CN106547386A - 电容式压力感测触控面板 - Google Patents

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CN106547386A CN201610205587.9A CN201610205587A CN106547386A CN 106547386 A CN106547386 A CN 106547386A CN 201610205587 A CN201610205587 A CN 201610205587A CN 106547386 A CN106547386 A CN 106547386A
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capacitive
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Abstract

本发明公开一种电容式压力感测触控面板。电容式压力感测触控面板包含多个像素。每个像素的一叠层结构包含第一基板、阳极层、有机发光二极管层、阴极层、第二基板、第一导电层及第二导电层。阳极层设置于第一基板上方。有机发光二极管层设置于阳极层上方。阴极层设置于有机发光二极管层上方。第二基板设置于阴极层上方。第一导电层及第二导电层分别设置于有机发光二极管层上方的不同的第一平面及第二平面上。第一导电层及第二导电层选择性地被驱动作为触控感测电极或压力感测电极。

Description

电容式压力感测触控面板
技术领域
本发明与触控面板有关，尤其是关于一种电容式压力感测触控面板(CapacitiveForce Sensing Touch Panel)。
背景技术
一般而言，若将电容式触控面板中的电容式触控电极同时用来作为压力感测电极，如图1中设置于上基板12的感测电极SE，至于设置于下基板10的则可以是参考电极RE。
当上基板12受到手指按压时，由于上基板12的感测电极SE与下基板10的参考电极RE之间的距离d会随着手指按压力而改变，连带使得感测电极SE与参考电极RE之间的电容感应量亦随之改变。
然而，电容式触控感测信号亦会随手指按压面积而改变，因此，当手指施力下压时，按压面积将会增加，亦会使得电容感应量改变，这将会导致同样以电容变化量为判断信号的压力感测失真，故无法得到准确的压力感测结果。
此外，如图2A及图2B所示，若在一般的触控显示装置中额外加入压力感测模块FM，无论其设置于显示面板DP的上方或下方，虽可同时实现压力感测与触控感测的功能，然而，这不仅会造成整体厚度增加，并且需要设置额外的元件来耦接压力感测模块FM，亦导致生产成本的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种电容式压力感测触控面板，以有效解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。
根据本发明的一具体实施例为一种电容式压力感测触控面板。于此实施例中，电容式压力感测触控面板包含多个像素(Pixel)。每个像素的叠层结构包含第一基板、阳极(Anode)层、有机发光二极管层(OLED)、阴极(Cathode)层、第二基板、第一导电层及第二导电层。阳极层设置于第一基板上方。有机发光二极管层设置于阳极层上方。阴极层设置于有机发光二极管层上方。第二基板设置于阴极层上方。第一导电层及第二导电层分别设置于有机发光二极管层上方的不同的第一平面及第二平面上。第一导电层及第二导电层选择性地被驱动作为触控感测电极(Touch sensing electrodes)或压力感测电极(Forcesensing electrodes)。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板具有Out-cell触控面板结构、On-cell触控面板结构或内嵌式(In-cell)触控面板结构。
于一实施例中，第一平面及第二平面为同一基板的两不同平面或分别为不同基板的平面，使第一导电层与第二导电层形成互电容(Mutual-capacitive)架构。
于一实施例中，第一平面位于第二平面下方，且第一平面比第二平面更接近有机发光二极管层。
于一实施例中，叠层结构还包含一弹性层，设置于第一平面与第二平面之间，弹性层可受压力而压缩变形，致使分别设置于第一平面与第二平面上的第一导电层与第二导电层之间的距离改变。
于一实施例中，当第一导电层及第二导电层被驱动作为触控感测电极时，第一导电层与第二导电层分别包含至少一驱动电极(TX)与至少一感测电极(RX)并分别接收一驱动信号与一感测信号。
于一实施例中，当第一导电层及第二导电层被驱动作为压力感测电极时，第一导电层包含至少一驱动电极(TX)并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二导电层包含至少一感测电极(RX)并接收接地电位(Ground)或浮动电位(Floating)。
于一实施例中，当第一导电层及第二导电层被驱动作为触控感测电极时，第一导电层包含至少一驱动电极(TX)并接收一驱动信号，第二导电层包含彼此间隔排列的至少一感测电极(RX)及至少一虚设电极(Dummy electrode)并分别接收一感测信号及一浮动电位(Floating)。
于一实施例中，当第一导电层及第二导电层被驱动作为压力感测电极时，第一导电层包含至少一驱动电极(TX)并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二导电层包含彼此间隔排列的至少一感测电极(RX)及至少一虚设电极(Dummy electrode)并同时接收接地电位(Ground)或浮动电位(Floating)。
于一实施例中，第一基板及第二基板由透明材料构成。
于一实施例中，叠层结构还包含一保护盖(Cover lens)。保护盖由透明材料构成，保护盖设置于第二基板、第一导电层及第二导电层上方。
于一实施例中，第二基板由可受压力而压缩变形的弹性材料构成，第一导电层及第二导电层分别设置于第二基板的下表面与上表面。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的压力感测模式与显示模式分时驱动，电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间(Blanking interval)运作于压力感测模式并驱动第一导电层及第二导电层作为压力感测电极，并且电容式压力感测触控面板利用显示周期的一显示区间同时运作于显示模式与触控感测模式。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的触控感测模式及压力感测模式与显示模式分时驱动，电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间(Blankinginterval)分别运作于触控感测模式及压力感测模式并分别驱动该第一导电层及该第二导电层作为触控感测电极及压力感测电极。
于一实施例中，空白区间包含一垂直空白区间(Vertical Blanking Interval,VBI)、一水平空白区间(Horizontal Blanking Interval,HBI)及一长水平空白区间(LongHorizontal Blanking Interval)中的至少一种，长水平空白区间的时间长度等于或大于水平空白区间的时间长度，长水平空白区间重新分配多个水平空白区间而得或长水平空白区间包含垂直空白区间。
于一实施例中，第二基板为封装层(Encapsulation layer)，第二导电层设置于第一导电层上方，叠层结构还包含一弹性层，设置于阴极层与第一导电层之间，弹性层可受压力而压缩变形，致使分别设置于弹性层的上方及下方的第一导电层与阴极层之间的距离改变，但第一导电层与第二导电层之间的距离维持不变。
于一实施例中，第一导电层被驱动作为压力感测电极(Force sensingelectrodes)且第二导电层被驱动作为触控感测电极(Touch sensing electrodes)。
于一实施例中，当叠层结构受到一压力时，第二导电层作为其下方的第一导电层的屏蔽层。
于一实施例中，弹性层由至少一可压缩的隔离层(spacer)构成。
于一实施例中，第一导电层所形成的压力感测电极的数量与第二导电层所形成的触控感测电极的数量之间具有一特定比例。
于一实施例中，被驱动作为压力感测电极的第一导电层及被驱动作为触控感测电极的第二导电层还分别设置有导电连接点(Conducting pads)，用以电性连接导电柱(Conducting bar)以分别传输压力感测信号及触控感测信号。
于一实施例中，被驱动作为压力感测电极的第一导电层由透光导电材料构成，并以区块方式与有机发光二极管层的显示区域部分重叠。
于一实施例中，被驱动作为压力感测电极的第一导电层由导电材料构成，并以网格状设置于有机发光二极管层上方且不与有机发光二极管层的发光区域重叠。
于一实施例中，第一导电层及第二导电层分别设置于第二基板的下表面与上表面。
于一实施例中，第二导电层设置于第二基板的下表面且第一导电层设置于第二导电层与阴极层之间。
于一实施例中，当电容式压力感测触控面板运作于触控感测模式时，电容式压力感测触控面板驱动第二导电层作为触控感测电极并维持第一导电层于一固定电压下，以避免噪声干扰触控感测电极的触控感测。
于一实施例中，当电容式压力感测触控面板运作于压力感测模式时，电容式压力感测触控面板驱动第一导电层作为压力感测电极并维持第二导电层于一固定电压下，以避免噪声干扰压力感测电极的压力感测并对压力感测电极提供屏蔽。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板以同幅、同相或同频的方式驱动第一导电层及第二导电层分别作为压力感测电极及触控感测电极，由以降低驱动所需的负载(Loading)而又不减少压力感测时间及触控感测时间。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的触控感测时段与显示区间至少部分重叠，并且在触控感测时段内，电容式压力感测触控面板驱动第二导电层作为触控感测电极并维持第一导电层于固定电压下。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的压力感测时段与显示区间至少部分重叠。
根据本发明的另一具体实施例亦为一种电容式压力感测触控面板。于此实施例中，电容式压力感测触控面板包含多个像素。每个像素的叠层结构包含第一基板、阳极层、有机发光二极管层、阴极层、第二基板及导电层。阳极层设置于第一基板上方。有机发光二极管层设置于阳极层上方。阴极层设置于有机发光二极管层上方。第二基板设置于阴极层上方。导电层设置于有机发光二极管层下方。导电层被驱动作为压力感测电极(Forcesensing electrodes)。
于一实施例中，具有Out-cell触控面板结构、On-cell触控面板结构或内嵌式触控面板结构。
于一实施例中，该导电层形成单层自电容架构或单层互电容架构。
于一实施例中，该导电层由透明材料或不透明材料构成。
于一实施例中，进一步包含：一弹性层，设置于该阴极层与该导电层之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使该阴极层与该导电层之间的距离改变。
于一实施例中，该弹性层亦可置换为空气。
于一实施例中，该导电层设置于该第一基板的下表面。
于一实施例中，该第一基板由可受压力而压缩变形的弹性材料构成。
于一实施例中，进一步包含：一第三基板，设置于该第一基板下方，该导电层设置于该第三基板的上表面。
于一实施例中，进一步包含：一弹性层，设置于该第一基板与该第三基板之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使该阴极层与该导电层之间的距离改变。
于一实施例中，该弹性层亦可置换为空气。
于一实施例中，该电容式压力感测触控面板的压力感测模式与触控感测模式或显示模式分时驱动。
于一实施例中，该电容式压力感测触控面板的压力感测模式与触控感测模式或显示模式同时驱动。
于一实施例中，进一步包含：一屏蔽功能电极，设置于该导电层上方，当该导电层被驱动作为压力感测电极时，该屏蔽功能电极为参考电极或接地电极。
相较于现有技术，根据本发明的电容式压力感测触控面板具有下列优点及功效：
(1)于压力感测期间，通过相对的上层电极来屏蔽手指按压面积变化的影响，以避免电容感应量失真。
(2)可分时驱动触控感测及压力感测并利用显示周期的空白区间(Blankinginterval)作动，以避免液晶模块噪声干扰。
(3)若感测电极设置于有机发光层上方，可通过触控信号切换为触控感测或压力感测，故不需额外设置压力感测电极；若感测电极设置于有机发光层下方，则可具有较佳的时序与材料选择性。
(4)可应用于内嵌式(In-cell)、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构。
(5)可同时提供压力感测及触控感测功能而又不增加原有触控显示装置的整体厚度。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为现有技术的电容式触控面板中的电容式触控电极同时用来作为压力感测电极的示意图。
图2A及图2B为在一般的触控显示装置中额外加入压力感测模块的示意图。
图3为有机发光二极管显示面板的像素的叠层结构示意图。
图4A至图4C为于本发明的一实施例中在有机发光二极管层上方的不同平面上分别设置有第一导电层及第二导电层的示意图。
图5A至图5C为于本发明的另一实施例中在有机发光二极管层上方的不同平面上分别设置有第一导电层及第二导电层的示意图。
图6A至图6C分别为第一导电层及第二导电层设置于电容式压力感测触控面板的叠层结构中的不同实施例。
图7A为电容式压力感测触控面板的压力感测模式与显示模式分时驱动的时序图。
图7B为电容式压力感测触控面板的触控感测模式及压力感测模式与显示模式分时驱动的时序图。
图7C为空白区间包含垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。
图8A及图8B分别为导电层设置于有机发光二极管层下方的不同实施例。
图9A为On-cell触控面板的叠层结构中的触控感测电极设置于封装层上且压力感测电极位于触控感测电极下方的示意图。
图9B为Out-cell触控面板的叠层结构中的触控感测电极设置于封装层的外且压力感测电极位于触控感测电极下方的示意图。
图9C为内嵌式触控面板的叠层结构中的触控感测电极设置于封装层内且压力感测电极位于触控感测电极下方的示意图。
图10A及图10B分别为电容式压力感测触控面板未被按压及被按压时的示意图。
图11A为压力感测电极与触控感测电极的布局的一实施例。
图11B及图11C分别为第一导电层以区块状或网格状设置于有机发光二极管层上方的示意图。
图12A为电容式压力感测触控面板的叠层结构的另一实施例。
图12B为压力感测电极与触控感测电极的布局的另一实施例。
图13A至图13D分别为电容式压力感测触控面板的触控感测驱动及压力感测驱动的不同实施例的时序图。
主要元件符号说明：
10 下基板
12 上基板
SE 感测电极
RE 参考电极
d、d’ 距离
G 玻璃
TM 触控感测模块
DP 显示面板
FM 压力感测模块
3、6A～6C、8A～8B、9A～9C、10A、12A 叠层结构
30、60、80、90、100、120 第一基板
31、61、81、91 阳极层
32、62、82、92 有机发光二极管层
33、63、83、93、102、122 阴极层
34、65、84 第二基板
85 第三基板
95、108、128 偏光层
96、106、126 光学胶
CL 导电层
P1 第一平面
P2 第二平面
CL1 第一导电层
CL2 第二导电层
AA’、BB’ 剖面线
64、ISD、104、124 绝缘层
66、97、109、129 保护盖
EM 弹性材料层
FS 弹性基板
Hsync 水平同步信号
Vsync 垂直同步信号
TX 驱动电极
RX 感测电极
DE 虚设电极
STH 触控感测驱动信号
SFE 压力感测驱动信号
HBI 水平空白区间
LHBI 长水平空白区间
VBI 垂直空白区间
TE 触控感测电极
FE 压力感测电极
ENC 封装层
Cb、Cf、Cf’ 电容值
F 按压力
OLED 有机发光二极管层
BAR 导电柱
PAD 导电连接点
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种电容式压力感测触控面板。于此实施例中，电容式压力感测触控面板可采用内嵌式(In-cell)、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构，并可以是有机发光二极管(OLED)显示面板，但不以此为限。
请参照图3，图3为有机发光二极管(OLED)显示面板的像素的叠层结构示意图。如图3所示，叠层结构3包含第一基板30、阳极层31、有机发光二极管层32、阴极层33及第二基板34。其中，阳极层31设置于第一基板30与有机发光二极管层32之间；阴极层33设置于有机发光二极管层32与第二基板34之间。
需说明的是，于本发明的电容式压力感测触控面板的叠层结构中，在有机发光二极管层上方的不同平面上可分别设置有第一导电层及第二导电层，并可于不同时序被驱动作为触控感测电极或压力感测电极。
请参照图4A至图4C，图4A至图4C为在有机发光二极管层上方的不同平面上分别设置有第一导电层及第二导电层的示意图。如图4A至图4C所示，假设第一平面P1及第二平面P2均位于有机发光二极管层的上方，并且第二平面P2位于第一平面P1的上方，亦即第一平面P1会比第二平面P2更接近有机发光二极管层，至于第一导电层CL1及第二导电层CL2分别设置于第一平面P1及第二平面P2上。实际上，第一平面P1及第二平面P2之间可设置有弹性层，弹性层可受压力而压缩变形，致使分别设置于第一平面P1与第二平面P2上的第一导电层CL1与第二导电层CL2之间的距离改变，但不以此为限。
需说明的是，上述的第一平面P1及第二平面P2可以是不同基板的平面，亦可以是同一基板的两不同平面，只要能够使第一导电层CL1与第二导电层CL2形成互电容(Mutual-capacitive)感测架构即可。
第一导电层CL1及第二导电层CL2可选择性地被驱动作为触控感测电极(Touchsensing electrodes)或压力感测电极(Force sensing electrodes)。于一实施例中，当第一导电层CL1及第二导电层CL2于触控感测期间被驱动作为触控感测电极时，第一导电层CL1与第二导电层CL2将会分别包含至少一驱动电极(TX)与至少一感测电极(RX)并分别接收一驱动信号与一感测信号，以完成互电容触控感测；当第一导电层CL1及第二导电层CL2于压力感测期间被驱动作为压力感测电极时，第一导电层CL1将会包含至少一驱动电极(TX)并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二导电层CL2将会包含至少一感测电极(RX)并接收接地电位(Ground)或浮动电位(Floating)，但不以此为限。
于另一实施例中，如图5A至图5C所示，当第一导电层CL1及第二导电层CL2于触控感测期间被驱动作为触控感测电极时，第一导电层CL1将会包含至少一驱动电极(TX)并接收一驱动信号，第二导电层CL2将会包含彼此间隔排列的至少一感测电极(RX)及至少一虚设电极(Dummy electrode,DE)，至少一感测电极(RX)接收一感测信号且至少一虚设电极(DE)接收一浮动电位(Floating)；当第一导电层CL1及第二导电层CL2于压力感测期间被驱动作为压力感测电极时，第一导电层CL1包含至少一驱动电极(TX)并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二导电层CL2包含彼此间隔排列的至少一感测电极(RX)及至少一虚设电极(DE)并同时接收接地电位(Ground)或浮动电位，但不以此为限。
接着，请参照图6A至图6C，图6A至图6C分别为第一导电层CL1及第二导电层CL2设置于电容式压力感测触控面板的叠层结构中的不同实施例。
实际上，第一基板60及第二基板65由透明材料(例如玻璃或弹性材料)构成。保护盖(Cover lens)66由透明材料(例如玻璃或弹性材料)构成，并且保护盖66设置于第二基板65、第一导电层CL1及第二导电层CL2的上方。第一导电层CL1及第二导电层CL2之间设置有至少一弹性层，例如图6A及图6B中的弹性材料层EM或是图6C中的弹性基板FS，但不以此为限。各基板之间或基板与保护盖之间亦可包含粘着层(Adhesive layer)，但亦不以此为限。
于图6A中，第一导电层CL1设置于第二基板65的下表面且第二导电层CL2设置于保护盖66的下表面，当保护盖66受到按压时，设置于第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的弹性材料层EM会受到按压力而压缩变形，使得第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的距离改变而产生电容感应量的变化。
于图6B中，第一导电层CL1设置于第二基板65的上表面且第二导电层CL2设置于保护盖66的下表面，当保护盖66受到按压时，设置于第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的弹性材料层EM会受到按压力而压缩变形，使得第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的距离改变而产生电容感应量的变化。
于图6C中，第一导电层CL1与第二导电层CL2分别设置于弹性基板FS的下表面及上表面，当保护盖66受到按压时，设置于第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的弹性基板FS会受到按压力而压缩变形，使得第一导电层CL1及第二导电层CL2之间的距离改变而产生电容感应量的变化。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的压力感测模式与显示模式分时驱动。如图7A所示，电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间(Blanking interval)运作于压力感测模式并驱动第一导电层及第二导电层作为压力感测电极，并且电容式压力感测触控面板利用显示周期的一显示区间同时运作于显示模式与触控感测模式，但不以此为限。
于另一实施例中，电容式压力感测触控面板的触控感测模式及压力感测模式与显示模式分时驱动。如图7B所示，电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间分别运作于触控感测模式及压力感测模式并分别驱动该第一导电层及该第二导电层作为触控感测电极及压力感测电极，但不以此为限。
于实际应用中，如图7C所示，空白区间包含一垂直空白区间(Vertical BlankingInterval,VBI)、一水平空白区间(Horizontal Blanking Interval,HBI)及一长水平空白区间(Long Horizontal Blanking Interval,LHBI)中的至少一种。其中，长水平空白区间LHBI的时间长度等于或大于水平空白区间HBI的时间长度，长水平空白区间LHBI重新分配多个水平空白区间HBI而得或长水平空白区间LHBI包含垂直空白区间VBI，但不以此为限。
需特别强调的是，除了上述在有机发光二极管层上方设置有形成感测电极的导电层的实施例以外，本发明亦可将形成感测电极的导电层设置于有机发光二极管层的下方并用以被驱动作为压力感测电极。
如图8A所示，导电层CL设置于有机发光二极管层82的下方并位于第一基板80的下表面。导电层CL与阴极层83之间设置有至少一弹性层或空气。当受到一按压力时，导电层CL通过导电层CL与阴极层83之间的距离改变来感测电容变化量。实际上，电容式压力感测触控面板的压力感测模式可选择与触控感测模式及显示模式分时作动或同时作动。导电层CL所形成的压力感测电极可为单层自电容设计或单层互电容设计，导电层CL可由透明或不透明导电材料构成，但不以此为限。
如图8B所示，导电层CL设置于有机发光二极管层82的下方并位于第一基板80的下方，且导电层CL下方还设置有第三基板85。导电层CL与阴极层83之间设置有弹性材料层EM。当受到一按压力时，导电层CL通过导电层CL与阴极层83之间的距离改变来感测电容变化量。此外，导电层CL上方可设置有屏蔽功能电极，当导电层CL被驱动作为压力感测电极时，屏蔽功能电极可以是参考电极或接地电极，但不以此为限。
实际上，电容式压力感测触控面板的压力感测模式可选择与触控感测模式及显示模式分时作动或同时作动。导电层CL所形成的压力感测电极可为单层自电容设计或单层互电容设计，并且导电层CL可由透明或不透明导电材料构成，但不以此为限。
根据本发明的另一具体实施例亦为一种电容式压力感测触控面板。于此实施例中，电容式压力感测触控面板可采用内嵌式(In-cell)、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构，并可以是有机发光二极管(OLED)显示面板，但不以此为限。
举例而言，图9A为On-cell触控面板的叠层结构9A中的触控感测电极TE设置于封装层ENC上且压力感测电极FE位于触控感测电极TE下方；图9B为Out-cell触控面板的叠层结构9B中的触控感测电极TE设置于封装层ENC之外且压力感测电极FE位于触控感测电极TE下方；图9C为内嵌式(In-cell)触控面板的叠层结构9C中的触控感测电极TE设置于封装层ENC内且压力感测电极FE位于触控感测电极TE下方。
需说明的是，此实施例中的压力感测电极FE结合触控面板叠构以达到轻薄化设计。当压力感测电极FE作动时，位于其上方的触控感测电极TE可提供屏蔽功能，使得位于触控感测电极TE下方的压力感测电极FE不会受到手指按压面积变化的影响，故能避免其电容感应量失真。
此外，于压力感测电极FE下方设置有耦接参考电压或接地的参考电极，当触控面板受到手指按压时，可通过压力感测电极FE与参考电极之间的距离改变使得电容感应量随之改变。实际上，此参考电极可以是图9A至图9C中的阳极层91或阴极层93，但不以此为限。
在此以具有On-cell叠构的电容式压力感测触控面板为例，如图10A所示，触控感测电极TE设置于封装层ENC的上表面且压力感测电极FE设置于封装层ENC的下表面且阴极层102设置于压力感测电极FE下方，并且在压力感测电极FE与阴极层102之间设置有至少一个弹性层EM。
图10A及图10B分别为电容式压力感测触控面板未被按压及被按压时的示意图，如图10A所示，当电容式压力感测触控面板10A未被按压时，假设触控感测电极TE与压力感测电极FE之间的电容值为Cb、压力感测电极FE与阴极层102之间的电容值为Cf且触控感测电极TE与压力感测电极FE之间的距离为d；当电容式压力感测触控面板受到一按压力F时，由于封装层ENC的高度并未改变，所以触控感测电极TE与压力感测电极FE之间的电容值仍维持为Cb，然而，由于弹性层EM受到按压力F会被压缩而使其高度从d变为d’，连带使得压力感测电极FE与阴极层102之间的电容值会从原本的Cf变为Cf’，因而产生电容变化量。实际上，弹性层EM可由至少一可压缩的隔离层(spacer)构成，但不以此为限。
上述虽以具有On-cell叠构的电容式压力感测触控面板为例，但触控感测电极TE并不以设置于封装层ENC的上表面为限，实际上，触控感测电极TE亦可设置于封装层ENC的外形成Out-cell叠构或是设置于封装层ENC内形成内嵌式(In-cell)叠构，只要能够有效屏蔽压力感测电极FE与外界施压物体(例如手指)的相互电场即可。
接着，请参照图11A，图11A为压力感测电极FE与触控感测电极TE的布局的实施例。如图11A所示，由第一导电层CL1所形成的压力感测电极FE的数量与由第二导电层CL2所形成的触控感测电极TE的数量之间具有一特定比例，例如图11A所示的9：30，亦即位于上方第二导电层CL2的30个触控感测电极TE用来屏蔽位于下方第一导电层CL1的9个压力感测电极FE，但不以此为限。此外，被驱动作为压力感测电极FE的第一导电层CL1还设置有导电连接点(Conducting pads)PAD。导电连接点可用来与设置于有机发光二极管层OLED侧边的导电柱(Conducting bar)BAR电性连接，以分别传输压力感测信号及触控感测信号，但不以此为限。
于一实施例中，如图11B所示，被驱动作为压力感测电极FE的第一导电层CL1由透光导电材料构成，并以区块方式与有机发光二极管层OLED的显示区域部分重叠。
于一实施例中，如图11C所示，被驱动作为压力感测电极FE的第一导电层CL1由导电材料构成，并以网格状设置于有机发光二极管层OLED上方且不与有机发光二极管层OLED的发光区域重叠，以降低压力感测电极FE对于显示装置的发光效率的影响。
在此另以内嵌式(In-cell)电容式压力感测触控面板的叠层结构12A为例，如图12A所示，触控感测电极TE设置于封装层ENC的下表面且压力感测电极FE设置于触控感测电极TE下方，阴极层122设置于压力感测电极FE下方，并且在压力感测电极FE与阴极层122之间设置有至少一弹性层EM。
当电容式压力感测触控面板受到一按压力时，由于弹性层EM受到按压力的压缩而使其高度从d变为d’，连带使得压力感测电极FE与阴极层122之间的电容值会从原本的Cf变为Cf’，因而产生电容变化量。实际上，弹性层EM可由至少一可压缩的隔离层(spacer)构成，但不以此为限。
如图12B所示，由第一导电层所形成的压力感测电极FE的数量与由第二导电层所形成的触控感测电极TE的数量之间具有一特定比例，例如图12B所示的1：4，亦即位于上方的4个触控感测电极TE用来屏蔽位于下方的1个压力感测电极FE，但不以此为限。此外，被驱动作为压力感测电极FE的第一导电层及被驱动作为触控感测电极TE的第二导电层还分别设置有导电连接点PAD，用以电性连接导电柱BAR以分别传输压力感测信号及触控感测信号，但不以此为限。
如前述，本发明的电容式压力感测触控面板的触控感测及压力感测可利用显示周期的空白区间作动。举例而言，如图13A所示，触控感测驱动信号STH及压力感测驱动信号SFE均利用垂直同步信号Vsync的空白区间作动；如图13C所示，压力感测驱动信号SFE利用垂直同步信号Vsync的空白区间作动，而触控感测驱动信号STH则否。
由图7C可知，显示周期的空白区间可包含垂直空白区间VBI、水平空白区间HBI及长水平空白区间LHBI中的至少一种。其中，长水平空白区间LHBI的时间长度等于或大于水平空白区间HBI的时间长度，长水平空白区间LHBI重新分配多个水平空白区间HBI而得或长水平空白区间LHBI包含垂直空白区间VBI，但不以此为限。实际上，当本发明的电容式压力感测触控面板的触控感测及压力感测利用显示周期的空白区间作动时，可根据驱动方式调整利用不只一种的空白区间，例如利用长水平空白区间LHBI与垂直空白区间VBI，但不以此为限。
实际上，若考量到噪声的因素，本发明的电容式压力感测触控面板的触控感测及压力感测亦可不与水平同步信号Hsync或垂直同步信号Vsync同步而独立作动。举例而言，如图13D所示，触控感测驱动信号STH不与水平同步信号Hsync或垂直同步信号Vsync同步而独立作动，但不以此为限。
于一实施例中，当电容式压力感测触控面板运作于触控感测模式时，电容式压力感测触控面板驱动第二导电层作为触控感测电极TE并维持第一导电层于一固定电压(例如接地电压)下，以避免噪声干扰触控感测电极TE的触控感测，但不以此为限；当电容式压力感测触控面板运作于压力感测模式时，电容式压力感测触控面板驱动第一导电层作为压力感测电极FE并维持第二导电层于一固定电压(例如接地电压)下，以避免噪声干扰压力感测电极FE的压力感测并对压力感测电极FE提供屏蔽，但不以此为限。
于一实施例中，本发明的电容式压力感测触控面板可通过同幅、同相或同频的方式来驱动第一导电层及第二导电层分别作为压力感测电极FE及触控感测电极TE，由以降低驱动所需的负载(Loading)而又不减少压力感测时间及触控感测时间。举例而言，如图13A所示，同样利用垂直同步信号Vsync的空白区间作动的触控感测驱动信号STH及压力感测驱动信号SFE彼此同幅、同相且同频；如图13B所示，同样与水平同步信号Hsync同步的触控感测驱动信号STH及压力感测驱动信号SFE彼此同幅、同相且同频。
实际上，电容式压力感测触控面板的触控感测时段可与显示区间至少部分重叠，如图13B至图13D所示。此外，电容式压力感测触控面板的压力感测时段亦可与显示区间至少部分重叠，如图13B及图13D所示。
相较于现有技术，根据本发明的电容式压力感测触控面板具有下列优点及功效：
(1)于压力感测期间，通过相对的上层电极来屏蔽手指按压面积变化的影响，以避免电容感应量失真。
(2)可分时驱动触控感测及压力感测并利用显示周期的空白区间(Blankinginterval)作动，以避免液晶模块噪声干扰。
(3)若感测电极设置于有机发光层上方，可通过触控信号切换为触控感测或压力感测，故不需额外设置压力感测电极；若感测电极设置于有机发光层下方，则可具有较佳的时序与材料选择性。
(4)可应用于内嵌式(In-cell)、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构。
(5)可同时提供压力感测及触控感测功能而又不增加原有触控显示装置的整体厚度。
由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (44)

1.一种电容式压力感测触控面板，其特征在于，包含：
多个像素，每个像素的一叠层结构包含：
一第一基板；
一阳极层，设置于该第一基板上方；
一有机发光二极管层，设置于该阳极层上方；
一阴极层，设置于该有机发光二极管层上方；
一第二基板，设置于该阴极层上方；以及
一第一导电层及一第二导电层，分别设置于该有机发光二极管层上方的不同的一第一平面及一第二平面上，该第一导电层及该第二导电层选择性地被驱动作为触控感测电极或压力感测电极。
2.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，具有Out-cell触控面板结构、On-cell触控面板结构或内嵌式触控面板结构。
3.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一平面及该第二平面为同一基板的两不同平面或分别为不同基板的平面，使该第一导电层与该第二导电层形成互电容架构。
4.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一平面位于该第二平面下方，且该第一平面比该第二平面更接近该有机发光二极管层。
5.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该叠层结构还包含：
一弹性层，设置于该第一平面与该第二平面之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使分别设置于该第一平面与该第二平面上的该第一导电层与该第二导电层之间的距离改变。
6.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该第一导电层及该第二导电层被驱动作为该触控感测电极时，该第一导电层与该第二导电层分别包含至少一驱动电极与至少一感测电极并分别接收一驱动信号与一感测信号。
7.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该第一导电层及该第二导电层被驱动作为该压力感测电极时，该第一导电层包含至少一驱动电极并接收一压力感测信号、一驱动信号或一参考电压且该第二导电层包含至少一感测电极并接收一接地电位或一浮动电位。
8.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该第一导电层及该第二导电层被驱动作为该触控感测电极时，该第一导电层包含至少一驱动电极接收一驱动信号，该第二导电层包含彼此间隔排列的至少一感测电极及至少一虚设电极并分别接收一感测信号及一浮动电位。
9.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该第一导电层及该第二导电层被驱动作为该压力感测电极时，该第一导电层包含至少一驱动电极并接收一压力感测信号、一驱动信号或一参考电压且该第二导电层包含彼此间隔排列的至少一感测电极及至少一虚设电极并同时接收一接地电位或一浮动电位。
10.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一基板及该第二基板由透明材料构成。
11.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该叠层结构还包含：
一保护盖，由透明材料构成，该保护盖设置于该第二基板、该第一导电层及该第二导电层上方。
12.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第二基板由可受压力而压缩变形的弹性材料构成，该第一导电层及该第二导电层分别设置于该第二基板的下表面与上表面。
13.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的压力感测模式与显示模式分时驱动，该电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间运作于压力感测模式并驱动该第一导电层及该第二导电层作为压力感测电极，并且该电容式压力感测触控面板利用显示周期的一显示区间同时运作于显示模式与触控感测模式。
14.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的触控感测模式及压力感测模式与显示模式分时驱动，该电容式压力感测触控面板利用显示周期的一空白区间分别运作于触控感测模式及压力感测模式并分别驱动该第一导电层及该第二导电层作为触控感测电极及压力感测电极。
15.如权利要求14所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该空白区间包含一垂直空白区间、一水平空白区间及一长水平空白区间中的至少一种，该长水平空白区间的时间长度等于或大于该水平空白区间的时间长度，该长水平空白区间重新分配多个该水平空白区间而得或该长水平空白区间包含该垂直空白区间。
16.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第二基板为一封装层，该第二导电层设置于该第一导电层上方，该叠层结构还包含：
一弹性层，设置于该阴极层与该第一导电层之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使分别设置于该弹性层的上方及下方的该第一导电层与该阴极层之间的距离改变，但该第一导电层与该第二导电层之间的距离维持不变。
17.如权利要求16所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一导电层被驱动作为压力感测电极且该第二导电层被驱动作为触控感测电极。
18.如权利要求16所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该叠层结构受到一压力时，该第二导电层作为其下方的该第一导电层的屏蔽层。
19.如权利要求16所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该弹性层由至少一可压缩的隔离层构成。
20.如权利要求17所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一导电层所形成的该压力感测电极的数量与第二导电层所形成的该触控感测电极的数量之间具有一特定比例。
21.如权利要求17所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，被驱动作为该压力感测电极的该第一导电层及被驱动作为触控感测电极的该第二导电层还分别设置有导电连接点，用以电性连接导电柱以分别传输压力感测信号及触控感测信号。
22.如权利要求17所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，被驱动作为该压力感测电极的该第一导电层由透光导电材料构成，并以区块方式与该有机发光二极管层的显示区域部分重叠。
23.如权利要求17所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，被驱动作为该压力感测电极的该第一导电层由导电材料构成，并以网格状设置于该有机发光二极管层上方且不与该有机发光二极管层的发光区域重叠。
24.如权利要求16所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一导电层及该第二导电层分别设置于该第二基板的下表面与上表面。
25.如权利要求16所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第二导电层设置于该第二基板的下表面且该第一导电层设置于该第二导电层与该阴极层之间。
26.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该电容式压力感测触控面板运作于触控感测模式时，该电容式压力感测触控面板驱动该第二导电层作为触控感测电极并维持该第一导电层于一固定电压下，以避免噪声干扰该触控感测电极的触控感测。
27.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，当该电容式压力感测触控面板运作于压力感测模式时，该电容式压力感测触控面板驱动该第一导电层作为压力感测电极并维持该第二导电层于一固定电压下，以避免噪声干扰该压力感测电极的压力感测并对该压力感测电极提供屏蔽。
28.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板以同幅、同相或同频的方式驱动该第一导电层及该第二导电层分别作为压力感测电极及触控感测电极，由以降低驱动所需的负载而又不减少压力感测时间及触控感测时间。
29.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的一触控感测时段与一显示区间至少部分重叠，并且在该触控感测时段内，该电容式压力感测触控面板驱动该第二导电层作为触控感测电极并维持该第一导电层于一固定电压下。
30.如权利要求1所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的一压力感测时段与一显示区间至少部分重叠。
31.一种电容式压力感测触控面板，其特征在于，包含：
多个像素，每个像素的一叠层结构包含：
一第一基板；
一阳极层，设置于该第一基板上方；
一有机发光二极管层，设置于该阳极层上方；
一阴极层，设置于该有机发光二极管层上方；
一第二基板，设置于该阴极层上方；以及
一导电层，设置于该有机发光二极管层下方，该导电层被驱动作为压力感测电极。
32.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，具有Out-cell触控面板结构、On-cell触控面板结构或内嵌式触控面板结构。
33.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该导电层形成单层自电容架构或单层互电容架构。
34.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该导电层由透明材料或不透明材料构成。
35.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，进一步包含：
一弹性层，设置于该阴极层与该导电层之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使该阴极层与该导电层之间的距离改变。
36.如权利要求35所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该弹性层亦可置换为空气。
37.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该导电层设置于该第一基板的下表面。
38.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该第一基板由可受压力而压缩变形的弹性材料构成。
39.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，进一步包含：
一第三基板，设置于该第一基板下方，该导电层设置于该第三基板的上表面。
40.如权利要求39所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，进一步包含：
一弹性层，设置于该第一基板与该第三基板之间，该弹性层可受压力而压缩变形，致使该阴极层与该导电层之间的距离改变。
41.如权利要求40所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该弹性层亦可置换为空气。
42.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的压力感测模式与触控感测模式或显示模式分时驱动。
43.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，该电容式压力感测触控面板的压力感测模式与触控感测模式或显示模式同时驱动。
44.如权利要求31所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，进一步包含：
一屏蔽功能电极，设置于该导电层上方，当该导电层被驱动作为压力感测电极时，该屏蔽功能电极为参考电极或接地电极。
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