TWI736896B - 內嵌式觸控顯示面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種內嵌式觸控顯示面板，其具有顯示區以及周邊區。周邊區位於顯示區的至少一側。本發明的內嵌式觸控顯示面板包括多個感測區塊、驅動單元以及多組走線。多個感測區塊以彼此分隔且陣列排布的方式設置於顯示區中。每一感測區塊的形狀為矩形且由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成。驅動單元設置於周邊區中。多組走線沿第一方向延伸，且每一組走線電性連接於對應的感測區塊與驅動單元。

Description

內嵌式觸控顯示面板

本發明是有關於一種觸控顯示面板，且特別是有關於一種內嵌式觸控顯示面板。

內嵌式觸控顯示面板一般會將經切割的共用電極層作為觸控感測電極，以感測施加到所述內嵌式觸控液晶顯示面板的觸控位置。若欲感測該觸控位置經使用者的按壓程度（或者稱為該觸控位置所受的壓力），則通常需再設置一層壓力感測層，其將使得製程上的不便或成本增加。

本發明提供一種內嵌式觸控顯示面板，其在不增加額外的製程及構件的情況下可同時感測使用者的觸控位置以及按壓程度。

本發明的內嵌式觸控顯示面板具有顯示區以及周邊區。周邊區位於顯示區的至少一側。本發明的內嵌式觸控顯示面板包括多個感測區塊、驅動單元以及多組走線。多個感測區塊以彼此分隔且陣列排布的方式設置於顯示區中。每一感測區塊的形狀為矩形且由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成。驅動單元設置於周邊區中。多組走線沿第一方向延伸，且每一組走線電性連接於對應的感測區塊與對應的驅動單元。

在本發明的一實施例中，上述的多個感測電極的形狀包括矩形或方環形。

在本發明的一實施例中，上述的多個感測電極的數量大於或等於3。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括沿第一方向排列的n個感測電極1，且n大於1。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括沿第二方向排列的m個感測電極，第二方向與第一方向正交，且m大於1。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括沿第一方向排列的n個感測電極以及包括沿第二方向排列的m個感測電極，第二方向與第一方向正交，且m與n大於1。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括多個第一感測電極以及第二感測電極，且多個第一感測電極各自位於感測區塊的重心以及角落。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括第一感測電極以及多個第二感測電極，第一感測電極位於感測區塊的重心，且多個第二感測電極環繞第一感測電極。

在本發明的一實施例中，上述的每一感測區塊包括第一感測電極以及多個第二感測電極，第一感測電極位於感測區塊的重心，多個第二感測電極各自設置於第一感測電極的一側，且多個第二感測電極的至少一邊與第一感測電極的至少一邊部分重合。

基於上述，本發明藉由使每一感測區塊由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成，藉由偵測各感測電極產生的電壓變化來計算該些感測電極經按壓的面積，藉此從上述面積判斷出使用者的按壓程度。基於此，本發明的內嵌式觸控顯示面板可在不增加額外的製程以及構件的情況下另達成對壓力的感測。

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。

以下將參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。另外，實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為本發明的一實施例的內嵌式觸控顯示面板的剖面示意圖。圖2為本發明的一實施例的第一基板的俯視示意圖。圖3A為本發明的第一實施例的感測區塊的俯視示意圖。

請參照圖1，本實施例的內嵌式觸控顯示面板10包括第一基板100、第二基板200及顯示介質層300。第一基板100例如與第二基板200彼此面對地設置，且顯示介質層300例如設置於第一基板100與第二基板200之間。

請參照圖2，在一實施例中，第一基板100包括基底110、多個感測區塊120、驅動單元130以及多條走線140。從另一個角度來看，第一基板100例如具有顯示區10a以及周邊區10b。

第一基板100具有的基底110可例如為可撓性基底，其可為聚合物基底或塑膠基底，但本發明不限於此。在其他實施例中，第一基板100具有的基底110也可例如為剛性基底，其可為玻璃基底、石英基底或矽基底。

多個感測區塊120例如以彼此分隔且陣列排布的方式設置於顯示區10a中，以作為偵測觸控位置的用途。詳細地說，多個感測區塊120中的每一者彼此分離且電性獨立，且相鄰的感測區塊120之間具有狹縫G，狹縫G的寬度≧2微米。在一實施例中，每一感測區塊120的形狀為矩形，但本發明不以此為限。上述的多個感測區塊120可例如包括自容式感測電極，即，感測區塊120可經施加驅動電壓，當使用者按壓到特定的感測區塊120時，與使用者的手指對應的自容式感測電極的電壓產生變化，藉由偵測此電壓變化可以得知使用者觸控的位置處。

每一感測區塊120例如由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成，該些感測電極可具有相同的面積或不同的面積，以作為偵測按壓程度的用途。在一實施例中，每一感測區塊120包括的多個感測電極可彼此具有相同的形狀或不同的形狀。每一感測區塊120包括的多個感測電極可例如為矩形或方環形，但本發明不以此為限。在一實施例中，每一感測區塊120包括的多個感測電極可為3個或大於3個。此處需特別說明的是，儘管圖2示出每一感測區塊120包括4個感測電極（即，感測區塊120由4個矩形感測電極組成），其僅為示例而本發明不以此為限。感測區塊120具有的多個感測電極可例如為共用電極以作為顯示的用途，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，感測區塊120具有的多個感測電極也可僅用於作為偵測觸控位置的用途。

以圖3A所示的感測區塊120為例，每一感測區塊120包括沿第一方向D1排列的n個感測電極120a以及沿第二方向D2排列的m個感測電極120a ，且m與n大於1。在一實施例中，第一方向D1與第二方向D2正交。舉例來說，在一個包括25個感測電極的感測區塊120中（即，該感測區塊120例如包括沿第一方向D1排列的5個感測電極120a以及沿第二方向D2排列的5個感測電極120a），當使用者按壓該感測區塊120時，若使用者按壓到了該感測區塊120中的9個感測電極，經按壓的9個感測電極的電壓發生變化，之後同時偵測經按壓的9個感測電極的電壓變化可得到使用者觸控的位置。此外，除了可判斷使用者觸控的位置之外，還可藉由此9個感測電極的電壓變化大小來判斷使用者按壓的程度。詳細地說，可依序偵測經按壓的此9個感測電極的電壓變化來各別計算此9個感測電極經按壓的面積，並藉此來判斷使用者按壓的程度。感測電極120a的材料可例如是透明導電材料，舉例來說，感測電極120a的材料為氧化銦錫。

驅動單元130例如設置於周邊區10b中。在本實施例中，驅動單元130除了用於驅動顯示區10a內的畫素（未繪示）以顯示畫面外，其亦感測經由感測區塊120輸出的電壓變化，以判斷使用者觸控的位置以及按壓的程度。詳細地說，當本實施例的內嵌式觸控液晶顯示面板10在工作時，其具有的一幀（frame）的顯示時間包括顯示時段、觸控時段以及壓感時段，且該顯示時段、該觸控時段以及該壓感時段彼此不重疊。在顯示時段中，驅動單元130提供共用電壓給感測區塊120中的感測電極（此時作為共用電極來使用），並驅動顯示區10a內的畫素以顯示更新的畫面。在觸控時段中，驅動單元130感測感測區塊120中的感測電極的電壓變化，以確定使用者觸控的位置。在壓感時段中，驅動單元130依序感測感測區塊120中的感測電極的電壓變化，以計算感測電極經按壓的面積並判斷使用者按壓的程度。在一實施例中，顯示時段、觸控時段以及壓感時段以此次序存在於一幀的顯示時間中，但本發明不以此為限。

多組走線140例如沿第一方向D1延伸，且每一組走線140電性連接於對應的感測區塊120與對應的驅動單元130。以圖3A所示的感測區塊120為例，由於每一感測區塊120包括沿第一方向D1排列的n個感測電極120a以及沿第二方向D2排列的m個感測電極120b，因此，每一組走線140可具有m x n條走線，亦即，每一條走線140與一個感測電極電性連接，以接收由感測電極產生的訊號。多組走線140可例如包括透明的導電材料。

本實施例的第一基板100可更包括多個主動元件（未繪示）、多條掃描線（未繪示）、多條資料線（未繪示）以及多個畫素電極（未繪示），各主動元件可分別與第一基板100中對應的掃描線以及對應的資料線電性連接，但本發明不以此為限。各畫素電極可例如與感測區塊120中的感測電極形成電場以驅動液晶層的液晶分子旋轉，使得內嵌式觸控顯示面板10顯示畫面，但本發明不以此為限。

在本實施例中，藉由使每一感測區塊由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成，可在一幀的顯示時間內感測到施加到內嵌式觸控液晶顯示面板的觸控位置以及按壓程度。亦即，本實施例的內嵌式觸控液晶顯示面板可在不增加額外的製程以及構件的情況下達成對壓力的感測。

圖3B為本發明的第二實施例的感測區塊的俯視示意圖。圖3C為本發明的第三實施例的感測區塊的俯視示意圖。圖3D為本發明的第四實施例的感測區塊的俯視示意圖。圖3E為本發明的第五實施例的感測區塊的俯視示意圖。圖3F為本發明的第六實施例的感測區塊的俯視示意圖。

感測區塊120包括的感測電極的型態不以圖3A為限。如圖3B所示，每一感測區塊120包括沿第一方向D1排列的n個感測電極120a，其中n大於1。與圖3A不同的是，圖3B所示的感測區塊120並不包括沿第二方向D2排列的m個感測電極，基於此，其具有的感測電極的數量可較少而減低走線140的配置數量。類似地，如圖3C所示，每一感測區塊120包括沿第二方向D2排列的m個感測電極120a，其中m大於1。由於圖3C所示的感測區塊120並不包括沿第一方向D1排列的n個感測電極，基於此，其具有的感測電極的數量亦可較少而減低走線140的配置數量。

圖3D所示的感測區塊120包括多個第一感測電極120a以及第二感測電極120b。在本實施例中，多個第一感測電極120a各自位於感測區塊120的重心以及角落，且第二感測電極120b則位於其餘位置處。儘管圖3D所示的多個第一感測電極120a為五個，但應注意本發明不以此為限。舉例來說，可更包括各自設置於感測區塊120的每一邊的中央的四個第一感測電極120a。

圖3E所示的感測區塊120包括第一感測電極120a以及多個第二感測電極120b。在本實施例中，第一感測電極120a位於感測區塊120的重心，且多個第二感測電極120b環繞第一感測電極120a而設置。儘管圖3E所示的多個第二感測電極120b為兩個，但應注意本發明不以此為限。舉例來說，可包括環繞第一感測電極120a的兩個以上的第二感測電極120b。

圖3F所示的感測區塊120包括第一感測電極120a以及多個第二感測電極120b。在本實施例中，第一感測電極120a位於感測區塊120的重心，且多個第二感測電極120b各自設置於第一感測電極120a的一側。多個第二感測電極120b的至少一邊例如與第一感測電極120a的至少一邊部分重合。儘管圖3F所示的多個第二感測電極120b為四個，但應注意本發明不以此為限。舉例來說，在第一感測電極120a的一側可設置一個以上的第二感測電極120b。

在一實施例中，第二基板200為彩色濾光片基板。在第二基板200上例如設置有至少三個彩色濾光圖案，其可各自轉換出不同的顏色且分別對應子畫素（例如：不同顏色的子畫素）設置。在一實施例中，彩色濾光圖案轉換出的不同顏色例如可為三原色，其例如可為紅色、綠色以及藍色，但本發明不以此為限。第二基板200可更包括基底（未繪示）、黑矩陣（未繪示）以及共用電極（未繪示），但本發明不以此為限。第二基板200具有的基底可與第一基板100具有的基底110相同或不同，其已詳述於前述實施例中，於此不再贅述。

框膠（未繪示）例如設置於第一基板100與第二基板200之間。從另一個角度來看，框膠設置於內嵌式觸控顯示面板10的周邊區10b中。框膠可例如包括複數個框膠間隔物（未繪示）。舉例來說，框膠例如為具有特定尺寸的導電粒子或具有特定形狀的間隔物，但本發明不以此為限。框膠可例如是藉由照射紫外光後經固化而形成，並用於接合第一基板100與第二基板200。

在一實施例中，顯示介質層300填充於由框膠、第一基板100與第二基板200形成的容置空間中。從另一個角度來看，顯示介質層300設置於內嵌式觸控顯示面板10的顯示區10a中。顯示介質層300可包括非自發光材料，例如：液晶分子、電泳顯示介質或是其它可適用的介質為範例。當顯示介質層300採用非自發光材料時，內嵌式觸控顯示面板10可包含其他背光光源（未繪示）。在另一些實施例中，顯示介質層300可包括自發光材料，例如：無機材料、有機材料或前述材料的組合。在本實施例中，顯示介質層300為液晶分子。所述液晶分子較佳地為可被垂直電場轉動或切換的液晶分子或者是可被橫向電場轉動或切換的液晶分子，但本發明不以此為限。

綜上所述，本發明藉由使每一感測區塊由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成，該些感測電極的每一者經使用者按壓後產生的電壓變化可經感測，藉由偵測各感測電極產生的電壓變化來計算該些感測電極經按壓的面積，基於此，其可在一幀的顯示時間內感測到施加到內嵌式觸控液晶顯示面板的觸控位置以及按壓程度。亦即，本實施例的內嵌式觸控液晶顯示面板可在不增加額外的製程以及構件的情況下達成對壓力的感測。

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。

10:內嵌式觸控顯示面板 10a:顯示區 10b:周邊區 100:第一基板 110:基底 120:感測區塊 120a:第一感測電極 120b:第二感測電極 130:驅動單元 140:走線 200:第二基板 300:顯示介質層 D1:第一方向 D2:第二方向 G:狹縫

圖1為本發明的一實施例的內嵌式觸控顯示面板的剖面示意圖。 圖2為本發明的一實施例的第一基板的俯視示意圖。 圖3A為本發明的第一實施例的感測區塊的俯視示意圖。 圖3B為本發明的第二實施例的感測區塊的俯視示意圖。 圖3C為本發明的第三實施例的感測區塊的俯視示意圖。 圖3D為本發明的第四實施例的感測區塊的俯視示意圖。 圖3E為本發明的第五實施例的感測區塊的俯視示意圖。 圖3F為本發明的第六實施例的感測區塊的俯視示意圖。

10a:顯示區

10b:周邊區

100:第一基板

110:基底

120:感測區塊

130:驅動單元

140:走線

D1:第一方向

D2:第二方向

G:狹縫

Claims (8)

1. 一種內嵌式觸控顯示面板，具有顯示區以及位於所述顯示區的至少一側的周邊區，包括：多個感測區塊，以彼此分隔且陣列排布的方式設置於所述顯示區中，其中每一感測區塊的形狀為矩形且由具相同形狀或不同形狀的多個感測電極組成；驅動單元，設置於所述周邊區中；以及多組走線，沿第一方向延伸，其中每一組走線電性連接於對應的感測區塊與所述驅動單元，其中每一感測區塊包括：第一感測電極，位於所述感測區塊的重心以及角落；以及至少一個第二感測電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中所述多個感測電極的形狀包括矩形或方環形。
3. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中所述多個感測電極的數量大於或等於6。
4. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中每一感測區塊包括：沿所述第一方向排列的n個感測電極，其中n大於1。
5. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中每一感測區塊包括：沿第二方向排列的m個感測電極，其中m大於1，其中所述第二方向與所述第一方向正交。
6. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中每一感測區塊包括：沿所述第一方向排列的n個感測電極；以及沿第二方向排列的m個感測電極，其中m與n大於1，其中所述第二方向與所述第一方向正交。
7. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中每一感測區塊包括：多個所述第二感測電極，環繞所述第一感測電極。
8. 如申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示面板，其中每一感測區塊包括：多個所述第二感測電極，各自設置於所述第一感測電極的一側，其中所述多個第二感測電極的至少一邊與所述第一感測電極的至少一邊部分重合。

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