CN105867682A - 触控显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种触控显示面板，包括：第一电极层，包括多个第一感测电极及多个第二感测电极；公共电极层；以及控制电路，耦接第一电极层；其中，第一时段内，控制电路检测该多个第一感测电极及该多个第二感测电极之间的电容的变化量，用以确定触控位置；第二时段内，控制电路检测该多个第二感测电极及公共电极层之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小；第一时段与第二时段相邻且不重叠。本发明的触控显示面板的第一电极层中的第二感测电极分时复用，触控位置检测时为触控传感器；触控力大小检测时为压力传感器，并与公共电极层形成自容的方式，无需对公共电极层进行切割。

Description

触控显示面板
技术领域
本发明涉及一种触控显示面板，尤其涉及一种带压力感测功能的触控显示面板。
背景技术
现有液晶显示器整合触控功能的触控面板仅可进行触控位置检测，并无法检测触碰力的大小。若要具有检测触碰力大小的功能，还需要靠外挂式的压力传感器(force sensor)来达成。但是使用这种外挂式的压力传感器，不但需要增加额外的贴合工序，压力传感器基板的厚度也容易造成整体模块厚度增加，而违背目前薄型化趋势，且外挂式压力传感器也可能造成液晶显示器的光学质量劣化。
发明内容
为解决上述外挂式压力传感器的技术问题，本发明提供一种触控显示面板。
一种触控显示面板，包括：
第一电极层，包括多个第一感测电极及多个第二感测电极；
公共电极层；以及
控制电路，耦接第一电极层；
其中，第一时段内，控制电路检测该多个第一感测电极及该多个第二感测电极之间的电容的变化量，用以确定触控位置；第二时段内，控制电路检测该多个第二感测电极及公共电极层之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小；第一时段与第二时段相邻且不重叠。
作为可选的技术方案，在第一时段内，公共电极层耦接直流公共电压，控制电路依序地或同时提供位置感测驱动信号至第一感测电极，并依序地或同时读取第二感测电极因响应触控所造成的位置感测输出信号，依据位置感测输出信号判断该多个第一感测电极与该多个第二感测电极之间的电容值在第一时段内的变化量，来判断触控位置。
作为可选的技术方案，该多个第一感测电极及该多个第二感测电极呈阵列排列，且每一个第一感测电极均与四个第二感测电极相邻，每一个第二感测电极均与四个第一感测电极相邻。
作为可选的技术方案，同一排的第一感测电极间通过透明电极或者金属走线进行电性连接，该多个第二感测电极通过透明电极或者金属走线连接至控制单元。
本发明还提供一种触控显示面板，包括：
第一电极层，包括多个第二感测电极；
公共电极层；以及
控制电路，耦接第一电极层；
其中，第一时段内，控制电路检测待测物与该多个第二感测电极之间的电容的变化量，用以确定触控位置；第二时段内，控制电路检测该多个第二感测电极及公共电极层之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小；第一时段与第二时段相邻且不重叠。
作为可选的技术方案，在第一时段内，公共电极层耦接直流公共电压，控制电路依序地或同时提供和读取位置感测驱动信号至第二感测电极，以此判断待测物与第二感测电极之间的电容值在第一时段内的变化量，来判断触控位置。
作为可选的技术方案，在第二时段内，公共电极层接地或者接固定直流电压，依序地或同时提供力道感测驱动信号至所有的第二感测电极，并依序地或同时读取第二感测电极因响应力道感测驱动信号而产生的力道感测输出信号，依据力道感测输出信号判断该多个第二感测电极与公共电极层之间的电容值在第二时段内的变化量，来判断触控位置的触控力的大小。
作为可选的技术方案，一个第一时段与一个第二时段的时间之和等于一个图框时间。
作为可选的技术方案，第一感测电极及第二感测电极为图案化的透明电极或者外贴式薄膜。
作为可选的技术方案，公共电极层仅具有公共电极。
作为可选的技术方案，触控显示面板还包括保护盖板及彩膜基板，第一电极层位于保护盖板与彩膜基板之间。
作为可选的技术方案，触控显示面板还包括上偏光片，上偏光片位于保护盖板及彩膜基板之间；第一电极层位于上偏光片与彩膜基板之间，或者第一电极层位于上偏光片与保护盖板之间。
作为可选的技术方案，触控显示面板还包括彩膜、液晶层、阵列、阵列基板、下偏光片，彩膜基板相对于第一电极层的另一侧依次为彩膜、液晶层、公共电极层、阵列、阵列基板及下偏光片。
相比于现有技术，本发明的触控显示面板的第一电极层中的第二感测电极分时复用，触控位置检测时用于触控传感器；触控力大小检测时用于压力传感器，并与公共电极层形成自容的方式，无需对公共电极层进行切割。本发明的触控显示面板具有光学效果良好、工艺简易、厚度更薄的优点。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明触控显示面板的一实施例的示意图；
图2为本发明触控显示面板的一实施例的时序示意图；
图3为本发明触控显示面板的另一实施例的示意图；
图4为本发明触控显示面板的第一电极层的一实施例的示意图；
图5为本发明触控显示面板的第一电极层的另一实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明触控显示面板的一实施例的示意图、图2为本发明触控显示面板的一实施例的时序示意图，请参照图1，触控显示面板100包括第一电极层130、公共电极层160、控制电路190，第一电极层130包括多个第一感测电极131及多个第二感测电极132，控制电路190耦接第一电极层130。
再参照图2，本实施例分为第一时段T1、第二时段T2对触控显示面板100进行不同的驱动，在第一时段T1内，控制电路190检测多个第一感测电极131及多个第二感测电极132之间的电容的变化量，用以确定触控位置；在接下来的第二时段T2内，控制电路190再检测多个第二感测电极132及公共电极层160之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小。
其中，多个第一感测电极131及多个第二感测电极132之间具有间隔或介电层以使第一感测电极131及第二感测电极132之间形成电容；多个第二感测电极132及公共电极层160具有间隔或介电层以使第二感测电极132及公共电极层160之间形成电容。
具体的驱动方式如下：在第一时段T1内，公共电极层160耦接直流公共电压，控制电路190依序地或同时提供位置感测驱动信号至第一感测电极131，并依序地或同时读取第二感测电极132因响应触控所造成的位置感测输出信号，依据位置感测输出信号判断多个第一感测电极131与多个第二感测电极132之间的电容值在第一时段T1内的变化量，来判断触控位置。
当然，在其他实施例中，触控位置的检测方式也可以变为自容方式。例如将触控显示面板100中第一电极层130变为仅包括多个第二感测电极132，其余结构不变，控制电路190可通过检测待测物(例如手指等)及多个第二感测电极132之间的电容的变化量来确定触控位置，其中，待测物与多个第二感测电极132之间具有间隔或介电层以使待测物与多个第二感测电极132之间形成电容。驱动方式如下：在第一时段T1内，公共电极层160耦接直流公共电压，控制电路190依序地或同时提供和读取位置感测驱动信号至第二感测电极132，以此判断待测物与第二感测电极132之间的电容值在第一时段T1内的变化量，来判断触控位置。
无论触控位置的检测方式为互容或者自容方式，判断触控位置的触控力的大小的方式相同。在第二时段T2内，公共电极层160接地或者接固定直流电压，控制电路190依序地或同时提供力道感测驱动信号至所有的第二感测电极132，并依序地或同时读取第二感测电极132因响应力道感测驱动信号而产生的力道感测输出信号，依据力道感测输出信号判断多个第二感测电极132与公共电极层160之间的电容值在第二时段T2内的变化量，来判断触控位置的触控力的大小。
第二感测电极132在第一时段T1内起触控传感器的作用，与第一感测电极131配合完成触控位置的检测；而在第二时段T2内起压力传感器的作用，与公共电极层160配合完成触控力大小的检测。即第二感测电极132复用做触控传感器及压力传感器。第一感测电极131并没有参与触控力大小的检测，所以不会产生噪声或者计算复杂的问题。
在第二时段T2内，进行触控力大小的检测方式为自容方式，相比于互容方式的话，本发明中公共电极层160不需要耦接至控制电路190，即可以减少柔性电路板(FPC)的数量，并且不需要对公共电极层160进行切割，即公共电极层160上仅具有公共电极即可，工艺上较为简单，并且光学效果较好。
在本实施例中，一个第一时段T1与一个第二时段T2的时间之和为一个图框时间T，并且第一时段T1与第二时段T2相互连续且不重叠，即触控位置与触控力大小的检测轮流不间断地进行。当然，在其他实施例中，一个第一时段T1与一个第二时段T2的时间之和也可小于一个图框时间T。
在本实施例中，触控显示面板100还包括保护盖板110、彩膜基板141、彩膜142、液晶层150、阵列171、阵列基板172、下偏光片180，第一电极层130位于保护盖板110与彩膜基板141之间，彩膜基板140相对于第一电极层130的另一侧依次为彩膜142、液晶层150、公共电极层160、阵列基板170及下偏光片180。
在本实施例中，触控显示面板100还包括上偏光片120，上偏光片120位于保护盖板110及彩膜基板141之间，第一电极层130位于上偏光片120与彩膜基板141之间。即依次为保护盖板110、上偏光片120、第一电极层130、彩膜基板141。第一电极层130可直接做在彩膜基板141上，即整合在on cell(On Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩膜基板和偏光片之间的方法)的触控架构之中。其中的第一感测电极131及第二感测电极132以图案化的透明电极或者外贴式薄膜的方式形成于第一电极层130上。
当然，在其他实施例中，第一电极层与上偏光片的位置还可互换，例如图3所示的本发明触控显示面板的另一实施例，触控显示面板300包括保护盖板310、第一电极层320、上偏光片330、彩膜基板341，依次为保护盖板310、第一电极层320、上偏光片330、彩膜基板341。第一电极层320位于上偏光片330与保护盖板310之间，并可用口子胶或者OCA(Optically Clear Adhesive)进行粘接固定，即第一电极层320可直接做在保护盖板310上。即整合在OGS(one glasssolution)架构之中。相比于触控显示面板100，触控显示面板300仅第一电极层320与上偏光片330的位置有所不同，而其他层的位置仍不变，例如整体架构可依次为保护盖板310、第一电极层320、上偏光片330、彩膜基板341、彩膜342、液晶层350、公共电极层360、阵列371、阵列基板372、下偏光片380。
图4为本发明触控显示面板的第一电极层的一实施例的示意图，请参照图4，第一电极层430包括多个第一感测电极431、多个第二感测电极432，如图4所示，每一个第一感测电极431均与四个第二感测电极432相邻，每一个第二感测电极432均与四个第一感测电极431相邻。每个第二感测电极432通过走线434连接至控制单元490。同一排的第一感测电极431间通过线路433电性连接后再连接至控制单元490，这样可仅提供一个信号即可，而不需要每个第一感测电极431均提供一个信号。线路433和走线434可为透明电极或者金属走线。控制单元490通过线路433及走线434向第一感测电极431与第二感测电极432提供或者读取信号，以此判断第一感测电极431与第二感测电极432之间的电容变化量或者第二感测电极432与公共电极层之间的电容变化量。
在本实施例中，同一纵排的第一感测电极431间通过线路433电性连接，当然，在其他实施例中，也可为同一横排的第一感测电极间电性连接，例如，如图5所示的触控显示面板的第一电极层的另一实施例。请参照图5，第一电极层530包括多个第一感测电极531、多个第二感测电极532，同一横排的第一感测电极531间通过线路533电性连接后再连接至控制单元590，每个第二感测电极532均通过走线534连接至控制单元590。其中，线路533可选择从一边或者两边走线。
综上所述，本发明的触控显示面板的第一电极层中的第二感测电极分时复用，触控位置检测时用于触控传感器；触控力大小检测时用于压力传感器，并与公共电极层形成自容的方式，无需对公共电极层进行切割。进一步地，第一电极层可做在保护盖板或者彩膜基板之上，不需要增加额外制程，还省去了外挂式压力传感器的贴合工艺，及减去了传感器基板的厚度。本发明的触控显示面板具有光学效果良好、工艺简易、厚度更薄的优点。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种触控显示面板，其特征在于，包括：
第一电极层，包括多个第一感测电极及多个第二感测电极；
公共电极层；以及
控制电路，耦接第一电极层；
其中，第一时段内，控制电路检测该多个第一感测电极及该多个第二感测电极之间的电容的变化量，用以确定触控位置；第二时段内，控制电路检测该多个第二感测电极及公共电极层之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小；第一时段与第二时段相邻且不重叠。
2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，在第一时段内，公共电极层耦接直流公共电压，控制电路依序地或同时提供位置感测驱动信号至第一感测电极，并依序地或同时读取第二感测电极因响应触控所造成的位置感测输出信号，依据位置感测输出信号判断该多个第一感测电极与该多个第二感测电极之间的电容值在第一时段内的变化量，来判断触控位置。
3.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，该多个第一感测电极及该多个第二感测电极呈阵列排列，且每一个第一感测电极均与四个第二感测电极相邻，每一个第二感测电极均与四个第一感测电极相邻。
4.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，同一排的第一感测电极间通过透明电极或者金属走线进行电性连接，该多个第二感测电极通过透明电极或者金属走线连接至控制单元。
5.一种触控显示面板，其特征在于，包括：
第一电极层，包括多个第二感测电极；
公共电极层；以及
控制电路，耦接第一电极层；
其中，第一时段内，控制电路检测待测物与该多个第二感测电极之间的电容的变化量，用以确定触控位置；第二时段内，控制电路检测该多个第二感测电极及公共电极层之间的电容的变化量，用以确定触控位置的触控力的大小；第一时段与第二时段相邻且不重叠。
6.如权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，在第一时段内，公共电极层耦接直流公共电压，控制电路依序地或同时提供和读取位置感测驱动信号至第二感测电极，以此判断待测物与第二感测电极之间的电容值在第一时段内的变化量，来判断触控位置。
7.如权利要求1或5所述的触控显示面板，其特征在于，在第二时段内，公共电极层接地或者接固定直流电压，依序地或同时提供力道感测驱动信号至所有的第二感测电极，并依序地或同时读取第二感测电极因响应力道感测驱动信号而产生的力道感测输出信号，依据力道感测输出信号判断该多个第二感测电极与公共电极层之间的电容值在第二时段内的变化量，来判断触控位置的触控力的大小。
8.如权利要求1或5所述的触控显示面板，其特征在于，一个第一时段与一个第二时段的时间之和等于一个图框时间。
9.如权利要求1或5所述的触控显示面板，其特征在于，第一感测电极及第二感测电极为图案化的透明电极或者外贴式薄膜。
10.如权利要求1或5所述的触控显示面板，其特征在于，公共电极层仅具有公共电极。
11.如权利要求1或5所述的触控显示面板，其特征在于，触控显示面板还包括保护盖板及彩膜基板，第一电极层位于保护盖板与彩膜基板之间。
12.如权利要求11所述的触控显示面板，其特征在于，触控显示面板还包括上偏光片，上偏光片位于保护盖板及彩膜基板之间；第一电极层位于上偏光片与彩膜基板之间，或者第一电极层位于上偏光片与保护盖板之间。
13.如权利要求12所述的触控显示面板，其特征在于，触控显示面板还包括彩膜、液晶层、阵列、阵列基板、下偏光片，彩膜基板相对于第一电极层的另一侧依次为彩膜、液晶层、公共电极层、阵列、阵列基板及下偏光片。
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