TWI546586B - 高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置 - Google Patents

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Description

高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
本發明係關於觸控板之技術領域，尤指一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置。
習知之觸控式平面顯示器係將觸控面板與平面顯示器直接進行上下之疊合，因為疊合之觸控面板為透明之面板，故而影像可以穿透疊合在上之觸控面板顯示影像，再藉由觸控面板作為輸入之媒介或介面。然而這種習知之技藝，因為必須增加一個觸控面板之完整重量，使得平面顯示器重量大幅地增加，不符合現時市場對於顯示器輕、薄、短、小之要求。而且直接疊合觸控面板以及平面顯示器時，將增加觸控面板本身之厚度，因而降低了光線的穿透率，增加反射率與霧度，使螢幕顯示的品質大打折扣。
針對前述之缺點，觸控式平面顯示器改採嵌入式觸控技術。嵌入式觸控技術目前主要的發展方向可分為On-Cell及In-Cell兩種技術。On-Cell技術是將投射電容式觸控技術的感應電極(Sensor)製作在顯示面板彩色濾光片 (Color Filter,CF)的背面(即貼附偏光板面)，整合為彩色濾光片的結構。On-Cell Touch的技術亦可將觸控面板的Sensor作在薄膜上，然後貼合在最上層的上基板的玻璃上。In Cell技術則是將感應電極(Sensor)置入LCD Cell的結構當中。然而，當感應電極置入LCD Cell結構後，由於感應電極與共通電壓層的距離僅有幾微米，因此彼此之間的電容量巨幅驟增，而觸碰的電容變化與之相比微乎其微難以偵測，且距離接近導致源自顯示訊號的嚴重干擾更是雪上加霜。
圖1係一習知單層觸控面板的透明電極結構之示意圖。如圖1所示，一透明電極結構11經由一走線12以將該透明電極結構11感應到的電氣訊號輸出。圖1的單層透明電極結構可實現真實多點觸碰偵測。於使用時，圖1的單層透明電極結構會與一顯示面板組合。然而單層觸控面板整合入顯示面板內時，該單層透明電極結構會與顯示面板的一共通電壓層之間形成顯著電容，且容易引起雜訊，而降低了偵測觸碰位置之準確度。目前市售之In Cell觸控面板為了解決電容與雜訊難以克服之窘境，通常是切割共通電壓層並與顯示控制分時操作；不但限制了觸控螢幕的解析度與尺寸，影響顯示品質且大幅增加顯示驅動控制電路之設計、調適與面板製造難度，以致生產良率降低，成本上升。因此，習知自電容內嵌式觸控顯示面板實仍有予以改善的空間。
本發明之目的主要係在提供一高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，可顯著降低感應電極與共通電壓層之間的電容效應且不易受顯示訊號干擾，因此在進行觸碰偵測時無須與顯示驅動分時操作。如此，內嵌式觸控面板尺寸不再受限，且感測與生產難度降低，既可容易而正確地偵測手指的碰觸，又可降低生產成本。
依據本發明之一特色，本發明提出一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括一第一基板、一第二基板、一共通電壓層、一感應電極層、一顯示控制電路、一觸控感應控制電路、複數個感應電極選擇開關、及一增益大於零之放大器。該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間。該共通電壓層位於該第一基板與該顯示層之間。該感應電極層位於該第一基板與該共通電壓層之間，該感應電極層具有複數個感應電極。該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極。該顯示控制電路用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源(Vccdisp)供電並連接至一第一接地(Gdisp)。該觸控感應控制電路連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源(Vcctouch)供電並連接至一第二接地(Gtouch)。該增益大於零之放大器連接至該觸控感應控制電路及該共通電壓 層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後產生一同相位複製感應訊號並施加於該共通電壓層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該共通電壓層之間的電容效應。
依據本發明之另一特色，本發明提出一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括一第一基板、一共通電壓層、一第二基板、複數個感應電極、複數個感應電極選擇開關、一顯示控制電路、一觸控感應控制電路、及一增益大於零之放大器。該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間。該複數個感應電極的每一個複數個感應電極係由金屬網格所形成。該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極。該顯示控制電路用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源(Vccdisp)供電並連接至一第一接地(Gdisp)。該觸控感應控制電路連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源(Vcctouch)供電並連接至一第二接地(Gtouch)。該增益大於零之放大器連接至該觸控感應控制電路及該共通電壓層， 其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該共通電壓層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該共通電壓層之間的電容效應。
依據本發明之又一特色，本發明提出一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括一第一基板、一第二基板、一陰極層、一感應電極層、複數個感應電極選擇開關、一顯示控制電路、一觸控感應控制電路、及一增益大於零之放大器。該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間。該陰極層位於該第一基板之面對該顯示層之同一側。該感應電極層位於該第一基板與該陰極層之間，該感應電極層具有複數個感應電極，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極。該顯示控制電路以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源(Vccdisp)供電並連接至一第一接地(Gdisp)。該觸控感應控制電路連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源(Vcctouch)供電並連接至一第二接地(Gtouch)。該增益大於 零之放大器連接至該觸控感應控制電路及該陰極層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該陰極層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陰極層之間的電容效應。
依據本發明之再一特色，本發明提出種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括一第一基板、一第二基板、一陽極層、一感應電極層、複數個感應電極選擇開關、一顯示控制電路、一觸控感應控制電路、及一增益大於零之放大器。該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間。該陽極層位於該第一基板之面對該顯示層之同一側。該感應電極層位於該第一基板與該陽極層之間，該感應電極層具有複數個感應電極，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極。該顯示控制電路用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源(Vccdisp)供電並連接至一第一接地(Gdisp)。該觸控感應控制電路連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源(Vcctouch)供電並連接至一第二接地(Gtouch)。該增益大於 零之放大器連接至該觸控感應控制電路及該陽極層，其中，該第一接地不同於該第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該陽極層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陽極層之間的電容效應。
11‧‧‧透明電極結構
12‧‧‧走線
100‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示材料層
140‧‧‧遮光層
150‧‧‧彩色濾光層
160‧‧‧共通電壓層
170‧‧‧感應電極層
180‧‧‧薄膜電晶體層
190‧‧‧第一偏光層
200‧‧‧第二偏光層
141‧‧‧遮光線條
143‧‧‧透光區塊
160‧‧‧共通電壓層
170‧‧‧感應電極層
171‧‧‧感應電極
173‧‧‧感應電極選擇開關
610‧‧‧顯示控制電路
620‧‧‧觸控感應控制電路
630‧‧‧增益大於零之放大器
171-1‧‧‧感應電極
173-1‧‧‧感應電極選擇開關
900‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
1000‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
930‧‧‧顯示層
960‧‧‧陰極層
970‧‧‧陽極層
950‧‧‧薄膜電晶體層
971‧‧‧陽極畫素電極
951‧‧‧畫素驅動電路
9511‧‧‧閘極
9513‧‧‧汲/源極
9515‧‧‧源/汲極
931‧‧‧電洞傳輸子層
933‧‧‧發光層
935‧‧‧電子傳輸子層
1100‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
933-1‧‧‧紅色發光層
933-2‧‧‧藍色發光層
933-3‧‧‧綠色發光層
1200‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
961‧‧‧陰極畫素電極
1300‧‧‧高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置
圖1係一習知單層觸控面板的透明電極結構之示意圖。
圖2係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置之一實施例的疊層示意圖。
圖3係本發明該遮光層的示意圖。
圖4係本發明感應電極層的示意圖。
圖5係本發明高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的原理之示意圖。
圖6係本發明高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的示意圖。
圖7係一習知的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的等效電路圖。
圖8係發明的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的比較等效電路圖。
圖9係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯 示面板裝置之又一實施例的疊層示意圖。
圖10係本發明之一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置更一實施例的疊層示意圖。
圖11係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置之再一實施例的疊層示意圖。
圖12係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置之再一實施例的疊層示意圖。
圖13係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置之再一實施例的疊層示意圖。
圖2係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100之一實施例的疊層示意圖。如圖2所示，該高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100包括有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一遮光層(black matrix)140、一彩色濾光層(color filter)150、一共通電壓層160、一感應電極層170、一薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、及一第二偏光層(lower polarizer)200。
該第一基板110及該第二基板120較佳為玻璃基板，該第一基板110及該第二基板120以平行成對之配置將該顯示材料層130夾置於二基板110,120之間。於本實施例中，該顯示材料層130為一液晶層。
該遮光層(black matrix)140係位於該第一基板110之面對該顯示材料層130一側的表面，如圖3所示，該遮光層140係由複數條遮光線141所構成。該複數條遮光線條141設置於一第一方向(X-軸方向)及一第二方向(Y-軸方向)，以形成複數個透光區塊143。
圖3係本發明該遮光層140的示意圖，其係相同於一般液晶顯示面板之遮光層。其中，該遮光層140係由不透光的黑色絕緣材質之線條141所構成。該等黑色絕緣材質之複數條遮光線條141分別設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個透光區塊143。該複數條遮光線條141係依該薄膜電晶體層180的閘極驅動線與源極驅動線的相對位置而設置。該第一方向與該第二方向係互相垂直，故該遮光層140又稱為黑矩陣(black matrix)。
該共通電壓層(Vcom)160位於該第一基板110與該顯示材料層130之間。該共通電壓層(Vcom)160可為直流共通電壓層(DC Vcom)或交流共通電壓層(AC Vcom)。
圖4係本發明感應電極層170的示意圖。該感應電極層170位於該第一基板110與該共通電壓層160之間。該感應電極層170具有複數個感應電極171及複數個感應電極選擇開關173。每一個感應電極選擇開關173連接至至少一個感應電極171。
其中，該複數個感應電極171的每一個感應電 極171為多邊形、圓形、橢圓形、星形、楔形、幅射形、三角形、五角形、六角形、八角形、矩形或方形。每一個感應電極171的材質係為下列其中之一：透明導電膜ITO材質、氧化鋅錫薄膜材質、ETO材質、奈米銀，導電高分子材質、奈米碳管材質、及石墨烯。
圖5係本發明高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100的原理之示意圖。其中5V直流電壓的接地為一第一接地(Gdisp)，9V直流電壓的接地為該第二接地(Gtouch)。由於9V直流電壓的接地為該第二接地(Gtouch)，故在A點與該第一接地(Gdisp)之間僅能測量到5V，亦即9V直流電壓對該第一接地(Gdisp)並無影響。同樣地，由於5V直流電壓的接地為第一接地(Gdisp)，故在A點與該第二接地(Gtouch)之間僅能測量到9V，亦即5V直流電壓對該第二接地(Gtouch)並無影響。
圖6係本發明高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100的示意圖。如圖6所示，一顯示控制電路610用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100的顯示，該顯示控制電路610由一第一電源(Vccdisp)供電並連接至一第一接地(Gdisp)。顯示控制電路610連接至該共通電壓層(Vcom)160。該共通電壓層(Vcom)160為直流共通電壓層(DC Vcom)時，顯示控制電路610將該第一接地(Gdisp)電氣連接至該共通電壓層(Vcom)160。該共通電壓層(Vcom)160為交流共通電壓層(AC Vcom)時，顯示控制電路610則將以該第一 接地(Gdisp)為基準的一交流訊號輸出至該共通電壓層(Vcom)160。
一併參照圖4所示，一觸控感應控制電路620連接至該複數個感應電極選擇開關173，以控制每一個感應電極選擇開關173對應之該至少一個感應電極171進行觸控感應。該觸控感應控制電路620由一第二電源(Vcctouch)供電並連接至一第二接地(Gtouch)。其中，該第一電源(Vccdisp)及第一接地(Gdisp)係不同於該第二電源(Vcctouch)及第二接地(Gtouch)。亦即彼此之間並無共同之電流迴路。
一增益大於零之放大器630連接至該觸控感應控制電路620及該共通電壓層160，該增益大於零之放大器630由該第二電源Vcctouch供電並連接至該第二接地(Gtouch)。當進行觸控感應偵測時，該觸控感應控制電路620將一感應電極選擇開關173-1對應之該至少一個感應電極171-1所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器630放大後產生一同相位複製感應訊號Vamp並施加於該共通電壓層160，以降低該感應電極選擇開關173-1對應之該至少一個感應電極171-1與該共通電壓層160之間的電容效應。
當該增益大於零之放大器630的放大倍率為1時。該觸控感應控制電路620獲得該至少一個感應電極171-1的感應訊號，經由該增益大於零之放大器630而產生該同相位複製感應訊號Vamp。該同相位複製感應訊號Vamp係與感應電極171-1的感應訊號相同。亦即，該感應電極 171-1與該共通電壓層160有相同的電位。更因為該感應電極171-1與該共通電壓層160有相同的電位，故而該感應電極171-1與該共通電壓層160之間的有效電容為0。因此本發明技術可有效地降低該至少一個感應電極171-1與該共通電壓層160之間的電容效應。
圖7係一習知的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的等效電路圖。圖8係發明的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置100的比較等效電路圖。如圖8所示，該增益大於零之放大器630之增益較佳為1，該感應電極S上的感應訊號經由該增益大於零之放大器630後，施加於該共通電壓層160。感應電極S1則沒有使用本發明技術。
當一手指觸碰感應電極S及感應電極S1時，感應電極S與該共通電壓層160之間的電容為0。感應電極S上的電容僅由由手指與感應電極S之間的電容CFS及感應電極S與地之間的電容CSG決定。感應電極S1上的電容則由手指與感應電極S1之間的電容CFS1及感應電極S1與地之間的電容CS1G、感應電極S1與於該共通電壓層160之間的電容CS1C及該共通電壓層160與地之間的電容CCG決定。由圖8可知，手指與感應電極S之間的電容CFS會在感應訊號中佔有較多成分，因此本發明技術可較習知技術更準確地偵測觸碰位置，同時亦可降低感應電極與該共通電壓層160之間的電容效應。
再請參照圖2，該彩色濾光層150位於該遮光 層140之面向該顯示層130一側。
該薄膜電晶體層180位於該第二基板120面向該顯示層130一側，該薄膜電晶體層180具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，由於閘極驅動線及源極驅動線在液晶顯示器中為已知者，故未於圖式中繪示。該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個畫素區塊。每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數，該複數條遮光線條141之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
該第一偏光層190係位於該第一基板110之背向該顯示層130一側。該第二偏光層200係位於該第二基板120之背向該顯示層130一側。
圖9係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置900之另一實施例的疊層示意圖。如圖9所示，該高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置900包括一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一遮光層(black matrix)140、一彩色濾光層(color filter)150、一感應電極層170、一薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、及一第二偏光層(lower polarizer)200。其與圖2主要差別在於：該感應電極層170 位於該遮光層140之面向該顯示層130之一側，該感應電極層170包含複數個感應電極171，每一個感應電極171係由金屬網格所形成。亦即，該複數個感應電極171係位於該遮光層140之面向該顯示層130一側。同時該共通電壓層160係位於薄膜電晶體層180之內。其中，該金屬網格之金屬材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鉬、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)、合金、氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)。
至於金屬網格形成感應電極171的技術可參見相同發明人所申請並已經公告之新型專利第M466307號公告。該共通電壓層160為位於薄膜電晶體層180之內係針對IPS形式的LCD面板。
該遮光層140位於該第一基板110之面向該顯示層130之一側，該遮光層140係由複數條遮光線條141所構成，該複數條遮光線條141設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個透光區塊。
該彩色濾光層150位於該遮光層之面向該顯示層一側。第一偏光層190係位於該第一基板110之背向該顯示層130一側。該薄膜電晶體層180位於該第二基板120面向該顯示層130一側，該薄膜電晶體層180具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，由於閘極驅動線及源極驅動線在液晶顯示器中為已知者，故未於圖式中繪示，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於該第一方向及該第二 方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。該第二偏光層200係位於該第二基板120之背向該顯示層130一側。
該複數條遮光線條141之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。該等金屬網格之位置係相對應於該複數條遮光線條141之位置。
於其他實施例中，該感應電極層170可位於該薄膜電晶體層180內，亦即，該複數個感應電極係位於該薄膜電晶體層180。至於該薄膜電晶體層180內形成金屬網格之感應電極的技術以及在第一基板110形成金屬網格感應電極的技術可參見相同發明人所申請並已經公告之新型專利第M468723、M474964、M476315、M459453、M445719、M470323、M445719、M47359、M470312、M467954、M461104號公告。
圖10係本發明之一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置1000更一實施例的疊層示意圖。該高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置1000與圖2及圖6主要差別在於該顯示層930、該陰極層960、該陽極層970、及該薄膜電晶體層950。並將該增益大於零之放大器630的輸出連接至該陰極層960。當進行觸控感應偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之 該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後產生一同相位複製感應訊號並施加於該陰極層960，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陰極層960之間的電容效應。其中，該顯示層930為一有機發光二極體層。
該陰極層960位於該第一基板110面對該顯示層930的一側。同時，該陰極層960位於該第一基板110與該顯示層930之間。該陰極層960係由金屬導電材料所形成。較佳地，該陰極層960係由厚度小於50奈米(nm)的金屬材料所形成，該金屬材料係選自下列群組其中之一：鉻、鋇、鎳、鉬、鋁(Al)、銀(Ag)、銅、鎂(Mg)、鈣(Ca)、钽、鈷、鎢、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)，上述材料之合金或使用氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)與Al組合而成。由於該陰極層960的厚度小於50nm，因此該顯示層930所產生的光仍可穿透陰極層960，於第一基板110上顯示影像。該陰極層960係整片電氣連接著，該陰極層960接收由陽極畫素電極971來的電流。
該彩色濾光層150位於該遮光層140之面向該顯示層130一側。
該薄膜電晶體層950位於該第二基板120面對於該顯示層930一側的表面。該薄膜電晶體層950具有複數條閘極驅動線(圖未示)、複數條源極驅動線(圖未示)、及複數個畫素驅動電路951。每一個畫素驅動電路951係對應至 一畫素，依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號，用以驅動對應之畫素驅動電路951，進而執行顯示操作。該複數條閘極驅動線及該複數條源極驅動線定義出複數個畫素區域，每一個畫素區域係對應至一個透光區塊143。
依畫素驅動電路951設計的不同，例如2T1C係由2薄膜電晶體與1儲存電容設計而成畫素驅動電路，6T2C係由6薄膜電晶體與2儲存電容設計而成畫素驅動電路。畫素驅動電路951中最少有一薄膜電晶體的閘極9511連接至一條閘極驅動線(圖未示)，依驅動電路設計的不同，控制電路中最少有一薄膜電晶體的汲/源極9513連接至一條源極驅動線(圖未示)，畫素驅動電路951中最少有一薄膜電晶體的源/汲極9515連接至該陽極層970中的一個對應的陽極畫素電極971。
該陽極層970位於該第二薄膜電晶體層950面對於該顯示層930之一側。該陽極層970具有複數個陽極畫素電極971。該複數個陽極畫素電極971的每一個陽極畫素電極係與該第二薄膜電晶體層950的該畫素驅動電路951之一個畫素驅動電晶體對應，亦即該複數個陽極畫素電極的每一個陽極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路951之該畫素驅動電晶體之源/汲極連接，以形成一特定顏色的畫素電極，例如紅色畫素電極、綠色畫素電極、或藍色畫素電極。
該顯示層930包含一電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)931、一發光層(emitting layer)933、及一電子傳輸子層(electron transporting layer,ETL)935。該顯示層930較佳產生白光，並使用該彩色濾光層(color filter)150過濾而產生紅、藍、綠三原色。
圖11係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置1100之再一實施例的疊層示意圖。圖11與圖10主要差別在於：在圖11中，使用紅色發光層933-1、藍色發光層933-2、綠色發光層933-3，因此無須使用一彩色濾光層(color filter)及一遮光層(black matrix)。
圖12係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置1200之再一實施例的疊層示意圖。圖12與圖10主要差別在於該陰極層960與該陽極層970的位置對調。該陰極層960具有複數個陰極畫素電極961。每一個陰極畫素電極961係與該薄膜電晶體層950的該畫素驅動電路951之一個畫素驅動電晶體對應，亦即該複數個陰極畫素電極的每一個陰極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路951之該畫素驅動電晶體之源/汲極9515連接，以形成一特定顏色的畫素電極，例如紅色畫素電極、綠色畫素電極、或藍色畫素電極。
圖12不僅該陰極層960與該陽極層970的位置對調，同時為了配合該陰極層960與該陽極層970，該顯示層930的電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)931與電子傳輸子層(electron transporting layer,HTL)935的位置亦對 調。該陰極層960具有複數個陰極畫素電極961，該複數個陰極畫素電極961的每一個陰極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路之畫素驅動電晶體之源/汲極連接。
於此實施例中，並將該增益大於零之放大器630的輸出連接至該陽極層970。當進行觸控感應偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後產生一同相位複製感應訊號並施加於該陽極層970，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陽極層970之間的電容效應。
圖13係本發明一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置1300之再一實施例的疊層示意圖。圖13與圖12主要差別在於：在圖13中，使用紅色發光層933-1、藍色發光層933-2、綠色發光層933-3，因此無須使用一彩色濾光層(color filter)及一遮光層(black matrix)。
由前述說明可知，本發明在偵測手指觸碰位置時，將一感應電極171-1的感應訊號，經由該增益大於零之放大器630而產生該同相位複製感應訊號Vamp，並將該同相位複製感應訊號Vamp施加於該共通電壓層160，而使該感應電極171-1與該共通電壓層160有相同的電位，因此讓該感應電極171-1與該共通電壓層160之間的電容為0。手指與感應電極之間的電容會在感應訊號中佔有較多成分，因此本發明技術可較習知技術更準確地偵測觸碰位置。同 時為避免施加於該共通電壓層160該同相位複製感應訊號Vamp干擾顯示面板，又將顯示控制電路610和觸控感應控制電路620及增益大於零之放大器630的電源與接地分開。如此既可增加偵測觸碰位置的準確度，又不會干擾顯示畫質。
於其它實施例中，該感應電極層170亦可用導電金屬網格製做於薄膜電晶體層950或第一基板之一側。至於其相關之技術可參見相同發明人所申請並已經公告之新型專利第M468723、M474964、M476315、M459453、M445719、M47359、M470312、M467954、M461104號公告。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
160‧‧‧共通電壓層
170‧‧‧感應電極層
171‧‧‧感應電極
173‧‧‧感應電極選擇開關
610‧‧‧顯示控制電路
620‧‧‧觸控感應控制電路
630‧‧‧增益大於零之放大器
171-1‧‧‧感應電極
173-1‧‧‧感應電極選擇開關

Claims (29)

  1. 一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括：一第一基板；一第二基板，該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間；一共通電壓層，位於該第一基板與該顯示層之間；一感應電極層，位於該第一基板與該共通電壓層之間，該感應電極層具有複數個感應電極；複數個感應電極選擇開關，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極；一顯示控制電路，用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源供電並連接至一第一接地；一觸控感應控制電路，連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源供電並連接至一第二接地；以及一增益大於零之放大器，連接至該觸控感應控制電路及該共通電壓層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後產生一同相位複製感應訊號並施加於該共通電壓層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該共通電壓層之間的電容效應。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其更包含：一遮光層，位於該第一基板之面向該顯示層之一側，該遮光層係由複數條遮光線條所構成，該複數條遮光線條設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個透光區塊；一彩色濾光層，位於該遮光層之面向該顯示層一側；一第一偏光層，係位於該第一基板之背向該顯示層一側；一薄膜電晶體層，位於該第二基板面向該顯示層一側，該薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數；以及一第二偏光層，係位於該第二基板之背向該顯示層一側，其中，該複數條遮光線條之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、星形、楔形、幅射形、三角形、五角形、六角形、八角形、矩形或方形。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的每一個感應電極係為下列其中之一：透明導電膜ITO材質、氧化鋅錫薄膜材質、ETO材質、奈米銀，導電高分子材質、奈米碳管材質、及石墨烯材質。
  5. 一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括：一第一基板；一共通電壓層；一第二基板，該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間；複數個感應電極，該複數個感應電極的每一個複數個感應電極係由導電金屬材料之網格所形成；複數個感應電極選擇開關，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極；一顯示控制電路，用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源供電並連接至一第一接地；一觸控感應控制電路，連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源供電並連接至一第二接地；以及一增益大於零之放大器，連接至該觸控感應控制電路及該共通電壓層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該共通電壓層，以降低該感應電極選擇開關所對應之該至少一個感應電極與該共通電壓層之間的電容效應。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其更包含： 一遮光層，位於該第一基板之面向該顯示層之一側，該遮光層係由複數條遮光線條所構成，該複數條遮光線條設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個透光區塊；一彩色濾光層，位於該遮光層之面向該顯示層一側；一第一偏光層，係位於該第一基板之背向該顯示層一側；一薄膜電晶體層，位於該第二基板面向該顯示層一側，該薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數；以及一第二偏光層，係位於該第二基板之背向該顯示層一側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數條遮光線條之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個金屬網格感應電極的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、星形、楔形、幅射形、三角形、五角形、六角形、八角形、矩形或方形。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該導電之金屬材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鉬、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)、合金、氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於該遮光層之面向該顯示層一側。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於該薄膜電晶體層。
  12. 一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括：一第一基板；一第二基板，該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間；一陰極層，位於該第一基板之面對該顯示層之同一側；一感應電極層，位於該第一基板與該第二基板之間，該感應電極層具有複數個感應電極；複數個感應電極選擇開關，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極；一顯示控制電路，以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源供電並連接至一第一接地；一觸控感應控制電路，連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源供電並連接至一第二接地；以及一增益大於零之放大器，連接至該觸控感應控制電路及該陰極層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選 擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該陰極層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陰極層之間的電容效應。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其更包含：一薄膜電晶體層，位於該第二基板面向該顯示層一側，該薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其又包含：一遮光層，位於該第一基板之面向該顯示層之一側，該遮光層係由複數條遮光線條所構成，該複數條遮光線條設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個透光區塊；以及一彩色濾光層，位於該遮光層之面向該顯示層一側，其中，該複數條遮光線條之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、星形、楔形、幅射形、三角形、五角形、六角形、八角形、矩形或方形。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的每一 個感應電極係為下列其中之一：透明導電膜ITO材質、氧化鋅錫薄膜材質、ETO材質、奈米銀，導電高分子材質、奈米碳管材質、及石墨烯材質。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係由導電金屬材料製作之金屬網格所形成。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該導電之金屬材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鉬、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)、合金、氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於一遮光層之面向該顯示層一側。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於該薄膜電晶體層。
  21. 一種高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，包括：一第一基板；一第二基板，該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間；一陽極層，位於該第一基板之面對該顯示層之同一側；一感應電極層，位於該第一基板與該第二基板之間，該感應電極層具有複數個感應電極；複數個感應電極選擇開關，該複數個感應電極選擇開關的每一個感應電極選擇開關對應至至少一個感應電極； 一顯示控制電路，用以控制該自電容內嵌式觸控顯示面板裝置的顯示，該顯示控制電路由一第一電源供電並連接至一第一接地；一觸控感應控制電路，連接至該複數個感應電極選擇開關，以控制每一個感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極進行觸控感應，該觸控感應控制電路由一第二電源供電並連接至一第二接地；以及一增益大於零之放大器，連接至該觸控感應控制電路及該陽極層，其中，該第一電源及第一接地不同於該第二電源及第二接地，且當進行偵測時，該觸控感應控制電路將一感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極所感應到的一感應訊號經該增益大於零之放大器放大後，以產生一同相位複製感應訊號並施加於該陽極層，以降低該感應電極選擇開關對應之該至少一個感應電極與該陽極層之間的電容效應。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其更包含：一薄膜電晶體層，位於該第二基板面向該顯示層一側，該薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其又包含： 一遮光層，位於該第一基板之面向該顯示層之一側，該遮光層係由複數條遮光線條所構成，該複數條遮光線條設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個透光區塊；一彩色濾光層，位於該遮光層之面向該顯示層一側，其中，該複數條遮光線條之位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、星形、楔形、幅射形、五角形、六角形、八角形、矩形或方形。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極的每一個感應電極係為下列其中之一：透明導電膜ITO材質、氧化鋅錫薄膜材質、ETO材質、奈米銀，導電高分子材質、奈米碳管材質、及石墨烯材質。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係由導電金屬材料製作之金屬網格所形成。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該導電之金屬材料或合金材料係為下列其中之一：鉻、鋇、鉬、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)、合金、氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於一遮光層之面向該顯示層一側。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之高感測靈敏度的自電容內嵌式觸控顯示面板裝置，其中，該複數個感應電極係位於該薄膜電晶體層。
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