一種觸控顯示模組、顯示裝置及其驅動方法與流程

2023-04-30 21:59:31 2

本發明涉及觸控顯示技術領域，尤其涉及一種觸控顯示模組、顯示裝置及其驅動方法。

背景技術：

壓力感應技術是指對外部受力能夠實施探測的技術，通過該技術例如可以對當前所處環境的壓力進行測試，以判斷是否與自身的身體適應能力相符，並且可以使客戶得到更好的人機互動體驗。因此，許多廠商開始尋求合適的方案以在顯示領域尤其是手機或平板電腦等可攜式電子設備上實現壓力測試。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種觸控顯示模組、顯示裝置及其驅動方法，可實現壓力檢測，且工藝簡單。

為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：

第一方面，提供一種觸控顯示模組，包括觸控顯示面板、設置於所述觸控顯示面板入光側的透明電極層；其中，所述觸控顯示面板上設置有觸控結構；所述透明電極層包括多個壓力檢測電極。

優選的，所述觸控顯示面板包括陣列基板和對盒基板；所述透明電極層設置於所述對盒基板遠離所述陣列基板一側。

進一步優選的，所述觸控結構包括觸控電極，所述觸控電極設置於所述陣列基板上，且所述觸控電極與公共電極復用。

可選的，所述觸控結構設置於所述陣列基板遠離所述對盒基板的一側。

進一步的，所述觸控顯示面板還包括設置於所述陣列基板一側的蓋板，所述觸控結構設置於所述蓋板上。

優選的，所述觸控顯示面板還包括設置於所述陣列基板遠離所述對盒基板一側的上偏光片、設置於所述對盒基板遠離所述陣列基板一側的下偏光片；所述透明電極層設置於對盒基板靠近所述下偏光片的表面。

第二方面，提供一種顯示裝置，包括第一方面所述的觸控顯示模組，還包括背光模組；所述背光模組包括金屬背板。

優選的，所述顯示裝置還包括第一ic和第二ic；所述第一ic用於控制所述觸控顯示模組進行顯示以及觸控檢測；所述第二ic用於控制壓力檢測電極進行壓力檢測。

第三方面，提供一種如第二方面所述顯示裝置的驅動方法，包括：在觸控階段，向觸控結構輸入觸控驅動信號，並接收所述觸控結構輸出的反饋信號，以識別觸控位置；在壓力檢測階段，向壓力檢測電極輸入壓力檢測驅動信號並接收反饋信號，以檢測壓力值。

在觸控電極與公共電極復用的情況下，所述方法還包括：在顯示階段，向所述觸控電極輸入公共電壓信號。

本發明實施例提供一種觸控顯示模組、顯示裝置及其驅動方法，通過在觸控顯示面板的入光側設置壓力檢測電極，可當該觸控顯示面板應用於顯示裝置時，使壓力檢測電極與背光模組的金屬背板之間產生電容，這樣當觸控顯示模組受到壓力時，壓力檢測電極與金屬背板之間的電容發生變化，經過相應的換算便可得到壓力值。在此基礎上，由於壓力檢測電極設置在觸控顯示面板的入光側，不會對觸控功能產生影響，而且壓力檢測電極和觸控結構獨立設置，可以有較高的信噪比。此外，壓力檢測電極可通過常規的構圖工藝形成在觸控顯示面板上，工藝簡單，且由於厚度較薄，不會導致觸控顯示模組的厚度增加。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種觸控顯示模組的結構示意圖一；

圖2為本發明實施例提供的一種透明電極層的示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種觸控顯示模組的結構示意圖二；

圖4為本發明實施例提供的一種觸控顯示模組的結構示意圖三；

圖5為本發明實施例提供的一種陣列基板的俯視示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種觸控顯示模組的結構示意圖四；

圖7為本發明實施例提供的一種顯示裝置的示意圖；

圖8為本發明實施例提供的一種驅動方法的流程示意圖。

附圖標記：

1-觸控顯示模組；2-背光模組；10-觸控顯示面板；11-陣列基板；12-對盒基板；13-液晶層；20-透明電極層；201-壓力檢測電極；30-壓力檢測電極走線；41-第一fpc；42-第二fpc；51-上偏光片；52-上偏光片；110-觸控電極；111-薄膜電晶體；112-像素電極；113-柵線；114-數據線；115-觸控電極引線。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例提供一種觸控顯示模組1，如圖1所示，包括觸控顯示面板10、設置於觸控顯示面板10入光側的透明電極層20；其中，觸控顯示面板10上設置有觸控結構(圖1中未標識出)；透明電極層20包括多個壓力檢測電極201。

其中，如圖2所示，多個壓力檢測電極201可呈陣列排布。

觸控顯示面板10可基於自容方式或互容方式實現觸控功能。

具體的，當基於自容方式實現觸控功能時，觸控結構包括觸控電極，其原理為：由於人體的電場作用，當手指接觸到觸控顯示面板10的出光一側時，手指作為導體，與觸控電極形成外部電容，外部電容和觸控電極的自感電容在觸控電極與手指間形成耦合電場，將會改變自感電容的大小，根據觸控點位置電容的變化情況，從而計算出觸控點的位置。

當基於互容方式實現觸控功能時，觸控結構包括交叉設置的觸控驅動電極和觸控感應電極，其原理為：向觸控驅動電極施加驅動信號，基於觸控驅動電極和觸控感應電極之間的互電容(記為cm)，觸控感應電極接收觸控感應信號。當手指未與觸控顯示面板10接觸時，觸控感應電極接收到的感應信號均相同；當手指與觸控顯示面板10接觸時，手指與觸控驅動電極和觸控感應電極形成電容(記為cp)，此時，觸摸點位置的容值為cp+cm，觸摸點位置的觸控感應電極接收的觸控感應信號發生變化，由此，實現對觸控位置的識別。

通過透明電極層20實現壓力檢測的原理為：當觸控顯示模組1應用於顯示裝置時，由於觸控顯示模組1與背光模組之間具有間隙，且背光模組包括金屬背板，金屬背板接地，因而，根據平行板電容公式，即可知，壓力檢測電極201與金屬背板之間產生電容(c)。在此基礎上，當觸控顯示模組1沒有受到壓力時，壓力檢測電極201與金屬背板之間產生的電容固定，當觸控顯示模組1受到壓力時，由於觸控顯示模組1發生形變而使壓力檢測電極201與金屬背板之間的距離發生變化，從而使得壓力檢測電極201與金屬背板之間產生的電容發生變化，經過相應的換算便可得到壓力值。

需要說明的是，第一，如圖2所示，本領域技術人員應該知道，壓力檢測電極201需與壓力檢測電極走線30一一對應且電連接，以使與壓力檢測電極走線30連接的ic(integratedcircuit，集成電路)，通過壓力檢測電極走線30向壓力檢測電極201輸入壓力檢測驅動信號並接收反饋信號。

其中，壓力檢測電極走線30可採用透明導電材料，也可採用金屬導電材料。考慮到透明導電材料的電阻較大，會影響壓力檢測的精度，優選壓力檢測電極走線30採用金屬導電材料製備。

第二，根據壓力檢測的精度，壓力檢測電極201的面積可進行適當的調整，即，精度越高，壓力檢測電極201的面積越小，精度越低，壓力檢測電極201的面積越大。

第三，透明電極層20可通過構圖工藝形成在觸控顯示面板10的入光側。例如先通過磁控濺射方法鍍透明導電膜並形成光刻膠，採用掩模板對光刻膠進行曝光、顯影，以保留的光刻膠為阻擋，採用刻蝕工藝對透明導電膜進行刻蝕形成透明電極層20，之後去除光刻膠。

其中，透明電極層20的厚度可以為例如可以為

第四，透明電極層20的材料可以是ito(indiumtinoxides，銦錫金屬氧化物)、izo等透明導電材料。

第五，當基於自容方式實現觸控功能時，觸控電極需與觸控電極走線一一對應且電連接，以使與觸控電極走線連接的ic，通過觸控電極走線向觸控電極輸入觸控驅動信號並接收反饋信號。

當基於互容方式實現觸控功能時，觸控驅動電極需與觸控驅動電極走線一一對應且電連接，觸控感應電極需與觸控感應電極走線一一對應且電連接，以使與觸控驅動電極走線和觸控感應電極走線連接的ic，通過觸控驅動電極走線向觸控驅動電極輸入觸控驅動信號，通過觸控感應電極走線接收反饋信號。

本發明實施例提供一種觸控顯示模組1，通過在觸控顯示面板10的入光側設置壓力檢測電極201，可當該觸控顯示面板10應用於顯示裝置時，使壓力檢測電極201與背光模組的金屬背板之間產生電容，這樣當觸控顯示模組1受到壓力時，壓力檢測電極201與金屬背板之間的電容發生變化，經過相應的換算便可得到壓力值。在此基礎上，由於壓力檢測電極201設置在觸控顯示面板10的入光側，不會對觸控功能產生影響，而且壓力檢測電極201和觸控結構獨立設置，可以有較高的信噪比。此外，壓力檢測電極201可通過常規的構圖工藝形成在觸控顯示面板10上，工藝簡單，且由於厚度較薄，不會導致觸控顯示模組1的厚度增加。

優選的，如圖3所示，觸控顯示面板10包括陣列基板11和對盒基板12；透明電極層20設置於對盒基板12遠離陣列基板11一側。

其中，觸控結構可設置在陣列基板11上，也可設置在對盒基板12上。

即，背光模組發出的光先經過對盒基板12入射，再經液晶層13，之後從陣列基板11射出。

需要說明的是，由於透明電極層20設置於對盒基板12遠離陣列基板11一側，因而無法與陣列基板11共用一個fpc(flexibleprintedcircuit，柔性電路板)，因而需在對盒基板12遠離陣列基板11一側單獨綁定fpc。

即，如圖4所示，陣列基板11面向對盒基板12一側綁定第一fpc41，對盒基板12遠離陣列基板11一側綁定第二fpc42。其中，第一fpc41和第二fpc42可通過連接器連接。

本發明實施例中，相對陣列基板11作為入光側，而將壓力檢測電極201設置於陣列基板11遠離對盒基板12一側，需要在陣列基板的兩側分別進行fpc的綁定，導致綁定複雜度增加，本發明實施例通過將壓力檢測電極201設置於對盒基板12一側，可分別在兩個基板上進行fpc的綁定，可避免此問題。

進一步優選的，如圖5所示，觸控結構包括觸控電極110，觸控電極110設置於陣列基板11上，且觸控電極110與公共電極復用。

即，在顯示階段，向觸控電極110提供公共電壓，使其作為公共電極；在觸控階段，向觸控電極110提供觸控驅動信號。

在此情況下，觸控顯示面板10基於自容方式實現觸控功能。

如圖5所示，陣列基板11上還包括薄膜電晶體111、像素電極112、柵線113和數據線114。薄膜電晶體111包括柵極、柵絕緣層、有源層、源極和漏極，漏極與像素電極112電連接，源極與數據線114電連接，柵極與柵線113電連接。觸控電極110與觸控電極引線115一一對應且電連接。其中，觸控電極引線115可與柵極同層設置，或者，可與源極和漏極同層設置。

一方面，觸控電極110與公共電極復用，可使觸控顯示面板10的集成度較高，厚度較薄，而且不會導致構圖工藝的增加；另一方面，可採用tddi(touchanddisplaydriverintegration，觸控與顯示驅動器集成)技術實現顯示和觸控，可減少ic的數量、減少工藝流程、提高良率。再一方面，當觸控電極110用作公共電極時，可基於ads(advancedsuperdimensionalswitching，高級超維場轉換)技術驅動液晶偏轉，因而使得觸控顯示面板10具有高解析度、高透過率、低功耗、寬視角、高開口率、低色差、無擠壓水波紋等優點。

可選的，觸控結構可設置於陣列基板11遠離對盒基板12的一側。

進一步的，觸控顯示面板10還包括設置於陣列基板11一側的蓋板，觸控結構設置於蓋板上。

其中，觸控結構可以包括觸控電極110。或者，觸控結構可以包括觸控驅動電極和觸控感應電極。

需要說明的是，不管觸控結構設置在哪裡，在陣列基板11一側都可設置蓋板，用於保護觸控顯示面板10。

通過將觸控電極110設置於陣列基板11遠離對盒基板12的一側，可使顯示和觸控分別進行驅動，技術實現上難度較低。

基於上述，如圖6所示，觸控顯示面板10還包括設置於陣列基板11遠離對盒基板12一側的上偏光片51、設置於對盒基板12遠離陣列基板11一側的下偏光片52；透明電極層20設置於對盒基板12靠近下偏光片52的表面。

本發明實施例還提供一種顯示裝置，如圖7所示，包括上述的觸控顯示模組1以及背光模組2；背光模組2包括金屬背板。

其中，背光模組2還包括設置在金屬背板上的導光板、光源、光學膜片等。

本發明實施例提供一種顯示裝置，通過在觸控顯示模組1中觸控顯示面板10的入光側設置壓力檢測電極201，可使壓力檢測電極201與背光模組2的金屬背板之間產生電容，這樣當觸控顯示模組1受到壓力時，壓力檢測電極201與金屬背板之間的電容發生變化，經過相應的換算便可得到壓力值。在此基礎上，由於壓力檢測電極201設置在觸控顯示面板10的入光側，不會對觸控功能產生影響，而且壓力檢測電極201和觸控結構獨立設置，可以有較高的信噪比。此外，壓力檢測電極201可通過常規的構圖工藝形成在觸控顯示面板10上，工藝簡單，且由於厚度較薄，不會導致觸控顯示模組1的厚度增加。

優選的，所述顯示裝置還包括第一ic和第二ic；第一ic用於控制觸控顯示模組1進行顯示以及觸控檢測；第二ic用於控制壓力檢測電極201進行壓力檢測。

第一ic控制觸控顯示模組1進行顯示，即：第一ic用於向觸控顯示模組1中的柵線113、數據線114等提供信號，以使觸控顯示模組1進行顯示。

第一ic控制觸控顯示模組1進行觸控檢測，即：第一ic用於向觸控結構提供觸控驅動信號，並接收觸控感應信號，以識別觸控位置。

其中，當觸控電極110與公共電極復用時，由於僅需使第一ic在不同階段向觸控電極110輸入不同的信號，即可使觸控電極110用作顯示，或用作觸控，因而，可採用tddi技術控制觸控顯示模組1實現顯示和觸控。

第二ic用於控制壓力檢測電極201進行壓力檢測，即：第二ic用於向壓力檢測電極201提供壓力檢測驅動信號並接收反饋信號。

其中，第一ic和第二ic可以是同一個ic，也可以是不同的ic。

本發明實施例採用一個ic控制觸控顯示模組1進行顯示以及觸控檢測，可減少ic的數量。而且，通過將觸控與壓力檢測分開進行，可以提高信噪比。

本發明實施例還提供一種上述顯示裝置的驅動方法，如圖8所示，包括：

s10、在觸控階段，向觸控結構輸入觸控驅動信號，並接收所述觸控結構輸出的反饋信號，以識別觸控位置。

具體的，當觸控結構包括觸控電極110時，向觸控電極110輸入觸控驅動信號，並接收觸控電極110輸出的反饋信號。其中，由於手指作為導體與觸控電極110形成外部電容，改變觸控位置處觸控電極110的自感電容，使觸控位置處觸控電極110輸出的反饋信號與其他位置觸控電極110輸出的反饋信號不同，因而，可實現觸控位置的識別。

當觸控結構包括觸控驅動電極和觸控感應電極時，向觸控驅動電極輸入觸控驅動信號，並接收觸控感應電極輸出的反饋信號。由於手指作為導體與觸控驅動電極和觸控感應電極形成電容，改變觸控位置處觸控驅動電極和觸控感應電極之間的互電容，使觸控位置處觸控感應電極輸出的反饋信號與其他位置觸控感應電極輸出的反饋信號不同，因而，可實現觸控位置的識別。

其中，可通過第一ic向觸控結構輸入觸控驅動信號，並接收反饋信號。

s20、在壓力檢測階段，向壓力檢測電極201輸入壓力檢測驅動信號並接收反饋信號，以檢測壓力值。

其中，可通過第二ic向壓力檢測電極201輸入壓力檢測驅動信號並接收反饋信號。

在此基礎上，可將所述壓力值以及預存的標準壓力範圍進行比較，若壓力值位於其中一個標準壓力範圍內，則打開與該範圍對應的顯示裝置的功能。

其中，一個標準壓力範圍可以對應顯示裝置的一項功能，因此，可根據具體的功能項設置多個標準壓力範圍，且該對應關係可以是預先設置好的。

此處，不對標準壓力範圍對應的顯示裝置的功能進行限定，可以根據顯示裝置的需要設定相應的功能。將壓力值與預存的標準壓力範圍進行對比，若該壓力值位於其中一個標準壓力範圍內，則實現該壓力範圍對應功能，例如放大觸摸位置處的信息、返回到主頁面、鎖屏等。

需要說明的是，本領域技術人員應該知道，觸控、壓力檢測等功能都是建立在顯示功能的基礎上，因此，所述驅動方法除包括觸控階段和壓力檢測階段外，還包括顯示階段，在顯示階段，控制觸控顯示面板10進行顯示。

本發明實施例提供一種上述顯示裝置的驅動方法，可使該顯示裝置實現觸控以及壓力檢測功能。

在觸控電極110與公共電極復用的情況下，所述方法還包括：在顯示階段，向觸控電極110輸入公共電壓信號。

即，在顯示階段，可通過第一ic向觸控電極110提供公共電壓，使其作為公共電極；在觸控階段，通過第一ic向觸控電極110提供觸控驅動信號，使其用作觸控識別。

一方面，觸控電極110與公共電極復用，可使觸控顯示面板10的集成度較高，厚度較薄，而且不會導致構圖工藝的增加；另一方面，可採用tddi(touchanddisplaydriverintegration，觸控與顯示驅動器集成)技術實現顯示和觸控，可減少ic的數量、減少工藝流程、提高良率。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。