TWI567612B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置

本揭露中所述實施例內容是有關於一種觸控顯示裝置的技術，特別是關於一種具有壓力感測功能的觸控顯示裝置。

隨著科技的發展，觸控顯示面板已被應用至各種電子裝置中，例如：智慧型手機、智慧型穿戴式裝置、平板電腦及其他電子裝置等。現有技術中的觸控技術具有可多點觸控、直覺化及使用壽命長等優點。然而，目前的觸控顯示面板是透過使用者的手指或其他設備進行觸控感應。使用者無法透過絕緣的物件進行觸控操作，實為不便。

本揭示內容提出一種具有新型架構的觸控顯示裝置。

本揭露內容之一實施方式是關於一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包含一覆蓋玻璃、一顯示陣列、一背光模組以及一互容式壓力感測模組。顯示陣列設置於覆蓋玻璃的一側。顯示陣列設置於背光模組的第一側。互容式壓力感 測模組設置於背光模組的第二側。

在一些實施例中，互容式壓力感測模組包含一感測層、一絕緣層以及一屏蔽層。感測層設置於絕緣層的第一側。屏蔽層設置於絕緣層的第二側。

在一些實施例中，感測層包含至少一發射電極以及至少一接收電極。

本揭露內容之一實施方式是關於一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包含一顯示陣列、一覆蓋玻璃、一背光模組以及一觸控和壓力感測模組。覆蓋玻璃設置於顯示陣列的第一側。背光模組設置於顯示陣列的第二側。觸控和壓力感測模組設置於覆蓋玻璃與顯示陣列之間。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組為互容式。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組包含一觸控和壓力發射電極層以及一觸控接收電極層。觸控接收電極層設置於觸控和壓力發射電極層的第一側。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組更包含一壓力接收電極層。壓力接收電極層設置於觸控和壓力發射電極層的第二側。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組更包含一第一絕緣層。第一絕緣層設置於觸控和壓力發射電極層與觸控接收電極層之間。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組更包含一第二絕緣層。第二絕緣層設置於觸控和壓力發射電極層與 壓力接收電極層之間。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組更包含一黏合層。黏合層設置於觸控接收電極層與覆蓋玻璃之間。

綜上所述，本揭露中的觸控顯示裝置透過特殊配置，形成具有壓力感測功能且具有新型架構的觸控顯示裝置。另外，由於本揭露中的觸控顯示裝置具有壓力感測功能，因此使用者可利用絕緣的物件進行觸控操作。

100、200‧‧‧觸控顯示裝置

110、210‧‧‧覆蓋玻璃

120、220‧‧‧顯示陣列

130、230‧‧‧背光模組

140‧‧‧互容式壓力感測模組

142‧‧‧感測層

Tx‧‧‧發射電極

Rx‧‧‧接收電極

144‧‧‧絕緣層

146‧‧‧屏蔽層

150、250a、250b‧‧‧黏合層

160、260‧‧‧框架

240‧‧‧觸控和壓力感測模組

Tx1‧‧‧觸控和壓力發射電極層

Rx1‧‧‧觸控接收電極層

Rx2‧‧‧壓力接收電極層

242a‧‧‧第一絕緣層

242b‧‧‧第二絕緣層

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能夠更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本揭露一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置的示意圖；以及第2圖是依照本揭露一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置的示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

另外，在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『約』、『大約』、『大致』或『基本上』一般通常係指數值之誤差或範圍，其依據不同技術而有不同變化，且其範圍對於本領域具通常知識者所理解係具有最廣泛的解釋，藉此涵蓋所有變形及類似結構。在一些實施例中，上述數值之誤差或範圍係指於百分之二十內，較好地是於百分之十內，更佳的是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，例如可如『約』、『大約』或『大致』或『基本上』所表示的誤差或範圍，或其他近似值。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

第1圖是依照本揭露一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置100的示意圖。如第1圖所示，觸控顯示裝置100包含覆蓋玻璃(cover glass；CG)110、顯示陣列120、背光模組130以及互容式(mutual capacitance)壓力感測模組 140。

覆蓋玻璃110之材質可為強化玻璃，以增強覆蓋玻璃110的強度及抗衝擊性能。顯示陣列120可包含以陣列型式排列的複數畫素及相應的複數液晶單元。本揭露不以顯示陣列120為液晶顯示陣列為限制。顯示陣列120設置於覆蓋玻璃110的一側。以第1圖例示而言，顯示陣列120設置於覆蓋玻璃110的下側。

應瞭解到，本說明書全文所載的相對詞彙，例如「上」或「下」係用來描述在附圖中所示的一元件與另一元件之關係。相對詞彙是用來描述裝置在附圖中所描述之外的不同方位是可以被理解的。舉例來說，若一附圖中的裝置被翻轉，原本被描述在其他元件「下」側的元件，會變成位於其他元件的「上」側。因此，依據圖面的特定方向，例示性詞彙「下」可包含「下」與「上」兩種方向。

如第1圖所示，顯示陣列120設置於背光模組130的第一側，且互容式壓力感測模組140設置於背光模組130的第二側。以第1圖例示而言，顯示陣列120設置於背光模組130的上側，且互容式壓力感測模組140設置於背光模組130的下側。由於互容式壓力感測模組140設置於背光模組130的下側，因此互容式壓力感測模組140不會影響由背光模組130發出的光線，使得觸控顯示裝置100具有良好的光學表現。要注意的是，觸控顯示裝置100的壓力感測模組為非嵌入式。

互容式壓力感測模組140包含感測層142、絕緣 層144以及屏蔽層146。感測層142設置於絕緣層144的第一側，且屏蔽層146設置於絕緣層144的第二側。以第1圖例示而言，感測層142設置於絕緣層144的上側，且屏蔽層146設置於絕緣層144的下側。雖然，第1圖中的感測層142是以圖案化(patterned)的電極層為例，但本揭露不以此為限。

感測層142用以感測外部壓力。感測層142包含發射電極Tx以及接收電極Rx。在一些實施例中，感測層142包含複數發射電極Tx以及複數接收電極Rx。該些發射電極Tx用以傳送壓力感測訊號，而該些接收電極Rx用以感測對應於外部壓力的訊號。詳細來說，當使用者對觸控顯示裝置100施加壓力，可依據接收到訊號判斷壓力的位置，且依據接收到訊號的大小判斷壓力的強度。

感測層142的材料為導電材料，例如：銀、銅、奈米碳管、石墨烯、其他金屬材料或其它半導體材料。由於銀的導電性佳，因此在一些實施例中，感測層142的材料較佳為銀(Ag)。由於銅的成本較低，因此在一些其他實施例中，感測層142的材料較佳為銅(Cu)。另外，在一些其他實施例中，感測層142的材料亦可為透明導電氧化物，例如：氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)或氧化鋅鋁(AZO)。感測層142的材料可依實際需求進行挑選，而感測層142的厚度亦可依實際需求進行設計。

屏蔽層146用以屏蔽位於互容式壓力感測模組140下方的晶片或電子元件。屏蔽層146的材料可為透明導電氧化物，例如：氧化銦錫(ITO)。屏蔽層146的材料可依 實際需求進行挑選，而屏蔽層146的厚度亦可依實際需求進行設計。

絕緣層144用以避免感測層142與屏蔽層146電性導通。絕緣層144的材料可為絕緣材料或介電材料。例如，絕緣層144包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)。而絕緣層144的厚度可例如約0.125毫米(mm)。絕緣層144的材料可依實際需求進行挑選，而絕緣層144的厚度亦可依實際需求進行設計。

在一些實施例中，觸控顯示裝置100更包含黏合層150以及框架160。黏合層150用以黏合互容式壓力感測模組140及框架160。黏合層150的材料可為光學膠或其他具有黏合功能的材料。黏合層150的材料可依實際需求進行挑選，而黏合層150的厚度亦可依實際需求進行設計。舉例來說，黏合層150的厚度可約為0.025毫米(mm)至0.05毫米(mm)。

本實施例中的觸控顯示裝置100透過以上的配置，將互容式壓力感測模組140設置於背光模組130的下方，以形成具有壓力感測功能且具有新型架構的觸控顯示裝置100。

第2圖是依照本揭露一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置200的示意圖。如第2圖所示，觸控顯示裝置200包含覆蓋玻璃210、顯示陣列220、背光模組230以及觸控和壓力感測模組240。

覆蓋玻璃210設置於顯示陣列220的第一側，且 背光模組230設置於顯示陣列220的第二側。以第2圖例示而言，覆蓋玻璃210設置於顯示陣列220的上側，且背光模組230設置於顯示陣列220的下側。

顯示陣列220可包含以陣列型式排列的複數畫素及相應的複數液晶單元。本揭露不以顯示陣列220為液晶顯示陣列為限制。

觸控和壓力感測模組240設置於覆蓋玻璃210與顯示陣列220之間。在一些實施例中，觸控和壓力感測模組240為互容式(mutual capacitance)。進一步而言，觸控顯示裝置200的壓力感測功能以及觸控感應功能皆是採用互容式(mutual capacitance)實現。

如第2圖所示，觸控和壓力感測模組240包含觸控和壓力發射電極層Tx1、觸控接收電極層Rx1及壓力接收電極層Rx2。觸控和壓力發射電極層Tx1、觸控接收電極層Rx1或壓力接收電極層Rx2的材料可為導電材料，例如：銀、銅、奈米碳管、石墨烯、透明導電氧化物、其他金屬材料或其它半導體材料等等。要注意的是，雖然第2圖中的觸控和壓力發射電極層Tx1、觸控接收電極層Rx1及壓力接收電極層Rx2皆是以圖案化(patterned)的電極層為例，但本揭露不以此為限制。

觸控接收電極層Rx1設置於觸控和壓力發射電極層Tx1的第一側，且壓力接收電極層Rx2設置於觸控和壓力發射電極層Tx1的第二側。以第2圖示例而言，觸控接收電極層Rx1設置於觸控和壓力發射電極層Tx1的上側，且壓 力接收電極層Rx2設置於觸控和壓力發射電極層Tx1的下側。

觸控和壓力發射電極層Tx1用以傳送壓力感測訊號以及觸控感應訊號。換句話說，觸控顯示裝置200的壓力感測功能以及觸控感應功能是共用同一個發射電極(Tx1)。因此，觸控和壓力感測模組240可以在觸控廠直接地完成組裝。觸控接收電極層Rx1用以感應對應於觸控的訊號。壓力接收電極層Rx2則用以感測對應於壓力感測的訊號。

在一些實施例中，觸控和壓力感測模組240更包含第一絕緣層244a以及第二絕緣層244b。

第一絕緣層244a設置於觸控和壓力發射電極層Tx1與觸控接收電極層Rx1之間。第一絕緣層244a用以避免觸控和壓力發射電極層Tx1與觸控接收電極層Rx1電性導通。第一絕緣層244a的材料可為絕緣材料或介電材料。第一絕緣層244a的材料可依實際需求進行挑選，而第一絕緣層244a的厚度亦可依實際需求進行設計。

第二絕緣層244b設置於觸控和壓力發射電極層Tx1與壓力接收電極層Rx2之間。第二絕緣層244b用以避免觸控和壓力發射電極層Tx1與壓力接收電極層Rx2電性導通。第二絕緣層244b的材料可為絕緣材料或介電材料。第二絕緣層244b的材料可依實際需求進行挑選，而第二絕緣層244b的厚度亦可依實際需求進行設計。

第二絕緣層244b的材料與第一絕緣層244a的 材料可為相同或不相同。第二絕緣層244b的厚度與第一絕緣層244a的厚度可為相同或不相同。

在一些實施例中，觸控顯示裝置200更包含黏合層250a及250b。黏合層250a設置於觸控接收電極層Rx1與覆蓋玻璃210之間。黏合層250b亦設置於壓力接收電極層Rx2與顯示陣列220之間。黏合層250a及250b的材料包含光學膠或其他具有黏合功能的材料。黏合層250a及250b的材料可依實際需求進行挑選，而黏合層250a及250b的厚度亦可依實際需求進行設計。舉例來說，黏合層250a及250b的厚度可約為0.025毫米(mm)至0.05毫米(mm)。

黏合層250a的材料與黏合層250b的材料可為相同或不相同。黏合層250a的厚度與黏合層250b的厚度可為相同或不相同。

另外，在一些實施例中，觸控顯示裝置200更包含框架260。熟知本領域的人員皆熟知框架260的相關內容，因此不再贅述。

綜上所述，本揭露中的觸控顯示裝置透過特殊配置，形成具有壓力感測功能且具有新型架構的觸控顯示裝置。另外，由於本揭露中的觸控顯示裝置具有壓力感測功能，因此使用者可利用絕緣的物件進行觸控操作。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧覆蓋玻璃

120‧‧‧顯示陣列

130‧‧‧背光模組

140‧‧‧互容式壓力感測模組

142‧‧‧感測層

Tx‧‧‧發射電極

Rx‧‧‧接收電極

144‧‧‧絕緣層

146‧‧‧屏蔽層

150‧‧‧黏合層

160‧‧‧框架

Claims (4)

1. 一種觸控顯示裝置，包含：一顯示陣列；一覆蓋玻璃，設置於該顯示陣列的第一側；一背光模組，設置於該顯示陣列的第二側；以及一觸控和壓力感測模組，設置於該覆蓋玻璃與該顯示陣列之間，該觸控和壓力感測模組包含：一觸控和壓力發射電極層；一觸控接收電極層，設置於該觸控和壓力發射電極層的第一側；以及一壓力接收電極層，設置於該觸控和壓力發射電極層的第二側。
2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該觸控和壓力感測模組更包含：一第一絕緣層，設置於該觸控和壓力發射電極層與該觸控接收電極層之間。
3. 如請求項2所述的觸控顯示裝置，其中該觸控和壓力感測模組更包含：一第二絕緣層，設置於該觸控和壓力發射電極層與該壓力接收電極層之間。
4. 如請求項2所述的觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置更包含： 一黏合層，設置於該觸控接收電極層與該覆蓋玻璃之間。