电感触摸屏、电感触摸显示面板和电感触摸显示装置

摘要

本发明的实施例公开了一种电感触摸屏，包括：第一基板和设置于所述第一基板上的触摸结构层，所述触摸结构层包括：多条第一导线；多条第二导线，与所述多条第一导线绝缘交叉；多个电感线圈，每一电感线圈设置于所述第一导线和第二导线的交叉处，每一电感线圈包括相互嵌套的第一子线圈和第二子线圈；其中，所述第一子线圈的一端电连接至所述第一导线，所述第一子线圈的另一端电连接至公共电位；所述第二子线圈的一端电连接至所述第二导线，所述第二子线圈的另一端电连接至公共电位。触摸感应时第一子线圈和第二子线圈均产生感应电流，增大了从第一导线和第二导线上检测到的有效感应电流，提高了检测到的有效信号强度，提高了信噪比。

说明书

技术领域

本发明涉及电感触摸领域，尤其涉及一种电感触摸屏，包含该电感触摸屏 的电感触摸显示面板，包含该电感触摸屏的电感触摸显示装置，包含该电感触 摸显示面板的电感触摸显示装置。

背景技术

近年来，随着人性化、便捷化的发展，触摸屏、带有触摸功能的显示面板 和显示装置越来越受到人们的青睐。按照工作原理的不同，触摸屏有多个种类， 例如电阻触摸屏(Resistive-type Touch Panel)、电容触摸屏(Capacitive-type Touch Panel)、电感触摸屏(Electromagnetic-type Touch Panel)等。其中，电阻 触摸屏、电容触摸屏的优点是可以用手直接操作。但当用笔来书写时，由于手 掌一般放置于触摸屏上，手和笔的触摸难以准确的区别开。电感触摸屏主要包 括沿X与Y方向排列的多个电感线圈或天线，以及一位置指向装置(如电磁 笔)。即便手掌放置于触摸屏上时，电感触摸屏也可以准确判别出电磁笔的位 置。

申请号为200810065796.3的中国专利申请文件中公开了一种电感触摸屏， 其电路结构示意图如图1所示。如图1所示，该电感触摸屏包括多条X方向检 测线11，与多条X方向检测线11绝缘交叉的多条Y方向检测线12，呈矩阵 排列的多个线圈13(图中以3×3的线圈矩阵为例)，每一线圈13设置于X方 向检测线11和Y方向检测线12的交叉处。每一线圈13具有两个端，第一端 同时连接至对应的X方向检测线11和Y方向检测线12，另一端通过公共电极 线17接地。每一X方向检测线11和Y方向检测线12通过一电流放大器14 连接至相应的X方向检测电路15和Y方向检测电路16。若电磁笔使得某一电 感线圈13产生感应电流，那么该感应电流会被X方向检测电路15和Y方向 检测电路16检测得到，从而确定触摸发生的位置坐标。

但是，从图1中还可以进一步看出，由于X方向检测线11和Y方向检测线 12通过电感线圈13的一端相连，因此对于任何一个电感线圈13而言，以图中 的虚线框圈所示的电感线圈为例，其产生的感应电流I₀会经由相互电连接的X 方向检测线11和Y方向检测线12传输至所有检测端口。即感应电流I₀会经由 图中虚线所示的路径传输至X方向和Y方向的所有检测端口，各个端口分别可 以检测到感应电流Ix1，Ix2，Ix3，Iy1，Iy2，Iy3。也就是说，任何一个电感线 圈感应产生的电流都会分成六份，即Ix1，Ix2，Ix3，Iy1，Iy2，Iy3。X方向检 测电路15需要从Ix1，Ix2，Ix3中选出一个最大的电流用以确定触摸位置的X 方向坐标；Y方向检测电路16需要从Iy1，Iy2，Iy3中选出一个最大的电流用 以确定触摸位置的Y方向坐标。但由于感应电流I₀一分为六，大大降低了有效 信号的强度，使得信噪比降低。另外，由于六个电流值Ix1，Ix2，Ix3，Iy1，Iy2， Iy3之间的差值会因为X方向检测线11和Y方向检测线12之间互相导通而减 小，使得检测难度增大。

发明内容

本发明的实施例所要解决的一个技术问题是，现有技术中触摸位置处的电 感线圈产生的感应电流分流至所有检测端口，检测到的有效信号强度较小，信 噪比较低。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种电感触摸屏，包括： 第一基板和设置于所述第一基板上的触摸结构层，所述触摸结构层包括：多条 第一导线；多条第二导线，与所述多条第一导线绝缘交叉；多个电感线圈，每 一电感线圈设置于所述第一导线和第二导线的交叉处，每一电感线圈包括相互 嵌套的第一子线圈和第二子线圈；其中，所述第一子线圈的一端电连接至所述 第一导线，所述第一子线圈的另一端电连接至公共电位；所述第二子线圈的一 端电连接至所述第二导线，所述第二子线圈的另一端电连接至公共电位。

本发明的实施例还提供了一种电感触摸显示面板，包括上述电感触摸屏。

本发明的实施例还提供了一种电感触摸显示装置包括上述电感触摸显示 面板。

本发明的实施例还提供了一种电感触摸显示装置包括显示面板和上述电 感触摸屏，所述显示面板与所述电感触摸屏层叠设置。

相对于现有技术而言，本发明的实施例所提供的电感触摸屏，包含该电感 触摸屏的电感触摸显示面板，包含该电感触摸屏的电感触摸显示装置，包含该 电感触摸显示面板的电感触摸显示装置中，每一电感线圈包括相互嵌套的第一 子线圈和第二子线圈，并且第一子线圈、第二子线圈分别一一对应电连接至绝 缘交叉的第一导线、第二导线；触摸感应时第一子线圈和第二子线圈均产生感 应电流，增大了从第一导线和第二导线上检测到的有效感应电流，提高了检测 到的有效信号强度，提高了信噪比。

附图说明

图1为现有技术的电感触摸屏的电路结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的电感触摸屏的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的电感触摸屏的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的电感触摸液晶显示面板剖视结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的像素阵列的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的电感触摸显示装置结构示意图；

图7为本发明实施例五提供的电感触摸显示装置结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是电感触摸屏中每一电感线圈包括相互嵌套的第一子 线圈和第二子线圈，并且第一子线圈、第二子线圈分别一一对应电连接至绝缘 交叉的第一导线、第二导线；触摸感应时第一子线圈和第二子线圈均产生感应 电流，增大了从第一导线和第二导线上检测到的有效感应电流，提高了检测到 的有效信号强度，提高了信噪比。

实施例一

本发明实施例一提供的电感触摸屏的俯视结构示意图如图2所示。从图2 中可以看出，该电感触摸屏1包括：第一基板10和设置于第一基板10上的触 摸结构层。

该触摸结构层包括：多条第一导线101(彼此之间通常平行或基本平行)； 多条第二导线102(彼此之间通常平行或基本平行)，与多条第一导101线绝缘 交叉(通常为垂直或基本垂直)；多个电感线圈103，每一电感线圈103设置于 第一导线101和第二导线102的交叉处，每一电感线圈103包括相互嵌套的第 一子线圈1031和第二子线圈1032。

其中，第一子线圈1031的一端1031A电连接至第一导线101，第一子线 圈1031的另一端1031B电连接至公共电位(通常为接地)；第二子线圈1032 的一端1032A电连接至第二导线102，第二子线圈1032的另一端1032B电连 接至公共电位(通常为接地)。

这样在触摸检测过程中，当磁力线穿过一电感线圈时，第一子线圈1031 产生第一感应电流Ix并传输至第一导线101，第二子线圈1032产生第二感应 电流Iy并传输至第二导线102，从而使电感触摸屏1通过第一感应电流Ix和 第二感应电流Iy确定触摸的位置坐标。具体的说，当有触摸产生时，电磁笔 (未图示，可以是有源电磁笔，也可以是无源电磁笔)产生的电磁信号使得电 感触摸屏1中的一个或多个电感线圈103产生感应电流。以图2中虚线圈所示 的电感线圈103为例，当其被电磁笔激发产生感应电流，其余电感线圈未被激 发产生感应电流时，其中的第一子线圈1031产生第一感应电流Ix，第二子线 圈1032产生第二感应电流Iy。第一感应电流Ix传输至对应电连接的第一导线 101(图2中为从左至右第二根第一导线)，对应的检测端检测得到的电流为Ix2， 而其他第一导线的对应检测端检测得到的电流(Ix1，Ix3)为0或几乎为0； 这样电磁触摸屏1就可以通过感应电流Ix2确定触摸位置的第一方向(X方向) 的坐标值。同样的，第二感应电流Iy传输至对应电连接的第二导线102(图二 中为从上至下第二根第二导线)，对应的检测端检测得到的电流为Iy2，而其他 第二导线的对应检测端检测得到的电流(Iy1，Iy3)为0或几乎为0；这样电 磁触摸屏1就可以通过感应电流Iy2确定触摸位置的第二方向(Y方向)的坐 标值。于是，该触摸位置的第一方向和第二方向的坐标值均得到确定。

作为实施例一的进一步优选方式，通过设计第一子线圈1031和第二子线 圈1032的大小和形状，使得第一子线圈1031产生的第一感应电流为Ix，第二 子线圈1032产生的第二感应电流为Iy，满足0≤|Ix-Iy|/MAX(Ix，Iy)≤10％。 其中MAX(Ix，Iy)表示第一感应电流为Ix和第二感应电流为Iy中的最大值。 进一步优选地，0≤|Ix-Iy|/MAX(Ix，Iy)≤5％。另外，通常，第一子线圈1031 的导线的延伸方向与第二子线圈1032的导线的延伸方向相同，即均顺时针方 向延伸(如图2所示)或逆时针方向延伸。这样在电感线圈103内，第一子线 圈1031产生的第一感应电流为Ix与第二子线圈1032产生的第二感应电流为 Iy的方向相同。具体地说，第一子线圈1031的一端1031A和第二子线圈1032 的一端1032A通常均位于电感线圈103的外围，第一子线圈1031的另一端 1031B和第二子线圈1032的另一端1032B通常均位于电感线圈103的中心。 当第一感应电流Ix的方向为从第一子线圈的1031B端指向1031A端(1031B 的电势为0V，1031A的电势为正值)，即顺时针方向时；那么第二感应电流Iy 的方向为从第二子线圈的1032B端指向1032A端(1032B的电势为0V，1032A 的电势为正值)，即也为顺时针方向。

通常第一导线101与第二导线102之间设置有绝缘层(图中未画出)。电 感线圈103中的第一子线圈1031和第二子线圈1032可以位于不同层；例如， 第一子线圈1031与第一导线101位于同一层、采用相同材料，第二子线圈1032 与第二导线102位于同一层、采用相同材料。当然，电感线圈103中的第一子 线圈1031和第二子线圈1032可以位于同一层、采用相同材料；例如，第一子 线圈1031和第二子线圈1032均与第一导线101位于同一层、采用相同材料， 或者第一子线圈1031和第二子线圈1032均与第二导线102位于同一层、采用 相同材料。

另外，电感线圈103中的第一子线圈1031的另一端1031B和第二子线圈 1032的另一端1032B均可以电连接至公共电极线107，并通过公共电极线107 接地。图2中以公共电极线107具有多条为例，该多条公共电极线107在第一 基板10外围连接在一起。公共电极线107可以与第一导线1031位于同一层， 采用相同材料；公共电极线107也可以与第二导线1032位于同一层，采用相 同材料。作为另一种可选的方式，公共电极也可以是覆盖第一基板10范围的 整块结构(如ITO、IZO等透明导电材料)。第一子线圈1031的另一端1031B 和第二子线圈1032的另一端1032B均电连接至该公共电极。

从图2中还可以看出，电感触摸屏1还包括第一方向检测电路105和第二 方向检测电路106；每一第一导线101电连接至第一方向检测电路105；每一 第二导线102电连接至第二方向检测电路106。

为了进一步增大检测信号的强度，电感触摸屏1还包括多个电流放大器 104，每一第一导线101通过一电流放大器104电连接至第一方向检测电路105； 每一第二导线102通过一电流放大器104电连接至第二方向检测电路106。

实施例二

本发明实施例二提供的电感触摸屏的俯视结构示意图如图3所示。本实施 例提供的电感触摸屏在实施例一提供的电感触摸屏基础上做出的改进，与实施 例一相同的部分不再重述，重点叙述区别之处。

从图3中可以看出，在图2所示的实施例一的基础上，实施例二提供的电 感触摸屏还包括多个二极管。具体地说，每一第一子线圈1031与第一导线101 之间还设置有第一二极管1081，每一第二子线圈1032与第二导线102之间还 设置有第二二极管1082。作为另外的实施方式，可以只有每一第一子线圈1031 与第一导线101之间还设置有第一二极管1081，而第二子线圈1032与第二导 线102之间没有设置第二二极管1082。也可以是只有每一第二子线圈1032与 第二导线102之间还设置有第二二极管1082，而第一子线圈1031与第一导线 1031之间没有设置第一二极管1081。通常第一二极管和第二二极管优选为肖 特基二极管。

另外，连接至同一第一导线101的第一二极管1081的极性相同，即如图3 所示连接至同一第一导线101的第一二极管1081的极性均为二极管的负极； 当然也可以是二极管的正极(未图示)。同样的，连接至同一第二导线102的 第二二极管的1082极性相同，即如图3所示连接至同一第二导线102的第二 二极管1082的极性均为二极管的负极；当然也可以是二极管的正极(未图示)。 更进一步地，所有连接至第一导线101的第一二极管1081的极性相同，和/或 所有连接至第二导线102的第二二极管1082的极性相同。

实施例三

本发明实施例三提供的电感触摸显示面板，包括上述实施例一、实施二中 任意一个提供的电感触摸屏。该电感触摸显示面板可以为液晶显示面板或电子 纸或等离子显示面板或有机发光二极管显示面板。

当该电感触摸显示面板为液晶显示面板时，其剖视图如图4所示。从图4 中可以看出，该电感触摸显示面板2还包括与第一基板10相对设置的第二基 板20，以及设置于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30。第一基板10、 第二基板20可以采用玻璃、石英、塑料等材料。在液晶层30和第一基板10 之间还设置有像素阵列40，其俯视结构示意图如图5所示。从图5中可以看出， 像素阵列40包括绝缘交叉的多条第三导线401和多条第四导线402。像素阵列 40还包括设置于第三导线401和第四导线402交叉处的TFT。触摸结构层可以 与像素阵列40制作在一起，二者在同一工艺流程中制备；甚至触摸结构层可 以部分或全部直接利用像素阵列40中现有的结构。例如，第一导线101与第 三导线401位于同一层且采用相同材料，第二导线102与第四导线402位于同 一层且采用相同材料。或者，第一导线101直接采用第三导线401，第二导线 102直接采用第四导线402，此时，电感检测和显示二者分时工作。本实施例 中以第三导线为扫描线、第四导线为数据线为例，但实际上第三导线、第四导 线可以为扫描线、数据线、存储电容电极线、偏压线、修补线、控制线等中绝 缘交叉的两条线。另外，多条第三导线401之间通常平行或基本平行设置，多 条第四导线402之间通常平行或基本平行设置。

实施例四

本发明实施例四提供的电感触摸显示装置3如图6所示，包括上述实施例 三提供的电感触摸显示面板2。

实施例五

本发明实施例五提供的电感触摸显示装置4如图7所示，包括显示面板5 和上述实施例一、实施二中任意一个提供的电感触摸屏1，该显示面板5与该 电感触摸屏1层叠设置。

需要说明的是，上述实施例中的电感触摸屏中仅以3×3的线圈矩阵，但 并不构成对本发明的限定，在其他实施例中还可以是N×N的线圈矩阵，其中N 大于等于2的整数。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。