TWM526123U

TWM526123U - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TWM526123U
Application number: TW105205837U
Authority: TW
Inventors: 曾泓瑋; 鄭維中; 彭元知; 李昕懋
Original assignee: 奕力科技股份有限公司
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2016-07-21
Also published as: CN206003068U

Description

觸控顯示裝置

本新型創作是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種內建觸控元件的觸控顯示裝置。

觸控模組因能提供使用者更直覺且便利的操控方式，而被廣泛地用於各式消費性電子產品中，如電子書、智慧行動通訊裝置以及平板電腦等。當使用者碰觸電子產品的使用者介面（user interface）時，觸控模組便依據觸控物體（如手指或觸控筆）所碰觸的位置，選取畫面的物件或執行對應的功能。然而，隨著市場的競爭，觸控模組勢必提供更多的位置資訊，以實現多元的操作功能。

本新型創作提供一種觸控顯示裝置，可提高壓力感測的準確度。

本新型創作的觸控顯示裝置，包括一顯示面板、一觸控結構及一觸控感測電路。顯示面板具有一彩色濾波基板及一主動陣列基板。觸控結構包括一第一電極層及一第二電極層，其中第二電極層配置於主動陣列基板上並且與第一電極層重疊。觸控感測電路耦接第一電極層及第二電極層。在一壓力感測期間，觸控感測電路依序讀取且儲存觸控結構的一第一感測值及一第二感測值以提供一壓力感測值。

基於上述，本新型創作的觸控顯示裝置，其觸控感測電路依序讀取且儲存觸控結構的第一感測值及第二感測值以提供壓力感測值。藉此，可準確感測觸控物體的按壓程度。

為讓本新型創作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。

圖1為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的結構示意圖。請參照圖1，在本實施例中，觸控顯示裝置100包括顯示模組110及觸控模組120，其中顯示模組110包括顯示驅動電路111及顯示面板113，並且顯示面板113包括彩色濾波基板BC及主動陣列基板BA；觸控模組120包括觸控感測電路121及觸控結構123，並且觸控結構123包括第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3。第一電極層LE1例如包括一電極網目（mesh），第二電極層LE2例如包括一電極陣列，並且第三電極層LE3包括一電極板。

顯示驅動電路111耦接彩色濾波基板BC及主動陣列基板BA，以驅動顯示面板113。第一電極層LE1配置於彩色濾波基板BC上，其中第一電極層LE1的網目可形成於彩色濾波基板BC的黑矩陣（Black Matrix，BM）上。第二電極層LE2配置於主動陣列基板BA上。觸控感測電路121耦接第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3，以分別提供驅動信號SE1、SE2及SE3至第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3。

在電容感測期間，觸控感測電路121會讀取且儲存來自觸控結構123的第二電極層LE2的電容感測值VCS，並且輸出電容感測值VCS。在壓力感測期間，觸控感測電路121依序讀取且儲存來自觸控結構123的第二電極層LE2的第一感測值VS1及第二感測值VS2以提供壓力感測值VPS。

圖2為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的驅動波形示意圖。圖3A及圖3B為依據本新型創作一實施例的觸控模組的驅動示意圖。請參照圖1、圖2、圖3A及圖3B，在本實施例中，畫面期間是透過垂直同步信號TS_VD來界定完整觸控讀取觸控結構123一次的時間，並且顯示驅動電路111及觸控感測電路121是根據水平同步信號TS_HD進行分時運作。進一步來說，顯示驅動電路111是運作於水平同步信號TS_HD為低電壓準位L，亦即水平同步信號TS_HD為低電壓準位L時為顯示期間DPX，觸控感測電路121是運作於水平同步信號TS_HD為高電壓準位H，亦即水平同步信號TS_HD為低電壓準位H時為感測期間（如FT1、FT2），其中驅動信號SE1及SE3在顯示期間DPX可呈現高阻抗狀態Hi-Z或為共同電壓VTcom（約為-2~1伏特），並且驅動信號SE2在顯示期間DPX可為觸控共同電壓VTcom。

在脈波Px1的致能期間中，觸控感測電路121會透過驅動信號SE1、SE2及SE3同時傳送驅動脈波（如PD）至第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3。此時，由於第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3的電位都一樣，因此第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3間的等效電容不會作用，亦即第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3間的等效電容不會被讀取到。接著，當有觸控物體（如手指或觸控筆）觸控時，第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容會被讀取到；當沒有觸控物體觸控時，則沒有等效電容會被讀取到。藉此，電容感測值VCS會對應觸控物體的觸控與否而變化，亦即電容感測值VCS是反應第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容。

在脈波Px2的致能期間（亦即壓力感測期間的第一感測期間FT1）中，觸控感測電路121會透過驅動信號SE1、SE2及SE3同時傳送驅動脈波PD至第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3，以致於第一感測值VS1會反應第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容。

在脈波Px3的致能期間（亦即壓力感測期間的第二感測期間FT2）中，觸控感測電路121會透過驅動信號SE2傳送驅動脈波PD至第二電極層LE2，並且透過驅動信號SE1及SE3同時傳送觸控共同電壓VTcom至第一電極層LE1及第三電極層LE3，以致於第二感測值VS2會反應第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容、以及第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3間的等效電容。其中，觸控物體的按壓程度是與第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3間的等效電容相關，但與第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容無關，亦即第二電極層LE2與觸控物體之間的等效電容無關（在此被視為雜訊），以致於第二感測值VS2會包含不需要的雜訊。

在本新型創作的一實施例中，觸控感測電路121可比較第一感測值VS1與一輸出臨界值，來判斷壓力感測值VPS是要需要輸出，亦即決定是否提供壓力感測值VPS。當感測值VPS是需要輸出時，觸控感測電路121可依據第一感測值VS1及第二感測值VS1提供壓力感測值VPS。其中，壓力感測值VPS可以為第二感測值VS2減去第一感測值VS1。在本新型創作的另一實施例中，觸控感測電路121可接收輸出控制信號SCO，以依據輸出控制信號SCO決定是否提供壓力感測值VPS。

在本新型創作的實施例中，脈波Px1~Px3可位於不同的垂直空白期間，並且脈波Px2及Px3會位於脈波Px1且位於垂直同步信號TS_VD的第三個脈波之後，亦即脈波Px2及Px3是放置於第三個之後的觸控讀取時間。並且，脈波Px2及Px3分別位於相鄰的兩個觸控讀取時間或相近的水平空白時間，以確保壓力感測值VPS不會被誤校正（Calibration）。其中，脈波Px1~Px3在一個畫面期間中的脈波數量可設定為3。

並且，在本實施例中，觸控結構123例如包括第一電極層LE1、第二電極層LE2與第三電極層LE3，但在其他實施例中，觸控結構123可以包括第二電極層LE2與第一電極層LE1或第三電極層LE3，並且本新型創作的實施例不以此為限。

依據上述，觸控顯示裝置100會利用至少二個垂直空白期間（亦即至少二個畫面期間）來感測觸控物體的按壓程度，並且利用至少一個畫面期間來感測觸控物體與觸控結構123的等效電容值，亦即觸控顯示裝置100會利用至少三個畫面期間來形成一個電容分佈圖及一個壓力分佈圖。

圖4為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的壓力感測方法的流程圖。請參照圖4，在本實施例中，觸控顯示裝置至少包括第一電極層及第二電極層，第二電極層與第一電極層重疊，並且觸控感測電路的壓力感測方法包括下列步驟。在一壓力感測期間的一第一感測期間，透過一觸控感測電路輸入一驅動脈波至一第一電極及一第二電極層，並且自第二電極層讀取一第一感測值（步驟S410）。在壓力感測期間的一第二感測期間，透過觸控感測電路輸入驅動脈波至第二電極層，以及輸入一觸控共同電壓至第一電極層，並且自第二電極層讀取第二感測值（步驟S420）。透過觸控感測電路且依據第一感測值及第二感測值提供一壓力感測值（步驟S430）。其中，上述步驟S410、S420及S430的順序為用以說明，本新型創作的實施例不以此為限。並且，上述步驟S410、S420及S430的細節可參照圖1、圖2、圖3A及圖3B的實施例所述，在此則不再贅述。

綜上所述，本新型創作的觸控顯示裝置，其觸控感測電路依序讀取且儲存觸控結構的第一感測值及第二感測值以提供壓力感測值。藉此，可準確感測觸控物體的按壓程度。

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

100‧‧‧觸控顯示裝置
110‧‧‧顯示模組
111‧‧‧顯示驅動電路
113‧‧‧顯示面板
120‧‧‧觸控模組
121‧‧‧觸控感測電路
123‧‧‧觸控結構
BA‧‧‧主動陣列基板
BC‧‧‧彩色濾波基板
DPX‧‧‧顯示期間
FT1‧‧‧第一感測期間
FT2‧‧‧第二感測期間
H‧‧‧高電壓準位
Hi-Z‧‧‧高阻抗狀態
L‧‧‧低電壓準位
LE1‧‧‧第一電極層
LE2‧‧‧第二電極層
LE3‧‧‧第三電極層
PD‧‧‧驅動脈波
Px1~Px3‧‧‧脈波
SCO‧‧‧輸出控制信號
SE1、SE2、SE3‧‧‧驅動信號
TS_HD‧‧‧水平同步信號
TS_VD‧‧‧垂直同步信號
VCS‧‧‧電容感測值
VPS‧‧‧壓力感測值
VS1‧‧‧第一感測值
VS2‧‧‧第二感測值
VTcom‧‧‧觸控共同電壓
S410、S420、S430‧‧‧步驟

圖1為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的結構示意圖。圖2為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的驅動波形示意圖。圖3A及圖3B為依據本新型創作一實施例的觸控模組的驅動示意圖。圖4為依據本新型創作一實施例的觸控顯示裝置的壓力感測方法的流程圖。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧顯示模組

111‧‧‧顯示驅動電路

113‧‧‧顯示面板

120‧‧‧觸控模組

121‧‧‧觸控感測電路

123‧‧‧觸控結構

BA‧‧‧主動陣列基板

BC‧‧‧彩色濾波基板

LE1‧‧‧第一電極層

LE2‧‧‧第二電極層

LE3‧‧‧第三電極層

SCO‧‧‧輸出控制信號

SE1、SE2、SE3‧‧‧驅動信號

VCS‧‧‧電容感測值

VPS‧‧‧壓力感測值

VS1‧‧‧第一感測值

VS2‧‧‧第二感測值

Claims

一種觸控顯示裝置，包括：一顯示面板，具有一彩色濾波基板及一主動陣列基板；一觸控結構，包括：　　一第一電極層；以及　　一第二電極層，配置於該主動陣列基板上，並且與該第一電極層重疊；以及一觸控感測電路，耦接該第一電極層及該第二電極層，其中在一壓力感測期間，該觸控感測電路依序讀取且儲存該觸控結構的一第一感測值及一第二感測值以提供一壓力感測值。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中在該壓力感測期間的一第一感測期間，該觸控感測電路輸入一驅動脈波至該第一電極層及該第二電極層，並且自該第二電極層讀取該第一感測值，在壓力感測期間的一第二感測期間，該觸控感測電路輸入該驅動脈波至該第二電極層，輸入一觸控共同電壓至該第一電極層，並且自該第二電極層讀取該第二感測值。
如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示裝置，其中該第一感測期間及該第二感測期間分別為一畫面期間的一水平空白期間。
如申請專利範圍第3項所述的觸控顯示裝置，其中該第一感測期間及該第二感測期間分別位於相鄰的觸控讀取時間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控感測電路比較該第一感測值與一輸出臨界值，以決定是否提供該壓力感測值。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控感測電路接收一輸出控制信號，以依據該輸出控制信號決定是否提供該壓力感測值。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該壓力感測值為該第二感測值減去該第一感測值。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中在一電容感測期間，該觸控感測電路讀取該觸控結構的一電容感測值。
如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控結構更包括：一第三電極層，其中該第一電極層配置於彩色濾波基板上，並且該第二電極層位於該第一電極層與該第三電極層之間。
如申請專利範圍第9項所述的觸控顯示裝置，其中該第一電極層包括一電極網目，該第二電極層包括一電極陣列，並且第三電極層包括一電極板。