TWI643109B - Touch sensor and display device with touch sensor - Google Patents

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TWI643109B
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宮本光秀
馬俊哲
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日商日本顯示器股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於不妨礙到觸控位置的感應來感應按壓。
複數第1電極係形成於絕緣表面上，在第1方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在與第1方向呈交叉之第2方向上相鄰的彼此會分離配置。複數第2電極係形成於絕緣表面上，在第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在第1方向上相鄰的彼此會分離配置。複數第3電極係與複數第1電極重疊，但分別形成於未與複數第2電極的任一者重疊之區域，在第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在第1方向上相鄰的彼此會分離配置。複數第1電極與複數第3電極之間係設置有可撓性絕緣層。各個複數第3電極的面積係小於各個複數第1電極的面積。

Description

觸控式感應器及附觸控式感應器之顯示裝置
本發明關於一種觸控式感應器及附觸控式感應器之顯示裝置。
手機等之行動顯示器的觸控面板已廣泛採用靜電電容方式。觸控面板過去大多是在顯示器以外另外地形成，但最近由薄度、低成本及光學特性的優勢考量，可見到內建化的傾向。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特表2011-501307號公報
專利文獻2：日本專利第5783346號公報
感應的方式已知有一種搭載有不僅是位置的檢測，且能夠檢測以手指壓下時的按壓之感壓感測器之方式(專利文獻1)。感壓感測器由於並非透明，故為了不妨礙到發光，便會不同於觸控位置檢測用的感測器，而係置放在顯示器的後方或顯示區域的周邊區域(框緣)。
專利文獻2中揭示一種將位置檢測用的電極與按壓檢測用的電極重疊配置之構造。該構造中，由於按壓檢測用的電極會遮蔽以靜電電容方式來檢測位置時的電場，故會有妨礙到觸控位置的感應動作之虞。
本發明之目的在於不妨礙到觸控位置的感應來檢測按壓。
本發明相關之觸控式感應器具有：複數第1電極，係形成於絕緣表面上，在第1方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在與該第1方向呈交叉之 第2方向上相鄰的彼此會分離配置；複數第2電極，係形成於該絕緣表面上，在該第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在該第1方向上相鄰的彼此會分離配置；複數第3電極，係與該複數第1電極重疊但分別形成於未與該複數第2電極的任一者重疊之區域，在該第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在該第1方向上相鄰的彼此會分離配置；以及可撓性絕緣層，係設置於該複數第1電極與該複數第3電極之間；各個該複數第3電極的面積係小於各個該複數第1電極的面積。
依據本發明，由於第3電極的面積係小於第1電極的面積，故第3電極不會完全地遮蔽第1電極與第2電極之間所產生的電場。於是，便可使用第1電極與第2電極來感應觸控位置，且使用第1電極與第3電極來檢測按壓。
本發明相關之附觸控式感應器之顯示裝置具有：如申請專利範圍第1至5項中任一項之觸控式感應器；基板，係具有顯示區域，該顯示區域係陣列狀地配置有分別具有發光元件之複數畫素；以及密封層，係覆蓋該顯示區域，並且具有至少一層無機絕緣層與至少一層有機絕緣層；該觸控式感應器係位在該密封層上。
10‧‧‧第1基板
12‧‧‧積體電路晶片
14‧‧‧底塗層
16‧‧‧半導體層
16‧‧‧源極電極
18‧‧‧源極電極
20‧‧‧汲極電極
22‧‧‧閘極絕緣膜
24‧‧‧閘極電極
26‧‧‧層間絕緣膜
28‧‧‧薄膜電晶體
30‧‧‧鈍化膜
32‧‧‧平坦化層
34‧‧‧畫素電極
36‧‧‧接觸孔
38‧‧‧絕緣層
40‧‧‧發光層
42‧‧‧對向電極
44‧‧‧發光元件
46‧‧‧密封層
48‧‧‧無機絕緣層
50‧‧‧無機絕緣層
52‧‧‧有機絕緣層
54‧‧‧觸控式感應器
56‧‧‧第1電極
58‧‧‧第2電極
60‧‧‧第2連接部
62‧‧‧第1連接部
64‧‧‧絕緣膜
66‧‧‧第3電極
68‧‧‧第3連接部
70‧‧‧第2基板
72‧‧‧感應電路
74‧‧‧第1選擇電路
76‧‧‧第2選擇電路
78‧‧‧脈衝產生器
80‧‧‧電流計
82‧‧‧判別電路
84‧‧‧絕緣表面
90‧‧‧可撓性絕緣層
190‧‧‧可撓性絕緣層
156‧‧‧第1電極
158‧‧‧第2電極
166‧‧‧第3電極
184‧‧‧絕緣表面
290‧‧‧可撓性絕緣層
266‧‧‧第3電極
286‧‧‧緩衝層
A1‧‧‧第1區域
A2‧‧‧第2區域
D1‧‧‧第1方向
D2‧‧‧第2方向
DA‧‧‧顯示區域
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
圖1為本發明實施型態相關之顯示裝置的立體圖。
圖2係將圖1中以II所指的部分加以顯示之放大圖。
圖3係將圖2所示之顯示裝置的III-III線剖面省略一部分來加以顯示之放大圖。
圖4為圖2所示之顯示裝置的IV-IV線剖面放大圖。
圖5為圖2所示之顯示裝置的V-V線剖面放大圖。
圖6係顯示實施型態相關之顯示裝置的觸控感應用電路之圖式。
圖7係顯示實施型態相關之顯示裝置的觸控感應流程之圖式。
圖8為顯示以手指按壓畫面的狀態之圖式。
圖9係顯示實施型態相關之顯示裝置的按壓感應用電路之圖式。
圖10係顯示實施型態相關之顯示裝置的按壓感應流程之圖式。
圖11係顯示為了調查第3電極所致之遮蔽的影響而進行的模擬結果之圖式。
圖12係用以說明第1電極與第3電極的面積比率之圖式。
圖13係顯示本發明實施型態的變形例1之圖式。
圖14為圖13所示之構造的XIV-XIV線剖視圖。
圖15係顯示本發明實施型態的變形例2之圖式。
以下，針對本發明之實施型態，參閱圖式來加以說明。但本發明可在不脫離其要旨之範圍內以各種樣態來實施，而未限定於以下所例示之實施型態的記載內容來加以解釋。
圖式係為了使說明更臻明確，故相較於實際的樣態，雖有概略地表示各部的寬度、厚度、形狀等之情況，但僅為一例，而非用以限定本發明的解釋。本說明書與各圖式中，針對與已出現過的圖式之已說明者具備相同的功能之要素，則賦予相同的符號，而有省略重複說明之情況。
再者，本發明之詳細說明中，在界定某構成物與其他構成物的位置關係之際，「於...上」、「於...下」係指不僅是位在某構成物的正上方或正下方之情況，若未特別說明，則亦包含之間另介設有其他構成物之情況。
圖1為本發明實施型態相關之顯示裝置的立體圖。作為顯示裝置，係舉有機電激發光顯示裝置為例。顯示裝置係組合例如紅、綠及藍所構成之數色的單位畫素(副畫素)來形成全彩的畫素，而顯示全彩的影像。顯示裝置係具有第1基板10。第1基板10係具有陣列狀地配置有複數畫素之顯示區域DA。第1基板10係搭載有用以驅動影像顯示用元件之積體電路晶片12，為了與外部電性連接，而亦可連接有可撓性印刷基板(圖中未顯示)。
圖2係將圖1中以II所指的部分加以顯示之放大圖。圖3係將圖2所示之顯示裝置的III-III線剖面省略一部分來加以顯示之放大圖。第1基板10係由樹脂或玻璃所構成，可為聚醯亞胺或聚乙烯對苯二甲酸酯等之具有 可撓性的膜。第1基板10係形成有相對於其本身所含有的雜質而成為障壁之底塗層14。底塗層14係由矽氧化膜或矽氮化膜等所構成，可為該等膜的層積構造。底塗層14之上係形成有半導體層16。半導體層16係電連接有源極電極18及汲極電極20，且覆蓋半導體層16而形成有閘極絕緣膜22。閘極絕緣膜22之上係形成有閘極電極24，且覆蓋閘極電極24而形成有層間絕緣膜26。源極電極18及汲極電極20係貫穿閘極絕緣膜22及層間絕緣膜26。藉由半導體層16、源極電極18、汲極電極20及閘極電極24而構成了薄膜電晶體28。覆蓋薄膜電晶體28般而設置有鈍化膜(Passivation Film)30。
鈍化膜30之上係設置有平坦化層32。平坦化層32之上係設置有對應於各個複數單位畫素(副畫素)般所構成之複數畫素電極34(例如陽極)。平坦化層32係形成為至少設置有畫素電極34之面會成為平坦狀。作為平坦化層32，大多係使用感光性壓克力樹脂等之有機材料。畫素電極34係藉由貫穿平坦化層32及鈍化膜30之接觸孔36，而電連接於半導體層16上之源極電極18及汲極電極20的其中一者。
平坦化層32及畫素電極34上係形成有絕緣層38。絕緣層38係載置於畫素電極34的周緣部，而形成為會使畫素電極34的一部分(例如中央部)呈開口般。藉由絕緣層38而形成有圍繞畫素電極34的一部分之擋壁。
畫素電極34上係設置有發光層40。發光層40係在每個畫素電極34上為個別(分離)設置，且亦會載置於絕緣層38。此情況下，會對應於各畫素，而以藍色、紅色、綠色來使發光層40發光。對應於各畫素之顏色不限於此，例如，亦可為黄色、白色等。發光層40係藉由例如蒸鍍而形成。又，發光層40亦可在覆蓋顯示區域DA(參閱圖1)之整面，而橫跨複數畫素般來加以形成。亦即，亦可將發光層40形成為會在絕緣層38上呈連續般。此情況下，發光層40係藉由溶劑分散所致之塗佈來加以形成。橫跨複數畫素般來形成發光層40的情況，會成為在全部的副畫素中以白色來發光，而透過彩色濾光片(圖中未顯示)來擷取期望的色波長部分之構成。
發光層40之上係設置有對向電極42(共通電極或陽極)。對向電極42係載置於成為擋壁之絕緣層38上。構成有包含發光層40、以及將發光層 40挾置其中的畫素電極34及對向電極42之發光元件44。各個複數畫素係具有發光元件44。發光層40係被挾置於畫素電極34及對向電極42，藉由在兩者間流通之電流來控制輝度而發光。發光層40與畫素電極34之間亦可設置有圖中未顯示之正孔輸送層及正孔注入層的至少一層。發光層40與對向電極42之間亦可設置有圖中未顯示之電子輸送層及電子注入層的至少一層。
發光元件44係藉由層積於對向電極42之密封層46而被覆蓋，藉此被密封而自水分被加以阻隔。密封層46係包含有SiN等所構成之至少一層無機絕緣層，可為層積構造。例如，密封層46如圖3所示，可為在一對無機絕緣層48、50之間挾置有樹脂等所構成的至少一層有機絕緣層52之構造。密封層46係覆蓋顯示區域DA(參閱圖1)。
本實施型態相關之顯示裝置係於密封層46上具有觸控式感應器54。觸控式感應器54係具有複數第1電極56。複數第1電極56係形成於密封層46的絕緣表面84上。複數第1電極56係在第1方向D1上相鄰的彼此會連接配置(細節將敘述於後)，並且在與第1方向D1呈交叉(例如正交)之第2方向D2上相鄰的彼此會分離配置。
如圖3所示，相鄰之第1電極56之間的區域(空間)係位在絕緣層38(擋壁)的上方。各個第1電極56的大小會覆蓋複數畫素。第1電極56與發光元件44的距離接近的情況，係藉由使第1電極56的形狀對應於畫素的形狀來提高光學特性。若第1電極56與發光元件44充分分離的話，則不須對應於畫素的形狀來形成第1電極56。此外，此段落所記載之內容亦相當於接下來所敘述之第2電極58。
觸控式感應器54如圖2所示，係具有複數第2電極58。複數第2電極58係形成於密封層46的絕緣表面84上(參閱圖3)。複數第2電極58係在第2方向D2上相鄰的彼此會連接配置，並且在第1方向D1上相鄰的彼此會分離配置。第2方向D2上相鄰的第2電極58彼此之間係藉由第2連接部60而相連接。第2電極58與第2連接部60係配置於相同層。複數第1電極56與複數第2電極58並未相互重疊而是配置於相同層，藉由相距間隔而被絕緣。
圖4及圖5分別為圖2所示之顯示裝置的IV-IV線剖面及V-V線剖面之放大圖。相鄰的第1電極56彼此之間係藉由第1連接部62而相連接。第1連接部62雖與第2連接部60重疊，但由於介設有絕緣膜64，故兩者並未導通。圖4及圖5中，絕緣膜64係僅配置於第1連接部62的正下方，而分離於複數部位。亦可整體地覆蓋第1電極56般來形成絕緣膜64，而僅於第1連接部62與第1電極56的連接部位處來開口出接觸孔。
觸控式感應器54如圖2所示，係具有複數第3電極66。複數第3電極66係分別與複數第1電極56重疊。複數第1電極56與複數第3電極66之間係設置有可撓性絕緣層90。可撓性絕緣層90係連續地設置於從與複數第1電極56重疊之複數第1區域至與複數第2電極58重疊之複數第2區域。可撓性絕緣層90最好是由如水分散性聚胺酯般之可容易形成、透明且軟性的材料所形成。
複數第3電極66如圖2所示，皆未與複數第2電極58的任一者重疊。複數第3電極66係在第1方向D1上相鄰的彼此會分離配置。複數第3電極66係在第2方向D2上相鄰的彼此會連接配置。第2方向D2上相鄰的第3電極66彼此之間係藉由第3連接部68而相連接。第3電極66與第3連接部68係配置於相同層。此外，第1電極56、第2電極58及第3電極66係由ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)般之透明且可低溫形成的材料所構成。
為觸控式感應器54的最上層之複數第3電極66如圖3所示，係貼附有第2基板70。第2基板70係由樹脂或玻璃所構成，與第1基板10相同地，可為具有可撓性之膜。第2基板70的貼附係使用黏著材(圖中未顯示)。顯示裝置亦可謂內建有觸控面板，會檢測因手指等之導電體的接近所致之觸控。本實施型態中，係採用互容方式的原理。互容方式中，係藉由檢測複數第1電極56與複數第2電極58之間的靜電電容變化，來判定觸控的有無及座標。
圖6係顯示實施型態相關之顯示裝置的觸控感應用電路之圖式。顯示裝置係具有感應電路72。例如，圖1所示之積體電路晶片12係內建有感應電路72。感應電路72係包含有第1選擇電路74。第1選擇電路74會選擇 第1方向D1上相連接之一群第1電極56。感應電路72係包含有第2選擇電路76。第2選擇電路76會選擇第2方向D2上相連接之一群第2電極58。感應電路72係包含有脈衝產生器78。從脈衝產生器78輸出的脈衝電壓會施加在被選擇之一群第1電極56及被選擇之一群第2電極58的其中一者(此範例中為前者)。施加有脈衝電壓之電極以外的其他電極(此範例中為第2電極58)係連接於電流計80。電流計80會測定對應於第1靜電電容之第1物理量(電流值)。第1物理量係對應於一群第1電極56與一群第2電極58之間的靜電電容。
第1方向D1上相連接之一群第1電極56與第2方向D2上相連接之一群第2電極58之間係形成有靜電電容。例如，被選擇之一群第1電極56及被選擇之一群第2電極58之間係形成有第1靜電電容。當第1電極56及第2電極58的其中一者輸入有脈衝時，會藉由依據該第1靜電電容之耦合，來將電位變動傳達至第1電極56及第2電極的另一者。若有手指等之導電體的觸控，則除了第1電極56及第2電極58之間的電場以外，亦會在所觸控之導電體與第1電極56之間，或是所觸控之導電體與第2電極58之間產生電場。由於該等電場，而使第1電極56與第2電極58之間之耦合的一部分受到阻礙。於是，有觸控的部位，耦合所致之第1電極56與第2電極58之間之電位變動的傳達便會減少。藉由檢知該變化量(參閱下一段落)，來檢知觸控的有無與其座標。
圖7係顯示實施型態相關之顯示裝置的觸控感應流程之圖式。以圖6所示之電流計80來測定第1物理量(電流值)後(S11)，藉由該測定所獲得之第1測定值會被輸入至判別電路82。判別電路82中會判定第1測定值是否超出第1範圍。第1範圍係在未有手指等之導電體的觸控時於設計值考慮了誤差之範圍。若第1測定值在第1範圍內，則為未有觸控。若第1測定值超出第1範圍，則會檢知因手指等之導電體的接近而產生之第1靜電電容的有意義變化(即有觸控)。
本實施型態中，若有觸控，由於係採用第1測定值降低之互容(Mutual Capacitance)方式，故作為第1測定值是否超出第1範圍的判定，係以判別電路82來判別第1測定值是否小於第1特定值(S12)。若判別的結果為NO， 則會檢知未有觸控(S13)。若為YES，則會檢知有觸控(S14)。
圖8係顯示以手指按壓畫面的狀態之圖式。藉由按壓，可撓性絕緣層90會透過第2基板70及第3電極66而被壓縮。藉此，則第1電極56及第3電極66的間隔便會變得狹窄。其結果，第1電極56與第3電極66之間的靜電電容會增加。本實施型態中，係藉由檢測可撓性絕緣層90之膜厚方向的位移所導致之複數第1電極56與複數第3電極66之間的靜電電容變化，來判定觸控的按壓。
圖9係顯示實施型態相關之顯示裝置的按壓感應用電路之圖式。感應電路72會測定對應於各個複數第1電極56與各個複數第3電極66之間的第2靜電電容之第2物理量。若僅檢測按壓的有無(不檢測按壓的位置)，則只要測定對應於複數第2靜電電容合計之第2物理量即可。例如，將複數第1電極56相互連接，且將複數第3電極66相互連接，藉由從脈衝產生器78所施加之脈衝電壓，而以電流計80來測定第2物理量(電流值)。亦可藉由第1選擇電路74(參閱圖6)來將複數第1電極56相互連接，且藉由第2選擇電路76(參閱圖6)來將複數第3電極66相互連接。若有手指等所致之按壓，則第2靜電電容會增加。於是，脈衝產生器78對複數第1電極56或複數第3電極66輸入脈衝來進行充放電之際的消耗電流便會增加。
圖10係顯示實施型態相關之顯示裝置的按壓感應流程之圖式。以電流計80來測定第2物理量(電流值)後(S21)，藉由該測定所獲得之第2測定值會被輸入至判別電路82(參閱圖9)。判別電路82中會判定第2測定值是否超出第2範圍。第2範圍係在未有手指等所致之按壓時於設計值考慮了誤差之範圍。若第2測定值在第2範圍內，則為未有觸控。若第2測定值超出第2範圍，則會檢知因按壓力所致之可撓性絕緣層90的壓縮而產生之第2靜電電容的有意義變化(即有按壓)。
若可撓性絕緣層90有被壓縮，則第1電極56及第3電極66的間隔便會變得狹窄，導致第2測定值上升，故作為第2測定值是否超出第2範圍的判定，係以判別電路82來判別第2測定值是否大於第2特定值(S22)。若判別的結果為NO，則會檢知未有按壓(S23)。若為YES，則會檢知有按壓(S24)。
依據本實施型態，如圖2所示，各個複數第3電極66的面積係小於各個複數第1電極56的面積。於是，觸控感應時，第1電極56與第2電極58之間所產生的電場便不會因第3電極66而完全地被遮蔽。於是，便可使用第1電極56與第2電極58來進行觸控感應，除此之外，亦可使用第1電極56與第3電極66來進行按壓感應。
圖11係顯示為了調查第3電極66所致之遮蔽的影響而進行的模擬結果之圖表。具體來說，係計算對重疊於第3電極66下之第1電極56施加脈衝電壓時，第1電極56與手指(圖中未顯示)之間的靜電電容對應於第3電極66相對於第1電極56的面積比率是如何地變化。圖11係將第3電極66相對於第1電極56的面積比率顯示於橫軸，而將靜電電容的比率顯示於縱軸。面積比率為0%係指不存在有第3電極66，而使此時的靜電電容為100%。換言之，此情況係謂言第1電極56與手指之間之靜電電容的阻礙率為0%。
為了同時達成藉由第1電極56及第2電極58之位置感應功能與藉由第1電極56及第3電極66之感壓感應功能，必須在此模擬中確保至少50%的靜電電容。靜電電容成為50%係面積比率為65%時。換言之，係謂言第3電極相對於第1電極56的面積比為65%時，第1電極56與手指之間之靜電電容的50%會因第3電極66而受到阻礙。於是，各個複數第3電極66的面積相對於各個複數第1電極56的面積較佳為65%以下。又，亦可將可獲得90%的靜電電容之25%設定為面積比率的下限。
圖12係用以說明第1電極56與第3電極66的面積比率之圖式。此範例中，第1電極56為鑽石圖案。例如，若第1電極56之一邊的寬度W1為4mm，則面積為16mm2。第3電極66的面積只要為其之65%(即10.4mm2以下)即可，即第3電極66之一邊的寬度W3只要為3.2mm以下即可。
圖13係顯示本發明實施型態的變形例1之圖式。圖14係圖13所示之構造的XIV-XIV線剖視圖。此範例中，絕緣表面184上係配列有第1電極156及第2電極158。可撓性絕緣層190係相互分離地設置於與複數第1電極156重疊之複數第1區域A1，以及與複數第1區域A1相異之第2區域A2。第3電極166係配置於第1電極156的上方，即可撓性絕緣層190上。 依據此範例，由於可撓性絕緣層190會因第1區域A1與第2區域A2而分離，故容易變形。由於可撓性絕緣層190會大幅地變化，故靜電電容的變化會變大，按壓感應的感度會提高。
圖15係顯示本發明實施型態的變形例2之圖式。此範例中，第3電極266與可撓性絕緣層290之間係介設有緩衝層286。緩衝層286係由相對於光微影或蝕刻中所使用之藥品具有耐受性的材料所構成，舉例有例如，以CVD(Chemical Vapor Deposition)製程所形成之矽氮化膜。
藉由具有緩衝層286，則於其上應用光微影或蝕刻來形成第3電極266時，便可自藥品來保護可撓性絕緣層290。此外，第3電極266之電連接用的接觸孔(圖中未顯示)係連同緩衝層286而一起蝕刻可撓性絕緣層290來形成。若可撓性絕緣層290是如氟系樹脂般之耐藥品性優異的情況，或第3電極266之形成製程是如噴墨般之未大量使用藥品之製程的話，則不須緩衝層286。
此外，顯示裝置未限定於有機電激發光顯示裝置，而亦可為如量子點發光元件(QLED：Quantum-Dot Light Emitting Diode)般之於各畫素具備有發光元件之顯示裝置，或是液晶顯示裝置。又，觸控式感應器不限於互容方式，而亦可為自容方式。
本發明未限定於上述實施型態，可做各種變化。例如，實施型態中所說明之構成可以實質相同的構成、具有相同的作用效果之構成、或是能夠達成相同的目的之構成來加以置換。

Claims (10)

  1. 一種觸控式感應器，具有：複數第1電極，係形成於絕緣表面上，在第1方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在與該第1方向呈交叉之第2方向上相鄰的彼此會分離配置；第1連接部，係連接該第1方向上彼此相鄰的該複數第1電極；複數第2電極，係形成於該絕緣表面上，在該第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在該第1方向上相鄰的彼此會分離配置；第2連接部，係與該第1連接部呈交叉，且連接該第2方向上彼此相鄰的該複數第2電極；複數第3電極，係與該複數第1電極重疊但分別形成於未與該複數第2電極的任一者重疊之區域，在該第2方向上相鄰的彼此會連接配置，並且在該第1方向上相鄰的彼此會分離配置；以及可撓性絕緣層，係設置於該複數第1電極與該複數第3電極之間；各個該複數第3電極的面積係小於各個該複數第1電極的面積。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸控式感應器，其係藉由檢測該複數第1電極與該複數第2電極之間的靜電電容變化，來判定觸控的有無及座標，並且藉由檢測該可撓性絕緣層之膜厚方向的位移所導致之該複數第1電極與該複數第3電極之間的靜電電容變化，來判定觸控的按壓。
  3. 如申請專利範圍第1項之觸控式感應器，其另具有感應電路；該感應電路會測定寄生於該複數第1電極及該複數第2電極所構成之各個電極群的第1靜電電容所對應之第1物理量，當所獲得之第1測定值超出第1範圍時，會檢知因包含手指之導電體的接近而產生之該第1靜電電容的有意義變化；該感應電路進一步地，會測定對應於各個該複數第1電極與各個該複數第3電極之間的第2靜電電容之第2物理量，當所獲得之第2測定值超出第2範圍時，會檢知因按壓力所造成之該可撓性絕緣層的壓縮而產生之該第2靜電電容的有意義變化。
  4. 如申請專利範圍第3項之觸控式感應器，其中該第1物理量係對應於各個該複數第1電極與各個該複數第2電極之間的靜電電容，當該第1測定值小於第1特定值時，便會超出該第1範圍。
  5. 如申請專利範圍第3項之觸控式感應器，其中當該第2測定值大於第2特定值時，便會超出該第2範圍。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之觸控式感應器，其中該可撓性絕緣層係連續地設置於從與該複數第1電極重疊之複數第1區域至與該複數第2電極重疊之複數第2區域。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之觸控式感應器，其中該可撓性絕緣層係相互分離地設置於與該複數第1電極重疊之複數第1區域，以及與該複數第1區域相異之第2區域。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之觸控式感應器，其中各個該複數第3電極的該面積係相對於各個該複數第1電極的該面積而為65%以下。
  9. 一種附觸控式感應器之顯示裝置，具有：如申請專利範圍第1至5項中任一項之觸控式感應器；基板，係具有顯示區域，該顯示區域係陣列狀地配置有分別具有發光元件之複數畫素；以及密封層，係覆蓋該顯示區域，並且具有至少一層無機絕緣層與至少一層有機絕緣層；該觸控式感應器係位在該密封層上。
  10. 如申請專利範圍第9項之附觸控式感應器之顯示裝置，其中該複數第1電極、該複數第2電極及該複數第3電極係與該顯示區域相重疊。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10595951B2 (en) 2016-08-15 2020-03-24 Covidien Lp Force sensor for surgical devices
KR20180047593A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 엘지디스플레이 주식회사 포스 터치 기능을 갖는 전자 기기
KR20180064625A (ko) * 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR20180090936A (ko) * 2017-02-03 2018-08-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR101932650B1 (ko) 2017-05-15 2018-12-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
EP3410060A1 (de) * 2017-05-29 2018-12-05 voestalpine Stahl GmbH Dehnungsmessstreifen und metallband mit einer beschichtung für solch einen dehnungsmessstreifen
WO2020039675A1 (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 三菱電機株式会社 表示装置
KR102554873B1 (ko) 2018-09-14 2023-07-12 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US10782837B2 (en) * 2018-09-25 2020-09-22 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel and display device
CN109489697A (zh) * 2018-11-23 2019-03-19 北京他山科技有限公司 一种能识别肢体动作的电容传感器
CN109491550B (zh) * 2019-01-03 2022-05-10 京东方科技集团股份有限公司 一种触控基板及其检测方法、显示装置
KR20210018714A (ko) * 2019-08-09 2021-02-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US20220163415A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Universal Cement Corporation Piezosensitive Sensor Having Criss-Crossed Electrodes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100245285A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Wen-Chun Wang Capacitive touch panel
TW201248462A (en) * 2011-05-20 2012-12-01 Nat Univ Tsing Hua 3-D touch sensor and 3-D touch panel
TW201604726A (zh) * 2014-07-18 2016-02-01 中華映管股份有限公司 觸控面板及其觸控控制單元
TWM522415U (zh) * 2016-02-17 2016-05-21 凌巨科技股份有限公司 觸控顯示面板

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783346A (en) 1981-08-07 1982-05-25 Sanden Corp Surface finishing for wall surface of scroll member
DE102007052008A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Andreas Steinhauser Single- oder multitouchfähiger Touchscreen oder Touchpad bestehend aus einem Array von Drucksensoren sowie Herstellung solcher Sensoren
EP2580647A1 (en) * 2010-06-11 2013-04-17 3M Innovative Properties Company Positional touch sensor with force measurement
JP2013142613A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Seiko Epson Corp センサー基板、検出装置、電子機器及びロボット
CN104583916A (zh) * 2012-09-24 2015-04-29 松下知识产权经营株式会社 显示装置
US9229553B2 (en) * 2012-11-30 2016-01-05 3M Innovative Properties Company Mesh patterns for touch sensor electrodes
CN105593798B (zh) 2013-10-04 2018-11-23 株式会社村田制作所 触摸传感器
KR101618653B1 (ko) * 2014-03-24 2016-05-09 주식회사 하이딥 터치 입력 장치 및 터치 검출 방법
JP6139590B2 (ja) 2014-03-24 2017-05-31 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ検出方法及びこれを遂行するタッチ検出器
US9632638B2 (en) * 2014-09-10 2017-04-25 Synaptics Incorporated Device and method for force and proximity sensing employing an intermediate shield electrode layer
KR102239861B1 (ko) * 2014-11-26 2021-04-13 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102269919B1 (ko) * 2014-12-12 2021-06-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
WO2016102975A2 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Cambridge Touch Technologies, Ltd Pressure-sensitive touch panel
GB2533667B (en) * 2014-12-23 2017-07-19 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
KR102382999B1 (ko) * 2015-01-08 2022-04-05 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
KR101577277B1 (ko) * 2015-02-04 2015-12-28 주식회사 하이딥 터치종류 판별방법 및 이를 수행하는 터치 입력 장치
KR101598412B1 (ko) * 2015-02-11 2016-02-29 주식회사 하이딥 전극 시트 및 터치 입력 장치
KR20170020725A (ko) * 2015-07-29 2017-02-24 주식회사 하이딥 압력 전극이 형성된 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치 및 압력 전극 형성 방법
CN105224126B (zh) * 2015-09-17 2017-02-01 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100245285A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Wen-Chun Wang Capacitive touch panel
TW201248462A (en) * 2011-05-20 2012-12-01 Nat Univ Tsing Hua 3-D touch sensor and 3-D touch panel
TW201604726A (zh) * 2014-07-18 2016-02-01 中華映管股份有限公司 觸控面板及其觸控控制單元
TWM522415U (zh) * 2016-02-17 2016-05-21 凌巨科技股份有限公司 觸控顯示面板

Also Published As

Publication number Publication date
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JP6715145B2 (ja) 2020-07-01
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