TWI544458B - 顯示面板 - Google Patents

Description

顯示面板

本發明係關於一種顯示面板；特別是，本發明係關於一種可感測至少一外力之顯示面板。

由於觸控式顯示面板同時具有顯示資訊及直覺式輸入介面之優點，因此觸控式顯示面板逐漸成為智慧型手機、筆記型電腦、電子書等產品應用的主要訴求。隨著觸控顯示面板逐漸受大廣泛的應用，觸控顯示面板亦不斷地朝向輕薄之趨勢發展，以期減少其佔用的空間與重量。

一般而言，觸控顯示面板包含有電阻式、電容式、紅外線式與力量感測式等等。以電阻式及電容式為例，必需將一透明之觸控面板設置於顯示面板之上方，因此顯示面板所產生的影像穿透上方之觸控面板。然而，疊合於顯示面板之觸碰面板，不但增加觸控顯示面板整體的厚度及重量，並使顯示面板之光線遭受吸收，影響光線的透光率，進而導致畫面之可視亮度降低。

另一方面，一習知力量感測式之觸控顯示面板係於顯示面板之外，再加裝至少四力量感測元件於顯示面板的四個角落。請參閱第1圖所示，其為習知觸控顯示面板之立體示意圖。觸控顯示面板1包含一背蓋11、一顯示面板13、一前框15以及四力量感測器12a、12b、12c、12d。顯示面板13設置於背蓋11及前框15之間，而力量感測器12a、12b、12c、12d係設置於顯示面板13之下方，並分別相對排列於四個角落，以形成一感測區域。當此 示面板13之顯示面131受到觸碰時，力量感測器12a、12b、12c、12d可計算產生觸碰訊號，並做相對應之處理，以達成觸控之功能。惟，採用前述力量感測器之設置方式之觸控顯示面板僅具有單點觸控之功能，且其感測之精確度也因感測器數量不足而受到一定程度之影響。

此外，習知力量感測式之觸控顯示面板1，其顯示面板13一般係以細線懸吊，或以夾拑器夾住，以於顯示面板13及背蓋11間形成一可容納力量感測器12a、12b、12c、12d之空間，造成整體觸控顯示面板1之厚度增加，並且習知作法亦會於面板之側壁產生摩擦力，進而影響感測之精準度。

綜上所述，提供一種觸控顯示面板，其適可避免增加觸控面板於顯示面板上而降低光學穿透率、省卻多餘用於固定顯示面板之懸吊裝置、無需增加整體觸控顯示面板之重量及厚度、並同時具有多點觸控之功能，乃為此一業界期望達成之目標。

本發明之主要目的在於提供一種具有觸控功能之顯示面板，其具有重量輕、厚度薄等優點，並且不會降低顯示面板之光學穿透率。

為達到上述目的，本發明提供一種顯示面板，包含一第一基板、一第二基板、一顯示控制電路以及一力感測電路。該顯示控制電路設置於該第一基板上，位於該第一基板與該第二基板間，用以控制該顯示面板透過該第二基板顯示一畫面。該力感測電路與該顯示控制電路並列地設置於該第一基板上，位於該第一基板與該 第二基板間。其中，該力感測電路包含複數力感測元件，用以感測至少一外力，並相應地分別產生複數力量訊號，以轉換為相應於該至少一外力之至少一觸碰位置訊號。

综上所述，本發明之顯示面板具有重量輕、厚度薄之特色，經由第一基板與該第二基板之間的複數力感測元件，以轉換為相應於該至少一外力之至少一觸碰位置訊號，藉此，不影響其顯示面板之光學透光率，並有效提升感測精準度，達成多點觸控之操作，以克服習知觸碰顯示面板之缺點。

以下將透過實施例來解釋本發明內容，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明。須說明者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之一較佳實施例如第2圖及第3圖所示。顯示面板2包含一第一基板21、一第二基板23、一顯示控制電路22以及一力感測電路24。顯示控制電路22設置並形成於第一基板21上，位於第一基板21與第二基板23之間。顯示面板2可界定區分為複數畫素221，並且藉由顯示控制電路22控制一顯示單元231，以形成一畫面。該畫面再透過第二基板23顯示於外，讓使用者可經由第二基板23觀看到顯示單元231所呈現的畫面。如第2圖所示，力感測電路24係與顯示控制電路22並列地設置、形成於第一基 板21上，並且介於第一基板21及第二基板23間。如第3圖所示，力感測電路24至少包含複數力感測元件241、243、245、247，用以感測至少一外力，並相應地分別產生複數力量訊號，以轉換為相應於該至少一外力之至少一觸碰位置訊號。

於一實施態樣中，顯示面板2可為一液晶顯示面板，並包含作為顯示單元231之一液晶層，設置於第一基板21與第二基板23間。於此實施態樣，顯示面板2可為一穿透式液晶顯示面板及一反射式液晶顯示面板之其中之一。抑或，於另一實施態樣中，顯示面板2可為一電子紙面板，並包含作為顯示單元231之一圖形顯示層，設置於第一基板21與第二基板23間。於此實施態樣，顯示面板2可為電泳式顯示(Electrophoretic Display，EPD)面板、粉體移動顯示(Quick Response Liquid Powder Display，QR-LPD)面板、電濕潤式顯示(Electrowetting display)面板及膽固醇液晶(Ch-LCD)面板之其中之一。

本發明之顯示面板2更包含一保護層(Passivation Layer)25，介於第一基板21與第二基板23間，以及顯示單元231與第一基板21間。顯示控制電路22及力感測電路24均受到保護層25的覆蓋，詳言之，保護層25直接地鄰接並重疊覆蓋於顯示控制電路22以及力感測電路24上，因此顯示控制電路22及力感測電路24可受到保護層25的保護。再者，保護層25亦發揮傳遞該至少一外力至力感測元件241、243、245、247之作用。

為更清楚說明力感測電路24之構成，請參閱3圖，其係為顯示面板2之立體示意圖。其中，為清楚起見，第3圖省略顯示控制 電路22及保護層25等元件。力感測電路24包含複數金屬導電圖形24a，與力感測元件241、243、245、247呈電性相接，且共同設置形成於第一基板21上。於一實施態樣中，力感測元件241、243、245、247係分別相對設置於第一基板21的四個角落，用以形成一感測區域。當感測區域受到一外力壓迫時，力感測元件241、243、245、247將相應地分別產生複數力量訊號，力量訊號經由感測電路24處理後，轉換成為一觸碰位置訊號，以判斷該外力所在的位置。

於此實施例中，力感測元件241、243、245、247可由一壓敏導電材料及一壓電材料之其中之一所製成。其中，該壓敏導電材料可選自三元乙丙(Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM)橡膠、丁腈橡膠(Nitrile Butadiene Rubber，NBR)、氯丁橡膠(Neoprene)、矽橡膠(Silicone rubber)及其組合所成之群組，並可摻雜具導電性之粒子。而壓電材料則可選自鈦酸鋇(BaTiO₃)、鈦酸鉛鋯(PZT)、氮化鋁(AlN)及其組合所成之群組。然上述之材料僅為實施例中之範例，並不以此為限。

本發明之第一基板21之材料係可選自硬性基板及軟性基板之其中之一。其中，硬性基板之材料可選自玻璃及金屬所成之群組。而軟性基板之材料可選自聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚芳族聚醯胺(polyamide)、聚環烯烴(Cycloolefin Polymer)、聚碸(polysulfone)、環氧樹脂(epoxy)、聚碳酸酯(poly carbonate)及聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)等及其組合所成之群組之。上述之材料僅為實施例中之範例，並不以此為限。

以下將進一步說明本發明之一實施例之具備單點觸控感測功能之顯示面板2，其感測並定位一外力之原理。請參閱第4A圖以及第4B圖，位於第二基板23四個角落之力感測元件241、243、245、247形成一感測區域。當一外力於感測區域觸中之觸碰位置41觸碰第二基板23時，力感測元件241、243、245、247經由第二基板23及保護層25接受外力，進而轉換分別相應地產生力量訊號，並經由計算後產生一觸碰位置訊號。

以下將進一步說明本發明之另一實施例之具備多點觸控感測功能之顯示面板2，其感測並定位外力之原理。請參考第5A圖以及第5B圖，顯示面板2為了達到多點觸碰之功能，除包含如同第4A圖及第4B圖所示之力感測元件241、243、245、247外，更在其間增設力感測元件242、244、246、248、249，以形成四感測區域。當一外力於觸碰位置41觸碰碰第二基板23時，力感測元件242、243、244、249經由第二基板23及保護層25接受該外力，相應地分別產生力量訊號，並經由計算後產生一觸碰位置訊號，而得知觸碰位置41遭受到觸碰。當另一外力於觸碰位置42觸碰第二基板23時，力感測元件246、247、248、249經由第二基板23及保護層25接受該另一外力，相應地分別產生力量訊號，並經由計算後產生另一觸碰位置訊號，得知觸碰位置42遭受到觸碰。

由上述說明可知，顯示面板2可透過增加力感測元件之數量及密度，以有效提升多點觸碰之感測準確度。顯示面板2可對應畫 素之數量，於各該畫素中相應地分別設置一力感測元件，藉此大幅提昇感測準確度。其形成方法，更可利用半導體製程，將顯示控制電路22以及力感測電路24同時形成於第一基板21上，於形成每一畫素之同時，相應地於其中形成一力感測元件。

綜上所述，本發明提供一種顯示面板，有別於傳統力量感測式之觸碰顯示面板，將力感測元件整合嵌入於顯示面板內，省卻笨重的懸吊裝置，且無需增加整體顯示面板之重量及厚度。再者，本發明之顯示面板亦可避免習知觸控顯示面板增加一觸控面板於顯示面板上，以達到觸控功能，而犧牲光學穿透率。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。

1‧‧‧觸控顯示面板

11‧‧‧背蓋

12a、12b、12c、12d‧‧‧力量感應器

13‧‧‧顯示面板

131‧‧‧顯示面

15‧‧‧前框

2‧‧‧顯示面板

21‧‧‧第一基板

22‧‧‧顯示控制電路

221‧‧‧畫素

23‧‧‧第二基板

231‧‧‧顯示單元

24‧‧‧力感測電路

24a‧‧‧金屬導電圖形

241~249‧‧‧力感測元件

25‧‧‧保護層

41、42‧‧‧觸碰位置

第1圖為習知力感測式觸碰顯示面板之立體示意圖；第2圖為本發明顯示面板之單一畫素剖視圖；第3圖為本發明顯示面板之立體示意圖；第4A圖為本發明具單點觸控感測功能之顯示面板之側視圖；第4B圖為本發明具單點觸控感測功能之顯示面板之俯視圖；第5A圖為本發明具多點觸控感測功能之顯示面板之側視圖；以及 第5B圖為本發明具多點觸控感測功能之顯示面板之俯視圖。

2‧‧‧顯示面板

21‧‧‧第一基板

22‧‧‧顯示控制電路

221‧‧‧畫素

23‧‧‧第二基板

231‧‧‧顯示單元

24‧‧‧力感測電路

241‧‧‧力感測元件

25‧‧‧保護層

Claims (14)

1. 一種顯示面板，包含：一第一基板；一第二基板；一顯示控制電路，設置於該第一基板上，位於該第一基板與該第二基板間，用以控制該顯示面板透過該第二基板顯示一畫面；一力感測電路，與該顯示控制電路並列地設置於該第一基板上，位於該第一基板與該第二基板間，其中該力感測電路包含複數力感測元件，用以感測至少一外力，並相應地分別產生複數力量訊號，以轉換為相應於該至少一外力之至少一觸碰位置訊號；以及一保護層(Passivation Layer)，介於該第一基板與該第二基板間，且直接地鄰接並重疊覆蓋於該顯示控制電路以及該力感測電路，用以保護該顯示控制電路以及該力感測電路，並傳遞該至少一外力至該等力感測元件。
2. 如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示面板包含複數畫素，並且各該力感測元件相應設置於各該畫素中。
3. 如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示面板係為一液晶顯示面板，該顯示面板包含一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板間。
4. 如請求項3所述之顯示面板，其中該液晶顯示面板係為一穿透式液晶顯示面板及一反射式液晶顯示面板之其中之一。
5. 如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示面板係為一電子紙 面板，該顯示面板包含一圖形顯示層，設置於該第一基板與該第二基板間。
6. 如請求項5所述之顯示面板，其中該電子紙面板係為電泳式顯示(Electrophoretic Display，EPD)面板、粉體移動顯示(Quick Response Liquid Powder Display，QR-LPD)面板、電濕潤式顯示(Electrowetting display)面板及膽固醇液晶(Ch-LCD)面板之其中之一。
7. 如請求項1所述之顯示面板，其中該等力感測元件包含一壓敏導電材料。
8. 如請求項7所述之顯示面板，其中該壓敏導電材料選自三元乙丙(Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM)橡膠、丁腈橡膠(Nitrile Butadiene Rubber，NBR)、氯丁橡膠(Neoprene)、矽橡膠(Silicone rubber)及其組合所成之群組。
9. 如請求項1所述之顯示面板，其中該等力感測元件包含一壓電材料。
10. 如請求項9所述之顯示面板，其中該壓電材料係選自鈦酸鋇(BaTiO₃)、鈦酸鉛鋯(PZT)、氮化鋁(AlN)及其組合所成之群組。
11. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一基板係為一硬性基板。
12. 如請求項11所述之顯示面板，其中該硬性基板之材料係選自玻璃及金屬所成之群組。
13. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一基板係為一軟性基板。
14. 如請求項13所述之顯示面板，其中該軟性基板之材料係選自 聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚芳族聚醯胺(polyamide)、聚環烯烴(Cycloolefin Polymer)、聚碸(polysulfone)、環氧樹脂(epoxy)、聚碳酸酯(poly carbonate)及聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)及其組合所成之群組。