本發(fā)明涉及顯示屏技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種觸覺(jué)反饋顯示屏。

背景技術(shù)：

作為用戶輸入設(shè)備的觸摸屏正在快速普及，而來(lái)自工業(yè)、商業(yè)以及消費(fèi)類(lèi)等所有市場(chǎng)領(lǐng)域的用戶都在不斷追求更好的人機(jī)接口，隨著技術(shù)的發(fā)展，觸摸激活接口方面的觸覺(jué)反饋技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。觸覺(jué)反饋技術(shù)，可以向用戶提供立即和正確無(wú)誤的確認(rèn)，從而能夠提高用戶體驗(yàn)。

在傳統(tǒng)的觸覺(jué)反饋技術(shù)中，通常需要通過(guò)觸覺(jué)感應(yīng)層(即sensor層)來(lái)檢測(cè)壓力，而壓力產(chǎn)生的電信號(hào)比較微弱，因此需要將電信號(hào)放大后才能利用放大后的電信號(hào)(即高壓信號(hào))來(lái)驅(qū)動(dòng)相關(guān)結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生觸覺(jué)反饋效果。然而，高壓信號(hào)也加載在觸覺(jué)感應(yīng)層中，如此在工作時(shí)高壓信號(hào)對(duì)觸覺(jué)感應(yīng)層會(huì)造成干擾，從而降低觸覺(jué)反饋的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)如何改善傳統(tǒng)觸覺(jué)反饋技術(shù)將高壓信號(hào)加載在觸覺(jué)感應(yīng)層，使得在工作時(shí)高壓信號(hào)對(duì)觸覺(jué)感應(yīng)層會(huì)造成干擾的問(wèn)題，提供一種觸覺(jué)反饋顯示屏。

一種觸覺(jué)反饋顯示屏，包括：屏體和電路板；所述屏體包括觸覺(jué)反饋模塊、主顯示層及壓力傳感器；所述電路板設(shè)有信號(hào)處理電路；其中，所述觸覺(jué)反饋模塊覆蓋于所述主顯示層上；所述壓力傳感器與所述信號(hào)處理電路電連接，且所述信號(hào)處理電路還與所述觸覺(jué)反饋模塊電連接；

所述壓力傳感器提取隨著所述屏體受到的壓力而變化的電信號(hào)；所述信號(hào)處理電路放大所述壓力傳感器提取的第一電信號(hào)，并將放大后形成的第二電信號(hào)輸出至所述觸覺(jué)反饋模塊；所述觸覺(jué)反饋模塊根據(jù)所述第二電信號(hào)形成電場(chǎng)，以產(chǎn)生觸覺(jué)效果。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述觸覺(jué)反饋模塊包括觸覺(jué)信號(hào)層與觸覺(jué)產(chǎn)生單元；所述觸覺(jué)產(chǎn)生單元覆蓋于所述觸覺(jué)信號(hào)層上；所述觸覺(jué)信號(hào)層覆蓋于所述主顯示層上；所述觸覺(jué)信號(hào)層與所述信號(hào)處理電路電連接；

所述觸覺(jué)信號(hào)層用于接收所述第二電信號(hào)；所述觸覺(jué)產(chǎn)生單元用于與所述觸覺(jué)信號(hào)層通過(guò)耦合而產(chǎn)生與所述第二電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的耦合電壓，以通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生觸覺(jué)效果。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述觸覺(jué)產(chǎn)生單元包括玻璃基板、半導(dǎo)體層及絕緣層；所述玻璃基板覆蓋于所述觸覺(jué)信號(hào)層上；所述半導(dǎo)體層覆蓋于所述玻璃基板上；所述絕緣層覆蓋于所述半導(dǎo)體層上；

所述半導(dǎo)體層用于通過(guò)與所述觸覺(jué)信號(hào)層耦合而形成所述耦合電壓，以通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生觸覺(jué)效果。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述觸覺(jué)信號(hào)層的材料為氧化銦錫或金屬網(wǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的材料為氧化銦鋅、氧化銦錫鋅或摻銻二氧化錫。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理電路包括壓力檢測(cè)單元和放大單元；所述壓力檢測(cè)單元與所述壓力傳感器電連接；所述放大單元的輸入端與所述壓力檢測(cè)單元電連接，所述放大單元的輸出端與所述觸覺(jué)反饋模塊電連接；

所述壓力檢測(cè)單元用于通過(guò)所述壓力傳感器提取所述第一電信號(hào)，并將所述第一電信號(hào)發(fā)送至所述放大單元；所述放大單元用于將所述第一電信號(hào)放大，并將放大后形成的所述第二電信號(hào)發(fā)送至所述觸覺(jué)反饋模塊。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力傳感器為壓阻傳感器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力檢測(cè)單元包括信號(hào)發(fā)生器、第一電阻及第二電阻；所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端同時(shí)與所述第一電阻的一端和所述壓阻傳感器的一端電連接；所述第一電阻的另一端同時(shí)與所述壓阻傳感器的另一端和第二電阻的一端電連接；所述第二電阻的另一端接地；所述第一電阻、所述壓阻傳感器及所述第二電阻的公共端均與所述放大單元的輸入端電連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器用于輸出頻率介于20hz至500hz之間的正弦波信號(hào)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電路板為柔性電路板。

上述觸覺(jué)反饋顯示屏具有的有益效果為：在該觸覺(jué)反饋顯示屏中，電路板設(shè)有信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路放大壓力傳感器提取的第一電信號(hào)，并將放大后形成的第二電信號(hào)輸出至觸覺(jué)反饋模塊，從而由觸覺(jué)反饋模塊根據(jù)第二電信號(hào)形成電場(chǎng)，以產(chǎn)生觸覺(jué)效果。因此，上述觸覺(jué)反饋屏通過(guò)壓力傳感器來(lái)感應(yīng)壓力，且將放大后形成的第二電信號(hào)(即高壓信號(hào))直接加載至觸覺(jué)反饋模塊，即將檢測(cè)壓力的器件與接收高壓信號(hào)的器件分別開(kāi)來(lái)，從而可以避免這兩種器件之間相互發(fā)生干擾，提高了觸覺(jué)反饋的準(zhǔn)確度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實(shí)施例的附圖。

圖1為一實(shí)施例提供的觸覺(jué)反饋顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例的觸覺(jué)反饋顯示屏中屏體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示實(shí)施例的觸覺(jué)反饋顯示屏中信號(hào)處理電路的電路圖；

圖4為圖1所示實(shí)施例的觸覺(jué)反饋顯示屏中壓力傳感器的分布結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為壓阻傳感器阻值大小與壓力大小之間的關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參考圖1、圖2，一實(shí)施例提供了一種觸覺(jué)反饋顯示屏，包括屏體100和電路板200。具體地，電路板200與屏體100可以綁定(bonding)連接。另外，電路板200可以為柔性電路板(fpc，flexibleprintedcircuit)。

電路板200設(shè)有信號(hào)處理電路。屏體100包括觸覺(jué)反饋模塊110、主顯示層120及壓力傳感器130。其中，觸覺(jué)反饋模塊110覆蓋于主顯示層120上。壓力傳感器130與信號(hào)處理電路電連接，且信號(hào)處理電路還與觸覺(jué)反饋模塊110電連接。

其中，主顯示層120是指顯示屏的基本組成結(jié)構(gòu)，例如：主顯示層120包括能夠構(gòu)成oled(organiclight-emittingdiode，有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體)顯示器的各層結(jié)構(gòu)(例如：包括陽(yáng)極層、有機(jī)發(fā)光層、陰極層等)，或者主顯示層120包括能夠構(gòu)成lcd(liquidcrystaldisplay，液晶顯示器)的各層結(jié)構(gòu)(例如：包括設(shè)有彩色濾光片的上基板、液晶層、設(shè)有薄膜晶體管的下基板等)。

壓力傳感器130提取隨著屏體100受到的壓力而變化的電信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，觸覺(jué)反饋顯示屏可以包括多個(gè)分布在不同位置的壓力傳感器130，且各壓力傳感器130的工作原理相同。信號(hào)處理電路放大壓力傳感器130提取的第一電信號(hào)，并將放大后形成的第二電信號(hào)(即高壓信號(hào))輸出至觸覺(jué)反饋模塊110。觸覺(jué)反饋模塊110根據(jù)第二電信號(hào)形成電場(chǎng)，以產(chǎn)生觸覺(jué)效果。

在上述觸覺(jué)反饋顯示屏中，當(dāng)用戶施加壓力后，壓力傳感器13會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，信號(hào)處理電路則能夠提取相應(yīng)的第一電信號(hào)并將其放大。之后，信號(hào)處理電路將放大后形成的第二電信號(hào)輸出至觸覺(jué)反饋模塊110，進(jìn)而通過(guò)觸覺(jué)反饋模塊110形成電場(chǎng)，而且由于人體能夠?qū)щ?，因此?dāng)觸覺(jué)反饋模塊110產(chǎn)生電場(chǎng)后，人體接觸到觸覺(jué)反饋模塊110后則會(huì)有電流通過(guò)，從而產(chǎn)生觸覺(jué)效果。并且，由于觸覺(jué)反饋模塊110最終產(chǎn)生的電場(chǎng)是由于屏體100接收到用戶施加的壓力后形成的，因此用戶施加的壓力大小將會(huì)影響觸覺(jué)反饋模塊110產(chǎn)生的電場(chǎng)，即屏體100表面受到的壓力越大，觸覺(jué)反饋模塊110產(chǎn)生的電場(chǎng)越強(qiáng)，流過(guò)用戶的電流越強(qiáng)，即產(chǎn)生的觸覺(jué)效果越強(qiáng)烈；屏體100表面受到的壓力越小，觸覺(jué)反饋模塊110產(chǎn)生的電場(chǎng)越弱，流過(guò)用戶的電流越弱，即產(chǎn)生的觸覺(jué)效果就越微弱。

因此，本發(fā)明實(shí)施例中提供的上述觸覺(jué)反饋顯示屏，通過(guò)壓力傳感器130來(lái)感應(yīng)壓力，且將放大后形成的第二電信號(hào)(即高壓信號(hào))直接加載至觸覺(jué)反饋模塊110，即將檢測(cè)壓力的器件與接收高壓信號(hào)的器件分別開(kāi)來(lái)，從而可以避免這兩種器件之間相互發(fā)生干擾，提高了觸覺(jué)反饋的準(zhǔn)確度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，觸覺(jué)反饋模塊110包括觸覺(jué)信號(hào)層111與觸覺(jué)產(chǎn)生單元112。觸覺(jué)產(chǎn)生單元112覆蓋于觸覺(jué)信號(hào)層111之上。觸覺(jué)信號(hào)層111覆蓋于主顯示層120之上。并且，觸覺(jué)信號(hào)層111與信號(hào)處理電路電連接。

其中，觸覺(jué)信號(hào)層111用于接收來(lái)自信號(hào)處理電路的第二電信號(hào)。具體的，觸覺(jué)信號(hào)層111可以通過(guò)fpc走線連接信號(hào)處理電路的輸出端。并且，觸覺(jué)信號(hào)層111的材料可以為氧化銦錫(ito，indiumtinoxides)或金屬網(wǎng)(metalmesh)，一方面可以提高接收第二電信號(hào)的靈敏度，另一方面也可以降低功效。

觸覺(jué)產(chǎn)生單元112，用于與觸覺(jué)信號(hào)層111通過(guò)耦合而產(chǎn)生與第二電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的耦合電壓，以通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生觸覺(jué)效果。具體的，觸覺(jué)產(chǎn)生單元112與觸覺(jué)信號(hào)層111可以通過(guò)電容耦合的方式來(lái)產(chǎn)生與第二電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的耦合電壓。

因此，本發(fā)明實(shí)施例中，由信號(hào)處理電路輸出的第二電信號(hào)加載至觸覺(jué)信號(hào)層111上。而當(dāng)觸覺(jué)信號(hào)層111加載了第二電信號(hào)后，再通過(guò)耦合的方式將能量上傳至觸覺(jué)產(chǎn)生單元112，從而通過(guò)觸覺(jué)產(chǎn)生單元112來(lái)產(chǎn)生觸覺(jué)效果，可以提高使用安全性。

具體的，請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，觸覺(jué)產(chǎn)生單元112包括玻璃基板1121、半導(dǎo)體層1122及絕緣層1123。其中，玻璃基板1121覆蓋于觸覺(jué)信號(hào)層111上。半導(dǎo)體層1122覆蓋于玻璃基板1121上。絕緣層1123覆蓋于半導(dǎo)體層1122上。

其中，半導(dǎo)體層1122用于通過(guò)與觸覺(jué)信號(hào)層111耦合而形成耦合電壓，以通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生觸覺(jué)效果。具體的，半導(dǎo)體層1122的材料可以為氧化銦鋅(tzo)、氧化銦錫鋅(itzo)或摻銻二氧化錫(sol-gelato)。

另外，請(qǐng)參考圖4，壓力傳感器130可以分布在屏體100的四周，并位于觸覺(jué)信號(hào)層111的外圍。并且，壓力傳感器130可以分布在玻璃基板1121的下方或主顯示層120的下方。

本發(fā)明實(shí)施例中，觸覺(jué)信號(hào)層111加載了第二電信號(hào)后，半導(dǎo)體層1122則會(huì)通過(guò)耦合產(chǎn)生耦合電壓，從而在屏體100表面形成電場(chǎng)。當(dāng)用戶觸摸屏體100表面時(shí)，手指與半導(dǎo)體層1122可以構(gòu)成耦合電容。手指滑動(dòng)時(shí)，壓力傳感器130發(fā)生變化，使得加載至觸覺(jué)信號(hào)層111上的第二電信號(hào)及半導(dǎo)體層1122產(chǎn)生的耦合電壓相應(yīng)發(fā)生變化，因此，該耦合電容也會(huì)隨著耦合電壓的變化而變化，且耦合電容在放電時(shí)對(duì)手指形成電流刺激，從而產(chǎn)生相應(yīng)的觸覺(jué)效果。具體的，手指經(jīng)過(guò)的電流在10ma以內(nèi)。

可以理解的是，觸覺(jué)反饋模塊110的具體結(jié)構(gòu)不限于上述情況，例如還可以在半導(dǎo)體層1122下方增加觸覺(jué)感應(yīng)層，這時(shí)半導(dǎo)體層1122由于具有半導(dǎo)體的特性，因此不會(huì)對(duì)觸覺(jué)感應(yīng)層的信號(hào)屏蔽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖3，信號(hào)處理電路包括壓力檢測(cè)單元310和放大單元320。壓力檢測(cè)單元310與壓力傳感器130電連接。放大單元320的輸入端與壓力檢測(cè)單元310電連接，放大單元320的輸出端與觸覺(jué)反饋模塊110電連接。

其中，壓力檢測(cè)單元310用于通過(guò)壓力傳感器130提取上述第一電信號(hào)，并將該第一電信號(hào)發(fā)送至放大單元320。放大單元320用于將該第一電信號(hào)放大，并將放大后形成的第二電信號(hào)發(fā)送至觸覺(jué)反饋模塊110。具體的，放大單元320可以為運(yùn)算放大器。并且，放大單元320可以將電信號(hào)放大至100倍。

具體的，壓力傳感器130為壓阻傳感器。壓阻傳感器是指利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。壓阻傳感器的阻值與壓力的其中一種具體關(guān)系請(qǐng)參考圖5。在未按壓時(shí)壓阻傳感器的阻值為40m，按壓時(shí)壓阻式傳感器的阻值逐漸減小，最低減小至幾百歐姆。

進(jìn)一步的，請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，壓力檢測(cè)單元310包括信號(hào)發(fā)生器(xfg1)、第一電阻(r1)及第二電阻(r2)。信號(hào)發(fā)生器(xfg1)的輸出端同時(shí)與第一電阻(r1)的一端和壓阻傳感器(r3)的一端電連接。第一電阻(r1)的另一端同時(shí)與壓阻傳感器(r3)的另一端和第二電阻(r2)的一端電連接。第二電阻(r2)的另一端接地。第一電阻(r1)、壓阻傳感器(r3)及第二電阻(r2)的公共端均與放大單元320的輸入端電連接。

其中，信號(hào)發(fā)生器(xfg1)用于輸出人體能夠感知的頻率的信號(hào)。具體的，信號(hào)發(fā)生器(xfg1)輸出頻率介于20hz至500hz之間(例如80hz)的正弦波信號(hào)u。第二電阻(r2)的電壓vout1為(r2/(r1*r3/(r1+r3)+r2))u。第一電阻(r1)、第二電阻(r2)的阻值可以為100kω。壓阻傳感器(r3)的電阻最大為100kω。

那么，以正弦波信號(hào)u為頻率介于20hz至500hz之間、±3.3v的正弦波為例，當(dāng)壓阻傳感器(r3)的電阻從100kω降至1kω時(shí)，第二電阻(r2)的電壓vout1從2.2v增大到3.2v。如果放大單元320可以放大100倍的話，從vout2輸出的放大后的電信號(hào)為頻率介于20hz至500hz之間、電壓為±220v～±320v的正弦波信號(hào)。

可以理解的是，信號(hào)處理電路的具體實(shí)現(xiàn)方式不限于上述情況，例如壓力傳感器130也可以為其他類(lèi)型能夠檢測(cè)壓力的傳感器，例如壓電壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器等，這時(shí)壓力檢測(cè)單元310也要做適應(yīng)性變化，以確保能夠通過(guò)壓力傳感器130提取與壓力有關(guān)的電信號(hào)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。