TWM526122U - 三維感測觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

三維感測觸控顯示裝置

本新型係一種觸控顯示裝置，尤指一種三維感測觸控顯示裝置。

現有的電子裝置大都採用觸控顯示裝置，供使用者可直接在觸控顯示裝置的觸控區域以手指或其他輔助物件進行直覺式地操作。但一般的觸控顯示裝置只能用於感測使用者觸碰的位置，並無法感測使用者觸碰時下壓力量，也就是說，一般的觸控顯示裝置僅可用於感測手指觸碰在觸控區域中的二維位置，未能感測手指觸碰在觸控區域中的三維位置，故現有技術的觸控顯示裝置有需要做進一步之改良。

本新型提供了一種三維感測觸控顯示裝置，包含有：一顯示模組，係具有相對之一顯示面及一背面；一保護層，係設置於顯示模組之顯示面；及一三維感測模組，係設置於顯示模組之背面。

本新型的三維感測觸控顯示裝置係將三維感測模組設置於顯示模組之背面，且三維感測模組能感測使用者觸碰時的下壓力量大小及位置，因此，三維感測觸控顯示裝置即可用於感測使用者觸控位置的三維資訊，達到三維感測之功能。

以下在實施方式中詳細敘述本新型創作之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本新型創作之技術內容並據以實施。

10‧‧‧顯示模組

11‧‧‧顯示面

12‧‧‧背面

20‧‧‧保護層

30‧‧‧三維感測模組

31‧‧‧第一軸向感應層

311‧‧‧第一電阻式感測器

3111‧‧‧上電極

3112‧‧‧下電極

3113‧‧‧複合式壓電阻材料層

32‧‧‧第二軸向感應層

321‧‧‧第二電阻式感測器

3211‧‧‧上電極

3212‧‧‧下電極

3213‧‧‧複合式壓電阻材料層

33‧‧‧隔絕層

圖1係本新型一實施例之層狀結構示意圖。

圖2係本新型一實施例之三維感測模組之側視示意圖。

圖3係本新型一實施例之三維感測模組之俯視示意圖。

圖4係本新型一實施例之三維感測模組的電阻式感測器未受壓迫時之側視示意圖。

圖5係本新型一實施例之三維感測模組的電阻式感測器受到壓迫時之側視示意圖。

以下配合圖式及本新型較佳實施例，進一步闡述本新型為達成預定目的所採取的技術手段。

請參閱圖1、圖2及3所示，本新型係一三維感測觸控顯示裝置，包含有一顯示模組10、一保護層20及一三維感測模組30。顯示模組10具有一顯示面11及一背面12。保護層20係設置於顯示模組10的顯示面11。三維感測模組30係設置於顯示模組10之背面12，其中三維感測模組30包含有一第一軸向感應層31、一第二軸向感應層32及一隔絕層33，隔絕層33設置於第一軸向31及第二軸向感測層32之間，以電性隔絕第一軸向感應層31及第二軸向感應層32。

第一軸向感應層31係包含有複數個沿第一軸向間隔排列的第一電阻式感測器311。第二軸向感測層32係包含有複數個沿第二軸向間隔排列的第二電阻式感測器321。

第一電阻式感測器311具有一上電極3111、一下電極3112及一複合式壓電阻材料層3113，複合式壓電阻材料層3113設置於上電極3111與下電極3112之間。第二電阻式感測器321具有一上電極3211、一下電極3212及一複合式壓電阻材料層3213，複合式壓電阻材料層3213設置於上電極3211與下電極3212之間。

第一電阻式感測器311受到下壓力量壓迫時，上電極3111和下電極3112之間的電阻值會隨著下壓力量大小而改變。第二電阻式感測器321受到下壓力量壓迫時，上電極3211和下電極3212之間的電阻值亦會隨著下壓力量大小而改變。

第一電阻式感測器311與第二電阻式感測器321分別沿第一軸向及第二軸向排列，以形成矩陣排列分布於三維感測觸控顯示裝置的感測區域中。因此，即可透過第一電阻式感測器311與第二電阻式感測器312的矩陣排列來感測使用者目前壓下的位置，且可透過第一電阻式感測器311和第二電阻式感測器312的電阻值變化量計算出使用者壓下的下壓力量大小，藉此達到三維感測之功能。

請參閱圖3所示，舉例來說，三維感測觸控顯示裝置的感測區域中分設有四個第一電阻式感測器311a~311d及四個第二電阻式感測器321a~321d。當使用者壓下三維感測觸控顯示裝置的感測區域的右下角時，第四個第一電阻式感測器311d及第四個第二電阻式感測器321d的電阻值會因為受到壓迫而改變。且四個第一電阻式感測器311a~311d及四個第二電阻式感測器321a~321d的分布位置固定，當判斷出是第幾個第一電阻式感測器311及第幾個 第二電阻式感測器321的電阻值改變時，即可確認使用者壓下的第一軸向及第二軸向位置，而第一軸向及第二軸向位置的交叉點即為使用者壓下的二維位置。此外，根據第一電阻式感測器311及第二電阻式感測器32的電阻值變化量即可進一步計算出使用者於第三軸向壓下的下壓力量大小，以確認第三維的位移，進而獲得三維的感測量。

也就是說，可根據判斷是第幾個第一電阻式感測器311及第幾個第二電阻式感測器321的電阻值改變，判斷出使用者壓下的位置。並根據第一電阻式感測器311及第二電阻式感測器321的電阻值改變量計算出使用者壓下的下壓力量大小，以進行三維感測。

請參閱圖4所示，由於第一電阻式感測器311與第二電阻式感測器312的結構相同，故現以第一電阻式感測器311為例說明第一電阻式感測器311及第二電阻式感測器321的使用狀態。第一電阻式感測器311的複合式壓電材料3113中具有多個導電物質3114。在本較佳實施例中，導電物質3114係碳黑、奈米碳管、半導體材料或高介電材料。半導體材料係單晶矽或多晶矽，而高介電材料係二氧化鈦(TiO₂)或氧化鋅(ZnO)等陶瓷氧化物。

在未受到壓迫時，複合式壓電材料3113中的多個導電物質3114分散分布於複合式壓電材料中，因此，上電極3111和下電極3112之間的電阻值較大。

請參閱圖5所示，在一些實施例中，當第一電阻式感測器311受到壓迫時，上電極3111和下電極3112向彼此靠近，複合式壓電材料3113中的多個導電物質3114亦受到壓迫而相互靠近，而構成多組路徑可供電子通過，因而降低上電極3111與下電極3112之間的電阻值。因此，上電極3111與下電極3112之間的電阻值係與受到的下壓力量大小成反比。

進一步而言，本新型的三維感測模組30的第一軸向感應層31與第二軸向感應層32的第一電阻式感測器311及第二電阻式感測器321，係分別藉由上電極(如：3111、3211)、下電極(如：3112、3212)間夾設有複合式壓電阻材料層(如：3113、3213)，並藉由檢測電阻值的變化量來感測使用者的觸控點。因此，第一軸向感應層31與第二軸向感應層32的第一電阻式感測器311與第二電阻式感測器321能製作為極細的線狀，以高密度的方式分布於第一軸向感應層31與第二軸向感應層32中，而第一電阻式感測器311和第二電阻式感測器321交錯而構成的節點數量即為本新型的三維感測模組30的解析度高低。

以上所述僅是本新型的較佳實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

10‧‧‧顯示模組

11‧‧‧顯示面

12‧‧‧背面

20‧‧‧保護層

30‧‧‧三維感測模組

31‧‧‧第一軸向感應層

32‧‧‧第二軸向感應層

33‧‧‧隔絕層

Claims (6)

1. 一種三維感測觸控顯示裝置，係包含有： 一顯示模組，係具有相對之一顯示面及一背面； 一保護層，係設置於該顯示模組之顯示面；及 一三維感測模組，係設置於該顯示模組之背面。
2. 如請求項1所述之三維感測觸控顯示裝置，其中該三維感測模組包含有： 一第一軸向感應層，包含有複數個沿第一軸向間隔排列的第一電阻式感測器； 一第二軸向感應層，包含有複數個沿第二軸向間隔排列的第二電阻式感測器；及 一隔絕層，設置於該第一軸向及該第二軸向感測層之間。
3. 如請求項2所述之三維感測觸控顯示裝置，其中： 該三維感測模組的第一軸向感測層之各該第一電阻式感測器包含有： 一上電極； 一下電極； 一複合式壓電阻材料層，設置於該上電極與該下電極之間，且具有多個導電物質； 其中該三維感測模組的第二軸向感測層之各該第二電阻式感測器包含有： 一上電極； 一下電極；及 一複合式壓電阻材料層，設置於各該第二電阻式感測器的上電極與各該第二電阻式感測器的下電極之間，且具有多個導電物質。
4. 如請求項3所述之三維感測觸控顯示裝置，其中該些導電物質係碳黑、奈米碳管、半導體材料或高介電材料。
5. 如請求項4所述之三維感測觸控顯示裝置，其中該半導體材料係單晶矽或多晶矽。
6. 如請求項4所述之三維感測觸控顯示裝置，其中該高介電材料係二氧化鈦(TiO ₂)、氧化鋅(ZnO)或陶瓷氧化物。