压力传感器、显示面板及显示装置的制作方法

文档序号:13912731阅读:350来源:国知局

本发明实施例涉及触控技术,尤其涉及一种压力传感器、显示面板及显示装置。



背景技术:

目前,显示面板被广泛应用于手机、平板电脑、公共场所大厅的信息查询机等电子设备中。这样,用户只需用手指触摸该电子设备上的标识就能够实现对该电子设备的操作,消除了用户对其他输入设备(如键盘和鼠标等)的依赖,使人机交互更为简易。

为了更好地满足用户需求,通常在显示面板中还设置有用于检测用户触摸显示面板时触控压力大小的压力传感器,以丰富触控技术的应用范围。现有的压力传感器中往往包括多个惠斯通电桥,以增强压力传感器的检测精度。在实际设置中,每多增加一个惠斯通电桥,就需要多增加4个电阻和4根信号线。无疑压力传感器中所包括的惠斯通电桥的数目越多,压力传感器的电阻的个数越多,与该压力传感器相匹配的信号线的条数越多,压力传感器的布设难度越大。



技术实现要素:

本发明提供一种压力传感器、显示面板及显示装置,以实现在确保压力传感器具有较高的检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

第一方面,本发明实施例提供了一种压力传感器,该压力传感器包括:

至少一个惠斯通电桥组,所述惠斯通电桥组包括至少两个惠斯通电桥;

所述惠斯通电桥包括四个电阻、两个电源信号输入端以及两个感应信号测量端;

所述四个电阻为第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻;

所述两个电源信号输入端为第一电源信号输入端和第二电源信号输入端;

所述两个感应信号测量端为第一感应信号测量端和第二感应信号测量端;

所述第一电阻的第一端以及所述第四电阻的第一端与所述第一电源信号输入端电连接,所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第一端与所述第一感应信号测量端电连接,所述第四电阻的第二端以及所述第三电阻的第一端与所述第二感应信号测量端电连接,所述第二电阻的第二端以及所述第三电阻的第二端与所述第二电源信号输入端电连接;

所述第一电源信号输入端和所述第二电源信号输入端用于输入偏置电压信号;所述第一感应信号测量端和所述第二感应信号测量端用于输出压感检测信号;

同一所述惠斯通电桥组中,任一所述惠斯通电桥与至少一个其他所述惠斯通电桥共用一个电阻,以及共用与被共用的所述电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端;

构成同一所述惠斯通电桥组的各所述惠斯通电桥仅通过与其他惠斯通电桥互相共用电阻以及共用与被共用的所述电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端的方式连接形成网状结构。

第二方面,本发明实施例还提供了一种显示面板,该显示面板包括衬底基板以及形成在所述衬底基板上的压力传感器;所述压力传感器为本发明实施例提供的任意一种压力传感器。

第三方面,本发明实施例还提供了一种显示装置,该显示装置包括本发明实施例提供的任意一种显示面板。

本发明实施例通过设置同一惠斯通电桥组中,任一惠斯通电桥与至少一个其他惠斯通电桥共用一个电阻,以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端;构成同一惠斯通电桥组的各惠斯通电桥仅通过与其他惠斯通电桥互相共用电阻以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端的方式连接形成网状结构,实质是在确保惠斯通电桥组中惠斯通电桥个数不变的基础上,减少该惠斯通电桥组中所需的电阻的个数,以及与之匹配的信号线的条数,解决了现有的压力传感器中电阻和信号线的数量众多,压力传感器的布设难度大的问题,实现了在确保压力传感器具有较高的检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

附图说明

图1为现有的一种压力传感器的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种第一共用结构的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种第二共用结构的结构示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种第二共用结构的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种第三共用结构的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种第三共用结构的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的一种压力传感器的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图;

图10为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图;

图11为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图;

图12为本发明实施例提供的一种惠斯通电桥的结构示意图;

图13为本发明实施例提供的另一种惠斯通电桥的结构示意图;

图14为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图;

图15为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图;

图16为现有的一种显示面板的结构示意图;

图17为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为现有的一种压力传感器的结构示意图。参见图1,该压力传感器包括两个惠斯通电桥10,每个惠斯通电桥10均包括:第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一电源信号输入端vin1、第二电源信号输入端vin2、第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2。第一电阻r1的第一端a1以及第四电阻r4的第一端d1与第一电源信号输入端vin1电连接,第一电阻r1的第二端a2以及第二电阻r2的第一端b1与第一感应信号测量端vout1电连接,第四电阻r4的第二端d2以及第三电阻r3的第一端c1与第二感应信号测量端vout2电连接,第二电阻r2的第二端b2以及第三电阻r3的第二端c2与第二电源信号输入端vin2电连接;第一电源信号输入端vin1和第二电源信号输入端vin2用于向压力传感器输入偏置电压信号;第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2用于从压力传感器输出压感检测信号。

对于每个惠斯通电桥10,当向第一电源信号输入端vin1和第二电源信号输入端vin2输入偏置电压信号时,惠斯通电桥中各支路均有电流通过。此时,按压包括该压力传感器的显示面板时,压力传感器因受到来自显示面板上与其对应位置处剪切力的作用,第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4阻值发生变化,从而使得压力传感器的第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2输出的电信号之差的绝对值δv=|vout1-vout2|(即压感检测信号)与无按压时压力传感器的压感检测信号δv不同。继续参见图1,若压力传感器包括两个惠斯通电桥10,将左侧惠斯通电桥10输出的压感检测信号设为δv1’,将右侧惠斯通电桥10输出的压感检测信号设为δv2’,计算δv1’和δv2’。根据δv1’和δv2’,可以确定触控压力的大小。

由图1中可以看出,每一个惠斯通电桥包括4个电阻(即第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4)和需要4根信号线(图1中未示出)分别与第一电源信号输入端vin1、第二电源信号输入端vin2、第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2相连。若一个压力传感器包括n个惠斯通电桥,那么,一个压力传感器包括4n个电阻,并且需要为该压力传感器设置4n条信号线。无疑压力传感器中所包括的惠斯通电桥的数目越多,压力传感器的电阻的个数越多,与该压力传感器相匹配的信号线的条数越多,压力传感器的布设难度越大。

有鉴于此,本发明提供了一种压力传感器,该压力传感器包括:至少一个惠斯通电桥组,惠斯通电桥组包括至少两个惠斯通电桥;惠斯通电桥包括四个电阻、两个电源信号输入端以及两个感应信号测量端;四个电阻为第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻;两个电源信号输入端为第一电源信号输入端和第二电源信号输入端;两个感应信号测量端为第一感应信号测量端和第二感应信号测量端;第一电阻的第一端以及第四电阻的第一端与第一电源信号输入端电连接,第一电阻的第二端以及第二电阻的第一端与第一感应信号测量端电连接,第四电阻的第二端以及第三电阻的第一端与第二感应信号测量端电连接,第二电阻的第二端以及第三电阻的第二端与第二电源信号输入端电连接;第一电源信号输入端和第二电源信号输入端用于输入偏置电压信号;第一感应信号测量端和第二感应信号测量端用于输出压感检测信号。

同一惠斯通电桥组中,任一惠斯通电桥与至少一个其他惠斯通电桥共用一个电阻,以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端;构成同一惠斯通电桥组的各惠斯通电桥仅通过与其他惠斯通电桥互相共用电阻以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端的方式连接形成网状结构。

在上述技术方案中,通过设置任一惠斯通电桥与至少一个其他惠斯通电桥共用一个电阻,那么该电阻两端的电源信号输入端和感应信号测量端也对应地可以共用,可以减少压力传感器中电阻的数量,以及与该压力传感器相连的信号线的数量。若一个压力传感器包括一个惠斯通电桥组,该惠斯通电桥组包括两个惠斯通电桥,构成一个最简单的网状结构。其中,这两个惠斯通电桥共用一个电阻,以及与该共用电阻电连接的电源信号输入端和感应信号测量端也共用,那么,该惠斯通电桥组包括4×2-1=7个电阻,共需要设置4×2-2=6条信号线与该压力传感器相连。而现有的压力传感器(如图1中提供的压力传感器),虽然同样包括两个惠斯通电桥,但是共包括8个电阻,并且需要设置8条信号线与该压力传感器相连。显然与现有的压力传感器相比,本发明提供的压力传感器在其所包括的惠斯通电桥个数不变的情况下,可以减少构成该压力传感器所需的电阻的个数,以及与之匹配的信号线的条数,解决了现有的压力传感器中电阻和信号线的数量众多,压力传感器的布设难度大的问题,实现了在确保压力传感器具有较高的检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

在上述各实施例的基础上,压力传感器中构成同一惠斯通电桥组的惠斯通电桥之间互相形成下述结构的至少一个:第一共用结构、第二共用结构和第三共用结构。其中,第一共用结构中,与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端均被两个惠斯通电桥共用;第二共用结构中,与被共用的电阻相连的电源信号输入端或感应信号测量端被三个惠斯通电桥共用;第三共用结构中,与被共用的电阻相连的电源信号输入端或感应信号测量端被四个惠斯通电桥共用。

下面结合示意图对本发明提供的技术方案进行详细说明。为了在图中清楚展示惠斯通电桥组的电源信号输入端和感应信号测量端,本发明在各说明书附图中均将电源信号输入端用空心点表示,将感应信号测量端用实心点表示。

图2为本发明实施例提供的一种第一共用结构的结构示意图。参见图2,可选地,该第一共用结构由第一惠斯通电桥11和第二惠斯通电桥12形成,与被共用的电阻r0相连的电源信号输入端和感应信号测量端均被这两个惠斯通电桥共用。

继续参见图2,第一共用结构仅包括7个电阻和6条信号线就可以实现2个惠斯通电桥所具有的功能,而现有的包括2个惠斯通电桥的压力传感器往往需要8个电阻和8条信号线。因此,与现有的压力传感器的结构相比,采用第一共用结构可以显著减少电阻和信号线的数量。进一步地,若设置压力传感器包括至少一个第一共用结构,可以有效减少压力传感器中电阻的数量,以及与该压力传感器相连的信号线的数量,降低压力传感器的布设难度。

图3为本发明实施例提供的一种第二共用结构的结构示意图。参见图3,可选地,该第二共用结构由第一惠斯通电桥11、第二惠斯通电桥12和第三惠斯通电桥13形成。其中,与被共用的电阻r0相连的电源信号输入端被这三个惠斯通电桥共用。图4为本发明实施例提供的另一种第二共用结构的结构示意图。与图3中提供的第二共用结构相比,区别在于,图4中与被共用的电阻r0相连的感应信号测量端被这三个惠斯通电桥共用。

继续参见图3和图4,第二共用结构包括只需要10个电阻和8条信号线就可以实现3个惠斯通电桥所具有的功能,而现有的包括3个惠斯通电桥的压力传感器中需要12个电阻和12条信号线。因此,与现有的压力传感器的结构相比,采用第二共用结构可以显著减少电阻和信号线的数量。进一步地,若设置压力传感器包括至少一个第二共用结构,可以有效减少压力传感器中电阻的数量,以及与该压力传感器相连的信号线的数量,降低压力传感器的布设难度。

图5为本发明实施例提供的一种第三共用结构的结构示意图。参见图5,可选地,该第三共用结构由第一惠斯通电桥11、第二惠斯通电桥12、第三惠斯通电桥13和第四惠斯通电桥14形成。与被共用的电阻r0相连的电源信号输入端被这四个惠斯通电桥共用。图6为本发明实施例提供的另一种第三共用结构的结构示意图。与图5中提供的第三共用结构相比,区别在于,图6中与被共用的电阻r0相连的感应信号测量端被这四个惠斯通电桥共用。

类似地,继续参见图5和图6,第三共用结构包括只需要12个电阻和9条信号线就可以实现4个惠斯通电桥所具有的功能,而现有的包括4个惠斯通电桥的压力传感器中需要16个电阻和16条信号线。因此,与现有的压力传感器的结构相比,采用第三共用结构可以显著减少电阻和信号线的数量。进一步地,若设置压力传感器包括至少一个第三共用结构,可以有效减少压力传感器中电阻的数量,以及与该压力传感器相连的信号线的数量,降低压力传感器的布设难度。

进一步地,若按照现有的压力传感器其中惠斯通电桥的连接方法,12个电阻仅能形成3个惠斯通电桥。而采用图5和图6中技术方案,可以形成4个惠斯通电桥。由于在实际设置中,压力传感器所包括的惠斯通电桥的数量越多,压力传感器的压感检测性能越好,因此与现有的惠斯通电桥布设方案相比,本申请提供的压力传感器的压感检测性能更好。

在实际设计时,可以根据需要,设置压力传感器中的一个惠斯通电桥组包括m个第一共用结构、n个第二共用结构以及p个第三共用结构,其中,m、n、p均为大于或等于零的整数,且m、n和p不同时为0。下面就典型的压力传感器的结构进行详细说明,但不构成对本发明的限制。

图7为本发明实施例提供的一种压力传感器的结构示意图。参见图7,可选地,该压力传感器包括一个惠斯通电桥组,该惠斯通电桥组包括中包括n-1个第一共用结构,该n-1个第一共用结构由n个惠斯通电桥形成,其中,n为大于1的自然数。其中,第一惠斯通电桥11和第二惠斯通电桥12构成一个第一共用结构,即第一惠斯通电桥11中的第四电阻r4同时用作为第二惠斯通电桥12的第四电阻r4。第二惠斯通电桥12和第三惠斯通电桥构成一个第一共用结构,即第二惠斯通电桥12中的第二电阻r2同时用作为第三惠斯通电桥的第二电阻r2,……。

继续参见图7,由于该压力传感器共存在n-1个第一共用结构。该压力传感器包括3n+1个电阻,并且需要设置2n+2条信号线与该压力传感器相连。而现有的包括n个惠斯通电桥的压力传感器中包括4n个电阻,并且需要4n条信号线与该压力传感器相连。显然与现有的包括n个惠斯通电桥的压力传感器中相比,图7中提供的压力传感器可以减少n-1个电阻和2n-2条信号线,降低压力传感器的布设难度的目的。

图8为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图。参见图8,该压力传感器的一个惠斯通电桥组仅包括一个第一共用结构1、一个第二共用结构2和一个第三共用结构3。其中,第一行第一个惠斯通电桥、第一行第二个惠斯通电桥、第二行第一个惠斯通电桥以及第二行第二个惠斯通电桥共同构成一个第三共用结构3。第二行第一个惠斯通电桥、第二行第二个惠斯通电桥以及第三行惠斯通电桥共同构成一个第二共用结构2。第三行惠斯通电桥和第四行惠斯通电桥共同构成一个第一共用结构1。

继续参见图8,该压力传感器共包括6个惠斯通电桥,包括18个电阻,并且需要设置13条信号线与该压力传感器相连。而现有的包括6个惠斯通电桥的压力传感器中包括24个电阻,并且需要24条信号线与该压力传感器相连。显然与现有的包括6个惠斯通电桥的压力传感器中相比,图8中提供的压力传感器可以减少6个电阻和11条信号线,进而达到在确保压力传感器具有较高的触控压力检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

进一步地,若按照现有的压力传感器其中惠斯通电桥的连接方法,18个电阻仅能形成4个惠斯通电桥。而采用图8中技术方案,可以形成6个惠斯通电桥,显然这样设置可以提高压力传感器的压感检测性能。

进一步地,考虑一个惠斯通电桥组所包括的惠斯通电桥的数量(大于或等于4)确定的前提下,包含的第三共用结构较第一共用结构或第二共用结构的数量越多,构成该惠斯通电桥组的电阻的数量越少,所需要的信号线的数量越少,可选地,惠斯通电桥组包括至少p个惠斯通电桥,其中p为合数;构成同一惠斯通电桥组的每个惠斯通电桥与三个其他惠斯通电桥构成第三共用结构。其中,合数就是除了能被1或其本身外,还可以被其他的数整除的。图9为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图。示例性地,参见图9,该惠斯通电桥组包括a×b个惠斯通电桥,a和b均为大于或等于2的正整数,并且每个惠斯通电桥与三个其他惠斯通电桥构成第三共用结构。

图10为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图。参见图10,该压力传感器中,惠斯通电桥组包括4个惠斯通电桥,分别为第一惠斯通电桥11、第二惠斯通电桥12、第三惠斯通电桥13和第四惠斯通电桥14;第一惠斯通11电桥的第四电阻r4和第二惠斯通电桥12的第一电阻r1共用;第二惠斯通电桥12的第四电阻r4和第三惠斯通电桥13的第一电阻r1共用;第三惠斯通电桥13的第四电阻r4和第四惠斯通电桥14的第一电阻r1共用;第四惠斯通电桥14的第四电阻r4和第一惠斯通电桥11的第一电阻r1共用。

以被这四个惠斯通电桥共用电源信号输入端为该惠斯通电桥组的第一输入端t1,即将四个惠斯通电桥的第一电源信号输入端vin1作为第一输入端t1,以各惠斯通电桥中未被共用的电源信号输入端为该惠斯通电桥组的第二输入端t2,即该惠斯通电桥组的四个第二电源信号输入端vin2均作为第二输入端t2。以被第一惠斯通电桥11和第二惠斯通电桥12共用的感应信号测量端为第一输出端x1(即第一惠斯通电桥11的第二感应信号测量端vout2和第二惠斯通电桥12的第一感应信号测量端vout1共同作为第一输出端x1),以被第二惠斯通电桥12和第三惠斯通电桥13共用的感应信号测量端为第二输出端x2(即第二惠斯通电桥12的第二感应信号测量端vout2和第三惠斯通电桥13的第一感应信号测量端vout1共同作为第二输出端x2),以被第三惠斯通电桥13和第四惠斯通电桥14共用的感应信号测量端为第三输出端x3(即第三惠斯通电桥13的第二感应信号测量端vout2和第四惠斯通电桥14的第一感应信号测量端vout2共同作为第三输出端x3),以被第四惠斯通电桥14和第一惠斯通电桥11共用的感应信号测量端为第四输出端x4(即第四惠斯通电桥14的第二感应信号测量端vout2和第一惠斯通电桥11的第一感应信号测量端vout1共同作为第四输出端x4)。

在进行触控压力检测时,向第一输入端t1输入电信号vx1,向个第二输入端t2输入电信号vx2,且|vx1-vx2|≠0。此时,每一个惠斯通电桥各支路均有电流流过。检测第一输出端x1的电信号v1,第二输出端x2的电信号v2,第三输出端x3的电信号v3,第四输出端x4的电信号v4。则第一惠斯通电桥11的压感检测信号为δv1=|v1-v4|。第二惠斯通电桥12的压感检测信号为δv2=|v1-v2|。第三惠斯通电桥13的压感检测信号为δv3=|v2-v3|。第四惠斯通电桥14的压感检测信号为δv4=|v3-v4|。并基于各惠斯通电桥的输出的压感检测信号δv1、δv2、δv3以及δv4,得到触控压力大小。

图11为本发明实施例提供的又一种压力传感器的结构示意图。参见图11,该压力传感器中,惠斯通电桥组包括四个惠斯通电桥,分别为第一惠斯通电桥11、第二惠斯通电桥12、第三惠斯通电桥13和第四惠斯通电桥14。其中,第一惠斯通电桥11的第三电阻r3和第二惠斯通电桥12的第二电阻r2共用;第二惠斯通电桥12的第一电阻r1和第三惠斯通电桥13的第四电阻r4共用;第三惠斯通电桥13的第三电阻r3和第四惠斯通电桥14的第二电阻r2共用;第四惠斯通电桥14的第一电阻r1和第一惠斯通电桥11的第四电阻r4共用。

以被这四个惠斯通电桥共用感应信号测量端为该惠斯通电桥组的第一输出端t1,即将第一惠斯通电桥11和第三惠斯通电桥13的第二感应信号测量端vout2、第二惠斯通电桥12和第四惠斯通电桥14的第一感应信号测量端vout1共同作为第一输出端x1。以第一惠斯通电桥11的第一感应信号测量端vout1作为第二输出端x2,以第二惠斯通电桥12的第二感应信号测量端vout2作为第三输出端x3,以第三惠斯通电桥13的第一感应信号测量端vout1作为第四输出端x4,以第四惠斯通电桥14的第二感应信号测量端vout2作为第五输出端x5。以被第一惠斯通电桥11和第二惠斯通电桥12共用的电源信号输入端,以及被第三惠斯通电桥13和第四惠斯通电桥14共用的电源信号输入端作为第一输入端t1。以被第二惠斯通电桥12和第三惠斯通电桥13共用的电源信号输入端,以及被第四惠斯通电桥14和第一惠斯通电桥11共用的电源信号输入端作为第二输入端t2。

在进行触控压力检测时,向第一输入端t1输入电信号vx1,向个第二输入端t2输入电信号vx2,且|vx1-vx2|≠0。此时,每一个惠斯通电桥各支路均有电流流过。检测第一输出端x1的电信号v1,第二输出端x2的电信号v2,第三输出端x3的电信号v3,第四输出端x4的电信号v4,以及第五输出端x5的电信号v5。则第一惠斯通电桥11的压感检测信号为δv1=|v2-v1|。第二惠斯通电桥12的压感检测信号为δv2=|v3-v1|。第三惠斯通电桥13的压感检测信号为δv3=|v4-v1|。第四惠斯通电桥14的压感检测信号为δv4=|v5-v1|。并基于各惠斯通电桥的输出的压感检测信号δv1、δv2、δv3以及δv4,得到触控压力大小。

在上述技术方案中,各惠斯通电桥的设置方式可以有很多种,下面就其中几种典型的惠斯通电桥的结构进行说明,但并不构成对本申请的限定。可选地,图12为本发明实施例提供的一种惠斯通电桥的结构示意图。参见图12,同一惠斯通电桥中,第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第四电阻r4的形状均为长方体;第一电阻r1由第一端a1到第二端a2的连线与第三电阻r3由第一端c1到第二端c2的连线平行,第二电阻r2由第一端b1到第二端b2的连线与第四电阻r4由第一端d1到第二端d2的连线平行;第一电阻r1由第一端a1到第二端a2的连线与第二电阻r2由第一端b1到第二端b2的连线交叉。这设置可以使得第一电阻r1感应应变的方向与第二电阻r2感应应变的方向不同,第四电阻r4感应应变的方向与第三电阻r3感应应变的方向不同,可以将第一电阻r1、第二电阻r2,以及第三电阻r3和第四电阻r4分布在空间同一处或者距离相近的位置,从而使得第一电阻r1和第二电阻r2,以及第三电阻r3和第四电阻r4有同步温度变化,消除温度差异的影响,提高了压力感应精度。并且这样设置可以使得惠斯通电桥结构简单,易于布设。

图13为本发明实施例提供的另一种惠斯通电桥的结构示意图。参见图13,该惠斯通电桥包括第一方向100和与第一方向100交叉的第二方向200;同一惠斯通电桥中,第一电阻r1由第一端a1到第二端a2的延伸长度在第一方向100上的分量大于在第二方向200上的分量,第二电阻r2由第一端b1到第二端b2的延伸长度在第二方向200上的分量大于在第一方向100上的分量,第三电阻r3由第一端c1到第二端c2的延伸长度在第一方向100上的分量大于在第二方向200上的分量,第四电阻r4由第一端d1到第二端d2的延伸长度在第二方向200上的分量大于在第一方向100上的分量。

这样设置可以使得第一电阻r1和第三电阻r3感应第一延伸方向100的应变,第二电阻r2和第四电阻r4感应第二方向200的应变。由于第一电阻r1感应应变的方向与第二电阻r2感应应变的方向不同,第四电阻r4感应应变的方向与第三电阻r3感应应变的方向不同,可以将第一电阻r1、第二电阻r2,以及第三电阻r3和第四电阻r4分布在空间同一处或者距离相近的位置,从而使得第一电阻r1和第二电阻r2,以及第三电阻r3和第四电阻r4有同步温度变化,消除温度差异的影响,提高了压力感应精度。

可选地,在上述各技术方案中,构成惠斯通电桥的各电阻的材料为非晶硅材料或多晶硅材料。这是因为非晶硅材料或多晶硅材料的应变灵敏度系数比其他材料大。设置构成惠斯通电桥的各电阻的材料为非晶硅材料或多晶硅材料,可以使得压力传感器具有较高的压力检测灵敏度。

可选地,同一惠斯通电桥中,第一电阻的阻值r1与第二电阻r2的阻值之比等于第四电阻r4的阻值与第三电阻r3的阻值之比。这样设置的好处是,在惠斯通电桥上施加偏置电压信号,且第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的阻值满足上述关系的情况下,无按压时,第一电阻r1上的分压和第四电阻r4上的分压相同,第二电阻r2上的分压和第三电阻r3上的分压相同。压力传感器第一感应信号测量端vout1的电位和第二感应信号测量端vout2的电压相等,第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2输出的压感检测信号为0。按压时,压力传感器输出的压感检测信号等于按压前后压力传感器输出的压感检测信号变化量。这样有利于简化触控压力值的计算过程,缩减显示面板根据触控压力大小执行对应操作的响应时间。

本发明实施例还提供一种显示面板。图14为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。参见图14,该显示面板包括衬底基板500以及形成在衬底基板上的压力传感器560;该压力传感器560为本发明实施例提供的任意一种压力传感器。

本发明实施例提供的显示面板,设置同一惠斯通电桥组中,任一惠斯通电桥与至少一个其他惠斯通电桥共用一个电阻,以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端;构成同一惠斯通电桥组的各惠斯通电桥仅通过与其他惠斯通电桥互相共用电阻以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端的方式连接形成网状结构,实质是在确保惠斯通电桥组中惠斯通电桥个数不变的基础上,减少该惠斯通电桥组中所需的电阻的个数,以及与之匹配的信号线的条数,解决了现有的压力传感器中电阻和信号线的数量众多,压力传感器的布设难度大的问题,实现了在确保压力传感器具有较高的检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

继续参见图14,显示面板的衬底基板500包括显示区510和围绕显示区510的非显示区520。在实际设置时,压力传感器560可以设置于显示区510内,也可以设置于非显示区520。在图14中示例性地将压力传感器560设置于非显示区520内。

具体地,参见图14,衬底基板500的非显示区520内设置有至少两个压力传感器560;至少两个压力传感器560分别位于显示区510相对的两侧。研究表明,在显示面板上的按压位置距离压力传感器560的位置越近,压力传感器560输出的压感检测信号也越大。这样设置,可以使得按压显示面板的任意位置时,都存在至少一个压力传感器输出的压感检测信号较大,可以使得显示面板具有较佳的压感检测性能。

进一步地,考虑在显示面板中往往设置有数目众多的用于触控位置检测以及图像显示的元器件等,显示面板并不存在较大的空隙,无法将压力传感器各惠斯通电桥组作为一个整体(构成压力传感器的各电阻临近设置)布设于显示面板上。在实际设置时,需要根据显示面板上的各元器件的布设位置,灵活地调整各构成压力传感器的各电阻的摆设方式,可选地,将压力传感器的各电阻按照如图15所示的方式进行摆放。图15中压力传感器的等效电路图与图10相同。

继续参见图14,可选地,显示面板的衬底基板500的非显示区520内设置有多个移位寄存器550,多个移位寄存器550分别位于显示区510相对的两侧;位于显示区510同一侧的各移位寄存器550沿第三方向300依次排列,沿第四方向400延伸;构成惠斯通电桥的各电阻分别位于下述位置中至少一处:相邻两个移位寄存器550之间、移位寄存器550靠近显示区510的一侧以及移位寄存器550背离显示区510的一侧;其中,位于相邻两个移位寄存器550之间的电阻在第三方向300的长度小于在第四方向400的长度;位于移位寄存器550靠近显示区510的一侧的电阻在第三方向300的长度大于在第四方向400的长度;位于移位寄存器550背离显示区510的一侧的电阻在第三方向300的长度大于在第四方向400的长度;其中,第三方向300和第四方向400均与衬底基板500平行,且第三方向300与第四方向400交叉。

图16为现有的一种显示面板的结构示意图。参见图16,在该显示面板中,将压力传感器560整体设置于显示面板非显示区520内相邻两个移位寄存器550之间。由于压力传感器560的尺寸过大,需要对移位寄存器550的设置位置进行调整,以及加宽移位寄存器550临近显示区510的边缘距显示区510和非显示区520的交界线的距离z,以使各移位寄存器550的信号输出端均与显示区510中与其对应的扫描线14电连接。无疑,加宽移位寄存器550临近显示区510的边缘距显示区510和非显示区520的交界线的距离z,会增加显示面板的非显示区520的面积。

与图16中提供的显示面板相比,本申请技术方案通过设置构成惠斯通电桥的各电阻分别位于下述位置中至少一处:相邻两个移位寄存器550之间、移位寄存器550靠近显示区510的一侧以及移位寄存器550背离显示区510的一侧;其中,位于相邻两个移位寄存器550之间的电阻在第三方向300的长度小于在第四方向400的长度;位于移位寄存器550靠近显示区510的一侧的电阻在第三方向300的长度大于在第四方向400的长度;位于移位寄存器550背离显示区510的一侧的电阻在第三方向300的长度大于在第四方向400的长度,实质是使得位于相邻两个移位寄存器550之间的电阻在第一方向100上充分延伸,同时缩减该电阻在第二方向200的长度,并且使得位于移位寄存器550靠近显示区510的一侧的电阻在第二方向200上充分延伸,同时缩减该电阻在第一方向100的长度。这样无需调整移位寄存器550的设置位置,可以缩减移位寄存器550临近显示区510的边缘距显示区510和非显示区520的交界线的距离z,缩减显示面板的非显示区520的面积,与窄边框的发展趋势相适应。

继续参见图14,显示面板还包括多条扫描线14,移位寄存器550分别与至少一条扫描线540电连接;位于移位寄存器550靠近显示区的一侧的电阻在衬底基板上的投影与扫描线540在衬底基板500上的投影不重合。考虑位于移位寄存器550与显示区510之间的电阻在衬底基板500上的投影与扫描线540在衬底基板500上的投影重合的情况,扫描线540相当于薄膜晶体管的栅极,位于移位寄存器550与显示区510之间的电阻相当于薄膜晶体管的沟道区,扫描线540上传输的信号的大小会影响沟道区的导通或断开,进而影响压力传感器560的工作状态。因此,可选地,位于移位寄存器550与显示区510之间的电阻在衬底基板500上的投影与扫描线540在衬底基板500上的投影不重合。这样设置可以确保压力传感器560在工作状态不受扫描线540所传输信号的影响。

本发明实施例还提供一种显示装置。图17为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。参见图17,该显示装置101包括本发明实施例提供的任意一种显示面板201,该显示装置101可以为手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。

本发明实施例提供的显示面板,设置同一惠斯通电桥组中,任一惠斯通电桥与至少一个其他惠斯通电桥共用一个电阻,以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端;构成同一惠斯通电桥组的各惠斯通电桥仅通过与其他惠斯通电桥互相共用电阻以及共用与被共用的电阻相连的电源信号输入端和感应信号测量端的方式连接形成网状结构,实质是在确保惠斯通电桥组中惠斯通电桥个数不变的基础上,减少该惠斯通电桥组中所需的电阻的个数,以及与之匹配的信号线的条数,解决了现有的压力传感器中电阻和信号线的数量众多,压力传感器的布设难度大的问题,实现了在确保压力传感器具有较高的检测精度的前提下,降低压力传感器的布设难度的目的。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明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发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1