CN106775100B - 触控显示面板和包含其的触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种触控显示面板,包括:相对设置的第一基板和第二基板;具有第一凸起结构的第一压力感应电极;具有第二凸起结构的第二压力感应电极;设置于所述第二基板上的第三压力感应电极;其中,所述第一凸起结构与所述第二凸构结构对应设置;所述第一压力感应电极至少部分覆盖所述第三压力感应电极;所述第三压力感应电极至少部分覆盖所述第二压力感应电极。当受到压力时,第一压力感应电极与第二压力感应电极接触,第二压力感应电极与第三压力感应电极之间的电容发生较大变化,通过测量这电容变化量,实现压力触控,并且可以通过多级凸起实现多级压力触控。
Description
技术领域
本公开一般涉及显示技术领域,尤其涉及一种触控显示面板和触控显示装置。
背景技术
随着触控技术的发展,目前绝大多数的手机、平板电脑甚至是笔记本电脑都带有触控功能。而随着触控技术的进一步发展,仅仅触控已经不能满足人们的需求,压力触控技术应运而生。压力触控技术是一种可以对按压力度感知的技术。目前的压力触控采用两个电极,分别位于彩膜基板和阵列基板,当受到按压时基板发生微小的形变,使得电极之间的距离发生变化,进一步导致电容值发生变化,通过检测这种电容值的变化来判断是否受到压力,并且通过压力感应芯片(Force touch IC)判断电容值的变化量来计算压力的大小。但是,目前的压力触控技术中,两基板之间的形变量有限,导致电容的变化较小,Forcetouch IC很难准确检测电容的大小。另外,目前的IPS(In-Plane Switching)或者FFS(Fringe Field Switching)面板通常采用负性液晶,负性液晶在黑态和白态变化时电容的变化量较大,大约为压力触控导致电容变化量的50%,这就导致在IPS或者FFS面板应用该压力触控时容易发生误操作。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种触控显示面板和触控显示装置,以期解决现有技术中存在的技术问题。
一方面,本申请公开了一种触控显示面板,包括:包括:相对设置的第一基板和第二基板;具有第一凸起结构的第一压力感应电极,所述第一压力感应电极设置于所述第一基板上;具有第二凸起结构的第二压力感应电极,所述第二压力感应电极设置于所述第二基板上;第三压力感应电极,所述所述第三压力感应电极设置于所述第二基板上;其中,所述第一凸起结构与所述第二凸起结构对应设置;所述第一压力感应电极至少部分覆盖所述第三压力感应电极;所述第三压力感应电极至少部分覆盖所述第二压力感应电极。
另一方面,本申请实施例还提供了一种触控显示装置,包括如前所述的触控显示面板。
按照本申请实施例的方案,当触控面板受到外力时,面板发生形变,当外力小于预设值时,第一凸起结构和第二凸起结构不接触,此时第一压力感应电极和第三压力感应电极之间形成第一电容,根据此电容值判断面板受到的压力(此时与现有技术相同)。当外力大于预设值时,第一凸起结构与第二凸起结构接触,使得第二压力感应电极与第三压力感应电极之间也形成一第三电容,由于第二感应电极与第三感应电极之间的距离短,介电常数大,使得第三电容远大于第一电容,并且此时的等效电容为第三电容与第一电容并联,因此电容的变化量远大于现有技术的电容变化量,使得压力感应芯片更容易检测,避免误操作。此外,还可以利用第一凸起结构和第二凸起结构之间的预设距离不同,使得需要不同的等级的力度使得第一压力感应电极与第二压力感应电极接触,可以实现多级压力感应。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1示出了现有技术的触控显示面板受到按压之后的结构图;
图2A为本申请的一个实施例的示意性结构图;
图2B为图2A的实施例的示意触控显示面板受到按压的示意性结构图;
图3为本申请实施例中第一凸起结构和第二凸起结构向第二基板的投影图;
图4A示出了本申请的另一个实施例的示意性结构图;
图4B为图4A的实施例的示意触控显示面板受到按压的示意性结构图;
图5A示出了本申请的又一个实施例的示意性结构图;
图5B为图4A的实施例的示意触控显示面板受到按压的示意性结构图;
图6示出了本申请的一个实施例面板的俯视图;
图7示出了本申请的触控显示装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参见图1,为现有技术的触控显示面板受到按压之后的结构图。现有技术的触控显示面板包括彩膜基板1、阵列基板2、设置于彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层(未示出)。第一压力感应电极100设置于彩膜基板上,第二压力感应电极200设置于阵列基板上,当面板受到按压时,基板发生形变,压力触控接地电极100与压力触控感应电极200之间的距离变小,
在介质介电常数和交叠面积不变的情况下,电极之间的距离d减小,则电容c增大。当检测到电容c增大时,可以判断屏幕受到按压。而且,按压力度大时,形变量大,则d更小,电容c更大,因此,可以根据的电容c的大小估算按压力的大小。目前压力触控应用在小尺寸面板上,然而,目前高端小尺寸面板大多采用负性液晶配合IPS或者FFS显示模式。负性液晶在黑态和白态所需要施加的像素电极的电压通常情况下分别为0V和5.5V,在这种黑态和白态切换的时候,通过仿真数据测试(其结果如表1所示),其导致的电容变化量(对应表1中液晶开关电容变化量列数据)约为按压导致电容变化量(对应表1中Gap变化产生变化量列数据)的50%甚至更多,这就使得在液晶开关时,很大程度上存在误操作的可能。
表1液晶开关与Gap变化产生电容变化量的对比表
其中,Gap为第一压力感应电极100与第二压力感应电极200之间的距离,Gap=3.2表示面板未受压力,因此电容没有变化;Gap=3.1表示两基板之间的间距减少0.1μm,其他以此类推。
参见图2A,为本申请的一个实施例的触控显示面板。本实施例的触控显示面板包括:相对设置的第一基板1和第二基板2;具有第一凸起结构111的第一压力感应电极211,第一压力感应电极211设置于第一基板1上;具有第二凸起结构112的第二压力感应电极212,第二压力感应电极212设置于所述第二基板2上;第三压力感应电极213,第三压力感应电极213设置于第二基板上;其中,第一凸起结构111与第二凸起结构112对应设置;第一压力感应电极211至少部分覆盖第三压力感应电极213;第三压力213感应电极至少部分覆盖第二压力感应电极212。这样设置的压力触控面板在第一基板受到外力时,第一基板向靠近第二基板的方向运动,在第一凸起结构111与第二凸起结构112未接触时,第一压力感应电极211与第三压力感应电极213之间形成电容,随着外力的增大,两电极之间的距离减小,电容值增大;当外力增大使得第一凸起结构111与第二凸起结构112之间接触时,第二压力感应电极与第一压力感应电极等电位,第三压力感应电极213与第二压力感应电极212、第一压力感应电极211之间分别形成电容C212和C211。且这两个电容的等效电容为两电容的并联值C212+C211。可选的,第二压力感应电极与第三压力感应电极之间设置有绝缘层311,因此电容C212由于绝缘层311介电常数大且电极之间的距离短,所以电容C212远大于C211。其中C211为第一压力感应电极211与第三压力感应电极213之间的电容,这个电容值约为现有技术用来感应压力的电容值。因此,本申请实施例中用于检测压力触控的等效电容C212+C211远大于现有技术中用于检测压力触控的电容值。这可以解决如上所述的负性液晶黑态和白态切换导致误操作的问题,提高压力触控的可靠性。并且,压力感应芯片检测很容易检测到这个很大的电容值,可以改用精度较低的压力感应芯片降低成本。
可选的,第一凸起结构111与第二凸起结构112在垂直方向上具有一预设距离H,预设距离H的范围为0-X,其中X为第一基板与第二基板之间的距离。本领域技术人员应该可知,H值越大时,要通过使得第一凸起结构111和第二凸起结构112接触所需要施加的外力就越大。因此可以通过调控预设距离H来调控按压的灵敏度。预设距离H大于0,避免压力过小而导致轻轻触碰就会识别为压力触控;预设距离H小于第一基板与第二基板之间的距离X,避免因为所需要的压力过大造成使用者长期使用过大的外力按压导致触控显示面板被破坏,影响触控显示装置的显示效果和使用寿命。
参见图2B,为图2A所示的触控显示面板受到压力时的结构图,当第一基板受到外力时,第一基板1发生形变,位于第一基板1上的第一凸起结构111随着第一基板1的形变向第二凸起结构112靠近。
当作用于触控显示面板的外力小于预设值时,第一凸起结构111不与第二凸起结构接触。第二压力感应电极212不与触控面板内任何导电部件连接,第一压力感应电极211与第三压力感应电极213之间形成第一电容。此时,根据第一电容的变化来判断触控显示面板所受到的压力值。这时的压力检测与上述现有技术的压力检测无异。
当作用于触控显示面板的外力大于等于预设值之后,第一凸起结构111与第二凸起结构112相互接触。第一压力感应电极211与第二压力感应电极212接触,第二压力感应电极212与第一压力感应电极211等电位。此时,第一压力感应电极211与第三压力感应电极213之前形成第三电容,并且第二压力感应电极212与第三压力感应电极213之间形成第二电容。由于第二压力感应电极212与第三压力感应电极213之间的交叠面积大、距离短且介质介电常数大使得第二电容值远大于第一电容值和第三电容值。而且此时的等效电容为第二电容与第三电容并联,因此等效电容的电容值为第二电容加第三电容。此时测得的电容值远大于第一凸起结构111与第二凸起结构112接触之前的第一电容值。因此,可以通过压力检测芯片很容易判断此时发生了压力触控行为。另外,因为此时电容的变化量远大于负性液晶黑态白态之间切换所产生的电容变化量,所以有效的避免了误操作的发生。
可选的,第一压力感应电极211除了包括第一凸起结构111之外还包括第一导电部2110,第一导电部2110覆盖第一凸起结构111;第一基板还包括多个隔垫物,第一凸起结构111与所述隔垫物一体成型。示例性的,在形成隔垫物的工艺过程中用同一块掩膜版同时制备隔垫物和第一凸起结构111。第一凸起结构与隔垫物一体成型无需增加工艺过程,有利于减少工艺步骤,降低生产成本。此外,第一凸起结构可以复用部分隔垫物,也就是说在部分隔垫物上设置第一导电部共同组成第一感应电极。这样一来,无需单独制作第一凸起结构,减少了一个工艺过程,提高了生产效率,降低了生产成本。
可选的,第二压力感应电极212除了包括第二凸起结构112之外还包括第二导电部2120,第二导电部2120覆盖所述第二凸起结构112结构;第二基板2还包括平坦化层,第二凸起结构112与平坦化层一体成型。第二凸起结构与平坦化层一体成型无需增加工艺过程,有利于减少工艺步骤,降低生产成本。
如上所述,当压力达到预设压力时,第一凸起结构111与第二凸起结构112接触,此时,覆盖第一凸起结构111的第一导电部2110与覆盖第二凸起结构112的第二导电部2120接触,第二导电部2120与第一导电部2110等电位,此时检测第三触控感应电极213与第一导电部2110和第二导电部2120之间的等效电容,判断压力感应的发生。
作用于触控显示面板外力达到预设值时,第一压力感应电极211与第二压力感应电极212的能否接触是能否检测到第二电容的关键。因此,可以将第一凸起结构111向第二基板2的投影为第一图形,第二凸起结构112向第二基板2的投影为第二图形,为了确保形变发生时第一凸起结构111与第二凸起结构112能有效的接触,第一图形与第二图形正交。此处的正交是指第一图形中距离最远的两点的连线与第二图形中距离最远的两点的连线相互正交。具体的,参见图3,第一凸起结构111向阵列基板的正投影为第一图形,第一图形为矩形或者圆角矩形或者椭圆形;第二凸起结构112向阵列基板的正投影为第二图形,第二图形为矩形或者圆角矩形或者椭圆形;示例性的,第一图形和第二图形都为椭圆形。第一图形与第二图形的长轴可以呈锐角、钝角,也可以正交,只要保证第一图形的长轴与第二图形的长轴不互相平行。可选的,第一图形的长轴与第二图形的长轴相互正交。按上述设置的第一凸起结构111和第二凸起结构112能够有效的保证两电极的接触,从而提升压力识别的可靠性,避免出现按压之后由于电极没有接触而导致的未检测到电容,触控显示装置识别为没有按压的误判。
参见图4A,其为本申请的另一个实施例的触控显示面板。与上述实施例的触控显示面板不同的是,第一凸起结构包括具有第一高度的第一子凸起结构、具有第二高度的第一子凸起结构、具有第三高度的第一子凸起结构;第二凸起结构包括具有第四高度的第二子凸起结构、具有第五高度的第二子凸起结构、具有第六高度的第二子凸起结构;其中,具有第一高度的第一子凸起结构与具有第四高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第一预设距离;具有第二高度的第一子凸起结构与具有第五高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第二预设距离;具有第三高度的第一子凸起结构与具有第五高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第三预设距离;第一预设距离小于或等于第二预设距离,第二预设距离小于第三预设距离。
在本实施例的一些可选的实施方式中,第一预设距离等于第二预设距离,第二预设距离小于第三预设距离。由于第一预设距离等于第二预设距离,因此可选,第一高度等于第二高度,第四高度等于第五高度。也就是说,具有第一高度的第一子凸起结构同时为具有第二高度的第一子凸起结构;具有第四高度的第二子凸起结构同时为具有第五个高度的第二子凸起结构。具体的,如图4A所示,可选的,具有第二高度的第一子凸起结构121与具有第五高度的第二子凸起结构122对应设置,两者在垂直方向上的距离为第二预设距离H2;具有第三高度的第一子凸起结构131与具有第六高度的第二子凸起结构132对应设置,两者在垂直方向上的距离为第三预设距离H3。本实施方式中,第二预设距离H2小于第三预设距离H3。要使第二预设距离H2小于第三预设距离H3,其中,可选第二高度等于第三高度且第五高度大于第六高度;或者可选第二高度大于第三高度,第五高度等于第六高度。图4A所示的压力触控面板以第二高度等于第三高度且第五高度大于第六高度为例进行说明。利用第二高度等于第三高度,即使得具有第二高度的第一子凸起结构121和具有第三高度的第一子凸起结构131大小相同,可选的两者还可以与第一基板的隔垫物大小相同。这有利于在第一凸起结构与隔垫物一体成型时降低掩膜版制作的难度和成本,有利于降低工艺难度,提升良率。
可选的,第二压力感应电极包括第二子压力感应电极,其中,与具有第四高度的第二子凸起结构对应的第二子压力感应电极向第二基板2的投影与第三压力感应电极向第二基板投影重叠部分的面积为第一面积S1;与具有第五高度的第二子凸起结构122对应的第二子压力感应电极222向第二基板2的投影与第三压力感应电极223向第二基板投影重叠部分的面积为第二面积S2;与具有第六高度的第二子凸起结构132对应的第二子压力感应电极232向第二基板2的投影与第三压力感应电极233向第二基板投影重叠部分的面积为第三面积S3;第一面积小于或等于第二面积,第二面积小于第三面积,需要说明的是,如前所述,具有第五高度的第二子凸起结构与具有第四高度的第二子凸起结构为同一个子凸起结构。因此,本实施例中与具有第四高度的第二子凸起结构对应的第二子压力感应电极向第二基板2的投影与第三压力感应电极向第二基板投影重叠部分的面积为第一面积S1,第一面积S1也为第二面积S2;本例以第一面积等于第二面积,第二面积小于第三面积为例进行说明。
参见图4B,为图4A所示的触控显示面板受到压力之后的结构示意图。第一基板1发生形变,向靠近第二基板2运动,随之,第一子凸起结构121、131向靠近第二凸起结构的方向运动,
当作用于触控显示面板的外力小于第二预设值(使得具有第二高度第一子凸起结构121与具有第五高度第二子凸起结构122接触所要施加的压力)时,第一子凸起结构121和131和与之对应的第二子凸起结构122和132均未接触,与此同时,第二子压力感应电极232和222均不与面板内任何导电部件连接,只有第一压力感应电极与第三压力感应电极之间具有电容C1,压力感应芯片检测此电容此C1判断触控面板是否受到压力。
当作用于触控显示面板的外力大于或等于第二预设值,具有第二高度第一子凸起结构121与具有第五高度第二子凸起结构122相互接触,并且,具有第三高度第一子凸起结构131与具有第六高度第二子凸起结构132不接触。此时,第二子压力感应电极232不与面板内任何导电部件连接;第二子压力感应电极222和与之对应的第一压力感应电极221接触,第二子压力感应电极222与第一压力感应电极221等电位。此时,第三压力感应电极223和与之对应的第一压力感应电极221、第二子压力感应电极222均产生电容,其等效电容值为两电容的并联值。其中,第一压力感应电极221与第三压力感应电极223之间的电容C2。第二子压力感应电极222与第三压力感应电极223之间的电容CS2由于两电极之间介质的介电常数大、距离短且交叠面积大,所以CS2远大于C2,又由于C2约等于C1(可由电容的公式得知),因此其并联值为CS2+C2远大于C1。压力感应芯片检测到该并联值时可判断触控显示面板受到的压力大于第二预设压力。并且该并联值很大,无需高精度的芯片就可以检测到触控显示面板受到压力。
当作用于触控显示面板的外力大于或等于第三预设值(使得具有第三高度第一子凸起结构131与具有第六高度第二子凸起结构132接触所要施加的压力,需要说明的是,本领域技术人员应该可知,由于第三预设距离大于第二预设距离,因此,第三预设值应该大于第二预设值),具有第二高度第一子凸起结构121与具有第五高度第二子凸起结构122接触,并且,具有第三高度第一子凸起结构131与具有第六高度第二子凸起结构132也接触。此时,第二子压力感应电极222和与之对应的第一压力感应电极221接触,第二子压力感应电极222与第一压力感应电极221等电位;且第二子压力感应电极232和与之对应的第一压力感应电极231接触,第二子压力感应电极232与第一压力感应电极231等电位。此时,第三压力感应电极223和与之对应的第一压力感应电极221、第二子压力感应电极222均产生电容,其等效电容值为两电容的并联值;第三压力感应电极233和与之对应的第一压力感应电极231、第二子压力感应电极232均产生电容,其等效电容值为两电容的并联值。其中,第一压力感应电极221与第三压力感应电极223之间的电容C2,第二子压力感应电极222与第三压力感应电极223之间的电容CS2;第一压力感应电极231与第三压力感应电极223之间的电容C3。第二子压力感应电极232与第三压力感应电极233之间的电容CS3。此时,与第三压力感应电极223相连的压力感应芯片可以检测到两个电容,这两个电容分别为第三压力感应电极223与第一压力感应电极221之间的电容C2和第三压力感应电极223与第二子压力感应电极221之间的电容CS2,这两个电容的等效电容为两个电容的并联,因此压力感测芯片可以检测到并联值CS2+C2;同理,与第三压力感应电极232相连的压力感应芯片可以检测到并联值CS3+C3。因为第二子压力感应电极222与第三压力感应电极223之间的介质311和第二子压力感应电极232与第三压力感应电极233之间的介质311材料相同且厚度相同,又由于第三面积S3大于第二面积S2,因此,通过电容的计算公式可知CS3大于CS2。压力感应芯片检测到CS3+C3的电容值时可判断触控显示面板受到的压力大于第三预设值。此外,当需要检测的电容值较为接近时,需要高灵敏度的芯片才能检测到电容值的差别。本申请的触控显示面板可以通过调节S2与S3的差值使得CS3+C3与CS2+C2差值较大。这样一来就无需高灵敏度的压力感应芯片,降低压力感应芯片检测的难度,可以在保证压力触控精度的同时降低成本。
综合前述外力作用于触控显示面板的情况,本实施例的显示面板除了可以实现现有的压力触控之外,还可以实现二级(第二预设值、第三预设值)压力触控,并且由于等效电容值很大可以避免误操作的发生,提高压力触控的精度和可靠性。并且可以使用低精度的压力感应芯片降低成本。
在本实施例的另一些可选的实施方式中,第一预设距离小于第二预设距离,第二预设距离小于第三预设距离。具体的,如图5A所示,可选的,具有第一高度的第一子凸起结构111与具有第四高度的第二子凸起结构112对应设置,两者在垂直方向上的距离为第二预设距离H1;具有第二高度的第一子凸起结构121与具有第五高度的第二子凸起结构122对应设置,两者在垂直方向上的距离为第二预设距离H2;具有第三高度的第一子凸起结构131与具有第六高度的第二子凸起结构132对应设置,两者在垂直方向上的距离为第三预设距离H3。本实施方式中,第一预设距离H1小于第二预设距离H2,第二预设距离H2小于第三预设距离H3。要使第一预设距离H1小于第二预设距离H2且第二预设距离要使H2小于第三预设距离H3,其中,可选第一高度等于第二高度、第二高度等于第三高度,且第四高度大于第五高度、第五高度大于第六高度;或者可选第一高度大于第二高度、第二高度大于第三高度,且第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度。图5A所示的压力触控面板以第一高度大于第二高度、第二高度大于第三高度,且第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度为例进行说明。利用第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度,即使得具有第四高度的第二子凸起结构112、具有第五高度的第二子凸起结构122和具有第六高度的第二子凸起结构132大小相同,这有利于在平坦化层一体成型时降低掩膜版制作的难度和成本,有利于降低工艺难度,提升良率。
可选的,第二凸起结构包括第二子凸起结构,其中,与具有第四高度的第二子凸起结构112对应的第二子压力感应电极212向第二基板2的投影与第三压力感应电极213向第二基板投影重叠部分的面积为第一面积S1;与具有第五高度的第二子凸起结构122对应的第二子压力感应电极222向第二基板2的投影与第三压力感应电极223向第二基板投影重叠部分的面积为第二面积S2;与具有第六高度的第二子凸起结构132对应的第二子压力感应电极232向第二基板2的投影与第三压力感应电极233向第二基板投影重叠部分的面积为第三面积S3;第一面积小于第二面积,第二面积小于第三面积。
参见图5B,为图5A所示的触控显示面板受到压力之后的结构示意图。第一基板1发生形变,向第二基板2运动,随之,第一凸起结构111、121和131向对应第二凸起结构的方向运动。参照图4A、4B所描述的触控面板实现多级压力感应的方式,本领域技术人员很容易想到图5A、5B所示的触控显示面板能够利用第一面积小于第二面积,第二面积小于第三面积使得第二压力感应电极与第三压力感应电极之间形成三个大小不同的电容值,进而实现三级压力感应。并且,由于第二压力感应电极与第三压力感应电极之间的介质为绝缘层311,绝缘层311的介电常数大,根据电容值的计算公式,这三个第二压力感应电极与第三压力感应电极之间的电容值都很大,这有利于压力感应芯片检测到此电容值判断面板受到压力。此外,当需要检测的电容值较为接近时,需要高灵敏度的芯片才能检测到电容值的差别。本申请的触控显示面板的电容值可以通过调节S1、S2、S3的差值来调节这三个电容值之间的差值。这样一来,就无需高灵敏度的压力感测芯片,降低压力感应芯片检测的难度,确保三级压力触控的精确度。
图4A示出了基于本申请能够满足二级压力触控的示意性结构图。图5A示出了基于本申请能够满足三级压力触控的示意性结构图。参考图4A、图5A的设置方式,本领域技术人员很容易想到本申请所保护的4级5级,甚至更多级的压力触控的技术方案。所以,为了节约篇幅,在此不做赘述。
另外,本领域技术人员应当理解,触控显示面板除了包括如上所述结构之外,还可以包括一些其它的公知的结构。为了不模糊本申请的重点,将不再对这些公知的结构进行进一步描述。
图6示出了本申请的一个实施例触控显示面板的俯视图。本实施例的触控显示面板包括阵列基板2,第二压力感应电极212和第三压力感应电极213。可选的,其中,第三压力感应电极213通过信号线2131与压力感应芯片2132电连接。第二压力感应电极212不与触控显示面板内任何导电部件连接,且各第二压力感应电极212彼此之间也是电绝缘的,其为悬浮(Floating)状态,此处的悬浮状态具体解释为电性悬浮态,即无任何电学信号施加到第二压力感应电极。当外力大于预设压力时,通过压力感应芯片2132检测第二压力感应电极212与第三压力感应电极213之间的电容,判断触控显示面板是否受到压力,实现触控显示面板的压力触控功能。
可选的,第三压力感应电极213除了作为压力触控电极之外还可以复用为触控电极,通过分时段的方式实现触控和压力触控两种功能。具体的,第三压力触控电极213一段时间作为压力触控电极以检测与第二压力触控电极212之间的电容以判断是否受到压力,另一段时间作为自电容触控电极以检测该区域是否被触摸。
可选的,第三压力感应电极213还可以复用为公共电极。如图2A、2B所示,本实施例的触控显示面板还包括像素电极214。像素电极214设置于第二基板2上,与第三压力感应电极213之间由绝缘层312隔开。示例性的,在显示时段,第三压力感应电极213与像素电极214之间产生侧向电场使得液晶转动;在压力触控阶段,压力触控电极213配合第二压力感应电极212检测该区域是否受到压力。
除此之外,第三压力感应电极可以同时复用为公共电极和触控电极。在工作时分为三个时段,显示时段,压力触控时段和触控时段,分别配合不同的电极实现显示、压力触控和触控的功能。
通过复用的方式,使得同一电极能够实现三种不同的功能。用一层电极代替三层电极节约了面板内部的空间,减少了工艺步骤,降低了成本和工艺难度
可选的,第二压力感应电极212包括多个第一压力感应电极块2120,多个第一压力感应电极块2120在第二基板2上呈m×n阵列设置;第三压力感应电极213包括多个第二压力感应电极块2130,多个第二压力感应电极块2130在所述第二基板2上呈p×q阵列设置;其中,p≤m,q≤n,(m,n,p,q均为正整数)。参见图6,该触控显示面板第一压力感应电极块2120的数量少于第二压力感应电极块2130的数量。也就是第一压力感应电极块2120的面密度(压力感应电极的块数与面积的比值)小于第二压力感应电极块2130的面密度。这样可以减少触控显示面板内的第一凸起结构和与之对应的第二凸起结构的数量,增大各凸起结构之间的距离,减少干扰。并且凸起结构的不透光的,减少凸起结构的数量可以增加触控显示面板的开口率。
本申请还公开了一种显示装置,如图7中所示。其中,显示装置70可包括如上所述的触控显示面板。本领域技术人员应当理解,显示装置除了包括如上所述的触控显示面板之外,还可以包括一些其它的公知的结构。
可选的,本申请的显示装置可以是液晶显示装置,其中第一基板为彩膜基板,第二基板为阵列基板,第一基板可第二基板之间还设置由液晶层,该液晶层为负性液晶层。设置负性液晶可以防止第一压力触控电极与第三压力触控电极之间的电场使得液晶转动而导致的显示不良。而本申请的显示面板通过第二压力感应电极与第三压力感应电极之间的较大的电容值改善了现有技术中由于负性液晶黑态白态的切换而导致的压力触控误操作的问题,提高了压力触控的可靠性。
可选的,本申请的显示装置可以是有机发光显示装置,其中第一基板为盖板,第二基板为阵列基板。本申请的显示面板可以大大提高电容的变化量,可以使用精度较低的压力感应芯片检测电容,降低成本。
本申请的显示装置可以是任何包含如上所述的触控显示面板的装置,包括但不限于如图7所示的蜂窝式移动电话70、平板电脑、计算机的显示器、应用于智能穿戴设备上的显示器、应用于汽车等交通工具上的显示装置等等。只要显示装置包含了本申请公开的触控显示面板的结构,便视为落入了本申请的保护范围之内。
本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (13)
1.一种触控显示面板,其特征在于,包括:
相对设置的第一基板和第二基板;
具有第一凸起结构的第一压力感应电极,所述第一压力感应电极设置于所述第一基板上;
具有第二凸起结构的第二压力感应电极,所述第二压力感应电极设置于所述第二基板上;
第三压力感应电极,所述所述第三压力感应电极设置于所述第二基板上;
其中,所述第一凸起结构与所述第二凸起结构对应设置;
所述第一压力感应电极至少部分覆盖所述第三压力感应电极;
所述第三压力感应电极至少部分覆盖所述第二压力感应电极;
当作用于所述触控显示面板的外力小于预设值时,所述第一凸起结构与所述第二凸起结构不接触;其中,
所述第二压力感应电极不与所述触控显示面板内任何导电部件电连接;
所述第一压力感应电极与所述第三压力感应电极之间形成第一电容;
当作用于所述触控显示面板的外力大于等于预设值时,所述第一凸起结构与所述第二凸起结构相互接触;其中,
所述第一压力感应电极与所述第二压力感应电极等电位;
所述第一压力感应电极与所述第三压力感应电极之间形成第三电容;
所述第二压力感应电极与所述第三压力感应电极之间形成第二电容;
所述第二电容与所述第三电容并联。
2.根据权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于:所述第一凸起结构与所述第二凸起结构在垂直方向具有一预设距离,所述预设距离范围为0-X,其中,X为第一基板与第二基板之间的距离。
3.根据权利要求2所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第一凸起结构包括具有第一高度的第一子凸起结构、具有第二高度的第一子凸起结构、具有第三高度的第一子凸起结构;
所述第二凸起结构包括具有第四高度的第二子凸起结构、具有第五高度的第二子凸起结构、具有第六高度的第二子凸起结构;
其中,所述具有第一高度的第一子凸起结构与所述具有第四高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第一预设距离;
所述具有第二高度的第一子凸起结构与所述具有第五高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第二预设距离;
所述具有第三高度的第一子凸起结构与所述具有第五高度的第二子凸起结构对应设置,两者在垂直方向上具有第三预设距离;
所述第一预设距离小于或等于所述第二预设距离,所述第二预设距离小于所述第三预设距离。
4.根据权利要求3所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第一高度、所述第二高度和所述第三高度相等;
所述第四高度大于或等于所述第五高度,所述第五高度大于所述第六高度。
5.根据权利要求3所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第一高度大于或等于所述第二高度,所述第二高度大于所述第三高度;
所述第四高度、所述第五高度和所述第六高度相等。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第二压力感应电极包括第二子压力感应电极;
其中:
与所述具有第四高度的第二子凸起结构对应的第二子压力感应电极向第二基板的投影与第三压力感应电极向第二基板投影重叠部分的面积为第一面积;
与所述具有第五高度的第二子凸起结构对应的第二子压力感应电极向第二基板的投影与第三压力感应电极向第二基板投影重叠部分的面积为第二面积;
与所述具有第六高度的第二子凸起结构对应的第二子压力感应电极向第二基板的投影与第三压力感应电极向第二基板投影重叠部分的面积为第三面积;
所述第一面积小于或等于所述第二面积,所述第二面积小于所述第三面积。
7.根据权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于:所述触控显示面板还包括公共电极和触控电极;
所述第三压力感应电极复用为公共电极和/或触控电极。
8.根据权利要求7所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第二压力感应电极包括多个第一压力感应电极块,所述多个第一压力感应电极块在所述第二基板上呈m×n阵列设置;
所述第三压力感应电极包括多个第二压力感应电极块,所述多个第二压力感应电极块在所述第二基板上呈p×q阵列设置;
其中,p≤m,q≤n,m,n,p,q均为正整数。
9.根据权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第一压力感应电极还包括第一导电部,所述第一导电部覆盖所述第一凸起结构;
所述第一基板还包括多个隔垫物,所述第一凸起结构与所述隔垫物一体成型。
10.根据权利要求9所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第二压力感应电极还包括第二导电部,所述第二导电部覆盖所述第二凸起结构;
所述第二基板还包括平坦化层,所述第二凸起结构与所述平坦化层一体成型。
11.根据权利要求10所述的触控显示面板,其特征在于:
所述第一凸起结构向所述第二基板的投影为第一图形,所述第二凸起结构向所述第二基板的投影为第二图形,所述第一图形与所述第二图形正交。
12.一种液晶显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-11任意一项所述的触控显示面板;
其中,所述第一基板为彩膜基板,所述第二基板为阵列基板;
所述第一基板与所述第二基板之间设置有液晶层,所述液晶层包括负性液晶。
13.一种有机发光显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-11任意一项所述的触控显示面板。
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