CN106095210A - 双模式电容触控显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双模式电容触控显示面板，包含第一和第二基板、夹设于第一与第二基板之间的显示介质层、至少两个第一触控电极、至少两个第二触控电极、多个压力感测电极以及屏蔽导电层。第一和第二触控电极设置于第一基板上且与位于第一基板上的子像素重叠，各所述第一和第二触控电极相互分隔。压力感测电极设置于第二基板上，其中各个压力感测电极与所对应的第一或第二触控电极在垂直投影方向上重叠。屏蔽导电层设置于第二基板上且包含多个开口，各个压力感测电极与所对应的开口至少部分重叠，且压力感测电极的表面电阻小于屏蔽导电层的表面电阻。本发明可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下操作。

Description

双模式电容触控显示面板
技术领域
本发明是关于一种双模式电容触控显示面板。
背景技术
触控显示装置(例如智能手机、电脑等等)为常见的人机介面装置，当使用者观察屏幕中的文字或图形而触控对应位置时，触控信号会被检测并传送到控制器进行处理，以产生对应位置的信号，常见的感测方式有电阻式、电容式、红外线式和超声波式等。
然而，近年来，如何让触控显示装置具有多种的功能，是大家努力的方向且也难以克服的。
发明内容
本发明的多个实施方式提供一种双模式电容触控显示面板，以让触控显示装置具有多种的功能。其可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下操作。双模式电容触控显示面板以感应电极检测触控位置，并整合感应电极与压力感测电极以检测力道。此外，屏蔽导电层可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下分别屏蔽电场以及使电场穿过，以达到双模式电容触控的功效。再者，双模式电容触控显示面板也具有显示模式，来显示画面。
根据本发明的部分实施方式，双模式电容触控显示面板包含第一基板、第二基板、显示介质层、至少两个第一触控电极、至少两个第二触控电极、多个压力感测电极以及屏蔽导电层。第一基板包含多个子像素，至少一部分所述子像素具有至少一切换元件、一信号线以及一像素电极，该切换元件与该信号线以及该像素电极连接。第二基板与该第一基板分隔设置。显示介质层夹设于第一基板与第二基板之间。第一触控电极设置于第一基板上，且各该第一触控电极相互分隔。第二触控电极设置于第一基板上，各该第二触控电极相互分隔，且第二触控电极与第一触控电极相互分隔，其中各该第一和第二触控电极分别与位于第一基板上的子像素部分重叠。压力感测电极设置于第二基板上，其中各该压力感测电极与所对应的各该第一或各该第二触控电极在垂直投影方向上至少部分重叠。屏蔽导电层设置于第二基板上，其中屏蔽导电层包含多个开口，其中各该压力感测电极与所对应的各该开口至少部分重叠，且各该压力感测电极的表面电阻小于屏蔽导电层的表面电阻。
于本发明的一或多个实施方式中，第一和第二触控电极是由多个子电极相互连接，且各该子电极可当作各该子像素的一共用电极。
于本发明的一或多个实施方式中，屏蔽导电层设置于第二基板的外表面上，压力感测电极设置于第二基板的外表面上，且位于屏蔽导电层之上。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板包含控制线路以及绝缘层。控制线路位于第二基板上且电连接各该压力感测电极。绝缘层夹设在控制线路与屏蔽导电层之间，其中绝缘层延伸覆盖开口与压力感测电极，且绝缘层具有多个开口，各该压力感测电极经由所对应的各该开口连接位于第二基板上的控制线路。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板包含控制线路以及绝缘层。控制线路位于第二基板上且电连接各该压力感测电极。绝缘层夹设在控制线路与屏蔽导电层之间，其中绝缘层延伸覆盖开口，以使得些压力感测电极位于绝缘层上。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板包含控制线路、第一绝缘层以及第二绝缘层。控制线路位于第二基板上且电连接各该压力感测电极。第一绝缘层，夹设在控制线路与屏蔽导电层之间，其中第一绝缘层延伸覆盖开口。第二绝缘层设置于第二基板的外表面上，其中第二绝缘层覆盖控制线路与第一绝缘层，第二绝缘层具有多个开口，且压力感测电极至少位于第二绝缘层的各该开口上，以使得各该压力感测电极经由所对应的各该开口连接位于第二基板上的控制线路。
于本发明的一或多个实施方式中，屏蔽导电层设置于该第二基板的内表面上，压力感测电极设置于第二基板的外表面上，且位于屏蔽导电层之上，其中第二基板的内表面面对第一基板。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板包含控制线路，设置于第二基板的外表面上且电连接各该压力感测电极。
于本发明的一或多个实施方式中，各该压力感测电极与所对应的各该第一或第二触控电极在垂直投影方向上重叠，且各该压力感测电极位于所对应的各该第一或第二触控电极在垂直投影方向上的区域内。
于本发明的一或多个实施方式中，至少两个第一与第二触控电极之间分别具有一间隙，其中各该第一触控电极以及间隙皆与压力感测电极其中一者在垂直投影方向上至少部分重叠或者是各该第二触控电极以及间隙皆与压力感测电极其中另一者在垂直投影方向上至少部分重叠。
于本发明的一或多个实施方式中，该至少两个第一与第二触控电极之间分别具有一间隙，且两相邻的第一与第二触控电极之间具有另一间隙，其中所述第一触控电极、所述第二触控电极、该间隙以及该另一间隙皆与所述压力感测电极其中一者在垂直投影方向上至少部分重叠。
于本发明的一或多个实施方式中，各该压力感测电极位于各该开口内。
于本发明的一或多个实施方式中，该屏蔽导电层的所述开口其中一者的垂直投影面积除以所对应的各该第一或第二触控电极的垂直投影面积为大于0且小于或等于5％。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板更包含多条走线，设置于第一基板上，其中各该走线分别与所对应的各该第一与第二触控电极连接。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板更包含至少一第一桥接电极与至少一第二桥接电极，该第一桥接电极连接于所述第一触控电极其中一者与所述第二触控电极其中一者之间，该第二桥接电极连接于所述第一触控电极另一者与所述第二触控电极另一者之间，且该第一桥接电极与该第二桥接电极交错。
于本发明的一或多个实施方式中，各该压力感测电极与所对应的各该第一或第二触控电极之间的间隔由于因触摸而施加于各该压力感测电极的力而可变形。
于本发明的一或多个实施方式中，双模式电容触控显示面板更包含至少一控制器，可操作地耦合到所述第一与第二触控电极，其中该控制器配置成测量物体相对于所述第一与第二触控电极的位置，并且测量向一该第二基板施加的力。
于本发明的一或多个实施方式中，在检测位置模式，各该压力感测电极与屏蔽导电层皆为浮动电位，藉由第一触控电极、第二触控电极或该第一与第二触控电极之间的电容变化量来计算一触控位置；以及在检测力道模式，各该压力感测电极与屏蔽导电层皆为固定电位，藉由各该压力感测电极与所对应的第一或第二触控电极之间的电容变化以计算施加于各该压力感测电极上的力。
于本发明的一或多个实施方式中，在显示模式，压力感测电极、屏蔽导电层与第一或第二触控电极皆为固定电位，用以显示画面。
本发明的多个实施方式的双模式电容触控显示面板，其除了显示模式的外，可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下操作。双模式电容触控显示面板以感应电极检测触控位置，并整合感应电极与压力感测电极以检测力道。此外，屏蔽导电层可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下分别屏蔽电场以及使电场穿过，以达到双模式电容触控的功效。
附图说明
图1A为根据本发明的一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
图1B为图1A的双模式电容触控显示面板的局部俯视图。
图1C为沿图1B的线1C-1C的剖面图。
图2A绘示图1A的多个子像素的俯视示意图。
图2B绘示图2A的子像素的俯视图。
图2C绘示图2B的子像素的剖面图。
图3为根据本发明的另一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。
图4A为根据本发明的又一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
图4B为图4A的双模式电容触控显示面板的局部剖面图。
图5A为根据本发明的再一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
图5B为图5A的双模式电容触控显示面板的局部剖面图。
图6A为根据本发明的又一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
图6B为图6A的双模式电容触控显示面板的局部剖面图。
图7为根据本发明的另一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
图8为根据本发明的再一实施方式的双模式电容触控显示面板的爆炸图。
符号说明：
100：双模式电容触控显示面板 190a：开口
110：第一基板 192：第一绝缘层
120：第二基板 194：第二绝缘层
122：外表面 194a：开口
124：内表面 200：控制器
130：显示介质层 G1：间隙
140：第一触控电极 G2：间隙
140a：第一触控电极 P1：间隔
140b：第一触控电极 L1：走线
150：第二触控电极 BA：第一桥接电极
150a：第二触控电极 BB：第二桥接电极
150b：第二触控电极 SW：切换元件
160：压力感测电极 CE：共用电极
162：底面 PE：像素电极
170：屏蔽导电层 SL：信号线
172：开口 DL：数据线
174：底面 SP：子像素
180：控制线路 GE：栅极
182：信号线 S1：半导体层
184：数据线 GI：栅极介电层
186：导线 SD1、SD2：源极/漏极
188：开关元件 1C-1C：线
190：绝缘层
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实物上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实物上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实物上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式为之。
图1A为根据本发明的一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。双模式电容触控显示面板100包含第一基板110、第二基板120、显示介质层(display layer或display medium layer，未绘示)、至少两个第一触控电极140、至少两个第二触控电极150、多个压力感测电极160以及屏蔽导电层170。第一基板110与第二基板120包含多个子像素SP。本发明实施例，以第一基板110包含多个子像素SP为范例，但不限于此。
于部分实施方式中，第一基板110，例如，可以是薄膜晶体管基板。第二基板120，例如，可以是彩色滤光层基板或一般的基板，且第二基板120与第一基板110分隔设置。其中第一基板110与第二基板120其中一者的材料可包含玻璃、石英、聚合物材料(例如：聚亚酰胺(PI)、苯并环丁烯(benzocyclobutene；BCB)、聚碳酸酯(PC)、或其它合适的材料)、或其它合适的材料、或前述至少两种的组合。于其它实施例中，彩色滤光层、透明电极层、平坦层或其它功能层其中至少一者可选择性的设置于第一基板110、第二基板120、或者分别位于第一基板110与第二基板120上。显示介质层(未绘示)夹设于第一基板110与第二基板120之间，其材料包含自发光材料(例如：有机发光材料、无机发光材料、或其它合适的材料、或前述的组合)、非自发光材料(例如：液晶、电泳、电湿润、或其它合适的材料、或前述的组合)。本实施例，以显示介质层(未绘示)可以是液晶层为范例，但不限于此。本发明的多个实施方式中，可通过双模式电容触控显示面板100的多个子像素来呈现显示画面。
本发明实施例，以第一触控电极140和第二触控电极150位于第一基板110上为范例，例如：第一触控电极140设置于第一基板110上且各该第一触控电极140相互分隔；第二触控电极150设置于第一基板110上且各该第二触控电极150相互分隔。第二触控电极150与第一触控电极140相互分隔。因此，各该第一触控电极140和第二触控电极150分别可与位于第一基板110上的子像素SP部分重叠，即各该第一触控电极140和第二触控电极150于垂直投影方向上(垂直投影于第一基板110上)分别可与位于第一基板110上的子像素SP部分重叠。于此，仅绘示与第一触控电极140或第二触控电极150搭配重叠的子像素SP，然实际应用上仍有许多子像素SP未与第一触控电极140或第二触控电极150重叠，并不以图中所绘的子像素SP的数量为限。再者，通过上述设置，双模式电容触控显示面板100可以检测触控位置，具体而言，双模式电容触控显示面板100可以通过第一触控电极140、第二触控电极150或第一触控电极140与第二触控电极150之间的电容变化量来计算一触控位置。
于部分实施方式中，压力感测电极160设置于第二基板120的外表面122上，各该压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向上至少部分重叠。于此，所称的垂直投影方向即垂直于第一基板110的方向。屏蔽导电层170设置于第二基板120的外表面122上，屏蔽导电层170与各该压力感测电极160相分隔，即屏蔽导电层170不与各该压力感测电极160连接(或称为接触)，其中屏蔽导电层170包含多个开口172。各该压力感测电极160与所对应的各该开口172至少部分重叠，即各该压力感测电极160与所对应的各该开口172在垂直投影方向上(垂直投影于第二基板120上)至少部分重叠。更甚者，压力感测电极160可设置于开口172中。为了实现本发明所述的双模运作，各该压力感测电极160的表面电阻小于屏蔽导电层170的表面电阻，可以降低噪音、前述二者电极间的干扰、或者前述二者电极运作误判。其中，压力感测电极160与屏蔽导电层170的材料可选择性的不同或实质上相同。
通过上述设置，双模式电容触控显示面板100可以检测外力力道，具体而言，双模式电容触控显示面板100可以藉由各该压力感测电极160与所对应的第一触控电极140或第二触控电极150之间的电容变化以计算施加于各该压力感测电极160上的力。
据此，双模式电容触控显示面板100可以达到显示画面、检测触控位置以及检测外力力道的作用。
以下详细介绍双模式电容触控显示面板100的各个元件的配置。
同时参照图1A至图1C，图1B为图1A的双模式电容触控显示面板100的局部俯视图。图1C为沿图1B的线1C-1C的剖面图。于本实施方式中，双模式电容触控显示面板100还包含控制线路180以及绝缘层190。控制线路180与绝缘层190位于第二基板120外表面上，控制线路180电连接各该压力感测电极160。绝缘层190夹设在控制线路180与屏蔽导电层170之间，以避免两者直接相连，即控制线路180与屏蔽导电层170相分隔。控制线路180可以外接其他信号源，以独立地操控各个压力感测电极160或统一地操控所有压力感测电极160。
举例而言，控制线路180可包含有信号线182、数据线184、导线186以及开关元件188。信号线182与数据线184之间可以以绝缘层(未绘示)相分隔。开关元件188可以是各种半导体元件，例如晶体管、二极管或其它合适的元件，且半导体元件的材料包含多晶硅、单晶硅、微晶硅、非晶硅、有机半导体材料、金属氧化物半导体材料、或其它合适的材料、或前述至少两种的组合。开关元件188的控制端可以与信号线182相连，开关元件188的两端分别连接数据线184以及导线186，如此一来，可以藉由信号线182控制开关元件188的两端导通与否，进而控制数据线184以及导线186是否导通。于其它实施方式中，导线186可以是开关元件188的两端其中一者的一部分，且其延伸连接压力感测电极160。
于本发明的多个实施方式中，绝缘层190可延伸覆盖开口172与压力感测电极160，且绝缘层190具有多个开口190a，各该开口190a与所对应的压力感测电极160于垂直投影的方向(例如：垂直投影于第二基板120)上至少一部分重叠，即各该开口190a暴露出所对应的各该压力感测电极160至少一部分。于其它实施例中，各该开口190a与所对应的压力感测电极160于垂直投影的方向(例如：垂直投影于第二基板120)上重叠，即各该压力感测电极160至少一部分会位于各该开口190a，因此，各该开口190a会露出各该压力感测电极160，但不会让导线186接触屏蔽导电层170。导线186至少一部分可设置于开口190a中，以使得各该压力感测电极160经由所对应的各该开口190a连接位于第二基板120上的控制线路180。藉此，控制线路180可以通过信号线182选择性开启开关元件188，而选择性地操控各个压力感测电极160的开关。
于本发明的多个实施方式中，控制线路180的信号线182、数据线184或导线186的材料可以是各种导电性良好的材料，例如金属、合金、导电胶或其它合适的材料，或前述至少两种的组合。绝缘层190可为单层或多层结构，且其材料包含(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其它合适的材料)、有机材料(例如：光阻、聚亚酰胺(polyimide；PI)、苯并环丁烯(benzocyclobutene；BCB)、或其它合适的材料)、或其它合适的材料。具体而言，控制线路180的信号线182、数据线184或导线186的表面电阻(surface resistance，或称为片电阻(sheet resistance))，即不考虑导电材料厚度方向的电阻值，小于屏蔽导电层170的表面电阻。于部分实施方式中，控制线路180的信号线182、数据线184或导线186的材料可以与压力感测电极160的表面电阻可以实质上相同或不同。而且，控制线路180的信号线182、数据线184或导线186的材料可以与压力感测电极160的材料实质上相同或不同。
不应以上述可以选择性的独立操控压力感测电极160电位的控制线路180限制本发明的范围。于部分实施方式中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188，用以统一地操控全部压力感测电极160的电位。或者，控制线路180可以用以局部地操控部分的压力感测电极160的电位，即操控多个区域的压力感测电极160的电位。再者，若控制线路180设置开关元件188，则压力感测电极160与开口172可以选择性的不与信号线182与数据线184的交错位置重叠。然而，不应以此限制本发明的范围，于部分实施方式中，无论开关元件188存在与否，压力感测电极160与开口172可以与信号线182与数据线184的交错位置重叠(垂直方向(垂直于第二基板)上)。
藉由上述配置，在压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150之间可以产生穿过各该开口172的垂直电场。于本实施方式中，各该压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150之间存有间隔P1，间隔P1适用于因触摸而施加于各该压力感测电极160的力而可变形。如此一来，可以检测各该第一触控电极140或各该第二触控电极150与压力感测电极160之间的电场变化及/或电容值变化，计算出间隔P1的变化，进而得到使用者施加的外力。
于部分实施方式中，各该压力感测电极160位于所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上的区域内。换句话说，各该压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150完全重叠。如此一来，可以提高压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150的重叠面积，进而提升检测外力的灵敏度与精细度。
于本实施方式中，各该压力感测电极160的面积小于各该开口172的面积，使得各该压力感测电极160可位于各该开口172内且不连接或不接触屏蔽导电层170，即各该压力感测电极160与屏蔽导电层170相分隔，则压力感测电极160的底面162与屏蔽导电层170的底面174可以齐平，藉此可以减少双模式电容触控显示面板100的厚度，并避免额外绝缘层体的设置。
于本发明的多个实施方式中，压力感测电极160的材料可以是各种导电性良好的材料，例如金属、合金、导电胶、铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、碳纳米管/杆、或其它合适的材料、或前述至少两种的组合。举例而言，压力感测电极160的表面电阻大约为0至104欧姆/平方单位面积(Ω/square或Ω/□)。屏蔽导电层170可以是各种导电材料，且其呈现透明或半透明，例如铟锌氧化物、铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、碳纳米管/杆、厚度小于60埃的金属或合金、或其它合适的材料、或前述至少两种的组合。具体而言，屏蔽导电层170的表面电阻大约为108至1012欧姆/平方单位面积((Ω/square或Ω/□)。于本发明的多个实施方式中，压力感测电极160的导电性优于屏蔽导电层170的导电性。藉此，屏蔽导电层170可以在适当的操作模式下屏蔽电场。
于本发明的一或多个实施方式中，第一触控电极140或第二触控电极150可以由子像素SP的内部要件所组成。举例而言，参照图2A至图2C，图2A绘示图1A的多个子像素SP的俯视示意图。图2B绘示图2A的单一个子像素SP的俯视图。图2C绘示图2B的单一个子像素SP的剖面图。所述子像素SP至少一部分可具有至少一切换元件SW、信号线SL、数据线DL、共用电极CE以及像素电极PE。切换元件SW可以是各种薄膜晶体管。于其它实施方式中，所述子像素SP至少一部分可具有至少一切换元件SW、信号线SL、数据线DL、像素电极PE以及配合各种显示类型时所需要的其它元件，例如：于自发光显示面板中，其它元件可包含电压源、驱动元件或其它的元件；又或者，例如：于其它非自发光显示面板中，其它元件可包含共用电极线位于子像素中。
于部分实施方式中，切换元件SW可以包含栅极GE、源极/漏极SD1、SD2、栅极介电层GI以及半导体层S1。栅极介电层GI设置于栅极GE以及半导体层S1之间。栅极GE电连接信号线SL。源极/漏极SD1、SD2分别连接半导体层S1的两端，其中源极/漏极SD1电连接数据线DL，源极/漏极SD2电连接像素电极PE。其中，半导体层S1的材料可选自前述的半导体元件的材料，且二者可实质上相同或不同。栅极介电层GI可选自前述的绝缘层190的材料，且二者可实质上相同或不同。如此一来，切换元件SW与信号线SL、数据线DL以及像素电极PE连接，并通过信号线SL与数据线DL的控制导通切换元件SW传输像素电极PE所需要的信号(例如：电压)。共用电极CE可连接接地、浮接、或适当的电压源，来提供共用电极CE适当的电位，则共用电极CE与像素电极PE会形成水平电场来操作显示介质层(例如：液晶层，未绘示)转动/偏折，进而达到显示画面的功效。本实施方式是以共用电极CE位于像素电极PE之上为范例，但不限于此。于其它实施方式中，共用电极CE位于像素电极PE之下。再者，于其它实施方式中，子像素中的共用电极CE可设置于第二基板120内表面，像素电极PE可设置于第一基板110内表面，则共用电极CE与像素电极PE会形成垂直电场来操作显示介质层(例如：液晶层，未绘示)转动/偏折，进而达到显示画面的功效。于其它再一实施方式中，子像素中的共用电极CE可分别设置于第二基板120与第一基板110内表面，像素电极PE可设置于第一基板110内表面，则共用电极CE与像素电极PE会形成复合式电场，即垂直与水平电场来操作显示介质层(例如：液晶层，未绘示)转动/偏折，进而达到显示画面的功效。于其它再二实施方式中，显示介质层(例如：自发光层)夹设共用电极CE与像素电极PE之间，且控制显示介质层发光或不发光，进而达到显示画面的功效。
于本发明的一或多个实施方式中，第一触控电极140和第二触控电极150是由多个子电极(未标示)相互连接，且各该子电极(未标示)可当作各该子像素SP的共用电极CE。此时，当在检测外力力道与检测触控位置的两种模式下，子像素SP的共用电极CE可以分别传输适当的电位，以帮助计算电容变化量。
应了解到，于此所提供的第一基板110(参考图1A)的子像素SP的结构仅为一例，不应以此限制本发明的范围，子像素SP可以是任何其内部要件适用于作为触控电极的结构。于其他实施方式中，可以采用其他配置设置第一基板110(参考图1A)，各该子电极可以是子像素SP的数据线DL或信号线SL或像素电极等，此时，各该子电极可以是子像素SP的数据线DL或信号线SL于子像素中，并不相连接。
再回到图1A，双模式电容触控显示面板100可更包含多条走线L1以及至少一控制器200，设置于第一基板110上，其中各该走线L1分别与所对应的各该第一触控电极140与第二触控电极150连接，例如图1A的结点(即实心圆点，未标示)，控制器200通过走线L1可操作地耦合到所述第一触控电极140与第二触控电极150，以使各个第一触控电极140与第二触控电极150可以用以独立地检测触控位置，其中控制器200配置成测量物体相对于所述第一触控电极140与第二触控电极150的位置，并且可测量向第二基板120施加的力。进一步而言，双模式电容触控显示面板100通过第一触控电极140与第二触控电极150自身的电容变化(例如：自电容方式)得到触控位置。于其它实施方式中，双模式电容触控显示面板100通过第一触控电极140与第二触控电极150互相的电容变化(例如：互电容方式)得到触控位置。
于本发明的多个实施方式中，双模式电容触控显示面板100可以时序地(依序地)或不时序地(不依序地)在三个模式中操作：显示模式、检测力道模式以及检测位置模式。应了解到，并不一定要依时序地操作上述的显示模式、检测力道模式以及检测位置模式。较佳地，于同一显示帧(display frame)下，可包含前述三个模式，但不限于此。于其它实施例中，可以藉有设计适当的控制线路与计算方式，于同一显示帧(display frame)下可包含前述至少一个模式。此实施例的模式，亦可适用于下述的实施例。
举例而言，双模式电容触控显示面板100，若在显示模式，则各该压力感测电极160、屏蔽导电层170与第一触控电极140或第二触控电极150皆实质上为固定电位，例如接地或其他电位，像素电极可以连接适当的操作电位，用以显示画面。此时，屏蔽导电层170可以屏蔽电场(例如：显示面板外的电场)。
双模式电容触控显示面板100，若在检测力道模式，则各该压力感测电极160与屏蔽导电层170皆实质上为固定电位，例如接地或显示介质层130(参考图1C)的操作电压。此时，屏蔽导电层170可以屏蔽电场(例如：显示面板外的电场)。
如此一来，压力感测电极160因导电性良好而有均匀的电位，可藉由检测第一触控电极140或第二触控电极150的电位，推测各该压力感测电极160与所对应的第一触控电极140或第二触控电极150之间的电容变化，进而以计算施加于各该压力感测电极160上的力。
双模式电容触控显示面板100，若在检测位置模式，则各该压力感测电极160与屏蔽导电层170皆实质上为浮动电位，具有较高表面电阻的屏蔽导电层170仍可以使电场穿过。于此，以自电容方式感应为例，可以藉由检测第一触控电极140、第二触控电极150、或第一触控电极140与第二触控电极150的电位，计算第一触控电极140及/或第二触控电极150的电容变化量，进而计算一触控位置。
于部分实施方式中，由于具有低表面电阻的压力感测电极160实质上为浮动电位时可能会产生屏蔽效应，因此若设计屏蔽导电层170的开口172或压力感测电极160的面积过大，在检测位置模式时，可能会影响触控的灵敏度。于本发明的一或多个实施方式中，屏蔽导电层170的开口172其中一者的垂直投影面积(垂直投影于第一基板的面积)除以所对应的各第一或第二触控电极140、150的垂直投影面积(垂直投影于第一基板的面积)为大于0且小于或约等于5％。更进一步而言，压力感测电极160其中一者的垂直投影面积(垂直投影于第一基板的面积)除以所对应的各第一或第二触控电极140、150的垂直投影面积(垂直投影于第一基板的面积)为大于0且小于或约等于5％。
以上操作方式中，压力感测电极160与屏蔽导电层170的电位可以实质上相同，例如连接实质上相同的电压或者皆为浮动电位，然不应以此限制本发明的范围。于部分实施方式中，压力感测电极160与屏蔽导电层170可具有不同的电位。更甚者，各个压力感测电极160可以通过控制线路180而具有不同的电位。
图3为根据本发明的另一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，第一触控电极140与第二触控电极150通过互电容方式检测触控位置。
于此，将第一触控电极140分成第一触控电极140a与第一触控电极140b，第二触控电极150分成第二触控电极150a与第二触控电极150b，双模式电容触控显示面板100可更包含至少一第一桥接电极BA与至少一第二桥接电极BB，第一桥接电极BA连接于第一触控电极140a与第一触控电极140b之间，第二桥接电极BB连接于第二触控电极150a与第二触控电极150b之间，且第一桥接电极BA与第二桥接电极BB交错。
如此一来，可以提供第一触控电极140a与第二触控电极150a其中一者的信号，并通过检测第一触控电极140与第二触控电极150之间的电容变化，进而计算触控位置。
于此，双模式电容触控显示面板100可以更包含绝缘块(未绘示)，设置于第一桥接电极BA与第二桥接电极BB之间，以使第一桥接电极BA与第二桥接电极BB电性隔绝。第一桥接电极BA与第二桥接电极BB可以由各种导电材料，可选自前述的压力感测电极160的材料，且二者可实质上相同或不同。绝缘块可以由各种绝缘材料所组成，可选自前述绝缘层190的材料，且二者可实质上相同或不同。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不再赘述。
图4A为根据本发明的又一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。图4B为图4A的双模式电容触控显示面板100的局部剖面图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，绝缘层190延伸覆盖开口172，压力感测电极160位于绝缘层190上。换言之，压力感测电极160与开口172于垂直投影于第二基板120上至少一部分重叠，即开口172会被填入绝缘层190。此外，触控电极亦可运用，例如：图1A至图1C或图3所述的触控电极。
于本实施方式中，屏蔽导电层170设置于第二基板120的外表面122上，压力感测电极160设置于第二基板120的外表面122上且位于屏蔽导电层170之上，即压力感测电极160位于屏蔽导电层170的绝缘层190上。控制线路180，例如：图1B所述的设计，且可以直接设置于绝缘层190上且连接压力感测电极160，而不必于绝缘层190中设置前述开口，再经由开口连接压力感测电极160，而可让制造工艺简单化。于其它实施方式中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188。
屏蔽导电层170的开口172与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150至少部分重叠。藉此，在压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150之间可以经过各该开口172而产生垂直电场。藉由检测各该第一触控电极140或各该第二触控电极150与压力感测电极160之间的电容值变化及/或电场变化，计算出间隔P1的变化，进而得到使用者施加的外力。
于本实施方式中，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)大致等于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)，但不应以此限制本发明的范围。于部分实施方式中，虽然在此并未绘示，由于压力感测电极160并非设置于屏蔽导电层170的开口172内，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)可以大于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)。或者，于部分实施方式中，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)可以小于屏蔽导电层170的开口172垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)，但仍与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不再赘述。
图5A为根据本发明的再一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。图5B为图5A的双模式电容触控显示面板100的局部剖面图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，双模式电容触控显示面板100包含第一绝缘层192以及第二绝缘层194。其中，第一绝缘层192以及第二绝缘层194的材料其中至少一者可选自前述绝缘层190的材料，且第一绝缘层192以及第二绝缘层194的的材料可实质上相同或不同。此外，触控电极亦可运用，例如：图1A至图1C或图3所述的触控电极。
第一绝缘层192夹设在控制线路180与屏蔽导电层170之间，其中第一绝缘层192延伸覆盖开口172。第二绝缘层194设置于第二基板120的外表面122上，其中第二绝缘层194覆盖控制线路180与第一绝缘层192，第二绝缘层194具有多个开口194a，且压力感测电极160至少位于第二绝缘层194的各该开口194a上。各该压力感测电极160经由所对应的各该开口194a连接位于第二基板120外表面上的控制线路180。本实施方式中的控制线路180，以图1B所述的设计为范例，但不限于此。于其它实施方式中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188。本发明的实施方式中，以开口172与开口194a于垂直投影于第二基板120至少一部分重叠为范例，但不限于此。于其它实施方式中，开口172与开口194a于垂直投影于第二基板120不重叠。
本实施方式中，在设计上，屏蔽导电层170的开口172与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)至少部分重叠。藉此，在压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150之间可以经过各该开口172而产生垂直电场。藉由检测各该第一触控电极140或各该第二触控电极150与压力感测电极160之间的电容值变化及/或电场变化，计算出间隔P1的变化，进而得到使用者施加的外力。
于本实施方式中，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)大致等于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)，但不应以此限制本发明的范围。于部分实施方式中，虽然在此并未绘示，由于压力感测电极160并非设置于屏蔽导电层170的开口172内，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)可以大于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)。或者，于部分实施方式中，压力感测电极160的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)可以小于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积(垂直投影于第二基板120的面积)，但仍与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向上(垂直投影于第一基板110)至少部分重叠。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不再赘述。
图6A为根据本发明的又一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。图6B为图6A的双模式电容触控显示面板100的局部剖面图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，屏蔽导电层170设置于该第二基板120的内表面124上，压力感测电极160设置于第二基板120的外表面122上，且位于屏蔽导电层170之上，其中第二基板120的内表面124面对第一基板110的内表面(未标示)。此外，触控电极亦可运用，例如：图1A至图1C或图3所述的触控电极。
本实施方式中，控制线路180设置于第二基板120的外表面122上且电连接各该压力感测电极160。本实施例的控制线路180，以图1B所述的设计为范例，但不限于此。于其它实施例中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188，即控制线路180可以直接连接压力感测电极160。
本实施方式中，屏蔽导电层170的开口172与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150在垂直投影方向上(垂直投影于第一基板110)至少部分重叠。藉此，在压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150之间可以经过各该开口172而产生垂直电场。藉由检测各该第一触控电极140或各该第二触控电极150与压力感测电极160之间的电容值变化及/或电场变化，计算出间隔P1的变化，进而得到使用者施加的外力。
于本实施方式中，较佳地，压力感测电极160的垂直投影面积大致等于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积，即压力感测电极160与屏蔽导电层170的开口172于垂直投影于第二基板120上至少部分重叠，以使得各该压力感测电极160可与所对应的各该第一触控电极140或第二触控电极150的电容变化不会被屏蔽导电层170所遮蔽，但不应以此限制本发明的范围。于部分实施方式中，虽然在此并未绘示，由于压力感测电极160并非设置于屏蔽导电层170的开口172内，压力感测电极160的的垂直投影面积可以大于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积，即压力感测电极160与屏蔽导电层170的开口172于垂直投影于第二基板120上至少部分重叠。或者，于部分实施方式中，压力感测电极160的垂直投影面积可以小于屏蔽导电层170的开口172的垂直投影面积，即压力感测电极160与屏蔽导电层170的开口172于垂直投影于第二基板120上至少部分重叠，但仍与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不再赘述。
图7为根据本发明的另一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，至少两个第一触控电极140与第二触控电极150之间分别具有一间隙G1，其中各该第一触控电极140以及间隙G1皆与压力感测电极160其中一者在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。此外，触控电极是以图1A至图1C所示的触控电极为范例。于其它实施方式中。触控电极亦可运用，例如：图3所述的触控电极。本实施方式的控制线路180，以图1B所述的设计为范例，但不限于此。于其它实施例中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188，即控制线路180可以直接连接压力感测电极160。
于本实施方式中，压力感测电极160其中一者与第一触控电极140以及间隙G1在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠及/或者压力感测电极160其中另一者与第二触控电极150以及间隙G1在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。于本实施例中，压力感测电极160其中一者与第一触控电极140、第二触控电极150、第一触控电极140与第二触控电极150之间的间隙G1在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠，但不限于此。如此一来，在压力感测电极160与所对应的各该第一或各该第二触控电极140、150之间可以产生垂直电场。藉由检测各该第一或各该第二触控电极140、150与压力感测电极160之间的电容值变化及/或电场变化，进而计算得到使用者施加的外力。
于本实施方式中，压力感测电极160与第一触控电极140、第二触控电极150的重叠面积(垂直投影于第一基板110的重叠面积)实质上相同，因此第一触控电极140与第二触控电极150可以均匀地感受施压的力道。当然，不应以此限制本发明的范围，于其他实施方式中，压力感测电极160与第一触控电极140、第二触控电极150的重叠面积(垂直投影于第一基板110的重叠面积)可以不相同，但仍与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不在赘述。
图8为根据本发明的再一实施方式的双模式电容触控显示面板100的爆炸图。本实施方式与图1A的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，至少两个第一触控电极140与第二触控电极150之间分别具有一间隙G2，且两相邻的第一触控电极140与第二触控电极150之间具有另一间隙G1，其中第一触控电极140、第二触控电极150、间隙G2以及另一间隙G1皆与压力感测电极160其中一者在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。此外，触控电极是以图1A至图1C所示的触控电极为范例。于其它实施例中。触控电极亦可运用，例如：图3所述的触控电极。本实施例的控制线路180，以图1B所述的设计为范例，但不限于此。于其它实施例中，控制线路180可以仅是由多条导线组成的网格状导线，即由不同方向(例如：X方向与Y方向)的导线相连接，且其不存在开关元件188，即控制线路180可以直接连接压力感测电极160。
如此一来，在压力感测电极160与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150之间可以产生垂直电场。藉由检测各该第一触控电极140或各该第二触控电极150与压力感测电极160之间的电容值变化及/或电场变化，进而继算得到使用者施加的外力。
于本实施方式中，压力感测电极160与第一触控电极140、第二触控电极150的重叠面积(垂直投影于第一基板110的重叠面积)实质上相同，因此第一触控电极140与第二触控电极150可以均匀地感受施压的力道。当然，不应以此限制本发明的范围，于其他实施方式中，压力感测电极160与第一触控电极140、第二触控电极150的重叠面积(垂直投影于第一基板110的重叠面积)可以不相同，但仍与所对应的各该第一触控电极140或各该第二触控电极150在垂直投影方向(垂直投影于第一基板110)上至少部分重叠。
本实施方式的其他细节大致上如前所述，在此不在赘述。
本发明的多个实施方式提供一种双模式电容触控显示面板，其除了显示模式的外，可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下操作。双模式电容触控显示面板以感应电极检测触控位置，并整合感应电极与压力感测电极以检测力道。此外，屏蔽导电层可以在检测外力力道与检测触控位置两种模式下分别屏蔽电场以及使电场穿过，以达到双模式电容触控的功效。
虽然本发明已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (19)

1.一种双模式电容触控显示面板，其特征在于，包含：
一第一基板，包含多个子像素，至少一部分所述子像素具有至少一切换元件、一信号线以及一像素电极，所述切换元件与所述信号线以及所述像素电极连接；
一第二基板，与所述第一基板分隔设置；
一显示介质层，夹设于所述第一基板与所述第二基板之间；
至少两个第一触控电极，设置于所述第一基板上，且各所述第一触控电极相互分隔；
至少两个第二触控电极，设置于所述第一基板上，各所述第二触控电极相互分隔，且所述第二触控电极与所述第一触控电极相互分隔，其中各所述第一触控电极和所述第二触控电极分别与位于所述第一基板上的所述子像素部分重叠；
多个压力感测电极，设置于所述第二基板上，其中各所述压力感测电极与所对应的各所述第一触控电极或各所述第二触控电极在垂直投影方向上至少部分重叠；以及
一屏蔽导电层，设置于所述第二基板上，其中所述屏蔽导电层包含多个开口，其中各所述压力感测电极与所对应的各所述开口至少部分重叠，且各所述压力感测电极的表面电阻小于所述屏蔽导电层的表面电阻。
2.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，各所述第一触控电极和所述第二触控电极是由多个子电极相互连接，且各所述子电极可当作各所述子像素的一共用电极。
3.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，所述屏蔽导电层设置于所述第二基板的外表面上，所述压力感测电极设置于所述第二基板的外表面上，且位于所述屏蔽导电层之上。
4.如权利要求3所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
一控制线路，位于所述第二基板上且电连接各所述压力感测电极；以及
一绝缘层，夹设在所述控制线路与所述屏蔽导电层之间，其中所述绝缘层延伸覆盖所述开口与所述压力感测电极，且所述绝缘层具有多个开口，各所述压力感测电极经由所对应的各所述开口连接位于所述第二基板上的所述控制线路。
5.如权利要求3所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
一控制线路，位于所述第二基板上且电连接各所述压力感测电极；以及
一绝缘层，夹设在所述控制线路与所述屏蔽导电层之间，其中所述绝缘层延伸覆盖所述开口，以使得所述压力感测电极位于所述绝缘层上。
6.如权利要求3所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
一控制线路，位于所述第二基板上且电连接各所述压力感测电极；
一第一绝缘层，夹设在所述控制线路与所述屏蔽导电层之间，其中所述第一绝缘层延伸覆盖所述开口；以及
一第二绝缘层，设置于所述第二基板的外表面上，其中所述第二绝缘层覆盖所述控制线路与所述第一绝缘层，所述第二绝缘层具有多个开口，且所述压力感测电极至少位于所述第二绝缘层的各所述开口上，以使得各所述压力感测电极经由所对应的各所述开口连接位于所述第二基板上的所述控制线路。
7.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，所述屏蔽导电层设置于所述第二基板的内表面上，所述压力感测电极设置于所述第二基板的外表面上，且位于所述屏蔽导电层之上，其中所述第二基板的内表面面对所述第一基板。
8.如权利要求7所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
一控制线路，设置于所述第二基板的外表面上且电连接各所述压力感测电极。
9.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，各所述压力感测电极与所对应的各所述第一触控电极或所述第二触控电极在垂直投影方向上重叠，且各所述压力感测电极位于所对应的各所述第一触控电极或所述第二触控电极在垂直投影方向上的区域内。
10.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，所述至少两个第一触控电极与第二触控电极之间分别具有一间隙，其中各所述第一触控电极以及所述间隙皆与所述压力感测电极其中一者在垂直投影方向上至少部分重叠或者是各所述第二触控电极以及所述间隙皆与所述压力感测电极其中另一者在垂直投影方向上至少部分重叠。
11.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，所述至少两个第一触控电极与第二触控电极之间分别具有一间隙，且两相邻的第一触控电极与第二触控电极之间具有另一间隙，其中所述第一触控电极、所述第二触控电极、所述间隙以及所述另一间隙皆与所述压力感测电极其中一者在垂直投影方向上至少部分重叠。
12.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，各所述压力感测电极位于各所述开口内。
13.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，所述屏蔽导电层的所述开口其中一者的垂直投影面积除以所对应的各所述第一触控电极或所述第二触控电极的垂直投影面积为大于0且小于或等于5％。
14.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
多条走线，设置于所述第一基板上，其中各所述走线分别与所对应的各所述第一触控电极与所述第二触控电极连接。
15.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
至少一第一桥接电极与至少一第二桥接电极，所述第一桥接电极连接于所述第一触控电极其中一者与所述第二触控电极其中一者之间，所述第二桥接电极连接于所述第一触控电极另一者与所述第二触控电极另一者之间，且所述第一桥接电极与所述第二桥接电极交错。
16.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，各所述压力感测电极与所对应的各所述第一触控电极或所述第二触控电极之间的间隔由于因触摸而施加于各所述压力感测电极的力而可变形。
17.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，还包含：
至少一控制器，可操作地耦合到所述第一触控电极与所述第二触控电极，其中所述控制器配置成测量物体相对于所述第一触控电极与所述第二触控电极的位置，并且测量向一所述第二基板施加的力。
18.如权利要求17所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，
在一检测位置模式，各所述压力感测电极与所述屏蔽导电层皆为浮动电位，藉由所述第一触控电极、第二触控电极或所述第一触控电极与第二触控电极之间的电容变化量来计算一触控位置；以及
在一检测力道模式，各所述压力感测电极与所述屏蔽导电层皆为固定电位，藉由各所述压力感测电极与所对应的所述第一触控电极或所述第二触控电极之间的电容变化以计算施加于各所述压力感测电极上的力。
19.如权利要求1所述的双模式电容触控显示面板，其特征在于，
在一显示模式，所述压力感测电极、所述屏蔽导电层与所述第一触控电极或所述第二触控电极皆为固定电位，用以显示画面。
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