TWM256560U - Touch sensitive display device - Google Patents

Description

M256560 捌、新型說明： 【創作所屬之技術領域】 本創作關於一種具有多像素之觸感 以祐+ n 仏”肩示裝置，及具有用 乂知加驅動電壓至該像素之構件。 【先前技術】 例如，顯示裝置是一種液晶顯示裝 、乂 @ m丄 夏。液晶顯示裝置廣 泛應用在電腦業及手持裝置，範圍由 ”、 ,± ^ ^ 图由仃動電話及價格標籤 至旱上型電腦及個人電腦記事本。 -^ 與觸控裝置（如，指 不筆）的組合已廣泛應用，而亦產生 A ,,,, Α 、、頌不螢幕用以提供輪 入構件的需求。 月(J案USP 5,777,5 96描述一種觸感夜曰 _ 4，從日日顯示裝置，其允許 糟由只以指頭，指示筆或筆接 ~丨 安觸硝不螢幕輸入相關裝置 (例，電腦）。該裝置持續性比較液晶一 士 平乂 /仗日日顯不凡件（像素）之充電 日守間與參考值，及使用比較結果判定接觸的元件。 該觸感-液日日日顯示裝置的問題之_是感測後再儲存正相 影像。這是由於閃爍線是用以表現二極端狀態間之列中所 有像素之切換的事實。當閃爍線觸及某列時，可藉由測量 像素的改變時間偵測接觸。測量後，會施加適當的電壓至 像素以顯示正確的影像。以相同方式，在前案usp5,777,596 _藉由閃_方式感測。然而，此樣的閃爍在顯示 器（人工製品）上是可察見的。 再者，右使用反射顯示裝置，内部DC偏壓會表覌藉以用 於寫入奇或偶訊框的充電差異。在DC_驅動方法（低電源液 曰曰”、、員示器電/永顯示态）中，不會發生反轉，故全然無法使

O:\90\90531.DOC M256560 用此万法。 提供閃爍信號的問題可藉由、 份用以監視像素之電特 式（間隔物）成為旬 + — 、丨生的忒構件而解決。兮+ 琶谷的，（非線性）有電阻的或屡 、〜电特性是具 的間隔物絲毫未擠壓而擠壓：：&而’當因局部薄 電阻填入具有相同高 ；;、"日”需要(例)(非線性: 觸、1 ^ 隔物的架構以確保產生電接 觸。廷樣的處理是複雜的，及 兒接 會永遠足夠。 、'、态之所有點的觸感不 【創作内容】 囊括種種而言，本創作的 到作的目的即要克服以上缺點。 因此’根據本創作的觸残顯干绽 a .，、、貞不裝置包括一含觸感材料的 層，觸感顯示裝置具有用於$目兮總$ α丨丨 凰視忒觸感材料層之電特徵及域 測該電特徵之改變的構件。 心 藉由令一層與壓感特徵（例，非線性電阻，如可藉由量子 通道合成_物或壓電層的構件實行）併入顯示架構，則顯示架 構本身本質上會變得具有觸感。 以此構件，可避免用於架構間隔物的需求，而整個顯示 區域是觸感的，會增加觸感性及使觸感顯示可應用於可撓 式及即使可損壞的顯示應用。再者，當壓感層夹在二光學 薄膜（妨礙薄膜，極化薄膜，等）之間時，該薄膜位於顯示格 之如或顯示格與光學層之一之間，會因裝置之前的空氣-基 板介面而導致前螢幕效能的劣化，而避免光線的折射及反 射。 【實施方式】

O:\90\90531 DOC M256560 圖1是本創作所廉用少細a日=_ # α之觸感顯不衮置1的部份等效雷 圖。在一可行實施例（一 頒i的驅動核式，稱之被動模式 中包括一含像素8的矩陳，甘益山芳丨斗、e£ 、八） ]矩卩皁，其猎由列或選擇電極7與行 料電極6的交叉區域而只— 貝 、 —界疋。列黾極會連續藉由列驅動器4 的方式遥擇’而行電極會ό資 曰、，、工貝枓暫存杰5以資料提供。因 此’會首先處理輸入的資料2， 貝卄ζ右必要的話，在處理器3中。 列驅動器4與資料暫存器5間之互相同步會經驅動線9實行。 在另-可行實施例（另—類型的驅動模式，稱為主動模式） 中，來自列驅動器4的信號會經薄膜電晶體（tft)i〇選擇圖 像電極’該電晶體之閘電極會電連接至列電極7,及源極電 極會電連接至行電極。出現在行電極6的信號會經TFT傳輸 至像素8的圖像電極，其耗合至汲極電極。其他圖像電極會 連接至（例）一（至少一）共同計數器電極。圖1中，只有一薄 膜電晶體（TFT)IO只繪示作為範例。 圖2顯示觸感液晶裝置的部份剖面，該裝置具有一底基板 π及一上基板12,該二基板之間具有一液晶層13。觸感液 晶裝置在底基板Η上及其他基板12上具有（未示）圖像電 極。此範例之顯示裝置更包括一極化器14，一分析儀15, 月光采構1 8，及在此特定範例中，更有一光學層16，例 如，一四分之一 λ板及一保護層1 7。 根據本創作會提供具有壓感特徵的架構或層19，在此特 定Ι&例中，會位於底基板11與極化器丨4之間。本範別中， 壓感架構或層19具有壓感粒子22，其與間隔物粒子21 一起 位於透明導電層20(例，氧化銦錫）之間。

O\90\9053l.DOC M256560 :壓感粒子22的合適材料類型會藉由量子通道合成物 ，而形成。QTC是聚合物合成物，其具有沈積 中的導電粒子。導電粒子星有， …、冓 /、有树大。该粒子會間隔分散且 不會形成實質導電路徑。鈇而， …、而，材枓上的張力或壓力會人 粒子更彼此靠近。粒子的办 9 ^ 的工間分隔會藉由樹突的出現而減 ^、。在某一負載點’粒子的办八rr-入 t的二間分隔會足夠靠近以令電子 可由一粒子經樹突跳躍至另-粒子。然而，來自二不同粒 子的樹突仍會彼此接觸。電子的量子通道活動整體上“ 材料的電阻快速降低。非線性反應會產生—轉變點，其| 材料的電阻突然由1012改變至1〇_11}。 因此，QTC是壓/力感切換材料，其切換特質可比得上機 械切換的。再者’其可鑄成不同形狀且可與其他聚合物混 合。 在本範例之二透明導電層20之間，會設置有普通聚合物 非導電球面間隔物2丨與壓/力感（QTC)間隔物22的混合物。 普通聚合物間隔物21可避免QTC間隔物22過度負載及變成 具塑性。普通聚合物間隔物的另一功用是確保上、下層川 之間不會縮短。QTC間隔物22的直徑較佳不大於普通聚合 物間隔物2 1的大小。 然而，感測層可以是可壓縮黏合材料的混合物，如聚矽 氧橡膠與導電球面間隔物混合，其具有小於壓縮聚矽氧橡 膠層之厚度的直徑。 因此在本範例中，架構或層19本質上會變成觸感。其表 現在圖3a，壓感架構或層19的等效電路圖以可變電阻23的

O:\90\9053I.DOC M256560 方式表示。圖3及4顯示上盥 、下屯極間之阻抗的監視方法。 如圖3a所示，當未施加壓力 地、匕卜 上興下電極間之阻抗合 接近無限大，而電壓源25的V H & 曰 J vread會選擇為接近零。 旦接觸壓感測架構或層1 Q g士 ，，電阻值的急速下降即指 不接觸仃為。壓力量可藉由測量壓减 ^,ϊ ^ ^ ^ 匕—匕^里1饮木構或層19的阻抗而 判定。該電阻值為\rc 在圖3中以電阻26表示 、接著m統會藉由做用_電極2G作為探針的方式而 進行伯心座標。如圖3b&3e所示，電壓％會施加至電極 的邊緣無_是直接地或經彼此絕緣的低阻抗條Μ，如 ’屬彳方向（y)，若像素具有高度ii，貝彳y位置可表示

V 其中Rread疋t買出電阻 為

Vs read

YrKead

XQTC 其中VT是接觸時的QTC間隔物層電壓。而 ~~~ 5 可 3^.出 少.(及 OTr + 及 rrv"»i )

Vr^

QTC -Η · 。相同地 ^ …I ysJl 勹口 ” 在另一方向（X)，若像素具有寬度w : 位置可表示為 r = Vread\RQTC + RITO\) ^ 感測系統以校正步驟31 (圖4)開始，其中％值會校正（例， VS(0，H)及％(1〇)與％(〇,〇)一起，後者通常是地線）。接著， 右必要，感測系統導通（步驟32)後，會進入接觸偵測模式（步 驟33)。接著，感測系統會藉由使用一電極2〇作為探針的方 式進行偵測x-y座標。接觸行為的指示會藉由測量壓力量而 判定（例，圖3a中，藉由測量壓感架構或層19的阻抗）。若存 在某壓力量（一類型的臨限值，若必要可調整，步驟34)，則 感測系統會藉由使用圖3b及3c的方式進行偵測x-y座標（步 驟3 6) ’且回到接觸偵測模式（箭頭37)。若存在的壓力量太 O:\90\90531.DOC -10- M256560 小’則感測系統會即刻回到接觸偵測模式（箭頭35)。 如圖5所示，壓感層亦會存在於顯示裝置之前的二光學薄 膜之間（在此狀況中為一妨礙薄膜16及一極化器15，但其他 頒型的光學薄膜，如鏡層，反射及透射層亦可行）。壓减屑 亦可存在於顯示裝置之基板13與一光學層之間。在此狀況 中，在顯示格之前不會使用額外的薄膜，且在螢幕前折射 及反射光線的空氣•基板介面數量會減少。 本創作範圍未限於上述的實施例，且本創作亦可應用在 其他的顯示裝置’例如’發射，電致變色及電濕性顯示器。 然而，圖2所示的普通聚合物間隔物21不一定存在。。 或者’可使用可撓式基板(合成材料)(耐用顯示器，耐用 電子裝置）。 本創作具有每-個新穎的特徵及其組合。中請專利範圍 的參考號碼不限制其範圍。包括—詞的使用及其相關詞含 有申請專利範圍内所陳述的存在元件。元件前加上一亦表 示存在複數個元件。 ^ 【圖式簡單說明】 本創作的種種觀點會參考下文所述實施例而描述。 圖式中： 圖1示意性顯示觸感（液晶）顯示裝置， 圖2顯示根據本創作之自 户 < 觸感（液晶）顯示裝置的部份剖面 圖，而 圖3及4顯示判定根據本貪 標原則，及 作之觸感（液晶）顯示裝 置的座

O:\90\9053l.DOC M256560 圖5顯示根據本創作之觸感（液晶）顯示裝置的另一實施 例。 圖示及繪圖未依比例顯示。對應元件通常會標示相同的 參考符號。 【圖式代表符號說明】 1 觸感顯示裝置 2 資料 3 處理器 4 列驅動器 5 資料暫存器 6 貧料電極 7 選擇電極 8 像素 9 驅動線 10 薄膜電晶體 11 底基板 12 上基板 13 液晶層 14 極化器 15 分析儀 16 光學層 17 保護層 18 背光架構 19 觸感層 O:\90\9053 i DOC -12- M256560 20 透明導電層 21 間隔物粒子 22 壓感粒子 23 可變電阻 24 低阻抗條 25 電壓源 26 電阻 O:\90\90531.DOC -13 -

Claims (1)

1. M256560 玖、申請專利範園： 1. /、有夕像素(8)之觸感顯示裝置⑴，及具有用以施加 驅動電壓至該像素之構件(3,4,5)，顯示裝置包括一含 Μ # #之層（19) ’觸感顯示裝置具有構件（25，26)，其 用以監視該觸感材料材之電特性，及用以感測該電特性 之改變。 2·如申請專利範圍第1項之觸感顯示裝置，其中觸感層(19) 至少具有一非線性電阻之部份。 3. 如申請專利範圍第i項之觸感顯示裝置，其中觸感層（19) 包括量子通道或壓電合成物。 4. 如申請專利範圍第3項之觸感顯示裝置，其中觸感層⑽ 包括量子通道合成部份（22)。 5. 如申請專利範圍第！項之觸感顯示裝置，其中觸感層（⑼ 存在於顯示裝置之基板（丨1，12)與裝置之另一光學層 ，15，16)之間。 6. 如申請專利範圍第1項之觸感顯示裝置，其中觸感層存在 於裝置之二光學層（14，15，16)之間。 7·如申請專利範圍第5或6項之觸感顯示裝置，光學層係以 下群組之一，群組包括··極化器，妨礙層，定向層，四 分之一 λ層，鏡層，鏡層與反射或透射層。 O:\90\9053I.DOC