显示面板、显示装置和显示面板的触控检测方法与流程

本申请一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置和显示面板的触控检测方法。

背景技术：

触控显示装置已广泛应用于诸如移动电话、平板电脑、计算机显示器、数码相机等电子设备中。触控显示装置可以通过触控电极来检测手指在触控显示装置的显示屏平面内的坐标位置，并根据该坐标位置来进行相应的显示。

这样，用户只需要用手指触碰显示屏上的标识就可完成对电子设备的操作，消除了用户对其他输入设备(例如，键盘、鼠标等)的依赖，使得人机交互更加便捷。

然而，显示技术的发展以及人机交互界面交互操作的多样性对触控显示装置提出了更高的要求。例如，在检测手指在显示屏平面的坐标位置之外，还需要对手指按压显示屏的压力大小进行检测，从而根据压力大小的不同来进行相应的显示。

目前，触控显示装置实现压力触控检测的方式主要有两种：电阻式压力触控和电容式压力触控，其中，电阻式压力触控因为其高灵敏度和低成本的优势而备受关注。

现有技术的电阻式触控显示装置通常将应变片(压力传感器，其阻值随自身形变量的变化而变化)设置在显示装置的背光层之下或周围边框中。将应变片设置在背光层之下，会降低压力检测的灵敏度；而将应变片设置在周围边框，则会增加显示装置的边框区域，不利于触控显示装置窄边框的发展趋势。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示面板、显示装置和显示面板的触控检测方法，以期解决现有技术中存在的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，在彩膜基板靠近阵列基板的一侧的显示区域中设置有用于感测触控压力大小的压感电桥，压感电桥包括用于接收输入信号的第一输入端和第二输入端以及用于检测电压变化的第一输出端和第二输出端。

根据本申请的另一方面，还提供了一种显示装置，包括如上的显示面板。

根据本申请的又一方面，还提供了一种显示面板的触控检测方法，显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，在彩膜基板靠近阵列基板的一侧的显示区域中设置有至少三个不在同一直线上的压感电桥，压感电桥包括用于接收输入信号的第一输入端和第二输入端以及用于检测电压变化的第一输出端和第二输出端；触控检测方法包括：向各第一输入端施加第一电压信号，向各第二输入端施加第二电压信号；检测各压感电桥的第一输出端和第二输出端之间的输出电压差，并根据输出电压差计算各压感电桥感测的触摸压力值；基于各压感电桥的位置信息和触摸压力值，根据预设的压力位置对应关系确定触摸位置。

本申请提供的显示面板、显示装置和显示面板的触控检测方法，通过在彩膜基板靠近阵列基板的一侧的显示区域中设置压感电桥，从而在不增加边框区域的情况下实现高灵敏度的压力检测。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a示出了本申请一个实施例的显示面板的示意图；

图1b示出了图1a的压感电桥的示意性结构图；

图2示出了图1b所示的压感电桥的示意性电路图；

图3示出了图1b所示压感电桥的一个可选的实现方式的示意图；

图4a示出了本申请另一实施例的显示面板的示意图；

图4b为图4a的区域ss的放大示意图；

图4c为沿图4a中的线ab的截面图；

图5示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图；

图6a示出了本申请再一实施例的显示面板的示意图；

图6b为沿图6a中的线cd的截面图；

图7a示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图；

图7b为沿图7a中的线ef的截面图；

图8示出了本申请再一实施例的显示面板的示意图；

图9示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图；

图10示出了本申请的显示面板的触控检测方法的一个实施例的示意性流程图；

图11示出了本申请的显示装置的一个实施例的示意性结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1a示出了本申请一个实施例的显示面板的示意图，图1b示出了图1a的压感电桥的示意性结构图。

如图1a和1b所示，显示面板可包括相对设置的阵列基板11和彩膜基板12，在彩膜基板12靠近阵列基板11的一侧的显示区域da中可设置有用于感测触控压力大小的压感电桥13，压感电桥13可包括用于接收输入信号的第一输入端in1和第二输入端in2以及用于检测电压变化的第一输出端fout1和第二输出端fout2。

本实施例中，通过将压感电桥设置在彩膜基板的显示区域中，从而可实现高灵敏度的压力检测，并且不占用边框区域，有利于显示面板的窄边框化。

本领域技术人员可以明白，本实施例的显示面板还可以包括其它的一些公知的结构，例如，当显示面板为液晶显示面板时，还可以包括设置在阵列基板11上的薄膜晶体管、介于阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层等。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行详细的描述。

可选地，压感电桥13可包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4。

如图2所示，在压感电桥13中，第一输入端in1与第一电阻r1的第一端和第三电阻r3的第一端电连接，第二输入端in2与第二电阻r2的第一端和第四电阻r4的第一端电连接，第一输出端fout1与第一电阻r1的第二端和第二电阻r2的第二端电连接，第二输出端fout2与第三电阻r3的第二端和第四电阻r4的第二端电连接。

下面说明具有上述电路结构的压感电桥13的工作原理。

向第一输入端in1和第二输入端in2施加电压信号后，压感电桥13中的各支路均有电流通过，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r1/r2＝r3/r4时，第一输出端fout1和第二输出端fout2之间的电位相等，此时压感电桥13处于平衡状态。

当对显示面板施加压力时，显示面板会发生形变，设置在显示面板上的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4也发生形变，相应地第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的阻值随着形变量的变化而改变，由于第一电阻r1的改变量和第二电阻r2的改变量的比值与第三电阻r3的改变量和第四电阻r4的改变量的比值不同，导致压感电桥13失去平衡，即r1/r2≠r3/r4，此时，第一输出端fout1与第二输出端fout2之间存在电位差。

由于施加的压力值与第一输出端fout1与第二输出端fout2之间的电位差存在一定的对应关系，因此，在压力检测期间，通过获取第一输出端fout1和第二输出端fout2的输出信号即可确定出所施加的压力值。

此外，向显示面板的同一点施加压力时，在不同方向上引起的形变量具有一定的差异，即，按压位置附近在不同方向上具有不同的形变量。若第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的压力形变敏感方向一致，则会降低压力检测的灵敏度，因此，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4中存在至少两个电阻(例如，第一电阻r1与第二电阻r2)的压力形变敏感方向不同。

可选地，第一电阻r1和第四电阻r4可具有对第一方向d1的压力形变敏感的蛇形布线，第二电阻r2和第三电阻r3可具有对第二方向d2的压力形变敏感的蛇形布线，其中，第一方向d1与第二方向d2相交，如图3所示。

具体地，第一电阻r1从第一端(与第一输入端in1连接)到第二端(与第一输出端fout1连接)的延伸长度在第一方向d1上的分量大于在第二方向d2上的分量，第二电阻r2从第一端(与第二输入端in2连接)到第二端(与第一输出端fout1连接)的延伸长度在在第二方向d2上的分量大于第一方向d1上的分量，第三电阻r3从第一端(与第一输入端in1连接)到第二端(与第二输出端fout2连接)的延伸长度在第二方向d2上的分量大于在第一方向d1上的分量，第四电阻r4从第一端(与第二输入端in2连接)到第二端(与第二输出端fout2连接)的延伸长度在第一方向d1上的分量大于在第二方向d2上的分量。

继续参考图4a、图4b和图4c，图4a示出了本申请另一实施例的显示面板的示意图，图4b为图4a的区域ss的放大示意图，图4c为沿图4b的线ab的截面图。

与图1a所示的实施例类似，本实施例中，显示面板同样可包括相对设置的阵列基板(未示出)和彩膜基板42，彩膜基板42上同样可设置有压感电桥43。

与图1a所示的实施例不同的是，本实施例中，对压感电桥43进行了进一步的限定。

如图4b和图4c所示，阵列基板可包括由多个子像素p组成的像素阵列，彩膜基板42还包括黑色矩阵44，黑色矩阵44向阵列基板的正投影位于各子像素p之间的区域中。其中，压感电桥43位于黑色矩阵44靠近阵列基板的一侧，并且压感电桥43向黑色矩阵44的正投影位于黑色矩阵44的覆盖范围之内。

在这种情况下，压感电桥43被黑色矩阵44覆盖，可防止压感电桥43被用户观察到，尤其是当压感电桥43包含不透光材料或反光材料时，可改善用户的视觉体验，提高显示面板的显示质量。

本实施例中，通过将压感电桥设置在彩膜基板的显示区域中，并使黑色矩阵覆盖压感电桥，从而在实现高灵敏度的压力检测和窄边框化的同时，提高了显示面板的显示质量。

可选地，压感电桥43由金属导电材料形成。

与其他导电材料相比，金属材料具有更好的延展性和韧性，从而不容易被外力所损坏，当压感电桥43由金属导电材料形成时，压感电桥43具有更高的可靠性。

可选地，压感电桥43由透明导电材料形成，例如，ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)。

透明导电材料通常可具有相对高的电阻率，当被应用于压感电桥43时，压感电桥43中的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻可具有相对高的阻值。当向显示面板施加压力时，随压力形变量的变化，各电阻的阻值变化也更明显，从而使得压力检测的灵敏度更高。

继续参考图5，示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图。

与图1a所示的实施例类似，本实施例中，显示面板同样可包括相对设置的阵列基板51和彩膜基板52，彩膜基板52上同样可设置有压感电桥53。

与图1a所示的实施例不同的是，本实施例中，对压感电桥53进行了进一步的限定。

如图5所示，阵列基板51上设置有像素电极56，彩膜基板52上设置有公共电极55，压感电桥53可复用为公共电极55。

在显示面板的显示期间，可向公共电极55(和压感电桥53)施加公共电压信号，用于显示图像；而在压力检测期间，可通过第一输入端和第二输入端向压感电桥53施加压力检测信号，用于检测压力大小。

这样，可不必单独设置公共电极层，从而可简化显示面板的结构，有利于减小显示面板的厚度，并且可简化显示面板的制备工艺，降低生产成本。

本实施例中，通过将彩膜基板的压感电桥复用为公共电极，不仅实现了高灵敏度的压力检测，还简化了显示面板的结构，降低了成本。

继续参考图6a和图6b，图6a示出了本申请再一实施例的显示面板的示意图，图6b为沿图6a中的线cd的截面图。

与图1a所示的实施例类似，本实施例中，显示面板同样可包括相对设置的阵列基板61和彩膜基板62，彩膜基板62上同样可设置有压感电桥63。

与图1a所示的实施例不同的是，本实施例中，对显示面板的触控检测方式进行了进一步的限定。

如图6a和图6b所示，阵列基板还可包括阵列排布的多个第一电极67，用于检测触控位置。

由于压力检测使用电阻式的压感电桥63，而触控检测(即，位置检测)使用阵列排布的第一电极67，因此，两种检测可同时进行，从而可提高压力检测和触控检测的效率。

可选地，阵列基板还包括公共电极，第一电极67复用为公共电极。

各第一电极67可通过多个晶体管开关(未示出)相互电连接，这样，在显示期间，各晶体管开关导通，各第一电极67彼此电连接作为公共电极，接收公共电压信号，实现图像显示；而在触控检测期间，各晶体管开关截止，分别向各第一电极67施加触控检测信号并接收第一电极67的感测信号，完成触控检测。

继续参考图7a和图7b，图7a示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图，图7b为沿图7a中的线ef的截面图。

与图1a所示的实施例类似，本实施例中，显示面板同样可包括相对设置的阵列基板71和彩膜基板72，彩膜基板72上同样可设置有压感电桥73。

与图1a所示的实施例不同的是，本实施例中，对显示面板的触控检测方式进行了进一步的限定。

如图7a和图7b所示，阵列基板71还可包括沿第三方向d3排布的多个第二电极te，第二电极te沿第四方向d4延伸；彩膜基板72还可包括沿第四方向d4排布的多个第三电极re，第三电极re沿第三方向d3延伸。这里，第三方向d3和第四方向d4相交。

由于压力检测使用电阻式的压感电桥73，而触控检测使用第二电极te和第三电极re，因此，两种检测可同时进行，从而可提高压力检测和触控检测的效率。

可选地，第三电极re与压感电桥73可位于同一层，并且在同一道图形化工艺中制作而成。

换而言之，第三电极re也可设置在彩膜基板72靠近阵列基板71的一侧，这样，可简化显示面板(互电容式显示面板)的结构，有利于降低显示面板的厚度，并且可简化显示面板的制备工艺，进而降低显示面板的生产成本。

上述各实施例的显示面板还可包括集成电路，用于通过压感电桥进行压力检测，和/或通过触控检测电极进行触控检测。

如图8所示，显示面板还可包括集成电路89，压感电桥83的第一输入端in1通过第一信号走线lin1连接到集成电路89，压感电桥83的第二输入端in2通过第二信号走线lin2连接到集成电路89。其中，第一信号走线lin1与第二信号走线lin2的阻值相等。

可选地，第一信号走线lin1与第二信号走线lin2的阻值远小于第一电阻至第四电阻中的任一个电阻的阻值。例如，第一信号走线lin1与第二信号走线lin2的阻值小于第一电阻至第四电阻中的任一个电阻阻值的10％。

这样，可使得压感电桥第一输入端in1和第二输入端in2之间的分压远大于第一信号走线lin1和第二信号走线lin2的分压，从而使得压力检测的灵敏度更高。

可选地，压感电桥83的第一输出端fout1通过第三信号走线lout1连接到集成电路89，压感电桥83的第二输出端fout2通过第四信号走线lout2连接到集成电路89。其中，第三信号走线lout1与第四信号走线lout2的阻值相等。

继续参考图9，示出了本申请又一实施例的显示面板的示意图。

与图1a所示的实施例类似，本实施例中，显示面板同样可包括相对设置的阵列基板(未示出)和彩膜基板92，彩膜基板92上同样可设置有压感电桥。

与图1a所示的实施例不同的是，本实施例中，对压感电桥的数量和排布进行了进一步的限定。

如图9所示，在电视区域da中，彩膜基板92上设置有至少三个压感电桥(例如，压感电桥931、932和933)，并且存在至少三个压感电桥(例如，压感电桥931、932和933)不在同一直线上，例如，压感电桥931、932和933可呈三角形排布。

这样，显示面板可通过不在同一直线上的至少三个压感电桥检测的信号，同时确定触摸压力值和触摸位置。

具体而言，当手指触摸显示面板上的某一位置时(例如，位置tpoint)，由每个压感电桥的输出信号，可获得各压感电桥在各自位置处的压力值。

对于任意两个压感电桥而言，可根据该两个压感电桥之间的距离以及该两个压感电桥检测到的压力值，确定触摸位置tpoint位于该两个压感电桥所在直线上的某一点的垂线方向上(显示面板平面内)。

这样，通过至少三个不在同一直线上的三个压感电桥，可确定触摸位置tpoint所在的至少两条垂线(例如，垂线p1、p2)，并且所确定的至少两条垂线相交于一点(即，触摸位置tpoint)，从而可确定出触摸位置tpoint。

然后，根据触摸位置和各压感电桥的压力值可确定施加在触摸位置tpoint处的压力大小。

由上可知，本实施例中，通过在彩膜基板上设置至少三个不在同一直线上的压感电桥，便可以在不需要另外设置触控检测电极(例如，图6的第一电极67、图7的第三电极re/第四电极te等)的条件下同时实现压力检测和触控检测，从而大大简化了显示面板的结构和制备工艺，使得显示面板的厚度和成本可进一步降低。

尽管图9示出了彩膜基板92上设置有三个压感电桥931、932和933，但这仅仅是示意性的。本领域技术人员可以明白，彩膜基板92上可设置其他合适数量的压感电桥，诸如，四个或更多。应当理解，彩膜基板92上设置的压感电桥数量越多，压力检测和触控检测的灵敏度就越高。

本申请还公开了一种显示面板的触控检测方法，用于检测具有至少三个不在同一直线上的压感电桥的显示面板(例如，图9所示的显示面板)。

图10示出了本申请的显示面板的触控检测方法的一个实施例的示意性流程图。

如图10所示，显示面板的触控检测方法，包括：

步骤1010，向各第一输入端施加第一电压信号，向各第二输入端施加第二电压信号。

其中，第一电压信号和第二电压信号中的一个可以是接地信号。

步骤1020，检测各压感电桥的第一输出端和第二输出端之间的输出电压差，并根据输出电压差计算各压感电桥感测的触摸压力值。

当手指触摸显示面板时，显示面板发生形变，各压感电桥的第一电阻至第四电阻的阻值也相应地随形变量的改变而变化，通过第一输出端和第二输出端获取每个压感电桥的输出电压差，从而计算得出各压感电桥在各自位置处的压力值。

步骤1030，基于各压感电桥的位置信息和触摸压力值，根据预设的压力位置对应关系确定触摸位置。

通过至少三个不在同一直线上的三个压感电桥，可确定触摸位置所在的至少两条垂线，该至少两条垂线的交点可确定触摸位置，从而实现触控检测。

本实施例的触控检测方法，通过至少三个不在同一直线上的三个压感电桥，在压力检测的同时实现触控检测，从而不需要在显示面板上另外设置触控检测电极，从而简化了显示面板的结构和制备工艺。

本申请还公开了一种显示装置，如图11中所示。其中，显示装置1100可包括如上的显示面板。本领域技术人员应当理解，显示装置除了包括如上的显示面板之外，还可以包括一些其它的公知的结构。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步描述。

本申请的显示装置可以是任何包含如上的显示面板的装置，包括但不限于如图11所示的蜂窝式移动电话1100、平板电脑、计算机的显示器、应用于智能穿戴设备上的显示器、应用于汽车等交通工具上的显示装置等等。只要显示装置包含了本申请公开的显示面板的结构，便视为落入了本申请的保护范围之内。

本申请提供的显示面板、显示装置和显示面板的触控检测方法，彩膜基板靠近阵列基板一侧的显示区域中设置有压感电桥，从而在不增加边框区域的情况下实现高灵敏度的压力检测。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。