CN109917961B - 一种压力检测装置、显示面板以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力检测装置、显示面板和显示装置，该压力检测装置包括：透明基底，透明基底上的多行控制信号线和多列探测信号线，分别与控制信号线和探测信号线连接的控制检测模块，控制信号线与探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域；检测区域内设置有触控模块；触控模块与相邻的控制信号线和相邻的探测信号线连接；触控模块，被配置为根据控制信号线输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过探测信号线输出。本发明实施例提供的压力检测装置能够在玻璃基材上进行大规模量产，并实现提高压力检测的精度和准确性的技术效果。

Description

一种压力检测装置、显示面板以及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种压力检测装置、显示面板以及显示装置。

背景技术

目前，带有触控功能的显示面板被广泛应用于各种电子设备，为了更好的满足用户需求，通常在触控显示屏中设置有用于检测用户在触摸触控显示屏过程中的触控压力传感器，压力传感器即能采集触控位置信息，也能采集触控压力的大小。丰富了触控显示技术的应用范围。

显示面板一般包括多个压力传感器，每个压力传感器都用两条用于输出压感检测信号的信号线，这些信号线互不关联，大大降低了输出的压感检测信号的准确性。

发明内容

本发明提供一种压力检测装置、显示装置和显示面板，以解决现有压力传感器检测信号不准确的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种压力检测装置，包括：

透明基底，设置在所述透明基底上的多行控制信号线和多列探测信号线，分别与所述控制信号线和所述探测信号线连接的控制检测模块，所述控制信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域；所述检测区域内设置有触控模块；所述触控模块与相邻的控制信号线和相邻的探测信号线连接；

所述控制检测模块，被配置为向所述控制信号线输出控制信号；接收所述探测信号线输出的压力检测信号；并根据所述压力检测信号进行压力检测；

所述触控模块，被配置为根据所述控制信号线输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过所述探测信号线输出。

可选的，所述触控模块包括第一晶体管和压敏电阻；所述第一晶体管的控制极与所述相邻的控制信号线连接；所述第一晶体管的第一极与所述相邻的探测信号线连接；所述第一晶体管的第二极与所述压敏电阻的一端连接；所述压敏电阻的另一端接地。

可选的，所述第一晶体管包括：

形成在所述透明基底上的栅极层；

覆盖所述栅极层的第一绝缘层；

形成在所述第一绝缘层上的有源层，及图案化形成在所述有源层及所述第一绝缘层上的第一极和第二极；；

所述压敏电阻包括：

覆盖在所述第一晶体管上的第二绝缘层；

依次层叠覆盖在所述第二绝缘层上的第一电极层、压阻层、第二电极层和封装层；

其中，所述第一电极层通过形成在所述第二绝缘层上的通孔与所述第一晶体管的第二极电连接。

可选的，所述第一电极层和所述第二电极层均为镂空型电极，所述镂空形电极填充在除所述第一晶体管之外的检测区域。

可选的，所述压阻层的材料包括：导电橡胶，量子材料，石墨烯复合膜、碳纳米管等、裂隙金属薄膜中的一种。

可选的，所述通孔的直径包括：0.5μm-10μm。

可选的，所述触控模块在所述检测区域的占空比为：5％-70％。

可选的，所述检测区域的面积为：1μm²-500μm²。

本发明另一方面在于提供一种显示面板，包括上述任意一项所述的压力检测装置，所述透明基底上还设置有与控制信号线一一对应且平行设置的扫描信号线；所述扫描信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个像素区域；所述检测区域内设置有像素单元；所述像素单元分别与相邻的扫描信号线和相邻的探测信号线连接；

所述探测信号线，被配置为分时传输所述压力检测信号及显示数据信号。

本发明第三方面提供一种显示装置，包括上述所述的显示面板。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

通过本发明实施例提供的压力检测装置，包括：透明基底，设置在所述透明基底上的多行控制信号线和多列探测信号线，分别与所述控制信号线和所述探测信号线连接的控制检测模块，所述控制信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域；所述检测区域内设置有触控模块；所述触控模块与相邻的控制信号线和相邻的探测信号线连接；所述控制检测模块，被配置为向所述控制信号线输出控制信号；接收所述探测信号线输出的压力检测信号；并根据所述压力检测信号进行压力检测；所述触控模块，被配置为根据所述控制信号线输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过所述探测信号线输出。本发明实施例提供的压力检测装置能够在玻璃基材上进行大规模量产，并实现提高压力检测的精度和准确性的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一的一种压力检测装置的电路连接示意图；

图2是本发明实施例一的一种压力检测装置检测压力的效果示意图；

图3是本发明实施例一的一种压力检测装置的器件结构示意图；

图4是本发明实施例二的一种显示面板的电路连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种压力检测装置的结构示意图。

该压力检测装置，包括：

透明基底10，设置在所述透明基底10上的多行控制信号线GL和多列探测信号线DL，分别与所述控制信号线和所述探测信号线连接的控制检测模块(图中未示出)，所述控制信号线GL与所述探测信号线DL横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域20；所述检测区域内设置有触控模块21；所述触控模块21与相邻的控制信号线GL和相邻的探测信号线DL连接；

所述控制检测模块，被配置为向所述控制信号线GL输出控制信号；接收所述探测信号线DL输出的压力检测信号；并根据所述压力检测信号DL进行压力检测；

所述触控模块21，被配置为根据所述控制信号线GL输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过所述探测信号线DL输出。

在本发明实施例中，多行控制信号线GL和多列探测信号线DL纵横交叉排列形成微米级的压力检测网络。

在本发明实施例中，参照图1和图2，当压力检测装置受到压力时，控制检测模块首先控制第n-1行控制信号线GL输出高电平，则n-1行的触控模块21导通，将各触控模块21所在的检测区域20的压力检测信号传输给触控模块21连接的探测信号线DL，探测信号线DL将压力检测信号传输给控制检测模块，控制检测模块通过压力检测信号计算每个检测区域20的压力值，当第n-1行的压力检测完成后，控制检测模块控制第n-1行的控制信号线GL关闭，开始使用上述同样的方法获得第n行检测区域20的压力。通过上述逐行扫描的方式，实现大面积，灵敏的精细压力检测。如图2，黑色为压力较大的检测区域，灰色表示检测区域的压力较小。

在本发明实施例中，所述触控模块21包括第一晶体管211和压敏电阻212；所述第一晶体管211的控制极与所述相邻的控制信号线GL连接；所述第一晶体管211的第一极与所述相邻的探测信号线DL连接；所述第一晶体管211的第二极与所述压敏电阻212的一端连接；所述压敏电阻212的另一端接地。

在本发明实施例中，参照图3，所述第一晶体管211包括：形成在所述透明基底10上的栅极层2111；覆盖所述栅极层2111的第一绝缘层2112；形成在所述第一绝缘层2112上的有源层2113，及图案化形成在所述有源层2113及所述第一绝缘层2112上的第一极2114和第二极2115；

在本发明实施例中，所述压敏电阻212包括：覆盖在所述第一晶体管211上的第二绝缘层2121；依次层叠覆盖在所述第二绝缘层2121上的第一电极层2122、压阻层2123、第二电极层2124和封装层2125；其中，所述第一电极层2122通过形成在所述第二绝缘层2121上的通孔21211与所述第一晶体管211的第二极2115电连接。

在本发明实施例中，参照图1和图3，第一晶体管的第一极为源极或漏极，当第一极为源极时，第二极为漏极，当第一极为漏极时，第二极为源极。

在本发明实施例中，探测信号线DL通过检测检测区域20的电流ls，来获得检测区域的压力检测信号，当控制信号线GL导通是，具体的，对应每个检测区域的电流ls的计算方式如式1)：

1)ls＝Vs/R+(Vs-Vg)/Rsg≈Vb/R；

其中，Vg为控制极(栅极)电压；Vs为第一极电压；Vd为第二极电压；Vb为第一电极层2122的电压；Vt为第二电极层2124的电压，其中第二电极层2124接地，Vt为0；R为压敏电阻；Rsg为第一极和第二极(源栅极)电阻。

由式1)可知，当压敏电阻降低时，电流ls增大。

在本发明实施例中，当压力增大时，压阻层变薄，压敏电阻降低，电流ls增大。

在本发明实施例中，透明基底10的材料包括：玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；厚度为：50μm-1000μm；栅极层2111的材料为铝、钼、铜或其合金中的一种，厚度为1000埃-5000埃；第一绝缘层2112的材料为硅的氧化物，厚度为1000埃-8000埃；第一极和第二极的材料为铝、钼、铜或其合金中的一种，厚度为500埃-5000埃；有源层2113的材料为硅，优选多晶硅，厚度为500埃-6000埃；第二绝缘层2121的材料为硅的氧化物或有机树脂，厚度为2000埃-20000埃；通孔21211的材料为铝、钼、铜或其合金中的一种；第一电极层2122的材料包括铜、铝、金或其合金、透明导电材料中的一种，厚度为1000埃-5000埃；第二电极层2124的材料包括铜、铝、金或其合金、透明导电材料中的一种，厚度为1000埃-5000埃；封装层2125的材料为柔软韧性的聚酰亚胺，厚度为5000埃-50000埃。

在本发明实施例中，所述第一电极层2122和所述第二电极层2124均为镂空型电极，所述镂空形电极填充在除所述第一晶体管211之外的检测区域。

在本发明实施例中，镂空型电极包括：“丰”字型电极，其中，镂空型电极能够提高检测的压力范围，减小与第一极和第二极的重叠面积，降低功耗。

在本发明实施例中，所述压阻层2123的材料包括：导电橡胶，量子材料，石墨烯复合膜、碳纳米管等、裂隙金属薄膜中的一种。

在本发明实施例中，所述通孔21211的直径包括：0.5μm-10μm。

在本发明实施例中，所述触控模块21在所述检测区域的占空比为：5％-70％。

在本发明实施例中，所述检测区域20的面积为：1μm²-500μm²。

在本发明实施例中，参照图4，提供一种显示面板，包括上述任意一项所述的压力检测装置，所述透明基底10上还设置有与控制信号线TGL(上述GL)一一对应且平行设置的扫描信号线DGL；所述扫描信号线DGL与所述探测信号线DL横纵交叉，形成矩阵式排布的多个像素区域；所述检测区域20内设置有像素单元22；所述像素单元22分别与相邻的扫描信号线DGL和相邻的探测信号线DL连接；

所述探测信号线DL，被配置为分时传输所述压力检测信号及显示数据信号。

在本发明实施例中，所述像素单元22包括：第二晶体管和电容器；所述第二晶体管的栅极与所述控制信号线TGL连接；所述第二晶体管的第一级与所述探测信号线DL连接；所述第二晶体管的第二级与所述电容器的一端连接；所述电容器的另一端接地。

在本发明实施例中，可以将像素单元和检测区域集成，节省显示面板的制备工艺，增加显示面板的集成性。

本发明第三方面提供一种显示装置，包括上述所述的显示面板。

通过本发明实施例提供的压力检测装置，包括：透明基底，设置在所述透明基底上的多行控制信号线和多列探测信号线，分别与所述控制信号线和所述探测信号线连接的控制检测模块，所述控制信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域；所述检测区域内设置有触控模块；所述触控模块与相邻的控制信号线和相邻的探测信号线连接；所述控制检测模块，被配置为向所述控制信号线输出控制信号；接收所述探测信号线输出的压力检测信号；并根据所述压力检测信号进行压力检测；所述触控模块，被配置为根据所述控制信号线输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过所述探测信号线输出。本发明实施例提供的压力检测装置能够在玻璃基材上进行大规模量产，并实现提高压力检测的精度和准确性的技术效果。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种压力检测装置、显示面板以及显示装置。进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种压力检测装置，其特征在于，包括：透明基底，设置在所述透明基底上的多行控制信号线和多列探测信号线，分别与所述控制信号线和所述探测信号线连接的控制检测模块，所述控制信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个检测区域；所述检测区域内设置有触控模块；所述触控模块与相邻的控制信号线和相邻的探测信号线连接；

所述控制检测模块，被配置为向所述控制信号线输出控制信号；接收所述探测信号线输出的压力检测信号；并根据所述压力检测信号进行压力检测；

所述触控模块，被配置为根据所述控制信号线输出的控制信号，进行压力检测，生成压力检测信号，并通过所述探测信号线输出；

所述触控模块包括第一晶体管和压敏电阻；所述第一晶体管的控制极与所述相邻的控制信号线连接；所述第一晶体管的第一极与所述相邻的探测信号线连接；所述第一晶体管的第二极与所述压敏电阻的一端连接；所述压敏电阻的另一端接地；

所述第一晶体管包括：

形成在所述透明基底上的栅极层；

覆盖所述栅极层的第一绝缘层；

形成在所述第一绝缘层上的有源层，及图案化形成在所述有源层及所述第一绝缘层上的第一极和第二极；

所述压敏电阻包括：

覆盖在所述第一晶体管上的第二绝缘层；

依次层叠覆盖在所述第二绝缘层上的第一电极层、压阻层、第二电极层和封装层；

其中，所述第一电极层通过形成在所述第二绝缘层上的通孔与所述第一晶体管的第二极电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层均为镂空型电极，所述镂空型 电极填充在除所述第一晶体管之外的检测区域。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压阻层的材料包括：导电橡胶，量子材料，石墨烯复合膜、碳纳米管、裂隙金属薄膜中的一种。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通孔的直径包括：0.5μm-10μm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触控模块在所述检测区域的占空比为：5％-70％。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测区域的面积为：1μm²-500μm²。

7.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的压力检测装置，所述透明基底上还设置有与控制信号线一一对应且平行设置的扫描信号线；所述扫描信号线与所述探测信号线横纵交叉，形成矩阵式排布的多个像素区域；所述检测区域内设置有像素单元；所述像素单元分别与相邻的扫描信号线和相邻的探测信号线连接；

所述探测信号线，被配置为分时传输所述压力检测信号及显示数据信号。

8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7所述的显示面板。

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