触控显示面板及其制造方法与流程

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种触控显示面板及其制造方法。

背景技术：

在移动电子装置可能会配置触控显示面板，以提供显示功能与触控功能。在一些产品中，触控显示面板下方可能额外配置一个压力传感器，以便提供压力感测功能。图1绘示了具备压力感测功能的已知电子装置100的剖面示意图。已知电子装置100包括显示面板110、背光模块120与压力传感器130。显示面板110具有上基板111、液晶层112以及下基板113。液晶层112配置于上基板111与下基板113之间。背光模块120迭置于显示面板110下方。背光模块120可以提供背光源给显示面板110，而显示面板110可以呈现图像画面。

压力传感器130迭置于背光模块120下方。压力传感器130与背光模块120之间具有间隙(此间隙的距离为间距l1)。背光模块120可以作为寄生电容c1的一个电极板，而压力传感器130可以作为寄生电容c1的另一个电极板。在压力10尚未施加于显示面板110的情况下，压力传感器130与背光模块120之间的间距l1保持不变。在压力10施加于显示面板110时，显示面板110与背光模块120会产生形变，致使间距l1变小(亦即寄生电容c1的电容值变大)。压力传感器130可以感测寄生电容c1的电容值的改变量。寄生电容c1的电容值的改变量可以被用来推算得知压力10的大小。由于额外配置的压力传感器130与背光模块120之间必须预留一定的间距l1(以容纳背光模块120的形变)，所以已知电子装置100的厚度会因为额外配置了压力传感器130与间距l1而增加。

技术实现要素：

本发明提供一种触控显示面板及其制造方法，可以将压力感测电容器(压力传感器)整合到触控显示面板中。

本发明的实施例提供一种触控显示面板。此触控显示面板包括上基板、下基板、第一压力感测电极、第二压力感测电极以及液晶层。上基板具有色滤层。下基板迭置于上基板下。第一压力感测电极配置于上基板的第一表面。第二压力感测电极配置于下基板的表面。其中，第一压力感测电极与第二压力感测电极形成压力感测电容器。液晶层配置于上基板与下基板之间，以及配置于第一压力感测电极与第二压力感测电极之间。

本发明的实施例提供一种触控显示面板的制造方法。所述制造方法包括：提供上基板；配置色滤层于上基板；配置第一压力感测电极于上基板的第一表面；提供下基板；配置第二压力感测电极于下基板的表面；将上基板迭置于下基板上，其中上基板的第一压力感测电极与下基板的第二压力感测电极形成压力感测电容器；以及配置液晶层于上基板与下基板之间，以及于第一压力感测电极与第二压力感测电极之间。

基于上述，本发明实施例所述触控显示面板将第一压力感测电极与第二压力感测电极分别配置于上基板与下基板，因此可以将压力感测电容器(压力传感器)整合到触控显示面板中。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示了具备压力感测功能的已知电子装置的剖面示意图。

图2是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的剖面结构示意图。

图3是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路的电路方块示意图。

图4是依照本发明另一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路的电路方块示意图。

图5是依照本发明另一实施例说明一种触控显示面板的剖面结构示意图。

图6是依照本发明又一实施例说明一种触控显示面板的剖面结构示意图。

图7是依照本发明又一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路的电路方块示意图。

图8是依照本发明再一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路的电路方块示意图。

图9是依照本发明再一实施例说明一种触控显示面板的剖面结构示意图。

图10是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的俯视布局示意图。

图11至图17绘示了在不同实施例中，图10所示压力传感器su1，1的压力感测电极的布局样式示意图。

图18是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的制造方法的流程示意图。

【符号说明】

10：压力

100：已知电子装置

110：显示面板

111：上基板

112：液晶层

113：下基板

120：背光模块

130：压力传感器

c1：寄生电容

l1：间距

20：背光模块

200、500、600、900、1000：触控显示面板

210：上基板

211：第一压力感测电极

220：下基板

221：第二压力感测电极

222：像素电路

230：液晶层

240：间隔件

300、400、700、800：压力感测电路

310、320：开关

330：放大器

340：阻抗

350：模拟数字转换器

cf：色滤层

v1：第一电压

v2：第二电压

vcom：共同电压

su1，1、su1，2、su1，3、su1，4、su1，n、su2，1、su3，1、sum，1、sum，n：压力传感器

s1810～s1860：步骤

具体实施方式

在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。

图2是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板200的剖面结构示意图。此触控显示面板200包括上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221以及液晶层230。第一压力感测电极211配置于上基板210的第一表面。上基板210具有色滤层cf。在图2所示实施例中，色滤层cf配置于上基板210的第二表面，所述第二表面不同于配置了上基板210的第一表面。下基板220迭置于上基板210下方。第二压力感测电极221配置于下基板的表面。其中，第一压力感测电极211与第二压力感测电极221形成压力感测电容器。液晶层230配置于上基板210与下基板220之间，以及配置于第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间。在上基板210与下基板220之间加入间隔件(spacer)240，以维持两基板之间的间隙(cellgap)在某一预设间距。

触控显示面板200还可以包括用以驱动液晶层230的像素电路(未绘示)， 此像素电路可能包括薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)(未绘示)、液晶电极(未绘示)与共同电极(未绘示)。所述像素电路被配置于下基板220的表面。所述像素电路、薄膜晶体管、液晶电极与共同电极的布局可以是已知布局结构，故不再赘述。在图2所示实施例中，所述像素电路(薄膜晶体管、液晶电极与共同电极)与第二压力感测电极221可以被配置在下基板220的相同导电层。背光模块20迭置于触控显示面板200下方。背光模块20可以提供背光源给触控显示面板200，而触控显示面板200可以呈现图像画面。

在压力10尚未施加于上基板210的情况下，第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间的间距保持不变。在压力10施加于上基板210时，上基板210会产生形变，致使第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间的间距变小(亦即由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值变大)。压力感测电路(容后详述)可以感测由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值的改变量。所述压力感测电容器的电容值的改变量可以被用来推算得知压力10的大小。

图3是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路300的电路方块示意图。在图3所示实施例中，所述第二压力感测电极221亦具有共同电极的功能。亦即，第二压力感测电极221可以作为触控显示面板的像素电路的液晶电容的共同电极。共同电极可以被用来驱动液晶层230，其中驱动液晶层230的技术细节可以是已知液晶驱动技术，故不再赘述。请参照图2与图3，压力感测电路300包括开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350。阻抗340的第一端与第二端分别耦接至放大器330的第一输入端与输出端。放大器330的第二输入端耦接至第二电压v2。第二电压v2的电平可以依照设计需求来决定，例如第二电压v2可以是接地电压或是其他固定电压。放大器330的输出端耦接至模拟数字转换器350的输入端。

开关310的共同端耦接至触控显示面板的第一压力感测电极211。开关310的第一选择端耦接至第一电压v1。第一电压v1的电平可以依照设计需求来决定，例如第一电压v1可以是接地电压或是其他固定电压。在其他实施例中，第一电压v1可以是浮接(floating)电压(亦即没有偏压电压)。开关310的第二选择端耦接至放大器330的第一输入端。开关320的共同端耦 接至触控显示面板的共同电极(亦即第二压力感测电极221)。开关320的第一选择端耦接至共同电压vcom。共同电压vcom的电平可以依照设计需求来决定。开关320的第二选择端耦接至放大器330的第二输入端。

在显示驱动期间，开关310可以将第一压力感测电极211电性耦接至第一电压v1，而开关320将第二压力感测电极221电性耦接至共同电压vcom。此时，第二压力感测电极221可以作为共同电极来驱动液晶层230。在压力感测期间，开关310可以将第一压力感测电极211电性耦接至放大器330的第一输入端，而开关320将第二压力感测电极221电性耦接至放大器330的第二输入端。此时，放大器330与阻抗340可以读取由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值，并将读取结果输出给模拟数字转换器350。

图4是依照本发明另一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路400的电路方块示意图。在图4所示实施例中，所述第二压力感测电极221亦具有共同电极的功能。共同电极可以被用来驱动液晶层230，其中驱动液晶层230的技术细节可以是已知液晶驱动技术，故不再赘述。压力感测电路400包括开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350。图4所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350可以参照图3所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350的相关说明，故不再赘述。

请参照图2与图4，开关310的共同端耦接至触控显示面板的共同电极(亦即第二压力感测电极221)。开关310的第一选择端耦接至共同电压vcom。共同电压vcom的电平可以依照设计需求来决定。开关310的第二选择端耦接至放大器330的第一输入端。开关320的共同端耦接至触控显示面板的第一压力感测电极211。开关320的第一选择端耦接至第一电压v1。第一电压v1的电平可以依照设计需求来决定，例如第一电压v1可以是接地电压。在其他实施例中，第一电压v1可以是浮接电压(亦即没有偏压电压)。开关320的第二选择端耦接至放大器330的第二输入端。在显示驱动期间，开关310可以将第二压力感测电极221电性连接至共同电压vcom，而开关320将第一压力感测电极211电性连接至第一电压v1。此时，第二压力感测电极221可以作为共同电极来驱动液晶层230。在压力感测期间，开关310可以将第二压力感测电极221电性连接至放大器330的第一输入端，而开关 320将第一压力感测电极211电性连接至放大器330的第二输入端。此时，放大器330与阻抗340可以读取由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值变化，并将读取结果输出给模拟数字转换器350。

图5是依照本发明另一实施例说明一种触控显示面板500的剖面结构示意图。此触控显示面板500包括上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240以及色滤层cf。色滤层cf与第一压力感测电极211均配置于上基板210的相同第一表面，其中色滤层cf配置于第一压力感测电极211与上基板210之间。在其他实施例中，第一压力感测电极211可以被配置于色滤层cf与上基板210之间。图5所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20可以参照图2所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20的相关说明，故不再赘述。图3所示压力感测电路300与图4所示压力感测电路400也可被应用于图5所示触控显示面板500。

图6是依照本发明又一实施例说明一种触控显示面板600的剖面结构示意图。此触控显示面板600包括上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240以及色滤层cf。图6所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20可以参照图5所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20的相关说明，故不再赘述。

在图6所示实施例中，触控显示面板600还包括像素电路222。像素电路222可能包括薄膜晶体管(tft)(未绘示)、液晶电极(未绘示)与共同电极(未绘示)。所述像素电路222、薄膜晶体管、液晶电极与共同电极的布局可以是已知布局结构，故不再赘述。像素电路222配置于下基板220的表面，用以驱动液晶层230。像素电路222被配置于下基板220的第一导电层，而第二压力感测电极221被配置于下基板220的第二导电层，其中所述第一导电层在下基板220与所述第二导电层之间，如图6所示。在其他实施例中， 第二压力感测电极221被配置于下基板220的第一导电层，而像素电路222被配置于下基板220的第二导电层(亦即第二压力感测电极221在下基板220与像素电路222之间)。

在压力10尚未施加于上基板210的情况下，第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间的间距保持不变。在压力10施加于上基板210时，上基板210会产生形变，致使第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间的间距变小(亦即由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值变大)。压力感测电路(容后详述)可以感测由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值的改变量。所述压力感测电容器的电容值的改变量可以被用来推算得知压力10的大小。

图7是依照本发明又一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路700的电路方块示意图。在图7所示实施例中，所述第二压力感测电极221不具有共同电极的功能。压力感测电路700包括开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350。图7所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350可以参照图3所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350的相关说明，故不再赘述。

请参照图6与图7，开关310的共同端耦接至触控显示面板的第一压力感测电极211。开关310的第一选择端耦接至第一电压v1。第一电压v1的电平可以依照设计需求来决定，例如第一电压v1可以是接地电压或是其他固定电压。在其他实施例中，第一电压v1可以是浮接电压(亦即没有偏压电压)。开关310的第二选择端耦接至放大器330的第一输入端。开关320的共同端耦接至触控显示面板的第二压力感测电极221。开关320的第一选择端耦接至第三电压v3。第三电压v3的电平可以依照设计需求来决定，例如第三电压v3可以是接地电压或是其他固定电压。在其他实施例中，第三电压v3可以是浮接电压(亦即没有偏压电压)。开关320的第二选择端耦接至放大器330的第二输入端。

在显示驱动期间，开关310可以将第一压力感测电极211电性连接至第一电压v1，而开关320将第二压力感测电极221电性连接至第三电压v3。在压力感测期间，开关310可以将第一压力感测电极211电性连接至放大器330的第一输入端，而开关320将第二压力感测电极221电性连接至放大器 330的第二输入端。此时，放大器330与阻抗340可以读取由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值变化，并将读取结果输出给模拟数字转换器350。

图8是依照本发明再一实施例说明一种触控显示面板的压力感测电路800的电路方块示意图。在图8所示实施例中，所述第二压力感测电极221不具有共同电极的功能。压力感测电路800包括开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350。图8所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350可以参照图3所示开关310、开关320、放大器330、阻抗340与模拟数字转换器350的相关说明，故不再赘述。

请参照图6与图8，开关310的共同端耦接至触控显示面板的第二压力感测电极221。开关310的第一选择端耦接至第三电压v3。第三电压v3的电平可以依照设计需求来决定，例如第三电压v3可以是接地电压或是其他固定电压。在其他实施例中，第三电压v3可以是浮接电压(亦即没有偏压电压)。开关310的第二选择端耦接至放大器330的第一输入端。开关320的共同端耦接至触控显示面板的第一压力感测电极211。开关320的第一选择端耦接至第一电压v1。第一电压v1的电平可以依照设计需求来决定，例如第一电压v1可以是接地电压或是其他固定电压。在其他实施例中，第一电压v1可以是浮接电压(亦即没有偏压电压)。开关320的第二选择端耦接至放大器330的第二输入端。

在显示驱动期间，开关310可以将第二压力感测电极221电性连接至第三电压v3，而开关320可以将第一压力感测电极211电性连接至第一电压v1。在压力感测期间，开关310可以将第二压力感测电极221电性连接至放大器330的第一输入端，而开关320将第一压力感测电极211电性连接至放大器330的第二输入端。此时，放大器330与阻抗340可以读取由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成压力感测电容器的电容值变化，并将读取结果输出给模拟数字转换器350。

图9是依照本发明再一实施例说明一种触控显示面板900的剖面结构示意图。此触控显示面板900包括上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、像素电路222、液晶层230、间隔件240以及色滤层cf。在图9所示实施例中，第一压力感测电极211配置于上基板210的第一表面，色滤层cf配置于上基板210的第二表面，其中所述第二表面 不同于第一表面所述。图9所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、像素电路222、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20可以参照图6所示上基板210、下基板220、第一压力感测电极211、第二压力感测电极221、像素电路222、液晶层230、间隔件240、色滤层cf以及背光模块20的相关说明，故不再赘述。图7所示压力感测电路700与图8所示压力感测电路800也可被应用于图9所示触控显示面板900。

在一些实施例中，上述第一压力感测电极211可以占满上基板210的表面，和/或是上述第二压力感测电极221可以占满下基板220的表面。在另一些实施例中，触控显示面板(例如上述触控显示面板200、500、600或900)可以包括一个压力传感器矩阵，而由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成的压力感测电容器可以是该压力传感器矩阵的其中一个压力传感器。举例来说，图10是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板1000的俯视布局示意图。上述触控显示面板200、500、600或900可以参照图10所示触控显示面板1000的相关说明而类推。触控显示面板1000可以包括一个压力传感器矩阵，其中该压力传感器矩阵包括m*n个压力传感器su1，1、su1，2、su1，3、su1，4、…、su1，n、su2，1、su3，1、…、sum，1、…、sum，n。其中，由第一压力感测电极211与第二压力感测电极221所形成的压力感测电容器(详参图2、5、6或9的相关说明)可以是图10所示压力传感器矩阵的其中一个压力传感器。

图11至图17绘示了在不同实施例中，图10所示压力传感器su1，1的压力感测电极的布局样式示意图。图10所示压力传感器矩阵的其他压力传感器可以参照压力传感器su1，1的相关说明而类推，故不再赘述。在图11所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个实心几何面。在图12所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个中空几何环。在图13所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个蛇行线。在图14所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个螺型线。在图15所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第 一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个蜘蛛网状线。在图16所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个方格网状线。在图17所述实施例中，压力传感器su1，1的压力感测电极(第一压力感测电极211或第二压力感测电极221)的布局样式为一个其他网状线。

图18是依照本发明一实施例说明一种触控显示面板的制造方法的流程示意图。步骤s1810提供上基板210。步骤s1820配置色滤层cf与第一压力感测电极211于上基板210。步骤s1830提供下基板220。步骤s1840配置第二压力感测电极221于下基板220的表面。步骤s1850迭置上基板210于下基板220上，其中上基板210的第一压力感测电极211与下基板220的第二压力感测电极221形成一个压力感测电容器。步骤s1860配置液晶层230于上基板210与下基板220之间，以及在第一压力感测电极211与第二压力感测电极221之间。

综上所述，本发明诸实施例所述触控显示面板将第一压力感测电极211与第二压力感测电极221分别配置于上基板210与下基板220，因此可以将压力感测电容器(压力传感器)整合到触控显示面板中。相较于图1所示已知电子装置100，本发明诸实施例所述触控显示面板可以省去额外配置的压力传感器130与间距l1。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。