CN106775047A - 触控荧幕及触控荧幕的控制系統 - Google Patents

触控荧幕及触控荧幕的控制系統 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种触控荧幕，特别是关于一种侦测触碰压力的触控荧幕。该触控荧幕包含显示器、设于显示器之上或内部的触控感测器及设于显示器之下用以侦测压力的导电层。触控荧幕的控制系统包含显示驱动器及触控驱动器。显示驱动器提供显示信号至触控荧幕的显示器。触控驱动器借由分析来自显示器下方的导电层的感应信号，以侦测触碰压力。触碰压力影响显示器与导电层之间的电容值，并显示于感应信号。

Description

触控荧幕及触控荧幕的控制系統
技术领域
本发明是有关一种触控荧幕及触控荧幕的控制系統，特别是关于一种侦测触碰压力的触控荧幕。适用于产业界广泛推广和应用。
背景技术
触控荧幕为一种结合触控技术与显示技术的输出/输入装置，可让使用者直接与显示物件进行互动。
传统触控荧幕可侦测触碰位置，也就是触碰事件的二维x-y座标。然而，传统触控荧幕无法侦测触碰压力，也就是触碰力量的三维z座标。
有些触控荧幕借由增加力感应(force-sensitive)层或结构于触控荧幕当中，用以侦测触碰压力。力感应结构通常为多层结构，增加制造上的复杂度。另有一些触控荧幕则是借由软体方式来侦测触碰压力。
鉴于传统可侦测触碰压力的触控荧幕无法有效简化制造程序，因此亟需提出一种新颖机制以改善传统触碰荧幕。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例的目的在于提出一种触控荧幕，使之具侦测触碰压力的能力，但不需使用力感应层，得以简化制造程序。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
根据本发明实施例，触控荧幕包含有机发光二极管显示器、设于有机发光二极管显示器之上或内部的触控感测器及设于有机发光二极管显示器之下用以侦测压力的导电层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。
前述的触控荧幕，该导电层包含多数导电区块。
前述的触控荧幕，其不包含力感应结构。
前述的触控荧幕，该导电层包含单一层级。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。
一种触控荧幕，包含：有机发光二极管显示器；触控感测器，设于该有机发光二极管显示器之上或内部；及导电层，设于该有机发光二极管显示器之下，用以侦测压力。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。
前述的触控荧幕，该导电层包含多数导电区块。
前述的触控荧幕，该有机发光二极管显示器包含：底板；主动矩阵有机发光二极管层，设于该底板之上；及封装层，设于该主动矩阵有机发光二极管层之上。
前述的触控荧幕，该底板包含多数薄膜电晶体，用以切换个别像素。
前述的触控荧幕，其包含偏光层，设于该触控感测器之上，或者设于该触控感测器与该有机发光二极管显示器之间。
前述的触控荧幕，其不包含力感应结构。
前述的触控荧幕，该导电层包含单一层级。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。
一种触控荧幕的控制系统，包含显示驱动器及触控驱动器。显示驱动器提供显示信号至触控荧幕的显示器。触控驱动器借由分析来自显示器下方的导电层的感应信号，以侦测触碰压力。触碰压力影响显示器与导电层之间的电容值，并显示于感应信号。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。
前述的触控荧幕的控制系统，该显示器包含有机发光二极管显示器。
前述的触控荧幕的控制系统，该触控驱动器包含：带通滤波器，接收该感应信号以产生带通信号；及处理器，分析该带通信号的频率成分，并根据该带通信号的频率成分的峰值以决定触碰压力。
前述的触控荧幕的控制系统，该触控驱动器包含类比至数位转换器，设于带通滤波器之前，或设于该带通滤波器与该处理器之间。
前述的触控荧幕的控制系统，该触控驱动器借由该带通滤波器而与该显示器同步。
前述的触控荧幕的控制系统，该导电层包含多数导电区块。
前述的触控荧幕的控制系统，该显示驱动器于压力侦测周期提供预设信号给该显示器，该预设信号影响位于该显示器下方的该导电层，因而产生该感应信号于该导电层。
前述的触控荧幕的控制系统，该显示驱动器于压力侦测周期发出同步信号给该触控驱动器。
借由上述技术方案，本发明具有以下优点：具侦测触碰压力的能力，但不需使用力感应层，得以简化制造程序。
附图说明
图1A是本发明实施例的可侦测触碰压力的触控荧幕的简化剖视图。
图1B是例示图1A的导电层的俯视图。
图2A是例示图1A的触控荧幕的剖视图。
图2B是例示另一个图1A的触控荧幕的剖视图。
图3是本发明实施例的触控荧幕(图1A)的控制系统的方框图。
图4是图3的触控荧幕的控制系统的细部方框图。
图5及图6是图4相应的时序图。
[符号的说明]
100：触控荧幕 11：有机发光二极管显示器
111：底板 112：主动矩阵有机发光二极管层
113：封装层 12：触控感测器
13：导电层 131：导电区块
14：偏光层 300：控制系统
31：有机发光二极管驱动器 32：触控驱动器
321：类比至数位转换器 322：带通滤波器
323：处理器
具体实施方式
图1A是本发明实施例的可侦测触碰压力的触控荧幕100的简化剖视图。本说明书所称的触控荧幕可指称传统硬式触控荧幕，或者指称可挠式(flexible)触控荧幕，其包含可挠塑胶衬底，使得触控荧幕于操作时可弯曲或卷绕。本实施例的触控荧幕100可包含有机发光二极管(OLED)显示器11，及设于有机发光二极管显示器11之上或内部的触控感测器12。触控感测器12可为电容式触控感测器，其使用电容耦合效应以侦测触碰位置。
根据本实施例的特征之一，触控荧幕100包含导电层13，设于有机发光二极管显示器11之下，用以侦测触碰压力。在本实施例中，导电层13包含单一层级，其可包含金属材质(例如铜)或者导电合金。为简化起见，图1A仅显示与本实施例相关的主要层级。然而，有机发光二极管显示器11与触控感测器12之间，或者有机发光二极管显示器11与导电层13之间，可视需要而插入其他额外层级。触控感测器12之上也可设额外层级，例如覆盖玻璃。图1B是例示图1A的导电层13的俯视图。其中，导电层13包含多个导电区块131，排列为矩阵行式。虽然图1B例示正方形的导电区块131，然而，也可使用其他形状或排列方式。
图2A是例示图1A的触控荧幕100的剖视图。有机发光二极管显示器11由下而上包含底板(backplane)111、主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)层112及封装(encapsulation)层113。底板111可包含薄膜电晶体(TFT)，用以切换个别像素。在例示实施例中，触控感测器12设于偏光层(polarizer)14之下，且触控感测器12设于偏光层14与封装层113之间。于另一例示实施例中，如图2B所示，触控感测器12设于偏光层14之上，且偏光层14设于触控感测器12与封装层113之间。
图3是本发明实施例的触控荧幕100(图1A)的控制系统300的方框图。在本实施例中，控制系统300包含有机发光二极管驱动器31，用以提供适当显示信号给有机发光二极管显示器11，使其显示影像。
本实施例的控制系统300还包含触控驱动器32，用以侦测触碰位置。此外，根据本实施例的特征之一，当有机发光二极管显示器11进行显示时，触控驱动器32借由分析来自导电层13的信号，以侦测触碰压力。有机发光二极管驱动器31与触控驱动器32可制作于单一集成电路中，也可分别制造于个别的集成电路。
图4是图3的触控荧幕100的控制系统300的细部方框图，且图5是图4相应的时序图。详而言之，在压力侦测周期，有机发光二极管驱动器31提供预设信号给有机发光二极管显示器11。压力侦测周期可位于每一显示图框(frame)的开始部分，如图5所例示。然而，压力侦测周期也可位于每一显示图框的其他部分(例如结束部分或中间部分)。预设信号会影响位于下方的导电层13，因而产生感应信号于导电层13。感应信号被馈至触控驱动器32以进行分析。由于压力会影响(例如增加)主动矩阵有机发光二极管层112与导电层13之间的电容值并显示于感应信号，因此，触控驱动器32可根据感应信号的频率成分的峰值，以侦测触碰压力。本实施例的导电层13本身并无法对压力具有感应能力，因此导电层13截然不同于传统三维触控荧幕所使用的力感应结构。相反的，本实施例的导电层13单纯地包含单一导电(例如金属)层。在本实施例中，主动矩阵有机发光二极管层112与导电层13之间的电容值对于压力具有感应能力，因此可据以侦测触碰压力。
如图4所例示，本实施例的触控驱动器32包含类比至数位转换器(ADC)321，用以接收感应信号，据以输出数位等效的感应信号。接着，数位等效的感应信号被馈至带通滤波器322，其让特定范围的频率(例如10kHz至100kHz)通过，并衰减该特定范围外的频率，因而产生带通信号。带通滤波器322可为数位可程式带通滤波器，以动态调整该特定范围。带通信号被馈至处理器323(例如数位信号处理器)，用以分析带通信号的频率成分。借此，可根据带通信号的频率成分的峰值以决定触碰压力。值得注意的是，如果带通滤波器322是使用类比带通滤波器，而非数位可程式带通滤波器，则类比至数位转换器321需改设于带通滤波器322与处理器323之间。
继续参阅图4与图5，有机发光二极管驱动器31可于压力侦测周期的开始，发出同步信号(例如垂直同步信号或VSYNC)至触控驱动器32(例如其处理器323)。借此，有机发光二极管驱动器31与触控驱动器32即可同步运算。
图6是本发明实施例图4相应的时序图。本实施例未发出同步信号，而是由触控驱动器32(例如其带通滤波器322)，使用相位锁定技术来决定触控驱动器32与触控驱动器32之间的同步。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在上述的申请专利范围内。

Claims (19)

1.一种触控荧幕，其特征在于：包含：
显示器；
触控感测器，设于该显示器之上或内部；及
导电层，设于该显示器之下，用以侦测压力。
2.根据权利要求1所述的触控荧幕，其特征在于：该导电层包含多数导电区块。
3.根据权利要求1所述的触控荧幕，其特征在于：不包含力感应结构。
4.根据权利要求1所述的触控荧幕，其特征在于：该导电层包含单一层级。
5.一种触控荧幕，其特征在于：包含：
有机发光二极管显示器；
触控感测器，设于该有机发光二极管显示器之上或内部；及
导电层，设于该有机发光二极管显示器之下，用以侦测压力。
6.根据权利要求5所述的触控荧幕，其特征在于：该导电层包含多数导电区块。
7.根据权利要求5所述的触控荧幕，其特征在于：该有机发光二极管显示器包含：
底板；
主动矩阵有机发光二极管层，设于该底板之上；及
封装层，设于该主动矩阵有机发光二极管层之上。
8.根据权利要求7所述的触控荧幕，其特征在于：该底板包含多数薄膜电晶体，用以切换个别像素。
9.根据权利要求5所述的触控荧幕，其特征在于：包含偏光层，设于该触控感测器之上，或者设于该触控感测器与该有机发光二极管显示器之间。
10.根据权利要求5所述的触控荧幕，其特征在于：不包含力感应结构。
11.根据权利要求5所述的触控荧幕，其特征在于：该导电层包含单一层级。
12.一种触控荧幕的控制系统，其特征在于：包含：
显示驱动器，提供显示信号至该触控荧幕的显示器；及
触控驱动器，借由分析来自该显示器下方的导电层的感应信号，以侦测触碰压力；
其中该触碰压力影响该显示器与该导电层之间的电容值，并显示于该感应信号。
13.根据权利要求12所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该显示器包含有机发光二极管显示器。
14.根据权利要求12所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该触控驱动器包含：
带通滤波器，接收该感应信号以产生带通信号；及
处理器，分析该带通信号的频率成分，并根据该带通信号的频率成分的峰值以决定触碰压力。
15.根据权利要求14所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该触控驱动器包含类比至数位转换器，设于带通滤波器之前，或设于该带通滤波器与该处理器之间。
16.根据权利要求14所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该触控驱动器借由该带通滤波器而与该显示器同步。
17.根据权利要求12所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该导电层包含多数导电区块。
18.根据权利要求12所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该显示驱动器于压力侦测周期提供预设信号给该显示器，该预设信号影响位于该显示器下方的该导电层，因而产生该感应信号于该导电层。
19.根据权利要求12所述的触控荧幕的控制系统，其特征在于：该显示驱动器于压力侦测周期发出同步信号给该触控驱动器。
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