液晶显示装置的制作方法

本发明涉及液晶显示装置领域，尤其是一种新型内嵌式压力触控的液晶显示装置。

背景技术：

压力触控(forcetouch)技术目前已经开始逐渐应用到手机、平板等消费品上，根据原理可分为压阻式、压电式和电容式，其中电容式技术相对比较成熟、应用最广泛。根据电容式压力触控面板的触控感应电极位置的不同，又可将其分为传统的压力触控技术和新的内嵌式压力触控技术。无论传统的还是新式的电容式压力触控技术，因为是电容式，除了压力触控感应电极外，均需要另外一个被感测电极(需接gnd)。

压力触控的被感测电极传统上是利用手机的中框来实现，因为手机的中框与lcd底部的背光模组之间会有一个间隙(airgap)，这个机构的airgap一般较大，但其他机构累积公差的限度对其影响也较大，当按压手机屏幕时，面板会产生形变，其与中框之间的airgap随之改变，则触控感应电极与被感测电极(中框)之间的电容也会跟着改变，电容式触控面板就是利用检测这个电容的变化量来实现压力触控的。

新的内嵌式压力触控技术对airgap的精度要求更高，同时airgap也要做得更小，因此其他机构累计公差的限度也要降低，否则将对airgap的精度造成影响。那么若按照传统压力触控技术的airgap的机构设计方案，则是无法满足压力触控技术对airgap的需求，从而导致压力触控功能也就无法实现。

故，有必要提供一种能够实现电容内嵌式压力触控功能的液晶显示装置，以解决现有技术所存在的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种能够实现高稳定性的电容内嵌式压力触控功能的液晶显示装置。

本发明是在常规触控屏的基础上，将触控感应电极同时作为压力感应电极，经将传统背光模组的背板作为被感测电极(需接gnd)，同时利用背光模组和液晶显示面板组装时，背光模组和液晶显示面板之间所形成的间隙(airgap)，便可在有手指等按压时，通过检测压力感应电极和被感测电极之间的电容变化量，从而实现压力触控功能；需要说明的是，在本发明中的触控压力感应电极就是触控感应电极和压力感应电极的结合。

同时本发明可解决传统的压力触控方案因背板和中框底板之间的间隙受到其他机构累积公差的影响而难以实现量产的问题。

本发明实施例提供一种液晶显示装置，其包括液晶显示面板、背光模组以及设置在所述液晶显示面板和所述背光模组之间的间隙；

其中所述液晶显示面板包括彩膜基板、阵列基板和设置在所述彩膜基板和所述阵列基板间的液晶层；

所述阵列基板包括设置在所述阵列基板上的触控压力感应电极；

所述背光模块包括背光源以及设置在所述背光源底部的金属背板；

其中所述触控压力感应电极和所述金属背板构成所述液晶显示装置的触控压力感测电容；

所述触控压力感测电容通过检测所述间隙的距离改变来体现所述液晶显示装置的外部触控压力。

在本发明中，通过在所述液晶显示面板和所述背光模组之间的周沿设置有胶框，以形成所述间隙。

在本发明中，通过调整所述间隙的距离对所述触控压力感测电容进行调整，以调整所述液晶显示装置的压力检测灵敏度。

在本发明中，所述触控压力感应电极用于检测触控操作位置以及触控操作压力。

在本发明中，所述金属背板为具有良好导电性的硬质金属材料。

进一步的，所述金属背板为不锈钢钢片或铁片。

在本发明中，所述金属背板接地。

在本发明中，所述间隙的高度为0.1mm～0.5mm。

在本发明中，所述液晶显示装置还包括一保护玻璃，所述保护玻璃通过oca光学胶设置在所述液晶显示面板上。

在本发明中，所述液晶显示装置还包括用于封装所述液晶显示面板和背光模组的中框，所述中框的四个侧壁的顶部设置有向外突出的凸缘，所述凸缘围绕四个所述侧壁形成一框状结构，所述凸缘和所述保护玻璃的周沿通过粘合胶固定连接。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的液晶显示装置通过将触控压力感应电极和金属背板构成液晶显示装置的触控压力感测电容的设置，降低了背光模组和液晶显示面板之间的间隙所受到的累积公差的影响，提高了间隙的稳定性，从而实现压力触控功能以及更容易实现量产；另外，本发明通过触控压力感应电极的设计，即将传统触控屏的触控感应电极同时作为压力感应电极；节约了成本，且实现了产品的显示、触控和压力触控三种功能的集成化，提高产品的价值；解决了现有技术的液晶显示装置无法实现电容内嵌式压力触控功能、以及传统式触控压力感测电容稳定性差的技术问题。

附图说明

图1为本发明的液晶显示装置的优选实施例的处于非按压状态的结构示意图；

图2为本发明的液晶显示装置的优选实施例的处于按压状态的结构示意图。

具体实施方式

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

请参照图1和图2，图1为本发明的液晶显示装置的优选实施例的处于非按压状态的结构示意图；图2为本发明的液晶显示装置的优选实施例的处于按压状态的结构示意图。本发明的液晶显示装置100包括液晶显示面板10、背光模组20、胶框40、保护玻璃50、oca光学胶60、中框70和粘合胶80。

液晶显示面板10和设置在液晶显示面板10背面的背光模组20，液晶显示面板10和背光模组20之间设置有具有应对液晶显示面板10形变的压缩量的间隙30。

液晶显示面板10包括彩膜基板13、阵列基板15和设置在彩膜基板13和阵列基板15间的液晶层14；阵列基板14包括设置在阵列基板14上的触控压力感应电极11。

背光模组20包括背光源21以及设置在背光源21底部的金属背板22，其中触控压力感应电极11和金属背板22构成液晶显示装置100的触控压力感测电容。

触控压力感测电容通过检测间隙30的距离改变来体现液晶显示装置100的外部触控压力。

需要说明的是，触控压力感应电极11既有触控感应功能又有压力感应功能，也就是在传统的液晶显示装置中，将触控感应电极同时作为压力感应电极；金属背板22作为被感测电极。因此使得触控压力感应电极11和金属背板22构成液晶显示装置100的触控压力感测电容。

在触控压力感测电容中，由于触控压力感应电极11和金属背板22的面积是一定，因此触控压力感测电容的电容量取决于二者之间的距离，但是，在二者之间的距离中液晶显示面板10和背光模组20的厚度是一定的，因此该触控压力感测电容的电容变化量取决于间隙30的距离改变。

也就是说，当间隙30的距离变化量越大时，触控压力感测电容的电容变化量越大，外部触控压力也就越大；反之亦然。

传统的压力触控液晶显示装置中，压力感应电极设置在背光模组的背板上，而被感测电极则为中框的底板，这样的方式使得该液晶显示装置需要单独控制压力触控芯片来控制，和显示及触控芯片是分开的，结构比较复杂；另一方面，传统电容式压力触控液晶显示装置中的压力感应电极和被感测电极之间的间隙距离一般设计为1mm-1.5mm，而影响该距离大小的累积公差主要分为三部分，其中液晶显示面板和背光模组组装累积公差约为0.15mm、保护玻璃和中框的点胶的累积公差约为0.1mm、中框的累积公差约为0.3mm，总的累积公差(即各个公差的平方和再开方)约为0.35mm，而这个累积公差对于传统上1mm～1.5mm的间隙距离设计值来说也是可以接受的，因而设计上也是可以实现的。但是，由于该间隙距离受到多个累积公差影响大而稳定性差，难以实现量产。

另外，对于常规内嵌式的触控液晶显示装置，在基于传统的压力触控液晶显示装置的方案上，将触控感应电极同时作为压力感应电极，但是仍然按照被感测电极是中框的结构来设计间隙(背光模组和液晶显示面板之间的距离)，那么此时的间隙就不能太大，因为从压力感应电极到背光模组的背板已经有很大的距离了，该间隙若维持传统设计的话，压力感应电极可能无法检测电容变化量、或检测的电容变化量过小而无法实现压力触控功能。另一方面，为使按压时间隙会因液晶显示面板的形变而具有一定的压缩量，因此间隙要有一定容纳量，也就是说间隙不能为零或太小，否则压力感应电极也无法检测到电容的变化量；间隙一般会设计为0.1mm～0.5mm之间。按传统中框压力触控方案的机构设计，总的累积公差0.35mm已经超出0.1mm～0.5mm间隙的可容忍范围，变得不可能实现，更不具有量产性。

那么，在本发明中，在触控压力感应电极11和金属背板22构成液晶显示装置100的触控压力感测电容，且背光模组20和液晶显示面板10之间的间隙30所受到的累积公差的影响大大降低，提高了间隙30稳定性。另外，触控压力感应电极11用于检测触控操作位置以及触控操作压力，也就是说触控压力感应电极11即具有触控感应功能又有压力感应功能，也就是在传统的液晶显示装置中，将触控感应电极同时作为压力感应电极。这样的设置，节约了成本，且实现了产品的显示、触控和压力触控三种功能的集成化，提高产品的价值。

在本发明的优选实施例中，通过在液晶显示面板10和背光模组20之间的周沿设置有胶框40，以形成间隙30。为了使按压时，间隙30可以有足够的压缩量，从而产生足够大的电容变化量，以便触控压力感应电极11能够感测到电容变化量。具体的，可适当增加胶框40的厚度，使间隙30足够大。

进一步的，通过调整间隙30的距离对触控压力感测电容进行调整，以调整液晶显示装置100的压力检测灵敏度。

在触控压力感应电极11和金属背板22之间的感测距离中，液晶显示面板10和背光模组20的厚度是一定的，那么如果想要调节压力触控感应的灵敏度，则唯有通过调节间隙30的大小，即胶框40的厚度来实现。而在间隙30满足液晶显示面板10的按压形变量前提下，感测距离越小，则压力触控感应的灵敏度越高。

在本发明的优选实施例中，如图1，当液晶显示面板10处于非按压状态时，液晶显示面板10向间隙30的方向不发生形变，触控压力感应电极11和金属背板22之间的电容变化量为零，间隙30的高度为胶框40的厚度；

如图2，当液晶显示面板10处于按压状态时，液晶显示面板10向间隙30的方向发生形变，触控压力感应电极11和金属背板22之间的电容变化量大于零，间隙30的高度小于胶框40的厚度。

在本发明的优选实施例中，背光模组20的金属背板22需为具有良好导电性的坚硬金属材料，比如不锈钢钢片或铁片等，采用坚硬的材料主要是为了满足按压时，若金属背板22也产生了微小的形变，需要其能够在最短的时间内恢复形变，以确保压力触控性能正常。另外，本发明的间隙30所受到的累计公差影响主要来自背光模组20和液晶显示面板10组装时胶框40所产生的累积公差，但是该累积公差很小，基本可忽略。因此，本发明可以实现内嵌式的压力触控功能。

另外，在本发明的优选实施例中，金属背板22接地，因此被感测电极需要给一个稳定的参考电位。

在本发明的优选实施例中，间隙30的高度可选的为0.1mm～0.5mm之间。因为，当间隙30的距离小于0.1mm时，间隙30的压缩量不足于应对液晶显示面板10的形变量，使得触控压力感应电极11检测不到实际的触控压力感测电容的变化量或者检测触控压力感应电极11几乎无法检测到触控压力感测电容的变化量，而不能实现压力触控功能；当间隙30的高度大于0.5mm时，触控压力感应电极11和金属背板22之间的距离太大，使得液晶显示面板10和背光模组20的组合厚度太大，进而影响液晶显示装置100的厚度，达不到客户追求液晶显示装置100越薄越好的需求，产品无竞争力。

在本发明的优选实施例中，液晶显示面板10还包括设置在彩膜基板13上的上偏光板12和设置在阵列基板15背向液晶层14一面的下偏光板16。背光模组20的背光源21还包括从下往上依次设置有位于金属背板22上的反射膜、导光板、下扩散片、棱镜片和上扩散片，以及设置在该导光板一侧的光源条；背光模组20起到给液晶显示面板10提供光源的目的。

基于上述的结构，液晶显示装置100还包括一保护玻璃50，保护玻璃50通过oca光学胶60设置在液晶显示面板10上。

在本发明的优选实施例中，液晶显示装置100还包括用于封装液晶显示面板10和背光模组20的中框70，中框70的四个侧壁的顶部设置有向外突出的凸缘，该凸缘围绕四个侧壁形成一框状结构，该凸缘和保护玻璃60的周沿通过粘合胶80固定连接。通过凸缘的设置，增加了保护玻璃60和中框70的粘接面积，提高了二者之间的稳定性。

本发明的优选实施例的压力触控感应过程如下：

首先，外部压力按压覆盖有保护玻璃50的液晶显示面板10，接着设置有上偏光板12、彩膜基板13、液晶层14、触控压力感应电极11、阵列基板15和下偏光板16的液晶显示面板10中向间隙30的方向发生形变；

同时，间隙30对应的进行压缩，而设置有背光源21和金属背板22的背光模组20几乎发生形变；触控压力感应电极11和金属背板22之间的距离发生变化；从而导致触控压力感测电容的电容量发生变化；

最后，通过检测触控压力感测电容的电容变化量，以确定外部压力的压力值。

这样便完成了压力触控感应的过程。

相较于现有技术，本发明液晶显示装置100的有益效果是：本发明的液晶显示装置100通过将触控压力感应电极11和金属背板22构成液晶显示装置100的触控压力感测电容的设置，降低了背光模组20和液晶显示面板10之间的间隙30所受到的累积公差的影响，从而提高了间隙30的稳定性且实现压力触控功能以及更容易实现量产；另外，本发明通过触控压力感应电极11的设计，即将传统触控屏的触控感应电极同时作为压力感应电极；节约了成本，且实现了产品的显示、触控和压力触控三种功能的集成化，提高产品的价值。

本发明尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或多个其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，实施例前的序号，如“第一”、“第二”等仅为描述方便而使用，对本发明各实施例的顺序不造成限制。并且，上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。