CN104915083B - 触摸屏及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种触摸屏，包括：触摸面板，所述触摸面板具有显示区和非显示区；所述触摸面板设置有多个电容触控电极，所述多个电容触控电极包括在第一方向上平行设置的多个电极和在第二方向上平行设置的多个电极，所述第一方向和所述第二方向相互交叉，至少一部分所述电容触控电极设置在所述显示区，至少一部分所述电容触控电极被共用为电磁触控电极；所述触摸面板还设置有第一附加电极，所述第一附加电极设置在所述非显示区，并与所述第一方向上的电容触控电极平行设置，所述第一附加电极为电磁触控电极。通过在非显示区设置附加电极，扩大了触摸面板上对触控笔的有效检测范围，改善了现有技术中触摸面板边缘处的特性缺失。
Description
技术领域
本申请涉及触摸屏，具体地，涉及一种触摸屏，以及包括该触摸屏的显示装置。
背景技术
传统的电磁电容一体化触摸屏由三个分立的系统组装而成，包括LCD显示面板、电磁触摸面板和电容触摸面板。电容触摸面板和电磁触摸面板分别设置在LCD显示面板的上方和下方。这三个系统分别输出各自的信号，互不干扰。这种传统的电磁电容一体化触摸屏具有成本高、模组强度低、输入/输出(I/O)接口多等不足。
为此，提出了共用电容触控电极的电磁电容一体化触摸屏。图1示例性地示出了该电磁电容一体化触摸屏方案所基于的电容触摸屏。如图所示，该电容触摸屏包括在两个方向上交叉设置的多个电极。例如，该电容触摸屏包括第一方向的多个电极110a和110b以及第二方向上的多个电极120a和120b)。在共用电容触控电极的电磁电容一体化触摸屏方案中，将一部分电极(例如，第一方向上的电极110a以及第二方向上的电极120a)共用为电磁触控电极。在这种方案中，由于其是在已有的电容触控电极上改进得到电磁触控线圈，电磁回路的边缘检测位置位于触摸屏的显示区内部，因此导致在触摸屏的边缘处具有明显的特性缺失。
发明内容
本申请提出了一种触摸屏，包括：触摸面板，所述触摸面板具有显示区和非显示区；所述触摸面板设置有多个电容触控电极，所述多个电容触控电极包括在第一方向上平行设置的多个电极和在第二方向上平行设置的多个电极，所述第一方向和所述第二方向相互交叉，至少一部分所述电容触控电极设置在所述显示区，至少一部分所述电容触控电极被共用为电磁触控电极；所述触摸面板还设置有第一附加电极，所述第一附加电极设置在所述非显示区，并与所述第一方向上的电容触控电极平行设置，所述第一附加电极为电磁触控电极。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的触摸屏。
通过在非显示区设置附加电极，扩大了触摸面板上对触控笔的有效检测范围，改善了现有技术中触摸面板边缘处的特性缺失。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得明显。
图1是现有技术中的电容触摸屏的结构示意图；
图2是根据本申请一个实施例的触摸屏在第一方向上的电容布置的示意图；
图3是根据本申请一个实施例的触摸屏在第二方向上的电容布置的示意图；
图4是根据本申请一个实施例的触摸屏的电极连接的示意性电路图；
图5是根据本申请一个实施例的触摸屏的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图2是根据本申请一个实施例的触摸屏在第一方向上的电极布置的示意图。
图2中示出了触摸面板第一方向上的电容触控电极210a和210b。电极210a和电极210b是相同的电极，其标号的区分是为了在下文的描述中使用。为了描述的方便起见，下文中也将电极210a和电极210b共同称为电极210。电极210相互之间平行设置，并且相邻的两个电极210之间具有相同的间距L1。触摸面板具有显示区和非显示区。如图所示，虚线内部的区域为显示区，也叫做AA(active area)区；虚线外部的区域为非显示区。电极210的大部分设置在触摸面板的显示区内。根据本申请，在电极210的外围设置附加电极230。附加电极230设置在非显示区，并与电极210平行设置。
附加电极230和与之相邻的电极210之间的距离L1等于相邻的两个电极210之间的间距L1。附加电极230和与之相邻的电极210的至少一部分具有相同的图形。具体地，附加电极230可以是和与之相邻的电极210具有相同图形的整条电极。可选地，附加电极230也可以是和与之相邻的电极210具有相同图形的整条电极的一部分。例如，附加电极230在靠近相邻电极210的一侧具有和相邻电极210远离附加电极230的一侧具有相同的图形。换句话说，附加电极230和与之相邻的电极210在朝向触摸面板中心的一侧上具有相同的图形。基于相同的间距和相同的图形，附加电极230的设置相当于扩大了触摸面板。图2中示出了在触摸面板两侧的非显示区中均设置附加电极230。可选地，也可以仅在触摸面板一侧的非显示区中设置附加电极230。
如上所述，电极210是电容触控电极。在本申请中，电极210中的至少一部分还被共用为电磁触控电极。例如，图2中的电极210a被共用为电磁触控电极。如图所示，每个电极210具有两个端部。每个电极210(电容触控电极)的一端分别连接于电容触控电路(未示出)。同时，每个电极210a(共用为电磁触控电极的电容触控电极)的两端均连接于电磁触控电路(未示出)。图2中尽管没有示出电容触控电路和电磁触控电路，但是可以看到，仅作为电容触控电极的电极仅有一个端部(图2中示出的电极右端)延伸出引线，而作为电磁电容共用的电极的两端(图2中示出的电极的左右两端)均延伸出引线。电极与触控电路之间的连接和触控电路的工作将在下文进一步描述。
类似地，触摸面板在与第一方向交叉的第二方向上包括多个平行设置的电极220。如图3所示，电极220被标示为电极220a和电极220b。电极220相互之间平行设置，并且相邻的两个电极220之间具有相同的间距L2。电极220的大部分设置在触摸面板的显示区内。根据本申请，在电极220的外围设置附加电极240。附加电极240设置在非显示区，并与电极220平行设置。
附加电极240和与之相邻的电极220之间的距离L2等于相邻的两个电极220之间的间距L2。附加电极240和与之相邻的电极220的至少一部分具有相同的图形。具体地，附加电极240可以是和与之相邻的电极220具有相同图形的整条电极。可选地，附加电极240也可以是和与之相邻的电极220具有相同图形的整条电极的一部分。例如，附加电极240在靠近相邻电极220的一侧具有和相邻电极220远离附加电极240的一侧具有相同的图形。换句话说，附加电极240和与之相邻的电极220在朝向触摸面板中心的一侧上具有相同的图形。基于相同的间距和相同的图形，附加电极240的设置相当于扩大了触摸面板。图3中示出了在触摸面板两侧的非显示区中均设置附加电极240。可选地，也可以仅在触摸面板一侧的非显示区中设置附加电极240。
如上所述，电极220是电容触控电极。在本申请中，电极220中的至少一部分还被共用为电磁触控电极。例如，图3中的电极220a被共用为电磁触控电极。
如上所述，电极220是电容触控电极。在本申请中，电极220中的至少一部分还被共用为电磁触控电极。例如，图3中的电极220a被共用为电磁触控电极。如图所示，每个电极220具有两个端部。每个电极220(电容触控电极)的一端分别连接于电容触控电路(未示出)。同时，每个电极220a(共用为电磁触控电极的电容触控电极)的两端均连接于电磁触控电路(未示出)。图3中尽管没有示出电容触控电路和电磁触控电路，但是可以看到，仅作为电容触控电极的电极仅有一个端部(图3中示出的电极下端)延伸出引线，而作为电磁电容共用的电极的两端(图3中示出的电极的上下两端)均延伸出引线。电极与触控电路之间的连接和触控电路的工作将在下文进一步描述。
具有如上配置的触摸面板可以在电容触控模式下工作，也可以在电磁触控模式下工作。电容触控电路和电磁触控电路二者是分时工作的。也就是，在电容触控模式下，电容触控电路工作，而电磁触控电路不工作；在电磁触控模式下，电磁触控电路工作，而电容触控电路不工作。电容触控模式和电磁触控模式的时间可以以任意适当的方式设置。例如，可以在第一时间周期执行电容触控模式的检测，然后在接下来的第二时间周期执行电磁触控模式的检测，如此循环。可选地，也可以在大部分时间内均执行电容触控模式的检测，除非接收到开启电磁触控模式的指示，才执行电磁触控模式的检测。电容触控模式和电磁触控模式的时间也可以以其他适当的方式设置，只要两种触控模式的执行在时间上错开即可。
在电容触控模式下，每个电容触控电极的一端通过引线连接于电容触控电路，而另一端浮空。第一方向上的电容触控电极作为驱动电极，接收驱动信号；第二方向上的电容触控电极作为检测电极，通过获取各个节点处的信号值检测电容变化。检测到电容发生变化的点对应于手指的触摸位置。
在电磁触控模式下，电磁触控电路将两个第一方向的电磁触控电极与之串联连接为闭合回路，检测该闭合回路内是否具有感应电动势的变化；如有变化，则确定触控笔在第一方向上的位置。在电磁触控模式下，电磁触控电路还将两个第二方向的电磁触控电极与之串联连接为闭合回路，检测该闭合回路内是否具有感应电动势的变化；如有变化，则确定触控笔在第二方向上的位置。由此，结合两个方向上的检测结果确定触控笔的接触位置。
在触摸面板设置有附加电极的侧，附加电极作为电磁触控电极可与另一电磁触控电极和电磁触控电路连接为闭合回路，由此检测触控笔在附加电极与另一电磁触控电极之间与触摸面板的接触。通过附加电极的设置，扩大了触摸面板上对触控笔的有效检测范围。
图4是一个方向上的电极与触控电路之间的电路连接的示意图。如图4所示，电极402仅作为电容触控电极，电极401和电极403既是电容触控电极，又作为电磁触控电极。如图所示，电极401的一端连接于电磁触控电路410的端口A21，其另一端连接于电磁触控电路410的端口A22并连接于电容触控电路420的端口B3。电极402的一端连接于电容触控电路420的端口B2，其另一端浮空。电极403的一端连接于电磁触控电路410的端口A11，其另一端连接于电磁触控电路410的端口A12并连接于电容触控电路420的端口B1。在电磁触控电路工作时，例如将端口A12和A22连接，并将A11和A21中的一者接地，另一者输出检测信号，由此形成闭合回路。形成的闭合回路是由两个电极和电磁触控电路串联连接而成。
电容触控电路420和电磁触控电路410均具有与主系统430通信连接的I/O端口，从主系统430接收指令，并向主系统返回检测信息。主系统可以是操作系统，例如Android或者Windows。电容触控电路420和电磁触控电路410可以根据主系统430的指令分时工作。可选地，电容触控电路420和电磁触控电路410也可以共享同步信号，根据预设的时间安排分时工作。如前所述，电容触控电路420和电磁触控电路410的分时工作可以以任意适当的方式进行，只要二者在时间上分开地工作即可。例如，电容触控电路420和电磁触控电路410交替地进行检测。
可选地，触摸面板还可以设置有预检线圈440。预检线圈440的一端连接于电磁触控电路410的端口A0，其另一端接地。在设置有预检线圈440的情况下，电容触控电路420可与预检线圈440交替地进行检测。预检线圈440用于检测触摸面板上是否存在触控笔的输入，而不精确检测触控笔的具体触控位置。在检测到存在触控笔的情况下，电磁触控电路410才开始检测。由于触摸屏的输入更多地来自于手指的触摸，而较少地来自触控笔，因此，设置有预检线圈440能避免长时间无谓地使用电磁触控电路410进行检测，从而有效利用资源。但是，如前所述，电容触控电路420和电磁触控电路410的分时工作可以以任意适当的方式进行，预检电路440并不是必须存在的。
图5示出了根据本申请的触摸屏的侧视图。如图所示，该触摸屏包括触摸面板501、显示面板502、屏蔽层503和保护层504。保护层504设置在触摸面板502的上方。保护层504例如可以是保护玻璃，也可以是其它能起到保护作用的透明层。触摸面板502和保护层504之间通过粘合层505粘合。触摸面板501上的信号通过柔性电路板506引出。柔性电路板506可设置在粘合层505中。触摸面板501设置在显示面板502的上方，并与显示面板502通过粘合层507粘合。可以看到，至少在一个方向上，触摸面板501的长度大于显示面板502的长度。也就是，触摸面板501具有与显示面板502对应的区域(即，显示区)和不与显示面板502对应的区域(即，非显示区)。屏蔽层503设置在显示面板502的下表面。屏蔽层503还可以包围显示面板502的下表面和侧面。屏蔽层503例如可以是包围显示面板下方的铁框，其对应于显示面板的区域为不具有任何镂空图形的整块铁板。
根据本申请的触摸屏可以是外挂式触摸屏，其模组结构可以采用玻璃式(Glass-Glass，GG)结构或薄膜式(Glass-Film-Film，GFF)结构。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的触摸屏。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (13)
1.一种触摸屏，包括：
触摸面板，所述触摸面板具有显示区和非显示区；
所述触摸面板设置有多个电容触控电极，所述多个电容触控电极包括在第一方向上平行设置的多个电极和在第二方向上平行设置的多个电极，所述第一方向和所述第二方向相互交叉，至少一部分所述电容触控电极设置在所述显示区，至少一部分所述电容触控电极被共用为电磁触控电极；
所述触摸面板还设置有第一附加电极，所述第一附加电极设置在所述非显示区，并与所述第一方向上的电容触控电极平行设置，所述第一附加电极为电磁触控电极；
第一触控电路，每个电容触控电极的一端均连接于所述第一触控电路，所述第一触控电路被配置为根据检测到的电容变化确定手指的触摸位置；
第二触控电路，每个电磁触控电极的两端均进一步连接于所述第二触控电路，所述第二触控电路被配置为将所述电磁触控电极中两个第一方向的电极连接为闭合回路并将所述电磁触控电极中两个第二方向的电极连接为闭合回路，根据检测到的感应电动势的变化确定触控笔的接触位置。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一附加电极和所述第一方向上与之相邻的电容触控电极的至少一部分具有相同的图形。
3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一附加电极和所述第一方向上与之相邻的电容触控电极之间的距离与所述第一方向上两个相邻的电容触控电极之间的间距相同。
4.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸面板还设置有第二附加电极，所述第二附加电极设置在所述非显示区，并与所述第二方向上的电容触控电极平行设置，所述第二附加电极为电磁触控电极。
5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第二附加电极和所述第二方向上与之相邻的电容触控电极的至少一部分具有相同的图形。
6.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第二附加电极和所述第二方向上与之相邻的电容触控电极之间的距离与所述第二方向上两个相邻的电容触控电极之间的间距相同。
7.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，进一步包括：显示面板和屏蔽层，所述显示面板设置在所述屏蔽层上，所述触摸面板设置在所述显示面板上。
8.根据权利要求7所述的触摸屏，其特征在于，所述屏蔽层为包围所述显示面板的下方的铁框，所述铁框对应所述显示区的区域设置有底板。
9.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，进一步包括：
保护层，位于所述触摸面板的上方。
10.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一触控电路和所述第二触控电路分时工作。
11.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，进一步包括：
预检电极线圈，所述预检电极线圈的一端连接于所述第二触控电路，所述预检电极线圈的另一端接地。
12.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸屏为采用玻璃式结构或薄膜式结构的外挂式触摸屏。
13.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-12所述的触摸屏。
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