CN107621908B - 一种显示面板、显示装置及其压力触控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种显示面板、显示装置及其压力触控方法,涉及显示技术领域,用于减小显示面板的边框宽度。其中,显示面板包括:设置在显示区域内的多个压力传感器,每个所述压力传感器包括首尾依次连接的第一压力电极、第二压力电极、第三压力电极以及第四压力电极,触控电极,所述触控电极包括多个触控电极块,其中,部分所述触控电极块包括与每个所述压力传感器对应的框状电极,每个所述框状电极设置有镂空区域,每个所述压力传感器位于对应的所述框状电极的镂空区域内。上述显示面板适用于显示装置中。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种显示面板、显示装置及其压力触控方法。
背景技术
目前,市面上很多电子设备均可通过触控来进行界面操作,当用户利用手指来触控显示面板时,显示面板把信号发送到该电子设备中。其中,某些设备可通过电阻式的压力传感器来检测触控压力大小,即通过检测压力传感器中电阻的变化而测量出触控压力的大小。
然而,发明人发现,设置在显示面板上的压力传感器使得显示面板的边框宽度增大。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板、显示装置及其压力触控方法,用于减小显示面板的边框宽度。
第一方面,本发明提供一种显示面板,所述显示面板包括:
设置在显示区域内的多个压力传感器,每个所述压力传感器包括首尾依次连接的第一压力电极、第二压力电极、第三压力电极以及第四压力电极,
触控电极,所述触控电极包括多个触控电极块,其中,部分所述触控电极块包括与每个所述压力传感器对应的框状电极,每个所述框状电极设置有镂空区域,每个所述压力传感器位于对应的所述框状电极的镂空区域内。
第二方面,本发明提供一种显示装置,所述显示装置包括本发明第一方面所涉及到的显示面板。
第三方面,本发明提供一种压力触控方法,所述压力触控方法适用于本发明第一方面所涉及到的显示面板。
上述技术方案中的任一技术方案具有如下有益效果:
通过将压力传感器设置在显示面板的显示区域,一方面压力传感器不占用非显示区域的面积,从而有效地减小了显示面板的边框的宽度,满足用户对窄边框的要求;另一方面,将压力传感器设置在显示区域,当用户按压显示区域中的某一位置时,压力传感器可直接感应电信号的变化,避免了较长的走线造成的输出信号值的衰减,从而提高了压力传感器的灵敏度。
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简单的介绍,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为本发明实施例所提供的显示面板的一种结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的压力传感器的一种结构示意图;
图3为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图4为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图;
图5为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图6为本发明实施例所提供的图5中AA’位置的一种剖面;
图7为本发明实施例所提供的压力传感器的连接关系的一种结构示意图;
图8为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图9为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图;
图10为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图;
图11为本发明实施例所提供的图9中BB’位置的一种剖面图;
图12为本发明实施例所提供的压力传感器的连接关系的另一种结构示意图;
图13为本发明实施例所提供的图12中CC’位置的一种剖面图;
图14为本发明本实施例所提供的惠斯通电桥的原理图;
图15为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图16为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图17为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图18为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图;
图19为本发明实施例所提供的显示装置的结构示意图。
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做出创造性劳动的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。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解,尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三、第四等来描述压力电极,但这些压力电极不应限于这些术语。这些术语仅用来将压力电极彼此区分开。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一压力电极也可以被称为第二压力电极,类似地,第二压力电极也可以被称为第一压力电极,第三压力电极亦可称为第四压力电极。
需要注意的是,本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时,其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。
本实施例提供一种显示面板,如图1和图2所示,图1为本发明实施例所提供的显示面板的一种结构示意图,图2为本发明实施例所提供的压力传感器的一种结构示意图。结合图1和图2,显示面板1包括显示区域2以及围绕在显示区域2的非显示区域3。该显示面板1还包括:
设置在显示区域2内的多个压力传感器10,每个压力传感器10包括首尾依次连接的第一压力电极11、第二压力电极12、第三压力电极13以及第四压力电极14,
触控电极20,触控电极20包括多个触控电极块21,其中,部分触控电极块21包括与每个压力传感器10对应的框状电极211,每个框状电极211设置有镂空区域2110,每个压力传感器10位于对应的框状电极211的镂空区域2110内。
现有技术中,压力传感器设置在显示面板的非显示区域内,增大了非显示区域占有面积,不利于窄边框的实现,并且按压位置与压力传感器所在位置之间的距离较远,输出的信号值较小,灵敏度较差。
本实施例,通过将压力传感器设置在显示面板的显示区域,一方面压力传感器不占用非显示区域的面积,从而有效地减小了显示面板的边框的宽度,满足用户对窄边框的要求;另一方面,将压力传感器设置在显示区域,当用户按压显示区域中的某一位置时,压力传感器可直接感应电信号的变化,避免了较长的走线造成的输出信号值的衰减,从而提高了压力传感器的灵敏度。
需要补充的是,对于触控电极来讲,镂空区域可设置在框状电极的任意位置,本实施可选,将镂空区域设置在框状电极的中心位置,从而保证框状电极四周均一的触控灵敏性。
并且,设置镂空区域并不影响触控电极的灵敏性,原因如下:
压力传感器沿着某一方向上的尺寸很小,在微米级别,而触控电极块在上述方向上的尺寸在毫米级别,也就是说,压力传感器的面积占触控电极块面积的千分之一,甚至万分之一,对触控电极块的触控灵敏度的影响微乎其微。示例性的,假设触控电极的面积为4*4mm2,压力传感器的面积(镂空区域)为20*20um2,该压力传感器的面积(镂空区域)所占触控电极块面积的四万分之一,而人手触控的面积远大于上述面积,可以认为压力传感器对触控电极块触控灵敏度的影响很小。
另外,示例性的如图3所示,其为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,其中,镂空区域(压力传感器所占面积)越小,四个压力电极之间的距离也越小,从而在较小区域范围内,使得第一压力电极11、第二压力电极12、第三压力电极13以及第四压力电极14的温度变化同步,从而消除由于温度差异造成压力电极的形变不同的影响,提高输出信号值的精度。
需要说明的是,示例性的,图1示出了12块触控电极块,其中6块为框状电极,事实上,显示面板上的触控电极块的数量远大于12,框状电极的数量也可以远大于6,本实施例并不对触控电极块以及框状电极的数量做出特别限定。另外,框状电极、触控电极块以及触控电极的尺寸以及位置并不代表实际产品中的尺寸以及位置。
结合图1所示的显示面板,提供一种压力触控方法,该压力触控方法包括:
压力触控阶段,获取压力传感器的输出信号。
在一种实施方式中,为了使压力传感器输出的信号的精准度较高,可将压力传感器均匀分布在显示面板上。
进一步的,将压力传感器均匀分布在显示面板上的方式很多,示例性的,如图4所示,其为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图,触控电极块21呈阵列式排布,其中,奇数行中,第奇数个触控电极块21为框状电极211;偶数行中,第偶数个触控电极块21为框状电极211。图4中设置有7行5列触控电极块21,以第一行设置的触控电极块为例,第一个触控电极块、第三个触控电极块以及第五个触控电极块为框状电极,也就是说,在第一行中,每隔一个触控电极块就会设置一个框状电极(压力传感器),从而使得压力传感器均匀分布在显示面板上。
或者,本实施例还可将奇数行中,第偶数个触控电极块设置成框状电极,偶数行中,第奇数个触控电极块设置成框状电极。
每一个框状电极211的镂空区域2110均设置有压力传感器10,也就是说,框状电极211均匀分别在显示面板1上,压力传感器10也就均匀分布在显示面板1上。无论显示面板的哪个位置有按压力,均可被压力传感器感测到,提高压力传感器感测的精准度。
更进一步的,还可将每一块触控电极块设置成框状电极。镂空区域(压力传感器所占的面积)是整个触控电极块的千分之一,甚至是万分之一,其对触控电极块的触控灵敏度造成的影响微乎其微,因此将每一个触控电极块均设置有镂空区域(压力传感器),不仅不会影响触控电极的灵敏度,还会提高压力传感器的精准度。
在一种实施方式中,如图5和图6所示,图5为本发明实施例所提供显示面板的另一种结构示意图,图6为本发明实施例所提供的图5中AA’位置的一种剖面。如图6所示,每个压力传感器10的四个压力电极均与触控电极20同层设置。示例性的,本实施例中,触控电极20以及压力传感器10的四个压力电极可设置在单独的膜层,本实例可选的,将触控电极20以及压力传感器的四个压力电极设置在公共电极层,可将公共电极设置成公共电极块,部分公共电极块还可设置有镂空区域,在镂空区域内设置有压力传感器的四个压力电极。显示阶段,所有的公共电极块、以及设置在镂空区域内的四个压力电极均接收公共电压信号;触控阶段,部分公共电极块复用为触控电极,此时,由于四个压力电极所占面积非常小,四个压力电极可复用为触控电极,亦可不复用为触控电极,四个压力电极不复用为触控电极的原因详见上文,在此不再赘述。另外,本实施例中,公共电极的材质可为氧化铟锡(ITO),因为氧化铟锡具有良好的导电性和透明性,不会对发出的光线进行遮挡。
继续参见图5,显示面板1还包括:
触控信号线22,与触控电极20一一对应电连接;
第一压感信号线101,与第一压力电极11电连接,
第二压感信号线102,与第二压力电极12电连接,
第三压感信号线103,与第三压力电极13电连接,
第四压感信号线104,与第四压力电极14电连接;
结合图6所示,第一压感信号线101、第二压感信号102、第三压感信号线103以及第四压感信号线104均与触控信号线22同层设置。将压感信号线与触控信号线22同层设置,一方面,可减少膜层的设置,使得显示面板变得轻薄,另一方面,减少了制备工序,提高了显示面板的制备效率,有效的节约了成本。另外,将压力传感器10的四个压力电极设置在显示区域内,其相应的走线,也就是四条感应信号线也设置在显示区域,不占用显示区域周围的非显示区域内的空间,进一步减小了显示面板的边框宽度。
为了清楚的反映本实施例显示面板的膜层关系,以图6所示的方位为基准,从下到上,依次为触控信号线22层(压感信号线层),设置在触控信号线22层之上的第一钝化层41,设置在第一钝化层41之上的触控电极20层(公共电极层或者压力电极层),设置在触控电极20层之上的第二钝化层42。
需要说明的是,图5作为示例,为了清楚的表示触控电极与触控信号线的对应关系,并没有示出图中所有的触控电极(触控电极块以及框状电极)与触控信号线的对应关系,只以其中的一个框状电极以及一个触控电极块为例做了说明,其余的连接关系可参照图中示出部分;同理,只示出了图中一个压力传感器所包含的压力电极与压感信号线的连接关系,其余的连接关系可参照示出部分。
可以理解的是,继续参见图5,该显示面板1还包括设置在非显示区域3内的驱动端,对于触控信号线而言,未与触控电极(触控电极块以及框状电极)电连接的一端,可连接至驱动端,该驱动端包括触控驱动端。触控阶段,触控驱动端通过触控信号线向触控电极(触控电极块以及框状电极)提供驱动电信号,触控电极(触控电极块以及框状电极)感应触控,并将感应电信号反馈至触控驱动端,触控驱动端通过分析反馈回的感应电信号,从而判断出触控位置,并输出相应的触控操作。对于压感信号线而言,该驱动端包括压感电源驱动端以及压感检测端,第一压力电极以及第三压力电极通过各自的压感信号线连接至压感电源驱动端,从而接收压感电源驱动端提供的驱动信号,该驱动信号可为电压信号;第二压力电极以及第四压力电极通过各自的压感信号线连接至压感检测端,当按压压力传感器时,四个压力电极将承受的压力通过压感信号线反馈至压感检测端,压感检测端通过检测,输出相应的信号。
该驱动端可理解为集成电路IC,集成电路IC包括可作为触控驱动端、压感电源驱动端以及压感检测端各个不同的端口,从而实现相应的功能。
如图7所示,其为本发明实施例所提供的压力传感器的连接关系的一种结构示意图,显示面板1还包括:
电压施加电路50,电压施加电路50的第一输入端IN1与第一压力电极11电连接,电压施加电路50的第二输入端IN2与第三压力电极13电连接,电压施加电路50用于向压力传感器10施加电压。结合上述图5所示显示面板,该电压施加电路50可理解为压感电源驱动端。另外,压力传感器的数量可与电压施加电路的数量相同,亦可如图7所示,一个电压施加电路为多个压力传感器施加电压。为了安全起见,也为了将压力传感器(四个压力电极)产生的静电导出,可将电压施加电路的第一端或者第二端接地。
检测电路60,检测电路60的第一输出端OUT1与第二压力电极12电连接,检测电路60的第二输出端OUT2与第四压力电极14电连接,检测电路60用于检测压力传感器10的输出信号。结合上述图5所示的显示面板,该检测电路60可理解为压感检测端。
当然,两个压力传感器均设置在显示区域,而电压施加电路50以及检测电路60均设置在非显示区域内。
在一种实施方式中,如图8和图9所示,图8为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,图9为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图,显示面板1还包括:
第一电极连接线15,第一压力电极11和第二压力电极12通过第一电极连接线15连接,
第二电极连接线16,第二压力电极12和第三压力电极13通过第二电极连接线16连接,
第三电极连接线17,第三压力电极13和第四压力电极14通过第三电极连接线17连接,
第四电极连接线18,第四压力电极14和第一压力电极11通过第四电极连接线18连接。
下面以图10以及图11为例,图10为本发明实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图,图11为本发明实施例所提供的图9中BB’位置的一种剖面图,将该显示面板的显示原理进行简单介绍:
该显示面板1可为液晶显示面板,液晶显示面板包括相对设置的阵列基板62和彩膜基板61,以及位于阵列基板62和彩膜基板61之间的液晶层63。阵列基板62上设置有由多行栅线(未示出)和多列数据线(未示出)交叉限定的多个子像素(未示出),每个子像素中设置有薄膜晶体管、像素电极30和公共电极。每个薄膜晶体管的栅极48连接一条栅线,源极49连接一条数据线,漏极46连接一个像素电极30。在对应的栅线的控制下,薄膜晶体管的源极49对应的数据线通过薄膜晶体管向漏极46对应的像素电极30实施充放电,像素电极30与公共电极之间形成电场。液晶显示面板在显示时,即显示阶段,公共电极接收公共电压信号(通常为一恒定电压信号),像素电极与公共电极30之间形成电场,以控制液晶层中液晶分子的旋转,而达到显示功能。另外,需要说明的是,在显示阶段,框状电极211、触控电极块21以及四个压力电极11~14均复用为公共电极,接收公共电压信号。
进一步的,进行参见图11,本实施例的显示面板还包括多个像素电极30,可将第一电极连接线15、第二电极连接线16、第三电极连接线17以及第四电极连接线18均与像素电极30同层设置。经四条电极连接线15~18与像素电极30同层设置,可减少膜层设置,一方面减少显示面板的厚度,另一方面节约成本。
以图11所示方位为基准,对各个膜层结构进行简要介绍,从下到上,依次为有源层47,绝缘层45,栅极48,层间绝缘层44,漏极(或者源极49)46,平坦化层43,其中,漏极46与像素电极30电连接。平坦化层43之上的膜层结构可参见上述图6部分的叙述,在此不在赘述。
下面对触控电极与对应的触控信号线之间的连接方式进行介绍:
第一种,如图6所示,触控电极20(触控电极块21和框状电极211)与触控信号线22可以通过过孔的方式一一对应电连接。
第二种,如图11所示,触控电极20(触控电极块21和框状电极211)与触控信号线22之间可通过触控架桥线106电连接。由于触控架桥线106与像素电极30同层设置,其材质同样为ITO,利用触控架桥线106做架桥,将触控电极20与触控信号线22电连接,只需要对已有的ITO层(像素电极30层)进行改进,不需要添加一整套掩膜工序,包括曝光、刻蚀、显影等工序,制备工艺比较成熟,因此不会带来新的风险,能够保证较高的良品率,并且降低制作成本。
同理,继续参见图11,压感信号线与压力电极之间也可通过架桥的方式电连接,以第一压力电极为例,第一压力电极11与第一压感信号线101之间通过压感架桥线105电连接。同样这样的设计,可减少制备工序,提高良品率。
在一种实施方式中,如图12和图13所示,图12为本发明实施例所提供的压力传感器的连接关系的另一种结构示意图,图13为本发明实施例所提供的图12中CC’位置的一种剖面图,该显示面板还包括:
第一压感信号线101,第一压感信号线101通过第一电极连接线15与第一压力电极11和第二压力电极12电连接,
第二压感信号线102,第二压感信号线102通过第二电极连接线16与第二压力电极12和第三压力电极13电连接,
第三压感信号线103,第三压感信号线103通过第三电极连接线17与第三压力电极13和所述第四压力电极14电连接,
第四压感信号线104,第四压感信号线104通过第四电极连接线18与第四压力电极14和第一压力电极11电连接。
作为示例,图12可清楚的看到,四条电极连接线15~18连接为环状结构,一边通过环状结构的电极连接线15~18将四个压力电极11~14连接,一边通过环状结构的电极连接线15~18将压力电极11~14与压感信号线101~104连接。这样四条电极连接线为环状整体结构,尺寸相对较大,方便后续工序的制备,例如方便刻蚀等。需要说明的是,为了清楚的表示压力各膜层之间的关系,对环状结构的电极连接线15~18设置了透明度。
以图13所示的第一压力电极为例,第一压力电极11通过第四电极连接线18与第一压感信号线101连接,同时,又利用第四电极连接线18(压感架桥线105)和第四压力电极14电连接。将图13与图11对比可知,四条电极连接线通过一个架桥将四块压力电极电连接,同时又将压感信号线与对应的压力电极电连接,由于电极连接线与像素电极同层设置,其材质同样为ITO,因此,对于ITO层(像素电极30层)进行改进,不需要添加一整套掩膜工序,包括曝光、刻蚀、显影等工序,这样的设计可最大程度地减少制备工序,提高良品率。
在一种实施方式中,显示阶段,触控电极20以及压力传感器10的四个压力电极均复用为公共电极,接收公共电压信号。触控电极以及压力电极均设置在公共电极层,因此可通过复用来减少膜层的设置,同时也减少相应的走线。
结合上述显示面板的结构,提供一种压力触控方法,该压力触控方法还包括:
显示阶段,触控电极以及压力传感器的四个压力电极均接收公共电压信号。
在一种实施方式中,图12结合图13可知,触控阶段,压力传感器的四个压力电极中的至少一个复用为触控电极,获取复用的压力电极上的感应电信号。四个压力电极通过四个电极连接线形成环状结构,此时其中的一个复用为触控电极,其余的三个压力电极也可通过对应的电极连接线感应相应的触控信号,从而得到四个压力电极上的感应电信号。这样可减少开启的驱动端口(集成电路IC端口)数量。
结合图9以及图11所示出的显示面板的结构,提供一种压力触控方法,该压力触控方法还包括:
触控阶段,向触控电极以及压力传感器的四个压力电极中的至少一个提供触控电信号,获取每个触控电极以及复用为触控电极的压力电极上的感应电信号。
在另外一种实施方式中,触控阶段,压力传感器的四个压力电极均复用为触控电极,获取四个压力电极上的感应电信号。将四个压力电极均复用为触控电极时,虽然开启的驱动端口较多,但是由于每个压力电极可同时输出相应的感应电信号,可减少触控所需时间,并且得到的感应电信号的精度较高。
结合图12以及图13所示出的显示面板的结构,提供另一种压力触控方法,该压力触控方法还包括:
触控阶段,向触控电极以及压力传感器的四个压力电极提供触控电信号,获取每个触控电极以及四个压力电极上的感应电信号。
下面对压力传感器的原理进行简单介绍:
将四个压力电极等同为惠斯通电桥的四个电阻,如图14所示,其为本发明本实施例所提供的惠斯通电桥的原理图,惠斯通电桥的四个电阻Ra、Rb、Rc以及Rd连接成四边形ABCD,该四个电阻称为惠斯通电桥的四个桥臂。四边形ABCD的一个对角线BD连接有检流计G,称为“桥”。四边形ABCD的另外一对角线AC连接电源E。电源E接通时,电桥线路中各支路均有电流通过。当四个电阻Ra、Rb、Rc以及Rd的阻值满足Ra/Rb=Rd/Rc时,B、D两点之间的电位相等,桥电路中流过检流计G的电流为0,检流计G指针指示零刻度,这时称惠斯通电桥处于平衡状态,并且称Ra/Rb=Rd/Rc为惠斯通电桥平衡条件。当四个电阻Ra、Rb、Rc以及Rd的阻值不满足上述电桥平衡条件时,B、D两点之间的电位不相等,此时桥电路中流过检流计G的电流不为0,检流计G的指针发生偏转,输出相应的信号值。
当惠斯通电桥设置于被测物体上,例如显示面板,当显示面板被施加压力后,显示面板发生形变,则设置在该显示面板上的Ra、Rb、Rc以及Rd均会发生形变,导致其阻值相应地变化,从而致使电桥失去平衡,检流计G输出相应的信号值。又由于压力值与检流计输出的信号值存在一定的对应关系,因此在对压力检测过程中,通过获取检流计输出的信号值即可得到相应的压力值。
根据上述惠斯通电桥的设置原理,压力传感器可设置有以下三种方式:
第一种,如图15所示,其为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,每个压力传感器的四个压力电极的面积各不相等。
其中,第一压力电极11的面电阻R1,第二压力电极12的面电阻R2,第三压力电极13的面电阻R3,第四压力电极14的面电阻R4,将压力传感器10设置在显示面板的显示区域内,在初始状态下(未施加压力的状态下),R1/R4≠R2/R3,此时检流计会显示初始信号值,当显示面板被施加压力后,显示面板发生变形,压力传感器中四个压力电极的面电阻相应地改变,通过检流计G的检测,将检测信号进行处理(例如,减去初始信号值),从而得到相应的压力值。
第二种,如图16所示,其为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,每个压力传感器10的四个压力电极的面积均相等。从而在平衡状态下(未施加压力的状态下),使得R1/R4=R2/R3,此时检流计G的电流为0,当显示面板被施加压力后,显示面板发生变形,压力传感器中四个压力电极的面电阻相应的改变,检流计G输出相应的信号值。
四个压力电极的面积相等,也就是说四个压力电极的面电阻相等,从而在平衡状态下(未施加压力的状态下),压力传感器的输出信号值为0,有助于测量应变造成的信号输出,提高有应变时压力传感器的输出值的测量精度。
进一步的,由于压力传感器的电阻值的变化与压力传感器所承受的形变量的变化呈正比关系,因此可通过调整某一方向上的阻值,来调整该压力电极在此方向上所承受的应变,从而得到较大的输出值,较大的输出值有利于排除干扰信号,精确度较高。
具体的,如图17所示,为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,该显示面板包括第一方向X和与第一方向X相交的第二方向Y,
第一压力电极11、第二压力电极12、第三压力电极13以及第四压力电极14的形状均为矩形,
其中,第一压力电极11的长度在第一方向X上的分量大于第一压力电极11的长度在第二方向Y上的分量;
第二压力电极12的长度在第一方向X上的分量小于第二压力电极12的长度在第二方向Y上的分量;
第三压力电极13的长度在第一方向X上的分量大于第三压力电极13的长度在第二方向Y上的分量;
第四压力电极的长度在第一方向X上的分量小于第四压力电极14的长度在第二方向Y上的分量。
以第一压力电极11为例,其面电阻为R1,第一压力电极11的长度在第一方向X上的分量n大于第一压力电极11的长度在第二方向Y上的分量m,因此第一压力电极11主要承受第一方向X上的应变,同理,第三压力电极13主要承受第一方向X上的应变,第二压力电极12以及第四压力电极14主要承受第二反向Y上的应变,具体解释请参考上文对第一压力电极11的相关介绍,在此不再赘述。另外,如图14所示,两个输入端A和C将电路分成两个支路,其中一条支路电流路径为ABC,另外一条支路电流路径为ADC,在每一条支路中,由于相邻的两个压力电极所承受的应变方向不同,从而使得在某一方向上具有最大的阻值差,进而使得形变量最大,从而使得输出端的信号值较大,灵敏度较高。
第三种,如图18所示,其为本发明实施例所提供的压力传感器的另一种结构示意图,第一压力电极的面积与第二压力电极的面积相等,第三压力电极的面积与第四压力电极的面积相等,第一压力电极的面积与第三压力电极的面积不相等。从而在平衡状态下(未施加压力的状态下),使得R1/R4=R2/R3,此时检流计G的电流为0,当显示面板被施加压力后,显示面板发生变形,压力传感器中四个压力电极的面电阻相应的改变,检流计G输出相应的信号值。
另外,本实施例还可令第一压力电极的面积与第四压力电极的面积相等,第三压力电极的面积与第二压力电极的面积相等,第一压力电极的面积与第三压力电极的面积不相等,此时,在平衡状态下(未施加压力的状态下),的平衡条件为,R1/R2=R4/R3。
需要说明的是,上述检流计可理解为上文中提及的检测电路。
本实施例提供一种显示装置,如图19所示,其为本发明实施例所提供的显示装置的结构示意图,该显示装置500包括上述显示面板1。需要说明的是,图19以手机作为显示装置为例进行示例,但显示装置并不限制为手机,具体的,该显示装置可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer,PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、MP4播放器或电视机等任何具有显示功能的电子设备。
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 (17)
1.一种显示面板,其特征在于,包括:
设置在显示区域内的多个压力传感器,每个所述压力传感器包括首尾依次连接的第一压力电极、第二压力电极、第三压力电极以及第四压力电极,
触控电极,所述触控电极包括多个触控电极块,其中,部分所述触控电极块包括与每个所述压力传感器对应的框状电极,每个所述框状电极设置有镂空区域,每个所述压力传感器位于对应的所述框状电极的镂空区域内;还包括:
第一电极连接线,所述第一压力电极和所述第二压力电极通过所述第一电极连接线连接,
第二电极连接线,所述第二压力电极和所述第三压力电极通过所述第二电极连接线连接,
第三电极连接线,所述第三压力电极和所述第四压力电极通过所述第三电极连接线连接,
第四电极连接线,所述第四压力电极和所述第一压力电极通过所述第四电极连接线连接,
多个像素电极,
所述第一电极连接线、所述第二电极连接线、所述第三电极连接线以及所述第四电极连接线均与所述像素电极同层设置;
还包括:
第一压感信号线,所述第一压感信号线通过所述第一电极连接线与所述第一压力电极和所述第二压力电极电连接,
第二压感信号线,所述第二压感信号线通过所述第二电极连接线与所述第二压力电极和所述第三压力电极电连接,
第三压感信号线,所述第三压感信号线通过所述第三电极连接线与所述第三压力电极和所述第四压力电极电连接,
第四压感信号线,所述第四压感信号线通过所述第四电极连接线与所述第四压力电极和所述第一压力电极电连接,
所述第一电极连接线、所述第二电极连接线、所述第三电极连接线和所述第四电极连接线构成环状整体结构;
所述环状整体结构通过架桥实现压力电极之间的电连接,同时又将压感信号线与对应的压力电极电连接。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述触控电极块呈阵列式排布,
其中,奇数行中,第奇数个触控电极块为所述框状电极,偶数行中,第偶数个触控电极块为所述框状电极。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述每个所述压力传感器的四个压力电极均与所述触控电极同层设置。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,还包括:
电压施加电路,所述电压施加电路的第一输入端与所述第一压力电极电连接,所述电压施加电路的第二输入端与所述第三压力电极电连接,所述电压施加电路用于向所述压力传感器施加电压;
检测电路,所述检测电路的第一输出端与所述第二压力电极电连接,所述检测电路的第二输出端与所述第四压力电极电连接,所述检测电路用于检测所述压力传感器的输出信号。
5.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,还包括:
触控信号线,与所述触控电极一一对应电连接;
第一压感信号线,与所述第一压力电极电连接,
第二压感信号线,与所述第二压力电极电连接,
第三压感信号线,与所述第三压力电极电连接,
第四压感信号线,与所述第四压力电极电连接;
其中,所述第一压感信号线、所述第二压感信号、所述第三压感信号线以及所述第四压感信号线均与所述触控信号线同层设置。
6.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
每个所述压力传感器的四个压力电极的面积各不相等。
7.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
每个所述压力传感器的四个压力电极的面积均相等。
8.根据权利要求7所述的显示面板,其特征在于,包括:
第一方向和与所述第一方向相交的第二方向,
所述第一压力电极、所述第二压力电极、所述第三压力电极以及所述第四压力电极的形状均为矩形,
其中,所述第一压力电极的长度在所述第一方向上的分量大于所述第一压力电极的长度在所述第二方向上的分量;所述第二压力电极的长度在所述第一方向上的分量小于所述第二压力电极的长度在所述第二方向上的分量;所述第三压力电极的长度在所述第一方向上的分量大于所述第三压力电极的长度在所述第二方向上的分量;所述第四压力电极的长度在所述第一方向上的分量小于所述第四压力电极的长度在所述第二方向上的分量。
9.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述第一压力电极的面积与所述第二压力电极的面积相等,所述第三压力电极的面积与所述第四压力电极的面积相等。
10.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
显示阶段,所述触控电极以及所述压力传感器的四个压力电极均复用为公共电极,接收公共电压信号。
11.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
触控阶段,所述压力传感器的四个压力电极中的至少一个复用为触控电极,获取复用的压力电极上的感应电信号。
12.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
触控阶段,所述压力传感器的四个压力电极均复用为触控电极,获取四个压力电极上的感应电信号。
13.一种显示装置,其特征在于,包括上述权利要求1~12任一项所述的显示面板。
14.一种压力触控方法,其特征在于,适用于上述权利要求1所述的显示面板;
所述压力触控方法包括:
压力触控阶段,获取所述压力传感器的输出信号。
15.根据权利要求14所述的压力触控方法,其特征在于,
所述压力触控方法还包括:
触控阶段,向所述触控电极以及所述压力传感器的四个压力电极中的至少一个提供触控电信号,获取每个触控电极以及复用为触控电极的压力电极上的感应电信号。
16.根据权利要求14所述的压力触控方法,其特征在于,
所述压力触控方法还包括:
触控阶段,向所述触控电极以及所述压力传感器的四个压力电极提供触控电信号,获取每个触控电极以及四个压力电极上的感应电信号。
17.根据权利要求14所述的触控方法,其特征在于,
所述压力触控方法还包括:
显示阶段,所述触控电极以及所述压力传感器的四个压力电极均接收公共电压信号。
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