觸控感測裝置及方法
【專利摘要】一種觸控感測裝置及方法,適用于觸控顯示裝置環(huán)境中,采用具有更高介電常數(shù)(>4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控用的覆蓋玻璃,致使藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值(CF值),并因此而提升手指碰觸電容值(CF值)與感測組件所產(chǎn)生的電容值(CP)的CF/CP比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號噪聲比,使訊號噪聲比能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足。
【專利說明】觸控感測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種感測裝置及方法,更詳而言之,有關(guān)于一種適用于觸控顯示裝置環(huán)境的觸控感測裝置及方法,利用具有更高介電常數(shù)及具更高機械強度的透明材料,可將使用厚度減薄作為觸控用的覆蓋玻璃,而提升訊號信噪比SNR。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的使用觸碰傳感器的電容式觸控裝置技術(shù),已多年存在于觸控式電子裝置/產(chǎn)品中,一般而言,典型的電容式觸碰傳感器解決方案所采用的覆蓋玻璃厚度必須是低于3mm以下,實因,越厚的覆蓋玻璃將會導(dǎo)致觸控訊號偵測困難/失真,而產(chǎn)生觸控式電子裝置/產(chǎn)品的觸控訊號誤判;是故,所采取的解決策略可為,減低覆蓋玻璃厚度,但是,將產(chǎn)生觸控式電子裝置/產(chǎn)品機構(gòu)強度的問題。
[0003]一般而言,以電容公式C = ( ε ^ ε fAVd來計算出電容C的大小,其中,ε ^是介電常數(shù),ε ^是介電率,乘積為介電值,A是面積,d是導(dǎo)電材料距離;在此,當(dāng)采用的覆蓋玻璃及/或鏡頭(Lens)的材質(zhì)其介電值愈高,則手指碰觸電容值Cf值就會愈大;而以電容公式計算,覆蓋玻璃的厚度愈小則手指碰觸電容值Cf就愈大,而為了降低厚度,就必須采用機械強度愈高的材料將愈好。而就感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_來看,覆蓋玻璃是愈薄愈好(降低電容傳導(dǎo)路徑)、覆蓋玻璃的介電值愈小愈好、感測組件與感測組件間距愈大愈好(避免電磁效應(yīng)互相影響)及電路驅(qū)動電流愈小愈好(避免電磁效應(yīng)互相影響)。
[0004]于觸控顯示裝置中,所適用的訊號信噪比SNR根據(jù)傳感器輸出端的計數(shù)值來測定,例如,當(dāng)手指并未觸碰到傳感器時,未觸碰平均(unpressed average)值為Uu,而未觸碰標(biāo)準(zhǔn)偏移(unpressed standard deviation)值為σ J1,而當(dāng)傳感器偵測到手指觸碰時,則有觸碰平均(pressed average)值μ P, —般而言,訊號信噪比SNR = (Uu-UpVou,以整個觸控感測原理而言,Clotal = CF+CP,其中,CT()tal是總電容,Cp是寄生電容(parasiticcapacitance),亦即,感測組件本身產(chǎn)生的電容值,Cf是手指碰觸后產(chǎn)生的電容值,亦即,手指碰觸電容值,在與(CT(rtal_CP) /Cp (亦即,CF/CP)比值有關(guān)的訊號信噪比SNR中,訊號信噪比SNR維持適中是較為妥當(dāng)?shù)?,這樣才不會使觸控感測裝置太過于敏感也不會敏感度不夠,所以在設(shè)計上,當(dāng)噪聲串?dāng)_的容忍度要求愈高(亦即,愈強)時,則與訊號信噪比SNR有關(guān)的Cf手指碰觸電容值就要愈高。
[0005]近年來,投射式電容觸控面板因蘋果(Apple)公司的采用而蓬勃發(fā)展,究其原因為,結(jié)構(gòu)簡單、可性度高、使用壽命長、靈敏度與精確度為可接受、可多點觸控實施、透光性可接受。
[0006]然,此類現(xiàn)有的觸控技術(shù)并非完美,譬如,因為易受電路的電磁效應(yīng)而影響電容,是故,其有效尺寸還是局限在小于17英寸的中小尺寸(< 17”)的觸控顯示面板,而更大的大于17英寸的尺寸(例如,17”~30”)僅屬實驗、測試階段當(dāng)中,而各公司無不積極研發(fā)及改善,期以提升投射式電容觸控技術(shù)的應(yīng)用層面。
[0007]再者,此類現(xiàn)有的觸控技術(shù)從以往的0GS/T0L(0ne Glass Solution/TouchonLens)逐漸往On-cell, On-Cell/In-Cell hybrid及In-cell技術(shù)來予以施行,而感測組件(Sensor)與覆蓋玻璃(Cover Glass)之間不僅距離增加,而且可能有組裝/貼合縫隙,導(dǎo)致手指碰觸的電容值((^值)下降,以致產(chǎn)生觸控靈敏度降低的問題,且,觸控面板大面積化及感測組件密集化造成的線路電磁干擾問題趨于嚴(yán)重。
[0008]所以如何尋求一種適用于觸控顯示裝置環(huán)境中的觸控感測技術(shù),可使觸控式電子裝置/產(chǎn)品中的覆蓋玻璃厚度可予以減低(例如,低于1.0mm以下),且,由于覆蓋玻璃具更高機械強度(例如,700MPa以上的機械強度),而不致產(chǎn)生觸控式電子裝置/產(chǎn)品機構(gòu)強度的問題;又,除覆蓋玻璃厚度能予以減低之外,更由于覆蓋玻璃具有更高介電常數(shù),例如,介電常數(shù)大于4.5,( > 4.5),而可提升手指碰觸電容值(Cf值)、并因而提升手指碰觸電容值(CF{t)與感測組件所產(chǎn)生的電容值(Cp)的CF/CP比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR、并使訊號信噪比SNR能維持為符合實際所需,能解決觸控靈敏度降低的問題;并因提升手指碰觸電容值(Cf值)而能提升感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置的觸控面板大面積化所造成的線路電磁干擾問題,均是待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的主要目的便是在于提供一種適用于觸控顯示裝置環(huán)境的觸控感測裝置及方法,采用具有更高介電常數(shù)(> 4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控用的覆蓋玻璃,致使藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值%值),并因此而提升訊號信噪比SNR,使訊號信噪比能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,而能解決觸控靈敏度降低的問題。
[0010]本發(fā)明的又一目的便是在于提供一種適用于觸控顯示裝置環(huán)境的觸控感測裝置及方法,由于能大幅提升手指碰觸電容值((^值),因而能提升訊號信噪比,因而提升對感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置的觸控面板大面積化及感測組件密集化所造成的線路 電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0011]根據(jù)以上所述的目的,本發(fā)明的觸控感測裝置包含覆蓋玻璃、以及感測組件模塊,在此,該觸控感測裝置可應(yīng)用于觸控顯示裝置,例如,Out-Ce 11 IXD觸控顯示裝置,In-Ce 11LCD觸控顯示裝置,On-Cell LCD觸控顯示裝置,In-Cell/On-Cell hybrid LCD觸控顯示裝置,Out-Cell OLED觸控顯示裝置,On-Cell OLED觸控顯示裝置,In-Cell OLED觸控顯示裝置。
[0012]覆蓋玻璃,該覆蓋玻璃具有更高介電常數(shù)(> 4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控之用,藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值(Cf值),并因此而提升訊號信噪比,使訊號信噪比能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,并且能提升感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置的觸控面板大面積化及感測組件密集化所造成的線路電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0013]在此,覆蓋玻璃的材料,例如,可為藍寶石晶體(Al2O3),其中各種軸向(如a-軸向(axis), c_軸向,m_軸向,r_軸向)均可,而抗壓強度各軸向均≤2000MPa,介電常數(shù)(ε』:a-軸向=11.5, C -軸向=9.3, m-軸向=11.5 ;其中,藍寶石晶體的軸向可為各種軸向,例如,舉例言之,藍寶石晶體的晶體結(jié)構(gòu)為一單晶結(jié)構(gòu),而藍寶石晶體的晶體軸向為C-軸向、a-軸向、m-軸向、和r-軸向的其中之一,其中,例如,c_軸向(0001)、a-軸向(包括(1210)、(1120), (2110), (1120), (2110 )、以及(1210 ) )、m-軸
向(包括(1010)、(1100), (0110)、(1010), (1100)、以及(0110))、和 r-軸向(包括
(1011), (1011), (0111)、(0111), (1101)、以及(1101))的其中之一;另,覆蓋玻璃的材料可
為氮氧化鋁玻璃(Al (64+x)/3O(32-x)Νx (2.75 ≤x≤ 5)),而抗壓強度≥2677MPa,介電常數(shù)(εr):
9.19,端視實際施行情況而定。
[0014]于觸控顯示裝置中,所適用的訊號信噪比SNR根據(jù)傳感器輸出端的計數(shù)值來測定,例如,當(dāng)手指并未觸碰到傳感器時,未觸碰平均(unpressed average)值為μu,而未觸碰標(biāo)準(zhǔn)偏移(unpressed standard deviation)值為σu,而當(dāng)傳感器偵測到手指觸碰時,則有觸碰平均(pressed average)值μ P, —般而言,訊號信噪比SNR = ( μ u- μ p) / σu。
[0015]將覆蓋玻璃的厚度降低,同時具高的介電常數(shù),使手指碰觸所產(chǎn)生的手指碰觸電容值Cp能有效提升,以增加(CT(rtal-CP)/CP比值(亦即,CF/CF比值),而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR、并使訊號信噪比SNR能維持為符合實際所需,在此,Ctotal = CF+CP,其中,Cf為手指碰觸電容值,而Cp為感測組件模塊中的感測組件所產(chǎn)生的電容值;以現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)行外掛式(Out-cell)觸控組件為例,厚度0.7mm、強度(700MPa)及介電常數(shù)(4.5)的覆蓋玻璃來比較計算,可得知,覆蓋玻璃的材料改以藍寶石玻璃C-軸向,在相同壓觸抗壓強度條件下,厚度可降為0.245mm而手指碰觸電容值Cf可提升5.9倍;覆蓋玻璃的材料為藍寶石玻璃a-軸向/m-軸向,厚度可降為0.245mm電容而手指碰觸電容值Cf可提升7.3倍;而當(dāng)覆蓋玻璃的材料為氮氧化鋁玻璃,厚度可降為0.183mm而手指碰觸電容值CF可提升7.81倍。
[0016]感測組件模塊,該感測組件模塊至少具有二個以上的感測組件,以任二個感測組件之間的感測組件至感測組件(sensor to sensor)的噪聲串?dāng)_(crosstalk)的容忍度來看,覆蓋玻璃是愈薄愈好(降低電容傳導(dǎo)路徑)、而覆蓋玻璃的介電值愈大愈好、感測組件與感測組件間距愈大愈好(避免電磁效應(yīng)互相影響)及電路驅(qū)動電流愈小愈好(避免電磁效應(yīng)互相影響)。
[0017]另,于一些實施例中,該感測組件模塊至少包含具有y軸電路網(wǎng)的第一電極層、絕緣層、以及具有X軸電路網(wǎng)的第二電極層,其中,藉由第一電極層為感測電路、絕緣層、以及第二電極層為驅(qū)動電路,前述僅為實施方法的其中一種,X軸電路網(wǎng)與y軸電路網(wǎng)的功能可互為置換;但是,于一些實施例中,感測組件模塊可與液晶模塊(Liquid Crystal)結(jié)合并位于其中,而形成In-Cell型式,端視實際施行情況而定。
[0018]進行本發(fā)明的觸控感測方法流程時,首先,準(zhǔn)備具有觸控感測裝置的感測組件模塊的觸控顯示裝置;接著,于后續(xù)制程進行之后,于該觸控顯示裝置的最上端覆蓋觸控感測裝置的覆蓋玻璃。
[0019]為使熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明的目的、特征及功效,茲藉由下述具體實施例,并配合所附的附圖,對本發(fā)明詳加說明如后。
【專利附圖】
【附圖說明】[0020]圖1為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的架構(gòu)、以及運作情況;
[0021]圖2為一流程圖,用以顯示說明利用如圖1中的本發(fā)明的觸控感測裝置以進行觸控感測方法的流程步驟;
[0022]圖3為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的一實施例的架構(gòu)、以及運作情況;
[0023]圖4為一流程圖,用以顯示說明利用如圖3中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟;
[0024]圖5為一流程圖,用以顯示說明利用如圖4中的觸控感測方法的準(zhǔn)備具有感測組件模塊的觸控顯示裝置的步驟的更詳細流程;
[0025]圖6為一流程圖,用以顯示說明利用如圖4中的觸控感測方法的于觸控顯示裝置覆蓋覆蓋玻璃的步驟的更詳細流程;
[0026]圖7為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的又一實施例的架構(gòu)、以及運作情況;
[0027]圖8為一流程圖,用以顯示說明利用如圖7中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟;
[0028]圖9為一流程圖,用以顯示說明利用如圖8中的觸控感測方法的準(zhǔn)備具有感測組件模塊的觸控顯示裝置的步驟的更詳細流程;
[0029]圖10為一流程圖,用以顯示說明利用如圖8中的觸控感測方法的于觸控顯示裝置覆蓋覆蓋玻璃的步驟的更詳細流程;
[0030]圖11為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的另一實施例的架構(gòu)、以及運作情況;
[0031]圖12為一流程圖,用以顯示說明利用如圖11中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟;
[0032]圖13為一流程圖,用以顯示說明利用如圖12中的觸控感測方法的準(zhǔn)備具有感測組件模塊的觸控顯示裝置的步驟的更詳細流程;
[0033]圖14為一流程圖,用以顯示說明利用如圖12中的觸控感測方法的于觸控顯示裝置覆蓋覆蓋玻璃的步驟的更詳細流程;
[0034]圖15為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的再一實施例的架構(gòu)、以及運作情況;
[0035]圖16為一流程圖,用以顯示說明利用如圖15中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟;
[0036]圖17為一流程圖,用以顯示說明利用如圖16中的觸控感測方法的準(zhǔn)備具有感測組件模塊的觸控顯示裝置的步驟的更詳細流程;
[0037]圖18為一流程圖,用以顯示說明利用如圖16中的觸控感測方法的于觸控顯示裝置覆蓋覆蓋玻璃的步驟的更詳細流程;
[0038]圖19為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的又一實施例的架構(gòu)、以及運作情況;
[0039]圖20為一流程圖,用以顯示說明利用如圖19中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟;[0040]圖21為一流程圖,用以顯示說明利用如圖20中的觸控感測方法的準(zhǔn)備具有感測組件模塊的觸控顯示裝置的步驟的更詳細流程;以及
[0041]圖22為一流程圖,用以顯示說明利用如圖20中的觸控感測方法的于觸控顯示裝置覆蓋覆蓋玻璃的步驟的更詳細流程。
[0042]其中,附圖標(biāo)記說明如下:
[0043]I觸控感測裝置
[0044]2覆蓋玻璃
[0045]3感測組件模塊
[0046]4外掛式液晶觸控顯示裝置
[0047]5外嵌式液晶觸控顯示裝置
[0048]6內(nèi)崁式液晶觸控顯示裝置
[0049]7內(nèi)崁式有機電激發(fā)光觸控顯示裝置
[0050]9外嵌式有機電激發(fā)光觸控顯示裝置
[0051]11I2 步驟
[0052]2122 步驟
[0053]30結(jié)構(gòu)
[0054]31第一感測層
[0055]32絕緣層
[0056]33第二感測層
[0057]34結(jié)構(gòu)
[0058]4142 步驟
[0059]50觸控顯示模塊
[0060]5152 步驟
[0061]60觸控顯示模塊
[0062]70觸控顯示模塊
[0063]9192 步驟
[0064]102裝飾
[0065]106頂偏光片
[0066]107彩色濾光片玻璃
[0067]108彩色濾光模塊
[0068]109液晶模塊
[0069]110薄膜晶體管
[0070]111薄膜晶體管數(shù)組玻璃
[0071]211212 步驟
[0072]221222 步驟
[0073]301y軸感測電路網(wǎng)
[0074]302X軸感測電路網(wǎng)
[0075]400步驟
[0076]401觸控顯示模塊[0077]411 412 步驟
[0078]421422 步驟
[0079]500步驟
[0080]502裝飾
[0081]503頂偏光片
[0082]507彩色濾光片玻璃
[0083]508彩色濾光模塊
[0084]509液晶模塊
[0085]510薄膜晶體管
[0086]511薄膜晶體管數(shù)組玻璃
[0087]512513 步驟
[0088]521522 步驟
[0089]602裝飾
[0090]603頂偏光片
[0091]604彩色濾光片玻璃
[0092]605彩色濾光模塊
[0093]606液晶模塊
[0094]607液晶開關(guān)薄膜晶體管
[0095]608電容感測薄膜晶體管
[0096]609薄膜晶體管玻璃
[0097]702裝飾
[0098]703頂偏光片
[0099]704OLED 模塊
[0100]705有機電激發(fā)光開關(guān)薄膜晶體管
[0101]706電容感測薄膜晶體管
[0102]707薄膜晶體管數(shù)組玻璃
[0103]902裝飾
[0104]903偏光片
[0105]909OLED 模塊
[0106]910有機電激發(fā)光開關(guān)薄膜晶體管
[0107]911薄膜晶體管數(shù)組玻璃
[0108]921922 步驟
[0109]931932 步驟
[0110]40014002 步驟
[0111]50015002 步驟
【具體實施方式】
[0112](> 4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控之用,藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值((^值),并因此而提升手指碰觸電容值((^值)與感測組件模塊3的感測組件(圖未標(biāo)出)所產(chǎn)生的感測組件電容值(Cp)的CF/CP比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR,使訊號信噪比SNR能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,并由于能大幅提升手指碰觸電容值(Cf值),因而能提升感測組件模塊3的感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置9的觸控面板大面積化所造成的線路電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0113]在此,由于感測組件模塊3的感測組件如同于圖3中所示的外掛式(Out-Cell)IXD觸控顯示裝置中所敘述的;而感測組件與使用者手指之間的主要距離來自于覆蓋玻璃2的厚度,所以對訊號信噪比SNR的影響,幾乎一致。
[0114]于本實施例中,雖觸控顯不裝置為外嵌式(On-Cell) P-under 0LED,但是,對于外嵌式(On-Cell)P-cap OLED而言,其理相同、類似于本實施例所述的,是故,在此,不再贅述。
[0115]圖12為一流程圖,用以顯示說明利用如圖11中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟。如圖12中所示的,首先,于步驟91,形成感測組件模塊3 ;其中,在此為基于外嵌式P-under覆蓋玻璃2而進行感測組件模塊3的形成,并進到步驟92。
[0116]于步驟92,進行整體結(jié)合動作,以產(chǎn)生出具有觸控功能的觸控顯示裝置9 ;其中,在此為將至少具有覆蓋玻璃2與感測組件模塊3的結(jié)構(gòu)34與OLED模塊909貼合,以形成具有觸控功能的觸控顯示裝置9。
[0117]圖13為一流程圖,用以顯示說明利用如圖12中的觸控感測方法的形成感測組件模塊動作的步驟的更詳細流程。如圖13中所示的,首先,于步驟921,進行裝飾902制程,并進到步驟922。
[0118]于步驟922,將感測組件模塊3置于裝飾902之上并貼附偏光片903。
[0119]圖14為一流程圖,用以顯示說明利用如圖12中的觸控感測方法的進行整體結(jié)合動作的步驟的更詳細流程。如圖14中所示的,首先,于步驟931,先進行OLED顯示組件制程,并進到步驟932。
[0120]于步驟932,與具感測組件模塊3的覆蓋玻璃2封裝貼合。
[0121]圖15為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的再一實施例的架構(gòu)、以及運作情況。如圖15中所示的,本發(fā)明的觸控感測裝置I包含覆蓋玻璃2、以及感測組件模塊3,在此,該觸控感測裝置I可應(yīng)用于為內(nèi)嵌式(In-Cell) IXD的觸控顯示裝置6,其中,內(nèi)嵌式(In-Cell)IXD觸控顯示裝置6包含覆蓋玻璃2、裝飾602、頂偏光片603、感測組件模塊3、彩色濾光片玻璃604、彩色濾光片605、液晶模塊606、液晶開關(guān)薄膜晶體管607、電容感測薄膜晶體管608、以及薄膜晶體管玻璃609,而感測組件模塊3位于電容感測薄膜晶體管608之中,而形成內(nèi)嵌(In-Cell)型式,其中,觸控顯示模塊60由彩色濾光片玻璃604、彩色濾光片605、液晶模塊606、液晶開關(guān)薄膜晶體管607、電容感測薄膜晶體管608、以及薄膜晶體管玻璃609所組成。
[0122]覆蓋玻璃2,該覆蓋玻璃2可采用厚度減薄的具有更高介電常數(shù)(>4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作 為觸控之用,藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值((^值),并因此而提升手指碰觸電容值(Cf值)與感測組件模塊3的感測組件所產(chǎn)生的感測組件電容值(Cp) WCF/CP比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR,使訊號信噪比SNR能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,并由于能大幅提升手指碰觸電容值(Cf值),因而能提升感測組件模塊3的感測組件至液晶顯示模塊組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置6的觸控面板大面積化所造成的線路電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0123]就現(xiàn)有技術(shù)而言,一般現(xiàn)有的強化玻璃其抗壓強度為700MPa,4.5/ ε r, d/厚度為
0.7mm ;而訊號信噪比 SNR = (μ U-μ ρ)/O U。其中,(μ f μ Ρ) = 135,而 σ υ = 27,換言之,訊號信噪比SNR = (135/27) = 5,但是,就本實施例而言,在此,覆蓋玻璃2的材料,例如,可為藍寶石晶體(Al2O3),其中各種軸向(如a-軸向(axis) ,C-軸向,m-軸向,r-軸向)均可。
[0124]在此,例如,覆蓋玻璃2為藍寶石晶體a-軸向,抗壓強度> 2000MPa,介電常數(shù)(ετ) = 11.5,d/厚度;在維持相同壓觸強度條件下,當(dāng)覆蓋玻璃2的厚度為0.245mm時,訊號信噪比 SNR= (μ U-μ P)/συ。其中,(μ ^ μ Ρ) = (135 X 7/12) + (135 X 5/12 X (11.5/4.5)X (0.7/0.245)) = 489.46,而 σ = 27,換言之,訊號信噪比 SNR = (489.46/27) = 18.13,相較于一般現(xiàn)有的訊號信噪比SNR ( = 5)而提升3.626(18.13/5 = 3.626)倍;在維持覆蓋玻璃減薄加工良率要求下,當(dāng)覆蓋玻璃2的厚度為0.3mm時,訊號信噪比SNR = ( μ μ P) /Ou,其中,(μ υ-μ ρ) = (135Χ7/12) + (135Χ5/12Χ (11.5/4.5) X (0.7/0.3)) =414.15,而σ υ = 27,換言之,訊號信噪比SNR = (414.15/27) = 15.34,相較于一般現(xiàn)有的訊號信噪比SNR( = 5)而提升3.068倍;而當(dāng)覆蓋玻璃2的厚度為0.4mm時,訊號信噪比SNR =(μ U-μ P)/σ U。其中,(μ U-μ P) = (135X7/12) + (135X5/12X (11.5/4.5) X (0.7/0.4))=330.31,而συ = 27,換言之,訊號信噪比SNR = (330.31/27) = 12.23,相較于一般現(xiàn)有的訊號信噪比SNR( = 5)而提升2.446倍;其中,可知當(dāng)覆蓋玻璃2的厚度減少時,訊號信噪比SNR的容忍度將提升。
[0125]又,例如,覆蓋玻璃2為藍寶石晶體C-軸向,抗壓強度≥2000MPa,介電常數(shù)(ε ,)=9.3,0.35(1/厚度即 0.245臟,訊號信噪比3殿=(μυ-μΡ)/συο 其中,(Uu-Up)=(135X7/12) + (135X5/12X (9.3/4.5)/(0.7/0.245)) = 410.89,而 Ou = 27,換言之,訊號信噪比SNR = (410.89/27) = 15.22,相較于一般現(xiàn)有的訊號信噪比SNR( = 5)而提升
3.044(15.22/5 = 3.044)倍。
[0126]再,覆蓋玻璃2的材料可為氮氧化鋁玻璃(A1 (64+x)/30(32_x)Nx(2.75≤X≤5)),而抗壓強度≥2677MPa,介電常數(shù)(ε J:9.19,0.262d/厚度即0.183mm;訊號信噪比SNR =(μ U- μ P) / σ U。其中,(μ U- μ P) = (135 X 7/12) + (135 X 5/12 X (9.3/4.5) / (0.7/0.183))=518.16,M Ou = 27,換言之,訊號信噪比SNR = (518.16/27) = 19.19,相較于一般現(xiàn)有的訊號信噪比SNR ( = 5)而提升3.838倍。
[0127]感測組件模塊3,該感測組件模塊3至少具有二個以上的感測組件,以任二個感測組件之間的感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度來看,覆蓋玻璃2是愈薄愈好、而覆蓋玻璃2的介電值愈小愈好、感測組件與感測組件間距愈大愈好及電路驅(qū)動電流愈小愈好。
[0128]于本實施例中,感測組件模塊3位于電容感測薄膜晶體管608之中,而形成內(nèi)嵌(In-Cell)型式。
[0129]于本實施例中,雖觸控顯示裝置為內(nèi)嵌式(In-CelI)IXD,但是,對于內(nèi)嵌式(In-Cell)色轉(zhuǎn)換式有機電激發(fā)光顯示器而言,其理相同、類似于本實施例所述的,是故,在此,不再贅述。
[0130]圖16為一流程圖,用以顯示說明利用如圖15中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟。如圖16中所示的,首先,于步驟51,形成感測組件模塊3 ;其中,在此為準(zhǔn)備具有觸控感測裝置I的感測組件模塊3的觸控顯示模塊60,并進到步驟52。
[0131]于步驟52,進行整體結(jié)合動作,以產(chǎn)生出具有觸控功能的觸控顯示裝置;其中,在此為,觸控顯示模塊60于后續(xù)制程進行之后,于其最上端覆蓋觸控感測裝置I的覆蓋玻璃2以形成具有觸控功能的觸控顯示裝置6,使該觸控顯示裝置具有覆蓋玻璃2并具有觸控功倉泛。
[0132]圖17為一流程圖,用以顯示說明利用如圖16中的觸控感測方法的形成感測組件模塊動作的步驟的更詳細流程。如圖17中所示的,首先,于步驟512,于晶體管數(shù)組玻璃608上形成具感測組件模塊3的電容感測薄膜晶體管608及液晶開關(guān)薄膜晶體管607,并進到步驟 513。
[0133]于步驟513,進行IXD顯示裝置后續(xù)制程,使其具觸控顯示功能。
[0134]圖18為一流程圖,用以顯示說明利用如圖16中的觸控感測方法的進行整體結(jié)合動作的步驟的更詳細流程。如圖18中所示的,首先,于步驟521,進行裝飾602制程,并進到步驟522。
[0135]于步驟522,與具感測組件模塊3的觸控顯示模塊60貼合。圖19為一示意圖,用以顯示說明本發(fā)明的觸控感測裝置的又一實施例的架構(gòu)、以及運作情況。如圖19中所示的,本發(fā)明的觸控感測裝置I包含覆蓋玻璃2、以及感測組件模塊3,在此,該觸控感測裝置I可應(yīng)用于為內(nèi)嵌式(In-Cell)有機電激發(fā)光顯示器(OLED)的觸控顯示裝置7,其中,內(nèi)嵌式(In-Cell)OLED觸控顯示裝置10包含覆蓋玻璃2、裝飾702、頂偏光片703、OLED模塊704、OLED開關(guān)薄膜晶體管705、感測組件模塊3、電容感測薄膜晶體管706、以及薄膜晶體管數(shù)組玻璃707,而感測組件模塊3位于電容感測薄膜晶體管706中,而形成In-Cell型式。
[0136]覆蓋玻璃2,可采用厚度減薄的具有更高介電常數(shù)(>4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控之用,藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值(Cf值),并因此而提升手指碰觸電容值(Cf值)與感測組件模塊3的感測組件(圖未標(biāo)出)所產(chǎn)生的感測組件電容值(Cp)的CF/CP比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR,使訊號信噪比SNR能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,并由于能大幅提升手指碰觸電容值(Cf值),因而能提升感測組件模塊3的感測組件至有機電激發(fā)光顯示模塊組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置6的觸控面板大面積化所造成的線路電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0137]于本實施例中,感測組件模塊3位于電容感測薄膜晶體管706中,而形成內(nèi)嵌(In-Cell)型式。
[0138]圖20為一流程圖,用以顯示說明利用如圖19中的本發(fā)明的觸控感測裝置的實施例以進行觸控感測方法的流程步驟。如圖20中所示的,首先,于步驟400,形成感測組件模塊3 ;其中,在此可為準(zhǔn)備具有觸控感測裝置I的感測組件模塊3的觸控顯示模塊70,并進到步驟500。[0139]于步驟500,進行整體結(jié)合動作,以產(chǎn)生出具有觸控功能的觸控顯示裝置;其中,在此為觸控顯示模塊于后續(xù)制程進行之后,于其最上端覆蓋觸控感測裝置I的覆蓋玻璃2以形成具有觸控功能的觸控顯示裝置7,使該觸控顯示裝置7具有覆蓋玻璃2并具有觸控功倉泛。
[0140]圖21為一流程圖,用以顯示說明利用如圖20中的觸控感測方法的形成感測組件模塊的步驟的更詳細流程。如圖21中所示的,首先,于步驟4001,于薄膜晶體管數(shù)組玻璃707上形成具感測組件模塊3的電容感測薄膜晶體管706及OLED開關(guān)薄膜晶體管705,并進到步驟4002。
[0141]于步驟4002,進行有機電激發(fā)光顯示器觸控顯示裝置7后續(xù)制程,使其具觸控顯示功能。
[0142]圖22為一流程圖,用以顯示說明利用如圖20中的觸控感測方法的進行整體結(jié)合動作的步驟的更詳細流程。如圖22中所示的,首先,于步驟5001,進行裝飾702制程,并將偏光片703置于裝飾702 —表面,并進到步驟5002。
[0143]于步驟5002,與具感測組件模塊3的觸控顯示模塊70封裝貼合。
[0144]由以上所述的這些實施例,可知,使用高介電高抗壓強度的藍寶石玻璃及氮氧化鋁玻璃可獲得以下的優(yōu)點:1.覆蓋玻璃厚度在同樣強度需求下,可有效減??;2.外掛式(Out Cell)設(shè)計,在厚度減薄及高介電值的加成下,訊號信噪比SNR有效提升數(shù)倍,而在電容感測組件的設(shè)計,可獲得更多彈性;3.外嵌式(On Cell)設(shè)計,在厚度減薄及高介電值的加成下,訊號信噪比SNR有效提升數(shù)倍,在電容感測組件的設(shè)計,可獲得更多彈性;4.內(nèi)嵌式(In Cell)設(shè)計,在IXD部分,則因彩色濾光片玻璃(CF Glass)的間隔,訊號信噪比SNR提升不如外掛式及外嵌式高;在OLED部分,若去除彩色濾光片玻璃的組成,則可獲致與外掛式及外嵌式相近的效果;5.在厚度減薄及高介電值的加成下,如維持相同的訊號信噪比SNR,感測面積可以縮減,同時感測組件的間距離可以變大,也可降低噪聲(Noise)的強度。
[0145]綜合以上的實施例,我們可得到本發(fā)明的一種觸控感測裝置及方法,適用于觸控顯示裝置環(huán)境中,采用具有更高介電常數(shù)(> 4.5)及具更高機械強度(700MPa)的透明材料作為觸控用的覆蓋玻璃,致使藉由厚度減薄、介電常數(shù)提升,而大幅提升手指碰觸電容值((^值),并因此而提升手指碰觸電容值(Cf值)與感測組件所產(chǎn)生的電容值(Cp)的(^/(^比值,而可調(diào)整與CF/CP比值有關(guān)的訊號信噪比SNR,使訊號信噪比能維持為適中,不致讓觸控顯示裝置的觸控操作太過于敏感或敏感度不足,并由于訊號信噪比的提升,因而能提升感測組件至感測組件的噪聲串?dāng)_的容忍度,而可解決觸控顯示裝置的觸控面板大面積化及觸控組件密集化所造成的線路電磁干擾問題,及/或,在電容組件的設(shè)計上會更具彈性。
[0146]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用以限定本發(fā)明的范圍;凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾,均應(yīng)包含在下述的專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸控感測裝置,適用于觸控顯示裝置環(huán)境中,其特征在于,包含: 覆蓋玻璃,該覆蓋玻璃為厚度減薄的介電常數(shù)大于4.5、及機械強度大于700MPa的透明材料,該覆蓋玻璃于使用者手指碰觸時,將產(chǎn)生手指碰觸電容值Cf ;以及 感測組件模塊,該感測組件模塊的感測組件具有感測組件電容值Cp ; 其中,該覆蓋玻璃與該感測組件模塊位于一觸控顯示裝置中,該覆蓋玻璃的該手指碰觸電容值Cf與該感測組件模塊的感測組件電容值Cp的標(biāo)準(zhǔn)變異值σ υ的比值為訊號信噪比SNR,藉由該覆蓋玻璃的厚度減薄而調(diào)整該覆蓋玻璃的該手指碰觸電容值CF,使能調(diào)整訊號信噪比SNR值。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控感測裝置,其特征在于,該觸控顯示裝置為Out-CellIXD觸控顯示裝置、In-Cell LCD觸控顯示裝置、On-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell/On-Cellhybrid IXD觸控顯示裝置、Out-Cell OLED觸控顯示裝置、On-Cell OLED觸控顯示裝置、In-Cell OLED觸控顯示裝置的其中之一。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控感測裝置,其特征在于,該覆蓋玻璃的材料為藍寶石晶體或氮氧化鋁玻璃。
4.如權(quán)利要求2所述的觸控感測裝置,其特征在于,該感測組件模塊至少包含具有y軸電路網(wǎng)的第一電極層、絕緣層、以及具有X軸電路網(wǎng)的第二電極層,其中,第一電極層為感測電極以及該第二電極層為驅(qū)動電極。
5.如權(quán)利要求3所述的觸控感測裝置,其特征在于,該氮氧化鋁玻璃組成為Al(64+χ)/3θ(32-!£)Νχ,其中,2.75 < X < 5。
6.一種觸控感測方法,適用于觸控顯示裝置環(huán)境中,其特征在于,包含以下程序: 形成感測組件模塊的動作;以及 進行整體結(jié)合動作。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控感測方法,其特征在于,該形成感測組件模塊的動作為準(zhǔn)備具有觸控感測裝置的感測組件模塊的一觸控顯示裝置;而該進行整體結(jié)合動作為該觸控顯示裝置于后續(xù)制程進行之后,于其最上端覆蓋該觸控感測裝置的該覆蓋玻璃,使該觸控顯示裝置具有該覆蓋玻璃并具有觸控功能。
8.如權(quán)利要求6所述的觸控感測方法,其特征在于,該形成感測組件模塊的動作為基于覆蓋玻璃而進行感測組件模塊的形成;而該進行整體結(jié)合動作為將至少具有該覆蓋玻璃與該感測組件模塊的結(jié)構(gòu)與觸控顯示模塊予以結(jié)合,以形成具有觸控功能的觸控顯示裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的觸控感測方法,其特征在于,該觸控顯示裝置為In-CellIXD觸控顯示裝置、On-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell/On-Cell hybridLCD觸控顯示裝置、Out-Cell OLED觸控顯示裝置、On-Cell OLED觸控顯示裝置、In-Cell OLED觸控顯示裝置的其中之一。
10.如權(quán)利要求8所述的觸控感測方法,其特征在于,該觸控顯示裝置為Out-CellIXD觸控顯示裝置。
【文檔編號】G06F3/041GK103885622SQ201210563883
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】鐘潤文 申請人:鑫晶鑚科技股份有限公司