一种触控面板、触控显示装置及触控方法与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种触控面板、触控显示装置及触控方法。

背景技术：

随着压力触控这种新型触控模式在便携式移动智能设备上的应用，目前，业界也掀起了压力触控的研究热潮。压力触控技术，通过在显示面板的四角配置力度传感器，可以对触控的按压力度进行感知，从而针对不同力度的动作进行回馈。这样可以让触控交互从长按的“时间”维度延伸至重压的“力度”维度，为人机交互开拓出了全新的空间。

现有的触控面板一般为电容式或电阻式，以电容式触控方式为例，通常是在背光模组下面设置一层电容膜，实现压力的检测。这种触控方式需要额外布线，结构复杂。而且电容膜设置在背光模组下方，灵敏度不高，对外界的电信号的抗干扰能力较弱。

因此，亟需一种结构简单、灵敏度高、抗干扰能力强的触控面板及触控显示装置以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种触控面板及触控显示装置，用以至少部分解决现有的触控面板及触控显示装置灵敏度和抗干扰能力差，结构复杂的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种触控面板，包括显示面板和设置于所述显示面板上的控制器，其特征在于，还包括采用压电材料形成的触控层，所述触控层设置于所述显示面板上，并与所述控制器相连，用于将触控压力转化为电信号，并将所述电信号发送给所述控制器；

所述控制器用于，根据所述电信号和预设的阈值，确定是否开启触控功能。

优选的，所述压电材料为压电聚合物材料。

优选的，所述压电聚合物为聚偏氟乙烯。

优选的，所述触控层位于所述显示面板的非显示区域。

优选的，所述显示面板为液晶显示面板，包括阵列基板，或者，阵列基板和彩膜基板；所述触控层位于阵列基板或彩膜基板上。

优选的，所述阵列基板包括基底和形成在所述基底上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：依次形成在所述基底上的栅极、源极、漏极以及形成在所述源极和漏极上的钝化层；

所述触控层位于所述基底和栅极之间，或者，位于所述钝化层上。

优选的，所述彩膜基板包括：基底和黑矩阵；

所述触控层位于所述基底与黑矩阵之间，或者，位于所述黑矩阵上。

本发明还提供一种触控显示装置，包括如前所述的触控面板。

本发明还提供一种触控方法，应用于如前所述的触控显示装置中，所述触控方法包括：

将触控压力转化为电信号；

根据所述电信号和预设的阈值，确定是否开启触控功能。

优选的，所述根据所述电信号和预设的阈值，确定是否开启触控功能，具体包括：

将所述电信号与预设的阈值相比较，若所述电信号大于所述阈值，则开启触控功能。

本发明能够实现以下有益效果：

本发明通过在显示面板上设置采用压电材料形成的触控层，将触控压力转化为电信号，并根据电信号的大小确定是否开启触控功能，本发明的压力触控方式不依赖于触控电极，而是利用触控层材料的压电效应原理，实现触控强度的检测，提高对外界电信号的抗干扰能力、触控压力检测的精确度和灵敏性，而且无需额外布线，结构简单。

附图说明

图1为本发明实施例1的触控面板的结构示意图；

图2为本发明实施例2的触控面板的结构示意图；

图3为本发明实施例3的触控面板的结构示意图；

图4为本发明实施例4的触控面板的结构示意图；

图5为本发明实施例5的触控方法的流程图。

图例说明：

1、阵列基板 2、彩膜基板 11、21、基底

12、栅极 13、栅绝缘层 14、有源层

15、欧姆接触层 16、源极 17、漏极

18、钝化层 19、触控层 22、黑矩阵

23、色阻

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的触控方案利用压电材料的压电效应，反映触控压力的大小，实现触控压力的监测，并开启触控功能。以下通过实施例1-5，并结合附图1-5，对本发明的方案进行详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供一种触控面板，包括显示面板和控制器，所述控制器设置于所述显示面板上。所述触控面板还包括触控层，所述触控层采用压电材料形成，设置于所述显示面板上，并与所述控制器相连，用于将触控压力转化为电信号，并将所述电信号发送给所述控制器。所述控制器用于，根据所述电信号和预设的阈值，确定是否开启触控功能。

本发明通过在显示面板上设置采用压电材料形成的触控层，将触控压力转化为电信号，并根据电信号的大小确定是否开启触控功能，本发明的压力触控方式不依赖于触控电极，而是利用触控层材料的压电效应原理，实现触控强度的检测，提高对外界电信号的抗干扰能力、触控压力检测的精确度和灵敏性，而且无需额外布线，结构简单。

压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。在本发明中，触控层采用有机压电材料，有机压电材料又称压电聚合物，这类材料及其材质柔韧，具有密度低，阻抗低和压电电压常数(g)高等优点。

当发生触控操作、显示面板表面受到按压时，压电聚合物材料由于受到压力会产生电信号，按压强度越大，其产生的电信号强度越大。触控层通过监测电路与所述控制器相连，由控制器来监测电信号的强度，从而反映出触控的按压力度。本发明与常规电容式/电阻式压力触控方式相比，其实现结构简单且信号抗干扰能力更强，灵敏度更高。

优选的，触控层19的压电材料为压电聚合物材料。

优选的，所述压电聚合物可以为聚偏氟乙烯，即PVDF薄膜。

为了不降低显示面板的开口率，保证显示效果，优选的，可以将触控层设置在所述显示面板的非显示区域。

需要说明的是，显示面板可以为LCD、OLED或EPD。在本发明实施例中，以LCD为例进行说明。

如图1所示，所述显示面板包括阵列基板1，阵列基板1包括基底11和形成在基底11上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：依次形成在基底11上的栅极12、栅绝缘层13、有源层14、源极16、漏极17，以及形成在源极16和漏极17上的钝化层18。

具体的，栅极12上方设置有栅绝缘层13(Gate Insulator)，栅绝缘层13的上方设置有有源层(Pure a-Si)14，有源层14的上方设置有欧姆接触层(Impurity N+a-Si)15，欧姆接触层15的上方设置有源极(Source electrode)16和漏极(Drain electrode)17。源极16和漏极17的上方还设置有钝化层(PVX)18。

触控层19位于阵列基板的基底11和栅极12之间。

实施例1中的阵列基板1的制备方法包括以下步骤：

1、在阵列基板的基底11上沉积PVDF薄膜，然后利用用于制备黑矩阵的掩膜板，刻蚀掉多余的PVDF薄膜，从而得到触控层19的图形。

2、在触控层19上，按照常规的阵列基板的制备工艺，依次形成栅极12、栅绝缘层13、有源层14、欧姆接触层15、源极16、漏极17，以及形成在源极16和漏极17上的钝化层18。

实施例2

本发明实施例2提供一种触控面板，在实施例2和实施例1的技术方案中，触控层均位于阵列基板上，实施例2与实施例1的区别在于，触控层19的位置不同。在实施例1中，触控层19位于阵列基板的基底11和栅极12之间，在实施例2中，如图2所示，触控层19位于钝化层18上。需要说明的是，触控层19位于非显示区，即触控层19在基底11上的投影与数据线和栅线在基底11上的投影重合。

实施例2的触控面板的其他结构和材料均与实施例1的触控面板相同，在此不再赘述。

实施例2中的阵列基板1的制备方法包括以下步骤：

1、按照常规的阵列基板的制备工艺，在阵列基板的基底11上依次形成：栅极12、栅绝缘层13、有源层14、欧姆接触层15、源极16、漏极17、钝化层18。

2、在钝化层18上旋涂PVDF材料薄膜，然后利用用于制备黑矩阵的掩膜板进行曝光刻蚀，得到触控层19的图形。其中，触控层19在基底11上的投影与数据线和栅线在基底11上的投影重合

实施例3

本发明实施例3提供一种触控面板，在实施例3的技术方案中，触控层19位于彩膜基板上。如图3所示，所述显示面板还包括彩膜基板2(图3仅示出彩膜基板，未绘示阵列基板)，彩膜基板2包括：基底21、黑矩阵22和色阻23，触控层19位于彩膜基板2上，且位于基底21与黑矩阵22之间。

实施例3中的彩膜基板2的制备方法包括以下步骤：

1、利用旋涂工艺，在彩膜基板的基底21上沉积PVDF薄膜，然后利用用于制备黑矩阵的掩膜板，刻蚀掉多余的PVDF薄膜，从而得到触控层19的图形。

2、在触控层19上旋涂用于制备黑矩阵的材料，利用所述掩膜板(即步骤1中用到的掩膜板)，光刻得到黑矩阵22的图形。

3、按照常规的彩膜基板的制备工艺，旋涂R、G、B色阻材料，利用相应的掩膜板光刻得到R、G、B的图形。

需要说明的是，在步骤2中使用步骤1中的掩膜板，这样，在彩膜基板2的制备工艺过程中没有增加额外的掩膜板，不会增加生产成本，而且触控层19的位置由于与黑矩阵22的位置重合，故不会影响液晶显示面板的透过率。

实施例4

本发明实施例4提供一种触控面板，在实施例4和实施例3的技术方案中，触控层均位于彩膜基板2上，实施例4与实施例3的区别在于，触控层19的位置不同。在实施例3中，触控层19位于彩膜基板2的基底21与黑矩阵22之间，在实施例4中，如图4所示，触控层19位于黑矩阵22上。

实施例4中的彩膜基板2的制备方法与实施例3中的彩膜基板2的制备方法的区别在于，步骤1和步骤2的顺序相反，即先在彩膜基板2的基底21上旋涂用于制备黑矩阵的材料，利用掩膜板通过构图工艺形成黑矩阵22的图形，然后再黑矩阵22上沉积PVDF薄膜，并利用所述掩膜板通过构图工艺形成触控层19的图形，最后再得到R、G、B的图形。

本发明实施例还提供一种触控显示装置，所述触控显示装置包括如实施例1-4中任一触控面板。

实施例5

本发明实施例5提供一种触控方法，所述触控方法应用于前述的触控显示装置中。需要说明的是，触控显示装置的控制器内预设有阈值，用于作为触控功能开启的判断条件，该阈值可以由触控显示装置的生产厂商根据该触控显示装置的实际应用场景进行设置。

所述触控方法包括：将触控压力转化为电信号，并根据所述电信号和预设的阈值，确定是否开启触控功能。

以下结合图1-5，对所述触控方法进行详细说明。如图5所示，所述触控方法包括以下步骤：

步骤51，将触控压力转化为电信号。

具体的，当发生触控操作时，触控层19将触控压力转化为电信号，并通过监测电路将所述电信号发送给控制器。

步骤52，将所述电信号与预设的阈值相比较，若所述电信号大于所述阈值，则执行步骤53，否则，结束流程。

具体的，控制器将所述电信号与预设的阈值相比较，若所述电信号大于所述阈值，则开启触控功能(即执行步骤53)；若所述电信号小于或等于所述阈值，则不开启触控功能，本流程结束。

步骤53，开启触控功能。

触控功能可以由触控显示装置的生产厂商根据该触控显示装置的实际应用场景进行设定，例如，触控功能可以包括：弹出操作菜单、返回上级菜单、显示界面切换等。

需要说明的是，所述阈值包括一组数值，从而得到多个阈值区间，不同的阈值区间对应不同的触控功能。相应的，在步骤52中，判断当前触控操作产生的电信号的大小属于哪个阈值区间，在步骤53中，开启确定出的阈值区间所对应的触控操作。

本发明通过设置多个阈值区间，不同触控压力触发不同的触控功能，使得触控显示装置的触控功能得以扩展。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。