TWI684118B - 具有壓力感測的顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種具有壓力感測的顯示裝置，包括背光模組與顯示面板。顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板背光模組之間。第一感測電極設置於第二基板靠近背光模組的一側上，第二感測電極與第二基板具有一預設距離。

Description

具有壓力感測的顯示裝置
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種具有觸控感測與壓力感測的顯示面板。
近年來，隨著技術的進步，觸控螢幕的用途已越來越廣，從常見的提款機、智慧型手機、平板電腦、到工業用的觸控電腦等等。觸控螢幕讓使用者可以用手指直接觸碰螢幕來點擊圖案、輸入文字以及繪圖等等，藉此形成直覺的人機介面。常見的觸控螢幕通常只能判斷使用者是否觸碰到螢幕，但近年來一些裝置上也開始搭配壓力感測器，用來偵測使用者按壓的力道，如此可以設計出更多樣的使用者操作。因此，如何將壓力感測器實作在觸控螢幕上，為此領域技術人員所關心的議題。
本發明提出一種顯示裝置，同時具有觸控感測與壓力感測的功能。
本發明實施例提出一種具壓力感測的顯示裝 置，包括背光模組、顯示面板、第一感測電極與第二感測電極。顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板與背光模組之間。第一感測電極設置於第二基板靠近背光模組的一側上，第二感測電極與第二基板具有一預設距離。
在一些實施例中，第二感測電極為電池或框架。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置包括觸控模組、背光模組、顯示面板、支撐單元與感測電極。觸控模組包括觸控感測單元。顯示面板設置於觸控模組與背光模組之間，顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板與背光模組之間。支撐單元設置於觸控模組與顯示面板之間以在觸控模組與顯示面板之間形成間隙(air gap)。感測電極設置於第一基板靠近觸控模組的一側上。
在一些實施例中，顯示面板具有顯示區域與非顯示區域，支撐單元包括連續結構，此連續結構位於非顯示區域內並包圍顯示區域。
在一些實施例中，支撐單元包括多個支撐結構，這些支撐結構位於非顯示區域內。
在一些實施例中，上述的感測電極是直接接觸第一基板。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括觸控模組、背光模組與顯示面板。顯示面板設置於 觸控模組與背光模組之間，並且包括第一感測電極。支撐單元設置於觸控模組與顯示面板之間以在觸控模組與顯示面板之間形成間隙。第二感測電極設置於觸控模組與顯示面板之間。
在一些實施例中，第二感測電極是直接接觸觸控模組。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括觸控模組、背光模組與顯示面板。觸控模組包括一觸控感測單元與第一感測電極。顯示面板設置於觸控模組與背光模組之間，並且包括第二感測電極。支撐單元設置於觸控模組與顯示面板之間以在觸控模組與顯示面板之間形成間隙。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括觸控模組、背光模組與顯示面板。觸控模組包括感測單元。顯示面板設置於觸控模組與背光模組之間，並且包括感測電極。支撐單元設置於觸控模組與顯示面板之間以在觸控模組與顯示面板之間形成間隙。在第一期間，感測單元用以輸出第一感測訊號。在第二期間，感測單元與顯示面板的感測電極用以輸出第二感測訊號。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括觸控模組、背光模組與顯示面板。觸控模組具有顯示區域與非顯示區域。顯示面板設置於觸控模組與背光模組之間。第一感測電極，設置於觸控模組的一側且位於非顯示區域內。第二感測電極設置於背光模組遠離於顯示面板的一 側。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝 置，包括觸控模組、背光模組與顯示面板。觸控模組具有顯示區域與非顯示區域。顯示面板設置於觸控模組與背光模組之間。光學透明膠設置於觸控模組與顯示面板之間。至少一個支撐單元設置於觸控模組與顯示面板之間且位於非顯示區域內，此支撐單元包括相對設置的第一感測電極與第二感測電極。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括顯示面板。顯示面板具有顯示區域與非顯示區域。顯示面板包括第一基板、第二基板與導電膠。多個導電膠設置於第一面板與第二面板之間且位於非顯示區域內，其中導電膠電性連接訊號線。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括背光模組與顯示面板。顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板與背光模組之間。第一感測電極設置於第一基板遠離第二基板的一側上。第二感測電極，設置於第二基板靠近第一基板的一側上。
在一些實施例中，上述的第一感測電極是未圖案化的透明電極層。在一些實施例中，第一感測電極是圖案化的透明電極層。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝置，包括背光模組與顯示面板。顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板與背光模組之間。第一感 測電極設置於第一基板遠離第二基板的一側上。第二感測電極，設置於第二基板靠近第一基板的一側上。在第一期間，第一感測電極與第二感測電極的其中一者用以輸出第一感測訊號。在第二期間，第一感測電極與第二感測電極用以配合輸出第二感測訊號。
在一些實施例中，上述的第二感測訊號是壓力 感測訊號。在一些實施例中，第一感測訊號是平面定址感測訊號。
本發明的實施例提出一種具壓力感測的顯示裝 置，包括背光模組與顯示面板。顯示面板包括第一基板與第二基板，第二基板設置於第一基板與背光模組之間。第一感測電極設置於第一基板遠離第二基板的一側上。第二感測電極，設置於第二基板靠近第一基板的一側上。在第一期間，第二感測電極與第一感測電極用以輸出第一感測訊號。在第二期間，第二感測電極與第一感測電極用以輸出第二感測訊號。此第一感測訊號及第二感測訊號中的其中之一者為壓力感測訊號。在一些實施例中，第一期間比第二期間長。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1100、1200‧‧‧顯示裝置
101‧‧‧非顯示區域
102‧‧‧顯示區域
110‧‧‧觸控模組
111‧‧‧黑色矩陣
120‧‧‧光學透明膠
130‧‧‧顯示面板
131、132‧‧‧基板
133‧‧‧驅動電路
134、135‧‧‧偏光片
141‧‧‧感測電極
150‧‧‧背光模組
160‧‧‧感測電極
210‧‧‧感測單元
221‧‧‧感測電極
230‧‧‧支撐單元
231‧‧‧間隙
301、302‧‧‧玻璃基板
410、420、510、710、720‧‧‧感測電極
610、621、631、632‧‧‧期間
701‧‧‧玻璃基板
702‧‧‧第一側
703‧‧‧第二側
810‧‧‧感測電極
910‧‧‧支撐結構
921、922‧‧‧薄膜
931、932、1210、1220‧‧‧感測電極
1010‧‧‧位置
1110‧‧‧導電膠
[圖1]~[圖5]是根據不同實施例所繪示的顯示裝置的示意圖； [圖6A]是根據一實施例所繪示的顯示裝置的示意圖；[圖6B]是根據一實施例繪式在不同感測期間輸出不同感測訊號的時序圖；[圖7]~[圖12]是根據不同實施例所繪示的顯示裝置的示意圖。
關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二個元件直接地或間接地作電性連接。也就是說，當以下描述「第一物件耦接至第二物件」時，第一物件與第二物件之間還可設置其他的物件。另外，為了說明起見，圖示中的元件與相對位置並沒有按照實際尺寸繪示。
請參照圖1，顯示裝置100包括觸控模組110、顯示面板130、背光模組150。顯示裝置100可以實作為任意型式的螢幕，例如為智慧型手機、平板電腦、工業電腦或筆記性電腦等裝置上的螢幕，本發明並不在此限。
觸控模組110可以為任意類型的觸控模組，例如為雙玻璃(glass glass，GG)、單玻璃解決方案(one glass solution，OGS)、玻璃薄膜(glass film，GF)或雙薄膜(glass film film，GFF)等觸控模組。以下分別略述各觸控模組的技術特徵。
雙玻璃(glass glass，GG)是指在感測器玻璃 上設置圖案化的感測電極，再將感測器玻璃和保護蓋板(Cover Lens)貼合組成觸控模組。單玻璃解決方案(one glass solution，OGS)是直接在保護蓋板(Cover Lens)上設置圖案化的感測電極，藉此省去感測器玻璃而達到薄化的效果。玻璃薄膜(glass film，GF)則是將圖案化的感測電極設置在一片薄膜基板上，再將設置有感測電極的薄膜和保護蓋板(Cover Lens)貼合組成觸控模組。圖案化的感測電極可以是全部設置在該薄膜基板的其中一面，也可以是分別設置在該薄膜基板的兩面上。雙薄膜(glass film film，GFF)則是將圖案化的感測電極分別設置在二片薄膜基板上，再將設置有感測電極的兩片薄膜基板和保護蓋板(Cover Lens)依序貼合組成觸控模組。要說明的是，保護蓋板(Cover Lens)除了常見的強化玻璃外，亦可使用塑膠或其他的材料，並無特別的限制。另外上述提到的感測器玻璃亦可改用塑膠或其他的材料，同樣並無特別的限制。薄膜基板的材料可以是聚合物(polymer)、複合材料，或其組合。可用的材質例如，但不限於，聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚醚碸(polyether sulfone，PES)、三醋酸纖維素(triacetyl cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(polyethylene)、環烯烴聚合物(COP)、聚亞醯胺(polyimide，PI)，以及聚碳酸酯(PC)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)構成的複合材料等等。
顯示面板130是設置於觸控模組110與背光模 組150之間，顯示面板130包括基板131(亦稱第一基板)、基板132(亦稱第二基板)。基板132是設置於基板131與背光模組150之間。基板131與基板132可以相同材質或不同材質，例如玻璃、聚合物(polymer)、複合材料，或其組合，或其他材料製成，例如同樣採用前述的薄膜基板的材料。
觸控模組110與顯示面板130是透過光學透明 膠(Optical Clear Adhesive，OCA)120接合。顯示裝置100具有顯示區域102與非顯示區域101，黑色矩陣(black matrix)111是設置於非顯示區域101內。背光模組150是用以提供光源，例如是由發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)來提供光源，但本發明並不在此限。除上述元件外，顯示裝置100還包括驅動電路133、偏光片134、135。為了簡化起見，圖1中並沒有繪示出所有的元件。
特別的是，顯示裝置100還包括感測電極141 與感測電極160。當感測電極141與感測電極160分別給予不同電位時，這兩者之間在空間上重疊的區域會有電容值產生。具體來說，基板132具有相對設置的第一側與第二側，基板131是位於第一側，而感測電極141是設置於靠近背光模組150的第二側。在一些實施例中，感測電極141的材料包括氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，並且是直接接觸基板132。然而，在其他的實施例中，感測電極141的材料也可以包括其他導電且透明的材料，例如奈米金屬絲(奈米銀絲、奈米銅絲)，或是採用圖案化的金屬網格(metal mesh)，線寬0.05微米~8微米之間，光穿透開口率達85% 以上，並且感測電極141與基板132之間也可以包括其他的元件。感測電極160與基板132具有一個預設距離，例如感測電極160是設置於顯示面板130遠離觸控模組110的一側。感測電極160可以是顯示裝置100中任何一個可提供參考電壓或是接地電壓的電極，例如為一電池、一金屬框架、一設置在薄膜基板上的電極，一電路板或任何其他具有一定面積的導體，此金屬框架可以是手機的中框或是顯示面板130的框架等。感測電極141與感測電極160之間會具有電容值，當顯示裝置100被按壓時(例如用手按壓保護蓋板或是顯示面板)，會令感測電極141與感測電極160間重疊的區域的至少部份在距離上產生變化，造成感測電極141與感測電極160之間的電容值產生改變，藉由電容值改變的大小，感測電極141與感測電極160可用來輸出一種代表外力施力大小的壓力感測訊號。雖然在圖1中，感測電極160和感測電極141分別設置在背光模組150的兩側，但在其他實施例中也可設置在背光模組150的同一側，例如將感測電極160設置在感測電極141及背光模組150之間，使感測電極160和感測電極141皆位於背光模組150的同一側。其中，感測電極160可以是設置在一薄膜基板上，且此薄膜基板可以不具有光學功能或是具有光學功能，例如增光片或是擴散片(未圖示)。
要說明的是，圖1是以顯示裝置100包括外掛式 觸控模組為例示，但本發明顯示裝置當然也可不包括外掛式觸控模組，而是採用內嵌式觸控面板(例如：In-Cell、 On-Cell、混合式(Hybrid)等)。以下對各類型內嵌式觸控面板略做描述。In-Cell電容式觸控面板是將觸控感測電極整合至薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)基板(例如基板132)上，On-Cell電容式觸控面板則是將觸控感測電極整合至彩色濾光片(color filter,CF)基板(例如基板131)上。而所謂的混合式(Hybrid)電容式觸控面板就是指將觸控感測電極分別設置在至薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)基板和彩色濾光片(color filter,CF)基板上，例如訊號驅動電極設置在薄膜電晶體基板上，而訊號接收電極設置在彩色濾光片基板上。因為不需外加外掛式觸控模組，內嵌式觸控面板具有薄化的優點。
前述所有實施例的壓力感測電極(例如141、160)可以是圖案化的電極或是整面電極，圖案化的電極可以定址，亦即除了垂直於顯示面板法線方向(Z軸方向)，也可具有平行於顯示面板表面(X-Y軸方向)的判定位置能力。舉例而言，感測電極141被圖案化成15個子電極，這樣一來即使觸控模組110的功能沒有開啟或是功能失效時，一樣可以判定出使用者在X-Y軸方向的碰觸位置，只是這時觸控解析度變成15個位址而非原先觸控模組110的解析度。
此外，本發明顯示裝置亦可僅包括輸出壓力感測訊號的感測電極及一般不具觸控功能的顯示面板，同樣可成為具有壓力感測功能的顯示裝置，此時輸出壓力感測訊號的感測電極也可以是圖案化的電極或是整面電極。
綜上所述，不論顯示裝置是以何種方式達到一 般現行X、Y方向的觸控功能，或甚至是否具有一般現行X、Y方向的觸控功能，均不影響壓力感測的功能。
以下說明圖2~12時，相同或類似的元件便不再 重複贅述與標示。請參照圖2，在圖2的實施例中觸控模組110為OGS觸控模組，其具有觸控感測單元210。觸控感測單元210具有至少一層圖案化的觸控感測電極，當使用者用手(或是觸控筆)接觸觸控模組110時，觸控感測單元210可以輸出觸控感測訊號，感測原理同前述的實施例。
特別的是，在此實施例中顯示裝置200具有感 測電極221與支撐單元230，感測電極221例如可當作參考電極。支撐單元230是設置在觸控模組110與顯示面板130之間，在此實施例中也位於非顯示區域101內。支撐單元230的材料可以包括任意用以支撐的材料，例如為透明或不透明的接合材料、或其他固態材料，本發明並不在此限。在一些實施例中，支撐單元230包括一個類似「口」型狀且具有開口區的連續或不連續結構，設置在非顯示區域101中並且包圍顯示區域102。在其他的實施例中，支撐單元230也可以包括多個獨立的支撐結構，分散在非顯示區域101中。支撐單元230用以在觸控模組110與顯示面板130之間形成間隙231，此間隙231例如是由空氣或是其他具有彈性且透明的材料所形成。感測電極221是設置於基板131靠近觸控模組110的一側。在一些實施例中，感測電極221是直接接觸基板131，但在其他實施例中感測電極221與基板131之間也可以具有其他元件或是膜層。感測電極221的材料例可如前 述實施例的感測電極141的材料，不再重複贅述。如此一來，當顯示裝置200被按壓時，觸控模組110會微微凹陷，令觸控感測單元210與感測電極221間的距離產生變化，藉此改變觸控感測單元210與感測電極221之間的電容值，因此觸控感測單元210與感測電極221可以用來輸出一種代表外力施力大小的壓力感測訊號。
請參照圖3，在圖3的顯示裝置300中，觸控模 組110為GG觸控模組，包括了玻璃基板(保護蓋板)301、觸控感測單元210與玻璃基板302。要說明的是，玻璃基板301和玻璃基板302亦可改用塑膠或其他材料，並無特別限制。玻璃基板301是面向使用者，而觸控感測單元210是設置於玻璃基板301與玻璃基板302之間。與圖2的實施例類似的是，支撐單元230用以形成間隙231，而觸控感測單元210與感測電極221可以輸出壓力感測訊號。觸控感測單元210會與感測電極221形成電容，此感測電極221可以是顯示面板130中任意的電極，例如為TN/VA模式的顯示面板130中位於彩色濾光片內側(鄰近液晶層)的共同電極(Vcom)或是橫向電場效應顯示技術(In-Plane Switching，IPS)模式的顯示面板130中彩色濾光片外側表面(靠近觸控模組110)上的一層預防靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)的電極。
圖2和圖3是以分別以OGS和GG形式觸控模組為例示，當然亦可使用其他具有觸控感測單元的觸控模組。例如也可使用GF或GFF形式的觸控模組，以其具有的觸控 感測單元配合顯示面板130的感測電極輸出壓力感測訊號。
請參照圖4，在圖4的顯示裝置400中，觸控模 組110為GG觸控模組，包括了玻璃基板301與玻璃基板302。顯示裝置400還包括感測電極410。感測電極410例如為設置於玻璃基板302上或者是形成在一獨立的薄膜基板並且此薄膜基板貼附於玻璃基板302上。感測電極410具有透明且導電的特性，例如奈米金屬絲(奈米銀絲、奈米銅絲)，或是採用圖案化的金屬網格，線寬0.05微米~8微米之間，光穿透開口率達85%以上。其中，感測電極410位於於玻璃基板302靠近顯示面板130的一側。
另外，需說明的是，圖四是以GG形式觸控模組 為例而將感測電極設置於玻璃基板302的一側，但本發明概念亦可應用於GFF/GF，僅要將感測電極從設置於玻璃基板302的一側改為設置在GFF/GF形式觸控面板所具有的薄膜基板的一側即可。當然感測電極亦可以直接接觸GFF/GF形式觸控面板所具有的薄膜基板的方式設置，或透過其他薄膜貼附至GFF/GF形式觸控面板所具有的薄膜基板而設置。同樣，本發明不在此限。
感測電極410會與顯示面板130中的感測電極 420形成電容，此感測電極420可以是顯示面板130中任意的電極，例如為像素結構中的共同電極或者是在彩色濾光片上用以預防靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)的電極。例如是TN/VA模式的顯示面板130中位於彩色濾光片內側(鄰近液晶層)的共同電極(Vcom)或是IPS模式 的顯示面板130中彩色濾光片外側表面(靠近觸控模組110)上的一層預防ESD的電極或是在TFT基板上像素結構中的共同電極(Vcom)。在圖4中，基板131具有相對設置的兩側，在一些實施例中，感測電極420是設置於基板131靠近觸控模組110的一側。在一些實施例中，感測電極420也可以是設置於基板131靠近基板132的一側。
支撐單元230會形成間隙231，因此當顯示裝置400被按壓時，感測電極410與感測電極420之間的電容值會改變，藉此感測電極410與感測電極420可以輸出壓力感測訊號。
請參照圖5，在顯示裝置500中，觸控模組110為OGS觸控模組，具有觸控感測單元210。特別的是，觸控模組110還具有感測電極510，感測電極510可以和觸控感測單元210一起由相同的製程來形成。支撐單元230會形成間隙231，因此當顯示裝置500被按壓時，感測電極510與顯示面板130中的感測電極420(設置位置如上所述)之間的電容值會改變，因此感測電極510與顯示面板130中的感測電極420可以輸出壓力感測訊號。
請參照圖6A與圖6B，圖6B是根據一實施例繪式在不同感測期間輸出不同感測訊號的時序圖。在顯示裝置600中，觸控模組110為OGS觸控模組，其具有感測單元210。觸控感測單元210會與感測電極420形成電容。此感測電極420可以是顯示面板130中任意的電極。例如是TN/VA模式的顯示面板130中位於彩色濾光片內側(鄰近 液晶層)的共同電極(Vcom)或是IPS模式的顯示面板130中彩色濾光片外側表面(靠近觸控模組110)上的一層預防靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)的電極或是在TFT基板上像素結構中的共同電極(Vcom)。在一般的做法中，在整個訊框(frame)期間610，感測單元210都會在感測期間621輸出觸控感測訊號。然而，在此實施例中，訊框期間610還包括第一感測期間631與第二感測期間632，在第一感測期間631，感測單元210可用以輸出第一感測訊號(例如用來判斷顯示裝置600是否有被觸碰)；而在第二感測期間632，感測單元210與顯示面板130中的感測電極420(設置位置如上所述)可以輸出第二感測訊號(例如用來計算顯示裝置600被按壓的強度)。此第一感測期間631與第二感測期間632可以交替的設置，如此一來便不需要額外的製程，用感測單元210便可以同時完成觸控感測與壓力感測的功能。
請參照圖7，在顯示裝置700中，觸控模組110為OGS觸控模組，包括玻璃基板701。玻璃基板701具有相對設置的第一側702與第二側703，第一側702是面向使用者，而顯示面板130與背光模組150是設置於第二側703。感測電極710是設置於玻璃基板701的第二側703，例如在非顯示區101中黑色矩陣111是設置於玻璃基板701與感測電極710之間。此外，感測電極720是設置於背光模組150遠離顯示面板130的一側，也就是說感測電極720與感測電極710會具有一預設距離。感測電極720例如為上述的電池 或是框架，感測電極710與感測電極720可用以輸出壓力感測訊號。
請參照圖8，在顯示裝置800中，感測電極810是設置於基板132遠離基板131的一側。例如，偏光片135是設置於基板132與感測電極810之間。在一些實施例中，感測電極810可以是設置在獨立的一透明薄膜基板上(例如是塑膠基板或是聚酰亞胺(Polyimide)薄膜基板)，甚至感測電極810也可以整合設置到增光片或是擴散片上。感測電極820例如為上述的電池或是金屬框架，或是感測電極820設置在獨立的一基板上並貼附在一框架上，此基板可以是軟性電路板或是塑膠基板。感測電極810與感測電極820之間形成電容，且可用以輸出壓力感測訊號。
請參照圖9，在顯示裝置900中，至少一個支撐結構910會設置於觸控模組110與顯示面板130之間，並且位於非顯示區域101中。每一個支撐結構910會包括上下相對設置的薄膜921與薄膜922，薄膜921與薄膜922例如為軟性印刷電路板(flexible printed circuit，FPC)薄膜。在薄膜921與薄膜922之間還會設置相對的感測電極931與感測電極932。感測電極931與感測電極932之間會形成間隙，例如是由空氣或是有彈性的接合材料所組成。感測電極931與感測電極932可用來輸出壓力感測訊號。
請參照圖9與圖10，支撐結構910可以設置在顯示裝置900的四個角落，透過這些支撐結構910輸出的壓力感測訊號可以用來計算在感測位置1010上的壓力強度。然 而，在其他實施例中支撐結構910也可以設置在顯示裝置900非顯示區域中的其他位置，本發明並不在此限。另外，支撐結構910亦可為一連續環繞顯示區域的結構。
請參照圖11，在顯示裝置1100中，觸控模組110與顯示面板130透過光學透明膠120接合。顯示面板130上包括導電膠1110，可用來接合基板131與基板132。導電膠1110具有上下相對的第一側與第二側，第一側接觸基板131，且第二側接觸基板132。特別的是，導電膠1110的第一側可以透過訊號線電性連接至一電路，並且導電膠1110的第二側也可以透過另一條訊號線電性連接到此電路。此電路可以根據導電膠1110兩側的訊號計算出施加在顯示裝置1100上的壓力強度。
請參照圖12，在顯示裝置1200中還包括感測電極1210與感測電極1220。感測電極1210設置於基板131遠離基板132的一側上；感測電極1220則設置於第二基板132靠近第一基板131的一側上。在一些實施例中，感測電極1210可以是未圖案化的透明電極層，但在其他實施例中也可以是圖案化的透明電極層。感測電極1210與感測電極1220具有透明且導電的特性，例如奈米金屬絲(奈米銀絲、奈米銅絲)，或是採用圖案化的金屬網格，線寬0.05微米~8微米之間，光穿透開口率達85%以上。
在一些實施例中，感測電極1210與感測電極1220的其中一者可用來輸出第一感測訊號(例如用來判斷顯示裝置1200是否有被觸碰以及判斷觸碰的位置，亦稱為 平面定址感測訊號)。例如，當使用者用手或觸控筆接觸顯示面板1200時，感測電極1210或感測電極1220與手或觸控筆之間的電容值會改變，根據此電容值的改變可以輸出第一感測訊號。然而，在一些實施例中也可以用混合的方式由感測電極1210與感測電極1220相互配合以輸出第一感測訊號。特別的是，感測電極1210與感測電極1220也可相互配合以輸出第二感測訊號，用來表示顯示裝置1200被按壓的強度，亦稱為壓力感測訊號。具體來說，當顯示裝置1200被按壓時，感測電極1210與感測電極1220之間的距離會縮短，藉此改變感測電極1210與感測電極1220之間的電容值，因此可以輸出第二感測訊號。
在一些實施例中，第一感測訊號與第二感測訊號可以在一個訊框期間中的不同期間輸出。舉例來說，訊框期間可分為三個期間，在第一期間可用來輸出上述的第一感測訊號，第二期間可以用來輸出上述的第二感測訊號，並且第三期間顯示面板130會用來顯示影像。然而，在此描述的第一期間、第二期間與第三期間的順序可以相互替換，本發明並不在此限。換言之，在此實施例中，感測電極1210與感測電極1220可以在第一期間輸出第一感測訊號，並在第二感測期間輸出第二感測訊號，而第一感測訊號與第二感測訊號的其中一者為壓力感測訊號。在一些實施例中，上述的第一至第三期間的長度可以相同或不相同。例如，用以輸出平面定址感測訊號的第一期間可比第二期間長。或者，第一期間也可以比第二期間短，本發明並不在此限。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧顯示裝置
101‧‧‧非顯示區域
102‧‧‧顯示區域
110‧‧‧觸控模組
111‧‧‧黑色矩陣
120‧‧‧光學透明膠
130‧‧‧顯示面板
131、132‧‧‧基板
133‧‧‧驅動電路
134、135‧‧‧偏光片
141、160‧‧‧感測電極
150‧‧‧背光模組

Claims (4)

  1. 一種具壓力感測的顯示裝置，包括：一觸控模組，包括第一感測電極；一顯示面板，包括第二感測電極；以及支撐單元，設置在該觸控模組與該顯示面板之間，以在該觸控模組與該顯示面板之間形成間隙，其中該第一感測電極與該第二感測電極用以輸出壓力感測信號，其中該觸控模組還包括一觸控感測單元，用以輸出觸控感測訊號，其中該第一感測電極不同於該觸控感測單元，並且該第一感測電極是和該觸控感測單元一起由相同的製程來形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板包括第一基板與第二基板，該第一基板相對於該第二基板更靠近該觸控模組，該第二感測電極是設置在該第一基板上靠近該觸控模組的一側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板具有顯示區域與非顯示區域，該支撐單元包括連續結構，該連續結構位於該非顯示區域內並包圍該顯示區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板具有顯示區域與非顯示區域，該支撐單元包括多個支撐結構，該些支撐結構位於該非顯示區域內。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105487273A (zh) * 2016-01-15 2016-04-13 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法和制作方法、显示装置
FR3060734B1 (fr) * 2016-12-16 2019-01-25 Fogale Nanotech Dispositif et procede de detection de l'approche et/ou de contact, et de l'appui d'un objet, relativement a une surface de detection
CN106648257A (zh) 2017-01-03 2017-05-10 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示基板的制作方法及触控显示基板
CN109213353A (zh) * 2017-07-03 2019-01-15 京东方科技集团股份有限公司 触控屏、显示屏及触控显示装置、制作方法
JP2022018284A (ja) * 2020-07-15 2022-01-27 日本電産サンキョー株式会社 レンズユニット

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510813A (en) * 1993-08-26 1996-04-23 U.S. Philips Corporation Data processing device comprising a touch screen and a force sensor
TW201415319A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 Htc Corp 觸控顯示裝置與手持式電子裝置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070048393A (ko) * 2005-11-04 2007-05-09 삼성전자주식회사 표시 장치 및 액정 표시 장치
US7595788B2 (en) * 2006-04-14 2009-09-29 Pressure Profile Systems, Inc. Electronic device housing with integrated user input capability
US8552989B2 (en) * 2006-06-09 2013-10-08 Apple Inc. Integrated display and touch screen
CN101876861B (zh) * 2009-04-29 2014-06-04 元太科技工业股份有限公司 触控式显示面板
JP5026486B2 (ja) * 2009-09-29 2012-09-12 日本写真印刷株式会社 感圧センサを備えたタッチ入力デバイスの実装構造
CN102667678A (zh) * 2009-11-20 2012-09-12 夏普株式会社 带触摸传感器功能的挠性显示面板
JP6035132B2 (ja) * 2012-12-06 2016-11-30 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
US20140232665A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Htc Corporation Electronic apparatus with a display module integrated with a touch sensor
JP5855604B2 (ja) * 2013-02-23 2016-02-09 日本写真印刷株式会社 押圧力測定を備えたタッチパネル
US20160041648A1 (en) * 2013-03-15 2016-02-11 Apple Inc. Capacitive Baselining
CN104423740B (zh) * 2013-08-30 2018-07-13 唐山东唐电气股份有限公司 基于电容式触控装置的感测方法
CN104679359A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 天津富纳源创科技有限公司 触控装置
US9864241B1 (en) * 2014-05-14 2018-01-09 Apple Inc. Display stack having an optically transparent conductor and polarizing layer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510813A (en) * 1993-08-26 1996-04-23 U.S. Philips Corporation Data processing device comprising a touch screen and a force sensor
TW201415319A (zh) * 2012-10-15 2014-04-16 Htc Corp 觸控顯示裝置與手持式電子裝置

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