CN106293235A - 传感结构、显示面板、驱动方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种传感结构、显示面板、驱动方法和显示装置。所述传感结构包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列、绝缘单元阵列和传感控制电路；第一压感电极和第二压感电极交叉设置，第一压感电极阵列和第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；绝缘单元阵列设置于第一压感电极阵列和第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一绝缘单元；所述绝缘单元由绝缘压电材料制成；传感控制电路向所述第一压感阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号，接收所述第二压感阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。本发明实现传感器每层结构的全部复用，简化传感结构，有利于实现触控显示装置的薄型化。
Description
技术领域
本发明涉及压力和触控传感技术领域，尤其涉及一种传感结构、显示面板、驱动方法和显示装置。
背景技术
随着电子技术的不断进步，电子设备所集成的功能越来越多，比如说现在的触控显示装置中都设置有压力传感器，该压力传感器能够检测到用户在手机或者掌上电脑显示屏上的压力，从而根据检测到的压力响应对应的应用程序。
由上可知，触控技术与压力传感是显示传感领域实现的两个重要功能，但现有的触控显示装置是在触控传感结构的基础上再叠加压力传感器，除了会增加传感部件的制作工艺，也会增加显示屏厚度，不利于显示屏的薄型化。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种传感结构、显示面板、驱动方法和显示装置，以解决现有技术中不能在满足触控与压力传感功能的同时，实现传感器每层结构的全部复用，从而导致传感结构复杂，不利于显示屏的薄型化的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种传感结构，包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列、绝缘单元阵列和传感控制电路；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极；
所述第一压感电极和所述第二压感电极交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元；
所述绝缘单元由绝缘压电材料制成；
所述传感控制电路分别与所述第一压感阵列和所述第二压感阵列连接，用于向所述第一压感阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号，接收所述第二压感阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。
实施时，所述第一压感电极和所述第二压感电极正交设置。
实施时，所述传感控制电路包括扫描信号发送模块、感应信号接收模块和感应信号处理模块；
所述扫描信号发送模块分别与所述多个第一压感电极连接，用于在触控时间段向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号；
所述感应信号接收模块分别与所述多个第二压感电极连接，用于在触控时间段接收所述第二压感电极输出的触控感应信号；
所述感应信号处理模块与所述感应信号接收模块连接，用于根据所述触控感应信号判断触控位置。
实施时，所述扫描信号发送模块还用于在压力传感时间段向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；
所述感应信号接收模块还用于在压力传感时间段接收所述第二压感电极输出压力感应信号；
所述感应信号处理模块与所述感应信号接收模块连接，用于根据所述压力感应信号确定压力大小。
实施时，所述压力扫描信号为恒定直流电压信号。
本发明还提供了一种传感结构的驱动方法，用于驱动上述的传感结构，所述驱动方法包括：
传感控制电路向第一压感电极阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号；
传感控制电路接收第二压感电极阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。
实施时，当所述传感控制电路包括扫描信号发送模块、感应信号接收模块和感应信号处理模块时，所述驱动方法具体包括：
在触控时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，所述感应信号处理模块根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出压力感应信号；所述感应信号处理模块根据所述压力感应信号确定压力大小。
本发明还提供了一种显示面板，包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列和绝缘单元阵列；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极；
所述第一压感电极和所述第二压感电极交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元；
所述绝缘单元由绝缘压电材料制成。
本发明还提供了一种显示面板的驱动方法，用于驱动如权利要求8所述的显示面板，每一帧时间包括触控时间段和压力传感时间段；
所述驱动方法包括：
在触控时间段，向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；接收所述第二压感电极输出压力感应信号，根据所述压力感应信号确定压力大小。
本发明还提供了一种显示装置，能够进行触摸控制和压力传感，包括上述的传感结构。
实施时，本发明所述的显示装置还包括从下至上依次设置的OLED发光层、封装结构、偏光片和盖板；
所述传感结构设置于所述OLED发光层与所述封装结构之间；或者，
所述传感结构设置于所述封装结构与所述偏光片之间；或者，
所述传感结构设置于所述偏光片与所述盖板之间。
与现有技术相比，本发明所述的传感结构、显示面板、驱动方法和显示装置在满足触控与压力传感功能的同时，实现传感器每层结构的全部复用，大大简化了传感结构，有利于实现触控显示装置的薄型化。
附图说明
图1是本发明实施例所述的传感结构的结构图；
图2是本发明另一实施例所述的传感结构的结构图；
图3是本发明实施例所述传感结构包括的传感控制电路的驱动时序示意图；
图4是本发明所述的显示装置的一具体实施例的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例所述的传感结构包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列、绝缘单元阵列和传感控制电路；
所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元10；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极11；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极12；
所述第一压感电极11和所述第二压感电极12交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元10；
所述绝缘单元10由绝缘压电材料制成；
所述传感控制电路(图1中未示出)分别与所述第一压感阵列和所述第二压感阵列连接，用于向所述第一压感阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号，接收所述第二压感阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。
本发明实施例所述的传感结构在满足触控与压力传感功能的同时，实现传感器每层结构的全部复用，大大简化了传感结构；也即，将第一压感电极复用作互容式的触控扫描电极TX，将第二压感电极复用作互容式的触控感应电极RX，由压电材料制成的绝缘单元阵列复用作触控传感的绝缘层，在触控模式下压电材料充当触控的绝缘层，在压力传感模式下触控扫描电极TX、触控感应电极RX充当压力传感电极，TX接收压力扫描信号，RX接收绝缘单元(由压电材料制成)发出的电信号。在实际操作时，所述传感控制电路也可以在压力传感时间段根据该感应信号得到压力位置。
具体的，所述绝缘压电材料可以采用现有技术中的任何绝缘的可以产生压电效应(受到压力作用时会在两端面间出现电压)的材料。
具体的，所述第一压感电极和所述第二压感电极可以正交设置。例如，当第一方向为水平方向时，所述第二方向可以为竖直方向；当第一方向为竖直方向时，第二方向可以为水平方向。
具体的，如图2所示，所述传感控制电路可以包括扫描信号发送模块21、感应信号接收模块22和感应信号处理模块23；
所述扫描信号发送模块21分别与所述多个第一压感电极11连接，用于在触控时间段向所述多个第一压感电极11发送触控扫描信号；
所述感应信号接收模块22分别与所述多个第二压感电极12连接，用于在触控时间段接收所述第二压感电极12输出的触控感应信号；
所述感应信号处理模块23与所述感应信号接收模块22连接，用于根据所述触控感应信号判断触控位置。
如图2所示，所述多个第一压感电极11分别通过触控扫描引出线TXL与所述扫描信号发送模块21连接；
所述多个第二压感电极12分别通过触控感应引出线RXL与所述感应信号接收模块22连接。
图2为第一压感电极阵列、第二压感电极阵列与绝缘单元阵列放置的平面图。
如图2所示，第一压感电极阵列和第二压感电极阵列正交放置，每一所述第一压感电极和每一所述第二压感电极相交处设置有由压电材料制成的绝缘单元，所述绝缘单元在触控模式下起到绝缘层的作用，与传统的互容式触摸传感器中采用绝缘层的区别在于该绝缘层不再是一层完整的薄膜，而是以方形单元组成阵列，分布在上下两层电极的交叉位置，这是因为在压力传感模式下压电材料功能发挥作用，需要感知压力并相应发出压电信号给与压力位置对应接收电极，若以非图案化的完整薄膜存在，所有压感接收电极都会接收到压力信号，从而在压力传感模式下不能准确判断压力位置。
在图2所示的实施例中，所述第一压感电极阵列设置于下层，所述第二压感电极阵列设置于下层，所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列中间。
具体的，所述扫描信号发送模块还用于在压力传感时间段向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；
所述感应信号接收模块还用于在压力传感时间段接收所述第二压感电极输出压力感应信号；
所述感应信号处理模块与所述感应信号接收模块连接，用于根据所述压力感应信号确定压力大小。
在实际操作时，所述感应信号处理模块还可以根据所述压力感应信号确定压力位置。
具体的，所述压力扫描信号为恒定直流电压信号。
在实际操作时，所述压力扫描信号只需采用恒定直流电压信号即可达到压力传感的目的。
图3是传感控制电路的驱动时序示意图。
如图3所示，可以将每一帧时间分为触控时间段Ttouch和压力传感时间段Tforce，所述触控时间段Ttouch例如可以为11.7ms(毫秒)，所述压力传感时间段Tforce例如可以为5ms。
如图3所示，在触控时间段Ttouch，所述扫描信号发送模块向第一压感电极11发送触控扫描信号，所述触控扫描信号为脉冲信号，第二压感电极12接收信号，判断触控位置；
在压力传感时间段Tforce，所述扫描信号发送模块向所述第一压感电极11发送压力扫描信号，所述第二压感电极12接收信号，判断触控位置压力；所述压力扫描信号为0V恒定直流电压信号(也可以为其他恒定直流电压信号)。
如图3所示的分时方案也可以根据IC(集成电路)芯片处理能力适当调整Ttouch的时长和Tforce的时长，在此不作具体限定。
本发明实施例所述的传感结构的驱动方法，用于驱动上述的传感结构，所述驱动方法包括：
传感控制电路向第一压感电极阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号；
传感控制电路接收第二压感电极阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号得到触控位置或压力信号。
具体的，当所述传感控制电路包括扫描信号发送模块、感应信号接收模块和感应信号处理模块时，所述驱动方法具体包括：
在触控时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，所述感应信号处理模块根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出压力感应信号；所述感应信号处理模块根据所述压力感应信号确定压力大小。
在实际操作时，在压力传感时间段，所述感应信号处理模块模块还可以根据所述压力感应信号确定压力位置。
本发明实施例所述的显示面板包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列和绝缘单元阵列；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极；
所述第一压感电极和所述第二压感电极交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元；
所述绝缘单元由绝缘压电材料制成。
本发明实施例所述的显示面板的驱动方法，用于驱动上述的显示面板，每一帧时间包括触控时间段和压力传感时间段；
所述驱动方法包括：
在触控时间段，向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；接收所述第二压感电极输出压力感应信号，根据所述压力感应信号确定或压力大小。
本发明实施例所述的显示装置，能够进行触摸控制和压力传感，包括上述的传感结构。
具体的，本发明实施例所述的显示装置还包括从下至上依次设置的OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)像素层、封装结构、偏光片和盖板；
所述传感结构设置于所述OLED发光层与所述封装结构之间；或者，
所述传感结构设置于所述封装结构与所述偏光片之间；或者，
所述传感结构设置于所述偏光片与所述盖板之间。
下面通过一具体实施例来说明本发明所述的显示装置。
如图4所示，在OLED发光层的封装结构TFE表面上从下至上依次放置第一压感电极阵列和第二压感电极阵列；
所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列正交放置；
所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间放置绝缘单元阵列；
所述第一压感电极阵列包括多个第一压感电极11，所述第二压感电极阵列包括多个第二压感电极12；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元10；
所述OLED发光层包括红色像素单元R、绿色像素单元G和蓝色像素单元B；
在触控感应时间段，第一压感电极阵列、第二压感电极阵列分别复用为互容式的触控扫描电极阵列、互容式的触控感应电极阵列，所述互容式的触控扫描电极阵列和所述互容式的触控感应电极阵列被中间的由压电材料制成的绝缘层绝缘；
所述压电材料可以采用ALN(氮化铝)、ZnO(氧化锌)、ZnS(硫化锌)等压电材料。
在如图4所示的具体实施例中，标号为PF的为偏光片，标号为Cover的为盖板，标号为PDL的为像素阵列驱动背板(pixel design layout)，标号为BP的为背板。
在图4所示的具体实施例中，包括所述第一压感电极阵列、所述第二压感电极阵列和所述绝缘单元阵列的传感结构设置于封装结构TFE和偏光片PF之间。但是，在实际操作时，包括所述第一压感电极阵列、所述第二压感电极阵列和所述绝缘单元阵列的传感结构也可以设置于所述OLED发光层与所述封装结构之间；或者，所述传感结构也可以设置于所述偏光片与所述盖板之间。
在本发明如图4所示的具体实施例工作时，第一压感电极复用作互容式触控扫描电极TX，第二压感电极复用作互容式触控感应电极RX，由压电材料制成的绝缘单元阵列复用作触控传感时的绝缘层，在触控模式下压电材料充当触控的绝缘层，在压力传感模式下触控扫描电极TX、触控感应电极RX充当压力传感电极，TX接收压力扫描信号，RX接收绝缘单元(由压电材料制成)发出的电信号。
本发明实施例所述的显示装置采用了集触控与压力传感于一体的传感结构，在满足触控与压力传感功能的同时，实现传感器每层结构的全部复用，大大简化了传感结构，节省了传感结构的工艺制作流程，有利于实现触控显示装置的薄型化。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种传感结构，其特征在于，包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列、绝缘单元阵列和传感控制电路；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极；
所述第一压感电极和所述第二压感电极交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元；
所述绝缘单元由绝缘压电材料制成；
所述传感控制电路分别与所述第一压感阵列和所述第二压感阵列连接，用于向所述第一压感阵列分时发送触控扫描信号或压力扫描控制信号，接收所述第二压感阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。
2.如权利要求1所述的传感结构，其特征在于，所述第一压感电极和所述第二压感电极正交设置。
3.如权利要求1或2所述的传感结构，其特征在于，所述传感控制电路包括扫描信号发送模块、感应信号接收模块和感应信号处理模块；
所述扫描信号发送模块分别与所述多个第一压感电极连接，用于在触控时间段向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号；
所述感应信号接收模块分别与所述多个第二压感电极连接，用于在触控时间段接收所述第二压感电极输出的触控感应信号；
所述感应信号处理模块与所述感应信号接收模块连接，用于根据所述触控感应信号判断触控位置。
4.如权利要求3所述的传感结构，其特征在于，所述扫描信号发送模块还用于在压力传感时间段向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；
所述感应信号接收模块还用于在压力传感时间段接收所述第二压感电极输出压力感应信号；
所述感应信号处理模块与所述感应信号接收模块连接，用于根据所述压力感应信号确定压力大小。
5.如权利要求4所述的传感结构，其特征在于，所述压力扫描信号为恒定直流电压信号。
6.一种传感结构的驱动方法，用于驱动如权利要求1至5中任一权利要求所述的传感结构，其特征在于，所述驱动方法包括：
传感控制电路向第一压感电极阵列分时发送触控扫描信号和压力扫描控制信号；
传感控制电路接收第二压感电极阵列感应得到的感应信号，并根据该感应信号判断触控位置并得到压力大小。
7.如权利要求6所述的传感结构的驱动方法，其特征在于，当所述传感控制电路包括扫描信号发送模块、感应信号接收模块和感应信号处理模块时，所述驱动方法具体包括：
在触控时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，所述感应信号处理模块根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，所述扫描信号发送模块向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；所述感应信号接收模块接收所述第二压感电极输出压力感应信号；所述感应信号处理模块根据所述压力感应信号确定压力大小。
8.一种显示面板，其特征在于，包括第一压感电极阵列、第二压感电极阵列和绝缘单元阵列；所述绝缘单元阵列包括多个绝缘单元；
所述第一压感电极阵列包括多个沿着第一方向依次排列的第一压感电极；
所述第二压感电极阵列包括多个沿着第二方向依次排列的第二压感电极；
所述第一压感电极和所述第二压感电极交叉设置，所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间存在多个交叉面；
所述绝缘单元阵列设置于所述第一压感电极阵列和所述第二压感电极阵列之间，每一所述交叉面都分别设置有一所述绝缘单元；
所述绝缘单元由绝缘压电材料制成。
9.一种显示面板的驱动方法，用于驱动如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，每一帧时间包括触控时间段和压力传感时间段；
所述驱动方法包括：
在触控时间段，向所述多个第一压感电极发送触控扫描信号，接收所述第二压感电极输出的触控感应信号，根据所述触控感应信号判断触控位置；
在压力传感时间段，向所述多个第一压感电极发送压力扫描信号；接收所述第二压感电极输出压力感应信号，根据所述压力感应信号确定压力大小。
10.一种显示装置，能够进行触摸控制和压力传感，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一权利要求所述的传感结构。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还包括从下至上依次设置的OLED发光层、封装结构、偏光片和盖板；
所述传感结构设置于所述OLED发光层与所述封装结构之间；或者，
所述传感结构设置于所述封装结构与所述偏光片之间；或者，
所述传感结构设置于所述偏光片与所述盖板之间。
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