CN107797323B - 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面板和显示装置,涉及显示技术领域,能够提高压力传感器的灵敏度。该显示面板包括:显示区域和位于所述显示区域周缘的周边区域;压力传感器,所述压力传感器位于所述周边区域,所述压力传感器包括首尾依次电连接的第一压感电阻、第二压感电阻、第三压感电阻和第四压感电阻;其中,所述压力传感器还包括第一辅助电阻,在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通且使所述第一压感电阻在其所在支路上具有第一阻值,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一压感电阻在其所在支路上具有第二阻值,所述第一阻值小于所述第二阻值。
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和显示装置。
背景技术
为了实现更多样和灵活的人机交互方式,目前的触控显示面板除了能够检测触控位置外,还能够检测面板上按压压力的大小,实现压感触控功能。检测面板上按压压力大小可以通过采用惠斯通电桥原理的压力传感器来实现,在理想状态下,压力传感器的输出信号为0V,当对面板施加压力时,面板发生形变,压力传感器的阻值发生变化,压力传感器输出与面板形变程度相关的信号值。
然而,目前的压力传感器的灵敏度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板和显示装置,能够提高压力传感器的灵敏度。
一方面,提供一种显示面板,包括:
显示区域和位于所述显示区域周缘的周边区域;
压力传感器,所述压力传感器位于所述周边区域,所述压力传感器包括首尾依次电连接的第一压感电阻、第二压感电阻、第三压感电阻和第四压感电阻;其中,
所述压力传感器还包括第一辅助电阻,在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通且使所述第一压感电阻在其所在支路上具有第一阻值,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一压感电阻在其所在支路上具有第二阻值,所述第一阻值小于所述第二阻值。
可选地,所述压力传感器还包括第二辅助电阻,在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述第二辅助电阻与所述第三压感电阻相互导通且使所述第三压感电阻在其所在支路上具有第三阻值,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第三压感电阻在其所在支路上具有第四阻值,所述第三阻值小于所述第四阻值。
可选地,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互断开。
可选地,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通。
可选地,在垂直于所述显示面板所在平面的方向上,所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻层叠设置,所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻之间设置有弹性导电介质;
在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述弹性导电介质用于使所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通且使所述第一压感电阻在其所在支路上具有第一阻值,所述弹性导电介质还用于使所述压应力与所述第一阻值负相关。
可选地,所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻之间设置有间接导电层,所述间接导电层和所述第一压感电阻之间设置有绝缘层,所述绝缘层上设置有过孔,所述间接导电层和所述第一压感电阻通过所述绝缘层上的过孔连接,所述第一辅助电阻和所述间接导电层之间设置有所述弹性导电介质。
可选地,所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻由半导体材料制成。
可选地,所述显示区域中设置有薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括源极、漏极、栅极和有源层;
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻与所述有源层同层设置;
所述第一辅助电阻与所述栅极同层设置。
可选地,所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻由氧化铟锡材料制成。
可选地,所述显示区域中设置有第一透明电极层和第二透明电极层,所述第一透明电极层和所述第二透明电极层在垂直于所述显示面板所在平面的方向上层叠设置;
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻与所述第一透明电极层同层设置;
所述第一辅助电阻与所述第二透明电极层同层设置;
所述第一透明电极层为像素电极层,所述第二透明电极层为公共电极层;
或者,所述第一透明电极层为公共电极层,所述第二透明电极层为像素电极层。
可选地,所述弹性导电介质为导电晶球,所述导电晶球具有内核为弹性体,外壳为导电层的结构。
可选地,所述弹性导电介质为内部掺杂有多个导电粒子的弹性柱。
可选地,所述第一压感电阻和所述第二压感电阻的连接处为第一节点,所述第二压感电阻和所述第三压感电阻的连接处为第二节点,所述第三压感电阻和所述第四压感电阻的连接处为第三节点,所述第四压感电阻和所述第一压感电阻的连接处为第四节点;
所述第一节点和所述第三节点为所述压力传感器的两个输入端,所述第二节点和所述第四节点为所述压力传感器的两个输出端;
或者,所述第一节点和所述第三节点为所述压力传感器的两个输出端,所述第二节点和所述第四节点为所述压力传感器的两个输入端。
可选地,所述第一辅助电阻的阻值和所述第一压感电阻的阻值相等。
另一方面,本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述的显示面板。
本发明实施例中的显示面板和显示装置,由于在显示面板受到压力和未受压力两种状态时,会改变第一辅助电阻与第一压感电阻之间的导通关系,从而改变两者导通时的接触电阻大小,进而改变第一压感电阻所在支路上的阻值,现有技术中,第一压感电阻所在支路上的阻值变化仅仅由自身的材料和结构性质决定,因此,本发明实施例和现有技术相比,当显示面板受到压力时,通过第一辅助电阻来增大第一压感电阻所在支路上的阻值变化量,从而增大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为现有技术中压力传感器的等效电路结构示意图;
图2为本发明实施例中一种显示面板的结构示意图;
图3为图2中压力传感器的一种等效电路图;
图4为图2中压力传感器的另一种等效电路图;
图5为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的一种剖面结构示意图;
图6为图5中显示面板在受到压应力作用时的状态示意图;
图7为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图;
图8为图7中显示面板在收到压应力作用时的状态示意图;
图9为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图;
图10为图2的显示面板部分区域的一种剖面结构示意图;
图11为图2的显示面板部分区域的另一种剖面结构示意图;
图12为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图;
图13为图12中显示面板在受到压应力作用时的状态示意图;
图14为图3中压力传感器的另一种等效电路图;
图15为本发明实施例中一种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。
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。
在阐述本发明实施例之前,先对现有技术中压力传感器在检测压力时准确性较低的原因进行说明。如图1所示,图1为现有技术中压力传感器的等效电路结构示意图,压力传感器包括首尾依次连接的第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4,这四个压感电阻形成惠斯通电桥结构,第一压感电阻R1和第四压感电阻R4的连接处为第一输入端IN1,第二压感电阻R2和第三压感电阻R3的连接处为第二输入端IN2,第一压感电阻R1和第二压感电阻R2的连接处为第一输出端OUT1,第三压感电阻R3和第四压感电阻R4的连接处为第二输出端OUT2。传统的显示面板在形成显示装置后也为平板状态,因此,在显示面板上设置压力传感器后,若显示面板没有受到按压,则不会发生形变,此时,第一压感电阻R1与第二压感电阻R2的阻值之比等于第四压感电阻R4与第三压感电阻R3的阻值之比,电桥达到平衡状态,第一输出端OUT1处的电压值等于第二输出端OUT2处的电压值;若显示面板受到按时,则会发生形变,此时上述四个压感电阻均会发生形变,导致各压感电阻的阻值发生变化,使电桥打破平衡状态,即第一压感电阻R1与第二压感电阻R2的阻值之比不等于第四压感电阻R4与第三压感电阻R3的阻值之比,第一输出端OUT1处的电压值不等于第二输出端OUT2处的电压值,第一输出端OUT1处的电压值与第二输出端OUT2处的电压值之差Uout与显示面板受到的压力值存在对应关系,在压力检测过程中,通过获取第一输出端OUT1处的电压值和第二输出端OUT2处的电压值之差Uout即可得到相应的压力值。其中,
Uin为第一输入端IN1和第二输入端IN2之间的输入电压差,R0为第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4中任意压感电阻的初始电阻值,ΔR1为第一压感电阻R1的电阻变化量,ΔR2为第二压感电阻R2的电阻变化量,ΔR3为第三压感电阻R3的电阻变化量,ΔR4为第四压感电阻R4的电阻变化量。根据上述公式可知,Uout由第一压感电阻R1的电阻变化量ΔR1和第四压感电阻R4的电阻变化量ΔR4决定。输出信号变化率Uk用于表示压力传感器的灵敏度,现有技术中,在压力作用下,压力传感器的输出信号变化率Uk较小,通常Uk<0.5%,输出信号变化率
如图2和图3所示,图2为本发明实施例中一种显示面板的结构示意图,图3为图2中压力传感器的一种等效电路图,本发明实施例提供一种显示面板,包括:显示区域1和位于显示区域1周缘的周边区域2;压力传感器3,压力传感器3位于周边区域2,压力传感器3包括首尾依次电连接的第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4;其中,压力传感器3还包括第一辅助电阻Rf,在垂直于显示面板表面具有一定压应力作用时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互导通且使第一压感电阻R1在其所在支路上具有第一阻值Ra,在无垂直于显示面板表面的压应力作用时,第一压感电阻R1在其所在支路上具有第二阻值Rb,第一阻值Ra小于第二阻值Rb。
具体地,第一辅助电阻Rf用于在显示面板受到压力时改变其与第一压感电阻R1之间的导通关系,从而改变第一压感电阻R1在其所在支路上的阻值。例如,当显示面板未受到压力时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的设置关系包括两种,第一种设置方式为第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间不导通,第二种设置方式为第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间导通,在第二种设置方式中,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻较大,此时,第一压感电阻R1所在支路上具有第二阻值Rb;而当显示面板受到压力时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间导通,且导通时的接触电阻变小,此时,第一压感电阻R1所在支路上具有第一阻值Ra。
需要说明的是,本实施例中所提到的显示面板受到压力均是指在垂直于显示面板表面具有一定压应力作用。
本发明实施例中的显示面板,由于在显示面板受到压力和未受压力两种状态时,会改变第一辅助电阻与第一压感电阻之间的导通关系,从而改变两者导通时的接触电阻大小,进而改变第一压感电阻所在支路上的阻值,现有技术中,第一压感电阻所在支路上的阻值变化仅仅由自身的材料和结构性质决定,因此,本发明实施例和现有技术相比,当显示面板受到压力时,通过第一辅助电阻来增大第一压感电阻所在支路上的阻值变化量,从而增大了压力传感器的灵敏度。
可选地,如图4所示,图4为图2中压力传感器的另一种等效电路图,压力传感器还包括第二辅助电阻Rg,在垂直于显示面板表面具有一定压应力作用时,第二辅助电阻Rg与第三压感电阻R3相互导通且使第三压感电阻R3在其所在支路上具有第三阻值Rc,在无垂直于显示面板表面的压应力作用时,第三压感电阻R在其所在支路上具有第四阻值Rd,第三阻值Rc小于第四阻值Rd。
具体地,由于第一压感电阻R1和第三压感电阻R3是压力传感器的四个压感电阻中相对设置的两个压感电阻,因此,针对这两个压感电阻分别设置对应的第一辅助电阻Rf和第二辅助电阻Rg,同样可以实现增大压力传感器的灵敏度。
可选地,对于上述第一种设置方式,如图3所示,在无垂直于显示面板表面的压应力作用时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互断开。
具体地,第一辅助电阻Rf可以设置为在显示面板不受力时与第一压感电阻R1无接触,此时第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互断开,第一压感电阻R1所在支路上具有第二阻值Rb,第二阻值Rb仅与第一压感电阻R1本身的特性有关,因此阻值较大;而当显示面板受力时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相接触,此时,相当于第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联,第一压感电阻R1所在支路上具有第一阻值Ra,第一阻值Ra为第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联时的电阻值,因此第一阻值Ra较小,并且在压力作用下,第一压感电阻R1所在支路的第二阻值Rb变化为第一阻值Ra的过程中,由于第一辅助电阻Rf的并联作用,使得第二阻值Rb与第一阻值Ra的变化量较大,从而增大了压力传感器的灵敏度。另外,如图4所示,在无垂直于显示面板表面的压应力作用时,第二辅助电阻Rg与第三压感电阻R3相互断开,其具体原理与第一压感电阻R1的阻值变化过程相同,在此不再赘述。
可选地,对于上述第二种设置方式,如图3所示,在无垂直于显示面板表面的压应力作用时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互导通。
具体地,不同于第一种设置方式,在第二种设置方式中,第一辅助电阻Rf可以设置为在显示面板不受力时与第一压感电阻R1电连接,此时第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间导通,第一压感电阻R1所在支路上具有第二阻值Rb,第二阻值Rb为第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联时的电阻值;而当显示面板受力时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互导通,且在垂直于显示面板表面的压应力作用下,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻变小,从而使第一压感电阻R1所在支路上具有第一阻值Ra,第一阻值Ra小于第二阻值Rb,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻在显示面板受力过程中的变化使得第二阻值Rb与第一阻值Ra的变化量较大,从而增大了压力传感器的灵敏度。
可选地,如图5所述,图5为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的一种剖面结构示意图,在垂直于显示面板所在平面的方向上,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1层叠设置,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间设置有弹性导电介质4;如图6所示,图6为图5中显示面板在受到压应力作用时的状态示意图,在垂直于显示面板表面具有一定压应力F作用时,弹性导电介质4用于使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互导通且使第一压感电阻R1在其所在支路上具有第一阻值Ra,弹性导电介质4还用于使压应力F与第一阻值Ra负相关。
具体地,在第一种设置方式中,如图5所示,在显示面板未受力时,第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互断开,其中弹性导电介质4仅与第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1这两者中的一个接触,不与另一个接触,为了避免在显示面板未受力时,弹性导电介质4使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1导通,可以在第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间设置弹性绝缘介质5,弹性绝缘介质5用于支撑第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1,保证在显示面板未受力时,弹性导电介质4仅与第一辅助电阻Rf或第一压感电阻R1接触。如图6所示,在显示面板受力时,第一辅助电阻Rf会在压应力F的作用下靠近第一压感电阻R1,从而使弹性导电介质4同时与第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1接触,以使第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1通过弹性导电介质4导通,进一步地,在第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1通过弹性导电介质4导通时,如果压应力F继续增大,则第一辅助电阻Rf会进一步靠近第一压感电阻R1,从而进一步压缩弹性导电介质4,使弹性导电介质4与第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触面积增大,从而在压应力F的增大过程中,使第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触电阻减小,而第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触电阻的值和第一阻值Ra正相关,即压应力F与第一阻值Ra负相关。在第二种设置方式中,如图7所示,图7为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图,在显示面板未受力时,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1均与弹性导电介质4接触,以使第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1通过弹性导电介质4导通。如图8所示,图8为图7中显示面板在收到压应力作用时的状态示意图,在显示面板受力时,第一辅助电阻Rf会在压应力F的作用下靠近第一压感电阻R1,从而进一步压缩弹性导电介质4,是弹性导电介质4与第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触面积增大,从而在压应力F的增大过程中,使第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触电阻的值和第一阻值Ra正相关,即压应力F与第一阻值Ra负相关。
可选地,如图9所示,图9为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间设置有间接导电层6,间接导电层6和第一压感电阻R1之间设置有绝缘层7,绝缘层7上设置有过孔70,间接导电层6和第一压感电阻R1通过绝缘层7上的过孔70连接,第一辅助电阻Rf和间接导电层6之间设置有弹性导电介质4。
具体地,在如图9中所示的结构中,第一压感电阻R1没有直接与弹性导电介质4接触,而是使第一压感电阻R1与间接导电层6接触,通过间接导电层6与弹性导电介质4的接触来使第一压感电阻R1和第一辅助电阻Rf之间实现导通。显示面板在未受力和受力时第一压感电阻R1所在支路上电阻的变化过程和原理与上述实施例相同,在此不再赘述。
可选地,如图3或图4所示,第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4由半导体材料制成。
具体地,半导体材料可以为经过离子掺杂的半导体材料,以提高压感电阻本身在压应力作用下的电阻变化程度,半导体材料也可以为未经过离子掺杂的半导体材料,因为即便压感电阻本身在压应力作用下的电阻变化较小,可以通过第一辅助电阻Rf在压应力作用下对第一压感电阻R1所在支路上电阻的变化所起的作用来提高压力传感器的灵敏度。
可选地,如图3和图10所示,图10为图2的显示面板部分区域的一种剖面结构示意图,显示区域中设置有薄膜晶体管8,薄膜晶体管8包括源极81、漏极82、栅极83和有源层84;第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4与有源层84同层设置;第一辅助电阻Rf与栅极83同层设置。
具体地,压感电阻和有源层84均由半导体材料制作,因此可以同层设置,在制作有源层84的同时,通过同一次构图工艺形成压感电阻,从而节省工艺次数;类似地,第一辅助电阻Rf和栅极83可以均由金属材料制成,因此可以同层设置,在制作栅极83的同时,通过同一次构图工艺形成第一辅助电阻,从而节省工艺次数。
可选地,如图3或图4所示,第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4由氧化铟锡材料制成。
具体地,由于本发明实施例中可以通过第一辅助电阻Rf在压应力作用下对第一压感电阻R1所在支路上电阻的变化所起的作用来提高压力传感器的灵敏度,因此压感电阻可以使用本身在压应力作用下电阻变化较小的材料来制作,从而使压力传感器的设置方式更加灵活,例如,使用氧化铟锡材料制作压感电阻。
可选地,如图3和图11所示,图11为图2的显示面板部分区域的另一种剖面结构示意图,显示区域中设置有第一透明电极层91和第二透明电极层92,第一透明电极层91和第二透明电极层92在垂直于显示面板所在平面的方向上层叠设置;第一压感电阻R1、第二压感电阻R2、第三压感电阻R3和第四压感电阻R4与第一透明电极层91同层设置;第一辅助电阻Rf与第二透明电极层92同层设置;第一透明电极层91为像素电极层,第二透明电极层92为公共电极层;或者,第一透明电极层为公共电极层,第二透明电极层为像素电极层。
具体地,当显示面板为液晶显示面板时,显示面板包括多条栅线和多条数据线,多条栅线和多条数据线交叉定义出呈矩阵分布的多个子像素单元,每个子像素单元对应设置有薄膜晶体管,薄膜晶体管的源极81连接于对应的数据线,薄膜晶体管的漏极82连接于对应的像素电极(第一透明电极层91),薄膜晶体管的栅极83连接于对应的栅线。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。数据线用于传输数据信号,栅线用于传输扫描信号,在液晶显示面板的工作过程中,多条栅线对应的薄膜晶体管在扫描信号的控制下以行为单位依次导通,同时,数据线将数据信号依次传输至对应的像素电极(第一透明电极层91),以使像素电极被充电,像素电极与公共电极(第二透明电极层92)之间形成电场以驱动液晶层中的液晶偏转,以实现正常显示,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。通过透明电极层来制作压感电阻,与通过半导体材料制作压感电阻相比,工艺上更加方便。
可选地,如图5至9所示,弹性导电介质4为导电晶球,导电晶球具有内核为弹性体,外壳为导电层的结构。
具体地,当第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的距离较远时,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1对于导电晶球的压缩量较小,即第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触电阻较大,此时第一压感电阻R1所在支路上的第一阻值Ra较大;当第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的距离较远时,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1对于导电晶球的压缩量较大,即第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触电阻较小,此时第一压感电阻R1所在支路上的第一阻值Ra较小。可知,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的距离与第一阻值Ra正相关,而第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的距离与压应力F负相关,因此,第一阻值Ra和压应力F负相关。
可选地,如图12和图13所示,图12为图3中显示面板在第一辅助电阻和第一压感电阻处的另一种剖面结构示意图,图13为图12中显示面板在受到压应力作用时的状态示意图,弹性导电介质4为内部掺杂有多个导电粒子的弹性柱。
具体地,在第一种设置方式中,可以在弹性柱中掺杂较少数量的导电粒子,这样,在显示面板未受力时,各导电粒子之间的相互间隔,使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1相互断开,第一压感电阻R1所在支路上具有第二阻值Rb,第二阻值Rb仅与第一压感电阻R1本身的特性有关,因此阻值较大;在显示面板受力时,弹性柱受到压缩,当弹性柱被压缩至各导电粒子相互接触时,使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1通过弹性柱中的导电粒子导通,相当于第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联,第一压感电阻R1所在支路上具有第一阻值Ra,第一阻值Ra为第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联时的电阻值,因此第一阻值Ra较小;进一步地,压应力F继续增大,使弹性柱进一步被压缩,使各导电粒子之间的接触面积增大,从而使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻降低,即使压应力F与第一阻值Ra负相关。在第二种设置方式中,可以在弹性柱中掺杂较多数量的导电粒子,这样,在显示面板未受力时,各导电粒子相互接触,使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1通过弹性柱中的导电粒子导通,第一压感电阻R1所在支路上具有第二阻值Rb,第二阻值Rb为第一辅助电阻Rf与接触电阻串联后再与第一压感电阻R1并联时的电阻值;进一步地,在显示面板受力时,弹性柱受到压缩,使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1中导电粒子的接触面积增大,从而使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻变小,此时第一压感电阻R1所在支路上具有第一阻值Ra,第一阻值Ra小于第二阻值Rb;进一步地,压应力F继续增大,使弹性柱进一步被压缩,使各导电粒子之间的接触面积增大,从而使第一辅助电阻Rf与第一压感电阻R1之间的接触电阻降低,即使压应力F与第一阻值Ra负相关。
可选地,如图3和图4所示,第一压感电阻R1和第二压感电阻R2的连接处为第一节点P1,第二压感电阻R2和第三压感电阻R3的连接处为第二节点P2,第三压感电阻R3和第四压感电阻R4的连接处为第三节点P3,第四压感电阻R4和第一压感电阻R1的连接处为第四节点P4;第一节点P1和第三节点P3为压力传感器的两个输入端,第二节点P2和第四节点P4为压力传感器的两个输出端;或者,第一节点和第三节点为压力传感器的两个输出端,第二节点和第四节点为压力传感器的两个输入端。
具体地,在压力传感器中,为首尾依次连接的四个压感电阻中的任意一个压感电阻设置对应的辅助电阻,或者为首尾依次连接的四个压感电阻中任意相对的两个压感电阻分别设置对应的辅助电阻,均可以实现本发明实施例的技术方案。如图3所示,以下仅以第一节点P1和第三节点P3为压力传感器的两个输入端,第二节点P2和第四节点P4为压力传感器的两个输出端为例进行说明,两个输入端之间的电压差为Uin,两个输出端之间的电压差为Uout。如图14所示,图14为图3中压力传感器的另一种等效电路图,第一压感电阻R1所在支路上的阻值等效为第一辅助电阻Rf与接触电阻RC串联后再与第一压感电阻R1本身的电阻并联,以第一种设置方式为例,在显示面板未受力时,接触电阻RC无穷大,即相当于第一压感电阻R1与第一辅助电阻Rf相互断开,此时第一压感电阻R1所在支路上的阻值为第一压感电阻R1本身的阻值,假设在显示面板未受力时,第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1的初始电阻值均为10KΩ,此时第一压感电阻R1所在支路上的阻值为10KΩ,随着按压力度的增大,接触电阻RC逐渐减小,第一压感电阻R1所在支路上的阻值也逐渐减小。如表1所示,表1用于表示不同按压力度下第一压感电阻R1所在支路上的阻值Rk、接触电阻RC以及输出信号变化率Uk的对应关系,输出信号变化率Uk为连个输出端之间的电压差Uout与两个输入端之间的电压差Uin的比值。
表1
按压力度 | RC(K) | Rk(KΩ) | Uk |
0 | 无穷大 | 10 | 0.50 |
F1 | 1000 | 9.95 | 0.50 |
F2 | 100 | 9.55 | 0.48 |
F3 | 10 | 7.50 | 0.38 |
F4 | 1 | 5.45 | 0.27 |
在表1中,F4>F3>F2>F1>0,根据表1可知,随着按压力度的增大,输出信号变化率Uk逐渐增大,当第一辅助电阻Rf和第一压感电阻R1之间的接触良好时,变化率接近0.5,远高于现有技术中0.5%的输出信号变化率,进一步说明,与现有技术相比,本发明实施例中的显示面板,压力传感器具有更高的灵敏度,可以更容易地实现多级压感触控操作。
可选地,第一辅助电阻Rf的阻值和第一压感电阻R1的阻值相等。
具体地,当第一辅助电阻Rf的阻值和第一压感电阻R1的阻值相等时,更容易根据相应的等效电路计算分析压力与压力传感器输出信号之间的对应关系。
需要说明的是,本发明实施例中仅示意了液晶显示面板中的相关结构,在其他可实现的方式中,显示面板也可以为其他类型的显示面板,例如有机发光显示面板等,本发明实施例对于显示面板的类型不作限定。
如图15所示,图15为本发明实施例中一种显示装置的结构示意图,本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述的显示面板100。
其中,显示装置可以是例如触摸显示屏、手机、平板计算机、笔记本电脑或电视机等任何具有显示功能的电子设备。显示装置的类型可以是OLED显示装置,也可以是microLED,或QLED等其他类型的显示装置,本发明对此不做限定。
本发明实施例中的显示装置,由于在显示面板受到压力和未受压力两种状态时,会改变第一辅助电阻与第一压感电阻之间的导通关系,从而改变两者导通时的接触电阻大小,进而改变第一压感电阻所在支路上的阻值,现有技术中,第一压感电阻所在支路上的阻值变化仅仅由自身的材料和结构性质决定,因此,本发明实施例和现有技术相比,当显示面板受到压力时,通过第一辅助电阻来增大第一压感电阻所在支路上的阻值变化量,从而增大了压力传感器的灵敏度。
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 (15)
1.一种显示面板,包括:
显示区域和位于所述显示区域周缘的周边区域;
压力传感器,所述压力传感器位于所述周边区域,所述压力传感器包括首尾依次电连接的第一压感电阻、第二压感电阻、第三压感电阻和第四压感电阻;
其特征在于,其中,
所述压力传感器还包括第一辅助电阻,在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通且使所述第一压感电阻在其所在支路上具有第一阻值,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一压感电阻在其所在支路上具有第二阻值,所述第一阻值小于所述第二阻值。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述压力传感器还包括第二辅助电阻,在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述第二辅助电阻与所述第三压感电阻相互导通且使所述第三压感电阻在其所在支路上具有第三阻值,在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第三压感电阻在其所在支路上具有第四阻值,所述第三阻值小于所述第四阻值。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互断开。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在无垂直于所述显示面板表面的压应力作用时,所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示面板,其特征在于,
在垂直于所述显示面板所在平面的方向上,所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻层叠设置,所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻之间设置有弹性导电介质;
在垂直于所述显示面板表面具有一定压应力作用时,所述弹性导电介质用于使所述第一辅助电阻与所述第一压感电阻相互导通且使所述第一压感电阻在其所在支路上具有第一阻值,所述弹性导电介质还用于使所述压应力与所述第一阻值负相关。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述第一辅助电阻和所述第一压感电阻之间设置有间接导电层,所述间接导电层和所述第一压感电阻之间设置有绝缘层,所述绝缘层上设置有过孔,所述间接导电层和所述第一压感电阻通过所述绝缘层上的过孔连接,所述第一辅助电阻和所述间接导电层之间设置有所述弹性导电介质。
7.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻由半导体材料制成。
8.根据权利要求6所述的显示面板,其特征在于,
所述显示区域中设置有薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括源极、漏极、栅极和有源层;
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻与所述有源层同层设置;
所述第一辅助电阻与所述栅极同层设置。
9.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻由氧化铟锡材料制成。
10.根据权利要求9所述的显示面板,其特征在于,
所述显示区域中设置有第一透明电极层和第二透明电极层,所述第一透明电极层和所述第二透明电极层在垂直于所述显示面板所在平面的方向上层叠设置;
所述第一压感电阻、所述第二压感电阻、所述第三压感电阻和所述第四压感电阻与所述第一透明电极层同层设置;
所述第一辅助电阻与所述第二透明电极层同层设置;
所述第一透明电极层为像素电极层,所述第二透明电极层为公共电极层;
或者,所述第一透明电极层为公共电极层,所述第二透明电极层为像素电极层。
11.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述弹性导电介质为导电晶球,所述导电晶球具有内核为弹性体,外壳为导电层的结构。
12.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述弹性导电介质为内部掺杂有多个导电粒子的弹性柱。
13.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示面板,其特征在于,
所述第一压感电阻和所述第二压感电阻的连接处为第一节点,所述第二压感电阻和所述第三压感电阻的连接处为第二节点,所述第三压感电阻和所述第四压感电阻的连接处为第三节点,所述第四压感电阻和所述第一压感电阻的连接处为第四节点;
所述第一节点和所述第三节点为所述压力传感器的两个输入端,所述第二节点和所述第四节点为所述压力传感器的两个输出端;
或者,所述第一节点和所述第三节点为所述压力传感器的两个输出端,所述第二节点和所述第四节点为所述压力传感器的两个输入端。
14.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示面板,其特征在于,
所述第一辅助电阻的阻值和所述第一压感电阻的阻值相等。
15.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1至12中任意一项所述的显示面板。
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