CN206489547U - 电容式压力感测触控面板 - Google Patents

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Abstract

本实用新型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。每个像素的叠层结构包含第一平面、第二平面、至少一第一电极及至少一第二电极。第二平面平行设置于第一平面的上方。至少一第一电极设置于第一平面上。至少一第二电极设置于第二平面上。至少一第一电极及至少一第二电极选择性地分别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
本实用新型与触控面板有关，尤其是关于一种电容式压力感测触控面板。
背景技术
一般而言，传统上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所绘示的叠层结构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，故采用传统的叠层结构1的电容式触控面板难以得到较为准确的压力感测结果。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型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。
根据本实用新型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。每个像素的叠层结构包含第一平面、第二平面、至少一第一电极及至少一第二电极。第二平面平行设置于第一平面的上方。至少一第一电极设置于第一平面上。至少一第二电极设置于第二平面上。至少一第一电极及至少一第二电极选择性地分别被驱动作为触控感测电极或压力感测电极。
于一实施例中，仅有设置于第一平面上的至少一第一电极或设置于第二平面上的至少一第二电极被驱动作为触控感测电极，以形成自电容架构。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极及设置于第二平面上的至少一第二电极均被驱动作为触控感测电极，以形成互电容架构。
于一实施例中，仅有设置于第一平面上的至少一第一电极或设置于第二平面上的至少一第二电极被驱动作为压力感测电极。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极及设置于第二平面上的至少一第二电极均被驱动作为压力感测电极。
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。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极被驱动作为压力感测电极且设置于第二平面上的至少一第二电极被驱动作为触控感测电极，致使触控感测电极位于压力感测电极的上方。
于一实施例中，当受到下压力时，设置于第二平面上的至少一第二电极与设置于第一平面上的至少一第一电极之间的距离会改变，以感测至少一第一电极与至少一第二电极之间的电容变化量。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极接收一触控信号驱动作为触控感测电极，但对应于压力感测位置的至少一第二电极会接收接地电位或浮动电位而作为其下方的部分的至少一第一电极的屏蔽电极，当受到下压力时，对应于压力感测位置的至少一第二电极与其下方的部分的至少一第一电极之间的距离会改变，以感测至少一第一电极与第二电极之间的一电容变化量。
于一实施例中，触控感测与压力感测同时进行，但压力感测位置失去触控感测的功能。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极被一触控信号驱动作为触控感测电极，但对应于压力感测位置的部分的至少一第一电极会接收接地电位、浮动电位或参考电压且对应于压力感测位置的第二电极接收触控信号，当受到下压力时，对应于压力感测位置的第二电极与其下方的部分的至少一第一电极之间的距离会改变，以感测至少一第一电极与第二电极之间的电容变化量。
于一实施例中，触控感测与压力感测同时进行，且压力感测位置仍保有触控感测的功能。
于一实施例中，设置于第一平面上的对应于压力感测位置的至少一第一电极接收接地电位、浮动电位或参考电压，设置于第二平面上的对应于压力感测位置的至少一第二电极被触控信号驱动作为触控感测电极，当受到下压力时，对应于压力感测位置的至少一第一电极与至少一第二电极之间的距离会改变，以感测至少一第一电极与第二电极之间的电容变化量。
于一实施例中，触控感测与压力感测同时进行，且压力感测位置仍保有触控感测的功能。
于一实施例中，触控感测与压力感测分时进行，于触控感测期间，设置于第一平面上的对应于压力感测位置的至少一第一电极接收接地电位、浮动电位、参考电压或触控信号，设置于第二平面上的对应于压力感测位置的至少一第二电极被触控信号驱动作为触控感测电极；于压力感测期间，设置于第一平面上的对应于压力感测位置的至少一第一电极接收参考电压或压力感测信号，设置于第二平面上的对应于压力感测位置的至少一第二电极接收接地电位。
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，叠层结构还包含液晶模块及保护盖，第一平面及第二平面位于液晶模块与保护盖(Cover lens)之间。
于一实施例中，叠层结构还包含第一基板及第二基板，第一基板设置于液晶模块的上表面且第二基板设置于保护盖的下表面，第一平面及第二平面分别位于第一基板的上表面及第二基板的下表面。
于一实施例中，叠层结构还包含第一基板，第一基板设置于液晶模块的上表面，第一平面及第二平面分别位于第一基板的上表面及保护盖的下表面。
于一实施例中，叠层结构还包含第一基板，第一基板设置于液晶模块与保护盖之间，第一平面及第二平面分别位于第一基板的下表面及上表面。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板具有On-cell触控面板结构，叠层结构还包含液晶模块及保护盖，第一平面及第二平面位于液晶模块与保护盖之间。
于一实施例中，叠层结构还包含第一基板，第一基板设置于保护盖的下表面，第一平面及第二平面分别位于液晶模块的上表面及第一基板的下表面。
于一实施例中，第一平面及第二平面分别位于液晶模块的上表面及保护盖的下表面。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板具有内嵌式(In-cell)触控面板结构，叠层结构还包含第一透明层及第二透明层，且第二透明层位于第一透明层的上方。
于一实施例中，第一平面及第二平面分别位于第一透明层的上表面及第二透明层的下表面。
于一实施例中，第一平面及第二平面分别位于第一透明层的上表面及第二透明层的上表面。
于一实施例中，第一平面及第二平面分别位于第二透明层的下表面及上表面。
于一实施例中，叠层结构还包含偏光板，偏光板设置于第二透明层的上表面，第一平面及第二平面分别位于第二透明层的下表面及偏光板的上表面。
于一实施例中，叠层结构还包含偏光板及保护盖，偏光板设置于第二透明层的上表面，保护盖设置于偏光板的上方，第一平面及第二平面分别位于第二透明层的下表面及保护盖的下表面。
于一实施例中，电容式压力感测触控面板的触控与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空白区间 (Blanking interval)运作于触控与压力感测模式，并利用显示周期的显示区间运作于显示模式。
于一实施例中，空白区间包含垂直空白区间(Vertical Blanking Interval,VBI)、水平空白区间(Horizontal Blanking Interval,HBI)及长水平空白区间 (LongHorizontal Blanking Interval,LHBI)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，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运作于压力感测模式，并利用显示周期的一显示区间同时运作于显示模式及触控感测模式。
于一实施例中，当第一电极及第二电极被驱动作为触控感测电极时，第一电极与第二电极分别包含至少一驱动电极与至少一感测电极并分别接收驱动信号与感测信号。
于一实施例中，当第一电极及第二电极被驱动作为压力感测电极时，第一电极包含至少一驱动电极并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二电极包含至少一感测电极并接收接地电位或浮动电位。
于一实施例中，当第一电极及第二电极被驱动作为触控感测电极时，第一电极包含至少一驱动电极并接收驱动信号，第二电极包含彼此间隔排列的至少一感测电极及至少一虚设电极(Dummy electrode)并分别接收感测信号及浮动电位。
于一实施例中，当第一电极及第二电极被驱动作为压力感测电极时，第一电极包含至少一驱动电极并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且第二电极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接地电位或浮动电位。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极分别由第一方向第一电极及第二方向第一电极组成为自电容(Self-capacitive)架构或互电容 (Mutual-capacitive)架构；设置于第二平面上的至少一第二电极分别由第一方向第二电极及第二方向第二电极组成为互电容架构。
于一实施例中，设置于第一平面上的至少一第一电极之间的间距(Pitch) 大于或等于设置于第二平面上的至少一第二电极之间的间距。
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，第一方向第二电极及第二方向第二电极分别接收触控驱动信号及触控感测信号以进行互电容触控感测，并且第一方向第一电极及第二方向第一电极接收浮动电位、接地电位或固定电位。
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，第一方向第二电极及第二方向第二电极均接收一固定参考电位或接地电位以作为屏蔽电极，并且第一方向第一电极及第二方向第一电极均接收相同的压力感测电压以感测自电容变化量，或是第一方向第一电极及第二方向第一电极分别接收不同的压力感测电压以感测互电容变化量。
相较于现有技术，根据本实用新型的电容式压力感测触控面板具有下列优点及功效：
(1)虽然触控感测及压力感测均以电容变化量为判断依据，但本实用新型通过相对的上层电极来屏蔽手指按压面积变化的影响，或是将电极依功能分为触控感测电极与压力感测电极，以避免在压力感测期间的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真。
(2)可依实际需求应用于内嵌式(In-cell)、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构。
(3)在触控感测电极与液晶模块之间可设置有压力感测电极，以屏蔽液晶模块的噪声并有效提升触控感测时的信噪比。
(4)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，以避免受到液晶模块的噪声干扰。
(5)可利用触控电极信号的切换来控制触控电极分别作为触控感测及压力感测之用，故不需再额外设置压力感测电极。
(6)可通过皆为互电容设计的两层电极减少所需的通道数目，并且不需于触控面板的有效区域内进行走线而能避免产生无触控功能的盲区(Dead zone)，故可适用于中大尺寸的触控面板上。
关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为传统的电容式触控面板的叠层结构中的感测电极与参考电极的示意图。
图2A至图2C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图3A至图3C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图4A至图4C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图5A至图5C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图6A至图6C为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同out-cell 叠层结构的剖面示意图。
图7A至图7B为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同on-cell 叠层结构的剖面示意图。
图8A至图8E为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同内嵌式 (in-cell)叠层结构的剖面示意图。
图9A至图9C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图10A至图10C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图11A至图11C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。
图12为垂直空白区间(VBI)、水平空白区间(HBI)及长水平空白区间 (LHBI)的示意图。
图13A为电容式压力感测触控面板利用显示周期的空白区间进行压力感测的时序图。
图13B为电容式压力感测触控面板利用显示周期的空白区间同时进行压力感测及触控感测的时序图。
主要元件符号说明：
1～5、6A～6C、7A～7B、8A～8E、10C、11C 叠层结构
10、20 第一基板
12、22 第二基板
SE 感测电极
RE 参考电极
d 距离
P1 第一平面
P2 第二平面
E1 第一电极
E2 第二电极
T 进行触控感测的第一电极
F 进行压力感测的第一电极与第二电极
Vr、S 电压信号
CL 保护盖
LCM 液晶模块
TFT 第一透明层(薄膜晶体管玻璃层)
CF 第二透明层(彩色滤光片玻璃层)
POL 偏光板
OCA 光学胶层
SIM 影像信号
HSync 水平同步信号
VSync 垂直同步信号
STH 触控驱动信号
SFE 压力感测驱动信号
VBI 垂直空白区间
HBI 水平空白区间
LHBI 长水平空白区间
驱动电极
RX 感测电极
DE 虚设电极
CL1 第一导电层
CL2 第二导电层
AA’、BB’ 剖面线
TE 触控感测电极
FE 压力感测电极
B1、B2 跨桥结构
具体实施方式
根据本实用新型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，本实用新型的电容式压力感测触控面板可具有内嵌式、On-cell 或Out-cell等不同的触控面板结构，通过设置相对的上层电极形成屏蔽的方式或是将电极依功能分为触控感测电极与压力感测电极的方式有效避免在压力感测期间的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真，由以改善现有技术的缺失。
首先，请参照图2A至图2C，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2包含第一基板20、第二基板22、多个第一电极E1及多个第二电极E2。其中，该多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1为第一基板20的上表面；该多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第二基板22的下表面。
更详细而言，设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1排列成一矩阵并分别接收触控信号而被驱动作为触控电极T，该些触控电极T可以是自电容触控电极或互电容触控电极；至于设置于第二表面P2上的该多个第二电极E2可接地(Ground)或浮接(Floating)，其分别设置于四个压力感测位置上并分别对应于下方同样位于四个压力感测位置的四个第一电极E1，由以分别作为其下方的四个第一电极E1的屏蔽电极。当受到下压力时，对应于压力感测位置的第二电极E2与其下方的第一电极E1之间的距离会改变，故可感测到第一电极E1与第二电极E2之间的电容变化量。由于有第二电极E2对其下方的第一电极E1形成屏蔽，故可有效避免在压力感测期间所感测到的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真，使得感测到的压力感测数据能够较为准确。
需说明的是，此实施例中的进行压力感测的位于四个角落位置的四个第一电极E1失去感测触控位置的功能，并无法同时进行触控感测。
于实际应用中，就触控感测而言，若仅有设置于第一平面P1上的至少一第一电极E1或设置于第二平面P2上的至少一第二电极E1被驱动作为触控感测电极，则形成的是自电容(Self-capacitive)触控感测架构；若设置于第一平面P1上的至少一第一电极E1及设置于第二平面P2上的至少一第二电极E2均被驱动作为触控感测电极，则形成的是互电容(Mutual-capacitive)触控感测架构。就压力感测而言，亦可能仅有设置于第一平面P1上的至少一第一电极E1或设置于第二平面P2上的至少一第二电极E2会被驱动作为压力感测电极，抑或是设置于第一平面P1上的至少一第一电极E1及设置于第二平面P2上的至少一第二电极E2均被驱动作为压力感测电极。
于另一实施例中，如图3A至图3C所示，电容式压力感测触控面板的叠层结构3包含第一基板20、第二基板22、多个第一电极E1及多个第二电极E2。其中，该多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1为第一基板20的上表面；该多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第二基板22的下表面。
更详细而言，设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1排列成一矩阵，其中若第一电极E1的上方对应有第二电极E2，则第一电极E1接收一电压信号Vr，可以是接地、浮接或参考电压；若第一电极E1的上方并未对应有第二电极E2，则第一电极E1接收触控信号作为触控电极T；至于设置于第二表面P2上的该多个第二电极E2接收触控信号作为触控电极T，其分别设置于五个压力感测位置上并分别对应于下方位于同样位置的五个第一电极E1，由以分别屏蔽下方的五个第一电极E1，以避免在压力感测期间所感测到的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真，故能提供较为准确的压力感测数据。需说明的是，此实施例中的进行压力感测的五个压力感测位置仍保有感测触控位置的功能，故可同时进行触控与压力的感测，于图 3C中以F/T来表示。
于另一实施例中，如图4A至图4C所示，电容式压力感测触控面板的叠层结构4包含第一基板20、第二基板22、多个第一电极E1及多个第二电极E2。其中，该多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1为第一基板20的上表面；该多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第二基板22的下表面；设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1以及设置于第二表面P2上的该多个第二电极E2均排列成矩阵且彼此上下相对应，由以分别屏蔽下方的该多个第一电极E1，以避免在压力感测期间所感测到的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真。
该多个第一电极E1均接收电压信号Vr，可以是接地、浮接或参考电压；该多个第二电极E2均接收触控信号作为触控电极T。需说明的是，此实施例中的进行压力感测的所有压力感测位置仍保有感测触控位置的功能，故可同时进行触控与压力的感测，于图4C中以F/T来表示。
除了上述同时进行触控感测与压力感测的驱动方式之外，触控感测与压力感测亦可采用分时驱动的方式进行。请参照图5A至图5C，设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1以及设置于第二表面P2上的该多个第二电极 E2均排列成矩阵且彼此上下相对应，由以分别屏蔽下方的该多个第一电极 E1，以避免在压力感测期间所感测到的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真。
在触控感测期间，设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1均接收电压信号Vr，可以是接地、浮接、参考电压或触控信号，至于相对应于该多个第一电极E1而设置于第二表面P2上的该多个第二电极E2均接收触控信号；在压力感测期间，设置于第一表面P1上的该多个第一电极E1均接收电压信号Vr，可以是参考电压或触控信号，至于相对应于该多个第一电极 E1而设置于第二表面P2上的该多个第二电极E2均接收电压信号S，可以是接地或参考电压，但不以此为限。
请参照图6A至图6C，图6A至图6C为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同out-cell叠层结构的剖面示意图。
如图6A所示，于叠层结构6A中，第一基板20设置于液晶模块LCM 的上方；多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1 为第一基板20的上表面；多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2 上且第二表面P2为第二基板22的下表面；保护盖CL设置于第二基板22 的上方。至于图6B所绘示的叠层结构6B与上述叠层结构6A不同之处在于：叠层结构6B中的保护盖CL与第二基板22整合于同一层，由以减少整个叠层结构6B的厚度。
至于图6C所绘示的叠层结构6C中的多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上。叠层结构6C与上述叠层结构6A及6B不同之处在于：叠层结构6C中的第一表面P1与第二表面P2分别为同一基板(第一基板20)的下表面及上表面。
请参照图7A至图7B，图7A至图7B为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同on-cell叠层结构的剖面示意图。
如图7A所示，于叠层结构7A中，多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1为液晶模块LCM的上表面；多个第二电极E2 彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第一基板20的下表面；保护盖CL设置于第一基板20的上方。至于图7B所绘示的叠层结构7B与上述叠层结构7A不同之处在于：叠层结构7B中省去了第一基板20的设置，亦即多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为保护盖CL的下表面，由以减少整个叠层结构7B的厚度。
请参照图8A至图8E，图8A至图8E为本实用新型的电容式压力感测触控面板的不同内嵌式(in-cell)叠层结构的剖面示意图。
如图8A所示，于叠层结构8A中，第二透明层(彩色滤光片玻璃层)CF 位于第一透明层(薄膜晶体管玻璃层)TFT的上方；多个第一电极E1彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1为第一透明层(薄膜晶体管玻璃层)TFT的上表面；多个第二电极E2彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第二透明层(彩色滤光片玻璃层)CF的下表面；偏光板POL、光学胶层OCA、保护盖CL依序设置于第二透明层(彩色滤光片玻璃层)CF的上方。
至于图8B所绘示的叠层结构8B与上述叠层结构8A不同之处在于：叠层结构8B中的多个第二电极E2彼此间隔设置的第二表面P2是第二透明层 (彩色滤光片玻璃层)CF的上表面，而不是第二透明层(彩色滤光片玻璃层)的下表面。
至于图8C所绘示的叠层结构8C与上述叠层结构8A及8B不同之处在于：叠层结构8C中的多个第一电极E1彼此间隔设置的第一表面P1以及多个第二电极E2彼此间隔设置的第二表面P2分别是第二透明层(彩色滤光片玻璃层)CF的下表面及上表面。
至于图8D所绘示的叠层结构8D与上述叠层结构8A至8C不同之处在于：叠层结构8D中的多个第一电极E1彼此间隔设置的第一表面P1是第二透明层(彩色滤光片玻璃层)CF的下表面，而多个第二电极E2彼此间隔设置的第二表面P2是偏光板POL的上表面。
至于图8E所绘示的叠层结构8E与上述叠层结构8A至8D不同之处在于：叠层结构8E中的多个第一电极E1彼此间隔设置的第一表面P1是彩色滤光片玻璃层CF的下表面，而多个第二电极E2彼此间隔设置的第二表面 P2是保护盖CL的下表面。
接着，请参照图9A至图9C，图9A至图9C为根据本实用新型的一具体实施例的电容式压力感测触控面板的叠层结构的上视及剖面示意图。如图 9A至图9C所示，于电容式压力感测触控面板的叠层结构10C中，多个第一导电层CL1沿第一方向彼此间隔地设置于第一表面P1上且第一表面P1 为第一基板20的上表面；多个第二导电层CL2沿第二方向彼此间隔地设置于第二表面P2上且第二表面P2为第二基板22的下表面。
需说明的是，该多个第一导电层CL1与该多个第二导电层CL2彼此形成互电容(Mutual-capacitive)感测架构，并且该多个第一导电层CL1与该多个第二导电层CL2可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，当该多个第一导电层CL1及该多个第二导电层CL2于触控感测期间被驱动作为触控感测电极时，该多个第一导电层CL1与该多个第二导电层CL2将会分别被驱动而包含至少一驱动电极()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；当该多个第一导电层CL1及该多个第二导电层CL2于压力感测期间被驱动作为压力感测电极时，该多个第一导电层CL1将会被驱动而包含至少一驱动电极()并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且该多个第二导电层CL2 将会被驱动而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10A至图10C所示，当该多个第一导电层CL1 及该多个第二导电层CL2于触控感测期间被驱动作为触控感测电极时，该多个第一导电层CL1将会被驱动而包含至少一驱动电极()并接收一驱动信号，该多个第二导电层CL2将会被驱动而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)，其中该至少一感测电极 (RX)接收一感测信号且该至少一虚设电极(DE)接收一浮动电位(Floating)；当该多个第一导电层CL1及该多个第二导电层CL2于压力感测期间被驱动作为压力感测电极时，该多个第一导电层CL1将会被驱动而包含至少一驱动电极()并接收压力感测信号、驱动信号或参考电压且该多个第二导电层CL2 将会被驱动而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11A至图11C，图11A至图11C为根据本实用新型的电容式压力感测触控面板的叠层结构的一种电极设计实施例的上视及剖面示意图。
如图11A至图11C所示，设置于相对上方的第二表面P2(亦即第二基板 22的下表面)上的多个第二电极由沿X方向排列的X方向第二电极与沿Y 方向排列的Y方向第二电极组成互电容架构并被驱动作为触控感测电极 TE，用以进行互电容触控感测；设置于相对下方的第一表面P1(亦即第一基板20的上表面)上的多个第一电极由沿X方向排列的X方向第一电极与沿Y 方向排列的Y方向第一电极组成自电容或互电容架构并被驱动作为压力感测电极FE，用以进行自电容或互电容压力感测。其中，B1及B2分别为触控感测电极TE及压力感测电极FE的跨桥(Bridge)结构。
于此实施例中，电容式压力感测触控面板的触控感测电极TE位于压力感测电极FE的上方，但不以此为限。当受到下压力时，触控感测电极TE 与压力感测电极FE之间的距离会改变，故可据以感测到触控感测电极TE 与压力感测电极FE之间的电容变化量。
当电容式压力感测触控面板运作于触控感测模式时，被驱动作为触控感测电极TE的X方向第二电极及Y方向第二电极分别接收触控驱动信号()及触控感测信号(RX)以进行互电容触控感测，并且此时的X方向第一电极及Y 方向第一电极接收浮动电位、接地电位或固定电位。当电容式压力感测触控面板运作于压力感测模式时，X方向第二电极及Y方向第二电极均接收一固定参考电位或接地电位以作为屏蔽电极，并且被驱动作为压力感测电极FE 的X方向第一电极及Y方向第一电极均会接收相同的压力感测电压以感测自电容变化量，或是X方向第一电极及Y方向第一电极分别接收不同的压力感测电压以感测互电容变化量。
需说明的是，无论是沿X方向或沿Y方向来看，设置于第一基板20的上表面的该多个压力感测电极FE的间距(Pitch)会大于或等于设置于第二基板22的下表面的该多个触控感测电极TE的间距。于此实施例中，设置于第一基板20的上表面的该多个压力感测电极FE的间距为设置于第二基板 22的下表面的该多个触控感测电极TE的间距的两倍，但不以此为限。
请参照图12，图12分别为垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。于实际应用中，本实用新型的电容式压力感测触控面板可根据不同驱动方式调整其使用的空白区间种类多寡。如图12所示，空白区间可包含垂直空白区间(Vertical BlankingInterval)VBI、水平空白区间 (Horizontal Blanking Interval)HBI及长水平空白区间(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可以是重新分配多个水平空白区间HBI而得或是长水平空白区间LHBI包含有垂直空白区间VBI。
需说明的是，本实用新型的电容式压力感测触控面板可于不同时间分别运作于显示模式与触控模式下，亦即本实用新型的内嵌式触控面板的触控模式与显示模式可以分时驱动。举例而言，本实用新型的电容式压力感测触控面板可利用非显示时序(亦即影像信号中的空白区间)运作于触控模式下以进行触控感测，但不以此为限。
此外，本实用新型的电容式压力感测触控面板可于不同时间分别运作于显示模式与压力感测模式下，亦即本实用新型的电容式压力感测触控面板的压力感测模式与显示模式可以分时驱动。举例而言，本实用新型的电容式压力感测触控面板可利用显示周期的空白区间运作于压力感测模式下并利用显示周期的显示区间同时运作于显示模式与触控感测模式下。也就是说，此实施例中的电容式压力感测触控面板的压力感测时段会与显示周期的空白区间重叠而不会与显示周期的显示区间重叠，但不以此为限。
如前述，本实用新型的电容式压力感测触控面板的触控感测及压力感测均可利用显示周期的空白区间作动。请参照图13A及图13B，图13A为电容式压力感测触控面板利用显示周期的空白区间进行压力感测的时序图；图 13B为电容式压力感测触控面板利用显示周期的空白区间同时进行压力感测及触控感测的时序图。
如图13A所示，于一实施例中，压力感测驱动信号SFE利用垂直同步信号Vsync的空白区间驱动压力感测电极进行压力感测，而触控感测驱动信号STH则是利用水平同步信号Hsync的空白区间驱动触控感测电极进行触控感测；如图13B所示，于另一实施例中，除了压力感测驱动信号SFE会利用垂直同步信号Vsync的空白区间驱动压力感测电极进行压力感测之外，触控感测驱动信号STH亦会利用垂直同步信号Vsync的空白区间驱动触控感测电极进行触控感测。
相较于现有技术，根据本实用新型的电容式压力感测触控面板具有下列优点及功效：
(1)虽然触控感测及压力感测均以电容变化量为判断依据，但本实用新型通过相对的上层电极来屏蔽手指按压面积变化的影响，或是将电极依功能分为触控感测电极与压力感测电极，以避免在压力感测期间的电容感应量受手指按压面积变化的影响而失真。
(2)可依实际需求应用于内嵌式、On-cell或Out-cell等不同的触控面板结构。
(3)在触控感测电极与液晶模块之间可设置有压力感测电极，以屏蔽液晶模块的噪声并有效提升触控感测时的信噪比。
(4)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作动，以避免受到液晶模块的噪声干扰。
(5)可利用触控电极信号的切换来控制触控电极分别作为触控感测及压力感测之用，故不需再额外设置压力感测电极。
(6)可通过皆为互电容设计的两层电极减少所需的通道数目，并且不需于触控面板的有效区域内进行走线而能避免产生无触控功能的盲区，故可适用于中大尺寸的触控面板上。
由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。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实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (39)

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：
一第一平面；
一第二平面，平行设置于该第一平面的上方；
至少一第一电极，设置于该第一平面上；以及
至少一第二电极，设置于该第二平面上；
其中，该至少一第一电极及该至少一第二电极是选择性地分别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，仅有设置于该第一平面上的该至少一第一电极或设置于该第二平面上的该至少一第二电极被驱动作为触控感测电极，以形成自电容架构。
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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极及设置于该第二平面上的该至少一第二电极均被驱动作为触控感测电极，以形成互电容架构。
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，仅有设置于该第一平面上的该至少一第一电极或设置于该第二平面上的该至少一第二电极被驱动作为压力感测电极。
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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极及设置于该第二平面上的该至少一第二电极均被驱动作为压力感测电极。
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，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。
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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极被驱动作为压力感测电极且设置于该第二平面上的该至少一第二电极被驱动作为触控感测电极，致使该触控感测电极位于该压力感测电极的上方。
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，当受到一下压力时，设置于该第二平面上的该至少一第二电极与设置于该第一平面上的该至少一第一电极之间的距离会改变，以感测该至少一第一电极与该至少一第二电极之间的一电容变化量。
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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极接收一触控信号驱动作为触控感测电极，但对应于压力感测位置的该至少一第二电极会接收一接地电位或一浮动电位而作为其下方的部分的该至少一第一电极的屏蔽电极，当受到一下压力时，对应于该压力感测位置的该至少一第二电极与其下方的部分的该至少一第一电极之间的距离会改变，以感测该至少一第一电极与第二电极之间的一电容变化量。
10.如权利要求9所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，触控感测与压力感测同时进行，但该压力感测位置失去触控感测的功能。
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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极被一触控信号驱动作为触控感测电极，但对应于压力感测位置的部分的该至少一第一电极会接收一接地电位、一浮动电位或一参考电压且对应于该压力感测位置的第二电极接收该触控信号，当受到一下压力时，对应于压力感测位置的第二电极与其下方的该部分的该至少一第一电极之间的距离会改变，以感测该至少一第一电极与第二电极之间的一电容变化量。
12.如权利要求11所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，触控感测与压力感测同时进行，且该压力感测位置仍保有触控感测的功能。
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，设置于该第一平面上的对应于压力感测位置的该至少一第一电极接收一接地电位、一浮动电位或一参考电压，设置于该第二平面上的对应于该压力感测位置的该至少一第二电极被一触控信号驱动作为触控感测电极，当受到一下压力时，对应于该压力感测位置的该至少一第一电极与该至少一第二电极之间的距离会改变，以感测该至少一第一电极与第二电极之间的一电容变化量。
14.如权利要求13所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，触控感测与压力感测同时进行，且该压力感测位置仍保有触控感测的功能。
15.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，触控感测与压力感测分时进行，于触控感测期间，设置于该第一平面上的对应于压力感测位置的该至少一第一电极接收一接地电位、一浮动电位、一参考电压或一触控信号，设置于该第二平面上的对应于该压力感测位置的该至少一第二电极被一触控信号驱动作为触控感测电极；于压力感测期间，设置于该第一平面上的对应于该压力感测位置的该至少一第一电极接收该参考电压或一压力感测信号，设置于该第二平面上的对应于该压力感测位置的该至少一第二电极接收该接地电位。
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，具有Out-cell触控面板结构，该叠层结构还包含一液晶模块及一保护盖，该第一平面及该第二平面位于该液晶模块与该保护盖之间。
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，该叠层结构还包含一第一基板及一第二基板，该第一基板设置于该液晶模块的上表面且该第二基板设置于该保护盖的下表面，该第一平面及该第二平面分别位于该第一基板的上表面及该第二基板的下表面。
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，该叠层结构还包含一第一基板，该第一基板设置于该液晶模块的上表面，该第一平面及该第二平面分别位于该第一基板的上表面及该保护盖的下表面。
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，该叠层结构还包含一第一基板，该第一基板设置于该液晶模块与该保护盖之间，该第一平面及该第二平面分别位于该第一基板的下表面及上表面。
20.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On-cell触控面板结构，该叠层结构还包含一液晶模块及一保护盖，该第一平面及该第二平面位于该液晶模块与该保护盖之间。
21.如权利要求20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第一基板，该第一基板设置于该保护盖的下表面，该第一平面及该第二平面分别位于该液晶模块的上表面及该第一基板的下表面。
22.如权利要求20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分别位于该液晶模块的上表面及该保护盖的下表面。
23.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，具有内嵌式触控面板结构，该叠层结构还包含一第一透明层及一第二透明层，且该第二透明层位于该第一透明层的上方。
24.如权利要求23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分别位于该第一透明层的上表面及该第二透明层的下表面。
25.如权利要求23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分别位于该第一透明层的上表面及该第二透明层的上表面。
26.如权利要求23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分别位于该第二透明层的下表面及上表面。
27.如权利要求23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偏光板，该偏光板设置于该第二透明层的上表面，该第一平面及该第二平面分别位于该第二透明层的下表面及该偏光板的上表面。
28.如权利要求23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偏光板及一保护盖，该偏光板设置于该第二透明层的上表面，该保护盖设置于该偏光板的上方，该第一平面及该第二平面分别位于该第二透明层的下表面及该保护盖的下表面。
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触控与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触控与压力感测模式，并利用显示周期的一显示区间运作于显示模式。
30.如权利要求29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。
31.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，并利用显示周期的一显示区间同时运作于显示模式及触控感测模式。
32.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，当该第一电极及该第二电极被驱动作为该触控感测电极时，该第一电极与该第二电极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。
33.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，当该第一电极及该第二电极被驱动作为该压力感测电极时，该第一电极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电极包含至少一感测电极并接收一接地电位或一浮动电位。
34.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，当该第一电极及该第二电极被驱动作为该触控感测电极时，该第一电极包含至少一驱动电极并接收一驱动信号，该第二电极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。
35.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，当该第一电极及该第二电极被驱动作为该压力感测电极时，该第一电极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电极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。
36.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，设置于该第一平面上的该至少一第一电极分别由第一方向第一电极及第二方向第一电极组成为自电容架构或互电容架构；设置于该第二平面上的该至少一第二电极分别由第一方向第二电极及第二方向第二电极组成为互电容架构。
37.如权利要求36所述的电容式压力感测触控面板，其特征在于，设置于该第一平面上的该至少一第一电极之间的间距大于或等于设置于该第二平面上的该至少一第二电极之间的间距。
38.如权利要求36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，该第一方向第二电极及该第二方向第二电极分别接收一触控驱动信号及一触控感测信号以进行互电容触控感测，并且该第一方向第一电极及该第二方向第一电极接收一浮动电位、一接地电位或一固定电位。
39.如权利要求36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，该第一方向第二电极及该第二方向第二电极均接收一固定参考电位或接地电位以作为屏蔽电极，并且该第一方向第一电极及该第二方向第一电极均接收相同的压力感测电压以感测自电容变化量，或是该第一方向第一电极及该第二方向第一电极分别接收不同的压力感测电压以感测互电容变化量。
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