CN105677126A - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板和显示装置，该显示面板包括第一基板和与第一基板相对设置的第二基板；第一基板包括多个呈阵列状分布的触控电极；第二基板包括多个触控辅助电极，每个触控辅助电极与两个相邻的触控电极的一部分在垂直于第二基板的方向上的投影交叠。其中，触控辅助电极与触控电极的交叠部分的形状相同。本发明中的显示面板，发生触摸操作时，触控介质与触控辅助电极之间形成耦合电容，触控辅助电极进一步与触控电极之间形成耦合电容，等效于缩短了触控介质与触控电极之间的垂直距离，并且每一次触控操作可以对应更多的触控电极，降低了触控位置的判断难度和触控操作的精度要求。

Description

一种显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤其涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(TouchPanel)已经逐渐遍及人们的生活中。与仅能提供显示功能的传统显示器相比较，使用触摸屏的显示器能够使得使用者与显示控制主机之间进行信息交互，因此，触摸屏可以完全或者至少部分取代了常用的输入装置，使得现有的显示器不仅能够显示，还能触摸控制。
常见的触摸屏分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、电磁式触摸屏及红外线遮断式触摸屏等。电容式触摸屏，是利用人体的电流感应进行工作的。如图1所示，当手指触摸在电容式触摸屏上时，由于人体电场，用户手指和电容式触摸屏的工作面，也就是图1中所示的触控电极111形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频电流，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。根据接触点位置电容的变化情况，从而计算出触控点的位置，进而实现触控功能。
但是，在电容式触摸屏的电子终端中，手指并不是实现触控过程的唯一介质，还可以用触控笔作为实现触控过程的介质。以手指触控时，因为手指的天然的形状和大小，触控过程中接触面较大，耦合电容引起的电流的变化强度较大，触摸点的位置的判断精确。而触控笔受制于笔的形状和大小，触控操作时接触面较小，耦合电容引起的电流的变化强度较小，触摸点的位置的判断难度高，进一步导致触控操作的精度要求高。
因此，现有技术提供的一种电容式触摸屏中，为了实现对触控笔的检测，例如图2a中的布局方式，常将公共电极101设置成复杂的多边形，通过增加公共电极101之间的接触面积的方式，以使触控操作能够被更多的触控电极(也就是公共电极101)检测到。在触控周期，这一设计确实能够对触控操作，特别是触控笔的触控操作产生良好的效果。但是在显示周期，公共电极101的复杂多边形的设计可能会导致显示异常。
显示过程中，像素点是逐行刷新进行显示，在图2b中，以a行、b行、c行和d行所对应的特定的像素行为例，显示a行时，此行的像素电极同时充电，对公共电极101产生的寄生电容的影响强度为Ca；在b行、c行和d行的像素进行刷新显示时，对公共电极101产生的寄生电容的影响强度分别为Cb、Cc和Cd，各行像素对应于该公共电极101的长度有长有短，由此对应于同一公共电极101影响的强度有大有小，图2b中很明显Cb＝Cc>Ca>Cd，进而对公共电极101的扰动影响也有大有小，图2b中，b行和c行之间区域的扰动会大一些。这种扰动的大小差异体现到显示中，如图2c所示，区域40的亮度较区域41的亮度更高，就会导致横向的亮度带产生。
在图2d中，A、B和C的位置不同，到芯片的距离也不同，对应产生的电阻变化影响着公共电极101在该点位置的受扰动的恢复能力，电阻越小抗扰动能力越强，也就是说A处和C处的恢复能力弱于B处的恢复能力，受扰动的影响更大。这种恢复能力的大小差异体现到显示中，如图2e所示，区域50的亮度较区域51的亮度更高，就会导致纵向的亮度带产生。
图2c中横向的亮度带和图2e中纵向的亮度带的综合作用，就会在显示屏上形成如图2f所示的灰度交替变化。需要说明的是，图2f中仅仅是一种灰度交替变化的示意图，而不是真实存在黑色和白色的显示。
发明内容
本发明提供了一种显示面板和显示装置，解决了现有技术中电容式触摸屏采用触控笔触控时的判断精度和操作精度的问题。
为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：
一方面采用一种显示面板，包括第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；
所述第一基板包括多个呈阵列状分布的触控电极；
所述第二基板包括多个触控辅助电极，每个所述触控辅助电极与两个相邻的所述触控电极的一部分在垂直于所述第二基板的方向上的投影交叠。
另一方面还采用一种显示装置，包括前述任一项所述的显示面板。
本发明的有益效果为：通过在触控电极所在平面与触控接触面之间设置触控辅助电极，每个触控辅助电极与两个相邻的触控电极的一部分在垂直于第二基板的方向上的投影交叠，发生触摸操作时，触控介质与触控辅助电极之间形成耦合电容，触控辅助电极进一步与触控电极之间形成耦合电容，等效于缩短了触控介质与触控电极之间的垂直距离，并且每一次触控操作可以对应更多的触控电极，降低了触控位置的判断难度和触控操作的精度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中电容式触摸屏触控检测的原理图。
图2a是现有技术中一种内嵌触摸屏的触控电极的分布示意图。
图2b是现有技术中一种内嵌触摸屏的横向亮度带产生的原理示意图。
图2c是现有技术中一种内嵌触摸屏的横向亮度带产生的效果示意图。
图2d是现有技术中一种内嵌触摸屏的纵向亮度带产生的原理示意图。
图2e是现有技术中一种内嵌触摸屏的纵向亮度带产生的效果示意图。
图2f是现有技术中一种内嵌触摸屏的显示异常的效果示意图。
图3a是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的一个实施例的结构分解示意图。
图3b是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的一个实施例的分层结构示意图。
图3c是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的一个实施例的俯视示意图。
图3d是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的一个实施例的原理图。
图4a是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的另一实施例的俯视示意图。
图4b是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的另一实施例中一种触控辅助电极的俯视示意图。
图4c是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的另一实施例中另一种触控辅助电极的俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本方案中所说的俯视示意图是指顺图3b中箭头所示方向看到的视图结构。
请参考图3a、图3b和图3c，其分别是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的一个实施例的结构分解示意图、分层结构示意图和俯视示意图。如图所示，该显示面板，包括：
第一基板11和与第一基板11相对设置的第二基板12；
第一基板11包括多个呈阵列状分布的触控电极111；
第二基板12包括多个触控辅助电极121，每个触控辅助电极121与两个相邻的触控电极111的一部分在垂直于第二基板12的方向上的投影交叠。
一般而言，触控电极111呈阵列状分布，用于驱动触控电极111进行触控检测的触控电路113设置于阵列的底部，如图3a所示，多个呈阵列状分布的触控电极111电连接到触控电路113；具体进行触控检测时，触控电路113产生触控驱动信号，经触控引线112提供给触控电极111，使触控电极111带有一定电荷量；触控电路113经触控引线112对触控电极111中的带电状态的变化情况进行读取，通过带电状态的变化，可以判断出哪个或者哪些触控电极111对应的区域被触摸，从而可以进一步确定出触控点的位置。触控驱动信号和带电状态的变化情况都可以理解为脉冲信号，在触控检测过程中，触控电路113通过触控引线112发送脉冲信号驱动触控电极111，触控电路113通过同一触控引线112读取脉冲信号确认触控点的位置。
上述过程是理想状态下的检测过程，但是在实际使用时，因为环境和使用习惯的变化，可能导致触控检测过程存在缺陷，例如使用触控笔进行触控时，触控笔的笔尖与电容式触控屏的接触面积较小，较小的接触面积耦合电容所能产生的电流变化较小，也就是脉冲信号的强度较小，无法进行快速精确定位。
在本实施例中，用于承载触控电极111的基板定义为第一基板11，触控电极111及第一基板11以及对应的驱动连接方式与现有技术相同。第一基板11上方的一层结构定义为第二基板12，在第二基板12上设置有触控辅助电极121。与触控电极111需要通过触控引线112与触控电路113电连接不同，每个触控辅助电极121都是一个独立的导电体。每个触控辅助电极121都与对应的触控电极111存在特定的位置关系。具体请参考图3c，每个触控辅助电极121与两个相邻的触控电极111的一部分在垂直于第二基板12的方向上的投影交叠，垂直于第二基板12的方向也就是图3b中箭头所指的方向。图3c中仅就第一基板11和第二基板12的结构关系进行展示，图3c中虚线框所示即为触控电极111的位置，与两个相邻的触控电极111存在交叠的实线框即为触控辅助电极121的位置，触控辅助电极121中的阴影部分即为交叠部分1211。在图3c中可以明显看出，虽然触控辅助电极121的大小明显小于触控电极111，但是从分布上而言，触控辅助电极121在相邻的触控电极111之间建立了电场上的联系，例如在某一交叠部分1211对应的位置发生触控操作，在现有技术中可能只有正下方的触控电极111有电流变化或者有能检测到的电流的变化；在本实施例中，因为触控辅助电极121的存在，某一交叠部分1211对应的位置发生的触控操作，除了正下方的触控电极111能检测到电流的变化，相邻的一个触控电极111也能检测到电流的变化，从而实现更精确和简便的定位。
对本实施例中的显示面板进行触控操作时，如图3d所示，除了数目上的变化，还有耦合电容的变化，在本实施例中，触控笔的笔尖与触控辅助电极121形成耦合电容，触控辅助电极121与触控电极111形成耦合电容，并且耦合电容的距离相比于手指和触控电极111之间直接形成的耦合电容的距离要小，能够让触控电极111更轻松检测到相同垂直距离的电容式触摸屏的表面发生的触控操作。特别的，如图3d所示的笔尖和触控电极111之间的相对位置关系，如果笔尖的正下方正好直接对着触控电极111，虽然笔尖和触控电极111的距离较远，但是和因为笔尖与触控辅助电极121的距离近，并且触控辅助电极121的分布更加离散，笔尖可以和多个触控辅助电极121形成耦合电容，触控辅助电极121与两个相邻的触控电极111和111-1的一部分在垂直于第二基板12的方向上的投影交叠，或者触控辅助电极121与两个相邻的触控电极111-1和111-2的一部分在垂直于第二基板12的方向上的投影交叠。在笔尖和触控电极111之间直接形成耦合电容之外，还可以通过触控辅助电极121和触控电极111-1、111-2之间的耦合电容，增强触控检测时的触控信号量，更灵敏地进行触控检测。
可选的，触控辅助电极121块与触控电极111的交叠部分1211的形状相同。
相同的形状能够带来相同的脉冲信号的变化系数，触控位置的判断过程更为简单。
可选的，交叠部分1211的形状为正方形或矩形。
交叠部分1211的形状为正方形或矩形对加工工艺的要求更低，生产成本从而也更低。
进一步的，触控电极111的形状为正方形，交叠部分1211的形状为正方形时，正方形的边长不大于触控电极111的边长的1/4。
触控电极111的形状为正方形，交叠部分1211的形状为正方形时边长不大于触控电极111的边长的1/4，对应的面积不超过1/16，可以降低触控辅助电极121对显示的影响。同时为了进一步降低触控辅助电极121对显示的影响，触控辅助电极121的材料选用透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)中的任意一种或它们的组合等。
触控辅助电极121块设置在第二基板12上面向第一基板11的一侧，或者背向第一基板11的一侧，或者触控辅助电极121块集成在第二基板12内部。
如果采用触控辅助电极121采用的透明导电材料，触控辅助电极121在触摸过程外都不会对电路产生影响，所以触控辅助电极121可以设置于各个不同的层，甚至和其它功能基板集成，例如集成到彩膜基板或盖板。
综上所述，通过在触控电极所在平面与触控接触面之间设置触控辅助电极，每个触控辅助电极与两个相邻的触控电极的一部分在垂直于第二基板的方向上的投影交叠，发生触摸操作时，触控介质与触控辅助电极之间形成耦合电容，触控辅助电极进一步与触控电极之间形成耦合电容，等效于缩短了触控介质与触控电极之间的垂直距离，并且每一次触控操作可以对应更多的触控电极，降低了触控位置的判断难度和触控操作的精度要求。
请参考图4a、图4b和图4c，其分别是本发明具体实施方式中提供的一种显示面板的另一实施例的俯视示意图、一种触控辅助电极的俯视示意图和另一种触控辅助电极的俯视示意图。
在本实施例中，触控辅助电极121块的材料为金属材料。
金属材料例如金、银、铜等。
更进一步的，触控辅助电极121块的形状为网格形状；
显示面板还包括像素电极131，触控辅助电极121块与像素电极131在垂直于第一基板11的方向上的投影不交叠。
在本方案中，因为触控辅助电极121采用的金属材料，金属材料不透光，针对这一材料特性，本实施例中将触控辅助电极121的结构进行了进一步设计，因此可以达到提高透过率的效果
在显示面板中，除了用于实现触控的触控电极111，一般还有用户实现显示的像素电极131，并且在本方案中，触控辅助电极121设置于显示面板的发光方向上，为了不影响显示面板的显示效果，不透光的触控辅助电极121不能与像素电极131在垂直于第一基板11的方向上的投影有交叠。为实现这一效果，进一步将触控辅助电极121设置为网格形状，像素电极131与触控辅助电极121在垂直于第一基板11的方向上的投影不交叠
在垂直于第一基板11的方向上，如图4a所示，一个触控电极111的投影区域内可能有多个像素电极131，并且触控电极111处于发光方向上。触控电极111本身采用的是透明导电材料，对发光几乎没有影响，但是如果加上不透光的触控辅助电极121，则需要注意触控辅助电极121和像素电极131的相对位置。在本方案中，触控辅助电极121与像素电极131在垂直于第一基板11的方向上的投影不交叠，或者说，触控辅助电极121在垂直于第一基板11的方向上的投影全部在像素电极131的阵列的不透光的缝隙中，像素电极131的阵列的缝隙中设置有像素电极131的相关布线，这些布线一般为金属材质，不会发光并且不透光；而且触控辅助电极121的大小本来就很小，在不遮挡光源的情况下不会对显示面板的发光效果产生印象。
具体的网格设计也可以有多种，一种如图4b所示，每个网格中可以对应多个像素电极131；另一种如图4c所示，每个网格中对应一个像素电极131，具体根据触控电极111和像素电极131的具体分布和比例进行选择。
在本发明提供的实施例中，当显示面板为内嵌触摸屏(In-CellTouchPanel，简称In-CellTP)时，第一基板上还包括公共电极层，公共电极层包括多个公共电极，多个公共电极复用为触控电极，复用的公共电极同时接入显示电路和触控电路，分时实现显示控制和触控检测。
在本发明提供的实施例中，公共电极依然保持矩形的形状，相邻的公共电极之间由触控辅助电极建立电场的关联，并且，在内嵌触摸屏，触控辅助电极可以直接集成设置在第二基板，触控辅助电极在第二基板上的设置方式可以有多种选择，例如设置在所述第二基板上面向所述第一基板的一侧，或者背向所述第一基板的一侧，或者所述触控辅助电极集成在所述第二基板内部。维持原有的结构厚度，便于电子产品做出更轻薄的设计。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置中包含了显示面板。其中，所述显示面板为上述的显示面板。
本发明实施例提出的显示装置，通过在触控电极所在平面与触控接触面之间设置触控辅助电极，每个触控辅助电极与两个相邻的触控电极的一部分在垂直于第二基板的方向上的投影交叠，发生触摸操作时，触控介质与触控辅助电极之间形成耦合电容，触控辅助电极进一步与触控电极之间形成耦合电容，等效于缩短了触控介质与触控电极之间的垂直距离，并且每一次触控操作可以对应更多的触控电极，降低了触控位置的判断难度和触控操作的精度要求。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；
所述第一基板包括多个呈阵列状分布的触控电极；
所述第二基板包括多个触控辅助电极，每个所述触控辅助电极与两个相邻的所述触控电极的一部分在垂直于所述第二基板的方向上的投影交叠。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述触控辅助电极与所述触控电极的交叠部分的形状相同。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述交叠部分的形状为正方形或矩形。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述触控电极的形状为正方形，所述交叠部分的形状为正方形时，正方形的边长不大于所述触控电极的边长的1/4。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述触控辅助电极的材料为透明导电材料。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述触控辅助电极的材料为金属材料。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述触控辅助电极的形状为网格形状；
所述显示面板还包括像素电极，所述触控辅助电极与所述像素电极在垂直于所述第一基板的方向上的投影不交叠。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述触控辅助电极设置在所述第二基板上面向所述第一基板的一侧，或者背向所述第一基板的一侧，或者所述触控辅助电极集成在所述第二基板内部。
9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板上还包括公共电极层，所述公共电极层包括多个公共电极，所述多个公共电极复用为所述触控电极。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的显示面板。
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