本实用新型涉及触控显示技术领域,尤其涉及一种压力触控面板及显示装置。
背景技术:
目前,随着显示技术的发展,触摸屏已经越来越普及。电容式触摸屏的广泛运用让用户体验了科技的便捷,用户只需用手指触摸触控显示面板,就能实现对电子设备或移动终端等的操作。这种交互方式消除了用户对外部输入设备的依赖。
然而,现在的触控显示面板的触控功能还较为单一,仅仅只能在二维平面内对触控位置进行定位,不能实现三维空间内对触控的大小进行分辨,即目前触控面板无法感知用户手指触控显示面板时施加的压力大小。
现今,显示领域集成压力感测结构较为常见的做法是在显示器的背光模组或者手机背框上增加额外结构,这种做法需要对显示模组进行较大改动设计,而且感测精度较差。
技术实现要素:
为解决上述问题,本实用新型提供一种压力触控面板,包括:
第一基板;
与所述第一基板相对设置的第二基板;
第一电极,所述第一电极设置于所述第一基板并沿第一方向排布,所述第一电极电连接第一走线;
第二电极,所述第二电极设置于所述第二基板并沿第二方向排布,所述第二电极电连接第二走线;
其中,所述第一电极与所述第二电极在所述第二基板上的投影有交叠区,所述交叠区设置有第三电极;
所述第三电极电连接第三走线。
一种显示装置,包括上述所述的一种压力触控面板。
与现有技术相比,本实用新型的技术方案具有以下优点之一:第一电极沿第一方向排布,并电连接第一走线;第二电极沿第二方向排布,并电连接第二走线。第二电极为公共电极复用为触控电极,与第一电极在触控阶段形成第一电容,通过感测第一电容的电容变化量来检测触控位置。同时,在第一电极与第二电极的交叠处设置第三电极,交叠处的电容变化对触控感测无影响,因此该交叠处可以用来实现压力感测。通过感测第一电极与第三电极之间第二电容的变化量来计算用户触控的压力大小,实现了三维空间的触控感测,丰富了触摸屏的功能。还提供了一种具有上述压力触控面板的显示装置,该显示装置不仅具有高精度的触控功能,而且还能实现灵敏度较高的压力感测。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的爆炸图;
图3为图2沿AA’方向的剖视图;
图4为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的时序图;
图5为本实用新型实施例提供的另一种压力触控面板的时序图;
图6为本实用新型实施例提供的另一种压力触控面板的时序图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的一种压力触控面板及显示装置进行更详细的描述,其中表示了本实用新型的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型,而仍然实现本实用新型的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本实用新型的限制。
图1为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的示意图,该压力触控面板包括第一基板1以及与第一基板1相对设置的第二基板2。可选的,以液晶显示面板为例,第一基板1为彩膜基板,第二基板2为阵列基板,第一基板1与第二基板2之间还可以设置液晶层(图中未标示)。此外,该压力触控面板还可以是有机发光显示面板,在此不作具体限定。
第一基板1上还设置有沿第一方向X顺序排布的第一电极11,第一电极11电连接第一走线101。第一走线101可以与第一电极11同层设置或者不同层通过打孔实现电连接。第一电极11通过第一走线101与第一柔性线路板81电连接。
第二基板2上设置有沿第二方向Y顺序排布的第二电极22,第二电极22电连接第二走线102。第二走线102可以与第二电极22同层设置或者不同层设置并通过打孔实现电连接。第二电极22通过第二走线102与第二柔性线路板82电连接。
可选的,上述第一方向X与第二方向Y垂直设置。
第一电极11在第二基板2上的投影与第二电极22在第二基板2上的投影有交叠区20,该交叠区20设置有第三电极23,并且第三电极23与第三走线103电连接。
可选的,第三走线103与第三电极23同层设置,这种设计可以减少工艺制成,减少工艺成本。
第一柔性线路板81与第二柔性线路板82通过金手指(图中未标示)实现电连接。驱动电路(IC)9通过第一柔性线路板81与第二柔性线路板82分别向第一电极11、第二电极22与第三电极23传输信号。
图2为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的爆炸图,其中,第一电极11可以位于第一基板1远离第二基板2的一侧,也可以位于第一基板1靠近第二基板2的一侧。可选的,以第一电极11位于第一基板1远离第二基板2的一侧来说明各电极间的层级结构。以图2为例,从上而下的层叠结构依次为第一电极11、第一基板1、第三电极23、第二电极22与第二基板2。第一电极11与第一基板1之间具有一层透明胶材4,该透明胶材4由弹性缓冲材料制成,可以进行形变。此外,透明胶材4周边还设置有一圈支撑边框41,该支撑边框41围绕透明胶材4的四周。通过增加透明胶材4与支撑边框41,可以增加第一电极11与第三电极23之间的形变距离,增大压力感应的电容变化量。
可选的,为了避免第二电极22与第三电极23之间的信号相互串扰,在第二电极22与第三电极23之间增加一层绝缘层6。该绝缘层6由透明材料组成,不影响光线的透过率。
图3为图2沿AA’方向的剖视图,结合图2与图3来详细说明该压力触控面板的结构与工作原理。因驱动电路9给第一电极11、第二电极22、第三电极23提供电信号,第一电极11与第二电极22之间形成第一电容C1。在触控阶段,当人体手指触碰该压力触控面板时,第一电容C1的电容发生变化,部分电容通过手指被导走。此时,通过驱动电路9的内部计算,可以确定第一方向与第二方向的触控位置。
第一电极11与第三电极23之间形成第二电容C2。在压力感测阶段,由于人体手指按压面板的力度不同,会在垂直于第一基板1与第二基板2的方向上产生不同大小的形变。第二电容C2=εS/d,其中S为第一电极11与第三电极23之间的正对面积,d为两电极之间的形变距离,即上述所说的因压力产生的形变。驱动电路9可以通过第二电容C2的变化量来计算手指按压面板的压力大小。通过结合压力大小与程序设计,可以丰富触控功能,实现触控的多样化。
可选的,第一电极11与第二电极22为条状电极。第一电极11为沿第二方向Y延展的条状电极,第二电极22为沿第一方向X延展的条状电极。第一电极11与第二电极22呈十字交叉,在第二基板上的投影有交叠,第三电极23位于该交叠区域。在触控阶段,第一电极11与第二电极22在交叠处产生的电场为无效电场,因此在交叠区设置第三电极23对触控时第一电容C1的影响较小。
可选的,第三电极23可以设置在每一个交叠区,也可设置在某几个交叠区,第三电极23的数量可以根据设计精度以及需求进行排布,在此不再赘述,符合上述任意层级结构的变形均属于本实用新型保护的内容。上述设计不仅满足了互容式触控的需要,也满足了目前的压力感应的需求。
除上述结构外,该压力触控面板还包括位于第一基板1的彩色滤光片与黑色矩阵(图中未标注),位于第二基板2上的薄膜晶体管5以及像素电极7。此外,第二电极22为公共电极,复用为触控驱动电极TX。
可选的,该压力触控面板的驱动包括显示阶段、触控阶段与压感阶段。在显示阶段,像素电极7与第二电极22之间形成电场,驱动第一基板1与第二基板2之间的液晶3发生旋转;在触控阶段,第二电极22为驱动电极TX,第一电极11为侦测电极RX,第一电极11感应两者之间形成的第一电容C1的变化量来确定触控位置;在压感阶段,第一电极11与第三电极23中的任一电极可以进行第二电容C2变化量的侦测,来确定压感的大小。
图4为本实用新型实施例提供的一种压力触控面板的时序图,以图3与图4为例来说明压力触控面板的驱动方式,其中显示阶段为A,触控阶段为B,压感阶段为C。
在显示阶段A,第一电极11公共信号,第三电极23接入公共信号或者处于浮空状态,第二电极22同样接入公共信号。此时,第二电极22与像素电极7之间形成电场驱动液晶3进行转动。由于液晶转动角度的不同,面板在显示阶段呈现画面。
在触控阶段B,第二电极22接入触控信号,该信号为方波脉冲信号,第一电极11与第二电极22之间形成第一电容C1,当人体手指触碰面板时,第一电极11检测第一电容C1的变化量。驱动电路通过内部算法计算确定触控位置。
在压感阶段,第一电极11接入压感信号,第二电极22接入公共信号,第三电极23接入地电位。该压感信号为脉冲方波信号。此时,第三电极23为基准电极,第一电极11与第三电极23之间形成第二电容C2,第一电极11检测第二电容C2的变化量。驱动电路通过内部算法计算手指触控的压力大小。
可选的,图5为本实用新型实施例提供的另一种压力触控面板的时序图。图5与图4的区别是在显示阶段A,第一电极接地电位,第一电极接地电位可以更有效的屏蔽外界干扰。
在一帧画面显示中,显示阶段A结束后插入触控阶段B;每一帧画面时序中有一段空白期间,压感阶段C位于该空白阶段,对显示阶段A与触控阶段B均不造成影响。
图6为本实用新型实施例提供的另一种压力触控面板的时序图,图6与图4的大致结构与时序相同,相同之处在此不再赘述,区别点在于:在压感阶段C,第一电极11接入地电位,第二电极22接入公共电位,第三电极23接入压感信号,该压感信号为脉冲方波信号。此时,第一电极11与第三电极23之间形成第二电容C2,第三电极23检测第二电容C2的变化量。驱动电路通过电容变化计算面板所受的触控压力。
上述压力触控面板不仅可以定位二维平面内的触控位置,还能感应三维空间内的触控压力大小,通过程序配合可以增加用户的触控体验。该面板结构简单,无需在显示器的背光模组或者外框上增加额外的结构,而且通过对第三电极23的设计布局,可以很大程度提高压力感测精度。
本实用新型还提供了一种显示装置,该显示装置具有上文所述的压力触控面板。该显示装置具有较高精度的触控功能,还具有较高灵敏度的压力感测功能。
注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。