CN107704121A - 触控显示基板、显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种触控显示基板、显示装置及其控制方法，属于显示技术领域。其中，触控显示基板，包括位于衬底基板上的多个相互独立的显示用电极，所述显示用电极复用为触控电极，所述触控显示基板还包括位于所述衬底基板上的多个压力感应单元，所述压力感应单元包括第一压力感应电极、第二压力感应电极以及位于所述第一压力感应电极和所述第二压力感应电极之间的压电层；其中，所述显示用电极还复用为所述第一压力感应电极。通过本发明的技术方案，能够使触控显示基板集成压力感应功能，并能简化触控显示基板的结构。

Description

触控显示基板、显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种触控显示基板、显示装置及其控制方法。
背景技术
压力传感是显示传感领域的一个重要功能，在显示装置中集成压力传感器是实现传感显示集成的重要方向。现有技术中一般是分别制作压力传感器和显示装置，之后将二者结合起来，将压力传感器制作在显示装置的背板上，并且为了增加压力传感器的灵敏性，在显示装置的背板之间和压力传感器之间还设置有隔垫物，导致集成压力传感器的显示装置的厚度较厚，且结构比较复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种触控显示基板、显示装置及其控制方法，能够使触控显示基板集成压力感应功能，并能简化触控显示基板的结构。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种触控显示基板，包括位于衬底基板上的多个相互独立的显示用电极，所述显示用电极复用为触控电极，所述触控显示基板还包括位于所述衬底基板上的多个压力感应单元，所述压力感应单元包括第一压力感应电极、第二压力感应电极以及位于所述第一压力感应电极和所述第二压力感应电极之间的压电层；
其中，所述显示用电极还复用为所述第一压力感应电极。
进一步地，所述触控显示基板还包括：
与所述第一压力感应电极连接的第一压力感应走线；
与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线。
进一步地，所述触控显示基板还包括：
与所述显示用电极连接的触控信号走线，所述触控信号走线复用为所述第一压力感应走线。
进一步地，所述触控信号走线与所述触控显示基板的数据线为同层同材料设置。
进一步地，所述显示用电极为所述触控显示基板的公共电极。
进一步地，所述第二压力感应电极采用金属制成，位于所述触控显示基板的非开口区域。
进一步地，所述触控显示基板具体包括：
位于所述衬底基板上的薄膜晶体管阵列层；
覆盖所述薄膜晶体管阵列层的绝缘层；
位于所述绝缘层上的所述第二压力感应电极；
覆盖所述第二压力感应电极的所述压电层；
位于所述压电层上的所述显示用电极。
进一步地，所述压电层采用聚偏氟乙烯。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括如上所述的触控显示基板。
本发明实施例还提供了一种如上所述的触控显示装置的控制方法，所述控制方法包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入显示用电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入第二参考电信号，所述第一参考电信号和所述第二参考电信号之间具有预设电压差。
进一步地，所述控制方法还包括：
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，检测与所述显示用电极连接的第一压力感应走线上的压力感应信号；和/或
检测与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线上的压力感应信号。
进一步地，所述控制方法具体包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入公共电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入所述第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入所述第二参考电信号。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，触控显示基板包括位于衬底基板上的显示用电极，该显示用电极复用为触控电极，触控显示基板还包括压力感应单元，该显示用电极还复用为压力感应单元的压力感应电极，这样能够将压力传感单元内嵌到触控显示基板中，无需在触控显示装置上外挂压力传感单元，能够使触控显示基板集成压力感应功能，能简化触控显示基板的结构，使触控显示装置轻薄化。
附图说明
图1为现有内嵌式触控显示屏的结构示意图；
图2为现有内嵌式触控显示屏的触控电极的示意图；
图3为本发明实施例压力感应单元的结构示意图；
图4为本发明实施例触控显示基板的结构示意图；
图5为本发明实施例触控显示基板的平面示意图。
附图标记
1衬底基板
2薄膜晶体管阵列层
3绝缘层
4数据线
5触控信号走线
6公共电极图形
7钝化层
8像素电极
9彩色滤光单元
10衬底基板
11黑矩阵
12第一压力感应电极
13压电层
14第二压力感应电极
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中集成压力传感器的显示装置的厚度较厚，且结构比较复杂的问题，提供一种触控显示基板、显示装置及其控制方法，能够使触控显示基板集成压力感应功能，并能简化触控显示基板的结构。
图1为现有内嵌式触控显示屏的结构示意图，图2为现有内嵌式触控显示屏的触控电极的示意图，如图1和图2所示，现有的内嵌式触控液晶显示屏包括彩膜基板和阵列基板，阵列基板包括位于衬底基板1上的薄膜晶体管阵列层2、绝缘层3、数据线4、触控信号走线5、公共电极6、钝化层7和像素电极8，彩膜基板包括位于衬底基板10上的黑矩阵11和彩色滤光单元9，其中，公共电极6复用为触控电极，触控信号走线5与数据线4同层同材料设置，触控信号走线5通过贯穿绝缘层3的过孔与公共电极6连接，将公共电极6引出至触控电路，通过分时驱动实现触控及显示功能，其中，公共电极6复用为自容式触控电极，每个公共电极6独立施加触控信号并接收触控反馈信号。
本发明的技术方案中，在内嵌式触控显示屏的基础上，使得内嵌式触控显示屏还集成压力感应功能。
本发明实施例提供一种触控显示基板，包括位于衬底基板上的多个相互独立的显示用电极，所述显示用电极复用为触控电极，所述触控显示基板还包括位于所述衬底基板上的多个压力感应单元，所述压力感应单元包括第一压力感应电极、第二压力感应电极以及位于所述第一压力感应电极和所述第二压力感应电极之间的压电层；
其中，所述显示用电极还复用为所述第一压力感应电极。
本实施例中，触控显示基板包括位于衬底基板上的显示用电极，该显示用电极复用为触控电极，触控显示基板还包括压力感应单元，该显示用电极还复用为压力感应单元的压力感应电极，这样能够将压力传感单元内嵌到触控显示基板中，无需在触控显示装置上外挂压力传感单元，能够使触控显示基板集成压力感应功能，能简化触控显示基板的结构，使触控显示装置轻薄化。
如图3所示，压力感应单元包括第一压力感应电极12、第二压力感应电极14以及位于所述第一压力感应电极12和所述第二压力感应电极14之间的压电层13。
具体实施例中，压电层13可以采用聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯为透明材料。当第一压力感应电极12和第二压力感应电极14中的至少一个不施加电信号，第一压力感应电极12和第二压力感应电极14之间不存在电场时，压电层13相当于一层透明绝缘材料，对显示没有影响；当第一压力感应电极12和第二压力感应电极14均施加电信号，在第一压力感应电极12和第二压力感应电极14之间产生电场时，聚偏氟乙烯呈现压电特性，比如向第一压力感应电极12施加一个基准电压0V，向第二压力感应电极14施加一个参考电位比如3V，因为有压差存在，聚偏氟乙烯呈现压电特性，当有压力施加在聚偏氟乙烯上时，第一压力感应电极12和/或第二压力感应电极14上的电位就会发生变化，从而通过检测第一压力感应电极12和/或第二压力感应电极14上的电位就能够检测出施加的压力，通过压力检测电路就能够检测出受到的压力。
当然，压电层13并不局限于采用聚偏氟乙烯，还可以采用其他具有压电特性的透明材料。
本实施例将压力感应单元与内嵌式触控显示屏相结合，将显示用电极复用为第一压力感应电极，另外增加第二压力感应电极，在第一压力感应电极和第二压力感应电极之间增加压电层比如聚偏氟乙烯，在触控显示屏工作时，当第二压力感应电极不施加电压时，显示用电极与第二压力感应电极之间没有电压差，此时压电层相当于一层透明绝缘层，对显示不造成影响；当不进行显示，对第二压力感应电极施加电压时，显示用电极与第二压力感应电极之间存在电压差，压电层发挥压电特性，从而可以检测压力的大小。
进一步地，所述触控显示基板还包括：
与所述第一压力感应电极连接的第一压力感应走线；
与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线。通过第一压力感应走线和第二压力感应走线可以传递压力感应信号至压力检测电路，实现压力感应识别。
进一步地，所述触控显示基板还包括：
与所述显示用电极连接的触控信号走线，所述触控信号走线复用为所述第一压力感应走线，这样无需另外制作第一压力感应走线，能够进一步简化触控显示基板的结构。当然，也可以专门制作第一压力感应走线。
进一步地，所述触控信号走线与所述触控显示基板的数据线为同层同材料设置，这样触控信号走线与数据线可以通过同一次构图工艺同时形成，能够简化触控显示基板的制作工艺。当然，触控信号走线还可以利用专门的金属层单独制作，或者与触控显示基板的其他金属层图形同层同材料设置。
具体实施例中，显示用电极可以为触控显示基板的公共电极。触控显示基板进行分时显示，在触控显示基板进行显示时，向公共电极输入公共电压信号；在触控显示基板进行触控检测时，向公共电极输入触控信号；在触控显示基板进行压力检测时，向公共电极输入参考电压信号。
具体实施例中，第二压力感应电极采用金属制成，具有良好的导电性能，同时为了避免第二压力感应电极对显示造成影响，第二压力感应电极位于触控显示基板的非开口区域。
如图4和图5所示，一具体实施例中，触控显示基板包括：衬底基板1、位于衬底基板1上的薄膜晶体管阵列层2、位于薄膜晶体管阵列层2上的数据线4，数据线4与薄膜晶体管的漏极连接；覆盖数据线4的绝缘层3、位于绝缘层3上的第二压力感应电极14、覆盖第二压力感应电极14的压电层13、位于压电层13上的公共电极6、覆盖公共电极6的钝化层7和位于钝化层7上的像素电极8，其中，公共电极6复用为触控电极，同时还复用为压力感应单元的第一压力感应电极，触控显示基板还包括触控信号走线，触控信号走线与数据线4同层同材料设置，触控信号走线通过贯穿绝缘层3、压电层13的过孔与公共电极6连接，将公共电极6引出至触控电路和压力检测电路，通过分时驱动实现触控、压力检测及显示功能。
其中，第二压力感应电极14采用金属制成，为了避免第二压力感应电极14对显示造成影响，将第二压力感应电极14设置在非显示区，如图4所示，第二压力感应电极14对应彩膜基板上的黑矩阵11设置，第二压力感应电极14在彩膜基板上的正投影落入黑矩阵11内，这样第二压力感应电极14不会影响触控显示装置的开口率。
在工作时，将触控显示装置的一帧画面的显示时间划分为三个时间段，包括显示时间段、触控时间段和压力检测时间段，在显示时间段和触控时间段，第二压力感应电极14不输入电信号，公共电极6与第二压力感应电极14之间没有电压差，此时压电层13相当于一层透明绝缘层，对显示不造成影响；在压力检测时间段，对第二压力感应电极14输入电信号，公共电极6与第二压力感应电极14之间存在电压差，压电层13发挥压电特性，从而可以检测压力的大小。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括如上所述的触控显示基板。所述触控显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
本发明实施例还提供了一种如上所述的触控显示装置的控制方法，所述控制方法包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入显示用电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入第二参考电信号，所述第一参考电信号和所述第二参考电信号之间具有预设电压差。
本实施例中，将触控显示装置的一帧画面的显示时间划分为三个时间段，包括显示时间段、触控时间段和压力检测时间段，采用分时驱动的方法。在显示时间段和触控时间段，第二压力感应电极不输入电信号，第一压力感应电极与第二压力感应电极之间没有电压差，此时压电层相当于一层透明绝缘层，对显示不造成影响；在压力检测时间段，对第二压力感应电极输入电信号，第一压力感应电极与第二压力感应电极之间存在电压差，压电层发挥压电特性，从而可以检测压力的大小。
进一步地，所述控制方法还包括：
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，检测与所述显示用电极连接的第一压力感应走线上的压力感应信号；和/或
检测与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线上的压力感应信号。
通过检测压力感应信号可以判断出施加在触控显示基板上的压力的大小。
进一步地，在触控显示基板的公共电极复用为第一压力感应电极时，所述控制方法具体包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入公共电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入所述第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入所述第二参考电信号。
本实施例中，通过进行分时驱动，能够实现将压力传感单元内嵌到触控显示基板中，无需在触控显示装置上外挂压力传感单元，能够使触控显示基板集成压力感应功能，能简化触控显示基板的结构，使触控显示装置轻薄化。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种触控显示基板，包括位于衬底基板上的多个相互独立的显示用电极，所述显示用电极复用为触控电极，其特征在于，所述触控显示基板还包括位于所述衬底基板上的多个压力感应单元，所述压力感应单元包括第一压力感应电极、第二压力感应电极以及位于所述第一压力感应电极和所述第二压力感应电极之间的压电层；
其中，所述显示用电极还复用为所述第一压力感应电极。
2.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控显示基板还包括：
与所述第一压力感应电极连接的第一压力感应走线；
与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线。
3.根据权利要求2所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控显示基板还包括：
与所述显示用电极连接的触控信号走线，所述触控信号走线复用为所述第一压力感应走线。
4.根据权利要求3所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控信号走线与所述触控显示基板的数据线为同层同材料设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的触控显示基板，其特征在于，所述显示用电极为所述触控显示基板的公共电极。
6.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，所述第二压力感应电极采用金属制成，位于所述触控显示基板的非开口区域。
7.根据权利要求6所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控显示基板具体包括：
位于所述衬底基板上的薄膜晶体管阵列层；
覆盖所述薄膜晶体管阵列层的绝缘层；
位于所述绝缘层上的所述第二压力感应电极；
覆盖所述第二压力感应电极的所述压电层；
位于所述压电层上的所述显示用电极。
8.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，所述压电层采用聚偏氟乙烯。
9.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的触控显示基板。
10.一种如权利要求9所述的触控显示装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入显示用电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的所述显示用电极输入第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入第二参考电信号，所述第一参考电信号和所述第二参考电信号之间具有预设电压差。
11.根据权利要求10所述的触控显示装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，检测与所述显示用电极连接的第一压力感应走线上的压力感应信号；和/或
检测与所述第二压力感应电极连接的第二压力感应走线上的压力感应信号。
12.根据权利要求10所述的触控显示装置的控制方法，其特征在于，在所述触控显示装置包括如权利要求5所述的触控显示基板时，所述控制方法具体包括：
在一帧画面显示时间的显示时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入公共电压信号；
在一帧画面显示时间的触控时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入触控信号；
在一帧画面显示时间的压力检测时间段，向所述触控显示基板的公共电极输入所述第一参考电信号，向所述第二压力感应电极输入所述第二参考电信号。
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