CN112181212A - 内嵌式触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内嵌式触控显示装置，包括相互层叠设置的显示面板和背光模组，所述显示面板设置于所述背光模组的出光光路上，所述显示面板中设置有多个触控电极，还包括接地的感应电荷消除元件，设置于所述背光模组靠近所述显示面板的一侧，用于消除所述背光模组中由所述触控电极感应产生的感应电荷。本发明提供的内嵌式触控显示装置通过感应电荷消除元件和驱动元件发出的正负交替的电压信号来消除背光模组中由于与触控电极感应而产生的感应电荷，从而避免触控电极与背光模组之间的静电吸引力对内嵌式触控显示装置与背光模组之间的空气间隙的压缩进而避免了由于空气间隙被压缩导致的噪音，保障了产品的使用体验。

Description

内嵌式触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控显示领域，尤其涉及一种内嵌式触控显示装置。
背景技术
现有技术中对内嵌式触控面板(In-cell touch panel)的触控电极施加正电压信号(电压信号在零电位与正电压之间交替变化)以感测可导电物体(例如，手指)与触控电极之间的电容变化，若电容发生变化，则可判断手指接触了触控面板。当正电压信号作用于触控电极上时，触控电极可能会累积大量的正电荷，且背光模组在靠近触控电极的一侧受触控电极的正电荷的影响会产生感应负电荷。当背光模组的导电性较差时，感应负电荷会逐渐累积在背光模组靠近触控电极的一侧，并与触控电极上累积的正电荷之间产生静电吸引力，静电吸引力压缩背光模组与触控面板之间的空气隙形成较密的空气波，当静电吸引力减少或为零时，空气隙之间形成较疏的空气波，当较密的空气波和较疏的空气波交替产生时即形成音波，若该音波的频率处于人耳能够听见的频率时则可被人耳所听到，此将影响产品的使用体验。
发明内容
本发明第一方面提供一种内嵌式触控显示装置，包括相互层叠设置的显示面板和背光模组，所述显示面板中设置有多个触控电极，还包括：
接地的感应电荷消除元件，设置于所述背光模组靠近所述显示面板的一侧，用于消除所述背光模组中由于与所述触控电极感应而产生的感应电荷。
本发明第二方面提供一种内嵌式触控显示装置，包括相互层叠设置的显示面板和背光模组，所述显示面板中设置有多个触控电极，还包括：
驱动元件，用于对所述触控电极施加驱动信号，其中所述驱动信号为正负交替的电压信号。
本发明提供的内嵌式触控显示装置通过感应电荷消除元件和驱动元件发出的正负交替的电压信号来消除背光模组中由于与触控电极感应而产生的感应电荷，从而避免触控电极与背光模组之间的静电吸引力对内嵌式触控显示装置与背光模组之间的空气间隙的压缩进而避免了由于空气间隙被压缩导致的噪音，保障了产品的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例/方式技术方案，下面将对实施例/方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例/方式，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为本发明实施例一的内嵌式触控显示装置的剖面结构示意图。
图2为本发明实施例一中触控电极接收的正电压信号的波形示意图。
图3为本发明实施例二的内嵌式触控显示装置的剖面结构示意图。
图4为本发明实施例三的内嵌式触控显示装置的剖面结构示意图。
图5为本发明实施例三中触控电极接收的驱动信号的的波形示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0002114241950000021
Figure BDA0002114241950000031
Figure BDA0002114241950000041
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
如图1所示，实施例一提供的内嵌式触控显示装置100包括相互层叠设置的显示面板160和背光模组140，背光模组140为显示面板160提供显示画面所需的背光，显示面板160设置于背光模组140的出光光路上。显示面板160用于显示画面。
显示面板160中设置有多个触控电极111，内嵌式触控显示装置100还包括接地的感应电荷消除元件130，感应电荷消除元件130设置于背光模组140靠近显示面板160的一侧，用于消除背光模组140中由于与触控电极111上的电荷感应产生的感应电荷。本实施例中，感应电荷消除元件130为导电的防静电层(Anti-Static Layer，ASL)131，防静电层131设置于触控电极111靠近背光模组140的一侧。防静电层131的表面电阻小于1010ohm/sq，优先地，防静电层131的表面电阻介于107ohm/sq至1010ohm/sq，例如为108ohm/sq或109ohm/sq。防静电层131为透明或半透明的材质，防静电层131可例如为多晶硅或高阻抗聚合物。
显示面板160包括彩色滤光基板(Color Filter)117、与彩色滤光基板117层叠设置的薄膜晶体管阵列基板120、设置在彩色滤光基板117和薄膜晶体管阵列基板120之间有液晶层(图未示)、设置在薄膜晶体管阵列基板120靠近背光模组140一侧的下偏光片121。本实施例中，触控电极111设置于薄膜晶体管阵列基板120远离背光模组140的一侧，具体地，薄膜晶体管阵列基板120与彩色滤光基板117之间。本实施例中，防静电层131设置于薄膜晶体管阵列基板120和下偏光片121之间。在另外实施例中，防静电层131设置于下偏光片121靠近背光模组140的一侧。
请参阅图2，本实施例中，触控电极111接收一如图2所示的方波信号，图2中的方波信号在高电平信号VTP和零电势信号VG之间交替震荡，本实施例中高电平信号VTP为正电压值。当触控电极111接收到高电平信号VTP时，内嵌式触控显示装置100可感测外界导电体(如，手指)触摸显示面板160时外界导电体与触控电极111之间的电容变化，高电平信号VTP对应的电压信号为有效的；当触控电极111接收到零电势信号VG时，内嵌式触控显示装置100停止感测外界导电体与触控电极111之间的电容变化，零电势信号VG对应的电压信号为无效的。可以理解，本实施例的内嵌式触控显示装置100不局限于应用在如图2所示的方波信号，还可应用于本领域常见的其他波形的施加于触控电极上的电压信号，触控电极111还可接收在负电压值和零电势之间交替震荡的电压信号。当高电平信号VTP为正电压信号时，触控电极111上逐渐累积大量的触控电荷(如，正电荷)，则触控电极111上的触控电荷在背光模组140靠近触控电极111的一侧感应出与触控电荷极性相反的感应电荷(如，负电荷)。若背光模组140本身的导电性较差(如，背光模组140的表面电阻大于1010ohm/sq)，背光模组140上被感应出的感应电荷(负电荷)无法及时消散，则触控电极111上的触控电荷(正电荷)与背光模组140上的感应电荷(负电荷)之间会产生静电吸引力。
如图1所示，显示面板160和背光模组140之间通过粘接层114相互贴合，为了提高背光的透过率，粘接层114在本领域中常设于显示面板160的边缘区域，故显示面板160和背光模组140之间因粘接层114的厚度及组装工艺误差会存在空气间隙150。当触控电极111与背光模组140之间产生静电吸引力时，该静电吸引力使得空气间隙150压缩形成较为致密的空气波，当触控电极111接收的驱动信号值为零时(对应于接地端的零电位)，显示面板160与背光模组140之间的空气间隙150不再压缩，形成较为稀疏的空气波，如此反复，较为致密与较为稀疏的空气波形成音波，当音波的频率处于20Hz至20kHz时，人耳即接收到噪音，不利于产品的使用体验。
本实施例的内嵌式触控显示装置100中增加了防静电层131，防静电层131有利于隔绝触控电极111与背光模组140之间的感应，避免背光模组140靠近触控电极111的一侧被感应出感应电荷(负电荷)，从而有效避免了空气间隙150的压缩导致的噪音，保障了产品的使用体验。具体地，防静电层131连接至系统的接地端，有利于使防静电层131上被触控电极111的触控电荷(正电荷)感应出的感应电荷(负电荷)导出至接地端，因而防静电层131可起到隔绝触控电极111的触控电荷(正电荷)对背光模组140的感应作用。
如图1所示，显示面板160中，触控电极111靠近彩色滤光基板117的一侧设置有第一介电层118，触控电极111靠近薄膜晶体管阵列基板120的一侧设置有第二介电层119，第一介电层118和第二介电层119由透明的绝缘材料制成，第一介电层118用于电性隔离触控电极111与彩色滤光基板117，第二介电层119用于电性隔离触控电极111与薄膜晶体管阵列基板120。可以理解的，介电层也是可以不设置的。
可以理解的，触控电极111的设置位置不限于本实施例所示，还可在显示面板160的其他位置；感应电荷消除元件130的设置位置亦不限于本实施例所示，但应设置于触控电极111和空气间隙150之间。
显示面板160还包括设置于彩色滤光基板117远离触控电极111一侧的上偏光片116，以及包括设置于上偏光片116远离彩色滤光基板117的一侧的保护层112，保护层112通过粘接层113与上偏光片116粘接。粘接层113可例如为光学胶(Optically ClearAdhesive，OCA)，保护层112可例如为透明玻璃。保护层112靠近粘接层113的一侧的边缘区域设置有遮蔽层115，遮蔽层115用于遮蔽与触控电极111连接的金属导线(图未示)，以美化显示面板160的外观。薄膜晶体管阵列基板120靠近触控电极111的一侧的边缘可连接柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)122。可以理解，显示面板160的具体结构可根据本领域常规的触控显示面板进行删减，本发明对此不作限定。
本实施例中，背光模组140包括依次层叠设置的光学膜片组141(包括第一扩散片141a、棱镜片141b、第二扩散片141c)、导光板142、背板143，其中背板143底面上分布有多个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)144，背板143底面设为反光面143a，反光面143a用于将发光二极管144发出的光束反射至导光板142以提高背光的亮度。可以理解，光学膜片组141不局限于上述结构，其包括的层结构的具体数量可根据实际情况进行设计，光学膜片组141还可包括其他种类的光学膜片，例如增亮膜。可以理解，背光模组140可为本领域常规的背光模组，本发明对此不做限定。
实施例二
实施例二提供的内嵌式触控显示装置100与实施例一的主要区别在于：如图3所示，内嵌式触控显示装置100未额外设置用于消除静电荷元件防静电层131，而是将下偏光片132充当感应电荷消除元件130，下偏光片132为导电的。下偏光片132设置于薄膜晶体管阵列基板120靠近背光模组140的一侧，本实施例中下偏光片132设置于薄膜晶体管阵列基板120与背光模组140之间，触控电极111设置于薄膜晶体管阵列基板120远离下偏光片132的一侧。下偏光片132的表面电阻小于1010ohm/sq，例如为107ohm/sq或109ohm/sq。下偏光片132能够起到隔绝触控电极111与背光模组140之间的感应的作用，使背光模组140靠近触控电极111的一侧不会产生感应的感应电荷(负电荷)，因而也有利于避免静电吸引力压缩空气间隙150以产生噪音的现象。相较于实施例一，本实施例中下偏光片132可代替实施例一的下偏光片121使用，本实施例提供的内嵌式触控显示装置100无需额外增加防静电层131，故可使内嵌式触控显示装置100保持轻薄化。
实施例三
实施例三提供的内嵌式触控显示装置100与实施例一的主要区别在于：如图4所示，本发明内嵌式触控显示装置100未设置感应电荷消除元件，而是通过调整与触控电极111电性连接的驱动元件133的驱动信号，从而避免背光模组140中产生感应电荷。驱动元件133用于对触控电极111发出驱动信号，其中驱动信号为正负交替的电压信号。
如图5所示，一个驱动周期t0包括驱动信号中相邻的一个正电压信号(如，图5中的电压值为VTP的高电平信号)与一个负电压信号(如，图5中的电压值为－VTP的低电平信号)对应的时间，一个驱动周期t0还包括零电势信号VG对应的时间，相邻的高电平信号VTP和低电平信号－VTP之间设有一段零电势信号VG。在一个驱动周期t0内，触控电极111上产生的正电荷的总量等于触控电极111上产生的负电荷的总量。优选地，在一个驱动周期t0中，正电压信号对应的时间tA等于负电压信号对应的时间tB。
触控电极111在正电压信号和负电压信号的交替驱动下，产生的极性相反的正电荷和负电荷作为触控电荷，触控电荷中的正电荷和负电荷相互抵消，故触控电极111上不再累积单一极性的触控电荷，故而触控电极111在背光模组140靠近触控电极111的一侧也不会感应出单一极性的感应电荷，进而避免了空气间隙150被压缩导致的噪音。本实施例中驱动信号的波形可如图5所示，可以理解，本发明中驱动信号的波形不限于图5所示的波形，驱动信号的每段正电压信号与零电势信号VG所在的水平线围合的面积A等于每段负电压信号与零电势信号VG所在的水平线围合的面积B即可。
本发明实施例提供的内嵌式触控显示装置100通过感应电荷消除元件130和驱动元件133发出的正负交替的电压信号来消除背光模组140中由触控电极111感应产生的感应电荷，从而避免了触控电荷与感应电荷之间的静电吸引力对内嵌式触控显示装置100与背光模组140之间的空气间隙150的压缩导致的噪音，保障了产品的使用体验。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个装置也可以由同一个装置或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内嵌式触控显示装置，包括相互层叠设置的显示面板和背光模组，所述显示面板中设置有多个触控电极，其特征在于，还包括：
接地的感应电荷消除元件，设置于所述背光模组靠近所述显示面板的一侧，用于消除所述背光模组中由于与所述触控电极感应而产生的感应电荷。
2.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述感应电荷消除元件为导电的防静电层，所述防静电层设置于所述触控电极靠近所述背光模组的一侧。
3.如权利要求2所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括相互层叠的薄膜晶体管阵列基板和下偏光片，所述下偏光片设置于所述薄膜晶体管阵列基板靠近所述背光模组的一侧，所述触控电极设置于所述薄膜晶体管阵列基板远离所述背光模组的一侧，所述防静电层设置于所述薄膜晶体管阵列基板和所述下偏光片之间，或设置于所述下偏光片靠近所述背光模组的一侧。
4.如权利要求2所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述防静电层的表面电阻小于1010ohm/sq。
5.如权利要求4所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述防静电层为透明或半透明的材质。
6.如权利要求5所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述防静电层为多晶硅或高阻抗聚合物。
7.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括相互层叠的薄膜晶体管阵列基板和下偏光片，所述下偏光片设置于所述薄膜晶体管阵列基板靠近所述背光模组的一侧，所述下偏光片为所述感应电荷消除元件，所述下偏光片为导电的，所述触控电极设置于所述薄膜晶体管阵列基板远离所述背光模组的一侧。
8.如权利要求7所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述下偏光片的表面电阻小于1010ohm/sq。
9.一种内嵌式触控显示装置，包括相互层叠设置的显示面板和背光模组，所述显示面板中设置有多个触控电极，其特征在于，还包括：
驱动元件，用于对所述触控电极施加驱动信号，其中所述驱动信号为正负交替的电压信号。
10.如权利要求9所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，一个驱动周期包括所述驱动信号中相邻的一个正电压信号与一个负电压信号对应的时间，在一个驱动周期内，所述触控电极上产生的正电荷的总量等于所述触控电极上产生的负电荷的总量。
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