TWI806312B - 觸控顯示面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種觸控顯示面板。觸控顯示面板的像素單元包括顯示部以及感測部。顯示部用以顯示影像幀中的一個像素。感測部用以感測壓按事件。感測部包括光感應元件以及功能性間隙物。光感應元件與功能性間隙物被配置在觸控顯示面板的上基板與下基板之間。光感應元件用以感應光。當上基板因壓按事件而形變時，功能性間隙物因上基板的形變而改變照射於光感應元件的光的光量。

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種觸控顯示面板。

具有觸控功能的顯示面板被廣泛應用於各種電子裝置。常見的觸控顯示面板採用電容感測技術去偵測觸控顯示面板的觸碰事件。一般電容式觸控顯示面板無法感測壓按事件，亦即無法感測壓按力道。若要使觸控顯示模組具有壓按感測功能，一般作法是在沒有壓按感測功能的觸控顯示面板的下方額外配置具有壓力感測層。額外配置的壓力感測層會增加觸控顯示模組的厚度。

本發明提供一種觸控顯示面板，以感測壓按事件。

在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示面板具有至少一個像素單元。所述像素單元包括顯示部以及感測部。被配置在上基板與下基板之間的顯示部用以顯示影像幀中的一個像素。感測部用以感測壓按事件。感測部包括第一光感應元件以及第一功能性間隙物（functional spacer）。第一光感應元件被配置在上基板與下基板之間。第一光感應元件用以感應光。第一功能性間隙物被配置在上基板與下基板之間。當上基板因壓按事件而形變時，第一功能性間隙物因上基板的形變而改變照射於第一光感應元件的光的光量。

基於上述，本發明諸實施例所述觸控顯示面板的至少一個像素單元內嵌了用以感測壓按事件的感測部。當壓按事件發生於觸控顯示面板時，觸控顯示面板的上基板因壓按事件而形變。對於在發生形變位置的像素單元而言，基於上基板的形變，第一功能性間隙物可以改變照射於第一光感應元件的光的光量。基於第一光感應元件的照射光的光量改變，觸控顯示面板的驅動/控制電路可以獲知壓按事件於觸控顯示面板的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文（包括申請專利範圍）中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件（element）的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板100的電路方塊（circuit block）示意圖。觸控顯示面板100包括多個像素單元，例如圖1所示像素單元P(1,1)、P(1,2)、…、P(1,n)、P(2,1)、P(2,2)、…、P(2,n)、…、P(m,1)、P(m,2)、…、P(m,n)。像素單元P(1,1)包括顯示部DP以及感測部SP。顯示部DP可以顯示影像幀中的一個像素。感測部SP可以感測發生在觸控顯示面板100上的壓按事件。其他像素單元P(1,2)～P(m,n)的部份或全部可以參照像素單元P(1,1)的相關說明並加以類推，故不予贅述。

當手指（或物件）壓按觸控顯示面板100時，觸控顯示面板100的上基板會因為手指（或物件）的施力而發生局部形變。亦即，在手指（或物件）的施力位置的上基板會局部下沉。感測部SP包括光感應元件以及功能性間隙物（均未繪示於圖1，容後詳述）。在感測部SP中的光感應元件可以感應光。對於在發生形變位置的像素單元（例如像素單元P(1,1)）而言，基於上基板的形變，功能性間隙物（functional spacer）可以改變照射於光感應元件的光的光量。驅動/控制電路10耦接至觸控顯示面板100，以讀取像素單元P(1,1)～P(m,n)的感測部SP的光感應元件的感應結果。基於在像素單元P(1,1)～P(m,n)的感測部SP中光感應元件的照射光的光量改變，觸控顯示面板100的驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

圖2A是依照本發明的一實施例，說明圖1所示像素單元P(1,1)的電路示意圖。圖1所示像素單元P(1,1)～P(m,n)的任一個可以參照圖2A所示像素單元P(1,1)的相關說明並加以類推，但是在其他實施例中，圖1所示像素單元P(1,1)～P(m,n)的實施並不限於圖2A所示實施例。

在圖2A所示實施例中，顯示部DP包括像素開關DP21、電晶體DP22以及發光元件DP23。依照實際設計，像素開關DP21與/或電晶體DP22可為a-Si薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT）、低溫多晶矽（Low Temperature PolySilicon，LTPS）薄膜電晶體、氧化物薄膜電晶體（Oxide TFT）、有機薄膜電晶體（Organic TFT）或是其他主動元件。像素開關DP21的第一端耦接至觸控顯示面板100的一條對應資料線，例如資料線S1。像素開關DP21的控制端耦接至觸控顯示面板100的對應掃描線，例如掃描線G1。電晶體DP22的控制端（例如閘極）耦接至像素開關DP21的第二端。電晶體DP22的第一端（例如源極）耦接至觸控顯示面板100的電壓線Vdd_pix。發光元件DP23的第一端耦接至電晶體DP22的第二端（例如汲極）。發光元件DP23的第二端耦接至觸控顯示面板100的電壓線Vss_pix。

依照實際設計，發光元件DP23可為發光二極體（light emitting diode，LED）、微發光二極體（micro LED）、有機發光二極體（organic light emitting diode，OLED）、電致發光（Electroluminescence，EL）元件、量子點（Quantum dot，QD）發光二極體、量子點有機發光二極體（QD-OLED）、量子點電致發光元件（QD-EL）、雷射二極體（laser diode）或是其他發光元件。當掃描線G1導通（turn on）像素開關DP21時，資料線S1的像素電壓可以被傳送至電晶體DP22的控制端。像素電壓可以決定電晶體DP22的源汲電流，進而決定發光元件DP23的灰階亮度。

在圖2A所示實施例中，感測部SP包括感測光源LE21、功能性間隙物（functional spacer）FS21、光感應元件LSE21以及電容C21。依照實際設計，感測光源LE21可為發光二極體（LED）、微發光二極體（micro LED）、有機發光二極體（OLED）、電致發光（EL）元件、量子點發光二極體（QD-LED）、量子點有機發光二極體（QD-OLED）、量子點電致發光元件（QD-EL）、雷射二極體或是其他發光元件。感測光源LE21的第一端與第二端分別耦接至電壓線Vdd_sen與Vss_sen。感測光源LE21可以產生光。在另一些實施例中，感測光源LE21可以被移出至像素單元P(1,1)外部。舉例來說，感測部SP的感測光源LE21可以被省略，而由同一個感測光源提供光給在同一行（column）的多個像素單元的感測部SP（容後詳述於圖9）。在其他實施例中，感測部SP的感測光源LE21可以被省略，而由顯示部DP的發光元件DP23提供光給感測部SP的光感應元件LSE21。

電容C21的第一端耦接至觸控顯示面板100的感應電壓線As_sen。電容C21的第二端耦接至觸控顯示面板100的參考電壓線VR21。光感應元件LSE21的第一端耦接至電容C21的第一端。光感應元件LSE21的第二端耦接至觸控顯示面板100的對應感測線，例如感測線SEN21。驅動/控制電路10可以通過感應電壓線As_sen對電容C21充電，然後在完成充電後對感應電壓線As_sen提供高阻抗（Hi-Z）。光感應元件LSE21可以感應光。依照實際設計，光感應元件LSE21可為a-Si TFT感測器、LTPS TFT感測器、氧化物TFT感測器、有機TFT感測器或是其他感測器。當光照射於光感應元件LSE21時，光感應元件LSE21可以洩漏儲存在電容C21的電荷。光感應元件LSE21的漏電速率相關於照射在光感應元件LSE21的光的光量。

功能性間隙物FS21被配置在光感應元件LSE21與感測光源LE21之間。功能性間隙物FS21的材質可以包括遮光式材質（light block type material）、半透光式（semi-transparent type）材質、導光式（light guild type）材質、散射式式（scattering type）材質或是其他間隙物材質。當上基板（未繪示於圖2A）因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21因上基板的形變而選擇性地改變照射於光感應元件LSE21的光的光量。

舉例來說，在一些實施例中，當上基板未形變時，感測光源LE21的光可以循光徑照射光感應元件LSE21。受光照射的光感應元件LSE21會漏電，致使像素單元P(1,1)的感測部SP的電容C21的電壓逐漸下降。當上基板因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21因上基板的形變而截斷光徑（亦即無光照射光感應元件LSE21，或是大幅減少照射於光感應元件LSE21的光的光量）。減少光照射的光感應元件LSE21會減緩漏電速度，致使像素單元P(1,1)的感測部SP的電容C21的電壓的下降速度變慢（或幾乎不下降）。

在另一些實施例中，當上基板未形變時，感測光源LE21的光未照射光感應元件LSE21。無光照射的光感應元件LSE21幾乎不漏電（或是漏電速度太小而可被忽視），致使像素單元P(1,1)的感測部SP的電容C21的電壓的下降速度太小（或幾乎不下降）而可被視為「電壓無下降」。當上基板因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21因上基板的形變而進入感測光源LE21的光的光徑，使得功能性間隙物FS21將感測光源LE21的光的部分（或全部）引導照射於光感應元件LSE21。像素單元P(1,1)的感測部SP的光感應元件LSE21因為受光照射而漏電，致使像素單元P(1,1)的感測部SP的電容C21的電壓逐漸下降。

在圖2A所示實施例中，光感應元件LSE21的控制端耦接至掃描線G1。當控制電路10掃描/驅動了掃描線G1時，光感應元件LSE21為導通（turn on），致使控制電路10可以通過感測線SEN21對像素單元P(1,1)的感測部SP進行感測操作（讀取操作），以讀取像素單元P(1,1)的感測部SP的感應結果（電容C21的電壓）。無論如何，圖2A所示電路為本發明諸多實施例之一。顯示部DP與感測部SP的實施方式不應受限於圖2A所示電路。

舉例來說，圖2B是依照本發明的另一實施例，說明圖1所示像素單元P(1,1)的電路示意圖。圖1所示像素單元P(1,1)～P(m,n)的任一個可以參照圖2B所示像素單元P(1,1)的相關說明並加以類推，但是在其他實施例中，圖1所示像素單元P(1,1)～P(m,n)的實施並不限於圖2B所示實施例。圖2B所示顯示部DP與感測部SP可以參照圖2A所示顯示部DP與感測部SP的相關說明並肩以類推，故不再贅述。不同於圖2A所示實施例之處在於，圖2B所示感測部SP的光感應元件LSE21的控制端耦接至感測閘極線Gs1。控制電路10可以用第一掃描時序去掃描/驅動掃描線G1，以導通像素開關DP21。控制電路10可以用第二掃描時序（無關於第一掃描時序）去掃描/驅動感測閘極線Gs1，以導通光感應元件LSE21。當控制電路10導通光感應元件LSE21時，控制電路10可以通過感測線SEN21讀取像素單元P(1,1)的感測部SP的感應結果（電容C21的電壓）。

綜上所述，本實施例所述觸控顯示面板100的像素單元P(1,1)內嵌了用以感測壓按事件的感測部SP。當壓按事件發生於觸控顯示面板100的像素單元P(1,1)時，觸控顯示面板100的上基板因壓按事件而形變。對於在發生形變位置的像素單元P(1,1)而言，基於上基板的形變，功能性間隙物FS21可以改變照射於光感應元件LSE21的光的光量。基於光感應元件LSE21的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

圖3A與圖3B是依照本發明的一實施例，說明圖2A（或圖2B）所示顯示部DP與感測部SP的剖面示意圖。圖3A所示感測部SP可以作為圖2A（或圖2B）所示感測部SP的諸多範例之一。在圖3A所示實施例中，顯示部DP與感測部SP被配置在上基板US3與下基板LS3之間。依照實際設計，上基板US3的材質可包含玻璃、塑料片（plastic sheet，例如PMMA、PET等）以及（或是）其他材質。在一些實施例中，上基板US3的材質可包含超薄玻璃（ultra-thin glass）與高分子聚物（Polyimide，PI）的堆疊結構。在又一些實施例中，上基板US3的材質可包含超薄玻璃與薄膜（film）的堆疊結構。在另一些實施例中，上基板US3的材質可包含超薄玻璃、薄膜與超薄玻璃的堆疊結構。主間隙物（main spacer）MS3被配置在上基板US3與下基板LS3之間。在圖3A所示實施例中，主間隙物MS3被配置在感測部SP的邊界。主間隙物MS3的材質可以依照實際設計來決定。舉例來說，主間隙物MS3的材質可以包括聚醯亞胺（Polyimide）、酚醛樹脂（Phenolic Resin）、環氧樹脂（epoxy resin）或是其他間隙物材質。

圖3A所示顯示部DP可以參照圖2A（或圖2B）所示顯示部DP的相關說明，故不予贅述。在一些實施例中，發光元件DP23可以包括微發光二極體，而微發光二極體可以包括砷化鎵（GaAs）、磷化鋁（AlP）、氮化鎵（GaN）或其他材質。在另一些實施例中，發光元件DP23可以包括有機發光二極體，而有機發光二極體可以包括磷光材料（Phosphorescent）、熱活化延遲螢光發光材料（TADF材料）、螢光材料（Fluorescence）或其他材料。

在圖3A所示實施例中，感測光源LE21、功能性間隙物FS21與光感應元件LSE21被配置在上基板US3與下基板LS3之間。感測光源LE21可以包括紅外光二極體（IR LED）、紅藍綠發光二極體（RGB LED）或是其他發光元件。光感應元件LSE21可以包括紅外光感應二極體（IR sensing diode）、光感漏電開關元件（light leakage TFT device）或是其他光感應元件。在圖3A所示實施例中，功能性間隙物FS21為遮光式材質。舉例來說，功能性間隙物FS21可以包括聚醯亞胺（Polyimide，PI）系為主體的樹脂（加上黑色Paste），或是卡多樹脂（Cardo Resin），或是在基礎材料上鍍石墨（C）、鉻（Cr）、鎳（Ni）等不透光材質而成為功能性間隙物FS21。當上基板US3未形變時，感測光源LE21所發出的光可以循光徑LP31照射光感應元件LSE21。基於光感應元件LSE21的照射光的光量，驅動/控制電路10可以獲知上基板US3沒有發生壓按事件。

圖3B是依照本發明的一實施例所繪示，說明圖3A所示上基板US3發生了壓按事件的剖面示意圖。如同圖3B所示範例情境，當上基板US3因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21可以因上基板US3的形變而改變照射於光感應元件LSE21的光的光量。具體而言，當上基板US3因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21可以因上基板US3的形變而截斷光徑LP31。因此，無光照射光感應元件LSE21，或是照射於光感應元件LSE21的光的光量被大幅減少。基於光感應元件LSE21的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

圖4是依照本發明的另一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部SP的剖面示意圖。圖4所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS4、上基板US4與下基板LS4可以參照圖3A與圖3B所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS3、上基板US3與下基板LS3的相關說明加以類推，故不再贅述。圖4所示感測部SP可以作為圖2A（或圖2B）所示感測部SP的諸多範例之一。圖4所示感測部SP包括感測光源LE21、功能性間隙物FS21、光感應元件LSE41以及光感應元件LSE42。圖4所示光感應元件LSE41與LSE42可以作為圖2A（或圖2B）所示光感應元件LSE21的諸多範例之一。圖4所示感測光源LE21以及功能性間隙物FS21可以參照圖2A（或圖2B）所示感測光源LE21以及功能性間隙物FS21的相關說明。圖4所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE41可以參照圖3A與圖3B所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21的相關說明加以類推，故不再贅述。

在圖4所示實施例中，功能性間隙物FS21可以是半透光式材質、導光式材質或是散射式式材質。舉例來說，功能性間隙物FS21可以包括氮化矽（SiNx）、聚醯亞胺（Polyimide）、酚醛樹脂（Phenolic Resin）、環氧樹脂（epoxy resin）、聚環氧化物（Polyepoxide）、環氧氯丙烷（epichlorohydrin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）或是其他材質。當上基板US4未形變時，感測光源LE21所發出的光可以循光徑LP41直接照射光感應元件LSE41（此時感測光源LE21的光未照射光感應元件LSE42）。基於光感應元件LSE41與LSE42的照射光的光量，驅動/控制電路10可以獲知上基板US4沒有發生壓按事件。

當上基板US4因壓按事件而形變時（如圖4所示情境），功能性間隙物FS21因上基板US4的形變而進入光徑LP41，使得功能性間隙物FS21將感測光源LE21所發出光的一部分照射於光感應元件LSE42，以及功能性間隙物FS21將感測光源LE21所發出光的另一部分循光徑LP41照射於光感應元件LSE41（減少照射於光感應元件LSE41的光的光量）。基於光感應元件LSE41與LSE42的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

圖5A、圖5B與圖5C是依照本發明的又一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部SP的剖面示意圖。圖5A所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS5、上基板US5與下基板LS5可以參照圖3A與圖3B所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS3、上基板US3與下基板LS3的相關說明加以類推，故不再贅述。圖5A所示感測部SP可以作為圖2A（或圖2B）所示感測部SP的諸多範例之一。圖5A所示感測部SP包括感測光源LE21、功能性間隙物FS51、功能性間隙物FS52以及光感應元件LSE21。圖5A所示功能性間隙物FS51與FS52可以作為圖2A（或圖2B）所示功能性間隙物FS21的諸多範例之一。圖5A所示感測光源LE21以及光感應元件LSE21可以參照圖2A（或圖2B）所示感測光源LE21以及光感應元件LSE21的相關說明。圖5A所示感測光源LE21以及光感應元件LSE21可以參照圖3A與圖3B所示感測光源LE21以及光感應元件LSE21的相關說明加以類推，故不再贅述。

在圖5A所示實施例中，功能性間隙物FS51與FS52可以是半透光式材質、導光式材質或是散射式式材質。圖5A所示功能性間隙物FS51與FS52可以參照圖3A與圖3B所示功能性間隙物FS21的相關說明加以類推，故不再贅述。圖5A所示功能性間隙物FS51與FS52具有不同高度。當上基板US5未形變時，感測光源LE21所發出的光可以循光徑LP51直接照射光感應元件LSE21（如圖5A所示情境）。基於光感應元件LSE21的照射光的光量，驅動/控制電路10可以獲知上基板US5沒有發生壓按事件。

圖5B與圖5C是依照本發明的一實施例所繪示，說明圖5A所示上基板US5發生了不同壓按事件（不同壓按力道）的剖面示意圖。圖5B繪示了較輕力道的壓按事件使上基板US5發生較輕微的形變（以下稱第一形變），而圖5C繪示了較重力道的壓按事件使上基板US5發生較嚴重的形變（以下稱第二形變）。

請參照圖5B所示情境。當上基板US5因壓按事件而為第一形變時，功能性間隙物FS51因上基板US5的第一形變而進入光徑LP51，但是功能性間隙物FS52未進入感測光源LE21與光感應元件LSE21之間的光徑LP51。進入該光徑LP51的功能性間隙物FS51可以將照射於光感應元件LSE21的光的光量減少至第一光量。基於光感應元件LSE21的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及獲知壓按事件的力道為較輕力道。

請參照圖5C所示情境。當上基板US5因壓按事件而為第二形變時，功能性間隙物FS51與FS52因上基板US5的第二形變而皆進入光徑LP51。進入該光徑LP51的功能性間隙物FS51與FS52可以將照射於光感應元件LSE21的光的光量減少至小於所述第一光量的第二光量。基於光感應元件LSE21的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及獲知壓按事件的力道為較重力道。

圖6A與圖6B是依照本發明的再一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部SP的剖面示意圖。圖6A所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS6、上基板US6與下基板LS6可以參照圖3A與圖3B所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS3、上基板US3與下基板LS3的相關說明加以類推，故不再贅述。圖6A所示感測部SP可以作為圖2A（或圖2B）所示感測部SP的諸多範例之一。圖6A所示感測部SP包括感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21。圖6A所示功能性間隙物FS21可以作為圖2A（或圖2B）所示功能性間隙物FS21的諸多範例之一。圖6A所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21可以參照圖2A（或圖2B）所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21的相關說明。圖6A所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21可以參照圖3A與圖3B所示感測光源LE21、功能性間隙物FS21以及光感應元件LSE21的相關說明加以類推，故不再贅述。

功能性間隙物FS21可以是半透光式材質、導光式材質或是散射式式材質。在圖6A所示實施例中，光感應元件LSE21未被配置在光徑LP61。當上基板US6未形變時，感測光源LE21所發出的光未照射光感應元件LSE21。基於光感應元件LSE21的照射光的光量，驅動/控制電路10可以獲知上基板US6沒有發生壓按事件。

圖6B是依照本發明的一實施例所繪示，說明圖6A所示上基板US6發生了壓按事件的剖面示意圖。當上基板US6因壓按事件而形變時，功能性間隙物FS21因上基板US6的形變而進入感測光源LE21所發出的光的光徑LP61中，使得功能性間隙物FS21將感測光源LE21所發出的光的一部分或全部照射（散射或折射）於光感應元件LSE21。基於光感應元件LSE21的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

圖7A、圖7B與圖7C是依照本發明的更一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部SP的剖面示意圖。圖7A所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS7、上基板US7與下基板LS7可以參照圖3A與圖3B所示顯示部DP、感測部SP、主間隙物MS3、上基板US3與下基板LS3的相關說明加以類推，故不再贅述。依照實際設計，上基板US7的材質可包含玻璃、塑料片（plastic sheet，例如PMMA、PET等）以及（或是）其他材質。在一些實施例中，上基板US7的材質可包含超薄玻璃（ultra-thin glass）與高分子聚物（Polyimide，PI）的堆疊結構。在又一些實施例中，上基板US7的材質可包含超薄玻璃與薄膜（film）的堆疊結構。在另一些實施例中，上基板US7的材質可包含超薄玻璃、薄膜與超薄玻璃的堆疊結構。圖7A所示感測部SP可以作為圖2A（或圖2B）所示感測部SP的諸多範例之一。圖7A所示感測部SP包括感測光源LE21、功能性間隙物FS71、功能性間隙物FS72、光感應元件LSE71以及光感應元件LSE72。圖7A所示功能性間隙物FS71與FS72可以作為圖2A（或圖2B）所示功能性間隙物FS21的諸多範例之一。圖7A所示光感應元件LSE71與LSE72可以作為圖2A（或圖2B）所示光感應元件LSE21的諸多範例之一。圖7A所示感測光源LE21可以參照圖2A（或圖2B）所示感測光源LE21的相關說明。圖7A所示感測光源LE21以及光感應元件LSE71與LSE72可以參照圖3A與圖3B所示感測光源LE21以及光感應元件LSE21的相關說明加以類推，故不再贅述。

在圖7A所示實施例中，功能性間隙物FS71與FS72可以是半透光式材質、導光式材質或是散射式式材質。圖7A所示功能性間隙物FS71與FS72可以參照圖3A與圖3B所示功能性間隙物FS21的相關說明加以類推，故不再贅述。圖7A所示功能性間隙物FS71與FS72具有不同高度。當上基板US7未形變時，感測光源LE21所發出的光可以循光徑LP71直接照射光感應元件LSE71（如圖7A所示情境）。在圖7A所示實施例中，光感應元件LSE72未被配置在光徑LP71，因此感測光源LE21所發出的光未照射光感應元件LSE72。基於光感應元件LSE71與LSE72的照射光的光量，驅動/控制電路10可以獲知上基板US7沒有發生壓按事件。

圖7B與圖7C是依照本發明的一實施例所繪示，說明圖7A所示上基板US7發生了不同壓按事件（不同壓按力道）的剖面示意圖。圖7B繪示了較輕力道的壓按事件使上基板US7發生較輕微的形變（以下稱第一形變），而圖7C繪示了較重力道的壓按事件使上基板US7發生較嚴重的形變（以下稱第二形變）。

請參照圖7B所示情境。當上基板US7因壓按事件而為第一形變時，功能性間隙物FS71因上基板US7的第一形變而進入感測光源LE21與光感應元件LSE71之間的光徑LP71，使得功能性間隙物FS71將感測光源LE21所發出的光的一部分照射於光感應元件LSE72，以及功能性間隙物FS71將感測光源LE21所發出的光的另一部分循光徑LP71照射於光感應元件LSE71。此時，功能性間隙物FS71可以將照射於光感應元件LSE71的光的光量減少至第一光量。基於光感應元件LSE71與LSE72的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及獲知壓按事件的力道為較輕力道。

請參照圖7C所示情境。當上基板US7因壓按事件而為第二形變時，功能性間隙物FS71與功能性間隙物FS72因上基板US7的第二形變而皆進入感測光源LE21與光感應元件LSE71之間的光徑LP71，使得功能性間隙物FS71將感測光源LE21所發出的光的一部分照射於光感應元件LSE72，以及功能性間隙物FS71將感測光源LE21所發出的光的另一部分循光徑LP71通過功能性間隙物FS72照射於光感應元件LSE71。功能性間隙物FS72可以將照射於光感應元件LSE21的光的光量減少至小於所述第一光量的第二光量。在功能性間隙物FS72為不透光材質的情況下，功能性間隙物FS72可以阻擋來自於功能性間隙物FS71的光，進而使感測光源LE21所發出的光未照射光感應元件LSE72。基於光感應元件LSE71與LSE72的照射光的光量改變，驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及獲知壓按事件的力道為較重力道。

圖8A是依照本發明的一實施例，說明圖1所示控制電路10的電路示意圖。圖8A所示顯示面板100可以參照圖1所示顯示面板100的相關說明並加以類推，圖8A所示顯示面板100中的每一個像素單元（例如P(1,1)）可以參照圖2A（或圖2B）所示像素單元P(1,1)的相關說明並加以類推，故不再贅述。在圖8A所示實施例中，控制電路10包括資料驅動器11、掃描驅動器12、電壓產生器13以及感測電路14。

圖8B是依照本發明的一實施例，說明圖8A所示控制電路10的控制訊號時序示意圖。圖8A與圖8B所示情境範例可以適用於圖6A與圖6B所示實施例。請參照圖6A、圖6B、圖8A與圖8B。在顯示幀期間F81的掃描期間，掃描驅動器12可以掃描顯示面板100的掃描線（閘極線）G1、G2、G3、…、Gm，以在不同時間開啟（turn on）位於不同列（row）的像素單元。基於掃描驅動器12對掃描線G1～Gm的掃描時序，資料驅動器11可以通過資料線（源極線）S1、S2、…、Sn給位於不同列的每一個像素單元的顯示部。在顯示幀期間F81的空白（blanking）期間結束後，開始新的顯示幀期間F82。顯示幀期間F82可以參照顯示幀期間F81的相關說明並加以類推，故不予贅述。

在顯示幀期間F81的掃描期間中，電壓產生器13可以通過感應電壓線As_sen對所有像素單元的感測部充電。在顯示幀期間F81的掃描期間結束後，電壓產生器13可以對感應電壓線As_sen提供高阻抗（Hi-Z）。在圖8A與圖8B所示情境中，壓按事件的位置被假設發生於觸控顯示面板100的像素單元P(1,1)。請參照圖6B、圖8A與圖8B所示情境，因為像素單元P(1,1)被壓按，像素單元P(1,1)的感測部的光感應元件LSE21受光照射而漏電，致使像素單元P(1,1)的感測部的電容C21的電壓Csen_11逐漸下降。相較之下，沒有被壓按的其他像素單元的感測部的電壓（例如電壓Csen_31與Csen_3N幾乎沒有下降。在顯示幀期間F82中，基於掃描驅動器12對掃描線G1～Gm的掃描時序，感測電路14可以通過感測線對顯示面板100的所有像素單元的感測部進行感測操作（讀取操作），以讀取每一個像素單元的感測部的感應結果。基於像素單元P(1,1)的光感應元件LSE21的照射光的光量改變，感測電路14可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

依照不同的設計需求，上述控制電路10、資料驅動器11、掃描驅動器12、電壓產生器13以及（或是）感測電路14的實現方式可以是硬體（hardware）、韌體（firmware）、軟體（software，即程式）或是前述三者中的多者的組合形式。以硬體形式而言，上述控制電路10、資料驅動器11、掃描驅動器12、電壓產生器13以及（或是）感測電路14可以實現於積體電路（integrated circuit）上的邏輯電路。上述控制電路10、資料驅動器11、掃描驅動器12、電壓產生器13以及（或是）感測電路14的相關功能可以利用硬體描述語言（hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL）或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說，上述控制電路10、資料驅動器11、掃描驅動器12、電壓產生器13以及（或是）感測電路14的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit, ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。

圖9是依照本發明的另一實施例所繪示，說明圖1所示在同一行（column）中的像素單元P(1,1)～P(m,1)的主間隙物與功能性間隙物的布局示意圖。在圖9所示實施例中，在同一行中的像素單元P(1,1)～P(m,1)的感測部被配置在主間隙物MS91與主間隙物MS92之間。圖9繪示了像素單元P(1,1)的功能性間隙物FS21與像素單元P(m,1)的功能性間隙物FS91。在圖9所示實施例中，感測光源沒有被配置於像素單元的感測部，而是被配置在像素單元矩陣的邊緣。舉例來說，對於在同一行中的像素單元P(1,1)～P(m,1)而言，感測光源LE91被配置在主間隙物MS91與MS92之間的光徑的一端，而感測光源LE92被配置在主間隙物MS91與MS92之間的光徑的另一端。依照實際設計，感測光源LE91與/或LE92可為發光二極體（LED）、微發光二極體（micro LED）、有機發光二極體（OLED）、電致發光（EL）元件、量子點發光二極體（QD-LED）、量子點有機發光二極體（QD-OLED）、量子點電致發光元件（QD-EL）、雷射二極體或是其他發光元件。感測光源LE91與LE92可以產生光給在主間隙物MS91與MS92之間的光徑中的多個像素單元P(1,1)～P(m,1)的多個感測部。

綜上所述，上述諸實施例所述觸控顯示面板100的至少一個像素單元內嵌了用以感測壓按事件的感測部。當壓按事件發生於觸控顯示面板100時，觸控顯示面板100的上基板因壓按事件而形變。對於在發生形變位置的像素單元（例如像素單元P(1,1)）而言，基於上基板的形變，功能性間隙物可以改變照射於光感應元件的光的光量。舉例來說，當上基板因壓按事件而形變時，功能性間隙物因上基板的形變而減少照射於光感應元件的光的光量。在另一些實施例中，當上基板因壓按事件而形變時，功能性間隙物因上基板的形變而而增加照射於光感應元件的光的光量。基於光感應元件的照射光的光量改變，觸控顯示面板100的驅動/控制電路10可以獲知壓按事件於觸控顯示面板100的位置，以及/或是獲知壓按事件的力道。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:控制電路 11:資料驅動器 12:掃描驅動器 13:電壓產生器 14:感測電路 100:觸控顯示面板 As_sen:感應電壓線 C21:電容 Csen_11、Csen_31、Csen_3N:電壓 DP:顯示部 DP21:像素開關 DP22:電晶體 DP23:發光元件 FS21、FS51、FS52、FS71、FS72、FS91:功能性間隙物 G1、G2、G3、Gm:掃描線 Gs1:感測閘極線 LE21、LE91、LE92:感測光源 LP31、LP41、LP51、LP61、LP71:光徑 LS3、LS4、LS5、LS6、LS7:下基板 LSE21、LSE41、LSE42、LSE71、LSE72:光感應元件 MS3、MS4、MS5、MS6、MS7、MS91、MS92:主間隙物 P(1,1)、P(1,2)、P(1,n)、P(2,1)、P(2,2)、P(2,n)、P(m,1)、P(m,2)、P(m,n):像素單元 S1、S2、Sn:資料線 SEN21:感測線 SP:感測部 US3、US4、US5、US6、US7:上基板 Vdd_pix、Vdd_sen、Vss_pix、Vss_sen:電壓線 VR21:參考電壓線

圖1是依照本發明的一實施例的一種觸控顯示面板的電路方塊（circuit block）示意圖。 圖2A是依照本發明的一實施例，說明圖1所示像素單元的電路示意圖。 圖2B是依照本發明的另一實施例，說明圖1所示像素單元的電路示意圖。 圖3A與圖3B是依照本發明的一實施例，說明圖2A（或圖2B）所示顯示部與感測部的剖面示意圖。 圖4是依照本發明的另一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部的剖面示意圖。 圖5A、圖5B與圖5C是依照本發明的又一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部的剖面示意圖。 圖6A與圖6B是依照本發明的再一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部的剖面示意圖。 圖7A、圖7B與圖7C是依照本發明的更一實施例所繪示，說明圖2A（或圖2B）所示感測部的剖面示意圖。 圖8A是依照本發明的一實施例，說明圖1所示控制電路的電路示意圖。 圖8B是依照本發明的一實施例，說明圖8A所示控制電路的控制訊號時序示意圖。 圖9是依照本發明的另一實施例所繪示，說明圖1所示在同一行（column）中的像素單元的主間隙物與功能性間隙物的布局示意圖。

As_sen:感應電壓線

C21:電容

DP:顯示部

DP21:像素開關

DP22:電晶體

DP23:發光元件

FS21:功能性間隙物

G1:掃描線

LE21:感測光源

LSE21:光感應元件

P(1,1):像素單元

S1:資料線

SEN21:感測線

SP:感測部

Vdd_pix、Vdd_sen、Vss_pix、Vss_sen:電壓線

VR21:參考電壓線

Claims (6)

1. 一種觸控顯示面板，具有至少一像素單元，該像素單元包括：一顯示部，被配置在一上基板與一下基板之間，用以顯示一影像幀中的一像素；以及一感測部，用以感測一壓按事件，其中該感測部包括：一第一光感應元件，被配置在該上基板與該下基板之間，用以感應一光；一電容，具有一第一端耦接至該觸控顯示面板的一感應電壓線，其中該電容的一第二端耦接至該觸控顯示面板的一參考電壓線，該第一光感應元件的一第一端耦接至該電容的該第一端，以及該第一光感應元件的一第二端耦接至該觸控顯示面板的一對應感測線；以及一第一功能性間隙物，被配置在該上基板與該下基板之間，其中當該上基板因該壓按事件而形變時，該第一功能性間隙物因該上基板的形變而改變照射於該第一光感應元件的該光的光量。
2. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該感測部更包括：一主間隙物，被配置在該上基板與該下基板之間，且被配置在該感測部的一邊界。
3. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該感測部更包括：一感測光源，被配置在該上基板與該下基板之間，用以產生該光。
4. 如請求項1所述的觸控顯示面板，更包括：至少一感測光源，被配置在一光徑的一端，用以產生該光給在該光徑中的多個像素單元的多個感測部。
5. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該第一功能性間隙物為遮光式材質，當該上基板未形變時，該光循一光徑照射該第一光感應元件；以及當該上基板因該壓按事件而形變時，該第一功能性間隙物因該上基板的形變而截斷該光徑。
6. 如請求項1所述的觸控顯示面板，其中該顯示部包括：一像素開關，具有一第一端耦接至該觸控顯示面板的一對應資料線，其中該像素開關的一控制端耦接至該觸控顯示面板的一對應掃描線；一電晶體，具有一控制端耦接至該像素開關的一第二端，其中該電晶體的一第一端耦接至該觸控顯示面板的一第一電壓線；以及一發光元件，具有一第一端耦接至該電晶體的一第二端，其 中該發光元件的一第二端耦接至該觸控顯示面板的一第二電壓線。

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