本公開一般涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種觸控顯示面板和觸控顯示裝置。
背景技術(shù):
隨著觸控技術(shù)的發(fā)展,目前絕大多數(shù)的手機(jī)、平板電腦甚至是筆記本電腦都帶有觸控功能。而隨著觸控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,僅僅觸控已經(jīng)不能滿足人們的需求,壓力觸控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。壓力觸控技術(shù)是一種可以對按壓力度感知的技術(shù)。目前的壓力觸控采用兩個電極,分別位于彩膜基板和陣列基板,當(dāng)受到按壓時基板發(fā)生微小的形變,使得電極之間的距離發(fā)生變化,進(jìn)一步導(dǎo)致電容值發(fā)生變化,通過檢測這種電容值的變化來判斷是否受到壓力,并且通過壓力感應(yīng)芯片(Force touch IC)判斷電容值的變化量來計(jì)算壓力的大小。但是,目前的壓力觸控技術(shù)中,兩基板之間的形變量有限,導(dǎo)致電容的變化較小,F(xiàn)orce touch IC很難準(zhǔn)確檢測電容的大小。另外,目前的IPS(In-Plane Switching)或者FFS(Fringe Field Switching)面板通常采用負(fù)性液晶,負(fù)性液晶在黑態(tài)和白態(tài)變化時電容的變化量較大,大約為壓力觸控導(dǎo)致電容變化量的50%,這就導(dǎo)致在IPS或者FFS面板應(yīng)用該壓力觸控時容易發(fā)生誤操作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足,期望提供一種觸控顯示面板和觸控顯示裝置,以期解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。
一方面,本申請公開了一種觸控顯示面板,包括:包括:相對設(shè)置的第一基板和第二基板;具有第一凸起結(jié)構(gòu)的第一壓力感應(yīng)電極,所述第一壓力感應(yīng)電極設(shè)置于所述第一基板上;具有第二凸起結(jié)構(gòu)的第二壓力感應(yīng)電極,所述第二壓力感應(yīng)電極設(shè)置于所述第二基板上;第三壓力感應(yīng)電極,所述所述第三壓力感應(yīng)電極設(shè)置于所述第二基板上;其中,所述第一凸起結(jié)構(gòu)與所述第二凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置;所述第一壓力感應(yīng)電極至少部分覆蓋所述第三壓力感應(yīng)電極;所述第三壓力感應(yīng)電極至少部分覆蓋所述第二壓力感應(yīng)電極。
另一方面,本申請實(shí)施例還提供了一種觸控顯示裝置,包括如前所述的觸控顯示面板。
按照本申請實(shí)施例的方案,當(dāng)觸控面板受到外力時,面板發(fā)生形變,當(dāng)外力小于預(yù)設(shè)值時,第一凸起結(jié)構(gòu)和第二凸起結(jié)構(gòu)不接觸,此時第一壓力感應(yīng)電極和第三壓力感應(yīng)電極之間形成第一電容,根據(jù)此電容值判斷面板受到的壓力(此時與現(xiàn)有技術(shù)相同)。當(dāng)外力大于預(yù)設(shè)值時,第一凸起結(jié)構(gòu)與第二凸起結(jié)構(gòu)接觸,使得第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間也形成一第三電容,由于第二感應(yīng)電極與第三感應(yīng)電極之間的距離短,介電常數(shù)大,使得第三電容遠(yuǎn)大于第一電容,并且此時的等效電容為第三電容與第一電容并聯(lián),因此電容的變化量遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的電容變化量,使得壓力感應(yīng)芯片更容易檢測,避免誤操作。此外,還可以利用第一凸起結(jié)構(gòu)和第二凸起結(jié)構(gòu)之間的預(yù)設(shè)距離不同,使得需要不同的等級的力度使得第一壓力感應(yīng)電極與第二壓力感應(yīng)電極接觸,可以實(shí)現(xiàn)多級壓力感應(yīng)。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述,本申請的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的觸控顯示面板受到按壓之后的結(jié)構(gòu)圖;
圖2A為本申請的一個實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖2B為圖2A的實(shí)施例的示意觸控顯示面板受到按壓的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本申請實(shí)施例中第一凸起結(jié)構(gòu)和第二凸起結(jié)構(gòu)向第二基板的投影圖;
圖4A示出了本申請的另一個實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖4B為圖4A的實(shí)施例的示意觸控顯示面板受到按壓的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖5A示出了本申請的又一個實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖5B為圖4A的實(shí)施例的示意觸控顯示面板受到按壓的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖6示出了本申請的一個實(shí)施例面板的俯視圖;
圖7示出了本申請的觸控顯示裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明??梢岳斫獾氖?,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明,而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是,為了便于描述,附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
參見圖1,為現(xiàn)有技術(shù)的觸控顯示面板受到按壓之后的結(jié)構(gòu)圖。現(xiàn)有技術(shù)的觸控顯示面板包括彩膜基板1、陣列基板2、設(shè)置于彩膜基板1和陣列基板2之間的液晶層(未示出)。第一壓力感應(yīng)電極100設(shè)置于彩膜基板上,第二壓力感應(yīng)電極200設(shè)置于陣列基板上,當(dāng)面板受到按壓時,基板發(fā)生形變,壓力觸控接地電極100與壓力觸控感應(yīng)電極200之間的距離變小,
根據(jù)公式:其中,ε-兩電極之間介質(zhì)的介電常數(shù);S-電極交疊的面積;d-電極之間的距離。
在介質(zhì)介電常數(shù)和交疊面積不變的情況下,電極之間的距離d減小,則電容c增大。當(dāng)檢測到電容c增大時,可以判斷屏幕受到按壓。而且,按壓力度大時,形變量大,則d更小,電容c更大,因此,可以根據(jù)的電容c的大小估算按壓力的大小。目前壓力觸控應(yīng)用在小尺寸面板上,然而,目前高端小尺寸面板大多采用負(fù)性液晶配合IPS或者FFS顯示模式。負(fù)性液晶在黑態(tài)和白態(tài)所需要施加的像素電極的電壓通常情況下分別為0V和5.5V,在這種黑態(tài)和白態(tài)切換的時候,通過仿真數(shù)據(jù)測試(其結(jié)果如表1所示),其導(dǎo)致的電容變化量(對應(yīng)表1中液晶開關(guān)電容變化量列數(shù)據(jù))約為按壓導(dǎo)致電容變化量(對應(yīng)表1中Gap變化產(chǎn)生變化量列數(shù)據(jù))的50%甚至更多,這就使得在液晶開關(guān)時,很大程度上存在誤操作的可能。
表1液晶開關(guān)與Gap變化產(chǎn)生電容變化量的對比表
其中,Gap為第一壓力感應(yīng)電極100與第二壓力感應(yīng)電極200之間的距離,Gap=3.2表示面板未受壓力,因此電容沒有變化;Gap=3.1表示兩基板之間的間距減少0.1μm,其他以此類推。
參見圖2A,為本申請的一個實(shí)施例的觸控顯示面板。本實(shí)施例的觸控顯示面板包括:相對設(shè)置的第一基板1和第二基板2;具有第一凸起結(jié)構(gòu)111的第一壓力感應(yīng)電極211,第一壓力感應(yīng)電極211設(shè)置于第一基板1上;具有第二凸起結(jié)構(gòu)112的第二壓力感應(yīng)電極212,第二壓力感應(yīng)電極212設(shè)置于所述第二基板2上;第三壓力感應(yīng)電極213,第三壓力感應(yīng)電極213設(shè)置于第二基板上;其中,第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112對應(yīng)設(shè)置;第一壓力感應(yīng)電極211至少部分覆蓋第三壓力感應(yīng)電極213;第三壓力213感應(yīng)電極至少部分覆蓋第二壓力感應(yīng)電極212。這樣設(shè)置的壓力觸控面板在第一基板受到外力時,第一基板向靠近第二基板的方向運(yùn)動,在第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112未接觸時,第一壓力感應(yīng)電極211與第三壓力感應(yīng)電極213之間形成電容,隨著外力的增大,兩電極之間的距離減小,電容值增大;當(dāng)外力增大使得第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112之間接觸時,第二壓力感應(yīng)電極與第一壓力感應(yīng)電極等電位,第三壓力感應(yīng)電極213與第二壓力感應(yīng)電極212、第一壓力感應(yīng)電極211之間分別形成電容C212和C211。且這兩個電容的等效電容為兩電容的并聯(lián)值C212+C211??蛇x的,第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間設(shè)置有絕緣層311,因此電容C212由于絕緣層311介電常數(shù)大且電極之間的距離短,所以電容C212遠(yuǎn)大于C211。其中C211為第一壓力感應(yīng)電極211與第三壓力感應(yīng)電極213之間的電容,這個電容值約為現(xiàn)有技術(shù)用來感應(yīng)壓力的電容值。因此,本申請實(shí)施例中用于檢測壓力觸控的等效電容C212+C211遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)中用于檢測壓力觸控的電容值。這可以解決如上所述的負(fù)性液晶黑態(tài)和白態(tài)切換導(dǎo)致誤操作的問題,提高壓力觸控的可靠性。并且,壓力感應(yīng)芯片檢測很容易檢測到這個很大的電容值,可以改用精度較低的壓力感應(yīng)芯片降低成本。
可選的,第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112在垂直方向上具有一預(yù)設(shè)距離H,預(yù)設(shè)距離H的范圍為0-X,其中X為第一基板與第二基板之間的距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可知,H值越大時,要通過使得第一凸起結(jié)構(gòu)111和第二凸起結(jié)構(gòu)112接觸所需要施加的外力就越大。因此可以通過調(diào)控預(yù)設(shè)距離H來調(diào)控按壓的靈敏度。預(yù)設(shè)距離H大于0,避免壓力過小而導(dǎo)致輕輕觸碰就會識別為壓力觸控;預(yù)設(shè)距離H小于第一基板與第二基板之間的距離X,避免因?yàn)樗枰膲毫^大造成使用者長期使用過大的外力按壓導(dǎo)致觸控顯示面板被破壞,影響觸控顯示裝置的顯示效果和使用壽命。
參見圖2B,為圖2A所示的觸控顯示面板受到壓力時的結(jié)構(gòu)圖,當(dāng)?shù)谝换迨艿酵饬r,第一基板1發(fā)生形變,位于第一基板1上的第一凸起結(jié)構(gòu)111隨著第一基板1的形變向第二凸起結(jié)構(gòu)112靠近。
當(dāng)作用于觸控顯示面板的外力小于預(yù)設(shè)值時,第一凸起結(jié)構(gòu)111不與第二凸起結(jié)構(gòu)接觸。第二壓力感應(yīng)電極212不與觸控面板內(nèi)任何導(dǎo)電部件連接,第一壓力感應(yīng)電極211與第三壓力感應(yīng)電極213之間形成第一電容。此時,根據(jù)第一電容的變化來判斷觸控顯示面板所受到的壓力值。這時的壓力檢測與上述現(xiàn)有技術(shù)的壓力檢測無異。
當(dāng)作用于觸控顯示面板的外力大于等于預(yù)設(shè)值之后,第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112相互接觸。第一壓力感應(yīng)電極211與第二壓力感應(yīng)電極212接觸,第二壓力感應(yīng)電極212與第一壓力感應(yīng)電極211等電位。此時,第一壓力感應(yīng)電極211與第三壓力感應(yīng)電極213之前形成第三電容,并且第二壓力感應(yīng)電極212與第三壓力感應(yīng)電極213之間形成第二電容。由于第二壓力感應(yīng)電極212與第三壓力感應(yīng)電極213之間的交疊面積大、距離短且介質(zhì)介電常數(shù)大使得第二電容值遠(yuǎn)大于第一電容值和第三電容值。而且此時的等效電容為第二電容與第三電容并聯(lián),因此等效電容的電容值為第二電容加第三電容。此時測得的電容值遠(yuǎn)大于第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112接觸之前的第一電容值。因此,可以通過壓力檢測芯片很容易判斷此時發(fā)生了壓力觸控行為。另外,因?yàn)榇藭r電容的變化量遠(yuǎn)大于負(fù)性液晶黑態(tài)白態(tài)之間切換所產(chǎn)生的電容變化量,所以有效的避免了誤操作的發(fā)生。
可選的,第一壓力感應(yīng)電極211除了包括第一凸起結(jié)構(gòu)111之外還包括第一導(dǎo)電部2110,第一導(dǎo)電部2110覆蓋第一凸起結(jié)構(gòu)111;第一基板還包括多個隔墊物,第一凸起結(jié)構(gòu)111與所述隔墊物一體成型。示例性的,在形成隔墊物的工藝過程中用同一塊掩膜版同時制備隔墊物和第一凸起結(jié)構(gòu)111。第一凸起結(jié)構(gòu)與隔墊物一體成型無需增加工藝過程,有利于減少工藝步驟,降低生產(chǎn)成本。此外,第一凸起結(jié)構(gòu)可以復(fù)用部分隔墊物,也就是說在部分隔墊物上設(shè)置第一導(dǎo)電部共同組成第一感應(yīng)電極。這樣一來,無需單獨(dú)制作第一凸起結(jié)構(gòu),減少了一個工藝過程,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。
可選的,第二壓力感應(yīng)電極212除了包括第二凸起結(jié)構(gòu)112之外還包括第二導(dǎo)電部2120,第二導(dǎo)電部2120覆蓋所述第二凸起結(jié)構(gòu)112結(jié)構(gòu);第二基板2還包括平坦化層,第二凸起結(jié)構(gòu)112與平坦化層一體成型。第二凸起結(jié)構(gòu)與平坦化層一體成型無需增加工藝過程,有利于減少工藝步驟,降低生產(chǎn)成本。
如上所述,當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時,第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112接觸,此時,覆蓋第一凸起結(jié)構(gòu)111的第一導(dǎo)電部2110與覆蓋第二凸起結(jié)構(gòu)112的第二導(dǎo)電部2120接觸,第二導(dǎo)電部2120與第一導(dǎo)電部2110等電位,此時檢測第三觸控感應(yīng)電極213與第一導(dǎo)電部2110和第二導(dǎo)電部2120之間的等效電容,判斷壓力感應(yīng)的發(fā)生。
作用于觸控顯示面板外力達(dá)到預(yù)設(shè)值時,第一壓力感應(yīng)電極211與第二壓力感應(yīng)電極212的能否接觸是能否檢測到第二電容的關(guān)鍵。因此,可以將第一凸起結(jié)構(gòu)111向第二基板2的投影為第一圖形,第二凸起結(jié)構(gòu)112向第二基板2的投影為第二圖形,為了確保形變發(fā)生時第一凸起結(jié)構(gòu)111與第二凸起結(jié)構(gòu)112能有效的接觸,第一圖形與第二圖形正交。此處的正交是指第一圖形中距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)的連線與第二圖形中距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)的連線相互正交。具體的,參見圖3,第一凸起結(jié)構(gòu)111向陣列基板的正投影為第一圖形,第一圖形為矩形或者圓角矩形或者橢圓形;第二凸起結(jié)構(gòu)112向陣列基板的正投影為第二圖形,第二圖形為矩形或者圓角矩形或者橢圓形;示例性的,第一圖形和第二圖形都為橢圓形。第一圖形與第二圖形的長軸可以呈銳角、鈍角,也可以正交,只要保證第一圖形的長軸與第二圖形的長軸不互相平行。可選的,第一圖形的長軸與第二圖形的長軸相互正交。按上述設(shè)置的第一凸起結(jié)構(gòu)111和第二凸起結(jié)構(gòu)112能夠有效的保證兩電極的接觸,從而提升壓力識別的可靠性,避免出現(xiàn)按壓之后由于電極沒有接觸而導(dǎo)致的未檢測到電容,觸控顯示裝置識別為沒有按壓的誤判。
參見圖4A,其為本申請的另一個實(shí)施例的觸控顯示面板。與上述實(shí)施例的觸控顯示面板不同的是,第一凸起結(jié)構(gòu)包括具有第一高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)、具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)、具有第三高度的第一子凸起結(jié)構(gòu);第二凸起結(jié)構(gòu)包括具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)、具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)、具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu);其中,具有第一高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上具有第一預(yù)設(shè)距離;具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上具有第二預(yù)設(shè)距離;具有第三高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上具有第三預(yù)設(shè)距離;第一預(yù)設(shè)距離小于或等于第二預(yù)設(shè)距離,第二預(yù)設(shè)距離小于第三預(yù)設(shè)距離。
在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)施方式中,第一預(yù)設(shè)距離等于第二預(yù)設(shè)距離,第二預(yù)設(shè)距離小于第三預(yù)設(shè)距離。由于第一預(yù)設(shè)距離等于第二預(yù)設(shè)距離,因此可選,第一高度等于第二高度,第四高度等于第五高度。也就是說,具有第一高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)同時為具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu);具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)同時為具有第五個高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)。具體的,如圖4A所示,可選的,具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)121與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)122對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上的距離為第二預(yù)設(shè)距離H2;具有第三高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)131與具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)132對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上的距離為第三預(yù)設(shè)距離H3。本實(shí)施方式中,第二預(yù)設(shè)距離H2小于第三預(yù)設(shè)距離H3。要使第二預(yù)設(shè)距離H2小于第三預(yù)設(shè)距離H3,其中,可選第二高度等于第三高度且第五高度大于第六高度;或者可選第二高度大于第三高度,第五高度等于第六高度。圖4A所示的壓力觸控面板以第二高度等于第三高度且第五高度大于第六高度為例進(jìn)行說明。利用第二高度等于第三高度,即使得具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)121和具有第三高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)131大小相同,可選的兩者還可以與第一基板的隔墊物大小相同。這有利于在第一凸起結(jié)構(gòu)與隔墊物一體成型時降低掩膜版制作的難度和成本,有利于降低工藝難度,提升良率。
可選的,第二壓力感應(yīng)電極包括第二子壓力感應(yīng)電極,其中,與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極向第二基板投影重疊部分的面積為第一面積S1;與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)122對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極222向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極223向第二基板投影重疊部分的面積為第二面積S2;與具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)132對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極232向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極233向第二基板投影重疊部分的面積為第三面積S3;第一面積小于或等于第二面積,第二面積小于第三面積,需要說明的是,如前所述,具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)為同一個子凸起結(jié)構(gòu)。因此,本實(shí)施例中與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極向第二基板投影重疊部分的面積為第一面積S1,第一面積S1也為第二面積S2;本例以第一面積等于第二面積,第二面積小于第三面積為例進(jìn)行說明。
參見圖4B,為圖4A所示的觸控顯示面板受到壓力之后的結(jié)構(gòu)示意圖。第一基板1發(fā)生形變,向靠近第二基板2運(yùn)動,隨之,第一子凸起結(jié)構(gòu)121、131向靠近第二凸起結(jié)構(gòu)的方向運(yùn)動,
當(dāng)作用于觸控顯示面板的外力小于第二預(yù)設(shè)值(使得具有第二高度第一子凸起結(jié)構(gòu)121與具有第五高度第二子凸起結(jié)構(gòu)122接觸所要施加的壓力)時,第一子凸起結(jié)構(gòu)121和131和與之對應(yīng)的第二子凸起結(jié)構(gòu)122和132均未接觸,與此同時,第二子壓力感應(yīng)電極232和222均不與面板內(nèi)任何導(dǎo)電部件連接,只有第一壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間具有電容C1,壓力感應(yīng)芯片檢測此電容此C1判斷觸控面板是否受到壓力。
當(dāng)作用于觸控顯示面板的外力大于或等于第二預(yù)設(shè)值,具有第二高度第一子凸起結(jié)構(gòu)121與具有第五高度第二子凸起結(jié)構(gòu)122相互接觸,并且,具有第三高度第一子凸起結(jié)構(gòu)131與具有第六高度第二子凸起結(jié)構(gòu)132不接觸。此時,第二子壓力感應(yīng)電極232不與面板內(nèi)任何導(dǎo)電部件連接;第二子壓力感應(yīng)電極222和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極221接觸,第二子壓力感應(yīng)電極222與第一壓力感應(yīng)電極221等電位。此時,第三壓力感應(yīng)電極223和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極221、第二子壓力感應(yīng)電極222均產(chǎn)生電容,其等效電容值為兩電容的并聯(lián)值。其中,第一壓力感應(yīng)電極221與第三壓力感應(yīng)電極223之間的電容C2。第二子壓力感應(yīng)電極222與第三壓力感應(yīng)電極223之間的電容CS2由于兩電極之間介質(zhì)的介電常數(shù)大、距離短且交疊面積大,所以CS2遠(yuǎn)大于C2,又由于C2約等于C1(可由電容的公式得知),因此其并聯(lián)值為CS2+C2遠(yuǎn)大于C1。壓力感應(yīng)芯片檢測到該并聯(lián)值時可判斷觸控顯示面板受到的壓力大于第二預(yù)設(shè)壓力。并且該并聯(lián)值很大,無需高精度的芯片就可以檢測到觸控顯示面板受到壓力。
當(dāng)作用于觸控顯示面板的外力大于或等于第三預(yù)設(shè)值(使得具有第三高度第一子凸起結(jié)構(gòu)131與具有第六高度第二子凸起結(jié)構(gòu)132接觸所要施加的壓力,需要說明的是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可知,由于第三預(yù)設(shè)距離大于第二預(yù)設(shè)距離,因此,第三預(yù)設(shè)值應(yīng)該大于第二預(yù)設(shè)值),具有第二高度第一子凸起結(jié)構(gòu)121與具有第五高度第二子凸起結(jié)構(gòu)122接觸,并且,具有第三高度第一子凸起結(jié)構(gòu)131與具有第六高度第二子凸起結(jié)構(gòu)132也接觸。此時,第二子壓力感應(yīng)電極222和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極221接觸,第二子壓力感應(yīng)電極222與第一壓力感應(yīng)電極221等電位;且第二子壓力感應(yīng)電極232和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極231接觸,第二子壓力感應(yīng)電極232與第一壓力感應(yīng)電極231等電位。此時,第三壓力感應(yīng)電極223和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極221、第二子壓力感應(yīng)電極222均產(chǎn)生電容,其等效電容值為兩電容的并聯(lián)值;第三壓力感應(yīng)電極233和與之對應(yīng)的第一壓力感應(yīng)電極231、第二子壓力感應(yīng)電極232均產(chǎn)生電容,其等效電容值為兩電容的并聯(lián)值。其中,第一壓力感應(yīng)電極221與第三壓力感應(yīng)電極223之間的電容C2,第二子壓力感應(yīng)電極222與第三壓力感應(yīng)電極223之間的電容CS2;第一壓力感應(yīng)電極231與第三壓力感應(yīng)電極223之間的電容C3。第二子壓力感應(yīng)電極232與第三壓力感應(yīng)電極233之間的電容CS3。此時,與第三壓力感應(yīng)電極223相連的壓力感應(yīng)芯片可以檢測到兩個電容,這兩個電容分別為第三壓力感應(yīng)電極223與第一壓力感應(yīng)電極221之間的電容C2和第三壓力感應(yīng)電極223與第二子壓力感應(yīng)電極221之間的電容CS2,這兩個電容的等效電容為兩個電容的并聯(lián),因此壓力感測芯片可以檢測到并聯(lián)值CS2+C2;同理,與第三壓力感應(yīng)電極232相連的壓力感應(yīng)芯片可以檢測到并聯(lián)值CS3+C3。因?yàn)榈诙訅毫Ω袘?yīng)電極222與第三壓力感應(yīng)電極223之間的介質(zhì)311和第二子壓力感應(yīng)電極232與第三壓力感應(yīng)電極233之間的介質(zhì)311材料相同且厚度相同,又由于第三面積S3大于第二面積S2,因此,通過電容的計(jì)算公式可知CS3大于CS2。壓力感應(yīng)芯片檢測到CS3+C3的電容值時可判斷觸控顯示面板受到的壓力大于第三預(yù)設(shè)值。此外,當(dāng)需要檢測的電容值較為接近時,需要高靈敏度的芯片才能檢測到電容值的差別。本申請的觸控顯示面板可以通過調(diào)節(jié)S2與S3的差值使得CS3+C3與CS2+C2差值較大。這樣一來就無需高靈敏度的壓力感應(yīng)芯片,降低壓力感應(yīng)芯片檢測的難度,可以在保證壓力觸控精度的同時降低成本。
綜合前述外力作用于觸控顯示面板的情況,本實(shí)施例的顯示面板除了可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的壓力觸控之外,還可以實(shí)現(xiàn)二級(第二預(yù)設(shè)值、第三預(yù)設(shè)值)壓力觸控,并且由于等效電容值很大可以避免誤操作的發(fā)生,提高壓力觸控的精度和可靠性。并且可以使用低精度的壓力感應(yīng)芯片降低成本。
在本實(shí)施例的另一些可選的實(shí)施方式中,第一預(yù)設(shè)距離小于第二預(yù)設(shè)距離,第二預(yù)設(shè)距離小于第三預(yù)設(shè)距離。具體的,如圖5A所示,可選的,具有第一高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)111與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)112對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上的距離為第二預(yù)設(shè)距離H1;具有第二高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)121與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)122對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上的距離為第二預(yù)設(shè)距離H2;具有第三高度的第一子凸起結(jié)構(gòu)131與具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)132對應(yīng)設(shè)置,兩者在垂直方向上的距離為第三預(yù)設(shè)距離H3。本實(shí)施方式中,第一預(yù)設(shè)距離H1小于第二預(yù)設(shè)距離H2,第二預(yù)設(shè)距離H2小于第三預(yù)設(shè)距離H3。要使第一預(yù)設(shè)距離H1小于第二預(yù)設(shè)距離H2且第二預(yù)設(shè)距離要使H2小于第三預(yù)設(shè)距離H3,其中,可選第一高度等于第二高度、第二高度等于第三高度,且第四高度大于第五高度、第五高度大于第六高度;或者可選第一高度大于第二高度、第二高度大于第三高度,且第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度。圖5A所示的壓力觸控面板以第一高度大于第二高度、第二高度大于第三高度,且第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度為例進(jìn)行說明。利用第四高度等于第五高度、第五高度等于第六高度,即使得具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)112、具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)122和具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)132大小相同,這有利于在平坦化層一體成型時降低掩膜版制作的難度和成本,有利于降低工藝難度,提升良率。
可選的,第二凸起結(jié)構(gòu)包括第二子凸起結(jié)構(gòu),其中,與具有第四高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)112對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極212向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極213向第二基板投影重疊部分的面積為第一面積S1;與具有第五高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)122對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極222向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極223向第二基板投影重疊部分的面積為第二面積S2;與具有第六高度的第二子凸起結(jié)構(gòu)132對應(yīng)的第二子壓力感應(yīng)電極232向第二基板2的投影與第三壓力感應(yīng)電極233向第二基板投影重疊部分的面積為第三面積S3;第一面積小于第二面積,第二面積小于第三面積。
參見圖5B,為圖5A所示的觸控顯示面板受到壓力之后的結(jié)構(gòu)示意圖。第一基板1發(fā)生形變,向第二基板2運(yùn)動,隨之,第一凸起結(jié)構(gòu)111、121和131向?qū)?yīng)第二凸起結(jié)構(gòu)的方向運(yùn)動。參照圖4A、4B所描述的觸控面板實(shí)現(xiàn)多級壓力感應(yīng)的方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到圖5A、5B所示的觸控顯示面板能夠利用第一面積小于第二面積,第二面積小于第三面積使得第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間形成三個大小不同的電容值,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三級壓力感應(yīng)。并且,由于第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間的介質(zhì)為絕緣層311,絕緣層311的介電常數(shù)大,根據(jù)電容值的計(jì)算公式,這三個第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間的電容值都很大,這有利于壓力感應(yīng)芯片檢測到此電容值判斷面板受到壓力。此外,當(dāng)需要檢測的電容值較為接近時,需要高靈敏度的芯片才能檢測到電容值的差別。本申請的觸控顯示面板的電容值可以通過調(diào)節(jié)S1、S2、S3的差值來調(diào)節(jié)這三個電容值之間的差值。這樣一來,就無需高靈敏度的壓力感測芯片,降低壓力感應(yīng)芯片檢測的難度,確保三級壓力觸控的精確度。
圖4A示出了基于本申請能夠滿足二級壓力觸控的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖5A示出了基于本申請能夠滿足三級壓力觸控的示意性結(jié)構(gòu)圖。參考圖4A、圖5A的設(shè)置方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到本申請所保護(hù)的4級5級,甚至更多級的壓力觸控的技術(shù)方案。所以,為了節(jié)約篇幅,在此不做贅述。
另外,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,觸控顯示面板除了包括如上所述結(jié)構(gòu)之外,還可以包括一些其它的公知的結(jié)構(gòu)。為了不模糊本申請的重點(diǎn),將不再對這些公知的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步描述。
圖6示出了本申請的一個實(shí)施例觸控顯示面板的俯視圖。本實(shí)施例的觸控顯示面板包括陣列基板2,第二壓力感應(yīng)電極212和第三壓力感應(yīng)電極213。可選的,其中,第三壓力感應(yīng)電極213通過信號線2131與壓力感應(yīng)芯片2132電連接。第二壓力感應(yīng)電極212不與觸控顯示面板內(nèi)任何導(dǎo)電部件連接,且各第二壓力感應(yīng)電極212彼此之間也是電絕緣的,其為懸浮(Floating)狀態(tài),此處的懸浮狀態(tài)具體解釋為電性懸浮態(tài),即無任何電學(xué)信號施加到第二壓力感應(yīng)電極。當(dāng)外力大于預(yù)設(shè)壓力時,通過壓力感應(yīng)芯片2132檢測第二壓力感應(yīng)電極212與第三壓力感應(yīng)電極213之間的電容,判斷觸控顯示面板是否受到壓力,實(shí)現(xiàn)觸控顯示面板的壓力觸控功能。
可選的,第三壓力感應(yīng)電極213除了作為壓力觸控電極之外還可以復(fù)用為觸控電極,通過分時段的方式實(shí)現(xiàn)觸控和壓力觸控兩種功能。具體的,第三壓力觸控電極213一段時間作為壓力觸控電極以檢測與第二壓力觸控電極212之間的電容以判斷是否受到壓力,另一段時間作為自電容觸控電極以檢測該區(qū)域是否被觸摸。
可選的,第三壓力感應(yīng)電極213還可以復(fù)用為公共電極。如圖2A、2B所示,本實(shí)施例的觸控顯示面板還包括像素電極214。像素電極214設(shè)置于第二基板2上,與第三壓力感應(yīng)電極213之間由絕緣層312隔開。示例性的,在顯示時段,第三壓力感應(yīng)電極213與像素電極214之間產(chǎn)生側(cè)向電場使得液晶轉(zhuǎn)動;在壓力觸控階段,壓力觸控電極213配合第二壓力感應(yīng)電極212檢測該區(qū)域是否受到壓力。
除此之外,第三壓力感應(yīng)電極可以同時復(fù)用為公共電極和觸控電極。在工作時分為三個時段,顯示時段,壓力觸控時段和觸控時段,分別配合不同的電極實(shí)現(xiàn)顯示、壓力觸控和觸控的功能。
通過復(fù)用的方式,使得同一電極能夠?qū)崿F(xiàn)三種不同的功能。用一層電極代替三層電極節(jié)約了面板內(nèi)部的空間,減少了工藝步驟,降低了成本和工藝難度
可選的,第二壓力感應(yīng)電極212包括多個第一壓力感應(yīng)電極塊2120,多個第一壓力感應(yīng)電極塊2120在第二基板2上呈m×n陣列設(shè)置;第三壓力感應(yīng)電極213包括多個第二壓力感應(yīng)電極塊2130,多個第二壓力感應(yīng)電極塊2130在所述第二基板2上呈p×q陣列設(shè)置;其中,p≤m,q≤n,(m,n,p,q均為正整數(shù))。參見圖6,該觸控顯示面板第一壓力感應(yīng)電極塊2120的數(shù)量少于第二壓力感應(yīng)電極塊2130的數(shù)量。也就是第一壓力感應(yīng)電極塊2120的面密度(壓力感應(yīng)電極的塊數(shù)與面積的比值)小于第二壓力感應(yīng)電極塊2130的面密度。這樣可以減少觸控顯示面板內(nèi)的第一凸起結(jié)構(gòu)和與之對應(yīng)的第二凸起結(jié)構(gòu)的數(shù)量,增大各凸起結(jié)構(gòu)之間的距離,減少干擾。并且凸起結(jié)構(gòu)的不透光的,減少凸起結(jié)構(gòu)的數(shù)量可以增加觸控顯示面板的開口率。
本申請還公開了一種顯示裝置,如圖7中所示。其中,顯示裝置70可包括如上所述的觸控顯示面板。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,顯示裝置除了包括如上所述的觸控顯示面板之外,還可以包括一些其它的公知的結(jié)構(gòu)。
可選的,本申請的顯示裝置可以是液晶顯示裝置,其中第一基板為彩膜基板,第二基板為陣列基板,第一基板可第二基板之間還設(shè)置由液晶層,該液晶層為負(fù)性液晶層。設(shè)置負(fù)性液晶可以防止第一壓力觸控電極與第三壓力觸控電極之間的電場使得液晶轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致的顯示不良。而本申請的顯示面板通過第二壓力感應(yīng)電極與第三壓力感應(yīng)電極之間的較大的電容值改善了現(xiàn)有技術(shù)中由于負(fù)性液晶黑態(tài)白態(tài)的切換而導(dǎo)致的壓力觸控誤操作的問題,提高了壓力觸控的可靠性。
可選的,本申請的顯示裝置可以是有機(jī)發(fā)光顯示裝置,其中第一基板為蓋板,第二基板為陣列基板。本申請的顯示面板可以大大提高電容的變化量,可以使用精度較低的壓力感應(yīng)芯片檢測電容,降低成本。
本申請的顯示裝置可以是任何包含如上所述的觸控顯示面板的裝置,包括但不限于如圖7所示的蜂窩式移動電話70、平板電腦、計(jì)算機(jī)的顯示器、應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備上的顯示器、應(yīng)用于汽車等交通工具上的顯示裝置等等。只要顯示裝置包含了本申請公開的觸控顯示面板的結(jié)構(gòu),便視為落入了本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,本申請中所涉及的發(fā)明范圍,并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案,同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下,由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。