專利名稱：觸控顯示裝置及電子裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸控顯示裝置及電子裝置，尤指一種低成本、低耗電量且可 輕易支持多點觸控及大尺寸應用的觸控顯示裝置及電子裝置。
背景技術：
觸控顯示裝置具有操作方便、反應速度快及節(jié)省空間的優(yōu)點，能提供使用者更直 觀與便利的操控方式，因而成為重要的輸入界面，而廣泛地用于各式的消費性電子產(chǎn)品 中，例如電子書、個人數(shù)字助理、智能型移動通信裝置、筆記本型計算機以及銷售管理系統(tǒng) (POS)等電子產(chǎn)品。具體而言，觸控顯示裝置由一顯示器及一透明觸控板所組成，更詳細來 說，是將透明觸控板貼合于(液晶或冷陰極管)顯示器上，以同時實現(xiàn)觸控及顯示功能。其 中，觸控板的工作原理為業(yè)界所熟知，目前以兼具性能穩(wěn)定、靈敏度佳且耐用的電容式觸控 技術最受歡迎。請參考圖IA及圖1B，圖IA為公知的一觸控顯示裝置10的示意圖，圖IB為觸控 顯示裝置10沿點A至A’的剖面圖。觸控顯示裝置10由一液晶顯示面板100及一透明觸 控板102所組成，液晶顯示面板100與透明觸控板102間則以膠合等方式固定在一起。透 明觸控板102為以透明材質(zhì)實現(xiàn)的電容式觸控板，可因外在物體的靜電結(jié)合而產(chǎn)生電容變 化，以供后端控制模塊來判斷觸控事件。透明觸控板102的組成架構(gòu)可以圖2表示，其主要 由設置于一基板200上的感應電容串列和串行X1 X1^Y1 Yn所組成，每一感應電容串列 和串行是由多個感應電容所串接成的一維結(jié)構(gòu)。公知的觸控檢測方式為檢測每一感應電容 串列和串行的電容值，來判斷是否有觸控事件發(fā)生。假設感應電容串列&有3個感應電容， 每一感應電容的電容值為C，則正常情況下，感應電容串列X3的電容值為aC。若人體(例 如手指)接觸到感應電容串列X3上的某一感應電容時的電容變化量為△(，當檢測到感應 電容串列X3的電容值為(aC+AC)時，即表示目前手指正接觸于感應電容串列X3上的某處。 藉此，如圖2所示，當手指接觸到感應電容串列和串行X3與Y3的交界處時，感應電容串列和 串行&及乙的電容值會同時發(fā)生變化，則后端控制模塊可判斷觸控感應點在(X3，Y3)處。要檢測透明觸控板102上電容值的變化，通常是計算每一感應電容串列和串行的 放電時間，以判斷對應感應電容串列和串行是否有觸控事件。舉例來說，當要檢測感應電容 串列X3的電容是否發(fā)生變動時，先發(fā)出一高電平(邏輯1)的信號至感應電容串列X3，并持 續(xù)檢測高電平信號的電平變化。接著，計算感應電容串列X3上高電平信號的電平降至一預 設低電平所需的時間；若計算出的時間超過一預設時間，則表示感應電容串列X3的電容已 增加，即有觸控事件的發(fā)生；反之，則無觸控事件的發(fā)生。重復此檢測過程，即可判斷出是否 有觸控事件或觸控事件的位置及時間。因此，針對透明觸控板102的觸控事件檢測方式，公知技術需對每一感應電容串 列和串行進行檢測操作。在此情形下，隨著觸控板的尺寸增加，如應用于大尺寸的觸控顯示 裝置，環(huán)境電容的影響或變化幅度也會變大，造成實踐上的困難。同時，觸控板尺寸的增加 也會使得每一檢測循環(huán)(即完整檢測觸控板)所需的時間跟著增加，可能造成無法即時反映觸控事件的變化，影響使用時的便利性。除此之外，由于透明觸控板102依序?qū)γ恳桓袘娙荽泻痛羞M行檢測，當一 感應電容串列或串行上有兩個觸碰點時，公知的電容式觸控技術通常僅能檢測出該感應電 容串列或串行有觸控事件，但比較難以得知有兩個觸碰點及其位置。換言之，公知的電容式 觸控技術通常僅適用于單點觸控應用，若要進一步擴展至多點觸控應用，則需增加復雜的 檢測及演算過程，不利于成本效益。再者，某些應用并非所有顯示位置皆需觸控功能。舉例來說，請參考圖3，圖3為 一電子書30的示意圖。電子書30包含有一電容式觸控顯示器300，用以同時實現(xiàn)觸控及 顯示功能。當使用者通過電子書30閱讀數(shù)字化數(shù)據(jù)時，觸控顯示器300會顯示按鍵302及 304，用來控制頁面的切換。然而，囿于電容式觸控技術的檢測方式，即使在閱讀數(shù)字化數(shù)據(jù) 的過程中使用者僅可能點選按鍵302、304以進行換頁，但觸控顯示器300仍會周期性地檢 測所有觸控位置的電容變化，造成電力浪費，特別不利于如電子書30之類的便攜式電子裝 置。當然，電子書30可經(jīng)由適當?shù)淖兓蛊湓陲@示數(shù)字化數(shù)據(jù)時僅檢測按鍵302、304的 觸控情形，然而此種變化涉及算法的改變，非輕易可達到。針對電子書或類似僅需較少控制功能的應用，亦可以傳統(tǒng)機械式按鍵取代觸控式 按鍵，但傳統(tǒng)機械式按鍵僅能在有限面積下，顯示固定的按鍵對應功能。為了改善此缺點， 中華人民共和國實用新型專利第CN200720155342.6號公開帶有顯示屏幕的按鍵，其將電 子墨水顯示屏幕設置于機械式按鍵上，使按鍵所能顯示的信息可改變并有效增加。然而， 實際上，其中的電子墨水顯示屏幕無法作為手機(該專利的適用對象為手機)顯示屏幕的 一部分，且其結(jié)構(gòu)仍是傳統(tǒng)機械式按鍵，亦即包含鍵帽、彈片等，因此，整體成本仍會大幅增 加。因此，需要提供一種低成本、低耗電量且可輕易支持多點觸控及大尺寸應用的觸 控顯示裝置及電子裝置。

實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的主要目的即在于提供一種觸控顯示裝置及電子裝置。本實用新型公開一種觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有一殼體；一可撓式屏 幕，該可撓式屏幕設于該殼體上；以及至少一按鍵裝置，該至少一按鍵裝置設于該殼體中且 位于該可撓式屏幕之下，用來產(chǎn)生至少一觸發(fā)信號；其中，在該可撓式屏幕上對應于該至少 一按鍵裝置的位置受外力按壓時，該可撓式屏幕產(chǎn)生形變并按壓該至少一按鍵裝置，使該 至少一按鍵裝置產(chǎn)生該至少一觸發(fā)信號。本實用新型還公開一種電子裝置，該電子裝置包含有一工作電路，該工作電路用 來產(chǎn)生一影像信號；一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包含有一殼體；一可撓式屏幕，該可 撓式屏幕設于該殼體上，用來顯示該影像信號的內(nèi)容；以及至少一按鍵裝置，該至少一按鍵 裝置設于該殼體中且位于該可撓式屏幕之下，用來產(chǎn)生至少一觸發(fā)信號至該工作電路，以 控制該工作電路；其中，在該可撓式屏幕上對應于該至少一按鍵裝置的位置受外力按壓時， 該可撓式屏幕產(chǎn)生形變并按壓該至少一按鍵裝置，使該至少一按鍵裝置產(chǎn)生該至少一觸發(fā) 信號。本實用新型利用可撓式屏幕的特性，實現(xiàn)低成本、低耗電量且可輕易支持多點觸控及大尺寸應用的觸控顯示裝置。

[0014]圖IA為習知的一觸控顯示裝置的示意圖。[0015]圖IB為圖IA的觸控顯示裝置的剖面圖。[0016]圖2為圖IA中一透明觸控板的示意圖。[0017]圖3為公知的一電子書的示意圖。[0018]圖4A為本實用新型實施例的一觸控顯示裝置的示意圖。[0019]圖4B為圖4A的觸控顯示裝置的剖面圖。[0020]圖4C為圖4A中一按鍵裝置的示意圖。[0021]圖5為本實用新型實施例的一電子書的示意圖。[0022]圖6為本實用新型實施例的一觸控顯示裝置的示意圖。[0023]主要組件符號說明[0024]10、40、60觸控顯示裝置[0025]A、A，、B、B，占[0026]100液晶顯示面板[0027]102透明觸控板[0028]200,406基板[0029]H Y1 Yn感應電容串列和串行[0030]30,50電子書[0031]300電容式觸控顯示器[0032]302,304按鍵[0033]400殼體[0034]402、500、600可撓式屏幕[0035]404、506、508、KP_11 ΚΡ_ΜΝ按鍵裝置[0036]408上蓋[0037]410導電膜[0038]412觸發(fā)電路[0039]414檢測單元[0040]TR觸發(fā)信號
具體實施方式
為了改善公知觸控顯示裝置的缺點，本實用新型利用電子紙的可撓曲特性，實現(xiàn) 了省電、低成本、支持多點觸控的觸控顯示裝置。首先，所謂的電子紙，其基本原理為利用微膠囊(microcapsule)技術，把電泳液 以及懸浮的色素顆粒包裹在微米尺寸的膠囊中，藉以形成電子油墨。當施加不同電場于微 膠囊上方時，色素顆粒就會往微膠囊的特定方向移動，即可使微膠囊顯示出色彩。如此一 來，若將多個微膠囊進行排列，則可利用電場控制，進而使多個微膠囊共同顯示出影像。同 時，若將多個微膠囊排列于可撓式背板與前板之間，則可具有可撓曲的特性。[0043]接著說明本實用新型的架構(gòu)，請參考圖4A，圖4A為本實用新型實施例的一觸控顯 示裝置40的示意圖。觸控顯示裝置40用來實現(xiàn)觸控及顯示功能，其包含有一殼體400、一 可撓式屏幕402以及一按鍵裝置404。可撓式屏幕402為一電子紙或類似具有可撓曲特性 的顯示屏幕，用來顯示影像，并與殼體400構(gòu)成觸控顯示裝置40的外觀。按鍵裝置404設 置于殼體400內(nèi)，并置于可撓式屏幕402下。當可撓式屏幕402上對應于按鍵裝置404的 位置受外力壓迫時，可撓式屏幕402可產(chǎn)生適當形變，進而按壓按鍵裝置404以驅(qū)動按鍵裝 置404產(chǎn)生一觸發(fā)信號，而該觸發(fā)信號可供后端控制模塊來判斷觸控事件。簡單來說，由于可撓式屏幕402具有可撓曲特性，可受外力按壓而產(chǎn)生一定程度 的形變，因此當可撓式屏幕402上對應于按鍵裝置404的位置被按壓時，外力可使可撓式屏 幕402產(chǎn)生形變，進而驅(qū)動按鍵裝置404產(chǎn)生觸發(fā)信號。進一步地，請參考圖4B及圖4C， 圖4B為觸控顯示裝置40沿圖4A中點B至B，的剖面圖，而圖4C為按鍵裝置404的示意 圖。按鍵裝置404包含一基板406、一上蓋408、一導電膜410、一觸發(fā)電路412以及一檢測 單元414。上蓋408以橡膠等彈性材質(zhì)形成，其上方為可撓式屏幕402，而底部則布有導電 膜410。當上蓋408未受外力按壓時，其底部的導電膜410與觸發(fā)電路412未接觸而保持一 特定距離；當上蓋408受外力按壓時，則底部的導電膜410會與觸發(fā)電路412接觸，并在外 力消失時回復未接觸的狀態(tài)。觸發(fā)電路412為兩金屬線段，當導電膜410與之接觸時，兩金 屬線段會通過導電膜410而導通。換言之，當可撓式屏幕402上對應于按鍵裝置404的位 置被按壓時，可撓式屏幕404可產(chǎn)生形變而按壓上蓋408，使導電膜410與觸發(fā)電路412接 觸，則檢測單元414可據(jù)以產(chǎn)生一觸發(fā)信號TR。由圖4B及圖4C可知，按鍵裝置404的結(jié)構(gòu)相似于傳統(tǒng)機械式按鍵，然而，需注意 的是，本實用新型的主要目的不在于按鍵裝置404的結(jié)構(gòu)或制作方法等，而是利用可撓式 屏幕402的可撓曲特性，以低成本方式實現(xiàn)觸控與顯示的功能，依此概念所作的變化皆應 屬本實用新型的范圍，不限于此。舉例來說，為確保使用者可正確按壓到按鍵裝置404，可 撓式屏幕402上對應于按鍵裝置404的區(qū)域可顯示相關功能信息，例如，若按鍵裝置404用 來啟動一程序，則可撓式屏幕402上對應于按鍵裝置404的區(qū)域可顯示“開始程序”。此外， 在按鍵裝置404中，只需確保當上蓋408未受力時，導電膜410不會接觸到觸發(fā)電路412即 可。因此，上蓋408不限于彈性材質(zhì)，亦可以是以金屬彈片等結(jié)構(gòu)支撐與觸發(fā)電路412間的 間隔?；蛘?，可將上蓋408黏貼于可撓式屏幕402下方，利用可撓式屏幕402的彈性，達到 上述目的。另一方面，檢測單元414在觸發(fā)電路412導通時，輸出觸發(fā)信號TR，其可以是單純 由一電源產(chǎn)生器(如電壓源或電流源)所構(gòu)成或是由復雜的電路及操作數(shù)件所組成。以電 流源為例，可將電流源接于觸發(fā)電路412中的一金屬線段，并將觸發(fā)信號TR的輸出端接于 另一金屬線段；在此情形下，當導電膜410接觸到觸發(fā)電路412的兩金屬線段時，可將電流 源所產(chǎn)生的電流輸出為觸發(fā)信號TR。除此之外，前述實施例以單一按鍵裝置為例，實際上，根據(jù)不同系統(tǒng)需求，亦可衍 生出多個按鍵裝置的應用。舉例來說，請參考圖5，圖5為本實用新型實施例的一電子書50 的示意圖。電子書50采用本實用新型的概念，其觸控顯示裝置由一可撓式屏幕500及按鍵 裝置506、508所組成，且按鍵裝置506、508設于可撓式屏幕500之下。當顯示書籍內(nèi)容時， 電子書50的工作電路會產(chǎn)生對應的影像信號至可撓式屏幕500，使之呈現(xiàn)對應的內(nèi)容。同時，電子書50的工作電路會在可撓式屏幕500上對應于按鍵裝置506、508的位置顯示圖像 502及504，其分別對應于前一頁及后一頁的切換功能。因此，當使用者欲切換至前一頁時， 可按壓圖像502，則可撓式屏幕500中圖像502的位置會受外力壓迫而產(chǎn)生形變，進而按壓 按鍵裝置506以產(chǎn)生一對應的觸發(fā)信號，使電子書50的工作電路可據(jù)以將書籍內(nèi)容切換至 前一頁。同理，當使用者欲切換至下一頁時，可按壓圖像504，則可撓式屏幕500中圖像504 的位置會受外力壓迫而產(chǎn)生形變，進而按壓按鍵裝置508以產(chǎn)生一對應的觸發(fā)信號，使電 子書50的工作電路可據(jù)以將書籍內(nèi)容切換至下一頁。相比較于使用電容式觸控屏幕的電子書，由于按鍵裝置506、508可以傳統(tǒng)機械結(jié) 構(gòu)的按鍵實現(xiàn)，因此電子書50可有效減少生產(chǎn)及制造成本。更重要的是，在電子書50的工 作過程中，若使用者未按壓按鍵裝置506、508，則按鍵裝置506、508幾乎不消耗電源，可有 效降低耗電量，更有利于電子書之類的便攜式電子裝置。另一方面，本實用新型可輕易實現(xiàn)多點觸控的應用。舉例來說，請參考圖6，圖6為 本實用新型實施例的一觸控顯示裝置60的示意圖。觸控顯示裝置60包含有一可撓式屏幕 600及按鍵裝置KP_11 ΚΡ_ΜΝ，其可用于便攜式計算機系統(tǒng)、電子書、智能型手機、導航裝 置、隨身游樂機等電子裝置。如圖6所示，按鍵裝置ΚΡ_11 ΚΡ_ΜΝ以矩陣方式排列于可撓 式屏幕600之下，分別用來產(chǎn)生一觸發(fā)信號。觸控顯示裝置60的工作概念與圖4Α的按鍵 裝置40相似，亦即，當可撓式屏幕600上對應于按鍵裝置ΚΡ_11 ΚΡ_ΜΝ中任一按鍵裝置 的位置被按壓時，外力可使可撓式屏幕600產(chǎn)生形變，進而驅(qū)動該按鍵裝置產(chǎn)生觸發(fā)信號。 由于按鍵裝置ΚΡ_11 ΚΡ_ΜΝ的每一按鍵裝置獨立設置而與其他按鍵裝置無關，因此，若按 鍵裝置ΚΡ_11 ΚΡ_ΜΝ中同時有兩個以上的按鍵裝置被按壓，則這些被按壓的按鍵裝置都 會產(chǎn)生觸發(fā)信號。藉此，后端控制模塊可據(jù)以判斷觸控事件。需注意的是，當觸控顯示裝置60應用于一電子裝置時，設計者應適當調(diào)整電子裝 置的操作邏輯，使其適用于多點觸控的操作，而此等調(diào)整電子裝置的操作邏輯非本實用新 型的重點，不另說明。本實用新型的主要目的在于利用可撓式屏幕的可撓曲特性，使其受外 力按壓時可進一步按壓設于其下的按鍵裝置，從而實現(xiàn)觸控與顯示功能。因此，相比較于傳 統(tǒng)觸控技術，本實用新型可降低生產(chǎn)成本及耗電量，并可輕易支持多點觸控的應用。除此之外，傳統(tǒng)觸控顯示技術在面對大尺寸的應用時，會受環(huán)境電容的影響，且無 法即時反映觸控事件的變化。相比較之下，針對大尺寸的觸控顯示應用，本實用新型只需增 加按鍵裝置的數(shù)量即可，且所需檢測時間亦不受影響，明顯可改善公知技術的缺點。綜上所述，本實用新型利用可撓式屏幕的特性，實現(xiàn)低成本、低耗電量且可輕易支 持多點觸控及大尺寸應用的觸控顯示裝置。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡是根據(jù)本實用新型權(quán)利要求書的范圍 所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
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權(quán)利要求一種觸控顯示裝置，包括一殼體；其特征在于，該觸控顯示裝置還包括一可撓式屏幕，該可撓式屏幕設于該殼體上；以及至少一按鍵裝置，該至少一按鍵裝置設于該殼體中且位于該可撓式屏幕之下，用來產(chǎn)生至少一觸發(fā)信號；其中，在該可撓式屏幕上對應于該至少一按鍵裝置的位置受外力按壓時，該可撓式屏幕產(chǎn)生形變并按壓該至少一按鍵裝置，使該至少一按鍵裝置產(chǎn)生該至少一觸發(fā)信號。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控顯示裝置，其特征在于，該至少一按鍵裝置的任一按鍵裝 置包括一基板；一觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路形成于該基板上，包括不導通的一第一金屬線段及一第二金 屬線段；一上蓋，該上蓋設置于該基板上，該上蓋底部布有一導電膜，并與該觸發(fā)電路保持一特 定距離；以及一檢測單元，該檢測單元耦接于該觸發(fā)電路，用來根據(jù)該第一金屬線段及該第二金屬 線段的導通情形，產(chǎn)生一觸發(fā)信號。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控顯示裝置，其特征在于，在該上蓋受外力按壓時，該導電 膜接觸該觸發(fā)電路以導通該第一金屬線段及該第二金屬線段，使該檢測單元產(chǎn)生該觸發(fā)信號。
4.如權(quán)利要求2所述的觸控顯示裝置，其特征在于，該上蓋為彈性材質(zhì)上蓋。
5.如權(quán)利要求1所述的觸控顯示裝置，其特征在于，該可撓式屏幕為一電子紙。
6.一種電子裝置，包括一工作電路，該工作電路用來產(chǎn)生一影像信號； 一觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包括 一殼體；其特征在于，該觸控顯示裝置還包括一可撓式屏幕，該可撓式屏幕設于該殼體上，用來顯示該影像信號的內(nèi)容；以及 至少一按鍵裝置，該至少一按鍵裝置設于該殼體中且位于該可撓式屏幕之下，用來產(chǎn) 生至少一觸發(fā)信號至該工作電路，以控制該工作電路；其中，在該可撓式屏幕上對應于該至少一按鍵裝置的位置受外力按壓時，該可撓式屏 幕產(chǎn)生形變并按壓該至少一按鍵裝置，使該至少一按鍵裝置產(chǎn)生該至少一觸發(fā)信號。
7.如權(quán)利要求6所述的電子裝置，其特征在于，該至少一按鍵裝置的任一按鍵裝置包括一基板；一觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路形成于該基板上，包括不導通的一第一金屬線段及一第二金 屬線段；一上蓋，該上蓋設置于該基板上，該上蓋底部布有一導電膜，并與該觸發(fā)電路保持一特 定距離；以及一檢測單元，該檢測單元耦接于該觸發(fā)電路，用來根據(jù)該第一金屬線段及該第二金屬 線段的導通情形，產(chǎn)生一觸發(fā)信號。
8.如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于，在該上蓋受外力按壓時，該導電膜接觸 該觸發(fā)電路以導通該第一金屬線段及該第二金屬線段，使該檢測單元產(chǎn)生該觸發(fā)信號。
9.如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于，該上蓋為彈性材質(zhì)上蓋。
10.如權(quán)利要求6所述的電子裝置，其特征在于，該可撓式屏幕為一電子紙。
專利摘要一種觸控顯示裝置及電子裝置。該觸控顯示裝置包含有一殼體；一可撓式屏幕，該可撓式屏幕設于該殼體上；以及至少一按鍵裝置，該至少一按鍵裝置設于該殼體中且位于該可撓式屏幕之下，用來產(chǎn)生至少一觸發(fā)信號；其中，在該可撓式屏幕上對應于該至少一按鍵裝置的位置受外力按壓時，該可撓式屏幕產(chǎn)生形變并按壓該至少一按鍵裝置，使該至少一按鍵裝置產(chǎn)生該至少一觸發(fā)信號。本實用新型實現(xiàn)低成本、低耗電量且可輕易支持多點觸控及大尺寸應用的觸控顯示裝置。
文檔編號G06F3/041GK201698379SQ20102025804
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者董昱甫 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司