CN106502444B - 触控显示装置及其驱动方法以及压力检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控显示装置及其驱动方法以及压力检测方法。触控显示装置包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层。像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极。第一基板具有阵列排列的多个子像素区。感测电极配置在第一基板上且彼此电性绝缘，其中至少部分感测电极分别覆盖多个子像素区。对向基板相对于像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层。压力感测层配置在第二基板面对像素阵列基板的表面上。显示介质层位于感测电极与压力感测层之间。另提供触控显示装置的驱动方法以及压力检测方法。本实施例可以实现三维触控感测。

Description

触控显示装置及其驱动方法以及压力检测方法
技术领域
本发明是有关于一种触控显示装置及其驱动方法以及其压力检测方法，特别是有关于一种具有压力感测的触控显示装置及其驱动方法以及压力检测方法。
背景技术
触控显示装置因能提供使用者更直觉且便利的操控方式，而被广泛地用于各式消费性电子产品中，如电子书、智能型移动通信装置、平板电脑以及智能型手表等。当使用者碰触触控显示装置的用户界面(user interface)时，触控显示装置便依据触控物(如手指或触控笔)所碰触的二维坐标，选取对应的显示物件或执行对应的操作功能。然而，随着市场竞争越趋激烈以及穿戴式触控显示装置的出现，触控显示装置的判断维度势必被要求进一步地提升，以实现更多元的操作功能。
发明内容
本发明提供一种触控显示装置及其驱动方法以及压力检测方法。
本发明的一种触控显示装置，其包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层。像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极。第一基板具有以阵列排列的多个子像素区。感测电极配置在第一基板上且彼此电性绝缘，其中至少部分感测电极分别覆盖多个子像素区。对向基板相对于像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层。压力感测层配置在第二基板面对像素阵列基板的表面上。显示介质层位于感测电极与压力感测层之间。
本发明的一种触控显示装置的驱动方法，其包括以下步骤：提供触控显示装置，触控显示装置包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层，像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极，第一基板具有阵列排列的多个子像素区，感测电极包括多个触控感测电极以及多个第一压力感测电极，触控感测电极配置在第一基板上且彼此电性绝缘，各触控感测电极覆盖多个子像素区，第一压力感测电极配置在第一基板上且电极电性绝缘于触控感测电极，其中第一压力感测电极彼此电性绝缘且覆盖被触控感测电极暴露的子像素区，对向基板相对于像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层，压力感测层配置在第二基板面对像素阵列基板的表面上，显示介质层位于感测电极与压力感测层之间，触控显示装置包括显示模式、触控感测模式及压力感测模式；以及在图框时间(frame time)内，进行显示模式、触控感测模式及压力感测模式的其中至少一种。
本发明的一种触控显示装置的压力检测方法，其包括以下步骤：提供触控显示装置，触控显示装置包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层，像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极，第一基板具有阵列排列的多个子像素区，感测电极包括多个触控感测电极以及多个第一压力感测电极，触控感测电极配置在第一基板上且彼此电性绝缘，各触控感测电极覆盖多个子像素区，第一压力感测电极配置在第一基板上且电极电性绝缘于触控感测电极，其中第一压力感测电极彼此电性绝缘且覆盖被触控感测电极暴露的子像素区，对向基板相对于像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层，压力感测层配置在第二基板面对像素阵列基板的表面上，显示介质层位于感测电极与压力感测层之间；当触控显示装置受压时，依据各第一压力感测电极与压力感测层间的电容值变化，计算第一压力感测电极与压力感测层的间距的变化量；以及依据间距变化，计算触控显示装置对应各第一压力感测电极的位置所受的压力。
基于上述，本发明的触控显示装置通过感测电极以及压力感测层的设置，来判断被触控的二维坐标以及计算触控显示装置所受的压力，从而实现三维触控感测。另外，本发明还提供对应的触控显示装置的驱动方法以及压力检测方法。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明的一实施例的一种触控显示装置的剖面示意图；
图1B是图1A中像素阵列基板的局部俯视示意图；
图1C是图1A中对向基板的局部俯视示意图；
图1D是图1A中像素阵列基板的第一种俯视示意图；
图1E是图1A中对向基板的第一种俯视示意图；
图1F是图1E的对向基板的另一种实施方式的俯视示意图；
图2及图3分别是本发明的触控显示装置在触控感测模式及压力感测模式的示意图；
图4是图1A中对向基板的第二种俯视示意图；
图5是图1A中对向基板的第三种俯视示意图；
图6A及图6B分别是图1A中像素阵列基板及对向基板的另一种俯视示意图；
图7是本发明的一实施例的一种触控显示装置的驱动方法的流程图；
图8至图14是依照图7的触控显示装置的驱动方法的示意图；
图15是本发明的一实施例的一种触控显示装置的压力检测方法的流程图；
图16是图15中间距变化与压力的关系曲线的示意图。
附图标记说明：
100：触控显示装置；
110、110”’：像素阵列基板；
112：第一基板；
114：感测电极；
114A：触控感测电极；
114A1：第一触控感测电极；
114A2：第二触控感测电极；
114B：第一压力感测电极；
114C：第三压力感测电极；
115：控制电路；
116：导体；
117：第一导线；
118：第二导线；
119：第三导线；
120、120’、120”、120”’：对向基板；122：第二基板；
124、124’、124”：压力感测层；
124A：第二压力感测电极；
124B、124B’、124B”：连接部；
124C：第四压力感测电极；
126：彩色滤光层；
126A：第一彩色滤光图案；
126B：第二彩色滤光图案；
126C：第三彩色滤光图案；
128：黑矩阵；
130：显示介质层；
AE：主动元件；
BL：背光模块；
CF、CP、CP’：电容；
DE：漏极；
DL：数据线；
F：手指；
GE：栅极；
M1：显示模式；
M2：触控感测模式；
M3：压力感测模式；
O：开口；
P、P’：间距；
P1：第一偏光片；
P2：第二偏光片；
PE：像素电极；
PP：电极图案；
PT1、PT2：压力图案；
S110、S120、S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270：步骤；
SCL：扫描线；
SE：源极；
SLA：封胶；
SP：子像素区；
SS：子间隙物；
T：图框时间；
V1、V2、V3：固定电压；
VCOM：共用电压；
W1：显示驱动波形；
W2、W3：驱动波形；
W4：压力感测波形；
W5：波形；
X、Y、Z：方向。
具体实施方式
图1A是本发明的一实施例的一种触控显示装置的剖面示意图。图1B是图1A中像素阵列基板的局部俯视示意图。图1C是图1A中对向基板的局部俯视示意图。图1D是图1A中像素阵列基板的第一种俯视示意图。图1E是图1A中对向基板的第一种俯视示意图。图1F是图1E的对向基板的另一种实施方式的俯视示意图。图2及图3分别是本发明的触控显示装置在触控感测模式及压力感测模式的示意图。
请参照图1A，触控显示装置100包括像素阵列基板110、对向基板120以及显示介质层130。像素阵列基板110包括第一基板112以及多个感测电极114。第一基板112适于承载感测电极114。举例而言，第一基板112可以是玻璃基板或是塑胶基板，但不以此为限。
请参照图1B，第一基板112具有阵列排列的多个子像素区SP(图1B仅示意性标示出一个子像素区SP)。进一步而言，像素阵列基板110可进一步包括多条扫描线SCL、多条数据线DL、多个主动元件AE以及多个像素电极PE。扫描线SCL、数据线DL、主动元件AE以及像素电极PE配置在第一基板112面对对向基板120的表面上，其中扫描线SCL与数据线DL交错排列，而划分出以阵列方式排列的多个子像素区SP。为使扫描线SCL与数据线DL结构上分离，而各自保持独立的电性，像素阵列基板110可进一步包括门绝缘层(未示出)设置在扫描线SCL与数据线DL之间。
各主动元件AE分别位于其中一子像素区SP中且与对应的扫描线SCL以及对应的数据线DL电性连接。进一步而言，各主动元件AE可包括栅极GE、通道层(未示出)、源极SE以及漏极DE，其中栅极GE与对应的扫描线SCL电性连接，而源极SE与对应的数据线DL电性连接。栅极GE与扫描线SCL可为同一层(以下简称第一层)，也即栅极GE与扫描线SCL可由相同制程同时形成。另一方面，源极SE、漏极DE以及数据线DL可为同一层(以下简称第二层)，也即源极SE、漏极DE以及数据线DL可由相同制程同时形成。考虑到扫描线SCL以及数据线DL传递信号的能力，第一层以及第二层的材质可为金属。
像素电极PE分别位于其中一子像素区SP中且与对应的主动元件AE电性连接。在一实施例中，像素阵列基板110可进一步包括平坦层(未示出)，平坦层覆盖主动元件AE，以提供像素电极PE平坦的承载面。平坦层具有多个开口。各开口分别暴露出其中一漏极DE。像素电极PE配置在平坦层上，且分别通过其中一开口与对应的漏极DE电性连接。考虑到触控显示装置100的开口率，像素电极PE的材质可采用透明导电材质，如氧化铟锡、氧化铟或氧化锡等金属氧化物，但不以此为限。
应说明的是，子像素区SP中各元件(如主动元件AE以及像素电极PE)的形状、数量及元件间的制程顺序或相对配置关系可依据设计需求改变，而不限于上述描述或图1B所示出者。举例而言，各像素电极PE可以分别为梳状电极，但不以此为限。
感测电极114配置在第一基板112上且彼此电性绝缘。在本实施例中，感测电极114可位于主动元件AE以及像素电极PE上，使得主动元件AE以及像素电极PE位于感测电极114与第一基板112之间。然而，像素电极PE与感测电极114的堆叠顺序不以上述为限。此外，像素阵列基板110可进一步在像素电极PE与感测电极114之间配置介电层(未示出)，以使感测电极114与像素电极PE电性绝缘。
请参照图1B及图1D，在感测电极114中，至少部分感测电极114分别覆盖多个子像素区SP。进一步而言，感测电极114可包括多个触控感测电极114A以及多个第一压力感测电极114B。触控感测电极114A彼此电性绝缘，而各自维持独立的电性。此外，各触控感测电极114A覆盖多个子像素区SP。在本实施例中，各触控感测电极114A覆盖3个子像素区SP。然而，各触控感测电极114A所覆盖的子像素区SP的数量可依据触控灵敏度的需求改变，而不限于图1D所示出者。
第一压力感测电极114B电性绝缘于触控感测电极114A，且第一压力感测电极114B间彼此电性绝缘，而各自维持独立的电性。此外，第一压力感测电极114B覆盖被触控感测电极114A暴露的子像素区SP。进一步而言，触控感测电极114A包括多个第一触控感测电极114A1以及多个第二触控感测电极114A2。第一触控感测电极114A1与第二触控感测电极114A2彼此电性绝缘且彼此不重叠。各第一触控感测电极114A1具有开口O。各开口O分别暴露出至少一子像素区SP的至少部分区域。图1B示出各开口O分别暴露出其中一子像素区SP的中间部分区域，但不以此为限。各第一压力感测电极114B分别设置在其中一开口O中，且遮蔽对应开口O所暴露的子像素区SP。图1D虽示出各开口O位于对应的第一触控感测电极114A1的中间，使得各第一触控感测电极114A1围绕在对应的第一压力感测电极114B的四侧，但不以此为限。在另一实施例中，各开口O也可位于对应的第一触控感测电极114A1的角落或边缘。各第一压力感测电极114B也可以是被其中一第一触控感测电极114A1所围绕，并通过一间距彼此电性绝缘，如图1A、图1B及图1D所示。
请再参照图1A，对向基板120相对于像素阵列基板110且包括第二基板122以及压力感测层124。第二基板122适于承载压力感测层124。举例而言，第二基板122可以是玻璃基板或是塑胶基板，但不以此为限。
请参照图1A、图1C及图1E，压力感测层124配置在第二基板122面对像素阵列基板110的表面上。在本实施例中，压力感测层124为图案化电极层，其包括多个第二压力感测电极124A以及多个连接部124B。各第二压力感测电极124A分别对应其中一感测电极114设置，且各第二压力感测电极124A例如分别对应其中一第一压力感测电极114B设置。连接部124B将第二压力感测电极124A连接(参见图1E)，以使第二压力感测电极124A电性连接。考虑到触控显示装置100的开口率，压力感测层124的材质可采用透明导电材质，如氧化铟锡、氧化铟或氧化锡等金属氧化物，但不以此为限。在本实施例中，如图1C所示，连接部124B可对应黑矩阵128设置，而第二压力感测电极124A可覆盖多个彩色滤光图案。在一实施例中，压力感测层124也可以是金属网格(Metal Mesh)，较佳例如是纳米银丝(Nano-Silver Wire)。
请参照图1A及图1C，对向基板120可进一步包括彩色滤光层126。彩色滤光层126配置在第二基板122上且位于第二基板122与压力感测层124之间，但不以此为限。在另一实施例中，彩色滤光层126也可配置在第一基板112上。
请参照图1C，彩色滤光层126可包括多个第一彩色滤光图案126A、多个第二彩色滤光图案126B以及多个第三彩色滤光图案126C，其中第一彩色滤光图案126A、第二彩色滤光图案126B以及第三彩色滤光图案126C的颜色可分别为红、绿及蓝。然而，彩色滤光层126的颜色种类、数量及排列方式不限于图1C所示出者。
对向基板120还可进一步包括黑矩阵128，以遮蔽触控显示装置100中不欲被看见的元件。举例而言，黑矩阵128可对应图1B中的扫描线SCL与数据线DL设置。在一实施例中，黑矩阵128还可进一步覆盖主动元件AE。
值得一提的是，第一压力感测电极114B与第二压力感测电极124A可以对应地设置，其中压力感测电极的数量及其设置位置等设计参数可依压力感测灵敏度需求而增减。在一实施例中，第一压力感测电极114B与第二压力感测电极124A也可以对应黑矩阵设置，藉此可提升触控显示装置100的视觉效果。
通过感测电极114以及压力感测层124的设置，触控显示装置100可进行触控感测模式以及压力感测模式。请参照图2及图3，在触控感测模式下，第一触控感测电极114A1与第二触控感测电极114A2可分别通过自容式(self-capacitance)感测的方式，判断触控物碰触时的二维坐标(即方向X、Y上的坐标)。当触控物(如手指F)碰触触控显示装置100时，手指F与对应的触控感测电极(第一触控感测电极114A1以及第二触控感测电极114A2的其中至少一者)之间会形成电容CF，从而触控显示装置100可根据电容值变化的位置判断触控物的二维坐标。另一方面，在压力感测模式下，第一压力感测电极114B与第二压力感测电极124A可用于判断触控物施加于触控显示装置100的压力。如图3所示，当例如手指F按压触控显示装置100时，触控显示装置100受到压力，第一压力感测电极114B与第二压力感测电极124A之间的间距改变(例如由间距P变成间距P’)会带动第一压力感测电极114B与第二压力感测电极124A之间的电容值变化(例如由电容CP变成电容CP’)，从而触控显示装置100可根据电容值变化推得触控显示装置100所受的压力(详细的压力检测方法容后叙述)，也即可感测到方向Z上的变化量(如压力值)。是以，触控显示装置100可通过感测电极114以及压力感测层124的设置来判断二维触控坐标以及计算触控显示装置100所受的压力，从而能实现三维触控感测。
为兼顾触控感测以及压力检测的品质，本实施例的各第二压力感测电极124A的面积与对应的第一压力感测电极114B的面积比值落在1倍至5倍之间。此外，各第一压力感测电极114B的面积与各第一触控感测电极114A1的面积的比值落在0.01％至15％的范围内。另外，第一压力感测电极114B的面积总和与第一触控感测电极114A1以及第二触控感测电极114A2的面积总和的比值落在0.01％至15％的范围内。
请参照图1A、图1B、图1D及图1E，像素阵列基板110可进一步包括控制电路115、至少一导体116、多条第一导线117、以及至少一第二导线118，以控制上述扫描线SCL、数据线DL、第一触控感测电极114A1、第二触控感测电极114A2、第一压力感测电极114B以及第二压力感测电极124A。
在一实施例中，控制电路115配置在第一基板112上，其可包括集成控制电路(Integrated Driver&Controller；简称IDC)，用以进行显示模式、触控感测模式及压力感测模式。换句话说，集成控制电路电性连接于扫描线SCL、数据线DL、第一触控感测电极114A1、第二触控感测电极114A2、第一压力感测电极114B以及第二压力感测电极124A。
导体116配置在第一基板112与第二基板122之间且电性连接压力感测层124。举例而言，导体116可与压力感测层124的连接部124B直接接触，但不以此为限。所述导体116可以是银胶，但不以此为限。
第一导线117配置在第一基板112上，且各第一导线117分别连接其中一感测电极114(包括第一触控感测电极114A1、第二触控感测电极114A2以及第一压力感测电极114B)以及控制电路115。考虑到第一导线117传递信号的能力，第一导线117的材质可为金属。为避免第一导线117影响触控显示装置100的视觉效果，第一导线117可对应设置在图1C中黑矩阵128的下方。在一实施例中，第一导线117可与源极SE、漏极DE以及数据线DL为同一层，且各感测电极114可通过贯孔(未示出)与对应的第一导线117连接，但不以此为限。在另一实施例中，第一导线117可形成在感测电极114上，且像素阵列基板110可进一步在感测电极114与第一导线117之间设置绝缘层，以使感测电极114与第一导线117结构上分离，而各自维持独立的电性。
第二导线118配置在第一基板112上，且各第二导线118分别连接其中一导体116以及控制电路115，使压力感测层124与控制电路115电性连接。考虑到第二导线118传递信号的能力，第二导线118的材质可为金属。此外，为避免第二导线118影响触控显示装置100的视觉效果，第二导线118可对应设置在图1C中黑矩阵128的下方。应说明的是，导体116以及第二导线118各自的数量及配置位置可依据设计需求改变，而不限于图1A所示出者。另一提的是，在第二基板122上未被第二压力感测电极124A及连接部124B覆盖的区域，也可以形成浮置的电极图案PP，如图1F所示。
请再参照图1A，显示介质层130位于感测电极114与压力感测层124之间。举例而言，显示介质层130可为液晶层。所述液晶层可包括多个液晶分子。所述液晶分子可为正型液晶分子或负型液晶分子。由于液晶层非自发光材料，因此，触控显示装置100可进一步包括背光模块BL，以提供显示所需的面光源。然而，本发明并不局限在非自发光的显示装置。在该领域者的理解下，本发明当可应用在自发光显示装置，例如有机致电发光装置(OLED)。
另外，触控显示装置100还可进一步包括封胶SLA、子间隙物(sub-photospacer)SS、第一偏光片P1以及第二偏光片P2。封胶SLA位于第一基板112与第二基板122之间且环绕在显示介质层130的周围，以将显示介质层130密封在第一基板112与第二基板122之间。子间隙物SS配置在第二基板122上且在方向Z上与感测电极114保持距离。在触控显示装置100受到压力时(请参照图3)，子间隙物SS的设置可确保第一基板112与第二基板122之间保持距离，避免两基板上的导电层(如感测电极114以及压力感测层124)因接触而短路。在图1A中，子间隙物SS与压力感测层124彼此不重叠，但不以此为限。在另一实施例中，压力感测层124可与子间隙物SS部分重叠，且压力感测层124与子间隙物SS重叠的部分位于子间隙物SS与第二基板122之间。第一偏光片P1配置在第一基板112背对对向基板120的表面上，且第二偏光片P2配置在第二基板122背对像素阵列基板110的表面上。可以了解的是，触控显示装置100也可包括至少一主间隙物(Main Photo-Spacer)，位于第一基板112与第二基板122之间，用以维持两基板的间隙(cell gap)。另，当触控显示装置100受压时，子间隙物SS可用于维持两基板的间隙。
以下以图4至图6说明像素阵列基板及对向基板的其他种可实施形态，但本发明的像素阵列基板及对向基板的可实施形态不以此为限。图4是图1A中对向基板的第二种俯视示意图。图5是图1A中对向基板的第三种俯视示意图。图6A及图6B分别是图1A中像素阵列基板及对向基板的另一种俯视示意图。
请参照图4及图5，对向基板120’、120”相似于图1E的对向基板120，且相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。对向基板120’、120”与对向基板120的主要差异在于压力感测层124、124’、124”的连接部124B、124B’、124B”的图形设计。在图1E(或图4)中，连接部124B(或连接部124B’)将所有的第二压力感测电极124A连接，而在图5中，连接部124B”将仅部分第二压力感测电极124A连接，使得压力感测层124”具有结构上分离的压力图案PT1、PT2，且压力图案PT1、PT2通过不同的导体116(以及图1D中的第二导线118)而电性连接至图1D中的控制电路115。
请参照图6A及图6B，像素阵列基板110”’相似于图1D的像素阵列基板110，且对向基板120”’相似于图1E的对向基板120。相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。主要差异在于像素阵列基板110”’还包括多个第三压力感测电极114C以及多条第三导线119。各第三压力感测电极114C分别设置在其中一第一触控感测电极114A1的开口O中，且各第三导线119连接其中一第三压力感测电极114C与其中一第一压力感测电极114B。换句话说，各第三压力感测电极114C通过对应的第三导线119、对应的第一压力感测电极114B以及对应的第一导线117而电性连接至控制电路115。另一方面，对向基板120”’还包括多个第四压力感测电极124C。各第四压力感测电极124C分别对应其中一第三压力感测电极114C设置，且第四压力感测电极124C通过连接部124B与第二压力感测电极124A电性连接。
以下以图7至图14说明触控显示装置的驱动方法。图7是本发明的一实施例的一种触控显示装置的驱动方法的流程图。图8至图14是依照图7的触控显示装置的驱动方法的示意图。请参照图7，触控显示装置的驱动方法包括以下步骤：提供触控显示装置(如图1A的触控显示装置100)，触控显示装置100包括像素阵列基板110、对向基板120以及显示介质层130，像素阵列基板110包括第一基板112以及多个感测电极114，第一基板112具有阵列排列的多个子像素区SP(参见图1B)，感测电极114包括多个触控感测电极114A以及多个第一压力感测电极114B，触控感测电极114A配置在第一基板112上且彼此电性绝缘，各触控感测电极114A覆盖多个子像素区SP，第一压力感测电极114B配置在第一基板112上且电极电性绝缘于触控感测电极114A，其中第一压力感测电极114B彼此电性绝缘且覆盖被触控感测电极114A暴露的子像素区SP，对向基板120相对于像素阵列基板110且包括第二基板122以及压力感测层124，压力感测层124配置在第二基板122面对像素阵列基板110的表面上，显示介质层130位于感测电极114与压力感测层124之间，触控显示装置100包括显示模式、触控感测模式及压力感测模式(步骤S110)；以及在图框时间内，进行显示模式、触控感测模式及压力感测模式的其中至少一种(步骤S120)。
具体地，在图框时间内，触控显示装置100可以执行显示模式、触控感测模式及压力感测模式的其中一种，也可执行显示模式、触控感测模式及压力感测模式的其中两种，或三种都执行。以下以图8至图14举例说明几种实施方式，但本发明不以图8至图14的实施方式为限。
请参照图1及图8，在图框时间T(如六十分之一秒)内，可进行两次显示模式M1、一次触控感测模式M2及一次压力感测模式M3，其中触控感测模式M2与压力感测模式M3可同时进行，且触控感测模式M2与压力感测模式M3可进行在两次显示模式M1之间。可以了解的是，在本实施例中，同时进行的触控感测模式M2与压力感测模式M3，也可以不在两次显示模式M1之间。也就是说，可单独同时进行触控感测模式M2与压力感测模式M3，而不进行显示模式M1。
进行显示模式M1的方法包括：提供共用电压VCOM至第一压力感测电极114B以及触控感测电极114A(包括第一触控感测电极114A1以及第二触控感测电极114A2)；以及提供固定电压V1至压力感测层124，但不以此为限。在另一实施例中，也可浮置压力感测层124。
此外，进行显示模式M1的方法还可包括：依序提供显示驱动波形W1至图1B中的像素电极PE。通过调变感测电极114与像素电极PE(请参照图1B)之间的电压差值，可控制显示介质层130中液晶分子的转向，从而在第一偏光片P1以及第二偏光片P2的搭配下，触控显示装置100可显示具有不同灰阶值的画面。
同时进行触控感测模式M2以及压力感测模式M3的方法包括：提供相同相位的驱动波形W2、W3至触控感测电极114A以及第一压力感测电极114B，其中驱动波形W2、W3可具有相同的电平(如图8所示)或不同的电平(如图9所示)；以及提供固定电压V2至压力感测层124，其中固定电压V2可不同于固定电压V1。在另一实施例中，固定电压V2可相同于固定电压V1。
此外，同时进行触控感测模式M2以及压力感测模式M3的方法还可包括：浮置图1B中的像素电极PE(以虚线表面浮置的状态)，以停止刷新显示画面。
请参照图10，在图框时间T内，也可进行一次显示模式M1、一次触控感测模式M2及一次压力感测模式M3，其中触控感测模式M2与压力感测模式M3可同时进行，且触控感测模式M2与压力感测模式M3可在显示模式M1之前或之后进行。进行显示模式M1的方法以及同时进行触控感测模式M2以及压力感测模式M3的方法请参照前述，在此不再赘述。
请参照图11，在图框时间T内，也可进行三次显示模式M1、一次触控感测模式M2及一次压力感测模式M3，且显示模式M1、触控感测模式M2与压力感测模式M3分时进行。进行显示模式M1的方法请参照前述，在此不再赘述。
进行触控感测模式M2的方法包括：浮置压力感测层124(以虚线表示浮置的状态)；以及提供触控驱动波形(如驱动波形W2)至触控感测电极114A(包括第一触控感测电极114A1以及第二触控感测电极114A2)。在本实施例中，触控感测电极114A是以自容的方式进行触控感测，因此提供触控驱动波形至触控感测电极114A是指传递至所有的触控感测电极114A(包括第一触控感测电极114A1以及第二触控感测电极114A2)的触控驱动波形是同时自图1D的控制电路115输出。在另一实施例中，也可提供一固定电压V2至压力感测层124，其中固定电压V2可相同或不同于固定电压V1。
此外，进行触控感测模式M2的方法还可包括：提供与触控驱动波形(如驱动波形W2)相同相位的波形(如驱动波形W3)至第一压力感测电极114B，如图11所示。在另一实施例中，如图12所示，也可提供共用电压VCOM至第一压力感测电极114B。在又一实施例中，也可浮置第一压力感测电极114B。
进行压力感测模式M3的方法包括：提供固定电压V3至压力感测层124，其中固定电压V3可相同或不同于固定电压V1、V2；提供压力感测波形W4至第一压力感测电极114B；以及提供与压力感测波形W4相同相位的波形W5至触控感测电极114A，其中波形W5与压力感测波形W4可具有相同或不同的电平，如图11所示。在另一实施例中，如图12所示，也可提供共用电压VCOM至触控感测电极114A。在又一实施例中，也可浮置触控感测电极114A。
请参照图13及图14，在图框时间T内，触控感测模式M2及压力感测模式M3可具有不同的报点率(reporting rate)。具体地，在图框时间T内，可进行二次显示模式M1、二次触控感测模式M2及一次压力感测模式M3，且显示模式M1、触控感测模式M2与压力感测模式M3可分时进行。进行显示模式M1、触控感测模式M2以及压力感测模式M3的方法请参照前述，在此不再赘述。
以下搭配图15及图16说明触控显示装置的压力检测方法。图15是本发明的一实施例的一种触控显示装置的压力检测方法的流程图。图16是图15中间距变化与压力的关系曲线的示意图。触控显示装置的压力检测方法包括以下步骤：提供触控显示装置(如图1A的触控显示装置100)，触控显示装置100包括像素阵列基板110、对向基板120以及显示介质层130，像素阵列基板110包括第一基板112以及多个感测电极114，第一基板112具有阵列排列的多个子像素区SP(参见图1B)，感测电极114包括多个触控感测电极114A以及多个第一压力感测电极114B，触控感测电极114A配置在第一基板112上且彼此电性绝缘，各触控感测电极114A覆盖多个子像素区SP，第一压力感测电极114B配置在第一基板112上且电极电性绝缘于触控感测电极114A，其中第一压力感测电极114B彼此电性绝缘且覆盖被触控感测电极114A暴露的子像素区SP，对向基板120相对于像素阵列基板110且包括第二基板122以及压力感测层124，压力感测层124配置在第二基板122面对像素阵列基板110的表面上，显示介质层130位于感测电极114与压力感测层124之间；当触控显示装置100受压(请参照图3)时，依据各第一压力感测电极114B与压力感测层124的电容值变化(例如由电容CP变成电容CP’)，计算第一压力感测电极114B与压力感测层124的间距的变化量(例如由间距P变成间距P’)；以及依据间距变化，计算触控显示装置100对应各第一压力感测电极114B的位置所受的压力。
图15是上述触控显示装置的压力检测方法的其中一种实施方式，但本发明不以此为限。请参照图3、图15及图16，当触控物施加压力在具压力感测的触控显示装置(如触控显示装置100)时(步骤S210)，压力会造成第一基板112与第二基板122间的间距变化(步骤S220)。第一基板112与第二基板122间的间距变化会造成第一压力感测电极114B与压力感测层124间的电容变化(步骤S230)。因此，触控显示装置100可通过检测电容变化结果,计算第一压力感测电极114B与压力感测层124的间距的变化量间距的变化量(步骤S240)。接着，查询间距变化与压力的关系曲线(请参照图16),得到各个第一压力感测电极114B所受的压力(步骤S250)。在图16中，第一压力感测电极114B与压力感测层124的间距的变化量正比于施加压力，且间距变化与压力的关系曲线是直线。然而，依据设计参数(如堆叠结构、电极图形设计、使用材料的特性等)的不同，间距变化与压力的关系曲线也可为曲线或折线。在本实施例中，触控显示装置还可参考触控感测电极114A计算出触控坐标(步骤S260)。并且，将触控坐标附近的各个第一压力感测电极114B所检测的压力值加总起来,得到外部施加的总压力值(步骤S270)。在加总所检测的压力值时，可依据系统所设定的校正曲线去调变各个第一压力感测电极114B所检测的压力值的权重，以满足不同的设计需求。另外，当触控坐标大于1时，可依据相同原则，加总各触控坐标附近的第一压力感测电极114B所检测的压力值，以获得外部施加于各触控坐标的总压力值。
综上所述，本发明的触控显示装置通过感测电极以及压力感测层的设置，来判断二维触控坐标以及计算触控显示装置所受的压力，从而实现三维触控侦测。另外，本发明还提供所述触控显示装置的驱动方法以及压力检测方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
像素阵列基板，包括：
第一基板，具有阵列排列的多个子像素区；以及
多个感测电极，配置在所述第一基板上且彼此电性绝缘，其中至少部分该些感测电极分别覆盖多个子像素区，其中该些感测电极包括多个触控感测电极以及多个第一压力感测电极，该些触控感测电极彼此电性绝缘，且各该触控感测电极覆盖多个子像素区，该些第一压力感测电极电性绝缘于该些触控感测电极，其中该些第一压力感测电极彼此电性绝缘，且覆盖被该些触控感测电极暴露的该些子像素区；
对向基板，相对于所述像素阵列基板且包括：
第二基板；以及
压力感测层，配置在所述第二基板面对所述像素阵列基板的表面上；以及
显示介质层，位于该些感测电极与所述压力感测层之间。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述压力感测层包括多个第二压力感测电极以及多个连接部，各所述第二压力感测电极分别对应其中一感测电极设置，且该些连接部将该些第二压力感测电极连接。
3.根据权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该些触控感测电极包括多个第一触控感测电极以及多个第二触控感测电极，该些第一触控感测电极与该些第二触控感测电极彼此电性绝缘且彼此不重叠，各所述第一触控感测电极具有开口，且各所述第一压力感测电极分别设置在其中一开口中。
4.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，各所述第一压力感测电极的面积与各所述第一触控感测电极的面积的比值落在0.01％至15％的范围内。
5.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该些第一压力感测电极的面积总和与该些第一触控感测电极以及该些第二触控感测电极的面积总和的比值落在0.01％至15％的范围内。
6.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，各所述第二压力感测电极的面积与对应的第一压力感测电极的面积比值落在1倍至5倍之间。
7.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述像素阵列基板还包括：
控制电路，配置在所述第一基板上；
至少一导体，配置在所述第一基板与所述第二基板之间，且所述至少一导体电性连接所述压力感测层；
多条第一导线，配置在所述第一基板上，且各所述第一导线分别连接其中一感测电极以及所述控制电路；以及
至少一第二导线，配置在所述第一基板上，且各所述第二导线分别连接其中一导体以及所述控制电路，使所述压力感测层与所述控制电路电性连接。
8.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述控制电路包括集成控制电路，用以进行显示模式、触控感测模式及压力感测模式。
9.一种触控显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
提供触控显示装置，所述触控显示装置包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层，所述像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极，所述第一基板具有阵列排列的多个子像素区，该些感测电极包括多个触控感测电极以及多个第一压力感测电极，该些触控感测电极配置在所述第一基板上且彼此电性绝缘，各所述触控感测电极覆盖多个子像素区，该些第一压力感测电极配置在所述第一基板上且电极电性绝缘于该些触控感测电极，其中该些第一压力感测电极彼此电性绝缘且覆盖被该些触控感测电极暴露的该些子像素区，所述对向基板相对于所述像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层，所述压力感测层配置在所述第二基板面对所述像素阵列基板的表面上，所述显示介质层位于该些感测电极与所述压力感测层之间，所述触控显示装置包括显示模式、触控感测模式及压力感测模式；以及
在图框时间内，进行所述显示模式、所述触控感测模式及所述压力感测模式的其中至少一种。
10.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述显示模式、所述触控感测模式及所述压力感测模式分时进行。
11.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述图框时间内，所述触控感测模式与所述压力感测模式分时进行。
12.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述图框时间内，所述触控感测模式与所述压力感测模式同时进行。
13.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，进行所述显示模式的方法包括：
提供共用电压至该些第一压力感测电极以及该些触控感测电极；以及
浮置或提供固定电压至所述压力感测层。
14.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，进行所述触控感测模式的方法包括：
浮置或提供固定电压至所述压力感测层；以及
提供触控驱动波形至该些触控感测电极。
15.根据权利要求14所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，进行所述触控感测模式的方法还包括：
浮置或提供与所述触控驱动波形相同相位的波形或一共用电压至该些第一压力感测电极。
16.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，进行所述压力感测模式的方法包括：
提供固定电压至所述压力感测层；
提供压力感测波形至该些第一压力感测电极；以及
浮置或提供共同电压或与所述压力感测波形相同相位的波形至该些触控感测电极。
17.根据权利要求9所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述图框时间内，所述触控感测模式与所述压力感测模式同时进行，且同时进行所述触控感测模式以及所述压力感测模式的方法包括：
提供相同相位的驱动波形至该些触控感测电极以及该些第一压力感测电极；以及
提供固定电压至所述压力感测层。
18.一种触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，包括：
提供触控显示装置，所述触控显示装置包括像素阵列基板、对向基板以及显示介质层，所述像素阵列基板包括第一基板以及多个感测电极，所述第一基板具有阵列排列的多个子像素区，该些感测电极包括多个触控感测电极以及多个第一压力感测电极，该些触控感测电极配置在所述第一基板上且彼此电性绝缘，各所述触控感测电极覆盖多个子像素区，该些第一压力感测电极配置在所述第一基板上且电极电性绝缘于该些触控感测电极，其中该些第一压力感测电极彼此电性绝缘且覆盖被该些触控感测电极暴露的该些子像素区，所述对向基板相对于所述像素阵列基板且包括第二基板以及压力感测层，所述压力感测层配置在所述第二基板面对所述像素阵列基板的表面上，所述显示介质层位于该些感测电极与所述压力感测层之间；
当所述触控显示装置受压时，依据各所述第一压力感测电极与所述压力感测层间的电容值变化，计算所述第一压力感测电极与所述压力感测层的间距的变化量；以及
依据所述间距变化，计算所述触控显示装置对应各所述第一压力感测电极的位置所受的压力。
19.根据权利要求18所述的触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，还包括：
通过该些触控感测电极辨别出至少一受压坐标；以及
分别加总各所述受压坐标周围的该些第一压力感测电极所受的压力，以获得各所述受压坐标所受的压力。
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