CN206312096U - 触控显示屏及其悬浮触控组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种触控显示屏及其悬浮触控组件，触控显示屏包括显示屏、悬浮触控组件、控制电路板、电路芯片及连接器，悬浮触控组件包括透明基板、第一感应层、第二感应层及驱动层，第一感应层包括第一感应电极，第二感应层包括第二感应电极，驱动层包括驱动电极。第一感应电极作为水平坐标内的感应线，第二感应电极作为3D感应线，驱动电极既作为水平坐标内的驱动线，又作为3D驱动线，通电后3D感应线与3D驱动线在可视区上方空间中形成了稳定的电场，有导体进入该电场时，会改变导体所在位置的电场线分布，改变该位置所连接的3D感应线所接收的电场强度，导体在电场中进行移动时，通过记录电场改变的方向和强度，实现悬浮触控。

Description

触控显示屏及其悬浮触控组件

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种触控显示屏及其悬浮触控组件。

背景技术

目前对于消费电子、工控及车载行业来说，触摸屏无疑取代了实体按键成为了最广泛和最流行的输入设备，这得益于触摸屏提供的非常便捷和丰富的人机交互手段，人们只要通过简单触控点击和手势划线即可完成所有甚至超过实体按键能够提供的输入功能。

传统的触摸屏大都是靠导体(例如手指或手掌)直接接触触摸屏表面来完成输入功能，然而这只能实现水平坐标的侦测和锁定，无法满足在垂直面上的变化和需求，即无法满足悬浮触控的功能。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以实现悬浮触控功能的触控显示屏及其悬浮触控组件。

一种悬浮触控组件，包括：

透明基板，包括可视区及非可视区，所述非可视区围绕于所述可视区设置；

第一感应层，包括多个间隔且平行设置的第一感应电极，所述第一感应电极设置于所述可视区；

第二感应层，包括多个间隔设置的第二感应电极，所述第二感应电极设置于所述非可视区，所述第一感应电极与所述第二感应电极相互绝缘设置；及

驱动层，包括多个间隔且平行设置的驱动电极，所述驱动电极设置于所述可视区，所述驱动电极与所述第一感应电极相互绝缘设置，且所述驱动电极与所述第一感应电极空间垂直设置。

在其中一个实施例中，所述透明基板包括第一透明基板、第二透明基板及第三透明基板，所述驱动层设置于所述第一透明基板上，所述第一感应层设置于所述第二透明基板上，所述第二感应层设置于所述第三透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间、所述第二透明基板与所述第三透明基板之间分别通过光学透明胶隔开。

在其中一个实施例中，还包括第一电极引线、第二电极引线、第三电极引线及屏蔽层，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第三电极引线位于所述非可视区，所述屏蔽层位于所述第一电极引线与所述第三电极引线及所述第二感应电极之间，所述第二电极引线位于所述非可视区且与所述第一电极引线错开设置。

在其中一个实施例中，所述透明基板包括第一透明基板、第二透明基板、第三透明基板、第四透明基板，所述悬浮触控组件还包括屏蔽层，所述驱动层设置于所述第一透明基板上，所述第一感应层设置于所述第二透明基板上，所述屏蔽层设置于所述第三透明基板上，所述第二感应层设置于所述第四透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间、所述第二透明基板与所述第三透明基板之间、所述第三透明基板与所述第四透明基板之间分别通过光学透明胶隔开。

在其中一个实施例中，还包括第一电极引线、第二电极引线及第三电极引线，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第二电极引线错开设置，所述第三电极引线及所述第二感应电极通过所述屏蔽层与所述第一电极引线及所述第二电极引线隔开。

在其中一个实施例中，所述透明基板包括第一透明基板及第二透明基板，所述第一感应层设置于所述第一透明基板上，所述驱动层及所述第二感应层设置于所述第二透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间通过光学透明胶隔开。

在其中一个实施例中，还包括第一电极引线、第二电极引线、第三电极引线及屏蔽层，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第二感应层之间通过所述屏蔽层隔开。

在其中一个实施例中，还包括透明盖板，所述透明盖板盖设于所述第二感应层上方，且与所述第二感应层之间通过光学透明胶隔开。

在其中一个实施例中，所述驱动电极上设置有透明填充块，所述透明填充块位于所述驱动电极与所述第一感应电极错开的位置。

一种触控显示屏，包括：

显示屏；

如以上任意一项所述的悬浮触控组件；

控制电路板、电路芯片及连接器，所述第一感应层、第二感应层及驱动层通过控制电路板与所述电路芯片电连接，所述连接器用于将所述电路芯片处理后得到的信息发送至主板上。

上述触控显示屏及其悬浮触控组件至少具有以下优点：

第一感应电极作为水平坐标内的感应线(即2D感应线，2D Rx)，驱动电极作为水平坐标内的驱动线(即2D驱动线，2D Tx)，2D感应线与2D驱动线构成了常规的互电容式触控屏的堆叠走线，即可实现水平坐标内的触控功能；第二感应电极作为3D悬浮触控的感应线(即3D感应线，3D Rx)，驱动电极还作为3D悬浮触控的驱动线(即3D驱动线，3D Tx)，通电后3D感应线与3D驱动线在可视区上方空间中形成了稳定的电场，电场线方向从3D驱动线出发，3D感应线接收，当有导体(例如手)进入该电场时，会改变导体所在位置的电场线分布，从而改变该位置所连接的3D感应线所接收的电场强度，当导体在电场中进行移动时，可以通过记录电场改变的方向和强度，实现悬浮触控。

附图说明

图1为一实施方式中悬浮触控组件的原理结构图；

图2为图1所示悬浮触控组件形成稳定电场的结构示意图；

图3为当手进入图2所示电场后电场线改变的示意图；

图4为第一实施方式中悬浮触控组件的剖视图；

图5为图4所示悬浮触控组件的局部分解示意图；

图6为第二实施方式中悬浮触控组件的剖视图；

图7为图6所示悬浮触控组件的局部分解示意图；

图8为第三实施方式中悬浮触控组件的剖视图；

图9为图8所示悬浮触控组件的局部分解示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

一种触控显示屏，既可以实现水平坐标内的2D触控，也可以实现3D悬浮触控，以适应在3D UI设计的发展。请参阅图1，触控显示屏包括显示屏、悬浮触控组件101、控制电路板102、电路芯片103及连接器104。

显示屏用于显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息。显示屏与悬浮触控组件101层叠设置。

请参阅图1至图3，悬浮触控组件101包括透明基板1010、第一感应层1020、第二感应层1030及驱动层1040。透明基板1010包括可视区及非可视区，非可视区围绕于可视区设置。具体地，透明基板1010大概呈长方形结构，可视区也大概呈长方形结构，非可视区大概呈中空的方框形状，可视区位于方框形状的中空处。

第一感应层1020包括多个间隔且平行设置的第一感应电极1021，第一感应电极1021设置于可视区内。例如，第一感应电极1021可以为长方形，或者由多个菱形相互连接形成的长条形状等。第一感应电极1021作为水平坐标内的感应线(即2D感应线，2D Rx)。

第二感应层1030包括多个间隔设置的第二感应电极1031，第二感应电极1031设置于非可视区内。第一感应电极1021与第二感应电极1031之间相互绝缘设置。例如，第二感应电极1031的数量为四条，四条第二感应电极1031分别设置在长方形四条边上，且位于非可视区内。第二感应电极1031作为3D悬浮触控的感应线，(即3D感应线，3D Rx)。

驱动层1040包括多个间隔且平行设置的驱动电极1041，驱动电极1041设置于可视区内。驱动电极1041与第一感应电极1021相互绝缘设置，且驱动电极1041与第一感应电极1021空间垂直设置。例如，驱动电极1041可以为长方形，或者由多个菱形相互连接形成的长条形状等。驱动电极1041既作为水平坐标内的驱动线(即2D驱动线，2D Tx)，又作为3D悬浮触控的驱动线(即3D驱动线，3D Tx)。

第一感应层1020、第二感应层1030及驱动层1040均引出接到控制电路板102上，然后再通过控制电路板102上的铜线与电路芯片103电连接，电路芯片103再通过连接器104与主板连接，连接器104用于将电路芯片103处理后得到的信息发送至主板上，主板经过进一步处理，反映到显示屏的界面上。电路芯片103可以为集成电路芯片103(MCU)。

具体地，还可以在驱动电极1041上设置透明填充块1042，透明填充块1042位于驱动电极1041与第一感应电极1021错开的位置。设置透明填充块1042的目的是避免驱动电极1041的图案在视觉上太过明显，以提高视觉体验感。透明填充块1042可以通过印刷或者曝光等工艺与驱动电极1041同时成型。

上述触控显示屏及其悬浮触控组件101至少具有以下优点：

第一感应电极1021作为水平坐标内的感应线(即2D感应线，2D Rx)，驱动电极1041作为水平坐标内的驱动线(即2D驱动线，2D Tx)，2D感应线与2D驱动线构成了常规的互电容式触控屏的堆叠走线，即可实现水平坐标内的触控功能。第二感应电极1031作为3D悬浮触控的感应线(即3D感应线，3D Rx)，驱动电极1041还作为3D悬浮触控的驱动线(即3D驱动线，3D Tx)，通电后3D感应线与3D驱动线在可视区上方空间中形成了稳定的电场(如图2所示，图中未带箭头的虚线表示的是等电位线)，电场线10方向(如图2及图3的箭头方向)从3D驱动线出发，3D感应线接收。当有导体(例如手)进入该电场时(如图3所示)，会改变导体所在位置的电场线10分布，从而改变该位置所连接的3D感应线所接收的电场强度，当导体在电场中进行移动时，可以通过记录电场改变的方向和强度，实现悬浮触控。

下面以三个具体实施例来对本案作进一步说明：

请参阅图4及图5，为第一实施方式中的悬浮触控组件100。透明基板包括第一透明基板111、第二透明基板112及第三透明基板113。驱动层120设置于第一透明基板111上，第一感应层130设置于第二透明基板112上，第二感应层140设置于第三透明基板113上。第一透明基板111与第二透明基板112之间、第二透明基板112与第三透明基板113之间分别通过光学透明胶150隔开。

具体到第一实施方式中，悬浮触控组件100还包括第一电极引线160、第二电极引线170、第三电极引线180及屏蔽层190。第一电极引线160与驱动电极121电连接，驱动电极121通过第一电极引线160与控制电路板电连接102。第二电极引线170与第一感应电极131电连接，第一感应电极131通过第二电极引线170与控制电路板102电连接。第三电极引线180与第二感应电极141电连接，第二感应电极141通过第三电极引线180与控制电路板102电连接。

具体到第一实施方式中，第一电极引线160与第三电极引线180位于非可视区内，但是第一电极引线160与第三电极引线180不在同一平面内。屏蔽层190位于第一电极引线160与第三电极引线180及第二感应电极141之间，以达到屏蔽隔离它们之间电信号的作用。第二电极引线170位于非可视区内且与第一电极引线160错开设置。例如，第一电极引线160位于长方形的其中一边缘，第二电极引线170位于长方形与其相邻或者相对的另一边缘。屏蔽层190与第二电极引线170位于同一平面内。

悬浮触控组件100还包括透明盖板100a，透明盖板100a盖设于第二感应层140上方，且与第二感应层140之间通过光学透明胶150隔开。

请参阅图6及图7，为第二实施方式中的悬浮触控组件200。透明基板包括第一透明基板211、第二透明基板212、第三透明基板213及第四透明基板214。悬浮触控组件200还包括屏蔽层220。驱动层230设置于第一透明基板211上，第一感应层240设置于第二透明基板212上，屏蔽层220设置于第三透明基板213上，第二感应层250设置于第四透明基板214上。第一透明基板211与第二透明基板212之间、第二透明基板212与第三透明基板213之间、第三透明基板213与第四透明基板214之间分别通过光学透明胶260隔开。

具体到第二实施方式中，还包括第一电极引线270、第二电极引线280及第三电极引线290。第一电极引线270与驱动电极231电连接，驱动电极231通过第一电极引线270与控制电路板102电连接。第二电极引线280与第一感应电极241电连接，第一感应电极241通过第二电极引线280与控制电路板102电连接。第三电极引线290与第二感应电极251电连接，第二感应电极251通过第三电极引线290与控制电路板电连接。

具体到第二实施方式中，第一电极引线270、第二电极引线280、第三电极引线290及屏蔽层220各自位于不同的平面内。第一电极引线270与第二电极引线280均位于非可视区内，且相互错开设置。第三电极引线290及第二感应电极251位于非可视区内，并通过屏蔽层220与第一电极引线270及第二电极引线280隔开，以达到隔离电信号的目的。这种结构可以把3D信号和2D信号完全隔离，使第二感应电极251的走线更充分地环绕可视区，使得电场分布更加均匀。

具体到本实施方式中，悬浮触控组件200还包括透明盖板200a，透明盖板200a盖设于第二感应层250上方，且与第二感应层250之间通过光学透明胶260隔开。

请参阅图8及图9，为第三实施方式中的悬浮触控组件300。透明基板包括第一透明基板311及第二透明基板312。第一感应层320设置于第一透明基板311上，驱动层330及第二感应层340设置于第二透明基板312上。即，驱动层330与第二感应层340位于同一平面内，驱动层330位于可视区内，第二感应层340设置于非可视区内。第一透明基板311与第二透明基板312之间通过光学透明胶350隔开。

具体到第二实施方式中，悬浮触控组件300还包括第一电极引线360、第二电极引线370、第三电极引线380及屏蔽层390。第一电极引线360与驱动电极331电连接，驱动电极331通过第一电极引线360与控制电路板102电连接。第二电极引线370与第一感应电极321电连接，第一感应电极321通过第二电极引线370与控制电路板102电连接。第三电极引线380与第二感应电极341电连接，第二感应电极341通过第三电极引线380与控制电路板102电连接。

第二电极引线370位于非可视区内，第一电极引线360及第三电极引线380也位于非可视区内。第二电极引线370与第一电极引线360位于不同的平面内，第一电极引线360与第三电极引线380位于同一平面内。即第一电极引线360与第二感应电极341也位于同一平面内。因此，在第一电极引线360与第二感应电极341之间设置屏蔽层390，通过屏蔽层390屏蔽隔离它们之间的电信号。第一电极引线360与第三电极引线380由GND隔开。这种结构可以减少一层透明基板和光学透明胶350，有利于减小整体厚度。

具体到本实施方式中，悬浮触控组件300还包括透明盖板300a，透明盖板300a盖设于第二感应层340上方，且与第二感应层340之间通过光学透明胶350隔开。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种悬浮触控组件，其特征在于，包括：

透明基板，包括可视区及非可视区，所述非可视区围绕于所述可视区设置；

第一感应层，包括多个间隔且平行设置的第一感应电极，所述第一感应电极设置于所述可视区；

第二感应层，包括多个间隔设置的第二感应电极，所述第二感应电极设置于所述非可视区，所述第一感应电极与所述第二感应电极相互绝缘设置；及

驱动层，包括多个间隔且平行设置的驱动电极，所述驱动电极设置于所述可视区，所述驱动电极与所述第一感应电极相互绝缘设置，且所述驱动电极与所述第一感应电极空间垂直设置。

2.根据权利要求1所述的悬浮触控组件，其特征在于，所述透明基板包括第一透明基板、第二透明基板及第三透明基板，所述驱动层设置于所述第一透明基板上，所述第一感应层设置于所述第二透明基板上，所述第二感应层设置于所述第三透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间、所述第二透明基板与所述第三透明基板之间分别通过光学透明胶隔开。

3.根据权利要求2所述的悬浮触控组件，其特征在于，还包括第一电极引线、第二电极引线、第三电极引线及屏蔽层，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第三电极引线位于所述非可视区，所述屏蔽层位于所述第一电极引线与所述第三电极引线及所述第二感应电极之间，所述第二电极引线位于所述非可视区且与所述第一电极引线错开设置。

4.根据权利要求1所述的悬浮触控组件，其特征在于，所述透明基板包括第一透明基板、第二透明基板、第三透明基板、第四透明基板，所述悬浮触控组件还包括屏蔽层，所述驱动层设置于所述第一透明基板上，所述第一感应层设置于所述第二透明基板上，所述屏蔽层设置于所述第三透明基板上，所述第二感应层设置于所述第四透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间、所述第二透明基板与所述第三透明基板之间、所述第三透明基板与所述第四透明基板之间分别通过光学透明胶隔开。

5.根据权利要求4所述的悬浮触控组件，其特征在于，还包括第一电极引线、第二电极引线及第三电极引线，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第二电极引线错开设置，所述第三电极引线及所述第二感应电极通过所述屏蔽层与所述第一电极引线及所述第二电极引线隔开。

6.根据权利要求1所述的悬浮触控组件，其特征在于，所述透明基板包括第一透明基板及第二透明基板，所述第一感应层设置于所述第一透明基板上，所述驱动层及所述第二感应层设置于所述第二透明基板上，所述第一透明基板与所述第二透明基板之间通过光学透明胶隔开。

7.根据权利要求6所述的悬浮触控组件，其特征在于，还包括第一电极引线、第二电极引线、第三电极引线及屏蔽层，所述第一电极引线与所述驱动电极电连接，所述第二电极引线与所述第一感应电极电连接，所述第三电极引线与所述第二感应电极电连接，所述第一电极引线与所述第二感应层之间通过所述屏蔽层隔开。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的悬浮触控组件，其特征在于，还包括透明盖板，所述透明盖板盖设于所述第二感应层上方，且与所述第二感应层之间通过光学透明胶隔开。

9.根据权利要求1所述的悬浮触控组件，其特征在于，所述驱动电极上设置有透明填充块，所述透明填充块位于所述驱动电极与所述第一感应电极错开的位置。

10.一种触控显示屏，其特征在于，包括：

显示屏；

如权利要求1至9中任意一项所述的悬浮触控组件；

控制电路板、电路芯片及连接器，所述第一感应层、第二感应层及驱动层通过控制电路板与所述电路芯片电连接，所述连接器用于将所述电路芯片处理后得到的信息发送至主板上。