专利名称：触控面板及触控显示器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有触控面板的触控显示器装置，尤其涉及一种具有定位及按压感测结构的触控面板。
背景技术：
传统的触控面板一般为电容式感应触控面板，电容式感应触控面板是利用侦测手指与感应电极之间的电容来判定手指的位置。请参阅图l,其显示传统
的电容式感应触控面板的感应电极的平面示意图，感应电极包括多个x轴感应
电极10及Y轴感应电极20。当信号扫瞄到某一条X轴感应电极时，其余的X轴感应电极及Y轴感应电极皆接地，此扫瞄的X轴感应电极与其余接地的Y轴感应电极会产生电容Cx-y，但当此扫瞄的X轴感应电极上方有手指触碰时，则除了会检测到电容Cx-y之外，还会检测到手指与此扫瞄的X轴感应电极之间所产生的电容Cx-f，因此，通过电路上的分析，即可得知此X轴感应电极发生的电容变化。同理，当检测Y轴感应电极时，也可得知某条Y轴感应电极发生了电容变化，因此，可定位出一个二维坐标，判定手指的坐标。
然而，电容式感应触控面板只能针对电容变化判定手指的坐标，无法感应压力。因此传统的触控面板在输入系统软件执行指令(Enter)时，必须依靠手指在同一位置按两次，并且需要软件辅助判断，但是若按两次产生位置偏移，或是时间间距太长或太短，均不易判断此手指要求的执行指令。
因此，业界亟需一种触控面板，其同时具有定位感测及按压感测功能，来检测手指要求的执行指令，并且不会使面板的开口率下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种触控面板及触控显示器装置，其同时具有定位感测及按压感测功能，来检测手指要求的执行指令。
本发明提供一种触控面板，包括第一基板，具有内表面及外表面，定位感测结构设置于第一基板的内表面或外表面之上，第二基板与第一基板对向设置，且面对第一基板的内表面，多个按压感测结构设置于第一基板与第二基板之间，以及信号连接线串联所有的按压感测结构。
此外，本发明又提供一种触控显示器装置，包括第一基板，具有内表面及外表面，定位感测结构设置于第一基板的内表面或外表面之上，第二基板与第一基板对向设置，且面对第一基板的内表面，多个按压感测结构设置于第一基板与第二基板之间，信号连接线串联所有的按压感测结构，以及显示组件用以显示影像。
本发明的触控显示器装置还包括一集成电路，电性连接信号连接线与显示元件，其中集成电路接收来自信号连接线的指令信号，以判断显示影像。
图1显示传统的电容式触控面板的感应电极的平面示意图；图2A显示依据本发明的一实施例，触控面板的剖面示意图；图2B显示依据本发明另一实施例，触控面板的剖面示意图；图2C显示依据本发明又另一实施例，触控面板的剖面示意图；图3显示依据本发明的一实施例，触控面板的局部平面示意图4A显示依据本发明的一实施例，沿着图3中的各剖面线1-1' 、2-2'、3-3'以及4-4'的触控面板的剖面示意图4B显示依据本发明另一实施例，沿着图3中的各剖面线1-1， 、2-2，、3-3'以及4-4'的触控面板的剖面示意图。
其中，附图标记.-
10 X轴感应电极 20 Y轴感应电极
30 次像素 32 感测间隔物34 感测平台 36 感测薄膜晶体管37、 38、 39 信号读出线 40 集成电路100 第一基板 100a 第一基板的内表面100b 第一基板的外表面 102 定位感测结构104 上偏光片 106 彩色滤光片层107 主要支撑结构 108 按压感测结构109A 第一辅助支撑结构109B 第二辅助支撑结构
110 第二基板111 第三基板
112 下偏光片114 信号连接线
116 集成电路118 数据线
120 控制薄膜晶体管122 次像素
124 绝缘层126 第一透明导电层
128 第一金属层130 第一介电层
140 半导体层142 第二金属层
144 第三介电层145 第三金属层
146 第二介电层148 第二透明导电层
Pl 感测间距Al 第一辅助间距
A2 第二辅助间距150 感测间隔物
152 第三间隔物154 第二间隔物
156 第一间隔物158 感测平台
160 第三平台162 第二平台
164 第一平台
具体实施例方式
本发明提供一种兼具定位与按压感测的触控面板，请参阅图2A，其显示本发明一实施例的触控面板的剖面示意图。首先，提供第一基板IOO，其例如为玻璃基板，具有内表面100a及外表面100b，在内表面100a上设置彩色滤光片层106，并在外表面100b上设置定位感测结构102。定位感测结构102可感测面板被触碰的位置，其可以是如图l所示的电容式感测元件，通过感测手指触碰面板所产生的电容值，以判定触控位置。此外，在另一实施例中，定位感测结构102也可以是光感测元件(未绘示)，在X与Y方向分别设置两组光发射器与光接收器，通过感测面板受到手指触碰时遮蔽光线所产生的光亮度差异，以判定触控位置。
另外，触控面板还具有第二基板110与第一基板IOO对向设置，且面对第一基板100的内表面100a。第二基板110例如为玻璃基板，其上可形成多个薄膜晶体管以及多个条电极线(未显示)。在第一基板100与第二基板110之间
7具有多个按压感测结构108，以阵列方式排列，其可以感测触控面板受到按压时产生的电性差异，借此判定触控面板上显示的指令是否执行。在一实施例中，触控面板可以为液晶显示面板，此时液晶层与按压感测结构108设置于同一层结构中。此外，触控面板还可以具有一对上下偏光片104和112夹设第一基板100与第二基板110，其中上偏光片104邻近第一基板100，下偏光片112邻近第二基板110。
接着，请参阅图2B，其显示依据本发明另一实施例的触控面板的剖面示意图，图2B与图2A的差异在于定位感测结构102设置于第一基板100的内表面100a上，并且彩色滤光片层106设置于定位感测结构102与按压感测结构108之间。
请参阅图2C，其显示依据本发明又另一实施例的触控面板的剖面示意图，图2C与图2A的差异在于定位感测结构102形成于第三基板111上，并且第三基板111与定位感测结构102设置于上偏光片104上，第三基板111例如为玻璃基板。
接着，请参阅图3，其显示依据本发明一实施例的触控面板的局部平面示意图。触控面板具有多个次像素122，于次像素122内具有按压感测结构108，按压感测结构108在各次像素122的配置方式并不限定为图3的形式，可以相隔一个次像素122设置一个按压感测结构108，或者也可以采用其它方式配置按压感测结构108，例如，在每个次像素122内都设置一个按压感测结构108，或相隔一个以上的次像素122设置一个按压感测结构108，其中按压感测结构108在触控面板内以阵列方式排列。在本发明一实施例的触控面板中，全部的按压感测结构108使用一信号连接线114串联在一起，并连接到集成电路116，此信号连接线U4的形状可以是梳状、网状或不规则走向的连续线，只要可以将全部的按压感测结构108串联在一起即可。
在本发明的触控面板中，第二基板IIO(如图2A所示)上还包括连接控制薄膜晶体管120的数据线118，在本发明的一实施例中，信号连接线114与数据线118平行设置，此时信号连接线114可以与数据线118 —起由同一层导电层形成。在本发明的另一实施例中，信号连接线114可以与数据线118重迭，设置于数据线118之上，借此可避免触控面板的开口率降低，此时信号连接线114与数据线118由不同层的导电层所形成。由于本发明的触控面板中的按压感测结构108全部串联在一起，因此，当触控面板的任何位置受到按压时，都可通过信号连接线114将按压感测信号传递至集成电路116，以判定触控面板中显示的指令是否执行。另外，本发明的触控面板中的定位感测结构102则可以判定触控位置，因此，本发明的触控面板不需要额外设置感测薄膜晶体管与较少的按压感测结构108连接，借此可避免触控面板的开口率降低。
另外，在触控面板的各次像素122内还分别设置有主要支撑结构107与辅助支撑结构109A和IO犯，这些支撑结构107、 109A及109B可以与按压感测结构108分别设置在不同的次像素122内。
接着，请参阅图4A，其显示依据本发明的一实施例，沿着图3中的四条剖面线1-1' 、 2-2' 、 3-3'以及4-4'的触控面板的剖面示意图，分别如图4A中的区域A、 B、 C及D所示。按压感测结构108以阵列方式排列，每一个按压感测结构108的剖面示意图如图4A中的区域D所示，其包含感测间隔物150设置于第一基板100之上，第一基板100上可具有彩色滤光片层106和绝缘层124，感测间隔物150可设置于绝缘层124上或是彩色滤光片层106上。另外，按压感测结构108还包含感测平台158设置于第二基板110上，感测平台158通常由第一金属层128、第一介电层130、第二金属层142及第二介电层146所组成，或者也可以由其它材质或不同排列组合而成。
此外，在感测间隔物150及感测平台158上还分别具有第一透明导电层126及第二透明导电层148，第一透明导电层126及第二透明导电层148例如为铟锡氧化物(indium tin oxide，简称ITO)。于触控面板未受到按压时，感测间隔物150上的第一透明导电层126与感测平台158上的第二透明导电层148之间具有一感测间距Pl，当触控面板受到按压时，第一透明导电层126与第二透明导电层148互相接触，产生按压感测信号，例如为电流或电压变化，并通过信号连接线114传递一指令信号至集成电路116，以供集成电路116判断所需显示影像。
另外，除了按压感测结构108之外，本发明的触控面板中还包含主要支撑结构107与辅助支撑结构109A和109B,分别具有其它不同高度的间隔物及平台，与按压感测结构108设置于同一层结构中，以提供第一基板100与第二基板110之间固定的间距，或者作为按压感测结构108的缓冲结构，以避免按压感测结构108于按压时被破坏。主要支撑结构107的剖面示意图如图4A中的区域A所示，其包括第一间隔物156及第一平台164，两者对向设置并分别形成于第一基板100和第二基板110上。第一间隔物156及第一平台164于触控面板未受到按压时互相接触，以提供第一基板100与第二基板110之间固定的间距。第一平台164可由第一金属层128、第一介电层130、半导体层140、第二金属层142及第三介电层144及第二介电层146所组成，此外，在第一平台164上还可具有第二透明导电层148，但第一间隔物156上则不可以有第一透明导电层126。在另一实施例中，第一间隔物156与感测间隔物150可设计成相同的高度，由第一平台164与感测平台158的高度差来形成感测间距P1。
依据本发明的一实施例，触控面板中还可以具有第二间隔物154及第二平台162，与按压感测结构108设置于同一层结构中，以作为第一辅助支撑结构109A,其剖面示意图如图4A中的区域B所示。第二间隔物154及第二平台162于触控面板未受到按压时具有第一辅助间距A1，第一辅助间距A1小于感测间距Pl，其可以作为按压感测结构108的缓冲结构，保护按压感测结构108于按压时不会被破坏。第一辅助支撑结构109A的第二间隔物154的高度可以与第一间隔物156相同，且第二平台162的高度小于第一平台164。第二平台162由第一金属层128、第一介电层130、第二金属层142及第二介电层146所组成，并且于第二间隔物154及第二平台162上都不具有透明导电层。
依据本发明的另一实施例，触控面板中还可以具有第三间隔物152及第三平台160，与按压感测结构108设置于同一层结构中，以作为第二辅助支撑结构109B，其剖面示意图如图4A中的区域C所示。第三间隔物152及第三平台160于触控面板未受到按压时具有第二辅助间距A2，第二辅助间距A2大于感测间距P1，其同样作为按压感测结构108的缓冲结构，以保护按压感测结构108。第三间隔物152的高度可以与感测间隔物150相同，且第三平台160的高度小于感测平台158。第三平台160由第一介电层130、第二金属层142及第二介电层146所组成，并且第三平台160上可以不具有透明导电层。
上述感测间隔物150、第一间隔物156、第二间隔物154及第三间隔物152可以是感旋光性间隔物(photo spacer)。此外，在本发明的触控面板中，除了感测间隔物150、感测平台158、第一间隔物156及第一平台164必须设置之外，其它间隔物及平台可以选择性的设置，并且感测间隔物与其它间隔物的分布密度与配置也可以视情况需求而调整。
请参阅图4B，其显示依据本发明另一实施例，沿着图3中的四条剖面线l-l， 、 2-2， 、 3-3，以及4-4，的触控面板的剖面示意图，分别如图4B中的区域A、 B、 C及D所示。图4B与图4A的差异在于感测平台158、第二平台162及第三平台中的第一介电层130与第二介电层146之间设置有第三金属层145，信号连接线114(如图3中所示)由第三金属层145所形成，而数据线118(如图3中所示)则是由第二金属层142所形成，因此，信号连接线114可以与数据线118重迭，并设置于数据线118之上，以提升触控面板的开口率。
另外，在本发明的一实施例中，本发明提供一触控显示器装置包含上述触控面板。触控面板中包含一显示元件，此显示元件电性连接至集成电路116，可接收来自集成电路116的信号以显示影像，显示元件例如为电泳(electrophoretic)显示元件、有机发光二极管显示元件或液晶显示元件，其通常设置于第一基板100与第二基板110之间，以形成电泳显示器装置、有机发光二极管显示器装置或液晶显示器装置。集成电路116电性连接信号连接线114与显示元件，集成电路116接收来自信号连接线114的指令信号，以判断后续需要显示的影像。集成电路116可独立接收信号连接线114的指令信号，也可整合于显示控制电路中，以縮小控制电路的体积。
本发明于第一基板与第二基板之间设置多个按压感测结构，利用信号连接线串联所有的按压感测结构，通过跟第一基板上的定位感测结构结合，可以直接检测按压指令信号，以判断使用者是否输入执行指令，可以更准确的判断使用者的指令，减少指令判断错误造成错误做动的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种触控面板，其特征在于，包括一第一基板，具有一内表面及一外表面；一定位感测结构，设置于该第一基板的该内表面或该外表面之上；一第二基板，与该第一基板对向设置，且面对该第一基板的该内表面；多个按压感测结构，以阵列方式排列，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及一信号连接线，串联所有该些按压感测结构，以输出一指令信号。
2. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该定位感测结构设置于 该第一基板的该外表面上。
3. 根据权利要求1所述的触控面板,其特征在于，还包括一彩色滤光片层， 设置于该第一基板的该内表面之上。
4. 根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，该定位感测结构设置于 该第一基板的该内表面上，且介于该第一基板与该彩色滤光片层之间。
5. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，还包括一对上、下偏光 片夹设该第一基板与该第二基板，该上偏光片邻近该第一基板，该下偏光片邻 近该第二基板。
6. 根据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，该定位感测结构设置于 一第三基板上，且该定位感测结构与该第三基板设置于该上偏光片上。
7. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该信号连接线的形状包 括梳状、网状或不规则走向的连续线。
8. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该信号连接线与一数据 线平行。
9. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该信号连接线与一数据 线重迭，且设置于该数据线之上。
10. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该按压感测结构包括: 一感测间隔物；一感测平台，设置于该感测间隔物之下；一第一透明导电层，设置该感测间隔物上，且面对该感测平台；以及一第二透明导电层，设置于该感测平台上，其中，该第一透明导电层与该第二透明导电层于未按压时具有一感测间距。
11. 根据权利要求io所述的触控面板，其特征在于，还包括一第一间隔物与一第一平台对向设置，且该第一间隔物与该第一平台与该按压感测结构位于 同一层结构中，其中该第一间隔物上不具有该第一透明导电层，且该第一间隔 物与该第一平台于未按压时互相接触。
12. 根据权利要求11所述的触控面板，其特征在于，还包括一第二间隔物 与一第二平台对向设置，且该第二间隔物与该第二平台与该按压感测结构位于 同一层结构中，其中该第二间隔物上不具有该第一透明导电层，且该第二间隔 物与该第二平台于未按压时具有一第一辅助间距，该第一辅助间距小于该感测 间距。
13. 根据权利要求12所述的触控面板，其特征在于，该第二间隔物的高度 与该第一间隔物相同，且该第二平台的高度小于该第一平台。
14. 根据权利要求11所述的触控面板，其特征在于，还包括一第三间隔物 与一第三平台对向设置，且该第三间隔物与该第三平台与该按压感测结构位于 同一层结构中，其中该第三平台上不具有该第二透明导电层，且该第三间隔物 与该第三平台于未按压时具有一第二辅助间距，该第二辅助间距大于该感测间 距。
15. 根据权利要求14所述的触控面板，其特征在于，该第三间隔物的高度 与该感测间隔物相同，且该第三平台的高度小于该感测平台相同。
16. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，还包括一液晶层，设 置于该第一基板与该第二基板之间。
17. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，其不具有一感测薄膜 晶体管与该按压感测结构连接。
18. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，通过该定位感测结构 判定一触控位置。
19. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，通过该些按压感测结 构判定一指令是否执行。
20. 根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该定位感测结构包括一电容式感测元件或一光感测元件。
21. —触控显示器装置，其特征在于，包括 一第一基板，具有一内表面及一外表面；一定位感测结构，设置于该第一基板的该内表面或该外表面之上； 一第二基板，与该第一基板对向设置，且面对该第一基板的该内表面； 多个按压感测结构，以阵列方式排列，设置于该第一基板与该第二基板之间；一信号连接线，串联所有该些按压感测结构，以输出一指令信号；以及 一显示元件，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以显示影像。
22. 根据权利要求21所述的触控显示器装置，其特征在于，该显示元件包 括一电泳显示元件、 一有机发光二极管显示元件或一液晶显示元件。
23. 根据权利要求21所述的触控显示器装置，其特征在于，还包括一集成 电路，电性连接该信号连接线与该显示元件，该集成电路接收来自该信号连接 线的该指令信号，以判断显示影像。
全文摘要
本发明公开了一种触控面板及触控显示器装置，触控面板包括第一基板，具有内表面及外表面，定位感测结构设置于第一基板的内表面或外表面之上，第二基板与第一基板对向设置，且面对第一基板的内表面，多个按压感测结构设置于第一基板与第二基板之间，以及信号连接线串联所有的按压感测结构。触控显示器装置含有上述的触控面板。
文档编号G09F9/35GK101673157SQ20091020917
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者刘恩鸿, 石志鸿, 蔡明耀, 郑景升 申请人:友达光电股份有限公司