CN109728036A - 内嵌式电容触控面板 - Google Patents
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Abstract
一种内嵌式电容触控面板,应用于被动矩阵式发光二极管显示器。内嵌式电容触控面板包含多个像素及第一触控电极。每个像素的叠层结构包含基板、第一导电层、第二导电层、发光二极管层。基板设置于像素的一侧。第一导电层设置于基板上方并沿第一方向排列。第二导电层设置于第一导电层上方并沿第二方向排列。发光二极管层设置于第一导电层与第二导电层彼此重叠区域之间而形成该像素。第一触控电极设置于该多个像素中的第一像素与第二像素之间,且第一像素与第二像素彼此相邻。
Description
技术领域
本发明与触控面板有关,尤其是关于一种内嵌式电容触控面板。
背景技术
近年来,有机发光二极管显示器已广泛应用于各种行动装置及微型显示器,其可依照驱动方式的不同分为主动矩阵式(Active matrix)有机发光二极管显示器及被动矩阵式(Passive matrix)有机发光二极管显示器。
相较于主动矩阵式有机发光二极管显示器,被动矩阵式有机发光二极管显示器由于具有较简单的驱动电路基板结构,故可具有较低的制造成本。如图1所示,被动矩阵式有机发光二极管显示器的阴极电极CE与阳极电极AE分别沿水平方向及垂直方向交错排列而形成有多个阴极电极CE与阳极电极AE的重叠区域,再将有机发光二极管层OLED设置于该些重叠区域即可形成发光像素。阴极驱动器CD及阳极驱动器AD分别选取特定的阴极电极CE与阳极电极AE并施加一电压,以驱动位于阴极电极CE与阳极电极AE的重叠区域的发光像素发光。
接着,请参照图1A~图1C。图1A~图1C分别为沿图1中的剖面线AA’所得到的各种不同叠层结构的剖面示意图。
如图1A所示,阴极电极CE设置于基板SUB上方;有机发光二极管层OLED1设置于阴极电极CE上方;有机发光二极管层OLED1可采用红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)有机发光二极管构成且其上方依序设置有阳极电极AE及封装层ENC。
如图1B所示,阴极电极CE设置于基板SUB上方;有机发光二极管层OLED2设置于阴极电极CE上方;有机发光二极管层OLED2可采用白色有机发光二极管构成且其上方依序设置有阳极电极AE、不同颜色的彩色滤光片CF及封装层ENC。
如图1C所示,阴极电极CE设置于基板SUB上方;有机发光二极管层OLED3设置于阴极电极CE上方;有机发光二极管层OLED3可采用红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)有机发光二极管构成且其上方依序设置有阳极电极AE、颜色转换层CC及封装层ENC。
然而,上述的被动矩阵式有机发光二极管显示器仅可提供显示功能,若要使其提供触控功能,通常还需要采用外挂触控感测模块的方式来达成,不仅会增加显示器的整体厚度,也会导致生产良率下降,使得生产成本大幅增加。
至于微型发光二极管(Micro LED)则是一种新型态的显示技术,顾名思义,其尺寸较传统的发光二极管来得小,通常可小于100um,甚至可小到5um,故有能力实现具有高像素密度(Pixels Per Inch,PPI)的显示面板。
于微型发光二极管显示器的工艺中,可先分别在不同的磊晶基板(Epitaxialsubstrate)上形成红(R)、绿(G)及蓝(B)的无机发光二极管(Inorganic LED),再采用特定的转移技术将其从磊晶基板搬移至驱动电路基板(例如玻璃基板)并接合于驱动电路基板上的特定位置。举例而言,如图2A~图2F所示,通过特制的微型夹取器CP可通过电磁力、真空吸力、凡德瓦力等方式从磊晶基板SUB1上吸起微型发光二极管MLED后,再将微型发光二极管MLED转移至玻璃基板SUB2并接合于玻璃基板SUB2上的特定位置。
由于无机发光二极管具有高发光效率特性,因此,相较于有机发光二极管,微型发光二极管可在相对较小的像素发光面积下发出与有机发光二极管亮度相同甚至更高的光。举例而言,有机发光二极管的发光亮度最高约为1000nits,而无机发光二极管的发光亮度则可高达106nits,亦即无机发光二极管的发光亮度可为有机发光二极管的发光亮度的1000倍。
于此情况下,微型发光二极管的像素发光区域尺寸只需25um2(亦即5um*5um)即可与有机发光二极管的像素发光区域为25000um2(亦即158um*158um)的像素亮度相等。因此,若微型发光二极管显示器与有机发光二极管显示器具有相同的像素密度及单位亮度,则相较于有机发光二极管显示器,微型发光二极管显示器的驱动电路基板上将会出现许多没有发光二极管层、阴极、阳极及电极走线的闲置空间,而这些闲置空间可用来设置其他的电路及走线,而不会干扰显示器原有的电路布局。
根据上述可知:若被动矩阵式有机发光二极管显示器同时采用有机发光二极管(OLED)及微型发光二极管(Micro LED)技术,如图3所示,一部分的阴极电极CE与阳极电极AE的重叠区域所设置的仍是有机发光二极管OLED,而另一部分的阴极电极CE与阳极电极AE的重叠区域所设置的则是微型发光二极管MLED。如此一来,由于微型发光二极管MLED的尺寸较小,使得图3中的相邻两电极之间的空隙区域SA会大于图1中的相邻两电极之间的空隙区域SA,故可用来设置其他电路及走线,而不会干扰显示器原本的电路布局。
发明内容
本发明提出一种内嵌式电容触控面板,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内嵌式电容触控面板。于此实施例中,内嵌式电容触控面板应用于被动矩阵式发光二极管显示器。内嵌式电容触控面板包含多个像素及第一触控电极。每个像素的叠层结构包含基板、第一导电层、第二导电层、发光二极管层。基板设置于该像素的一侧。第一导电层设置于该基板上方并沿第一方向排列。第二导电层设置于该第一导电层上方并沿第二方向排列。发光二极管层设置于该第一导电层与该第二导电层彼此重叠区域之间而形成该像素。第一触控电极设置于该多个像素中的第一像素与第二像素之间,且该第一像素与该第二像素彼此相邻。
于一实施例中,叠层结构还包含封装层及绝缘层。封装层相对于该基板而设置于该像素的另一侧。绝缘层填充于该封装层与该基板之间。
于一实施例中,内嵌式电容触控面板还包含第二触控电极。第二触控电极设置于该多个像素中的该第一像素与第三像素之间,其中该第一像素与该第二像素沿该第二方向彼此相邻,且该第一像素与该第三像素沿该第一方向彼此相邻。
于一实施例中,该第一触控电极与该第二触控电极设置于该封装层与该基板之间且该第二触控电极位于该第一触控电极与该第一导电层上方,该第一触控电极通过该绝缘层与该第二导电层彼此间隔且该第二触控电极通过该绝缘层与该第一导电层彼此间隔。
于一实施例中,该第一触控电极与该第二触控电极之间通过通孔(Via)电性连接而形成网格状(Mesh)结构或梳状(Comb)结构。
于一实施例中,该第一触控电极与该第二触控电极设置于该封装层与该基板之间,该第一触控电极与该第二触控电极以同一导电层构成且彼此电性相连,并通过该绝缘层与该第二导电层及该第一导电层彼此间隔。
于一实施例中,该第一像素与该第二像素沿该第一方向或该第二方向彼此相邻,该第一触控电极设置于该封装层与该基板之间。
于一实施例中,该第一触控电极与该第一导电层以同一导电层构成并通过该绝缘层彼此间隔。
于一实施例中,该第一触控电极与该第二导电层以同一导电层构成并通过该绝缘层彼此间隔。
于一实施例中,该第一触控电极以不同于该第一导电层与该第二导电层的导电层构成并通过该绝缘层与该第一导电层以及该第二导电层彼此间隔。
于一实施例中,多个该第一触控电极布局为具有一特定图样的一维自电容触控感测电极组,可为三角形或梯形的一维自电容触控感测电极组,以通过单一个该第一触控电极的自电容感测量的大小或相邻两个该第一触控电极的自电容感测量的比例决定触控位置。
于一实施例中,该多个像素均采用有机发光二极管(OLED)形成该发光二极管层。
于一实施例中,该多个像素均采用微型发光二极管(Micro LED)形成该发光二极管层。
于一实施例中,该多个像素中的一部分像素采用有机发光二极管形成该发光二极管层且该多个像素中的另一部分像素采用微型发光二极管形成该发光二极管层。
于一实施例中,该第一导电层包含平行排列的多个第一极性电极,且该多个第一极性电极均耦接至第一极性驱动器,该第一触控电极设置于该多个第一极性电极中的两个第一极性电极之间的空隙区域。
于一实施例中,该第二导电层包含平行排列的多个第二极性电极,且该多个第二极性电极均耦接至第二极性驱动器,该第二触控电极设置于该多个第二极性电极中的两个第二极性电极之间的空隙区域。
于一实施例中,该第一触控电极与该第一导电层以同一导电层或不同导电层构成。
于一实施例中,该第二触控电极与该第二导电层以同一导电层或不同导电层构成。
于一实施例中,内嵌式电容触控面板采用互电容(Mutual-capacitive)触控感测技术或自电容(Self-capacitive)触控感测技术。
于一实施例中,该发光二极管层采用顶发光(Top-emitting)发光二极管结构、底发光(Bottom-emitting)发光二极管结构或双面穿透发光二极管结构。
于一实施例中,该内嵌式电容触控面板的触控感测模式与显示模式彼此分时驱动,致使该内嵌式电容触控面板的触控感测期间与显示期间彼此不重叠。
于一实施例中,当该内嵌式电容触控面板利用该显示期间外的空白区间运作于触控感测模式时,该像素中的该第一导电层或该第二导电层维持于固定电压。
于一实施例中,该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。
于一实施例中,该内嵌式电容触控面板的触控感测期间与显示期间至少部分重叠。
于一实施例中,当该内嵌式电容触控面板与水平同步信号或垂直同步信号同步或利用该显示期间内的空白区间运作于触控感测模式时,该像素中的第一导电层或该第二导电层维持于固定电压。
于一实施例中,该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。
于一实施例中,该内嵌式电容触控面板分别耦接触控控制器及显示控制器,且该触控控制器与该显示控制器同步并调配触控与显示操作的时序。
于一实施例中,该内嵌式电容触控面板耦接触控显示控制器,该触控显示控制器由触控控制器及显示控制器整合而成,并用以调配触控与显示操作的时序。
相较于现有技术,根据本发明的内嵌式电容触控面板适用于被动矩阵式有机发光二极管显示器,可有效整合显示及触控两项功能,其具有下列优点:
(1)触控感测电极及其走线的设计相对简单,且可适用于互电容或自电容触控感测技术。
(2)可利用面板内原有的导电层作为触控电极,以降低工艺复杂度并减少制造成本。
(3)触控感测电极与显示驱动电极的重叠面积相对较少,可有效降低面板的电阻电容负荷(RC loading)并减少噪声。
(4)触控感测电极设置于像素之间,所以不会遮蔽像素的显示区域,可降低对于面板可视性的影响。
(5)触控与显示可分时驱动,以提升信噪比。
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为传统的被动矩阵式有机发光二极管显示器的示意图。
图1A~图1C分别为沿图1中的剖面线AA’所得到的各种不同叠层结构的剖面示意图。
图2A~图2F为通过特制的微型夹取器将微型发光二极管从磊晶基板转移至玻璃基板上的流程示意图。
图3为被动矩阵式有机发光二极管显示器可同时采用有机发光二极管(OLED)及微型发光二极管(Micro LED)技术的示意图。
图4为根据本发明的一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图。
图5为沿图4中的剖面线BB’所得到的叠层结构的剖面示意图。
图6为根据本发明的另一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图。
图7为沿图6中的剖面线CC’所得到的叠层结构的剖面示意图。
图8为根据本发明的又一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图。
图9为沿图8中的剖面线DD’EE’所得到的叠层结构的剖面示意图。
图10为根据本发明的再一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图。
图11至图13分别为于不同实施例中的内嵌式电容触控面板的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync及触控感测驱动信号STH的时序图。
图14为内嵌式电容触控面板的显示及触控操作分别受控于彼此分隔的显示驱动器DD及触控驱动器TD的示意图。
图15为内嵌式电容触控面板的显示及触控操作均受控于触控显示整合驱动器(Touch Display Integrated Driver,TDID)的示意图。
主要元件符号说明:
AD:阳极驱动器
CD:阴极驱动器
TC1:第一触控控制器
TC2:第二触控控制器
AE:阳极电极
CE:阴极电极
SUB1:磊晶基板
SUB2:玻璃基板
CP:微型夹取器
TEx:第一触控电极
TEy、TEy’:第二触控电极
PX1~PX3:第一像素~第三像素
OLED、OLED1~OLED3:有机发光二极管层
SA:空隙区域
SUB:基板
ENC:封装层
CF:彩色滤光片
CC:颜色转换层
MLED:微型发光二极管
ISO:绝缘层
LED:发光二极管层
VIA:穿孔
Vsync:垂直同步信号
Hsync:水平同步信号
STH:触控感测驱动信号
LHB:长水平空白区间
DTP:内嵌式电容触控面板
TD:触控控制器
DD:显示控制器
TDID:触控显示控制器
AA’、BB’、CC’、DD’EE’:剖面线
具体实施方式
根据本发明的一较佳具体实施例为一种内嵌式电容触控面板。于此实施例中,内嵌式电容触控面板不仅适用于互电容触控技术,也适用于自电容触控技术。内嵌式电容触控面板至少包含多个像素及第一触控电极。每个像素的叠层结构包含基板、第一导电层、第二导电层及发光二极管层。基板设置于像素的一侧。第一导电层设置于基板上方并沿第一方向排列。第二导电层设置于第一导电层上方并沿第二方向排列。发光二极管层设置于第一导电层与第二导电层彼此重叠区域之间而形成该像素。第一触控电极设置于该多个像素中的第一像素与第二像素之间,且第一像素与第二像素彼此相邻。
实际上,内嵌式电容触控面板还可进一步包含第二触控电极。第二触控电极设置于该多个像素中的第一像素与第三像素之间,其中第一像素与第二像素沿第二方向彼此相邻,且第一像素与第三像素沿第一方向彼此相邻。
接下来,将分别通过不同的较佳具体实施例来说明本发明的详细技术内容。
首先,请参照图4及图5,图4为根据本发明的一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图;图5为沿图4中的剖面线BB’所得到的叠层结构的剖面示意图。
如图4所示,多个阴极电极(亦即由第一导电层形成的第一极性电极)CE与多个阳极电极(亦即由第二导电层形成的第二极性电极)AE分别沿水平方向(亦即第一方向)及垂直方向(亦即第二方向)平行排列,彼此会交错重叠而形成有多个阴极电极CE与阳极电极AE的重叠区域,并且发光二极管层LED可设置于该些重叠区域而形成包含第一像素PX1~第三像素PX3在内的多个发光像素。一般而言,发光二极管层LED可包含有电子传输层(ETL)、空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)、电子注入层(Electron Inject Layer,EIL)、空穴注入层(HIL)及有机发光层(OEL),但不以此为限。
多个第一触控电极TEx分别沿水平方向(亦即第一方向)平行排列于两两相邻的阴极电极(亦即第一极性电极)CE之间的空隙区域,亦即第一触控电极TEx可设置于该些发光像素中的第一像素PX1与第二像素PX2之间的空隙区域,并且第一像素PX1与第二像素PX2沿垂直方向(亦即第二方向)彼此相邻。同理,多个第二触控电极TEy分别沿垂直方向(亦即第二方向)平行排列于两两相邻的阳极电极(亦即第二极性电极)AE之间的空隙区域,亦即第二触控电极TEy可设置于该些发光像素中的第一像素PX1与第三像素PX3之间的空隙区域,并且第一像素PX1与第三像素PX3沿水平方向(亦即第一方向)彼此相邻。
于此实施例中,该些阴极电极(亦即第一极性电极)CE耦接至阴极驱动器CD并受控于阴极驱动器CD;该些阳极电极(亦即第二极性电极)AE耦接至阳极驱动器AD并受控于阳极驱动器AD。该些第一触控电极TEx耦接第二触控控制器TC2并受控于第二触控控制器TC2;该些第二触控电极TEy耦接第一触控控制器TC1并受控于第一触控控制器TC1。
如图5所示,沿图4中的剖面线BB’所得到的叠层结构包含基板SUB、阴极电极(亦即第一极性电极)CE、发光二极管层LED、阳极电极(亦即第二极性电极)AE、第一触控电极TEx、第二触控电极TEy、封装层ENC及绝缘层ISO。
基板SUB设置于第一像素PX1的一侧,且封装层ENC相对于基板SUB而设置于第一像素PX1的另一侧。阴极电极(亦即第一极性电极)CE设置于基板SUB上方并沿水平方向(亦即第一方向)排列。阳极电极(亦即第二极性电极)AE设置于阴极电极CE上方并沿垂直方向(亦即第二方向)排列。发光二极管层LED设置于阴极电极CE与阳极电极AE彼此重叠区域之间而形成第一像素PX1。
第一触控电极TEx与第二触控电极TEy设置于封装层ENC与基板SUB之间且第二触控电极TEy位于第一触控电极TEx与阴极电极CE上方。绝缘层ISO填充于封装层ENC与基板SUB之间,用以分别隔开第一触控电极TEx与阴极电极CE、第二触控电极TEy与阳极电极AE、第一触控电极TEx与第二触控电极TEy。也就是说,第一触控电极TEx通过绝缘层ISO与阳极电极AE彼此间隔且第二触控电极TEy通过绝缘层ISO与阴极电极彼此间隔。
于此实施例中,第一触控电极TEx可与阴极电极CE同样采用第一导电层制得以简化整体工艺,或是第一触控电极TEx采用与阴极电极CE不同的导电层制得,并通过绝缘层ISO隔开第一触控电极TEx与阴极电极CE,以增加良率并降低电阻电容负荷(RC loading)。
同理,第二触控电极TEy也可与阳极电极AE采用同样的第二导电层制得以简化整体工艺,或是第二触控电极TEy采用与阳极电极AE不同的导电层制得,并通过绝缘层ISO隔开第二触控电极TEy与阳极电极AE,以增加良率并降低电阻电容负荷。
于实际应用中,发光二极管层LED可采用有机发光二极管(OLED)或微型发光二极管(Micro LED)构成,并且发光二极管层LED设置于阴极电极(亦即第一导电层)CE与阳极电极(亦即第二导电层)AE彼此重叠区域之间。
当发光二极管层LED采用微型发光二极管构成时,发光二极管层LED可采用倒装结构(Flip Chip),并分别通过其阴极接点与阳极接点耦接至阴极电极(亦即第一导电层)CE与阳极电极(亦即第二导电层)AE的导电接点,以形成电性连接。
于实际应用中,沿水平方向(亦即第一方向)排列的第一触控电极TEx与沿垂直方向(亦即第二方向)排列的第二触控电极TEy之间可通过绝缘层ISO隔开,并且第一触控电极TEx与第二触控电极TEy可分别被驱动作为传送器(TX)电极与接收器(RX)电极。
举例而言,第一触控电极TEx可被驱动作为传送器(TX)电极且第二触控电极TEy可被驱动作为接收器(RX)电极,或是第一触控电极TEx可被驱动作为接收器(RX)电极且第二触控电极TEy可被驱动作为传送器(TX)电极。
需说明的是,为了能够形成具有较大面积的传送器(TX)电极或接收器(RX)电极以增进电容感测能力,多个传送器(TX)电极或多个接收器(RX)电极可以在内嵌式电容触控面板的显示区域之外彼此耦接,或是在触控控制器(例如第一触控控制器TC1或第二触控控制器TC2)彼此耦接而形成具有较大面积的传送器(TX)电极或接收器(RX)电极,但不以此为限。
接着,请参照图6及图7,图6为根据本发明的另一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图;图7为沿图6中的剖面线CC’所得到的叠层结构的剖面示意图。
如图6所示,多个阴极电极(亦即第一导电层)CE与多个阳极电极(亦即第二导电层)AE分别沿水平方向(亦即第一方向)及垂直方向(亦即第二方向)平行排列而彼此交错重叠形成有多个阴极电极(亦即第一导电层)CE与阳极电极(亦即第二导电层)AE的重叠区域,然后再将发光二极管层LED(例如有机发光二极管或微型发光二极管)设置于该些重叠区域即可形成包含第一像素PX1~第三像素PX3在内的多个发光像素。
该些第一触控电极TEx分别沿水平方向(亦即第一方向)平行排列于两两相邻的阴极电极(亦即第一导电层)CE之间的空隙区域,亦即第一触控电极TEx会设置于该些像素中的第一像素PX1与第二像素PX2之间的空隙区域,且第一像素PX1与第二像素PX2沿垂直方向(亦即第二方向)彼此相邻。
同理,该些第二触控电极TEy分别沿垂直方向(亦即第二方向)平行排列于两两相邻的阳极电极(亦即第二导电层)AE之间的空隙区域,亦即第二触控电极TEy会设置于该些像素中的第一像素PX1与第三像素PX3之间的空隙区域,且第一像素PX1与第三像素PX3沿水平方向(亦即第一方向)彼此相邻。
需说明的是,该些第一触控电极TEx与该些第二触控电极TEy彼此重叠区域可通过穿孔(Via)彼此电性连接而形成网格状(Mesh)结构或梳状(Comb)结构,并可通过适当的布局形成互电容触控感测电极或自电容触控感测电极,但不以此为限。
该些阴极电极(亦即第一导电层)CE耦接阴极驱动器CD并受控于阴极驱动器CD;该些阳极电极(亦即第二导电层)AE耦接阳极驱动器AD并受控于阳极驱动器AD。该些第一触控电极TEx耦接第二触控控制器TC2并受控于第二触控控制器TC2;该些第二触控电极TEy耦接第一触控控制器TC1并受控于第一触控控制器TC1。
如图7所示,沿图6中的剖面线CC’所得到的叠层结构包含基板SUB、阴极电极CE、发光二极管层LED、阳极电极AE、第一触控电极TEx、第二触控电极TEy及封装层ENC。基板SUB设置于第一像素PX1的一侧。封装层ENC相对于基板SUB而设置于第一像素PX1的另一侧。阴极电极(亦即第一导电层)CE设置于基板SUB上方并沿水平方向(亦即第一方向)排列。阳极电极(亦即第二导电层)AE设置于阴极电极(亦即第一导电层)CE上方并沿垂直方向(亦即第二方向)排列。发光二极管层LED设置于阴极电极(亦即第一导电层)CE与阳极电极(亦即第二导电层)AE彼此重叠区域之间而形成第一像素PX1。
当第一触控电极TEx与第二触控电极TEy分别采用不同的导电层构成并通过绝缘层ISO彼此隔开时,部分的第一触控电极TEx与部分的第二触控电极TEy可通过穿孔(Via)电性连接而形成网格状结构,由以增加其与外界触控物体的电容耦合量,并可通过适当的布局而形成互电容触控感测电极或自电容触控感测电极,但不以此为限。
接着,请参照图8及图9,图8为根据本发明的又一较佳具体实施例的内嵌式电容触控面板的示意图;图9为沿图8中的剖面线DD’EE’所得到的叠层结构的剖面示意图。
与前述实施例不同的是,此实施例中的第一触控电极TEx与第二触控电极TEy采用同一导电层构成,并且第一触控电极TEx与第二触控电极TEy通过绝缘层ISO来与阴极电极CE或阳极电极AE彼此隔开。该些第一触控电极TEx与该些第二触控电极TEy可彼此电性相连而形成网格状结构或梳状结构,并可通过适当的布局形成互电容触控感测电极或自电容触控感测电极,但不以此为限。
此外,内嵌式电容触控面板的该些触控感测电极也可仅沿单一方向(例如水平方向或垂直方向)排列,并且该些触控感测电极可采用与阴极电极CE相同的第一导电层、与阳极电极AE相同的第二导电层、或是与阴极电极CE及阳极电极AE均不相同的其他导电层构成,并无特定的限制。实际上,该些触控感测电极可分别设置于沿垂直方向平行排列的两两相邻的阳极电极AE之间的空隙区域,或是设置于沿水平方向平行排列的两两相邻的阴极电极CE之间的空隙区域,由以降低内嵌式电容触控面板的电阻电容负荷与信号干扰。
于实际应用中,沿单一方向排列的第一触控感测电极可布局为具有特定图样(例如三角形或梯形)的一维自电容触控感测电极组,以通过该自电容触控感测电极组中的单一个自电容触控感测电极所感测到的电容量大小或是相邻两个自电容触控感测电极所感测到的电容量的比例来决定触控位置。
举例而言,如图10所示,内嵌式电容触控面板的触控感测电极仅包含沿垂直方向平行排列的多个第二触控电极TEy与TEy’,并未包含任何沿水平方向或其他方向排列的触控电极。于此实施例中,该些第二触控电极TEy与TEy’分别耦接至第一触控控制器TC1并受控于第一触控控制器TC1,并且该些第二触控电极TEy与TEy’布局成具有三角形或梯形的一维自电容触控感测电极,并可通过单一自电容触控感测电极所感测到的电容量大小或是相邻两自电容触控感测电极所感测到的电容量的比例来决定触控位置。
于上述各实施例中,内嵌式电容触控面板的所有像素的发光二极管层LED可全部都采用有机发光二极管(OLED)构成,也可所有像素的发光二极管层LED全部都采用微型发光二极管(Micro LED)构成,或是一部分像素的发光二极管层LED采用有机发光二极管构成且另一部分像素的发光二极管层LED则采用微型发光二极管构成。
需说明的是,当内嵌式电容触控面板的部分或全部的像素采用微型发光二极管构成发光二极管层LED时,由于微型发光二极管仅需较小的面积即可达到与具有较大面积的有机发光二极管相同的发光强度,因此,采用微型发光二极管的该些像素即可大幅减少使用面积,致使内嵌式电容触控面板中的可布局空间增加而可供其他电路或走线使用,例如电容触控感测电极可利用增加的可布局空间来增大其面积,故能达到较高的电容耦合量,以提升内嵌式电容触控面板的触控感测效能。
于上述各实施例中,依据不同的发光二极管结构设计,阴极电极与阳极电极也可相互对调而不影响本发明的各实施例。此外,上述各实施例中的发光二极管虽均以顶发光(Top Emitting)型态的发光二极管为例,但实际上也可采用底发光(Bottom Emitting)型态或双面穿透型态的发光二极管结构,并无特定的限制。
需说明的是,本发明的内嵌式电容触控面板的触控感测模式与显示模式可以彼此分时驱动,致使内嵌式电容触控面板的触控感测期间与显示期间彼此不重叠,但不以此为限。
接着,请参照图11至图13,图11至图13分别为于不同实施例中的内嵌式电容触控面板的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync及触控感测驱动信号STH的时序图。
于一实施例中,本发明的内嵌式电容触控面板可利用显示期间外的空白区间运作于触控感测模式。实际上,空白区间可包含垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间中的至少一种。其中,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。
举例而言,如图11所示,触控感测驱动信号STH利用垂直同步信号Vsync的空白区间作动,此时,由第一导电层形成的阴极电极CE或由第二导电层形成的阳极电极AE可维持于固定电压。但不以此为限。
于另一实施例中,本发明的内嵌式电容触控面板的触控感测也可利用显示周期的显示区间作动,并可与水平同步信号Hsync或垂直同步信号Vsync同步。举例而言,如图12所示,触控感测驱动信号STH利用显示周期的显示区间作动,并且触控感测驱动信号STH与水平同步信号Hsync同步,此时,由第一导电层形成的阴极电极CE或由第二导电层形成的阳极电极AE可维持于固定电压。但不以此为限。
于又一实施例中,本发明的内嵌式电容触控面板的触控感测也可利用显示期间内的空白区间运作于触控感测模式。举例而言,如图13所示,触控感测驱动信号STH并未与水平同步信号Hsync或垂直同步信号Vsync同步,而是利用显示期间内的水平同步信号Hsync的长水平空白区间LHB运作于触控感测模式,此时,由第一导电层形成的阴极电极CE或由第二导电层形成的阳极电极AE可维持于固定电压。但不以此为限。
于实际应用中,本发明的内嵌式电容触控面板的触控感测时段可与显示周期的显示区间至少部分重叠,如图12及图13所示。
接着,请参照图14及图15,图14为内嵌式电容触控面板DTP的显示及触控操作分别受控于彼此分隔的显示驱动器DD及触控驱动器TD的示意图;图15为内嵌式电容触控面板DTP的显示及触控操作均受控于触控显示整合驱动器(Touch Display IntegratedDriver,TDID)的示意图。
如图14所示,内嵌式电容触控面板DTP分别耦接触控控制器TD及显示控制器DD,并且触控控制器TD与显示控制器DD同步并调配触控与显示操作的时序。
如图15所示,内嵌式电容触控面板DTP耦接触控显示控制器(例如触控显示整合驱动器)TDID。触控显示整合驱动器由触控控制器及显示控制器整合而成,并用以调配触控与显示操作的时序。
相较于现有技术,根据本发明的内嵌式电容触控面板适用于被动矩阵式有机发光二极管显示器,可有效整合显示及触控两项功能,其具有下列优点:
(1)触控感测电极及其走线的设计相对简单,且可适用于互电容或自电容触控感测技术。
(2)可利用面板内原有的导电层作为触控电极,以降低工艺复杂度并减少制造成本。
(3)触控感测电极与显示驱动电极的重叠面积相对较少,可有效降低面板的电阻电容负荷并减少噪声。
(4)触控感测电极设置于像素之间,所以不会遮蔽像素的显示区域,可降低对于面板可视性的影响。
(5)触控与显示可分时驱动,以提升信噪比。
通过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 (28)
1.一种内嵌式电容触控面板,其特征在于,应用于一被动矩阵式发光二极管显示器,该内嵌式电容触控面板包含:
多个像素,每个像素的一叠层结构包含:
一基板,设置于该像素的一侧;
一第一导电层,设置于该基板上方,沿一第一方向排列;
一第二导电层,设置于该第一导电层上方,沿一第二方向排列;
以及
一发光二极管层,设置于该第一导电层与该第二导电层彼此重叠区域之间而形成该像素;以及
一第一触控电极,设置于该多个像素中的一第一像素与一第二像素之间,其中该第一像素与该第二像素彼此相邻。
2.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该叠层结构还包含:
一封装层,相对于该基板而设置于该像素的另一侧;以及
一绝缘层,填充于该封装层与该基板之间。
3.根据权利要求2所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,还包含:
一第二触控电极,设置于该多个像素中的该第一像素与一第三像素之间,其中该第一像素与该第二像素沿该第二方向彼此相邻,且该第一像素与该第三像素沿该第一方向彼此相邻。
4.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第二触控电极设置于该封装层与该基板之间且该第二触控电极位于该第一触控电极与该第一导电层上方,该第一触控电极通过该绝缘层与该第二导电层彼此间隔且该第二触控电极通过该绝缘层与该第一导电层彼此间隔。
5.根据权利要求4所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第二触控电极之间通过一通孔电性连接而形成一网格状结构或一梳状结构。
6.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第二触控电极设置于该封装层与该基板之间,该第一触控电极与该第二触控电极以同一导电层构成且彼此电性相连,并通过该绝缘层与该第二导电层及该第一导电层彼此间隔。
7.根据权利要求2所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一像素与该第二像素沿该第一方向或该第二方向彼此相邻,该第一触控电极设置于该封装层与该基板之间。
8.根据权利要求7所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第一导电层以同一导电层构成并通过该绝缘层彼此间隔。
9.根据权利要求7所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第二导电层以同一导电层构成并通过该绝缘层彼此间隔。
10.根据权利要求7所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极以不同于该第一导电层与该第二导电层的导电层构成并通过该绝缘层与该第一导电层以及该第二导电层彼此间隔。
11.根据权利要求7所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,多个该第一触控电极布局为具有一特定图样的一维自电容触控感测电极组,以通过单一个该第一触控电极的自电容感测量的大小或相邻两个该第一触控电极的自电容感测量的比例决定触控位置。
12.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该多个像素均采用有机发光二极管形成该发光二极管层。
13.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该多个像素均采用微型发光二极管形成该发光二极管层。
14.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该多个像素中的一部分像素采用有机发光二极管形成该发光二极管层且该多个像素中的另一部分像素采用微型发光二极管形成该发光二极管层。
15.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一导电层形成平行排列的多个第一极性电极,且该多个第一极性电极均耦接至一第一极性驱动器,该第一触控电极设置于该多个第一极性电极中的两个第一极性电极之间的空隙区域。
16.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第二导电层包含平行排列的多个第二极性电极,且该多个第二极性电极均耦接至一第二极性驱动器,该第二触控电极设置于该多个第二极性电极中的两个第二极性电极之间的空隙区域。
17.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第一触控电极与该第一导电层以同一导电层或不同导电层构成。
18.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该第二触控电极与该第二导电层以同一导电层或不同导电层构成。
19.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,采用互电容触控感测技术或自电容触控感测技术。
20.根据权利要求1所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该发光二极管层采用顶发光发光二极管结构、底发光发光二极管结构或双面穿透发光二极管结构。
21.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该内嵌式电容触控面板的触控感测模式与显示模式彼此分时驱动,致使该内嵌式电容触控面板的触控感测期间与显示期间彼此不重叠。
22.根据权利要求21所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,当该内嵌式电容触控面板利用该显示期间外的一空白区间运作于该触控感测模式时,该像素中的该第一导电层或该第二导电层维持于一固定电压。
23.根据权利要求22所述的内嵌式电容触控面板,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。
24.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该内嵌式电容触控面板的触控感测期间与显示期间至少部分重叠。
25.根据权利要求24所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,当该内嵌式电容触控面板与水平同步信号或垂直同步信号同步或利用该显示期间内的一空白区间运作于触控感测模式时,该像素中的该第一导电层或该第二导电层维持于一固定电压。
26.根据权利要求25所述的内嵌式电容触控面板,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。
27.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该内嵌式电容触控面板分别耦接一触控控制器及一显示控制器,且该触控控制器与该显示控制器同步并调配触控与显示操作的时序。
28.根据权利要求3所述的内嵌式电容触控面板,其特征在于,该内嵌式电容触控面板耦接一触控显示控制器,该触控显示控制器由一触控控制器及一显示控制器整合而成,并用以调配触控与显示操作的时序。
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