CN110687706A - 一种屏幕及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种屏幕及装置，其中，所述屏幕内集成有无线充放电的接受和发射线圈电路层，所述接受和发射线圈电路层上设有晶体管电路层。本发明的屏幕实现无线充放电通道，无需额外的线圈单元，实现屏幕功能的集成化和差异化。

Description

一种屏幕及装置
技术领域
本发明属于屏幕技术领域，尤其涉及一种屏幕及装置。
背景技术
当前移动设备如手机，智能手表，平板等充电方式已经由线充逐步转向无线充电，减少了充电线缆和充电接口，提升了充电体验。但是当前无线充电发射端和接收端设计在移动终端后盖和电池(或主板)之间，作为一个单独的部件模块，需要独立的空间，增加了终端的体积和成本。另外对后盖的材质限制了设计人员必须选择为非金属材料，影响了终端产品后盖金属质感、工业设计效果等。
为解决现用技术中的缺陷，有必要提出一种新的屏幕及装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种屏幕及装置，其中，本发明的屏幕旨在于解决现有技术中无线充电模块独立存在引起的体积、成本的不良弊端并能够实现使用本发明的装置或终端能够降低其体积。
为实现上述目的，本发明提出了一种屏幕，其中，所述屏幕内集成有无线充放电的接受和发射线圈电路层，所述接受和发射线圈电路层上设有晶体管电路层。
如上所述的屏幕，其中，所述接受和发射线圈电路层的线路接口通过柔性线路板分别与液晶驱动IC和无线充放电IC连接。
如上所述的屏幕，其中，所述晶体管电路层与接受和发射线圈电路层在同一个玻璃基板上。
如上所述的屏幕，其中，所述晶体管电路层与所述接受和发射线圈电路层之间设有绝缘层。
如上所述的屏幕，其中，所述接受和发射线圈电路层由透明的材料制成。
如上所述的屏幕，其中，还包括：上偏光层、彩色滤光片层以及液晶层，其中，所述液晶层设于所述晶体管电路层远离所述接受和发射线圈电路层，所述彩色滤光片层设于所述液晶层远离所述晶体管电路层的一侧，所述上偏光层设于所述彩色滤光片层远离所述液晶层的一侧。
如上所述的屏幕，其中，还包括：下偏光层、背光LED层以及导磁片层，其中，所述下偏光层设于所述接受和发射线圈电路层远离所述晶体管电路层的一侧，所述背光LED层设于所述下偏光层远离所述接受和发射线圈电路层的一侧，所述导磁片层设于所述背光LED层远离所述下偏光层的一侧。
本发明还提出了一种装置，其中，所述装置包括如上所述的屏幕。
如上所述的装置，其中，所述装置还包括：中央处理器单元，当外部终端发射线圈靠近所述屏幕的接受和发射线圈电路层的距离小于或等于预设距离时，所述中央处理器单元向无线充电控制IC发送充电使能信号，以使所述装置进行充电的通道连通。
如上所述的装置，其中，当所述外部终端发射线圈远离所述屏幕的接受和发射线圈电路层的距离大于预设距离时，所述中央处理器单元向无线充电控制IC发送使能信号，以使所述装置进行充电的通道断开。
本发明的屏幕实现无线充放电通道，无需额外的线圈单元，实现屏幕功能的集成化和差异化。同时不需要单独的充放电模块，也降低了终端的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的实施例提供的屏幕的结构示意图；
图2是图1中的薄膜式晶体管电路层的设计示意图；
图3是图1中的接受和发射线圈电路层的设计示意图；
图4是图1中的薄膜式晶体管电路层的俯视图；
图5是图1中的薄膜式晶体管电路层的主视图；
图6是本发明的实施例提供的屏幕和终端的系统架构示意图；
图7是本发明的实施例提供的屏幕以及终端无线充电功能的流程图；以及
图8是本发明的实施例提供的屏幕以及终端无线放电功能的流程图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如屏幕技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
另外，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本发明提供了一种屏幕，其中，所述屏幕内集成有无线充放电的接受和发射线圈电路层，该接受和发射线圈电路层上设有晶体管电路层。
通过将无线充放电的接受和发射线圈电路层集成在屏幕内，可以实现无线充电的目的，并使得含有该屏幕的终端或装置的体积的降低成为可能。
现结合图1至5对本发明的屏幕的一具体实施例进行详细地描述，以使本发明清楚，其并非旨于对本发明的限制，而是旨于使本发明清楚。
如图1至5所示，在本发明的具体实施例中，屏幕包括：由外到内依次分为：上偏光片层31、彩色滤光片层32(Glass-CF层)、液晶层33、薄膜式晶体管电路层34(TFT层)、接受和发射线圈电路层36(coil RX/TX层)、下偏光片层37、背光层38(也可以称为背光单元)和导磁片层39，其中，薄膜式晶体管电路层34(TFT层)和接受和发射线圈电路层36形成Glass_Vcom层40(玻璃基板层)，如图6所示，Glass_Vcom层40和系统主控单元的柔性线路板2(PCBA)连接。其中，薄膜式晶体管电路层3、接受和发射线圈电路层36(coil RX/TX层)在同一个玻璃基板上(Glass_Vcom)，它们之间做绝缘处理，薄膜式晶体管电路层34与接受和发射线圈电路层36之间具有绝缘层35，使得二者之间的电路相互独立。coil RX/TX线路采用透明的材料制成。Glass_Vcom层的线路接口(Gate 1～m，source1～n，RX+，RX-，TX+，TX-)通过FPCBA分别和液晶驱动IC，无线充放电IC连接。
如图6所示，一种装置(也可以称为该发明的无线充放电屏幕和终端硬件系统架构)包括：主控制单元和电池1，主控制单元和电池1包括中央处理器单元和电源管理器1.1、无线充放电控制IC1.2、电池1.3；柔性线路板2(FPCBA)，柔性线路板2包括液晶驱动控制IC2.1、背光驱动控制IC2.2；.集成无线充电接受和发射线圈显示屏3，包括薄膜式晶体管电路层3.1(TFT)，接受线圈3.2(Coil RX)、发射线圈3.3(Coil TX)、背光Led单元3.4。上述该发明架构各部分功能如下；
主控制单元和电池1.的各个部件的功能如下：中央处理器单元和电源管理器1.1通过逻辑控制、运算和存储，识别和响应系统各单元请求，并提供系统各单元工作的电源或电源变换，控制信号和数据信号。无线充放电控制IC1.2控制无线充放电能量的输入和输出，具有谐波震荡，ADC转换，稳压降噪，过压过流保护。电池1.3为电能储存装置。
柔性线路板2的各个部件的功能如下：提供主控制单元接口和显示屏接口之间的线路连接，并附带模块的驱动控制IC，其中液晶驱动控制IC2.1接受主控单元传输的显示数据和控制信号，在工作的状态下，对数据进行解码，并提供液晶像素阵列开关和翻转电压，输出图像显示内容。背光驱动控制IC2.2通过升压提供背光led工作的稳定电压和电流，以及电流的调节，过压保护。
集成无线充电接受和发射线圈显示屏3能够实现图像的输出和无线充电的电能输入和无线放电的电能输出。薄膜式晶体管电路层TFT3.1控制液晶子像素的开关和翻转，控制色彩和亮度，显示画面内容，接受线圈Coil RX3.2，将外界激荡的磁场，转化成电流，并输送给系统内，发射线圈Coil TX3.3，将系统内的电源，激荡变化成变化的磁场。背光Led单元3.4提供显示屏光源。
现结合图6和图7对含有本发明的屏幕和终端的充电过程和方法进行详细的描述：
(1)外部终端发射线圈TX靠近本发明的终端屏幕充电线圈RX 2mm或以内。
(2)如图6，由于电磁感应，本发明的终端中央处理器单元的无线充电控制IC检测屏幕接受线圈RX Q值达到变大阀值，向中央处理器单元发送线圈接近信号。中央处理器单元接受该信号，向无线充电控制IC发送充电使能信号，并准备好与电池的充电通道连通。无线充电控制IC接收到使能信号由待机状态切换到充电状态，开始将接受线圈RX到无线充电控制IC到本发明的中央处理器单元和电源管理器的充电通路连通。
(3)本发明的终端中央处理器单元和电源管理器检测到有电流从无线充电控制IC方向流进。中央处理器单元向屏幕液晶驱动控制IC发送液晶驱动使能控制信号，以及向背光驱动IC发送背光使能控制信号，命令屏幕液晶驱动控制IC和背光驱动IC复位和停止工作。同时中央处理器停止输出液晶驱动电源和数字信号和背光电源和调节信号。屏幕液晶驱动控制IC和背光驱动IC停止工作后，屏幕液晶驱动控制IC输出给集成无线充电接受和发射线圈显示屏的Gate(1～m)，source(1～n)通道掉电关闭，图像信息停止显示。背光驱动IC输出给集成无线充电接受和发射线圈显示屏的Vled电源也关闭，屏幕熄灭。
(4)中央处理器确认上述灭屏动作完成后，电源管理器打开到电池的充电通道，开始通过无线接受线圈获得外部电流，进行对电池无线充电。
(5)当外部终端发射线圈TX远离本发明的终端屏幕接受线圈RX 2mm以上时，本发明的终端无线充电控制IC检测屏幕接受线圈RX Q值达到变小阀值中央处理器单元接受该信号，并向无线充电控制IC发送使能信号，关闭与电池的充电的充电通道。中央处理器单元对液晶驱动控制IC和背光驱动IC发起使能信号，并提供液晶驱动电源和数字信号和背光电源和调节信号，屏幕液晶Gate(1～m)，source(1～n)通道开启工作，显示屏背光Vled电源开始输出，显示屏开始亮屏显示。
现结合图6和图8对含有本发明的屏幕和终端的放电过程和方法进行详细的描述：
(1)外部终端接受线圈RX靠近本发明的终端屏幕发射线圈TX 2mm以内时。
(2)如图2，由于电磁感应，本发明的终端的无线充电控制IC检测屏幕发射圈TX Q值达到变大阀值。开始将电流从发射线圈TX到本发明的中央处理器单元和电源管理器通路连通。向中央处理器单元发送线圈接近信号。中央处理器单元接受该信号，向无线充电控制IC发送放电使能信号，并准备好与电池的放电通道连通。无线充电控制IC接收到使能信号由待机状态切换到放电状态，开始将激励发射线圈TX到无线充电控制IC，到本发明的中央处理器单元和电源管理器的放电通路连通。中央处理器单元和电源管理器将电池切换到放电通道上。开始放电。
(3)本发明的终端中央处理器单元和电源管理器检测到有电流从无线充电控制IC方向流出。中央处理器单元向屏幕液晶驱动控制IC发送液晶驱动使能控制信号，以及向背光驱动IC发送背光使能控制信号，命令屏幕液晶驱动控制IC和背光驱动IC复位和停止工作。同时中央处理器停止输出液晶驱动电源和数字信号和背光电源和调节信号。屏幕液晶驱动控制IC和背光驱动IC停止工作后，屏幕液晶驱动控制IC输出给集成无线充电接受和发射线圈显示屏的Gate(1～m)，source(1～n)通道掉电关闭，图像信息停止显示。背光驱动IC输出给集成无线充电接受和发射线圈显示屏的Vled电源也关闭，屏幕熄灭。
(4)中央处理器确认上述灭屏动作完成后，电源管理器打开到电池的放电通道，开始通过无线发射线圈激发输送电流，进行对外部线圈无线放电。
(5)当外部终端接受线圈RX远离本发明的终端屏幕发射线圈TX 2mm以上时，本发明的终端无线充电控制IC检测屏幕发射线圈RX Q值达到变小阀值，中央处理器单元接受该信号，并向无线充电控制IC发送使能信号，关闭与电池的充电通道。中央处理器单元对液晶驱动控制IC和背光驱动IC发起使能信号，并提供液晶驱动电源和数字信号和背光电源和调节信号，屏幕液晶Gate(1～m)，source(1～n)通道开启工作，显示屏背光Vled电源开始输出，显示屏开始亮屏显示。
现对本发明的屏幕的制作过程进行相应的描述，以使本发明更加清楚。
(1)接受和发射线圈电路层(coil RX/TX层)的制备：
在透明玻璃基板上，蒸镀透明的金属氧化物导电薄膜，按照如图3的接受和发射线圈电路层(coil RX/TX层)外形曝光显示蚀刻出两个同心圆的导电线圈，线圈有直接外接的RX-和TX-引线。
在上面线圈上蒸镀一整层绝缘膜，在同心圆线圈最靠近圆心的位置，蚀刻出两个小孔，漏出金属导氧化物RX+和TX+，在绝缘膜和小孔上方再镀上一层金属氧化物薄膜，曝光显影和蚀刻出RX+和TX+外引线。
(2)薄膜式晶体管电路层(TFT层)的制备：
1)在有接受和发射线圈电路的玻璃基板镀上度一层透明绝缘膜，再镀一层金属导电薄膜，按照图4和图5横向连通线路的形状光罩对金属导电膜进行曝光，显影和蚀刻。形成Gate电极和gate引线，并清洁干净。
2)在gate电极上镀一层透明绝缘膜并烤干。
3)在绝缘膜上镀上半导体薄膜，曝光，显影和蚀刻。覆盖在gate电极上方区域内。
4)在半导体薄膜上，镀上金属薄膜，图4的形状进行曝光，显影和蚀刻，形成source电极，Drain电极和source引线。
5)在Sourse电极和Drain上一层透明绝缘膜并烤干，在Drain电极的上方绝缘膜蚀刻小孔，再镀金属氧化物薄膜，形成液晶开关电容基板，并和Drain相连。
(3)在Coil RX/TX层线路区域上方镀一层有机透明的绝缘膜层。
(4)在上述有机绝缘膜层上分步骤进行镀膜，显影和蚀刻工艺，形成TFT显示驱动电极和线路。
(5)继续进行其他常规的制程，如Glass_CF(彩色滤光片)的RGB(红绿蓝像素)分层镀膜和蚀刻形成阵列，并进行后续常规显示屏的Glass_Vcom和Glass_CF对贴成显示液晶盒，在盒子内注入液晶，形成显示屏液晶盒。
(6)将大片液晶盒面板切割成小片的液晶盒面板，贴合偏光片，热压FPC(柔性线路板)和TFT驱动控制IC，使得液晶盒内Glass_Vcom(显示驱动层的基板玻璃)上的TFT线路，TX/RX线圈线路引出，形成和终端CPU连接用的接口。
(7)上述带FPC和TFT驱动控制IC的液晶盒，其背面加贴背光单元，然后在背光单元背后加贴线圈导磁片等。形成完整的可充放电的显示屏模组。
本发明将无线充放电的发射和接受模块集成到显示屏中的屏幕结构和装置，通过屏幕内部线路设计，以及屏幕无线充放电的方法，充电实现屏幕无线充电功能。解决了上述无线充电模块独立存在引起的体积，成本，ID效果的不良弊端。因此，本发明的屏幕实现无线充放电通道，无需额外的线圈单元，实现屏幕功能的集成化和差异化。同时不需要单独的充放电模块，也降低了终端的体积。此外，本发明的屏幕实现无线充放电，终端背部后盖材质可以多样化，ID有更多材质效果选择。如金属材质。不再受背部无线充电线圈电磁屏蔽的约束。
将无线充放电模块功能集成到显示屏中，使屏幕具有充放电功能。屏幕功能集成化，终端体积减小以及后盖材质多样化，效果丰富不收材质约束。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种屏幕，其特征在于，所述屏幕内集成有无线充放电的接受和发射线圈电路层，所述接受和发射线圈电路层上设有晶体管电路层。
2.如权利要求1所述的屏幕，其特征在于，所述接受和发射线圈电路层的线路接口通过柔性线路板分别与液晶驱动IC和无线充放电IC连接。
3.如权利要求1所述的屏幕，其特征在于，所述晶体管电路层与接受和发射线圈电路层在同一个玻璃基板上。
4.如权利要求2所述的屏幕，其特征在于，所述晶体管电路层与所述接受和发射线圈电路层之间设有绝缘层。
5.如权利要求1所述的屏幕，其特征在于，所述接受和发射线圈电路层由透明的材料制成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的屏幕，其特征在于，还包括：上偏光层、彩色滤光片层以及液晶层，其中，所述液晶层设于所述晶体管电路层远离所述接受和发射线圈电路层，所述彩色滤光片层设于所述液晶层远离所述晶体管电路层的一侧，所述上偏光层设于所述彩色滤光片层远离所述液晶层的一侧。
7.如权利要求6所述的屏幕，其特征在于，还包括：下偏光层、背光LED层以及导磁片层，其中，所述下偏光层设于所述接受和发射线圈电路层远离所述晶体管电路层的一侧，所述背光LED层设于所述下偏光层远离所述接受和发射线圈电路层的一侧，所述导磁片层设于所述背光LED层远离所述下偏光层的一侧。
8.一种装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1至7中任一项所述的屏幕。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：中央处理器单元，当外部终端发射线圈靠近所述屏幕的接受和发射线圈电路层的距离小于或等于预设距离时，所述中央处理器单元向无线充电控制IC发送充电使能信号，以使所述装置进行充电的通道连通。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述外部终端发射线圈远离所述屏幕的接受和发射线圈电路层的距离大于预设距离时，所述中央处理器单元向无线充电控制IC发送使能信号，以使所述装置进行充电的通道断开。
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