CN105717682A - 一种触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控显示装置，包括显示面板和背光模组；还包括第一力触控元件及第二力触控元件；所述第一力触控元件设置在所述显示面板内，所述第一力触控元件包括多个矩阵排列的第一电极，所述多个第一电极分别通过对应的第一导线连接至驱动模块；所述背光模组包括一导电层，所述第二力触控元件为所述导电层；所述第一力触控元件和所述第二力触控元件之间形成有可变间隙；所述显示面板内还设置有自电容型触控电极，所述自电容型触控电极包括多个矩阵排列的第二电极，所述多个第二电极分别通过对应的第二导线连接至驱动模块；所述第一力触控元件的多个第一电极和所述自电容型触控电极的多个第二电极设置在同一层。

Description

一种触控显示装置
技术领域
本发明涉及一种触控显示装置，更为具体地，涉及一种内置有自电容触控结构及力触控元件的显示装置。
背景技术
集成触控显示装置是将位置触控检测结构集成在显示装置的内部，因其具备了显示和位置触控检测功能、使用方便、人机交流体验好等优点，并且终端设备轻薄集成度高，因此受到市场的广泛青睐。随着触控技术的发展，现在有一种较为新型的触控技术------力触控技术，正在慢慢的受到关注；力触控结构因其受到外界压力时，可以根据压力的大小不同而反馈不同的信息，进而可提供更多变的使用体验。但现有技术中，力触控结构都为独立于显示装置的外置结构，制程复杂并且终端设备厚重。
发明内容
本发明提供一种一种触控显示装置，其特征包括显示面板和背光模组；还包括第一力触控元件及第二力触控元件；所述第一力触控元件设置在所述显示面板内，所述第一力触控元件包括多个矩阵排列的第一电极，所述多个第一电极分别通过对应的第一导线连接至驱动模块；所述背光模组包括一导电层，所述第二力触控元件为所述导电层；所述第一力触控元件和所述第二力触控元件之间形成有可变间隙；所述显示面板内还设置有自电容型触控电极，所述自电容型触控电极包括多个矩阵排列的第二电极，所述多个第二电极分别通过对应的第二导线连接至驱动模块；所述第一力触控元件的多个第一电极和所述自电容型触控电极的多个第二电极设置在同一层。
本发明提供的触控液晶显示装置，将第一力触控元件、自电容型触控电极、公共电极集成为一层，集成度高，设备轻薄；并且，因为第一力触控元件、自电容型触控电极、公共电极集成为一层，可以在同一工艺步骤中形成，未增加工艺步骤，节省成本。
附图说明
图1为本发明提供的触控显示装置的示意图；
图2为图1中AA′截面的示意图；
图3为显示装置内部的触控结构的俯视图；
图4为第一电极和第二力触控元件未受到外力作用的示意图；
图5为第一电极和第二力触控元件受到外力作用的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种实现方式中金属框架和驱动模块连接方式的俯视图；
图7为背光FPC向金属框架一侧弯折连接的示意图；
图8为背光FPC的示意图；
图9和图10为本发明实施例提供的另一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图；
图11为本发明实施例提供的再一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图；
图12为再一种实现方式中背光FPC的示意图；
图13为又一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图；
图14为本发明实施例二提供的一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构示意图；
图15为本发明实施例二提供的另一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图
图16为再一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图；
图17为实施例二提供的第五种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图；
图18为实施例二提供的第六种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图；
图19为本发明实施例三提供的触控显示装置的示意图；
图20为触控显示装置的阵列基板的俯视图；
图21为实施例三再一种触控显示装置的阵列基板的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的触控显示装置作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
图1为本发明提供的触控显示装置的示意图，图2为图1中AA′截面的示意图，图3为触控显示装置内部的触控结构的俯视图。本发明提供的触控显示装置包括显示面板100和背光模组200，背光模组200设置在显示面板100的下方并为显示面板100提供光源。在本实施例中，显示面板100为液晶显示面板，包括相向设置的对置基板101和阵列基板102，在对置基板101和阵列基板102之间设置有液晶层103。该触控显示装置还包括第一力触控元件104及第二力触控元件105。在图2中，第一力触控元件104形成在对置基板101和阵列基板102之间，更具体的是位于阵列基板102朝向对置基板101一侧。背光模组200包括多个膜层，比如从靠近显示装置100一侧到远离显示装置100一侧依次设置的增光片201、扩散片202、导光板203、反射片204、金属框架205等，第二力触控元件105可以设置在以上该各膜层的正面或者背面，或者和这些膜层中一具有导电性能的导电膜层进行复用。在图2中，第二力触控元件105和金属框架205复用，也就是说金属框架205也作为第二力触控元件105使用，任何导电金属均可用作金属框架205(第二力触控元件105)的材料，如铝合金、铜合金等。
在第一力触控元件104、第二力触控元件105之间形成有可变间隙106，通过可变间隙106的形变量来检测受外力的大小。请参考图1、图2，在显示面板100和背光模组200之间的边缘处设置有遮光胶带206，该遮光胶带206可以将显示面板100和背光模组200粘合在一起并且防止两者的边缘处漏光。遮光胶带206具有一定的厚度，因此显示面板100、背光模组200、遮光胶带206可以形成一个间隙，该间隙即为第一力触控元件104、第二力触控元件105之间形成的可变间隙106。优选的，设置遮光胶带206的厚度在0.05～0.2mm之间。
请参考图2和图3，第一力触控元件104包括多个独立的并呈矩阵排列的第一电极1041，该多个第一电极1041分别通过对应的第一导线1042连接至驱动模块300。在力检测阶段，驱动模块300向该多个第一电极1041分别提供第一力检测信号；同时，驱动模块300还向第二力触控元件105提供第二力检测信号。请参考图4，当第一电极1041和第二力触控元件105没有受到外力作用，可变间隙106维持初始状态，第一电极1041、第二力触控元件105、可变间隙106形成电容C1；当受到外力按压时，第一电极1041和第二力触控元件105之间的可变间隙106被压缩，第一电极1041、第二力触控元件105、可变间隙106形成电容C2，根据电容C2相较于电容C1的变化量，可计算出所受到外力的大小，并且多个第一电极1041都是相互独立的，可单独计算出各个第一电极1041所受到的外力，这样就可以确定受力的位置及大小。
在本实施例中，所述第二力检测信号是一基准信号，可以是接地信号，即一接地信号在力检测阶段被提供至金属框架，并且金属框架的接地信号由所述驱动模块300提供。请参考图6，为本发明实施例提供的一种实现方式中，金属框架和驱动模块电性连接的俯视图，图7为背光FPC向金属框架一侧弯折连接的示意图，图8为背光FPC的示意图。在背光模组200中包括多颗LED灯207，位于在导光板203的出光侧。该多颗LED灯207设置在背光PFC208上，背光FPC208通过位于第一连接端2081的引脚210和主FPC209电连接。LED灯207通过第一导线2085连接至引脚210，在图8中只示出了一条第一金属走线2085，第一导线2085可以为多条。
该背光FPC208还包括一第二连接端2082，该第二连接端2082背离导光板203方向并向外突出，还包括设置在第二连接端2082上的导电端子2083，在背光FPC208内部设置有第二导线2084，第二导线2084将导电端子2083和引脚210电连接。引脚210处只需要为第二导线2084提供一个信号端口用来和主FPC209电连接。引脚210在第一连接端2081处和主FPC209电连接，主FPC209是绑定在显示面板100上并且和驱动模块300电连接。背光FPC208的第二连接端2082向金属框架205的远离显示面板100一侧翻折，使用导电胶层212将导电端子2083和金属框架205电性连接。即，通过主FPC209、背光FPC208、导电端子2083、导电胶层212，驱动模块300的信号可以被提供至金属框架205。
请接着参考图9和图10，为本发明实施例提供的另一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图。和图7所示方式不同之处在于，主FPC209包括一个突出并向金属框架205方向延伸的连接端211，连接端211上设置有导电端子2083，导电端子2083通过一个导电胶层212和金属框架205电性黏贴在一起。
请参考图11、图12，图11为本发明实施例提供的再一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图；图12为再一种实现方式中背光FPC的示意图。背光FPC208包括一第二连接端2082，该第二连接端2082向反射片204和金属框架205之间的空间延伸，并通过设置在第二连接端2082上的导电端子2084、设置在导电端子2084和金属框架205之间导电胶层212和所述金属框架205电性黏贴。图13为又一种实现方式中金属框架和驱动模块电连接方式的示意图，可选地，还可以在金属框架205内设置通孔，将黏贴导电端子2084和金属框架205的导电胶层212设置在通孔内，这样可以减少反射片204和金属框架205之间的空隙，并且让反射片204可以设置的更平展。可选，在其他实施方式中，还可以在主FPC上设置向反射片204和金属框架205之间空间延伸的连接端，并且在连接端上设置导电端子，再使用导电胶层将主FPC上的导电端子和金属框架电性连接。
在其他实施方式中，金属框架和驱动模块的电性连接还可以通过其他结构，以上实施例并不是对金属框架和驱动模块电性连接方式的限制，只要金属框架的信号由驱动模块来提供，都属于本发明保护的范围。
请接着参考图2和图3，在对置基板101和阵列基板102之间还设置有自电容型触控电极，该自电容型触控电极包括多个矩阵排列的第二电极109，该多个第二电极109分别通过对应的第二导线1091连接至驱动模块300，并且自电容型触控电极的多个第二电极109和第一力触控元件的多个第一电极1041设置在同一层。
各个第二电极109分别通过不同的第二导线1091连接至驱动模块300，在发生触摸时，驱动模块300可通过不同的第二导线1091反馈的信号判断是那个第二电极109产生的信号，以判断触摸发生的位置。
在触控检测阶段，驱动模块300向所述多个第二电极109提供触控检测信号，以检测触控发生的位置；在力检测阶段，驱动模块300向多个第一电极1041提供第一力检测信号，并向第二力触控元件105提供第二力检测信号，以检测是否有第一电极1041对应区域发生了力按压，以及力按压的大小。
本发明提供的触控显示装置具有如下优点：第一，将力触控元件和自电容型触控电极都集成在显示装置的内部，使显示装置可同时具备位置检测功能和力检测功能；并且本发明提供的触控显示装置中，第一力触控元件和自电容型触控电极设置集成在同一层，第二力触控元件和背光模组的金属框架集成为同一层，显示装置的集成度高、体积小并且轻薄；第二，因第一力触控元件的多个第一电极和自电容型触控电极的多个第二电极设置在同一层，第一电极、第二电极可以在同一工艺步骤中形成，制造工艺简单；第三，通过主FPC或者背光FPC将金属框架和驱动模块进行电性连接，从而使第二力触控信号传输至金属框架，传输结构简单、易于实现并且可靠性高。
实施例二
本发明实施例二提供的触控显示装置，提供几种不同的第一力触控元件和自电容型触控电极的结构。请参考图14，为本发明实施例二提供的一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构示意图，如图所示，第一电极1041为镂空电极，第二电极109设置在第一电极1041的镂空部内，第一电极1041和所述第二电极109之间间隔有刻缝，从而使第一电极1041和所述第二电极109相互绝缘。
请参考图15，为本发明实施例二提供的另一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图。第二电极109为镂空电极，第一电极1041设置在第二电极109的镂空部内，第一电极1041和所述第二电极109之间间隔有刻缝，从而使第一电极1041和所述第二电极109相互绝缘。
以上两种结构中，将第一电极、第二电极中的一者设置为镂空电极，另一者设置在该镂空电极的内部，使第一电极、第二电极都可以均匀的分布，同时使整个显示面板的触控侧不存在触控盲区。
同时，图14、图15的结构还可以按照实际设计的要求，方便的设置第一电极、第二电极的大小。比如在图14中，设置第二电极109的面积较小，并且设置在镂空状的第一电极1041的正中部；在图15中，设置第一电极1041为一个较小的电极，其设置在镂空状的第二电极109的内部。第一电极、第二电极的面积大小可以按照设计的实际需求来设置，但是一组第一电极、第二电极总体占用面积及位置没有发生变化，减少设计的难度及变化因素。
需要说明的是，在图14、图15中所示为小电极设置在镂空电极的正中间部分，但是图14、15不是对本发明的限制，镂空电极的镂空部分可以不是位于其正中的，可以偏向一个边或者一个角落设置，小电极相应的设置在镂空电极的镂空部分内。
图16提供了再一种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图，在图16中，至少部分第一电极1041为镂空电极，另一部分第一电极1041为块状电极，第二电极109设置在第一电极1041的镂空部内，镂空的第一电极1041和其内部的第二电极109之间设置有刻缝。也就是说第一电极1041的分布密度和第二电极109的分布密度不同。相对的，还可以设置至少部分第二电极109为镂空电极，另一部分第二电极109为块状电极，第一电极1041设置在第二电极109的镂空部内，镂空的第二电极109和其内部的第一电极1041之间设置有刻缝。
接着请参考图17，为本发明实施例二提供的第五种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图。自电容型触控电极的多个第二电极109为大电极，多个第二电极109呈行列排列，并且相邻的第二电极109间隔有间隙，在相邻第二电极109的间隙内设置有多个第一电极1041。图17所示结构也是一种较为均匀的分布结构，可以避免触控盲区的产生。
请参考图18，为本发明实施例二提供的第六种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的示意图。在图18所示结构中，各第一电极1041和各第二电极109为同一电极，各第一导线1042和各第二导线1091为同一导线，即第一力触控元件和所述自电容型触控电极是复用电极。在触控检测阶段，驱动模块向300该多个复用电极109/1041提供触控检测信号；在力检测阶段，驱动模块300向该多个复用电极109/1041提供第一力检测信号，并向第二力触控元件205提供第二力检测信号。
实施例二提供了多种第一力触控元件和自电容型触控电极的结构的实施方式，但是以上实施方式并不是对本发明的限制，只要将第一力触控元件的多个第一电极和自电容型触控电极的多个第二电极设置在同一层，都属于本发明保护的范围。
实施例三
请参考图19和图20，图19为本发明实施例三提供的触控显示装置的示意图，图20为触控显示装置的阵列基板的俯视图。本发明实施例三提供的触控显示装置包括显示面板100和设置在显示面板100下方的背光模组200，显示面板100包括相对设置的对置基板101、阵列基板102及两基板间的液晶层。在实施例三中，显示面板100为面内电场型液晶显示装置，包括设置在阵列基板102内的多条绝缘相交的数据线110及扫描线111，所述多条数据线110及扫描线111交叉限定多个像素单元，每个像素单元包括像素电极112和开关控制元件113。所述显示面板100还包括设置在阵列基板102上的多个公共电极114，所述多个公共电极114呈矩阵排列并相互间隔。
实施例三提供的触控显示装置还包括第一力触控元件104及第二力触控元件105；第一力触控元件104包括多个矩阵排列的第一电极1041，多个第一电极1041分别通过对应的第一导线连接至驱动模块300。第二力触控元件109为背光模组200内的导电层；第一力触控元件104和第二力触控元件109之间形成有可变间隙106。显示面板100内还设置有自电容型触控电极，所述自电容型触控电极包括多个矩阵排列的第二电极109，多个第二电极109分别通过对应的第二导线连接至驱动模块300。第一力触控元件104的多个第一电极1041、自电容型触控电极的多个第二电极109、公共电极114设置在同一层。
具体地，如图20所示，部分公共电极114同时还作为第一电极1041，部分公共电极114同时还作为第二电极109。在显示阶段，驱动模块300向多个公共电极114施加公共电极信号，使触控显示装置进行显示；在力检测阶段，所述驱动模块300向所述多个作为第一电极104的公共电极114施加第一力检测信号，同时向第二力触控元件施加第二力检测信号，以检测是否有第一电极1041发生了力按压，以及力按压的大小；在触控检测阶段，驱动模块300向所述多个作为第二电极109的公共电极114提供触控检测信号，以检测触控发生的位置。
请接着参考图21，在实施例三的再一实施方式中，第一力触控元件104的多个第一电极1041、自电容型触控电极的多个109、公共电极114设置在同一层，并且每个电极为复用电极，既作为公共电极、还作为第一力触控元件104的第一电极1041和自电容型触控电极的第二电极109。在显示阶段，驱动模块300向多个公共电极114施加公共电极信号，使触控显示装置进行显示；在力检测阶段，所述驱动模块300向所述多个公共电极114施加第一力检测信号，同时向第二力触控元件施加第二力检测信号，以检测是否发生了力按压，以及力按压的大小；在触控检测阶段，驱动模块300向所述多个公共电极114提供触控检测信号，以检测触控发生的位置。
请接着参考图19，实施例三和实施例一还有不同之处在于，第二力触控元件109为独立的导电膜层，其设置在导光板203朝向显示面板100的一侧。在其他实施方式中，该第二力触控元件109还可以设置在增光片201、扩散片202、导光板203、反射片204、金属框架205朝向显示面板100的一侧或者远离显示面板100的一侧均可。
本发明提供的触控液晶显示装置，将第一力触控元件、自电容型触控电极、公共电极集成为一层，集成度高，设备轻薄；并且，因为第一力触控元件、自电容型触控电极、公共电极集成为一层，可以在同一工艺步骤中形成，未增加工艺步骤，节省成本。
本发明应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变型，因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的修改和变形。

Claims (16)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括显示面板和背光模组；
还包括第一力触控元件及第二力触控元件；所述第一力触控元件设置在所述显示面板内，所述第一力触控元件包括多个矩阵排列的第一电极，所述多个第一电极分别通过对应的第一导线连接至驱动模块；所述背光模组包括一导电层，所述第二力触控元件为所述导电层；所述第一力触控元件和所述第二力触控元件之间形成有可变间隙；
所述显示面板内还设置有自电容型触控电极，所述自电容型触控电极包括多个矩阵排列的第二电极，所述多个第二电极分别通过对应的第二导线连接至驱动模块；
所述第一力触控元件的多个第一电极和所述自电容型触控电极的多个第二电极设置在同一层。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示装置为液晶显示装置，所述第一基板为对置基板，所述第二基板为阵列基板，所述对置基板和所述阵列基板之间设置有液晶层；
所述第一力触控元件、所述自电容型触控电极设置于所述对置基板和所述阵列基板之间。
3.如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一力触控元件、所述自电容型触控电极设置在所述阵列基板朝向所述对置基板一侧。
4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，在触控检测阶段，所述驱动模块向所述多个第一电极提供触控检测信号；在力检测阶段，所述驱动模块向所述多个第一电极块提供第一力检测信号，并向所述第二力触控元件提供第二力检测信号。
5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，至少部分所述第一电极为镂空电极，所述第二电极设置在所述第一电极的镂空部内，所述第一电极和所述第二电极之间设置有刻缝。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，至少部分所述第二电极为镂空电极，所述第一电极设置在所述第一电极的镂空部内，所述第二电极和所述第一电极之间设置有刻缝。
7.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，各所述第一电极和各所述第二电极为同一电极，各所述第一导线和各所述第二导线为同一导线。
8.如权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，在触控检测阶段，所述驱动模块向所述多个电极提供触控检测信号；在力检测阶段，所述驱动模块向所述多个电极提供第一力检测信号，并向所述第二力触控元件提供第二力检测信号。
9.如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述对置基板和所述阵列基板之间还设置有公共电极，所述第一力触控元件和所述公共电极、自电容型触控电极设置在同一层，并且至少部分所述公共电极复用为第一力触控元件，至少部分所述公共电极复用为自电容型触控电极。
10.如权利要求9所述的触控显示装置，其特征在于：
在显示阶段，驱动模块向所述多个公共电极施加公共电极信号；
在力检测阶段，所述驱动模块向所述复用为第一力触控元件的公共电极施加第一力检测信号，同时向第二力触控元件施加第二力检测信号
在触控检测阶段，所述驱动模块向所述复用为自电容型触控电极的公共电极提供触控检测信号。
11.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光模组包括胶框、设置在胶框内的导光板、设置在导光板入光侧的光源；所述导电层设置在所述导光板的上侧或者下侧。
12.如权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一承载所述胶框和导光板的金属框架，所述导电层为所述金属框架。
13.如权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括主FPC，所述主FPC和所述驱动模块电性连接；所述主FPC包括一向所述金属框架延伸的连接端，所述连接端上设置有导电端子，一导电胶层将所述导电端子和所述金属框架电性连接。
14.如权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括主FPC和背光FPC，所述主FPC和所述驱动模块电性连接，所述背光FPC和所述主FPC电性连接；所述背光FPC包括一向所述金属框架延伸的连接端，所述连接端上设置有导电端子，一导电胶层将所述导电端子和所述金属框架电性连接。
15.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示面板和所述背光模组之间的边缘处设置有遮光胶带，所述显示面板、背光模组和遮光胶带形成的间隙为所述可变间隙。
16.如权利要求15所述的触控显示装置，其特征在于，所述遮光胶带的厚度为0.05mm～0.2mm。
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