本實(shí)用新型涉及包括顯示模塊且能夠檢測(cè)觸摸壓力的觸摸輸入裝置,具體涉及能夠利用電容變化量檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力的包括顯示模塊且能夠檢測(cè)觸摸壓力的觸摸輸入裝置。
背景技術(shù):
為了操作計(jì)算系統(tǒng)而利用多種類型的輸入裝置。例如,按鍵(button)、鍵(key)、操縱桿(joystick)及觸摸屏等輸入裝置。
由于觸摸屏簡(jiǎn)單容易操作,因此觸摸屏在計(jì)算系統(tǒng)操作方面的利用率上升。
觸摸屏可以構(gòu)成包括觸摸感測(cè)板(touch sensor panel)的觸摸輸入裝置的觸摸表面,所述觸摸感測(cè)板可以是具有觸摸-感應(yīng)表面(touch-sensitive surface)的透明板。這種觸摸感測(cè)板可以附著在顯示屏的前面,觸摸-感應(yīng)表面蓋住顯示屏的可視面。用戶用手指等單純地觸摸觸摸屏即可操作計(jì)算系統(tǒng)。通常,計(jì)算系統(tǒng)識(shí)別觸摸屏上的觸摸及觸摸位置并解析該觸摸,能夠相應(yīng)地執(zhí)行運(yùn)算。
此處,需要一種在不降低顯示模塊性能的同時(shí)能夠檢測(cè)施加于觸摸屏上的觸摸的觸摸位置及觸摸壓力大小的觸摸輸入裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題
本實(shí)用新型的目的在于提供包括顯示模塊且能夠檢測(cè)觸摸壓力的觸摸輸入裝置。并且,本實(shí)用新型目的在于提供具有更薄的厚度且能夠降低制造費(fèi)用的包括顯示模塊且能夠檢測(cè)觸摸壓力的觸摸輸入裝置。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供能夠在不降低顯示模塊的清晰度(visibility)及透光率的前提下檢測(cè)觸摸壓力的包括顯示模塊的觸摸輸入裝置。
技術(shù)方案
為達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置檢測(cè)觸摸位置及觸摸壓力,包括:顯示模塊,其包括由玻璃或塑料構(gòu)成的第一層及配置于所述第一層的下部且由玻璃或塑料構(gòu)成的第二層;多個(gè)觸摸電極,其形成于所述顯示模塊的內(nèi)部且用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力;以及基準(zhǔn)電極,其與所述觸摸電極相隔配置,所述觸摸輸入裝置向所述觸摸電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),根據(jù)從所述觸摸電極接收的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸位置,從所述觸摸電極檢測(cè)隨所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的電容變化的電子信號(hào),所述電容隨所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生變化,所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離隨顯示模塊的彎曲發(fā)生變化,所述觸摸輸入裝置根據(jù)所述電容檢測(cè)觸摸壓力。
另外,為達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置檢測(cè)觸摸位置及觸摸壓力,包括:顯示模塊,其包括由玻璃或塑料構(gòu)成的第一層及配置于所述第一層的下部且由玻璃或塑料構(gòu)成的第二層;多個(gè)觸摸電極,其形成于所述顯示模塊的內(nèi)部且用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力;以及基準(zhǔn)電極,其與所述觸摸電極相隔配置,所述觸摸輸入裝置向所述觸摸電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),根據(jù)從所述觸摸電極接收的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸位置,所述多個(gè)觸摸電極包括第一電極及第二電極,所述觸摸輸入裝置從所述第一電極或所述第二電極檢測(cè)隨所述第一電極與所述第二電極之間的電容變化的電子信號(hào),所述電容隨所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生變化,所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離隨顯示模塊的彎曲發(fā)生變化,所述觸摸輸入裝置根據(jù)所述電容檢測(cè)觸摸壓力。
此處,所述觸摸輸入裝置還包括配置于所述顯示模塊的下部的基板及配置于所述觸摸電極與所述基準(zhǔn)電極之間的隔離層,其中沿所述基板的上部邊緣形成有用于保持所述隔離層的具有預(yù)定厚度的隔離層保持部件,所述顯示模塊受到壓力而發(fā)生彎曲時(shí)所述隔離層保持部件不發(fā)生變形,所述基準(zhǔn)電極可以是所述基板。
此處,所述第一層與所述第二層之間可以配置有液晶層。
此處,所述第一層與所述第二層之間可以配置有有機(jī)物層。
此處,所述觸摸電極可以形成于所述第一層的上面。
此處,所述觸摸電極形成于所述第一層的下面或所述第二層的上面。
此處,所述觸摸電極可以是包含于所述顯示模塊的共同電極。
此處,所述基準(zhǔn)電極可以配置于所述顯示模塊的內(nèi)部。
此處,所述觸摸電極可以構(gòu)成多個(gè)信道。
此處,所述觸摸輸入裝置能夠利用所述多個(gè)信道檢測(cè)多重觸摸的多重壓力。
另外,為達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置檢測(cè)觸摸位置及觸摸壓力,包括:顯示模塊,其包括由玻璃或塑料構(gòu)成的第一層及配置于所述第一層的下部且由玻璃或塑料構(gòu)成的第二層;第一電極及第二電極,其形成于所述顯示模塊的內(nèi)部,其中第一電極用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力,第二電極用于檢測(cè)觸摸位置;以及基準(zhǔn)電極,其與所述第一電極相隔配置,所述觸摸輸入裝置向所述第一電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),根據(jù)從所述第二電極接收的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸位置,從所述第一電極檢測(cè)隨所述第一電極與所述基準(zhǔn)電極之間的電容變化的電子信號(hào),所述電容隨所述第一電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生變化,所述第一電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發(fā)生變化,所述觸摸輸入裝置根據(jù)所述電容檢測(cè)觸摸壓力。
此處,所述觸摸輸入裝置還包括配置于所述顯示模塊的下部的基板及配置于所述第一電極與所述基準(zhǔn)電極之間的隔離層,其中沿所述基板的上部邊緣形成有用于保持所述隔離層的具有預(yù)定厚度的隔離層保持部件,所述顯示模塊受到壓力而發(fā)生彎曲時(shí)所述隔離層保持部件不發(fā)生變形,所述基準(zhǔn)電極可以是所述基板。
另外,為達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置檢測(cè)觸摸位置及觸摸壓力,包括:顯示模塊,其包括由玻璃或塑料構(gòu)成的第一層及配置于所述第一層的下部且由玻璃或塑料構(gòu)成的第二層;第一電極及第二電極,形成于所述顯示模塊的內(nèi)部,其中第一電極用于檢測(cè)觸摸位置,第二電極用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力;以及基準(zhǔn)電極,其與所述第二電極相隔配置,所述觸摸輸入裝置向所述第一電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),根據(jù)從所述第二電極接收的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸位置,從所述第二電極檢測(cè)隨所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的電容變化的電子信號(hào),所述電容隨所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生變化,所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發(fā)生變化,所述觸摸輸入裝置根據(jù)所述電容檢測(cè)觸摸壓力。
此處,所述觸摸輸入裝置還包括配置于所述顯示模塊的下部的基板及配置于所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的隔離層,其中沿所述基板的上部邊緣形成有用于保持所述隔離層的具有預(yù)定厚度的隔離層保持部件,所述顯示模塊受到壓力而發(fā)生彎曲時(shí)所述隔離層保持部件不發(fā)生變形,所述基準(zhǔn)電極可以是所述基板。
另外,為達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置檢測(cè)觸摸位置及觸摸壓力,包括:顯示模塊,其包括由玻璃或塑料構(gòu)成的第一層及配置于所述第一層的下部且由玻璃或塑料構(gòu)成的第二層;第一電極及第二電極,形成于所述顯示模塊的內(nèi)部,其中第一電極用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力,第二電極用于檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力;以及基準(zhǔn)電極,其與所述第一電極及所述第二電極相隔配置,所述觸摸輸入裝置向所述第一電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),根據(jù)從所述第二電極接收的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸位置,從所述第一電極或所述第二電極檢測(cè)隨所述第一電極與所述第二電極之間的電容變化的電子信號(hào),所述電容隨所述第一電極及所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生變化,所述第一電極及所述第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發(fā)生變化,所述觸摸輸入裝置根據(jù)所述電容檢測(cè)觸摸壓力。
此處,所述觸摸輸入裝置還包括配置于所述顯示模塊的下部的基板及配置于所述第一電極及第二電極與所述基準(zhǔn)電極之間的隔離層,其中沿所述基板的上部邊緣形成有用于保持所述隔離層的具有預(yù)定厚度的隔離層保持部件,所述顯示模塊受到壓力而發(fā)生彎曲時(shí)所述隔離層保持部件不發(fā)生變形,所述基準(zhǔn)電極可以是所述基板。
此處,所述第一層與所述第二層之間可以配置有液晶層。
此處,所述第一層與所述第二層之間可以配置有有機(jī)物層。
此處,所述第一電極及所述第二電極可以形成于所述第一層的上面。
此處,所述第一電極及所述第二電極可以形成于所述第一層的下面或所述第二層的上面。
此處,所述第一電極或所述第二電極可以是包含于所述顯示模塊的共同電極。
此處,所述第一電極可以形成于所述第一層的上面,所述第二電極可以形成于所述第一層的下面或所述第二層的上面。
此處,所述第二電極可以是包含于所述顯示模塊的共同電極。
此處,所述第二電極可以形成于所述第一層的上面,所述第一電極可以形成于所述第一層的下面或所述第二層的上面。
此處,所述第一電極可以是包含于所述顯示模塊的共同電極。
此處,所述基準(zhǔn)電極可以配置于所述顯示模塊的內(nèi)部。
此處,所述第一電極及所述第二電極中至少任意一個(gè)可以構(gòu)成多個(gè)信道。
此處,所述觸摸輸入裝置能夠利用所述多個(gè)信道檢測(cè)多重觸摸的多重壓力。
技術(shù)效果
根據(jù)如上構(gòu)成的能夠檢測(cè)觸摸壓力的顯示模塊、觸摸輸入裝置及利用其的觸摸壓力檢測(cè)方法,具有更薄的厚度且能夠降低制造費(fèi)用,能夠在不降低顯示模塊的清晰度(visibility)及透光率的前提下同時(shí)檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力。
附圖說(shuō)明
圖1a為說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電容式的觸摸感測(cè)板及其動(dòng)作的簡(jiǎn)要示意圖;
圖1b及圖1c顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極與多個(gè)接收電極的多種配置結(jié)構(gòu);
圖2為說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電容方式的觸摸感測(cè)板i00及其動(dòng)作的簡(jiǎn)要示意圖;
圖3a至圖3e為顯示根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置中觸摸感測(cè)板相對(duì)于顯示模塊的位置的概念圖;
圖4a及圖4b為說(shuō)明本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置根據(jù)互電容(mutual capacitance)變化量檢測(cè)觸摸壓力的方式的示意圖;
圖5為本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置根據(jù)自電容(self capacitance)變化量檢測(cè)觸摸壓力的構(gòu)成的框圖;
圖6a及圖6b為說(shuō)明本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置根據(jù)自電容(self capacitance)變化量檢測(cè)觸摸壓力的方式的示意圖;
圖7為顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖;
圖8a為簡(jiǎn)要顯示圖7所示實(shí)施例的各電極的配置結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖8b為顯示本實(shí)用新型觸摸輸入裝置的驅(qū)動(dòng)電極與接收電極形成于顯示模塊內(nèi)的同一個(gè)層的結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖9為顯示根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖;
圖10a及10b簡(jiǎn)要顯示圖9所示實(shí)施例的各電極的配置結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖11為顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸輸入裝置具有壓力電極形成于包括0LED板的顯示模塊內(nèi)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
100:觸摸感測(cè)板 200:顯示模塊
300:基準(zhǔn)電位層或基板 400:壓力檢測(cè)模塊
具體實(shí)施方式
以下參照示出能夠?qū)嵤┍緦?shí)用新型的特定實(shí)施例的附圖具體說(shuō)明本實(shí)用新型。通過(guò)具體說(shuō)明附圖所示的特定實(shí)施例使得本領(lǐng)域所屬普通技術(shù)人員足以實(shí)施本實(shí)用新型。特定實(shí)施例以外的其他實(shí)施例雖各異,但并非相互排斥。另外,需要理解以下具體說(shuō)明并非以限定為目的。
對(duì)附圖所示特定實(shí)施例的具體說(shuō)明應(yīng)結(jié)合附圖進(jìn)行理解,附圖為對(duì)整個(gè)實(shí)用新型的說(shuō)明的一部分。關(guān)于方向或指向性的記載只是為了便于說(shuō)明而已,目的并非以任意方式限定本實(shí)用新型的范圍。
具體來(lái)講,“下、上、水平、垂直、上側(cè)、下側(cè)、朝上、朝下、上部、下部”等表示位置的術(shù)語(yǔ)或其衍生詞(如“向水平方向、向下側(cè)、向上側(cè)”等)應(yīng)結(jié)合所說(shuō)明的附圖與相關(guān)說(shuō)明進(jìn)行理解。尤其,這些相對(duì)語(yǔ)是為了便于說(shuō)明而已,并非要求本實(shí)用新型的裝置應(yīng)向特定方向構(gòu)成或工作。
并且,“安裝的、附著的、連接的、接合的、相互連接的”等表示構(gòu)成之間相互結(jié)合關(guān)系的術(shù)語(yǔ)在沒(méi)有其他記載的情況下,應(yīng)理解為可表示個(gè)別構(gòu)成要素直接或間接附著或連接或固定的狀態(tài),應(yīng)理解這些不僅包括可移動(dòng)地附著、連接、固定的狀態(tài),還包括不可移動(dòng)的狀態(tài)。
本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置可用于智能手機(jī)、智能手表、臺(tái)式電腦、筆記本、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Data Assistant;PDA)、MP3播放器、相機(jī)、攝像機(jī)、電子詞典等可便攜電子產(chǎn)品乃至家庭電腦、電視、DVD、冰箱、空調(diào)、微波爐等家庭電子產(chǎn)品。并且,本實(shí)用新型的包含顯示模塊且能夠檢測(cè)壓力的觸摸輸入裝置可用于工業(yè)控制裝置、醫(yī)療裝置等用于顯示與輸入的裝置的所有產(chǎn)品,不受任何限制。
以下參照附圖說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置。以下例示電容方式的觸摸感測(cè)板100及壓力檢測(cè)模塊400,但也可以適用能夠通過(guò)任意方式檢測(cè)觸摸位置及/或觸摸壓力的觸摸感測(cè)板100及壓力檢測(cè)模塊400。
圖1a為說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電容式的觸摸感測(cè)板100及其動(dòng)作的簡(jiǎn)要示意圖。參見(jiàn)圖1a,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn及多個(gè)接收電極RX1至RXm,可包括驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110,其中驅(qū)動(dòng)部120為了所述觸摸感測(cè)板100工作而向所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),感測(cè)部110接收包括關(guān)于觸摸感測(cè)板100的觸摸表面受到觸摸時(shí)發(fā)生變化的電容變化量的信息的感測(cè)信號(hào)并檢測(cè)觸摸及觸摸位置。
如圖1a所示,觸摸感測(cè)板100可包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm。圖1a顯示觸摸感測(cè)板100的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm構(gòu)成正交陣列。
圖1b及圖1c顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極與多個(gè)接收電極的多種配置結(jié)構(gòu)。圖1b為配置于相隔的層的驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20構(gòu)成正交陣列的實(shí)施例。即,接收電極20可以向交叉于驅(qū)動(dòng)電極10延伸方向的方向延伸。圖1c顯示配置于同一層的驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20的配置。此處,接收電極20可以向平行于驅(qū)動(dòng)電極10延伸方向的方向延伸。
但本實(shí)用新型不受此限制,可以使多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極10與多個(gè)接收電極20構(gòu)成對(duì)角線、同心圓及三維隨機(jī)排列等任意維排列及其應(yīng)用排列。此處,n及m是正整數(shù),可具有相同或不同的值,大小可以因?qū)嵤├悺?/p>
如圖1a及圖1b所示,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm可排列成分別相互交叉。驅(qū)動(dòng)電極TX可包括向第一軸方向延伸的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn,接收電極RX可包括向交叉于第一軸方向的第二軸方向延伸的多個(gè)接收電極RX1至RXm。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100中多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RXl至RXm可形成于同一層。例如,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm可形成于絕緣膜(未示出)的同一面上。并且,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm也可以形成于不同的層。例如,可以使多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm分別形成于一個(gè)絕緣膜(未示出)的兩面,或者,可以使多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn形成于第一絕緣膜(未示出)的一面,多個(gè)接收電極RX1至RXm形成于不同于所述第一絕緣膜的第二絕緣膜(未示出)的一面上。
多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn與多個(gè)接收電極RX1至RXm可以由透明導(dǎo)電物質(zhì)(例如,由二氧化錫(SnO2)及氧化銦(In2O3)等構(gòu)成的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide;ITO)或氧化銻錫(Antimony Tin Oxide;ATO))等形成。但這只是舉例而已,驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX也可以由其他透明導(dǎo)電物質(zhì)或非透明導(dǎo)電物質(zhì)形成。例如,驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX可以由包括銀墨(silver ink)、銅(copper)及碳納米管(Carbon Nanotube;CNT)中至少一種的物質(zhì)構(gòu)成。并且,驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX可以采用金屬網(wǎng)(metal mesh)或由納米銀(nano silver)物質(zhì)構(gòu)成。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部120可以向驅(qū)動(dòng)電極TX1至TXn施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,可以向第一驅(qū)動(dòng)電極TX1至第n驅(qū)動(dòng)電極TXn按順序一次向一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)??梢栽俅沃貜?fù)地如上施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。但這只是舉例而已,其他實(shí)施例可以同時(shí)向多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
感測(cè)部110可以通過(guò)接收電極RX1至RXm接收包括關(guān)于被施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電極T X1至TXn與接收電極RX1至RXm之間生成的電容(Cm)101的信息的感測(cè)信號(hào),并以此檢測(cè)有無(wú)觸摸及觸摸位置。例如,感測(cè)信號(hào)可以是施加到驅(qū)動(dòng)電極TX的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極TX與接收電極RX之間生成的電容(Cm)101耦合的信號(hào)。如上,可以將通過(guò)接收電極RX1至RXm感測(cè)施加到第一驅(qū)動(dòng)電極TX1至第n驅(qū)動(dòng)電極TXn的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的過(guò)程稱為掃描(scan)觸摸感測(cè)板100。
例如,感測(cè)部110可包括通過(guò)開(kāi)關(guān)連接于各接收電極RX1至RXm的接收器(未示出)。所述開(kāi)關(guān)在感測(cè)相應(yīng)接收電極RX的信號(hào)的時(shí)間區(qū)間開(kāi)啟(on)使得接收器能夠從接收電極RX感測(cè)到感測(cè)信號(hào)。接收器可包括放大器(未示出)及結(jié)合于放大器的負(fù)(-)輸入端與放大器的輸出端之間即反饋路徑的反饋電容器。此處,放大器的正(+)輸入端可與接地(ground)連接。并且,接收器還可以包括與反饋電容器并聯(lián)的復(fù)位開(kāi)關(guān)。復(fù)位開(kāi)關(guān)可以對(duì)接收器執(zhí)行的從電流到電壓的轉(zhuǎn)換進(jìn)行復(fù)位。放大器的負(fù)輸入端連接于相應(yīng)接收電極RX,可以接收包括關(guān)于電容(Cm)101的信息的電流信號(hào)后通過(guò)積分轉(zhuǎn)換為電壓。感測(cè)部110還可以包括將通過(guò)接收器積分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出,analog to digital converter;ADC)。隨后,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入到處理器(未示出),能夠被處理獲取關(guān)于觸摸感測(cè)板100的觸摸信息。感測(cè)部110包括接收器的同時(shí)還可以包括ADC及處理器。
控制部130可以執(zhí)行控制驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部110動(dòng)作的功能。例如,控制部130可以生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)后發(fā)送到驅(qū)動(dòng)部120使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)在預(yù)定時(shí)間施加到預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電極TX。并且,控制部130可以生成感測(cè)控制信號(hào)后發(fā)送到感測(cè)部110使得感測(cè)部110在預(yù)定時(shí)間從預(yù)先設(shè)定的接收電極RX接收感測(cè)信號(hào)并執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的功能。
圖1a中的驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110可以構(gòu)成根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的能夠檢測(cè)觸摸感測(cè)板100是否受到觸摸及觸摸位置的觸摸檢測(cè)裝置(未標(biāo)出)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)裝置還可以包括控制部130。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)裝置可以集成于包括觸摸感測(cè)板100的觸摸輸入裝置1000中作為觸摸感測(cè)電路的觸摸感測(cè)IC(tou ch sensing Integrated Circuit)上。觸摸感測(cè)板100中的驅(qū)動(dòng)電極TX及接收電極RX例如可以通過(guò)導(dǎo)電線路(conductive trace)及/或印刷于電路板上的導(dǎo)電圖案(conductive pattern)等連接到包含于觸摸感測(cè)IC的驅(qū)動(dòng)部120及感測(cè)部110。觸摸感測(cè)IC可以位于印刷有導(dǎo)電圖案的印刷電路板,例如可以位于第一印刷電路板(以下稱為“第一PCB”)上。根據(jù)實(shí)施例,觸摸感測(cè)IC可以安裝在用于觸摸輸入裝置1000工作的主板上。
如上所述,驅(qū)動(dòng)電極TX與接收電極RX的每個(gè)交叉點(diǎn)都生成預(yù)定值的電容(C),手指、手掌或觸控筆(stylus)之類的客體U靠近觸摸感測(cè)板100時(shí)這種電容的值能夠發(fā)生變化。圖1a中的所述電容(Cm)可以表示互電容。感測(cè)部110可以通過(guò)感測(cè)這種電學(xué)特性感測(cè)觸摸感測(cè)板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如,可以感測(cè)由第一軸與第二軸構(gòu)成的二維平面構(gòu)成的觸摸感測(cè)板100的表面是否受到觸摸及/或其位置。
進(jìn)一步來(lái)講,觸摸感測(cè)板100受到觸摸時(shí)可以通過(guò)檢測(cè)被施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電極TX檢測(cè)觸摸的第二軸方向的位置。同樣,觸摸感測(cè)板100受到觸摸時(shí)可以從通過(guò)接收電極RX接收的接收信號(hào)檢測(cè)電容變化,以檢測(cè)觸摸的第一軸方向的位置。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置1000中用于檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100可位于顯示模塊200的外部或內(nèi)部。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置1000的顯示模塊200可以是包含于液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display;LCD)、等離子顯示裝置(Plasma Display Panel;PDP)、有機(jī)發(fā)光顯示裝置(Organic Light Emitting Diode;OLED)等的顯示板。因此,用戶可以一邊視覺(jué)確認(rèn)顯示板顯示的畫(huà)面一邊對(duì)觸摸表面進(jìn)行觸摸執(zhí)行輸入行為。此處,顯示模塊200可包括控制電路,該控制電路使從用于觸摸輸入裝置1000工作的主板(main board)上的中央處理單元即CPU(central processing unit)或應(yīng)用處理器(appl ication processor;AP)等接收輸入并在顯示板上顯示想要的內(nèi)容。這種控制電路可安裝在第二印刷電路板(以下稱為“第二PCB”)。此處,用于顯示模塊200工作的控制電路可包括顯示板控制IC、圖形控制IC(graphic controller IC)及其他顯示模塊200工作所需的電路。
以上說(shuō)明了根據(jù)驅(qū)動(dòng)電極TX與接收電極RX之間的互電容變化量感測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100的工作方式,但本實(shí)用新型不受此限制。即如圖2所示,也可以根據(jù)自電容(self capacitance)的變化量感測(cè)觸摸位置。
圖2為說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電容方式的觸摸感測(cè)板100及其動(dòng)作的簡(jiǎn)要示意圖。圖2所示的觸摸感測(cè)板100具有多個(gè)觸摸電極30。多個(gè)觸摸電極30如圖2所示,可以相隔預(yù)定間隔配置成格子狀,但不受限于此。
控制部130生成的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)部120,驅(qū)動(dòng)部120根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在預(yù)定時(shí)間向預(yù)先設(shè)定的觸摸電極30施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。并且,控制部130生成的感測(cè)控制信號(hào)發(fā)送到感測(cè)部110,感測(cè)部110根據(jù)感測(cè)控制信號(hào)在預(yù)定時(shí)間從預(yù)先設(shè)定的觸摸電極30接收感測(cè)信號(hào)。此處,感測(cè)信號(hào)可以是有關(guān)形成于觸摸電極30的自電容變化量的信號(hào)。
此處,通過(guò)感測(cè)部110感測(cè)的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸感測(cè)板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如,由于提前知道觸摸電極30的坐標(biāo),因此能夠感測(cè)客體U有無(wú)對(duì)觸摸感測(cè)板100的表面進(jìn)行觸摸及/或其位置。
以上具體說(shuō)明了根據(jù)互電容變化量及自電容變化量檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100,但根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置1000中用于檢測(cè)是否受到觸摸及觸摸位置的觸摸感測(cè)板100還可以用上述方法之外的表面電容方式、投射(projected)電容方式、電阻膜方式、表面彈性波方式(surface acoustic wave;SAW)、紅外線(infrared)方式、光學(xué)成像方式(optical imaging)、分散信號(hào)方式(dispersive signal technology)及聲學(xué)脈沖識(shí)別(acoustic pulse recognition)方式等任意的觸摸感測(cè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3a至圖3e為顯示根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置中觸摸感測(cè)板相對(duì)于顯示模塊的位置的概念圖。
首先參見(jiàn)圖3a至圖3c說(shuō)明觸摸感測(cè)板100相對(duì)于利用LCD板的顯示模塊200的位置。
本說(shuō)明書(shū)中的附圖標(biāo)記200表示顯示模塊,但圖3a至圖3e及關(guān)于該圖的說(shuō)明中,附圖標(biāo)記200不僅可以表示顯示模塊,還可以表示顯示板。
如圖3a至圖3c所示,LCD板可包括具有液晶元件(liquid crystal cell)的液晶層250、位于液晶層250兩端且包括電極的第一玻璃層261與第二玻璃層262、在與所述液晶層250相對(duì)的方向上位于所述第一玻璃層261的一面的第一偏光層271及位于所述第二玻璃層262的一面的第二偏光層272。此處,第一玻璃層261可以是濾色玻璃(color filter glass),第二玻璃層262可以是薄膜晶體管玻璃(TFT glass,以下簡(jiǎn)稱“TFT玻璃”)。
LCD板還可以包括用于執(zhí)行顯示功能的其他構(gòu)成且可以變形,這是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
圖3a顯示觸摸輸入裝置1000的觸摸感測(cè)板100配置于顯示模塊200外部。觸摸輸入裝置1000的觸摸表面可以是觸摸感測(cè)板100的表面。圖3a中可以作為觸摸表面的觸摸感測(cè)板100的面可以是觸摸感測(cè)板100的上部面。并且根據(jù)實(shí)施例,觸摸輸入裝置1000的觸摸表面可以是顯示模塊200的外面。圖3a中能夠作為觸摸表面的顯示模塊200的外面可以是顯示模塊200的第二偏光層272的下部面。此處,為保護(hù)顯示模塊200,可以用玻璃之類的覆蓋層(未示出)蓋住顯示模塊200的下部面。
圖3b及圖3c顯示觸摸輸入裝置1000的觸摸感測(cè)板100配置于顯示板200的內(nèi)部。此處,圖3b顯示用于檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100配置于第一玻璃層261與第一偏光層271之間。此處,觸摸輸入裝置1000的觸摸表面是顯示模塊200的外面,在圖3b中可以是上部面或下部面。圖3c顯示用于檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100包含于液晶層250的情況。此處,觸摸輸入裝置1000的觸摸表面是顯示模塊200的外面,在圖3c中可以是上部面或下部面。圖3b及圖3c中,可以用玻璃之類的覆蓋層(未示出)蓋住能夠作為觸摸表面的顯示模塊200的上部面或下部面。
以上說(shuō)明了檢測(cè)根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100是否受到觸摸及/或觸摸位置,而利用根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100的情況下不僅能夠檢測(cè)有無(wú)觸摸及/或位置,還能夠檢測(cè)觸摸壓力大小。并且,可以進(jìn)一步包括獨(dú)立于觸摸感測(cè)板100檢測(cè)觸摸壓力的壓力檢測(cè)模塊,以此檢測(cè)觸摸的壓力大小。
以下參見(jiàn)圖3d及圖3e說(shuō)明觸摸感測(cè)板100相對(duì)于利用OLED板的顯示模塊200的位置。圖3d中,觸摸感測(cè)板100位于偏光層282與第一玻璃層281之間,圖3e中,觸摸感測(cè)板100位于有機(jī)物層280與第二玻璃層283之間。
此處,第一玻璃層281可以由封裝玻璃(Encapsulation glass)構(gòu)成,第二玻璃層283可以由TFT玻璃(TFT glass)構(gòu)成。由于以上對(duì)感測(cè)觸摸進(jìn)行了說(shuō)明,因此此處只對(duì)其余構(gòu)成進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。
OLED板是利用向熒光或磷光有機(jī)物薄膜導(dǎo)通電流時(shí)電子與空穴在有機(jī)物層結(jié)合而發(fā)光的原理的自發(fā)光型顯示板,構(gòu)成發(fā)光層的有機(jī)物決定光的顏色。
具體來(lái)講,OLED利用在玻璃或塑料上涂布有機(jī)物并導(dǎo)通電流時(shí)有機(jī)物發(fā)光的原理。即,利用分別向有機(jī)物的陽(yáng)極與陰極注入空穴與電子使得在發(fā)光層再結(jié)合時(shí)形成高能量態(tài)的勵(lì)磁(excitation),勵(lì)磁降到低能量態(tài)的過(guò)程中放出能量生成特定波長(zhǎng)的光的原理。此處,光的顏色因發(fā)光層的有機(jī)物而異。
根據(jù)構(gòu)成像素矩陣的像素工作特性,OLED具有線驅(qū)動(dòng)方式的無(wú)源矩陣OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode;PM-OLED)與個(gè)別驅(qū)動(dòng)方式的主動(dòng)矩陣OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode;AM-OLED)。由于兩者均不需要背光,因此能夠使顯示模塊非常薄,隨著角度具有一定的明暗比,基于溫度的顏色再現(xiàn)性強(qiáng),具有如上優(yōu)點(diǎn)。并且,未驅(qū)動(dòng)的像素不消耗電能,因此能夠帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。
在工作方面,PM-OLED僅在掃描時(shí)間(scanning time)期間通過(guò)高電流發(fā)光,AM-OLED在幀時(shí)間(frame time)期間通過(guò)低電流持續(xù)保持發(fā)光狀態(tài)。因此,AM-OLED的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高于PM-OLED、有利于驅(qū)動(dòng)大面積顯示板、電能消耗少。并且,由于可以通過(guò)內(nèi)置的薄膜晶體管(TFT)分別控制各元件,因此能夠得到精致畫(huà)面。
如圖3d及圖3e所示,基本上OLED(尤其,AM-OLED)板包括偏光層282、第一玻璃層281、有機(jī)物層280及第二玻璃層283。此處,第一玻璃層281可以是封裝玻璃,第二玻璃層283可以是TFT玻璃,但并不受限于此。
并且,有機(jī)物層280可包括空穴注入層(Hole Injection Layer;HIL)、空穴輸送層(Hole Transfer Layer;HTL)、電子注入層(Emission Material Layer;EIL)、電子輸送層(Electron Transfer Layer;ETL)及發(fā)光層(Electron Injection Layer;EML)。
以下對(duì)各層進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。HIL注入空穴,利用CuPc等物質(zhì)。HTL的功能是移動(dòng)注入的空穴,主要利用空穴移動(dòng)性(hole mobility)強(qiáng)的物質(zhì)。HTL可以利用芳基胺(arylamine)、TPD等。EIL與ETL是用于電子的注入和輸送的層,注入的電子與空穴在EML結(jié)合發(fā)光。EML是顯現(xiàn)發(fā)光顏色的元件,由決定有機(jī)物壽命的主體(host)與決定色感與效率的摻雜物(dopant)構(gòu)成。以上只是說(shuō)明了包含于OLED板的有機(jī)物層280的基本構(gòu)成,本實(shí)用新型不受有機(jī)物層280的層結(jié)構(gòu)或元件等限制。
有機(jī)物層280插入到陽(yáng)極(Anode)(未示出)與陰極(Cathode)(未示出)之間,在TFT為接通(On)狀態(tài)時(shí)陽(yáng)極被接入驅(qū)動(dòng)電流而被注入空穴,陰極被注入電子,空穴與電子向有機(jī)物層280移動(dòng)而發(fā)光。
以上說(shuō)明了通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100檢測(cè)觸摸位置,但利用根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸感測(cè)板100的情況下不僅可以檢測(cè)有無(wú)觸摸及/或位置的同時(shí)檢測(cè)觸摸壓力大小。另外,可以進(jìn)一步包括獨(dú)立于觸摸感測(cè)板100檢測(cè)觸摸壓力的壓力檢測(cè)模塊并以此檢測(cè)觸摸的壓力大小。以下說(shuō)明利用壓力檢測(cè)模塊檢測(cè)觸摸壓力。
本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置1000通過(guò)上述觸摸感測(cè)板100檢測(cè)觸摸位置,可以在顯示模塊200與基板300之間配置壓力檢測(cè)模塊400檢測(cè)觸摸壓力。
以下說(shuō)明通過(guò)本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置1000的壓力檢測(cè)模塊400檢測(cè)觸摸壓力及其結(jié)構(gòu)。
圖4a及圖4b顯示通過(guò)檢測(cè)互電容(mutual capacitance)變化量檢測(cè)觸摸壓力的方式與結(jié)構(gòu)。圖4a及圖4b所示的壓力檢測(cè)模塊400包括例如由氣隙(air-gap)構(gòu)成的隔離層420,但根據(jù)其他實(shí)施例,隔離層420可以由沖擊吸收物質(zhì)構(gòu)成或可以被填充電介質(zhì)(dielectric material)。
壓力檢測(cè)模塊400可包括位于隔離層420內(nèi)的壓力電極450、460。此處,壓力電極450、460可以通過(guò)多種方式形成于顯示模塊200的下部。后續(xù)將進(jìn)一步對(duì)此進(jìn)行具體說(shuō)明。壓力電極450、460包含于顯示板的后面,因此無(wú)論采用透明物質(zhì)還是非透明物質(zhì)都無(wú)妨。
為保持隔離層420,可沿著基板300上部邊緣形成具有預(yù)定厚度的粘接帶440。粘接帶440可形成于基板300的所有邊緣(例如,四角形的四個(gè)邊),但也可以僅形成于其局部。例如,粘接帶440可附著在基板300的上部面或顯示模塊200的下部面。為了使基板300與顯示模塊200的電位相同,可以使粘接帶440為導(dǎo)電帶。并且,粘接帶440可以是兩面粘接帶。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的粘接帶440可以由無(wú)彈性物質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,向顯示模塊200施加壓力的情況下顯示模塊200能夠彎曲,因此即使粘接帶440不隨壓力發(fā)生形變也能夠檢測(cè)觸摸壓力的大小。
如圖4a及圖4b所示,用于檢測(cè)壓力的壓力電極包括第一電極450與第二電極460。此處,可以使第一電極450與第二電極460中任意一個(gè)為驅(qū)動(dòng)電極,其余為接收電極??梢韵蝌?qū)動(dòng)電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)并通過(guò)接收電極獲取感測(cè)信號(hào)。施加電壓時(shí)第一電極450與第二電極460之間能夠生成互電容。
圖4b為通過(guò)客體U施加壓力的情況下壓力檢測(cè)模塊400的剖面圖。為了遮蔽噪聲,可以使顯示模塊200的下部面具有接地(ground)電位。通過(guò)客體U向觸摸感測(cè)板100的表面施加壓力的情況下,觸摸感測(cè)板100及顯示模塊200能夠發(fā)生彎曲。
因此,具有接地電位的基準(zhǔn)電位層與壓力電極圖案450、460之間的距離d可以減小到d’。此處,邊緣電容隨著距離d減小而被顯示模塊200的下部面吸收,因此第一電極450與第二電極460之間的互電容能夠減小。因此,可以從通過(guò)接收電極獲取的感測(cè)信號(hào)中獲取互電容的減小量并以此算出觸摸壓力的大小。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸輸入裝置100中,顯示模塊200受到施加壓力的觸摸時(shí)能夠發(fā)生彎曲。顯示模塊200能夠彎曲成在觸摸位置發(fā)生最大變形。根據(jù)實(shí)施例,顯示模塊200彎曲時(shí)發(fā)生最大變形的位置與所述觸摸位置可能不一致,但至少顯示模塊200的所述觸摸位置能夠發(fā)生彎曲。例如,觸摸位置為顯示模塊200的外廓及邊緣等附近的情況下,雖然顯示模塊200彎曲程度最大的位置與觸摸位置可能不同,但顯示模塊200的所述觸摸位置至少能夠發(fā)生彎曲。
此處,基板300的上部面也可以為遮蔽噪聲而具有接地電位。因此,為防止基板300與壓力電極450、460發(fā)生短路(short circuit),壓力電極450、460可以形成于絕緣層上。
圖5、圖6a及圖6b顯示通過(guò)檢測(cè)自電容(self capacitance)變化量檢測(cè)觸摸壓力的方式與結(jié)構(gòu)。
用于檢測(cè)自電容變化量的壓力檢測(cè)模塊400利用形成于顯示模塊200下部面的壓力電極455。壓力電極455被施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下,接收包含關(guān)于自電容變化量的信息的信號(hào)以檢測(cè)觸摸壓力。
驅(qū)動(dòng)部120向壓力電極455施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),感測(cè)部130可以通過(guò)壓力電極455測(cè)定壓力電極455與具有基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位層300(例如,基板)之間的電容檢測(cè)有無(wú)觸摸壓力及大小。
驅(qū)動(dòng)部120例如可以包括時(shí)鐘生成器(未示出)及緩沖器(buffer),以脈沖形式生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)并施加到壓力電極455。但這只是舉例說(shuō)明而已,實(shí)際上可通過(guò)多種元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部,而且可以任意變形驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形態(tài)。
驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部130可以是集成電路(Integrated Circuit)形式,并且可形成于一個(gè)芯片(chip)上。驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部130可構(gòu)成壓力檢測(cè)器。
為了便于檢測(cè)壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間的電容變化量,可以加大壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間相對(duì)的面積。例如,壓力電極455可以是板形狀的圖案。
關(guān)于以自電容方式檢測(cè)觸摸壓力,雖然此處以一個(gè)壓力電極455為例進(jìn)行說(shuō)明,但也可以包括多個(gè)電極,構(gòu)成多個(gè)信道,確保發(fā)生多重觸摸(multitouch)時(shí)能夠檢測(cè)多重的壓力大小,這是顯而易見(jiàn)的。
隨著壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間的距離發(fā)生變化,壓力電極455與基準(zhǔn)電位層之間的電容發(fā)生變化,感測(cè)部130感測(cè)關(guān)于這種電容變化的信息以檢測(cè)觸摸壓力。
圖6a顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸輸入裝置1000的顯示模塊200與壓力檢測(cè)模塊400的剖面。
與以上說(shuō)明的圖4a及圖4b的實(shí)施例一樣,可以將壓力電極455配置成與基準(zhǔn)電位層300相隔預(yù)定距離d。此處,壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間可以配置能夠隨著客體U施加的壓力發(fā)生形變(deformable)的物質(zhì)。例如,配置于壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間的可變形物質(zhì)例如可以是空氣(air)、電介質(zhì)、彈性體及/或沖擊吸收物質(zhì)。
客體U按壓構(gòu)成觸摸表面的構(gòu)成(此處,是指顯示模塊200的上部面或觸摸感測(cè)板100的上面)的觸摸表面時(shí),壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間通過(guò)施加的壓力彼此靠近,兩者之間的相隔距離d減小。
圖6b顯示客體U施加壓力的情況下顯示模塊200與壓力檢測(cè)模塊400向下彎曲的狀態(tài)。隨著壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間的距離從d減小至d’產(chǎn)生電容變化量。具體來(lái)講,壓力電極455與基準(zhǔn)電位層300之間生成的自電容值增大。如上所述,感測(cè)部130測(cè)定如上生成的自電容變化量,能夠以此判斷有無(wú)觸摸壓力及其大小。
如上所述,本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置1000包括用于檢測(cè)觸摸位置的觸摸感測(cè)板100的電極與用于檢測(cè)觸摸壓力的壓力檢測(cè)模塊400的電極。具體來(lái)講,關(guān)于檢測(cè)觸摸位置,具有感測(cè)互電容變化量的驅(qū)動(dòng)電極與接收電極及感測(cè)自電容變化量的觸摸電極(可以是驅(qū)動(dòng)電極與接收電極中任意一個(gè))。
并且,關(guān)于檢測(cè)觸摸壓力,具有感測(cè)互電容變化量的驅(qū)動(dòng)電極與接收電極及感測(cè)自電容變化量的壓力電極(可以是驅(qū)動(dòng)電極與接收電極中任意一個(gè))。以下說(shuō)明包含于本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置1000的所述電極的多種配置與結(jié)構(gòu)。
圖7為顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸輸入裝置1000中各電極的配置的剖面圖。具體來(lái)講,圖7的實(shí)施例中,包括LCD板的顯示模塊200內(nèi)部具有感測(cè)觸摸位置的電極10、20及感測(cè)觸摸壓力的電極RX_p。
顯示模塊200包括位于第一玻璃層261與第二玻璃層262之間的液晶層250。顯示模塊200的液晶層250可以具有用于確保預(yù)定間隔的隔離部S,可以在隔離部S形成ITO之類的導(dǎo)電物質(zhì)(conductive material)作為基準(zhǔn)電極GND。
可以使形成于隔離部S的基準(zhǔn)電極GND與用于檢測(cè)觸摸壓力的壓力電極RX_p相隔預(yù)定的間隔。具體來(lái)講,壓力電極RX_p可以是圖5中說(shuō)明的附圖標(biāo)記455所示的電極。即,壓力電極RX_p用于檢測(cè)與基準(zhǔn)電極GND之間的自電容變化量。
更具體來(lái)講,驅(qū)動(dòng)部120向壓力電極RX_p施加驅(qū)動(dòng)信號(hào),感測(cè)部130可以通過(guò)壓力電極RX_p測(cè)定壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間的電容檢測(cè)有無(wú)觸摸壓力及大小。
驅(qū)動(dòng)部120例如可以包括時(shí)鐘生成器(未示出)及緩沖器(buffer),以脈沖形式生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)并施加到壓力電極RX_p。但這只是舉例說(shuō)明而已,實(shí)際上可通過(guò)多種元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部,而且可以任意變更驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形態(tài)。
驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部130可以是集成電路(Integrated Circuit)形式,并且可形成于一個(gè)芯片(chip)上。驅(qū)動(dòng)部120與感測(cè)部130可構(gòu)成壓力檢測(cè)器。
為了便于檢測(cè)壓力電極RX_p與形成于隔離部S上的基準(zhǔn)電極GND之間的電容變化量,可以加大壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間相對(duì)的面積。例如,壓力電極RX_p可以是板形狀的圖案。
關(guān)于以自電容方式檢測(cè)觸摸壓力,雖然此處以一個(gè)壓力電極RX_p為例進(jìn)行說(shuō)明,但也可以包括多個(gè)電極,構(gòu)成多個(gè)信道,確保發(fā)生多重觸摸(multi touch)時(shí)能夠檢測(cè)多重的壓力大小,這是顯而易見(jiàn)的。
壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間的電容隨著壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間的距離變化發(fā)生變化,感測(cè)部130通過(guò)感測(cè)關(guān)于這種電容變化的信息以檢測(cè)觸摸壓力。
為此,壓力電極RX_p可以如圖7配置在液晶層250內(nèi)部且與基準(zhǔn)電極GND間隔預(yù)定的相隔距離。
客體U按壓形成觸摸表面的構(gòu)成(此處,是指顯示模塊200的上部面或觸摸感測(cè)板100的上面)的觸摸表面時(shí),壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間通過(guò)施加的壓力彼此靠近,兩者之間的相隔距離減小。
因此,壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND之間生成的自電容值增大。如上所述,感測(cè)部130測(cè)定如上生成的自電容變化量,能夠以此判斷有無(wú)觸摸壓力及其大小。
另外,用于感測(cè)觸摸位置的驅(qū)動(dòng)電極10在液晶層250內(nèi)形成于第二玻璃層262側(cè),接收電極20可形成于第一玻璃層261上。即,驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20彼此形成于不同的層,可以根據(jù)兩者之間形成的互電容變化量檢測(cè)觸摸位置。由于以上參見(jiàn)圖1a等對(duì)此進(jìn)行了說(shuō)明,因此此處省略其說(shuō)明。
此處,第二玻璃層262可以由包括數(shù)據(jù)線(data line)、柵極線(gate line)、TFT、共同電極(common electrode)及像素電極(pixel electrode)等的多種層構(gòu)成。這些電子構(gòu)成要素可以生成受控制的電磁場(chǎng)使位于液晶層250的液晶配向。驅(qū)動(dòng)電極10與壓力電極RX_p可利用包含于第二玻璃層262的共同電極。
圖8a為簡(jiǎn)要顯示圖7所示實(shí)施例的各電極的配置結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖8a所示,為檢測(cè)觸摸位置,具有形成于第二玻璃層262側(cè)的液晶層250的驅(qū)動(dòng)電極10、形成于第一玻璃層261的接收電極20。
用于檢測(cè)觸摸壓力的壓力電極RX_p可形成于形成有驅(qū)動(dòng)電極10的層,即在液晶層250內(nèi)形成于第二玻璃層262側(cè),此處,俯視情況下如圖8a所示,壓力電極RX_p可位于多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極10之間。即,壓力電極RX_p與驅(qū)動(dòng)電極10可以交替地形成于同一層。
圖8b為本實(shí)用新型的觸摸輸入裝置具有驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20形成于顯示模塊200的同一層的結(jié)構(gòu)的剖面圖。由于以上已經(jīng)參見(jiàn)圖1c說(shuō)明了在這種結(jié)構(gòu)檢測(cè)觸摸位置,因此此處省略其說(shuō)明。
圖8b的電極結(jié)構(gòu)中,壓力電極RX_p也可以形成于形成有驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20的層(例如,第二玻璃層262)。
關(guān)于檢測(cè)觸摸位置,驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20的各交叉點(diǎn)生成預(yù)定值的電容C,當(dāng)手指、手掌或觸控筆(stylus)等客體U靠近的情況下電容值發(fā)生變化,因此可以根據(jù)該變化量檢測(cè)觸摸位置。
圖9為顯示根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖。圖9所示實(shí)施例的基準(zhǔn)電極GND也可形成于隔離部S上,通過(guò)檢測(cè)隨著基準(zhǔn)電極GND和與之相隔的壓力電極RX_p之間的距離變化發(fā)生的自電容變化量檢測(cè)觸摸壓力。
感測(cè)觸摸位置的觸摸電極30可在液晶層250內(nèi)形成于第二玻璃層262側(cè)??刂撇?30生成的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)部120,驅(qū)動(dòng)部120根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在預(yù)定時(shí)間向預(yù)先設(shè)定的觸摸電極30施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。并且,控制部130生成的感測(cè)控制信號(hào)發(fā)送到感測(cè)部110,感測(cè)部110根據(jù)感測(cè)控制信號(hào)在預(yù)定時(shí)間從預(yù)先設(shè)定的觸摸電極30接收感測(cè)信號(hào)。此處,通過(guò)感測(cè)部110感測(cè)的感測(cè)信號(hào)檢測(cè)觸摸感測(cè)板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如,由于提前知道觸摸電極30的坐標(biāo),因此能夠感測(cè)客體U有無(wú)對(duì)觸摸感測(cè)板100的表面進(jìn)行觸摸及/或其位置。
圖10a及10b簡(jiǎn)要顯示圖9所示實(shí)施例的各電極的配置結(jié)構(gòu)的示意圖。即,用于通過(guò)自電容變化量檢測(cè)觸摸位置的四角形的觸摸電極30相隔預(yù)定的間隔配置于格子狀的各交叉點(diǎn)。但這只是舉例示出而異,實(shí)際上觸摸電極30可以具有其他形狀或配置方式。
此處,壓力電極RX_p可以像觸摸電極30一樣在液晶層250內(nèi)形成于第二玻璃層262側(cè),可以合理地配置在多個(gè)觸摸電極30之間的相隔空間。
即,可以如圖10a所示地在多個(gè)觸摸電極30的相隔空間按十字(+)形狀形成壓力電極RX_p,也可以如圖10b所示地只在相隔空間中的豎線或橫線上形成壓力電極RX_p。
另外,根據(jù)其他實(shí)施例,可以像壓力電極RX_p一樣將圖10a所示的多個(gè)觸摸電極30用于感測(cè)壓力。即,觸摸電極30不僅可以感測(cè)觸摸位置,還可以起到壓力感測(cè)電極的作用。如上,將觸摸電極30用作壓力感測(cè)用電極的情況下,由于形成更多數(shù)量的壓力感測(cè)電極,因此能夠提高可靠性及靈敏度。并且,由于能夠縮減壓力電極RX_p的個(gè)數(shù),因此有助于節(jié)省成本。這種情況下,多個(gè)觸摸電極30的下部具有基準(zhǔn)電極,因此可以根據(jù)隨著觸摸電極30與基準(zhǔn)電極之間的距離變化發(fā)生的自電容變化量檢測(cè)觸摸壓力。
圖7及圖9說(shuō)明壓力電極RX_p與基準(zhǔn)電極GND的配置時(shí),說(shuō)明了壓力電極RX_p形成于第二玻璃層262側(cè),形成于隔離部S的基準(zhǔn)電極GND形成于第一玻璃層261側(cè),但其他實(shí)施例的配置可以正好與此相反。
即,如果在液晶層250內(nèi)形成于第二玻璃層262側(cè)的隔離部S形成有基準(zhǔn)電極GND,則壓力電極RX_p可以在液晶層250內(nèi)形成于第一玻璃層261側(cè)。
并且,圖7中驅(qū)動(dòng)電極10與接收電極20的位置互換也無(wú)妨。
圖11為顯示根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的觸摸輸入裝置具有壓力電極形成于包括0LED板的顯示模塊200內(nèi)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖11所示,OLED包括位于第一玻璃層281與第二玻璃層283之間的有機(jī)物層280。此處,用于通過(guò)自電容方式檢測(cè)觸摸壓力的壓力電極RX_p可形成于第二玻璃層283。壓力電極RX_p可利用用于阻斷光流入的遮光罩(light shield;LS)、柵電極、源電極、漏電極、像素電極等,根據(jù)情況,可以另外沉積金屬用于檢測(cè)壓力。進(jìn)一步地,可以另外設(shè)置由金屬材料形成的構(gòu)件用于檢測(cè)壓力。
另外,雖然圖11未顯示用于檢測(cè)觸摸位置的驅(qū)動(dòng)電極及接收電極,但可以將這些配置成如圖3d及圖3e所示形態(tài)。但不受此限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)多種方式變更驅(qū)動(dòng)電極與接收電極的配置。
根據(jù)以上說(shuō)明的結(jié)構(gòu),通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極及接收電極檢測(cè)觸摸位置與通過(guò)壓力電極檢測(cè)觸摸壓力能夠獨(dú)立進(jìn)行,因此能夠同時(shí)檢測(cè)觸摸位置與觸摸壓力。
上述各實(shí)施例中說(shuō)明的特征、結(jié)構(gòu)、效果等包含于本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中,但并非必須限定于一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步地,本實(shí)施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)各實(shí)施例所示的特征、結(jié)構(gòu)、效果等進(jìn)行組合或變形實(shí)施獲得其他實(shí)施例。因此,關(guān)于這些組合與變形的內(nèi)容應(yīng)視為包含于本實(shí)用新型的范圍。
并且,以上以實(shí)施例為中心進(jìn)行了說(shuō)明,但這些不過(guò)是舉例說(shuō)明而已,并非對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定,本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不超出本實(shí)施例的本質(zhì)特性的范圍內(nèi),還可以進(jìn)行以上未提及的多種變形及應(yīng)用。例如,實(shí)施例中具體出現(xiàn)的各構(gòu)成要素可變形實(shí)施。并且,有關(guān)這些變形與應(yīng)用的差異點(diǎn)應(yīng)視為包含于本實(shí)用新型的技術(shù)方案內(nèi)。