專利名稱：觸控式面板與顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控式面板，尤指一種具有外力警示感測(cè)元件(warning sensor)的觸控式面板。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今各式消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)中，個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistant, PDA)、移動(dòng)電話(mobile Phone)及筆記本電腦(notebook)等可
攜式電子產(chǎn)品皆已廣泛使用觸控式面板(touchpanel)作為使用者與電子裝置 間的數(shù)據(jù)溝通介面工具。由于目前電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)皆以輕、薄、短、小為方向， 因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上希望能節(jié)省如按鍵、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等傳統(tǒng)輸入裝置的設(shè)置空間， 尤其在講求人性化設(shè)計(jì)的平板電腦需求的帶動(dòng)下，搭配觸控式面板的顯示裝置 已逐漸成為各式電子產(chǎn)品的關(guān)鍵零組件之一。
一般觸控式面板的操作原理為經(jīng)手指按壓面板表面，使按壓點(diǎn)發(fā)生電壓變 化，通過(guò)電壓的變化量即可計(jì)算出按壓點(diǎn)的位置，并將代表此位置的輸入信號(hào) 通過(guò)導(dǎo)電材料傳遞出去。然而，若使用者在按壓觸控式面板時(shí)施加了過(guò)大的外 力，可能會(huì)造成觸控式面板內(nèi)部感測(cè)元件的破壞，導(dǎo)致觸控功能發(fā)生錯(cuò)誤，甚 至可能會(huì)損壞觸控式面板。因此，如何有效避免使用者在操作觸控式面板時(shí)因 施加過(guò)大外力而造成觸控式面板的損壞或感測(cè)錯(cuò)誤，仍為業(yè)界需要致力解決的 問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一，在于提供一種具有外力警示感測(cè)元件的觸控式面 板，以改善上述公知使用者施加過(guò)大壓力而影響觸控式面板的操作效能等問(wèn) 題。
根據(jù)本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍，本發(fā)明提供一種觸控式面板，其包括互相平 行相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、至少一觸控感測(cè)元件以及至少一警示感測(cè)元件。觸控感測(cè)元件包括觸控感測(cè)上電極與觸控感測(cè)下電極，分別設(shè)于上基板的 下表面與下基板的上表面，且觸控感測(cè)下電極對(duì)應(yīng)于觸控感測(cè)上電極。觸控感 測(cè)上電極與觸控感測(cè)下電極之間具有第一感測(cè)間隙。警示感測(cè)元件包括警示感 測(cè)上電極與警示感測(cè)下電極，分別設(shè)于上基板的下表面與下基板的上表面，且 警示感測(cè)下電極對(duì)應(yīng)于警示感測(cè)上電極。警示感測(cè)上電極與警示感測(cè)下電極之 間具有第二感測(cè)間隙，且第二感測(cè)間隙大于第一感測(cè)間隙。當(dāng)施加于本發(fā)明觸
控式面板的外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，警示感測(cè)上電極會(huì)與警示感測(cè)下電極相接 觸，使得警示感測(cè)元件輸出一讀取信號(hào)，表示該外力過(guò)大。
根據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的專利范圍，本發(fā)明另提供一種顯示裝置，其包括觸控式 顯示面板、讀取電路單元以及警示電路單元。觸控式顯示面板包括互相平行相 對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、至少一觸控感測(cè)元件以及至少一警示感測(cè)元件。觸 控感測(cè)元件包括觸控感測(cè)上電極設(shè)于上基板的下表面以及觸控感測(cè)下電極，對(duì) 應(yīng)于觸控感測(cè)上電極而設(shè)于下基板的上表面。觸控感測(cè)上電極與觸控感測(cè)下電 極之間具有第一感測(cè)間隙。警示感測(cè)元件包括警示感測(cè)上電極設(shè)于上基板的下 表面以及警示感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于警示感測(cè)上電極而設(shè)于下基板的上表面。警 示感測(cè)上電極與警示感測(cè)下電極之間具有第二感測(cè)間隙，且第二感測(cè)間隙大于 第一感測(cè)間隙。當(dāng)施加于觸控式面板的外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，警示感測(cè)上電極 會(huì)與警示感測(cè)下電極相接觸，使得警示感測(cè)元件輸出一讀取信號(hào)。此外，讀取 電路單元用于接收讀取信號(hào)，并輸出一反饋信號(hào)，而警示電路單元在接收反饋 信號(hào)后，會(huì)控制觸控式顯示面板發(fā)出提示該外力過(guò)大的一警示信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍，又另提供一種內(nèi)嵌式(in-cell)觸控面板， 其包括互相平行相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、設(shè)于上、下基板之間的顯示材料 層、多個(gè)像素結(jié)構(gòu)、至少一觸控感測(cè)元件以及至少一警示感測(cè)元件。其中，下 基板包括一顯示區(qū)域，而像素結(jié)構(gòu)設(shè)于顯示區(qū)域內(nèi)。各像素結(jié)構(gòu)分別包括柵極 線、數(shù)據(jù)線以及薄膜晶體管(thin film transistor, TFT)，柵極線與數(shù)據(jù)線設(shè) 于下基板表面，而薄膜晶體管電性連接于柵極線與數(shù)據(jù)線。觸控感測(cè)元件包括 觸控感測(cè)上電極以及觸控感測(cè)下電極，其中觸控感測(cè)上電極設(shè)于上基板的下表 面，而觸控感測(cè)下電極對(duì)應(yīng)于觸控感測(cè)上電極而設(shè)于下基板的上表面，且觸控 感測(cè)上電極與觸控感測(cè)下電極之間具有第一感測(cè)間隙。警示感測(cè)元件包括警示 感測(cè)上電極與警示感測(cè)下電極，其中警示感測(cè)上電極設(shè)于上基板的下表面，而警示感測(cè)下電極對(duì)應(yīng)于警示感測(cè)上電極而設(shè)于下基板的上表面，警示感測(cè)上電 極與警示感測(cè)下電極之間具有第二感測(cè)間隙，且第二感測(cè)間隙大于第一感測(cè)間 隙。當(dāng)施加于該內(nèi)嵌式觸控面板的外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，警示感測(cè)上電極會(huì)與 警示感測(cè)下電極相接觸，使得警示感測(cè)光件輸出一讀取信號(hào)，表示該外力過(guò)大。 由于本發(fā)明觸控式面板包括有警示感測(cè)元件，該警示感測(cè)元件能在按壓外 力過(guò)大時(shí)被開(kāi)啟而輸出讀取信號(hào)，以進(jìn)一步提醒使用者需減小施加外力，進(jìn)而 避免觸控式面板因外力過(guò)大而損壞。


圖1為本發(fā)明顯示裝置的第一實(shí)施例的俯視示意圖2為圖1所示觸控式面板的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明顯示裝置的第二實(shí)施例的俯視示意圖4為圖3所示一像素區(qū)的等效電路示意圖5為本發(fā)明顯示裝置的第三實(shí)施例的元件布局示意圖6為圖5所示觸控式面板的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明顯示裝置顯示警示信號(hào)的一實(shí)施例的示意圖8為本發(fā)明顯示裝置的第四實(shí)施例的元件布局示意圖9為本發(fā)明顯示裝置的第五實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)等效電路示意圖10為本發(fā)明顯示裝置的第六實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)等效電路示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
10顯示裝置
14上基板
18觸控區(qū)域
22顯示材料層
26觸控感測(cè)元件
30讀取電路單元
32a第一信號(hào)讀取線
34信號(hào)選擇線
38觸控感測(cè)下電極
12 觸控式面板
16 下基板
20 周邊電路區(qū)域
24 警示感測(cè)元件
28 選擇電路單元
32 信號(hào)讀取線
32b 第二信號(hào)讀取線
36 觸控感測(cè)上電極
40 觸控電極支撐部42警示感測(cè)上電極44警示電極支撐部
46警示感測(cè)下電極48第一光阻間隔物
50第二光阻間隔物52柵極線電路單元
54數(shù)據(jù)線電路單元56柵極線
58數(shù)據(jù)線60顯示區(qū)域
62像素區(qū)64像素晶體管
66信號(hào)讀取晶體管68液晶電容
70警示電路單元72、72'按壓指令線
74像素電極76面板支撐元件
76a支撐結(jié)構(gòu)76b下支撐結(jié)構(gòu)
78輔助支撐元件78a上輔助支撐結(jié)構(gòu)
78b下輔助支撐結(jié)構(gòu)80共用電極
82感測(cè)信號(hào)讀取線84觸控讀取電路單元
86警示信號(hào)讀取線88警示讀取電路單元
90圖案化透明導(dǎo)電層
Hl、H2光阻間隔物或支撐部的厚度
PI第一感測(cè)間隙P2第二感測(cè)間隙
P3支撐間隙Sc控制信號(hào)
Sf反饋信號(hào)
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的精神，在觸控式面板內(nèi)設(shè)置警示感測(cè)元件，當(dāng)施加于觸控式 面板表面的外力過(guò)大時(shí)，會(huì)開(kāi)啟警示感測(cè)元件，因而產(chǎn)生一讀取信號(hào)或警示信 號(hào)，再配合其他控制單元進(jìn)行一警示機(jī)制，向使用者發(fā)出警訊，便可避免使用 者繼續(xù)施加過(guò)大的外力而導(dǎo)致觸控式面板的損壞。
請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明顯示裝置10的第一實(shí)施例的俯視示意圖。本 發(fā)明顯示裝置10包括觸控式面板12，其可為外貼于顯示面板表面的面板，在 其他實(shí)施例中，觸控式面板12亦可為內(nèi)嵌式(in-cell)觸控面板，亦即為觸控 式顯示面板。本實(shí)施例的觸控式面板12包括上基板14與下基板16，兩者互 相平行相對(duì)，且上基板14與下基板16的重疊區(qū)域定義為觸控區(qū)域18，而下基板16未被上基板14所覆蓋的區(qū)域定義為周邊電路區(qū)域20。觸控式面板12 另包括至少一觸控感測(cè)元件26以及至少一警示感測(cè)元件24，觸控感測(cè)元件26 跟警示感測(cè)元件24結(jié)構(gòu)近似。在較佳實(shí)施例中，觸控式面板12包括多個(gè)觸控 感測(cè)元件26與多個(gè)警示感測(cè)元件24，分布設(shè)于觸控區(qū)域18內(nèi)。觸控式面板 12另包括多條信號(hào)讀取線(readout line) 32與多條信號(hào)選擇線(selecting line) 34，互相交錯(cuò)設(shè)置，而各觸控感測(cè)元件26與各警示感測(cè)元件24分別電性連接 于一信號(hào)讀取線32與一信號(hào)選擇線34。
再者，本發(fā)明顯示裝置10另包括選擇電路單元28與讀取電路單元30， 較佳設(shè)于觸控式面板12上，例如設(shè)于周邊電路區(qū)域20內(nèi)。然而，在其他實(shí)施 例中，選擇電路單元28與讀取電路單元30可設(shè)于其他外接的電路板，再通過(guò) 該電路板而電性連接于觸控式面板12上的觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件 24。由于信號(hào)讀取線32與信號(hào)選擇線34分別電性連接于讀取電路單元30與 選擇電路單元28，因此當(dāng)觸控感測(cè)元件26或警示感測(cè)元件24受外力觸控或 施壓而導(dǎo)通開(kāi)啟時(shí)，會(huì)分別產(chǎn)生一讀取信號(hào)，例如一直流電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào) 讀取線32傳輸至讀取電路單元30。不同的是，觸控感測(cè)元件24所產(chǎn)生的讀 取信號(hào)用來(lái)作為觸控指令，而警示感測(cè)元件26所產(chǎn)生的讀取信號(hào)用來(lái)使讀取 電路單元30或其他控制單元產(chǎn)生警示信號(hào)。在本實(shí)施例中，觸控感測(cè)元件26 與警示感測(cè)元件24互相穿插設(shè)置于觸控式面板12中，且位于同一直行的觸控 感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24皆共用同一信號(hào)讀取線32，而位于同一橫列 的觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24則共用相同的信號(hào)選擇線34。然而， 在其他實(shí)施例中，觸控感測(cè)元件24與警示感測(cè)元件26的排列方式并不限于圖 1所示者，例如觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24可個(gè)別排列成多條僅包括 單一種感測(cè)元件的直行或橫列，互相相鄰并排，因此，觸控感測(cè)元件26與警 示感測(cè)元件24可能不會(huì)共用相同的信號(hào)讀取線32或信號(hào)選擇線34。再者， 警示感測(cè)元件24的數(shù)量也可較少于觸控感測(cè)元件26，例如每?jī)蓚€(gè)以上的觸控 感測(cè)元件26才搭配一警示感測(cè)元件24設(shè)于其鄰近處。
請(qǐng)參考圖2，圖2為圖1所示觸控式面板12的部分剖面示意圖。觸控感 測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24設(shè)于上、下基板14、 16之間，其中觸控感測(cè)元 件26包括觸控感測(cè)上電極36與觸控感測(cè)下電極38，分別設(shè)于上基板14的下 表面與下基板16的上表面，且互相垂直對(duì)應(yīng)相對(duì)。此外，上基板14的下表面
10另包括觸控電極支撐部40，設(shè)于觸控感測(cè)上電極36與上基板14之間，其具 有第一厚度Hl，且觸控感測(cè)上電極36與觸控感測(cè)下電極38之間具有第一感 測(cè)間隙Pl。另一方面，警示感測(cè)元件24包括警示感測(cè)上電極42與警示感測(cè) 下電極46，分別設(shè)于上基板12的下案面與下基板14的上表面，兩者亦互相 垂直相對(duì)。在警示感測(cè)上電極42與上基板14之間設(shè)有警示電極支撐部44， 其具有第二厚度H2。此外，警示感測(cè)上電極42與警示感測(cè)下電極46之間具 有第二感測(cè)間隙P2。在較佳實(shí)施例中，觸控電極支撐部40與警示電極支撐部 44可分別由圖案化的光阻間隔物(photoresist spacer)所構(gòu)成。由圖2可知， 第一厚度H1明顯大于第二厚度H2，因此觸控感測(cè)上電極36較警示感測(cè)上電 極42更接近下基板16，亦即第一感測(cè)間隙P1小于第二感測(cè)間隙P2。在較佳 實(shí)施例中，第二感測(cè)間隙P2為第一感測(cè)間隙Pl的約1.1至約10倍之間，且 較佳為約1.2至約5倍之間。在此設(shè)計(jì)下，當(dāng)外力施加在觸控式面板12表面 時(shí)，會(huì)使觸控感測(cè)上電極36較容易被下壓而接觸到觸控感測(cè)下電極38，因而 產(chǎn)生觸控感測(cè)信號(hào)。另一方面，當(dāng)施加在觸控式面板12的外力達(dá)到一預(yù)定強(qiáng) 度而使得上基板14被下壓變形得更厲害時(shí)，第二感測(cè)間隙P2較大的警示感測(cè) 元件24仍然會(huì)被開(kāi)啟，亦即警示感測(cè)上電極44仍會(huì)因下壓而接觸警示感測(cè)下 電極46而產(chǎn)生讀取信號(hào)，通過(guò)信號(hào)讀取線'32傳送至讀取電路單元30。因此， 通過(guò)設(shè)計(jì)警示感測(cè)元件24的第二感測(cè)間隙P2較大于觸控感測(cè)元件26的第一 感測(cè)間隙Pl，便可達(dá)到對(duì)過(guò)大外力提供感測(cè)與警示的功能。
請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明顯示裝置的第二實(shí)施例的俯視示意圖，.為簡(jiǎn)化 說(shuō)明，與前一實(shí)施例重復(fù)的元件以相同的元件符號(hào)表示。本發(fā)明顯示裝置10 包括一觸控式面板12，其較佳為內(nèi)嵌式觸控面板，亦即為整合了觸控式功能 的觸控式顯示面板。觸控式面板12包括上基板14與下基板16，兩者互相平 行相對(duì)，且上基板14與下基板16的重疊區(qū)域定義為顯示區(qū)域60，而下基板 16邊緣未被上基板14所覆蓋的區(qū)域定義為周邊電路區(qū)域20。由于觸控式面板 12為內(nèi)嵌式觸控面板，因此其可為液晶顯示面板、有機(jī)發(fā)光顯示面板、等離 子顯示面板以及電泳顯示面板等平面顯示面板，但不限于此。因此，上基板 14與下基板16可分別當(dāng)作一般液晶顯示面板中的彩色濾光片玻璃基板與陣列 玻璃基板，而設(shè)于上基板14與下基板16之間的顯示材料層(圖未示)為液晶 層。顯示裝置10另包括讀取電路單元30、柵極線電路單元52以及數(shù)據(jù)線電路單元54，較佳設(shè)于周邊電路區(qū)域20。此外，下基板16表面設(shè)置有多條信號(hào) 讀取線32、柵極線56以及數(shù)據(jù)線58，分別電性連接于讀取電路單元30、柵 極線電路單元52以及數(shù)據(jù)線電路單元54。其中，柵極線56垂直于信號(hào)讀取 線35與數(shù)據(jù)線58，而與數(shù)據(jù)線58定義出多個(gè)呈矩陣排列的像素區(qū)62。在本 實(shí)施例中，各警示感測(cè)元件24分別電性連接于柵極線56與信號(hào)讀取線32， 因此柵極線56取代了第一實(shí)施例中的信號(hào)選擇線34。
請(qǐng)參考圖4，圖4為圖3所示一像素區(qū)62的像素結(jié)構(gòu)的等效電路示意圖。 觸控式面板12表面包括有多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，設(shè)于每一像素區(qū)62，且各像素結(jié)構(gòu) 包括一柵極線56、 一數(shù)據(jù)線58、至少一液晶電容68以及一像素晶體管64， 其較佳為薄膜晶體管。其中像素晶體管64的柵極、源極與漏極分別電性連接 于柵極線56、數(shù)據(jù)線58以及液晶電容68的上電極，而液晶電容68的下電極 則電性連接于觸控式面板12的共用電極CE。此外，警示感測(cè)元件24與觸控 感測(cè)元件26亦可選擇性設(shè)于像素區(qū)62中。因此，當(dāng)警示感測(cè)元件24設(shè)于一 像素區(qū)62時(shí)，該像素區(qū)62另包括信號(hào)讀取晶體管66，其源極電性連接于警 示感測(cè)元件24的警示感測(cè)下電極，柵極與漏極分別電性連接于柵極線56與信 號(hào)讀取線32，而警示感測(cè)元件24的警示感測(cè)上電極則電性連接于共用電極 CE。
值得注意的是，圖3雖然顯示出每一像素區(qū)62會(huì)設(shè)有一警示感測(cè)元件24 或一觸控感測(cè)元件26，然而觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24的分布狀況 并不限于圖3所示者，例如可每隔三個(gè)以上的像素區(qū)62才設(shè)置一警示感測(cè)元 件24。此外，數(shù)據(jù)線電路單元54、柵極線電路單元52與讀取電路單元30的 設(shè)置位置與彼此間的相對(duì)位置亦不限于圖3中的配置，例如數(shù)據(jù)線電路單元 54與讀取電路單元30可設(shè)于顯示區(qū)域60的同一側(cè)，或者由同一驅(qū)動(dòng)電路芯 片來(lái)整合設(shè)置。
請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明顯示裝置的第三實(shí)施例的元件布局示意圖，本 實(shí)施例的柵極線56亦取代信號(hào)選擇線而電性連接于警示感測(cè)元件24與觸控感 測(cè)元件26，且警示感測(cè)元件24與觸控感測(cè)元件26位于不同的直行中，因此 不會(huì)共用信號(hào)讀取線。如圖所示，每一像素區(qū)62內(nèi)設(shè)有柵極線56與數(shù)據(jù)線 58，電性連接于像素晶體管64，且像素區(qū)62內(nèi)另設(shè)有像素電極74，電性連接 于像素晶體管64。部分觸控感測(cè)元件26位于同一直行中，且電性連接于第一信號(hào)讀取線32a，但并非該直行中的每一像素區(qū)62皆設(shè)有觸控感測(cè)元件26， 例如圖5中最右側(cè)的直行中，部分觸控感測(cè)元件26之間會(huì)間隔三至五個(gè)像素 區(qū)62,且不同像素區(qū)62內(nèi)可能另設(shè)有面板支撐元件76與輔助支撐元件78， 穿插設(shè)于觸控感測(cè)元件26之間。警示感測(cè)元件24則與多個(gè)輔助支撐元件78 設(shè)于同一直行中，且各警示感測(cè)元件24電性連接于第二信號(hào)讀取線32b。由 于警示感測(cè)元件24的主要作用在于感測(cè)外力是否超過(guò)一預(yù)定值，因此本實(shí)施 例中的警示感測(cè)元件24遠(yuǎn)少于觸控感測(cè)元件26的數(shù)量，且警示感測(cè)元件24 可配合面板支撐元件76來(lái)做配置，例如與面板支撐元件76相隔三個(gè)像素區(qū) 62而設(shè)置，如箭頭所示。
請(qǐng)參考圖6，圖6為圖5所示觸控式面板12的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其主要 顯示出警示感測(cè)元件24、觸控感測(cè)元件26、面板支撐元件76以及輔助支撐元 件78的剖面結(jié)構(gòu)，因此省略了像素電極74與像素晶體管64。以觸控式面板 12為內(nèi)嵌式的觸控液晶顯示面板為例，上基板14與下基板16之間設(shè)置有顯 示材料層22，例如為液晶層。再者，觸控式面板12包括第一光阻間隔物48 與第二光阻間隔物50，分別設(shè)于上基板14與觸控感測(cè)上電極36之間以及上 基板14與警示感測(cè)上電極42之間，分別當(dāng)作第一實(shí)施例所述的觸控電極支撐 部與警示電極支撐部。第一光阻間隔物48的厚度Hl大于第二光阻間隔物50 的厚度H2，因此觸控感測(cè)上電極36與觸控感測(cè)下電極38之間的第一感測(cè)間 隙P1較小于警示感測(cè)上電極42與警示感測(cè)下電極46之間的第二感測(cè)間隙P2， 其中第二感測(cè)間隙P2較佳為約1.1至約10倍的第一感測(cè)間隙P1。值得注意的 是，上基板14的下表面設(shè)有共用電極80，其較佳為一透明的導(dǎo)電層，包括覆 蓋于第一與第二光阻間隔物48、 50的表面，因此觸控感測(cè)上電極36與警示感 測(cè)上電極42包括部分的共用電極80。再者，下基板16的上表面包括設(shè)有一 圖案化透明導(dǎo)電層90，而觸控感測(cè)下電極38與警示感測(cè)下電極46分別包含 部分的圖案化透明導(dǎo)電層90，其中圖案化透明導(dǎo)電層90可與像素電極74以 同樣的工藝制作，也可以相同的材料所制成。另一方面，面板支撐元件76設(shè) 于上基板14與下基板16之間。在本實(shí)施例中，面板支撐元件76包括上支撐 結(jié)構(gòu)76a與下支撐結(jié)構(gòu)76b，分別設(shè)于上基板14與下基板16的表面，彼此相 接觸而定義出觸控式面板12的面板間隙(cell gap) CG。然而，在其他實(shí)施例 中，面板支撐元件76可僅包括一支撐結(jié)構(gòu)，例如為一光阻間隔物，設(shè)置于上基板14的下表面并向下延伸而與下基板16表面上的元件相接觸。輔助支撐元 件78包括上輔助支撐結(jié)構(gòu)78a與下輔助支撐結(jié)構(gòu)78b，分別設(shè)于上基板14與 下基板16的表面，兩者間具有一支撐間隙P3，其中上輔助支撐結(jié)構(gòu)78a可包 括部分共用電極80與一圖案化的光阻間隔物，且支撐間隙P3小于第二感測(cè)間 隙P2，但稍大于第一感測(cè)間隙P1。因此，當(dāng)使用者以外力按壓觸控式面板12 使上基板14向下變形時(shí)，觸控感測(cè)上電極36會(huì)先向下移動(dòng)而與觸控感測(cè)下電 極38相接觸，開(kāi)啟觸控感測(cè)元件26以產(chǎn)生觸控信號(hào)；當(dāng)外力較大時(shí)，輔助支 撐元件78的上輔助支撐結(jié)構(gòu)78a則會(huì)進(jìn)一步因下移而與下輔助支撐結(jié)構(gòu)78b 相接觸，以提供觸控式面板12—支撐力，避免其在較大外力的按壓下而影響 正常運(yùn)作；而當(dāng)外力更大而達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度時(shí)，會(huì)更進(jìn)一步使警示感測(cè)上電極 42亦與警示感測(cè)下電極46相接觸，開(kāi)啟警示感測(cè)元件24，進(jìn)而通過(guò)顯示裝置 10來(lái)提醒使用者需減小按壓的外力，否則容易造成觸控式面板12的損壞。
關(guān)于以顯示裝置10提醒使用者減小外力的方法，請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D3。本發(fā)明 顯示裝置10另包括警示電路單元70，其可設(shè)于觸控式面板12上或當(dāng)作一外 部電路，電性連接于讀取電路單元30或數(shù)據(jù)線電路單元54與柵極線電路單元 52。當(dāng)警示感測(cè)元件24被開(kāi)啟而輸出讀取信號(hào)至讀取電路單元30時(shí)，讀取電 路單元30會(huì)輸出反饋信號(hào)Sf至警示電路單元70，而警示電路單元70在接收 反饋信號(hào)Sf后，會(huì)控制觸控式面板12發(fā)出提示使用者外力過(guò)大的警示信號(hào)。 例如警示電路單元70可發(fā)出控制信號(hào)Sc至柵極線電路單元52或數(shù)據(jù)線電路 單元54，以控制觸控式面板12在顯示區(qū)域60中顯示出上述的警示信號(hào)。
請(qǐng)參考圖7，圖7顯示出本發(fā)明顯示裝置10在外力過(guò)大時(shí)發(fā)出警示信號(hào) 的一實(shí)施例的示意圖。如左圖所示，在正常操作下，當(dāng)使用者按壓觸控式面板 12時(shí)，顯示區(qū)域60中可顯示出顏色較淺或以虛線表示的按壓指令線72，讓使 用者知道觸控式面板12已讀取到其觸控點(diǎn)與指令。右圖則顯示出當(dāng)使用者施 加的外力過(guò)大時(shí)，會(huì)開(kāi)啟警示感測(cè)元件24，以致如前所述警示電路單元70會(huì) 控制觸控式面板12發(fā)出警示信號(hào)，例如使觸控式面板12顯示出較粗、顏色較 深或?qū)嵕€型式的按壓指令線72'，以提醒使用者需減小按壓的力道。然而， 本發(fā)明提示使用者外力過(guò)大的警示信號(hào)并不限于圖7所示者，例如該警示信號(hào) 可以文字表現(xiàn)，或者以一聲音提示信號(hào)來(lái)表現(xiàn)。
請(qǐng)參考圖8，圖8為本發(fā)明顯示裝置的第四實(shí) 例的元件布局示意圖。根據(jù)本發(fā)明的精神，面板中警示感測(cè)元件的數(shù)量與間距需依據(jù)該觸控式面板的尺 寸、像素尺寸、觸碰媒介的接觸面積、警示感測(cè)元件的結(jié)構(gòu)與實(shí)際應(yīng)用來(lái)進(jìn)行
最佳化的設(shè)計(jì)與調(diào)整，以提供有效的警示機(jī)制并兼顧各像素的開(kāi)口率。圖8 所示的本發(fā)明觸控式面板12為一內(nèi)嵌式觸控面板，其設(shè)于顯示裝置10中，包 括多個(gè)觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24，兩者各自排列成多個(gè)橫列和直行， 因此觸控感測(cè)元件26與警示感測(cè)元件24不會(huì)共用信號(hào)選擇線32與信號(hào)讀取 線，例如設(shè)于同一直行的觸控感測(cè)元件26電連接于呈垂直方向延伸的感測(cè)信 號(hào)讀取線82，而感測(cè)信號(hào)讀取線82電性連接于觸控讀取電路單元84，而同一 直行中的警示感測(cè)元件24電連接于大體上平行于感測(cè)信號(hào)讀取線82的警示信 號(hào)讀取線86，警示信號(hào)讀取線86則電性連接于警示讀取電路單元88，因此警 示讀取電路單元88與觸控讀取電路單元84會(huì)分別處理由警示感測(cè)元件24與 觸控感測(cè)元件26所傳來(lái)的讀取信號(hào)。然而，在其他實(shí)施例中，感測(cè)信號(hào)讀取 線82與警示信號(hào)讀取線86可皆電性連接于同一讀取電路單元。
一般而言，若每一觸控感測(cè)元件26的一側(cè)皆設(shè)置有警示感測(cè)元件24,則 能提供觸控式面板12最好的敏感度與保護(hù)功能，然而，為了兼顧開(kāi)口率，本 實(shí)施例中并非每一觸控感測(cè)元件26的鄰側(cè)皆設(shè)置有警示感測(cè)元件24。舉例而 言，若考慮以一般標(biāo)準(zhǔn)觸控筆的筆頭大小為操控觸控式面板12的按壓范圍， 而相鄰觸控感測(cè)元件26間的距離為d，則警示感測(cè)元件24與其相鄰的觸控感 測(cè)元件26之間的較佳距離為(d V2)/2。
.請(qǐng)參考圖9，圖9為本發(fā)明第五實(shí)施例的觸控式面板一像素結(jié)構(gòu)的等效電 路示意圖。本實(shí)施例的觸控式面板為內(nèi)嵌式觸控面板，包含多個(gè)像素區(qū)62， 由柵極線56與數(shù)據(jù)線58所定義而成，其中觸控感測(cè)元件(圖未示)與警示感 測(cè)元件24分布于不同的像素區(qū)62，且與該像素區(qū)62的一般顯示面板電子元 件共用柵極線56與數(shù)據(jù)線58，并通過(guò)同一像素晶體管64來(lái)控制，例如警示 感測(cè)元件24的警示感測(cè)下電極46與液晶電容68的下電極皆電性連接于像素 晶體管64的漏極，而警示感測(cè)上電極42與液晶電容68的上電極皆電性連接 于共用電極CE。在其他設(shè)有觸控感測(cè)元件的像素區(qū)62中，觸控感測(cè)元件的電 路連接方式類似于圖9所示的警示感測(cè)元件24。亦即，各像素區(qū)62包括一像 素晶體管64、 一液晶電容68以及可選擇性包括一警示感測(cè)元件24或一觸控 感測(cè)元件，可將傳統(tǒng)僅具有觸控感測(cè)元件的觸控式面板加以改良，將部分像素
15區(qū)62中的觸控感測(cè)元件替換成警示感測(cè)元件24,不同的是警示感測(cè)元件24 的感測(cè)間隙大于觸控感測(cè)元件的感測(cè)間隙。
請(qǐng)參考圖10，圖IO為本發(fā)明第六實(shí)施例的觸控式面板一像素結(jié)構(gòu)的等效 電路示意圖。在本實(shí)施例中，各像素區(qū)62亦僅包括一警示感測(cè)元件24或一觸 控感測(cè)元件(圖未示)，而警示感測(cè)元件24或觸控感測(cè)元件電性連接于對(duì)應(yīng) 的信號(hào)讀取線32與信號(hào)選擇線34，不與像素晶體管64共用數(shù)據(jù)線58與柵極 線56。因此，設(shè)置有警示感測(cè)元件24的像素區(qū)62會(huì)同時(shí)包括互相平行的柵 極線56與信號(hào)選擇線34以及互相平行的數(shù)據(jù)線58與信號(hào)讀取線32。
相較于公知技術(shù)，本發(fā)明顯示裝置或觸控式面板包括警示感測(cè)元件，當(dāng)施 加于觸控式面板表面的外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，會(huì)使警示感測(cè)上電極與警示感測(cè) 下電極相接觸而開(kāi)啟警示感測(cè)元件，輸出讀取信號(hào)，進(jìn)而使顯示裝置能輸出提 醒使用者外力過(guò)大的警示信號(hào)，以避免觸控式面板因過(guò)大的外力而造成損壞。 根據(jù)本發(fā)明的精神，利用設(shè)在基板之間的感測(cè)電極具有不同段差的感測(cè)間隙來(lái) 設(shè)計(jì)警示感測(cè)元件以提供警示感測(cè)機(jī)制。當(dāng)觸控式面板包括多個(gè)警示感測(cè)元件 時(shí)，并不限定各警示感測(cè)元件皆具有完全相同的感測(cè)間隙，例如可設(shè)計(jì)當(dāng)具有 不同感測(cè)間隙的警示感測(cè)元件被開(kāi)啟時(shí)，可以產(chǎn)生不同的警示信號(hào)以提示使用 者。此外，警示感測(cè)元件、觸控感測(cè)元件、像素晶體管、液晶電容、信號(hào)讀取 線、信號(hào)選擇線、柵極線、數(shù)據(jù)線以及用來(lái)接收信號(hào)的電路單元之間的電路設(shè) 計(jì)并不限于前述的實(shí)施例，凡利用不同感測(cè)間隙來(lái)設(shè)計(jì)警示感測(cè)元件的觸控式 面板或顯示裝置，應(yīng)皆屬于本發(fā)明的范疇。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種觸控式面板，其特征在于，其包括一上基板與一下基板，兩者平行相對(duì)設(shè)置；至少一觸控感測(cè)元件，其包括一觸控感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及一觸控感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該觸控感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的上表面，且該觸控感測(cè)上電極與該觸控感測(cè)下電極之間具有一第一感測(cè)間隙；以及至少一警示感測(cè)元件，其包括一警示感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及一警示感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該警示感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的上表面，該警示感測(cè)上電極與該警示感測(cè)下電極之間具有一第二感測(cè)間隙，且該第二感測(cè)間隙大于該第一感測(cè)間隙；其中，當(dāng)施加于該觸控式面板的一外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，該警示感測(cè)上電極會(huì)與該警示感測(cè)下電極相接觸，使得該警示感測(cè)元件輸出一讀取信號(hào)，表示該外力過(guò)大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，該第二感測(cè)間隙為約 1.1至約IO倍的該第一感測(cè)間隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括至少一第一 間隔物與至少一第二間隔物，分別設(shè)于該上基板與該觸控感測(cè)上電極之間以及 該上基板與該警示感測(cè)上電極之間，且該第一間隔物的厚度大于該第二間隔物 的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括一共用電極 設(shè)于該上基板的下表面，且該觸控感測(cè)上電極與該警示感測(cè)上電極分別包含部 分該共用電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括一圖案化透 明導(dǎo)電層，設(shè)于該下基板的上表面，且該觸控感測(cè)下電極與該警示感測(cè)下電極 分別包含部分該圖案化透明導(dǎo)電層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括至少一信號(hào) 選擇線，且該觸控感測(cè)元件與該警示感測(cè)元件皆電性連接于該信號(hào)選擇線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括至少一信號(hào) 讀取線，且該觸控感測(cè)元件與該警示感測(cè)元件皆電性連接于該信號(hào)讀取線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括多個(gè)面板支 撐元件，設(shè)于該上基板與該下基板之間，且所述面板支撐元件定義出該觸 《式 面板的一面板間隙。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控式面板，其特征在于，其另包括至少一輔助 支撐元件，其包括一上輔助支撐結(jié)構(gòu)與一下輔助支撐結(jié)構(gòu)，分別設(shè)于該上基板 的下表面與該下基板的上表面，該上輔助支撐結(jié)構(gòu)與該下輔助支撐結(jié)構(gòu)之間具 有一支撐間隙，且該第一感測(cè)間隙小于該支撐間隙，而該第二感測(cè)間隙大于該 支撐間隙。
10. —種顯示裝置，其特征在于，其包括一觸控式顯示面板，其包括一上基板與一下基板，兩者平行相對(duì)設(shè)置；至少一觸控感測(cè)元件，其包括-一觸控感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及 一觸控感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該觸控感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的上表面，且該觸控感測(cè)上電極與該觸控感測(cè)下電極之間具有一第一感測(cè)間隙；以及至少一警示感測(cè)元件，其包括一警示感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及 一警示感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該警示感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的 上表面，該警示感測(cè)上電極與該警示感測(cè)下電極之間具有一第二感測(cè)間隙，且 該第二感測(cè)間隙大于該第一感測(cè)間隙，其中當(dāng)施加于該觸控式顯示面板的一外 力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，該警示感測(cè)上電極會(huì)與該警示感測(cè)下電極相接觸，使得該 警示感測(cè)元件輸出 一讀取信號(hào)；一讀取電路單元，用于接收該讀取信號(hào)，并輸出一反饋信號(hào)；以及 一警示電路單元，在接收該反饋信號(hào)后，該警示電路單元會(huì)控制該觸控式 顯示面板發(fā)出提示該外力過(guò)大的一警示信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的顯示裝置，其特征在于，該觸控式顯示面板 另包括一顯示區(qū)域，而該警示電路單元包括控制該觸控式顯示面板顯示出該警示信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，該警示信號(hào)包括一 聲音提示信號(hào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝-置，其特征在于，該第二感測(cè)間隙為 約1.1至約IO倍的該第一感測(cè)間隙。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括至少一第 一間隔物與至少一第二間隔物，分別設(shè)于該上基板與該觸控感測(cè)上電極之間以及該上基板與該警示感測(cè)上電極之間，且該第一間隔物的厚度大于該第二間隔 物的厚度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括一共用電 極設(shè)于該上基板的下表面，且該觸控感測(cè)上電極與該警示感測(cè)上電極分別包含 部分該共用電極。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括一圖案化 透明導(dǎo)電層，設(shè)于該下基板的上表面，且該觸控感測(cè)下電極與該警示感測(cè)下電 極分別包含部分該圖案化透明導(dǎo)電層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括至少一信 號(hào)選擇線，且該觸控感測(cè)元件與該警示感測(cè)元件皆電性連接于該信號(hào)選擇線。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括至少一信 號(hào)讀取線，且該觸控感測(cè)元件與該警示感測(cè)元件皆電性連接于該信號(hào)讀取線。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括多個(gè)面板 支撐元件，設(shè)于該上基板與該下基板之間，且所述面板支撐元件定義出該觸控 式顯示面板的一面板間隙。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，其另包括至少一輔 助支撐元件，其包括一上輔助支撐結(jié)構(gòu)與一下輔助支撐結(jié)構(gòu)，分別設(shè)于該上基 板的下表面與該下基板的上表面，該上輔助支撐結(jié)構(gòu)與該下輔助支撐結(jié)構(gòu)之間 具有一支撐間隙，且該第一感測(cè)間隙小于該支撐間隙，而該第二感測(cè)間隙大于 該支撐間隙。
21. —種內(nèi)嵌式觸控面板，其特征在于，其包括 一上基板與一下基板，兩者平行相對(duì)設(shè)置，該下基板包括一顯示區(qū)域； 一顯示材料層，設(shè)于該上基板與該下基板之間；多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，設(shè)于該顯示區(qū)域內(nèi)，各該像素結(jié)構(gòu)分別包括 一柵極線與一數(shù)據(jù)線，設(shè)于該下基板表面；以及 一薄膜晶體管，電性連接于該柵極線與該數(shù)據(jù)線； 至少一觸資感測(cè)元件，其包括一觸控感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及 一觸控感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該觸控感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的上表 面，且該觸控感測(cè)上電極與該觸控感測(cè)下電極之間具有一第一感測(cè)間隙；以及 至少一警示感測(cè)元件，其包括一警示感測(cè)上電極，設(shè)于該上基板的下表面；以及 一警示感測(cè)下電極，對(duì)應(yīng)于該警示感測(cè)上電極而設(shè)于該下基板的上表 面，該警示感測(cè)上電極與該警示感測(cè)下電極之間具有一第二感測(cè)間隙，且該第 二感測(cè)間隙大于該第一感測(cè)間隙 ，其中，當(dāng)施加于該內(nèi)嵌式觸控面板的一外力達(dá)一預(yù)定強(qiáng)度時(shí)，該警示感測(cè) 上電極會(huì)與該警示感測(cè)下電極相接觸，使得該警示感測(cè)元件輸出一讀取信號(hào)， 表示該外力過(guò)大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的內(nèi)嵌式觸控面板，其特征在于，當(dāng)該警示感 測(cè)元件輸出該讀取信號(hào)時(shí)，會(huì)使該內(nèi)嵌式觸控面板的該顯示區(qū)域顯示出一警示 信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸控式面板，其包括平行相對(duì)設(shè)置的一上基板與一下基板、一觸控感測(cè)元件以及警示感測(cè)元件，當(dāng)外力達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度時(shí)，會(huì)開(kāi)啟警示感測(cè)元件，可提醒使用者減小外力，以提供保護(hù)觸控式面板的功能。此外，本發(fā)明還公開(kāi)一種包含該觸控式面板的顯示裝置。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101587401SQ20091014990
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者周恒生, 李煜斌, 王朝珍, 蔡育錚, 謝曜任, 賈邦強(qiáng) 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司