TWI567606B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置

本發明有關於一種觸控顯示裝置，尤指一種可提供平面觸控與壓力感測觸控的效果，進而更可達到操作多元化與操作便利的效果之觸控顯示裝置。

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)、車用觸控螢幕裝置及筆記型電腦(notebook)等可攜式電子產品皆已廣泛使用觸控面板(touch panel)作為使用者與電子裝置間之資料溝通介面工具。並常見觸控技術的種類繁多，如電阻式、電容式或光學式觸控等，其可借由手指或電磁筆的觸控，判斷其觸控位置，以執行相應的功能。但是觸控技術不僅要能控制及操作產品的功能，對於書寫或繪圖或玩遊戲的應用，更是目前觸控技術發展的主要趨勢。

傳統觸控式顯示裝置帶手套或手指沾水時不能回饋相應觸控反應，並且只能判斷觸摸的位置，未能測試到觸摸的力度，不能一次性打開二階，三階菜單，並不能滿足人們越來越多的人機互動應用要求，人們需要更簡單更方便快捷的人機交互體驗，由此許多人機互動應用應運而生。而現有技術壓力觸控可識別用戶觸摸時的壓力，通過點和按來進行不同的操作。作為核心功能，“壓和按”操作回歸於“右擊”模式，因此它在文本處理，表格處理，以及玩遊戲時，能夠為用戶帶來一種更強大的工具或體驗。它可以理解為觸控式顯示裝置的滑鼠右鍵，將再度改變人們的操作習慣和體 驗，並且進一步拉近和電腦(PC)相比的操作劣勢。

但目前習知觸控式顯示裝置之觸控面板的壓力觸控是透過檢測接觸面積的大小，用來判斷對觸控面板施壓的大小，不過不同的使用者或不同的手指產生的接觸面積不同，因此這種間接檢測觸控壓力的方式會容易造成判斷不準確及誤差大的問題，以致於無法提供廣泛的應用。故針對壓力感測器用於觸控式顯示裝置的組裝還未有完善的工藝，進而一直也是傳統觸控技術發展的瓶頸。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的在提供一種具有平面觸控與壓力感測觸控的效果之觸控顯示裝置。

本發明之另一目的提供一種具有達到操作多元化與操作便利的效果之觸控顯示裝置。

為達上述目的，本發明係提供一種觸控顯示裝置，觸控顯示裝置係包括一觸控面板、一液晶顯示器及一壓力感測層，該觸控面板具有一觸控區及一周邊區，該觸控區係位於該觸控面板的中央處，該周邊區係環繞該觸控區，並該液晶顯示器設置在該觸控面板的下方，且該液晶顯示器對應所述觸控面板之觸控區，而液晶顯示器的一側係與對應該觸控面板的底部相貼合，該液晶顯示器的另一側則設有前述壓力感測層；透過本發明此觸控顯示裝置的設計，使得能提供平面觸控與壓力感測觸控的效果，進而更可達到操作多元化與操作便利的效果者。

1‧‧‧觸控顯示裝置

11‧‧‧觸控面板

111‧‧‧觸控區

112‧‧‧周邊區

113‧‧‧第一感應電極

114‧‧‧第二感應電極

115‧‧‧透明基板

116‧‧‧走線層

117‧‧‧遮蔽層

12‧‧‧液晶顯示器

121‧‧‧框體

122‧‧‧顯示面板

1222‧‧‧顯示面

1223‧‧‧背面

123‧‧‧背光模組

13‧‧‧壓力感測層

14‧‧‧膠層

15‧‧‧光學膠層

2‧‧‧控制器

3‧‧‧壓力控制器

4‧‧‧外框

41‧‧‧凹槽

42‧‧‧框膠層

5‧‧‧使用者

6‧‧‧視窗畫面

第1圖係顯示本發明之第一較佳實施例之分解立體示意圖。

第2圖係顯示本發明之第一較佳實施例之組合立體示意圖。

第3圖係顯示本發明之第一較佳實施例之方塊示意圖。

第4圖係顯示本發明之第一較佳實施例之觸控面板分解立體示意圖。

第5圖係顯示本發明之第一較佳實施例之組合剖面示意圖。

第6圖係顯示本發明之第一較佳實施例之使用者於觸控區平面觸碰實施態樣示意圖。

第7A圖係顯示本發明之第一較佳實施例之使用者於觸控區施壓的壓力感測觸控實施態樣示意圖。

第7B圖係顯示本發明之第一較佳實施例之使用者於觸控區施壓的壓力感測觸控實施態樣示意圖。

第8圖係顯示本發明之第二較佳實施例之組合剖面示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明係提供一種觸控顯示裝置，請參閱第1、2、3圖示，係顯示本發明之第一較佳實施例之分解與組合及方塊示意圖，並輔以參閱第4圖示。該觸控顯示裝置1於該較佳實施例是應用於一智慧型手機上做說明，但並不侷限於此，於具體時施時，該觸控顯示裝置1也可選擇應用於個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、行動電話(mobile phone)、車用觸控螢幕裝置、筆記型電腦(notebook)或平板電腦。並前述觸控顯示裝置1包括一觸控面板11、一液晶顯示器12(Liquid Crystal Display Module，LCM)及一壓力感測層13，該觸控面板11於該較佳實施係為OGS(One Glass Solution)觸控面板11做說明，但並不侷限於此，於本發明實際實施時，觸控面板11也可選擇為G1F(Glass-Film)觸控面板11或GFF(Glass-Film-Film)觸控面板11或其他結構的觸控面板11。

前述觸控面板11具有一觸控區111、一周邊區112、一第一感應電極 113、一第二感應電極114、一透明基板115、一走線層116及一遮蔽層117，該觸控區111(或亦稱可視區)係位於該觸控面板11的中央處，該觸控區111用以供使用者或觸控物(如觸控筆或手指等)觸碰操作，該周邊區112(或亦稱非可視區)係設於該觸控區111的外側，且該周邊區112係環繞該觸控區111。並該透明基板115之材質於該較佳實施係以玻璃做說明，但並不侷限於此，亦可選擇為聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、聚苯乙烯(Poly Styrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、環烯烴共聚物(cyclo olefin coplymer，COC)其中任一材質。

並該遮蔽層117形成在該周邊區112的透明基板115的一側上，用以提供遮蔽及隱藏的作用；於本實施例的遮蔽層117可例如是採用不透明(透光)且絕緣的材料印刷或塗佈而成。所述第一、二感應電極113、114之材質係為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或銻錫氧化物薄膜(Antimony Tin Oxide，ATO)，該第一、二感應電極113、114係對應設置形成在該觸控區111的透明基板115的一側上，如第4圖示，該第一、二感應電極113、114係同一層彼此對應形成在該觸控區111的透明基板115的一側上。並於本發明實際實施時，前述該第一、二感應電極113、114可改成交錯設置形成在該觸控區111之透明基板115的一側上，且該第一、二感應電極113、114之間設有一絕緣層(圖中未示)，透過該絕緣層令該第一感應電極113與第二感應電極114彼此絕緣。

另者，前述走線層116設於該遮蔽層117的下方處，且該走線層116電性連接對應該第一、二感應電極113、114與一支援單點或多點觸控的控制器2，簡言而之，就是前述觸控面板11電性連接該控制器2，該控制器2 根據接收該第一、二感應電極113、114傳送的一感測訊號而判斷觸碰位置，所以當使用者的手指觸碰該觸控面板11的觸控區111時，使該控制器2會根據接收到該第一、二感應電極113、114對應前述觸碰位置產生的一感測訊號而判斷觸碰位置。

而前述液晶顯示器12係設置在該觸控面板11下方，且該液晶顯示器12對應該觸控區111，並該液晶顯示器12的一側係與對應該觸控面板11的底部相貼合，亦即該第一、二感應電極113、114透過一光學膠層15與對應位於下方的該液晶顯示器12相貼合，並該液晶顯示器12包含一框體121、一顯示面板122及一背光模組123，該框體121於本較佳實施係以金屬框(如鋁框)做說明，但並不侷限於此，亦可選擇為塑膠框。前述顯示面板122與背光模組123係容置於該框體121內，並該顯示面板122具有一顯示面1222及一背面1223，該顯示面板122之顯示面1222對應該觸控面板11的觸控區111，該背光模組123則設於該顯示面板122的背面1223下方，並於本實施之顯示面板122包含有上、下偏光板、上、下基板與液晶層的結構及連結關係與習知之顯示面板相同，故不予贅述。

續參閱第1、3、5圖示，前述壓力感測層13係選用透明或非透明的材質所構成，且該壓力感測層13可選擇為電阻式壓力感測層13或電容式壓力感測層13；並前述壓力感測層13係設於該液晶顯示器12的另一側上，亦即該壓力感測層13係形成在對應該背光模組123的框體121之外側上，所述壓力感測層13對應前述觸控區111，且該壓力感測層13用以感測使用者的手指(或觸控物)作用於觸控區111的施壓力度，同時該壓力感測層13會隨著受到施壓力度的大小而彈性形變產生一壓感訊號。並所述壓力感測層13電性連接一支援單點或多點壓力辨識的壓力控制器3，該壓力控制器3與壓力感測層13一起形成在對應該背光模組123的框體121的外側上，而 該壓力控制器3根據接收前述壓感訊號而判斷使用者的手指施壓力度大小。

所以透過本發明利用感測使用者的手指(或觸控物)作用於觸控區111的施壓力度的壓力感測層3設置結合於觸控顯示裝置1上的設計，使得觸控顯示裝置1於觸控區111上可提供平面觸控(參閱第6圖示)及壓力感測觸控(參閱第7A、7B圖示)的功能，而此壓力感測觸控的功能若應用於繪圖上，透過對觸控區111上施壓力度的大小來表現出線條粗細的變化可達到如同傳統紙筆的條線表現的效果，或應用於不同視窗(如遊戲或網頁視窗)時能取代部分原先觸控手勢，如控制視窗畫面6縮放大小(參閱第7A、7B圖示)或控制聲音大小。另外，由於藉由該壓力感測層3設置在該液晶顯示器12下方，可有效解決觸控顯示裝置1的觸控區111為窄邊框或無邊框無法設置的問題。

再者，前述觸控顯示裝置1更包含一外框4，該外框4係用以固定支撐該顯示面板122與觸控面板11，且該外框4具有一凹槽41，該凹槽41容設前述液晶顯示器12與壓力感測層13，且該壓力感測層13位於該外框4與該液晶顯示器12之間，並該外框4透過一框膠層42與對應觸控面板11相貼合，令該液晶顯示器12與壓力感測層13被包覆在該外框4內。

因此，藉由本發明此觸控顯示裝置1的設計，得提供平面觸控與壓力感測觸控的效果，進而更可達到操作多元化與操作便利的效果者。

請參閱第8圖示，係顯示本發明之第二較佳實施例之組合剖面示意圖，並輔以參閱第6、7A、7B圖示。該本較佳實施例之結構及連結關係與其功效大致與前述第一較佳實施之觸控顯示裝置1相同，故在不重新贅述，主要是將前述第一較佳實施之壓力感測層13形成在框體121外側上，改成用為單一薄膜方式可重覆或不重覆黏貼在所述框體121外側上(即本較佳實例之壓力感測層13係位於該框體121的下方)，亦即本較佳實施之壓力感測層 13改設計為一單一薄膜的壓力感測薄膜，該壓力感測層13上設有一膠層14，該膠層14於該較佳實施例係以光學膠(OCA)做說明，但並不侷限於此。並前述壓力控制器3設置在壓力感測薄膜(即壓力感測層13)上，令該壓力感測層13與壓力控制器3透過該膠層14緊貼合在對應該背光模組123的框體121之外側上。

所以透過本發明之具有可重覆或不重覆黏貼的單一薄膜的壓力感測薄膜的設計，應用於一般觸控顯示裝置上，使得讓業者(或使用者)能方便組裝將一般觸控顯示裝置1貼設本發明之壓力感測薄膜而增加一壓力觸控的效果，進而更可達到操作多元化與操作便利的效果。

以上所述，本發明相較於習知具有下列之優點：

1.可提供平面觸控與壓力感測觸控的效果。

2.可達到操作多元化與操作便利的效果。

1‧‧‧觸控顯示裝置

11‧‧‧觸控面板

111‧‧‧觸控區

112‧‧‧周邊區

12‧‧‧液晶顯示器

121‧‧‧框體

122‧‧‧顯示面板

1222‧‧‧顯示面

1223‧‧‧背面

123‧‧‧背光模組

13‧‧‧壓力感測層

4‧‧‧外框

41‧‧‧凹槽

42‧‧‧框膠層

Claims (8)

1. 一種觸控顯示裝置，係包括：一觸控面板，具有一觸控區及一周邊區，該觸控區係位於該觸控面板的中央處，該周邊區係環繞該觸控區；一液晶顯示器，係設置在該觸控面板下方，且該液晶顯示器對應該觸控區，並該液晶顯示器的一側係與對應該觸控面板的底部相貼合，並該液晶顯示器包含一框體、一顯示面板及一背光模組，該顯示面板具有一顯示面及一背面，該背光模組設於該顯示面板的背面下方，該顯示面板之顯示面係對應該觸控面板的該觸控區，並該顯示面板與該背光模組容置於該框體內，且該框體選擇為一金屬框或一塑膠框；及一壓力感測層，係設於該液晶顯示器的另一側上，且該壓力感測層係形成在對應該背光模組的該框體之外側上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包含一外框，該外框具有一凹槽，該凹槽容設前述液晶顯示器與該壓力感測層，且該壓力感測層位於該外框與該液晶顯示器之間，並該外框透過一框膠層與對應該觸控面板相貼合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該壓力感測層可為一壓力感測薄膜，該壓力感測層上設有一膠層，該膠層係黏貼合在對應該背光模組的該框體之外側上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板具有一第一感應電極、一第二感應電極、一透明基板、一與該第一、二感應電極電性連接之走線層及一遮蔽層，該遮蔽層形成在該周邊區之該透明基板的一側上，該第一、二感應電極係對應設置形成在 該觸控區之該透明基板的一側上，並該第一、二感應電極透過一光學膠層與對應位於下方的該液晶顯示器相貼合，且該走線層設於該遮蔽層的下方。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板具有一第一感應電極、一第二感應電極、一透明基板、一與該第一、二感應電極電性連接之走線層及一遮蔽層，該遮蔽層形成在該周邊區之該透明基板的一側上，該第一、二感應電極係交錯設置形成在該觸控區之該透明基板的一側上，該第一、二感應電極係彼此絕緣，並該第一、二感應電極透過一光學膠層與對應位於下方的該液晶顯示器相貼合，且該走線層設於該遮蔽層的下方。
6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板連接一控制器，該控制器電性連接該第一、二感應電極與該走線層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該壓力感測層電性連接一壓力控制器，該壓力控制器與該壓力感測層一起形成在對應該背光模組的該框體之外側上。
8. 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中該壓力感測層連接一壓力控制器，該壓力控制器設在該壓力感測層上，該壓力感測層與該壓力控制器透過該膠層緊貼合在對應該背光模組的該框體之外側上。