電感觸控螢幕、電感觸摸顯示面板和電感觸摸顯示裝置製造方法
2023-06-22 22:19:11 1
電感觸控螢幕、電感觸摸顯示面板和電感觸摸顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明的實施例公開了一種電感觸控螢幕、電感觸摸顯示面板、電感觸摸顯示裝置，該電感觸控螢幕包括：第一基板和設置於所述第一基板上的觸摸結構層，觸摸結構層包括：多條第一導線；多條第二導線，與所述多條第一導線絕緣交叉；多個電感線圈，每一電感線圈設置於所述第一導線和第二導線的交叉處；電感觸控螢幕還包括：一第一開關單元，包括多個第一開關，每一第一開關與一所述第一導線串聯；一第二開關單元，包括多個第二開關，每一第二開關與一所述第二導線串聯；其中，由於所述第一開關單元與所述第二開關單元交替打開，大大減少了分流感應電流的埠的數量，提高了檢測到的有效信號強度，提供了信噪比。
【專利說明】電感觸控螢幕、電感觸摸顯示面板和電感觸摸顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電感觸摸領域，尤其涉及一種電感觸控螢幕，包含該電感觸控螢幕的電感觸摸顯示面板，包含該電感觸控螢幕的電感觸摸顯示裝置，包含該電感觸摸顯示面板的電感觸摸顯示裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人性化、便捷化的發展，觸控螢幕、帶有觸摸功能的顯示面板和顯示裝置越來越受到人們的青睞。按照工作原理的不同，觸控螢幕有多個種類，例如電阻觸控螢幕(Resistive-type Touch Panel)、電容觸控螢幕(Capacitive-type Touch Panel)、電感觸控螢幕(Electromagnetic-type Touch Panel)等。其中，電阻觸控螢幕、電容觸控螢幕的優點是可以用手直接操作。但當用筆來書寫時，由於手掌一般放置於觸控螢幕上，手和筆的觸摸難以準確的區別開。電感觸控螢幕主要包括沿X與Y方向排列的多個電感線圈或天線，以及一位置指向裝置(如電磁筆)。即便手掌放置於觸控螢幕上時，電感觸控螢幕也可以準確判別出電磁筆的位置。
[0003]申請號為200810065796.3的中國專利申請文件中公開了一種電感觸控螢幕，其電路結構示意圖如圖1所示。如圖1所示，該電感觸控螢幕包括多條X方向檢測線11，與多條X方向檢測線11絕緣交叉的多條Y方向檢測線12，呈矩陣排列的多個線圈13 (圖中以3X3的線圈矩陣為例)，每一線圈13設置於X方向檢測線11和Y方向檢測線12的交叉處。每一線圈13具有兩個端，第一端同時連接至對應的X方向檢測線11和Y方向檢測線12，另一端通過公共電極線17接地。每一 X方向檢測線11和Y方向檢測線12通過一電流放大器連接至相應的X方向檢測電路15和Y方向檢測電路16。若電磁筆使得某一電感線圈13產生感應電流,那麼該感應電流會被X方向檢測電路15和Y方向檢測電路16檢測得到，從而確定觸摸發生的位置坐標。
[0004]但是，從圖1中還可以進一步看出，由於X方向檢測線11和Y方向檢測線12通過電感線圈13的一端相連，因此對於任何一個電感線圈13而言，以圖中的虛線框圈所示的電感線圈為例，其產生的感應電流IO會經由相互電連接的X方向檢測線11和Y方向檢測線12傳輸至所有檢測埠。即感應電流IO會經由圖中虛線所示的路徑傳輸至X方向和Y方向的所有檢測埠，各個埠分別可以檢測到感應電流1x1，1x2, 1x3，Iyl, Iy2，Iy3。也就是說，任何一個電感線圈感應產生的電流都會分成六份，即1x1，1x2, 1x3, Iyl, Iy2，Iy3。X方向檢測電路15需要從1x1，1x2, 1x3中選出一個最大的電流用以確定觸摸位置的X方向坐標；Y方向檢測電路16需要從Iyl，Iy2，Iy3中選出一個最大的電流用以確定觸摸位置的Y方向坐標。但由於感應電流IO—分為六，大大降低了有效信號的強度，使得信噪比降低。另外，由於六個電流值1x1，1x2，1x3, Iyl, Iy2，Iy3之間的差值會因為X方向檢測線11和Y方向檢測線12之間互相導通而減小，使得檢測難度增大。
【發明內容】
[0005]本發明的實施例所要解決的一個技術問題是，現有技術中觸摸位置處的電感線圈產生的感應電流分流至所有檢測埠，檢測到的有效信號強度較小，信噪比較低。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種電感觸控螢幕，包括:第一基板和設置於所述第一基板上的觸摸結構層，所述觸摸結構層包括:多條第一導線；多條第二導線，與所述多條第一導線絕緣交叉；多個電感線圈，每一電感線圈設置於所述第一導線和第二導線的交叉處，每一電感線圈包括一與所述第一導線和第二導線電連接的第一端子，以及一接地的第二端子；所述電感觸控螢幕還包括:一第一開關單元，包括多個第一開關，每一第一開關與一所述第一導線串聯；一第二開關單元，包括多個第二開關，每一第二開關與一所述第二導線串聯；其中，所述第一開關單元與所述第二開關單元交替打開，當磁力線穿過一電感線圈時，該電感線圈產生的感應電流通過該電感線圈的第一端子傳輸至對應連接的第一導線和第二導線，從而使所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸的位置坐標。具體的說，所述第一開關單元打開時，所述第二開關單元關閉，所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸位置的第一方向坐標值；所述第二開關單元打開時，所述第一開關單元關閉，所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸位置的第二方向坐標值。
[0007]本發明的實施例還提供了 一種電感觸摸顯示面板，包括上述電感觸控螢幕。
[0008]本發明的實施例還提供了 一種電感觸摸顯示裝置包括上述電感觸摸顯示面板。
[0009]本發明的實施例還提供了一種電感觸摸顯示裝置包括顯示面板和上述電感觸控螢幕，所述顯示面板與所述電感觸控螢幕層疊設置。
[0010]相對於現有技術而言，本發明的實施例所提供的電感觸控螢幕，包含該電感觸控螢幕的電感觸摸顯示面板，包含該電感觸控螢幕的電感觸摸顯示裝置，包含該電感觸摸顯示面板的電感觸摸顯示裝置中，所述第一開關單元與所述第二開關單元交替打開，這樣大大減少了分流感應電流的埠的數量，增大了檢測端檢測到的有效感應電流，提高了檢測到的有效信號強度，提供了信噪比。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為現有技術的電感觸控螢幕的電路結構示意圖；
[0012]圖2為本發明實施例一提供的電感觸控螢幕的俯視結構示意圖；
[0013]圖3為本發明實施例二提供的電感觸控螢幕的俯視結構示意圖；
[0014]圖4為本發明實施例三提供的電感觸摸顯示面板的剖視圖；
[0015]圖5為本發明實施例三提供的像素陣列俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的核心思想是在第一方向(X方向)的檢測端增加第一開關單元，在第二方向(Y方向)的檢測端增加第二開關單元，並且第一開關單元與第二開關單元交替打開。第一方向(X方向)的檢測和第二方向(Y方向)的檢測不同時進行，即第一方向(X方向)進行檢測時，將第二方向(Y方向)的所有檢測端關閉；第二方向(Y方向)進行檢測時，將第一方向(X方向)的所有檢測端關閉。這樣對於一次檢測而言，任何一個電感線圈產生的感應電流只分流至第一方向(X方向)的所有檢測端，或只分流至第二方向(Y方向)的所有檢測端，這樣大大減少了分流感應電流的埠的數量，增大了檢測端檢測到的有效感應電流，提高了檢測到的有效信號強度，提供了信噪比。
[0017]實施例一
[0018]本發明實施例一提供的電感觸控螢幕的俯視結構示意圖如圖2所示。從圖2中可以看出，該電感觸控螢幕I包括:第一基板10和設置於第一基板10上的觸摸結構層。
[0019]該觸摸結構層包括:多條第一導線101 ;多條第二導線102，與多條第一導101線絕緣交叉；多個電感線圈103，每一電感線圈103設置於第一導線101和第二導線102的交叉處，每一電感線圈103包括一與第一導線101和第二導線102電連接的第一端子1031，以及一接地的第二端子1032。通常第一導線101與第二導線102之間設置有絕緣層(圖中未畫出)，電感線圈103可以與第一導線101位於同一層、採用相同材料，也可以與第二導線102位於同一層，採用相同材料。另外，電感線圈103的第一端子1031包括第一子端子1031A，與對應的第一導線101電連接；第二子端子1031B，與對應第二導線102電連接。電感線圈103的第二端子1032可以通過一公共電極線107接地。圖2中以公共電極線107具有多條為例，但也可以是整塊結構(如ΙΤ0)。公共電極線107可以與第一導線101、第二導線102、電感線圈103其中之一位於同一層、採用相同材料。另外，多條第一導線101之間通常平行或基本平行設置，多條第二導線102之間通常平行或基本平行設置。
[0020]該電感觸控螢幕I還包括:一第一開關單元108，包括多個第一開關109，每一第一開關109與一所述第一導線101串聯；一第二開關單元111，包括多個第二開關112，每一第二開關112與一第二導線102串聯。圖2中，以第一開關109、第二開關112為薄膜電晶體為例，這樣第一開關109、第二開關112可以直接設置於第一基板10上。但是，第一開關109、第二開關112也可以採用其他具有開關功能的器件或電路，如場效應電晶體(M0SFET)，可以設置於外部IC中。薄膜電晶體或場效應電晶體可以是N型，也可以是P型。
[0021]其中，第一開關單元108與第二開關單元111交替打開，當磁力線穿過一電感線圈103時，該電感線圈103產生的感應電流通過該電感線圈103的第一端子1031傳輸至對應連接的第一導線101和第二導線102，從而使電感觸控螢幕I通過感應電流確定觸摸的位置坐標。具體的說，第一開關單元108打開時，第二開關單元111關閉，電感觸控螢幕I通過感應電流確定觸摸位置的第一方向(X方向)坐標值；第二開關單元111打開時，第一開關單元108關閉，電感觸控螢幕I通過感應電流確定觸摸位置的第二方向(Y方向)坐標值。
[0022]以第一開關109、第二開關112為薄膜電晶體為例，第一開關單元108還包括一第一控制線110，同時控制多個第一開關109的開關狀態；第二開關單元111包括一第二控制線113，同時控制多個第二開關112的開關狀態。另外，電感觸控螢幕I還包括第一方向檢測電路105和第二方向檢測電路106 ;每一第一導線101通過一第一開關109電連接至第一方向檢測電路105 ;每一第二導線102通過一第二開關112電連接至第二方向檢測電路106。具體地說，每一第一導線101通過與其串聯的第一開關109與第一方向檢測電路105,第一導線101與第一開關109的源極/漏極電連接，第一開關109的漏極/源極與第一方向檢測電路105電連接，第一開關109的柵極與第一控制線110電連接。每一第二導線102通過與其串聯的第二開關112與第二方向檢測電路106，第二導線102與第二開關112的源極/漏極電連接，第二開關112的漏極/源極與第二方向檢測電路106電連接，第二開關112的柵極與第二控制線113電連接。第一控制線110被施加第一控制信號CK，第二控制線113被施加第二控制信號CKB ;第一控制信號CK與第二控制信號CKB互為反相信號。當CK為有效信號時，CKB為無效信號，第一開關單元108中的第一開關109打開，此時若有電感線圈103產生感應電流，那麼第一方向檢測電路105會在從各條第一導線101上檢測到感應電流1x1，1x2, 1x3,比較各個感應電流1x1，1x2, 1x3的大小，選取其中最大的電流以確定觸摸位置的第一方向(X方向)坐標。當CK為無效信號時，CKB為有效信號，第二開關單兀111中的第二開關112打開，此時若有電感線圈103產生感應電流，那麼第二方向檢測電路106會在從各條第二導線102上檢測到感應電流Iyl，Iy2，Iy3，比較各個感應電流Iyl，Iy2，Iy3的大小，選取其中最大的電流以確定觸摸位置的第二方向(Y方向)坐標。由此可知，第一開關單元108與第二開關單元111交替打開。第一方向(X方向)的檢測和第二方向(Y方向)的檢測不同時進行，即第一方向(X方向)進行檢測時，將第二方向(Y方向)的所有檢測端關閉；第二方向(Y方向)進行檢測時，將第一方向(X方向)的所有檢測端關閉。這樣對於一次檢測而言，任何一個電感線圈產生的感應電流只分流至第一方向(X方向)的所有檢測端，或只分流至第二方向(Y方向)的所有檢測端，這樣大大減少了分流感應電流的埠的數量，增大了檢測端檢測到的有效感應電流，提高了檢測到的有效信號強度，提供了信噪比。
[0023]另外，為了進一步增大檢測信號的強度，電感觸控螢幕I還包括多個電流放大器114，每一第一導線101通過一第一開關109和一電流放大器114電連接至第一方向檢測電路105 ;每一第二導線102通過一第二開關111和一電流放大器114電連接至第二方向檢測電路106。當然，第一開關109與電流放大器114的先後順序可以任意調整，第二開關112與電流放大器114的先後順序也可以任意調整。
[0024]實施例二
[0025]本發明實施例二提供的電感觸控螢幕的俯視結構示意圖如圖3所示。本實施例提供的電感觸控螢幕在實施例一提供的電感觸控螢幕基礎上作出的改進，與實施例一相同的部分不再重述，重點敘述區別之處。
[0026]從圖3中可以看出，電感觸控螢幕I還包括第一控制電路115和第三開關單元116 ；第三開關單元116包括多個第三開關117，每一第三開關117與一第一導線101串聯，第一控制電路115控制該多個第三開關117在第一開關單元108打開時逐個打開；和/或，電感觸控螢幕I還包括第二控制電路118和第四開關單元119 ;第四開關單元119包括多個第四開關120，每一第四開關120與一第二導線102串聯，第二控制電路118控制該多個第四開關120在第二開關單元111打開時逐個打開。需要說明的是，本實施例中，電感觸控螢幕I可以只包括第一控制電路115和第三開關單元116，或者只包括第二控制電路118和第四開關單元119，也可以同時包括第一控制電路115和第三開關單元116、第二控制電路118和第四開關單元119。
[0027]作為優選的實施方式，上述第一控制電路115和/或第二控制電路118可以為移位寄存電路，可以有TFT構成，設置於第一基板10上；也可以設置於外部IC中。另外，第一控制電路115和第三開關單元116與電流放大器114、第一開關109的先後順序可以任意調整；第二控制電路118和第四開關單元119與電流放大器114、第二開關112的先後順序也可以任意調整。
[0028]實施例三
[0029]本發明實施例三提供的電感觸摸顯示面板,包括上述實施例一、實施二中任意一個提供的電感觸控螢幕。該電感觸摸顯示面板可以為液晶顯示面板或電子紙或等離子顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
[0030]當該電感觸摸顯示面板為液晶顯示面板時，其剖視圖如圖4所示。從圖四中可以看出，該電感觸摸顯示面板2還包括與第一基板10相對設置的第二基板20，以及設置於所述第一基板10和第二基板20之間的液晶層30。第一基板10、第二基板20可以採用玻璃、石英、塑料等材料。在液晶層30和第一基板10之間還設置有像素陣列40，其俯視結構示意圖如圖5所示。從圖5中可以看出，像素陣列40包括絕緣交叉的多條第三導線401和多條第四導線402。像素陣列40還包括設置於第三導線401和第四導線402交叉處的TFT。觸摸結構層可以與像素陣列40製作在一起，二者在同一工藝流程中製備；甚至觸摸結構層可以部分或全部直接利用像素陣列40中現有的結構。例如，第一導線101與第三導線401位於同一層且採用相同材料，第二導線102與第四導線402位於同一層且採用相同材料。或者，第一導線101直接採用第三導線401，第二導線102直接採用第四導線402，此時，電感檢測和顯示二者分時工作。本實施例中以第三導線為掃描線、第四導線為數據線為例，但實際上第三導線、第四導線可以為掃描線、數據線、存儲電容電極線、偏壓線、修補線、控制線等中絕緣交叉的兩條線。另外，多條第三導線401之間通常平行或基本平行設置，多條第四導線402之間通常平行或基本平行設置。
[0031]實施例四
[0032]本發明實施例四提供的電感觸摸顯示裝置，包括上述實施例三提供的電感觸摸顯示面板。
[0033]本發明實施例四提供的電感觸摸顯示裝置，也可以包括顯示面板和上述實施例一、實施二中任意一個提供的電感觸控螢幕，該顯示面板與該電感觸控螢幕層疊設置。
[0034]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種電感觸控螢幕,包括:第一基板和設置於所述第一基板上的觸摸結構層，所述觸摸結構層包括:多條第一導線；多條第二導線，與所述多條第一導線絕緣交叉；多個電感線圈，每一電感線圈設置於所述第一導線和第二導線的交叉處，每一電感線圈包括一與所述第一導線和第二導線電連接的第一端子，以及一接地的第二端子； 所述電感觸控螢幕還包括:一第一開關單元，包括多個第一開關，每一第一開關與一所述第一導線串聯；一第二開關單元，包括多個第二開關，每一第二開關與一所述第二導線串聯； 其中，所述第一開關單元與所述第二開關單元交替打開，當磁力線穿過一電感線圈時，該電感線圈產生的感應電流通過該電感線圈的第一端子傳輸至對應連接的第一導線和第二導線，從而使所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸的位置坐標。
2.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一端子包括:第一子端子，與對應第一導線電連接；第二子端子，與對應第二導線電連接。
3.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一開關和/或所述第二開關為薄膜電晶體，設置於所述第一基板上。
4.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一開關和/或所述第二開關為場效應電晶體，設置於外部IC中。
5.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一開關單元打開時，所述第二開關單元關閉，所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸位置的第一方向坐標值；所述第二開關單元打開時，所述第一開關單元關閉，所述電感觸控螢幕通過所述感應電流確定觸摸位置的第二方向坐標值。
6.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述電感觸控螢幕還包括第一方向檢測電路和第二方向檢測電路；每一所述第一導線通過一所述第一開關電連接至所述第一方向檢測電路；每一所述第二導線通過一所述第二開關電連接至所述第二方向檢測電路。
7.根據權利要求6所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述電感觸控螢幕還包括多個電流放大器，每一第一導線通過一第一開關和一電流放大器電連接至所述第一方向檢測電路；每一第二導線通過一第二開關和一電流放大器電連接至所述第二方向檢測電路。
8.根據權利要求1所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一開關單元還包括一第一控制線，同時控制所述多個第一開關的開關狀態；所述第二開關單元包括一第二控制線，同時控制所述多個第二開關的開關狀態。
9.根據權利要求8所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述電感觸控螢幕還包括第一控制電路和第三開關單元；所述第三開關單元包括多個第三開關，每一第三開關與一所述第一導線串聯，所述第一控制電路控制所述多個第三開關在所述第一開關單元打開時逐個打開；和/或，所述電感觸控螢幕還包括第二控制電路和第四開關單元；所述第四開關單元包括多個第四開關，每一第四開關與一所述第二導線串聯，所述第二控制電路控制所述多個第四開關在所述第二開關單元打開時逐個打開。
10.根據權利要求8所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一控制電路和/或所述第二控制電路為移位寄存電路。
11.根據權利要求8所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一控制電路和/或所述第二控制電路設置於所述第一基板上。
12.根據權利要求8所述的電感觸控螢幕，其特徵在於，所述第一控制電路和/或所述第二控制電路設置於外部IC中。
13.一種電感觸摸顯示面板，包括如權利要求1-12任一項所述的電感觸控螢幕。
14.根據權利要求13述的電感觸摸顯示面板，其特徵在於，所述電感觸摸顯示面板為液晶顯示面板或電子紙或等離子顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
15.根據權利要求13所述的電感觸摸顯示面板，其特徵在於，所述電感觸摸顯示面板還包括與所述第一基板相對設置的第二基板，以及設置於所述第一基板和第二基板之間的液晶層。
16.根據權利要求13所述的電感觸摸顯示面板，其特徵在於，所述電感觸摸顯示面板還包括設置於所述第一基板上的像素陣列，所述像素陣列包括絕緣交叉的多條第三導線和多條第四導線。
17.根據權利要求16所述的電感觸摸顯示面板，其特徵在於，所述第一導線與所述第三導線位於同一層且採用相同材料，所述第二導線與所述第四導線位於同一層且採用相同材料；或者，所述第一導線直接採用第三導線，所述第二導線直接採用第四導線，並且電感檢測和顯示分時工作。
18.根據權利要求16或17所述的電感觸摸顯示面板，其特徵在於，所述第三導線、第四導線為掃描線、數據線、存儲電容電極線、偏壓線、修補線、控制線中絕緣交叉的兩條線。
19.一種電感觸摸顯不裝置,包括如權利要求13-18任一項所述的電感觸摸顯不面板。
20.—種電感觸摸顯不裝置,包括顯不面板和權利要求1-12任一項所述的電感觸控螢幕，所述顯示面板與所述電感觸控螢幕層疊設置。
【文檔編號】G06F3/046GK103941950SQ201310264718
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】張獻祥 申請人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司