CN101739161B - 触碰感测器及其触碰式显示面板与触碰式显示模块 - Google Patents

Abstract

本发明关于触碰感测器及其触碰式显示面板与触碰式显示模块。其中该触碰感测器，包括一第一基板、一第二基板、一感应电极及一感应开关元件。第二基板设置与第一基板相对。感应电极位于第一基板上。感应开关元件位于第二基板上，包括一第一开关电极、一第二开关电极及一主动层。主动层设置于第一开关电极及第二开关电极之间，且与第一开关电极及第二开关电极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层之间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，使第一开关电极及第二开关电极导通。

Description

触碰感测器及其触碰式显示面板与触碰式显示模块

技术领域

本发明涉及一种触碰感测器及其触碰式显示面板，且特别是涉及一种利用因受压所产生的感应通道的触碰感测器及其触碰式显示面板。

背景技术

触碰式显示面板的技术已广泛地应用在电子装置中，在手机、笔记型计算机、音乐播放器(MP3)、个人数字助理(PDA)、全球卫星定位系统(GPS)、超迷你计算机(UMPC)等便携式电子产品中，都可窥视触碰式显示面板的应用领域的一隅。

传统上的触碰式显示面板的技术原理，主要分为电阻式及电容式等感应方式。电阻式感应方式的原理为，于显示面板表面覆盖分开的两层透明的导电薄膜，例如是薄膜电阻，当显示面板受外部施压时，将使得导电薄膜相互碰触而产生电压变化。电容式感应方式的原理为，在显示面板镀上多层透明的导电薄膜，并于导电薄膜两侧的电极施加偏压，以产生均匀的低压电场，当显示面板受到静电感应时，例如是手指的静电感应，此时导电薄膜会产生电容的电平变化。通过导电薄膜的定位方式，并根据此电压变化或电平变化以得知所触碰的位置。

另外，美商平达(Planar Systems，Inc.)所发表的光学式触碰面板电路设计(Active Matrix LCD with Integrated Optical Touch Screen)的技术文献中，通过设置光感测晶体管(Photo TFT)于面板的像素阵列中，使得被驱动的光感测晶体管于环境光的变化下产生电压变化，遂以此电压变化来得知所触碰的位置。然而，此光学式触碰面板对于环境光的变异性影响极巨，亦即于低照度的环境光下，此电路的动作灵敏度会大幅地降低，而无法正确地判断所触碰的位置。

发明内容

本发明有关于一种触碰感测器及其触碰式显示面板，触碰感测器基于面板的电路结构，在面板受触碰时，改变一受驱动的电极与一对应的开关元件的主动层的间隔，从而在主动层上感应出通道，并产生相对应的感应信号。此外，通过整合多个触碰感测器于显示面板中，以实现触碰式显示面板，例如是单触碰式或多触碰式(multi-touch)触碰式显示面板。

根据本发明的第一方面，提出一种触碰感测器，包括一第一基板、一第二基板、一感应电极及一感应开关元件。第二基板设置与第一基板相对。感应电极位于第一基板上。感应开关元件位于第二基板上，包括一第一开关电极、一第二开关电极及一主动层。主动层设置于第一开关电极及第二开关电极之间，且与第一开关电极及第二开关电极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层的间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，使第一开关电极及第二开关电极导通。

根据本发明的第二方面，提出一种触碰式显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一像素阵列及多个触碰感测器。第二基板设置与第一基板相对。像素阵列设置于第一基板及第二基板之间。各此些触碰感测器包括一感应电极及一感应开关元件。感应电极位于第一基板上。感应开关元件位于第二基板上。感应开关元件包括第一开关电极、一第二开关电极、一主动层、一介电层及一遮光层。主动层设置于第一开关电极及第二开关电极之间，且与第一开关电极及第二开关电极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。主动层、第一开关电极及第二开关电极覆盖于介电层上。遮光层位于第二基板与介电层之间，并与主动层相对。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层的间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，以使第一开关电极及第二开关电极导通，并于第一开关电极及第二开关电极至少其中之一受驱动时，在第一开关电极及第二开关电极之间产生一相对应的感应信号。

根据本发明的第三方面，提出一种触碰式显示模块，包括一触碰式显示面板及一读取电路。触碰显示面板包括相对设置的一第一基板及一第二基板、设置于第一基板及第二基板之间的一像素阵列、及多个触碰感测器。各此些触碰感测器包括一感应电极及一感应开关元件。感应电极位于第一基板上。感应开关元件位于第二基板上。感应开关元件包括第一开关电极、一第二开关电极、一主动层、一介电层及一遮光层。主动层设置于第一开关电极及第二开关电极之间，且与第一开关电极及第二开关电极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。主动层、第一开关电极及第二开关电极覆盖于介电层上。遮光层位于第二基板与介电层之间，并与主动层相对。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层的间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，以使第一开关电极及第二开关电极导通，并于第一开关电极及第二开关电极至少其中之一受驱动时，在第一开关电极及第二开关电极之间产生一相对应的感应信号。读取电路用以接收至少此些触碰感测器之一的感应信号，感应信号是一电流信号。读取电路用以转换电流信号为一输出信号。

根据本发明的第四方面，提出一种触碰感测器，包括第一基板、一第二基板、一感应电极及一感应开关元件。第二基板设置与第一基板相对。感应电极位于第一基板上。感应开关元件位于第二基板上，包括一源极、一漏极、一主动层及一栅极。主动层设置于源极及漏极之间，且与源极及漏极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。栅极与主动层相对，且空接。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层的间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，使源极及漏极导通。

根据本发明的第五方面，提出一种触碰式显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一像素阵列、及多个触碰感测器。第二基板设置与第一基板相对。像素阵列设置于第一基板及第二基板之间。各此些触碰感测器包括一感应电极及一薄膜晶体管。感应电极位于第一基板上。薄膜晶体管位于第二基板上。感应薄膜晶体管具有一源极、一漏极、一主动层及一栅极。主动层设置于源极与漏极之间，且与源极及漏极相接触。主动层与感应电极相对且相距一间距。栅极与主动层相对，且空接。当第一基板或第二基板的受压，改变了感应电极与主动层的该间距时，受驱动的感应电极在主动层上感应出与间距改变相对应的通道，以使源极及漏极导通，并于源极及漏极至少其中之一受驱动时，在源极及漏极之间产生一相对应的感应信号。

为使本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1A示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器的结构图。

图1B示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器于受压时感应出道通的结构图。

图1C示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器110应用于触碰式显示面板时的结构图。

图2A示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器的电路示意图。

图2B示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器受压时产生感应信号的电路示意图。

图3A示出了图1C的触碰感测器应用于触碰式液晶显示面板的示意图。

图3B示出了依照图3A中剖面线AA’的触碰式液晶显示面板的剖面图。

图4示出了依照本发明第二实施例的触碰式液晶显示面板的电路示意图。

图5示出了依照本发明第三实施例的触碰式液晶显示面板的电路示意图。

图6示出了依照本发明第四实施例的触碰式液晶显示面板的电路示意图。

图7示出了依照本发明第五实施例的触碰式液晶显示面板的电路示意图。

图8示出了依照本发明第六实施例的触碰式液晶显示面板的电路示意图。

图9示出了依照本发明第七实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。

图10示出了依照本发明第八实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。

图11A示出了应用于本发明的实施例的触碰式显示模块的一例的示意图。

图11B示出了应用于本发明的实施例的触碰式显示模块的另一例的示意图。

图12至图16分别示出了本发明的实施例的触碰式显示模块的读取电路的电路图的一例。

附图符号说明

110：触碰感测器

120：第一基板

130：第二基板

140：感应电极

150：感应开关元件

151：第一开关电极

152：第二开关电极

153：主动层

154：介电层

155：遮光层

160：像素

300：液晶显示面板

450：薄膜晶体管

450s：源极

450d：漏极

450g：栅极

500：触碰式显示模块

520：触碰式显示面板

540：读取电路

560：定位电路

580：栅极驱动器

d1、d2：间距

Gn：扫描信号

Si：感应信号

Vcom：共同电压

Vr、Vr2：电压信号

X、Y：走线

具体实施方式

第一实施例

请参考图1A，其示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器的结构图。触碰感测器110包括一第一基板120、一第二基板130、一感应电极140及一感应开关元件150。第二基板130设置与第一基板120相对。感应电极140位于第一基板120上。感应开关元件150位于第二基板130上。

感应开关元件150包括一第一开关电极151、一第二开关电极152、及一主动层153。主动层153设置于第一开关电极151及第二开关电极152之间，且与第一开关电极151及第二开关电极152相接触。主动层153与感应电极140相对且相距一间距d1。在此实施例的第一开关电极151及第二开关电极152，可设置于主动层153的两侧并覆盖部分的主动层153；在其它实作例子中，此两开关电极151及152的设置关系及组成可作其它变化，例如两开关电极151及152分别设置于主动层153的两侧并与之作电连接，又例如包括金属层及掺杂层如n+层，或增加其它的掺杂层或改以不同材质，以增进其与主动层153的导电效果。

请同时参考图1B，其示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器于受按压时感应出道通的结构图。当第一基板120或第二基板130之一受外力的按压，改变了感应电极140与主动层153的间距d1，例如是由图1A中的间距d1缩减至图1B中的间距d2，此时，受驱动的感应电极140在主动层153上感应出与间距d1改变相对应的通道(channel)，使第一开关电极151及第二开关电极152导通。

现将上述的触碰感测器110的电路示意图说明如下。请同时参考图2A及图2B，其分别示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器的电路示意图，及依照本发明第一实施例的触碰感测器受压时产生感应信号的电路示意图。感应电极140用以接收一第一信号而得以受驱动，第一开关电极151用以接收来自走线Y的一第二信号而得以受驱动，第二开关电极152用以接收来自走线X的一第三信号而得以受驱动。在一些实施例中，第二开关电极152也可不接收信号，而是当第一开关电极151及第二开关电极152导通时，用以输出其间所产生的一感应信号Si，并由走线X将感应信号Si传送出去。

当第一开关电极151及第二开关电极152导通时，会产生相对应的感应信号Si，或令感应信号Si产生变化，例如是电压值、电流值或是波形上变化。因此，此感应信号Si的产生与否或其变化，能反映出此触碰感测器110是否受压，也就是触碰感测器110的感应电极140与主动层153的间距是否有改变。此外，触碰感测器110由受压状态回复到未受压的状态所产生的改变，间距的改变增加，所反映出来的是感应信号Si的改变，故此种情况也可得以检测。

有关本实施例中主动层153感应出通道以及通道使第一开关电极151及第二开关电极152导通的原理，可应用顶栅极(top-gate)的场效晶体管(field-effect transistor，FET)产生通道的原理来加以解释。然而，值得注意的是，触碰感测器110的感应电极140与感应开关元件150分离并相对应的具有一可变的间距，在主动层153所感应出的通道与此间距的改变有相对应的关系。

此外，感应电极140与感应开关元件150的驱动方式，也可以用场效晶体管的驱动方式来加以解释。例如，为了让主动层153得以产生通道，如n通道(n channel)，则感应电极140的驱动方式，应设计令感应电极140电平足以在与其相距某一间距的主动层153上感应出通道。相似地，若设置触碰感测器110产生p通道(p-channel)时，驱动方面的考虑也是如是。总之，只要能让驱动感应电极140与主动层153两者在某一间距时，能在主动层153感应出通道，此时，再加上在第一开关电极151及第二开关电极152之间作适当的驱动，例如是施予偏压电压或偏压电流，就可以从第一开关电极151或第二开关电极152得到相对应的感应信号Si了。

虽然，在触碰感测器110的感应电极140与感应开关元件150的作动中，如何令主动层153感应出通道的原理与场效晶体管的运作方式有所不同，但为了方便说明起见，在下面的实施例及附图中，我们将采用与场效晶体管相似的一电路元件符号来代表依据本发明的各个实施例中的触碰感测器。

在本发明所披露的一些实施例中，上述的触碰感测器110可应用于一触碰式显示面板中。请参考图1C，其示出了依照本发明第一实施例的触碰感测器110应用于触碰式显示面板时的结构图。在图1C中，图1A所示的感应开关元件150还包括一介电层154及一遮光层155。主动层153、第一开关电极151及第二开关电极152覆盖于介电层154上。遮光层155位于第二基板130与介电层154之间，并与主动层相对。由于在一般使用背光源的触碰式显示面板中，背光源的光线由从第二基板130进入，故在应用本发明的触碰感测器110于显示面板时，可通过遮光层155来遮敝进入至第二基板130且照射至主动层153的光线，以避免主动层153受到显示面板的光源的影响。

请同时参考图3A及图3B，图3A示出了图1C的触碰感测器应用于触碰式液晶显示面板的示意图。图3B示出了依照图3A中剖面线AA’的触碰式液晶显示面板的剖面图。液晶显示面板300包括一第一基板120、一第二基板130、一像素阵列及多个触碰感测器。为简化说明故，图3A及3B示出了一触碰感测器110及像素阵列的三个像素160并以此为例做说明。第二基板130设置与第一基板120相对。像素阵列设置于第一基板120及第二基板130之间。在图3A及图3B中的三个像素160可视为彩色液晶显示面板的三个子像素(sub-pixels)。

由于触碰感测器110设置于第一面板120及第二面板130之间，亦即位于像素阵列之中。因此，触碰感测器110可于显示面板的制造过程中设置完成，故能整合触碰感测器的电路与像素阵列于一触碰式显示面板中。在一实作的例子中，在液晶显示器的彩色滤光器基板(color filter plate)之上制作电极来实施感应电极140，而在薄膜晶体管基板(thin-film transistor plate)上制作感应开关元件150。此外，在其它例子中，感应电极140可以利用凸块(bump)加以实现感应电极140。而且，可考虑介电材质的特性以设计感应电极140与感应开关元件150的间距；而感应电极140的形状，以及长、宽或深度也可就介电材质的特性与实际布局的电性需求而加以考虑。总之，在实作时，如上述实作例子的考虑，要让驱动感应电极140与感应开关元件150两者在某一间距时，能在主动层153感应出通道。

现将应用本发明触碰感测器应用于触碰式显示面板中的多个实施例及其实施方式说明如下。

第二实施例

在本实施例中，图1C的遮光层155例如为具有金属材料的一控制电极，此时，第一开关电极151、第二开关电极152、及此控制电极例如形成一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)的结构。现以通过薄膜晶体管来实现感应开关元件150为例做说明。请参考图4，其示出了依照本发明第二实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。薄膜晶体管450具有一源极450s、一漏极450d、一栅极450g及一主动层(未示出于图4中)，分别对应为感应开关元件的第一开关电极151、第二开关电极152、控制电极155及主动层153。薄膜晶体管450例如是非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon TFT)、或多晶硅薄膜晶体管(poly-silicon TFT)。

本实施例的作动说明如下。如图4所示，感应电极140用以接收一第一信号而得以受驱动，例如是外部的一电压信号Vr。源极450s用以接收一第二信号而得以受驱动，第二信号是一电压信号，例如是栅极驱动器(未示出于图4中)所产生的一扫描信号Gn。栅极450g用以接收一第四信号而得以受驱动，例如是外部的另一电压信号Vr2。当源极450s及漏极450d导通时，会产生一相对应的感应信号Si，漏极450d用以输出感应信号Si。因此，通过此感应信号Si的产生与否或其变化，能得知此触碰感测器110是否受压。

在面板布局上，由于扫描信号Gn用以驱动像素阵列的一列，例如第n列，故接收扫描信号Gn的此些触碰感测器110可以设置于靠近像素阵列的此列之处。因此，本实施例中，由于触碰感测器110的源极450s通过接受邻近的扫描信号Gn而得以受驱动，故不需额外的配线以接收较远处的信号，而能更加地节省电路配线，也不会增加成本。

另外，在薄膜晶体管450例如是非晶硅薄膜晶体管的情况下，薄膜晶体管450的主动层因对光有光感应现象，故薄膜晶体管450的栅极可视为一遮光结构层(black matrix)、且也可同时为一栅极信号结构层，以减低光感应现象。

从本实施例可知，在整合触碰感测器与像素阵列于一触碰显示面板之中时，其布局的方式也与触碰感测器的驱动的信号来源有关。因此，触碰感测器在受到不同驱动来源的组合的方式时，可相对地以依此驱动来源来作出不同的电路布局，例如是相关走线的布局设计，以依据本发明的实施例实施此触碰显示面板。

第三实施例

请参考图5，其示出了依照本发明第三实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。本实施例与第二实施例不同的是，控制电极电连接至第一开关电极151及第二开关电极152的其中之一。亦即，栅极450g电连接至源极450s及漏极450d的其中之一。在图5中，以栅极450g电连接至源极450s为例做说明。由于源极450s接收扫描信号Gn以受驱动，故知，栅极450g也接收扫描信号Gn以受驱动。如此，本实施例的薄膜晶体管450可视为一二极管(diode)元件。

当电压信号Vr感应通道而使源极450s及漏极450d导通时，亦即此二极管元件将会导通，此时会产生对应于此扫描信号Gn的一感应信号Si。如此，本实施例也能通过此感应信号Si的产生与否或其变化，来得知此触碰感测器110是否受压。

第四实施例

请参考图6，其示出了依照本发明第四实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。故知，栅极450g不接收信号，故不被驱动。

由于在第二及第三实施例中，栅极450g接收第四信号而得以受驱动，例如是接收第二实施例中的另一电压信号Vr2、或接收第三实施例中的扫描信号Gn。然而于实作中，申请人发现，当栅极450g(亦即图1C的遮光层155，其为具有金属材质的控制电极)接收电压信号而受驱动时，将会产生电场，而此电场可能会影响感应电极140于主动层153上感应通道的能力。

再者，申请人还发现，因为同样位于第二基板130上的主动层153与栅极450g之间的距离相对较近(约1000-2000埃(Angstrom))，而位于第二基板130上的主动层153与位于第一基板120上的感应电极140之间的距离相对较远(约1-2微米(μm))。如此，若在同样驱动信号的条件下，栅极450g在主动层153上产生电场的大小，将会大于感应电极140在主动层153上产生电场的大小。所以，当主动层153受感应而产生通道时，受驱动的栅极450g可能会对感应电极140感应通道的能力产生影响，而导致感应电极140对于感应通道的灵敏度降低。所以，在本实施例中，将栅极450g空接使其不受驱动，以于感应电极140在感应通道时，降低栅极450g可能产生的影响。

如此，当源极450s及漏极450d导通时，会产生一感应信号Si。而且，由于空接的栅极450g可能会使感应电极140提高对于此感应信号Si的灵敏度。因此，本实施例能通过此感应信号Si的产生与否或其变化，来得知此触碰感测器110是否受压，而且在感测是否受压的过程中，还能具有较佳的感测灵敏度。

第五实施例

请参考图7，其示出了依照本发明第五实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。本实施例的显示面板的电路相仿于第四实施例的显示面板的电路，其不同之处在于触碰感测器110受不同驱动信号所驱动。

在本实施例中，感应电极140例如接收一共同电压Vcom以受驱动。此共同电压Vcom用以驱动像素阵列。源极450s用以接收由栅极驱动器所产生的扫描信号Gn而得以受驱动，而栅极450g为空接。漏极450d则用以输出感应信号Si。因此，通过此感应信号Si的产生与否或其变化，能得知此触碰感测器110是否受压。

第六实施例

在本实施例中，图1C的触碰感测器110的遮光层155例如为具有绝缘材料的一遮光结构层(black matrix)，也可称为黑色矩阵。请参考图8，其示出了依照本发明第六实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。由于本实施例以绝缘材料的遮光结构层作为遮光层，而有异于第二实施例中所使用的金属材料的控制电极，因此，本实施例以相仿于场效晶体管、但不具有栅极端的电路元件符号来表示本实施例的触碰感测器，如图7示出的触碰感测器110。

在本实施例中，感应电极140用以接收外部的电压信号Vr以受驱动，触碰感测器110的第一开关电极151用以接收扫描信号Gn以受驱动，当第一开关电极151与第二开关电极152导通时，会产生相对应的一感应信号Si，第二开关电极152用以输出此感应信号Si。因此，通过此感应信号Si的产生与否或其变化，能得知此触碰感测器110是否受压。

本实施例的触碰感测器110也不会影响感应电极140在主动层153上感应通道的灵敏度。在上述的第四及第五实施例中，使得具有金属材料的遮光层155为空接，而本实施例以具有绝缘材料的遮光结构层来作为遮光层155，故绝缘的遮光层155也不会产生电场，故不会影响感应电极140于主动层153上感应通道的灵敏度。如此，本实施例能得知此触碰感测器110是否受压，且在感测是否受压的过程中，还能具有较佳的感测灵敏度。

第七实施例

请参考图9，其示出了依照本发明第七实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。本实施例的显示面板的电路相仿于第六实施例的显示面板的电路，其不同之处在于触碰感测器110受不同驱动信号所驱动。

在本实施例中，感应电极140例如接收一电压信号Vr以受驱动，且第一开关电极151也接收此电压信号Vr以受驱动，而第二开关电极152用以输出感应信号Si。因此，通过此感应信号Si的产生与否或其变化，能得知此触碰感测器110是否受压。

第八实施例

请参考图10，其示出了依照本发明第八实施例的触碰式液晶显示面板的电路图。本实施例的显示面板的电路相仿于第六实施例的显示面板的电路，其不同之处在于触碰感测器110受不同驱动信号所驱动。

在本实施例中，感应电极140例如接收共同电压Vcom以受驱动，且第一开关电极151接收扫描信号Gn以受驱动，而第二开关电极152用以输出感应信号Si。因此，通过此感应信号Si的产生与否或其变化，能得知此触碰感测器110是否受压。

在本发明上述所披露的实施例中，触碰感测器110也可应用于一触碰式显示模块中。请参考图11A，其示出了应用于本发明的实施例的触碰式显示模块的一例的示意图。触碰式显示模块500用以依据感应信号Si的产生与否或其变化，来得知触碰感测器是否受压。在一些例子中，触碰式显示模块500能依据至少一感应信号，来判断受触碰的位置。

在图11A中，触碰式显示模块500包括一触碰式显示面板520、一读取电路(Readout integrated circuit，Readout-IC)540、一定位电路560、及一栅极驱动器580。触碰式显示面板520例如为第二至第八实施例的其中之一所述的应用本发明的触碰感测器110的触碰式显示面板。

再者，如图11A所示，触碰式显示面板520用以接收栅极驱动器580的扫描信号Gn以受驱动。但也不限于此。请参考图11B，其示出了应用于本发明的实施例的触碰式显示模块的另一例的示意图。在图11B中，触碰式显示模块500还可包括一触碰控制电路590，其例如用以提供上述的电压信号Vr或Vr2，以驱动触碰式显示面板520。如此，在本发明的实施例中，触碰式显示面板520的驱动信号可包括扫描信号Gn、电压信号Vr及Vr2的至少其中之一。亦即，触碰式显示面板520可由驱动像素阵列的栅极驱动器580来驱动，如图11A所示；或者，触碰式显示面板520也可由栅极驱动器580与一外部电路(如上述的触碰控制电路590)来驱动，如图11B所示。

现以图11A的触碰式显示模块500为例说明如下。在图11A中，读取电路520用以接收至少此些触碰感测器之一的感应信号Si，感应信号Si是一电流信号。读取电路520用以转换电流信号为一输出信号So。请参考图12至图16，其分别示出了本发明的实施例的触碰式显示模块的读取电路520的电路图中的一例。在图12中，读取电路540包括一电流转电压放大器442，其例如包括一运算放大器OP1，用以转换电流信号的感应信号Si为一第一电压信号V1。读取电路540以第一电压信号V1作为输出信号So。

在图13中，读取电路540包括图12所示的电流转电压放大器442及一比较放大器444。比较放大器例如包括一运算放大器OP2，用以比较第一电压信号V1与一参考电压Vref，以输出一第二电压信号V2。读取电路540以第二电压信号V2作为输出信号So。

在图14中，读取电路540包括图12所示的电流转电压放大器442、一反相放大器446、及一比较放大器444。反相放大器446例如包括一运算放大器OP3，反相放大器446用以反相放大第一电压信号V1为一第二电压信号V2’。比较放大器444用以比较第二电压信号V2’与一参考电压Vref2，以输出一第三电压信号V3。读取电路540以第三电压信号V3作为输出信号So。

在图15中，读取电路540包括图12所示的电流转电压放大器442、及一模拟数字转换器(analog to digital converter，ADC)448。模拟数字转换器448用以转换模拟的第一电压信号V1为一数字电压信号Vd。读取电路540以数字电压信号Vd作为输出信号So。

在图16中，读取电路540包括图12所示的电流转电压放大器442、一反相放大器446及一模拟数字转换器448。模拟数字转换器448用以转换模拟的第二电压信号V2’为一数字电压信号Vd2。读取电路540以数字电压信号Vd2作为输出信号So。

在图12至图16所示出的例子中，可利用实作触碰感测器的电路的特性，令读取电路540读取感应信号Si，并依据感应信号Si，例如是相对应的电流变化，以应用于实施各种与感测触碰感测器110是否受压或受压位置的相关分析之中。而在此些例子中，读取电路520所接收的感应信号Si为电流形式的信号。亦即，触碰感测器所感测的感应信号Si为电流信号，如此，相较于电压信号，此电流信号在从触碰式显示面板520中可能较不易受到面板布局上的各元件的电压耦合效应所影响，故感应信号Si能稳定地被传送至面板外部的读取电路520。

请继续参考图11A，在一实施例中，一行的此些触碰感测器耦接至读取电路540，用以共同输出上述的感应信号Si。如此，当读取电路540依据感应信号Si提供输出信号So时，定位电路560可依据读取电路540所输出的输出信号So，来定位触碰式显示面板520受触碰的位置。

在另一实作例中，栅极驱动器580用以产生一扫描信号Gn，以驱动像素阵列的一列，触碰式显示面板520于栅极驱动器580的驱动下显示画面。此些触碰感测器的一列用以接收扫描信号Gn以受驱动，而接收扫描信号Gn的此列的此些触碰感测器设置于靠近像素阵列的此列之处。如此，定位电路560还可依据此扫描信号Gn来判断产生感应信号Si的此触碰感测器是否为此列此些触碰感测器，并依据感应信号Si来判断出受触碰的此触碰感测器的位置，以定位为触碰式显示面板520受触碰的位置。亦即，读取电路540在接收来自一行的此些触碰感测器的此感应信号Si而输出信号So时，定位电路560可依据至少此扫描信号Gn及此输出信号So，来定位触碰式显示面板520受触碰的位置。

举例来说，本发明实施例的触碰式显示模块500在应用上述的第二至第六及第八实施例的触碰式显示面板时，可依据此扫描信号Gn及输出信号So，来定位出受触碰的位置。由于受触碰的此触碰感测器由驱动一列(表示为横向的一列)像素的扫描信号Gn所驱动，故此触碰感测器设置于靠近此列像素之处。因此，定位电路560能够从扫描信号Gn判断出触碰感测器于触碰式显示面板520上的纵向坐标Dy。

再者，假设受触碰之触碰感测器为一列触碰感测器中的第Y个触碰感测器，以使包含第Y个触碰感测器的一行(表示为直向德一行)的多个触碰感测器共同输出感应信号Si。如此，当读取电路540接收到此感应信号Si，而使定位电路560检测到输出信号So时，则定位电路560便能判断出受触碰的此触碰感测器于触碰式显示面板520上的横向坐标Dx。如此，定位电路560便能根据横向坐标与纵向坐标(Dx，Dy)，来定位出受触碰的此触碰感测器的位置，而能得知触碰式显示面板520受触碰的位置。

在上述的触碰感测器接收扫描信号Gn以受驱动的例子中，触碰式显示模块500还可包括一控制器(controller)(未示出)。此控制器用以控制栅极驱动器580，以使栅极驱动器580能依序地输出扫描信号。亦即，控制器将可控制扫描信号Gn的时序，而定位电路560便可参照控制器所控制的时序，以对受驱动的此些触碰感测器进行定位的动作。在实作中，定位电路560可实现于此控制器的内部电路中。举例来说，此控制器可由现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)来实作，而定位电路560便能实现于FPGA的逻辑门阵列中。但也不限于此，定位电路560也可实现于上述的控制器的外部电路中。只要能通过此感应信号Si，来达到定位出受触碰位置的定位电路，都在本发明的保护范围内。

虽然上述的触碰感测器与像素阵列整合的多个实施例中，以一像素与一触碰感测器为例。然而，在其它实施例中，触碰感测器与像素可具有不同的组合排列方式，如以一定或不同的分布比例，设置于像素阵列中；又如，部分的触碰感测器可设置或延伸至像素阵列的显示区以外，以作其它应用。举例来说，通过配置多个触碰感测器于像素阵列之间，并检测此些触碰感测器受触碰所感应的多个感应信号，由此，同一时间不同手指或物体在面板上的触碰位置都可得以定位，故可实现多触碰式显示面板。此外，通过检测感应信号及实际应用的需要，也可将之设计为单触碰式显示面板。

此外，上述相关实施例以液晶面板的整合方式为例，但其它显示面板的技术，只要能在上下基板之间建构触碰感测器即可实施本发明所披露的触碰显示面板。此外，上述触碰显示面板实施例的感应开关元件及辅助开关元件以薄膜晶体管为例，但也不限于此，在其它面板的技术中，只要能实施感应电极令开关元件产生通道即可用以实施如上述实施例中的触碰显示面板。

本发明上述实施例所披露的触碰感测器，设置于第一面板及第二面板之间，因此，触碰感测器可于显示面板的制造过程中同时设置完成，故能实现整合于面板工艺的一触碰式显示面板。此外，本发明上述实施例所披露的触碰式液晶显示面板中，触碰感测器可通过栅极驱动器，如接受邻近的扫描信号而得以受驱动，故不需额外的配线以接收较远处的信号，而能节省电路配线，也不会增加成本。还有，在一些实施例中，通过辅助开关元件选择性地导通，使得受压得触碰感测器选择性地产生感应信号，因此，能够达到省电的功效。此外，由于本发明上述实施例利用因受压所产生的感应通道，而得以感测触碰的发生或位置，故此并没有光学式触碰面板对于环境光的变异性影响极巨的问题，并且也没有电容式触控面板只能适合能导电之物(如手指)在面板上触碰始能感测的限制。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当可作若干的更改与修饰。因此，本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims (35)

1.一种触碰感测器，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置与该第一基板相对；

一感应电极，位于该第一基板上；以及

一感应开关元件，位于该第二基板上，包括：

一第一开关电极及一第二开关电极；及

一主动层，设置于该第一开关电极及该第二开关电极之间，且与该第一开关电极及该第二开关电极相接触，该主动层与该感应电极相对且相距一间距；

其中，当该第一基板或该第二基板的受压，改变了该感应电极与该主动层的该间距时，受驱动的该感应电极在该主动层上感应出相对应的通道，使该第一开关电极及该第二开关电极导通。

2.如权利要求1所述的触碰感测器，其中，该第一开关电极及该第二开关电极位于该主动层的两侧并覆盖部分的该主动层。

3.如权利要求1所述的触碰感测器，应用于一触碰式显示面板中，其中该感应开关元件还包括：

一介电层，其中该主动层、该第一开关电极及该第二开关电极覆盖于该介电层上；以及

一遮光层，位于该第二基板与该介电层之间，并与该主动层相对。

4.如权利要求3所述的触碰感测器，其中该遮光层是具有绝缘材料的一遮光结构层。

5.如权利要求3所述的触碰感测器，其中该遮光层是具有金属材料的一控制电极。

6.如权利要求5所述的触碰感测器，其中该控制电极为空接。

7.一种触碰式显示面板，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置与该第一基板相对；

一像素阵列，设置于该第一基板及该第二基板之间；以及

多个触碰感测器，各所述触碰感测器包括：

一感应电极，位于该第一基板上；及

一感应开关元件，位于该第二基板上，该感应开关元件包括：

一第一开关电极及一第二开关电极；

一主动层，设置于该第一开关电极及该第二开关电极之间，且与该第一开关电极及该第二开关电极相接触，该主动层与该感应电极相对且相距一间距；

一介电层，其中该主动层、该第一开关电极及该第二开关电极覆盖于该介电层上；及

一遮光层，位于该第二基板与该介电层之间，并与该主动层相对；

其中，当该第一基板或该第二基板的受压，改变了该感应电极与该主动层的该间距时，受驱动的该感应电极在该主动层上感应出相对应的通道，以使该第一开关电极及该第二开关电极导通，并于该第一开关电极及该第二开关电极至少其中之一受驱动时，在该第一开关电极及该第二开关电极之间产生一相对应的感应信号。

8.如权利要求7所述的触碰式显示面板，其中，该第一开关电极及该第二开关电极位于该主动层的两侧并覆盖部分的该主动层。

9.如权利要求7所述的触碰式显示面板，其中该感应电极用以接收一第一信号而得以受驱动。

10.如权利要求9所述的触碰式显示面板，其中该第一信号是一电压信号。

11.如权利要求10所述的触碰式显示面板，其中该第一信号是一共同电压，其中该共同电压用以驱动该像素阵列。

12.如权利要求7所述的触碰式显示面板，其中该第一开关电极用以接收一第二信号而得以受驱动。

13.如权利要求12所述的触碰式显示面板，其中该第二开关电极用以输出该感应信号。

14.如权利要求12所述的触碰式显示面板，其中该第二信号是一电压信号。

15.如权利要求12所述的触碰式显示面板，其中该第二信号由一栅极驱动器所产生。

16.如权利要求15所述的触碰式显示面板，其中该第二信号为一扫描信号，用以驱动该像素阵列的一列。

17.如权利要求16所述的触碰式显示面板，其中接收该第二信号的所述触碰感测器设置于靠近该像素阵列的该列之处。

18.如权利要求7所述的触碰式显示面板，其中该遮光层是具有绝缘材料的一遮光结构层。

19.如权利要求7所述的触碰式显示面板，其中该遮光层是具有金属材料的一控制电极。

20.如权利要求19所述的触碰式显示面板，其中该控制电极为空接。

21.如权利要求19所述的触碰式显示面板，其中该控制电极用以接收一第四信号而得以受驱动。

22.如权利要求21所述的触碰式显示面板，其中该第四信号是一电压信号。

23.如权利要求19所述的触碰式显示面板，其中该控制电极电连接至该第一开关电极及该第二开关电极的其中之一。

24.一种触碰式显示模块，包括：

一触碰显示面板，包括相对设置的一第一基板及一第二基板、设置于该第一基板及该第二基板之间的一像素阵列、及多个触碰感测器，各所述触碰感测器包括：

一感应电极，位于该第一基板上；及

一感应开关元件，位于该第二基板上，该感应开关元件包括：

一第一开关电极及一第二开关电极；

一主动层，设置于该第一开关电极及该第二开关电极之间，且与该第一开关电极及该第二开关电极相接触，该主动层与该感应电极相对且相距一间距；

一介电层，其中该主动层、该第一开关电极及该第二开关电极覆盖于该介电层上；及

一遮光层，位于该第二基板与该介电层之间，并与该主动层相对，其中，当该第一基板或该第二基板的受压，改变了该感应电极与该主动层的该间距时，受驱动的该感应电极在该主动层上感应出相对应的通道，以使该第一开关电极及该第二开关电极导通，并于该第一开关电极及该第二开关电极至少其中之一受驱动时，在该第一开关电极及该第二开关电极之间产生一相对应的感应信号；以及

一读取电路，用以接收至少所述触碰感测器之一的该感应信号，该感应信号是一电流信号，该读取电路用以转换该电流信号为一输出信号。

25.如权利要求24所述的触碰式显示模块，还包括：

一定位电路，用以依据该输出信号来定位该触碰式显示面板受触碰的位置。

26.如权利要求25所述的触碰式显示模块，还包括：

一栅极驱动器，用以产生一扫描信号，以驱动该像素阵列的一列；

其中，所述触碰感测器的一列用以接收该扫描信号以受驱动，而接收该扫描信号的该列的所述触碰感测器设置于靠近该像素阵列的该列之处；

其中，该定位电路还用以依据该扫描信号来判断产生该感应信号的该触碰感测器是否为该列的所述触碰感测器，并依据该感应信号来判断出受触碰的该触碰感测器的位置，以定位为该触碰式显示面板受触碰的位置。

27.如权利要求26所述的触碰式显示模块，还包括：

一触碰控制电路，用以提供至少一电压信号，以驱动该触碰式显示面板。

28.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中，所述触碰感测器的一列接收一扫描信号以受驱动，该扫描信号用以驱动该像素阵列的一列，该读取电路接收来自一行的所述触碰感测器的该感应信号，以输出该输出信号，该触碰式显示模块还包括：

一定位电路，依据至少该扫描信号及该输出信号，用以定位该触碰式显示面板受触碰的位置。

29.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中该读取电路包括：

一电流转电压放大器，用以转换该电流信号为一第一电压信号，该读取电路以该第一电压信号作为该输出信号。

30.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中该读取电路包括：

一电流转电压放大器，用以转换该电流信号为一第一电压信号；以及

一比较放大器，用以比较该第一电压信号与一参考电压，以输出一第二电压信号，该读取电路以该第二电压信号作为该输出信号。

31.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中该读取电路包括：

一电流转电压放大器，用以转换该电流信号为一第一电压信号；

一反相放大器，用以反相放大该第一电压信号为一第二电压信号；以及

一比较放大器，用以比较该第二电压信号与一参考电压，以输出一第三电压信号，该读取电路以该第三电压信号作为该输出信号。

32.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中该读取电路包括：

一电流转电压放大器，用以转换该电流信号为一第一电压信号；以及

一模拟数字转换器，用以转换模拟的该第一电压信号为一数字电压信号，该读取电路以该数字电压信号作为该输出信号。

33.如权利要求24所述的触碰式显示模块，其中该读取电路包括：

一电流转电压放大器，用以转换该电流信号为一第一电压信号；

一反相放大器，用以反相放大该第一电压信号为一第二电压信号；以及

一模拟数字转换器，用以转换模拟的该第二电压信号为一数字电压信号，该读取电路以该数字电压信号作为该输出信号。

34.一种触碰感测器，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置与该第一基板相对；

一感应电极，位于该第一基板上；以及

一薄膜晶体管，位于该第二基板上，具有：

一源极；

一漏极；

一主动层，设置于该源极与该漏极之间，且与该源极及该漏极相接触，该主动层与该感应电极相对且相距一间距；及

一栅极，与该主动层相对，该栅极空接，其中，当该第一基板或该第二基板的受压，改变了该感应电极与该主动层的该间距时，受驱动的该感应电极在该主动层上感应出相对应的通道，使该源极及该漏极导通。

35.一种触碰式显示面板，包括：

一第一基板；

一第二基板，设置与该第一基板相对；

一像素阵列，设置于该第一基板及该第二基板之间；以及

多个触碰感测器，各所述触碰感测器包括：

一感应电极，位于该第一基板上；及

一薄膜晶体管，位于该第二基板上，该感应薄膜晶体管具有：

一源极；

一漏极；

一主动层，设置于该源极与该漏极之间，且与该源极及该漏极相接触，该主动层与该感应电极相对且相距一间距；及

一栅极，与该主动层相对，该栅极空接；

其中，当该第一基板或该第二基板的受压，改变了该感应电极与该主动层的该间距时，受驱动的该感应电极在该主动层上感应出相对应的通道，以使该源极及该漏极导通，并于该源极及该漏极至少其中之一受驱动时，在该源极及该漏极之间产生一相对应的感应信号。

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