CN112130357B

CN112130357B - 显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置

Info

Publication number: CN112130357B
Application number: CN202011062169.1A
Authority: CN
Inventors: 赵剑; 李小和; 秦锋; 刘保玲
Original assignee: Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112130357A

Abstract

本发明公开了一种显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置，显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间设置有显示器件层、液晶电容、检测模块，液晶电容包括：设于第一基板且相互绝缘设置的第一导电电极、第二导电电极以及液晶层，液晶层的介电常数根据环境温度变化，第一导电层与第二导电层之间的电容值根据液晶层的介电常数确定，检测模块用于获取电容值。通过检测模块能够准确获取第一导电电极、第二导电电极之间的电容值，之后根据电容值和液晶层的介电常数之间的对应关系得出液晶层的介电常数，最后根据液晶层的介电常数确定液晶层的温度，直接测量第一基板和第二基板之间的液晶层温度，测量更加直接准确。

Description

显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置

技术领域

本发明属于电子产品技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置。

背景技术

对于液晶显示，在高温下有温度补偿的需求，在低温下有加热的需求。而在液晶显示面板上，通常额外采用热敏元件进行温度检测，热敏元件置于液晶盒外，无法准确的监控盒内温度。因低温主要影响盒内的液晶，薄膜晶体管等的相关特性，从而影响显示效果，故而更需要准确测量液晶盒内部的温度，且热敏元件需要另外贴合，结构复杂、成本高。

因此，亟需一种新的显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置。

发明内容

本发明实施例提供了一种显示面板、显示面板温度检测方法及显示装置，能够直接测量第一基板和第二基板之间的液晶层温度，测量更加直接准确。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有显示器件层、液晶电容、检测模块，所述液晶电容包括：设于所述第一基板且相互绝缘设置的第一导电电极、第二导电电极以及液晶层，所述液晶层的介电常数根据环境温度变化，所述第一导电层与所述第二导电层之间的电容值根据所述液晶层的介电常数确定，所述检测模块用于获取所述电容值。

第二方面，本发明实施例提供了一种显示面板温度检测方法，用于上述任一实施例中的显示面板，所述显示面板温度检测方法包括：获取所述液晶电容的所述第一导电层与所述第二导电层之间的电容值；根据所述电容值基于预存的对应关系获取所述液晶层的温度信息。

第三方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述任一实施例中的显示面板。

与相关技术相比，本发明实施例中的显示面板包括第一基板、第二基板以及第一基板和第二基板之间的显示器件层、液晶电容、检测模块，由于液晶层的介电常数根据环境温度变化，第一导电电极、第二导电电极之间的电容值根据液晶层的介电常数确定，因而通过检测模块能够准确获取第一导电电极、第二导电电极之间的电容值，之后根据电容值和液晶层的介电常数之间的对应关系得出液晶层的介电常数，最后根据液晶层的介电常数确定液晶层的温度，即液晶层所处环境的温度，和相关技术相比，不需要在第一基板和第二基板外部额外设置热敏元件，能够直接测量第一基板和第二基板之间的液晶层温度，测量更加直接准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅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是本发明一种实施例的显示面板的俯视图；

图2是图1中沿A-A方向一种实施例的剖视图；

图3是图1中沿A-A方向另一种实施例的剖视图；

图4是图1中沿A-A方向又一种实施例的剖视图；

图5是图1中沿A-A方向又一种实施例的剖视图；

图6是图1中沿A-A方向又一种实施例的剖视图；

图7是图1中沿A-A方向又一种实施例的剖视图；

图8是图1中沿A-A方向又一种实施例的剖视图；

图9是本发明实施例提供的一种显示面板温度检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。

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、物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、物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……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图9根据本发明实施例的显示面板100、显示面板100温度检测方法及显示装置进行详细描述。

请一并参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种显示面板100，包括相对设置的第一基板1和第二基板2，第一基板1和第二基板2之间设置有显示器件层4、液晶电容3、检测模块5，液晶电容3包括：设于第一基板1且相互绝缘设置的第一导电电极31、第二导电电极32以及液晶层，液晶层的介电常数根据环境温度变化，第一导电层与第二导电层之间的电容值根据液晶层的介电常数确定，检测模块5用于获取电容值。

本发明实施例中的显示面板100包括第一基板1、第二基板2以及第一基板1和第二基板2之间的显示器件层4、液晶电容3、检测模块5，由于液晶层的介电常数根据环境温度变化，第一导电电极31、第二导电电极32之间的电容值根据液晶层的介电常数确定，因而通过检测模块5能够准确获取第一导电电极31、第二导电电极32之间的电容值，之后根据电容值和液晶层的介电常数之间的对应关系得出液晶层的介电常数，最后根据液晶层的介电常数确定液晶层的温度，即液晶层所处环境的温度，和相关技术相比，不需要在第一基板1和第二基板2外部额外设置热敏元件，能够直接测量第一基板1和第二基板2之间的液晶层温度，测量更加直接准确。

需要说明的是，第二基板2具体可以为彩色滤光基板，通过设置红、绿、蓝三种颜色的色阻来实现显示面板100的彩色显示，第一基板1具体可以为衬底层，显示器件层4层叠于第一基板1靠近第二基板2的一侧，显示器件层4包括多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括源极和漏极，各个第一像素电极分别与各个薄膜晶体管的漏极和第一导电电极31、第二导电电极32中的一者连接。

具体的，薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极和半导体层，栅极与扫描线电连接，源极与数据线电连接，漏极与第一导电电极31、第二导电电极32中的一者连接电连接，从而使得显示面板100工作时，可以通过扫描线控制各薄膜晶体管的导通和截止，并在薄膜晶体管导通时，将数据线上的驱动信号传输给第一导电电极31或第二导电电极32，以实现各个显示面板100的正常显示。

可以理解的是，检测模块5是用于检测第一导电电极31、第二导电电极32之间的电容的功能模块，具体可以采用电容检测电路、检测芯片等能够准确检测电容的模块。

在一些可选的实施例中，还包括控制单元，控制单元分别与各个第一导电电极31或第二导电电极32中的至少一者电连接，以向各个第一导电电极31或第二导电电极32发送电压信号，检测模块5所应用的电容侦测原理如下：

第一导电电极31接固定电位，控制单元向第二导电电极32提供脉冲电压信号，实现电荷充电，充电完成后，通过控制单元测量电荷量Q，且电压V是设定已知的，故可以根据公式C＝Q/V，得出第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容C₁。

由于第一导电电极31、第二导电电极32一同设置于第一基板1上，因而第一导电电极31、第二导电电极32之间所形成的电场为横向电场，对于横向电场，其液晶层的电容值和液晶层的介电常数之间不符合线性的公式，因而可以通过建立数据库比对的方式，即通过实验记录液晶分子的电容值和液晶层的介电常数之间的对应关系，

在一些可选的实施例中，第一导电电极31和第二导电电极32沿显示面板100的出光方向依次层叠于显示器件层4上，且第一导电电极31和第二导电电极32之间设有绝缘层33，即边缘场开关(FFS，Fringe Filed Switching)的结构形式。

液晶层可以位于第一导电电极31背离第二导电电极32的一侧，通过上述设置，使得液晶电容3采用横向电场布局。当显示面板100置于待检测环境中时，液晶层的介电常数同样会根据环境温度变化，通过检测第二导电电极32与液晶层形成的液晶电容3的电容值能够获取液晶层在该环境中的介电常数，利用液晶层的介电常数与温度之间的对应关系即可获取该环境的温度，实现测温需求。

在上述实施例中，由于在第一导电电极31和第二导电电极32之间设有绝缘层33，因而为得到液晶层的电容值，需要将检测模块5所测得的第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容值减去绝缘层33的电容值，即C₃＝C₁-C₂，其中，C₁为检测模块5所测得的第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容值，C₂为绝缘层33的电容值，C₃为液晶层的电容值。

具体的，绝缘层33的电容值C₂可以通过下式计算得到：

其中，ε₀为真空介质常数，ε_P为绝缘层33的相对介电常数，S为第一导电电极31和第二导电电极32之间的相对面积，d为绝缘层33厚度。

之后根据液晶层的电容值C₃和液晶层的介电常数之间的对应关系得到液晶层在该环境中的介电常数，最后利用液晶层的介电常数与温度之间的对应关系即可获取该环境的温度，实现测温需求。

请参阅图3，为了实现显示面板100的正常显示，在一些可选的实施例中，显示面板100还包括设于第一基板1的公共电极层311以及像素电极层321，第一导电电极31和第二导电电极32中的一者与公共电极层311同层设置，另一者与像素电极层321同层设置。

其中，第一导电电极31和第二导电电极32中的一者与公共电极层311同层设置，另一者与像素电极层321同层设置，具体是指，第一导电电极31和第二导电电极32可以分别作为公共电极层311和像素电极层321，当通过设置液晶层进行显示时，第一导电电极31和第二导电电极32之间形成驱动液晶层扭转的电场。其中，第二导电电极32上设置有至少一条狭缝，以与第一导电电极31形成横向电场，从而以面内转换(IPS，In Plane Switching)方式或者边缘场开关(FFS，Fringe Filed Switching)方式驱动液晶层扭转。

请参阅图4，可选的，显示面板100还包括触控层312，且公共电极层311复用为触控层312。第一导电电极31和第二导电电极32中的一者与触控层312同层设置，另一者与像素电极层321同层设置。

当第一导电电极31作为公共电极层311时，能够复用为触控层312，具体的，公共电极层311复用为触控层312，显示面板100处于显示阶段，各公共电极层311被输入公共电压；显示面板100处于触控阶段，上述公共电极层311被输入触控驱动电压，也即被用作触控层312，分时复用为公共电极层311和触控层312，以实现显示面板100的显示与触控功能。同时，第二导电电极32作为像素电极层321，和第一导电电极31相配合，保证显示面板100正常显示。

请参阅图5，在一些可选的实施例中，触控层312包括触控感应层3122和触控驱动层3121，公共电极层311复用为触控驱动层3121，触控感应层3122设于第二基板2的靠近第一基板1的一侧。具体的，触控感应层3122设置于第二基板2，且与触控驱动层3121相对设置，触控感应层3122和触控驱动层3121之间的寄生电容较小，触控效果好。

请参阅图7，液晶电容3还包括配向层34，配向层34与液晶层相接触，第一导电电极31和第二导电电极32中靠近第二基板2的一者设置有配向层34。

当第一导电电极31和第二导电电极32沿显示面板100的出光方向依次层叠于显示器件层4上时，可以使得第一导电电极31上面向液晶层的一侧设置配向层34，以更好的对液晶层的液晶分子配向，提高显示面板100的响应速度。可选地，其常用聚酰亚胺材料。具体的，配向层34具有锚定功能，可以让第一基板1和第二基板2之间注入液晶层后，液晶分子会变得有序化，同时可以使液晶分子形成一定角度的预倾角，提高液晶分子的偏转效率。

请参阅图6，可以理解的是，当液晶电容3采用横向电场的布局时，第一导电电极31和第二导电电极32不限于分层设置，在有些实施例中，也可以使得第一导电电极31和第二导电电极32同层设置。

第一导电电极31和第二导电电极32同层设置，且第一导电电极31和第二导电电极32交替分布，即面内转换(IPS，In Plane Switching)的结构形式。

液晶层位于第一导电电极31以及第二导电电极32的一侧。可选地，第一导电电极31以及第二导电电极32可以均为条状结构并沿同一方向间隔且交替分布。第一导电电极31、第二导电电极32与液晶层之间同样能够形成液晶电容3，以实现温度检测需求，同时，液晶电容3包括多个检测模块5，能够实现多点测试需求。

需要说明的是，相比于上述边缘场开关(FFS，Fringe Filed Switching)的形式，在本实施例中，第一导电电极31和第二导电电极32同层设置，之间没有设置有绝缘层33，因而，检测模块5所测得的第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容值C₁等于液晶层的电容值C₃，无需再次计算。

作为一种可选地实施方式，当第一导电电极31和第二导电电极32同层设置时，显示面板100同样可以包括配向层34，配向层34可以为两层，第一导电电极31、第二导电电极32以及液晶电容3也可以位于两层配向层34之间。

请参阅图8，在一些可选的实施例中，在第二基板2背离第一基板1的一侧上设有信号屏蔽层6，信号屏蔽层6在第一基板1上的正投影覆盖第一导电电极31和第二导电电极32在第一基板1上的正投影。

通过设置信号屏蔽层6，能够屏蔽外界信号，避免由于外界信号干扰造成的检测数据误差，保证所测环境温度的准确性。

可选地，信号屏蔽层6可以为透明导电层，一般选择为ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)或IZO(Indium zinc oxide，氧化铟锌)等透明导电层。也可以为金属网格结构，只要不影响显示面板100的透光性，保证显示面板100正常显示即可。信号屏蔽层6与液晶电容3之间绝缘设置。可选地，信号屏蔽层6可以接固定电位，以有效的屏蔽外界干扰信号。可选地，根据测试需要，第一导电电极31可以为一整层金属层结构。信号屏蔽层6可以是单独设置的层结构，也可以是与显示面板100的其他金属层结构同层设置，只要能够满足对外界干扰信号的屏蔽需求均可。

请参阅图9，本发明实施例还提供了一种显示面板100温度检测方法，用于上述任一实施例中的显示面板100，显示面板100温度检测方法包括：

S110：获取液晶电容3的第一导电层与第二导电层之间的电容值；

S120：根据电容值基于预存的对应关系获取液晶层的温度信息。

在步骤110中，具体通过检测模块5获取第一导电层与第二导电层之间的电容值，且当显示面板100的第一导电电极31和第二导电电极32之间异层设置，且设有绝缘层33，即采用边缘场开关(FFS，Fringe Filed Switching)的结构形式时，还需要将检测模块5所测得的第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容值减去绝缘层33的电容值以得到液晶层的电容值。

同理，当显示面板100的第一导电电极31和第二导电电极32之间同层设置，即面内转换(IPS，In Plane Switching)的结构形式时，检测模块5所测得的第一导电电极31和第二导电电极32之间的电容值等于液晶层的电容值，无需再次计算。

在步骤120中，根据电容值基于预存的对应关系获取液晶层的温度信息，具体的，需要先根据液晶层的电容值基于预存的电容值和液晶层的相对介电常数对应关系得到液晶电容3的液晶层的相对介电常数，并根据预存的液晶材料的相对介电常数与温度的对应关系得到温度信息。

为了避免温度检测影响显示面板100的正常工作，在一些可选的实施例中，当显示面板100处于显示阶段时，向第一导电电极31与第二导电电极32输入显示信号；当显示面板100处于触控阶段时，向第一导电电极31与第二导电电极32输入触控信号；当显示面板100处于温度检测阶段时，向第一导电电极31与第二导电电极32输入温度检测信号。

具体是指，显示面板100分时实现显示、触控以及温度检测功能，例如，显示面板100的显示一帧的时间设置为12ms，分别选取其中的4ms作为显示阶段、显示面板100和温度检测阶段，当然也可以根据显示面板100的处理能力适当的调整三者的时长，在此不做具体限定。

本发明实施例提供的一种显示面板100温度检测方法通过准确获取第一导电电极31、第二导电电极32之间的电容值，之后根据电容值和液晶层的介电常数之间的对应关系得出液晶层的介电常数，最后根据液晶层的介电常数确定液晶层的温度，液晶层所处环境的温度，和相关技术相比，不需要在第一基板1和第二基板2外部额外设置热敏元件，能够直接测量第一基板1和第二基板2之间的液晶层温度，测量更加直接准确，以便根据检测温度对显示面板100的设计进行改进或者设置降温补救措施等，更好地满足人机交互的需求，提高用户体验。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任一实施例中的显示面板100。

以上，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

Claims

1.一种显示面板，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有显示器件层、液晶电容、检测模块，所述液晶电容包括：

设于所述第一基板且相互绝缘设置的第一导电电极、第二导电电极以及液晶层，所述液晶层的介电常数根据环境温度变化，所述第一导电电极与所述第二导电电极之间的电容值根据所述液晶层的介电常数确定，所述检测模块用于获取所述电容值；

所述第一导电电极和所述第二导电电极沿所述显示面板的出光方向层叠于所述显示器件层上，且所述第一导电电极和所述第二导电电极之间设有绝缘层；或者所述第一导电电极和所述第二导电电极同层设置，且所述第一导电电极和所述第二导电电极交替分布。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括设于所述第一基板的公共电极层以及像素电极层，当所述第一导电电极和所述第二导电电极沿所述显示面板的出光方向层叠于所述显示器件层上，且所述第一导电电极和所述第二导电电极之间设有绝缘层时，所述第一导电电极和所述第二导电电极中的一者与所述公共电极层同层设置，另一者与所述像素电极层同层设置。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，还包括触控层，且所述公共电极层复用为所述触控层，所述第一导电电极和所述第二导电电极中的一者与所述触控层同层设置，另一者与所述像素电极层同层设置。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述触控层包括触控感应层和触控驱动层，所述公共电极层复用为所述触控驱动层，所述触控感应层设于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧。

5.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述液晶电容还包括配向层，所述配向层与所述液晶层相接触，所述第一导电电极和所述第二导电电极中靠近所述第二基板的一者设置有所述配向层。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，在所述第二基板背离所述第一基板的一侧上设有信号屏蔽层，所述信号屏蔽层在所述第一基板上的正投影覆盖所述第一导电电极和第二导电电极在所述第一基板上的正投影。

7.一种显示面板温度检测方法，其特征在于，用于权利要求1至6任一项所述的显示面板，所述显示面板温度检测方法包括：

获取所述液晶电容的所述第一导电电极与所述第二导电电极之间的电容值；

根据所述电容值基于预存的对应关系获取所述液晶层的温度信息。

8.根据权利要求7所述的显示面板温度检测方法，其特征在于，所述根据所述电容值基于预存的对应关系获取所述液晶层的温度信息包括：

根据所述电容值基于预存的电容值和液晶层的相对介电常数对应关系得到所述液晶电容的液晶层的相对介电常数，并根据预存的液晶材料的相对介电常数与温度的对应关系得到所述温度信息。

9.根据权利要求7所述的显示面板温度检测方法，其特征在于，当所述显示面板处于显示阶段时，向所述第一导电电极与所述第二导电电极输入显示信号；

当所述显示面板处于触控阶段时，向所述第一导电电极与所述第二导电电极输入触控信号；

当所述显示面板处于温度检测阶段时，向所述第一导电电极与所述第二导电电极输入温度检测信号。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的显示面板。