專利名稱：觸控面板與其應(yīng)用的觸控式顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控面板，且特別是涉及一種觸控面板與其應(yīng)用的觸控式顯示裝置。
背景技術(shù)：
從iWione、Surface到Windows 7，多點觸控儼然成為取代鍵盤、鼠標(biāo)的新興人機界面。要實現(xiàn)多點觸控功能功能，在技術(shù)上必須整合觸控感測與控制、硬件驅(qū)動及應(yīng)用程式的人機界面設(shè)計，但是最重要的還是需要具有符合的觸控面板方可達(dá)到。目前觸控面板的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，包括(1)可攜式的資訊、消費性電子及通訊產(chǎn)品(2)金融或商業(yè)用途工業(yè)用途(4)公共資訊用途等。以現(xiàn)階段來說，觸控技術(shù)無疑是最火紅的產(chǎn)品，其挾帶著可多點觸控、壽命長、高穿透度等優(yōu)點，讓觸控技術(shù)具有潛力成為未來幾年的明日之星。然而，由于觸控面板是通過使用者手指進(jìn)行表面電容的感應(yīng)變化，在季節(jié)性、習(xí)慣性需要穿戴手套的使用者而言，需將手套取下才可進(jìn)行觸控動作，造成使用繁瑣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種觸控面板與其應(yīng)用的觸控式顯示裝置，其可偵測帶電性或不帶電性的物件的觸控動作，因此不論使用者是否配戴手套或是使用觸控筆皆可操作觸控面板。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種觸控面板，其包括第一基板、第二基板、感測電極結(jié)構(gòu)與屏蔽層。第一基板與第二基板平行設(shè)置。感測電極結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一基板上，其中，感測電極結(jié)構(gòu)與一外部物件形成第一電容。屏蔽層設(shè)置在第二基板上，并連接至一接地端，其中，屏蔽層與感測電極結(jié)構(gòu)形成第二電容。第二電容與第一電容的變異值用以偵測該外部物件的一觸控動作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種觸控式顯示裝置，其包括第一基板、第二基板、 第三基板、感測電極結(jié)構(gòu)、屏蔽層與液晶層。第二基板平行第一基板。第三基板平行第二基板，并具有主動像素陣列結(jié)構(gòu)。液晶層設(shè)置在第二基板與第三基板之間。感測電極結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一基板上，其中，感測電極結(jié)構(gòu)與一外部物件形成第一電容。屏蔽層設(shè)置在第二基板上，并連接至一接地端，其中，屏蔽層與感測電極結(jié)構(gòu)形成第二電容。第二電容與第一電容的變異值用以偵測該外部物件的一觸控動作。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1為依照本發(fā)明較佳實施例的一種觸控面板的示意圖；圖2為圖1的觸控面板外表面具有保護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖3為依照本發(fā)明較佳實施例的一種觸控式顯示裝置的示意圖。主要元件符號說明1 觸控面板10:第一基板12 第二基板14:感測電極結(jié)構(gòu)16:屏蔽層18:間隙層20:裝飾保護(hù)層142:第一電極圖案層144:第二電極圖案層200:觸控式顯示裝置210 第三基板212 主動像素陣列結(jié)構(gòu)214 彩色濾光結(jié)構(gòu)218 液晶層OB1 手指OB2 觸控筆C1 第一電容C2:第二電容
具體實施例方式請參照圖1，其為依照本發(fā)明較佳實施例的一種觸控面板的示意圖。如圖1所示， 觸控面板1包括第一基板10、第二基板12、感測電極結(jié)構(gòu)14與屏蔽層16。第一基板10與第二基板12平行設(shè)置。感測電極結(jié)構(gòu)14設(shè)置在第一基板10上，其中，感測電極結(jié)構(gòu)14可與外部物件，例如是手指OB1或帶電性的觸控筆，形成第一電容Cp屏蔽層16具有導(dǎo)電的特性，其設(shè)置在第二基板12上，并連接至一接地端，其中，屏蔽層16與感測電極結(jié)構(gòu)14形成第二電容C2。第二電容C2與第一電容C1的變異值用以偵測外部物件的觸控動作。以手指OB1為例，當(dāng)手指OB1與第一基板10(或感測電極結(jié)構(gòu)14)的距離改變時， 第一電容C1會產(chǎn)生變異，其變異值越大代表觸控的變化也越明顯。當(dāng)手指OB1按壓第一基板10并使之變形時，第二電容C2也會跟著產(chǎn)生變異，因此當(dāng)按壓時，主要的電容變異來源為第一電容C1與第二電容C2。然而，當(dāng)使用者戴著手套或使用絕緣的觸控筆OB2進(jìn)行觸控或按壓時，并無法產(chǎn)生第一電容C1的效應(yīng)，因此，此時電容變異主要是由第二電容C2所主導(dǎo)。第二電容C2的大小與間距d有關(guān)，當(dāng)?shù)谝换?0受壓使其與第二基板12的間距d變小時，電容值變大。因此， 在外部物件為絕緣體的情形下，本實施例的觸控面板1可直接通過第二電容C2變異的大小去推估觸控按壓的程度以及判斷觸控面板1上的觸控動作。以下針對本實施例觸控面板1 各元件逐一介紹。第一基板10與第二基板12各為透明基板，其材質(zhì)可為玻璃、壓克力或樹脂等材料。另外，為增加第一基板10與第二基板12的結(jié)構(gòu)撓性，亦即使第一基板10與第二基板 12具有可被按壓變形的特征，較佳地，第一基板10與第二基板12可為薄膜形式的結(jié)構(gòu)，如此也可有效降低觸控面板1整體的厚度。如圖1所示，第一基板10與第二基板12之間以一間隙層18分隔開來。此間隙層 18較佳為一彈性結(jié)構(gòu)，例如填入氣體(一般為空氣)或是灑布、涂布透明彈性物質(zhì)如硅油、硅膠等介質(zhì)至第一基板10與第二基板12之間。此彈性結(jié)構(gòu)除了可適當(dāng)維持第一基板 10與第二基板12的間距d外，也提供第一基板10與第二基板12變形的空間。如圖1所示，感測電極結(jié)構(gòu)14與屏蔽層16為面對面配置，然而本實施例并不局限于此。感測電極結(jié)構(gòu)14與屏蔽層16也可為背對背或是朝同一方向設(shè)置。在實際應(yīng)用時，第一基板10與感測電極結(jié)構(gòu)14所構(gòu)成的觸控結(jié)構(gòu)可為表面式電容結(jié)構(gòu)、投射式電容結(jié)構(gòu)或其他種類的電容結(jié)構(gòu)。以表面式電容與投射式電容結(jié)構(gòu)為例。表面式電容是在基板表面鍍上一層氧化金屬，由四個角落提供電壓并在基板表面形成均勻電場，利用人體手指與電場之間的靜電反應(yīng)所產(chǎn)生的電容變化來檢測輸入座標(biāo)。投射式電容為增加兩組存在不同平面又相互垂直的透明導(dǎo)線與驅(qū)動線所構(gòu)成，由于X、Y座標(biāo)的偵測架構(gòu)在不同表面，其相交處為一電容節(jié)點，當(dāng)電流經(jīng)驅(qū)動線通過其中之一的導(dǎo)線時，另一層導(dǎo)線即與偵測電容值變化的電子回路相通。本實施例中，感測電極結(jié)構(gòu)14包括第一電極圖案層142與第二電極圖案層144。 第一電極圖案層142與第二電極圖案層144用以偵測觸控動作于兩個相互垂直方向上的座標(biāo)位置，例如觸控動作發(fā)生位置的X座標(biāo)與Y座標(biāo)。第一電極圖案層142與第二電極圖案層144可以是位于第一基板10上的不同層位置或是共平面設(shè)置(兩個電極圖案層的交接處可利用絕緣層分隔)。另外，附圖中的電極圖案是以菱形為例，然而并不限定本實施例，電極圖案也可為其他形狀，如正方形、長方形、橢圓形等。一般手指感應(yīng)出的電容增加量為5pF。本實施例中，當(dāng)?shù)谝换?0與第二基板12 的間距d為50um，而電極圖案的菱形的斜變?yōu)?mm的設(shè)計規(guī)格下，當(dāng)間距d的形變差異有 20um時，因為此形變差異所造成的電容增加量約為5pF，此與一般利用手指感應(yīng)出的電容增加量非常接近，因此可提供接近于手指觸控的觸控環(huán)境。屏蔽層16與感測電極結(jié)構(gòu)14的材質(zhì)為透明導(dǎo)電材料，例如為常見的氧化銦錫 (Indium Tin Oxide, ITO)。較佳地，此屏蔽層16可為具有特定圖樣的結(jié)構(gòu)，以增加屏蔽層 16與感測電極結(jié)構(gòu)14之間的電容效應(yīng)，提升觸控偵測的敏感度。較佳地，屏蔽層16的圖樣是根據(jù)感測電極結(jié)構(gòu)14的電極圖案所決定。另外，值得一提的是，本實施例的屏蔽層16為一接地狀態(tài)，因此當(dāng)外部電子雜訊從第二基板12外側(cè)進(jìn)入觸控面板1時，屏蔽層16同時具有隔絕外來雜訊的功能，此功能尤其有助于與其他結(jié)構(gòu)組合時的電磁防護(hù)效能，之后將

。請參照圖2，其是圖1的觸控面板外表面具有保護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，觸控面板1還具有一裝飾保護(hù)層20。此裝飾保護(hù)層20設(shè)置(例如以貼附的方式形成)在第一基板10的外表面，較佳地，可設(shè)置在相反感測電極結(jié)構(gòu)14的一側(cè)以避免與電極材料直接接觸。裝飾保護(hù)層20的材質(zhì)較佳可為一透明彈性材料。裝飾保護(hù)層20除了提供第一基板 10保護(hù)功能外，當(dāng)?shù)谝换?0的厚度較小時，貼附在第一基板10側(cè)的裝飾保護(hù)層20可使結(jié)構(gòu)加厚，以有效增加第一基板10側(cè)的形變差異量。另外，裝飾保護(hù)層20還可根據(jù)產(chǎn)品需求設(shè)計出裝飾的圖樣，例如以顏色、線條、色塊、圖案等設(shè)計使產(chǎn)品外觀更為出色。本實施例的觸控面板1還可應(yīng)用在其他裝置中。請參照圖3，其是依照本發(fā)明較佳實施例的一種觸控式顯示裝置的示意圖。如圖3所示，觸控式顯示裝置200除了包括上述觸控面板1的第一基板10、第二基板12、感測電極結(jié)構(gòu)14、屏蔽層16與間隙層18外，更包括一第三基板210平行第二基板12設(shè)置。第三基板210實質(zhì)上可為一主動陣列基板，具有一主動像素陣列結(jié)構(gòu)212。主動像素陣列結(jié)構(gòu)212包括多個以陣列形式排列的像素開關(guān) (如薄膜晶體管)、信號線(如數(shù)據(jù)線與掃描線)與像素電極等，以控制影像像素的顯示。另外，觸控式顯示裝置200的第二基板12實質(zhì)上則可為一彩色濾光基板，其包括一彩色濾光結(jié)構(gòu)214與一共同電極216。較佳地，屏蔽層16與共同電極216設(shè)置在第二基板12上相反的二側(cè)。一液晶層218設(shè)置在第二基板12與第三基板210之間，受主動像素陣列結(jié)構(gòu)212與共同電極216控制液晶分子的倒向。觸控式顯示裝置200的第一基板10實質(zhì)上可為一透明覆蓋片(Coverlens)，而感測電極結(jié)構(gòu)14直接制作在透明覆蓋片上。透明覆蓋片常見的材質(zhì)為玻璃、壓克力或工程塑膠等具有高強度、耐刮、高透光等特性的材料。然而，為使第一基板10仍具有可被按壓的特性，其厚度不宜太大，一般小于0. 5厘米，或較佳為0. 2厘米。觸控式顯示裝置200中的屏蔽層16除了提供觸控電容的偵測外，由于屏蔽層16 為接地狀態(tài)，其同時可隔絕來自第二基板12側(cè)共同電極216的Vcom信號，以避免觸控面板的信號與Vcom信號的干擾。本發(fā)明上述實施例所揭露的觸控面板與應(yīng)用其的觸控式顯示裝置，是在觸控面板的兩個基板之間設(shè)置有具有導(dǎo)電特性且接地的屏蔽層，使得屏蔽層與觸控面板的感測電極結(jié)構(gòu)形成一電容，此電容會受兩個基板的間距變化而產(chǎn)生變異，且有別于觸控面板與外部帶電物件之間的感應(yīng)電容。如此一來，使用者除了以手指觸控外，也可使用絕緣的觸控筆進(jìn)行按壓的觸控操作時，另外，若是使用者因季節(jié)性而配戴手套，也無需取下手套即可通過按壓的方式進(jìn)行觸控動作，如此得以簡化使用者的操作習(xí)慣。綜上所述，雖然已結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種觸控面板，包括第一基板；感測電極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該第一基板上，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)與一外部物件形成一第一電容；第二基板，平行該第一基板；以及屏蔽層，設(shè)置在該第二基板上，并連接至一接地端，其中，該屏蔽層與該感測電極結(jié)構(gòu)形成一第二電容，該第二電容與該第一電容的變異值用以偵測該外部物件的一觸控動作。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控面板，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)與該屏蔽層面對面設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的觸控面板，還包括裝飾保護(hù)層，設(shè)置在該第一基板相反該感測電極結(jié)構(gòu)的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的觸控面板，還包括 間隙層，設(shè)置在該第一基板與該第二基板之間。
5.如權(quán)利要求1所述的觸控面板，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)包括第一電極圖案層與第二電極圖案層，該第一電極圖案層與該第二電極圖案層用以偵測該觸控動作于兩個相互垂直方向上的座標(biāo)位置，該第一電極圖案層與該第二電極圖案層共平面設(shè)置。
6.一種觸控式顯示裝置，包括第一基板；感測電極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該第一基板上，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)與一外部物件形成一第一電容；第二基板，平行該第一基板；屏蔽層，設(shè)置在該第二基板上，并連接至一接地端，其中，該屏蔽層與該感測電極結(jié)構(gòu)形成一第二電容，該第二電容與該第一電容的變異值用以偵測一觸控動作； 第三基板，平行該第二基板，并具有一主動像素陣列結(jié)構(gòu)；以及液晶層，設(shè)置在該第二基板與該第三基板之間。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控式顯示裝置，其中，該第二基板具有一共同電極及一彩色濾光結(jié)構(gòu)，該屏蔽層位于該共同電極與該感測電極結(jié)構(gòu)之間，該彩色濾光結(jié)構(gòu)與該共同電極設(shè)置在該第二基板的同側(cè)。
8.如權(quán)利要求6所述的觸控式顯示裝置，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)與該屏蔽層面對面設(shè)置。
9.如權(quán)利要求6所述的觸控式顯示裝置，還包括一間隙層，設(shè)置在該第一基板與該第二基板之間。
10.如權(quán)利要求6所述的觸控式顯示裝置，其中，該感測電極結(jié)構(gòu)包括第一電極圖案層與第二電極圖案層，該第一電極圖案層與該第二電極圖案層用以偵測該觸控動作于兩個相互垂直的方向上的座標(biāo)位置，該第一電極圖案層與該第二電極圖案層共平面設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種觸控面板與其應(yīng)用的觸控式顯示裝置。該觸控面板包括第一基板、感測電極結(jié)構(gòu)、第二基板與屏蔽層。第一基板與第二基板平行設(shè)置。感測電極結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一基板上，其中，感測電極結(jié)構(gòu)與一外部物件形成第一電容。屏蔽層設(shè)置在第二基板上，并連接至一接地端，其中，屏蔽層與感測電極結(jié)構(gòu)形成一第二電容。第二電容與第一電容的變異值用以偵測該外部物件的一觸控動作。
文檔編號G06F3/045GK102279687SQ20101019397
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者廖文堆, 王文俊, 許景富, 賴志章 申請人:勝華科技股份有限公司