CN113655920A - 触摸显示面板以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种触摸显示面板包括衬底以及电磁触摸单元。衬底包括显示区以及非显示区。电磁触摸单元设置在所述衬底上方，所述电磁触摸单元包括多个沿第一方向延伸设置的第一线圈以及多个沿第二方向延伸设置的第二线圈。所述显示区设置有多条扫描线以及多条数据线，所述扫描线与所述数据线绝缘交叉且区分有多个像素单元区域，每个所述像素单元区域均设置有像素电极以及设置在每一所述像素电极的共享金属走线。所述第一线圈与所述共享金属走线共用，达到触控与显示面板轻薄化，同时也可以增加触摸显示面板的产品附加价值。本发明还提供一种电子设备。

Description

触摸显示面板以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种触摸显示技术领域，尤指一种将电磁触摸线路与LCD驱动线路集成的触摸显示面板以及电子设备。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)可以实现手写触控功能。目前主要有电容式、电磁式等实现方式。电磁式的手写触控相对电容式信号传输损耗更小，更容易实现大尺寸。如图1所示，目前电磁式手写触控是将网状的电磁线圈2制作在塑料基板上，根据X方向和Y方向的天线阵列接收电磁信号，由一支电磁笔1(transceiver)发射电磁信号和显示屏一侧的电磁感应板(receiver)进行交互。当电磁笔1靠近显示屏时，显示屏的电磁感应板会感应到电磁笔1的电磁信号从而使电磁感应板产生变化，通过磁通量的变化计算获得电磁笔1所在的X、Y坐标位置。
目前的LCD由于电磁触摸线路与显示器驱动线路是分开设置的，不仅无法达到触控与显示产品轻薄化的目的，而且也无法增加产品的附加价值。本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种触摸显示面板以及电子设备，可以达到电磁触摸线路与显示面板线路集成且轻薄化，同时也可以增加触摸显示面板的产品附加价值。
为达到本发明前述目的，本发明提供一种触摸显示面板，包括衬底以及电磁触摸单元。衬底包括显示区以及围绕所述显示区的非显示区。电磁触摸单元设置在所述衬底上方，所述电磁触摸单元包括多个沿第一方向延伸设置的第一线圈以及多个沿第二方向延伸设置的第二线圈。所述显示区设置有多条相互平行的扫描线以及多条垂直于所述扫描线的数据线，所述扫描线与所述数据线绝缘交叉且区分有多个像素单元区域，每个所述像素单元区域均设置有像素电极以及设置在每一所述像素电极的共享金属走线其中，所述第一线圈与所述共享金属走线共用。
优选地，还包括至少一显示信号驱动电路、至少一控制电路，以及电性连接所述显示信号驱动电路和所述控制电路的集成驱动电路，所述集成驱动电路与所述至少一显示信号驱动电路进行显示数据的传输与处理，所述集成驱动电路与所述至少一控制电路之间进行触摸数据的传输与处理，其中所述显示信号驱动电路和所述控制电路与所述显示区连接。
优选地，所述至少一控制电路数量包括多个，所述第一线圈的一端分别对应的电性连接至相对应的各所述控制电路上，另一端则分别耦接在一起。
优选地，所述至少一控制电路还包括通过时序开关电路输出时序信号，当所述显示周期为高电位而所述电磁触摸周期为低电位时，所述时序信号为显示信号；当所述显示周期为低电位而所述电磁触摸周期为高电位时，所述时序信号为电磁触摸信号。
优选地，所述时序开关电路包括第一开关单元及第二开关单元，所述第一开关单元的源极连接所述共享金属走线，漏极用以输出所述显示信号；所述第二开关的源极连接所述共享金属走线，漏极用以输出所述电磁触摸信号。
优选地，在显示周期的每一个帧中，电磁触摸周期是在所述帧的消隐期间进行，使所述显示周期与所述电磁触摸周期相互不受干扰。
优选地，所述共享金属走线跨设于所述扫描线并且设置在各所述像素电极的竖直主干上，每一所述共享金属走线与所述数据线平行且设置在两相邻的所述数据线之间。
优选地，所述第一线圈、所述第二线圈、所述共享金属走线、所述像素电极的材质包括金属、金属合金或透明导电材。
优选地，还包括层迭设置在衬底上的公共电极、设置在所述公共电极上的栅极绝缘层、设置在所述栅极绝缘层的上所述共享金属走线和所述数据线、设置在所述共享金属走线和所述数据线的钝化层，以及设置在所述钝化层上的所述像素电极。
本发明还提供一种电子设备，如前述实施例所述的触摸显示面板。
本发明还具有以下功效，本发明将所述第一线圈与所述共享金属走线(即X天线与Share_bar)共用/复用的结构，通过本发明在电磁触摸单元的第一线圈与触摸显示面板的像素电极的线路集成的基础上，能够进一步缩减一道制作工艺，降低成本和提高综合良率，从而达到电磁触摸与显示面板轻薄化(降低厚度)，以及增加触摸显示面板的产品附加价值。
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是现有电磁式手写触控电磁线圈的示意图；
图2是本发明第一线圈(X天线)的示意图；
图3是本发明触摸显示面板的平面图；
图4是本发明触摸显示面板的像素单元区域的示意图；
图5是图4在C-C处的横截面示意图；
图6是本发明触摸显示面板中显示周期的显示信号与电磁触摸信号的波形图；
图7是本发明触摸显示面板通过时序开关电路区分显示与电磁触摸信号的示意图；以及
图8是本发明触摸显示面板区分显示与电磁触摸信号的另一示意图。
具体实施方式
在具体实施方式中提及“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的不同位置出现的相同用语并非必然被限制为相同的实施方式，而应当理解为与其它实施例互为独立的或备选的实施方式。在本发明提供的实施例所公开的技术方案启示下，本领域的普通技术人员应理解本发明所描述的实施例可具有其他符合本发明构思的技术方案结合或变化。
如图2至图5所示，本发明提供一种触摸显示面板100，包括衬底110以及电磁触摸单元200(图3)。衬底110包括显示区112以及围绕所述显示区112的非显示区114。电磁触摸单元200设置在所述衬底110上方，所述电磁触摸单元200包括多个沿第一方向A延伸设置的第一线圈210(X天线)以及多个沿第二方向B延伸设置的第二线圈220(Y天线)，所述第一线圈210与所述第二线圈220相互交叉且绝缘设置，其中所述第一方向A与所述第二方向B相互垂直。当触摸点(未标示)在如图2所示的位置时，所述至少一控制电路150会依序选取X3和X6、X4和X7、以及X5和X8(即第一线圈210的子线圈)的端点信息，以检测与处理该触摸点所接收到的电磁触摸信号的位置信息，通过上述A轴坐标信息及B轴座标信息可以确定发生电磁触摸的触摸点的A轴和B轴坐标信息，从而确定触摸点的最终的坐标位置。由于第二线圈220为现有技术，在本实施例中则不多加赘述。
所述显示区112设置有多条相互平行的扫描线116以及多条垂直于所述扫描线116的数据线118，所述扫描线116与所述数据线118绝缘交叉且区分有多个像素单元区域120，每个所述像素单元区域120均设置有像素电极122以及设置在每一所述像素电极122的共享金属走线130(Share_bar)。在如图4及图5所示的实施例中，所述第一线圈210与所述共享金属走线130(即X天线与Share_bar)共用/复用的结构，通过本实施例在电磁触摸单元200的第一线圈210与触摸显示面板100的像素电极122的线路集成的基础上，能够进一步缩减一道制作工艺，降低成本和提高综合良率，从而达到电磁触摸与显示面板轻薄化(降低厚度)，以及增加触摸显示面板100的产品附加价值。
如图3所示，还包括至少一显示信号驱动电路140(Gate on Array,GOA)、至少一控制电路150(Chip On Film,COF)，以及电性连接所述显示信号驱动电路140(GOA)和所述控制电路150的集成驱动电路160。在本实施例中，所述集成驱动电路160与所述至少一显示信号驱动电路140可以进行显示数据的传输与处理，所述集成驱动电路160与所述至少一控制电路150之间进行电磁触摸数据的接收、传输与处理，其中所述显示信号驱动电路140和所述控制电路150与所述显示区112连接。如图3及图5所示，所述至少一控制电路150数量包括多个，所述第一线圈210的一端分别对应的电性连接至相对应的各所述控制电路150上，另一端则分别耦接在一起。具体的，所述电磁触摸单元200的每一第一线圈210集成到触摸显示面板100的共享金属走线130上，再引到相对应的每一控制电路150上，从而连接到集成驱动电路160及/或其他电路上。
在如图4及图5所示的实施例中，所述共享金属走线130优选的跨设于所述扫描线116并且设置在各所述像素电极122的竖直主干上，每一所述共享金属走线130与所述数据线118平行且设置在两相邻的所述数据线118之间。在所述像素单元区域120的像素电极122连接的竖直主干(trunk)走线上设置所述共享金属走线130(Share_bar)，并可延伸至另一侧像素单元区域120的像素电极122的竖直主干(trunk)走线上。所述第一线圈210、所述第二线圈220、所述共享金属走线130、所述像素电极122的材质包括金属、金属合金、透明导电材或其他适合的材料，在此并不限定。
须说明的是，本实施例的触摸显示面板100的像素电极122优选采用8畴(domain)的垂直对齐(vertical alignment,VA)像素单元结构，通过设置在所述像素电极122的竖直主干上的共享金属走线130(share_bar)，来漏所述像素电极122的电位，使该像素电极122的电位比另一侧的像素电极122的电位低而形成电压差异化，从而降低了垂直串扰(V-crosstalk)的风险，因此，本实施例的共享金属走线130还具有减小空间占比，降低寄生电容(parasitic capacitance)的优点。
此外，本实施例的触摸显示面板100还包括层迭设置在衬底110上的公共电极126(Acom)、设置在所述公共电极126(Acom)上的栅极绝缘层124、设置在所述栅极绝缘层124的上所述共享金属走线130和所述数据线118、设置在所述共享金属走线130和所述数据线118的钝化层128，以及设置在所述钝化层128上的所述像素电极122。所述公共电极126(Acom)可由所述像素单元区域120的存储电容(Cst_main)和相对的存储电极(图略)所形成。
请一并参考图6及图7所示，由于第一线圈210(即X天线)与所述共享金属走线130共用而形成信号复用走线(未标示)，须通过以下方式分辨显示信号(即Share_com信号)及电磁触摸信号。在显示周期的每一个帧中，电磁触摸周期(触摸采样点)是在所述帧(frame)的消隐期间(blanking period)进行，使所述显示周期与所述电磁触摸周期相互不受干扰。具体的，所述至少一控制电路150还包括通过时序开关电路152用以接收所述信号复用走线的信号Tm，通过所述时序开关电路152判断并输出相应的时序信号，当所述显示周期为高电位而所述电磁触摸周期为低电位时，所述时序信号为显示信号；当所述显示周期为低电位而所述电磁触摸周期为高电位时，所述时序信号为电磁触摸信号。换言之，所述控制电路150输出相应的显示数据和时序信号给所述数据线118以及输出时序信号给所述扫描线116，所述数据线118转换接收到的所述显示数据为灰阶电压，并根据时序信号输出相应的灰阶电压给相应的数据线118执行图像显示刷新。
同理，如图8所示，所述时序开关电路152例如包括第一开关单元MOS1及第二开关单元MOS2，当所述第一开关单元MOS1的源极连接所述信号复用走线(即共享金属走线130)并接收所述信号Tm，漏极用以输出所述显示信号S1；所述第二开关MOS2的源极连接所述信号复用走线并接收所述信号Tm，漏极用以输出所述电磁触摸信号S2。因此，所述显示信号S1与所述电磁触摸信号S2分别通过所述第一开关单元MOS1及所述第二开关MOS2控制而能够相互不受影响/干扰。
本实施例将所述第一线圈210与所述共享金属走线130(即X天线与Share_bar)共用/复用的结构，也就是通过在电磁触摸单元200的第一线圈210与触摸显示面板100的像素电极122的线路集成的基础上，能够进一步缩减一道制作工艺，降低成本和提高综合良率，从而达到电磁触摸与显示面板轻薄化(降低厚度)，以及增加触摸显示面板100的产品附加价值。
本发明还提供一种电子设备，包括如上述实施例所述的触摸显示面板100。所述电子设备例如为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、穿戴式设备、以及智能家居等各种合适的产品，本发明对此不作限制。所述触摸显示面板100用于实现图像显示与电磁触摸感测，所述触摸显示面板100中的显示装置例如为液晶显示器，具体的，所述触摸显示面板100为触摸液晶显示装置，或者是其它合适类型的显示装置，如电子纸显示装置(ElectronicPaper Displays,EPD)等。所述触摸显示面板100的具体结构、特征及连接关系等，请参考上述实施例所述，在此不再赘述。
综上所述，虽然本发明结合其具体实施例而被描述，应该理解的是，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包含落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。

Claims (10)

1.一种触摸显示面板，其特征在于，包括:
衬底，包括显示区以及围绕所述显示区的非显示区；以及
电磁触摸单元，设置在所述衬底上方，所述电磁触摸单元包括多个沿第一方向延伸设置的第一线圈以及多个沿第二方向延伸设置的第二线圈；
所述显示区设置有多条相互平行的扫描线以及多条垂直于所述扫描线的数据线，所述扫描线与所述数据线绝缘交叉且区分有多个像素单元区域，每个所述像素单元区域均设置有像素电极以及设置在每一所述像素电极的共享金属走线其中，所述第一线圈与所述共享金属走线共用。
2.如权利要求1所述触摸显示面板，其特征在于，还包括至少一显示信号驱动电路、至少一控制电路，以及电性连接所述显示信号驱动电路和所述控制电路的集成驱动电路，所述集成驱动电路与所述至少一显示信号驱动电路进行显示数据的传输与处理，所述集成驱动电路与所述至少一控制电路之间进行触摸数据的传输与处理，其中所述显示信号驱动电路和所述控制电路与所述显示区连接。
3.如权利要求2所述触摸显示面板，其特征在于，所述至少一控制电路数量包括多个，所述第一线圈的一端分别对应的电性连接至相对应的各所述控制电路上，另一端则分别耦接在一起。
4.如权利要求2所述触摸显示面板，其特征在于，所述至少一控制电路还包括通过时序开关电路输出时序信号，当所述显示周期为高电位而所述电磁触摸周期为低电位时，所述时序信号为显示信号；当所述显示周期为低电位而所述电磁触摸周期为高电位时，所述时序信号为电磁触摸信号。
5.如权利要求4所述触摸显示面板，其特征在于，所述时序开关电路包括第一开关单元及第二开关单元，所述第一开关单元的源极连接所述共享金属走线，漏极用以输出所述显示信号；所述第二开关的源极连接所述共享金属走线，漏极用以输出所述电磁触摸信号。
6.如权利要求1所述触摸显示面板，其特征在于，在显示周期的每一个帧中，电磁触摸周期是在所述帧的消隐期间进行，使所述显示周期与所述电磁触摸周期相互不受干扰。
7.如权利要求1所述触摸显示面板，其特征在于，所述共享金属走线跨设于所述扫描线并且设置在各所述像素电极的竖直主干上，每一所述共享金属走线与所述数据线平行且设置在两相邻的所述数据线之间。
8.如权利要求1或7所述触摸显示面板，其特征在于，所述第一线圈、所述第二线圈、所述共享金属走线、所述像素电极的材质包括金属、金属合金或透明导电材。
9.如权利要求1所述触摸显示面板，其特征在于，还包括层迭设置在衬底上的公共电极、设置在所述公共电极上的栅极绝缘层、设置在所述栅极绝缘层的上所述共享金属走线和所述数据线、设置在所述共享金属走线和所述数据线的钝化层，以及设置在所述钝化层上的所述像素电极。
10.一种电子设备，如权利要求1-9任一项所述的触摸显示面板。
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