一觸控式面板12，其較佳為內嵌式觸控面板，亦即為整合了觸控式功能之觸控式顯示面板。觸控式面板12包括上基板14與下基板16，兩者互相平行相對，且上基板14與下基板16之重疊區域定義為顯示區域60，而下基板16邊緣未被上基板14所覆蓋之區域定義為週邊電路區域20。由於觸控式面板12為內嵌式觸控面板，因此其可為液晶顯示面板、有機發光顯示面板、電漿顯示面板以及電泳顯示面板等平面顯示面板，但不限於此。因此，上基板14與下基板16可分別當作一般液晶顯示面板中的彩色濾光片玻璃基板與陣列玻璃基板，而設於上基板14與下基板16之間的顯示材料層(圖未示)係為液晶層。顯示裝置10另包括讀取電路單元30、閘極線電路單元52以及資料線電路單元54，較佳設於週邊電路區域20。此外，下基板16表面設置有複數條訊號讀取線32、閘極線56以及資料線58，分別電性連接於讀取電路單元30、閘極線電路單元52以及資料線電路單元54。其中，閘極線56係垂直於訊號讀取線32與資料線58，而與資料線58定義出複數個呈矩陣排列之畫素區62。在本實施例中，各警示感測元件24係分別電性連接於閘極線56與訊號讀取線32，因此閘極線56取代了第一實施例中的訊號選擇線34。

請參考第4圖，第4圖為第3圖所示一畫素區62之畫素結構的等效電路示意圖。觸控式面板12表面包括有複數個畫素結構，設於每一畫素區62，且各畫素結構包括一閘極線56、一資料線58、至少一液晶電容68以及一畫素電晶體64，其較佳為薄膜電晶體。其中畫素電晶體64之閘極、源極與汲極分別電性連接於閘極線56、資料線58以及液晶電容68之上電極，而液晶電容68之下電極則電性連接於觸控式面板12的共用電極CE。此外，警示感測元件24與觸控感測元件26亦可選擇性設於畫素區62中。因此，當警示感測元件24設於一畫素區62時，該畫素區62另包括訊號讀取電晶體66，其源極電性連接於警示感測元件24之警示感測下電極，閘極與汲極分別電性連接於閘極線56與訊號讀取線32，而警示感測元件24的警示感測上電極則電性連接於共用電極CE。

值得注意的是，第3圖雖然顯示出每一畫素區62會設有一警示感測元件24或一觸控感測元件26，然而觸控感測元件26與警示感測元件24的分佈狀況並不限於第3圖所示者，例如可每隔三個以上之畫素區62才設置一警示感測元件24。此外，資料線電路單元54、閘極線電路單元52與讀取電路單元30的設置位置與彼此間的相對位置亦不限於第3圖中的配置，例如資料線電路單元54與讀取電路單元30可設於顯示區域60之同一側，或者由同一驅動電路晶片來整合設置。

請參考第5圖，第5圖為本發明顯示裝置之第三實施例的元件佈局示意圖，本實施例之閘極線56亦取代訊號選擇線而電性連接於警示感測元件24與觸控感測元件26，且警示感測元件24與觸控感測元件26係位於不同之直行中，因此不會共用訊號讀取線。如圖所示，每一畫素區62內設有閘極線56與資料線58，電性連接於畫素電晶體64，且畫素區62內另設有畫素電極74，電性連接於畫素電晶體64。部分觸控感測元件26係位於同一直行中，且電性連接於第一訊號讀取線32a，但並非該直行中的每一畫素區62皆設有觸控感測元件26，例如第5圖中最右側之直行中，部分觸控感測元件26之間會間隔三至五個畫素區62，且不同畫素區62內可能另設有面板支撐元件76與輔助支撐元件78，穿插設於觸控感測元件26之間。警示感測元件24則與複數個輔助支撐元件78設於同一直行中，且各警示感測元件24係電性連接於第二訊號讀取線32b。由於警示感測元件24的主要作用係在感測外力是否超過一預定值，因此本實施例中的警示感測元件24係遠少於觸控感測元件26的數量，且警示感測元件24可配合面板支撐元件76來做配置，例如與面板支撐元件76相隔三個畫素區62而設置，如箭頭所示。

請參考第6圖，第6圖為第5圖所示觸控式面板12的剖面結構示意圖，其主要顯示出警示感測元件24、觸控感測元件26、面板支撐元件76以及輔助支撐元件78的剖面結構，因此省略了畫素電極74與畫素電晶體64。以觸控式面板12為內嵌式之觸控液晶顯示面板為例，上基板14與下基板16之間設置有顯示材料層22，例如為液晶層。再者，觸控式面板12包括第一光阻間隔物48與第二光阻間隔物50，分別設於上基板14與觸控感測上電極36之間以及上基板14與警示感測上電極42之間，分別當作第一實施例所述之觸控電極支撐部與警示電極支撐部。第一光阻間隔物48的厚度H₁ 大於第二光阻間隔物50的厚度H₂ ，因此觸控感測上電極36與觸控感測下電極38之間的第一感測間隙P1較小於警示感測上電極42與警示感測下電極46之間的第二感測間隙P2，其中第二感測間隙P2較佳為約1.1至約10倍之第一感測間隙P1。值得注意的是，上基板14之下表面設有共用電極80，其較佳為一透明之導電層，包括覆蓋於第一與第二光阻間隔物48、50之表面，因此觸控感測上電極36與警示感測上電極42包括部分之共用電極80。再者，下基板16之上表面包括設有一圖案化透明導電層90，而觸控感測下電極38與警示感測下電極46分別包含部分之圖案化透明導電層90，其中圖案化透明導電層90可與畫素電極74以同樣之製程製作，也可以相同之材料所製成。另一方面，面板支撐元件76係設於上基板14與下基板16之間。在本實施例中，面板支撐元件76包括上支撐結構76a與下支撐結構76b，分別設於上基板14與下基板16之表面，彼此相接觸而定義出觸控式面板12之面板間隙(cell gap)CG。然而，在其他實施例中，面板支撐元件76可僅包括一支撐結構，例如為一光阻間隔物，設置於上基板14之下表面並向下延伸而與下基板16表面上的元件相接觸。輔助支撐元件78包括上輔助支撐結構78a與下輔助支撐結構78b，分別設於上基板14與下基板16之表面，兩者間具有一支撐間隙P3，其中上輔助支撐結構78a可包括部分共用電極80與一圖案化之光阻間隔物，且支撐間隙P3係小於第二感測間隙P2，但稍大於第一感測間隙P1。因此，當使用者以外力按壓觸控式面板12使上基板14向下變形時，觸控感測上電極36會先向下移動而與觸控感測下電極38相接觸，開啟觸控感測元件26以產生觸控訊號；當外力較大時，輔助支撐元件78之上輔助支撐結構78a則會進一步因下移而與下輔助支撐結構78b相接觸，以提供觸控式面板12一支撐力，避免其在較大外力的按壓下而影響正常運作；而當外力更大而達到預定之強度時，會更進一步使警示感測上電極42亦與警示感測下電極46相接觸，開啟警示感測元件24，進而藉由顯示裝置10來提醒使用者需減小按壓之外力，否則容易造成觸控式面板12之損壞。

關於以顯示裝置10提醒使用者減小外力之方法，請再參考第3圖。本發明顯示裝置10另包括警示電路單元70，其可設於觸控式面板12上或當作一外部電路，電性連接於讀取電路單元30或資料線電路單元54與閘極線電路單元52。當警示感測元件24被開啟而輸出讀取訊號至讀取電路單元30時，讀取電路單元30會輸出回饋訊號S_f 至警示電路單元70，而警示電路單元70在接收回饋訊號S_f 後，會控制觸控式面板12發出提示使用者外力過大之警示訊號。例如警示電路單元70可發出控制訊號S_c 至閘極線電路單元52或資料線電路單元54，以控制觸控式面板12在顯示區域60中顯示出上述之警示訊號。

請參考第7圖，第7圖顯示出本發明顯示裝置10在外力過大時發出警示訊號之一實施例的示意圖。如左圖所示，在正常操作下，當使用者按壓觸控式面板12時，顯示區域60中可顯示出顏色較淺或以虛線表示之按壓指令線72，讓使用者知道觸控式面板12已讀取到其觸控點與指令。右圖則顯示出當使用者施加的外力過大時，會開啟警示感測元件24，以致如前所述警示電路單元70會控制觸控式面板12發出警示訊號，例如使觸控式面板12顯示出較粗、顏色較深或實線型式的按壓指令線72’以提醒使用者需減小按壓的力道。然而本發明提示使用者外力過大之警示訊號並不限於第7圖所示者例如該警示訊號可以文字表現或者以一聲音提示訊號來表現。

請參考第8圖第8圖為本發明顯示裝置之第四實施例的元件佈局示意圖。根據本發明之精神面板中警示感測元件的數量與間距需依據該觸控式面板的尺寸、畫素尺寸、觸碰媒介的接觸面積、警示感測元件的結構與實際應用來進行最佳化的設計與調整以提供有效的警示機制並兼顧各畫素之開口率。第8圖所示之本發明觸控式面板12為一內嵌式觸控面板其係設於顯示裝置10中包括複數個觸控感測元件26與警示感測元件24兩者各自排列成複數個橫列和直行因此觸控感測元件26與警示感測元件24不會共用訊號選擇線32與訊號讀取線例如設於同一直行之觸控感測元件26係電連接於呈垂直方向延伸之感測訊號讀取線82而感測訊號讀取線82係電性連接於觸控讀取電路單元84而同一直行中之警示感測元件24係電連接於大體上平行於感測訊號讀取線82之警示訊號讀取線86警示訊號讀取線86則電性連接於警示讀取電路單元88因此警示讀取電路單元88與觸控讀取電路單元84會分別處理由警示感測元件24與觸控感測元件26所傳來之讀取訊號。然而在其他實施例中感測訊號讀取線82與警示訊號讀取線86可皆電性連接於同一讀取電路單元。

一般而言，若每一觸控感測元件26之一側皆設置有設置有警示感測元件24，則能提供觸控式面板12最好的敏感度與保護功能，然而，為了兼顧開口率，本實施例中並非每一觸控感測元件26之鄰側皆設置有警示感測元件24。舉例而言，若考量以一般標準觸控筆之筆頭大小為操控觸控式面板12的按壓範圍，而相鄰觸控感測元件26間的距離為d，則警示感測元件24與其相鄰之觸控感測元件26之間的較佳距離為(d√2)/2。

請參考第9圖，第9圖為本發明第五實施例之觸控式面板一畫素結構的等效電路示意圖。本實施例之觸控式面板為內嵌式觸控面板，包含複數個畫素區62，由閘極線56與資料線58所定義而成，其中觸控感測元件(圖未示)與警示感測元件24係分佈於不同之畫素區62，且與該畫素區62之一般顯示面板電子元件共用閘極線56與資料線58，並藉由同一畫素電晶體64來控制，例如警示感測元件24之警示感測下電極46與液晶電容68之下電極皆電性連接於畫素電晶體64之汲極，而警示感測上電極42與液晶電容68之上電極皆電性連接於共用電極CE。在其他設有觸控感測元件之畫素區62中，觸控感測元件之電路連接方式類似於第9圖所示之警示感測元件24。亦即，各畫素區62包括一畫素電晶體64、一液晶電容68以及可選擇性包括一警示感測元件24或一觸控感測元件，可將傳統僅具有觸控感測元件之觸控式面板加以改良，將部分畫素區62中的觸控感測元件替換成警示感測元件24，不同的是警示感測元件24的感測間隙係大於觸控感測元件的感測間隙。

請參考第10圖，第10圖為本發明第六實施例之觸控式面板一畫素結構的等效電路示意圖。在本實施例中，各畫素區62亦僅包括一警示感測元件24或一觸控感測元件(圖未示)，而警示感測元件24或觸控感測元件係電性連接於對應之訊號讀取線32與訊號選擇線34，不與畫素電晶體64共用資料線58與閘極線56。因此，設置有警示感測元件24之畫素區62會同時包括互相平行之閘極線56與訊號選擇線34以及互相平行之資料線58與訊號讀取線32。

相較於習知技術，本發明顯示裝置或觸控式面板包括警示感測元件，當施加於觸控式面板表面之外力達一預定強度時，會使警示感測上電極與警示感測下電極相接觸而開啟警示感測元件，輸出讀取訊號，進而使顯示裝置能輸出提醒使用者外力過大之警示訊號，以避免觸控式面板因過大之外力而造成損壞。根據本發明之精神，係利用設在基板之間的感測電極具有不同段差之感測間隙來設計警示感測元件以提供警示感測機制。當觸控式面板包括複數個警示感測元件時，並不限定各警示感測元件皆具有完全相同的感測間隙，例如可設計當具有不同感測間隙之警示感測元件被開啟時，可以產生不同的警示訊號以提示使用者。此外，警示感測元件、觸控感測元件、畫素電晶體、液晶電容、訊號讀取線、訊號選擇線、閘極線、資料線以及用來接收訊號的電路單元之間的電路設計並不限於前述之實施例，凡利用不同感測間隙來設計警示感測元件之觸控式面板或顯示裝置，應皆屬於本發明之範疇。

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．．．顯示裝置

12．．．觸控式面板

14．．．上基板

16．．．下基板

18．．．觸控區域

20．．．週邊電路區域

22．．．顯示材料層

24．．．警示感測元件

26．．．觸控感測元件

28．．．選擇電路單元

30．．．讀取電路單元

32．．．訊號讀取線

32a．．．第一訊號讀取線

32b．．．第二訊號讀取線

34．．．訊號選擇線

36．．．觸控感測上電極

38．．．觸控感測下電極

40．．．觸控電極支撐部

42．．．警示感測上電極

44．．．警示電極支撐部

46．．．警示感測下電極

48．．．第一光阻間隔物

50．．．第二光阻間隔物

52．．．閘極線電路單元

54．．．資料線電路單元

56．．．閘極線

58．．．資料線

60．．．顯示區域

62．．．畫素區

64．．．畫素電晶體

66．．．訊號讀取電晶體

68．．．液晶電容

70．．．警示電路單元

72、72’．．．按壓指令線

74．．．畫素電極

76．．．面板支撐元件

76a．．．支撐結構

76b．．．下支撐結構

78．．．輔助支撐元件

78a．．．上輔助支撐結構

78b．．．下輔助支撐結構

80．．．共用電極

82．．．感測訊號讀取線

84．．．觸控讀取電路單元

86．．．警示訊號讀取線

88．．．警示讀取電路單元

90．．．圖案化透明導電層

H₁ 、H₂ ．．．光阻間隔物或支撐部的厚度

P1．．．第一感測間隙

P2．．．第二感測間隙

P3．．．支撐間隙

S_c ．．．控制訊號

S_f ．．．回饋訊號

第1圖為本發明顯示裝置之第一實施例的俯視示意圖。

第2圖為第1圖所示觸控式面板的部分剖面結構示意圖。

第3圖為本發明顯示裝置之第二實施例的俯視示意圖。

第4圖為第3圖所示一畫素區的等效電路示意圖。

第5圖為本發明顯示裝置之第三實施例的元件佈局示意圖。

第6圖為第5圖所示觸控式面板的部分剖面結構示意圖。

第7圖為本發明顯示裝置顯示警示訊號之一實施例的示意圖。

第8圖為本發明顯示裝置之第四實施例的元件佈局示意圖。

第9圖為本發明顯示裝置之第五實施例的畫素結構等效電路示意圖。

第10圖為本發明顯示裝置之第六實施例的畫素結構等效電路示意圖。

12．．．觸控式面板

14．．．上基板

16．．．下基板

24．．．警示感測元件

26．．．觸控感測元件

36．．．觸控感測上電極

38．．．觸控感測下電極

40．．．觸控電極支撐部

42．．．警示感測上電極

44．．．警示電極支撐部

46．．．警示感測下電極

H₁ 、H₂ ．．．支撐部厚度

P1．．．第一感測間隙

P2．．．第二感測間隙

Claims (22)

1. 一種觸控式面板，其包括：一上基板與一下基板，兩者平行相對設置；複數個觸控感測元件，其中各該觸控感測元件包括：一觸控感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一觸控感測下電極，對應於該觸控感測上電極而設於該下基板之上表面，且該觸控感測上電極與該觸控感測下電極之間具有一第一感測間隙；以及複數個警示感測元件(warning sensor)，其中各該警示感測元件包括：一警示感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一警示感測下電極，對應於該警示感測上電極而設於該下基板之上表面，該警示感測上電極與該警示感測下電極之間具有一第二感測間隙，且該第二感測間隙係大於該第一感測間隙，其中各該警示感測元件與相鄰之該等觸控感測元件之間的距離為相鄰兩該等觸控感測元件之間距離的(√ 2)/2倍；其中，當施加於該觸控式面板之一外力達一預定強度時，至少一該警示感測上電極會與至少一該警示感測下電極相接觸，使得至少一該警示感測元件輸出一讀取訊號，表示該外力過大。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其中該第二感測間隙 係為約1.1至約10倍之該第一感測間隙。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括至少一第一間隔物(spacer)與至少一第二間隔物，分別設於該上基板與該等觸控感測上電極之間以及該上基板與該等警示感測上電極之間，且該第一間隔物之厚度係較大於該第二間隔物之厚度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括一共用電極設於該上基板之下表面，且該等觸控感測上電極與該等警示感測上電極分別包含部分該共用電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括一圖案化透明導電層，設於該下基板之上表面，且該等觸控感測下電極與該等警示感測下電極分別包含部分該圖案化透明導電層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括至少一訊號選擇線(selecting line)，且至少一該觸控感測元件與至少一該警示感測元件皆電性連接於該訊號選擇線。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括至少一訊號讀取線(readout line)，且至少一該觸控感測元件與至少一該警示感測元件皆電性連接於該訊號讀取線。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括複數個面板支撐元件，設於該上基板與該下基板之間，且該等面板支撐元件定義出該觸控式面板之一面板間隙(cell gap)。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板，其另包括至少一輔助支撐元件，其包括一上輔助支撐結構與一下輔助支撐結構，分別設於該上基板之下表面與該下基板之上表面，該上輔助支撐結構與該下輔助支撐結構之間具有一支撐間隙，且該第一感測間隙係小於該支撐間隙，而該第二感測間隙係大於該支撐間隙。
10. 一種顯示裝置，其包括：一觸控式顯示面板，其包括：一上基板與一下基板，兩者平行相對設置；複數個觸控感測元件，其中各該觸控感測元件包括：一觸控感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一觸控感測下電極，對應於該觸控感測上電極而設於該下基板之上表面，且該觸控感測上電極與該觸控感測下電極之間具有一第一感測間隙；以及複數個警示感測元件，其中各該警示感測元件包括：一警示感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一警示感測下電極，對應於該警示感測上電極而設於該下基板之上表面，該警示感測上電極與該警示感測下電極之間具有一第二感測間隙，且該第二感測間隙係大 於該第一感測間隙，其中當施加於該觸控式顯示面板之一外力達一預定強度時，至少一該警示感測上電極會與至少一該警示感測下電極相接觸，使得至少一該警示感測元件輸出一讀取訊號，且各該警示感測元件與相鄰之該等觸控感測元件之間的距離為相鄰兩該等觸控感測元件之間距離的(√ 2)/2倍；一讀取電路單元，用於接收該讀取訊號，並輸出一回饋訊號；以及一警示電路單元，在接收該回饋訊號後，該警示電路單元會控制該觸控式顯示面板發出提示該外力過大之一警示訊號。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該觸控式顯示面板另包括一顯示區域，而該警示電路單元包括控制該觸控式顯示面板顯示出該警示訊號。
12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該警示訊號包括一聲音提示訊號。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第二感測間隙係為約1.1至約10倍之該第一感測間隙。
14. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括至少一第一間隔物與至少一第二間隔物，分別設於該上基板與該等觸控感測 上電極之間以及該上基板與該等警示感測上電極之間，且該第一間隔物之厚度係較大於該第二間隔物之厚度。
15. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括一共用電極設於該上基板之下表面，且該等觸控感測上電極與該等警示感測上電極分別包含部分該共用電極。
16. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括一圖案化透明導電層，設於該下基板之上表面，且該等觸控感測下電極與該等警示感測下電極分別包含部分該圖案化透明導電層。
17. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括至少一訊號選擇線，且至少一該觸控感測元件與至少一該警示感測元件皆電性連接於該訊號選擇線。
18. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括至少一訊號讀取線，且至少一該觸控感測元件與至少一該警示感測元件皆電性連接於該訊號讀取線。
19. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括複數個面板支撐元件，設於該上基板與該下基板之間，且該等面板支撐元件定義出該觸控式顯示面板之一面板間隙。
20. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其另包括至少一輔助支撐元件，其包括一上輔助支撐結構與一下輔助支撐結構，分別設於該上基板之下表面與該下基板之上表面，該上輔助支撐結構與該下輔助支撐結構之間具有一支撐間隙，且該第一感測間隙係小於該支撐間隙，而該第二感測間隙係大於該支撐間隙。
21. 一種內嵌式(in-cell)觸控面板，其包括：一上基板與一下基板，兩者平行相對設置，該下基板包括一顯示區域；一顯示材料層，設於該上基板與該下基板之間；複數個畫素結構，設於該顯示區域內，各該畫素結構分別包括：一閘極線與一資料線，設於該下基板表面；以及一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，電性連接於該閘極線與該資料線；複數個觸控感測元件，其中各該觸控感測元件包括：一觸控感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一觸控感測下電極，對應於該觸控感測上電極而設於該下基板之上表面，且該觸控感測上電極與該觸控感測下電極之間具有一第一感測間隙；以及複數個警示感測元件，其中各該警示感測元件包括：一警示感測上電極，設於該上基板之下表面；以及一警示感測下電極，對應於該警示感測上電極而設於該下基板之上表面，該警示感測上電極與該警示感測下電極之間 具有一第二感測間隙，且該第二感測間隙係大於該第一感測間隙，其中各該警示感測元件與相鄰之該等觸控感測元件之間的距離為相鄰兩該等觸控感測元件之間距離的(√ 2)/2倍；其中，當施加於該內嵌式觸控面板之一外力達一預定強度時，至少一該警示感測上電極會與至少一該警示感測下電極相接觸，使得至少一該警示感測元件輸出一讀取訊號，表示該外力過大。
22. 如申請專利範圍第21項所述之內嵌式觸控面板，其中當至少一該警示感測元件輸出該讀取訊號時，會使該內嵌式觸控面板之該顯示區域顯示出一警示訊號。