用于触摸显示面板的可重新配置的触摸感应的制作方法

本发明上涉及一种具有触摸感应的显示面板。特别地，本发明涉及使用无源矩阵有机发光二极管(pmoled)阵列的阳极电极作为单元内触摸传感器的显示面板。

背景技术：

将触摸感应能力添加至有机发光二极管(oled)显示面板的一般方法是增加通常由oled显示面板的顶部上的氧化铟锡(ito)制成的透明触摸传感器层。有几种用于将触摸传感器层嵌入oled面板中的可能的实施方案。

图1示出了一个单元上触摸传感器布置，其中呈透明导电层形式的触摸传感器110放置在oled面板100中的基板玻璃的顶部。单元上触摸传感器布置具有触摸传感器110，该触摸传感器通过一层厚的下基板玻璃120(通常为0.4mm至0.7mm)与阳极电极130隔离。因此，阳极电极130和触摸传感器110之间的电容耦合相对较低。这种相对较低耦合对于触摸传感器110感应接近的手指是理想的。另一方面，用于驱动oled面板100的显示驱动器位于基板玻璃120的内侧121。这种布置被称为玻璃衬底芯片(cog)布置。用于感应来自触摸传感器110的信号的触摸控制器需要与显示驱动器通信以及连接至触摸传感器110。因此，需要薄膜衬底芯片(cof)布置来桥接触摸传感器110与触摸控制器。

图2示出了单元内触摸传感器布置，其中呈透明导电层形式的触摸传感器210放置在oled面板200中的上盖玻璃220和下基板玻璃230之间。触摸传感器210通过一层非常薄的绝缘体250(约0.5μm)与阳极电极240隔离。因此，阳极电极240和触摸传感器210之间的电容耦合高。该寄生电容比来自接近的手指的感应电容大得多，因此降低了触摸传感器210的感应灵敏度并限制了其动态范围。另一方面，显示驱动器和触摸控制器的集成(都对相同集成电路(ic)起作用)是可行的，因为ic、触摸传感器210和阳极电极240都位于下基板玻璃230的内侧231上。

图3是从图2的单元内触摸传感器布置简化的另一种方法。在oled面板300中，阳极电极320也用作触摸传感器310。在该布置中，以时分复用方式进行显示驱动和触摸感应。即，在一个时刻，oled面板300处于显示驱动模式或触摸感应模式，但不是同时处于两者。在典型应用中，显示驱动模式占用约90％的时间，而触摸感应仅占用约10％的时间。对于pmoled阵列，帧刷新率通常是约100hz。类似于单元内触摸布置，阳极电极320和阴极电极330(都是层形式)两者彼此非常接近。由于oled堆叠层340的厚度仅约1μm，所以阳极320和阴极330之间的电容耦合仍然相当高。该寄生电容比来自接近的手指的感应电容大得多。还类似于单元内触摸布置，显示驱动器和触摸控制器集成是可行的，并且实际上比用于单元内传感器布置的集成简单。然而，这种简化方法的一个缺点是阳极电极的单向和固定形式因子性质将触摸传感器栅格限制为仅一个维度。对于需要二维感应的应用，共享的阳极电极-传感器布置是不可行的。

近来显示屏的分辨率急剧增加，因此阳极电极的数量也增加。显然，被设计用于手指触摸感应的大多数应用的触摸感应分辨率不需要与显示分辨率一样高。为了节省成本和空间，将多个阳极电极分组并短接在一起用于触摸感应操作。然后基于来自阳极电极组的聚集或求和的感应信号的比较来确定触摸检测。常规地，阳极电极分组在制造期间已固定。然而，当触摸落在阳极电极组的边界上、重叠两个阳极电极组，或者在滑动或渐进移动中跨越多个阳极电极组时，这会引起重大挑战，因为来自阳极电极组的聚集或求和的感应信号组遭受低信噪(snr)比和错误检测。因此，未能满足以下需求：增加图3的简化的单元内触摸传感器布置的触摸感应灵敏度和准确性，同时保持集成显示驱动器和触摸控制器的简单性。

技术实现要素：

本发明提供一种具有触摸感应功能的显示模块，其中至少包括一个显示面板。所述显示面板包括夹在第一多个电极和第二多个电极之间的电致发光层。所述第二多个电极用于传送在显示面板处感应的触摸感应信号。优选地，电致发光层由有机材料构成，使得电致发光层与第一和第二多个电极共同形成无源矩阵有机发光二极管(pmoled)阵列。在pmoled阵列中，第二多个电极可以是一组阳极电极，第一多个电极可以是一组阴极电极。

所述显示模块还包括多路复用和求和网络(msn)，该网络用于对从第二多个电极接收的触摸感应信号进行多路复用和求和以产生用于触摸感应的一个或多个输出信道信号。特别地，多路复用和求和可重新配置，使得触摸感应信号被动态地选用于求和以产生输出信道信号的各种组合。多路复用和求和的重新配置能力使得能够实施适应于图形用户界面(gui)的触摸感应。

在显示模块中，触摸控制器用于测量输出信道信号以产生触摸感应数据。显示模块还包括用于驱动第一和第二多个电极的显示驱动器，以便在不同位置处选择地激发电致发光层。除了将第二多个电极桥接至触摸控制器之外，msn还被配置为将第二多个电极桥接至显示驱动器，使得显示驱动器和触摸控制器以时分复用方式单独地使用第二多个电极。

还可获得一种计算装置，包括任何一种实施例的显示模块，以及可与所述显示驱动器、触摸控制器和msn通信的处理器。所述处理器被配置为可分析触摸数据、确定新用户界面(ui)、产生用于显示驱动器的新ui位图，并根据新ui重新配置msn。

本发明的其它方面通过后面的实施例作了进一步公开。

附图说明

在下文中参考附图更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1是用于oled面板的单元上触摸传感器布置；

图2是用于oled面板的单元内触摸传感器布置，它是单元上触摸传感器布置的替代布置；

图3是通过简化单元内触摸传感器布置获得的布置；

图4是用于示例的一般pmoled布局布置；

图5是用于显示面板的配置或分组阳极电极的第一应用，其中显示面板用于接收来自尺寸为12mm的手指的触摸输入；

图6是用于显示面板的配置或分组阳极电极的第二应用，其中显示面板用于接收来自尺寸为14mm的手指的触摸输入；

图7是用于显示面板的配置或分组阳极电极的第三应用，其中在显示面板上实施不规则形状的触摸传感器以对应于滑动条ui；

图8是用于显示面板的配置或分组阳极电极的第四应用，其中通过不同于图7所示的方案在显示面板上实施不规则形状的触摸传感器；

图9是示出自适应传感器重新配置的第一个优点的实例，其中触摸传感器自适应地配合显示面板上所示的按钮或按键的尺寸；

图10是示出自适应传感器重新配置的第二个优点的实例，其中用于用户应用的灵活触摸ui设计由自适应传感器重新配置支持；

图11是示出自适应传感器重新配置的第三个优点的实例，其中通过自适应传感器重新配置使得传感器图案的动态改变以配合触摸ui的不同性质；

图12是计算装置的示意图，其中包括能够实现自适应传感器重新配置的具有触摸感应功能的显示模块；

图13是用于示例地示出自适应传感器重新配置的实现流程图。

具体实施方式

如本文所使用，计算装置是指至少具有计算机处理能力的电子装置和用于与计算装置的用户交互的触摸感应的显示器。计算装置的实例包括智能电话、智能手表、平板计算机、具有用于与拍摄者交互的触摸感应显示器的数字相机，以及具有用于用户交互的此类触摸感应显示器的任何消费电子装置。也可能的是，计算装置是较大计算设备的一部分。例如，如果模块包括触摸感应的显示器和用于控制显示器的处理器，则上述数字相机中的用户界面电子模块被认为是计算装置。

在下面的描述中，用于触摸显示面板的可重新配置触摸感应的系统和方法被阐述为优选实例。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可进行修改(包括添加和/或替换)。可省略特定细节，以免模糊本发明；然而，本公开被写出是为了使本领域技术人员在无需过度的实验的情况下能够实践本文的教导。

在本发明中，简化的单元内触摸传感器布置用于具有触摸感应功能的显示模块。虽然当显示模块由pmoled阵列实现时本发明特别有用，但是本发明不仅限于pmoled。本发明适用于由任何有机或无机电致发光材料实现的任何基于led的面板。然而，下面参考由其形成的pmoled阵列来说明本发明。此外，在下面的用于说明本发明的描述中，oled面板中的阳极电极用作触摸传感器。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的精神的情况下，阴极电极也可用作触摸传感器。无论是否选择阳极电极或阴极电极作为触摸传感器，本发明都是适用的。

根据本发明的各种实施例，pmoled阵列的阳极电极用作单元内触摸传感器。显示驱动和触摸感应以时分复用方式操作。本发明揭示了对阳极电极动态地分组的几种方法，使得触摸传感器可实时配置。这允许触摸传感器根据在计算装置上运行的应用来自适应地改变或重新定形/调整尺寸。即，显示面板的触摸传感器根据显示面板上显示的ui自适应地改变。与传统简化的单元内触摸传感器布置相比，使得触摸传感器能够如本发明所提供的那样可配置的优点有三个。首先，不需要附加的触摸传感器层。第二，使用这种触摸传感器会更好。第三和特别重要的是，提高了由触摸传感器产生的触摸感应信号的信噪比(snr)。

为了说明本发明，首先考虑如图4所示的一般pmoled布局布置。下层具有水平延伸的阴极电极420，而上层具有垂直延伸的阳极电极410。oled材料(未示出)夹在阴极电极层420和阳极电极层410之间。oled材料的一侧接触阴极电极420且材料的另一侧附接至阳极电极410。在下文参考的图中，为了清楚起见，仅示出阳极电极层。

本发明的细节及其优点在下文中通过本发明在不同情况下的应用来说明。

图5和图6分别是分别在12mm和14mm的不同指尖尺寸下配置或分组阳极电极的应用。在图5和图6两者中，使用具有多个阳极电极520的显示面板510。考虑图5，在触摸感应期间，阳极电极520被分组。在个别组中，阳极电极520被短接在一起以形成更大电极，以便产生更大snr的信道输出。在考虑了指尖具有12mm的尺寸之后，应用程序员可决定使用最理想ui来与用户交互，其中通过将显示面板510分为四个触摸传感器581-584来形成ui。因此，阳极电极520被划分为四个组521-524。四个组521-524中的每个阳极电极被短接在一起以形成一个信道输出。电极的短接等效于对通过这些电极接收的信号的求和操作，因此使用求和器。四个求和器531-534用于对阳极电极的四个组521-524短接，从而产生四个信道输出541-544，每个都对应于由四个触摸传感器581-584中的其中一个触摸传感器获得的信号输出。现在转到图6。使用相同的显示面板510。由于指尖具有新尺寸-14mm，所以阳极电极520的分组可被重新配置以使三个组621-623已足够，从而产生三个触摸传感器681-683。三个求和器631-633分别用于短接三个组621-623中的阳极电极，从而产生三个信道输出641-643，每个都对应于由三个触摸传感器681-683中的其中一个触摸传感器获得的信号输出。

在使用模拟类型输入界面(诸如滑动条(用于例如音量控制和调光控制))的一些应用中，可使用具有从一个传感器区域到另一个传感器区域的流畅(即，非突变)转变的触摸屏更流畅地捕获滑动触摸运动。阳极电极的可重新配置分组可实现这种效果，如图7所示。具有阳极电极720的显示面板710被配置为具有四个触摸传感器781-784。应注意，触摸传感器具有不是矩形的不规则形状。特别地，分隔两个相邻触摸传感器(例如，第一传感器781和第二传感器782)的边界是z字形，以便预测两个传感器781、782之间的连续触摸检测转变。即，从第一传感器781获得的信号在第二传感器782的信号出现之前不会完全消失。为了实现流畅转变效果，阳极电极720被分为四组，使得相邻的两组共享重叠区域，其中重叠区域中的阳极电极分布在两组之间，使得平均而言，实现了对应的两个触摸传感器(例如，两个传感器781、782)的形状。四组中的阳极电极分别被四个求和器731-734短接，从而产生四个信道输出741-744。

图8是实现对应于显示面板710中的滑动条ui的不规则形状的触摸传感器781-784的另一方案。该方案不同于图7所示的方案。电容式触摸感应是需要多个样本并聚集这些样本以形成最终结果的操作。因此，可交替地使用彼此略微偏移的两个感应图案821、822。多个样本的聚集在相邻的触摸传感器之间产生转变效果。在不同时刻选择两个检测模式821、822中的其中一个，这是通过使用多路复用器860来实现的。来自多路复用器860的输出由求和器830处理以产生信道输出841-844。

通过对阳极电极分组的方式，可获得触摸传感器的重新配置。自适应传感器重新配置为提高运行用户应用时的用户体验提供了许多可能性。

首先，提高了触摸信号的snr，从而增加了触摸检测的准确性。在图9所示的一个实例中，使用了自适应传感器重新配置来调整触摸传感器的尺寸以自适应地适应显示面板上所示的“按钮”或“键”的尺寸。对于传统方法中的固定传感器配置，估计存在由于键和触摸传感器之间的不重叠引起的准确性有10％至60％的下降。

第二，实现了可靠的触摸检测，如图10所示的实例中所示。通过使用100％的传感器信号电平，单位阈值可应用于所有键配置，同时保持可靠的触摸感应的良好范围。在4键菜单(keysmenu)的情况下，固定传感器配置可能无法区分key7和key8触摸。另一方面，可通过自适应传感器重新配置实施key7和key8的准确检测。用户应用的灵活触摸ui设计可由自适应传感器重新配置支持。

第三，自适应传感器重新配置提供跨越两个传感器的流畅转变，如图11的实例中所示。自适应传感器重新配置动态地改变传感器图案以适应触摸ui的不同性质。例如，在滑动条ui中，保证了相邻传感器之间的渐进信号转变。因此，不需要额外工序来跟踪不连续触摸状态，从而导致节省电池功率的额外优势。

图12示例地是包括能够实现自适应传感器重新配置的具有触摸感应功能的显示模块1210的计算装置1200的示意图。显示模块1210包括显示面板1220。一般地，显示面板1220包括夹在第一多个电极和第二多个电极之间的电致发光层。第二多个电极用于传送在显示面板1220处感应的触摸感应信号。如上所述，一个实际选择是电致发光层基本上由有机材料构成，使得电致发光层以及第一和第二多个电极共同形成pmoled阵列。在一个实际使用的布置中，第一和第二多个电极分别是一组阴极电极和一组阳极电极。

显示模块1210还包括多路复用和求和网络(msn)1230，该网络用于对从第二多个电极接收的触摸感应信号进行多路复用和求和以产生用于触摸感应的一个或多个输出信道信号(例如，信道输出541-544)。多路复用和求和反映在配置或分组第二多个电极中进行的功能(见图5-8)。特别地，多路复用和求和可重新配置，使得触摸感应信号被动态地选用于求和，以便产生一个或多个输出信道信号。通过上面关于图5-8的讨论，清楚的是，msn1230是启用自适应传感器重新配置的主要使能器。

在显示模块1210中，触摸控制器1250用于测量输出信道信号以产生触摸数据。

显示模块1210还包括显示驱动器1240，该显示驱动器用于驱动第一和第二多个电极，以便在不同位置处选择地激发电致发光层。除了将第二多个电极桥接至触摸控制器1250之外，msn1230还被配置为将第二多个电极桥接至显示驱动器1240，使得显示驱动器1240和触摸控制器1250以时分复用方式单独地使用第二多个电极。

除了具有显示模块1210之外，计算装置1200还包括处理器1260，该处理器被配置为控制显示驱动器1240、触摸控制器1250和msn1230。更具体而言，处理器1260可与显示驱动器1240、触摸控制器1250和msn1230通信，并且被配置为分析触摸数据、确定新ui、产生用于显示驱动器1240的新ui位图，并且根据新ui重新配置msn1230。

图13是用于示例地示出计算装置1200的处理器1260通过提供使用自适应传感器重新配置实现的ui来与用户交互的步骤的流程图。

在步骤1315中，作为初始步骤，选择预设ui。例如，预设ui可以是滑动条ui或包括按键菜单的ui。所选择的预设ui将在步骤1320中使用。在步骤1320中，基于所预设的ui创建ui位图。如果在步骤1315之后执行步骤1320，则所预设的ui是所选择的预设ui。在进行步骤1320之后，执行步骤1325和1330。在步骤1325中，使用所预设的ui来确定将第二多个电极中的个别电极分组的方案。在步骤1330中，ui位图被发送至显示驱动器1240以在显示面板1220上显示，并且分组方案被发送至msn1230。在步骤1335中，确定是否到了显示面板1220显示ui的驱动时间。如果在步骤1335中确定已到显示ui的驱动时间，则处理器1260命令显示驱动器1240驱动显示面板1220和msn1230以将第二多个电极与显示驱动器1240桥接(步骤1340)。当完成步骤1340时，重复步骤1335。如果在步骤1335中确定未到显示ui的驱动时间，则进行触摸感应(步骤1350)。在步骤1350中，处理器1260配置触摸控制器1250以进行触摸感应并因此产生触摸数据。同样在步骤1350中，处理器1260配置msn1230以桥接第二多个电极与触摸控制器1250。在步骤1350中获得触摸数据之后，处理器1260检查是否根据所获得的触摸数据在显示器面板1220上进行了触摸(步骤1360)。如果不是，则重复步骤1335。如果是，则进行步骤1365。在步骤1365中，根据所获得的触摸数据确定触摸输入，并且进一步处理触摸输入以定义要在显示面板1220上显示的下一个ui。在完成步骤1365之后，处理器确定显示面板1220是否要被关闭(步骤1370)。如果不是，则重复步骤1320，其中所预设的ui是要显示的上述下一个ui。

本文公开的实施例可使用通用或专用计算装置、计算机处理器或电子电路(包括但不限于数字信号处理器(dsp)、应用专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)和根据本公开的教导配置或编程的其它可编程逻辑装置)来实施。基于本公开的教导，在通用或专用计算装置、计算机处理器或可编程逻辑装置中运行的计算机指令或软件代码可容易地由软件或电子技术领域的技术人员来制备

已经出于说明和描述的目的提供了本发明的前述描述。其不旨在穷举或将本发明限于所公开的精确形式。许多修改和变化对于本领域的技术人员将是显而易见的。

选择并描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适于预期的特定使用的各种修改。本发明的范围意在由所附权利要求及其等同物来限定。