CN107608563A - 触控显示面板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控显示面板，包括光强检测层和液晶层，所述光强检测层位于所述液晶层的出光侧，其用于检测透过所述液晶层的光的强度。由于液晶层受到触控压力时对应于触控位置的液晶量减少，因此通过液晶层的光的强度也会减弱，所述光强检测层根据检测到的触控位置在触控前和触控时的光的强度，则可确定光强变化量，从而便于外接检测装置或设置于所述触控显示面板内的检测装置确定触控压力的大小。在确定触控压力的大小之后，可设置不同大小的触控压力对应于不同的显示内容和显示效果，从而可丰富所述触控显示面板的显示功能。此外，本发明还提供一种显示装置，以及与所述触控显示面板相应的驱动方法。

Description

触控显示面板及其驱动方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域及触控技术领域，尤其涉及一种触控显示面板，以及相应的显示装置，此外还涉及相应的触控显示面板的驱动方法。

背景技术

随着屏幕触控技术的快速发展，采用触摸屏的电子设备已被广泛应用。触摸屏主要分为压力传感式触摸屏、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线触摸屏以及表面声波式触摸屏等种类。其中，电容式触摸屏无疑是应用最为广泛的触摸屏。电容式触摸屏包括利用ITO制成的横向和纵向的电极阵列，该横向和纵向的电极阵列构成在屏幕表面均匀分布的若干个测试点。由于相邻电极之间可以产生自电容，所以通过自电容扫描方式采集各个测试点的自电容值的变化，可以实现对单点触摸的检测。另外，由于相邻电极之间也可以产生互电容，所以通过互电容扫描方式采集各个测试点的互电容值的变化，可以实现对多点触摸的检测。

3D触控是一种立体触控技术，相对于多点触摸在平面二维空间的操作，3D触控技术增加了对触控力度和触控面积的感知。目前3D触控技术只能够实现区分“轻压”和“重压”两种触控形式，而要检测触控压力的数值和确定触控位置则具有一定难度，要实现触控压力的细致分级也较为困难。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种触控显示面板，其特点是能够检测透过液晶层的光的强度以便于确定触控压力的大小。

本发明的另一目的是提供一种显示装置，其运用了所述触控显示面板，因此具有所述触控显示面板的优点。

本发明的再一目的是提供一种触控显示面板的驱动方法，其特点是根据检测到的透过液晶层的光强以确定触控信息。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种触控显示面板，其包括光强检测层和液晶层，所述光强检测层位于所述液晶层的出光侧，其用于检测透过所述液晶层的光的强度。

进一步地，所述触控显示面板还包括压感触控分析单元，所述压感触控分析单元与所述光强检测层电连接，所述压感触控分析单元用于接收所述光强检测层传送的电信号以确定触控压力的大小。

更进一步地，所述触控显示面板还包括封框胶，所述封框胶中掺杂有金属，所述压感触控分析单元通过所述封框胶中的金属与所述光强检测层电连接。

较佳地，所述光强检测层包括多个探测器，多个所述探测器以阵列形式排布。

可选地，所述探测器为光电探测器或热探测器。

可选地，所述探测器为CdS探测器、CdSe探测器或CdTe探测器。

进一步地，所述触控显示面板还包括黑矩阵和信号走线，所述信号走线与所述探测器电连接，所述探测器和所述信号走线在所述液晶层上的正投影位于所述黑矩阵在所述液晶层上的正投影内。

进一步地，所述触控显示面板还包括彩膜层，所述彩膜层位于所述光强检测层远离所述液晶层的一侧。

进一步地，所述触控显示面板还包括触摸传感层和阵列层，所述阵列层设于所述液晶层远离所述光强检测层的一侧，所述触摸传感层设于所述液晶层与所述阵列层之间。

相应地，本发明还提供了一种显示装置，其包括上述任意一项技术方案所述的触控显示面板。

相应地，本发明还提供一种触控显示面板的驱动方法，其运用于上述任意一项技术方案所述的触控显示面板，包括如下步骤：所述光强检测层检测在受到触控时透过所述液晶层的光的强度；比较在受到触控时的光强与受到触控之前的光强，确定触控信息。

具体地，所述触控信息包括触控压力的大小及触控位置。

具体地，当所述触控显示面板包括所述压感触控分析单元时，确定触控压力大小的步骤包括如下具体步骤：将受到触控之前的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元中；将受到触控时的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元中；比较受到触控之前的电信号和受到触控时的电信号，确定触控压力的大小。

较佳地，所述压感触控分析单元中存储有不同大小的触控压力对应的等级的预设数据表，所述压感触控分析单元根据触控压力的大小对触控压力进行等级划分。

较佳地，当所述触控显示面板包括所述探测器时，各探测器皆对应标记有预设坐标值。

可选地，受到触控之前的光强通过所述光强检测层检测而得，或者，受到触控之前的光强通过所述触控显示面板受到触控之前的显示亮度而确定。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

本发明的触控显示面板中，所述光强检测层用于检测透过所述液晶层的光的强度，由于液晶层受到触控压力时对应于触控位置的液晶量减少，相应地，此处的亮度也会降低，因此通过液晶层的光的强度也会减弱，所述光强检测层根据检测到的触控位置在触控前和触控时的光的强度，则可确定光强变化量，从而便于外接检测装置或设置于所述触控显示面板内的检测装置确定触控压力的大小。

本发明的触控显示面板中，所述光强检测层将检测到的光的强度转换成电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元中，由于在触控前和触控时所述光强检测层检测到的光强不同，因此转换而得的电信号也不同，所述压感触控分析单元比较触控前和触控时对应的不同电信号，则可确定处触控压力的大小。在确定触控压力的大小之后，可设置不同大小的触控压力对应于不同的显示内容和显示效果，从而可丰富所述触控显示面板的显示功能。

本发明的触控显示面板中，通过在封框胶中掺杂金属，使得所述封框胶具有较好的导电性。所述封框胶连接所述光强检测层和压感触控分析单元，因此可便于所述光强检测层将电信号传送至所述压感触控分析单元中。

本发明的触控显示面板中，在所述光强检测层中设置探测器，并使得所有探测器以阵列形式排布，一方面可保证能检测到所述触控显示面板上各点的光强，另一方面则便于确定触控位置。

本发明的触控显示面板中，通过将设置所述探测器和信号走线以使得二者在所述液晶层上的正投影位于所述黑矩阵在所述液晶层上的正投影内，可避免开口率损失，以使所述触控显示面板具有较好的显示效果。

本发明的显示面板中，所述光电探测器采用CdS探测器、CdSe探测器或CdTe探测器，三者的相应波段都在可见光和红外区域，而显示技术领域通常采用的都是可见光，因此上述光电探测器均符合探测要求。

本发明的显示装置运用了所述触控显示面板，因此具有所述触控显示面板的优点。

本发明的触控显示面板的驱动方法包括如下步骤：所述光强检测层检测在受到触控时透过所述液晶层的光的强度；比较在受到触控时的光强与受到触控之前的光强，确定触控信息。具体地，所述触控信息包括触控压力的大小和触控位置，所述光强检测层检测到透过所述液晶层的光的强度后，将光信号转换成电信号，通过比较触控前对应的电信号和触控时对应的电信号，则可确定触控压力的大小，通过获取检测到光强变化的探测器的位置，则可确定触控位置。

本发明的触控显示面板的驱动方法中，通过将不同大小的触控压力进行等级划分，且使得不同等级的触控压力对应不同的显示内容和显示效果，从而可满足显示的多样性，丰富显示功能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的触控显示面板的一种典型实施例的结构示意图；

图2为图1中的触控显示面板受到触控压力时的形变示意图；

图3为本发明的触控显示面板内探测器的排布示意图；

图4为本发明的触控显示面板中光电探测器的典型实施例的结构示意图；

图5为本发明的触控显示面板的驱动方法的流程示意图；

图6为本发明中确定触控压力大小的方法的流程示意图；

图7为本发明的显示控制方法中对显示信号、传送信号和触控信号进行分时驱动的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请结合图1和图2，本发明的触控显示面板的一种典型实施例中，所述触控显示面板100包括光强检测层10和液晶层20，所述光强检测层10位于所述液晶层20的出光侧，所述光强检测层10用于检测透过所述液晶层20的光的强度。

具体地，以ADS产品为例，所述触控显示面板100的光透过率T可以表示为：

其中，表示液晶分子偏转的方位角，Δn表示所述液晶层20的双折射率，d表示所述液晶层20的厚度，λ表示入射光波长。

所述触控显示面板100受到外部作用力挤压时会发生轻微的形变，换言之，所述触控显示面板100上触控位置发生轻微形变，对应地，所述液晶层20中对应于触控位置处的液晶层受到挤压，其厚度减小，导致该处的液晶量减少，从而使得该处的显示亮度降低，压力越大，则亮度降低量越大，相应地，能够透过光的强度降低量也越大；相反地，该处周围的液晶量增多，故该处周围的显示亮度增大，相应地，能够透过光的强度增量也越大。所述光强检测层10分别检测触控位置处在触控前和触控时对应的透过所述液晶层20的光的强度，并将两种不同的光信号转换为电信号，这里的电信号可以是电压，也可以是电流。显然，触控位置处在触控前和触控时对应的透过所述液晶层20的光的强度不同，故转换而得的电信号大小也不同。所述光强检测层10根据检测到的触控位置在触控前和触控时的光的强度，则可确定光强变化量，从而便于外接检测装置或设置于所述触控显示面板100内的检测装置确定触控压力的大小。在确定触控压力的大小之后，可设置不同大小的触控压力对应于不同的显示内容和显示效果，从而可丰富所述触控显示面板100的显示功能。

在传统的3D触控技术中，由于具有对触控压力和触控面积的感知，因此可通过长按所述触控显示面板100而快速浏览图片、超链接等，但是由于传统的3D触控技术仅区分10毫秒的“微震”和15毫秒的“全震”，因此显示内容及显示效果都极其有限。而本发明的触控显示面板100通过检测透过所述液晶层20的光强而确定触控压力的大小，进而对触控压力进行分级，并规定不同等级的触控压力对应不同的显示内容及显示效果，因此丰富了显示功能。

进一步地，所述触控显示面板100还包括压感触控分析单元30，所述压感触控分析单元30与所述光强检测层10电连接，所述压感触控分析单元30用于接收所述光强检测层10传送的电信号以确定触控压力的大小。所述压感触控分析单元30可以集成在触控芯片中，也可以单独设置。图1中示意出所述压感触控分析单元30位于第一衬底基板70上，本领域技术人员可以知道的是，所述压感触控分析单元30也可以位于第二衬底基板60上。

具体地，所述光强检测层10分别将触控位置处在触控前和触控时对应的电信号传送至所述压感触控分析单元30中，所述压感触控分析单元30比较两种不同的电信号并对二者进行处理，例如计算二者的差值，从而可确定触控压力的大小，继而可对触控压力进行等级划分。同理，通过对触控压力进行分级，并使得不同等级的触控压力对应不同的显示内容和显示效果，从而可丰富所述触控显示面板100的显示功能。

所述触控显示面板100还包括封框胶40，所述封框胶40中掺杂有金属401，因此所述封框胶40具有较好的导电性。所述封框胶40连接所述光强检测层10和压感触控分析单元30，因此可便于所述光强检测层10将电信号传送至所述压感触控分析单元30中。

请结合图3，所述光强检测层10中设有多个探测器101，所有探测器101以阵列形式排布，优选地，同一行或同一列中任意两相邻所述探测器101等间距设置。通过此设计方式，一方面可保证能检测到所述显示面板100上各点的光强，另一方面则便于明确触控位置。

请继续参阅图3，在A部分受到触控之前，该处的探测器101(图3中以四个探测器为例)检测透过此处的光的强度并将相应的光信号转换成电信号以传送至所述压感触控分析单元30中；当A部分受到触控时，该处的探测器101检测透过此处的光的强度并将相应的光信号转换成电信号以传送至所述压感触控分析单元30中。所述压感触控分析单元30接收到A部分受到触控之前对应的电信号和A部分受到触控时对应的电信号后，通过分析触控前和触控时透过此处的光的强度的变化量，可确定A部分受到的触控压力的大小，从而可便于对给触控压力进行等级划分。

可选地，所述探测器101为光电探测器或热探测器。

图4示出了较为典型的光电探测器的结构，光电探测器的工作原理基于光电效应，通常，凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应，但是要制造实用性器件还要考虑性能、工艺和价格等因素，优选地，对于TFT-LCD的背光源而言，可用的光电探测器材料在射线和可见光波段的有CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等。因此，可选地，所述光电探测器101为CdS探测器、CdSe探测器或CdTe探测器，三者的相应波段都在可见光和红外区域，而显示技术领域通常采用的都是可见光，因此上述光电探测器均符合探测要求。

热探测器基于半导体材料吸收了光辐射能量后温度升高，从而改变了它的电学性能，其区别于光电探测器的最大特点是对不同波长的光无选择性。

进一步地，所述触控显示面板100还包括黑矩阵501和信号走线102，所述信号走线与所述探测器101电连接，并且，所述探测器101和所述信号走线102在所述液晶层20上的正投影位于所述黑矩阵501在所述液晶层20上的正投影之内。因此可避免开口率损失，以使所述触控显示面板100具有较好的显示效果。

进一步地，所述触控显示面板100还包括彩膜层50，所述彩膜层50位于所述光强检测层10远离所述液晶层20的一侧，并且所述彩膜层50与探测层10之间设有第一取向层(未图示，下同)，优选地，所述第一取向层采用PI材料(Polyimide，聚酰亚胺)制作，用于对液晶进行取向。通过设置所述彩膜层50，可使得通过的光线呈现不同的颜色，从而形成彩色图像。

进一步地，所述触控显示面板100还包括阵列基板，所述阵列基板设于所述液晶层20远离所述光强检测层10的一侧，所述阵列基板包括第一衬底基板70、触摸传感层80和阵列层90，所述阵列层90中设有薄膜晶体管，所述阵列层90设于所述液晶层20远离所述光强检测层10的一侧，所述触摸传感层80设于所述液晶层20与所述阵列层之间，用于传递触控信号，所述触摸传感层80与所述液晶层20之间设有第二取向层(未图示，下同)，优选地，所述第二取向层采用PI材料(Polyimide，聚酰亚胺)制作，用于对液晶进行取向。

相应地，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括所述触控显示面板100，因此具有所述触控显示面板100的优点，故不赘述。所述显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

请参阅图5，本发明还提供一种触控显示面板的驱动方法，该方法适用于上述任意一项技术方案所述的触控显示面板100中，该方法包括如下步骤：

步骤S1:所述光强检测层10检测在受到触控时透过所述液晶层20的光的强度。

当所述触控显示面板100受到触控压力时，所述液晶层20中对应于触控位置处会产生轻微的形变，导致此处液晶量减少，因此透过此处的光的强度也会降低。

步骤S2：比较在受到触控时的光强与受到触控之前的光强，确定触控信息。

具体地，所述触控信息包括但不限于触控压力的大小和触控位置。请参阅图6，当存在所述压感触控分析单元30时，通过如下步骤则可确定触控压力的大小：步骤S21：将受到触控之前的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元30中；步骤S22：将受到触控时的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元30中；步骤S23：比较受到触控之前的电信号和受到触控时的电信号，确定触控压力的大小。

可选地，受到触控之前的光强可通过所述光强检测层10检测而得，即，所述触控显示面板100受到触控之前，所述光强检测层10预先检测透过所述液晶层20中对应于预设定的触控位置处的光的强度；或者，受到触控之前的光强通过所述触控显示面板100受到触控之前的显示亮度而确定，通常，显示亮度与透过的光强呈正相关。

所述压感触控分析单元30接收到受到触控之前的电信号和受到触控时的电信号后，对二者进行比较以及进行相应的数据处理，例如计算二者的差值，从而可确定触控压力的大小，继而可对触控压力进行等级划分。

较佳地，为了进一步简化确定触控压力等级的步骤，通常需要在所述压感触控分析单元30中储存相应的预设数据表，在该数据表中，不同大小的触控压力对应不同的等级或者处于不同范围内的触控压力对应不同的等级，因此只要确定触控压力的大小则可确定触控压力的等级。或者，所述压感触控分析单元30与该预设数据表关联，而该预设数据表设于外接装置中，所述压感触控分析单元30根据需要可调取该预设数据表。

相对于传统的触控技术中只有微震和全震的两种触控形态而言，通过将触控压力进行更为细致的等级划分，可使得所述触控显示面板100具有较多的触控形态，而每一种触控形态对应不同的显示内容和显示效果，因此极大地丰富了所述触控显示面板100的显示功能。

同理，当所述光强检测层10包括多个以阵列形式排布的探测器101时，各探测器101皆对应标记有预设坐标值，当某一个或多个具有预设坐标值的探测器101检测到光强发生变化时，即可通过探测器101的预设坐标值明确具体触控位置，进而根据不同的触控位置也可显示不同的内容和不同的显示效果。

请参阅图7，为了避免信号之间的干扰以及画面切换造成的亮度变化对所述探测器101的影响，需要对显示信号、触控信号和3D压力触控信号进行分时驱动，换言之，需要将一帧的时间按一定比例分配给显示信号、触控信号和3D压力触控信号，以实现在非显示时间内进行触控描述，当所述压感触控分析单元30确定触控压力时，对显示电路输出一个信号，用以辅助控制下一帧画面的切换。当然，当触控压力等级不同时，可调整一帧中分配给显示信号、触控信号和3D压力触控信号的时间，从而呈现不同的显示效果。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种触控显示面板，其特征在于，包括光强检测层和液晶层，所述光强检测层位于所述液晶层的出光侧，其用于检测透过所述液晶层的光的强度。

2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括压感触控分析单元，所述压感触控分析单元与所述光强检测层电连接，所述压感触控分析单元用于接收所述光强检测层传送的电信号以确定触控压力的大小。

3.根据权利要求2所述的触控显示面板，所述触控显示面板还包括封框胶，所述封框胶中掺杂有金属，所述压感触控分析单元通过所述封框胶中的金属与所述光强检测层电连接。

4.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述光强检测层包括多个探测器，多个所述探测器以阵列形式排布。

5.根据权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，所述探测器为光电探测器或热探测器。

6.根据权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，还包括黑矩阵和信号走线，所述信号走线与所述探测器电连接，所述探测器和所述信号走线在所述液晶层上的正投影位于所述黑矩阵在所述液晶层上的正投影内。

7.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括彩膜层，所述彩膜层位于所述光强检测层远离所述液晶层的一侧。

8.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括触摸传感层和阵列层，所述阵列层设于所述液晶层远离所述光强检测层的一侧，所述触摸传感层设于所述液晶层与所述阵列层之间。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的触控显示面板。

10.一种触控显示面板的驱动方法，其特征在于，该方法运用于权利要求1-8中任一项所述的触控显示面板，包括如下步骤：

所述光强检测层检测在受到触控时透过所述液晶层的光的强度；

比较在受到触控时的光强与受到触控之前的光强，确定触控信息。

11.根据权利要求10所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，所述触控信息包括触控压力的大小及触控位置。

12.根据权利要求11所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，当所述触控显示面板包括所述压感触控分析单元时，确定触控压力大小的步骤包括如下具体步骤：

将受到触控之前的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元中；

将受到触控时的光强转换成相应的电信号，并将电信号传送至所述压感触控分析单元中；

比较受到触控之前的电信号和受到触控时的电信号，确定触控压力的大小。

13.根据权利要求12所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，所述压感触控分析单元中存储有不同大小的触控压力对应的等级的预设数据表，所述压感触控分析单元根据触控压力的大小对触控压力进行等级划分。

14.根据权利要求11所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，当所述触控显示面板包括所述探测器时，各探测器皆对应标记有预设坐标值。

15.根据权利要求10所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，受到触控之前的光强通过所述光强检测层检测而得，或者，受到触控之前的光强通过所述触控显示面板受到触控之前的显示亮度而确定。