CN112764583A - 触控显示屏及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种触控显示屏及电子设备，属于电子设备技术领域。本申请的触控显示屏包括触控层和触控基板，所述触控层包括呈阵列排布的多个触控传感器，多个所述触控传感器设置于所述触控基板的第一表面，多个所述触控传感器中的至少部分触控传感器上设置有天线接触点；所述天线接触点与射频集成电路电连接，以使设置有所述天线接触点的所述触控传感器形成为天线电极。本申请的方案实现部分触控传感器既具有触控功能，又具有天线辐射功能；如此，解决了现有的天线层和触控层由于重叠而存在相互干扰的问题，避免了在触控显示屏上增加天线层，降低了触控显示屏的厚度；提升了用户的触控体验和天线的辐射效率。

Description

触控显示屏及电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种触控显示屏及电子设备。

背景技术

随着无线通信技术日新月异的发展，特别是随着5G的商用，无线通信系统的应用场景越来越丰富，从而对无线通信系统关键部件之一的天线的要求越来越高。随着5G及无线通信产品的全面屏的兴起，追求极致全面屏的效果，导致天线的空间被不断的压缩，于是，业内人士提出如图1所示的在显示屏的触控层的上一层设置天线层，然而，这样的结构使得天线层和触控层有重叠，导致两者之间存在相互干扰的问题，使得用户的触控体验差且降低了天线的辐射效率。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种触控显示屏及电子设备，能够解决现有的触控层和天线层重叠导致两者之间存在相互干扰，使得用户触控体验差且天线辐射效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种触控显示屏，包括触控层和触控基板，所述触控层包括呈阵列排布的多个触控传感器，多个所述触控传感器设置于所述触控基板的第一表面，多个所述触控传感器中的至少部分触控传感器上设置有天线接触点；

所述天线接触点与射频集成电路电连接，以使设置有所述天线接触点的所述触控传感器形成为天线电极。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的触控显示屏，所述电子设备的主板分别与所述射频集成电路和所述触控集成电路电连接。

本申请实施例的触控显示屏包括触控层和触控基板，该触控层包括呈阵列排布的多个触控传感器，多个触控传感器设置于触控基板的第一表面，多个触控传感器中的至少部分触控传感器上设置有天线接触点；该天线接触点与射频集成电路电连接，以使设置有天线接触点的所述触控传感器形成为天线电极。实现了触控传感器的功能复用，即：触控传感器既具有触控功能，又具有天线辐射功能；如此，一者，解决了现有的天线层和触控层由于重叠而存在相互干扰的问题，二者，避免了在触控显示屏上增加天线层，降低了触控显示屏的厚度；这样，提升了用户的触控体验和天线的辐射效率。

附图说明

图1是现有技术中的触控显示屏的结构示意图；

图2是本申请实施例的触控层的结构示意图；

图3是本申请实施例的触控显示屏的截面示意图；

图4是本申请实施例的触控显示屏与射频集成电路和触控集成电路的位置关系示意图；

图5是本申请实施例的天线电极与射频集成电路和触控集成电路的连接示意图；

图6是本申请实施例的天线阵列应用于雷达测量角度的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1～图5所示，本申请实施例提供了一种触控显示屏，包括：触控层和触控基板，该触控层包括呈阵列排布的多个触控传感器1，多个触控传感器设置于触控基板的第一表面，多个触控传感器1中的至少部分触控传感器1上设置有天线接触点3；天线接触点3与射频集成电路6电连接，以使设置有天线接触点3的触控传感器1形成为天线电极2。

这里，需要说明的是，本申请实施例中在至少部分触控传感器1上设置该天线接触点3，使得形成的多个天线电极2能够以阵列的形式排布，如此，使得这种天线电极能够克服由于无线通信系统的传输速率越来越高、通信容量越来越大，以至于载波频率越来越高，导致路径损耗越来越大的问题。

这里，还需要说明的是，如图3所示，触控显示屏包括显示屏和设置在显示屏上的触控层，设置在触控层上的偏光片层，以及通过粘合剂粘合在该偏光片层上的盖板；其中，触控基板的第一表面应为触控基板背离该显示屏的表面，也就是说，本申请实施例的触控层位于偏光片与显示屏之间。显示屏包括显示区域(虚线框区域)和非显示区域(虚线框区域和实线框区域之间的区域)，由图2可知，触控传感器均位于显示屏的显示区域。

具体的，该触控传感器可以为具有一定透明度的导电层，如：氧化铟锡(Indiumtin Oxide，ITO)导电玻璃、金属网格(Metal Mesh)、纳米银等。该盖板可以为玻璃或者其它透明的介质材料，如：无色聚酰亚胺膜(Colorless Polyimide，CPI)等；该粘合剂可以为OCA(Optically Clear Adhesive)光学胶。该触控基板可以为透明的低介电常数低损耗的介质材料，如：光学材料COP、涤纶树脂(Polyethylene Terephthalate，PET)等，如此，避免了触控层对触控显示屏的显示效果的影响。

本申请实施例的触控显示屏包括触控层和触控基板，该触控层包括由呈阵列排布的多个触控传感器，多个触控传感器设置于触控基板的第一表面，多个触控传感器中的至少部分触控传感器上设置有天线接触点；该天线接触点与射频集成电路电连接，使设置有天线接触点的所述触控传感器形成为天线电极。实现了触控传感器的功能复用，即：触控传感器既具有触控功能，又具有天线辐射功能；如此，一者，解决了现有的天线层和触控层由于重叠而存在相互干扰的问题，二者，避免了在触控显示屏上增加天线层，降低了触控显示屏的厚度；这样，提升了用户的触控体验和天线的辐射效率；三者，多个天线电极能够形成相控阵列天线，以克服目前路径损耗越来越大的问题。

作为一个可选的实现方式，如图3所示，触控基板的第二表面设有导电金属层；其中，第二表面与所述第一表面为相背的两表面。

也就是说，本申请实施例在触控基板的整个底面上还涂覆有导电金属层，该导电金属层可以作为天线电极的地，以将天线电极与显示屏隔离，屏蔽显示屏的线路对天线辐射性能的影响，从而提升天线的辐射性能；同样的，该导电金属层还可以屏蔽显示屏的线路对触控功能的影响，提升触控的灵敏度，从而提升用户的触控体验。

具体的，导电金属层为透明导电金属层。导电金属层的材料例如可以为ITO导电玻璃、metal mesh、纳米银等；如此，减小了导电金属层对显示屏的显示效果的影响。

作为一个可选的实现方式，天线电极2与射频集成电路6的距离小于第一距离，该第一距离为第一触控传感器与射频集成电路6之间的距离，该第一触控传感器为除天线电极对应的触控传感器之外的触控传感器3。

本可选实现方式中，通过将天线电极与射频集成电路的距离设置为小于第一触控传感器与射频集成电路6之间的第一距离，使得天线电极2为呈阵列排布的多个触控传感器中距离射频集成电路6最近的触控传感器，从而使得天线电极2与射频集成电路6的路径最短，如此，可以有效降低路径损耗而提升天线的辐射性能。

这里，需要说明的是，该射频集成电路6可以设置于柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)上，天线电极2通过该FPC8与该射频集成电路6电连接。作为一个具体的实例，如图2和图4所示，图2中，在触控显示屏的下端设置有邦定区域5，天线电极2通过天线导电线路连接至该邦定区域5，FPC8的引脚通过SMT工艺焊接于该邦定区域5，如此，实现了天线电极2与射频集成电路6的电连接。如图4所示，在将该天线电极2与该射频集成线路7电连接之后，可以通过弯折该FPC8，使射频集成电路6的正投影位于该触控显示屏的显示区域。再结合图2和图4可知，在连接射频集成电路6的邦定区域5位于触控显示屏的下端时，形成为该天线电极2的触控传感器1为呈阵列排布的触控传感器1中靠近该下端的触控传感器。在选择作为天线电极的触控传感器时，可以根据射频集成电路6在FPC8上的具体位置确定。其中，图4应为触控显示屏的仰视图，因此，射频集成电路6在该触控显示屏的正投影应位于该触控显示屏的右下角位置(相对于用户使用触控显示屏的位置)，图2应为触控层的俯视图，可见，图2中确定的天线电极2为距离该射频集成电路6最近的触控传感器。

也就是说，本申请实施例中，可以根据射频集成电路6的位置在触控层呈阵列排布的多个触控传感器中确定功能复用的触控传感器。如：若邦定区域5位于触控显示屏的上端，则可以将呈阵列排布的多个触控传感器中靠近该上端的触控传感器作为天线电极。

作为一个可选的实现方式，天线接触点3与天线电极2的第一边缘的距离小于天线接触点3与天线电极2的第二边缘的距离，第一边缘为天线电极2的边缘中距离射频集成电路6最近的边缘，第二边缘为天线电极的边缘中除第一边缘之外的边缘。

在本可选的实现方式中，将天线触点3设置在天线电极2距离射频集成电路6最近的边缘的附近，如此，使得天线触点3至该射频集成电路6的路径进一步缩短，以降低天线的路径损耗，提升天线的辐射性能。如图2和图4所示，在射频集成电路6通过触控显示屏下端的邦定区域5与天线电极2连接时，将天线接触点3设置在天线电极2的下边缘的附近，如：下边缘的中心位置附近。

作为一个可选的实现方式，天线接触点3和射频集成电路6通过设置于触控基板内部的天线导电线路连接。

也就是说，在本可选实现方式中，天线接触点3可以为一个金属过孔，这样，天线接触点3即可与触控基板的内部的天线导电线路电连接，并通过该天线导电线路与射频集成电路6连接，如此，避免了天线接触点3余射频集成电路6通过触控显示屏的非显示区域的线路连接，减小了非显示区域的面积，提升了屏幕的美观度；另外，触控导电线路的宽度可以设置在30μm至100μm之间。

作为一个可选的实现方式，如图2所示，每一触控传感器1上均设置有触控接触点4，触控接触点4与触控集成电路7通过触控基板的内部的触控导电线路连接。

这里，需要说明的是，由于触控信号的频率低于天线信号的频率，因此，触控信号的传输路径长度对触控性能的影响较小，因此，如图2所示，在邦定区域5位于触控显示屏的下端的情况下，可以将触控接触点4设置在触控传感器1的侧边。当然，在本申请实施例中，在确保天线接触点3与射频集成电路6之间的路径最短的情况下，触控接触点4可以设置在触控传感器1的任意位置。同样的，将触控导电线路埋设于该触控基板的内部，也避免了在触控显示屏的非显示区域设置触控导电线路，以实现触控接触点4与触控集成电路7的连接，从而减小了触控非显示区域的面积，提升了触控显示屏的美观度；另外，触控导电线路的宽度可以设置在30μm至100μm之间。

作为一个可选的实现方式，如图5所示，天线接触点3与射频集成电路6之间串联有电容C；天线电极2的触控接触点4与触控集成电路7之间串联有电感L。

由于天线信号的频率较高，而电容具有通高频阻低频(对于高频信号相当于通路，对于低频信号和直流信号相当于断路)的特性；触控信号的频率较低，而电感信号具有通低频阻高频(对于低频信号和直流信号相当于通路，对于高频信号相当于断路)的特性；因此，本可选实现方式中，在天线接触点3与射频集成电路6之间串联电容C；在天线电极2的触控接触点4与触控集成电路7之间串联电感L，如此，阻断了在天线信号路径中的触控信号和在触控信号路径中的天线信号，使得触控信号和天线信号之间互相无影响，实现了触控传感器的触控功能和天线功能的复用。

这里，需要说明的是，由于具有天线功能的触控传感器和仅具有触控功能的触控传感器的触控体验会存在差异，这种差异可以通过软件算法来规避弥补。

作为一个可选的实现方式，多个天线电极2构成天线阵列。

将多个天线电极2组成天线阵列，如此，可以应用于5G毫米波通信，实现高速率低延迟的无线通信；也可以应用于毫米波手势雷达，实现隔空手势操作，实现一种新的人机交互体验。

这里，首先需要说明的是，毫米波雷达可以测量目标物体的距离、速度和角度；其中，完整的毫米波雷达系统包括发送天线TX、接收天线RX、射频组件和时钟等模拟组件，以及，模数转换器、微控制器和数字信号处理器等数字组件。具体的，毫米波雷达系统可以使用水平面估算反射后信号的角度，该角度也称为到达角，物体距离的很小变化即可导致距离快速傅里叶变化FFT或多普勒FFT峰值的相位变化，而相位的变化就可以计算到达角的角度。计算到达角的角度至少需要两个接收天线，而如果实现3D的手势识别，则需要在X和Y方向上都要至少有两个天线，结合图6对其计算过程进行说明：根据两个接收天线之间的距离以及两根天线接收到的反射回波的相位差，以及，三角函数，得到到达角的角度；具体计算公式如下：

其中，l为两个接收天线RX1和RX2之间的距离，θ为到达角，ΔΦ为相位差，λ为雷达信号传输速度；Δd为两个接收天线接收的反射回波传输的距离差。

这里，还需要说明的是，本申请实施例的触控显示屏中，功能复用的触控传感器的数量和位置可以根据实际需要选择，并不限于本申请的上述具体实现方式。

本申请实施例的触控显示屏，一者，通过在部分触控传感器上设置天线接触点3，并将该天线接触点与射频集成电路6电连接，将触控传感器1上设置的触控接触点4与触控集成电路7连接，使得触控传感器既可以用做常规的触控传感器，还可以用做天线；因而不需要在触控显示屏上额外增加一层天线层，降低了触控显示屏的厚度；二者，通过在触控基板的下表面涂覆一层透明导电金属层，使得该导电金属层可以作为天线的地，有效屏蔽显示屏的线路对触控功能和天线辐射性能的影响，有效提升了触控的灵敏度和天线的辐射性能；三者，将靠近邦定区域5的触控传感器设计为功能复用的传感器，使得天线到射频集成电路之间的路径最短，有效降低了路径损耗，提升了天线的辐射性能；四者，在触控基板内设置天线导电线路和触控导电线路，使得走线不设置于显示屏的非显示区域，从而减小了非显示区域的面积，提升了屏幕的美观度；五者，多个天线电极构成天线阵列，从而适用于5G毫米波通信，实现高速率低延迟的无线通信，同时可以应用于毫米波雷达，实现隔空手势操控，从而提供一种新的人机交互体验；六者，在天线接触点与射频集成电路之间串联电容，在天线电极上的触控接触点与触控集成电路之间串联电阻，使得触控信号和天线信号之间互相没有影响，进一步提升触控性能和天线的辐射性能。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括射频集成电路和触控集成电路，该电子设备还包括如上所述的触控显示屏，该电子设备的主板分别与射频集成电路和触控集成电路电连接。

需要说明的是，主板还与触控集成电路连接。

具体的，设置有射频集成电路和触控集成电路的FPC8上设置有一个或多个连接器9，射频集成电路和触控集成电路可以各使用一个连接器9或者共用一个连接器9，通过该连接器与主板上的板对板(Board to Board，BTB)连接器，实现主板与射频集成电路和触控集成电路的电连接。

这里，还需要说明的是，本申请实施例的电子设备可以为智能手机、智能手表、智能眼镜、SAR与HAC等对人体安全、健康，与佩戴的电子器件(如助听器或心率调整器等)。

另外，本申请实施例还可应用于：无线城际网路WMAN、无线广域网路WWAN、无线区域网路WLAN、无线个人网路WPAN、多输入多输出MIMO、射频识别RFID，甚至是近场通NFC、无线充电WPC或FM等无线通信设计与应用上。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种触控显示屏，包括触控层和触控基板，所述触控层包括呈阵列排布的多个触控传感器，多个所述触控传感器设置于所述触控基板的第一表面，其特征在于，多个所述触控传感器中的至少部分触控传感器上设置有天线接触点；

所述天线接触点与射频集成电路电连接，以使设置有所述天线接触点的所述触控传感器形成为天线电极。

2.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述触控基板的第二表面设有导电金属层，所述导电金属层形成为所述天线电极的地；其中，所述第二表面与所述第一表面为相背的两表面。

3.根据权利要求2所述的触控显示屏，其特征在于，所述导电金属层为透明导电金属层。

4.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述天线电极与所述射频集成电路的距离小于第一距离，所述第一距离为第一触控传感器与所述射频集成电路之间的距离，所述第一触控传感器为除所述天线电极对应的触控传感器之外的触控传感器。

5.根据权利要求1或4所述的触控显示屏，其特征在于，所述天线接触点与所述天线电极的第一边缘的距离小于所述天线接触点与所述天线电极的第二边缘的距离，所述第一边缘为所述天线电极的边缘中距离所述射频集成电路最近的边缘，所述第二边缘为所述天线电极的边缘中除所述第一边缘之外的边缘。

6.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述天线接触点和所述射频集成电路通过设置于所述触控基板内部的天线导电线路连接。

7.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，每一所述触控传感器上均设置有触控接触点，所述触控接触点与触控集成电路通过所述触控基板的内部的触控导电线路连接。

8.根据权利要求7所述的触控显示屏，其特征在于，所述天线接触点与所述射频集成电路之间串联有电容；所述天线电极的触控接触点与所述触控集成电路之间串联有电感。

9.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，多个所述天线电极构成天线阵列。

10.一种电子设备，包括射频集成电路和触控集成电路，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的触控显示屏，所述电子设备的主板分别与所述射频集成电路和所述触控集成电路电连接。

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