CN106055158B - 触控显示面板及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种触控显示面板及其驱动方法于此揭露。触控显示面板包含多条第一感应电极、多条第二感应电极以及多条第三感应电极。第一感应电极用以输出扫描信号。第二感应电极，用以于图框中的第一期间内根据扫描信号产生压力传感信号，于图框中的第二期间内根据扫描信号产生触控传感信号。第三感应电极间隔排列于第二感应电极之间，用以于第一期间接收具有固定电位的预设电压，于第二期间处于浮置状态。

Description

触控显示面板及其驱动方法
技术领域
本案是关于一种触控显示面板及其驱动方法，特别是关于一种可执行压力检测的触控显示面板及其驱动方法。
背景技术
随着电容式触控技术的发展，现有的电容式触控屏幕不仅可检测使用者手指位置，亦可检测使用者手指施加的压力大小，并相应于使用者施加压力大小进行相应操作。
然而，由于使用者施加压力于触控屏幕上时，手指与屏幕之间接触面积的变化会导致传感信号的传感误差，降低传感的准确度，严重时亦可能造成系统的错误操作。
发明内容
为解决上述问题，本案的一态样为一种触控显示面板。触控显示面板包含多条第一感应电极、多条第二感应电极以及多条第三感应电极。第一感应电极用以输出扫描信号。第二感应电极，用以于图框中的第一期间内根据扫描信号产生压力传感信号，于图框中的第二期间内根据扫描信号产生触控传感信号。第三感应电极间隔排列于第二感应电极之间，用以于第一期间接收具有固定电位的预设电压，于第二期间处于浮置状态。
本案的另一态样为一种触控显示面板的驱动方法。驱动方法包含：于第一感应电极上输出扫描信号；在第一操作阶段中，提供预设电压至第三感应电极；自第二感应电极读取压力传感信号，压力传感信号于第一操作阶段中根据扫描信号产生；在第二操作阶段中，控制第三感应电极处于浮置状态；以及自第二感应电极读取触控传感信号，触控传感信号于第二操作阶段中根据扫描信号产生。
综上所述，本揭露内容通过应用上述实施例，于触控显示面板中设置遮蔽电极，并根据传感模式切换遮蔽电极的状态，以分别于图框中的不同期间传感手指感应电容的变化以及感应电极之间互电容的变化，以实现触控传感及压力传感。如此一来，便可提高触控显示面板中触控传感及压力传感的准确度，改善现有技术当中的种种问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本案部分实施例所绘示的电容式触控辨识技术的示意图。
图2为根据本案部分实施例所绘示的触控显示面板的示意图。
图3为根据本案部分实施例所绘示的图2中所示切换信号的波形示意图。
图4为根据本案部分实施例所绘示的触控显示面板的侧视剖面图。
图5为根据本案其他部分实施例所绘示的触控显示面板的示意图。
图6为根据本发明内容部分实施例所绘示的驱动方法的流程图。
附图标号：
100 触控显示面板
110 信号提供电路
120～126、140～144、161～163 感应电极
130 触控逻辑电路
150 传感选择电路
201 偏光板
202 薄膜晶体管基板
203 像素阵列
204 显示介质层
205 彩色滤光片
206 彩色滤光片基板
207 偏光板
600 驱动方法
Cf 手指感应电容
Cp 寄生电容
Cm 互电容
GND 接地端
Tx 扫描信号
Rx 传感信号
Rx1 压力传感信号
Rx2 触控传感信号
DS、DS1～DS3 切换信号
P1、P2、P21 期间
F1 图框
S610～S680 操作
具体实施方式
下文举实施例配合所附图式作详细说明，以更好地理解本案的态样，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，图式仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。
在全篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
此外，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“及/或”，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。
于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。
请参考图1。图1为根据本案部分实施例所绘示的电容式触控辨识技术的示意图。在图1所示实施例中，感应电极120作为扫描电极，感应电极140作为检测电极。如图1所示，感应电极120与感应电极140之间存在互电容Cm，感应电极140与接地端GND之间具有寄生电容Cp。在电容式触控辨识技术中，当使用者的手指尚未接近感应电极140时，感应电极120传递扫描信号Tx，并通过互电容Cm与寄生电容Cp使感应电极140相应产生传感信号Rx。
当使用者的手指接近由感应电极120和感应电极140配置而成的阵列时，于感应电极140与手指之间会产生手指感应电容Cf。由于手指感应电容Cf导致整体电容值改变，因此感应电极140输出的传感信号Rx也随之改变。如此一来，后续逻辑电路便可通过读取传感信号Rx的变化判断使用者手指于触控面板上的相对位置，实现触控辨识。
此外，在部分实施例中，电容式触控辨识技术可进一步检测使用者手指按压力度的大小，并根据压力大小的差异辨识使用者的操作。具体来说，当使用者的手指施力于感应电极140上时，感应电极140与感应电极120之间的距离会根据按压力道的大小产生形变，进而导致互容值Cm的改变。由于互容值Cm的变化导致整体电容值改变，因此感应电极140输出的传感信号Rx也随之改变。如此一来，后续逻辑电路便可通过读取传感信号Rx的变化判断使用者手指于触控面板上的压力大小，实现压力辨识。
然而，当按压力度改变时，使用者手指与感应电极140之间的面积亦随之变化，进而导致手指感应电容Cf变化。如此一来，当逻辑电路进行压力检测时，感应电极140输出的传感信号Rx所反映的整体电容值变化便无法准确反映出因压力形变所产生的互容值Cm的变化。
请参考图2。图2为根据本案部分实施例所绘示的触控显示面板100的示意图。在部分实施例中，触控显示面板100包含感应电极121～126、141～144与161～163，扫描信号提供电路110、触控逻辑电路130以及传感选择电路150。
在部分实施例中，感应电极121～126作为扫描电极，与感应电极141～144、161～163以阵列配置。感应电极141～144作为检测电极。感应电极161～163间隔排列于感应电极141～144之间，以作为遮蔽电极。
感应电极121～126用以自扫描信号提供电路110提供并输出扫描信号Tx。感应电极141～144用以根据扫描信号Tx产生传感信号Rx。具体来说，在部分实施例中，于一图框(frame)中的不同期间内，感应电极141～144可分别根据扫描信号产生传感信号Rx，如压力传感信号Rx1以及触控传感信号Rx2。举例来说，感应电极141～144可于图框中的第一期间执行压力传感，产生压力传感信号Rx1，并于同一图框中的第二期间执行触控传感，产生触控传感信号Rx2，其具体实现方式将在后续段落中搭配相关图式进行说明。
在部分实施例中，触控逻辑电路130电连接于感应电极141～144，并用以根据触控传感信号Rx2产生表示触控位置的触控位置数据，并根据压力传感信号Rx1产生表示触控力道的压力大小数据。如此一来，触控逻辑电路130便可于进行触控传感时根据触控位置数据判断使用者手指的触碰位置，于进行压力传感时根据压力大小数据判断使用者手指触碰力道的大小和状态。在部分实施例中，触控逻辑电路130可根据选择信号导通感应电极141～144，以检测感应电极141～144上相应的传感信号Rx，并将其读出。
在部分实施例中，传感选择电路150电连接于感应电极161～163，并用以选择性地分别输出切换信号DS。具体来说，当感应电极161～163处于第一期间时，相应的切换信号DS控制感应电极161～163接收具有固定电位的预设电压。当感应电极161～163处于第二期间时，相应的切换信号DS控制感应电极161～163处于浮置状态。在部分实施例中，上述具有固定电位的预设电压可大致为零电压，但本案并不以此为限。
如此一来，当感应电极141～144于第一期间执行压力传感时，具有固定电位的感应电极161～163可进行屏蔽，以降低如图1所示的手指感应电容Cf对整体电容值的影响。藉此，感应电极141～144所产生的压力传感信号Rx1，便可呈现互电容Cm因手指压力导致距离改变所造成的变化。换言之，压力传感信号Rx1可对应于感应电极141～144与感应电极121～126之间垂直距离的变化。
相对地，当感应电极141～144于第二期间执行触控传感时，感应电极161～163处于浮置状态，没有定电压屏蔽。藉此，感应电极141～144所产生的触控传感信号Rx2可呈现使用者手指所在区域产生的手指感应电容Cf对整体电容值的影响。
藉此，触控显示面板100通过感应电极161～163在不同传感模式下于浮置状态和定电位状态之间切换，可减少触控逻辑电路130接收的传感信号Rx于不同传感模式时的误差，以提高触控显示面板100执行传感时的灵敏度和准确性。
请一并搭配参考图3。图3为根据本案部分实施例所绘示的图2中所示切换信号DS的波形示意图。如图3所示，在本实施例中，在同一个图框F1内，包含压力传感期间P1以及显示画面期间P2。触控显示面板100可于显示画面期间P2通过显示阵列显示画面，其中显示画面期间P2更包含触控传感期间P21。于压力传感期间P1内，切换信号DS提供具有固定电位的预设电压进行屏蔽。举例来说，在本实施例中切换信号DS提供接地端GND的电压。于显示画面期间P2内，切换信号DS控制感应电极161～163处于浮置(floating)状态。如此一来，在显示画面期间P2内的触控传感期间P21执行触控传感时，便可检测到手指感应电容Cf的变化。
此外，在部分实施例中，触控逻辑电路130亦可将压力传感期间P1检测到的电容变化与触控传感期间P21检测到的电容变化相减运算，以更精确地计算整体电容值变化中手指感应电容Cf与互电容Cm各自的变化程度。
请参考图4。图4为根据本案部分实施例所绘示的触控显示面板100的侧视剖面图。为方便及清楚说明起见，图4所绘示的触控显示面板100可配合图2所示实施例进行说明，但不以此为限。于图4中，与图2的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解。
如图4所示，触控显示面板100更包含偏光板201、薄膜晶体管基板202、像素阵列203、显示介质层204、彩色滤光片205、彩色滤光片基板206以及偏光板207。薄膜晶体管基板202和其上的像素阵列203配置于偏光板201上方，彩色滤光片205配置于薄膜晶体管基板202上方。显示介质层204配置于薄膜晶体管基板202与彩色滤光片205之间。彩色滤光片基板206和偏光板207配置于彩色滤光片205上方。在部分实施例中，薄膜晶体管基板202、彩色滤光片基板207可为玻璃基板。
请继续参考图4。如图中所示，前述实施例中的感应电极121～126设置于薄膜晶体管基板202上的导电金属层内。具体来说，在部分实施例中，感应电极121～126可为像素阵列203中多个像素的共同电压电极，以简化感应电极的电路设计。此外，感应电极141～144与感应电极161～163交错排列并设置于彩色滤光片基板206上的另一层导电金属层内。如此一来，当使用者施加较大压力时，薄膜晶体管基板202与彩色滤光片基板206之间的距离改变，分别设置于其上的感应电极121～126、感应电极141～144与感应电极161～163之间的距离也随之改变。
值得注意的是，图4所绘示仅为本发明内容可能的实施方式之一，并非用以限制本案。在其他实施例中，本领域相关技术人员亦可于不同种类的显示面板的结构上相应地设置感应电极121～126与感应电极141～144、161～163。
请参考图5。图5为根据本案其他部分实施例所绘示的触控显示面板100A的示意图。于图5中，与图2的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解。和图2所示实施例相比，在本实施例中，传感选择电路150A选择性地分别输出切换信号DS1、DS2和DS3至感应电极161～163。如此一来，感应电极161～163便可分别根据相应的切换信号DS1～DS3处在不同的电压状态。
换言之，感应电极161～163可分为第一群与第二群。当切换信号DS1控制第一群的感应电极(如：感应电极161)处于浮置状态时，切换信号DS2、DS3控制第二群的感应电极(如：感应电极162、163)用以接收预设电压。相对地，当切换信号DS1控制第一群的感应电极(如：感应电极161)用以接收预设电压时，切换信号DS2、DS3控制第二群的感应电极(如：感应电极162、163)处于浮置状态。
如此一来，于图5中所绘示的实施例中，触控显示面板100A便可于面板上的不同区域分别执行压力传感与触碰传感，且执行压力传感的区域与触碰传感的区域的位置以及范围皆可根据需求动态地进行调整。举例来说，在部分实施例中，当触控显示面板100A已经判断出使用者手指触碰的区域后，便可提供预设电压至该区域邻近的遮蔽电极执行压力传感，而维持其他遮蔽电极处于浮置状态，继续执行触控传感。
值得注意的是，为了简化说明起见，上述各个实施例中所绘示的感应电极121～126、141～144与161～163的数量仅为释例之用。本领域的技术人员可增加或减少感应电极121～126、141～144与161～163的数量，亦为本发明内容可能的实施方式。相似地，感应电极161～163可任意分配为第一群的感应电极或第二群的感应电极，甚至更多群的感应电极，亦为本发明内容可能的实施方式。
本发明内容的另一种实施态样为一种触控显示面板100的驱动方法。请参考图6。图6为根据本发明内容部分实施例所绘示的驱动方法600的流程图。为方便及清楚说明起见，下述驱动方法600是配合图1～图5所示实施例进行说明，但不以此为限，任何熟习此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可对作各种更动与润饰。如图6所示，驱动方法600包含操作S610、S620、S630、S640以及S650。
首先，在操作S610中，扫描信号提供电路110于感应电极121～126上输出扫描信号Tx。接着，在操作S620中，在第一操作阶段(如：压力传感期间P1)中，传感选择电路150提供预设电压至感应电极161～163。接着，在操作S630中，触控逻辑电路130自感应电极141～144读取压力传感信号Rx1。压力传感信号Rx1于第一操作阶段中根据扫描信号Tx产生。
接着，在操作S640中，在第二操作阶段中(如：显示画面期间P2)，传感选择电路150控制感应电极161～163处于浮置状态。接着，在操作S650中，触控逻辑电路130自感应电极141～144读取触控传感信号Rx2。触控传感信号Rx2于第二操作阶段中根据扫描信号Tx产生。
如此一来，通过以上驱动方法，触控显示面板100便可控制遮蔽电极的操作状态提高压力传感与触控传感的准确度，降低传感误差。
在部分实施例中，驱动方法600更包含操作S660和S670。在操作S660中，在第一操作阶段中，由触控逻辑电路130根据压力传感信号Rx1产生表示触控力道的压力大小数据。在操作S670中，在第二操作阶段中，由触控逻辑电路130根据触控传感信号Rx2产生表示触控位置的触控位置数据。
此外，在其他部分实施例中，驱动方法600更包含操作S680。在操作S680中，传感选择电路150分别输出多个切换信号DS1～DS3至感应电极161～163，以控制触控显示面板100中第一群的感应电极161～163接收预设电压，第二群的感应电极161～163处于浮置状态。
所属技术域相关技术人员可直接了解驱动方法600如何基于上述实施例中的触控显示面板100以执行该多个操作及功能，故不再此赘述。
于上述的内容中，包含示例性的步骤。然而此些步骤并不必需依序执行。在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。
综上所述，本发明内容通过应用上述实施例，于触控显示面板100中设置遮蔽电极，并根据传感模式切换遮蔽电极的状态，以分别于一图框中的不同期间传感手指感应电容的变化以及感应电极之间互电容的变化，以实现触控传感及压力传感。如此一来，便可提高触控显示面板100中触控传感及压力传感的准确度，改善现有技术当中的种种问题。
虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视权利要求为准。

Claims (10)

1.一种触控显示面板，其特征在于，包含：
多条第一感应电极，用以输出一扫描信号；
多条第二感应电极，用以于一图框中的一第一期间内根据该扫描信号产生一压力传感信号，于该图框中的一第二期间内根据该扫描信号产生一触控传感信号；以及
多条第三感应电极，该些第三感应电极间隔排列于该些第二感应电极之间，用以于该第一期间接收具有一固定电位的一预设电压，于该第二期间处于浮置状态，
该些第一感应电极分别与该些第二感应电极、该些第三感应电极处于不同层中。
2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，更包含：
一传感选择电路，用以选择性地分别输出至少一切换信号，其中当该些第三感应电极任一者处于该第一期间时，相应的切换信号控制该第三感应电极接收该预设电压，当该些第三感应电极任一者处于该第二期间时，相应的切换信号控制该第三感应电极处于浮置状态。
3.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，该些第三感应电极包含一第一群第三感应电极以及一第二群第三感应电极，当该第一群第三感应电极处于浮置状态时，该第二群第三感应电极用以接收该预设电压；
当该第一群第三感应电极用以接收该预设电压时，该第二群第三感应电极处于浮置状态。
4.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，更包含：
一触控逻辑电路，电连接于该些第二感应电极，用以根据该触控传感信号产生表示触控位置的一触控位置数据，并根据该压力传感信号产生表示触控力道的一压力大小数据。
5.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，该些第一感应电极设置于该触控显示面板的一薄膜晶体管基板上，该些第三感应电极以及该些第二感应电极设置于该触控显示面板的一彩色滤光片基板上。
6.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，该压力传感信号对应于该些第一感应电极与该些第二感应电极之间一垂直距离的变化。
7.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，更包含：
一像素阵列，该像素阵列包含多个像素，其中该些第一感应电极为该些像素的共同电压电极。
8.一种触控显示面板的驱动方法，其特征在于，该触控显示面板包含多条第一感应电极、多条第二感应电极以及多条第三感应电极，其中该些第三感应电极间隔排列于该些第二感应电极之间，该些第一感应电极分别与该些第二感应电极、该些第三感应电极处于不同层中，该驱动方法包含：
于该些第一感应电极上输出一扫描信号；
在一第一操作阶段中，提供一预设电压至该些第三感应电极；
自该些第二感应电极读取一压力传感信号，该压力传感信号于该第一操作阶段中根据该扫描信号产生；
在一第二操作阶段中，控制该些第三感应电极处于浮置状态；以及
自该些第二感应电极读取一触控传感信号，该触控传感信号于该第二操作阶段中根据该扫描信号产生。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，更包含：
在该第一操作阶段中，由一触控逻辑电路，根据该压力传感信号产生表示触控力道的一压力大小数据；以及
在该第二操作阶段中，由该触控逻辑电路，根据该触控传感信号产生表示触控位置的一触控位置数据。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，更包含：
分别输出多个切换信号至该些第三感应电极，以控制该触控显示面板中一第一群第三感应电极接收该预设电压，该触控显示面板中一第二群第三感应电极处于浮置状态。
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