显示面板和显示装置的制作方法

本发明涉及触控技术领域，更具体地，涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术：

随着显示技术的发展和用户体验要求的提高，压感触控(forcetouch)功能在显示装置中的应用越来越广泛。

forcetouch功能，即当外界的按压力度不同时，显示面板能够根据不同的压力大小产生不同的感应信号，从而执行相应的操作指令。现有的forcetouch技术主要有三种，分别为可变电容式压力感应、应变式压力感应和压电式压力感应。

现有的应变式压力感应技术中，压感器件主要根据惠斯通电桥原理设计。图1为压感器件的结构示意图，如图1所示，压感器件包括四个电阻r11、r22、r33和r44，其中r11与r44串联，r22与r33串联，通过在a端和b端向电桥提供基准电压，显示面板受压力后，假设r11与r44电阻值变化量不同，r22与r33阻值未发生变化或者变化量相同，通过测定r11与r44之间的节点a和r22与r33之间的节点b之间的压差变化，计算出r11与r44阻值的变化，进而确定显示面板受压力度大小。在该电桥结构中，显示面板受压后，r11与r22阻值变化量不同或者r44与r33阻值变化量不同才可以检测到压差的变化。发明人发现，现有的电阻式压感器件中，在受压后r11与r22阻值变化的差异较小，从而使得测得的压差的变化量较小，压感器件的灵敏度不高，影响压感触控的灵敏度。

因此，提供一种压感触控灵敏度高的显示面板和显示装置，是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种显示面板和显示装置，解决了提高压感触控灵敏度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种显示面板。

本发明提出的显示面板，包括：

多个压感单元，压感单元包括形成电桥的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，还包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中，第一输入端与第一电阻和第二电阻之间的节点连接，第二输入端与第三电阻和第四电阻之间的节点连接，第一输出端与第一电阻和第四电阻之间的节点连接，第二输出端与第三电阻和第二电阻的节点连接；

偏置电压施加电路，与第一输入端和所第二输入端相连，用于向压感单元施加偏置电压；

电压检测电路，与第一输出端和第二输出端相连，用于检测压感单元的输出电压，

其中，第一电阻的制作材料包括第一材料，第二电阻的制作材料包括第二材料，其中，第一材料的应变灵敏系数大于第二材料的应变灵敏系数，第一电阻因显示面板受到压力产生的阻值变化量大于第二电阻因压力产生的阻值变化量。

为解决上述问题，本发明还提供一种显示装置。

本发明提供的显示装置，包括本发明提供的任意一种显示面板。

与现有技术相比，本发明的显示面板和显示装置，实现了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板，压感单元中，第一电阻的制作材料包含第一材料，第二电阻的制作材料包含第二材料，其中，第一材料的应变灵敏系数大于第二材料的应变灵敏系数，本发明的压感单元中至少单个电桥的两个电阻，也即第一电阻和第二电阻采用不同应变灵敏系数的材料制作，与现有技术中压感单元各个电阻均是采用同种材料制作相比，显示面板受压力后，第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量之间的差距增大，从而增大了第一电阻和第二电阻上的分压差，进而增大了电压检测电路检测到的电压差，电压检测电路检测到信号变强，提升了显示面板压感触控功能的灵敏度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为现有技术中压感器件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压感单元的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示面板的俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的第一电阻示意图；

图5为本发明实施例提供的第二电阻示意图；

图6为本发明实施例提供的压感单元的示意图

图7为本发明实施例提供的显示面板一种可选实施方式的示意图；

图8为本发明实施例提供的压感单元的电桥电阻一种可选实施方式示意图；

图9为本发明实施例提供的显示面板的截面示意图；

图10为本发明实施例提供的显示面板的一种可选实施方式的截面示意图；

图11为显示面板沿第三方向e的截面示意图；

图12为显示面板沿第一方向a的截面示意图；

图13为本发明实施例提供的显示装置的俯视示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例提供一种显示面板，该显示面板包括多个压感单元，图2为本发明实施例提供的压感单元的电路结构示意图，如图2所示，压感单元包括形成电桥的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，还包括第一输入端a、第二输入端b、第一输出端c和第二输出端d，其中，第一输入端a与第一电阻r1和第二电阻r2之间的节点连接，第二输入端b与第三电阻r3和第四电阻r4之间的节点连接，第一输出端c与第一电阻r1和第四电阻r4之间的节点连接，第二输出端d与第三电阻r3和第二电阻r2的节点连接。

显示面板还包括偏置电压施加电路和电压检测电路(图中均未示出)，偏置电压施加电路与第一输入端a和所第二输入端b相连，用于向压感单元施加偏置电压；电压检测电路与第一输出端c和第二输出端d相连，用于检测压感单元的输出电压。

本发明提供的压感单元为电阻式压感单元，通过偏置电压施加电路向压感单元施加偏置电压后，采用电压检测电路检测压感单元的输出电压差，能够确定显示面板是否受到压力触控和压力触控压力的大小。

具体地，压感单元中电桥电阻第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的阻值分别为r1、r2、r3和r4，根据电桥平衡原理，四个电阻阻值满足r1/r2＝r4/r3，偏置电压施加在a、b端的电压固定为uab，串联支路中第一电阻r1和第四电阻r4进行分压，另一串联支路中第二电阻r2和第三电阻r3进行分压。一般地，设置初始电压差ucd为零，也即显示面板不受压力时，第一电阻r1与第二电阻r2的分压相同，第四电阻r4与第三电阻r3的分压相同，此时电压检测电路检测压感单元的第一输出端c和第二输出端d之间的电压差ucd为零；而显示面板受压力后，电桥的四个电阻阻值发生变化，电桥失去平衡，使得第一电阻r1与第二电阻r2的分压不同，此时通过电压检测电路检测压感单元的第一输出端c和第二输出端d之间的电压差ucd大小，能够确定压力触控压力的大小。

本发明中第一电阻r1的制作材料包括第一材料m1，第二电阻r2的制作材料包括第二材料m2，其中，第一材料m1的应变灵敏系数gf1大于第二材料m2的应变灵敏系数gf2，第一电阻r1因显示面板受到压力产生的阻值变化量δr1大于第二电阻r2因压力产生的阻值变化量δr2。

第一材料m1的应变灵敏系数gf1大于第二材料m2的应变灵敏系数gf2，显示面板受压后，第一电阻r1在采用第一材料m1制作的部分的电阻变化量大于第二电阻r2采用第二材料m2制作的部分的电阻变化量，与现有技术中采用相同材料制作的第一电阻r1与第二电阻r2相比，增大了第一电阻r1的阻值变化量δr1与第二电阻r2的阻值变化量δr2之间的差距，第一电阻r1在所在支路上的分压变大，而第二电阻r2在所在支路上的分压变小，增大了第一输出端c和第二输出端d之间的电压差ucd的变化量，电压检测电路检测到的信号变强，提升了压感触控的灵敏度。

本实施例中第一电阻r1可以采用第一材料m1制作或者采用包含第一材料m1的多种材料制作，第二电阻r2可以采用第二材料m2制作或者采用包含第二材料m2的多种材料制作，本实施例中对于电阻的形状不做限定，电桥电阻可以是条形电阻或者块状电阻，能够保证显示面板受压后，增大第一电阻r1的阻值变化量δr1与第二电阻r2的阻值变化量δr2之间的差距的实施情况，都在本专利保护的范围之内。

本发明提供的显示面板，压感单元中，第一电阻的制作材料包含第一材料，第二电阻的制作材料包含第二材料，其中，第一材料的应变灵敏系数大于第二材料的应变灵敏系数，电阻产生相同形变量时，应变灵敏系数大的材料电阻阻值变化量大，与现有技术中压感单元的各个电阻均是采用同种材料制作相比，显示面板受压力后，第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量之间的差距增大，从而增大了第一电阻和第二电阻上的分压差，进而增大了电压检测电路检测到的电压差，电压检测电路检测到信号变强，提升了显示面板压感触控功能的灵敏度。

进一步的，在一些可选的实施方式中，如图2所示的压感单元示意图中，第一电阻r1的制作材料为第一材料m1，第二电阻r2的制作材料为第一材料m1和第二材料m2。本实施方式中对于压感单元中电桥电阻的结构不做限定。

该实施方式中，压感单元中，第一电阻的制作材料为第一材料，第二电阻采用第一材料和第二材料两种材料制作，在能够达到增大电压检测电路检测到的电压差，提升显示面板压感触控功能的灵敏度的基础上，该种实施方式还具备以下效果：首先，第一电阻与第二电阻采用的材料种类少，制作工艺简单，成本小；其次，第一电阻采用第一材料制作，第二电阻的制作材料也包括有第一材料，第一电阻和第二电阻具有相同的制作材料，更容易实现初始无压力状态时第一电阻与第二电阻分压相同。

进一步的，在一些可选的实施方式中，第一材料为半导体材料，第二材料为金属材料，半导体材料可以采用多晶硅半导体材料或者单晶硅半导体材料，其中，多晶硅半导体材料的应变灵敏系数一般为30，单晶硅半导体材料的应变灵敏系数一般大于100，而金属材料的应变灵敏系数一般小于10。

该实施方式中，第一电阻采用半导体材料制作，第二电阻采用半导体材料和金属材料两种材料制作，半导体材料的应变灵敏系数与金属材料的应变灵敏系数差异大，显示面板受压力后，能够使第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量达到较大的差距，从而使第一电阻和第二电阻上具有较大的分压差，进而电压检测电路能够得到较强的信号，使得显示面具有非常灵敏的压感触控功能。

进一步的，在一些可选的实施方式中，图3为本发明实施例提供的显示面板的俯视示意图，如图3所示，显示面板，包括显示区aa和边框区ba，多个压感单元301设置于边框区ba。其中，多个压感单元301可以如图3所示在左右边框区ba对应设置，或者根据设计需求可以仅设置在单侧的边框区ba。

压感单元中四个电桥电阻要达到一定的阻值才能达到电压检测电路能够检测到的电压信号，电桥电阻本身阻值大，显示面板受压后，电阻的阻值变化量也大，而电桥电阻阻值越大占据的空间也越大，该实施方式提供的显示面板中，多个压感单元设置在边框区，不影响显示区的开口率，同时能够灵活设置压感单元的大小。

进一步的，在一些可选的实施方式中，图4为本发明实施例提供的第一电阻示意图，图5为本发明实施例提供的第二电阻示意图。

如图4所示，第一电阻，包括多个沿第一方向a延伸的第一电阻件z1和多个沿第二方向b延伸的第二电阻件z2，第一方向a与第二方向b垂直，第一电阻采用第一材料m1制作，第一电阻件z1沿第一方向a的长度d1大于等于第二电阻件z2沿第二方向b的长度d2。

如图5所示，第二电阻，包括多个沿第三方向e延伸的第三电阻件z3和多个沿第四方向f延伸的第四电阻件z4，第三方向e与第四方向f垂直，其中，第三电阻件z3采用第一材料m1制作，第四电阻件z4采用第二材料m2制作，第三电阻件z3沿第三方向e的长度d3大于等于第四电阻件z4沿第四方向f的长度d4。

图6为该实施例提供的压感单元的示意图，第一电阻r1为如图4所示电阻形状，第二电阻r2为如图5所示电阻形状。

在一种可选的实施方式中，压感单元中第三组件z3和第四组件z4都采用第二材料制作。

在另一种可选的实施方式中，压感单元中第三电阻件z3采用第一材料m2制作，第四电阻件z4采用第二材料m1制作。

该实施例提供的显示面板中，压感单元能够实现显示面板受压力后，第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量之间的差距变大，从而增大了第一电阻和第二电阻上的分压差，进而增大了电压检测电路检测到的电压差，电压检测电路检测到信号变强，提升了显示面板压感触控功能的灵敏度，同时，压感单元设置于边框区时，压感单元中该种反复弯折的形状的电阻设置，在电阻的组件之间能够透过紫外光线，与设置整块的电阻相比，有利于胶框固化，避免漏液晶或者因胶框固化不全引起液晶污染导致显示不良。

进一步的，在一些可选的实施方式中，图7为本发明实施例提供的显示面板一种可选实施方式的示意图，如图7所示，显示面板为矩形显示面板，包括显示区aa和边框区ba，矩形显示面板的短边沿第一方向a延伸，矩形显示面板的长边沿第三方向e延伸。

在该实施例提供的显示面板的压感单元中设置如图4和图5所示的第一电阻和第二电阻，显示面板受压力后短边方向上形变量大于长边方向的形变量，第一电阻的主应变方向与显示面板短边方向相同，第二电阻的主应变方向与显示面板的长边方向相同，进一步增强了，显示面板受压后，第一电阻和第二电阻的应变灵敏性，增大了压感信号的强度。

进一步的，在一些可选的实施方式中，第三电阻，包括多个第一电阻件和多个第二电阻件；第四电阻，包括多个第三电阻件和多个第四电阻件。

图8为本发明实施例提供的压感单元的电桥电阻一种可选实施方式示意图，如图8所示，第一电阻r1和第三电阻r3的设置相同，包括多个第一电阻件z1和多个第二电阻件z2；第二电阻r2和第四电阻r4的设置相同，包括多个第三电阻件z3和多个第四电阻件z4。第一电阻件z1、第二电阻件z2和第三电阻件z3采用第一材料m2制作，第四电阻件z4采用第二材料m1制作。偏置电压施加电路与第一输入端a和所第二输入端b相连，用于向压感单元施加偏置电压；电压检测电路与第一输出端c和第二输出端d相连，用于检测压感单元的输出电压。

该实施方式中，第三电阻r3与第一电阻r1设置相同，第四电阻r4与第二电阻r2设置相同，显示面板受压力后，第一电阻r1与第二电阻r2的电阻变化量差距变大，同时第三电阻r3与第四电阻r4的电阻变化量差距变大，在第一电阻r1和第四电阻r4的串联电路中第一电阻r1的分压增大，在第二电阻r2和第三电阻r3的串联电路中第二电阻r2的分压减小，进一步增大了第一输出端c和第二输出端d之间的电压差，电压检测电路检测到信号更强，进一步提升了显示面板压感触控功能的灵敏度。

同时，压感单元设置于边框区时，压感单元中电阻全部采用该种反复弯折的形状的电阻设置，在电阻的电组件之间能够透过紫外光线，与设置整块的电阻相比，有利于胶框固化，避免漏液晶或者因胶框固化不全引起液晶污染导致显示不良。

进一步的，在一些可选的实施方式中，图9为本发明实施例提供的显示面板的截面示意图，如图9所示，显示面板包括：第一基板102和第二基板103，其中，第二基板103与第一基板102相对设置，其中，第一基板102可以是彩膜基板，第二基板103可以是阵列基板，多个压感单元设置于阵列基板。

进一步的，在一些可选的实施方式中，第二基板包括多个膜层；第三电阻件和第四电阻件位于第二基板的不同膜层；第一电阻件、第二电阻件与第三电阻件设置于第二基板的同一膜层。

该实施方式提供的显示面板中压感单元的示意图可以参考图8。压感单元中，采用相同材料制作的第一电组件、第二电阻件与第三电阻件位于第二基板的同一膜层，第三电阻件和第四电阻件位于第二基板的不同膜层，且通过过孔连接。本实施方式中对于电阻件具体设置的膜层不做限定。

进一步的，在一些可选的实施方式中，图10为本发明实施例提供的显示面板的一种可选实施方式的截面示意图，如图10所示，第二基板103为阵列基板，阵列基板包括：半导体有源层1031、栅极金属层1032、源漏极金属层1033和触控电极层1034，第一电阻件、第二电阻件与第三电阻件位于半导体有源层1031，与半导体有源层1031采用同一工艺制程制作；第四电阻件位于栅极金属层1032、源漏极金属层1033和触控电极层1034中的一层，第四电阻件与其所在的金属层采用同一工艺制程制作，第三电阻件和第四电阻件通过过孔连接。该实施例提供的显示面板中，压感单元的电阻件与其所在的膜层采用同一个工艺制程制作，工艺简单。

具体的，在一种可选的实施方式中，第一电阻件、第二电阻件与第三电阻件均采用半导体材料制作位于半导体有源层，第四电阻件位于源漏极金属层，第三电阻件和第四电阻件通过过孔连接。该实施方式提供的显示面板中压感单元的示意图可以参考图8。

图11为显示面板沿第三方向e的截面示意图，图12为显示面板沿第一方向a的截面示意图。截面示意图示出了第三电阻件z3和第四电阻件z4所在的膜层及过孔连接方式。

如图11和图12所示，阵列基板上设置有薄膜晶体管104，半导体有源层1031、栅极金属层1032和源漏极金属层1033分别依次用于制作薄膜晶体管104的有源层、栅极和源漏极，阵列基板从下到上依次设置有：衬底基板层1035、缓冲层1036、半导体有源层1031、层间绝缘层1037、栅极金属层1032、源漏极金属层1033、平坦化层1038，第一电阻件z1(未示出)、第二电阻件z2(未示出)与第三电阻件z3位于半导体有源层1031，第四电阻件z4位于源漏极金属层1033，第三电阻件z3和第四电阻件z4通过过孔q连接。

在一些可选的实施方式中，阵列基板还包括遮光层，遮光层设置于衬底基板层与压感单元之间或者设置于衬底基板层远离压感单元一侧，遮光层在衬底基板层上的正投影覆盖感应单元在衬底基板层上的正投影。

压感单元靠近显示面板的显示区，阵列基板上设置遮光层，能够避免由于光的衍射或散射产生光生载流子影响压感单元中电阻的阻值变化，进而保证了显示面板压感性能的可靠性。

具体的，在一种可选的实施方式中，参考图11和图12所示，阵列基板的遮光层1039位于衬底基板层1035和半导体有源层1031之间。压感单元的遮光层能够与阵列基板中薄膜晶体管的栅极的遮光层在同一工艺制程中完成制作，不用增加新的工艺制程。

进一步，本发明还提供一种显示装置，包括上述实施例所述的显示面板。图13为本发明实施例提供的显示装置的俯视示意图。

本发明提供的显示装置，压感单元中采用不同的材料制作压感单元的电阻，与现有技术中采用相同应变灵敏系数的材料制作的压感单元相比，增大了显示面板受压力后，第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量之间的差距，从而增大了第一电阻和第二电阻上的分压差，进而增大了电压检测电路检测到的电压差，电压检测电路检测到信号变强，提升了显示装置的压感触控功能的灵敏度。

通过上述实施例可知，本发明的显示面板和显示装置，达到了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板，压感单元中，第一电阻的制作材料包含第一材料，第二电阻的制作材料包含第二材料，其中，第一材料的应变灵敏系数大于第二材料的应变灵敏系数，电阻产生相同形变量时，应变灵敏系数大的材料电阻阻值变化量大，本发明的压感单元中单个电桥的两个电阻采用具有不同应变灵敏系数的材料制作，与现有技术中压感单元各个电阻均是采用同种材料制作相比，增大了显示面板受压力后，第一电阻的阻值变化量与第二电阻的阻值变化量之间的差距，从而增大了第一电阻和第二电阻上的分压差，进而增大了电压检测电路检测到的电压差，电压检测电路检测到信号变强，提升了显示面板压感触控功能的灵敏度。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。