TWI627567B - 一種具有壓力偵測的觸控顯示模組及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種具有壓力偵測的觸控顯示模組，包括陣列設置的畫素單元及包括觸控單元與壓感單元的三維傳感器。畫素單元接收閘極驅動掃描脈衝以控制顯示色彩更新時序；觸控單元接收觸控掃描脈衝以控制偵測觸控點的時序；壓感單元接收壓力掃描脈衝以控制偵測按壓力的時序，閘極驅動脈衝、觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝之間的電位切換點錯開。本發明還提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組的驅動方法，在該方法中，閘極驅動脈衝、觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝之間的電位切換點錯開。具有壓力偵測的觸控顯示模組及其方法具有抗噪性能好等優點。

Description

一種具有壓力偵測的觸控顯示模組及其驅 動方法
本發明是有關於觸控領域，且特別是有關於一種具有壓力偵測的觸控顯示模組及其驅動方法。
隨著製程技術的進步，觸控顯示模組已經成功將觸控面板與顯示面板進行了整合，使得使用者可直接透過觸控面板指示電子裝置執行所需的工作。一般來說，觸控顯示模組上的觸控感測單元及畫素單元皆以矩陣方式排列於二維平面上，並根據掃描脈衝訊號，決定更新顯示畫面及偵測觸控點的時序。
一般的平面顯示面板而言，其顯示畫面是由二維的畫素所組成，以薄膜電晶體(TFT)的液晶顯示(LCD)模組所構成的TFT-LCD顯示面板為例來說明。顯示面板包括多個陣列的畫素單元。如果是彩色顯示的話，每一個畫素又由三個次畫素單元所組成來分顯示紅綠藍的顏色。每一個畫素單元包括至少一個TFT作為驅動開關。顯示面板在驅動 機制上包括閘極驅動器與源極驅動器，所述閘極驅動器根據待顯訊號產生閘極掃描脈衝以控制畫素單元的顯示色彩。所述源極驅動器根據待顯示訊號產生源極掃描脈衝以控制畫素單元的色彩顯示強度。
觸控面板對應的有觸控驅動器，觸控驅動器產生觸控驅動信號以控制偵測觸控點的時序。
為了進一步豐富觸控顯示模組的功能，目前已有部分觸控面板會加裝壓力傳感器，所述壓力傳感器包括多個壓感單元，該壓感單元偵測出使用者的按壓力值，其可對應匹配於不同壓力值下的設備功能，譬如不同力度下同一觸控點可匹配多種功能。這樣通過壓力傳感器的設置進一步為使用者帶來了更豐富的體驗。現有的觸控顯示模組設置有對應的有壓力驅動器，壓力驅動器產生壓力驅動掃描脈衝以控制偵測按壓力值的時序。
整合有觸控面板和顯示面板的觸控顯示模組雖然功能豐富，但存在一個嚴重的問題：由於觸控顯示模組集成度的增加，各元件以及導電線的排佈越來越緊密，電訊號之間的干擾非常嚴重，以至於觸控點位置以及按壓力值的偵測精準度降低，如何克服觸控面板加入壓力傳感器，以及觸控面板與顯示面板在整合時所遇到的訊號之間相互干擾的問題是業界急於解決的一大難題。
為克服目前觸控顯示模組所存在的電訊號干擾雜訊的問題，本發明提供一種抗噪性能好的具有壓力偵測的觸控顯示模組及其驅動方法。
本發明提供了一種解決上述技術問題的技術方案：一種具有壓力偵測的觸控顯示模組，包括陣列設置的多個畫素單元及三維傳感器，該三維傳感器包括多個觸控單元與至少一壓感單元，所述多個畫素單元接收一閘極驅動掃描脈衝以控制其顯示色彩更新時序；所述多個觸控單元接收一觸控掃描脈衝以控制偵測觸控點的時序；所述至少一壓感單元接收一壓力掃描脈衝以控制偵測按壓力的時序，所述閘極驅動脈衝，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝之間的電位切換點錯開。
優選地，所述閘極驅動脈衝，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝分時序交替進行，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝之脈寬不寬於所述閘極驅動脈衝之脈寬。
優選地，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝均與所述閘極掃描脈衝同時序進行。
優選地，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝分時序進行或同時序進行。
優選地，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括至少一屏蔽層，所述多個畫素單元位於該屏蔽層的一側，所述多個觸控單元和所述至少一壓感單元位於該屏蔽層的另一側。
優選地，所述多個觸控單元和所述至少一壓感單元之間設置一屏蔽層。
優選地，所述觸控顯示模組進一步包括設置有至少一所述壓感單元的第一壓力層和設置有至少一所述壓感單元的第二壓力層。
優選地，所述第一壓力層之壓感單元接收到的壓力掃描脈衝，所述第二壓力層之壓感單元所接收到的壓力掃描脈衝以及所述觸控單元所接收到的觸控掃描脈衝分時序進行或同時序進行。
優選地，所述閘極驅動脈衝，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝由同一驅動器直接或間接提供。
優選地，所述至少一壓感單元為多個壓感單元，所述多個壓感單元對應內阻為RF0、RF1、RF2、....、RFn，在所述的壓感單元附近設置有與其一一匹配的電阻RC0、RC1、RC2、...、RCn，RF1、RF2、....、RFn與RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括一壓力信號處理器，該壓力信號處理器包括一電阻Ra，一電阻Rb，多工器MUX1與多工器MUX2，RF0、RF1、RF2、....、RFn接入多工器MUX1的輸入端，RC0、RC1、RC2、...、RCn接入所述多工器MUX2的輸入端，所述多工器MUX1與MUX2分別選擇相匹配的電阻RFn和RCn輸出並與電阻Ra和Rb構成惠斯通電橋，所述RF0、RF1、RF2、....、RFn阻值變化量與其所受到的按壓力值相關聯；請注意，於本 發明中電阻Ra和Rb屬於電橋中固定共用的電阻，又稱共用電阻。
優選地，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括參考電阻與共用電阻，參考電阻與共用電阻以及所述至少一壓感單元構成的一惠斯通電橋，所述惠斯通電橋輸出端電性連接有一運算放大電路，所述運算放大電路輸出端依次電性連接有濾波電路和ADC電路。
優選地，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括一觸控信號接收模組，一壓力信號接收模組以及一積體電路處理器，所觸控單元電性連接於所述觸控信號接收模組，所述至少一壓感單元電性連接於所述壓力信號接收模組，所述觸控信號接收模組與所述壓力信號接收模組電性連接於所述積體電路處理器。
優選地，所述觸控單元由多條第一方向觸控電極與多條第二方向觸控電極所界定。
優選地，所述多條第一方向觸控電極相互平行，所述多條第二方向觸控電極相互平行，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極以及至少一壓感單元設置在同一平面內，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極之間呈一定夾角，在所述多條第一方向觸控電極之間設置有非觸控區，所述至少一壓感單元設置在該非觸控區內，所述至少一壓感單元，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極之間有交疊區域，在所述交疊區域內設 置有位於所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極之間的絕緣塊。
優選地，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極與壓感單元設置在同一平面內，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極之間無交疊區域，所述多條第一方向觸控電極之間，或所述多條第二方向觸控電極之間，或所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極之間設置有非觸控區域，所述至少一壓感單元設置在該非觸控區內。
優選地，所述多條第一方向觸控電極相互平行，所述多條第二方向觸控電極相互平行，所述多條第一方向觸控電極與所述多條第二方向觸控電極位於不同的基材層上或設置在同一基材層的不同平面內，在所述多條第一方向觸控電極之間有非觸控區域，所述至少一壓感單元設置在所述非觸控區內。
優選地，具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括一蓋板與一觸控顯示面板，所述觸控顯示面板包括從上至下依次設置的上偏光片，一上基板、一液晶層、一下基板和一下偏光片，所述多條第一方向觸控電極和所述多條第二方向觸控電極設置在所述上偏光片下表面，所述上基板上表面或下表面，所述下基板上表面或下表面，所述下偏光片下表面中的一個或兩個表面上。
優選地，所述至少一壓感單元與所述多條第一方向觸控電極和/或所述多條第二方向觸控電極互補。
本發明還提供一種具有壓力偵測觸控顯示模組之驅動方法，所述具有壓力偵測觸控顯示模組包括陣列設置的多個畫素單元及一三維傳感器，所述三維傳感器包括多個觸控單元與至少二壓感單元，所述驅動方法包括步驟：S1：提供一閘極驅動掃描脈衝至所述畫素單元以控制其顯示色彩更新時序；S2：提供一觸控掃描脈衝至所述觸控單元以控制偵測觸控點的時序；及S3：提供一壓力掃描脈衝至所述壓感單元以控制偵測按壓力的時序；其中，所述閘極驅動脈衝，所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝之間的電位切換點錯開。
與現有技術相比，本發明所提供的具有壓力偵測的觸控顯示模組具有如下優點：
1.由於電容式觸控面板採用的是人體感應電流的原理進行觸控點偵測的，而當觸控電極與壓力偵測電極設置在同一基材層上且顯示面板靠近觸控面板時，元件和導電線等之間的排佈非常密切，訊號之間的相互干擾非常嚴重而導致觸控點位置偵測及按壓力值偵測不精準。本發明中巧妙的通過選擇電路和/或脈衝重整電路將為畫素單元提供閘極驅動掃描脈衝的閘極驅動器加以利用，通過選擇電路和/或脈衝重整電路進行選擇，位移，脈寬縮窄以及分頻等處理後提供壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝。閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝之間可以分時序或同時序進行。同時序時，閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝中的兩者或三者同時進行，但它們之間的電位切換點相互錯位(在電位切換點處，訊號極易受到外部干擾而導致電信號不穩定，訊號錯位等等)，這樣使得 具有壓力偵測的觸控顯示模組反應速度快，訊號之間的干擾降低，觸控穩定性較好。在分時序時，閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝分時段進行，故，電訊號之間的干擾也同樣降低，具有壓力偵測的觸控顯示模組的觸控穩定性得到大幅的提升。
2.至少一屏蔽層位於所述多個畫素單元與多個觸控單元之間，和/或所述至少一壓感單元之間與觸控單元之間，所述屏蔽層可以有效地降低觸控面板與顯示面板之間、觸控單元與壓力單元之間的相互訊號干擾。
3.該具有壓力偵測的觸控顯示模組在進行顯示的同時，其不僅能夠偵測觸控點位置，而且能夠偵測到觸控點的壓力值。觸控傳感器與壓力傳感器的通過同一閘極驅動器來驅動，其節約了硬體成本，簡化了電路設計，提升了具有壓力偵測的觸控顯示模組的集成度，且從一定程度上降低了具有壓力偵測的觸控顯示模組的厚度與重量。觸控傳感器與壓力傳感器以及顯示面板的導電線結構上靠近，現有技術中採用不同的驅動器分別對畫素單元，觸控單元與壓感單元進行驅動，其設計空間相比較小，元件的排佈密切不利於散熱，本發明則很好地解決了這個問題。
4.本發明中採用惠斯通電橋對按壓力值進行偵測，其電路結構簡單，控制精度高。最重要的所述壓力信號處理器中採用電橋與多工器結合，通過多工器選擇不同的壓感單元，但不同壓感單元在偵測壓力信號時所構成的惠斯通電橋中，電阻Ra與Rb為共用電阻，這樣設計可以大大地降低惠斯 通電橋中的電阻數量，且不同壓感單元在進行壓力偵測時，由於其部分硬體共用，故相互之間的誤差率降低。更進一步，所述壓感單元所對應的內阻RF0、RF1、RF2、....、RFn一一對應設置有RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，該參考電阻設置在RF0、RF1、RF2、....、RFn附近，這樣，它們之間的受到溫度影響一致，受到的其他雜訊也近似，這樣有利於惠斯通電橋的穩定，降低了硬體電路因自身溫度漂移，環境因素所帶來的信號誤判。RF0、RF1、RF2、....、RFn與RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，這樣降低雜訊的同時優化了資源的配置。惠斯通電橋的輸出信號端接有運算放大電路，所述運算放大電路不僅可以將輸出信號U0進行放大，且其可以利用運算放大電路抑制雜訊的特性來降低雜訊。以RF0與RC0為例來進行說明，在上基板受到按壓力時，RF0電阻值變化為△r，但實際上RF0受到如溫度以及其他干擾而會產生△s的雜訊，對於參考電阻RC0來說，其受到如溫度以及其他干擾與其附近的RF0一致，大小也為△s的雜訊，該雜訊△s在運算放大電路的反向輸入端經過反向後即與同向輸入端的壓敏電阻RF0的雜訊相抵消，這樣，大大的降低的其他雜訊所帶來的干擾，進一步提升了壓力信號的偵測精度。
5.本實施例中，在觸控電極的非觸控區設置壓感單元，其通過絕緣塊的設置可以將壓感單元以及觸控電極集成在同一平面，這樣大大的降低了具有壓力偵測的觸控顯示模組的厚度，尤其是觸控電極與壓感單元之間互補設置，可以使具有壓力偵測的觸控顯示模組的顯示效果更佳。
10‧‧‧觸控顯示模組
11‧‧‧上基板
12‧‧‧貼合層
13‧‧‧三維傳感器
14‧‧‧基材層
14c‧‧‧第一基材層
14c’‧‧‧第二基材層
15‧‧‧信號處理電路
16、16c、16d‧‧‧壓力傳感器
161‧‧‧壓感單元
17、17c‧‧‧觸控傳感器
171‧‧‧第一方向觸控電極
172‧‧‧第二方向觸控電極
173‧‧‧絕緣塊
174‧‧‧非觸控區
18‧‧‧三維控制器
181a‧‧‧閘極驅動器
181b‧‧‧源極驅動器
182‧‧‧觸控信號接收模組
183‧‧‧壓力信號接收模組
184‧‧‧選擇電路
185‧‧‧脈衝重整電路
186‧‧‧積體電路處理器
187‧‧‧驅動脈衝處理電路
19‧‧‧壓力信號處理器
191‧‧‧電橋
192‧‧‧多工器
193‧‧‧濾波電路
194‧‧‧ADC電路
6、6a‧‧‧顯示面板
684a‧‧‧選擇電路
685b、685n‧‧‧脈衝重整電路
687‧‧‧驅動脈衝處理電路
7‧‧‧顯示面板
7a‧‧‧屏蔽層
7c、7d‧‧‧第一屏蔽層
7c’、7d’‧‧‧第二屏蔽層
761‧‧‧壓感單元
771‧‧‧第一方向觸控電極
772‧‧‧第二方向觸控電極
774‧‧‧非觸控區
8、8a‧‧‧觸控面板
80‧‧‧觸控顯示模組
81‧‧‧上基板
82‧‧‧貼合層
83‧‧‧第一電極圖案層
84‧‧‧第一基材層
85‧‧‧信號處理電路
86‧‧‧第二電極圖案層
861‧‧‧壓感單元
87‧‧‧第二基材層
871‧‧‧第一方向觸控電極
874‧‧‧非觸控區域
9、9a、9c、9d‧‧‧顯示面板
90‧‧‧觸控顯示模組
91‧‧‧畫素單元
91’‧‧‧上基板
92‧‧‧貼合層
93‧‧‧電極圖案層
94‧‧‧第一基材層
94a‧‧‧第一基材層
94a’‧‧‧第二基材層
94a”‧‧‧第三基材層
94b‧‧‧基材層
95‧‧‧信號處理電路
96‧‧‧第二壓力層
96a、96b‧‧‧第一壓力層
96a’、96b’‧‧‧第二壓力層
961‧‧‧壓感單元
97‧‧‧第二基材層
97a‧‧‧觸控傳感器
99‧‧‧觸控顯示模組
990‧‧‧觸控顯示面板
991‧‧‧蓋板
992‧‧‧貼合層
993‧‧‧壓力層
994‧‧‧上偏光片
995‧‧‧觸控電極層
996‧‧‧上基板
997‧‧‧液晶層
998‧‧‧下基板
999‧‧‧下偏光片
S1-S3‧‧‧步驟
第1A圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構示意圖。
第1B圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構之變形一的示意圖。
第1C圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構之變形二的示意圖。
第1D圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構之變形三的示意圖。
第2圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之電極圖案層的平面結構示意圖。
第3圖是第2圖中A處的放大結構示意圖。
第4A圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的電路結構模組示意圖。
第4B圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的電路結構模組的變形結構示意圖。
第5A圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的立體結構示意圖。
第5B圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的立體結構變形示意圖。
第6圖是本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第7圖是第4A圖中壓力信號處理器的電路結構示意圖。
第8A圖是第7圖中壓力信號偵測原理圖。
第8B圖是第7圖中另一壓力信號偵測原理圖。
第9圖是本發明第二實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第10圖是本發明第三實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第11A圖以及第11B圖是本發明第四實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第12圖是本發明第五實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第13圖是本發明第六實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的電路結構模組示意圖。
第14圖是本發明第六實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第15圖是本發明第七實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之電極圖案層的平面結構示意圖。
第16A圖是本發明第八實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構示意圖。
第16B圖是第16A圖中電極圖案層的平面結構示意圖。
第17圖是本發明第九實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構的示意圖。
第18A圖是本發明第九實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構變形一的示意圖。
第18B圖是本發明第九實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構變形二的示意圖。
第19圖是本發明第九實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組中第一壓力層與第二壓力層的局部疊加效果示意圖。
第20圖是本發明第九實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第21圖是本發明第十實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第22圖是本發明第十一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組之觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序圖。
第23圖是本發明第十二實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組的層狀結構示意圖。
為了使本發明的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
請參閱第1A圖，本發明第一實施例具有壓力偵測的觸控顯示模組10從上至下(本發明中所涉及的上、下左右等位置詞僅限於指定視圖中的相對位置，而非絕對位置)包括一觸控面板8，一顯示面板9以及信號處理電路15，該觸控面板8與顯示面板9均通過導電線與信號處理電路電性連接。
觸控面板8從上至下包括一上基板11，一貼合層12，一三維傳感器13以及一基材層14，所述三維傳感器13與信號處理電路15之間通過導電線(圖未示)電性連接。
所述具有壓力偵測的觸控顯示模組10還可以進一步選擇性地包括至少一屏蔽層，增加至少一屏蔽層時，具有壓力偵測的觸控顯示模組10的層狀結構之變型如第1B圖、1C、與1D所示： 如第1B圖，在觸控面板8a與顯示面板9a之間設置了一屏蔽層7a，該屏蔽層7a為一金屬層，其可以以降低觸控面板8a與顯示面板9a之間的訊號互擾。
如第1C圖，所述三維傳感器(未標號)包括壓力傳感器16c與觸控傳感器17c，所述觸控傳感器17c與壓力傳感器16c分別設置在第一基材層14c與第二基材層上14c’上。在所述壓力傳感器16c與觸控傳感器17c之間設置有一第一屏蔽層7c，在所述壓力傳感器16c與顯示面板9c之間設置有第二屏蔽層7c’，這樣，第一屏蔽層7c與第二屏蔽層7c’可以有效地把壓力傳感器16c與觸控傳感器17c以及顯示面板9c之間的訊號互擾降低。實際上，我們可以選擇僅設置第一屏蔽層7c或第二屏蔽層7c’。壓力傳感器16c與觸控傳感器17c位置可以進行互換。
如第1D圖，所述三維傳感器(未標號)包括壓力傳感器16d與觸控傳感器(圖未示)，所述觸控傳感器整合於顯示面板9d(in-cell結構或者on-cell結構)內，所述壓力傳感器16d所在平面的上方及下方分別設置有一第一屏蔽層7d與第二屏蔽層7d’，這樣，第一屏蔽層7d與第二屏蔽層7d’可以有效地把壓力傳感器16d與集成有觸控傳感器的顯示面板9d之間的訊號互擾降低。實際上，我們可以選擇僅設置第一屏蔽層7d或第二屏蔽層7d’。
第1A圖中所示的上基板11可以認定為我們傳統觸控面板上的觸摸蓋板，所謂的蓋板包括一觸控操作面與一元件安裝面，其觸控操作面用於手指或觸控筆等進行觸控操作，元件安裝面則用於安裝觸控電極元件或顯示面板等。
貼合層12可以選用OCA(光學透明膠，Optical Clear Adhesive)或LOCA(液態光學透明膠，Liquid Optical Clear Adhesive)。
基材層14的材質可以是柔性基材，也可以是剛性基材，基材層14作為三維傳感器13的承載層，其通過貼合層12貼合於上基板11的下表面；須留意，以柔性基材作為承載層有助於三維傳感器13有更好的壓力感測效果。
所述信號處理電路15設置在基材層14的下方，其位置不作限定，其也可以設置於基材層14上方或其一側或其他適合的地方。
請參閱第2圖與第3圖，三維傳感器13包括壓力傳感器16與觸控傳感器17，兩者可以是共平面結構(即如第2圖與第3圖所示)或分離結構(即如第18A圖所示)，該壓力傳感器16包括至少一壓感單元161。觸控傳感器17包括觸控電極：設置在X方向上的多條相互平行的第一方向觸控電極171，以及在Y方向上的多條相互平行的第二方向觸控電極172(第2圖中分別以4條第一方向觸控電極171、4條第二方向觸控電極172以及4個壓感單元161為例來進行示意說明，實際上，數量不作限制，且壓感單元161的數量也可以少於，等於或多於第一觸控電極171或第二觸控電極172的數量，於變型實施實例中每一條壓感單元161可以包含至少兩條並排緊靠的回路，達到數量加倍且壓感加成的效果)。在本實施例中，所述X方向與Y方向正交，但X和Y方向的夾角角度不作限定。所述多條第一方向觸控電極171與多條第 二方向觸控電極172正交，在兩者的交疊區域處，第一方向觸控電極171與第二方向觸控電極172之間設置有絕緣塊173。除交疊區域外，多條第一方向觸控電極172之間設置有非觸控區174，所述的壓感單元161設在該非觸控區174內，絕緣塊173在壓感單元161與第二方向觸控電極172之間的交疊區域同樣存在，即所述絕緣塊173將第一方向觸控電極171、第二方向觸控電極172以及壓感單元161之間的相互交疊的區域覆蓋，以使得第一方向觸控電極171、第二方向觸控電極172以及壓感單元161之間相互電性絕緣。最佳地，所述壓感單元161的形狀與第一方向觸控電極171以及第二方向觸控電極172形狀互補。壓感單元161、第一方向觸控電極171以及第二方向觸控電極172材質可以是ITO或金屬導電線或納米銀線導電層。於本實施例中，若壓感單元161、第一方向觸控電極171以及第二方向觸控電極172皆採用ITO製程，將有助於簡化製程設計。
多個觸控點在X及Y方向上的座標位置分別由第一方向觸控電極171與第二方向觸控電極172來確定，而與兩方向觸控電極交錯的壓感單元161則負責力度偵測。
顯示面板9包括一畫素陣列(未標號)，該畫素陣列包括多個陣列的畫素單元91(標號見第5A圖及第5B圖)，每一畫素單元91根據待顯示訊號來控制其顯示效果，所述顯示效果的控制包括顯示色彩控制以及色彩顯示強度的控制。
請參閱第4A圖與第5A圖，信號處理電路15包括一三維控制器18與一壓力信號處理器19，壓力信號處理器19與三維控制器18電性連接。壓力傳感器16電性連接於三維控制器18與壓力信號處理器19。觸控傳感器17電性連接於三維控制器18。
壓力信號處理器19將壓力傳感器16所傳輸過來的壓力信號進行處理，其包括一電橋191與一多工器192，該多工器192電性連接於電橋191。
三維控制器18包括一閘極驅動器181a、一源極驅動器181b、一驅動脈衝處理電路187、一觸控信號接收模組182、一壓力信號接收模組183以及一積體電路處理器186，閘極處理器181a根據待顯示訊號產生閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n以指示畫素單元91的顯示色彩更新時序，源極處理器181b根據待顯示訊號產生源極掃描脈衝Vs_1~Vs_m以指示畫素單元91的色彩顯示強度。所述驅動脈衝處理電路187包括一選擇電路184，一脈衝重整電路185，選擇電路184與脈衝重整電路185用於對閘極驅動器18所輸出的閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n進行處理。閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n經過選擇電路184以及脈衝重整電路185為壓力傳感器16提供壓力掃描脈衝Vf_1~Vf_k以控制偵測壓感單元161的時序，並且還為觸控傳感器17提供觸控掃描脈衝Vt_1~Vt_p以控制偵測觸控點的時序。
於實務操作上，配合觸控傳感器17與壓力傳感器16的傳感器特性及需要，選擇電路184與脈衝重整電路 185用於對閘極驅動器18所輸出的閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n進行處理後，可以產生不同於閘極掃描脈衝的脈寬寬度與方波振幅，藉以達到提供因各別傳感器需求而適合的脈衝訊號；於本發明中，方波為常見的觸控顯示模組處理訊號形式，但並不以此為限而可以是任何適合的波型訊號。
壓力傳感器16偵測到壓力信號後將該電信號傳輸至壓力信號處理器19，所述壓力信號處理器19對該壓力信號進行處理後再將其傳輸給控制器18中的壓力信號接收模組183。觸控傳感器17偵測到觸控信號後將該信號傳遞給觸控信號接收模組182。積體電路處理器186對觸控信號接收模組182與壓力信號接收模組183的電信號進行運算等處理。
選擇電路184可以從閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n中選擇部分信號進行輸出，譬如選擇單數列閘極掃描脈衝，而脈衝重整電路185對選擇電路184中輸出的脈衝信號進行位移，脈寬變窄，分頻等處理，實際上驅動脈衝處理電路187也可以僅設置脈衝重整電路185/或選擇電路184，通過選擇電路184或脈衝重整電路185完成閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n的選擇或處理，如第4B圖中所示，閘極驅動器輸出信號經過選擇電路184提供閘極掃描脈衝，閘極驅動器輸出信號經過選擇電路184以及脈衝重整電路185提供壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝。壓力信號處理器19可以與三維控制器18分開設置，也可以設置在同一積體電路上。
請參閱第5A圖與第5B圖，第5A圖係為一種單層設置三維傳感器13的實施例，壓感單元161與觸控單元171彼此交錯，第5B圖作為一種變形，壓感單元161與觸控單元171分別設置在不同層上。
請參閱第6圖，閘極驅動器181a提供閘極掃描脈衝Vg_1~Vg_n，所述信號經過選擇電路184與脈衝重整電路185對其進行處理以形成如第6圖中所示的觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝時序圖(本發明所有時序圖中僅以特定的幾組時序圖來表示電信號的變化趨勢，其實際的時序圖數量匹配於第一方向觸控電極171、第二方向觸控電極172以及壓感單元161)，Vg_1、Vg_2代表二不同畫素單元91的閘極掃描脈衝之更新時序；Vt_1、Vt_2代表二不同觸控單元175的觸控掃描脈衝更新時序，信號處理電路15根據觸控掃描脈衝之時序來偵測手指或觸控筆等在上基板11上的觸控點位置；Vf_1、Vf_2代表二不同的壓感單元161的壓力掃描脈衝更新時序，信號處理電路15根據壓力掃描脈衝之時序來偵測觸控點處所受到的按壓力值。
所述閘極掃描脈衝Vg_1和Vg_2、閘極掃描脈衝Vt_1和Vt_2以及壓力掃描脈衝Vf_1與Vf_2之間相互錯開，相互無時間間隙地彼此交替，即該三者分時序進行而可以避免相互之間的電性干擾。優選地在相鄰閘極掃描脈衝與觸控掃描脈衝之間，觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝之間，閘極掃描脈衝以及壓力掃描脈衝之間設置有時間間隙以避開彼此之間的電位切換點，因為在電位切換點處理訊號之間 容易相互干擾，故，避開訊號之間的電位切換點可提升具有壓力偵測的觸控顯示模組的抗噪性能。
請參閱第7圖，壓力信號處理器19包括一電橋191與一多工器192，多工器192包括第一多工器MUX1，第二多工器MUX2，電橋191包括至少一電阻Ra、至少一電阻Rb與一運算放大電路，第一多工器MUX1與第二多工器MUX2的輸出端作為運算放大電路的輸入信號U0分別電性連接於運算放大電路的同相輸入端以及反向輸入端，運算放大電路的輸出端連接有濾波電路193以及ADC電路194，這樣運算放大電路所輸出的電信號可以通過濾波電路193進行去噪處理後再傳遞至ADC電路194進行模數轉換。第一多工器MUX1的輸出端連接在電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端電性連接於激勵源的正極端VEX+；第二多工器MUX2的輸出端連接在電阻Rb的一端，電阻Rb的另一端電性連接於激勵源的正極端VEX+；請注意，於本發明中電阻Ra和Rb屬於電橋中固定共用的電阻，又稱共用電阻。於相關實施例中，激勵源的建置採用單電源或雙電源供電方式但並非限定，而激勵訊號可以採用方波、正弦波或定電壓訊號等合適的給定訊號，訊號型態亦並不加以限定；優選地，激勵源較佳可以採用本文每一實施例所揭示具方波型態掃描脈衝式的壓力掃描脈衝作為激勵源提供的信號，對壓力傳感器16進行激勵並偵測變化。
第一多工器MUX1的輸入端連接的是壓力傳感器16的第一組多個壓感單元161，所述第一組多個壓感單元 161對應的內阻為RF0、RF1、RF2、...、RFn，在用戶觸摸上基板11產生一定的壓力時，位於上基板11之下的壓感單元161所對應的內阻RF0、RF1、RF2、...、RFn阻值發生變化從而引起壓力傳感器16的壓力信號的變化，第一多工器MUX1可以選擇RF0、RF1、RF2、...、RFn的其中一個電阻作為其輸入。
第二多工器MUX2的輸入端連接的是壓力傳感器16的第二組多個壓感單元161，所述第二組多個壓感單元161內阻為RC0、RC1、RC2、...、RCn，其與RF0、RF1、RF2、...、RFn一一匹配相鄰設置，舉例來說RC0設置在RF0的附近，RC1設置在RF1的附近，如此類推。RC0、RC1、RC2、...、RCn與RF0、RF1、RF2、...、RFn互為參考電阻而設置，第二多工器MUX2可以選擇RC0、RC1、RC2、...、RCn的其中一個電阻作為其輸入。在RF0、RF1、RF2、...、RFn所對應的壓感單元161受到按壓力時，RC0、RC1、RC2、...、RCn作為RF0、RF1、RF2、...、RFn的參考電阻；反之RC0、RC1、RC2、...、RCn所對應的壓感單元161受到按壓力時，RF0、RF1、RF2、...、RFn為RC0、RC1、RC2、...、RCn的參考電阻且它們一端連激勵源的負極端VEX-。
請參閱第8A圖，以第一多工器MUX1選擇RF0與第二多工器MUX2選擇RC0為例來對壓力傳感器16的工作原理進行說明。所述電阻RF0、電阻RC0以及電阻Ra與Rb構成了惠斯通電橋，在無按壓力作用時，惠斯通電橋處 於平衡狀態。激勵源為電橋191提供穩壓電源，所述穩壓電源在接入時不考慮其正負極極性，本實施例中優選直流穩壓電源。當用戶在上基板11操作時，其對上基板11有一個按壓力，所述壓力傳感器16中對應內阻RF0、RF1、RF2、...、RFn一個或多個阻值改變，這樣，惠斯通電橋平衡被打破而導致輸出電信號U0必定發生變化，不同阻值的改變對應著不同的壓力值，故，通過對惠斯通電橋的輸出信號U0進行計算及處理即可以得出相應的壓力值。實際上，我們也可以根據需要設置一個共用電阻來代替RC0、RC1、RC2、...、RCn。
於一選擇性實施例中，如第8B圖所示，Ra及RC0也可以互換成為另一種形式的電橋。
值得留意，於較佳實施例中，電阻(即如電阻Ra與Rb)可選用可變電阻，經由電路可程式動態調整，已達成動態調整與使相對應之多組RFn、RCn、Ra與Rb所構成的電橋平衡。
與現有技術相比，本發明所提供的具有壓力偵測的觸控顯示模組10具有如下優點：
1.由於電容式觸控面板採用的是人體感應電流的原理進行觸控點偵測的，而當觸控電極與壓力偵測電極161設置在同一基材層14上且顯示面板9靠近觸控面板8時，元件和導電線等之間的排佈非常密切，訊號之間的相互干擾非常嚴重而導致觸控點位置偵測及按壓力值偵測不精準。本發明中巧妙的通過選擇電路184和/或脈衝重整電路 185將為畫素單元91提供閘極驅動掃描脈衝的閘極驅動器181a加以利用，通過選擇電路184和/或脈衝重整電路185進行選擇、位移、脈寬縮窄以及分頻等處理後提供壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝。閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝之間可以分時序或同時序進行。同時序時，閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝中的兩者或三者同時進行，但它們之間的電位切換點相互錯位(在電位切換點處，訊號極易受到外部干擾而導致電信號不穩定，訊號錯位等等)，這樣使得具有壓力偵測的觸控顯示模組10反應速度快，訊號之間的干擾降低，觸控穩定性較好。在分時序時，閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝分時段進行，故，電訊號之間的干擾也同樣降低，具有壓力偵測的觸控顯示模組10的觸控穩定性得到大幅的提升。
2.至少一屏蔽層位於所述多個畫素單元91與多個觸控單元171之間，和/或所述至少一壓感單元161之間與觸控單元171之間，所述屏蔽層可以有效地降低觸控面板8與顯示面板9之間、觸控單元與壓力單元之間的相互訊號干擾。
3.該具有壓力偵測的觸控顯示模組10在進行顯示的同時，其不僅能夠偵測觸控點位置，而且能夠偵測到觸控點的壓力值。觸控傳感器17與壓力傳感器16的通過同一閘極驅動器181a來驅動，其節約了硬體成本，簡化了電路設計，提升了具有壓力偵測的觸控顯示模組10的集成度，且從一定程度上降低了具有壓力偵測的觸控顯示模組10的 厚度與重量。觸控傳感器17與壓力傳感器16以及顯示面板9的導電線結構上靠近，現有技術中採用不同的驅動器分別對畫素單元91，觸控單元175與壓感單元161進行驅動，其設計空間相比較小，元件的排佈密切不利於散熱，本發明則很好地解決了這個問題。
4.本發明中採用惠斯通電橋對按壓力值進行偵測，其電路結構簡單，控制精度高。最重要的所述壓力信號處理器19中採用電橋191與多工器192結合，通過多工器192選擇不同的壓感單元161，但不同壓感單元161在偵測壓力信號時所構成的惠斯通電橋中，電阻Ra與Rb為共用電阻，這樣設計可以大大地降低惠斯通電橋中的電阻數量，且不同壓感單元161在進行壓力偵測時，由於其部分硬體共用，故相互之間的誤差率降低。更進一步，所述壓感單元161所對應的內阻RF0、RF1、RF2、...、RFn一一對應設置有RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，該參考電阻設置在RF0、RF1、RF2、...、RFn附近，這樣，它們之間的受到溫度影響一致，受到的其他雜訊也近似，這樣有利於惠斯通電橋的穩定，降低了硬體電路因自身溫度漂移，環境因素所帶來的信號誤判。RF0、RF1、RF2、...、RFn與RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，這樣降低雜訊的同時優化了資源的配置。惠斯通電橋的輸出信號端接有運算放大電路，所述運算放大電路不僅可以將輸出信號U0進行放大，且其可以利用運算放大電路抑制雜訊的特性來降低雜訊。以RF0與RC0為例來進行說明，在上基板11受到按壓 力時，RF0電阻值變化為△r，但實際上RF0受到如溫度以及其他干擾而會產生△s的雜訊，對於參考電阻RC0來說，其受到如溫度以及其他干擾與其附近的RF0一致，大小也為△s的雜訊，該雜訊△s在運算放大電路的反向輸入端經過反向後即與同向輸入端的壓敏電阻RF0的雜訊相抵消，這樣，大大的降低的其他雜訊所帶來的干擾，進一步提升了壓力信號的偵測精度。實際上，於運算放大電路可能的雜訊相抵消手法均可使用，例如，U=A((V+)-(V-))=A((V△r+V△s)-(-V△r+V△s))=2AV△r，△s係不受反向電壓影響而存在的外部引發雜訊效應，其中使用差動放大器或放大器組合皆為本發明可以採用的手法，並不以此為限，只要能消弭外部引發雜訊效應的電路手法皆為本發明保護範圍。
5.本實施例中，在觸控電極的非觸控區174設置壓感單元161，其通過絕緣塊173的設置可以將壓感單元161以及觸控電極集成在同一平面，這樣大大的降低了具有壓力偵測的觸控顯示模組10的厚度，尤其是觸控電極與壓感單元161之間互補設置，可以使具有壓力偵測的觸控顯示模組10的顯示效果更佳。
請參閱第9圖，本發明第二實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第一實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：所述的觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及閘極掃描脈衝的時序變化不一致，在本實施例中觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝均與閘極掃描脈衝同時序進 行，但觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝之間分時序進行。壓力掃描脈衝以及觸控掃描脈衝的經驅動脈衝處理電路後脈寬變窄，這樣，閘極掃描脈衝與壓力掃描脈衝以及觸控掃描脈衝之間存在時間間隙，舉例來說，Vg_1中閘極掃描脈衝在t1和t2時刻切換電位，Vt_1中觸控掃描脈衝脈寬小於閘極掃描脈衝脈寬，其在t3和t4時刻切換電位點，Vf_1中壓力掃描脈衝脈寬小於閘極掃描脈衝脈寬，其在t5和t6時刻切換電位點，t1<t3<t4<t2<t5<t6，畫素單元、觸控單元以及壓感單元之間的運作的電位切換點彼此錯開。在電位切換點，觸控電極、壓力傳感器以及畫素單元之間容易相互訊號干擾而導致觸控點位置以及按壓力值偵測不精準，本實施例則通過在閘極掃描脈衝、壓力掃描脈衝與觸控掃描脈衝設置一定的時間間隙使該兩者的電位切換點錯位來避免相互之間的訊號干擾。實際操作中所述觸控掃描脈衝以及所述壓力掃描脈衝之脈寬不寬於所述閘極驅動脈衝之脈寬即可。
在本發明所有實施例中，所謂同時序即指在閘極掃描脈衝的一個工作周期(電位為“1”)內，壓力掃描脈衝/觸控掃描脈衝之工作周期與其存在重疊(不包括時序圖的端點重疊)。反之，則為分時序。
請參閱第10圖，本發明第三實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第二實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：所述的觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝的時序發生了變化，在本實施例中，觸控掃描脈衝 與壓力掃描脈衝分時序進行，1個壓力掃描脈衝及觸控掃描脈衝包括多個短脈衝以降低雜訊，第10圖中僅以3個短脈衝為例來進行說明，所述短脈衝也可以是2個或多個。
請參閱第11A圖，本發明第四實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第一、二實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：在本實施例中，閘極掃描脈衝、觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝均同時序進行，在第10圖中，閘極掃描脈衝、觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝脈寬依次變窄以錯開彼此電位切換點。舉例來說，Vg_1中閘極掃描脈衝在t11和t21時刻切換電位，Vt_1中觸控掃描脈衝脈寬小於Vg_1中閘極掃描脈衝脈寬，其在t31和t41時刻切換電位點，t11<t31，t21>t41，Vf_1中壓力掃描脈衝脈寬小於Vt_1中觸控掃描脈衝脈寬，且t51>t31，t61<t41，這樣電位切換點進行了錯位，即使產在生了干擾信號，它們之間也降低相互干擾的可能，如，壓力掃描脈衝在電位切換點處產生了干擾訊號，但此時的閘極掃描脈衝與觸控掃描脈衝正值穩定期，故，該干擾訊號對它們影響不大。閘極掃描脈衝、觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝在一工作周期內完全重疊，實際上，觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝脈寬不作限定，它們可以選擇部分重疊而避開彼此的電位切換點，如第11B圖中所示，觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝均勻閘極掃描脈衝同時序進行，觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝相互之間也同時序但兩者僅部分工作周期重疊。
請參閱第12圖，本發明第五實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第一至四實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組的不同之處僅在於：觸控掃描脈衝的脈寬變窄，其錯開了閘極掃描脈衝的電位切換點，壓力掃描脈衝的脈寬比觸控掃描脈衝頻率更窄且電位切換點也錯開了，設定閘極掃描脈衝頻率為Fg，觸控掃描脈衝頻率為Ft，壓力掃描脈衝頻率為Ff，Fg>Ft>Ff。由於具有壓力偵測的觸控顯示模組依次對畫素單元，觸控單元以及壓感單元的掃描脈寬要求要依次降低，故，相對於閘極掃描脈衝的掃描頻率來依次降低觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝的掃描脈寬同樣可以達到觸控點與按壓力偵測的目的，且這樣降低了具有壓力偵測的觸控顯示模組的能耗。優選地，Fg=(1-20)Ft，Fg=(1-50)Ff。
請參閱第13圖，本發明第六實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第一至五實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：該具有壓力偵測的觸控顯示模組之驅動脈衝處理電路687包括多路選擇電路與脈衝重整電路：第一選擇電路684a，第一脈衝重整電路685b，第二選擇電路684a，第二脈衝重整電路685b．．．．．．第n選擇電路684a以及第n脈衝重整電路685n，不同組選擇電路及脈衝重整電路為不同的觸控電極與壓感單元分別提供觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝。
請參閱第14圖，以2組觸控單元及壓感單元與畫素單元(均未標號)為例來對驅動脈衝處理電路687所輸出的閘極觸控掃描脈衝和觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝來進行說明，設定：Vg_1與Vg_2分別是顯示面板9畫素單元1與畫素單元2所接收到的閘極掃描脈衝，Vt_1與Vt_2分別是觸控傳感器66上的觸控單元1與觸控單元2所接收到的觸控掃描脈衝信號，Vf_1與Vf_2分別是壓力傳感器67上的壓感單元1和壓感單元2所接收到的壓力掃描脈衝信號與觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝分時序進行。觸控掃描脈衝的一個脈衝周期為tz，其由多個短脈衝td組成，觸控單元1與觸控單元2之間的觸控極掃描脈衝起始電位切換點之間存在ts(ts<tz，ts≠ntd，n為正整數)的延遲，故，觸控素單元1與觸控單元2之間的觸控掃描脈衝的電位切換點進行了錯位。同樣的，壓感單元1與壓感單元2之間的壓力掃描脈衝也進行了電位切換點的錯位。觸控單元以及壓感單元之間的電訊號干擾降低，且由於多組選擇電路與脈衝重整電路對閘極掃描脈衝進行處理來為壓感單元以及觸控單元同時提供壓力掃描脈衝及觸控掃描脈衝，故，其工作周期縮短，電訊號之間的相互干擾也降低。本實施例中的電位切換點錯位技術同樣適用於其他實施例。
請參閱第15圖，本發明第七實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與第一至六實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：所述觸控電極(未標號) 之間無交疊區域，即第一方向觸控電極771與第二方向觸控電極772之間無交疊區域，且在該兩者之間的所形成的非觸控區774內設置有壓感單元761，這樣可以避免觸控電極之間、觸控電極與壓感單元761之間因交疊所帶來的線路易斷裂的問題。最佳地，所述第一方向觸控電極771、第二方向觸控電極772以及壓感單元761之間互補設計。第一方向觸控電極771與第二方向觸控電極772的圖案形狀不作限定，其可以是矩形，三角形或其他不規則的形狀。
請參閱第16A圖，本發明第八實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組80，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組80與第一至七實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：該具有壓力偵測的觸控顯示模組80從上至下包括一上基板81，一貼合層82，一第一電極圖案層83，一第一基材層84，一第二電極圖案層86，一第二基材層87，一信號處理電路85與一顯示面板7，第一基材層84與第二基材層87分別作為第一電極圖案層83與第二電極圖案層86的承載層，第一基材層84通過貼合層82與上基板81貼合。其中，第一基材層84與第二基材層87分別可以為不同應力係數的柔性基材，也因此各自設置於差異化應力係數的柔性基材的壓感單元於按壓時能有不同的信號感應量以提升壓感靈敏度。第一電極圖案層83與第二電極圖案層86以及顯示面板7通過導電線(圖未示)電性連接於信號處理電路85。該信號處理電路85位置不作限定，其可以設置在第二基材層87的下方或者其上方或者一側。
請參閱第16B圖，第一電極圖案層83包括多條相互平行的第一方向觸控電極871，在所述多條第一方向觸控電極871之間設置有非觸控區域874，所述非觸控區域874內設置有壓感單元861。所述第二電極圖案層86上表面或下表面設置有多條相互平行的第二方向觸控電極(未標號)。第一方向觸控電極871與第二方向觸控電極分層設置可避免觸控電極之間因交疊所帶來的線路易斷裂的問題。
第二電極圖案層86也可以設置在第一基材層84的下表面，或第一電極圖案層83直接設置在上基板81上，第二電極圖案層86設置在第一基材層84上，這樣既可以減少第二基材層87的設置，可以把具有壓力偵測的觸控顯示模組80做的更薄。
請參閱第17圖，本發明第九實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組90，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組90與第一至八實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組10的不同之處僅在於：本實施例中具有壓力偵測的觸控顯示模組90增設了一第二壓力層96，具有壓力偵測的觸控顯示模組90從上至下包括一上基板91，，一貼合層92，一電極圖案層93，一第一基材層94，一第二壓力層96，一第二基材層97，一信號處理電路95以及一顯示面板6，界定所述電極圖案層93上的多個壓感單元(未標號)形成的是第一壓力層(未標號)，本實施例增設了第二壓力層96，我們可以通過兩層的壓力層偵測結果的疊加以更加精準地偵測按壓力值。
請參閱第18A圖-第18B圖，作為具有壓力偵測的觸控顯示模組90的變形：第18A圖中，第一壓力層96a與一第二壓力層96a’以及觸控傳感器97a由上至下依次設置在第一基材層94a、第二基材層94a’和第三基材層94a”上。第一壓力層96a與一第二壓力層96a’，觸控傳感器97a以及顯示面板6a之間可以設置至少一屏蔽層。請參閱第18B圖，其與第18A圖的不同之處僅在於所述第一壓力層96b與一第二壓力層96b’設置於同一基材層94b的上下表面上。於較佳實施例中，屏蔽層為一金屬層外，另可選擇性地配合畫素單元設計進行鏤空設計，以提高具有壓力偵測的觸控顯示模組90的整體透光率。
請參閱第19圖，位於第一壓力層與一第二壓力層96上的壓感單元961之間優選為偏移及錯排而不完全對應。第一壓力層上壓感單元961在對應的第二壓力層96之壓感單元961上的垂直投影面積為單個壓感單元961面積的10%-90%，優選地為50%-80%。
請參閱第20圖，以2組畫素單元，觸控單元及壓感單元為例來對驅動脈衝處理電路(圖未示)所輸出的觸控掃描脈衝與壓力掃描脈衝來進行說明，設定Vt_1與Vt_2分別是觸控電極1與觸控電極2所接收到的觸控掃描脈衝信號，Vg_1與Vg_2分別是畫素單元1與畫素單元2所接收到的閘極掃描脈衝，Vt_1與Vt_2分別是觸控單元1與觸控單元2所接收到的觸控掃描脈衝信號，Vf_1與Vf_2分別是第一壓力層上壓感單元1和壓感單元2所接收到的壓力掃描脈 衝信號，Vf_a與Vf_b分別是第二壓力層96上的壓感單元a與壓感單b所接收到的壓力掃描脈衝信號，觸控掃描脈衝，第一壓力層上壓感單元所接收到的壓力掃描脈衝以及第二壓力層上壓感單元所接收到的壓力掃描脈衝分別分時序進行，但它們與閘極掃描脈衝為同時序進行。觸控掃描脈衝，第一壓力層上壓感單元所接收到的壓力掃描脈衝以及第二壓力層上壓感單元所接收到的壓力掃描脈衝的脈寬縮窄以避開彼此的電位切換點以提升訊號之間的抗干擾性能，當然此處也可以不進行脈寬縮窄。壓力掃描脈衝或觸控掃描脈衝也可以包括多個短脈衝。
請參閱第21圖，本發明第十實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與八實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組90的不同之處僅在於：觸控掃描脈衝脈寬縮窄與閘極掃描脈衝同時序進行，第一壓力層與第二壓力層的壓力掃描脈衝與閘極掃描脈衝同時序進行但與觸控掃描脈衝分時序進行。第一壓力層的壓力掃描脈衝脈寬窄於與第二壓力層的壓力掃描脈衝之脈寬。閘極掃描脈衝，觸控掃描脈衝，壓力掃描脈衝之間的電位切換點均錯開，這樣訊號之間的干擾降低。實際上，觸控電極與第一壓力層以及第二壓力層的掃描脈寬不作限定，只要保證觸控電極與第一壓力層以及第二壓力層之間的掃描脈衝之電位切換點錯開即可。觸控掃描脈衝，第一壓力層的壓力掃描脈衝與第二壓力層的壓力掃描脈衝中的一項或多項可以同時序進行。
請參閱第22圖，本發明第十一實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組(均未標號)，所述具有壓力偵測的觸控顯示模組與八實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組90的不同之處僅在於：閘極掃描脈衝，觸控掃描脈衝以及第一壓力層與第二壓力層的壓力掃描脈衝脈寬依次縮窄後同時序進行，且它們之間的工作周期完全重疊但電位切換點錯位。
請參閱第23圖，本發明的第十二實施例的具有壓力偵測的觸控顯示模組99從上至下包括一蓋板991，一貼合層992，一壓力層993，以及一觸控顯示面板990，所述觸控顯示面板990從上至下依次包括一上偏光片994，一觸控電極層995，一上基板996，一液晶層997，一下基板998和一下偏光片999，上基板996和下基板998夾持液晶層997，觸控電極層995位置不作限定，其可以設置在上偏光片994的下表面，或上基板996上表面/下表面，或下基板998上表面/下表面、或下偏光片999下表面上。該觸控電極層995包括多條第一方向觸控電極(圖未示)和多條第二方向觸控電極(圖未示)，所述多條第一方向觸控電極和多條第二方向觸控電極可以分別設置在上偏光片994的下表面，上基板996上表面/下表面，下基板998上表面/下表面、下偏光片999下表面中的任意兩個表面上。壓力層993與蓋板991之間通過貼合層992貼合後直接與顯示面板990貼合即可。這樣，可以快速地在嵌入式(例如On-cell或In-cell)結構的觸控顯示面板上載入壓力層993，使具有壓力偵測的觸 控顯示模組99具有觸控顯示功能的同時具有偵測觸控點按壓力值的功能。
本發明第十三實施例提供一種具有壓力偵測的觸控顯示模組之驅動方法，該具有壓力偵測的觸控顯示模組包括陣列設置的多個畫素單元及一三維傳感器，所述三維傳感器包括多個觸控單元與至少一壓感單元，所述觸控顯示模組可以是本發明中實施例一至實施例十二中所提及的任一種觸控顯示模組(本實施例中所提及的機械元件名稱及其標號參考實施例一中的機械元件命名及其標號)，該觸控顯示模組之驅動方法包括步驟：S1：提供一閘極驅動掃描脈衝至畫素單元91以控制其顯示色彩更新時序；S2：提供一觸控掃描脈衝至觸控單元175以控制偵測觸控點的時序；及S3：提供一壓力掃描脈衝至壓感單元161以控制偵測按壓力的時序；其中，所述閘極驅動脈衝，觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝之間的電位切換點錯開。
其中，觸控掃描脈衝以及壓力掃描脈衝可以分時序進行，也可以同時序進行。
與現有設計相比，本發明所提供的觸控顯示模組之驅動方法通過電位切換點的錯位可以達到優越的抗噪性能。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的原則之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含本發明的保護範圍之內。

Claims (19)

  1. 一種具有壓力偵測的觸控顯示模組，包括：陣列設置的多個畫素單元及一三維傳感器，該三維傳感器包括多個觸控單元與至少一壓感單元，該等畫素單元接收一閘極驅動掃描脈衝以控制其顯示色彩更新時序；該等觸控單元接收一觸控掃描脈衝以控制偵測觸控點的時序；該至少一壓感單元接收一壓力掃描脈衝以控制偵測按壓力的時序，該閘極驅動脈衝、該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝之間的電位切換點於時序進行中互相錯開；其中該閘極驅動脈衝、該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝中的其中兩者或三者為同時序或分時序交替進行。
  2. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該閘極驅動脈衝、該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝分時序交替進行，該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝之脈寬不寬於該閘極驅動脈衝之脈寬。
  3. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝均與該閘極掃描脈衝同時序進行。
  4. 如請求項3所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝分時序進行或同時序進行。
  5. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中具有壓力偵測的該觸控顯示模組進一步包括至少一屏蔽層，該等畫素單元位於該屏蔽層的一側，該等觸控單元和該至少一壓感單元位於該屏蔽層的另一側。
  6. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該等觸控單元和該至少一壓感單元之間設置一屏蔽層。
  7. 如請求項3所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該觸控顯示模組進一步包括設置有該至少一壓感單元的一第一壓力層和設置有該至少一壓感單元的一第二壓力層。
  8. 如請求項7所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該第一壓力層之該壓感單元接收到的該壓力掃描脈衝，該第二壓力層之該壓感單元所接收到的該壓力掃描脈衝以及該等觸控單元所接收到的該觸控掃描脈衝分時序進行或同時序進行。
  9. 如請求項1-8任一項所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該閘極驅動脈衝，該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝由同一驅動器直接或間接提供。
  10. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該至少一壓感單元為多個壓感單元，該等壓感單元對應的複數內阻為RF0、RF1、RF2、...、RFn，在該等壓感單元附近設置有與其一一匹配的複數電阻RC0、RC1、RC2、...、RCn，RF1、RF2、...、RFn與RC0、RC1、RC2、...、RCn互為參考電阻，具有壓力偵測的該觸控顯示模組進一步包括一壓力信號處理器，該壓力信號處理器包括一電阻Ra、一電阻Rb、一多工器MUX1與一多工器MUX2，RF0、RF1、RF2、...、RFn接入該多工器MUX1的一輸入端，RC0、RC1、RC2、...、RCn接入該多工器MUX2的一輸入端，該多工器MUX1與該多工器MUX2分別選擇相匹配的該電阻RFn和該電阻RCn輸出並與該電阻Ra和該電阻Rb構成一惠斯通電橋，該等內阻RF0、RF1、RF2、...、RFn阻值變化量與其所受到的按壓力值相關聯。
  11. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中所述具有壓力偵測的觸控顯示模組進一步包括參考電阻與共用電阻，所述參考電阻與所述共用電阻以及所述至少一壓感單元構成的一惠斯通電橋，所述惠斯通電 橋輸出端電性連接有一運算放大電路，所述運算放大電路輸出端依次電性連接有濾波電路和ADC電路。
  12. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中具有壓力偵測的該觸控顯示模組進一步包括一觸控信號接收模組、一壓力信號接收模組以及一積體電路處理器，該觸控單元電性連接於該觸控信號接收模組，該至少一壓感單元電性連接於該壓力信號接收模組，該觸控信號接收模組與該壓力信號接收模組電性連接於該積體電路處理器。
  13. 如請求項1所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該觸控單元由多條第一方向觸控電極與多條第二方向觸控電極所界定。
  14. 如請求項13所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該多條第一方向觸控電極相互平行，該多條第二方向觸控電極相互平行，該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極以及該至少一壓感單元設置在同一平面內，該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極之間呈一定夾角，在該多條第一方向觸控電極之間設置有一非觸控區，該至少一壓感單元設置在該非觸控區內，該至少一壓感單元、該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極之間有一交疊區域，在該交疊區域 內設置有位於該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極之間的一絕緣塊。
  15. 如請求項13所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極與該壓感單元設置在同一平面內，該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極之間無交疊區域，該多條第一方向觸控電極之間，或該多條第二方向觸控電極之間，或該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極之間設置有一非觸控區域，該至少一壓感單元設置在該非觸控區內。
  16. 如請求項13所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該多條第一方向觸控電極相互平行，該多條第二方向觸控電極相互平行，該多條第一方向觸控電極與該多條第二方向觸控電極位於不同的基材層上或設置在同一基材層的不同平面內，在該多條第一方向觸控電極之間有一非觸控區域，該至少一壓感單元設置在該非觸控區內。
  17. 如請求項13所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中具有壓力偵測的該觸控顯示模組進一步包括一蓋板與一觸控顯示面板，該觸控顯示面板包括從上至下依次設置的一上偏光片、一上基板、一液晶層、一下基板 和一下偏光片，該多條第一方向觸控電極和該多條第二方向觸控電極設置在該上偏光片的一下表面，該上基板的一上表面或一下表面，該下基板的一上表面或一下表面，該下偏光片的一下表面中的一個或兩個表面上。
  18. 如請求項13-17任一項所述具有壓力偵測的觸控顯示模組，其中該至少一壓感單元與該多條第一方向觸控電極和/或該多條第二方向觸控電極互補。
  19. 一種具有壓力偵測觸控顯示模組之驅動方法，其中具有壓力偵測的該觸控顯示模組包括陣列設置的多個畫素單元及一三維傳感器，該三維傳感器包括多個觸控單元與至少一壓感單元，該驅動方法包括下列步驟：S1：提供一閘極驅動掃描脈衝至該等畫素單元以控制其顯示色彩更新時序；S2：提供一觸控掃描脈衝至該等觸控單元以控制偵測觸控點的時序；及S3：提供一壓力掃描脈衝至該壓感單元以控制偵測按壓力的時序；其中，該閘極驅動脈衝、該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝之間的電位切換點於時序進行中互相錯開；其中該閘極驅動脈衝、該觸控掃描脈衝以及該壓力掃描脈衝中的其中兩者或三者為同時序或分時序交替進行。
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