触控显示面板及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及触摸屏显示领域，具体提供了一种触控显示面板及显示装置，所述触控显示面板包括公共电极、像素电极、处理模块、至少一个第一磁感应电极和至少一个第二磁感应电极；所述至少一个第一磁感应电极与所述公共电极同层设置，用于传感第一方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；所述至少一个第二磁感应电极与所述像素电极同层设置，用于传感第二方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；所述第一方向与所述第二方向的夹角为非零角度；所述处理模块用于根据所述磁感应信号生成触控信号。本发明将电磁触控功能以In-Cell(内嵌式)的形式集成到了触控显示面板当中，同时兼顾了编辑输入的高精度和整体显示装置的轻薄化。
【专利说明】触控显示面板及显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸屏显示【技术领域】，具体涉及一种触控显示面板及显示装置。
【背景技术】
[0002]在便携式阅读、便携式办公设备等领域，传统的电容式触控显示面板由于电容触摸精度较低，无法进行文字间插入编辑而不能实现高精度的编辑输入，已经不能满足用户对触控显示面板的基本需求。
[0003]然而，电磁触控作为一种高精度的编辑输入模式，却难以集成到轻薄化要求日益提高的显示装置当中，其原因主要在于:在现有技术中最常见的集成方法是在显示面板之上添加一层电磁触控板，从而配合主动式电磁笔实现电磁触控。但是，这样的Out-Cell (外置式)模式不仅对整个装置的平坦度有影响，而且会直接导致整个显示装置厚度的增加，制约了显示装置的轻薄化发展。
【发明内容】
[0004](一 )解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种触控显示面板及显示装置，本发明将电磁触控功能以In-Cell(内嵌式)的形式集成到了触控显示面板当中，同时兼顾了编辑输入的高精度和整体显示装置的轻薄化。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0008]一种触控显示面板，包括公共电极和像素电极，其特征在于，所述触控显示面板还包括处理模块、至少一个第一磁感应电极和至少一个第二磁感应电极；
[0009]所述至少一个第一磁感应电极与所述公共电极同层设置，用于传感第一方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；所述至少一个第二磁感应电极与所述像素电极同层设置，用于传感第二方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；
[0010]所述第一方向与所述第二方向的夹角为非零角度；
[0011]所述处理模块分别与所述至少一个第一磁感应电极和所述至少一个第二磁感应电极电连接；所述处理模块用于根据所述磁感应信号生成触控信号。
[0012]优选地，所述至少一个第一磁感应电极为沿第一方向平行排列的至少一个U形条状电极，所述第一磁感应电极的两端分别与第一公共端和所述处理模块电连接；所述至少一个第二磁感应电极为沿第二方向平行排列的至少一个U形条状电极；所述第二磁感应电极的两端分别与第二公共端和所述处理模块电连接。
[0013]优选地，所述至少一个第一磁感应电极将所述公共电极分为多个子公共电极；所述子公共电极位于所述第一磁感应电极的U形内部或者相邻的两个第一磁感应电极之间。
[0014]优选地，所述触控显示面板还包括黑矩阵层；所述黑矩阵层中形成有与所述至少一个第一磁感应电极的形成区域相对应的黑矩阵图形。
[0015]优选地，所述像素电极包括多个子像素电极，所述子像素电极位于多个呈行列排布的像素单元中；所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有至少一行或至少一列像素单元，相邻的两个第二磁感应电极之间设有至少一行或至少一列像素单元。
[0016]优选地，所述触控显示面板中对应于每行像素单元设有上下两条栅线，同一行中两个相邻的像素单元各自与这两条栅线中的一条电连接；
[0017]所述触控显示面板中在第2N-1列像素单元与第2N列像素单元之间设有一条数据线，第2N-1列像素单元与第2N列像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数；
[0018]所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两列像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两列像素单元。
[0019]优选地，所述触控显示面板中对应于每列像素单元设有左右两条栅线，同一列中两个相邻的像素单元各自与这两条栅线中的一条电连接；
[0020]所述触控显示面板中在第2N-1行像素单元与第2N行像素单元之间设有一条数据线，第2N-1行像素单元与第2N行像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数；
[0021]所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两行像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两行像素单元。
[0022]优选地，所述第一磁感应电极与所述公共电极之间绝缘；所述第二磁感应电极与所述像素电极之间绝缘。
[0023]优选地，所述处理模块包括第一数据选择器；所述处理模块包括第二数据选择器；
[0024]所述第一数据选择器与所述至少一个第一磁感应电极电连接，用于根据第一磁感应电极所输入的磁感应信号输出第一触控信号，所述第一触控信号包含传感到第一方向上磁场变化的第一磁感应电极的位置信息；
[0025]所述第二数据选择器与所述至少一个第二磁感应电极电连接，用于根据第二磁感应电极所输入的磁感应信号输出第二触控信号，所述第二触控信号包含传感到第二方向上磁场变化的第二磁感应电极的位置信息。
[0026]一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，所述显示面板采用如权利要求1至9中任意一项所述的触控显示面板。
[0027](三)有益效果
[0028]本发明至少具有如下的有益效果:
[0029]本发明首先把电磁触控中用于传感两个不同方向上磁场变化的两个导体线组分为第一磁感应电极和第二磁感应电极，并分别与公共电极和像素电极同层设置。同时，以相应的处理模块来实现磁感应信号向触控信号的处理过程，其中触控信号包括了外部磁场发生设备(如电磁笔)相对于触控显示面板的位置信息和/或运动状态信息。从而，通过上述设计，本发明实现了触控显示面板当中的In-Cell(内嵌式)的电磁触控功能。
[0030]相比较现有技术而言，本发明不仅可以实现电磁触控的全部功能，同时避免了外置电磁触控板的设置，从而可以使整体显示装置更加轻薄，也就是同时兼顾了编辑输入的高精度和整体显示装置的轻薄化。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发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一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0032]图1是本发明一个实施例中一种触控显示面板的结构示意图；
[0033]图2是本发明一个实施例中一种液晶触控显示面板的截面结构图；
[0034]图3是现有技术中Out-Cell (外置式)电磁触控示意图；
[0035]图4是本发明一个实施例中阵列基板中与像素电极同层设置的第二磁感应电极以及第二处理模块的结构示意图；
[0036]图5是本发明一个实施例中彩膜基板中与公共电极同层设置的第一磁感应电极和第一处理模块的结构示意图；
[0037]图6本发明一个实施例中设置了第二磁感应电极的彩膜基板截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
[0039]实施例1
[0040]本发明实施例提出了一种触控显示面板，参见图1，该触控显示面板包括公共电极101和像素电极301，所述触控显示面板还包括处理模块(103和303)、至少一个第一磁感应电极102和至少一个第二磁感应电极302 ；
[0041]所述至少一个第一磁感应电极102与所述公共电极101同层设置，用于传感第一方向X上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；所述至少一个第二磁感应电极302与所述像素电极301同层设置,用于传感第二方向Y上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；
[0042]所述第一方向X与所述第二方向Y的夹角为非零角度(出于整体显示装置的一致性和制作工艺上的简便一般可以取为90° );
[0043]所述处理模块103、303分别与所述至少一个第一磁感应电极102和所述至少一个第二磁感应电极302电连接；所述处理模块103、303用于根据所述磁感应信号生成触控信号。其中，附图标记103和303仅表示处理模块对应于不同磁感应电极的不同部分，当然处理模块还可能包括图中未示出的结构。
[0044]作为一种示例，所述触控信号可以包括外部磁场发生设备相对于所述触控显示面板的位置信息和/或运动状态信息，而上述处理模块则相当于电磁触控装置中用于根据磁感应信号计算触控位置的处理单元。
[0045]其中，需要说明的是，上述实体结构(包括公共电极101、第一磁感应电极102、像素电极301、第二磁感应电极302等)在图1中的形状，以及第一方向X与第一方向Y的相对位置关系都仅仅是一种示例，其不对本发明的技术方案加以限定。
[0046]参见图2，本发明实施例中所提到的电磁触控装置的工作原理如下:电磁笔在其周围形成较为稳定的磁场，在导体线附近运动时会使导体线相对的做切割磁感线运动，从而导体线两端产生感生电动势，若导体线处于回路当中则会产生感应电流。根据这一原理，找出产生感生电动势或感应电流的导体线，并通过图示的引出位置测量感生电动势或感应电流的大小，就可以从中提取出电磁笔位置和运动轨迹的信息，也就是电磁笔的笔迹信息。
[0047]对应于上述导体线，本发明实施例优选地采用导体回路(使导体线呈U形并使其两端均接在电路中的某一点)来形成第一磁感应电极102和第二磁感应电极302，该设计可以将与磁感应电极相连的电路部分都设置于显示区域的一侧，从而达到节省空间、简化设计工艺的效果。当然，采用如图2所示的导体线或其他形状的导体线同样地可以实现电磁触控，本发明实施例并不对其进行限制。
[0048]可见，本发明实施例将电磁触控中用于传感两个不同方向上磁场变化的两个导体线组分为第一磁感应电极102和第二磁感应电极302，并分别与公共电极101和像素电极301同层设置。同时，以相应的处理模块103和303来实现磁感应信号向触控信号的处理过程，其中触控信号包括了外部磁场发生设备(如主动式电磁笔)相对于触控显示面板的位置信息和/或运动状态信息。从而，通过上述设计，本发明实现了触控显示面板当中的In-Cell(内嵌式)的电磁触控功能。
[0049]基于上述设计，相比于直接将如图2所示的电磁触控板设置于显示面板之上的做法，本发明实施例不仅可以实现电磁触控的全部功能，同时避免了外置电磁触控板的设置，从而可以使整体显示装置更加轻薄，也就是同时兼顾了编辑输入的高精度和整体显示装置的轻薄化。
[0050]进一步地，所述触控显示面板可以是以液晶显示原理来工作的，作为该情形下的一种实例，下面展示一种液晶触控显示面板。参见图3，在上述触控显示面板的基础之上，该液晶触控显示面板包括彩膜基板1、液晶层2和阵列基板3，其中彩膜基板I上形成有公共电极101，且同层设置有第一磁感应电极102 ;阵列基板3上形成有像素电极301，且同层设置有第二磁感应电极302 (附图标记与图1中的附图标记一致)。
[0051]需要说明的是，本发明实施例着重说明的是如何将电磁触控的一些必要实现部件集成到显示面板当中，而与电磁触控和显示面板的其他实现部件没有必然联系，因而在具体实施本发明实施例时，关于电磁触控和液晶显示的其他实现部件可以从现有技术或其他方案中选取。
[0052]其中，所述磁感应电极可以是如图2所示的若干根分立的导体线，也可以是如图4所示的若干个导体线回路。图4中具体展示了一种阵列基板3中与像素电极301同层设置的第二磁感应电极302和处理模块303的结构。其中，黑色粗线条代表所述第二磁感应电极 302。
[0053]这里，所述像素电极包括多个子像素电极，所述子像素电极位于多个呈行列排布的像素单元中(图4阴影区域即代表各像素单元中的子像素电极)。
[0054]优选地，所述至少一个第二磁感应电极302为沿第二方向Y平行排列的至少一个U形条状电极；所述第二磁感应电极302的两端分别与第二公共端和所述处理模块303电连接。需要说明的是，这里由于第二磁感应电极302是用于传感第二方向Y上的磁场变化的，根据电磁感应原理可知其延伸方向应与第二方向Y垂直，因此其排列方向也应为第二方向Y。采用这样的形状一方面可以使第二磁感应电极302均匀的覆盖住整个显示面板、实现传感外磁场的功能，同时又便于排布，可以与现有的显示面板设计相适应。
[0055]同时，优选地，所述处理模块303包括第二数据选择器；所述第二数据选择器与所述至少一个第二磁感应电极电连接，用于根据第二磁感应电极所输入的磁感应信号输出第二触控信号，所述第二触控信号包含传感到第二方向上磁场变化的第二磁感应电极的位置信息。采用数据选择器MUX可以直接将磁感应信号转换为代表触控位置的磁感应电极的标识，进而可以实现触控显示面板的电磁触控功能。
[0056]进一步地，所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有至少一行或至少一列像素单元，相邻的两个第二磁感应电极之间设有至少一行或至少一列像素单元。这里，将第二磁感应电极的排布放在像素单元阵列中进行，可以进一步充分利用空间，同时不对像素单元的功能造成很大影响。
[0057]更进一步地，所述触控显示面板中对应于每行像素单元设有上下两条栅线，同一行中两个相邻的像素单元各自与这两条栅线中的一条电连接；所述触控显示面板中在第2N-1列像素单元与第2N列像素单元之间设有一条数据线，第2N-1列像素单元与第2N列像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数；所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两列像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两列像素单元。
[0058]或者，所述触控显示面板中对应于每列像素单元设有左右两条栅线，同一列中两个相邻的像素单元各自与这两条栅线中的一条电连接；所述触控显示面板中在第2N-1行像素单元与第2N行像素单元之间设有一条数据线，第2N-1行像素单元与第2N行像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数；所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两行像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两行像素单元。
[0059]如上所述的双栅线(dual-gate)设计可以节省出一部分栅线和数据线的位置空间，用来设置所述第二磁感应电极302。
[0060]参见图5，图5展示了一种彩膜基板I中与公共电极101同层设置的第一磁感应电极102和处理模块103的结构。同样地，其中的黑色粗线条代表了所述第一磁感应电极102。
[0061]这里，优选地，所述至少一个第一磁感应电极102为沿第一方向X平行排列的至少一个U形条状电极，所述第一磁感应电极102的两端分别与第一公共端和所述处理模块103电连接。采用这样的形状一方面可以使第一磁感应电极102均匀的覆盖住整个显示面板、实现传感外磁场的功能，同时又便于排布，可以与现有的显示面板设计相适应。
[0062]其中，所述第一公共端与第二公共端均代表电路中的零电位点，其可以是同一个也可以是多个。
[0063]同时，优选地，所述处理模块103包括第一数据选择器；所述第一数据选择器与所述至少一个第一磁感应电极电连接，用于根据第一磁感应电极所输入的磁感应信号输出第一触控信号，所述第一触控信号包含传感到第一方向上磁场变化的第一磁感应电极的位置信息；采用数据选择器MUX可以直接将磁感应信号转换为代表触控位置的磁感应电极的序号，进而可以实现触控显示面板的电磁触控功能。进一步地，所述至少一个第一磁感应电极将所述公共电极分为多个子公共电极；所述子公共电极位于所述第一磁感应电极的U形内部或者相邻的两个第一磁感应电极之间。更进一步地，所述触控显示面板还包括黑矩阵层；所述黑矩阵层中形成有与所述至少一个第一磁感应电极的形成区域相对应的黑矩阵图形。参见图6，在玻璃基板上形成有像素电极和黑矩阵，更上层的对应位置则设置有子公共电极和第一磁感应电极102。这里由于公共电极层中与黑矩阵位置对应的区域本来就不需要设置公共电极，所以这里就将这一部分区域的公共电极去除，用以进行第一磁感应电极102的排布。这样的设计不需要另外单独设计一层电路板，更加有利于整体显示装置的轻薄化。
[0064]另外，优选地，为了不影响原有显示面板的功能，所述第一磁感应电极与所述公共电极之间绝缘，不存在电性连接关系；所述第二磁感应电极与所述像素电极之间绝缘，不存在电性连接关系。
[0065]当然，上述液晶触控显示面板仅是一种示例，本发明实施例所提出的触控显示面板可以是TN型(扭曲向列型)液晶显示面板，也可以是ECB型(电控双折射型)液晶显示面板；且同时可以是反射式的触控显示面板(对应有磁感应电极采用金属材料形成)或者是透射式的触控显示面板(对应有磁感应电极采用氧化铟锡ITO形成)，或者是OLED面板等其他类型的显示面板。
[0066]实施例2
[0067]基于相同的发明构思，本发明实施例提出了一种显示装置，该显示装置包括显示面板，所述显示面板采用如实施例1中所述的任意一种触控显示面板。该显示装置可以为:液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0068]由于本发明实施例提供的显示装置与实施例1所提供的任意一种触控显示面板具有相同的技术特征，所以也能解决同样的技术问题，产生相同的技术效果。
[0069]综上所述，本发明首先把电磁触控中用于传感两个不同方向上磁场变化的两个导体线组分为第一磁感应电极和第二磁感应电极，并分别与公共电极和像素电极同层设置。同时，以相应的处理模块来实现磁感应信号向触控信号的处理过程，其中触控信号包括了外部磁场发生设备(如电磁笔)相对于触控显示面板的位置信息和/或运动状态信息。从而，通过上述设计，本发明实现了触控显示面板当中的In-Ce 11 (内嵌式)的电磁触控功能。
[0070]相比较现有技术而言，本发明不仅可以实现电磁触控的全部功能，同时避免了外置电磁触控板的设置，从而可以使整体显示装置更加轻薄，也就是同时兼顾了编辑输入的高精度和整体显示装置的轻薄化。
[0071]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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0072]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种触控显示面板，包括公共电极和像素电极，其特征在于，所述触控显示面板还包括处理模块、至少一个第一磁感应电极和至少一个第二磁感应电极； 所述至少一个第一磁感应电极与所述公共电极同层设置，用于传感第一方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号；所述至少一个第二磁感应电极与所述像素电极同层设置，用于传感第二方向上的磁场变化并产生相应的磁感应信号； 所述第一方向与所述第二方向的夹角为非零角度； 所述处理模块分别与所述至少一个第一磁感应电极和所述至少一个第二磁感应电极电连接；所述处理模块用于根据所述磁感应信号生成触控信号。
2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述至少一个第一磁感应电极为沿第一方向平行排列的至少一个U形条状电极，所述第一磁感应电极的两端分别与第一公共端和所述处理模块电连接； 所述至少一个第二磁感应电极为沿第二方向平行排列的至少一个U形条状电极；所述第二磁感应电极的两端分别与第二公共端和所述处理模块电连接。
3.根据权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，所述至少一个第一磁感应电极将所述公共电极分为多个子公共电极； 所述子公共电极位于所述第一磁感应电极的U形内部或者相邻的两个第一磁感应电极之间。
4.根据权利要求3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黑矩阵层；所述黑矩阵层中形成有与所述至少一个第一磁感应电极的形成区域相对应的黑矩阵图形。
5.根据权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，所述像素电极包括多个子像素电极，所述子像素电极位于多个呈行列排布的像素单元中； 所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有至少一行或至少一列像素单元，相邻的两个第二磁感应电极之间设有至少一行或至少一列像素单元。
6.根据权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板中对应于每行像素单元设有上下两条栅线，同一行中两个相邻的像素单元各自与这两条栅线中的一条电连接； 所述触控显示面板中在第2N-1列像素单元与第2N列像素单元之间设有一条数据线，第2N-1列像素单元与第2N列像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数； 所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两列像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两列像素单元。
7.根据权利要求5所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板中对应于每列像素单元设有两条栅线，同一列中两个相邻的像素单元分别与这两条栅线中的一条电连接; 所述触控显示面板中在第2N-1行像素单元与第2N行像素单元之间设有一条数据线，第2N-1行像素单元与第2N行像素单元与同一条数据线电连接，所述N为任意的正整数； 所述至少一个第二磁感应电极的U形内部设有与同一条数据线电连接的两行像素单元；相邻的两个第二磁感应电极之间设有与同一条数据线电连接的两行像素单元。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一磁感应电极与所述公共电极之间绝缘；所述第二磁感应电极与所述像素电极之间绝缘。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述处理模块包括第一数据选择器和第二数据选择器； 所述第一数据选择器与所述至少一个第一磁感应电极电连接，用于根据第一磁感应电极所输入的磁感应信号输出第一触控信号，所述第一触控信号包含传感到第一方向上磁场变化的第一磁感应电极的位置信息； 所述第二数据选择器与所述至少一个第二磁感应电极电连接，用于根据第二磁感应电极所输入的磁感应信号输出第二触控信号，所述第二触控信号包含传感到第二方向上磁场变化的第二磁感应电极的位置信息。
10.一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，所述显示面板采用如权利要求1至9中任意一项所述的触控显示面板。
【文档编号】G06F3/046GK104182112SQ201410371517
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】王新星, 秦广奎 申请人:京东方科技集团股份有限公司