CN105677112A - 触控显示面板和触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触控显示面板和触控显示装置，包括：第一基板；以及第一金属层，形成于所述第一基板的一侧，所述第一金属层包括多条触控电极走线和多个压感元件，所述压感元件包括多段压感引线；在所述触控电极走线与所述压感引线交错区域，相邻的两段压感引线通过跨桥电连接；第二金属层，形成于所述第一基板和所述第一金属层之间，包括多条沿第一方向延伸的数据线；第三金属层，形成于所述第二金属层和所述第一基板之间，包括多条沿第二方向延伸的扫描线，所述第一方向和所述第二方向正交。本发明提供的触控显示面板和触控显示装置同时集成显示、触控和压力感应功能。

Description

触控显示面板和触控显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种在电容式触控显示面板中同时实现压力触控的触控显示面板和触控显示装置。

背景技术

触摸屏作为一种输入媒介，是目前最为简单、方便、自然的一种人机交互方式。在显示装置上集成触控功能，已经成为越来越多平板显示器厂商的研发热点。

图1A是现有技术中一种典型的互电容式触控显示面板结构示意图。如图1A所示，触控显示面板10A包括多条沿X方向延伸的扫描线122和多条沿Y方向延伸的数据线124，以及多个沿X方向和Y方向阵列排布的驱动电极块101和多条沿X方向排列的感测电极103。其中，驱动电极101和感测电极103形成相互垂直分布的情形，其中触控驱动电极101通过触控驱动电极走线107连接至控制单元108，触控感测电极103通过触控感测电极走线109连接至控制单元108，控制单元108通过触控驱动电极走线107向触控驱动电极101输入触控驱动信号，当外界手指触摸时，驱动电极101和感测电极103的每一交叉处102电容会发生变化，并通过触控感测电极走线109接收触控感测电极103上这种电容变化的信号，从而确定触摸位置。如图1A所示，驱动电极101和感测电极103同层设置，为了避免驱动电极101和感测电极103彼此交叠发生短路，位于同行的驱动电极101之间通过金属跨桥105连接。

图1B是现有技术中一种典型的自电容式触控显示面板示意图。如图1B所示，触控显示面板10B包括条沿X方向延伸的扫描线126和多条沿Y方向延伸的数据线128，以及多个沿X方向和Y方向阵列排布的多个触控电极块104，每个触控电极104通过触控引线106连接至控制单元110。与互电容触控显示面板10A工作原理不同的是，自电容触控显示面板10B的触控电极块104既作为触控驱动电极又作为触控检测电极，控制单元110通过触控电极1走线106向触控电极104输入触控驱动信号，当外界手指触摸时，触控电极104的电容会发生变化，并通过触控电极104感测这种电容的变化，从而确定触摸位置。如图1B所示，为了避免触控电极104与触控电极走线106之间的信号干扰，触控电极104与触控电极走线106位于不同膜层，通过过孔108实现连接。

如上所述，无论是图1A所示的互电容式触控显示面板设计还是图1B所示的自电容式触控显示面板设计，都没有集成压力触控功能。所谓压力触控，即当外界手指的按压力度不同时，触控显示面板能够根据不同的压力大小产生不同的感知信号，从而执行相应的操作指令。目前显示面板上实现压力触控功能的形式主要有两种：电阻式压力触控和电容式压力触控。其中，电阻式压力触控因其高灵敏度，低成本而受到业界的重视。电阻式压力触控需要在显示面板中设置应变片，该应变片的电阻值会随着自身形变量的变化而发生变化，通过测试应变片的电阻值或电压值实现外界按压力度的测试。而目前电阻式压力触控显示面板中应变片设置在显示面板的背光层之下或者显示面板的周围边框处，当应变片设置在显示面板的背光层之下时会增大整个显示面板的厚度，不利于显示面板的薄化，同时由于应变片设置在背光层之下，手指触摸的灵敏度会被大大地削弱，降低触控灵敏度。当应变片设置在显示面板的周围边框时，由于显示面板的边框处主要通过双面胶贴附，双面胶与显示面板之间难免会存在间隙，会大大减弱压力施加于显示面板表面引起的形变，降低了压力触控的精确度。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种触控显示面板，在实现触控位置检测的同时能够对按压力度进行检测，即本发明触控显示面板可以集显示、触摸、压力触控于一体。

本发明实施例提供的一种触控显示面板，包括：第一基板；以及第一金属层，形成于所述第一基板的一侧，所述第一金属层包括多条触控电极走线和多个压感元件，所述压感元件包括多段压感引线；在所述触控电极走线与所述压感引线交错区域，相邻的两段压感引线通过跨桥电连接；第二金属层，形成于所述第一基板和所述第一金属层之间，包括多条沿第一方向延伸的数据线；第三金属层，形成于所述第二金属层和所述第一基板之间，包括多条沿第二方向延伸的扫描线，所述第一方向和所述第二方向正交。

另一方面，本发明实施例还提供一种触控显示装置，包括上述触控显示面板。

本发明所提供的触控显示面板和触控显示装置具有下列优点：

本发明通过充分利用现有设计中某些金属层上图案间的间隙设计压感元件，在不增加现有设计显示面板厚度的基础上同时实现触控显示面板的显示、触摸和压力触控等功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1A是现有技术中一种典型的互电容式触控显示面板结构示意图；

图1B是现有技术中一种典型的自电容式触控显示面板结构示意图；

图2A是本发明实施例提供的触控显示面板结构示意图；

图2B是图2A中A-A’的剖面结构示意图；

图2C是图2A的局部放大示意图；

图2D为本发明实施例提供的又一跨桥连接方式示意图；

图2E为本发明实施例提供的又一跨桥连接方式示意图；

图3A为本发明实施例提供的又一压感元件示意图；

图3B为本发明实施例提供的又一种跨桥连接方式示意图；

图3C为本发明实施例提供的又一种跨桥连接方式示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种压感元件示意图；

图5A是本发明提供的触控显示面板的断面结构示意图；以及

图5B是本发明提供的触控显示面板的局部投影示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

图2A为本发明实施例提供的一种触控显示面板结构示意图，图2B为图2A中A-A’的剖面图。结合图2A和图2B，触控显示面板20包括第一基板201，第一基板201上包括第一金属层21，第一金属层21设置压感元件204和触控电极走线206，其中，压感元件204包括多段压感引线211，触控电极走线206沿Y方向延伸；第二金属层22，第二金属层22设置多条沿Y方向延伸的数据线224；第三金属层23，第三金属层23设置多条沿X方向延伸的扫描线222。

如图2A所示，压感元件204呈沿Y方向延伸、X方向排列的梳形结构，当外界施加不同压力大小时，压感元件204的主应变方向为Y方向，通过检测Y方向的应变引起压感元件204电阻的变化判断压力大小。

由于压感元件204与触控电极走线206同层设置，不可避免地，压感元件204的压感走线211与触控电极走线206存在许多交错区域213。图2C为交叠区域213的放大图，如图2C所示，为了避免压感走线211与触控电极走线206交错发生短路，本实施例中，在压感走线211与触控电极走线206交错区域通过跨桥215电连接。

具体地，如图2B所示，跨桥215包括第一跨桥导体217和第一过孔216。为了避开压感走线211和触控电极走线206发生交错，本实施例中，在压感元件204和触控电极走线206交错的位置，位于触控电极走线206两侧的压感走线211断开为2111和2112，通过第一过孔216连接到同一段第一跨桥导体217，由此可以避开压感走线211与触控电极走线206的交叠。具体地，位于触控电极走线206左侧的压感走线2111通过第一过孔216A连接到第一跨桥导体217，位于触控电极走线206右侧的压感走线211通过第一过孔216B连接到同一段第一跨桥导体217，从而避免压感走线211与触控电极走线206的交叠而短路。

如图2C所示，本实施例提供的触控显示面板20，交错区域213处压感走线211的延伸方向为X方向，因此，本实施例中，第一跨桥导体217设置在第三金属层23，与扫描线222通过同一道工艺制作而成。这样设计的好处在于，由于扫描线222的延伸方向也为X方向，这样既保证第一跨桥导体217沿X方向延伸，又提高了第三金属层23的利用率。

如图2B所示，本发明实施例提供的触控面板20还包括第四金属层24，第四金属层24包括多个触控电极块209，触控电极209通过第四过孔208与触控电极走线206实现连接。

需要说明的是，本发明实施例中多个触控电极块209在显示阶段复用为显示公共电极，即在显示阶段提供一恒定的公共电压信号，主要作用是与像素电极上施加的信号电压之间形成一定强度的电场，控制诸如液晶等发光介质的反转，形成不同的显示画面。但多个触控电极块209也可以只作为触控电极，本发明对比并不作限定。

图2D为本发明实施例提供的又一跨桥连接方式示意图。如图2D所示的跨桥连接方式与图2B的区别在于，跨桥215包括第一跨桥导体217和第二跨桥导体219，第二过孔210和第三过孔218。为了避开压感元件204和触控电极走线206发生交错，在压感走线211和触控电极走线206交错的位置，位于触控电极走线206两侧的压感走线211分别通过第二过孔210连接到第二跨桥导体219，第二跨桥导体219再通过第三过孔218连接到第一跨桥导体217。具体地，位于触控电极走线206左侧的压感走线2111通过第二过孔210A连接到第二跨桥导体2191，第二跨桥导体2191再通过第三过孔218A连接到第一跨桥导体217，位于触控电极走线206右侧的压感走线2112通过第二过孔210B连接到第二跨桥导体2192，第二跨桥导体2192再通过第三过孔218B连接到同一段第一跨桥导体217，由此避免压感走线211与触控电极走线206交叠而短路。

如图2D所示，本实施例中第二跨桥导体219位于第四金属层24。需要说明的是，第二跨桥导体219可以在触控电极块209之间的间隙处设置，也可以通过在某一个触控电极块209分割出部分电极区域作为第二跨桥导体219，本发明对此并不做限定。

图2D所示的跨桥连接方式相对图2B所示的连接方式，好处在于：由于第二跨桥导体219和多个触控电极209都位于第四金属层24，因此，第二过孔210、第三过孔218可以和第四过孔208可以通过同一道工艺制成就可以制作完成。而在图2A所示的跨桥连接方式中，由于交错区域两侧的压感走线211直接连到第一跨桥导体217，因此，第一过孔216和第四过孔208需要两道工艺才可以制作完成。即本实施例提供的跨桥连接方式通过第二跨桥导体219的过渡，节省了一道刻蚀过孔的工艺，因此，图2D所示的跨桥连接方式可以简化工艺难度，利于生产制造。

图2E为本发明实施例提供的又一跨桥连接方式示意图。如图2E所示，触控显示面板20还包括第五金属层25，其中，第五金属层25位于第一基板201和第三金属层23之间，第五金属层25上包括多段遮光金属242，因此，第五金属层25也称为遮光金属层。遮光金属层主要设置于具有光敏TFT的触控显示面板的有源层(比如低温多晶硅层)下方，用于减少背光源对有源层产生载流子的影响，从而降低光敏TFT漏电流的影响。图2E所示的跨桥连接方式与图2A的区别在于，通过复用部分遮光金属242作为第一跨桥导体217，从而避免压感走线211与触控电极走线206的交错。图2E所示的跨桥连接方式的好处在于，可以充分利用触控显示面板中遮光金属层的利用率，相对扫描线金属层，在遮光金属层上进行额外设计时自由度更大，而且遮光金属层可以设计成与压感元件一样的图案，充分保证跨桥连接的同时便于简化工艺。同样地，图2D所示的跨桥连接方式中第一跨桥导体217也可以通过复用部分部分遮光金属242实现，本发明对此不再赘述。

图3A为本发明实施例提供的又一压感元件示意图。如图3A所示，压感元件304包括多段压感走线311，与压感元件204的区别在于，压感元件304不仅具有沿Y方向延伸、沿X方向排列的第一梳形结构D，还包括沿X延伸、沿Y方向排列的第二梳形结构E。从几何结构上看出，第二梳形结构E通过第一梳形结构D向右旋转90°得到，由此，压感元件304可以看成是压感元件204和压感元件204向右旋转90°后串联而成。压感元件304相对压感元件204的优势在于，当外界施加不同力度时，压感元件304的主应变方向包括Y和X两个方向，因此，压感元件304可以感知Y和X两个方向上应变引起电阻的变化，从而检测不同力度。

如图3A所示，当触控显示面板20采用压感元件304时，压感元件304的压感走线311与触控电极走线206除了具有如图2C所示的交错区域213，还具有交错区域313，其中交错区域313处压感走线311沿Y方向延伸。因此，为了避免压感元件304与触控电极走线206在交错区域213和313处发生短路，本实施例中，压感走线311与触控电极走线206在交错区域213处通过跨桥215连接，压感走线311与触控电极走线206在交错区域313处通过跨桥315连接。其中，交错区域213通过跨桥215进行跨桥连接的具体连接方式与图2C所示的跨桥连接方式相同，此处不再赘述。

图3B为本发明实施例提供的又一种跨桥连接方式示意图。如图3B所示，跨桥315包括第一跨桥导体317和第一过孔316。为了避开压感走线311和触控电极走线206发生交错，本跨桥连接方式中，在压感走线311和触控电极走线206的交错区域313，位于触控电极走线206两侧的压感走线311分别通过第一过孔316连接到同一段第一跨桥导体317，由此可以避开压感走线311与触控电极走线206的交叠。具体地，位于触控电极走线206左侧的压感走线3111通过第一过孔316A连接到第一跨桥导体317，位于触控电极走线206右侧的压感元件3112通过第一过孔316B连接到同一段第一跨桥导体2171，从而避免压感走线311与触控电极走线206交叠而短路。

因为压感元件304和触控电极走线206在交错区域313处压感走线311延Y方向延伸，因此，可选的，本跨桥连接方式中第一跨桥导体317位于第二金属层22。本实施例中。这样设计的好处在于，第一跨桥导体317可以与数据线224通过同一道工艺制成，由于数据线224也延着Y方向延伸，这样设计既保证第一跨桥导体217沿Y方向延伸，又提高了第二金属层22的利用率。

同样地，如图3C所示，本实施例中跨桥315的连接方式也可以采用第二跨桥导体219作为过渡，压感走线311先通过第二过孔310连接至第二跨桥导体219，再通过第三过孔318连接将两段第二跨桥导体219连接至同一第一跨桥导体317，从而减少一道过孔工艺。因为涉及的结构原理与前述实施例一致，本发明在此不再赘述。

同样地，与前述图2E所对应实施例相同，本实施例中跨桥315可以通过复用部分遮光金属242作为第一跨桥导体317，充分利用遮光金属层的利用率，具体内容，在此不再赘述。

图4是本发明实施例提供的又一种压感元件示意图。如图4所示，压感元件404包括多段压感走线411，与前述实施例中的压感元件204、压感元件304的区别在于，压感元件404呈沿Y方向、X方向反复弯折的螺旋形结构。压感元件404设计成螺旋形结构的优势在于，当外界施加不同力度时，压感元件404的在各个方向上的应变都可以被感知，既主应变方向不限于Y和X两个方向，因此，压感元件404可以感知不同方向上应变引起电阻的变化，从而检测不同力度。

当触控显示面板采用压感元件404时，不可避免地，压感元件404的压感走线411与触控电极走线206会发生交叠，如图4所示。交叠区域413和413’，其中交叠区域413处压感走线411沿X方向延伸，交叠区域413’处压感走线411沿Y方向延伸。如图4所示，压感元件404在交叠区域413通过跨桥415连接，在交叠区域413’通过跨桥415’连接。其中，跨桥415可以采用如图2B、图2D、图2E所示的任意一种连接方式，跨桥415’可以采用如图3B、3C所示的任意一种跨桥连接方式，本发明在此不再赘述。

图5A是本发明提供的触控显示面板的断面结构示意图。为如图5A所示，本发明实施例提供的触控显示面板20还提供第二基板202，在第二基板22靠近第一基板201的一侧设置多个像素区域R、G、B，相邻两个像素区域之间设置黑矩阵225。本发明提供的触控面板20中黑矩阵在第一基板201所在平面内的投影覆盖压感元件的多段压感走线和触控电极走线，从而保证触控显示面板的开口率不受压感元件的影响。如图5B所示(以压感元件204为例说明)，黑矩阵225在第一基板201所在平面内的投影覆盖多段压感走线211和触控电极走线206。

综上可知，本发明提供的触控显示面板在不增加现有设计厚度的情况下，通过充分利用现有设计中触控走线金属层的间隙制作压感元件，实现显示、触摸和压力触控等功能。

在以上实施例中，触控显示面板的第一基板上还包括由扫描线和数据线限定的像素单元、TFT器件、电路结构、像素电极、绝缘层等一些必要的结构，其中TFT器件的栅极连接扫描线，源极或漏极中的一极连接数据线，源极或漏极中的另一极连接像素单元，此为本领域的公知常识，在此亦不作赘述。

本实施例还提供了一种触控显示装置，可以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发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种触控显示面板，其特征在于，包括：

第一基板；以及

第一金属层，形成于所述第一基板的一侧，所述第一金属层包括多条触控电极走线和多个压感元件，所述压感元件包括多段压感引线；在所述触控电极走线与所述压感引线交错区域，相邻的两段压感引线通过跨桥电连接；

第二金属层，形成于所述第一基板和所述第一金属层之间，包括多条沿第一方向延伸的数据线；

第三金属层，形成于所述第二金属层和所述第一基板之间，包括多条沿第二方向延伸的扫描线，所述第一方向和所述第二方向正交。

2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述压感元件呈沿所述第一方向延伸、所述第二方向排列的梳形结构。

3.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述压感元件呈沿所述第一方向延伸、所述第二方向排列的第一梳形结构和沿所述第二方向延伸、所述第一方向排列的第二梳形结构。

4.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述压感元件呈沿所述第一方向、所述第二方向反复弯折的螺旋形结构。

5.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括：

多段第一跨桥导体和多个第一过孔，所述交错区域两侧的两段压感引线通过第一过孔连接到所述第一跨桥导体。

6.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括：

多段第一跨桥导体，多段第二跨桥导体，多个第三过孔和多个第四过孔，所述交错区域两侧的两段压感引线通过第二过孔连接到第二跨桥导体，再通过第三过孔连接所述第二跨桥导体和所述第一跨桥导体。

7.根据权利要求5和6中所述的触控显示面板，其特征在于，当所述交错区域的压感引线沿所述第一方向延伸时，所述第一跨桥导***于所述第二金属层。

8.根据权利要求5和6所述的触控显示面板，其特征在于，当所述交错区域的压感引线沿所述第二方向延伸时，所述第一跨桥导***于所述第三金属层。

9.根据权利要求6所述的触控显示面板，其特征在于，还包括第四金属层，所述第二跨桥导***于所述第四金属层。

10.根据权利要求9所述的触控显示面板，其特征在于，所述第四金属层包括多个触控电极，所述触控电极通过第四过孔连接所述触控电极走线。

11.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，所述第二过孔、所述第三过孔以及所述第四过孔通过同一道工艺形成。

12.根据权利要求5和6所述的触控显示面板，其特征在于，还包括第五金属层，所述第五金属层包括多段遮光金属，部分所述遮光金属复用为所述第一跨桥导体。

13.根据权利要求1所述的触控显示面板，还包括与所述第一基板相对设置的第二基板，所述第二基板设置多个黑矩阵，所述黑矩阵在所述第一基板平面内的投影覆盖所述压感元件。

14.一种触控显示装置，包括权利要求1-13任意一项所述的触控显示面板。