包括顯示模塊且能夠檢測觸摸壓力的觸摸輸入裝置的製作方法
2023-05-01 04:34:01
本實用新型涉及包括顯示模塊且能夠檢測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觸摸位置與觸摸壓力的包括顯示模塊且能夠檢測觸摸壓力的觸摸輸入裝置。
背景技術：
為了操作計算系統而利用多種類型的輸入裝置。例如，按鍵(button)、鍵(key)、操縱杆(joystick)及觸控螢幕等輸入裝置。
由於觸控螢幕簡單容易操作，因此觸控螢幕在計算系統操作方面的利用率上升。
觸控螢幕可以構成包括觸摸感測板(touch sensor panel)的觸摸輸入裝置的觸摸表面，所述觸摸感測板可以是具有觸摸-感應表面(touch-sensitive surface)的透明板。這種觸摸感測板可以附著在顯示屏的前面，觸摸-感應表面蓋住顯示屏的可視面。用戶用手指等單純地觸摸觸控螢幕即可操作計算系統。通常，計算系統識別觸控螢幕上的觸摸及觸摸位置並解析該觸摸，能夠相應地執行運算。
此處，需要一種在不降低顯示模塊性能的同時能夠檢測施加於觸控螢幕上的觸摸的觸摸位置及觸摸壓力大小的觸摸輸入裝置。
技術實現要素：
技術問題
本實用新型的目的在於提供包括顯示模塊且能夠檢測觸摸壓力的觸摸輸入裝置。並且，本實用新型目的在於提供具有更薄的厚度且能夠降低製造費用的包括顯示模塊且能夠檢測觸摸壓力的觸摸輸入裝置。
本實用新型的又一目的在於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觸摸壓力的包括顯示模塊的觸摸輸入裝置。
技術方案
為達成上述目的，本實用新型的觸摸輸入裝置檢測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成的第一層及配置於所述第一層的下部且由玻璃或塑料構成的第二層；多個觸摸電極，其形成於所述顯示模塊的內部且用於檢測觸摸位置與觸摸壓力；以及基準電極，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動信號，根據從所述觸摸電極接收的感測信號檢測觸摸位置，從所述觸摸電極檢測隨所述觸摸電極與所述基準電極之間的電容變化的電子信號，所述電容隨所述觸摸電極與所述基準電極之間的距離變化發生變化，所述觸摸電極與所述基準電極之間的距離隨顯示模塊的彎曲發生變化，所述觸摸輸入裝置根據所述電容檢測觸摸壓力。
另外，為達成上述目的，本實用新型的觸摸輸入裝置檢測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成的第一層及配置於所述第一層的下部且由玻璃或塑料構成的第二層；多個觸摸電極，其形成於所述顯示模塊的內部且用於檢測觸摸位置與觸摸壓力；以及基準電極，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動信號，根據從所述觸摸電極接收的感測信號檢測觸摸位置，所述多個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，所述電容隨所述觸摸電極與所述基準電極之間的距離變化發生變化，所述觸摸電極與所述基準電極之間的距離隨顯示模塊的彎曲發生變化，所述觸摸輸入裝置根據所述電容檢測觸摸壓力。
此處，所述觸摸輸入裝置還包括配置於所述顯示模塊的下部的基板及配置於所述觸摸電極與所述基準電極之間的隔離層，其中沿所述基板的上部邊緣形成有用於保持所述隔離層的具有預定厚度的隔離層保持部件，所述顯示模塊受到壓力而發生彎曲時所述隔離層保持部件不發生變形，所述基準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物層。
此處，所述觸摸電極可以形成於所述第一層的上面。
此處，所述觸摸電極形成於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於所述顯示模塊的共同電極。
此處，所述基準電極可以配置於所述顯示模塊的內部。
此處，所述觸摸電極可以構成多個信道。
此處，所述觸摸輸入裝置能夠利用所述多個信道檢測多重觸摸的多重壓力。
另外，為達成上述目的，本實用新型的觸摸輸入裝置檢測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成的第一層及配置於所述第一層的下部且由玻璃或塑料構成的第二層；第一電極及第二電極，其形成於所述顯示模塊的內部，其中第一電極用於檢測觸摸位置與觸摸壓力，第二電極用於檢測觸摸位置；以及基準電極，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動信號，根據從所述第二電極接收的感測信號檢測觸摸位置，從所述第一電極檢測隨所述第一電極與所述基準電極之間的電容變化的電子信號，所述電容隨所述第一電極與所述基準電極之間的距離變化發生變化，所述第一電極與所述基準電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發生變化，所述觸摸輸入裝置根據所述電容檢測觸摸壓力。
此處，所述觸摸輸入裝置還包括配置於所述顯示模塊的下部的基板及配置於所述第一電極與所述基準電極之間的隔離層，其中沿所述基板的上部邊緣形成有用於保持所述隔離層的具有預定厚度的隔離層保持部件，所述顯示模塊受到壓力而發生彎曲時所述隔離層保持部件不發生變形，所述基準電極可以是所述基板。
另外，為達成上述目的，本實用新型的觸摸輸入裝置檢測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成的第一層及配置於所述第一層的下部且由玻璃或塑料構成的第二層；第一電極及第二電極，形成於所述顯示模塊的內部，其中第一電極用於檢測觸摸位置，第二電極用於檢測觸摸位置與觸摸壓力；以及基準電極，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動信號，根據從所述第二電極接收的感測信號檢測觸摸位置，從所述第二電極檢測隨所述第二電極與所述基準電極之間的電容變化的電子信號，所述電容隨所述第二電極與所述基準電極之間的距離變化發生變化，所述第二電極與所述基準電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發生變化，所述觸摸輸入裝置根據所述電容檢測觸摸壓力。
此處，所述觸摸輸入裝置還包括配置於所述顯示模塊的下部的基板及配置於所述第二電極與所述基準電極之間的隔離層，其中沿所述基板的上部邊緣形成有用於保持所述隔離層的具有預定厚度的隔離層保持部件，所述顯示模塊受到壓力而發生彎曲時所述隔離層保持部件不發生變形，所述基準電極可以是所述基板。
另外，為達成上述目的，本實用新型的觸摸輸入裝置檢測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成的第一層及配置於所述第一層的下部且由玻璃或塑料構成的第二層；第一電極及第二電極，形成於所述顯示模塊的內部，其中第一電極用於檢測觸摸位置與觸摸壓力，第二電極用於檢測觸摸位置與觸摸壓力；以及基準電極，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動信號，根據從所述第二電極接收的感測信號檢測觸摸位置，從所述第一電極或所述第二電極檢測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，所述電容隨所述第一電極及所述第二電極與所述基準電極之間的距離變化發生變化，所述第一電極及所述第二電極與所述基準電極之間的距離隨所述顯示模塊的彎曲發生變化，所述觸摸輸入裝置根據所述電容檢測觸摸壓力。
此處，所述觸摸輸入裝置還包括配置於所述顯示模塊的下部的基板及配置於所述第一電極及第二電極與所述基準電極之間的隔離層，其中沿所述基板的上部邊緣形成有用於保持所述隔離層的具有預定厚度的隔離層保持部件，所述顯示模塊受到壓力而發生彎曲時所述隔離層保持部件不發生變形，所述基準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物層。
此處，所述第一電極及所述第二電極可以形成於所述第一層的上面。
此處，所述第一電極及所述第二電極可以形成於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於所述顯示模塊的共同電極。
此處，所述第一電極可以形成於所述第一層的上面，所述第二電極可以形成於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於所述顯示模塊的共同電極。
此處，所述第二電極可以形成於所述第一層的上面，所述第一電極可以形成於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於所述顯示模塊的共同電極。
此處，所述基準電極可以配置於所述顯示模塊的內部。
此處，所述第一電極及所述第二電極中至少任意一個可以構成多個信道。
此處，所述觸摸輸入裝置能夠利用所述多個信道檢測多重觸摸的多重壓力。
技術效果
根據如上構成的能夠檢測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方法，具有更薄的厚度且能夠降低製造費用，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檢測觸摸位置與觸摸壓力。
附圖說明
圖1a為說明根據本實用新型一個實施例的電容式的觸摸感測板及其動作的簡要示意圖；
圖1b及圖1c顯示根據本實用新型一個實施例的多個驅動電極與多個接收電極的多種配置結構；
圖2為說明根據本實用新型另一實施例的電容方式的觸摸感測板i00及其動作的簡要示意圖；
圖3a至圖3e為顯示根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置中觸摸感測板相對於顯示模塊的位置的概念圖；
圖4a及圖4b為說明本實用新型的觸摸輸入裝置根據互電容(mutual capacitance)變化量檢測觸摸壓力的方式的示意圖；
圖5為本實用新型的觸摸輸入裝置根據自電容(self capacitance)變化量檢測觸摸壓力的構成的框圖；
圖6a及圖6b為說明本實用新型的觸摸輸入裝置根據自電容(self capacitance)變化量檢測觸摸壓力的方式的示意圖；
圖7為顯示根據本實用新型一個實施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖；
圖8a為簡要顯示圖7所示實施例的各電極的配置結構的示意圖；
圖8b為顯示本實用新型觸摸輸入裝置的驅動電極與接收電極形成於顯示模塊內的同一個層的結構的剖面圖；
圖9為顯示根據本實用新型又一實施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖；
圖10a及10b簡要顯示圖9所示實施例的各電極的配置結構的示意圖；
圖11為顯示根據本實用新型一個實施例的觸摸輸入裝置具有壓力電極形成於包括0LED板的顯示模塊內的結構的剖面圖。
附圖標記說明
100：觸摸感測板 200：顯示模塊
300：基準電位層或基板 400：壓力檢測模塊
具體實施方式
以下參照示出能夠實施本實用新型的特定實施例的附圖具體說明本實用新型。通過具體說明附圖所示的特定實施例使得本領域所屬普通技術人員足以實施本實用新型。特定實施例以外的其他實施例雖各異，但並非相互排斥。另外，需要理解以下具體說明並非以限定為目的。
對附圖所示特定實施例的具體說明應結合附圖進行理解，附圖為對整個實用新型的說明的一部分。關於方向或指向性的記載只是為了便於說明而已，目的並非以任意方式限定本實用新型的範圍。
具體來講，「下、上、水平、垂直、上側、下側、朝上、朝下、上部、下部」等表示位置的術語或其衍生詞(如「向水平方向、向下側、向上側」等)應結合所說明的附圖與相關說明進行理解。尤其，這些相對語是為了便於說明而已，並非要求本實用新型的裝置應向特定方向構成或工作。
並且，「安裝的、附著的、連接的、接合的、相互連接的」等表示構成之間相互結合關係的術語在沒有其他記載的情況下，應理解為可表示個別構成要素直接或間接附著或連接或固定的狀態，應理解這些不僅包括可移動地附著、連接、固定的狀態，還包括不可移動的狀態。
本實用新型的觸摸輸入裝置可用於智慧型手機、智能手錶、桌上型電腦、筆記本、個人數字助理(Personal Data Assistant；PDA)、MP3播放器、相機、攝像機、電子詞典等可便攜電子產品乃至家庭電腦、電視、DVD、冰箱、空調、微波爐等家庭電子產品。並且，本實用新型的包含顯示模塊且能夠檢測壓力的觸摸輸入裝置可用於工業控制裝置、醫療裝置等用於顯示與輸入的裝置的所有產品，不受任何限制。
以下參照附圖說明根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置。以下例示電容方式的觸摸感測板100及壓力檢測模塊400，但也可以適用能夠通過任意方式檢測觸摸位置及/或觸摸壓力的觸摸感測板100及壓力檢測模塊400。
圖1a為說明根據本實用新型一個實施例的電容式的觸摸感測板100及其動作的簡要示意圖。參見圖1a，根據本實用新型實施例的觸摸感測板100包括多個驅動電極TX1至TXn及多個接收電極RX1至RXm，可包括驅動部120及感測部110，其中驅動部120為了所述觸摸感測板100工作而向所述多個驅動電極TX1至TXn施加驅動信號，感測部110接收包括關於觸摸感測板100的觸摸表面受到觸摸時發生變化的電容變化量的信息的感測信號並檢測觸摸及觸摸位置。
如圖1a所示，觸摸感測板100可包括多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm。圖1a顯示觸摸感測板100的多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm構成正交陣列。
圖1b及圖1c顯示根據本實用新型一個實施例的多個驅動電極與多個接收電極的多種配置結構。圖1b為配置於相隔的層的驅動電極10與接收電極20構成正交陣列的實施例。即，接收電極20可以向交叉於驅動電極10延伸方向的方向延伸。圖1c顯示配置於同一層的驅動電極10與接收電極20的配置。此處，接收電極20可以向平行於驅動電極10延伸方向的方向延伸。
但本實用新型不受此限制，可以使多個驅動電極10與多個接收電極20構成對角線、同心圓及三維隨機排列等任意維排列及其應用排列。此處，n及m是正整數，可具有相同或不同的值，大小可以因實施例而異。
如圖1a及圖1b所示，多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm可排列成分別相互交叉。驅動電極TX可包括向第一軸方向延伸的多個驅動電極TX1至TXn，接收電極RX可包括向交叉於第一軸方向的第二軸方向延伸的多個接收電極RX1至RXm。
根據本實用新型實施例的觸摸感測板100中多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RXl至RXm可形成於同一層。例如，多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm可形成於絕緣膜(未示出)的同一面上。並且，多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm也可以形成於不同的層。例如，可以使多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm分別形成於一個絕緣膜(未示出)的兩面，或者，可以使多個驅動電極TX1至TXn形成於第一絕緣膜(未示出)的一面，多個接收電極RX1至RXm形成於不同於所述第一絕緣膜的第二絕緣膜(未示出)的一面上。
多個驅動電極TX1至TXn與多個接收電極RX1至RXm可以由透明導電物質(例如，由二氧化錫(SnO2)及氧化銦(In2O3)等構成的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)或氧化銻錫(Antimony Tin Oxide；ATO))等形成。但這只是舉例而已，驅動電極TX及接收電極RX也可以由其他透明導電物質或非透明導電物質形成。例如，驅動電極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)中至少一種的物質構成。並且，驅動電極TX及接收電極RX可以採用金屬網(metal mesh)或由納米銀(nano silver)物質構成。
根據本實用新型實施例的驅動部120可以向驅動電極TX1至TXn施加驅動信號。根據本實用新型的實施例，可以向第一驅動電極TX1至第n驅動電極TXn按順序一次向一個驅動電極施加驅動信號。可以再次重複地如上施加驅動信號。但這只是舉例而已，其他實施例可以同時向多個驅動電極施加驅動信號。
感測部110可以通過接收電極RX1至RXm接收包括關於被施加驅動信號的驅動電極T X1至TXn與接收電極RX1至RXm之間生成的電容(Cm)101的信息的感測信號，並以此檢測有無觸摸及觸摸位置。例如，感測信號可以是施加到驅動電極TX的驅動信號通過驅動電極TX與接收電極RX之間生成的電容(Cm)101耦合的信號。如上，可以將通過接收電極RX1至RXm感測施加到第一驅動電極TX1至第n驅動電極TXn的驅動信號的過程稱為掃描(scan)觸摸感測板100。
例如，感測部110可包括通過開關連接於各接收電極RX1至RXm的接收器(未示出)。所述開關在感測相應接收電極RX的信號的時間區間開啟(on)使得接收器能夠從接收電極RX感測到感測信號。接收器可包括放大器(未示出)及結合於放大器的負(-)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。並且，接收器還可以包括與反饋電容器並聯的復位開關。復位開關可以對接收器執行的從電流到電壓的轉換進行復位。放大器的負輸入端連接於相應接收電極RX，可以接收包括關於電容(Cm)101的信息的電流信號後通過積分轉換為電壓。感測部110還可以包括將通過接收器積分的數據轉換為數字數據的模數轉換器(未示出，analog to digital converter；ADC)。隨後，數字數據輸入到處理器(未示出)，能夠被處理獲取關於觸摸感測板100的觸摸信息。感測部110包括接收器的同時還可以包括ADC及處理器。
控制部130可以執行控制驅動部120與感測部110動作的功能。例如，控制部130可以生成驅動控制信號後發送到驅動部120使得驅動信號在預定時間施加到預先設定的驅動電極TX。並且，控制部130可以生成感測控制信號後發送到感測部110使得感測部110在預定時間從預先設定的接收電極RX接收感測信號並執行預先設定的功能。
圖1a中的驅動部120及感測部110可以構成根據本實用新型實施例的能夠檢測觸摸感測板100是否受到觸摸及觸摸位置的觸摸檢測裝置(未標出)。根據本實用新型實施例的觸摸檢測裝置還可以包括控制部130。根據本實用新型實施例的觸摸檢測裝置可以集成於包括觸摸感測板100的觸摸輸入裝置1000中作為觸摸感測電路的觸摸感測IC(tou ch sensing Integrated Circuit)上。觸摸感測板100中的驅動電極TX及接收電極RX例如可以通過導電線路(conductive trace)及/或印刷於電路板上的導電圖案(conductive pattern)等連接到包含於觸摸感測IC的驅動部120及感測部110。觸摸感測IC可以位於印刷有導電圖案的印刷電路板，例如可以位於第一印刷電路板(以下稱為「第一PCB」)上。根據實施例，觸摸感測IC可以安裝在用於觸摸輸入裝置1000工作的主板上。
如上所述，驅動電極TX與接收電極RX的每個交叉點都生成預定值的電容(C)，手指、手掌或觸控筆(stylus)之類的客體U靠近觸摸感測板100時這種電容的值能夠發生變化。圖1a中的所述電容(Cm)可以表示互電容。感測部110可以通過感測這種電學特性感測觸摸感測板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如，可以感測由第一軸與第二軸構成的二維平面構成的觸摸感測板100的表面是否受到觸摸及/或其位置。
進一步來講，觸摸感測板100受到觸摸時可以通過檢測被施加驅動信號的驅動電極TX檢測觸摸的第二軸方向的位置。同樣，觸摸感測板100受到觸摸時可以從通過接收電極RX接收的接收信號檢測電容變化，以檢測觸摸的第一軸方向的位置。
根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置1000中用於檢測觸摸位置的觸摸感測板100可位於顯示模塊200的外部或內部。
根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置1000的顯示模塊200可以是包含於液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display；LCD)、等離子顯示裝置(Plasma Display Panel；PDP)、有機發光顯示裝置(Organic Light Emitting Diode；OLED)等的顯示板。因此，用戶可以一邊視覺確認顯示板顯示的畫面一邊對觸摸表面進行觸摸執行輸入行為。此處，顯示模塊200可包括控制電路，該控制電路使從用於觸摸輸入裝置1000工作的主板(main board)上的中央處理單元即CPU(central processing unit)或應用處理器(appl ication processor；AP)等接收輸入並在顯示板上顯示想要的內容。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，用於顯示模塊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。
以上說明了根據驅動電極TX與接收電極RX之間的互電容變化量感測觸摸位置的觸摸感測板100的工作方式，但本實用新型不受此限制。即如圖2所示，也可以根據自電容(self capacitance)的變化量感測觸摸位置。
圖2為說明根據本實用新型另一實施例的電容方式的觸摸感測板100及其動作的簡要示意圖。圖2所示的觸摸感測板100具有多個觸摸電極30。多個觸摸電極30如圖2所示，可以相隔預定間隔配置成格子狀，但不受限於此。
控制部130生成的驅動控制信號發送到驅動部120，驅動部120根據驅動控制信號在預定時間向預先設定的觸摸電極30施加驅動信號。並且，控制部130生成的感測控制信號發送到感測部110，感測部110根據感測控制信號在預定時間從預先設定的觸摸電極30接收感測信號。此處，感測信號可以是有關形成於觸摸電極30的自電容變化量的信號。
此處，通過感測部110感測的感測信號檢測觸摸感測板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如，由於提前知道觸摸電極30的坐標，因此能夠感測客體U有無對觸摸感測板100的表面進行觸摸及/或其位置。
以上具體說明了根據互電容變化量及自電容變化量檢測觸摸位置的觸摸感測板100，但根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置1000中用於檢測是否受到觸摸及觸摸位置的觸摸感測板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、光學成像方式(optical imaging)、分散信號方式(dispersive signal technology)及聲學脈衝識別(acoustic pulse recognition)方式等任意的觸摸感測方式來實現。
圖3a至圖3e為顯示根據本實用新型實施例的觸摸輸入裝置中觸摸感測板相對於顯示模塊的位置的概念圖。
首先參見圖3a至圖3c說明觸摸感測板100相對於利用LCD板的顯示模塊200的位置。
本說明書中的附圖標記200表示顯示模塊，但圖3a至圖3e及關於該圖的說明中，附圖標記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、位於液晶層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相對的方向上位於所述第一玻璃層261的一面的第一偏光層271及位於所述第二玻璃層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可以是薄膜電晶體玻璃(TFT glass，以下簡稱「TFT玻璃」)。
LCD板還可以包括用於執行顯示功能的其他構成且可以變形，這是本領域技術人員的公知常識。
圖3a顯示觸摸輸入裝置1000的觸摸感測板100配置於顯示模塊200外部。觸摸輸入裝置1000的觸摸表面可以是觸摸感測板100的表面。圖3a中可以作為觸摸表面的觸摸感測板100的面可以是觸摸感測板100的上部面。並且根據實施例，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的觸摸感測板100配置於顯示板200的內部。此處，圖3b顯示用於檢測觸摸位置的觸摸感測板100配置於第一玻璃層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顯示用於檢測觸摸位置的觸摸感測板100包含於液晶層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。
以上說明了檢測根據本實用新型實施例的觸摸感測板100是否受到觸摸及/或觸摸位置，而利用根據本實用新型實施例的觸摸感測板100的情況下不僅能夠檢測有無觸摸及/或位置，還能夠檢測觸摸壓力大小。並且，可以進一步包括獨立於觸摸感測板100檢測觸摸壓力的壓力檢測模塊，以此檢測觸摸的壓力大小。
以下參見圖3d及圖3e說明觸摸感測板100相對於利用OLED板的顯示模塊200的位置。圖3d中，觸摸感測板100位於偏光層282與第一玻璃層281之間，圖3e中，觸摸感測板100位於有機物層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)構成，第二玻璃層283可以由TFT玻璃(TFT glass)構成。由於以上對感測觸摸進行了說明，因此此處只對其餘構成進行簡要說明。
OLED板是利用向螢光或磷光有機物薄膜導通電流時電子與空穴在有機物層結合而發光的原理的自發光型顯示板，構成發光層的有機物決定光的顏色。
具體來講，OLED利用在玻璃或塑料上塗布有機物並導通電流時有機物發光的原理。即，利用分別向有機物的陽極與陰極注入空穴與電子使得在發光層再結合時形成高能量態的勵磁(excitation)，勵磁降到低能量態的過程中放出能量生成特定波長的光的原理。此處，光的顏色因發光層的有機物而異。
根據構成像素矩陣的像素工作特性，OLED具有線驅動方式的無源矩陣OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode；PM-OLED)與個別驅動方式的主動矩陣OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode；AM-OLED)。由於兩者均不需要背光，因此能夠使顯示模塊非常薄，隨著角度具有一定的明暗比，基於溫度的顏色再現性強，具有如上優點。並且，未驅動的像素不消耗電能，因此能夠帶來經濟效益。
在工作方面，PM-OLED僅在掃描時間(scanning time)期間通過高電流發光，AM-OLED在幀時間(frame time)期間通過低電流持續保持發光狀態。因此，AM-OLED的優點是解析度高於PM-OLED、有利於驅動大面積顯示板、電能消耗少。並且，由於可以通過內置的薄膜電晶體(TFT)分別控制各元件，因此能夠得到精緻畫面。
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，但並不受限於此。
並且，有機物層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)及發光層(Electron Injection Layer；EML)。
以下對各層進行簡單說明。HIL注入空穴，利用CuPc等物質。HTL的功能是移動注入的空穴，主要利用空穴移動性(hole mobility)強的物質。HTL可以利用芳基胺(arylamine)、TPD等。EIL與ETL是用於電子的注入和輸送的層，注入的電子與空穴在EML結合發光。EML是顯現發光顏色的元件，由決定有機物壽命的主體(host)與決定色感與效率的摻雜物(dopant)構成。以上只是說明了包含於OLED板的有機物層280的基本構成，本實用新型不受有機物層280的層結構或元件等限制。
有機物層280插入到陽極(Anode)(未示出)與陰極(Cathode)(未示出)之間，在TFT為接通(On)狀態時陽極被接入驅動電流而被注入空穴，陰極被注入電子，空穴與電子向有機物層280移動而發光。
以上說明了通過根據本實用新型實施例的觸摸感測板100檢測觸摸位置，但利用根據本實用新型一個實施例的觸摸感測板100的情況下不僅可以檢測有無觸摸及/或位置的同時檢測觸摸壓力大小。另外，可以進一步包括獨立於觸摸感測板100檢測觸摸壓力的壓力檢測模塊並以此檢測觸摸的壓力大小。以下說明利用壓力檢測模塊檢測觸摸壓力。
本實用新型的觸摸輸入裝置1000通過上述觸摸感測板100檢測觸摸位置，可以在顯示模塊200與基板300之間配置壓力檢測模塊400檢測觸摸壓力。
以下說明通過本實用新型的觸摸輸入裝置1000的壓力檢測模塊400檢測觸摸壓力及其結構。
圖4a及圖4b顯示通過檢測互電容(mutual capacitance)變化量檢測觸摸壓力的方式與結構。圖4a及圖4b所示的壓力檢測模塊400包括例如由氣隙(air-gap)構成的隔離層420，但根據其他實施例，隔離層420可以由衝擊吸收物質構成或可以被填充電介質(dielectric material)。
壓力檢測模塊400可包括位於隔離層420內的壓力電極450、460。此處，壓力電極450、460可以通過多種方式形成於顯示模塊200的下部。後續將進一步對此進行具體說明。壓力電極450、460包含於顯示板的後面，因此無論採用透明物質還是非透明物質都無妨。
為保持隔離層420，可沿著基板300上部邊緣形成具有預定厚度的粘接帶440。粘接帶440可形成於基板300的所有邊緣(例如，四角形的四個邊)，但也可以僅形成於其局部。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為導電帶。並且，粘接帶440可以是兩面粘接帶。根據本實用新型實施例的粘接帶440可以由無彈性物質構成。根據本實用新型的實施例，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不隨壓力發生形變也能夠檢測觸摸壓力的大小。
如圖4a及圖4b所示，用於檢測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中任意一個為驅動電極，其餘為接收電極。可以向驅動電極施加驅動信號並通過接收電極獲取感測信號。施加電壓時第一電極450與第二電極460之間能夠生成互電容。
圖4b為通過客體U施加壓力的情況下壓力檢測模塊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。通過客體U向觸摸感測板100的表面施加壓力的情況下，觸摸感測板100及顯示模塊200能夠發生彎曲。
因此，具有接地電位的基準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，可以從通過接收電極獲取的感測信號中獲取互電容的減小量並以此算出觸摸壓力的大小。
根據本實用新型實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能夠發生彎曲。顯示模塊200能夠彎曲成在觸摸位置發生最大變形。根據實施例，顯示模塊200彎曲時發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發生短路(short circuit)，壓力電極450、460可以形成於絕緣層上。
圖5、圖6a及圖6b顯示通過檢測自電容(self capacitance)變化量檢測觸摸壓力的方式與結構。
用於檢測自電容變化量的壓力檢測模塊400利用形成於顯示模塊200下部面的壓力電極455。壓力電極455被施加驅動信號的情況下，接收包含關於自電容變化量的信息的信號以檢測觸摸壓力。
驅動部120向壓力電極455施加驅動信號，感測部130可以通過壓力電極455測定壓力電極455與具有基準電位的基準電位層300(例如，基板)之間的電容檢測有無觸摸壓力及大小。
驅動部120例如可以包括時鐘生成器(未示出)及緩衝器(buffer)，以脈衝形式生成驅動信號並施加到壓力電極455。但這只是舉例說明而已，實際上可通過多種元件構成驅動部，而且可以任意變形驅動信號的形態。
驅動部120與感測部130可以是集成電路(Integrated Circuit)形式，並且可形成於一個晶片(chip)上。驅動部120與感測部130可構成壓力檢測器。
為了便於檢測壓力電極455與基準電位層300之間的電容變化量，可以加大壓力電極455與基準電位層300之間相對的面積。例如，壓力電極455可以是板形狀的圖案。
關於以自電容方式檢測觸摸壓力，雖然此處以一個壓力電極455為例進行說明，但也可以包括多個電極，構成多個信道，確保發生多重觸摸(multitouch)時能夠檢測多重的壓力大小，這是顯而易見的。
隨著壓力電極455與基準電位層300之間的距離發生變化，壓力電極455與基準電位層之間的電容發生變化，感測部130感測關於這種電容變化的信息以檢測觸摸壓力。
圖6a顯示根據本實用新型一個實施例的觸摸輸入裝置1000的顯示模塊200與壓力檢測模塊400的剖面。
與以上說明的圖4a及圖4b的實施例一樣，可以將壓力電極455配置成與基準電位層300相隔預定距離d。此處，壓力電極455與基準電位層300之間可以配置能夠隨著客體U施加的壓力發生形變(deformable)的物質。例如，配置於壓力電極455與基準電位層300之間的可變形物質例如可以是空氣(air)、電介質、彈性體及/或衝擊吸收物質。
客體U按壓構成觸摸表面的構成(此處，是指顯示模塊200的上部面或觸摸感測板100的上面)的觸摸表面時，壓力電極455與基準電位層300之間通過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與壓力檢測模塊400向下彎曲的狀態。隨著壓力電極455與基準電位層300之間的距離從d減小至d』產生電容變化量。具體來講，壓力電極455與基準電位層300之間生成的自電容值增大。如上所述，感測部130測定如上生成的自電容變化量，能夠以此判斷有無觸摸壓力及其大小。
如上所述，本實用新型的觸摸輸入裝置1000包括用於檢測觸摸位置的觸摸感測板100的電極與用於檢測觸摸壓力的壓力檢測模塊400的電極。具體來講，關於檢測觸摸位置，具有感測互電容變化量的驅動電極與接收電極及感測自電容變化量的觸摸電極(可以是驅動電極與接收電極中任意一個)。
並且，關於檢測觸摸壓力，具有感測互電容變化量的驅動電極與接收電極及感測自電容變化量的壓力電極(可以是驅動電極與接收電極中任意一個)。以下說明包含於本實用新型的觸摸輸入裝置1000的所述電極的多種配置與結構。
圖7為顯示根據本實用新型一個實施例的觸摸輸入裝置1000中各電極的配置的剖面圖。具體來講，圖7的實施例中，包括LCD板的顯示模塊200內部具有感測觸摸位置的電極10、20及感測觸摸壓力的電極RX_p。
顯示模塊200包括位於第一玻璃層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可以具有用於確保預定間隔的隔離部S，可以在隔離部S形成ITO之類的導電物質(conductive material)作為基準電極GND。
可以使形成於隔離部S的基準電極GND與用於檢測觸摸壓力的壓力電極RX_p相隔預定的間隔。具體來講，壓力電極RX_p可以是圖5中說明的附圖標記455所示的電極。即，壓力電極RX_p用於檢測與基準電極GND之間的自電容變化量。
更具體來講，驅動部120向壓力電極RX_p施加驅動信號，感測部130可以通過壓力電極RX_p測定壓力電極RX_p與基準電極GND之間的電容檢測有無觸摸壓力及大小。
驅動部120例如可以包括時鐘生成器(未示出)及緩衝器(buffer)，以脈衝形式生成驅動信號並施加到壓力電極RX_p。但這只是舉例說明而已，實際上可通過多種元件構成驅動部，而且可以任意變更驅動信號的形態。
驅動部120與感測部130可以是集成電路(Integrated Circuit)形式，並且可形成於一個晶片(chip)上。驅動部120與感測部130可構成壓力檢測器。
為了便於檢測壓力電極RX_p與形成於隔離部S上的基準電極GND之間的電容變化量，可以加大壓力電極RX_p與基準電極GND之間相對的面積。例如，壓力電極RX_p可以是板形狀的圖案。
關於以自電容方式檢測觸摸壓力，雖然此處以一個壓力電極RX_p為例進行說明，但也可以包括多個電極，構成多個信道，確保發生多重觸摸(multi touch)時能夠檢測多重的壓力大小，這是顯而易見的。
壓力電極RX_p與基準電極GND之間的電容隨著壓力電極RX_p與基準電極GND之間的距離變化發生變化，感測部130通過感測關於這種電容變化的信息以檢測觸摸壓力。
為此，壓力電極RX_p可以如圖7配置在液晶層250內部且與基準電極GND間隔預定的相隔距離。
客體U按壓形成觸摸表面的構成(此處，是指顯示模塊200的上部面或觸摸感測板100的上面)的觸摸表面時，壓力電極RX_p與基準電極GND之間通過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與基準電極GND之間生成的自電容值增大。如上所述，感測部130測定如上生成的自電容變化量，能夠以此判斷有無觸摸壓力及其大小。
另外，用於感測觸摸位置的驅動電極10在液晶層250內形成於第二玻璃層262側，接收電極20可形成於第一玻璃層261上。即，驅動電極10與接收電極20彼此形成於不同的層，可以根據兩者之間形成的互電容變化量檢測觸摸位置。由於以上參見圖1a等對此進行了說明，因此此處省略其說明。
此處，第二玻璃層262可以由包括數據線(data line)、柵極線(gate line)、TFT、共同電極(common electrode)及像素電極(pixel electrode)等的多種層構成。這些電子構成要素可以生成受控制的電磁場使位於液晶層250的液晶配向。驅動電極10與壓力電極RX_p可利用包含於第二玻璃層262的共同電極。
圖8a為簡要顯示圖7所示實施例的各電極的配置結構的示意圖。
如圖8a所示，為檢測觸摸位置，具有形成於第二玻璃層262側的液晶層250的驅動電極10、形成於第一玻璃層261的接收電極20。
用於檢測觸摸壓力的壓力電極RX_p可形成於形成有驅動電極10的層，即在液晶層250內形成於第二玻璃層262側，此處，俯視情況下如圖8a所示，壓力電極RX_p可位於多個驅動電極10之間。即，壓力電極RX_p與驅動電極10可以交替地形成於同一層。
圖8b為本實用新型的觸摸輸入裝置具有驅動電極10與接收電極20形成於顯示模塊200的同一層的結構的剖面圖。由於以上已經參見圖1c說明了在這種結構檢測觸摸位置，因此此處省略其說明。
圖8b的電極結構中，壓力電極RX_p也可以形成於形成有驅動電極10與接收電極20的層(例如，第二玻璃層262)。
關於檢測觸摸位置，驅動電極10與接收電極20的各交叉點生成預定值的電容C，當手指、手掌或觸控筆(stylus)等客體U靠近的情況下電容值發生變化，因此可以根據該變化量檢測觸摸位置。
圖9為顯示根據本實用新型又一實施例的觸摸輸入裝置中各電極的配置的剖面圖。圖9所示實施例的基準電極GND也可形成於隔離部S上，通過檢測隨著基準電極GND和與之相隔的壓力電極RX_p之間的距離變化發生的自電容變化量檢測觸摸壓力。
感測觸摸位置的觸摸電極30可在液晶層250內形成於第二玻璃層262側。控制部130生成的驅動控制信號發送到驅動部120，驅動部120根據驅動控制信號在預定時間向預先設定的觸摸電極30施加驅動信號。並且，控制部130生成的感測控制信號發送到感測部110，感測部110根據感測控制信號在預定時間從預先設定的觸摸電極30接收感測信號。此處，通過感測部110感測的感測信號檢測觸摸感測板100是否受到觸摸及/或觸摸位置。例如，由於提前知道觸摸電極30的坐標，因此能夠感測客體U有無對觸摸感測板100的表面進行觸摸及/或其位置。
圖10a及10b簡要顯示圖9所示實施例的各電極的配置結構的示意圖。即，用於通過自電容變化量檢測觸摸位置的四角形的觸摸電極30相隔預定的間隔配置于格子狀的各交叉點。但這只是舉例示出而異，實際上觸摸電極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內形成於第二玻璃層262側，可以合理地配置在多個觸摸電極30之間的相隔空間。
即，可以如圖10a所示地在多個觸摸電極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，根據其他實施例，可以像壓力電極RX_p一樣將圖10a所示的多個觸摸電極30用於感測壓力。即，觸摸電極30不僅可以感測觸摸位置，還可以起到壓力感測電極的作用。如上，將觸摸電極30用作壓力感測用電極的情況下，由於形成更多數量的壓力感測電極，因此能夠提高可靠性及靈敏度。並且，由於能夠縮減壓力電極RX_p的個數，因此有助於節省成本。這種情況下，多個觸摸電極30的下部具有基準電極，因此可以根據隨著觸摸電極30與基準電極之間的距離變化發生的自電容變化量檢測觸摸壓力。
圖7及圖9說明壓力電極RX_p與基準電極GND的配置時，說明了壓力電極RX_p形成於第二玻璃層262側，形成於隔離部S的基準電極GND形成於第一玻璃層261側，但其他實施例的配置可以正好與此相反。
即，如果在液晶層250內形成於第二玻璃層262側的隔離部S形成有基準電極GND，則壓力電極RX_p可以在液晶層250內形成於第一玻璃層261側。
並且，圖7中驅動電極10與接收電極20的位置互換也無妨。
圖11為顯示根據本實用新型一個實施例的觸摸輸入裝置具有壓力電極形成於包括0LED板的顯示模塊200內的結構的剖面圖。如圖11所示，OLED包括位於第一玻璃層281與第二玻璃層283之間的有機物層280。此處，用於通過自電容方式檢測觸摸壓力的壓力電極RX_p可形成於第二玻璃層283。壓力電極RX_p可利用用於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，根據情況，可以另外沉積金屬用於檢測壓力。進一步地，可以另外設置由金屬材料形成的構件用於檢測壓力。
另外，雖然圖11未顯示用於檢測觸摸位置的驅動電極及接收電極，但可以將這些配置成如圖3d及圖3e所示形態。但不受此限制，本領域技術人員可以通過多種方式變更驅動電極與接收電極的配置。
根據以上說明的結構，通過驅動電極及接收電極檢測觸摸位置與通過壓力電極檢測觸摸壓力能夠獨立進行，因此能夠同時檢測觸摸位置與觸摸壓力。
上述各實施例中說明的特徵、結構、效果等包含於本實用新型的一個實施例中，但並非必須限定於一個實施例。進一步地，本實施例所屬領域的普通技術人員可以對各實施例所示的特徵、結構、效果等進行組合或變形實施獲得其他實施例。因此，關於這些組合與變形的內容應視為包含於本實用新型的範圍。
並且，以上以實施例為中心進行了說明，但這些不過是舉例說明而已，並非對本實用新型進行限定，本實用新型所屬領域的普通技術人員在不超出本實施例的本質特性的範圍內，還可以進行以上未提及的多種變形及應用。例如，實施例中具體出現的各構成要素可變形實施。並且，有關這些變形與應用的差異點應視為包含於本實用新型的技術方案內。