CN106708338A - 一种显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置及其驱动方法，利用触摸屏中的自电容电极和背光金属之间形成的电容结构实现压力感应功能。在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，通过检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置，实现触控侦测功能。在压力检测时间段，对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，在触控按压时造成的自电容电极和背光金属之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，因此可以通过检测自电容电极的电容值变化以判断触控位置压力大小，实现压力感应功能。本发明实施例提供的上述显示装置，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。

Description

一种显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其驱动方法。
背景技术
压力感应技术是指对外部受力能够实施探测的技术，这项技术很久前就运用在工控，医疗等领域。目前，在显示领域尤其是手机或平板领域实现压力感应的方式是在液晶显示面板的背光部分或者手机的中框部分增加额外的机构来实现，这种设计需要对液晶显示面板或者手机的结构设计做出改动，而且由于装配公差较大，这种设计的探测准确性也受到了限制。
因此，如何在显示面板硬件改动较小的情况下实现探测精度较高的压力感应，是本领技术人员域亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示装置及其驱动方法，用以在显示装置内实现触控检测以及高精度压力感应的探测。
因此，本发明实施例提供的一种显示装置，包括相对而置的阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的自电容电极，还包括：
设置于所述阵列基板下方的背光模组背面的背光金属，所述背光金属与所述自电容电极形成电容结构；
在触控检测时间段，同时对所述自电容电极和所述背光金属加载触控检测信号，通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置；在压力检测时间段，对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，且通过检测所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置压力大小的触控侦测芯片。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在触控检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在压力检测时间段，所述触控侦测芯片具体用于对所述自电容电极加载触控检测信号；同时对所述背光金属加载固定值信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在压力检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在压力检测时间段，所述触控侦测芯片具体用于对所述背光金属加载触控检测信号，同时对所述自电容电极加载固定值信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，在压力检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载所述固定值电信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，各所述自电容电极组成所述阵列基板上的公共电极层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述背光金属为包覆在所述背光模组外侧的金属框，或贴覆于所述背光模组背面的金属贴片。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，还包括：设置在所述背光模组外侧的手机中框，以及填充于所述手机中框与所述背光模组的背光金属之间的支撑层。
本发明实施例提供的一种显示装置的驱动方法，包括：
在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置；
在压力检测时间段，对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，且通过检测所述自电容电极和背光金属之间的电容值变化以判断触控位置压力大小。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，还包括：
在触控检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，所述对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，具体包括：
在压力检测时间段，对所述自电容电极加载触控检测信号，同时对所述背光金属加载固定值信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，还包括：
在压力检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，所述对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，具体包括：
在压力检测时间段，对所述背光金属加载触控检测信号，同时对所述自电容电极加载固定值信号。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，还包括：
在压力检测时间段，对所述阵列基板中的栅线和数据线加载所述固定值电信号。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种显示装置及其驱动方法，包括相对而置的阵列基板和对向基板，设置于阵列基板与对向基板之间的自电容电极，设置于阵列基板下方的背光模组背面的背光金属；其中，背光金属与自电容电极形成电容结构。在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，此时，在触控按压时造成的自电容电极和背光金属之间距离的变化不会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即不会对自电容电极上的探测信号造成影响，因此，可以根据自容的检测原理，通过检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置，实现触控侦测功能。在压力检测时间段，对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，此时，在触控按压时造成的自电容电极和背光金属之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即对自电容电极上的探测信号造成影响，因此可以通过检测自电容电极的电容值变化以判断触控位置压力大小，实现压力感应功能。本发明实施例提供的上述显示装置，利用触摸屏中的自电容电极和背光金属之间形成的电容结构实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
附图说明
图1和图2分别为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图3和图4分别为本发明实施例提供的显示装置的驱动时序示意图；
图5为本发明实施例提供的显示装置的驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置及其驱动方法的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种显示装置，如图1所示，包括：相对而置的阵列基板100和对向基板200，以及设置于阵列基板100与对向基板200之间的自电容电极300，还包括：
设置于阵列基板100下方的背光模组400背面的背光金属500，背光金属500与自电容电极300形成电容结构；
在触控检测时间段，同时对自电容电极300和背光金属500加载触控检测信号，通过检测各自电容电极300的电容值变化以判断触控位置；在压力检测时间段，对自电容电极300或背光金属500加载触控检测信号，且通过检测自电容电极300的电容值变化以判断触控位置压力大小的触控侦测芯片。
本发明实施例提供的上述显示装置，利用触摸屏中的自电容电极300和背光金属500之间形成的电容结构实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图1所示，在由阵列基板100和对向基板200组成的触摸屏和其下方的背光模组400之间具有间距为d的空气间隙，当触摸屏被按压时，空气间隙被压缩带来间距d的减小，这样触摸屏中自电容电极300与背光金属500之间形成的电容就会增大，通过检测此电容值的变化就可以确定出压力的大小。
较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，为了防止在按压触摸屏时，背光模组400背面的背光金属500发生形变导致一部分压力传递出去而没有全部体现在空气间隙的间距d减小上，如图2所示，在具体实施时，可以在背光模组400外侧的手机中框600与背光模组400的背光金属500之间填充支撑层700，以支撑背光金属500避免其发生形变。并且，该支撑层700的材料选用高硬度的绝缘材料为佳。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示装置中与自电容电极300形成电容结构的背光金属500具体可以采用包覆在背光模组400外侧的金属框，也可以采用贴覆于背光模组400背面的金属贴片，在此不做限定。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示装置中的自电容电极300的具体结构可以有多种实现方式，例如，可以采用阵列基板100中的公共电极层复用自电容电极300，即各自电容电极300组成阵列基板上的公共电极层，在将公共电极层的结构进行变更分割成自电容电极时，在现有的阵列基板制备工艺的基础上，不需要增加额外的工艺，可以节省生产成本，提高生产效率。
下面以采用公共电极层复用作为自电容电极300为例，对本发明实施例提供的上述显示装置如何实现触控侦测和压力感应的具体实现方式进行详细的介绍。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，为了减少显示和触控信号之间的相互干扰，在具体实施时，需要采用触控和显示阶段分时驱动的方式，并且，在具体实施时还可以将显示驱动芯片和触控侦测芯片整合为一个芯片，进一步降低生产成本。
具体地，如图3和图4所示的驱动时序图中，一般将显示装置中每一帧(V-sync)的时间分成显示时间段(Display)、触控检测时间段(Touch)和压力检测时间段(Force)。
在显示时间段(Display)，如图3和图4所示，对显示装置中的每条栅极信号线Gate依次施加栅扫描信号，对数据信号线Sourse施加灰阶信号；当采用公共电极层复用自电容电极Cm时，与各自电容电极Cm连接的触控侦测芯片向各自电容电极Cm分别施加公共电极信号，以实现液晶显示功能。此时，与背光金属BL连接的触控侦测芯片一般也会向背光金属BL施加公共电极信号。
在触控检测时间段(Touch)，如图3和图4所示，触控侦测芯片同时对自电容电极Cm和背光金属BL加载触控检测信号。此时，在触控按压时造成的自电容电极Cm和背光金属BL之间距离的变化不会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即不会对自电容电极Cm上的探测信号造成影响，因此，可以根据自容的检测原理，通过检测各自电容电极Cm的电容值变化以判断触控位置，实现触控侦测功能。
进一步地，在触控检测时间段(Touch)，为了避免阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间产生对地电容从而影响触控检测的准确性，在具体实施时，如图3和图4所示，可以在触控检测时间段对阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse加载与触控检测信号相同的电信号，这样可以消除栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间的对地电容，便于提高触控检测的准确性。
在压力检测时间段(Force)，触控侦测芯片对自电容电极Cm或背光金属BL加载触控检测信号，此时，在触控按压时造成的自电容电极Cm和背光金属BL之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即对自电容电极上的探测信号造成影响，因此可以通过检测自电容电极的电容值变化以判断触控位置压力大小，实现压力感应功能。
具体地，在压力检测时间段(Force)触控侦测芯片对于自电容电极和背光金属加载的信号可以采用以下两种方式：
第一种方式，如图3所示：在压力检测时间段，触控侦测芯片对自电容电极Cm加载触控检测信号；同时对背光金属BL加载固定值信号，即背光金属BL此时的电平相对固定。这样，在触控按压时造成的自电容电极Cm和背光金属BL之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，该充放电过程造成的影响会计入自电容电极的探测信号量中，假设此时得到的探测信号量为b，而在触控检测时间段(Touch)通过自容的检测原理，通过手指与自电容电极之间产生的电容探测到自电容电极的探测信号量假设为a，则由于压力而产生的探测信号量f＝b-a。f越大则表明压力值越大，通过上述方式可以确定出压力值。
进一步地，在第一种方式中，为了避免在压力检测时间段阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间产生对地电容从而影响压力感应的准确性，在具体实施时，如图3所示，在压力检测时间段，可以对阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse加载与所述触控检测信号相同的电信号，这样可以消除栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间的对地电容，便于提高压力感应的准确性。
第二种方式，如图4所示：在压力检测时间段，触控侦测芯片对背光金属BL加载触控检测信号；同时对自电容电极Cm加载固定值信号，即自电容电极Cm此时的电平相对固定。这样，在触控按压时造成的自电容电极Cm和背光金属BL之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，利用互容检测原理，检测自电容电极的信号变化量，可以确定出自电容电极和背光金属之间的电容值，从而计算出压力的大小。
进一步地，在第二种方式中，为了避免在压力检测时间段阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间产生对地电容从而影响压力感应的准确性，在具体实施时，如图4所示，在压力检测时间段，可以对阵列基板中的栅线Gate和数据线Sourse加载固定值电信号，这样可以消除栅线Gate和数据线Sourse与自电容电极Cm之间的对地电容，便于提高压力感应的准确性。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述显示装置的驱动方法，如图5所示，包括以下步骤：
S501、在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，通过检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置；
S502、在压力检测时间段，对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，且通过检测自电容电极和背光金属之间的电容值变化以判断触控位置压力大小。
较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，在执行步骤S501时，还可以执行如下步骤：
在触控检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与触控检测信号相同的电信号。这样可以消除栅线和数据线与自电容电极之间的对地电容，便于提高触控检测的准确性。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，步骤S501中对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，具体的一种实现方式为：
在压力检测时间段，对自电容电极加载触控检测信号，同时对背光金属加载固定值信号。
进一步地，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，步骤S501采用上述方式实现时，还可以包括以下步骤：
在压力检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与触控检测信号相同的电信号。这样可以消除栅线和数据线与自电容电极之间的对地电容，便于提高压力感应的准确性。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，步骤S501中对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，具体的另一种实现方式为：
在压力检测时间段，对背光金属加载触控检测信号，同时对自电容电极加载固定值信号。
进一步地，在本发明实施例提供的上述显示装置的驱动方法中，步骤S501采用上述方式实现时，还可以包括以下步骤：
在压力检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载固定值电信号。这样可以消除栅线和数据线与自电容电极之间的对地电容，便于提高压力感应的准确性。
本发明实施例提供的上述显示装置及其驱动方法，包括相对而置的阵列基板和对向基板，设置于阵列基板与对向基板之间的自电容电极，设置于阵列基板下方的背光模组背面的背光金属；其中，背光金属与自电容电极形成电容结构。在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，此时，在触控按压时造成的自电容电极和背光金属之间距离的变化不会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即不会对自电容电极上的探测信号造成影响，因此，可以根据自容的检测原理，通过检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置，实现触控侦测功能。在压力检测时间段，对自电容电极或背光金属加载触控检测信号，此时，在触控按压时造成的自电容电极和背光金属之间距离的变化会带来两者之间形成的电容结构的充放电，即对自电容电极上的探测信号造成影响，因此可以通过检测自电容电极的电容值变化以判断触控位置压力大小，实现压力感应功能。本发明实施例提供的上述显示装置，利用触摸屏中的自电容电极和背光金属之间形成的电容结构实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
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。

Claims (15)

1.一种显示装置，包括相对而置的阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的自电容电极，其特征在于，还包括：
设置于所述阵列基板下方的背光模组背面的背光金属，所述背光金属与所述自电容电极形成电容结构；
在触控检测时间段，同时对所述自电容电极和所述背光金属加载触控检测信号，通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置；在压力检测时间段，对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，且通过检测所述自电容电极和背光金属之间的电容值变化以判断触控位置压力大小的触控侦测芯片。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在触控检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在压力检测时间段，所述触控侦测芯片具体用于对所述自电容电极加载触控检测信号；同时对所述背光金属加载固定值信号。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，在压力检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在压力检测时间段，所述触控侦测芯片具体用于对所述背光金属加载触控检测信号，同时对所述自电容电极加载固定值信号。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，在压力检测时间段，所述阵列基板中的栅线和数据线加载所述固定值电信号。
7.如权利要求1-6任一项所述的显示装置，其特征在于，各所述自电容电极组成所述阵列基板上的公共电极层。
8.如权利要求1-6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述背光金属为包覆在所述背光模组外侧的金属框，或贴覆于所述背光模组背面的金属贴片。
9.如权利要求1-6任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括：设置在所述背光模组外侧的手机中框，以及填充于所述手机中框与所述背光模组的背光金属之间的支撑层。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
在触控检测时间段，同时对自电容电极和背光金属加载触控检测信号，通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置；
在压力检测时间段，对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，且通过检测所述自电容电极和背光金属之间的电容值变化以判断触控位置压力大小。
11.如权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，还包括：
在触控检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
12.如权利要求10或11所述的驱动方法，其特征在于，所述对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，具体包括：
在压力检测时间段，对所述自电容电极加载触控检测信号，同时对所述背光金属加载固定值信号。
13.如权利要求12所述的驱动方法，其特征在于，还包括：
在压力检测时间段，对阵列基板中的栅线和数据线加载与所述触控检测信号相同的电信号。
14.如权利要求10或11所述的驱动方法，其特征在于，所述对所述自电容电极或所述背光金属加载触控检测信号，具体包括：
在压力检测时间段，对所述背光金属加载触控检测信号，同时对所述自电容电极加载固定值信号。
15.如权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，还包括：
在压力检测时间段，对所述阵列基板中的栅线和数据线加载所述固定值电信号。
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