CN205827356U - 一种触控显示面板和触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种触控显示面板和触控显示装置，包括第一基板以及位于第一基板上的多个第一电极，多个第一电极间隔设置且呈阵列分布；在相邻两个第一电极的间隙位置，围绕第一电极的外边缘设置第二电极且第二电极与第一电极彼此电绝缘；背光模组以及位于背光模组的第三电极，第三电极在第一基板平面内垂直方向上的投影与第二电极在第一基板平面内垂直方向上的投影交叠。本实用新型提供的触控显示面板同时集成显示、位置触控和压力触控等功能，且在实现位置触控和压力触控时不需分时操作，利于触控显示面板的高分辨率和高频显示设计，同时本实用新型提供的触控显示面板避免了现有技术中额外设置压感电极而增加触控显示面板厚度的问题。

Description

一种触控显示面板和触控显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示领域，特别是涉及一种触控显示面板和触控显示装置。

背景技术

近年来，随着触控显示技术的发展，人们对触摸屏的期待已经不仅仅局限于实现触控位置的检测，同时希望触摸时可以对按压力度进行检测，即实现压力触控功能。

图1是现有设计中一种典型的触摸显示面板设计，其中触控显示面板100上包括多条沿X方向延伸的扫描线116和沿Y方向延伸的数据线115，以及多个沿X方向和Y方向阵列排布的触控电极块114，每个触控电极块114通过触控引线111连接至控制单元112。具体的工作原理是，触控电极块114既作为触控驱动电极又作为触控检测电极，控制单元112通过触控电极走线111向触控电极114输入触控驱动信号，当外界手指触摸时，靠近触摸位置处的触控电极114的电容会发生变化，控制单元112通过计算分析这种电容的变化，从而确定触摸位置。如图1所示，为了避免触控电极114与触控电极走线111之间的信号干扰，触控电极114与触控电极走线111位于不同膜层，通过过孔118实现连接。

如上所述，图1所示的触控显示面板只能对触摸位置进行检测，并不能对外界触摸介质的按压力度进行测试。

实用新型内容

有鉴于此，一方面，本实用新型提供一种触控显示面板，包括：

第一基板以及位于所述第一基板上的多个第一电极，所述多个第一电极间隔设置且呈阵列分布；

在相邻两个所述第一电极的间隙位置，围绕所述第一电极的外边缘设置第二电极，所述第二电极与所述第一电极彼此电绝缘；

背光模组以及位于所述背光模组的第三电极，所述第三电极在所述第一基板平面内垂直方向上的投影与所述第二电极在所述第一基板平面内垂直方向上的投影交叠。

另一方面，本实用新型提供一种触控显示装置，包括如上所述的触控显示面板。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下突出的优点之一：

本实用新型提供的触控显示面板和触控显示装置为内嵌式触控，同时集成有显示、位置触控和压力触控三种功能；

本实用新型提供的触控显示面板和触控显示装置在实现位置触控和压力触控时无需分时操作，利于高分辨率和高频显示设计；

本实用新型提供的触控显示面板和触控显示装置可以通过复用公共电极层设置触控电极和压感电极，避免了现有技术中额外设置触控电极和压感电极而增加显示面板厚度的问题。

附图说明

图1是现有技术中一种典型的触控显示面板结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种触控显示面板结构示意图；

图3是电容式压力触控原理图；

图4是本实用新型实施例提供的一种背光模组结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种走线结构设计示意图；

图6A是本实用新型实施例提供的又一种第二电极结构示意图；

图6B是本实用新型实施例提供的又一种第二电极结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的又一种触控显示面板结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种驱动方法。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图2，图2是本实施例提供的一种触控显示面板结构示意图。触控显示面板200包括第一基板210，第一基板210上包括多个第一电极214，其中多个第一电极214间隔设置且在X方向和Y方向上呈阵列分布，每个第一电极214与第一走线212连接，并通过第一走线212连接至控制单元222。本实施例中，第一电极214用作自电容式触控电极以实现外界触摸位置的检测。具体地，控制单元222通过第一走线212向第一电极214施加触控驱动信号，当外界有触摸发生时，靠近触摸位置处的第一电极214的电容量会发生变化，而远离触摸位置处的第一电极214上的电容量几乎不变，控制单元222通过分析计算第一电极214电容量的变化判断触摸发生的具体位置。

为了避免信号线和电极之间的信号干扰，本实施例中第一电极214和第一走线212位于不同膜层，每个第一电极214分别通过一个第一过孔216与一条第一走线212连接。

除了具备位置触控功能外，本实施例提供的触控显示面板还具备压力触控功能。特别地，本实施例提供的触控显示面板主要基于电容式压力触控原理实现压力触控。

图3是电容式压力触控原理图，从图3可知，实现电容式压力触控至少要具备3个技术特征：两个相对设置的电极(11和22)以及位于两个电极之间的可压缩介质33。根据C＝kS/d可知，当可压缩介质33、相对面积S都不变时，电容量C与两个电极之间的距离d成反比。因此，当外界施加不同的触控压力F时，两个电极之间的距离d会随之变化，通过检测不同的电容量C即可实现不同触控压力F的辨别。

基于图3所示的电容式触控原理，本实施例提供的触控显示面板在实现压力触控时将压感电极之一设置于阵列基板，另一压感电极设置于背光模组。具体地，以下将结合图2和图4对本实施例实现压力触控作进一步解释。

如图2所示，第一基板210还包括用作压力触控的第二电极213。其中，第二电极213位于相邻两个第一电极214的间隙位置，每个第二电极213通过过孔218与第二走线211连接至控制单元222。如图4所示，背光模组240包括用于压力触控的第三电极219，且第三电极219通过导电介质243连接至柔性电路板242，再通过柔性电路板242连接至控制单元222。需要说明的是，向第三电极219提供电压的方式不限定为图4所示的方式，本实用新型对第三电极219的供电方式不作限定。

该领域技术人员可以理解的是，第一基板210和背光模组240之间的间隙会填充可压缩介质，比如空气。因此，本实施例中第二电极213、第三电极219以及两者之间的空气介质层会构成如图3所示的电容结构。同时，当触控显示面板200制作完成后，第二电极213、第三电极219的大小以及第一基板210和背光模组240之间的可压缩介质保持不变。因此，根据图3所示的电容式压力触控原理可知，当外界施加不同的触控压力时，第二电极213和第三电极219之间的距离会随之改变，从而电容发生变化，通过检测电容的大小即可判断不同的压力大小。

因此，本实施例提供的触控显示面板不仅可以识别触摸位置，同时可以对按压力度进行检测，即本实施例提供的触控显示面板集位置触控、压力触控触控于一体。

从上述实施例可以看出，本实用新型将用于位置触控的电极与用于压力触控的电极位于同一膜层，以减少不同功能膜层的设置。因此，为了降低压力触控与位置触控之间的信号干扰，实现高精度触控，本实用新型实施例中第二电极213与第一电极214之间留有间隙。同时由于压力感应信号要远小于触控感应信号，优选地，本实用新型实施例在任意相邻两个第一电极214的间隙位置，围绕任意一个第一电极214的外边缘都设置一个第二电极213，这样设计的好处在于，触控显示面板200上一个触控电极214对应一个压感电极213，保证压力感应信号不被触控感应信号覆盖，提高触控显示面板200的压力触控功能。

从上述实施例还可以看出，本实用新型将用于压力触控的另一电极设置于背光模组中。压感电极在背光模组中可以设计成平面状，也可以设计成网状。如图4所示，第三电极219设计成包括多个空心区域245的网状，且空心区域245在第一基板210平面内垂直方向上的投影与第一电极214在第一基板210平面内垂直方向上的投影交叠。优选地，本实用新型提供的第三电极219第一基板210平面内垂直方向上的投影只与第二电极213在第一基板210平面内垂直方向上的投影重叠，以充分避免位置触控和压力触控之间的信号干扰，提高触控精度。

如图2所示，本实用新型实施例中第二走线211和第二电极213位于不同膜层以避免信号线和电极之间的信号干扰。优选地，将第一走线212和第二走线211同层设置以减少膜层数量和降低工艺难度。需要说明的是，由于金属走线电阻的存在，靠近控制单元处的触控精度与远离控制单元处的触控精度存在一定的差异，造成触控显示面板的触控不均。因此，本实施例中为了充分保证触控显示面板的触控均匀性，在靠近控制单元处第一走线和第二走线的线宽小于远离控制单元处第一走线和第二走线的线宽，具体地，请参考图5。图5是本实用新型实施例提供的一种金属走线(以第一走线212为例说明)设计，如图5所示，第一走线212的宽度由A端至B端逐渐增加，其中，A端为第一走线212靠近控制单元222的一端，B端为第一走线212靠近控制单元222的一端。根据电阻与线宽成反比的公知常识可知，第一走线212的电阻由A端至B端逐渐降低，因此，图5所示的走线设计可以弥补因信号传输路径长短差异造成显示不均的问题。

需要说明的是，本实用新型对第二电极213围绕第一电极214的外边缘形成的区域不限定，可以为图2所示的闭合区域，也可以形成如图6A所示的开口区域；同时，本实用新型对第二电极213围绕第一电极214外边缘形成的形状不限定，可以与第一电极214的外边缘形状相同(如图2所示)，也可以与第一电极214的外边缘形状不同(如图6B所示)。可以理解的是，触控显示面板边缘位置的触控灵敏度要低于中心位置的触控灵敏度。因此，为了缩小边缘位置触控灵敏度与中心位置触控灵敏度之间的差异，本实施例通过将触控显示面板边缘位置处的第二电极设计成大于远离边缘位置处的第二电极。具体地，请参考图7，第一基板210包括显示区224和非显示区226，在触控显示面板200的边缘(即靠近非显示区226)位置处第二电极213要大于触控显示面板200的中心位置处(如图7中虚线圆角矩形所示)第二电极213。根据公式C＝kS/d可知，由于触控显示面板200边缘处第二电极213的面积大于远离边缘处第二电极213的面积，因此，通过增加边缘处第二电极213的面积增加感应电容量从而弥补边缘位置处触控灵敏度较低的问题。

为了降低触控显示面板的整体厚度，优选地，本实用新型通过复用公共电极层设置第一电极214、第二电极213。其中，第一电极214和/或第二电极213复用为公共电极。当第一电极214和/或第二电极213复用为公共电极时，触控显示面板采用分时驱动模式，驱动方法包括显示阶段和触控阶段：在显示阶段，向第一电极和/或第二电极提供公共电压信号、第三电极浮置或者向第三电极提供恒定的基准信号；在触控阶段，向第一电极提供触控驱动信号、向第二电极提供压力触控驱动信号、向第三电极提供恒定的基准信号，第一电极基于触控驱动信号生成触控感测信号，实现位置触控，第二电极基于压力触控驱动信号生成压力触控感测信号，实现压力触控。

具体地，图8是本实用新型实施例提供的一种分时驱动方法，其中，横坐标表示时间，包括Display和Touch阶段，纵坐标表示驱动单元222向各个电极提供的电压信号，其中，V₂₁₄、V₂₁₃、V₂₁₉分别代表第一电极214、第二电极213、第三电极219上的电压信号。如图8所示，在Display阶段，控制单元222向第一电极214、第二电极213提供公共电压信号V_com、向第三电极219提供恒定的基准信号V_gnd；在Touch阶段，控制单元222向第一电极214提供触控驱动信号V₁、向第二电极213提供压力触控驱动信号V₂、向第三电极219提供恒定的基准信号V_gnd，第一电极214基于触控驱动信号V₁生成触控感测信号并传输至控制单元222，控制单元222通过分析计算确定触摸位置，同时第二电极213基于压力触控驱动信号V₂生成压力触控感测信号并传输至控制单元222，控制单元222通过分析计算确定触控压力大小。

根据上述可知，本实用新型提供的触控显示面板为内嵌式触控，同时集成有显示、位置触控和压力触控三种功能；在实现位置触控和压力触控时无需分时操作；且可以通过复用公共电极层设置触控电极和压感电极，避免了现有技术中额外设置触控电极和压感电极而增加显示面板厚度的问题。

在以上实施例中，触控显示面板的第一基板上还包括TFT器件、像素单元、像素电极、绝缘层等一些必要的结构，此为本领域的公知常识，在此亦不做赘述。

本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括上述任意一种触控显示面板。触控显示装置可以为手机、台式电脑、笔记本、平板电脑、电子相册等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种触控显示面板，包括：

第一基板以及位于所述第一基板上的多个第一电极，所述多个第一电极间隔设置且呈阵列分布；

在相邻两个所述第一电极的间隙位置，围绕所述第一电极的外边缘设置第二电极，所述第二电极与所述第一电极彼此电绝缘；

背光模组以及位于所述背光模组的第三电极，所述第三电极在所述第一基板平面内垂直方向上的投影与所述第二电极在所述第一基板平面内垂直方向上的投影交叠。

2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，在任意相邻两个所述第一电极的间隙位置，围绕任意一个所述第一电极的外边缘设置一个所述第二电极。

3.如权利要求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显示区和非显示区，靠近所述非显示区处的所述第二电极大于远离所述非显示区处的所述第二电极。

4.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述第三电极呈网状，所述网状包括多个空心区域，所述第一电极在所述第一基板平面内垂直方向上的投影与所述空心区域在所述第一基板平面内垂直方向上的投影交叠。

5.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一基板还包括第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一电极连接，所述第二走线与所述第二电极连接。

6.如权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一走线和所述第二走线位于同一膜层。

7.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板还包括柔性电路板，所述第三电极通过导电介质与所述柔性电路板连接。

8.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极复用为公共电极。

9.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一基板和所述背光模组之间填充可压缩介质。

10.一种触控显示装置，包括如权利要求1～9所述的触控显示面板。