CN107479743B - 一种显示基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种显示基板、显示面板和显示装置，涉及显示技术领域。本发明实施例提供的显示基板包括显示区域和围绕显示区域的周边区域，周边区域内设置有多个压力传感器，压力传感器为硅基压力传感器，压力传感器的形状为矩形，具有首尾依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边；其中，第一边和第二边形成的夹角处电连接有第一信号输入部，第二边和第三边形成的夹角处电连接有第一信号输出部，第三边和第四边形成的夹角处电连接有第二信号输入部，第四边和第一边形成的夹角处电连接有第二信号输出部。本发明的技术方案能够减小显示面板的边框宽度，有利于显示面板的窄边框。

Description

一种显示基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、显示面板和显示装置。
背景技术
具有触控功能的显示面板被广泛应用于手机、平板电脑、公共场所大厅的信息查询机等各种显示装置中。用户只需用手指按压显示面板上的标识就能够实现对该显示装置的操作，消除了用户对其他输入设备(如键盘和鼠标等)的依赖，使人机交互更为简易。
为了更好地满足用户需求，通常在显示面板的周边区域中设置有用于检测用户按压显示面板的压力大小的压力传感器，使显示面板不仅能够采集触控位置信息，而且能够采集压力大小，以丰富触控技术的应用范围。较为常用的压力传感器为硅基压力传感器，现有技术中的硅基压力传感器的形状为矩形，且尺寸较大，使得显示面板的边框较宽，不利于显示面板的窄边框。
发明内容
本发明实施例提供一种显示基板、显示面板和显示装置，用于减小显示面板的边框宽度，有利于显示面板的窄边框。
第一方面，本发明实施例提供一种显示基板，所述显示基板包括显示区域和围绕所述显示区域的周边区域，所述周边区域内设置有多个压力传感器，所述压力传感器为硅基压力传感器，所述压力传感器的形状为矩形，具有首尾依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边；
其中，所述第一边和所述第二边形成的夹角处电连接有第一信号输入部，所述第二边和所述第三边形成的夹角处电连接有第一信号输出部，所述第三边和所述第四边形成的夹角处电连接有第二信号输入部，所述第四边和所述第一边形成的夹角处电连接有第二信号输出部。
第二方面，本发明实施例提供一种显示面板，所述显示面板包括以上所述的显示基板。
第三方面，本发明实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括以上所述的显示面板。
本发明实施例提供了一种显示基板、显示面板和显示装置，其中，显示基板包括显示区域和围绕显示区域的周边区域，周边区域内设置有多个压力传感器，压力传感器为硅基压力传感器，压力传感器的形状为矩形，具有首尾依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边。本申请的发明人发现，由于现有技术中的压力传感器的两个信号输入部分别设置于压力传感器的相对的两条边上，两个信号输出部分别设置于压力传感器的相对的另两条边上，而压力传感器对输出信号贡献最大的部分为位于相邻的信号输入端和信号输出部之间的部分，即四个夹角对应区域，进而使得压力传感器中大部分区域对信号输出贡献很小。而本发明实施例提供的压力传感器，其第一边和第二边形成的夹角处电连接有第一信号输入部，第二边和第三边形成的夹角处电连接有第一信号输出部，第三边和第四边形成的夹角处电连接有第二信号输入部，第四边和第一边形成的夹角处电连接有第二信号输出部，从而使得本发明实施例中的压力传感器中对输出信号贡献最大的部分为四个边对应区域，对于同一压力传感器而言四个边对应区域的面积必然大于四个夹角对应区域的面积，因此，在和现有技术中的压力传感器性能相近，即本发明实施例中四个边对应区域的面积与现有技术中四个夹角对应区域的面积相近时，本发明实施例中的压力传感器的尺寸小于现有技术中的压力传感器的尺寸，从而可以减小显示面板的边框宽度，有利于显示面板的窄边框。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，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显示基板的俯视图；
图2为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图一；
图3为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图二；
图4为本发明实施例提供的压力传感器的等效电路图；
图5为现有技术提供的压力传感器的俯视图；
图6为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图三；
图7为本发明实施例提供的由现有技术中的压力传感器转变为本发明实施例中的压力传感器的流程示意图一；
图8为本发明实施例提供的图7中(a)和(b)所示的压力传感器的输出信号仿真图；
图9为本发明实施例提供的由现有技术中的压力传感器转变为本发明实施例中的压力传感器的流程示意图二；
图10为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图四；
图11为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图五；
图12为本发明实施例提供的图1沿A-A’方向的截面示意图；
图13为本发明实施例提供的显示基板的显示区域的俯视图；
图14为本发明实施例提供的图13沿B-B’方向的截面示意图；
图15为本发明实施例提供的压力传感器的连接示意图；
图16为本发明实施例提供的显示装置的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例中的各特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明实施例提供一种显示基板，具体地，如图1所示，图1为本发明实施例提供的显示基板的俯视图，显示基板1包括显示区域AA和围绕显示区域AA的周边区域NA，周边区域NA内设置有多个压力传感器10，压力传感器10为硅基压力传感器。
具体地，如图2和图3所示，图2为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图一，图3为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图二，压力传感器 10的形状为矩形(图2和图3中仅以压力传感器10的形状为正方形为例)，具有首尾依次连接的第一边10a、第二边10b、第三边10c和第四边10d。其中，第一边10a和第二边10b形成的夹角处电连接有第一信号输入部20，第二边10b和第三边10c形成的夹角处电连接有第一信号输出部30，第三边10c 和第四边10d形成的夹角处电连接有第二信号输入部40，第四边10d和第一边10a形成的夹角处电连接有第二信号输出部50。
具有上述结构的压力传感器10包括第一信号输入端I1(即压力传感器10 与第一信号输入部20电连接位置)、第二信号输入端I2(即压力传感器10与第二信号输入部40电连接位置)、第一信号输出端O1(即压力传感器10与第一信号输出部30电连接位置)和第二信号输出端O2(即压力传感器10与第二信号输出部50电连接位置)。第一信号输入端I1和第二信号输入端I2用于向压力传感器10输入偏置电压信号；第一信号输出端O1和第二信号输出端O2用于从压力传感器10输出压感检测信号。
具体地，该压力传感器10可以等效为一个惠斯通电桥，如图4所示，图 4为本发明实施例提供的压力传感器10的等效电路图，该惠斯通电桥包括四个等效电阻，分别为等效电阻Ra、等效电阻Rb、等效电阻Rc和等效电阻 Rd，其中，第二信号输入端I2和第一信号输出端O1之间的区域为等效电阻 Ra，第二信号输入端I2和第二信号输出端O2之间的区域为等效电阻Rb，第一信号输入端I1和第一信号输出端O1之间的区域为等效电阻Rd，第一信号输入端I1和第二信号输出端O2之间的区域为等效电阻Rc。当向第一信号输入端I1和第二信号输入端I2输入偏置电压信号时，惠斯通电桥中各支路均有电流通过。此时，按压显示基板1时，整个显示基板1均会发生形变，压力传感器10因受到来自显示基板1上与其对应位置处剪切力的作用，其内部等效电阻Ra、等效电阻Rb、等效电阻Rc和等效电阻Rd中至少一个的阻抗发生变化，从而使得压力传感器10的第一信号输出端O1和第二信号输出端O2输出的压感检测信号与无按压时压力传感器10的第一信号输出端O1和第二信号输出端O2输出的压感检测信号不同，据此，可以确定触控压力的大小。
如图5所示，图5为现有技术提供的压力传感器的俯视图，现有技术中压力传感器10’的两个信号输入部分别与压力传感器10’的相对设置的两条边电连接，两个信号输出部分别与压力传感器10’的相对设置的另两条边电连接，而压力传感器10’对输出信号贡献最大的部分为位于相邻的信号输入端和信号输出部之间的部分，即四个夹角对应区域(图5中三角形虚线框所示)，即压力传感器10’中大部分区域对信号输出贡献都很小。
而如图2和图3所示，本发明实施例提供的压力传感器10，其第一边10a 和第二边10b形成的夹角处电连接有第一信号输入部20，第二边10b和第三边10c形成的夹角处电连接有第一信号输出部30，第三边10c和第四边10d 形成的夹角处电连接有第二信号输入部40，第四边10d和第一边10a形成的夹角处电连接有第二信号输出部50，从而使得本发明实施例中的压力传感器10中对输出信号贡献最大的部分为四个边对应区域，对于同一压力传感器而言四个边对应区域的面积必然大于四个夹角对应区域的面积，因此，在和现有技术中的压力传感器性能相近，即本发明实施例中四个边对应区域的面积与现有技术中四个夹角对应区域的面积相近时，本发明实施例中的压力传感器10的尺寸小于现有技术中的压力传感器的尺寸，从而可以减小显示面板的边框宽度，有利于显示面板的窄边框。
而且由于本发明实施例中的压力传感器10的尺寸更小，因此，温度对压力传感器10造成的影响会更小，有利于压力传感器10的性能的提高。
示例性地，本发明实施例中的压力传感器10的形状可以为正方形或者近似于正方形的形状。其中，如图2和图3所示，压力传感器10的形状为正方形，如图6所示，图6为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图三，压力传感器10的形状为近似于正方形的形状，例如，其形状为只有在第一信号输入端20、第二信号输入端40、第一信号输出端30和第二信号输出端50对应位置处具有缺角的正方形。
由之前所述可知，通过压力传感器10的第一信号输出端O1和第二信号输出端O2的输出信号的大小即可得出压力的大小，具体地，可通过在第一信号输出端O1和第二信号输出端O2之间连接检流计，通过检流计在压力传感器10未发生形变时的刻度，以及在压力传感器10发生形变时的刻度的差值进行确定。
当如图2和图3所示压力传感器10的形状为正方形时，压力传感器10 的第一信号输入端I1与第一信号输出端O1之间的电阻，与第一信号输入端I1与第二信号输出端O2之间的电阻大小相等，压力传感器10的第二信号输入端I2与第一信号输出端O1之间的电阻，与第二信号输入端I2与第二信号输出端O2之间的电阻大小相等，且各信号输入部和信号输出部与压力传感器10 的交叠面积、接触电阻均相同，进而使得在压力传感器10未发生形变时，压力传感器10的第一信号输出端O1和第二信号输出端O2的输出值相等，二者之间连接的检流计指示零刻度，进而使得当压力传感器10发生形变时，使用一量程较小的检流计即可测出流经二者之间的电流，此时通过该检流计读取的数值更精确，进而使得根据该电流计算得到的压力更精确，压力传感器10 的检测精度较高。
其中，各信号输入部和信号输出部与压力传感器10的交叠面积相同使得接触电阻相同的原因在于：若各信号输入部和各信号输出部直接覆盖于压力传感器10上，则各信号输入部和信号输出部与压力传感器10的交叠面积相同必然使得接触面积相同、接触电阻相同，若各信号输入部和各信号输出部均通过多个过孔与压力传感器10电连接，由于通常各过孔的直径以及相邻过孔之间的间距都是固定的，因此，各信号输入部和信号输出部与压力传感器 10的交叠面积相同时，各信号输入部和信号输出部与压力传感器10电连接的过孔的个数和尺寸也都相同，因此，各信号输入部和信号输出部与压力传感器10的接触面积相同、接触电阻相同。类似地，各信号输入部或各信号输出部与压力传感器10的交叠面积越大，接触电阻越小，反之交叠面积越小，接触电阻越大。
当如图6所示压力传感器10的形状为近似于正方形的形状时，虽然压力传感器10的第一信号输入端I1与第一信号输出端O1之间的电阻，与第一信号输入端I1与第二信号输出端O2之间的电阻大小相等，压力传感器10的第二信号输入端I2与第一信号输出端O1之间的电阻，与第二信号输入端I2与第二信号输出端O2之间的电阻大小相等，但压力传感器10与各信号输入部之间的交叠面积，和压力传感器10与各信号输出部之间的交叠面积大小不同，进而使得压力传感器10与各信号输入部之间的接触电阻，和压力传感器10 与各信号输出部之间的接触电阻大小不同。使得当压力传感器10与第一信号输入部20和第二信号输入部40之间的交叠面积较大，接触电阻较小，压力传感器10与第一信号输出部30和第二信号输出部50之间的交叠面积较小，接触电阻较大时，输入信号的损失较大、噪声较大，使得各信号输出部的输出信号的强度较差，此时通过连接于二者之间的检流计读取的数值不够精确，进而使得根据该电流计算得到的压力不够精确，压力传感器10的检测精度较低。
为使本领域技术人员更清楚地了解如何将现有技术中尺寸较大的压力传感器，在保证其性能的前提下替换为本发明实施例中尺寸较小的压力传感器，下面本发明实施例以压力传感器的形状为正方形和矩形分别为例对此进行详细说明：
在第一个例子中，以压力传感器的形状为正方形为例，如图7所示，图 7为本发明实施例提供的由现有技术中的压力传感器转变为本发明实施例中的压力传感器的流程示意图一，现有技术中的压力传感器如图7(a)所示，将压力传感器中对输出信号贡献较弱的部分(图7(a)中虚线框所示部分) 去除，形成图7(b)所示的结构，将图7(b)中位于相邻的信号输入部和信号输出部之间的部分向内对折，对折时保证各部分与其对应的信号输入部和信号输出部的交叠面积不变，形成图7(c)所示的结构，然后，将各信号输入部和信号输出部中有用的部分保留(即与压力传感器接触的部分)，无用的部分去除，形成图7(d)所示的结构，该结构即为本发明实施例中提及的压力传感器10的一种结构，当然也可以进一步将其中的正方形开口部分填满，形成图7(e)所示的结构，该结构即为本发明实施例中提及的压力传感器10 的另一种结构。
如图8所示，图8为本发明实施例提供的图7中(a)和(b)所示的压力传感器的输出信号仿真图，具有如图7(a)所示结构的压力传感器的输出信号的仿真曲线为L3-1，具有如图7(b)所示结构的压力传感器的输出信号的仿真曲线为L3-2，图8中横坐标为时间，纵坐标为输出信号，二者测试细节(压力大小、压力持续时间和按压位置等)均相同，由图8可以看出，曲线L3-1和曲线L3-2几乎完全重叠，因此，将图7(a)中对输出信号贡献较弱的部分(图7(a)中虚线框所示部分)去除，几乎不会对压力传感器的性能产生影响。而后续图7(d)所示的压力传感器和图7(e)所示的压力传感器均是由图7(b)在保证各结构尺寸不变，且各部分与其对应的信号输入部和信号输出部的交叠面积不变的前提下变换而来的，因此，与现有技术中图 7(a)所示的压力传感器相比，本发明实施例中的压力传感器10，即图7(d) 所示的压力传感器和图7(e)所示的压力传感器，在尺寸减小的同时，性能几乎不会受到影响。
在第二个例子中，以压力传感器的形状为近似于正方形的形状为例，如图9所示，图9为本发明实施例提供的由现有技术中的长方形压力传感器转变为本发明实施例中的压力传感器的流程示意图二，现有技术中的压力传感器如图9(a)所示，将其中对输出信号贡献较弱的部分(图9(a)中虚线框所示部分)去除，形成图9(b)所示的结构，然后，将图9(b)中位于相邻的信号输入部和信号输出部之间的部分向内对折，对折时保证各部分与其对应的信号输入部和信号输出部的交叠面积不变，形成图9(c)所示的结构，该结构即为本发明实施例中提及的压力传感器10的一种结构。
下面本发明实施例分别对压力传感器10的形状为正方形，以及压力传感器10的形状为近似于正方形的形状时，压力传感器10的具体结构进行详细说明。
示例性地，压力传感器10的形状为正方形时，压力传感器10的具体结构可以为以下两种：
第一种，如图2所示，压力传感器10设置有正方形开口11，正方形开口11与压力传感器10的几何中心重合，如此设计可以使得压力传感器10具有较大的电阻，有利于提高压力传感器10的输出信号强度，具体原因如下：一方面，压力传感器10的电阻较大时，在相同的电压差下，各信号输入端和信号输出端之间的电流较小，压力传感器10的热功耗较小，有利于提高压力传感器10的输出信号强度；另一方面，由于通常位于周边区域NA的一侧内的多个压力传感器10的多个第一信号输入部20共用一条走线，第二信号输入部40共用一条走线，上述走线也具有一定的电阻，若压力传感器10的电阻较大，则由于走线的分压作用使得传输至压力传感器10的第一信号输入部 20和第二信号输入部40的电压较大，压力传感器10的输出信号的幅值与压力传感器10的输入信号的幅值成正比，进而也有利于提高压力传感器10的输出信号强度。
基于此，如图2所示，本发明实施例中，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的形状为长方形，其长边延伸方向与其所在夹角对应的压力传感器10的对角线方向平行，且其平行于长边方向的中线与对角线处于同一直线，以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10 之间的交叠面积较大，有助于降低第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10之间的接触电阻。其中，接触电阻越小，各输出信号和各输入信号在传输过程中的损失越小，压力传感器10检测压力的精度和灵敏度越高。
进一步地，如图2所示，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L均相同，第一信号输入部 20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器的对角线的交叠部分的长度d也均相同，以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50各自与压力传感器10之间的接触电阻均相同，从而使得各输入信号在传输过程中的损失相同或相近，各输出信号在传输过程中的损失相同或相近，进而使得第一信号输出部30和第二信号输出部50的输出信号的差值可以较为准确体现压力传感器10的电阻的变化，进而有助于提高压力传感器10检测压力的精度。
可选地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30 和第二信号输出部50的短边长度L均为14～20微米。需要补充的是，上述短边长度L的数值可基于现有技术中压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图7所示，现有技术中的压力传感器的对角线的长度为W时，如图7(a)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1，由图7(b) ～(d)可知，本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L应等于2L1。由于通常各信号输入部以及各信号输出部均通过过孔与压力传感器电连接，因此，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1与过孔的制作工艺具有直接的联系，现有技术在综合考虑制作形成的过孔的孔径、相邻过孔之间的距离、以及过孔距离边界的距离之后，选择各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1约为7～14微米，因此，本发明实施例中的第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L均为14～20微米。
可选地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30 和第二信号输出部50的与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d为 18～53微米。需要补充的是，上述交叠部分的长度d的数值可基于现有技术中压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图7所示，现有技术中的压力传感器的对角线的长度为W时，如图7(a)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的长度约为
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000111
如图7(b)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器10交叠的两部分的长度约为
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000112
由图7 (b)～(d)可知，该长度即为本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的与压力传感器10 的对角线的交叠部分的长度d。通常，现有技术中压力传感器的对角线长度 W约为50～150微米时，因此，本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的与压力传感器10 的对角线的交叠部分的长度d为18～53微米。
示例性地，现有技术中压力传感器的对角线长度W为150微米时，与之对应的本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d 均为30微米。
另外，本发明实施例中，压力传感器10设置的正方形开口11的边长b 选择为20微米。需要补充的是，该正方形开口11的边长b的大小也可基于现有技术中压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图7(a)和(b)所示，现有技术中的压力传感器对输出信号贡献较大的各部分位于其连接的信号输入部和信号输出部之间的最短长度为b，如图7(b)～(d)可知，该最短长度 b即为正方形开口11的边长b。
另外，本发明实施例中，在平行于显示基板1的方向上，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与正方形开口11的位置关系可以有多种：
在第一个例子中，如图10所示，图10为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图四，在平行于显示基板1的方向上，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50均未延伸至正方形开口的外边缘处。
在第二个例子中，如图2所示，在平行于显示基板1的方向上，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50 均延伸至正方形开口11的外边缘处。以第一信号输入部20的形状为长方形，其长边延伸方向与其所在夹角对应的压力传感器10的对角线方向平行，且其平行于长边方向的中线与对角线处于同一直线为例，“第一信号输入部20延伸至正方形开口11的外边缘处”指的是仅第一信号输出部20的短边与正方形开口11有交叠，长边与正方形开口11无交叠。“第二信号输入部20延伸至正方形开口11的外边缘处”、“第一信号输出部30延伸至正方形开口11的外边缘处”、“第二信号输出部50延伸至正方形开口11的外边缘处”的理解方式类似，此处不再进行赘述。
与之对应地，正方形开口11的边缘与压力传感器10中其对应的边之间的垂直距离均为
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000131
其中，d为第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度。可选地，正方形开口11的各边与压力传感器10中其对应的边之间的垂直距离均为20微米。
在第三个例子中，如图11所示，图11为本发明实施例提供的压力传感器的俯视图五，在平行于显示基板1的方向上，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50均延伸至正方形开口 11内部，且第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50中的任意两个均相互绝缘。以第一信号输入部20的形状为长方形，其长边延伸方向与其所在夹角对应的压力传感器10的对角线方向平行，且其平行于长边方向的中线与对角线处于同一直线为例，“第一信号输入部20延伸至正方形开口11内部”指的是第一信号输出部20的短边和长边均与正方形开口11有交叠。“第二信号输入部20延伸至正方形开口11内部”、“第一信号输出部30延伸至正方形开口11内部”、“第二信号输出部50延伸至正方形开口11内部”的理解方式类似，此处不再进行赘述。
其中，在第一个例子中，压力传感器10与第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的交叠面积较小，会使得压力传感器10与第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50之间的接触电阻较大，各输出信号和各输入信号在传输过程中的损失较大，压力传感器10检测压力的精度和灵敏度较低，不利于压力传感器10的性能的提升。在第二个和第三个例子中，压力传感器10与第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的交叠面积最大，使得压力传感器10与第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50之间的接触电阻较小，各输出信号和各输入信号在传输过程中的损失较小，压力传感器10检测压力的精度和灵敏度较高，有利于压力传感器10的性能的提升。
当本发明实施例中的压力传感器10具有如图2所示的结构时，压力传感器10的边长
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000141
示例性地，为具有与现有技术中对角线长度W＝150 微米相同或相近的性能，本发明实施例中选择d＝30微米，b＝20微米，则W’约为60微米，远小于现有技术中的150微米。
第二种，如图3所示，压力传感器10为一整片结构，如此设计可以有利于减小压力传感器10的零点漂移和温度补偿，具体原因如下：一方面，压力传感器10为一整片结构时，各信号输入端和各信号输入端之间的电流在流经压力传感器10的四周区域的同时，也可以流经压力传感器10的中间区域，从而可以减轻因制作工艺导致的压力传感器10的各信号输入端和各信号输入端之间的初始电阻偏离预设值对压力传感器的输出信号的影响，进而有利于减小压力传感器10的零点漂移；另一方面，压力传感器10为一整片结构时，整个压力传感器10的温度较为均匀，进而使得各信号输入端和各信号输出端之间的电阻受温度的影响较为一致，进而有利于减小压力传感器10的温度补偿。需要说明的是，在具有第二种结构的压力传感器10除几何中心不设置正方形开口外，其他均可与具有第一种结构的压力传感器10相同。
具体地，如图3所示，本发明实施例中，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的形状为长方形，其长边延伸方向与其所在夹角对应的压力传感器10的对角线方向平行，且其平行于长边方向的中线与对角线处于同一直线，以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10 之间的交叠面积较大，有助于降低第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10之间的接触电阻。其中，接触电阻越小，各输出信号和各输入信号在传输过程中的损失越小，压力传感器10检测压力的精度和灵敏度越高。
进一步地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L均相同，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d也均相同，以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50各自与压力传感器10 之间的接触电阻均相同，从而使得各输入信号在传输过程中的损失相同或相近，各输出信号在传输过程中的损失相同或相近，进而使得第一信号输出部 30和第二信号输出部50的输出信号的差值可以较为准确体现压力传感器10 的电阻的变化，进而有助于提高压力传感器10检测压力的精度。
可选地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30 和第二信号输出部50的短边长度L均为14～20微米。需要补充的是，上述短边长度L的数值可基于现有技术中压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图 7所示，现有技术中的压力传感器的对角线的长度为W时，如图7(a)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1，由图7(b) ～(d)可知，本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L应等于2L1。由于通常各信号输入部以及各信号输出部均通过过孔与压力传感器电连接，因此，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1与过孔的制作工艺具有直接的联系，现有技术在综合考虑制作形成的过孔的孔径、相邻过孔之间的距离、以及过孔距离边界的距离之后，选择各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的宽度为L1约为7～14微米，因此，本发明实施例中的第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的短边长度L均为14～20微米。
可选地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30 和第二信号输出部50的与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d为 18～53微米。需要补充的是，上述交叠部分的长度d的数值可基于现有技术中压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图7所示，现有技术中的压力传感器的对角线的长度为W时，如图7(a)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠部分的长度约为
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000161
如图7(b)所示，各信号输入部和各信号输出部与压力传感器交叠的两部分的长度应小于
Figure DEST_PATH_GDA0001441506630000162
由图7(b) ～(d)可知，该长度即为本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d。通常，现有技术中压力传感器的对角线长度W约为 50～150微米时，因此，本发明实施例中第一信号输入部20、第二信号输入部 40、第一信号输出部30和第二信号输出部50的与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d为18～53微米。示例性地，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50与压力传感器10的对角线的交叠部分的长度d均为30微米。
当本发明实施例中的压力传感器10具有如图3所示的结构时压力传感器 10的边长W’，与压力传感器10具有如图2所示的结构时压力传感器10的边长W’相等，此处不再进行赘述。
示例性地，本发明实施例中的压力传感器10的形状为近似于正方形的形状时，压力传感器10的具体结构如图6所示，其形状为只有在第一信号输入端20、第二信号输入端40、第一信号输出端30和第二信号输出端50对应位置处具有缺角的正方形。各信号输入端和信号输出端对应的缺角的大小与其在现有技术中处于长方形的长边还是短边相关。可选地，如图9所示，现有技术中各信号输入端处于长边(长度为W1)，各信号输出端处于短边(长度为W2)时，本发明实施例中第一信号输入端20和第二信号输入端40对应的缺角较小，第一信号输出端30和第二信号输出端50对应的缺角较大。
由图9可知，本发明实施例中形状为近似于正方形的形状的压力传感器 10的具体尺寸也可基于现有技术中长方形压力传感器的尺寸推导得出，例如，如图9(b)所示，现有技术中压力传感器去除的正方形部分的边长为b，由于本发明实施例中的压力传感器10是将图9(b)中位于相邻的信号输入部和信号输出部之间的部分向内对折形成的，因此，本发明实施例中的压力传感器10的四条边(忽略四个缺角之后的四条边)的长度也为b，第一信号输入端20和第二信号输入端40与压力传感器10的对角线交叠部分的长度约为 W1/2，第一信号输出端30和第二信号输入端50与压力传感器10的对角线交叠部分的长度约为W2/2，各信号输入端和信号输出端的短边长度d为现有技术中各信号输入端和信号输出端与压力传感器接触部分的宽度的2倍。如图 9(b)所示，现有技术中压力传感器的宽度X约为(W1 2+W2 2)1/2，约为2a+b，且去除的正方形部分的四个角基本与现有技术中的压力传感器的各边的中点相对应，因此，将图9(b)中位于相邻的信号输入部和信号输出部之间的部分向内对折形成如图9(c)所示的结构后，图9(c)所示的本发明实施例中压力传感器10的宽度(即图9中y方向的尺寸)X’约为(W1 2+W2 2)1/2/2，约为b，由以上所述可知，本发明实施例中压力传感器10的尺寸小于现有技术中压力传感器的尺寸。
另外，本发明实施例中选择第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50均处于同一膜层，以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50可同时制作形成，进而可以简化本发明实施例中显示基板1的制作工艺、降低制作成本。
本发明实施例中选择如图12所示，图12为本发明实施例提供的图1沿 A-A’方向的截面示意图，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50所在膜层与压力传感器所在膜层为不同膜层，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50分别通过多个过孔与压力传感器10电连接，图12中仅示出第一信号输入部20、第二信号输入部40，另外，图12中仅示出了第一信号输入部20、第二信号输入部40均通过三个过孔与压力传感器10电连接，当然过孔的个数不局限于此。以上设置可以使得第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50可以和显示区域AA中的某一金属膜层同时形成，以使在不增加显示基板的制作难度和成本的前提下，使第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部 50具有较好的导电性，有助于提高压力传感器10的性能。
示例性地，当如图13和图14所示，图13为本发明实施例提供的显示基板的显示区域的俯视图，图14为本发明实施例提供的图13沿B-B’方向的截面示意图，本发明实施例中，显示区域AA内，在垂直于显示基板1的方向上，第一氮化硅层60、第一氧化硅层70、多晶硅层80、第二氧化硅层90和第二氮化硅层100依次紧邻设置，此时，为了简化显示基板1的制作工艺且降低成本，本发明实施例中选择压力传感器10的材质为多晶硅，且其所在膜层和多晶硅层80所在膜层为同一膜层。
进一步地，如图14所示，本发明实施例中的显示基板1的显示区域AA 内还设置有栅极金属层110、第一绝缘层120和源漏极金属层130。其中，栅极金属层110、第一绝缘层120、源漏极金属层130沿远离显示基板1的方向依次设置于第二氮化硅层100上。
其中，栅极金属层110中设置有栅线111和薄膜晶体管TFT的栅极，源漏极金属层130中设置有数据线131、薄膜晶体管TFT的源极和漏极，多晶硅层80中设置有薄膜晶体管TFT的有源层80，薄膜晶体管TFT的源极和漏极分别通过贯穿第二氧化硅层90、第二氮化硅层100和第一绝缘层120的过孔与有源层80连接，薄膜晶体管TFT的栅极与栅线111电连接。为使薄膜晶体管TFT的源极和漏极与有源层之间的接触电阻较小，可以对有源层的沟道区之外的区域进行高浓度掺杂，形成两个欧姆接触区，两个欧姆接触区分别与薄膜晶体管的源极和漏极连接。
基于此，本发明实施例中，第一信号输入部20、第二信号输入部40、第一信号输出部30和第二信号输出部50可与栅极金属层110或者源漏极金属层130同一膜层制备。
此外，显示基板1为液晶显示面板中的阵列基板时，如图13所示，本发明实施例中的显示基板1的显示区域AA内还可以设置有相互绝缘的公共电极层140和像素电极层150，其中，公共电极层140设置有多个公共电极块141，多个公共电极块141可在触控阶段复用作触控电极，用于检测触摸位置，像素电极层150中设置有多个像素电极151，各像素电极151与上述薄膜晶体管TFT的漏极电连接，上述薄膜晶体管TFT的源极则与数据线131电连接，显示时，像素电极151和公共电极块141之间形成多维电场，控制液晶分子偏转。需要说明的是，图13中仅以像素电极层150位于公共电极层140下方，公共电极141上设置有狭缝为例进行描述，当然，也可以使像素电极层150 位于公共电极层140上方，此时则需要使像素电极151上有狭缝即可，本发明实施例对此不进行限定。
由以上所述可知，本发明实施例中的压力传感器10的材质为多晶硅。对于本发明实施例中的压力传感器10而言，利用的并非多晶硅的半导体特性，而是导电性，为了提高压力传感器10的性能，可提高其对应的多晶硅的导电性，因此，本发明实施例中的压力传感器10的材质可以为重掺杂的多晶硅， N型掺杂或P型掺杂均可。可选地，其掺杂的面掺杂浓度为1010/cm2～1015/cm2，采用上述面掺杂浓度的多晶硅，既能够保证压力传感器10的应变电阻阻值不会过大，有利于信号的传输与检测，又能够有效保护多晶硅的晶格结构不被破坏。
另外，需要说明的是，压力传感器10检测按压到显示面板上的各位置的压力大小时，压力传感器10的第一应变方向和第二应变方向对应的形变差越大，压力传感器10的灵敏度越高。压力传感器10的形状为矩形时，其第一应变方向为第一边10a和第三边10c的延伸方向，第二应变方向为第二边10b 和第四边10d的延伸方向。
可选地，如图1所示，显示基板1的形状为矩形，其相对设置的两侧内设置有压力传感器10时，本发明实施例中选择各压力传感器10的第一边10a 和第三边10c的延伸方向与设置有压力传感器10的两侧的延伸方向x垂直，如此设置可以使得压力传感器10的第一应变方向和第二应变方向对应的形变差大，压力传感器10在受到来自不同位置的压力时输出信号均为正值，不会出现负值或者零值，有利于提高压力传感器10的灵敏度，且简化压力传感器10检测压力大小时的计算过程。
针对具有其他形状的显示基板，可通过仿真的方式通过在包括该显示基板的显示面板的不同位置上施加压力，通过压力传感器10的输出信号进行确定，进而使得压力传感器10的第一应变方向和第二应变方向对应的形变较大。本申请发明人发现，其与包括该显示基板的显示面板的固定方式(例如，部分固定、四周固定等)以及显示面板的形状(例如，矩形、圆形等)具有联系。
此外，如图1所示，显示面板1的周边区域NA的相对设置的两侧内各均匀设置有4个压力传感器10。如图15所示，图15为本发明实施例提供的压力传感器的连接示意图，图15中所示的4个压力传感器10分别表示为L1、 L2、L3和L4，4个压力传感器10的第一信号输入端通过同一条走线(图15 中表示为GND_L)与集成电路(图15中未示出)电连接，4个压力传感器 10的第二信号输入端通过同一条走线(图15中表示为Pow_L)与集成电路电连接，4个压力传感器10的各信号输出端(即图15中L1a、L1b、L2a、 L2b、L3a、L3b、L4a、L4b)均通过各自对应的走线与集成电路电连接。需要说明的是，本发明实施例中，显示面板1的周边区域NA的相对设置的两侧内各均匀设置的压力传感器10的数量并不局限于4个，也可以是其他数量，如3个、5个等等。
本发明实施例还提供一种显示面板，显示面板包括以上任一项所述的显示基板。需要补充的是，本发明实施例中的显示面板可以为液晶显示面板、有机发光显示面板或者微型发光二极管显示面板，本发明实施例对此不进行限定。
示例性地，显示面板为液晶显示面板，该液晶显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，阵列基板和彩膜基板之间设置有液晶层。阵列基板上设置有纵横交错的多条栅线和多条数据线，多条栅线和多条数据线限定出多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管和像素电极，薄膜晶体管的栅极与栅线电连接，源极与数据线电连接，漏极与像素电极电连接；彩膜基板包括网格状的黑矩阵，以及设置于黑矩阵开口内的阵列排布的多个色阻，色阻包括红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻。阵列基板或者彩膜基板上还设置有公共电极，通过像素电极和公共电极之间的电场控制液晶分子的偏转。
示例性地，显示面板为有机发光显示面板，有机发光显示面板包括阵列基板，阵列基板包括多个像素电路，有机发光显示面板还包括设置于阵列基板上的多个有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，每个有机发光二极管的阳极对应与阵列基板上的像素电路电连接，多个发光二极管包括用于发红光的发光二极管、用于发绿光的发光二极管和用于发蓝光的发光二极管。此外，有机发光显示面板还包括覆盖于多个有机发光二极管上的封装层。
示例性地，显示面板为微型发光二极管显示面板，微型发光二极管显示面板包括阵列基板，阵列基板包括多个像素电路，微型发光二极管显示面板还包括设置于阵列基板上的多个微型发光二极管(Micro Light-Emitting Diode，Mic-LED)，每个微型发光二极管的阳极对应与阵列基板上的像素电路电连接，多个微型发光二极管包括用于发红光的微型发光二极管、用于发绿光的微型发光二极管和用于发蓝光的微型发光二极管。其中，微型发光二极管可以在生长基板上制作，后续通过转移的方式转移至阵列基板上。
本发明实施例还提供一种显示装置，如图16所示，图16为本发明实施例提供的显示装置的俯视图，显示装置包括以上所述的显示面板600。其中，当显示面板为液晶显示面板时，显示装置还包括背光模组，背光模组位于液晶显示面板包括的阵列基板远离彩膜基板的一侧，背光模组为显示面板提供光线。本申请实施例提供的显示装置可以是例如智能手机、可穿戴式智能手表、智能眼镜、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、车载显示器、电子书等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例提供了一种显示基板、显示面板和显示装置，其中，显示基板包括显示区域和围绕显示区域的周边区域，周边区域内设置有多个压力传感器，压力传感器为硅基压力传感器，压力传感器的形状为矩形，具有首尾依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边。本申请的发明人发现，由于现有技术中的压力传感器的两个信号输入部分别设置于压力传感器的相对的两条边上，两个信号输出部分别设置于压力传感器的相对的另两条边上，而压力传感器对输出信号贡献最大的部分为位于相邻的信号输入端和信号输出部之间的部分，即四个夹角对应区域，进而使得压力传感器中大部分区域对信号输出贡献很小。而本发明实施例提供的压力传感器，其第一边和第二边形成的夹角处电连接有第一信号输入部，第二边和第三边形成的夹角处电连接有第一信号输出部，第三边和第四边形成的夹角处电连接有第二信号输入部，第四边和第一边形成的夹角处电连接有第二信号输出部，从而使得本发明实施例中的压力传感器中对输出信号贡献最大的部分为四个边对应区域，对于同一压力传感器而言四个边对应区域的面积必然大于四个夹角对应区域的面积，因此，在和现有技术中的压力传感器性能相近，即本发明实施例中四个边对应区域的面积与现有技术中四个夹角对应区域的面积相近时，本发明实施例中的压力传感器的尺寸小于现有技术中的压力传感器的尺寸，从而可以减小显示面板的边框宽度，有利于显示面板的窄边框。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种显示基板，其特征在于，
所述显示基板包括显示区域和围绕所述显示区域的周边区域，所述周边区域内设置有多个压力传感器，所述压力传感器为硅基压力传感器，所述压力传感器的形状为矩形，具有首尾依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边；
其中，所述第一边和所述第二边形成的夹角处电连接有第一信号输入部，所述第二边和所述第三边形成的夹角处电连接有第一信号输出部，所述第三边和所述第四边形成的夹角处电连接有第二信号输入部，所述第四边和所述第一边形成的夹角处电连接有第二信号输出部。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述压力传感器的形状为正方形。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述压力传感器为一整片结构。
4.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述压力传感器设置有正方形开口，所述正方形开口与所述压力传感器的几何中心重合。
5.根据权利要求3或4所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部的形状为长方形，其长边延伸方向与其所在夹角对应的所述压力传感器的对角线方向平行，且其平行于长边方向的中线与所述对角线处于同一直线。
6.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部的短边长度L均相同，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部与所述压力传感器的对角线的交叠部分的长度d也均相同。
7.根据权利要求6所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部的短边长度L均为14～20微米，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部的与所述压力传感器的对角线的交叠部分的长度d为18～53微米。
8.根据权利要求7所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部与所述压力传感器的对角线的交叠部分的长度d均为30微米。
9.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述正方形开口的边长b为20微米。
10.根据权利要求4或9所述的显示基板，其特征在于，在平行于所述显示基板的方向上，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部均延伸至所述正方形开口的外边缘处。
11.根据权利要求4或9所述的显示基板，其特征在于，在平行于所述显示基板的方向上，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部均延伸至所述正方形开口内部，且所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部中的任意两个均相互绝缘。
12.根据权利要求10所述的显示基板，其特征在于，所述正方形开口的边缘与所述压力传感器中其对应的边之间的垂直距离均为
Figure FDA0001363728380000021
其中，d为所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部的与所述压力传感器的对角线的交叠部分的长度。
13.根据权利要求12所述的显示基板，其特征在于，所述正方形开口的各边与所述压力传感器中其对应的边之间的垂直距离均为20微米。
14.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述压力传感器的边长为20～60微米。
15.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部均处于同一膜层。
16.根据权利要求15所述的显示基板，其特征在于，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部所在膜层与所述压力传感器所在膜层为不同膜层，所述第一信号输入部、所述第二信号输入部、所述第一信号输出部和所述第二信号输出部分别通过多个过孔与所述压力传感器电连接。
17.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～16任一项所述的显示基板。
18.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求17所述的显示面板。
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