CN105511689B - 一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法，涉及触控技术领域，可实现对触控位置以及压力值的识别，提高人机交互水平。该触控显示面板包括阵列基板以及对盒基板，所述阵列基板包括第一衬底基板以及设置在所述第一衬底基板上的隔垫物，所述隔垫物包括主隔垫物和辅助隔垫物；所述隔垫物设置在所述阵列基板靠近所述对盒基板的表面，且所述辅助隔垫物导电；所述辅助隔垫物包括至少1级子辅助隔垫物，其中，不同级所述子辅助隔垫物之间具有段差；所述对盒基板包括第二衬底基板以及设置在所述第二衬底基板上的触控结构，所述触控结构靠近所述阵列基板设置。用于具有触控功能与压力值检测功能的显示装置。

Description

一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法。
背景技术
人机交互技术成为当前最热门的研究领域之一，并且人机交互技术正在从以系统为中心逐步转移到以用户为中心，而人体使用手指进行动作的识别也已逐渐成为人机交互的主要手段。目前，在显示技术领域，人机交互主要体现在触控方面。
目前，触控屏主要以电容式触控屏为主，其具有定位精确灵敏、触摸手感好以及使用寿命长等特点。
然而，手指接触触控屏表面后形成外界耦合电容或者电场的变化，只能实现对触摸位置的识别，而无法感应外界施加压力的大小。举例来说，用户需要在触控屏表面实现控制声音音量或者屏幕亮度的大小，常规触控屏只有反复多次按压表面某一个固定位置处，或者左、右滑动，才能实现上述功能，对于高级的人机交互来说，带来相当多的不便，也比较容易造成屏幕表面磨损和划伤等不足。
发明内容
本发明的实施例提供一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法，可实现对触控位置以及压力值的识别，提高人机交互水平。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种触控显示面板，包括阵列基板以及对盒基板；所述阵列基板包括第一衬底基板以及设置在所述第一衬底基板上的隔垫物，所述隔垫物包括主隔垫物和辅助隔垫物；所述隔垫物设置在所述阵列基板靠近所述对盒基板的表面，且所述辅助隔垫物导电；所述辅助隔垫物包括至少1级子辅助隔垫物，其中，不同级所述子辅助隔垫物之间具有段差；所述对盒基板包括第二衬底基板以及设置在所述第二衬底基板上的触控结构，所述触控结构靠近所述阵列基板设置。
优选的，所述辅助隔垫物包括2～10级子辅助隔垫物。
可选的，所述隔垫物的材料包括：导电聚合物高分子材料或者掺杂有导电粒子的弹性聚合物材料。
可选的，所述辅助隔垫物包括不导电的隔垫物主体以及设置在所述隔垫物主体的上表面的电极层。
进一步优选的，所述阵列基板还包括像素电极和公共电极；所述电极层与所述像素电极或所述公共电极同层设置。
优选的，所述阵列基板还包括设置在所述第一衬底基板上的滤色层。
基于上述，优选的，所述触控结构包括交叉设置的第一触控电极和第二触控电极；所述第一触控电极包括多个直接连接的第一触控子电极；所述第二触控电极包括多个第二触控子电极，相邻所述第二触控子电极之间通过搭桥连接；所述第一触控电极和所述第二触控电极相互绝缘；其中，所述辅助隔垫物与所述第一触控电极或所述第二触控电极对应。
第二方面，提供一种显示装置，包括上述第一方面所述的触控显示面板，与所述触控显示面板的触控结构中的触控电极以及辅助隔垫物的导电部分相连的IC。
第三方面，提供一种显示装置的驱动方法，包括：IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置和压力值。
优选的，所述驱动方法具体包括：在第一帧，所述IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置；在第二帧，所述IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别压力值。
本发明的实施例提供一种触控显示面板、显示装置及其驱动方法，一方面，通过在对盒基板上设置触控结构，可以实现对触控位置的识别；另一方面通过将具有良好的弹性和回复力的隔垫物设置在阵列基板上，且使隔垫物中的辅助隔垫物导电，可以使辅助隔垫物与其对应的触控结构中的触控电极之间产生耦合电容，当压力不同时，上述耦合电容也不相同，从而可根据该耦合电容变化的程度识别出不同的压力值，因而可以提供更高级的触控功能，做出更多响应，提高了人机交互的智能化和交流水平，提升了产品的竞争力和功能特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图四；
图5为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图五；
图6a-6c为本发明实施例提供的不同压力下触控显示面板的盒厚变化的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种触控结构的结构示意图。
附图标记：
01-阵列基板；02-对盒基板；10-第一衬底基板；11-隔垫物；111-主隔垫物；112-辅助隔垫物；112a-隔垫物主体；112b-电极层；12-薄膜晶体管；13-像素电极；14-公共电极；15-滤色层；16-黑矩阵；20-第二衬底基板；21-触控结构；211-第一触控子电极；212-第二触控子电极；213-搭桥；214-绝缘块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种触控显示面板，如图1-图5所示，包括阵列基板01以及对盒基板02。
阵列基板01包括第一衬底基板10以及设置在第一衬底基板10上的隔垫物11，该隔垫物11包括主隔垫物111和辅助隔垫物112；隔垫物11设置在阵列基板01靠近对盒基板02的表面，且辅助隔垫物112导电；辅助隔垫物112包括至少1级子辅助隔垫物，其中，不同级子辅助隔垫物之间具有段差。
对盒基板02包括第二衬底基板20以及设置在第二衬底基板20上的触控结构21，该触控结构21靠近阵列基板01设置。
需要说明的是，第一，对于阵列基板01，还应包括位于每个子像素的薄膜晶体管12以及像素电极13等。
其中，薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体有源层、源极和漏极。其可以是非晶硅型薄膜晶体管、或低温多晶硅型薄膜晶体管、或氧化物型薄膜晶体管、或有机物型薄膜晶体管等，在此不做限定。此外，薄膜晶体管可以是顶栅型，也可以是底栅型。
第二，本领域技术人员应该知道，隔垫物11的作用是支撑盒厚，以保证触控显示面板可以承受外界一定的压力，因此隔垫物11应具有一定的弹性和回复力。
对于辅助隔垫物112，当其只包括1级子辅助隔垫物时，则所有辅助隔垫物112的高度相同；当其包括1级以上的子辅助隔垫物时，辅助隔垫物112中高度相同的辅助隔垫物112属于同一级子辅助隔垫物。其中，当辅助隔垫物112包括1级以上的子辅助隔垫物时，优选高度依次减小的逐级子辅助隔垫物之间的高度差相等。
其中，当辅助隔垫物112导电时，并不限定主隔垫物111是否导电，以简化工艺为准。
第三，不对触控结构21的具体结构进行限定，只要能基于手指的触控识别到相应的触控位置即可。
其中，优选触控结构21基于电容变化方式进行触控位置的识别。具体的，当手指触摸触控显示面板时，人体电场就会作用在触控结构21的自电容或互电容上，使电容值发生变化，从而确定触控位置。
在此基础上，由于位于阵列基板01上的导电的辅助隔垫物112与对盒基板02上与其对应的触控结构21中的触控电极之间会产生耦合电容，且随着压力的不断增加，上述触控电极与不同高度的隔垫物11依次靠近和接触，因而使得耦合电容也随之变化，从而可根据该耦合电容变化的程度对作用在触控显示面板上的压力值的大小进行识别，进而可将压力值与相应的功能对应起来，实现更高级的触控功能。
第四，本领域技术人员应该知道，要想实现正常的显示，还需在触控显示面板中设置滤色层，对于本发明实施例来说，滤色层可以设置在阵列基板01上，也可以设置在对盒基板02上。
本发明实施例提供一种触控显示面板，一方面，通过在对盒基板02上设置触控结构21，可以实现对触控位置的识别；另一方面通过将具有良好的弹性和回复力的隔垫物11设置在阵列基板01上，且使隔垫物11中的辅助隔垫物112导电，可以使辅助隔垫物112与其对应的触控结构21中的触控电极之间产生耦合电容，当压力不同时，上述耦合电容也不相同，从而可根据该耦合电容变化的程度识别出不同的压力值，因而可以提供更高级的触控功能，做出更多响应，提高了人机交互的智能化和交流水平，提升了产品的竞争力和功能特性。
优选的，辅助隔垫物112包括2～10级子辅助隔垫物。
以如图2所示的辅助隔垫物112包括2级子辅助隔垫物为例，其可以实现对如下三种压力值的检测。其中，可将2级子辅助隔垫物中高度较高的辅助隔垫物112称为第1级子辅助隔垫物，将高度较低的辅助隔垫物112称为第2级子辅助隔垫物。
当作用在触控显示面板上的压力为N1时，如图6a所示，主隔垫物111被压缩，触控显示面板的盒厚为H，位于对盒基板02上的触控电极逐渐靠近第1级子辅助隔垫物，在此情况下，位于触控区域内的触控电极与对应的辅助隔垫物112(包括第1级子辅助隔垫物和第2级子辅助隔垫物)产生的耦合电容为C1，基于此可得到相应的压力值。
当作用在触控显示面板上的压力增大到N2时，如图6b所示，主隔垫物111继续被压缩，触控显示面板的盒厚为H-h1，位于对盒基板02上的触控电极与第1级子辅助隔垫物接触，在此情况下，位于触控区域内的触控电极与对应的辅助隔垫物112(包括第1级子辅助隔垫物和第2级子辅助隔垫物)产生的耦合电容为C2，基于此可得到相应的压力值。
当作用在触控显示面板上的压力增大到N3时，如图6c所示，主隔垫物111继续被压缩，触控显示面板的盒厚为H-h2，位于对盒基板02上的触控电极与第1级子辅助隔垫物和第2级子辅助隔垫物完全接触，在此情况下，位于触控区域内的触控电极与对应的辅助隔垫物112(包括第1级子辅助隔垫物和第2级子辅助隔垫物)产生的耦合电容为C3，基于此可得到相应的压力值。
当然，对于图3所示的辅助隔垫物112包括3级子辅助隔垫物的情况，其可以实现四种压力值的检测。
基于上述，由于进行压力值检测的目的是基于压力值而触发某一功能，例如可基于不同的压力值直接实现对声音音量的控制或屏幕亮度的控制，因而只需将上述的耦合电容值与压力值对应起来，无需获知准确的压力值，只要有相对压力值的变化即可。基于此，可将电容值与压力值一一对应起来，而该一一对应关系可以是预先设置好的。
本发明实施例中，通过设置2级及以上的子辅助隔垫物，可以实现对至少3种压力值的检测，可满足不同的需求，提高用户体验。在此基础上，由于不同的压力值可直接对应相应的功能，因而可避免为实现某一功能常规触控屏需反复多次按压表面某一个固定位置处或滑动而导致的屏幕表面磨损和划伤等问题。
可选的，如图1-图3所示，隔垫物11的材料包括：导电聚合物高分子材料或者掺杂有导电粒子的弹性聚合物材料。
或者，如图4和图5所示，辅助隔垫物112包括不导电的隔垫物主体112a以及设置在隔垫物主体112a的上表面的电极层112b。
其中，不导电的隔垫物主体112a的材料可以为高弹性的高分子聚合物光阻材料。
这样便可使辅助隔垫物112导电，从而可以与对应的触控电极形成耦合电容，以实现对压力值的检测。
当辅助隔垫物112包括隔垫物主体112a以及电极层112b时，如图5所示，优选的，阵列基板还包括公共电极14；电极层112b与像素电极13或公共电极14同层设置。这样可以减少构图工艺次数。
优选的，如图5所示，阵列基板还包括设置在第一衬底基板10上的滤色层15，其中，滤色层15可以包括红色光阻、绿色光阻以及蓝色光阻。当然阵列基板还可以包括黑矩阵16。
本发明实施例通过将滤色层15、黑矩阵16以及隔垫物11都做在阵列基板上，可使用目前制备彩膜基板的设备及工艺，保证产品质量。
基于上述，优选的，如图7所示，触控结构21包括交叉设置的第一触控电极和第二触控电极；第一触控电极包括多个直接连接的第一触控子电极211；第二触控电极包括多个第二触控子电极212，相邻第二触控子电极之间通过搭桥213连接；第一触控电极和第二触控电极相互绝缘。在此基础上，辅助隔垫物112与第一触控电极或第二触控电极对应。
示例的，若第一触控电极为触控驱动电极，第二触控电极为触控感应电极，且辅助隔垫物112与第二触控电极对应，则本发明实施例实现对触控位置识别和压力值检测的过程为：触控驱动电极逐行发射驱动信号，触控感应电极收集感应信号，若无触控发生时，触控感应电极收集的感应信号固定(即触控驱动电极和触控感应电极之间的互电容产生的信号固定)，当有触控发生时，由于人体电场的作用，触控感应电极收集的感应信号发生变化，据此可以确定触控位置。在此过程中，若在触控过程中同时有压力作用在触控显示面板，则在触控感应电极向导电的辅助隔垫物112靠近的过程中，触控感应电极收集的感应信号也在发生变化，因而，根据感应信号的变化所反映出来的互电容的变化程度可以对压力值进行检测。
需要说明的是，不管辅助隔垫物112与第一触控电极还是与第二触控电极对应，当有压力作用在触控显示面板时，作为收集感应信号的第一触控电极或第二触控电极都可以感应到信号的变化。
第一触控子电极211和第二触控子电极212可以同层设置，即，第一触控子电极211和第二触控子电极212可通过一次构图工艺形成，其材料可以为透明导电材料，例如ITO(氧化铟锡)。
搭桥213的材料可以为金属导电材料也可以为透明导电材料，优选搭桥213的材料为金属导电材料。
此外，搭桥213和第一触控电极之间可通过在二者之间设置的一整层绝缘层，或者只在重叠部分设置绝缘块214进行绝缘。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述的触控显示面板，与所述触控显示面板的触控结构21中的触控电极以及辅助隔垫物112的导电部分相连的IC。
具体的，IC可以向辅助隔垫物112的导电部分提供一定的电位，以使辅助隔垫物112可以与其对应的触控结构21中的触控电极之间产生互电容。其中，当该触控结构21为自容方式时，则IC还向触控结构21中的触控电极发射驱动信号，并接收触控电极发送的反馈信号(即，触控电极收集的感应信号)，并据此进行触控位置和压力值的识别。当触控结构21为互容方式时，则IC向触控结构21中的第一触控电极发射驱动信号，并接收第二触控电极发送的反馈信号，并据此进行触控位置和压力值的识别。
本发明实施例中，在上述触控显示面板的基础上，通过设置一个IC便可实现对触控位置以及压力值的识别，可简化承载IC的电路板的布线，降低成本。
本发明实施例还提供了一种上述显示装置的驱动方法，包括IC向触控结构21中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置和压力值。
一方面，当有触控发生时，IC可以通过其接收的反馈信号相对未发生触控时接收的反馈信号的变化，通过寻址定位可以识别到触控位置。另一方面，当触控过程中同时有压力作用在触控显示面板时，IC可以通过其接收的反馈信号得到耦合电容变化的大小，并根据该耦合电容变化的大小与压力值的对应关系，可以识别到压力值。在此基础上，基于压力值，可触发相应的功能，以实现更高级的触控功能。
具体的，在每一帧，IC向触控结构21中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号，据此可同时识别触控位置和压力值。
或者，在第一帧，IC向触控结构21中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置；在第二帧，IC向触控结构中的触控电极21逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别压力值。
即，可在与现有技术中扫描一帧所用的时间相同的情况下，通过提升IC的信号刷新频率，扫描两帧，在第一帧识别触控位置，在第二帧识别压力值。
相比在同一帧中既识别触控位置又识别压力值，通过提升IC的信号刷新频率，分两帧分别实现对触控位置和压力值的识别，可以降低对IC处理能力的要求，降低成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示面板，包括阵列基板以及对盒基板；其特征在于，
所述阵列基板包括第一衬底基板以及设置在所述第一衬底基板上的隔垫物，所述隔垫物包括主隔垫物和辅助隔垫物；所述隔垫物设置在所述阵列基板靠近所述对盒基板的表面，且所述辅助隔垫物导电；所述辅助隔垫物包括至少1级子辅助隔垫物，其中，不同级所述子辅助隔垫物之间具有高度差；
所述对盒基板包括第二衬底基板以及设置在所述第二衬底基板上的触控结构，所述触控结构靠近所述阵列基板设置；
所述触控结构用于对触控位置进行识别。
2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述辅助隔垫物包括2～10级子辅助隔垫物。
3.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述隔垫物的材料包括：导电聚合物高分子材料或者掺杂有导电粒子的弹性聚合物材料。
4.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述辅助隔垫物包括不导电的隔垫物主体以及设置在所述隔垫物主体的上表面的电极层。
5.根据权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板还包括像素电极和公共电极；
所述电极层与所述像素电极或所述公共电极同层设置。
6.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板还包括设置在所述第一衬底基板上的滤色层。
7.根据权利要求1-6任一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控结构包括交叉设置的第一触控电极和第二触控电极；
所述第一触控电极包括多个直接连接的第一触控子电极；
所述第二触控电极包括多个第二触控子电极，相邻所述第二触控子电极之间通过搭桥连接；
所述第一触控电极和所述第二触控电极相互绝缘；
其中，所述辅助隔垫物与所述第一触控电极或所述第二触控电极对应。
8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的触控显示面板，与所述触控显示面板的触控结构中的触控电极以及辅助隔垫物的导电部分相连的IC。
9.一种如权利要求8所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置和压力值。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法具体包括：
在第一帧，所述IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别触控位置；
在第二帧，所述IC向触控结构中的触控电极逐行输入驱动信号，并接收反馈信号以识别压力值。
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