CN114415868A - 触控显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于主动笔触控的触控显示面板和显示装置。该触控显示面板包括呈阵列设置的多个触控电极单元，每个触控电极单元包括呈阵列设置的4个子单元，每个子单元包括驱动电极和感应电极。驱动电极包括驱动主干、第一驱动枝干和多个第二驱动枝干。感应电极包括感应主干、第一感应枝干和多个第二感应枝干。感应主干沿第二方向延伸，第一感应枝干位于感应主干两端且沿第一方向延伸。多个第二驱动枝干自驱动主干向感应主干呈预设角度延伸，及自第一驱动枝干向第一感应枝干呈预设角度延伸。多个第二驱动枝干和多个第二感应枝干交替设置。本申请触控显示面板中驱动电极和感应电极的均一性高，提高了显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

Description

触控显示面板和显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种触控显示面板和显示装置。

背景技术

目前用的电容触摸屏除了常见的手指触控外，还有通过触摸笔进行触控，触摸笔分为被动笔与主动笔。主动笔因其笔头小巧，兼具笔压力、悬浮触控、按钮等功能，比被动笔有更广泛的应用场景与前景。

随着主动笔的推广，越来越多的触摸屏，例如手机、笔记本电脑、平板电脑等带有触摸屏的电子产品等都配有主动笔，为配合主动笔，显示面板的各项性能有了更高的要求，性能上亟待提升，显示面板的性能包括触控精确度、触控灵敏度和信噪比均有待提升。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本申请的目的在于提供一种触控显示面板和显示装置。

本申请实施方式提供一种基于主动笔触控的触控显示面板。所述触控显示面板包括呈阵列设置的多个触控电极单元，每个所述触控电极单元包括呈阵列设置的4个子单元，每个子单元包括驱动电极和感应电极。所述驱动电极包括驱动主干、第一驱动枝干和多个第二驱动枝干，所述驱动主干沿第一方向延伸，所述第一驱动枝干位于所述驱动主干两端且沿第二方向延伸；所述感应电极包括感应主干、第一感应枝干和多个第二感应枝干，所述感应主干沿所述第二方向延伸，所述第一感应枝干位于所述感应主干两端且沿所述第一方向延伸；多个所述第二驱动枝干自所述驱动主干向所述感应主干呈预设角度延伸，以及自所述第一驱动枝干向所述第一感应枝干呈预设角度延伸；多个所述第二感应枝干自所述感应主干向所述驱动主干呈预设角度延伸，以及自所述第一感应枝干向所述第一驱动枝干呈预设角度延伸，多个所述第二驱动枝干和多个所述第二感应枝干交替设置；所述驱动主干和所述感应主干内形成有非电极区域，所述非电极区域设置有填充材料。

在某些实施方式中，多个所述第二驱动枝干相对所述驱动主干对称设置，多个所述第二感应枝干相对所述感应主干对称设置。

在某些实施方式中，所述驱动主干内的所述非电极区域对应所述第一驱动枝干和所述驱动主干相交处以及所述第二驱动枝干和所述驱动主干相交处设置，所述感应主干内的所述非电极区域对应所述第一感应枝干和所述感应主干相交处以及所述第二感应枝干和所述感应主干相交处设置。

在某些实施方式中，所述非电极区域呈十字形。

在某些实施方式中，所述驱动电极和所述感应电极同层设置。

在某些实施方式中，所述驱动主干和所述感应主干交叉设置，所述驱动主干和所述感应主干相交处设置有连接线，所述连接线桥接所述驱动主干或所述感应主干。

在某些实施方式中，所述显示面板包括多个像素，所述驱动电极和所述感应电极呈网格状，所述驱动电极和所述感应电极的网格线相对部分所述像素之间的空隙设置。

在某些实施方式中，所述触控电极单元呈正方形，所述触控电极单元的边长为3.5mm～4.2mm。

在某些实施方式中，所述驱动电极和所述感应电极的网格线宽度为3μm～4μm。

在某些实施方式中，所述驱动电极和所述感应电极的网格线到相邻所述像素的距离相同。

在某些实施方式中，所述驱动电极和所述感应电极之间设置有填充材料。

在某些实施方式中，所述填充材料的宽度为40μm-60μm。

在某些实施方式中，所述填充材料呈网格状，所述填充材料的网格线相对部分所述像素之间的空隙设置。

在某些实施方式中，沿所述第一方向设置的相邻所述子单元共用所述第一驱动枝干，沿所述第二方向设置的相邻所述子单元所述第一感应枝干。

本申请还提供一种显示装置。所述显示装置包括上述实施方式任一项所述的触控显示面板。

本申请的触控显示面板和显示装置包括多个触控电极单元，采用4个阵列设置的子单元构成一个触控电极单元，驱动电极和感应电极的均一性高，驱动电极和感应电极之间的电容差值、手指与驱动电极之间的耦合电容及手指与感应电极之间的耦合电容数值得到提高，进而达到提高显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的触控显示面板中某个触控电极单元的结构示意图；

图2是本申请某些实施方式的触控电极单元的子单元的结构示意图；

图3是现有的单桥触控显示面板的结构示意图；

图4是现有的双桥触控显示面板的结构示意图；

图5是单桥触控显示面板、双桥触控显示面板和四桥触控显示面板的手指触控仿真数据列表；

图6是本申请某些实施方式的四桥触控显示面板的信号均一性的仿真取点示意图；

图7是现有的双桥触控显示面板的信号均一性仿真取点示意图；

图8是四桥触控显示面板与双桥触控显示面板的信号均一性仿真结果的数据列表；

图9a和图9b是四桥触控显示面板与双桥触控显示面板的信号均一性仿真结果的曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

目前，利用主动笔触控的方式与外挂式触控的方式相比，电容触控技术(FMLOC)走线设计在像素PDL开口之间，导致信号较弱，进而对显示面板的性能例如触控精确度、触控灵敏度和信噪比均不利。

此外，主动笔触控的方式不同于常规手指触控的方式与被动笔触控的方式，要求触控显示面板(Pattern)中的手指与驱动电极之间的耦合电容(Cftx)及手指与感应电极之间的耦合电容(Cfrx)数值都较大，从而有利于提高触控灵敏度。同时，Cftx与Cfrx的数值不能相差太多，从而利于IC同时接收驱动电极(Tx)、感应电极(Rx)信号报点的正常触控。

另外，对于触控显示面板内的填充材料(Dummy)的设计，考虑对触控信号量的影响，填充材料的数量不能太多，又要考虑触控显示面板的弱接地(lowgroundmass，LGM)性能，填充材料的数量不能太少，其数量与位置设计也有别于常规的触控显示面板。也即是，设计基于主动笔触控的触控显示面板需要考虑多方面的因素，设计过程较为复杂。

有鉴于此，请参阅图1，本申请提供一种基于主动笔触控的触控显示面板。触控显示面板包括呈阵列设置的多个触控电极单元100。每个触控电极单元100包括呈阵列设置的4个子单元110，每个子单元110包括驱动电极111和感应电极112。

驱动电极111包括驱动主干1111、第一驱动枝干1112和多个第二驱动枝干1113。驱动主干1111沿第一方向A延伸，第一驱动枝干1112位于驱动主干1111两端且沿第二方向B延伸。

感应电极112包括感应主干1121、第一感应枝干1122和多个第二感应枝干1123。感应主干1121沿第二方向B延伸，第一感应枝干1122位于感应主干1121两端且沿第一方向A延伸。

驱动电极111和感应电极112同层设置。驱动电极111、感应电极112(Rx)采用金属网格(Metal mesh)设计，也即是，驱动电极11(Tx)和感应电极112(Rx)共用同一层金属，横向的第一感应枝干1122(Rx)采用另一层金属作为桥接跳线，将横向的第一感应枝干1122(Rx)连接起来形成横向的感应电极112(Rx)通道，桥接的方式(Bridge)也可用于竖向的第一驱动枝干1112(Tx)的搭接。Metal mesh线走在触控显示面板的像素点之间，且Metalmesh线与不同像素点之间的距离相等，可以避免触控显示面板发光不均匀的现象。

多个第二驱动枝干1113自驱动主干1111向感应主干1121呈预设角度Q1延伸，以及自第一驱动枝干1112向第一感应枝干1122呈预设角度Q1延伸。预设角度Q1可以为45°，也可以为其他数值，在此不作限制。

多个第二感应枝干1123自感应主干1121向驱动主干1111呈预设角度Q1延伸，以及自第一感应枝干1122向第一驱动枝干1112呈预设角度Q1延伸。也即是，驱动电极(Tx)和感应电极(Rx)的主干呈十字交叉在中心，其余多条枝干向外呈V字扩散，有利于提高驱动电极111和感应电极112的均一性，进而提高显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

多个第二驱动枝干1113和多个第二感应枝干1123交替设置。如此，可以使得触控显示面板的电极分布更均匀，提高驱动电极111和感应电极112的均一性，进而提高显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

请参阅图2，驱动主干1111和感应主干1121内形成有非电极区域，非电极区域设置有填充材料。填充材料的宽度可以为40μm-60μm。此时如图2所示，位于驱动主干1111和感应主干1121内填充材料之间具有预设的间距，例如间距可以为100μm，从而使得填充材料的数量不影响触控信号量及不影响触控显示面板的LGM性能，从而提高触控显示面板的触控精确度。

本申请的触控显示面板包括多个触控电极单元100，采用4个阵列设置的子单元110构成一个触控电极单元100，驱动电极111和感应电极112的均一性高，驱动电极111和感应电极112之间的电容差值(Delta Cm)、手指与驱动电极之间的耦合电容(Cfrx)及手指与驱动电极之间的耦合电容(Cftx)的数值得到提高，进而达到提高触控显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

请参阅图1和图2，多个第二驱动枝干1113相对驱动主干1111对称设置，多个第二感应枝干1123相对感应主干1121对称设置。如此，在触控显示面板的构造简单、制作难度较低的前提下，可以提高触控显示面板内的驱动电极111和感应电极112的均一性，进而提升触控显示面板的触控信号量，从而提高触控显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

如图2所示，驱动主干1111内的非电极区域对应第一驱动枝干1112和驱动主干1111相交处以及第二驱动枝干1113和驱动主干1111相交处设置。感应主干1121内的非电极区域对应第一感应枝干1122和感应主干1121相交处以及第二感应枝干1122和感应主干1121相交处设置。如图1所示，非电极区域呈十字形。如此，本申请的触控显示面板的非电极区域的分布更加均匀，非电极区域里面设置有填充材料，使得填充材料的分布也更加均匀，且填充材料的数量不影响触控信号量及不影响触控显示面板的LGM性能，可以提高触控显示面板的触控精确度。

请参阅图2，驱动主干1111和感应主干1121交叉设置，驱动主干1111和感应主干1121相交处设置有连接线L1，连接线L1桥接驱动主干1111或感应主干1121。也即是，本申请的触控显示面板的每个触控电极单元100均通过桥接的方式将驱动主干1111与感应主干1121连接在一起，4个触控电极单元100则具有4个搭桥将驱动主干1111与感应主干1121连接在一起，四桥的连接方式(4-Bridge Pattern)相比与单桥(Normal1-Pattern)的连接方式(如图3所示)及双桥(Normal2-Pattern)的连接方式(如图4所示)对应的触控显示面板，本申请的触控显示面板的驱动电极111和感应电极112的均一性更高，使得触控精确度、触控灵敏度和信噪比得到明显提高。

也即是，本申请的触控显示面板为四桥(4-Bridge)设计，相比与单桥或双桥的设计，本申请的触控显示面板所对应的驱动电极111和感应电极112的均一性更高，从而提高触控显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。即，图1为4-Bridge Pattern的部分结构示意图。

详细地，请参阅图5，图5为3个电容差值Cm不同的四桥连接方式对应的触控显示面板(4-Bridge Pattern1-3)与单桥连接方式对应的触控显示面板(Normal1 Pattern)及双桥连接方式对应的触控显示面板(Normal2 Pattern)的手指触控仿真数据。由图5可知，比较4-Bridge Pattern-3与Normal2 Pattern的数据可知，驱动电极111和感应电极112之间的电容差值(Delta Cm)由0.1193到0.1655，增大了38.73％。手指与驱动电极之间的耦合电容(Cftx)由0.4057到0.5515增大35.94％，手指与驱动电极之间的耦合电容(Cfrx)由0.5418到0.5847，增大了7.92％，且增大后的Cftx、Cfrx差距较小，触控信号量得到提升，四桥连接方式对应的触控显示面板(4-Bridge Pattern)能够提高触控显示面板包括触控信号量、触控灵敏度和信噪比的各项性能。

图6和图7为在4-Bridge Pattern-1中的2x2 Pattern上单个Pattern的1/4处的9个点的仿真取点示意。图8、图9a和图9b为4-Bridge Pattern与Normal2 Pattern的触控驱动电极与地线形成的耦合电容(Cpen_tx)及触控感应电极与地线形成的耦合电容(Cpen_rx)的仿真结果对比，可以比较4-Bridge Pattern-1与Normal2 Pattern的触控信号的均一性。具体地，对于4-Bridge Pattern-1的驱动电极1(Tx1)来说，3/6/9为最不利的点位(worst点位)。对于4-Bridge Pattern-1的感应电极1(Rx1)来说，7/8/9为最不利的点位(worst点位)。

由图8、图9a和图9b可知，对于4-Bridge Pattern的不同位置的仿真点，主动笔在Line1和Line2上时，主动笔在不同位置的耦合电容(Line1 Cpen_tx1、Line2 Cpen_tx1、Line1 Cpen_rx1和Line2 Cpen_rx1)差异较小，且相同x坐标不同y坐标差异不大，即触控信号均一性更佳。

而对于Normal2 Pattern的不同位置的仿真点，主动笔在Line1和Line2上时，主动笔在不同位置的耦合电容(Line1和Line2的Line1 Cpen_tx1、Line2 Cpen_tx1、Line1Cpen_rx1和Line2 Cpen_rx1)差异较大。

另外，由于Line3处于感应电极0的第一感应枝干Rx0与感应电极1的第一感应枝干Rx1的交界位置，此时主动笔与第一感应枝干Rx1的耦合电容较小，相对应地，主动笔在Line3的不同位置的触控信号量差异也较小。主动笔在Line1、Line2、Line3时，主动笔与第一驱动枝干Tx1的耦合电容在Tx0与Tx1交界位置时最小，且相同x坐标不同y坐标信号量差异不大。

整体比较而言，4-Bridge Pattern相较于Normal2 Pattern的触控信号量更大，触控信号均一性更佳，这有利于提高触控显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比，触控驱动电极与地线形成的耦合电容(Cpen_tx)及触控感应电极与地线形成的耦合电容(Cpen_rx)相近有利于芯片处理该电容值从而正常报出触摸点。

请再次参阅图1，触控显示面板包括多个像素200，驱动电极111和感应电极112呈网格状，驱动电极111和感应电极112的网格线相对部分像素200之间的空隙设置。

触控电极单元100呈正方形，触控电极单元100的边长为3.5mm～4.2mm。正方形的触控电极单元可由四个角中任意一个阵列均可以得到驱动电极111(Tx)和感应电极112(Rx)，驱动电极111或感应电极112的均一性高。驱动电极111和感应电极112的网格线宽度为3μm～4μm。

驱动电极111和感应电极112的网格线到相邻像素200的距离相同，可以提高驱动电极111和感应电极112的均一性。

驱动电极111和感应电极112之间也可以设置有填充材料(Dummy)。填充材料的宽度为40μm-60μm。填充材料呈网格状，填充材料的网格线相对部分像素200之间的空隙设置。如此，填充材料的分布更加均匀，且填充材料的数量不影响触控信号量及不影响触控显示面板的LGM性能，可以提高触控显示面板的触控精确度。

沿第一方向A设置的相邻子单元110共用第一驱动枝干1112，沿第二方向B设置的相邻子单元110第一感应枝干1122。如此，触控电极单元100的整体面积更小，结构排布整齐，有利于触控显示面板的结构空间的布局。

本申请还提供一种显示装置。显示装置包括上述实施例中任一项所述的触控显示面板。触控显示面板的结构如前文所述，在此不再赘述。

本申请的显示装置中的触控显示面板包括多个触控电极单元100，采用4个阵列设置的子单元110构成一个触控电极单元100，驱动电极111和感应电极112的均一性高，驱动电极111和感应电极112之间的电容差值(DeltaCm)、手指与驱动电极之间的耦合电容(Cfrx)及手指与驱动电极之间的耦合电容(Cftx)的数值得到提高，进而达到提高显示面板的触控精确度、触控灵敏度和信噪比。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种基于主动笔触控的触控显示面板，其特征在于，包括呈阵列设置的多个触控电极单元，每个所述触控电极单元包括呈阵列设置的4个子单元，每个子单元包括：

驱动电极，所述驱动电极包括驱动主干、第一驱动枝干和多个第二驱动枝干，所述驱动主干沿第一方向延伸，所述第一驱动枝干位于所述驱动主干两端且沿第二方向延伸；

感应电极，所述感应电极包括感应主干、第一感应枝干和多个第二感应枝干，所述感应主干沿所述第二方向延伸，所述第一感应枝干位于所述感应主干两端且沿所述第一方向延伸；

多个所述第二驱动枝干自所述驱动主干向所述感应主干呈预设角度延伸，以及自所述第一驱动枝干向所述第一感应枝干呈预设角度延伸；

多个所述第二感应枝干自所述感应主干向所述驱动主干呈预设角度延伸，以及自所述第一感应枝干向所述第一驱动枝干呈预设角度延伸，多个所述第二驱动枝干和多个所述第二感应枝干交替设置；

所述驱动主干和所述感应主干内形成有非电极区域，所述非电极区域设置有填充材料。

2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，多个所述第二驱动枝干相对所述驱动主干对称设置，多个所述第二感应枝干相对所述感应主干对称设置。

3.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动主干内的所述非电极区域对应所述第一驱动枝干和所述驱动主干相交处以及所述第二驱动枝干和所述驱动主干相交处设置，所述感应主干内的所述非电极区域对应所述第一感应枝干和所述感应主干相交处以及所述第二感应枝干和所述感应主干相交处设置。

4.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述非电极区域呈十字形。

5.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极同层设置。

6.根据权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动主干和所述感应主干交叉设置，所述驱动主干和所述感应主干相交处设置有连接线，所述连接线桥接所述驱动主干或所述感应主干。

7.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板包括多个像素，所述驱动电极和所述感应电极呈网格状，所述驱动电极和所述感应电极的网格线相对部分所述像素之间的空隙设置。

8.根据权利要求7所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控电极单元呈正方形，所述触控电极单元的边长为3.5mm～4.2mm。

9.根据权利要求7所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极的网格线宽度为3μm～4μm。

10.根据权利要求7所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极的网格线到相邻所述像素的距离相同。

11.根据权利要求7所述的触控显示面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极之间设置有填充材料。

12.根据权利要求11所述的触控显示面板，其特征在于，所述填充材料的宽度为40μm-60μm。

13.根据权利要求12所述的触控显示面板，其特征在于，所述填充材料呈网格状，所述填充材料的网格线相对部分所述像素之间的空隙设置。

14.根据权利要求12所述的触控显示面板，其特征在于，沿所述第一方向设置的相邻所述子单元共用所述第一驱动枝干，沿所述第二方向设置的相邻所述子单元所述第一感应枝干。

15.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-14任一项所述的触控显示面板。

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