触控显示设备的制作方法

本实用新型涉及一种触控显示设备，尤其涉及一种内建触控元件的触控显示设备。

背景技术：

触控模块因能提供用户更直觉且便利的操控方式，而被广泛地用于各式消费性电子产品中，如电子书、智能移动通信装置以及平板电脑等。当用户碰触电子产品的用户接口(user interface)时，触控模块便依据触控物体(如手指或触控笔)所碰触的位置，选取画面的对象或执行对应的功能。然而，随着市场的竞争，触控模块势必提供更多的位置信息，以实现多元的操作功能。

技术实现要素：

本实用新型提供一种触控显示设备，可提高压力感测的准确度。

本实用新型提供的触控显示设备，包括：一显示面板，具有一彩色滤波基板及一主动元件阵列基板；一触控结构，包括：一第一电极层；以及一第二电极层，配置于所述主动元件阵列基板上，并且与所述第一电极层重叠；以及一触控感测电路，耦接所述第一电极层及所述第二电极层，其中在一压力感测期间，所述触控感测电路依序读取且储存所述触控结构的一第一感测值及一第二感测值以提供一压力感测值。

作为本实用新型的一实施例，在所述压力感测期间的一第一感测期间，所述触控感测电路输入一驱动脉波至所述第一电极层及所述第二电极层，并且自所述第二电极层读取所述第一感测值，在压力感测期间的一第二感测期间，所述触控感测电路输入所述驱动脉波至所述第二电极层，输入一触控共同电压至所述第一电极层，并且自所述第二电极层读取所述第二感测值。

进一步地，所述第一感测期间及所述第二感测期间分别为一画面期间的一水平空白期间。

更进一步地，所述第一感测期间及所述第二感测期间分别位于相邻的触控读取时间。

作为本实用新型的一实施例，所述触控感测电路比较所述第一感测值与一输出临界值，以决定是否提供所述压力感测值。

作为本实用新型的一实施例，所述触控感测电路接收一输出控制信号，以依据所述输出控制信号决定是否提供所述压力感测值。

作为本实用新型的一实施例，所述压力感测值为所述第二感测值减去所述第一感测值。

作为本实用新型的一实施例，在一电容感测期间，所述触控感测电路读取所述触控结构的一电容感测值。

作为本实用新型的一实施例，所述触控结构还包括：一第三电极层，其中所述第一电极层配置于彩色滤波基板上，并且所述第二电极层位于所述第一电极层与所述第三电极层之间。

进一步地，所述第一电极层包括一电极网目，所述第二电极层包括一电极阵列，并且第三电极层包括一电极板。

基于上述，本实用新型的触控显示设备，其触控感测电路依序读取且储存触控结构的第一感测值及第二感测值以提供压力感测值。藉此，可准确感测触控物体的按压程度。

为让本实用新型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为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的结构示意图；

图2为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的驱动波形示意图；

图3A及图3B为依据本实用新型一实施例的触控模块的驱动示意图；

图4为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的压力感测方法的流程图。

附图标记：

100：触控显示设备

110：显示模块

111：显示驱动电路

113：显示面板

120：触控模块

121：触控感测电路

123：触控结构

BA：主动元件阵列基板

BC：彩色滤波基板

DPX：显示期间

FT1：第一感测期间

FT2：第二感测期间

H：高电压准位

Hi-Z：高阻抗状态

L：低电压准位

LE1：第一电极层

LE2：第二电极层

LE3：第三电极层

PD：驱动脉波

Px1～Px3：脉波

SCO：输出控制信号

SE1、SE2、SE3：驱动信号

TS_HD：水平同步信号

TS_VD：垂直同步信号

VCS：电容感测值

VPS：压力感测值

VS1：第一感测值

VS2：第二感测值

VTcom：触控共同电压

GND：接地端

S410、S420、S430：步骤

具体实施方式

图1为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的结构示意图。请参照图1，在本实施例中，触控显示设备100包括显示模块110及触控模块120，其中显示模块110包括显示驱动电路111及显示面板113，并且显示面板113包括彩色滤波基板BC及主动元件阵列基板BA；触控模块120包括触控感测电路121及触控结构123，并且触控结构123包括第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3。第一电极层LE1例如包括一电极网目(mesh)，第二电极层LE2例如包括一电极阵列，并且第三电极层LE3包括一电极板。

显示驱动电路111耦接彩色滤波基板BC及主动元件阵列基板BA，以驱动显示面板113。第一电极层LE1配置于彩色滤波基板BC上，其中第一电极层LE1的网目可形成于彩色滤波基板BC的黑矩阵(Black Matrix，BM)上。第二电极层LE2配置于主动元件阵列基板BA上。触控感测电路121耦接第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3，以分别提供驱动信号SE1、驱动信号SE2及驱动信号SE3至第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3。

在电容感测期间，触控感测电路121会读取且储存来自触控结构123的第二电极层LE2的电容感测值VCS，并且输出电容感测值VCS。在压力感测期间，触控感测电路121依序读取且储存来自触控结构123的第二电极层LE2的第一感测值VS1及第二感测值VS2以提供压力感测值VPS。

图2为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的驱动波形示意图。图3A及图3B为依据本实用新型一实施例的触控模块的驱动示意图。请参照图1、图2、图3A及图3B，在本实施例中，画面期间是通过垂直同步信号TS_VD来界定完整触控读取触控结构123一次的时间，并且显示驱动电路111及触控感测电路121是根据水平同步信号TS_HD进行分时运作。进一步来说，显示驱动电路111是运作于水平同步信号TS_HD为低电压准位L，即水平同步信号TS_HD为低电压准位L时为显示期间DPX，触控感测电路121是运作于水平同步信号TS_HD为高电压准位H，即水平同步信号TS_HD为低电压准位H时为感测期间(如感测期间FT1、感测期间FT2)，其中驱动信号SE1及驱动信号SE3在显示期间DPX可呈现高阻抗状态Hi-Z或为共同电压VTcom(约为-2～1伏特)，并且驱动信号SE2在显示期间DPX可为触控共同电压VTcom。

在脉波Px1的致能期间中，触控感测电路121会通过驱动信号SE1、驱动信号SE2及驱动信号SE3同时传送驱动脉波(如PD)至第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3。此时，由于第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3的电位都一样，因此第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3间的等效电容不会作用，即第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3间的等效电容不会被读取到。接着，当有触控物体(如手指或触控笔)触控时，第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容会被读取到；当没有触控物体触控时，则没有等效电容会被读取到。藉此，电容感测值VCS会对应触控物体的触控与否而变化，即电容感测值VCS是反应第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容。

在脉波Px2的致能期间(即压力感测期间的第一感测期间FT1)中，触控感测电路121会通过驱动信号SE1、驱动信号SE2及驱动信号SE3同时传送驱动脉波PD至第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3，以致于第一感测值VS1会反应第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容。

在脉波Px3的致能期间(即压力感测期间的第二感测期间FT2)中，触控感测电路121会通过驱动信号SE2传送驱动脉波PD至第二电极层LE2，并且通过驱动信号SE1及驱动信号SE3同时传送触控共同电压VTcom至第一电极层LE1及第三电极层LE3，以致于第二感测值VS2会反应第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容、以及第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3间的等效电容。其中，触控物体的按压程度是与第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3间的等效电容相关，但与第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容无关，即第二电极层LE2与触控物体之间的等效电容无关(在此被视为噪声)，以致于第二感测值VS2会包含不需要的噪声。

在本实用新型的一实施例中，触控感测电路121可比较第一感测值VS1与一输出临界值，来判断压力感测值VPS是要需要输出，即决定是否提供压力感测值VPS。当感测值VPS是需要输出时，触控感测电路121可依据第一感测值VS1及第二感测值VS1提供压力感测值VPS。其中，压力感测值VPS可以为第二感测值VS2减去第一感测值VS1。在本实用新型的另一实施例中，触控感测电路121可接收输出控制信号SCO，以依据输出控制信号SCO决定是否提供压力感测值VPS。

在本实用新型的实施例中，脉波Px1～Px3可位于不同的垂直空白期间，并且脉波Px2及脉波Px3会位于脉波Px1且位于垂直同步信号TS_VD的第三个脉波之后，即脉波Px2及脉波Px3是放置于第三个之后的触控读取时间。并且，脉波Px2及脉波Px3分别位于相邻的两个触控读取时间或相近的水平空白时间，以确保压力感测值VPS不会被误校正(Calibration)。其中，脉波Px1～Px3在一个画面期间中的脉波数量可设定为3。

并且，在本实施例中，触控结构123例如包括第一电极层LE1、第二电极层LE2与第三电极层LE3，但在其他实施例中，触控结构123可以包括第二电极层LE2与第一电极层LE1或第三电极层LE3，并且本实用新型的实施例不以此为限。

依据上述，触控显示设备100会利用至少二个垂直空白期间(即至少二个画面期间)来感测触控物体的按压程度，并且利用至少一个画面期间来感测触控物体与触控结构123的等效电容值，即触控显示设备100会利用至少三个画面期间来形成一个电容分布图及一个压力分布图。

图4为依据本实用新型一实施例的触控显示设备的压力感测方法的流程图。请参照图4，在本实施例中，触控显示设备至少包括第一电极层及第二电极层，第二电极层与第一电极层重叠，并且触控感测电路的压力感测方法包括下列步骤。在一压力感测期间的一第一感测期间，通过一触控感测电路输入一驱动脉波至一第一电极及一第二电极层，并且自第二电极层读取一第一感测值(步骤S410)。在压力感测期间的一第二感测期间，通过触控感测电路输入驱动脉波至第二电极层，以及输入一触控共同电压至第一电极层，并且自第二电极层读取第二感测值(步骤S420)。通过触控感测电路且依据第一感测值及第二感测值提供一压力感测值(步骤S430)。其中，上述步骤S410、步骤S420及步骤S430的顺序为用以说明，本实用新型的实施例不以此为限。并且，上述步骤S410、步骤S420及步骤S430的细节可参照图1、图2、图3A及图3B的实施例所述，在此则不再赘述。

综上所述，本实用新型的触控显示设备，其触控感测电路依序读取且储存触控结构的第一感测值及第二感测值以提供压力感测值。藉此，可准确感测触控物体的按压程度。

虽然本实用新型已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，均在本实用新型的保护范围内。