JP2019021292A

JP2019021292A - 表示装置

Info

Publication number: JP2019021292A
Application number: JP2018043825A
Authority: JP
Inventors: 峰盧; Feng Lu; 芳賀　浩史; Hiroshi Haga; 浩史芳賀
Original assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2038-03-12
Also published as: CN107193427A; US10599220B2; JP6715275B2; CN107193427B; US20190025922A1

Abstract

【課題】圧力センサが圧力を検出する精度を向上させることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、表示パネル１を備える。表示パネルは、表示領域と表示領域を囲む周辺領域とを含む。表示装置は、周辺領域内に複数の圧力センサが設置され、少なくとも１つの振動装置２をさらに備える。振動装置は、表示パネルを振動させ、表示パネルにおける応力の蓄積を解消する。【選択図】図３

Description

本発明は表示技術分野に関し、特に表示装置を関する。

タッチ制御機能を有する表示パネルが、携帯電話、タブレットＰＣ、公共の場所に設置された情報照会デバイスなどの各種の表示装置に広く応用されている。ユーザが指で表示パネル上の標識を押圧するだけで、当該表示装置を操作することができ、ユーザが他の入力デバイス（例えば、キーボードとマウスなど）を使用する必要がなくなり、ヒューマンコンピュータインタラクションが簡単になる。

ユーザの需要を満たすために、通常、表示パネルにユーザが表示パネルを押圧する圧力の大きさを検出するための圧力センサが設けられ、これにより、表示パネルがタッチ位置情報を収集することができるのみならず、圧力の大きさを収集することもでき、タッチ技術の応用範囲が広くなる。

表示パネルは構造が複雑であり、多くのフィルム層を備え、押圧されるとき、フィルム層に弾性変形と非弾性変形が生じる。ここで、非弾性変形がフィルム層に残存し、回復できないため、表示パネルに応力の蓄積が発生する。これによって、圧力センサの所在する位置に応力がかからない場合でも、圧力センサには依然としてある程度の変形があり、圧力センサのベースラインがドリフトし、圧力センサが圧力を検出する精度に影響を与える。

本発明の実施例により、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させることが可能な表示装置が提供される。

本発明の実施例により、表示装置が提供され、前記表示装置が表示パネルを備え、前記表示パネルが表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域を含み、前記周辺領域内に複数の圧力センサが設けられ、前記表示装置が少なくとも１つの振動装置をさらに備え、前記振動装置が前記表示パネルを振動させ、前記表示パネルにおける応力の蓄積を解消する。

本発明の実施例により、表示装置が提供され、当該表示装置が表示パネルを備え、前記表示パネルが表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域を含み、前記周辺領域内に複数の圧力センサが設けられ、前記表示装置が少なくとも１つの振動装置をさらに備え、前記振動装置が表示パネルを振動させ、前記表示パネルにおける応力の蓄積を解消することができる。これにより、表示パネルが備える各フィルム層の非弾性変形が回復し、圧力センサの所在する位置に応力がかからない場合、圧力センサに変形が発生せず、圧力センサのベースラインがドリフトすることを効果的に防止することができ、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させる効果を奏する。

本発明の実施例または従来技術における技術案をより明瞭に説明するために、実施例または従来技術の記述に必要な図面を以下で簡単に説明する。後述する図面は、本発明の幾つかの実施例に係るものである。当業者であれば、創造的労力を要しない前提で、これらの図面から他の図面を得ることができる。
本発明の実施例に係る表示装置を示す模式図である。本発明の実施例に係る表示パネルを示す模式図である。本発明の実施例に係る図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示す模式図である。本発明の実施例に係る図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示す他の模式図である。本発明の実施例に係る図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示すさらに他の模式図である。従来技術において、同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧するとき、圧力センサの出力信号を示す模式図である。本発明の実施例において、同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧するとき、圧力センサの出力信号を示す模式図である。本発明の実施例において、表示パネルに同じ大きさの圧力を２回かけるときに、圧力センサの出力信号を示す模式図である。本発明の実施例に係る図２に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す模式図である。本発明の実施例に係る表示装置を示す他の模式図である。本発明の実施例に係る表示装置を示すさらに他の模式図である。本発明の実施例に係る表示装置を示すさらに他の模式図である本発明の実施例に係る圧力センサの構造模式図である。本発明の実施例に係る圧力センサの他の構造模式図である。本発明の実施例に係る圧力センサのさらに他の構造模式図である。本発明の実施例に係る圧力センサの接続模式図である。

本発明の実施例の目的、解決手段及びメリットをより明瞭にするために、以下では、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における解決手段について説明する。明らかに、説明する実施例は、本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づき、創造的労力を要しない前提で得たすべての他の実施例はいずれも本発明の保護範囲に含まれる。

なお、矛盾しない場合、本発明の実施例にかかる各特徴を互いに組み合わせてもよい。以下では、図面を参照しながら、実施例に合わせて本発明を詳しく説明する。

本発明の実施例により、表示装置が提供される。図１は本発明の実施例にかかる表示装置を示す模式図であり、図２は本発明の実施例にかかる表示パネルを示す模式図であり、図３〜図５は本発明の実施例にかかる図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示す模式図１〜３である。表示装置１００が表示パネル１を備え、表示パネル１が表示領域ＡＡと表示領域ＡＡを囲む周辺領域ＮＡとを含み、周辺領域ＮＡ内に複数の圧力センサ１０が設けられる。表示装置１００が少なくとも１つの振動装置２をさらに備える。振動装置２は、表示パネル１を振動させるためのものであり、表示パネル１における応力の蓄積を解消する。本発明の実施例にかかる表示装置１００が、例えばスマートフォン、ウェアラブルスマートウォッチ、スマートメガネ、タブレットＰＣ、テレビ、ディスプレー、ラップトップＰＣ、デジタルフォトフレーム、ナビゲータ、車載表示装置、電子書籍などのいずれかの表示機能を有する製品又は部材であってもよい。

ここで、圧力センサ１０が圧力の大きさを検出する原理は以下のとおりである。表示パネル１にある位置に圧力がかかるとき、圧力センサ１０のある位置に当該圧力による応力が存在し、当該応力によって、圧力センサ１０に変形が生じる。これにより、圧力センサ１０の抵抗が変わり、圧力センサ１０の出力値が変わり、この変化に基づき、表示パネル１にかかる圧力の大きさを計算して得ることができる。圧力センサ１０に応力がかからないとき、圧力センサ１０の出力値が圧力センサ１０のベースライン（ｂａｓｅｌｉｎｅ）であり、上記圧力センサ１０の出力値の変化量は、圧力センサ１０に応力がかからないとき、対応する出力値とベースラインとの差分値である。上述した説明によりわかるように、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすると、圧力センサ１０に応力がかかるとき、即ち、表示パネル１に圧力がかかるとき、計算して得た圧力の大きさが正確ではないため、圧力センサ１０が圧力を検出する精度が高くない。圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを引き起こす主な原因は、以下のとおりである。即ち、表示パネル１の構造が複雑であり、それが多くのフィルム層を備え、押圧を受けたとき、フィルム層に弾性変形と非弾性変形が発生し、そして、非弾性変形がフィルム層に残存し、回復ができなくなる。これによって、表示パネル１に応力の蓄積が発生し、圧力センサ１０に応力がかからない場合、圧力センサ１０には依然としてある程度の変形が残る。

本発明の実施例において、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、表示装置１００が備える振動装置２が振動することにより、表示パネル１に蓄積された応力を逃し、表示パネル１が備える各フィルム層の非弾性変形を回復させる。このとき、圧力センサ１０のある位置に対応する非弾性変形も必ず回復し、これによって、圧力センサ１０に応力がかからないとき、圧力センサ１０が変形しない。これにより、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを効果的に防止し、さらに圧力センサ１０が圧力を検出する精度を向上させる効果を奏する。

当業者が本技術案の効果をより直感的に理解できるように、以下では、本発明の実施例において、図面を参照しながら、従来技術において同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧する場合、及び本技術案に同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧する場合の圧力センサの出力値を比較する。

図６は従来技術において同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧する場合の圧力センサの出力信号を示す模式図である。図６に示すように、従来技術において、同じ大きさの圧力（例えば、５００ｇ）で表示パネルを２回押圧するとき、１回目の押圧（図６に押圧１で示す）中に、圧力センサの出力値とベースラインとの差分値がΔＶ_１であり、応力が、表示パネルが備える各フィルム層に蓄積されるため、１回目の押圧後、圧力センサのベースラインがドリフトする。これによって、２回目の押圧（図６に押圧２で示す）中に、圧力センサの出力値とベースラインとの差分値がΔＶ_１´となり、それがΔＶ_１と比べ、大きな差異を有するため、圧力センサが圧力を検出する精度が低くなる。

図７と図８は本発明の実施例において同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧するときの圧力センサの出力信号を示す模式図と出力信号を示す他の模式図である。図７と図８に示すように、本発明の実施例において、同じ大きさの圧力（例えば、５００ｇ）で表示パネル１を２回押圧するとき、１回目の押圧（図７と図８に押圧１で示す）中に、圧力センサ１０の出力値とベースラインとの差分値がΔＶ_２である。１回目の押圧と２回目の押圧との間に、振動装置２が表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を逃して、圧力センサ１０のベースラインが回復する。これによって、２回目の押圧（図７と図８に押圧２で示す）中に、圧力センサの出力値とベースラインとの差分値がΔＶ_２´となり、それがΔＶ_２と同じ、又はΔＶ_２に近くなる。これにより、圧力センサ１０が圧力を検出する精度を高くする。ここで、図７と図８との相違点は、振動装置２が表示パネル１を振動させるタイミングが異なり、図７では、１回目の押圧が終わったばかり（即ち、指が表示パネル１から離れた）のときに振動装置２が直ちに表示パネル１を振動させることが示され、図８では、１回目の押圧が終わって暫く時間が経って、２回目の押圧がまだ始まっていないとき、振動装置２が表示パネル１を振動させることが示されている。

本願の発明者は以下のことを見出した。すなわち振動装置２の振動周波数が１Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の範囲の場合、ユーザは触覚で振動を感じることができ，ユーザに触覚フィードバックを与えることができる。この場合、振動装置２が発生する振動はベースラインを回復させるとともにユーザに触覚フィードバックを与えてユーザの操作性を高めるという２つのはたらきをする。特に、振動周波数が２００Ｈｚ付近の場合は他の周波数の振動に比べて、より強い刺激をユーザに知覚させることができた。
一方、本発明の表示装置が例えばスマートフォンの場合、いわゆるサイレントモードと呼ばれる音が発生しない動作が必要となる。上記の１Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の範囲の振動周波数はヒトの可聴域を含む。振動周波数を４０Ｈｚ以下あるいは２０ｋＨｚ以上としたところ音の発生を抑制しかつベースラインを回復させることができた。
以上のように、本発明の表示装置に搭載される振動装置２は、ベースラインを回復させること、およびユーザがボタンを押下したときに触覚フィードバックを与えて操作性を高めることの二つの特徴を有する。すなわち、本発明の表示装置は、ベースラインを回復させると共に、ユーザがボタンを押下したときに触覚フィードバックを与えるという機能を有する。

なお、本発明の実施例において、表示装置が１つの振動装置２のみを備えてもよく、２つの振動装置を備えてもよく、あるいは、複数の振動装置２を備えてもよい。本発明の実施例はこれらに限定されない。

また、振動装置２が表示装置において具体的に設置された位置も複数種であってもよく、振動装置２が直接又は間接に表示パネル１を振動させることができればよい。以下では、本発明の実施例において、これについて例を挙げて説明する。

１つ目の例では、図３に示すように、振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡに設置されている。なお、通常、表示パネル１が少なくとも１つの表示基板を備え、表示基板も周辺領域を有し、それが表示パネル１が備える周辺領域ＮＡに対応する。これに応じて、振動装置２が表示基板の周辺領域に設置されてもよく、具体的に表示パネル１の内側に向かう面に設置されているか、或いは、表示パネル１の外側に向かう面に設置されているかのいずれかであってもよい。図３には、振動装置２が表示基板の周辺領域に設置され、具体的に表示パネル１の外側に向かう面に設置されていることのみが示されている。

２つ目の例では、図４に示すように、表示装置１００が表示パネル１の出光側を覆うカバープレートガラス３をさらに備え、カバープレートガラス３の縁がいずれも表示パネル１からはみ出し、カバープレートガラス３が表示パネル１を保護するためのものである。この場合、振動装置２は、カバープレートガラス３の表示パネル１からはみ出す縁の箇所に設置され、且つカバープレートガラス３の表示パネル１に向かう面に位置してもよい。

３つ目の例では、図５に示すように、表示装置１００がカバープレートガラス固定構造４（例えば、表示装置のハウジング）をさらに備え、カバープレートガラス固定構造４がカバープレートガラス３の表示装置１００における位置を位置決めするためのものであり、このとき、振動装置２がカバープレートガラス固定構造４に設置されてもよい。

ここで、１つ目の例において、振動装置２が生じる振動は、直接に表示パネル１に伝達する。また２つ目の例において、振動装置２が生じる振動は、まずカバープレートガラス３に伝達し、そして、カバープレートガラス３から表示パネル１伝達する。また３つ目の例において、振動装置２が生じる振動は、まずカバープレートガラス固定構造４に伝達し、そして、カバープレートガラス固定構造４からカバープレートガラス３に伝達し、最後にカバープレートガラス３から表示パネル１に伝達する。上述した説明によりわかるように、１つ目の例において、即ち、図３に示すように、振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡに設置されている場合、振動装置２が表示パネル１における応力の蓄積を解消する効果が最も良い。

以下、本発明の実施例において、振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡに設置されていることを例として、表示装置１００が備える振動装置２の数及びその具体的な設置方式について説明する。

表示装置が１つの振動装置２のみを備え、当該振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡのいずれかの位置に選択的に設置されている。このとき、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、当該振動装置２が振動し、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消する。これにより、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。例示的に、表示パネル１における異なる位置に同じ大きさの圧力をかけることにより、周辺領域ＮＡにおける応力の蓄積が最も深刻な位置を検出し、具体的に、各圧力センサ１０の出力値でこの位置を確定し、振動装置２を当該位置に設置してもよい。

次に、表示装置が２つの振動装置２を備え、２つの振動装置２が均一に表示パネル１の周辺領域ＮＡに選択的に設置されている。このとき、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、上述した２つの振動装置２が同時に振動することができ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消する。これにより、各圧力センサ１０のベースラインを回復させ、或いは、上述した２つの振動装置２のうちの圧力がかかる位置に近い１つの振動装置２が振動し、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。ここで、２つの振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡ上に均一に設置する方式は複数種がある。例えば、２つの振動装置２がそれぞれ表示パネル１の左右両側の周辺領域ＮＡの中間位置、或いは、上下両側の周辺領域ＮＡの中間位置、或いは、２つの対角位置に設置されている。例示的に、図１と図３に示すように、表示装置がスマートフォンである場合、２つの振動装置２がそれぞれ表示パネル１の左右両側の周辺領域ＮＡの中間位置に設置されている。

次に、表示装置が備える振動装置２の数が圧力センサ１０の数と同じであり、振動装置２が圧力センサ１０と１対１で対応的に設置されている。この場合、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内、上述した複数の振動装置２がいずれも同時に振動し、表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。或いは、上述した複数の振動装置２のうちの１つ又は複数の振動装置２が振動する。例えば、圧力が最も大きいと検出された圧力センサ１０に対応する１つ又は複数の振動装置２が振動し、表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。振動装置２が圧力センサ１０と１対１で対応的に設置する具体的な方式は複数種であってもよい。図９は本発明の実施例にかかる図２に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す模式図である。振動装置２が、対応する圧力センサ１０の直下に設置される。即ち、圧力センサ１０が存在する表示基板における表示パネル１の外側に向かう面に設置され、或いは、振動装置２と圧力センサ１０とが同一の表示基板における表示パネル１の内側に向かう面に設置される。振動装置２とそれに対応する圧力センサ１０との間に予め設定される距離があり、予め設定される距離は、両者の距離が近く、且つ配線に干渉しないという基準に基づき決められる。

類似的に、振動装置２がカバープレートガラス３の表示パネル１からはみ出す縁の箇所に設置され、且つ、カバープレートガラス３の表示パネル１に向かう面に位置するとき、もし表示装置が１つの振動装置２のみを備えれば、振動装置２がカバープレートガラス３の縁のいずれかの位置に設置されてもよい。当然ながら、表示パネル１における異なる位置に同じ大きさの圧力をかけることにより、周辺領域ＮＡにおける応力の蓄積が最も深刻な位置を検出してもよい。具体的には、各圧力センサ１０の出力値でこの位置を確定することができ、振動装置２をカバープレートガラス３の縁における当該位置に最も近い位置に設置する。この場合、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、当該振動装置２が振動し、カバープレートガラス３を振動させ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。

仮に表示装置１００が２つの振動装置２を備えれば、２つの振動装置２が均一にカバープレートガラス３の表示パネル１からはみ出す縁の箇所に設置される。例えば、図４に示すように、２つの振動装置２がそれぞれカバープレートガラス３の左右両側の縁の中間位置に設置され、或いは、上下両側の縁の中間位置に設置され、或いは、２つの対角位置に設置されている。この場合、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、上述した２つの振動装置２が同時に振動することができる。そしてカバープレートガラス３を振動させ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。或いは、上述した２つの振動装置２のうちの圧力がかかる位置に近い１つの振動装置２が振動し、カバープレートガラス３を振動させ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。例示的に、図１と図４に示すように、表示装置がスマートフォンである場合、２つの振動装置２がそれぞれカバープレートガラス３の左右両側の縁の中間位置に設置されている。

図５に示すように、振動装置２がカバープレートガラス固定構造４に設置されている場合、仮に表示装置１００が１つの振動装置２のみを備えれば、振動装置２がカバープレートガラス固定構造４のいずれかの位置に設置されてもよい。当然ながら、表示パネル１における異なる位置に同じ大きさの圧力をかけることにより、周辺領域ＮＡにおける応力の蓄積が最も深刻な位置を検出することができる。具体的には、各圧力センサ１０の出力値でこの位置を確定することができ、振動装置２をカバープレートガラス固定構造４における当該位置に最も近い位置に設置する。この場合、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、当該振動装置２が振動し、カバープレートガラス固定構造４を振動させ、さらにカバープレートガラス３を振動させ、表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。

仮に表示装置が２つの振動装置２を備えれば、２つの振動装置２が均一にカバープレートガラス固定構造４に設置される。例えば、２つの振動装置２がそれぞれカバープレートガラス固定構造４の左右両側的中間位置、上下両側の中間位置、或いは、２つの対角位置に設置されている。この場合、表示パネル１に圧力がかかった後の適切な期間内に、上述した２つの振動装置２が同時に振動し、カバープレートガラス固定構造４を振動させ、カバープレートガラス３を振動させ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。或いは、上述した２つの振動装置２のうちの圧力がかかる位置に近い１つの振動装置２が振動し、カバープレートガラス固定構造４を振動させ、カバープレートガラス３を振動させ、さらに表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消し、各圧力センサ１０のベースラインを回復させる。例示的に、図１と図５に示すように、表示装置がスマートフォンである場合、２つの振動装置２がそれぞれカバープレートガラス固定構造４（たとえば、スマートフォンのハウジング）の左右両側の中間位置に設置されている。

上述した説明によりわかるように、表示装置が備える振動装置２の振動方式が複数種であってもよく、従って、それに対して、合理的に制御する必要がある。図１０〜１２は本発明の実施例にかかる表示装置の模式図である。図１０、図１１及び図１２に示すように、本発明の実施例にかかる表示装置が振動制御装置５をさらに備え、当該振動制御装置５により、各振動装置２の振動可否及び振動のタイミングを制御する。当該振動制御装置５が集積回路に組み込まれてもよい。

第１に、本発明の実施例において振動制御装置５が各振動装置２の振動可否を制御する方式について例を挙げて説明する。

表示装置が１つ又は複数の振動装置２を備え、且つ振動装置２が表示パネル１、カバープレートガラス３及びカバープレートガラス固定構造４のいずれかの位置に設置されている場合を図１０に示す。図１０では、振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡに設置されていることを例として、振動制御装置５が各振動装置２に接続される。振動制御装置５は、全ての振動装置２が同時に振動することを制御する。具体的には、振動制御装置５が複数の出力端を有し、それぞれの出力端が１つの振動装置２の制御端に接続される。振動制御装置５の各出力端が同時に振動開始信号（例えば、ハイレベルの信号）或いは、振動停止信号（例えば、ローレベルの信号）を出力し、全ての振動装置２が振動開始信号に応じて同時に振動し、或いは、振動停止信号に応じて同時に振動を停止する。

表示装置が複数の振動装置２を備え、且つ振動装置２が表示パネル１、カバープレートガラス３及びカバープレートガラス固定構造４のいずれかの位置に設置されている場合を図１１に示する。図１１では、振動装置２が表示パネル１の周辺領域ＮＡに設置されていることを例として、振動制御装置５が各圧力センサ１０と各振動装置２に接続されている。振動制御装置５は、各圧力センサ１０により検出される圧力に基づき、圧力が最も大きいと検出した圧力センサ１０の近傍に位置する１つ又は複数の振動装置２が振動することを制御する。具体的に、振動制御装置５が複数の制御端と複数の出力端を有し、それぞれの制御端が対応的に、１つの圧力センサ１０に接続され、それぞれの出力端が対応的に１つの振動装置２に接続され、且つそれぞれの制御端が１つ又は複数の出力端を制御し、振動制御装置５の複数の制御端がそれぞれ複数の圧力センサ１０からの複数の信号を受信するとともに、複数の信号に基づき圧力が最も大きいと検出した圧力センサ１０が対応する制御端を識別し、さらに当該制御端が制御する１つ又は複数の出力端に振動開始信号を出力させ、１つ又は複数の振動装置２を振動させる。

第２に、本発明の実施例において振動制御装置５が各振動装置２の振動のタイミングを制御する方式について例を挙げて説明する。

例示的に、図１１に示すように、振動制御装置５が各圧力センサ１０と各振動装置２に接続され、振動制御装置５は、少なくとも１つの圧力センサ１０が圧力が閾値圧力より大きいと検出したとき、少なくとも１つの振動装置２が振動することを制御する。選択的に、閾値圧力が２００ｇである。具体的に、振動制御装置５が複数の制御端と複数の出力端を有し、それぞれの制御端が対応的に１つの圧力センサ１０に接続され、それぞれの出力端が対応的に１つの振動装置２に接続され、且つそれぞれの制御端１つ又は複数の出力端を制御し、振動制御装置５の複数の制御端がそれぞれ複数の圧力センサ１０からの複数の信号を受信し、複数の信号に基づき、圧力が閾値圧力より大きいと検出した圧力センサ１０が対応する制御端を識別し、当該制御端が制御する１つ又は複数の出力端に振動開始信号を出力させ、１つ又は複数の振動装置２を振動させる。

本発明の発明者は、以下のことを見出した。即ち、表示パネル１にかかる圧力が小さい場合、表示パネル１において、各フィルム層に非弾性変形が生じず、表示パネル１にほとんど応力の蓄積がなく、圧力センサ１０のベースラインが基本的にドリフトせず、圧力センサ１０が圧力を検出する精度にほとんど影響を与えない。このとき、表示パネル１は、振動により応力の蓄積を解消する必要がないため、振動制御装置５は、少なくとも１つの圧力センサ１０が、圧力が閾値圧力より大きいと検出したとき、少なくとも１つの振動装置２が振動することを制御する。これにより、表示パネル１における応力の蓄積を効果的に解消するのみならず、表示装置の電力消費が低く、振動が表示装置の表示品質と触感に与える影響が小さい。

例示的に、図１２に示すように、表示装置がタッチスクリーン６をさらに備え、タッチスクリーン６が表示パネル１の出光側に位置し、又は、表示パネル１に組み込まれており、振動制御装置５がタッチスクリーン６と各振動装置２に接続されている。振動制御装置５は、タッチスクリーン６がタッチを検出した後、少なくとも１つの振動装置２が振動することを制御する。具体的には、振動制御装置５が制御端と複数の出力端を備え、制御端がタッチスクリーン６に接続され、それぞれの出力端が対応的に１つの振動装置２に接続され、且つそれぞれの制御端が１つ又は複数の出力端を制御する。振動制御装置５の制御端がそれぞれタッチスクリーン６からの信号を受信し、振動制御装置５が当該信号に基づき、タッチが終了したかどうかを識別する。タッチが終了した後、１つ又は複数の出力端が振動開始信号を出力するように制御し、１つ又は複数の振動装置２を振動させる。このように設置することにより、表示パネル１に蓄積された応力をタイムリーに逃し、圧力センサ１０のベースラインをタイムリーに回復させる。上記タッチスクリーン６が自己容量式のタッチスクリーンであってもよく、相互容量式のタッチスクリーンであってもよく、タッチスクリーン６におけるタッチ電極が各種の形状であっても良く、本発明の実施例には、これを限定しない。
図１２を参照し他の例を説明する。表示装置はタッチスクリーン６を備え、タッチスクリーン６が表示パネル１の出光側に位置し、又は、表示パネル１に組み込まれており、振動制御装置５がタッチスクリーン６と各振動装置２と図示しない圧力センサに接続される。この例では振動装置２は偏心モータを用いたが、その他、LRA（リニア共振アクチュエータ）、ピエゾ・ハプティクス・アクチュエータ、薄膜ピエゾアクチュエータ、形状記憶合金を用いたアクチュエータ、ボイスコイルなどのアクチュエータを利用してもよい。圧力センサ１０は、図１１と同様にアレイ基板に設けられている。振動制御装置５は、図示しない中央処理装置と接続される。中央処理装置は、画面にボタンを表示する処理やボタンに関連付けられたプログラムを実行するように構成される。振動制御装置５は、タッチスクリーン６がタッチを検出すると、タッチを検出したという情報およびタッチ位置を中央処理装置に送信する。中央処理装置はタッチを検出したという情報およびタッチ位置に基づき、押されたボタンに関連付けられたプログラムを実行する。また中央処理装置は、タッチを検出したという情報を受信した後適切な期間内にユーザに触覚刺激を提示すべく、少なくとも１つの振動装置２の振動を制御する信号を振動制御装置５に送出する。振動制御装置５は振動装置２の振動を制御する信号を受け、振動装置２の振動を制御し、１つ又は複数の振動装置２を振動させる。このような構成とすることにより、表示パネル１に蓄積された応力をタイムリーに逃し、圧力センサ１０のベースラインをタイムリーに回復させるとともに、ユーザに対して触覚フィードバックを提示する。尚、この時に用いた振動の周波数は２００Ｈｚであり、タッチスクリーンのタッチ面の加速度は０．５Ｇ（Ｇは重力加速度）であった。つまりこの表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルに結合されたタッチスクリーンと、前記タッチスクリーンの押圧を検出する圧力センサとを有し、この表示装置は少なくとも１つの振動装置をさらに備え、前記振動装置は、前記表示パネルを振動させ、前記表示パネルにおける応力の蓄積を解消するとともにユーザに触覚フィードバックを提示する特徴を有する。
図１２を参照し別の他の例を説明する。前の例と共通する部分は説明を省略する。本例の表示装置において、振動制御装置５は、少なくとも１つの圧力センサ１０が圧力が閾値圧力より大きいと検出したとき、圧力がかかったという情報を中央処理装置に送信する。またタッチスクリーン６から得られたタッチ位置を中央処理装置に送信する。中央処理装置は圧力がかかったという情報およびタッチ位置に基づき、押されたボタンに関連付けられたプログラムを実行する。また中央処理装置は圧力がかかったという情報を受信した後、適切な期間内にユーザに触覚刺激を提示すべく、少なくとも１つの振動装置２を振動することを制御する信号を振動制御装置５に送出する。振動制御装置５は振動装置２を振動することを制御する信号を受け、振動装置２を振動することを制御し、１つ又は複数の振動装置２を振動させる。このような構成とすることにより、表示パネル１に蓄積された応力をタイムリーに逃し、圧力センサ１０のベースラインをタイムリーに回復させるとともにユーザに対して触覚フィードバックを提示する。

なお、本発明の実施例にかかる表示パネルが液晶表示パネル、有機発光表示パネル、あるいはマイクロ型発光ダイオード表示パネルであってもよく、本発明の実施例はこれに限定されない。上述した図３〜５、図９〜１２がいずれも表示パネルについて、液晶表示パネルを例とする。

例示的に、図３に示すように、表示パネル１が液晶表示パネルであり、当該液晶表示パネルが対向設置されたアレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２を備え、アレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２との間に液晶層１３が設置されている。アレイ基板に縦横方向に交差する複数本のゲート線と複数本のデータ線が設置され、複数本のゲート線と複数本のデータ線で複数の画素ユニットが区画される。それぞれの画素ユニット内に薄膜トランジスタと画素電極が設置され、薄膜トランジスタのゲートがゲート線に電気的に接続され、ソースがデータ線に電気的に接続され、ドレインが画素電極に電気的に接続される。カラーフィルタ基板が格子状のブラックマトリックス及びブラックマトリックスの開口内に設置され、アレイ配列された複数のカラーレジストを備え、カラーレジストが赤色カラーレジスト、緑色カラーレジスト及び青色カラーレジストを含む。アレイ基板又はカラーフィルタ基板にさらに共通電極が設置され、画素電極と共通電極との間の電界により液晶分子の偏向を制御する。この場合、表示装置がバックライトモジュールをさらに備え、バックライトモジュールがアレイ基板のカラーフィルタ基板から離間する側に位置し、バックライトモジュールが表示パネル１に光線を供する。

また、表示パネルは有機発光表示パネルとすることができる。有機発光表示パネルはアレイ基板を備え、アレイ基板が複数の画素回路を備え、有機発光表示パネルがアレイ基板に設置された複数の有機発光ダイオード（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）をさらに備え、それぞれの有機発光ダイオードの陽極が対応的にアレイ基板における画素回路に電気的に接続される。複数の発光ダイオードは、赤色光を発する発光ダイオード、緑色光を発する発光ダイオード及び青色光を発する発光ダイオードを含む。なお、有機発光表示パネルが、複数の有機発光ダイオードを覆う封止層をさらに備える。

また、表示パネルはマイクロ型発光ダイオード表示パネルとすることができる。マイクロ型発光ダイオード表示パネルはアレイ基板を備え、アレイ基板が複数の画素回路を備え、マイクロ型発光ダイオード表示パネルがアレイ基板に設置された複数のマイクロ型発光ダイオード（ＭｉｃｒｏＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、Ｍｉｃ−ＬＥＤ）をさらに備え、マイクロ型発光ダイオードの陽極が対応的にアレイ基板における画素回路に電気的に接続される。複数のマイクロ型発光ダイオードは、赤色光を発するマイクロ型発光ダイオード、緑色光を発するマイクロ型発光ダイオード及び青色光を発するマイクロ型発光ダイオードを含む。ここで、マイクロ型発光ダイオードは、成長基板上に製造されてから、移転によりアレイ基板に移転されてもよい。

また、本発明の実施例にかかる圧力センサ１０が圧力感知機能を有するいずれかの構成であってもよい。

図１３は本発明の実施例にかかる圧力センサの構造模式図である。図１３に示すように、圧力センサ１０は一体的な半導体構造であり、それぞれの圧力センサ１０がいずれも第１入力端Ｉ_１、第２入力端Ｉ_２、第１出力端Ｏ_１及び第２出力端Ｏ_２を備える。圧力センサ１０の形状が矩形である場合、その対向設置された２つの辺がそれぞれ第１入力端Ｉ_１と第２入力端Ｉ_２であり、その対向設置されたもう２つの辺がそれぞれ第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２である。第１入力端Ｉ_１と第２入力端Ｉ_２が圧力センサ１０にバイアス電圧信号を入力し、第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２が圧力センサ１０から感圧検出信号を出力する。さらに、圧力センサ１０の形状が正方形であってもよい。

圧力センサ１０が表示パネル１にかかる圧力を検出する際、圧力によって表示パネル１が変形し、圧力センサ１０が変形し、これによって、第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２の出力信号が変化し、第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２の出力信号の大きさに基づき、表示パネル１にかかる圧力の大きさを計算して得ることができる。

図１４は、本発明の実施例にかかる圧力センサの構造模式図２である。図１４に示すように、圧力センサ１０がホイートストンブリッジ構造であり、それぞれの圧力センサ１０がいずれも第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４を備える。ここで、第１抵抗Ｒ_１の第２端が第２抵抗Ｒ_２の第１端に電気的に接続され、第２抵抗Ｒ_２の第２端が第３抵抗Ｒ_３の第１端に電気的に接続され、第３抵抗Ｒ_３の第２端が第４抵抗Ｒ_４の第１端に電気的に接続され、第４抵抗Ｒ_４の第２端が第１抵抗Ｒ_１の第１端に電気的に接続され、第１抵抗Ｒ_１の第２端と第２抵抗Ｒ_２の第１端との間に第１入力端Ｉ_１が設置され、第２抵抗Ｒ_２の第２端と第３抵抗Ｒ_３の第１端との間に第１出力端Ｏ_１が設置され、第３抵抗Ｒ_３の第２端と第４抵抗Ｒ_４の第１端との間に第２入力端Ｉ_２が設置され、第４抵抗Ｒ_４の第２端と第１抵抗Ｒ_１の第１端との間に第２出力端Ｏ_２が設置されている。第１入力端Ｉ_１と第２入力端Ｉ_２が圧力センサ１０にバイアス電圧信号を入力し、第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２が圧力センサ１０から感圧検出信号を出力する。

上述した構造を有する圧力センサ１０が表示パネル１にかかる圧力を検出する原理が以下のとおりである。図１４に示すように、第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４がホイートストンブリッジを構成し、第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４がホイートストンブリッジの４つのアームと呼ばれ、第１入力端Ｉ_１と第２入力端Ｉ_２との間に電源が接続されているとき、ホイートストンブリッジにおける各ブランチにいずれも電流が流れており、第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４の抵抗値がＲ_２/Ｒ_３＝Ｒ_１/Ｒ_４を満たす際、第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２との間の電位が等しく、両者の間に検流計が接続されていれば、このとき、検流計を通る電流がゼロであり、検流計のポインタがゼロの目盛りを指し、ホイートストンブリッジがバランス状態にあり、ここで、Ｒ_２/Ｒ_３＝Ｒ_１/Ｒ_４がホイートストンブリッジバランス条件であり、圧力センサ１０が表示パネル１にかかる圧力を検出するとき、圧力によって、表示パネル１が変形し、第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４の抵抗値が変化し、上記ホイートストンブリッジのバランス条件を満足できなくなり、さらに第１出力端Ｏ_１と第２出力端Ｏ_２との間の電位が等しくなくなる。もし両者間に検流計が接続されていれば、このとき、検流計を通る電流がゼロではなく、検流計のポインタが動き、対応する信号値を出力し、信号値の大きさに基づき、表示パネル１にかかる圧力の大きさを得ることができる。

上述した第１抵抗Ｒ_１、第２抵抗Ｒ_２、第３抵抗Ｒ_３及び第４抵抗Ｒ_４の形状は複数種であってもよい。図１５は本発明の実施例にかかる圧力センサの構造模式図３である。図１５に示すように、当該圧力検出センサ１０が第１延出方向ｘと第２延出方向ｙを有し、第１延出方向ｘと第２延出方向ｙが交差するように配置される。第１抵抗Ｒ_１の第１端ａから第２端ａ´までの延出長さの第１延出方向ｘにおける成分が、それの第２延出方向ｙにおける成分よりも大きく、第２抵抗Ｒ_２の第１端ｂから第２端ｂ´までの延出長さの第２延出方向ｙにおける成分が、それの第１延出方向ｘにおける成分よりも大きく、第３抵抗Ｒ_３の第１端ｃから第２端ｃ´までの延出長さの第１延出方向ｘにおける成分が、それの第２延出方向ｙにおける成分よりも大きく、第４抵抗Ｒ_４の第１端ｄから第２端ｄ´までの延出長さの第２延出方向ｙにおける成分が、第１延出方向ｘにおける成分よりも大きい。このように設置すると、第１抵抗Ｒ_１と第３抵抗Ｒ_３が第１延出方向ｘにおける歪みを感知し、第２抵抗Ｒ_２と第４抵抗Ｒ_４が第２延出方向ｙにおける歪みを感知するのみならず、さらに圧力センサ１０全体の面積を小さくし、温度による影響を抑えることもできる。

選択的に図２に示すように、表示パネル１の周辺領域ＮＡにおける対向設置された両側にそれぞれ４つずつの圧力センサ１０が均一に設置されている。図１６に示すように、図１６は本発明の実施例にかかる圧力センサの接続模式図であり、図１６に示される４つの圧力センサがそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４で示され、４つの圧力センサ１０の第１入力端が同一の配線（図１６にＧＮＤ_Ｌで示す）により集積回路（図１６に図示せず）に電気的に接続され、４つの圧力センサ１０の第２入力端が同一の配線（図１６にＰｏｗ＿Ｌで示す）により集積回路に電気的に接続され、４つの圧力センサ１０の各出力端（即ち、図１６に示すＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ）がいずれもそれぞれ対応する配線により集積回路に電気的に接続されている。なお、本発明の実施例において、表示パネル１の周辺領域ＮＡの対向設置された両側にそれぞれ均一に設置される圧力センサ１０の数が４つに限らず、他の数、例えば３つ、５つなどであってもよい。

本発明の実施例によれば、表示装置が提供され、当該表示装置が表示パネル１を備え、表示パネル１が表示領域ＡＡと表示領域ＡＡを囲む周辺領域ＮＡを含み、周辺領域ＮＡ内に複数の圧力センサ１０が設置され、表示装置が少なくとも１つの振動装置２をさらに備え、振動装置２が表示パネル１を振動させ、表示パネル１における応力の蓄積を解消する。これにより、表示パネル１が備える各フィルム層の非弾性変形が回復し、圧力センサ１０の所在する位置に応力が作用しないとき、圧力センサ１０が変形せず、さらに圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを効果的に防止し、圧力センサ１０が圧力を検出する精度を向上させる効果を奏する。

最後に説明すべきことは、上記各実施例は本発明の技術案を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。上記各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば分かるように、上記各実施例に記載の技術案を変更し、またはその一部や全部の技術的特徴に対して均等置換可能である。これらの変更や置換があえてかかる技術案の要旨を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させることはない。

Claims

表示装置であって、
前記表示装置は、表示パネルを備え、前記表示パネルは、表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とを含み、前記周辺領域内に複数の圧力センサが設置され、前記表示装置は少なくとも１つの振動装置をさらに備え、前記振動装置は、前記表示パネルを振動させ、前記表示パネルにおける応力の蓄積を解消することを特徴とする表示装置。
前記振動装置は、前記表示パネルの周辺領域に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示装置は、複数の前記振動装置を備え、複数の前記振動装置は均一に前記表示パネルの周辺領域に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記振動装置の数は、前記圧力センサの数と同じであり、前記振動装置は、前記圧力センサと１対１で対応的に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記表示装置は、振動制御装置をさらに備え、前記振動制御装置は、各前記振動装置に接続され、前記振動制御装置は、全ての前記振動装置が同時に振動するように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の表示装置。
前記表示装置は、振動制御装置をさらに備え、前記振動制御装置は、各前記圧力センサと各前記振動装置に接続され、前記振動制御装置は、各前記圧力センサで検出された圧力に応じて、検出された圧力が最も大きい前記圧力センサの近傍にある１つ又は複数の前記振動装置が振動するように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の表示装置。
前記表示装置は、振動制御装置をさらに備え、前記振動制御装置は、各前記圧力センサと各前記振動装置に接続され、前記振動制御装置は、少なくとも１つの前記圧力センサが圧力が閾値圧力より大きいと検出したとき、少なくとも１つの前記振動装置が振動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記閾値圧力は、２００ｇであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
前記表示装置は、タッチスクリーンと振動制御装置をさらに備え、前記タッチスクリーンは、前記表示パネルの出光側に位置し、又は前記表示パネルに組み込まれ、前記振動制御装置は、前記タッチスクリーンと各前記振動装置に接続され、前記振動制御装置は、前記タッチスクリーンがタッチの終了を検出した後に、少なくとも１つの前記振動装置が振動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記振動装置の振動周波数は、１Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示装置は、前記表示パネルの出光側を覆うカバープレートガラスをさらに備え、前記カバープレートガラスの縁は、いずれも前記表示パネルからはみ出すことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記振動装置は、前記カバープレートガラスの前記表示パネルからはみ出す縁の箇所に設置され、且つ前記カバープレートガラスの前記表示パネルに向かう面に位置することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
前記表示装置は、カバープレートガラス固定構造をさらに備え、前記カバープレートガラス固定構造は、前記カバープレートガラスの前記表示装置における位置を決め、前記振動装置は、前記カバープレートガラス固定構造に設置されていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
前記表示パネルの周辺領域における対向設置された両側には、それぞれ４つずつの前記圧力センサが均一に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
表示装置であって、
前記表示装置は、表示パネルと，前記表示パネルに結合されたタッチスクリーンと，前記タッチスクリーンの押圧を検出する圧力センサとを有し、前記表示装置は少なくとも１つの振動装置をさらに備え、前記振動装置は、前記表示パネルを振動させ、前記表示パネルにおける応力の蓄積を解消するとともにユーザに触覚フィードバックを提示することを特徴とする表示装置。