CN110133884B - 显示面板、驱动电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种显示面板、驱动电路及显示装置，包括：第一基板、第二基板及公共电极层，第二基板靠近显示面板表面，第二基板上设有电感及电容极板，每个电容极板与公共电极层组合形成电容，每个电容与每个电感一一对应构成LC振荡器，使得LC振荡器充电后，对接触电容对应位置的显示面板的用户触觉感知组织放电。本申请实施例在显示面板上显示物体时，通过对该LC振荡器进行连续充电，使得用户触觉感知组织与显示面板上电容对应位置接触时，由于LC振荡器的电容对用户触觉感知组织放电，使得用户产生触觉反馈，完成触觉反馈与屏幕显示物体连续映射的关系，实现了触觉反馈装置与显示屏的融合，提高了交互体验，降低了设备体积。

Description

显示面板、驱动电路及显示装置
技术领域
本发明一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、驱动电路及显示装置。
背景技术
虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的实用交互技术，在生成培训、医疗训练、生活娱乐等领域的应用越来越广泛。为了使得虚拟场景更加逼真，让用户实时感知到所视虚拟再现物体的形状和纹理等触觉信息，加入了利用形变、静电力、振动、电刺激及电压等方式产生具有真实感的触觉反馈技术。
目前，具有触觉反馈的设备中，通常利用安装在内部的触觉反馈装置，根据用户手指位置，渲染算法与生成算法利用提取显示交互界面的图像纹理，与手的交互模型进行映射得到驱动信号，为用户提供对应显示物体的有效触觉激励。
对于上述安装在设备内部的独立设置的触觉反馈装置，使得设备体积大，且为了达到逼真的触觉反应，需要与之匹配的复杂硬件及算法，导致成本增高。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示面板、驱动算法及显示装置，以实现触觉反馈装置与显示面板的融合。
第一方面，提供一种显示面板，包括：
第一基板、第二基板及该第一基板与该第二基板之间的公共电极层，该第二基板靠近显示面板表面，该第二基板上设有多个电感及电容极板，每个该电容极板与该公共电极层组合形成电容，每个该电容与每个该电感一一对应构成LC振荡器，使得该LC振荡器充电后，对接触该电容对应位置的该显示面板的用户触觉感知组织放电。
在另一实施例中，该第二基板包括像素层及绝缘层，该像素层靠近该公共电极层，该电容极板设置在所述绝缘层，该电感设置在所述像素层。
在另一实施例中，该像素层中的每个像素点对应设置有一个该LC振荡器。
在另一实施例中，该LC振荡器由该显示面板的像素电压进行驱动。
在另一实施例中，该LC振荡器由设置在该第一基板上的触觉反馈电路来驱动。
在另一实施例中，该第一基板包括依次设置的背光板、偏光片、阵列基板、设置在该阵列基板与该公共电极层之间的液晶层。
在另一实施例中，该第一基板包括偏光片、阵列基板及该公共电极层，其中，该像素层为电致发光层。
第二方面，本申请实施例提供一种显示面板的驱动电路，用于驱动如第一方面所述的显示面板，像素电路，该像素电路中的晶体管的栅极连接有LC振荡器，该像素电路中的像素电压对该LC振荡器进行驱动，使得该LC振荡器中的充电电容对接触显示面板的用户触觉感知组织放电。
第三方面，本申请实施例提供一种显示面板的驱动电路，用于驱动如第一方面所述的显示面板，像素电路及触觉反馈电路，该触觉反馈电路中的触觉电压驱动该LC振荡器，使得该LC振荡器中的充电电容对接触显示面板的用户触觉感知组织放电。
第四方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括如第一方面所述的显示面板。
综上所述，本申请实施例提供的一种显示面板、驱动电路及显示装置，通过在靠近显示面板表面的第二基板设置电容极板及电感，使得其与第一基板表面的ITO层组合形成电容，并使得每个电容与电感对应形成LC振荡器，从而可以在显示面板上显示物体时，通过对该LC振荡器进行连续充电，使得用户触觉感知组织与显示面板上电容对应位置接触时，由于LC振荡器的电容对用户触觉感知组织放电，使得用户产生触觉反馈，完成了触觉反馈与屏幕显示物体连续映射的关系，实现了触觉反馈装置与显示屏的融合，提高了用户交互体验，降低了设备体积。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例的触觉反馈原理示意图；
图2为本申请的触觉像素与显示面板融合的结构示意图；
图3为本申请实施例的显示面板的结构示意图；
图4为本申请又一实施例的显示面板的结构示意图
图5为本申请又一实施例的显示面板的结构示意图；
图6为本申请又一实施例的显示面板的结构示意图；
图7为本申请实施例的驱动电路的原理示意图；
图8为本申请又一实施例的驱动电路的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
可以理解，本申请实施例中的触觉反馈基于电刺激实现，如图1所示，在指定空间生成实时的精确的电刺激信号，使得用户的细胞产生触幻觉，实现对显示物体的触觉特征再现。
本申请实施实例，为了实现电流的传递，以产生电刺激信号，需要实现电荷的存储与释放，本申请利用了LC振荡器的方法来存储电荷。即为了减少设备的体积，降低算计复杂度及成本，利用上述静电刺激的触觉反馈原理，实现触觉装置与屏幕的融合，通过在靠近显示面板的表面，设置LC振荡器，当用户触觉感知组织(如手指)滑过屏幕表面时，LC振荡器的参数发生变化，电荷以交变电流的方式释放到手指完成电刺激触觉反馈的过程，使得用户手指的感知细胞感知到与现实面板当前场景对应的触觉。
还可以理解，本申请实施例中的显示面板可以为液晶显示屏(Liquid CrystalDisplay，LCD)，也可以为有机电致发光显示屏(Organic Light Emitting Diode，OLED)，即本申请实施例中的由LC振荡器的触觉反馈点可以用于LCD，也可用于OLED。
为了便于理解和说明，下面通过图1至图8详细阐述本申请实施例提供的显示面板、驱动方法及显示装置。
如图3所示为本申请实施例提供的显示面板的结构示意图，如图2所示，该显示面板包括：
第一基板、第二基板及该第一基板与该第二基板之间的公共电极层，该第二基板靠近显示面板表面，该第二基板上设有多个电感及电容极板，每个该电容极板与该公共电极层组合形成电容，每个该电容与每个该电感一一对应构成LC振荡器，使得该LC振荡器充电后，对接触该电容对应位置的该显示面板的用户触觉感知组织放电。
具体的，本申请实施例为实现触觉装置与显示屏的融合，将其提升到显示面板的表面。具体可以在靠近显示面板顶部的基板(即第一基板)中设置多个电容极板及电感，使得电容极板与公共电极层形成电容结构，且每个电容与电感一一对应构成LC振荡器，从而可以在显示面板表面位置形成触觉反馈点。可以理解，为了调节电容与电感参数，使得两者达到更好的振荡，可以在电容与电感之间设置有电阻。上述构建的LC振荡器能够在屏幕上存储电荷形成量化交变电荷矩阵，构成触觉像素点，当如手指等触觉感知组织经过像素点时，LC结构释放电荷，在手指无毛发皮肤表面形成微电流，对手指的触觉细胞进行定量刺激，形成与显示像素点对应的触觉反馈。
优选的，如图4所示，本申请实施例提供的显示面板，第二基板可以包括像素层及绝缘层，且使得像素层靠近公共电极层。则可以将多个电容极板设置在靠近显示面板顶部的绝缘层中，使得其与基板表面的TIO层共同形成电容的两个基板，而处于两个基板之间的像素层作为电容的介质层。同时，在绝缘层下方的像素层中或者在绝缘层中设置多个电感，使得每个电容与电感一一对应构成LC振荡器，从而可以在显示面板表面位置形成触觉反馈点。
可以理解，本申请实施例中，为了更好的实现对接触显示屏的用户手指产生电刺激，将传统的显示面板中的ITO层移动到像素层下方，即利用基板表面的ITO层与靠近显示面板表面的电容极板形成电容，对储能的LC振荡器进行电磁环境屏蔽，在没有外部电场影响电路时，触觉像素点保持振荡，电荷处于存储状态。当手指接触像素点表面时，由于电容极板与ITO层的距离较远，手指与电容极板的距离较近，则使得电容特性发生改变，即使得电荷经过介质层，从电容极板上释放，并注入手指表面皮肤，刺激触觉感受细胞形成触觉反馈。通过反复充放电过程，对手指输出持续变化电荷量，完成触觉反馈与屏幕显示物体的连续映射关系。另外，在整个电荷释放过程，由于中间有绝缘的介质层隔绝，避免手指在操作过程中对导电层的磨损。
可选的，如图2所示，上述触觉反馈点的设置，可以与显示面板的像素点对应设置，即每个像素点对应设置一个触觉反馈点，从而实现多触点反馈的显示屏幕系统。例如，在像素层中的每个像素点设置有一个电感，在绝缘层中对应电感，设有一个电容，形成每个像素点的LC振荡器。
如图5所示为本申请又一实施例的显示面板的结构示意图。如图4所示，对LCD显示屏与触觉反馈点进行了融合：
具体包括背光板、偏光片(POL)、阵列(array)基板、液晶层、公共电极层(ITO)、像素层、绝缘层。像素层中每个像素点对应的处设置有电感，绝缘层中与每个电感对应的设置有电容极板，使得电容极板与ITO层构成电容，且像素层中的电感与电容对应形成一个LC振荡器，即在靠近显示面板表面形成一个触觉反馈点。则当LC振荡器中存储有电荷时，用户手指经过触觉反馈点(电容极板对应的位置)，在振荡电路中的电容特性发生变化，电容内的交变电流经过显示面板的介质层，释放到用户皮肤内，刺激用户触觉细胞产生触觉反馈。
如图6所示为本申请又一实施例的显示面板的结构示意图。如图2所示，对OLED显示屏与触觉反馈点进行了融合
具体包括偏光片(如PL)、阵列基板、公共电极层(ITO)、像素层、绝缘层，该像素层可以为电致发光层。像素层中每个像素点对应的处设置有电感，绝缘层中与每个电感对应的设置有电容极板，使得像素层中的电感与绝缘层中的电容对应形成一个LC振荡器，即在靠近显示面板表面形成一个触觉反馈点。则当LC振荡器中存储有电荷时，用户手指经过触觉反馈点(电容对应的位置)，在振荡电路中的电容特性发生变化，电容内的交变电流经过显示面板的介质层(如设置在玻璃板上的介质层)，释放到用户皮肤内，刺激用户触觉细胞产生触觉反馈
优选的，本申请实施通过在显示面板中设置LC振荡器以存储电荷，对接触的用户手指产生电刺激，实现触觉反馈。在对LC振荡器进行驱动时，本申请实施例可以采用像素电压来驱动，或者，还可以额外设置驱动电路进行驱动。
例如，图7所示为利用像素电压驱动的电路原理图，如图所示，像素电路中的晶体管的栅极连接有LC振荡器，即可以将每个像素驱动点引出，将触觉反馈的栅极通过二极管与像素电路的晶体管的栅极连通，且该二极管由像素晶体管向触觉反馈的栅极导通，在触觉反馈部分，电感与电容构成LC振荡器。
该驱动方式下，当像素电路中的栅极电压开启晶体管(T1、T2及T3)，同时打开晶体管T4，使晶体管处于饱和状态后，根据待显示图像帧的数据信号，每个像素子单元的像素电压将逐渐作用于像素晶体管，使得像素晶体管进行放电。此时，每个像素子单元的像素电压通过二极管，对LC振荡器进行充电。
可以理解，由于每个像素单元的像素电压表示了显示屏上显示的图像帧的物体属性，相应的，也决定了对LC振荡器充电的时长，即实现了根据触觉反馈力的自适应调节。
充电完成后，振荡器存储电荷成为触觉反馈点，当手指经过屏幕时，电荷释放进行触觉反馈，当下一帧开始前，利用Reset将电荷清空，放入下一次对应像素点的电荷量，循环完成触觉像素点的刷新。
图8所示为借助单独的驱动电路进行驱动LC振荡器的驱动电路原理示意图。
在该驱动方式下，显示面板的驱动电路包括像素电路和触觉反馈电路，触觉反馈电路中的触觉电压驱动LC振荡器，使得LC振荡器中的充电电容对接触显示面板的用户触觉感知组织放电。该触觉反馈电路可以包括多行多列的LC振荡器的阵列形式。
可以理解，在该驱动方式下，可以通过触觉反馈力与电刺激的关系，计算得到每个显示物体与LC振荡器充电时长及大小关系，精确实现每个触觉像素点的控制。
另一方面，本申请实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中的显示面板。
综上所述，本申请实施例提供的显示面板、驱动电路及显示装置，通过在靠近显示面板表面的第二基板设置电容极板及电感，使得其与第一基板表面的ITO层组合形成电容，并使得每个电容与电感对应形成LC振荡器，从而可以在显示面板上显示物体时，通过对该LC振荡器进行连续充电，使得用户触觉感知组织与显示面板上电容对应位置接触时，由于LC振荡器的电容对用户触觉感知组织放电，使得用户产生触觉反馈，完成了触觉反馈与屏幕显示物体连续映射的关系，实现了触觉反馈装置与显示屏的融合，降低了设备体积及成本。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：第一基板、第二基板及所述第一基板与所述第二基板之间的公共电极层，所述第二基板靠近显示面板表面，所述第二基板上设有多个电感及电容极板，每个所述电容极板与所述公共电极层组合形成电容，每个所述电容与每个所述电感一一对应构成LC振荡器，使得所述LC振荡器充电后，对接触所述电容对应位置的所述显示面板的用户触觉感知组织放电。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二基板包括像素层及绝缘层，所述像素层靠近所述公共电极层，所述电容极板设置在所述绝缘层，所述电感设置在所述像素层。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述像素层中的每个像素点对应设置有一个所述LC振荡器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述LC振荡器由所述显示面板的像素电压进行驱动。
5.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述LC振荡器由设置在所述第一基板上的触觉反馈电路来驱动。
6.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板包括依次设置的背光板、偏光片、阵列基板、设置在所述阵列基板与所述公共电极层之间的液晶层。
7.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板包括偏光片、阵列基板及所述公共电极层，其中，所述像素层为电致发光层。
8.一种显示面板的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路用于驱动如权利要求1-7任一项所述的显示面板，所述驱动电路包括：
像素电路，所述像素电路中的晶体管的栅极连接有LC振荡器，所述像素电路中的像素电压对所述LC振荡器进行驱动，使得所述LC振荡器中的充电电容对接触显示面板的用户触觉感知组织放电。
9.一种显示面板的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路用于驱动如权利要求1-7任一项所述的显示面板，所述驱动电路包括：
像素电路及触觉反馈电路，所述触觉反馈电路中的触觉电压驱动LC振荡器，使得所述LC振荡器中的充电电容对接触显示面板的用户触觉感知组织放电。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的显示面板。
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