CN110531882A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种显示装置，具有多个第一阵列电极、多个第二阵列电极、一第一感测模块及一第二感测模块。当显示装置与一被检测物体之间的距离大于零，第一阵列电极接收第一触控驱动信号，且第二阵列电极传送一第一感测信号至第一感测模块；当显示装置与被检测物体之间的距离等于零，第一阵列电极及第二阵列电极接收第二触控驱动信号，且第一阵列电极及第二阵列电极传送一第二感测信号至第二感测模块。

Description

显示装置

技术领域

本发明关于一种显示装置，尤指一种具备二维触控功能与三维触控功能切换的显示装置。

背景技术

目前触控显示装置通常仅具备二维触控功能，但随着显示装置(例如车用面板装置)的发展，二维触控已逐渐不符时下需求。目前虽已有一些三维触控显示装置，然而这些三维触控显示装置通常仅能支援三维触控而无法同时支援二维触控功能与三维触控功能的切换，因此无法符合需求。此外，这些三维触控显示装置必须利用显示面板的周边区域埋设多个感测元件来达成三维触控感测，如此将造成制造成本的增加并降低显示面板的有效显示区。另外，这些三维触控显示装置通常采用光学式感测设计，也因此常会受到阴影干扰而无法精准地判断三维触控信号。

有鉴于此，目前仍需发展一种显示装置来改善上述问题。

发明内容

本发明提供一种显示装置及显示方法，使显示装置同时具备二维触控功能及三维触控功能。

本发明的一种显示装置包含：辨识区域、第一感测模块及第二感测模块。辨识区域具有多个第一阵列电极及邻近该些第一阵列电极设置的多个第二阵列电极；第一感测模块接收来自该些第二阵列电极的至少其中之一的第一感测信号；第二感测模块接收来自该些第一阵列电极的至少其中之一及该些第二阵列电极的至少其中之一的第二感测信号；其中当显示装置与被检测物体之间具有大于零的第一距离时，该些第一阵列电极接收第一触控驱动信号，且该些第二阵列电极传送第一感测信号至第一感测模块；当显示装置与被检测物体之间的距离等于零时，该些第一阵列电极及该些第二阵列电极接收第二触控驱动信号，且该些第一阵列电极及该些第二阵列电极传送第二感测信号至第二感测模块。

附图说明

图1是本发明一实施例的显示装置的俯视图；

图2(A)是沿着图1的显示装置的A-A’剖线的剖面图(on-cell架构时)；

图2(B)是沿着图1的显示装置的A-A’剖线的剖面图(in-cell架构时)；

图2(C)是是本发明另一实施例的显示装置的俯视图；

图2(D)是沿着图2(C)的显示装置的B-B’与C-C’剖线的剖面图(on-cell架构时)；

图3(A)是本发明一实施例的第一开关模块、第二开关模块及第三开关模块的示意图；

图3(B)是本发明一实施例的第一开关模块与驱动信号产生模块、第一感测模块、第二感测模块、微控制器的示意图；

图3(C)是本发明一实施例的第一感测模块及第二感测模块的示意图；

图3(D)是本发明一实施例的微控制器的示意图；

图4是本发明一实施例的显示装置所执行的二维触控模式与三维触控模式切换方法的流程图；

图5(A)是本发明一实施例的显示装置的二维触控模式的信号时序图；

图5(B)是本发明另一实施例的显示装置的二维触控模式的信号时序图；

图5(C)是本发明一实施例的显示装置的三维触控模式的信号时序图；

图5(D)是本发明另一实施例的显示装置的三维触控模式的信号时序图；

图6(A)为本发明另一实施例的显示装置的俯视图；

图6(B)为图6(A)的驱动信号产生模块、第二感测模块、微控制器及比较器的示意图。

【符号说明】

1、1’ 显示装置 363 第九晶体管

10、10’ 辨识区域 361a 第七晶体管的第一端

32 第一开关模块 361b 第七晶体管的第二端

34 第二开关模块 361c 第七晶体管的控制端

44 第一感测模块 362a 第八晶体管的第一端

46、46’ 第二感测模块 362b 第八晶体管的第二端

22 第一阵列电极 362c 第八晶体管的控制端

24 第二阵列电极 363a 第九晶体管的第一端

32a 第一端部 363b 第九晶体管的第二端

32b 第二端部 363c 第九晶体管的控制端

34a 第三端部 442 第一模拟前端电路

34b 第四端部 444 第一模拟数字转换器

S1 第一感测信号 445 第一暂存器

S2 第二感测信号 446 第一算术逻辑单元

D1 第一触控驱动信号 462、462’ 第二模拟前端电路

D2 第二触控驱动信号 464、464’ 第二模拟数字转换器

26 第三电极 465、465’ 第二暂存器

36 第三开关模块 466、466’ 第二算术逻辑单元

36a 第五端部 52 中央处理器

36b 第六端部 54 存储器

42、42’ 驱动信号产生模块 55 电脑程序单元

50、50’ 微控制器 56 输入/输出接口

AA 显示区 551 第一程序码

B 周边区 552 第二程序码

11 覆盖层 553 第三程序码

12 粘着层 554 第四程序码

13 第一偏光层 S41～S44 步骤

14 阵列电极层 D 距离

15 彩色滤光层 Tf 垂直同步期间

16 显示阵列层 T1 显示期间

17 第二偏光层 T2 触控期间

18 控制晶片 T21 触控驱动期间

19 柔性电路板 T22 触控感测期间

16a 液晶层 Tb 消隐期间

16b 薄膜晶体管阵列 VS 影像数据

A-A’ 剖线 C1 第一控制信号

321 第一晶体管 C2 第二控制信号

322 第二晶体管 C3 第三控制信号

323 第三晶体管 C4 第四控制信号

321a 第一晶体管的第一端 C5 第五控制信号

321b 第一晶体管的第二端 High-Z 高阻抗信号

321c 第一晶体管的控制端 221 第一子电极

322a 第二晶体管的第一端 222 第二子电极

322b 第二晶体管的第二端 70 比较器

322c 第二晶体管的控制端 Dpre 预设驱动信号

323a 第三晶体管的第一端 Sr1 第一反应信号

323b 第三晶体管的第二端 Sr2 第二反应信号

323c 第三晶体管的控制端 D3 第三触控驱动信号

341 第四晶体管 D4 第四触控驱动信号

342 第五晶体管 80 查找表

343 第六晶体管 Z 法线方向

341a 第四晶体管的第一端 X X方向

341b 第四晶体管的第二端 Y Y方向

341c 第四晶体管的控制端 20 驱动阵列区域

342a 第五晶体管的第一端 21 感测阵列区域

342b 第五晶体管的第二端 111 保护层

342c 第五晶体管的控制端 112 第一遮光层

343a 第六晶体管的第一端 141 感测电极层

343b 第六晶体管的第二端 113 第一氧化层

343c 第六晶体管的控制端 114 第一金属层

361 第七晶体管 142 驱动电极层

362 第八晶体管 201 第二氧化层

202 第二金属层

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可针对不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

说明书与请求项中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何的前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

此外，本发明中关于“当...”或“...时”等描述表示”当下、之前或之后”等情形，而不限定为同时发生的情形，在此先行说明。本发明中关于“设置于...上”等类似描述表示两元件的对应位置关系，并不限定两元件之间是否有所接触，除非特别有限定，在此先行叙明。再者，本发明记载多个功效或状态时，若多个功效或状态之间使用“或”一词，表示功效或状态可独立存在，但不排除多个功效可同时存在，意即“或”可含有“及/或”的情形。另外，本发明中关于“连接”、“电性连接”或“耦接”一词，若无特别强调，则表示包含了直接连接与间接连接的情形。

图1是本发明一实施例的显示装置1的俯视图，其中显示装置1对应X方向及Y方向放置，即显示装置1放置于XY平面，且Z方向定义为显示装置1的法线方向，即其显示面朝向Z方向。如图1所示，显示装置1包含一辨识区域10、一第一感测模块44及一第二感测模块46。辨识区域10具有多个第一阵列电极22及多个第二阵列电极24，其中第二阵列电极24邻近第一阵列电极22设置，例如第二阵列电极24可设置于第一阵列电极22与辨识区域10的边缘之间，因此第二阵列电极24可视为包围第一阵列电极22。在一实施例中，显示装置1更包含一第一开关模块32及一第二开关模块34。第一开关模块32与第一阵列电极22的至少其中之一电性连接，例如第一开关模块32可具有一第一端部32a及一第二端部32b，第一端部32a可与第一阵列电极22的至少其中之一电性连接。第二开关模块34与第二阵列电极24的至少其中之一电性连接，例如第二开关模块34可具有一第三端部34a及一第四端部34b，第三端部34a可与第二阵列电极24的至少其中之一电性连接。第一感测模块44与第二开关模块34电性连接，并接收来自第二阵列电极24的至少其中之一的一第一感测信号S1。第二感测模块46与第一开关模块32及第二开关模块34电性连接，并接收来自第一阵列电极22的至少其中之一以及第二阵列电极24的至少其中之一的一第二感测信号S2。需注意的是，此处所指的“端部”并不限定为单一节点，其也可以是多个节点的统称。于另一实施例中，第一感测模块44与第二感测模块46分别可接收相同第二阵列电极24的至少其中之一的第一感测信号S1或第二感测信号S2，即第二阵列电极24中的一个第二阵列电极可传送第一感测信号S1给第一感测模块44，也可传送第二感测信号S2给第二感测模块46。

显示装置1可依照使用者的触控方式而切换为二维触控模式(例如实际触碰控制)或三维触控模式(例如悬浮触控)，其中二维触控模式的运作期间可具有一触控驱动期间及一触控感测期间，三维触控模式的运作期间也可具有触控驱动期间及触控感测期间。当显示装置1的显示面与一被检测物体(例如使用者的手指)之间具有大于零的一第一距离时，显示装置1可切换为三维触控模式，其中第一阵列电极22于触控驱动期间接收一第一触控驱动信号D1，且第二阵列电极24于触控感测期间传送第一感测信号S1至第一感测模块44；而当显示装置1的显示面与被检测物体之间的距离等于零时，显示装置1可切换为二维触控模式，其中第一阵列电极22及第二阵列电极24于触控驱动期间接收一第二触控驱动信号D2，且第一阵列电极22及第二阵列电极24于触控感测期间传送第二感测信号S2至第二感测模块46。在一实施例中，触控驱动期间及触控感测期间可不重叠。此外第一距离及等于零的“距离”可定义为显示装置1的显示面法线方向(Z方向)。需注意的是，此处“等于零”包含(距离)等于零及难以从肉眼看出间距(距离)存在的情况，且不限于此。此外，在一实施例中，第一距离于显示装置1的显示面法线方向上为大于0公分并小于或等于15公分(意即0公分＜第一距离≤15公分)，且不限于此；在另一实施例中，第一距离的上限值须端视被检测物体与显示装置1的显示面之间的电场于空气中的传递能量的衰减来决定，例如：当电场于空气中的传递能量有较轻微的衰减，则第一距离的上限值可延伸(≥15公分)；而当电场于空气中的传递能量有较剧烈的衰减，则第一距离的上限值可缩短(≤15公分)。

在三维触控模式下，第一阵列电极22可作为驱动电极Tx，其可于接收到第一触控驱动信号D1时，于显示面上形成电场，而第二阵列电极24可作为感测电极Rx来感测显示面上方的电场，当使用者的手指于显示面上方进行三维触控(例如悬浮按压、悬浮移动、悬浮手势等)时，第二阵列电极24即可检测到显示面上的电场变化，进而传送第一感测信号S1至第一感测模块44，由此进行三维触控感测，但不限于此。在一实施例中，第二阵列电极24可为整合式电容感测，例如以彼此串接的多个第二阵列电极24为单位来进行感测；但在另一实施例中，第二阵列电极24也可为分散式电容感测，例如以第二阵列电极24的每一个电极为单位来进行感测，由此可达成多点触控。此外，本发明的三维触控感测也可采用光学式感测，且不限于此。

在二维触控模式下，第一阵列电极22及第二感测电极24皆可作为驱动电极Tx及感测电极Rx，以进行二维触控感测，但不限于此。第一阵列电极22及第二阵列电极24可用各种方式进行二维触控感测，例如自感式电容感测、互感式电容感测、电阻式感测、光学式感测等，且不限于此。另外，在一实施例中，第一触控驱动信号D1与第二触控驱动信号D2可以是相同信号，但也可不同。

此外，显示装置1可包含其它元件。请再次参考图1，显示装置1可更包含至少一第三电极26，第三电极26邻近第二阵列电极24的其中的两个设置。在一实施例中，第三电极26可为“角落电极”或可设置于辨识区域10的“角落”，此处所指的“角落”可由第二阵列电极24及第三电极26于辨识区域10的对应关系来定义，举例来说，辨识区域10可具有延伸于第一方向(定义为X方向)的第一边缘10a及第二边缘10b，以及延伸于第二方向(定义为Y方向)的第三边缘10c及第四边缘10d，第二阵列电极24可沿着该些边缘10a～10d排列设置，其中沿着第一边缘10a排列设置的第二阵列电极24中最邻近第三边缘10c的一个电极，与沿着第三边缘10c排列设置的第二阵列电极24中最邻近第一边缘10a的一个电极之间所夹置的位置即可视为辨识区域10的“角落”，而第三电极26可设置于该角落。在本实施例中，辨识区域10可具有四个角落，每个角落可设置一或多个第三电极26。在一实施例中，第三电极26可为浮接状态(floating)或可接收一高阻抗信号(high impedance signal)，由此第三电极26可形成虚设电极(dummy electrode)而无电性功能，但并非限定。另一个实施例中，一第三电极26于X方向或Y方向上与邻近的第二阵列电极24可具有一适当距离，该适当距离可减缓第三电极26与第二阵列电极24之间的电场干扰，此时第三电极26除了可被施加为浮接状态或可接收一高阻抗信号之外，也可接收一接地信号或者接收一共用电压信号，但并非限定。又一实施例中，第三电极26可作为驱动电极Tx或感测电极Rx，以接收第一触控驱动信号D1或第二触控驱动信号D2，或传送第一感测信号S1或传送第二感测信号S2，但并非限定。

在一实施例中，显示装置1可包含一第三开关模块36，第三开关模块36可具有一第五端部36a及一第六端部36b。在一实施例中，第五端部36a可与至少一个第三电极26电性连接。在一实施例中，第六端部36b可与一驱动信号产生模块42、第一感测模块44或第二感测模块46(其中之一或任两个)电性连接，或者可同时与驱动信号产生模块42、第一感测模块44以及第二感测模块46电性连接，但并非限定。

在一实施例中，显示装置1可包含驱动信号产生模块42。驱动信号产生模块42可例如由电路的方式实现，并可与第一开关模块32的第二端部32b电性连接，或可与第二开关模块34的第四端部34b电性连接，又或者可同时与第二端部32b及第四端部34b电性连接。在一实施例中，在三维触控模式下，驱动信号产生模块42可产生第一触控驱动信号D1，且第一触控驱动信号D1可经由第一开关模块32而传送至第一阵列电极22；而在二维触控模式下，驱动信号产生模块42可产生第二触控驱动信号D2，且第二触控驱动信号D2可经由第一开关模块32而传送至第一阵列电极22，以及可经由第二开关模块34而传送至第二阵列电极24。在一实施例中，驱动信号产生模块42也可与第三开关模块36的第六端部36b电性连接，且驱动信号产生模块42可产生高阻抗信号、接地信号或者共用电压信号，并经由第三开关模块36传送至第三电极26。

在一实施例中，显示装置1可包含一微控制器(Microcontroller Unit，MCU)50。微控制器50可与驱动信号产生模块42电性连接，以控制驱动信号产生模块42产生第一触控驱动信号D1或第二触控驱动信号D2。微控制器50也可与第一开关模块32及第二开关模块34电性连接，以控制第一开关模块32及第二开关模块34的导通与否。在一实施例中，在三微触控模式下，微控制器50可于触控驱动期间控制第一开关模块32导通，使第一触控驱动信号D1通过第一开关模块32而传送至第一阵列电极22，且微控制器50可于触控感测期间控制第二开关模块34导通，使第一感测信号S1通过第二开关模块34而传送至第一感测模块44；而在二维触控模式下，微控制器50可于触控驱动期间控制第一开关模块32及第二开关模块34导通，使第二触控驱动信号D2通过第一开关模块32及第二开关模块34而传送至第一阵列电极22及第二阵列电极24，且微控制器50可于触控感测期间控制第一开关模块32及第二开关模块34导通，使第二感测信号S2通过第一开关模块32及第二开关模块34而传送至第二感测模块46。微控制器50也可与第一感测模块44及第二感测模块46电性连接，以控制第一感测模块44及第二感测模块46的运作。此外，在一实施例中，微控制器50也可与第三开关模块36电性连接，以控制第三开关模块36的导通。在一实施例中，驱动信号产生模块42可整合于微控制器50中。

接下来将分别说明上述元件的细部结构或配置。

首先针对识别区域10、第一阵列电极22、第二阵列电极24、第三电极26进行说明，请再次参考图1。在一实施例中，识别区域10的范围可涵盖于显示装置1的显示面板(图未显示)的显示区AA之内，或者识别区域10的范围即为显示区AA；而第一开关模块32、第二开关模块34、第三开关模块36、驱动信号产生模块42、第一感测模块44、第二感测模块46、微控制器50等元件则可设置于显示面板的周边区B，或者可设置于显示面板之外。第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极26可为相同形状，但在其它实施例中，第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极26各自也可为任意形状，换言之，第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极26可对应显示装置1、显示面板或识别区域10的形状而设计成不同形状(可参考图6(A))。此外，本发明的显示装置1可为外挂式触控面板架构或内嵌式面板架构，第一阵列电极22、第二阵列电极24、第三电极26可分别设置于彩色滤光层的其中一侧(on-cell架构)，或者第一阵列电极22、第二阵列电极24、第三电极26可直接设置于显示阵列基板(in-cell架构)，详情可参考图2(A)及图2(B)，其中图2(A)及图2(B)的堆叠结构仅是举例而非限定。

图2(A)是沿着图1的显示装置1的A-A’剖线的剖面图(采用on-cell架构时)，如图2(A)所示，显示装置1可包含一覆盖层11(覆盖层11可例如是一盖板，但不限于此)、一粘着层12、一第一偏光层13、一阵列电极层14(可包含第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极26)、一彩色滤光层15、一显示阵列层16及一第二偏光层17。于法线方向(Z方向)上，覆盖层11可设置于粘着层12之上，粘着层12可设置于第一偏光层13之上，第一偏光层13可设置于彩色滤光层15之上，彩色滤光层15面向第一偏光层13的一侧可设置多阵列电极14，且彩色滤光层15可设置于显示阵列层16之上，显示阵列层16可设置于第二偏光层17之上。覆盖层11可以是透明材质，且不限于此。粘着层12可以是光学胶带(Optical clear adhesive，OCA)或光学透明树脂(Optical clear resin，OCR)，且不限于此。第一偏光层13及第二偏光层17可适用各种材质。多个阵列电极14可电性连接至设置于周边区B的控制晶片18(控制晶片18可包含例如微控制器50等元件)，并可设置于例如柔性电路板19上。彩色滤光层15可包含例如红色彩色层R、蓝色彩色层B及绿色彩色层G，并可具有遮光区(图未显示)，且不限于此。显示阵列层16可包含液晶(Liquid crystal，LC)、透明电极(Indium tin oxide(ITO)、Indium zinc oxide(IZO))层、绝缘层(Passivation)、配向层(聚酰亚胺(Polyimide)，PI)，以形成液晶层16a及薄膜晶体管(TFT)阵列16b。

此外，虽本实施例以液晶面板架构来举例，但本发明也可适用于可挠性显示面板架构、非矩形显示面板架构、有机发光二极管(OLED)面板架构、无机发光二极管(LED)面板架构(例如为次毫米发光二极管(Mini LED)面板结构或微发光二极管(Micro LED)面板架构)、量子点发光体(Quantum Dot)面板架构、或者利用上述多个相同类型不同类型面板架构组合而成的拼接式面板(Tiled display)，且不限于此。应用于非液晶面板架构的实施例时，液晶层可替换为上述举例的发光二极管或其他等显示介质，且可选择性省略配向层、彩色滤光层、第一偏光层、第二偏光层及背光模块中的至少一个，或者端视设计需求来增减其层别。下述其他实施例也可适用上述其他面板架构。

图2(B)为沿着图1的显示装置1的A-A’剖线的剖面图(采用in-cell架构时)，如图2(B)所示，显示装置1可包含覆盖层11(覆盖层11可例如是盖板，但不限于此)、粘着层12、第一偏光层13、彩色滤光层15、显示阵列层16、第二偏光层17及设置于显示阵列层16的多个阵列电极14，其中阵列电极14可包含第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极24。于法线方向(Z方向)上，覆盖层11可设置于粘着层12之上，粘着层12设置于第一偏光层13之上，第一偏光层13可设置于彩色滤光层15之上，彩色滤光层15可设置于显示阵列层16之上，显示阵列层16可设置于第二偏光层17之上。覆盖层11、粘着层12、第一偏光层13、第二偏光层17、彩色滤光层15、显示阵列层16可适用图2(A)实施例的说明，故不再详述。而多个阵列电极14(包含第一阵列电极22、第二阵列电极24及第三电极26)则设置于显示阵列层16的薄膜晶体管阵列16b上，多个阵列电极14可作为共用电极(common electrode)或者是像素电极(pixel electrode)，多个阵列电极14或薄膜晶体管(TFT)阵列16b可电性连接至设置于例如柔性电路板19上的控制晶片18。

本发明的显示装置1也可具备不同结构，例如第一阵列电极22及第二阵列电极24可分别设置于不同电极层上，由此减少第一阵列电极22与第二阵列电极24之间的干扰，其中干扰可为电场干扰(electrical field coupling)。图2(C)是本发明另一实施例的显示装置1的俯视图，其中本实施例的显示装置1的放置方式是与图1实施例相同；此外，本实施例若具备与图1实施例相同的元件，则将以相同的元件符号来标示该元件，且由于该元件的细节已在图1实施例中说明，故不再详述。

如图2(C)所示，显示装置1的第一阵列电极22是位于一驱动阵列区20之中，而第二阵列电极24及第三电极26则位于一感测阵列区域21，意即辨识区域10扣除驱动阵列区20所剩下的区域，其中，驱动阵列区20及感测阵列区域21在该显示装置1的法线方向(Z方向)上可具备不同高度位置，此处“高度位置”是对应在Z方向上的位置，因此第一阵列电极22及第二阵列电极24(或第三电极26)是分别设置于在Z方向上的不同位置。此外，第一阵列电极22可连接至第一开关模块32，且第一阵列电极22及第一开关模块32可适用图1实施例中的说明，例如第一开关模块32与其它元件的连接。第二阵列电极24可连接至第二开关模块34，且第二阵列电极24及第二开关模块34可适用图1实施例中的说明，例如第二开关模块34与其它元件的连接。第三电极26可连接至第三开关模块36，且第三电极26及第三开关模块36可适用图1实施例中的说明，例如第三开关模块36与其它元件的连接。

此外，在图2(C)的示意图中，每个第二阵列电极24是以条状电极来呈现，但在其它实施例中，每个第二阵列电极24也可改由图1实施例中的方式来呈现，即每个条状电极可改成多个排列的电极。当第二阵列电极24是以条状电极来呈现时(如图2(C)所示)，则第二阵列电极24可用以检测单手的悬浮触控(例如单手的手势)；而当第二阵列电极24改以多个排列的电极时，则第二阵列电极24可用以检测双手的悬浮触控(例如双手的手势)，且不限于此。

另外，虽然图2(C)的示意图中有呈现第三电极26，但在其它实施例中，第三电极26也可被移除，而第三电极26被移除的位置可放置第二阵列电极24，或者是将移除掉第三电极26的位置空下来，且不限于此。此外，在一实施例中，第三电极26可被施加为浮接状态或可接收一高阻抗信号，而在另一实施例中，第三电极26则也可作为感测电极(Rx)，即当做第二阵列电极24使用。于另一个实施例中，当一第三电极26于X方向或Y方向上与邻近第二阵列电极24具有一适当距离(该适当距离可减缓第三电极26与第二阵列电极24之间的电场干扰)，则第三电极除了可被施加为浮接状态或可接收一高阻抗信号之外，也可接收一接地信号或者接收一共用电压信号，但上述仅是举例而非限定。

此外，以法线方向俯视显示装置1时，第二阵列电极24与第一阵列电极22不重叠，例如第一阵列电极22位于由识别区域10中心处向外延伸的范围，而第二阵列电极24位于该范围与识别区域10的边缘之间的区域，因此由法线方向(Z方向)俯视时，第一阵列电极22与第二阵列电极24不重叠，但不限于此。

为了使图2(C)的电子装置1的细部结构更加清楚，以下将以图2(D)的实施例来进行说明，其中图2(D)是沿着图2(C)的显示装置1的B-B’剖线的剖面图(on-cell架构时)。

如图2(D)所示，显示装置1可包含覆盖层11本实施例的覆盖层11可包含一保护层111、一第一遮光层112、一感测电极层141、一第一氧化层113及一第一金属层114或其上述层别的至少一个，另外沿Z方向上，更可于将覆盖层11设置粘着层12、第一偏光层13、一驱动电极层142、一第二氧化层201、一第二金属层202、彩色滤光层15、显示阵列层16(包含液晶层16a及薄膜晶体管阵列16b)及第二偏光层17的最上层。于Z方向上，覆盖层11是设置于显示装置1的最顶部。在一实施例中，覆盖层11可以是一盖板，但在另一实施例中，覆盖层11也可以是可挠性面板的最顶部结构。在一实施例中，覆盖层11中的保护层111对于可见光具有约70％以上的穿透率，但不限于此，在一实施例中，保护层111对于可见光可具有80％以上的穿透率，在另一实施例中，保护层111对于可见光可具有90％以上的穿透率，即仅有10％以下的光线会被反射或折射；在一实施例中，保护层111可以是一透明盖板；在一实施例中，保护层111的材质可例如是阻隔膜(Barrier film)、玻璃结构、有机层-无机层-有机层的多层封装结构(Inorganic-Organic-Inorganic multi-layers，IOI)等，又或者可例如是各种可抗污或抗刮的结构，本发明不限于此。此外，于法线方向(Z方向)上，覆盖层11可设置于粘着层12之上，其中保护层111设置于第一遮光层112之上，第一遮光层112设置于感测电极层141之上，感测电极层141设置于第一氧化层113之上，第一氧化层113设置于第一金属层114之上，第一金属层114设置于粘着层12之上，换言之，于法线方向(Z方向)上，保护层111可视为该显示装置1的最顶端，且感测电极层141位于保护层111与驱动电极层142之间(即感测电极层141较驱动电极层142更接近保护层111)，换言之，感测电极层141是靠近保护层111的电极层，而驱动电极层142是远离保护层111的电极层；此外，粘着层12可设置于第一偏光层13之上，第一偏光层13可设置于驱动电极层142之上，驱动电极层142可设置于第二氧化层201之上，第二氧化层201可设置于第二金属层202之上，第二金属层202可设置于区彩色滤光层15之上，彩色滤光层15可设置于显示阵列层16之上，显示阵列层16可设置于第二偏光层17之上。其中粘着层12、第一偏光层13、彩色滤光层15、显示阵列层16及第二偏光层17的细节可适用图2(A)的说明，故不再详述。以下针对保护层111、第一遮光层112、感测电极层141、第一氧化层113、第一金属层114、驱动电极层142、第二氧化层201及第二金属层202进行说明。

由于目前已有在保护层111上配置金属线的技术，因此可将第二阵列电极24(可作为感测电极Rx)配置于保护层111上。第一遮光层112可例如由光阻材料所形成，并且主要配置于如图2(C)的辨识区域10的边缘处，以减少辨识区域10的边缘处的漏光，又或者，假如第一遮光层112的材质可具备吸水性，则第一遮光层112可防止水气渗入辨识区域10的内部。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，第一遮光层112的一最大厚度是介于1至3微米(um)(即1um≤第一遮光层112的最大厚度≤3um)。而感测电极层141可包含第二阵列电极24，其中第二阵列电极24可作为感测电极Rx。第二阵列电极24可例如由透明电极(ITO或IZO)、一金属层(例如：铜或铝等相关合适的金属材料)或者为一绝缘层/金属层/绝缘层的多层材料叠构(例如：钛/铝/钛、钼/铝/钼等相关合适的材料叠构)所形成，但不限于此。在一实施例中，第三电极26也可设置于感测电极层141中，并可视需求作为虚设电极或感测电极Rx。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，感测电极层141的最大厚度是介于20至800纳米(nm)之间(即20nm≤感测电极层141的最大厚度≤800nm)。而第一氧化层113可例如由光阻材料所形成，用于保护第一金属层114，但不限于此。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，第一氧化层113的最大厚度是介于1至3微米(um)之间(即1um≤第一氧化层113的最大厚度≤3um)。而第一金属层114是用以与感测电极层141电性连接，并且用以与第二开关模块34或第三开关模块36连接，由此形成第二阵列电极24与第二开关模块34之间的电性连接或第三阵列电极26与第三开关模块36之间的电性连接。在一实施例中，第一金属层114可通过在第一氧化层113中施加导电贯孔(Via)而与第二阵列电极24或第三阵列电极26连接，且第一金属层114可通过导线而与第二开关模块34或第三开关模块36电性连接，且不限于此。此外，第一金属层114在X方向上的大小也可缩减，例如图2(D)中的第一金属层114在X方向上可缩减至对应第二阵列电极24的大小，而该层在X方向的其它部分(即该层扣除第一金属层114后的部分)则可使用氧化物(例如第一氧化层113)来填充。在一实施例中，第一金属层114可例如由钼(Mo)、钼的氮化物(MoNx)、铝(Al)或铜(Cu)所形成，且不限于此。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，第一金属层114的最大厚度是介于150至500纳米(nm)之间(即150nm≤第一金属层114的最大厚度≤500nm)。

此外，在另一实施例中，只要工艺技术可允许，于显示装置1的法线方向(Z方向)上，第一遮光层112与第二阵列电极24或第三阵列电极26也可设置在同一层，或可相对于Z轴设置于大致相同的高度位置(共平面)。

此外，驱动电极层142可包含第一阵列电极22(显示于C-C’剖线的剖面图之中)。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，驱动电极层142的最大厚度是介于20至800纳米(nm)之间(即20nm≤驱动电极层142的最大厚度≤800nm)。而第二氧化层201可例如由光阻材料所形成，用于保护第二金属层202，但不限于此。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，第二氧化层201的最大厚度是介于1至3微米(um)之间(即1um≤第二氧化层201的最大厚度≤3um)。而第二金属层202是用以与驱动电极层142电性连接，并且用以与第一开关模块32电性连接，由此形成第一阵列电极22与第一开关模块32之间的电性连接。在一实施例中，第二金属层202可通过在第二氧化层201中施加导电贯孔(图未示)而与第一阵列电极22电性连接，且第二金属层202可通过导线而与第一开关模块32电性连接，且不限于此，另外，第二金属层202在Y方向上的大小也可缩减，例如C-C’剖线的剖面图中的第二金属层202在Y方向上可缩减至对应第一阵列电极22的大小，而该层在Y方向的其它部分(即该层扣除第二金属层202后的部分)则可使用氧化物(例如第二氧化层201)来填充。在一实施例中，第二金属层202可例如由钼(Mo)、钼的氮化物(MoNx)、铝(Al)或铜(Cu)所形成，且不限于此。在一实施例中，在法线方向(Z方向)上，第二金属层202的最大厚度是介于150至500纳米(nm)之间(即150nm≤第二金属层202的最大厚度≤500nm)。

由此可知，第二阵列电极24与第一阵列电极22可设置于不同电极层之中，因此两者之间的干扰(例如电场干扰)可减少。

上述堆叠结构仅是举例而非限定，例如，第一金属层114与感测电极层141在法线方向(Z方向)上的位置可依照需求而互换，或者第二金属层202与驱动电极层142在法线方向(Z方向)上的位置可依照需求而互换等。

上述层别(或元件)的厚度可例如通过扫描式电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope，SEM)、透射式电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)或扫描透射式电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscope，STEM)等类似器材来进行量测。以扫描式电子显微镜(SEM)来举例，扫描式电子显微镜(SEM)可拍摄特定层别(元件)的剖视切面下的SEM影像，其中只要合理，SEM影像的局部区域影像宽度及/或厚度的范围并没有特别的限制，即可根据实际层别(元件)的厚度来调变影像的宽度及/或厚度的大小。扫描式电子显微镜(SEM)可通过量测该特定层别(元件)于SEM影像中的最大厚度来定义为上述层别(或元件)的厚度，或者可通过其他合适的量测方法来量测。

图2(D)也显示了沿着图2(C)的显示装置1的C-C’剖线的剖面图(on-cell架构时)。如C-C’剖线的剖面图所示，在Z方向上，各层的排列方式与图2(D)相同，此外，驱动电极层142可包含第一阵列电极22，其中第一阵列电极22可作为驱动电极Tx。第一阵列电极24可例如由透明电极(ITO或IZO)、一金属层(例如：铜或铝等相关合适的金属材料)或者为一绝缘层/金属层/绝缘层的多层材料叠构(例如：钛/铝/钛、钼/铝/钼等相关合适的材料叠构)所形成，但不限于此。另外，由于第二阵列电极24与第一阵列电极22之间具有平行Y方向的间隔，因此可知由Z方向俯视时，第二阵列电极24与第一阵列电极22不会重叠。

接着将针对第一开关模块32、第二开关模块34及第三开关模块36的细部结构进行说明，并请同时参考图1、图2(C)、图3(A)及图3(B)。

图3(A)是本发明一实施例的第一开关模块32、第二开关模块34及第三开关模块36的示意图，请同时参考图1。需注意的是，为了使附图更易懂，图3(A)的开关元件数量已简化，但实际上本发明可具有更多开关元件，例如多个第一开关模块32、多个第二开关模块34及多个第三开关模块36。此外，单一第一开关模块32可连接单一第一阵列电极22，但也可连接多个第一阵列电极22；单一第二开关模块32可连接单一第二阵列电极24，但也可连接多个第二阵列电极24；单一第三开关模块32可连接单一第三电极26，但也可连接多个第三电极26。

如图3(A)所示，第一开关模块32可包含一第一晶体管321、一第二晶体管322及一第三晶体管323，第一晶体管321具有一第一端321a、一第二端321b及一控制端321c，第二晶体管322具有一第一端322a、一第二端322b及一控制端322c，第三晶体管323具有一第一端323a、一第二端323b及一控制端323c。在一实施例中，第一开关模块32的每个第一端321a、322a、323a可电性连接至第一阵列电极22的至少其中之一。在另一实施例中，第一开关模块32可不设置第二晶体管322。第二开关模块34可包含一第四晶体管341、一第五晶体管342及一第六晶体管343，第四晶体管341具有一第一端341a、一第二端341b及一控制端341c，第五晶体管342具有一第一端342a、一第二端342b及一控制端342c，第六晶体管343具有一第一端343a、一第二端343b及一控制端343c。在一实施例中，第二开关模块34的每个第一端341a、342a、343a可电性连接第二阵列电极24的至少其中之一。第三开关模块36可包含一第七晶体管361、一第八晶体管362及一第九晶体管363，第七晶体管361具有一第一端361a、一第二端361b及一控制端361c，第八晶体管362具有一第一端362a、一第二端362b及一控制端362c，第九晶体管363具有一第一端363a、一第二端363b及一控制端363c。此外，在一实施例中，第三开关模块36的每个第一端361a、362a、363a可电性连接至第三电极26的至少其中之一。在一实施例中，第一开关模块32的每个第一端321a、322a、323a可统称为第一开关模块32的第一端部32a，第一开关模块32的每个第二端321b、322b、323b可统称为第一开关模块32的第二端部32b，而第二开关模块34的第三端部34a至第三开关模块36的第六端部36b的定义也可依此类推。上述晶体管的数量仅是举例并非限定。

图3(B)是本发明一实施例的第二开关模块34与驱动信号产生模块42、第一感测模块44、第二感测模块46、微控制器50的示意图，请同时参考图1。为方便说明，图3(B)仅示出第二开关模块34，但第三开关模块36与驱动信号产生模块42、第一感测模块44、第二感测模块46及微控制器50之间的连接方式也可适用图3(B)的例子，而第一开关模块32的连接方式类似图3(B)的例子，但其差异处为第一开关模块32的第二晶体管322的第二端322b不电性连接第一感测模块44、或者不电性连接微控制器50、或者同时不电性连接第一感测模块44与微控制器50，又或者第一开关模块32可不设置第二晶体管322。

如图3(B)所示，第四晶体管341的第二端341b可电性连接至驱动信号产生模块42。第五晶体管342的第二端342b可电性连接至第一感测模块44。第六晶体管343的第二端343b可电性连接至第二感测模块46。第四晶体管341的控制端341c、第五晶体管342的控制端342c及第六晶体管343的控制端343c可电性连接至微控制器50。通过微控制器50的控制，连接至第一阵列电极22的第四晶体管341、第五晶体管342及第六晶体管343可于不同时间导通，例如第四晶体管341可在触控驱动期间导通(二维触控或三维触控)，第五晶体管342可在三维触控感测期间导通，而第五晶体管342与第六晶体管343可在二维触控感测期间导通，且不限于此。

在一实施例中，第一开关模块32可类似图3(B)的连接方式，例如第一晶体管321的第二端321b可电性连接至驱动信号产生模块42，第三晶体管323的第二端323b可电性连接至第二感测模块46，且第一晶体管321的控制端321c与第三晶体管323的控制端323c可电性连接至微控制器50。在一实施例中，第三开关模块36也可适用图3(B)的连接方式，例如第七晶体管361的第二端361b可电性连接至驱动信号产生模块42，第八晶体管362的第二端362b可电性连接至第一感测模块44，第九晶体管363的第二端363b可电性连接至第二感测模块46，且第七晶体管361的控制端361c、第八晶体管362的控制端362c及第九晶体管363的控制端363c可电性连接至微控制器50。

接着将针对第一感测模块44、第二感测模块46及微控制器50的细部特征进行说明，并请同时参考图1至图3(D)。

图3(C)是本发明一实施例的第一感测模块44及第二感测模块46的示意图。如图3(C)所示，第一感测模块44可包含一第一模拟前端电路(Analog front end，AFE)442、一第一模拟数字转换器(Analog to digital converter，ADC)444、一第一暂存器445及一第一算术逻辑单元(Arithmetic logic unit，ALU)446，其中第一模拟前端电路442可与第一模拟数字转换器444电性连接，第一模拟数字转换器444可与第一暂存器445电性连接，第一暂存器445可与第一算术逻辑单元446电性连接，第一算术逻辑单元446可与微控制器50电性连接。在一实施例中，第一模拟前端电路442接收来自第二阵列电极24的第一感测信号S1，并传送第一感测信号S1至第一模拟数字转换器444；第一模拟数字转换器444将第一感测信号S1由模拟格式转换为数字格式，并将第一感测信号S1传送至第一暂存器445暂存，使第一算术逻辑单元446计算出三维触控的位置。第二感测模块46可包含一第二模拟前端电路462、一第二模拟数字转换器464、一第二暂存器465及一第二算术逻辑单元466，其中第二模拟前端电路462可与第二模拟数字转换器464电性连接，第二模拟数字转换器464可与第二暂存器465电性连接，第二暂存器465可与第二算术逻辑单元466电性连接，第二算术逻辑单元466可与微控制器50电性连接。在一实施例中，第二模拟前端电路462接收来自第一阵列电极22及第二阵列电极24的第二感测信号S2，并传送第二感测信号S2至第二模拟数字转换器464，第二模拟数字转换器464将第二感测信号S1由模拟格式转换为数字格式，并将第二感测信号S2传送至第二暂存器465暂存，使第二算术逻辑单元466计算出二维触控的位置。

在一实施例中，第一模拟前端电路442与第二模拟前端电路462可整合为一，例如于三维触控进行时执行第一模拟前端电路442的功能，于二维触控进行时执行第二模拟前端电路462的功能。相似地，第一模拟数字转换器444与第二模拟数字转换器464可整合为一，第一暂存器445及第二暂存器465可整合为一，第一算术逻辑单元446与第二算术逻辑单元466可整合为一。此外，在一实施例中，第一算术逻辑单元446与第二算数逻辑单元466也可整合至微控制器50中。另外，第一感测模块44或第二感测模块46也可具备更多或更少元件。上述说明仅是举例而非限定。

图3(D)是本发明一实施例的微控制器50的示意图。如图3(D)所示，本实施例的微控制器50可包含一中央处理器(Central processing unit，CPU)52、一存储器54及一输入/输出接口(I/O)56。在一实施例中，微控制器50可程序化，其存储器54可储存非暂态的一电脑程序单元55，中央处理器52通过载入电脑程序单元55的程序码而产生控制指令，并可通过输入/输出接口56将控制指令以控制信号的方式传送至第一开关模块32、驱动信号产生模块42等元件，由此执行特殊的运作。上述说明仅是举例，微控制器50也可具备更多或更少元件。

在一实施例中，电脑程序单元55可具有一第一程序码551、一第二程序码552、一第三程序码553及一第四程序码554。第一程序码551可使微控制器50判断被检测物体是否存在，例如判断使用者的手指是否存在，进而判断是否进入触控模式。第二程序码552可使微控制器50于被检测物体存在时，根据显示装置1的显示面上的定量电荷分布情况来判断被检测物体与显示装置1的显示面之间的一距离，例如可通过第一阵列电极22或第二阵列电极24来感应的显示面上的电压，并将此感应到的电压与一预设电压进行比较，若小于预设电压，则判断该距离大于零(第一距离)，反的则判断该距离为零。第三程序码553可使微处理器40于第一距离存在时，控制第一开关模块32导通(例如使第一晶体管321导通)，进而使第一阵列电极22接收第一触控驱动信号D1，之后控制第二开关模块34导通(例如使第五晶体管342导通)，使第二阵列电极24传送第一感测信号S1至第一感测模块44。第四程序码554可使微处理器40于该距离等于零时，控制第一开关模块32及第二开关模块34导通(例如使第一晶体管321及第四晶体管341导通)，进而使第一阵列电极22及第二阵列电极24接收第二触控驱动信号D2，之后控制第一开关模块32及第二开关模块34导通(例如使第三晶体管323及第六晶体管343导通)，进而使第一阵列电极及第二阵列电极传送第二感测信号S2至第二感测模块46。换言之，通过微处理器40执行电脑程序单元55时，显示装置1可根据使用者的触控方式切换为二维触控模式或三维触控模式。

图4是本发明一实施例的显示装置1所执行的显示方法的流程图，并请同时参考图1、图2(C)及图3(A)至图3(D)。首先步骤S41被执行，显示装置1判断被检测物体存在，并开始进行触控模式。当被检测物体存在时，步骤S42被执行，显示装置1感测其显示面的定量电荷分布情况，进而判断被检测物体与显示装置1的显示面之间的距离D，其中距离D对应显示装置1的显示面法线方向(Z方向)。当距离D大于零时(意即第一距离存在)，步骤S43被执行，显示装置1通过辨识区域10的第一阵列电极22接收第一触控驱动信号D1，并通过辨识区域10中邻近第一阵列电极22的第二阵列电极24传送第一感测信号S1至显示装置1的第一感测模块44，由此进行三维触控感测。而当距离D等于零时，步骤S44被执行，显示装置1通过第一阵列电极22及第二阵列电极24接收第二触控驱动信号D2，并通过第一阵列电极22及第二阵列电极24传送第二感测信号S2至显示装置1的第二感测模块46，由此进行二维触控感测。在一实施例中，步骤S41至步骤S44的流程可于10毫秒(ms)中完成，或者可以120赫兹(Hz)的频率来进行(意即每秒可完成120次流程)，但不限于此。上述步骤仅是举例而非限定。

关于步骤S41，在一实施例中，显示装置1可通过各种方式来判断是否有被检测物体的存在，并在被检测物体存在时进入触控模式，举例来说，此判断可通过压力感测、光学感测、电容感测等方式实现，且不限于此。

关于步骤S42，在一实施例中，显示装置1可预先将某次二维触控模式时显示面上的电压设定为预设电压，当被检测物体出现时，显示装置1可通过第一阵列电极22或第二阵列电极24感测显示面上的电压，假如此时显示面上的电压小于预设电压，则表示被检测物体与显示面之间存在大于零的第一距离，反之若显示面上的电压大于或等于预设电压，则表示被检测物体与显示面之间的距离等于零。此外，本发明也可通过其它方式来判断被检测物体与显示装置1的显示面之间的距离。

在一实施例中，当被检测物体与显示面之间的距离由零转变为大于零(由接触状态转变为悬浮状态)时，由于被检测物体与显示面之间的感应电容值会产生快速倍率衰减，因此被检测物体与显示面之间的电场强度将与被检测物体与显示面之间的距离成反比；换言之，当被检测物体与显示面之间的距离越大，显示面上的电压将会越低。更详细地说明，当被检测物体沿着Z方向而远离显示面(例如由接触状态转变为悬浮状态)时，被检测物体与显示面之间将存在着空气介质，由于空气介质的相对电容率(约为1.00054)远小于显示面(例如二氧化硅介质)的相对电容率(约为3.9)，故被检测物体与显示面之间的电场强度会快速衰减，例如衰减3至4倍。因此，被检测物体与显示面接触时显示面上的电压可定义为一预设电压最大值“Threshold_I(max)”，而显示装置1可由预设电压最大值Threshold_I(max)来判断被检测物体是否正远离显示面(例如由接触状态转变为悬浮状态)。在一实施例中，假如显示面上的电压小于预设电压最大值Threshold_I(max)(意即Threshold_Iz＜Threshold_I(max)，其中Threshold_Iz为此时显示面上的电压，Threshold_I(max)为最大预设电压)，则显示装置1将由二维触控模式切换为三维触控模式。在一实施例中，最大预设电压Threshold_I(max)可定义为大于0.95V且小于1.05V(即0.95V＜Threshold_I(max)＜1.05V)。在一实施例中，最大预设电压Threshold_I(max)可为1V。在一实施例中，当被检测物体与显示面之间的距离超过一特定值(例如3至5公厘(mm))时，显示装置1可通过上述的方式判断出被检测物体正远离显示面，但并非限定。此外，在另一实施例中，显示装置1也可通过上述的方式来判断被检测物体是否与显示面接触。

在一实施例中，显示装置1也可通过被检测物体朝向显示装置1的显示面的加速度来判断是否由三维触控模式切换为二维触控模式。在一实施例中，被检测物体的加速度信息可由被检测物体与显示面之间于不同时间点的能量变化来取得，但并非限定。在一实施例中，当被检测物体与显示面之间的距离由远距离(例如距离为15公分)接近至近距离(例如距离为0公分)时，显示装置1所检测到的被检测物体的加速度将会越来越小，而当被检测物体与显示面接触后，其被检测物体的加速度将可表示为：Threshold_Sz＜Threshold_S(min)，其中Threshold_Sz为被检测物体此时的加速度，Threshold_S(min)为最小加速度门槛(意即被检测物体与显示面接触当下的加速度)。在一实施例中，最小加速度门槛为0.25m/sec。在一实施例中，被检测物体与显示面接触前的加速度通常为大于1m/sec且小于5m/sec(1＜Threshold_Sz＜5)。另外，在一实施例中，显示装置1也可通过被检测物体的加速度来判断被检测物体是否正远离显示面。

须注意的是，显示装置1可同时通过上述方式(被检测物体的加速度及显示面上的电压)来辅助判断是否需要切换二维触控模式或三维触控模式，但并非限定。

关于步骤S43，在一实施例中，于触控驱动期间，微控制器50可传送控制信号至第一开关模块32的第一晶体管321的控制端321c以导通第一晶体管321，进而使第一触控驱动信号D1通过第一晶体管321而传送第一阵列电极22。在一实施例中，于触控感测期间，微控制器50可传送控制信号至第二开关模块34的第五晶体管342的控制端342c以导通第五晶体管342，进而使来自第二阵列电极24的第一感测信号S1通过第二晶体管342而传送至第一感测模块44。

关于步骤S44，在一实施例中，于触控驱动期间，微控制器50可传送控制信号至第一开关模块32的第一晶体管321的控制端321c以导通第一晶体管321，并可传送控制信号至第二开关模块34的第四晶体管341的控制端341c以导通第四晶体管341，进而使第二触控驱动信号D2通过第一晶体管321而传送第一阵列电极22，并使第二触控驱动信号D2通过第四晶体管341而传送至第二阵列电极24。在一实施例中，于触控感测期间，微控制器50可传送控制信号至第一开关模块32的第三晶体管323的控制端323c以导通第三晶体管323，并可传送控制信号至第二开关模块34的第六晶体管343的控制端343c以导通第六晶体管343，进而使来自第一阵列电极22及第二阵列电极24的第二感测信号S2通过第三晶体管323及第六晶体管343而传送至第二感测模块46。

接着说明二维触控模式及三维触控模式的信号时序，请同时参考图1至图5(D)。

图5(A)是本发明一实施例的显示装置1的二维触控模式的信号时序图。在本实施例中，显示装置1于垂直同步期间(帧期间，Tf)进行画面显示与触控感测。如图5(A)所示，一垂直同步期间Tf可包含至少一显示期间T1及至少一触控期间T2，其中触控期间T2可包含触控驱动期间T21及触控感测期间T22。于显示期间T1，显示装置1可根据影像数据VS进而显示影像；于触控驱动期间T21，第一开关模块32的第一晶体管321及第二开关模块34的第四晶体管341接收第一控制信号C1而导通，进而使第一阵列电极22及第二阵列电极24接收第二触控驱动信号D2；于触控感测期间T22，第一开关模块32的第三晶体管323及第二开关模块34的第六晶体管343接收第二控制信号C2而导通，进而使来自第一阵列电极22及第二阵列电极24的第二感测信号S2传送至第二感测模块46。在一实施例中，第三开关模块36的第七晶体管361也可于触控驱动期间T21接收第一控制信号C1而导通，而第三开关模块36的第九晶体管363也可于触控感测期间T22接收第二控制信号C2而导通，进而使来自第三电极26的第二感测信号S2传送至第二感测模块46。在一实施例中，显示期间T1可大于触控期间T2。在一实施例中，显示期间T1与触控期间T2的时间长度比例可为4：1，例如显示期间T1可为800微秒(μs)，而触控期间T2可为200微秒(μs)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可更包含缓冲期间，其中触控驱动期间T21可为10微秒，触控感测期间T22可为100微秒，缓冲期间可为90微秒，但不限于此。在一实施例中，垂直同步期间Tf可包含多个显示期间T1及多个触控期间T2，且彼此交替，例如两个显示期间T1之间具有一个触控期间T2。此外，显示期间T1与触控期间T2的先后顺序并没有限定。

图5(B)是本发明另一实施例的显示装置1的二维触控模式的信号时序图。在本实施例中，显示装置1于垂直同步期间Tf进行画面显示，并于消隐期间(Blanking time，Tb)进行二维触控感测。如图5(B)所示，垂直同步期间Tf可包含至少一显示期间T1，消隐期间Tb可包含至少一触控期间T2，触控期间T2可包含触控驱动期间T21及触控感测期间T22，其中显示期间(T1)、触控驱动期间T21及触控感测期间T22的运作与图5(A)的实施例相似，故不再详述。在一实施例中，显示期间T1可为13.3毫秒(ms)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可为3.3毫秒(ms)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可更包含缓冲期间。此外，显示期间T1与触控期间T2的先后顺序并没有限定。

图5(C)是本发明一实施例的显示装置1的三维触控模式的信号时序图。在本实施例中，显示装置1于垂直同步期间Tf进行画面显示与触控感测。如图5(C)所示，垂直同步期间Tf可包含至少一显示期间T1及至少一触控期间T2，其中触控期间T2可包含触控驱动期间T21及触控感测期间T22。于显示期间T1，显示装置1可根据影像数据VS进而显示影像；于触控驱动期间T21，第一开关模块32的第一晶体管321接收第三控制信号C3而导通，进而使第一阵列电极22接收第一触控驱动信号D1；于触控感测期间T22，第二开关模块34的第五晶体管342接收第四控制信号C4而导通，进而使来自第二阵列电极24的第一感测信号S1传送至第一感测模块44。此外，在一实施例中，第三开关模块36可于触控驱动期间T21及触控感测期间T22接收第五控制信号C5而导通，进而使第三电极26接收高阻抗信号High-Z。在一实施例中，显示期间T1可大于触控期间T2。在一实施例中，显示期间T1与触控期间T2的时间长度比例可为4：1，例如显示期间T1可为800微秒(μs)，触控期间T2可为200微秒(μs)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可更包含缓冲期间T23，其中触控驱动期间T21可为10微秒，触控感测期间T22可为100微秒，缓冲期间可为90微秒，但不限于此。在一实施例中，垂直同步期间Tf可包含多个显示期间T1及多个触控期间T2，且彼此交替，例如二个显示期间T1之间可具有一触控期间T2。此外，显示期间T1与触控期间T2的先后顺序并没有限定。在一实施例中，第一控制信号C1、第二控制信号C2、第三控制信号C3、第四控制信号C4及第五控制信号C5可为相同电压极性信号或不同电压极性的信号。

图5(D)是本发明另一实施例的显示装置的三维触控模式的信号时序图，请同时参考图1至图5(C)。在本实施例中，显示装置1于垂直同步期间Tf进行画面显示，并于二垂直同步期间Tf之间的消隐期间Tb进行触控感测。如图5(D)所示，垂直同步期间Tf可包含至少一显示期间T1，消隐期间Tb可包含至少一触控期间T2，触控期间T2可包含触控驱动期间T21及触控感测期间T22，其中显示期间T1、触控驱动期间T21及触控感测期间T22的运作与图5(C)的实施例相似，故不再详述。在一实施例中，显示期间T1可为13.3毫秒(ms)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可为3.3毫秒(ms)，但不限于此。在一实施例中，触控期间T2可更包含缓冲期间T23。此外，显示期间T1与触控期间T2的先后顺序并没有限定。

因此，本发明的显示装置1通过第一开关模块32、第二开关模块34、第一阵列电极22及第二阵列电极24的配置方式，可具备画面显示、二维触控及三维触控的功能，并可根据使用者的触控方式进行二维触控模式或三维触控模式的切换，且无须外扩设置于显示面板的周边区域，能解决现有技术的问题。

另外，具备特殊形状的触控显示装置在产业上的需求日益增加，而为了达成特殊形状的显示面，阵列电极之间也可能需具备多种形状。然而不同形状的阵列电极对于相同驱动电压的反应并不相同，因此当识别区域具有多种形状的阵列电极时，各种形状的阵列电极对于触控判断基础可能不一致，如此将会产生触控报点失准的问题。本发明的显示装置可解决此问题。

图6(A)为本发明另一实施例的显示装置1的俯视图，其中显示装置1’也定义为放置于XY平面，且其显示面朝向Z方向。如图6(A)所示，本实施例的显示装置1’也可包含辨识区域10’，其中辨识区域10具有多个第一阵列电极22’，且第一阵列电极22’可包含具有一第一形状的第一子电极221及具有第二形状的第二子电极222，例如第一子电极221可为矩形，第二子电极222可为非矩形或任意形状(free shape)；于另一实施例中，第一阵列电极22’更可包含具有一第一面积的第一子电极221、具有第二面积的第二子电极222以及具有第三面积的第三子电极223，举例来说，第一子电极221、第二子电极222以及第三子电极223可以是相同形状或者不同形状，而第一面积、第二面积及第三面积彼此可不相同，但并非限定。因此，第一阵列电极22’可适用于矩形、多边形、曲面、波浪形或其它形状的显示装置1’或显示面板。此外，本实施例的显示装置1’可更包含驱动信号产生模块42’、第二感测模块46’、微控制器50’及一比较器70。驱动信号产生模块42’可提供信号至第一子电极221及第二子电极222。第二感测模块46可接收来自第一子电极221及第二子电极222的信号。微控制器50’可与驱动信号产生模块42’、第二感测模块46’及比较器70电性连接。在一实施例中，驱动信号产生模块42’可具备上述实施例(如图1)的驱动信号产生模块42相同的功能，但两者可使用相同或不同的元件。此外，第二感测模块46’及微控制器50’可与上述实施例(如图1、图2(C))的第二感测模块46及微控制器50具备相同功能，且彼此可使用相同或不同的元件。

在一实施例中，微控制器50’可使驱动信号产生模块42’传送一预设驱动信号Dpre至该些第一阵列电极22，其中第一子电极221对应预设驱动信号Dpre可产生一第一反应信号Sr1，第二子电极222对应预设驱动信号Dpre可产生一第二反应信号Sr2，由于第一子电极221与第二子电极222具有不同形状，第一反应信号Sr1与第二反应信号Sr2可具备不同的电压。在一实施例中，微控制器50’可适用图3(D)的说明，但不限于此。

在一实施例中，第二感测模块46’可接收第一反应信号Sr1及第二反应信号Sr2，并将第一反应信号Sr1及第二反应信号Sr2传送至微控制器50’及比较器70。在一实施例中，第二感测模块46’可适用图3(C)的说明，但不限于此。

在一实施例中，比较器70可将第一反应信号Sr1与多个门槛级距进行比较，以判断第一反应信号Srl所对应的门槛级距(此处称之为一第一门槛级距)，且微控制器50’可使驱动信号产生模块42’提供对应第一门槛级距的一第三触控驱动信号D3至第一子电极221(意即根据第一反应信号Sr1提供第三驱动信号D3)；此外，比较器70也可将第二反应信号Sr2与多个门槛级距进行比较，以判断第二反应信号Sr2所对应的门槛级距(此处称之为一第二门槛级距)且微控制器50’可使驱动信号产生模块42’提供对应第二门槛级距的一第四触控驱动信号D4至第二子电极222(意即根据第二反应信号Sr2提供第四驱动信号D4)，其中第三触控驱动信号D3与第四触控驱动信号D4可为不同电压信号，例如第三触控驱动信号D3与第四触控驱动信号D4可具有不同脉冲宽度、振幅或可进行不同的放大增益。此外，在一实施例中，微控制器50’可使用查找表(look up table，LUT)80来找出门槛级距所对应的触控驱动信号。另外，在一实施例中，微控制器50’可提供多个门槛级距至比较器70，以供比较器70进行比较。在一实施例中，比较器70可由电路实现，并可与微控制器50’整合为一，但不限于此。

图6(B)为图6(A)的驱动信号产生模块42’、第二感测模块46’、微控制器50’及比较器70的示意图。如图6(B)所示，第二感测模块46’可与微控制器50’及比较器70电性连接，微控制器50’可与比较器70、查找表80及驱动信号产生模块42’电性连接。在本实施例中，第二感测模块46’可包含模拟前端电路462’、模拟数字转换器464’、暂存器465’及算术逻辑单元器466’，其中模拟前端电路462’与模拟数字转换器464’电性连接，模拟数字转换器464’与暂存器465’电性连接，暂存器465’与算术逻辑单元466’及比较器70’电性连接，算术逻辑单元466’可与微控制器50’电性连接或整合于微控制器50’中。在一实施例中，模拟前端电路462’接收第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2，并传送第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2至模拟数字转换器464’；模拟数字转换器464’将第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2由模拟格式转换为数字格式，之后将第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2传送至暂存器465’；暂存器465’将第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2的电位记录并传送至比较器70，以让比较器70判断第一反应信号Sr1或第二反应信号Sr2的门槛级距，进而使驱动信号产生模块42’提供对应门槛级距的驱动电压。因此，不同形状的第一阵列电极22可依照自身的反应而被施加不同的驱动电压，进而使触控判断的基准一致，由此可解决触控报点失准的问题。此外，在一实施例中，第二感测模块46’可来自第一阵列电极22’的感测信号，并通过算术逻辑单元466’计算出触控的位置或触控手势，且不限于此。在一实施例中，算术逻辑单元466’可与微控制器50’整合为一。

在一实施例中，图6(A)及图6(B)的显示装置1’也可搭配图1至图5(D)的实施例，即显示装置1可具有任意形状的外型，且可切换二维触控模式及三维触控模式。举例来说，本实施例可与图1实施例整合，例如于进行二维触控感测前，先判断出第一阵列电极22与第二阵列电极24中各形状的电极所对应的触控驱动电压，并针对不同形状的电极提供不同触控驱动电压；又例如于进行三维触控感测之前，先判断第一阵列电极22中不同形状的电极所对应的触控驱动电压，并针对第一阵列电极22中不同形状的电极提供不同的触控驱动电压。另外，该领域技术人员可了解如何将本实施例与图1实施例的电路结构整合(例如将第一感测模块44以图6(B)的第二感测模块46’的方式来配置，进而实现不同形状阵列电极进行三维触控模式等)，故不再详述。

于本发明中，显示装置1可以是LCD、OLED、LED、Q-LED、可挠性显示器等类型的显示器，但并非限定。再者，本发明的上述实施例所制得的显示装置或触控显示装置，可应用于本技术领域已知的任何需要多元触控的电子装置上，如显示器、手机、笔记型电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、行动导航装置、电视、车用仪表板、中控台、电子后视镜、抬头显示器、天线装置...等需要显示影像的电子装置上。

因此，本发明的显示装置可根据使用者的触控方式而切换为二维触控模式或三维触控模式，且无须增加周边区的面积而得以节省成本。另外，本发明的显示装置可应用于任意形状的显示装置或显示面板上，且不会产生触控报点失准的问题。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，且各实施例间的特征只要不冲突均可混合搭配使用，本发明保护范围以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：

一辨识区域，具有：

多个第一阵列电极；

多个第二阵列电极，邻近该些第一阵列电极设置；

一第一感测模块，接收来自该些第二阵列电极的至少其中之一的一第一感测信号；以及

一第二感测模块，接收来自该些第一阵列电极的至少其中之一及该些第二阵列电极的至少其中之一的一第二感测信号；

其中当该显示装置与一被检测物体之间具有大于零的一第一距离时，该些第一阵列电极接收一第一触控驱动信号，且该些第二阵列电极的该至少其中之一传送该第一感测信号至该第一感测模块；

其中当该显示装置与该被检测物体之间的距离等于零时，该些第一阵列电极及该些第二阵列电极接收一第二触控驱动信号，且该些第一阵列电极的该至少其中之一及该些第二阵列电极的该至少其中之一传送该第二感测信号至该第二感测模块。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包含一第一开关模块及一第二开关模块，该第一开关模块与该些第一阵列电极的至少其中之一电性连接，该第二开关模块与该些第二阵列电极的至少其中之一电性连接，且该第一感测模块与该第二开关模块电性连接，该第二感测模块与该第一开关模块及第二开关模块电性连接，其中该第一开关模块具有一第一端部及一第二端部，该第二开关模块具有一第三端部及一第四端部，该第一端部与该些第一阵列电极的至少其中之一电性连接，该第三端部与该些第二阵列电极的至少其中之一电性连接，且该第一感测模块与该第四端部电性连接，该第二感测模块与该第二端部及该第四端部电性连接。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该第二开关模块还包含多个薄膜晶体管(TFT)，每个薄膜晶体管具有一第一端、一第二端及一控制端，其中该些薄膜晶体管的该些第一端电性连接至该些第二阵列电极的至少其中之一，且该些薄膜晶体管的该些第二端的其中之一接收该第一触控驱动信号或该第二触控驱动信号，且其它该些第二端分别电性连接至该第一感测模块及该第二感测模块。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示装置更包含一显示面，且于该显示面的法线方向上，该第一距离大于0公分并小于或等于15公分。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包含至少一第三电极，邻近该些第二阵列电极中的其中的两个设置，且该至少一第三电极为浮接(floating)电极、接收一高阻抗信号、接收一接地信号或者接收一共用电压信号。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一阵列电极更包含具有一第一形状的一第一子电极及具有一第二形状的一第二子电极，其中该第一形状与第二形状不相同。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该第一子电极对应一预设驱动信号产生一第一反应信号，该第二子电极对应该预设驱动信号产生一第二反应信号，其中该第一反应信号与第二反应信号具有不同电压。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包含一感测电极层及一驱动电极层，该些第二阵列电极的至少其中之一设置于该感测电极层，该些第一阵列电极的至少其中之一设置于该驱动电极层，且在该显示装置的一显示面的一法线方向上，该感测电极层及该驱动电极层具备不同高度位置。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，更包含一保护层，设置于该显示装置在该法线方向上的最顶端，且该感测电极层位于该驱动电极层与该保护层之间。

10.如权利要求8所述的显示装置，其中在该法线方向上俯视该显示装置时，该第二阵列电极与该第一阵列电极不重叠。