CN105630238A - 带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法 - Google Patents

带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法。该装置包括第一基板(10)、第二基板(20)、液晶层(30)、图案化的导电层(50)、以及绝缘层(40)；所述图案化的导电层(50)包括：相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线(1)和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线(1)绝缘的数条第二信号线(2)；所述第二基板(20)上靠近液晶层(30)的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线(3)；通过第一和第三信号线(1、3)实现触控扫描，通过第一和第二信号线(1、2)实现触感反馈。

Description

带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。
随着液晶显示器技术的发展进步，人们对液晶显示器的显示品质、外观设计、人机界面等提出了更高的要求，触控技术(TouchTechnology)因具有操作方便，高度集成等特点成为技术发展的热点。触控技术近些年发展迅猛，目前已有多种触控技术投入量产。现有触摸屏技术中,根据触控传感器(Touchsensor)位置的不同，可分为触控电极覆盖于液晶盒上式(OnCell)、触控电极内嵌在液晶盒内式(InCell)、以及外挂式(OutCell)。
随着平板显示技术和触控技术的发展，人与显示器的交互方式也在不断增加。触感控制技术是一种可通过在显示器表面的触觉来进行感知和操作的技术，可以实现较佳的交互体验。触感控制技术利用了手指在触感控制显示装置表面的不同区域触摸滑动时，在触感控制显示装置表面的不同区域会产生不同的静电力的原理，从而获得不同的触觉感知(如凸起、震动等)。
现有的触感控制技术能够实现在触感控制显示装置的表面设定区域实现触感显示，通过预先设计的程序使显示画面中某些区域获得的触感与其他区域不同。请参阅图1，为一种现有的带触感反馈功能的触控显示装置的原理图，该带触感反馈功能的触控显示装置通过在纵向的A区域、及横向的B区域分别施加频率为f1与f2的交流电压，从而使得手指在A区域与B区域的相交处的C区域获得触觉感知。然而，其触感反馈功能目前还无法实现在任意位置与时刻提供触感反馈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带触感反馈功能的触控显示装置，能够在手指所触摸的任意位置向手指提供触觉反馈，实现显示图形的拟物化，提升用户体验。
本发明的目的还在于提供一种带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法，能够在手指所触摸的任意位置实现定位、显示画面、及向手指提供触觉反馈，实现显示图形的拟物化，提升用户体验。
为实现上述目的，本发明首先提供一种带触感反馈功能的显示装置，包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、位于所述第一基板与第二基板之间的液晶层、设于所述第一基板上远离液晶层的一侧的图案化的导电层、以及覆盖所述图案化的导电层的绝缘层；
所述图案化的导电层包括：相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线绝缘的数条第二信号线；
所述第二基板上靠近液晶层的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线；
在触控扫描时，所述数条第一信号线和数条第三信号线分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，所述触控单元定位手指所触摸的位置，实现触控功能；
在触感反馈时，在与所述手指所触摸的位置对应的第一信号线和第二信号线上分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，实现触感反馈。
所述第一基板为阵列基板，第二基板为彩膜基板。
所述数条第三信号线为公共电极线。
还包括触控芯片，所述数条第三信号线与所述触控芯片电性连接。
所述数条第一信号线和数条第二信号线的材料均为氧化铟锡。
在触控扫描时，所述数条第二信号线接地；在触感反馈时，所述第三信号线电性连接于公共电压信号。
在触感反馈时，施加于所述第一信号线和第二信号线上的交流电压的频率范围均为100-5000HZ，且施加于所述第一信号线上的交流电压频率与施加于所述第二信号线上的交流电压频率不相等。
所述数条第一信号线被所述数条第二信号线间隔断开，断开的第一信号线通过跨越第二信号线的数条跨桥金属线电性连接。
所述数条第二信号线被所述数条第一信号线间隔断开，断开的第二信号线通过跨越第一信号线的数条跨桥金属线电性连接。
本发明还提供一种带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法，包括如下步骤：
步骤1、提供带触感反馈功能的触控显示装置，所述带触感反馈功能的触控显示装置包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、位于所述第一基板与第二基板之间的液晶层、设于所述第一基板上远离液晶层的一侧的图案化的导电层、以及覆盖所述图案化的导电层的绝缘层；
所述图案化的导电层包括：相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线绝缘的数条第二信号线；
所述第二基板上靠近液晶层的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线；
步骤2、将所述数条第一信号线、数条第三信号线分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，开启该触控单元，所述带触感反馈功能的触控显示装置进入触控扫描阶段；
步骤3、用手指触摸所述带触感反馈功能的触控显示装置表面的某个位置，并通过所述触控单元定位手指所触摸的位置，之后关闭所述触控单元，完成触控扫描；
步骤4、在与步骤3中所定位的手指所触摸的位置相对应的第一信号线和第二信号线分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，完成触感反馈。
本发明的有益效果：本发明的带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法，通过在带触感反馈功能的触控显示装置的第一基板上远离液晶层的一侧设置包括相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线绝缘的数条第二信号线的图案化的导电层，在第二基板上靠近液晶层的一侧设置相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线；工作时，触控扫描与触感反馈分步进行，在触控扫描时，利用所述数条第一信号线和数条第三信号线分别作为触控驱动电极与触控感应电极构成触控单元，并通过该触控单元定位手指所触摸的位置，完成触控扫描，触控扫描完成后进行触感反馈，对与手指所触摸的位置相对应第一信号线和第二信号线分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，完成触感反馈，通过触控和触感的相互结合的设计，实现了触控到触感的交互体验，且能够在手指所触摸的任意位置向手指提供触觉反馈，显著提升了用户体验。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为一种现有的带触感反馈功能的触控显示装置的原理图；
图2为本发明的带触感反馈功能的触控显示装置的剖面示意图；
图3为本发明的带触感反馈功能的触控显示装置的第一至第三信号线的布局俯视图；
图4为本发明的带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请同时参阅图2与图3，本发明首先提供一种带触感反馈功能的触控显示装置，包括第一基板10、与所述第一基板10相对设置的第二基板20、位于所述第一基板10与第二基板20之间的液晶层30、设于所述第一基板10上远离液晶层30的一侧的图案化的导电层50、以及覆盖所述图案化的导电层50的绝缘层40。
所述图案化的导电层50包括相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线1和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线1绝缘的数条第二信号线2。
所述第二基板20上靠近液晶层30的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线3。
具体地，所述带触感反馈功能的触控显示装置分步进行触控扫描与触感反馈。在触控扫描时，所述数条第一信号线1和数条第三信号线3分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，并通过该触控单元定位手指所触摸的位置；在触感反馈时，在与所述手指所触摸的位置对应的第一信号线1和第二信号线2上分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的区域释放静电力，实现触感反馈。
进一步地，所述带触感反馈功能的触控显示装置还包括触控芯片，所述数条第三信号线3与所述触控芯片电性连接，该触控芯片用于在触控扫描时对手指所触摸的位置进行定位。所述差频现象是指，当所述第一信号线1和第二信号线2上施加的交流电压频率不同时，在第一信号线1与第二信号线2的交叉点处(即跨桥金属线4所连接的区域)会出现频率等于施加在所述第一信号线1和第二信号线2上的交流电压的差值的差频，该差频会造成横向摩擦力的变化，能够实时使手指感知到不同的摩擦阻力，即可实现触感反馈。
具体地，所述第一基板10与第二基板20分别为阵列基板与彩膜基板。
具体地，为了提高触感灵敏度，应尽可能的减小绝缘层40的厚度，提高手指触摸上去后形成的电容。
具体地，所述数条第三信号线3可以设于所述第二基板20的表面，也可以与公共电极线共用。
具体地，所述数条第一信号线1和数条第二信号线2的材料均为透明的氧化铟锡(IndiumTinOxide，ITO)。
具体地，在触控扫描时，所述数条第二信号线2接地，以提高触控的灵敏度。在触感反馈时，所述数条第三信号线3电性连接于公共电压信号，在实现正常显示画面的同时避免对触感反馈的结果造成影响。
具体地，在触感反馈时，施加于所述第一信号线1和第二信号线2上的交流电压的频率范围均为100-5000HZ，且施加于所述第一信号线1上的交流电压频率与施加于所述第二信号线2上的交流电压频率不相等。
特别的，请参阅图3，由于在导电层50同时存在横向的第一信号线1与纵向的第二信号线2，为使第一信号线1与第二信号线2绝缘，设置所述数条第二信号线2被所述数条第一信号线1间隔断开，断开的第二信号线2通过跨越第一信号线1的数条跨桥金属线电性4连接。当然，也可以设置所述数条第一信号线1被所述数条第二信号线2间隔断开，断开的第一信号线1通过跨越第二信号线2的数条跨桥金属线电性连接。这种连接方法可以有效提升第一和第二信号线1、2在手指所触摸的位置的接触面积，提高手指的触感灵敏度。
上述带触感反馈功能的触控显示装置结合了触控单元自身的电路，结构简单，灵敏度高，利用不同频率交流电压会造成横向摩擦力的变化，能够实时使手指在其所触摸的位置感知到不同的摩擦阻力，实现触感反馈功能，提升用户体验。
请参阅图4，同时结合图2至图3，在上述带触感反馈功能的触控显示装置的基础上，本发明还提供一种带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法，包括如下步骤：
步骤1、提供带触感反馈功能的触控显示装置，所述带触感反馈功能的触控显示装置包括第一基板10、与所述第一基板10相对设置的第二基板20、及位于所述第一基板10与第二基板20之间的液晶层30、设于所述第一基板10上远离液晶层30的一侧的图案化的导电层50、以及覆盖所述图案化的导电层50的绝缘层40。
所述图案化的导电层50包括相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线1和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一金属线1绝缘的数条第二信号线2。
所述第二基板20上靠近液晶层30的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线3。
步骤2、将所述数条第一信号线1、数条第三信号线3分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，开启触控单元，所述带触感反馈功能的触控显示装置进入触控扫描阶段。
在该步骤2的进行过程中，所述数条第二信号线2接地，以提高触控的灵敏度。
步骤3、用手指触摸所述带触感反馈功能的触控显示装置表面的某个位置，并通过所述触控单元定位手指所触摸的位置，之后关闭所述触控单元，完成触控扫描；
步骤4、在与步骤3中所定位的手指所触摸的位置相对应的第一信号线1和第二信号线2上分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，完成触感反馈。
在该步骤4中，所述数条第三信号线3电性连接于公共电压信号，避免对触感反馈的结果造成影响。
特别的，请参阅图3，由于在导电层50同时存在横向的第一信号线1与纵向的第二信号线2，为使第一信号线1与第二信号线2绝缘，设置所述数条第二信号线2被所述数条第一信号线1间隔断开，断开的第二信号线2通过跨越第一信号线1的数条跨桥金属线电性4连接。当然，也可以设置所述数条第一信号线1被所述数条第二信号线2间隔断开，断开的第一信号线1通过跨越第二信号线2的数条跨桥金属线电性连接。这种连接方法可以有效提升第一和第二信号线1、2在手指所触摸的位置的接触面积，提高手指的触感灵敏度。
上述带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法，能够在手指所触摸的任意位置实现定位、显示画面、及向手指提供触觉反馈，实现显示图形的拟物化，提升用户体验。
综上所述，本发明的带触感反馈功能的触控显示装置及其驱动方法，通过在带触感反馈功能的触控显示装置的第一基板上远离液晶层的一侧设置包括相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线绝缘的数条第二信号线的图案化的导电层，在第二基板上靠近液晶层的一侧设置相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线；工作时，触控扫描与触感反馈分步进行，在触控扫描时，利用所述数条第一信号线和数条第三信号线分别作为触控驱动电极与触控感应电极构成触控单元，并通过该触控单元定位手指所触摸的位置，完成触控扫描，触控扫描完成后进行触感反馈，对与手指所触摸的位置相对应第一信号线和第二信号线分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，完成触感反馈，通过触控和触感的相互结合的设计，实现了触控到触感的交互体验，且能够在手指所触摸的任意位置向手指提供触觉反馈，显著提升了用户体验。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，包括第一基板(10)、与所述第一基板(10)相对设置的第二基板(20)、位于所述第一基板(10)与第二基板(20)之间的液晶层(30)、设于所述第一基板(10)上远离液晶层(30)的一侧的图案化的导电层(50)、以及覆盖所述图案化的导电层(50)的绝缘层(40)；
所述图案化的导电层(50)包括：相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线(1)和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线(1)绝缘的数条第二信号线(2)；
所述第二基板(20)上靠近液晶层(30)的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线(3)；
在触控扫描时，所述数条第一信号线(1)和数条第三信号线(3)分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，所述触控单元定位手指所触摸的位置，实现触控功能；
在触感反馈时，在与所述手指所触摸的位置对应的第一信号线(1)和第二信号线(2)上分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指触摸的位置释放静电力，实现触感反馈。
2.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，所述第一基板(10)为阵列基板，所述第二基板(20)为彩膜基板。
3.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，所述数条第三信号线(3)为公共电极线。
4.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，还包括触控芯片，所述数条第三信号线(3)与所述触控芯片电性连接。
5.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，所述数条第一信号线(1)和数条第二信号线(2)的材料均为氧化铟锡。
6.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，在触控扫描时，所述数条第二信号线(2)接地；在触感反馈时，所述第三信号线(3)电性连接于公共电压信号。
7.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，在触感反馈时，施加于所述第一信号线(1)和第二信号线(2)上的交流电压的频率范围均为100-5000HZ，且施加于所述第一信号线(1)上的交流电压频率与施加于所述第二信号线(2)上的交流电压频率不相等。
8.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，所述数条第一信号线(1)被所述数条第二信号线(2)间隔断开，断开的第一信号线(1)通过跨越第二信号线(2)的数条跨桥金属线(4)电性连接。
9.如权利要求1所述的带触感反馈功能的触控显示装置，其特征在于，所述数条第二信号线(2)被所述数条第一信号线(1)间隔断开，断开的第二信号线(2)通过跨越第一信号线(1)的数条跨桥金属线(4)电性连接。
10.一种带触感反馈功能的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供带触感反馈功能的触控显示装置，所述带触感反馈功能的触控显示装置包括第一基板(10)、与所述第一基板(10)相对设置的第二基板(20)、位于所述第一基板(10)与第二基板(20)之间的液晶层(30)、设于所述第一基板(10)上远离液晶层(30)的一侧的图案化的导电层(50)、以及覆盖所述图案化的导电层(50)的绝缘层(40)；
所述图案化的导电层(50)包括相互平行间隔设置且沿横向延伸的数条第一信号线(1)和相互平行间隔设置且沿纵向延伸的与第一信号线(1)绝缘的数条第二信号线(2)；
所述第二基板(20)上靠近液晶层(30)的一侧设有相互平行且沿纵向设置的数条第三信号线(3)；
步骤2、将所述数条第一信号线(1)、数条第三信号线(3)分别作为触控驱动电极与触控感应电极以构成触控单元，开启该触控单元，所述带触感反馈功能的触控显示装置进入触控扫描阶段；
步骤3、利用手指触摸所述带触感反馈功能的触控显示装置表面的某个位置，并通过所述触控单元定位手指所触摸的位置，之后关闭所述触控单元，完成触控扫描；
步骤4、在与步骤3中所定位的手指所触摸的位置相对应的第一信号线(1)和第二信号线(2)上分别施加两种不同频率的交流电压，通过差频现象，在手指所触摸的位置释放静电力，完成触感反馈。
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