TWI704479B - Touch display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本揭示文件有關一種觸控顯示面板,尤指一種結合指紋辨識、壓力感測與觸控電極的觸控顯示面板。 This disclosure relates to a touch display panel, especially a touch display panel that combines fingerprint recognition, pressure sensing and touch electrodes.
隨著觸控顯示技術的快速發展,觸控顯示面板已經普遍運用在智慧型裝置中(智慧型手機、平板、筆記型電腦)。現在的智慧型裝置通常都具有指紋辨識的區域,提供使用者利用指紋當作密碼,以解鎖智慧型裝置。再者,隨著壓力觸控(Force Touch)的技術成熟,目前的顯示面板也會具有壓力觸控的功能。因此如果可以將觸控顯示面板再結合指紋偵測與壓力感測的功能,可以在不影響顯示區域的情況下提供指紋辨識與壓力感測的功能給使用者。 With the rapid development of touch display technology, touch display panels have been commonly used in smart devices (smart phones, tablets, notebook computers). Today's smart devices usually have a fingerprint recognition area, allowing users to use their fingerprints as a password to unlock the smart devices. Furthermore, as the force touch technology matures, current display panels will also have a pressure touch function. Therefore, if the touch display panel can be combined with the functions of fingerprint detection and pressure sensing, the functions of fingerprint recognition and pressure sensing can be provided to users without affecting the display area.
一種觸控顯示面板,具有顯示區以及鄰接於該顯示區的周邊區,包含第一感測矩陣以及第二感測矩陣。第一感測矩陣設置於第一基板之一側以及顯示區,包含複數個網格單元以及第一開關單元,複數個網格單元以矩陣形式排列,其中每一網格單元包含至少一第一電極。第一 開關單元,包含複數個第一開關,設置於相鄰之網格單元之間,其中第一開關的控制端用以接收第一控制訊號,每一第一開關的一端用以輸出感測訊號,每一第一開關的另一端電性連接至網格單元的其中之一。第二感測矩陣設置於第一基板之一側以及顯示區,第二感測矩陣具有至少一第二電極,並用以接收共同訊號。第二感測矩陣包含複數個開口單元,每一開口單元在第一基板的垂直投影方向上與每一畫素的開口區重疊。 A touch display panel has a display area and a peripheral area adjacent to the display area, and includes a first sensing matrix and a second sensing matrix. The first sensing matrix is disposed on one side of the first substrate and the display area, and includes a plurality of grid units and first switch units. The plurality of grid units are arranged in a matrix form, wherein each grid unit includes at least one first switch unit. electrode. The first switch unit includes a plurality of first switches arranged between adjacent grid units, wherein the control terminal of the first switch is used to receive the first control signal, and one end of each first switch is used to output sensing Signal, the other end of each first switch is electrically connected to one of the grid cells. The second sensing matrix is arranged on one side of the first substrate and the display area. The second sensing matrix has at least one second electrode and is used for receiving a common signal. The second sensing matrix includes a plurality of opening units, and each opening unit overlaps the opening area of each pixel in the vertical projection direction of the first substrate.
一種觸控顯示面板,具有顯示區以及鄰接於顯示區的周邊區,包含第一感測矩陣以及第二感測矩陣。第一感測矩陣設置於第一基板之一側以及顯示區,包含複數條第一資料線、複數條第一閘極線以及複數個第一單元。複數個第一單元具有複數個第一開關以及複數個第一電極,第一開關具有第一控制端、第一端以及第二端,每一第一開關的第一控制端電性連接至第一資料線的其中之一,每一第一開關的第一端電性連接至第一閘極線的其中之一,每一第一開關的第二端電性連接至第一電極的其中之一。第二感測矩陣設置於第一基板之一側以及顯示區,第二感測矩陣具有至少一第二電極,並用以接收共同訊號。第二感測矩陣包含複數個開口單元,每一開口單元在第一基板的垂直投影方向上與每一畫素的開口區重疊。 A touch display panel has a display area and a peripheral area adjacent to the display area, and includes a first sensing matrix and a second sensing matrix. The first sensing matrix is disposed on one side of the first substrate and the display area, and includes a plurality of first data lines, a plurality of first gate lines, and a plurality of first cells. The plurality of first units have a plurality of first switches and a plurality of first electrodes. The first switches have a first control terminal, a first terminal, and a second terminal. The first control terminal of each first switch is electrically connected to the One of the data lines, the first terminal of each first switch is electrically connected to one of the first gate lines, and the second terminal of each first switch is electrically connected to one of the first electrodes One. The second sensing matrix is arranged on one side of the first substrate and the display area. The second sensing matrix has at least one second electrode and is used for receiving a common signal. The second sensing matrix includes a plurality of opening units, and each opening unit overlaps the opening area of each pixel in the vertical projection direction of the first substrate.
一種觸控顯示面板,具有顯示區以及鄰接於顯示區的周邊區,包含第一電極層以及第二電極層。第一電極層設置於第一基板之一側以及顯示區,包含網格單元以 及第一開關單元。網格單元包含第一電極,第一開關單元之一端電性連接至感測資料訊號線,第一開關單元之另一端電性連接至網格單元。第二電極層設置於第一基板之一側以及顯示區,並用以接收共同訊號,包含第二電極以及開口單元。開口單元在第一基板的垂直投影方向上與畫素的開口區重疊。 A touch display panel has a display area and a peripheral area adjacent to the display area, and includes a first electrode layer and a second electrode layer. The first electrode layer is disposed on one side of the first substrate and the display area, and includes a grid unit and a first switch unit. The grid unit includes a first electrode, one end of the first switch unit is electrically connected to the sensing data signal line, and the other end of the first switch unit is electrically connected to the grid unit. The second electrode layer is disposed on one side of the first substrate and the display area, and is used to receive a common signal, and includes a second electrode and an opening unit. The opening unit overlaps with the opening area of the pixel in the vertical projection direction of the first substrate.
本揭露之觸控顯示面板其主要係利用第二感測矩陣來遮蔽第一電極的訊號以防止第一電極的訊號對畫素電路造成干擾,並且在第三電極感測的時段內,讓第二感測矩陣保持在浮接(Floating)狀態,以降低第一電極對第三電極的影響。再者,當觸控壓力改變時,會使得第二感測矩陣和第三電極之間的液晶層間隙(Cell gap)改變,導致電容值發生變化,進而達到壓力感測(Force touch)的效果。 The touch display panel of the present disclosure mainly uses the second sensing matrix to shield the signal of the first electrode to prevent the signal of the first electrode from interfering with the pixel circuit, and during the sensing period of the third electrode, the first electrode The second sensing matrix is kept in a floating state to reduce the influence of the first electrode on the third electrode. Furthermore, when the touch pressure is changed, the cell gap between the second sensing matrix and the third electrode will change, resulting in a change in the capacitance value, thereby achieving the effect of force touch. .
100:觸控顯示面板 100: Touch display panel
110、120:基板 110, 120: substrate
130:像素陣列層 130: pixel array layer
140:觸控感測矩陣 140: touch sensing matrix
150:顯示介質 150: display medium
160:彩色濾光層 160: color filter layer
170:第一感測矩陣 170: The first sensing matrix
180:第二感測矩陣 180: second sensing matrix
210:控制電路 210: control circuit
141:觸控電極 141: Touch electrode
142:觸控共同電極 142: touch common electrode
171:網格單元 171: Grid Unit
1711:感測單元 1711: sensing unit
1712、1721、T1、1722、T2、172A、172P、1831、1832、183A、183P:開關 1712, 1721, T1, 1722, T2, 172A, 172P, 1831, 1832, 183A, 183P: switch
1713:感測電極 1713: sensing electrode
172、183:開關單元 172, 183: switch unit
181:共同電極 181: Common electrode
182:開口單元 182: Opening unit
A1、A2、A3:區域 A1, A2, A3: area
AA:顯示區 AA: Display area
PA:周邊區 PA: Surrounding area
SDL:感測資料線 SDL: Sensing data line
SGL:感測閘極線 SGL: sense gate line
CTL1、CTL2:控制訊號 CTL1, CTL2: control signal
SenS、SenS(1)~SenS(m):感測訊號 SenS, SenS(1)~SenS(m): Sensing signal
EN、EN(1)~EN(n):致能訊號 EN, EN(1)~EN(n): enable signal
COM:共同訊號 COM: common signal
DS、DS1、DS2:驅動訊號 DS, DS1, DS2: drive signal
AA’、BB’、CC’:剖線 AA’, BB’, CC’: cut line
W1、W2:導線 W1, W2: Wire
L1:絕緣層 L1: insulating layer
H1、H2:通孔 H1, H2: Through hole
G(n):閘極驅動訊號 G(n): Gate drive signal
DS1、DS2:驅動訊號 DS1, DS2: drive signal
V1、V2、VH、VC、VGH、VGL:位準 V1, V2, VH, VC, VGH, VGL: level
TP1:顯示階段 TP1: Display stage
TP2:觸控偵測階段 TP2: Touch detection stage
TP3:指紋偵測階段 TP3: Fingerprint detection stage
為讓揭示文件之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖為根據本揭示文件一實施例的觸控顯示面板的結構示意圖;第2A圖為根據本揭示文件一實施例的第一感測矩陣的示意圖;第2B圖為第2A圖中區域A1的部分放大的示意圖;第2C圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣的示意圖;的示意圖; 第2E圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣的示意圖; 第3A圖為根據本揭示文件一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第3B圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第3C圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第4A圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第4B圖為第4A圖中區域A2的部分放大的示意圖;第4C圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第4D圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第4E圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣的示意圖;第5A圖為根據本揭示文件一實施例的觸控感測矩陣的示意圖;第5B圖為根據本揭示文件一實施例的觸控感測矩陣的示意圖;第6A圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第3C圖及第5B圖中剖線AA’簡化後的剖面示意圖; 第6B圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第3C圖及第5A圖中剖線AA’簡化後的剖面示意圖;第6C圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5B圖中剖線BB’簡化後的剖面示意圖;第6D圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5B圖中剖線CC’簡化後的剖面示意圖;第6E圖為第4C圖中區域D中導線的剖面的示意圖;第6F圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5A圖中剖線BB’簡化後的剖面示意圖;第6G圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5A圖中剖線CC’簡化後的剖面示意圖;第7A圖為根據本揭示文件一實施例的觸控顯示面板的時序圖;第7B圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示面板的時序圖;第7C圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示面板的時序圖;第7D圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示面板的時序圖;以及第8圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣的示意圖。 In order to make the above and other objectives, features, advantages and embodiments of the disclosure document more comprehensible, the description of the accompanying drawings is as follows: Figure 1 is a schematic structural diagram of a touch display panel according to an embodiment of the disclosure; Fig. 2A is a schematic diagram of a first sensing matrix according to an embodiment of the present disclosure; Fig. 2B is a schematic diagram of a partial enlargement of area A1 in Fig. 2A; Fig. 2C is a schematic diagram of another embodiment according to the present disclosure A schematic diagram of a sensing matrix; FIG. 2E is a schematic diagram of the first sensing matrix according to another embodiment of the present disclosure; FIG. 3A is a schematic diagram of a second sensing matrix according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 3B is a schematic diagram of a second sensing matrix according to another embodiment of the present disclosure; FIG. 3C is a schematic diagram of another according to the present disclosure A schematic diagram of a second sensing matrix according to an embodiment; FIG. 4A is a schematic diagram of a second sensing matrix according to another embodiment of the present disclosure; FIG. 4B is a schematic diagram of a partial enlargement of area A2 in FIG. 4A; 4C is a schematic diagram of a second sensing matrix according to another embodiment of this disclosure; FIG. 4D is a schematic diagram of a second sensing matrix according to another embodiment of this disclosure; FIG. 4E is a schematic diagram of another according to this disclosure A schematic diagram of a second sensing matrix according to an embodiment; FIG. 5A is a schematic diagram of a touch sensing matrix according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 5B is a schematic diagram of a touch sensing matrix according to an embodiment of the present disclosure Schematic diagram; FIG. 6A is a simplified cross-sectional schematic diagram along the section line AA' in FIG. 2A, FIG. 3C and FIG. 5B according to an embodiment of the disclosure; FIG. 6B is a simplified cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 2A, FIG. 3C, and FIG. 5A according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 6C is a diagram along the line according to an embodiment of the present disclosure 2A, 4A, and 5B, a simplified cross-sectional schematic view of the section line BB' in FIG. 5B; FIG. 6D is a cross-sectional view along the line in FIG. 2A, FIG. 4A, and FIG. 5B according to an embodiment of the present disclosure CC' is a simplified cross-sectional schematic diagram; FIG. 6E is a schematic diagram of a cross-section of the wire in area D in FIG. 4C; FIG. 6F is along FIG. 2A, FIG. 4A, and FIG. 5A according to an embodiment of the present disclosure A simplified cross-sectional schematic diagram of the middle section line BB'; FIG. 6G is a simplified cross-sectional diagram along the section line CC' in FIG. 2A, FIG. 4A, and FIG. 5A according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 7A Fig. 7B is a timing diagram of a touch display panel according to another embodiment of the present disclosure; Fig. 7C is a timing diagram of a touch display panel according to another embodiment of the present disclosure; Fig. 7C is another embodiment of the touch display panel according to the present disclosure FIG. 7D is a timing diagram of a touch display panel according to another embodiment of this disclosure; and FIG. 8 is a timing diagram of a first sensing matrix according to another embodiment of this disclosure Schematic.
以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。 在圖式中,相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。 The embodiments of the present invention will be described below in conjunction with related drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or similar elements or method flows.
請參閱第1圖,第1圖為根據本揭示文件一實施例的觸控顯示面板100的結構示意圖。如第1圖所繪示,觸控顯示面板100包含基板110以及120、像素陣列層130、觸控感測矩陣140、顯示介質150、彩色濾光層160、第一感測矩陣170以及第二感測矩陣180。其中,基板110及120可以是偏光片及玻璃基板的組合,顯示介質150可以實施為液晶,觸控感測矩陣140可以實施為觸控感測器組成的電極層,第一感測矩陣170可以實施為指紋感測器(Finger print sensor,FPS)組成的電極層,第二感測矩陣180可以實施為指紋感測器的共同電極層。
Please refer to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic structural diagram of a
於一實施例中,如第1圖所示,觸控感測矩陣140係設置於基板110的上表面,第一感測矩陣170以及第二感測矩陣180係設置於基版120的下表面,第二感測矩陣180係位於第一感測矩陣170與觸控感測矩陣140之間,基板110與基板120係相對設置。接著,像素陣列層130設置於基板110的上表面,並且設置於基板110與觸控感測矩陣140之間,觸控感測矩陣140為像素陣列層130的其中一層。彩色濾光層160設置於基板120的下表面,並且位於顯示介質150與第二感測矩陣180之間,顯示介質150設置於基板110與基板120之間。
In one embodiment, as shown in Figure 1, the
請參閱第2A圖,第2A圖為根據本揭示文件一實施例的第一感測矩陣170的示意圖。如第2A圖所繪示,第一感測矩陣170包含複數個網格單元171以及開關單元
172(於第2A圖未示),網格單元171中包含複數個感測單元1711(於第2A圖未示),並且網格單元171以矩陣形式排列。其中,第一感測矩陣170用以接收來自控制電路210控制訊號CTL1,以及致能訊號EN(n),並用以傳送感測訊號SenS(m)至控制電路210。
Please refer to FIG. 2A. FIG. 2A is a schematic diagram of the
請參閱第2B圖,第2B圖為第2A圖中區域A1的部分放大的示意圖。於第2B圖所示的實施例中,網格單元171中包含4個感測單元1711,本揭露並不以此為限。於另一實施例中,網格單元171可包含60×66個感測單元1711。其中,感測單元1711的大小與畫素單元大致上相同。如第2B圖所示,感測單元1711包含開關1712以及感測電極1713。開關1712的第一端電性連接至感測資料線SDL,開關1712的第二端電性連接至感測電極1713,開關1712的控制端電性連接至感測閘極線SGL。
Please refer to Figure 2B. Figure 2B is an enlarged schematic diagram of a portion of area A1 in Figure 2A. In the embodiment shown in FIG. 2B, the
承上述,於第2B圖所示的實施例中,以4條感測閘極線SGL以及4條感測資料線SDL為例。舉例而言,第1條感測閘極線SGL用以傳送致能訊號EN(1)以導通開關1712,第1條感測資料線SDL用以傳送感測訊號SenS(1)至控制電路210,其他的感測閘極線SGL以及感測資料線SDL具有類似操作,在此不再贅述。由上述舉例可知,第一感測矩陣170具有第1~n條感測閘極線SGL用以分別傳送致能訊號EN(1)~EN(n),以及第1~m條感測資料線SDL用以分別傳送感測訊號SenS(1)~SenS(m)。
In accordance with the foregoing, in the embodiment shown in FIG. 2B, four sensing gate lines SGL and four sensing data lines SDL are taken as an example. For example, the first sensing gate line SGL is used to transmit the enable signal EN(1) to turn on the
承上述,為了簡潔起見,於之後的敘述中若使 用某一元件編號或裝置編號時沒有指明該元件編號或裝置編號的索引,則代表該元件編號或裝置編號是指稱所屬元件群組或裝置群組中不特定的任一元件或裝置。例如,元件編號EN指稱的對象則是致能訊號EN(1)~EN(n)中的任一致能訊號,元件編號SenS指稱的對象則是感測訊號SenS(1)~SenS(m)中的任一感測訊號。 In view of the above, for the sake of brevity, if we use When a component number or device number is used without specifying the index of the component number or device number, it means that the component number or device number refers to any unspecified component or device in the component group or device group. For example, the component number EN refers to any of the enable signals EN(1)~EN(n), and the component number SenS refers to the sensing signals SenS(1)~SenS(m) Any sensing signal of.
承上述,開關單元172包含複數個第一開關1721以及複數個第二開關1722。如第2B圖所示,網格單元171中包含有12個第一開關1721以及12個第二開關1722。以複數個第一開關1721的其中之一為例,開關T1的第一端以及第二端分別電性連接於兩相鄰的網格單元171之間,開關T1的第一端以及第二端電性連接至感測閘極線SGL,開關T1的控制端用以接收來自控制電路210的控制訊號CTL1。
In view of the above, the
承上述,以複數個第二開關1722的其中之一為例,開關T2的第一端以及第二端分別電性連接於兩相鄰的網格單元171之間,開關T2的第一端以及第二端電性連接至感測資料線SDL,開關T2的控制端用以接收來自控制電路210的控制訊號CTL1。其中,當第一開關1721及第二開關1722導通時,第一開關1721會接收由控制電路210提供的致能訊號EN,並根據致能訊號EN將感測單元1711的開關1712導通,感測電極1713感測到的感測訊號SenS會經由第二開關1722以及感測資料線SDL傳輸至控制電路210。
In view of the above, taking one of the plurality of
請參閱第2C圖及第2D圖,第2C圖為根據本揭
示文件另一實施例的第一感測矩陣170的示意圖,第2D圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣170的示意圖。於另一實施例中,如果開關單元172中的開關數量,會影響到走線的數量以及會產生走線上的電阻電容負載(RC loading)過大的問題,因此可以藉由調整網格單元171中感測單元1711的數量,來減少開關單元172的開關數量。如第2C圖所示,舉例而言,網格單元171中包含4個感測單元1711,總共有12個感測單元1711,但僅在行方向上有開關單元172,意即只有在行方向上有第一開關1721。當第一開關1721由控制訊號CTL1導通後,第一開關1721將致能訊號EN經由感測閘極線SGL傳送至感測單元1711以導通開關1712,接著感測電極1713感測到的感測訊號SenS會經由感測資料線SDL傳輸至控制電路210。
Please refer to Figure 2C and Figure 2D, Figure 2C is based on this disclosure
A schematic diagram of the
承上述,如第2D圖所示,舉例而言,網格單元171中包含3個感測單元1711,總共有12個感測單元1711,但僅在列方向上有開關單元172,意即只有在列方向上有第二開關1722。當第二開關1722由控制訊號CTL1導通後,控制電路210直接藉由感測閘極線SGL傳送致能訊號EN至感測單元1711以導通開關1712,接著感測電極1713感測到的感測訊號SenS,會經由第二開關1722以及感測資料線SDL傳輸至控制電路210。因此,利用第2C圖及第2D圖所示的實施例可以減少開關單元172中的開關數量,並且仍然可以執行前述的操作,達到降低走線上的電阻電容負載的功效。
In view of the above, as shown in Figure 2D, for example, the
於另一實施例中,請參閱第2E圖,第2E圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣170的示意圖。如第2E圖所示,開關單元172有一部份的開關172A位於顯示區AA內,另一部分的開關172P位於周邊區PA。於此實施例中,開關172P位於周邊區PA可以增加顯示區AA內的空間,提高感測單元1711的解析度。於另一實施例中,開關單元172的開關也可以都位於顯示區AA內,本揭示不限於此。
In another embodiment, please refer to FIG. 2E. FIG. 2E is a schematic diagram of the
請參閱第3A圖,第3A圖為根據本揭示文件一實施例的第二感測矩陣180的示意圖。如第3A圖所繪示,第二感測矩陣180具有共同電極181以及複數個開口單元182,並用以接收共同訊號COM,其中,第二感測矩陣180可以實施為氧化銦錫透明導電膜(ITO)。為了提升顯示面板的透光度,第二感測矩陣180的開口單元182在基板120的垂直投影方向上與畫素電路的開口區重疊。
Please refer to FIG. 3A. FIG. 3A is a schematic diagram of the
請參閱第3B圖及第3C圖,第3B圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖,以及第3C圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖。於另一實施例中,為了降低第二感測矩陣180的訊號與感測資料線SDL或感測閘極線SGL上的訊號互相干擾,可以將第二感測矩陣180行方向或列方向切開。如第3B圖所示,第二感測矩陣180在行方向上切開,彼此經由在顯示區AA外的走線連接,用以接收共同訊號COM。同理,如第3C圖所示,第二感測矩陣180在列方向上切開,彼此經由在顯
示區AA外的走線連接,用以接收共同訊號COM。
Please refer to FIGS. 3B and 3C. FIG. 3B is a schematic diagram of a
於另一實施例中,第4A圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖。如第4A圖所繪示,第二感測矩陣180具有複數個共同電極181、複數個開口單元182以及開關單元183(於第4A圖未示)。其中,第二感測矩陣180用以接收來自控制電路210控制訊號CTL2以及共同訊號COM。
In another embodiment, FIG. 4A is a schematic diagram of the
請參閱第4B圖,第4B圖為第4A圖中區域A2的部分放大的示意圖。於第4B圖所示的實施例中,區域A2中包含4個共同電極181,共同電極181中包含多個開口單元182,本揭露並不以此為限。其中,開口單元182係與感測電極1713以及畫素單元大致上對應。如第4B圖所示,開關單元183包含12個開關,12個開關中具有兩種類型的開關,一部分的開關是電性連接與兩相鄰的共同電極181之間,以開關1831為例,開關1831的第一端電性連接於共同電極181,開關1831的第二端電性連接於另一共同電極181,開關1831的控制端用以接收來自控制電路210的控制訊號CTL2。
Please refer to FIG. 4B. FIG. 4B is an enlarged schematic diagram of the area A2 in FIG. 4A. In the embodiment shown in FIG. 4B, the area A2 includes four
承上述,另一部分的開關以開關1832為例,開關1832的第一端電性連接於共同電極181,開關1832的第二端用以接收來自控制電路提供的共同訊號COM,開關1832的控制端用以接收來自控制電路210的控制訊號CTL2。當開關單元183根據控制訊號CTL2導通時,第二感測矩陣180可以視為一整層的電極。在此時間內,如果觸控
壓力改變,會使得第二感測矩陣180和觸控感測矩陣140之間的液晶層間隙(Cell gap)改變,導致電容值發生變化,進而達到壓力感測(Force touch)的效果。
In view of the above, another part of the switch takes the
請參閱第4C圖及第4D圖,第4C圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖,第4D圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖。於另一實施例中,如果開關單元183中的開關數量,會影響到走線的數量以及會產生走線上的電阻電容負載(RC loading)過大的問題,因此可以藉由減少開關單元183的開關數量來減少走線。如第4C圖所示,舉例而言,將共同電極181分成2欄以及多個列,意即只有在行方向上有開關單元183。當開關單元183由控制訊號CTL2導通後,開關單元183將共同訊號COM經由走線傳送至共同電極181。同理,如第4D圖所示,將共同電極181分成多個欄以及2列,意即只有在列方向上有開關單元183。當開關單元183由控制訊號CTL2導通後,開關單元183將共同訊號COM經由走線傳送至共同電極181。
Please refer to FIG. 4C and FIG. 4D. FIG. 4C is a schematic diagram of a
於另一實施例中,請參閱第4E圖,第4E圖為根據本揭示文件另一實施例的第二感測矩陣180的示意圖。如第4E圖所示,開關單元183有一部份的開關183A位於顯示區AA內,另一部分的開關183P位於周邊區PA。於此實施例中,開關183P位於周邊區PA可以增加顯示區AA內的空間,可以提高開口單元182的數量,同時搭配前述的第2E圖的實施例,即可提高感測單元1711的解析度。於另一實
施例中,開關單元183的開關也可以都位於顯示區AA內,本揭示不限於此。
In another embodiment, please refer to FIG. 4E. FIG. 4E is a schematic diagram of the
請一併參閱第5A圖。第5A圖為根據本揭示文件一實施例的觸控感測矩陣140的示意圖。如第5A圖所繪示,觸控感測矩陣140包含複數個觸控電極141以及觸控共同電極142,其中,觸控共同電極142與觸控電極141電性絕緣,並形成於觸控感測矩陣140周邊。觸控電極141及觸控共同電極142都分別電性連接至控制電路210,觸控電極141以矩陣形式排列,其中基板110之一側係相對於基板120之一側,觸控共同電極142可以實施為網狀的金屬電極或氧化銦錫透明導電膜(ITO)。控制電路210用以分別傳送第一驅動訊號DS1至觸控電極141,傳送第二驅動訊號DS2至觸控共同電極142。於一實施例中,第一驅動訊號DS1可為共同電壓訊號或觸控訊號,第二驅動訊號DS2可為共同電壓訊號或觸控的同步驅動訊號。
Please also refer to Figure 5A. FIG. 5A is a schematic diagram of a
於另一實施例中,請一併參閱第5B圖。第5B圖為根據本揭示文件一實施例的觸控感測矩陣140的示意圖。如第5B圖所繪示,觸控感測矩陣140包含複數個觸控電極141,觸控電極141分別電性連接至控制電路210,觸控電極141以矩陣形式排列。控制電路210用以分別傳送驅動訊號DS至觸控電極141,驅動訊號DS可為Vcom訊號或觸控訊號。
In another embodiment, please also refer to FIG. 5B. FIG. 5B is a schematic diagram of the
接著,請一併參閱第6A圖。第6A圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第3C圖及第5B圖中剖線
AA’簡化後的剖面示意圖。如第6A圖所示,網格單元171包含2個感測單元1711,網格單元171位於基板120與第二感測矩陣180之間。其中,感測電極1713大致上與開口單元182對應,開關1712與共同電極181大致上對應。彩色濾光層160設置於第二感測矩陣180與顯示介質150之間。1個觸控電極141在剖線AA’方向上大致上與2個網格單元171對應,因此觸控電極141於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積會大於網格單元171於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積。觸控電極141於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積與網格單元171以及開關單元172於該基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積大致上相同,並且開關單元172的導線W1大致上與共同電極181對應。
Next, please also refer to Figure 6A. Fig. 6A is a cross-sectional line along Fig. 2A, Fig. 3C and Fig. 5B according to an embodiment of the present disclosure
AA' simplified cross-sectional schematic diagram. As shown in FIG. 6A, the
接著,請一併參閱第6B圖。第6B圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第3C圖及第5A圖中剖線AA’簡化後的剖面示意圖。第6B圖所示的觸控顯示面板100的剖面圖大致上與第6A圖相同,差異在於觸控共同電極142之處,如第6B圖所示,1個觸控電極141在剖線AA’方向上大致上與2個網格單元171對應,因此觸控電極141於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積與網格單元171於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積大致上相同。觸控共同電極142於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積與開關單元172於該基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積大致上相同。
Then, please also refer to Figure 6B. FIG. 6B is a simplified schematic cross-sectional view taken along the section line AA' in FIG. 2A, FIG. 3C, and FIG. 5A according to an embodiment of the present disclosure. The cross-sectional view of the
承上述,值得注意的是,於第6A圖中,剖線AA’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第3C圖的3個開口單元182以及第5B圖的1個觸控電極141。於第6B圖中,剖線AA’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第3C圖的3個開口單元182以及第5A圖的1個觸控電極141。此對應關係僅是示例性的表示網格單元171、開口單元182以及觸控電極141之間的對應關係,本案不限於此。
In view of the above, it is worth noting that in Figure 6A, the section line AA' corresponds to the two
接著,請一併參閱第6C圖及第6D圖。第6C圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5B圖中剖線BB’簡化後的剖面示意圖,以及第6D圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5B圖中剖線CC’簡化後的剖面示意圖。第6C圖所示的觸控顯示面板100的剖面圖與第6A圖所示的觸控顯示面板100的剖面圖的差異在於,第二感測矩陣180的實施方式不同。如第6C圖所示,剖線BB’係沿著第2B圖中的感測閘極線SGL,開關單元172位於基板120與第二感測矩陣180之間,開關單元172的兩端電性連接至感測閘極線SGL。其中,導線W2係用以傳輸第4C圖中開關單元183的控制訊號CTL2。
Then, please refer to Figure 6C and Figure 6D together. Fig. 6C is a simplified cross-sectional view taken along line BB' in Fig. 2A, Fig. 4A, and Fig. 5B according to an embodiment of the present disclosure, and Fig. 6D is a schematic diagram of an embodiment according to the present disclosure. Figure 2A, Figure 4A, and Figure 5B are simplified cross-sectional schematic diagrams of the section line CC'. The difference between the cross-sectional view of the
接著,請再參考第6D圖所示的剖線CC’,開關單元183係設置於基板120與第二感測矩陣180之間,開關單元183的兩端電性連接至共同電極181。其中,導線W1係用以傳輸第2B圖中開關單元172的控制訊號CTL1,感測資料線SDL與共同電極181大致上對應。承上述,第二感測矩陣180的開關單元183與第一感測矩陣170的開關單元
172位於同一層,開關單元172的兩端電性連接至感測閘極線SGL,開關單元183的兩端電性連接至共同電極181。
Next, referring to the section line CC' shown in FIG. 6D again, the
承上述,值得注意的是,於第6C圖中,剖線BB’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第4A圖的4個開口單元182以及第5B圖的1個觸控電極141。於第6D圖中,剖線CC’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第4A圖的4個開口單元182以及第5B圖的1個觸控電極141。此對應關係僅是示例性的表示網格單元171、開口單元182以及觸控電極141之間的對應關係,本案不限於此。
In view of the above, it is worth noting that, in Figure 6C, the section line BB' corresponds to the two
請參閱第6E圖,第6E圖為第4C圖中區域D中導線的剖面的示意圖。於第6E圖所示的實施例中,區域D表示開關單元183中傳輸控制訊號CTL2的導線W2的連接方式,導線W2係位於絕緣層L1的下表面,為了連接開關單元183的閘極端,因此在絕緣層L1上會有通孔H1及H2,導線W2會經由通孔H1,穿過絕緣層L1到達絕緣層L1的上表面,導線W1也位於絕緣層L1的上表面。接著,導線W2跨過開關單元183的電晶體後,再經由通孔H2回到絕緣層L1的下表面。其中,導線W2與共同電極181大致上對應。值得注意的是,於第6E圖中並未示出電晶體,僅繪示導線W1連接電晶體的閘極端的方式。
Please refer to FIG. 6E. FIG. 6E is a schematic diagram of the cross-section of the wire in area D in FIG. 4C. In the embodiment shown in Fig. 6E, area D represents the connection mode of the wire W2 transmitting the control signal CTL2 in the
接著,請一併參閱第6F圖及第6G圖。第6F圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5A圖中剖線BB簡化後的剖面示意圖,以及第6G圖為根據本揭示文件一實施例的沿著第2A圖、第4A圖及第5A圖中剖線
CC’簡化後的剖面示意圖。第6F圖及第6G圖所示的觸控顯示面板100的剖面圖大致上與第6C圖相同,差異在於觸控共同電極142之處,如第6F圖及第6G圖所示,觸控共同電極142於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積與開關單元172於該基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積大致上相同,以及觸控共同電極142於基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積與開關單元183於該基板110之一側的垂直投影方向上的投影的面積大致上相同。
Then, please refer to Figure 6F and Figure 6G together. FIG. 6F is a simplified cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2A, FIG. 4A, and FIG. 5A according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 6G is a diagram along the line according to an embodiment of the present disclosure Sectional lines in figures 2A, 4A and 5A
The simplified cross-sectional schematic diagram of CC'. The cross-sectional view of the
承上述,值得注意的是,於第6F圖中,剖線BB’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第4A圖的4個開口單元182以及第5A圖的1個觸控電極141。於第6G圖中,剖線CC’係對應於第2A圖的2個網格單元171、第4A圖的4個開口單元182以及第5A圖的1個觸控電極141。此對應關係僅是示例性的表示網格單元171、開口單元182以及觸控電極141之間的對應關係,本案不限於此。
In view of the above, it is worth noting that in Fig. 6F, the section line BB' corresponds to the 2
接著,請參考第7A圖,第7A圖為根據本揭示文件一實施例的觸控顯示面板100的時序圖。於一實施例中,如第7A圖所示,在顯示階段TP1時,閘極驅動訊號G(n)為致能位準VGH,在此時段內第一驅動訊號DS1、第二驅動訊號DS2以及共同訊號COM為第一位準V1,第一位準可以是控制電路210提供的共同電壓位準。控制訊號CTL1為致能位準VGH導通開關單元172,但由於是在顯示階段TP1如果致能訊號EN於禁能位準VGL,感測訊號SenS會於低位準V2。
Next, please refer to FIG. 7A, which is a timing diagram of the
承上述,在觸控偵測階段TP2時,觸控顯示面板100的閘極驅動訊號G(n)為禁能位準VGL,第一驅動訊號DS1以及第二驅動訊號DS2為高位準VH,高位準VH介於致能位準VGH以及第一位準V1之間。控制訊號CTL1為禁能位準VGL關斷開關單元172,此時第一感測矩陣170處於浮接(Floating)狀態,感測訊號SenS及致能訊號EN被耦合至一耦合位準VC,同時控制電路210會傳送與第一驅動訊號DS1以及第二驅動訊號DS2同步的同步訊號至第二感測矩陣180,因此共同訊號COM也為高位準VH。
In view of the above, in the touch detection stage TP2, the gate drive signal G(n) of the
承上述,由於第一感測矩陣170整層皆處於浮接狀態,並且第二感測矩陣180整層也是接收與觸控感測矩陣140同步的同步訊號,因此在觸控偵測階段TP2時第一感測矩陣170、第二感測矩陣180與觸控感測矩陣140之間不會產生電容,因此也不會有電阻電容負載過大的間題;亦可將觸控感測矩陣140的觸控訊號,透過浮接的第一感測矩陣170耦合到外界,維持原本觸控的效果,避免訊號遮蔽。
In view of the above, since the entire layer of the
在指紋偵測階段TP3時,第一驅動訊號DS1以及第二驅動訊號DS2為第一位準V1,控制訊號CTL1為致能位準VGH導通開關單元172,此時致能訊號EN於致能位準VGH,感測電極1713用以輸出感測訊號SenS,感測訊號SenS此時為高位準VH。
In the fingerprint detection phase TP3, the first driving signal DS1 and the second driving signal DS2 are at the first level V1, and the control signal CTL1 is the enable level VGH to turn on the
於另一實施例中,指紋偵測階段TP3可以與顯示階段TP1合併,在顯示時同時可以進行指紋偵測。請參考第7B圖,第7B圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示
面板100的時序圖。第7B圖的時序與第7A圖的時序差異在於,顯示階段TP1時也會進行指紋偵測,如第7B圖所示,感測訊號SenS在此時為高位準,並且致能訊號EN在此時為致能位準VGH。其餘的訊號操作與前述相同,在此不再贅述。
In another embodiment, the fingerprint detection phase TP3 can be combined with the display phase TP1, and fingerprint detection can be performed at the same time during display. Please refer to FIG. 7B. FIG. 7B is a touch display according to another embodiment of the present disclosure
A timing diagram of the
於另一實施例中,請參考第7C圖,第7C圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示面板100的時序圖。於此實施例中,將顯示階段TP1與指紋偵測階段TP3分開說明,當然顯示階段TP1與指紋偵測階段TP3也可以如前述實施例所述合併操作,本揭示不限於此。第7C圖的時序與第7A圖的時序差異在於,進一步利用控制訊號CTL2用以導通第二感測矩陣180,控制訊號CTL2在顯示階段TP1、觸控偵測階段TP2以及指紋偵測階段TP3維持在致能位準VGH,因此第二感測矩陣180可以視為一整層電極,並且控制電路210會傳送與第一驅動訊號DS1以及第二驅動訊號DS2同步的同步訊號至第二感測矩陣180,因此,在觸控偵測階段TP2時,第二感測矩陣180可以與觸控感測矩陣140達到壓力感測(Force touch)的效果。
In another embodiment, please refer to FIG. 7C. FIG. 7C is a timing diagram of the
於另一實施例中,請參考第7D圖,第7D圖為根據本揭示文件另一實施例的觸控顯示面板100的時序圖。於此實施例中,將顯示階段TP1與指紋偵測階段TP3分開說明,當然顯示階段TP1與指紋偵測階段TP3也可以如前述實施例所述合併操作,本揭示不限於此。第7C圖的時序與第7D圖的時序差異在於,在觸控偵測階段TP2時,控制
訊號CTL2切換為禁能位準VGL關斷開關單元183,此時第二感測矩陣180處於浮接(Floating)狀態,共同訊號COM被耦合至一耦合位準VC。此時,由於第一感測矩陣170以及第二感測矩陣180整層皆處於浮接狀態,因此觸控感測矩陣140的觸控訊號可以透過浮接的第一感測矩陣170以及第二感測矩陣180耦合到外界,維持原本觸控的效果,避免訊號遮蔽。
In another embodiment, please refer to FIG. 7D, which is a timing diagram of the
於另一實施例中,請參閱第8圖,第8圖為根據本揭示文件另一實施例的第一感測矩陣170的示意圖。第8圖所示的實施例與第2B圖所示的實施例差異在於,第8圖所示的實施例缺少開關單元172,控制電路210透過感測閘極線SGL以及感測資料線SDL直接連接至感測單元1711。控制電路210用以根據致能訊號EN(1)~EN(n)導通開關1712,感測電極1713感測到的感測訊號SenS(1)~SenS(m)直接經由感測資料線SDL傳輸至控制電路210。
In another embodiment, please refer to FIG. 8. FIG. 8 is a schematic diagram of the
承上述,可以採用第3A圖所示的第二感測矩陣180以及第5B圖所示的觸控感測矩陣140來搭配第8圖所示的第一感測矩陣170。於此實施例中,為了避免第一感測矩陣170對觸控感測矩陣140造成訊號屏蔽(Shielding),因此會由控制電路210產生同步訊號至第一感測矩陣170以及第二感測矩陣180。在此操作下,在觸控偵測階段TP2時,第二感測矩陣180可以與觸控感測矩陣140仍然可以達到壓力感測(Force touch)的效果。
In view of the above, the
綜上所述,本揭露之觸控顯示面板其主要係利 用第二感測矩陣來遮蔽感測電極的訊號以防止感測電極的訊號對畫素電路造成干擾,並且在觸控電極感測的時段內,利用控制電路提供的同步訊號或是讓第二感測矩陣保持在浮接(Floating)狀態,以降低感測電極對觸控電極的影響。再者,當觸控壓力改變時,會使得第二感測矩陣和觸控電極之間的液晶層間隙(Cell gap)改變,導致電容值發生變化,進而達到壓力感測(Force touch)的效果。 In summary, the main advantages of the touch display panel of the present disclosure The second sensing matrix is used to shield the signal of the sensing electrode to prevent the signal of the sensing electrode from causing interference to the pixel circuit, and during the period of the touch electrode sensing, the synchronization signal provided by the control circuit or the second The sensing matrix is kept in a floating state to reduce the influence of the sensing electrodes on the touch electrodes. Furthermore, when the touch pressure is changed, the cell gap between the second sensing matrix and the touch electrode will change, resulting in a change in the capacitance value, thereby achieving the effect of force touch. .
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解,同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。另外,「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此,若文中描述第一元件耦接於第二元件,則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件,或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。 Certain words are used in the specification and the scope of the patent application to refer to specific elements. However, those with ordinary knowledge in the technical field should understand that the same element may be called by different terms. The specification and the scope of the patent application do not use the difference in names as a way of distinguishing elements, but the difference in function of the elements as the basis for distinguishing. The "including" mentioned in the specification and the scope of the patent application is an open term, so it should be interpreted as "including but not limited to". In addition, "coupling" here includes any direct and indirect connection means. Therefore, if the text describes that the first element is coupled to the second element, it means that the first element can be directly connected to the second element through electrical connection, wireless transmission, optical transmission, or other signal connection methods, or through other elements or connections. The means is indirectly connected to the second element electrically or signally.
另外,除非說明書中特別指明,否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。 In addition, unless otherwise specified in the specification, any term in the singular case also includes the meaning of the plural case.
以上僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋範圍。 The above are only preferred embodiments of the present invention, and all equivalent changes and modifications made in accordance with the claims of the present invention should fall within the scope of the present invention.
100‧‧‧觸控顯示面板 100‧‧‧Touch display panel
110、120‧‧‧基板 110、120‧‧‧Substrate
130‧‧‧像素陣列層 130‧‧‧Pixel array layer
140‧‧‧觸控感測矩陣 140‧‧‧Touch sensor matrix
150‧‧‧顯示介質 150‧‧‧Display medium
160‧‧‧彩色濾光層 160‧‧‧Color filter
170‧‧‧第一感測矩陣 170‧‧‧First sensing matrix
180‧‧‧第二感測矩陣 180‧‧‧Second sensing matrix
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