CN111007956A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置，包括显示面板和触控层，触控层形成在所述显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极和多个第二触控电极，第一触控电极与第一电极线连接，第二触控电极与第二电极线连接，第一触控电极与第二触控电极沿第一方向交替排列，第二触控电极包括沿第二方向排列且相互连接的多个触控单元，第二方向与第一方向垂直，同一第二触控电极中多个触控单元的表面积均不相等。本发明通过一根第二电极线测出第二触控电极上多个点的电容变化值，从而大大减少了电极线的数量，后续与柔性电路板绑定时所需引脚的数量也大大减小，进而减小了柔性电路板的宽度，实现了窄边框。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

在现有的采用单层互电容结构的触控面板中，相互靠近的驱动电极和感应电极形成侧向电容，驱动电极作为输入端输入正弦波信号，感应电极作为检测端，当有手指触摸触控面板表面时，根据检测到的输入信号变化，确定触摸位置的坐标。

输入端和检测端均需要通过电极线与柔性电路板上的引脚连接，由于一个输入端对应多个检测端，每个输入端和每个检测端均需与一根电极线与引脚连接，最终造成需要的引脚过多，柔性电路板的宽度较大，不能满足窄边框的需求。

因此，现有的显示装置存在触控电极的电极线过多的技术问题，需要改进。

发明内容

本发明提供一种显示装置，以缓解现有的显示装置中触控电极的电极线过多的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种显示装置，包括：

显示面板；

触控层，形成在所述显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极和多个第二触控电极，所述第一触控电极与第一电极线连接，所述第二触控电极与第二电极线连接，所述第一触控电极与所述第二触控电极沿第一方向交替排列，所述第二触控电极包括沿第二方向排列且相互连接的多个触控单元，所述第二方向与所述第一方向垂直，同一第二触控电极中多个触控单元的表面积均不相等。

在本发明的显示装置中，同一第二触控电极中，多个触控单元的表面积沿第二方向逐渐增大。

在本发明的显示装置中，同一第二触控电极中，多个触控单元的表面积由中间至两端逐渐减小。

在本发明的显示装置中，所有第二触控电极中触控单元的数量相等，且不同的第二触控电极中各触控单元的表面积对应相等。

在本发明的显示装置中，所有第二触控电极中触控单元的排列顺序均相同。

在本发明的显示装置中，至少部分第二触控电极中触控单元的排列顺序与其他第二触控电极中触控单元的排列顺序不同。

在本发明的显示装置中，沿第一方向排列的多个第二触控电极，所有排列奇数的第二触控电极中触控单元的排列顺序相同，且排列奇数和排列偶数的第二触控电极中触控单元的排列顺序不同。

在本发明的显示装置中，所述触控层包括第一重复单元和第二重复单元，所述第一重复单元和所述第二重复单元均包括至少两个相邻的第二触控电极，所述第一重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序相同，所述第二重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序相同，且所述第一重复单元和所述第二重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序不同，所述第一重复单元和所述第二重复单元沿第一方向交替排列。

在本发明的显示装置中，所有第二触控电极中触控单元的数量相等，且不同的第二触控电极中，各触控单元的表面积至少部分对应不相等。

在本发明的显示装置中，所述触控单元的表面形状为矩形、梯形或圆形中的至少一种。

本发明的有益效果为：本发明提供一种显示装置，包括显示面板和触控层，所述触控层形成在所述显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极和多个第二触控电极，所述第一触控电极与第一电极线连接，所述第二触控电极与第二电极线连接，所述第一触控电极与所述第二触控电极沿第一方向交替排列，所述第二触控电极包括沿第二方向排列且相互连接的多个触控单元，所述第二方向与所述第一方向垂直，同一第二触控电极中多个触控单元的表面积均不相等。通过将第二触控电极设置为相互连接且表面积不同的多个触控单元，对应同一个第一触控电极，当手指触碰到第二触控电极上不同位置时，对应的电容值变化也不同，因此可以通过一根第二电极线测出第二触控电极上多个点的电容变化值，从而大大减少了电极线的数量，后续与柔性电路板绑定时所需引脚的数量也大大减小，进而减小了柔性电路板的宽度，实现了窄边框。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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他的附图。

图1为现有技术的显示装置中触控层的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示装置中触控层的第一种平面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示装置中触控层的第二种平面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的显示装置中触控层的电容等效示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的表面用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的表面。因此，使用的表面用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相近的单元是用以相同标号表示。

本发明提供一种显示装置，以缓解现有的显示装置中触控电极的电极线过多的技术问题。

如图2所示，为本发明实施例提供的显示装置中触控层的第一种平面结构示意图。显示装置包括显示面板和触控层200，触控层200形成在显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极101和多个第二触控电极201，第一触控电极101与第一电极线102连接，第二触控电极201与第二电极线202连接，第一触控电极101与第二触控电极201沿第一方向X交替排列，第二触控电极201包括沿第二方向Y排列且相互连接的多个触控单元2011，第二方向Y与第一方向X垂直，同一第二触控电极201中多个触控单元2011的表面积均不相等。

在本发明中，显示面板可以为OLED显示面板，也可以为液晶显示面板。当显示面板为OLED显示面板时，包括衬底、驱动电路层、发光层。当显示面板为液晶显示面板时，包括对盒设置的第一基板、第二基板以及填充在第一基板和第二基板之间的液晶层。通常情况下，第一基板为阵列基板，包括层叠设置的第一衬底、驱动电路层、像素电极，第二基板为彩膜基板，包括层叠设置的第二衬底、黑矩阵和色阻层、公共电极。当显示面板为COA型液晶显示面板时，第一基板包括层叠设置的第一衬底、驱动电路层、色阻层、像素电极，第二基板包括层叠设置的第二衬底、黑矩阵、公共电极。本发明对显示面板的种类不做限制。

在显示面板的两侧均形成有偏光片，触控层200形成在显示面板与偏光片之间，即On Cell结构。On Cell结构的显示装置较为轻薄，在显示装置中得到广泛应用。

本发明的触控层200采用单层互电容结构，即第一触控电极101和第二触控电极201均形成在同一层。第一触控电极101为驱动电极TX，第二触控电极201为感应电极RX，第一触控电极101与第二触控电极201均为条状结构，沿第一方向X交替排列。第一触控电极101与第二触控电极201相互之间绝缘即不接触，相邻的第一触控电极101与第二触控电极201之间形成侧向电容。

第一触控电极101与第一电极线102连接，第二触控电极201与第二电极线202连接，在后续显示面板与柔性电路板绑定后，第一电极线102和第二电极线202均和柔性电路板上的引脚301连接，与柔性电路板实现电信号传输。

第二触控电极201为条状结构，每个第二触控电极201包括多个触控单元2011，多个触控单元2011沿第二方向Y排列，且相互连接，每个触控单元2011包括一表面2012，在手指进行触摸时，手指与表面2012接触。在同一个第二触控电极201中，所有触控单元2011的表面积均不相同。

在触控层200正常工作时，第一触控电极101作为输入端输入正弦波信号，与之相邻的第二触控电极201作为检测端，通过两者之间的耦合电容得到相应的交流波形，当未进行触摸动作时，检测到的交流波形保持稳定状态，而当手指触摸到触控层200时，手指与触控单元2011的表面2012接触，手指与触控层200间形成的电容会降低第一触控电极101与第二触控电极201之间的耦合电容，导致检测到的交流信号幅值变弱，从而根据检测结果判断出触摸位置的坐标。

如图4所示，本发明实施例提供的显示装置中触控层的电容等效示意图。从第二触控电极201中选择一条RX1，与RX1两侧相邻的第一触控电极101分别为TX1和TX2，则RX1与左右两侧的TX1和TX2之间均会产生耦合电容C。

RX1中的每个触控单元2011间距相同，因此TX1也相当于多段连接，其中每段与一个触控单元2011对应，每段的电阻均为R。RX1中的各触控单元2011的电阻分别为R1、R2、...、Rn，由于各触控单元2011的表面积不同，电阻也不相等。同理，TX2也相当于多段连接，其中每段与一个触控单元2011对应，每段的电阻均为R。

根据平行板电容器公式C＝ε*S/d，由于触控单元2011的表面积不同，手指触碰到不同的触控单元2011时，两者之间产生的电容也不同，对应的正弦信号的变化幅度也不同。因此，首先确定出检测到的信号有变化的第二电极线202，以此确定出触控点的X坐标，再对应此条第二电极线202，根据检测到的电容变化的大小，反推到手指触碰位置，从而确定触控点的Y坐标。

如图1所示，为现有技术的显示装置中触控层的结构示意图。触控层包括驱动电极10和感应电极20，与同一条驱动电极10相邻的感应电极20数量为多个，且感应电极20之间相互不接触。当向一个驱动电极10输入信号时，对应同一X值，如果要检测Y方向上不同点的触摸情况，则需要从每个感应电极20中均引出一条感应电极线21，分别检测对应的感应电极20与驱动电极10之间耦合电容的变化，才能确定正确的触摸点坐标。

基于此，对应每个驱动电极10，需要引出一条驱动电极线10，对应每个感应电极20，也需要引出一条感应电极线20，而驱动电极线10与感应电极线20又需要与柔性电路板上的引脚30连接。对应分辨率为(a，b)的显示装置，即有a列驱动电极10，b行感应电极20，则需要的引脚总数为a*(1+b)个，当显示面板尺寸增大后，引脚数量过多会导致柔性电路板的宽度无法对应，限制了单层互电容结构的触控层的应用范围。

而本发明中，将第二触控电极201设置为多个触控单元2011连接的结构，相当于第二触控电极201也为一条，每条第二触控电极201设置一根第二电极线202。此时，对应分辨率为(a，b)的显示装置，则需要的引脚总数为2a个。在显示面板第二方向上的尺寸增大时，引脚数量也不会增加，从而对于大尺寸面板的适用性增强。

本发明通过将第二触控电极201设置为相互连接且表面积不同的多个触控单元2011，对应同一个第一触控电极101，当手指触碰到第二触控电极201上不同位置时，对应的电容值变化也不同，因此可以通过一根第二电极线202测出第二触控电极201上多个点的电容变化值，从而大大减少了电极线的数量，后续与柔性电路板绑定时所需引脚301的数量也大大减小，进而减小了柔性电路板的宽度，实现了窄边框。

在一种实施例中，所有第二触控电极201中触控单元2011的数量相等，且不同的第二触控电极201中各触控单元2011的表面积对应相等。

同一第二触控电极201中各触控单元2011的表面积不同，假设其中一个第二触控电极201有n个触控单元2011，每个触控单元2011的表面积分别以S1、S2、...、Sn表示，则其余每个第二触控电极201中也均包括n个触控单元2011，且n个触控单元2011的表面积也分别为S1、S2、...、Sn，即整个显示装置中，触控单元2011的表面积只有n个不同的数值。这样在制备触控层200时，不需设置太多的表面积值，制备较为简单。

在此情况下，同一第二触控电极201中各触控单元2011的排列顺序可以有多种方式。

在一种实施例中，如图2所示，同一第二触控电极201中，多个触控单元2011的表面积沿第二方向Y逐渐增大。第二方向Y为图中的上下方向，多个触控单元2011的表面积可以沿第二方向Y逐渐增大，也可以逐渐减小。通过将同一第二触控电极201中多个触控单元2011的表面积按大小顺序排列，触控时电容变化幅度也呈现出规律增大或减小，检测时更为简便易操作。

在一种实施例中，如图3所示，同一第二触控电极201中，多个触控单元2011的表面积由中间至两端逐渐减小。通常情况下，使用者对显示面板中部的触碰频率较高，对两端的触碰频率较低，因此中部对触控的灵敏度较高。根据平行板电容器公式C＝ε*S/d，中间触控单元2011的表面积较大，手指触控时产生的电容也越大，即电容的变化值较大，因此更容易被检测出，触控的灵敏度较高。

当然，同一第二触控电极201中，多个触控单元2011的排列顺序不限于此，还可以有其他方式，本领域的设计人员可根据需要合理设置多个触控单元2011的排列顺序。

在同一第二触控电极201中，各触控单元2011的表面积均不同。而对应整个显示装置，设置有多个第二触控电极201，各第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序可以相同，也可以不同。

在一种实施例中，如图2所示，所有第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序均相同。忽略第一触控电极101所在的列数，仅以第二触控电极201所在的列数计算，图2中第一列第二触控电极201中，多个触控单元2011的表面积沿第二方向Y逐渐增大，其他各列的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序均与第一列第二触控电极201中的排列顺序相同，即也都是按表面积沿第二方向Y逐渐增大的顺序排列。

当所有的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序均相同时，触控层200制作较为简单易行，对应的电容变化值数据量较少，易于管理。

在一种实施例中，至少部分第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序与其他第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序不同。

如图3所示，沿第一方向X排列的多个第二触控电极201，所有排列奇数的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序相同，且排列奇数和排列偶数的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序不同。

忽略第一触控电极101所在的列数，仅以第二触控电极201所在的列数计算，第一列、第三列、第五列等排列为奇数的第二触控电极201中，多个触控单元2011的表面积沿第二方向Y逐渐增大，而其他列中的第二触控电极201中，各触控单元2011的表面积可以都沿第二方向Y逐渐减小，也可以都由中间至两端逐渐减小，或者一部分沿第二方向Y逐渐减小，另一部分由中间至两端逐渐减小。

同理，也可以反过来设置，沿第一方向X排列的多个第二触控电极201，所有排列偶数的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序相同，且排列奇数和排列偶数的第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序不同。

忽略第一触控电极101所在的列数，仅以第二触控电极201所在的列数计算，第二列、第四列、第六列等排列为偶数的第二触控电极201中，多个触控单元2011的表面积沿第二方向Y逐渐增大，而其他列中的第二触控电极201中，各触控单元2011的表面积可以都沿第二方向Y逐渐减小，也可以都由中间至两端逐渐减小，或者一部分沿第二方向Y逐渐减小，另一部分由中间至两端逐渐减小。

在上述实施例中，相邻两个第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序不相同，因此手指在触碰时，与相邻两个第二触控电极201产生的电压不同，对应检测到的电压变化也不同，提高了检测的准确性。

在一种实施例中，触控层200包括第一重复单元和第二重复单元，第一重复单元和第二重复单元均包括至少两个相邻的第二触控电极201，第一重复单元中第二触控电极201的触控单元2011排列顺序相同，第二重复单元中第二触控电极201的触控单元2011排列顺序相同，且第一重复单元和第二重复单元中第二触控电极21的触控单元2011排列顺序不同，第一重复单元和第二重复单元沿第一方向X交替排列。

在本实施例中，将至少两个相邻的第二触控电极201作为第一重复单元，至少两个相邻的第二触控电极201作为第二重复单元，同一类型的重复单元中，触控单元2011排列顺序相同，第一重复单元和第二重复单元沿第一方向X交替排列。第一重复单元和第二重复单元中包括的第二触控电极201数量可根据需要选择。

相邻两个重复单元中，第二触控电极201中触控单元2011的排列顺序不相同，因此手指在触碰时，与相邻两个重复单元中的第二触控电极201产生的电压不同，对应检测到的电压变化也不同，提高了检测的准确性。

上述所有实施例中，显示装置中触控单元2011的表面积仅有n个不同的值，但本发明不限于此，在一种实施例中，所有第二触控电极201中触控单元2011的数量相等，且不同的第二触控电极21中，各触控单元2011的表面积至少部分对应不相等。

假设其中一个第二触控电极201有n个触控单元2011，每个触控单元2011的表面积分别以S1、S2、...、Sn表示，则其余每个第二触控电极201中也均包括n个触控单元2011，但其余的第二触控电极201中，至少存在一个第二触控电极201，该第二触控电极201中有至少一个触控单元2011的表面积与其他第二触控电极201中触控单元2011的表面积均不相同。此时整个显示装置中，触控单元2011的表面积至少有n+1个不同的数值。

当触控单元2011的表面积数值越多时，检测到的电容变化值也越多，相应地检测灵敏度也越高，检测越准确。可以将整个显示装置中的所有触控单元2011的表面积均设置为不同，则整个面板中不同触控点的电容变化值均不相同，检测准确性进一步提高。

在本发明中，触控单元2011的表面形状为矩形、梯形或圆形中的至少一种。同一个第二触控电极201中触控单元2011的形状可以相同，也可以不同。不同第二触控电极201中触控单元2011的形状可以相同，也可以不同。本领域的设计人员可根据需要设置触控单元2011的表面形状。

根据上述实施例可知：

本发明提供一种显示装置，包括显示面板和触控层，触控层形成在所述显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极和多个第二触控电极，第一触控电极与第一电极线连接，第二触控电极与第二电极线连接，第一触控电极与第二触控电极沿第一方向交替排列，第二触控电极包括沿第二方向排列且相互连接的多个触控单元，第二方向与第一方向垂直，同一第二触控电极中多个触控单元的表面积均不相等。通过将第二触控电极设置为相互连接且表面积不同的多个触控单元，对应同一个第一触控电极，当手指触碰到第二触控电极上不同位置时，对应的电容值变化也不同，因此可以通过一根第二电极线测出第二触控电极上多个点的电容变化值，从而大大减少了电极线的数量，后续与柔性电路板绑定时所需引脚的数量也大大减小，进而减小了柔性电路板的宽度，实现了窄边框。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板；

触控层，形成在所述显示面板一侧，包括同层设置且相互不接触的多个第一触控电极和多个第二触控电极，所述第一触控电极与第一电极线连接，所述第二触控电极与第二电极线连接，所述第一触控电极与所述第二触控电极沿第一方向交替排列，所述第二触控电极包括沿第二方向排列且相互连接的多个触控单元，所述第二方向与所述第一方向垂直，同一第二触控电极中多个触控单元的表面积均不相等。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，同一第二触控电极中，多个触控单元的表面积沿第二方向逐渐增大。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，同一第二触控电极中，多个触控单元的表面积由中间至两端逐渐减小。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所有第二触控电极中触控单元的数量相等，且不同的第二触控电极中各触控单元的表面积对应相等。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所有第二触控电极中触控单元的排列顺序均相同。

6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，至少部分第二触控电极中触控单元的排列顺序与其他第二触控电极中触控单元的排列顺序不同。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，沿第一方向排列的多个第二触控电极，所有排列奇数的第二触控电极中触控单元的排列顺序相同，且排列奇数和排列偶数的第二触控电极中触控单元的排列顺序不同。

8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述触控层包括第一重复单元和第二重复单元，所述第一重复单元和所述第二重复单元均包括至少两个相邻的第二触控电极，所述第一重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序相同，所述第二重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序相同，且所述第一重复单元和所述第二重复单元中第二触控电极的触控单元排列顺序不同，所述第一重复单元和所述第二重复单元沿第一方向交替排列。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所有第二触控电极中触控单元的数量相等，且不同的第二触控电极中，各触控单元的表面积至少部分对应不相等。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述触控单元的表面形状为矩形、梯形或圆形中的至少一种。

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