一种压感触摸屏及显示装置的制作方法

本发明涉及显示装置，尤其涉及一种压感触摸屏及显示装置。

背景技术：

随着触控技术的不断发展，压力感测的应用极大地提升了用户的体验度。目前压力感测主要包括电阻式、电容式、光学式。其中电容式是通过压力改变电容两端电极之间的距离使电容发生变化，从而通过检测这个电容的变化实现对压力的感测。但是由于电容式压力感测需要产生形变，因此对触控装置而言，需要特殊的设置。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种压感触摸屏及显示装置，在现有的显示面板的基础上通过电容的方式实现了一种压感触摸屏。

因此，本发明实施例提供了一种压感触摸屏，包括：显示面板，位于所述显示面板出光侧的保护玻璃，其中所述显示面板包括相对设置阵列基板和对向基板，且所述对向基板位于所述阵列基板与所述保护玻璃之间；

还包括：位于所述对向基板与所述保护玻璃之间的第一电极层；位于所述第一电极层与所述阵列基板之间的第二电极层；位于所述第一电极层与所述第二电极层之间的压力形变层，且所述压力形变层位于所述第一电极层与所述对向基板之间；以及与所述第一电极层和所述第二电极层电连接的触控芯片；其中，

所述第一电极层包括多个相互独立的压力检测电极，所述第二电极层为参考电极层；或所述第二电极层包括多个相互独立的压力检测电极，所述第一电极层为参考电极层；

所述触控芯片用于在压感触控阶段，向各所述压力检测电极施加压感检测信号，向所述参考电极层施加参考电压信号，并通过检测各所述各压力检测电极的电容变化以实现压力检测。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第一电极层包括多个相互独立的压力检测电极，所述第二电极层为参考电极层时，各所述压力检测电极复用为自电容触控电极；

所述触控芯片还用于在电容触控阶段，向各所述自电容触控电极施加电容触控检测信号，并检测各所述自电容触控电极的电容值变化以判断触控位置。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第二电极层为面状电极或所述第二电极层包括多个相互独立的子电极。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第二电极层包括多个相互独立的子电极时，所述触控芯片还用于在预设条件下，向各所述子电极施加电容触控检测信号，并检测各所述自电容触控电极的电容值变化以判断触控位置。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第二电极层包括多个相互独立的压力检测电极，所述第一电极层为参考电极层时，所述第一电极层包括多个相互独立的子电极，且各所述子电极复用为自电容触控电极；

所述触控芯片还用于在电容触控阶段，向各所述自电容触控电极施加电容触控检测信号，并检测各所述自电容触控电极的电容值变化以判断触控位置。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述触控芯片还用于在预设条件下，向各所述压力检测电极施加电容触控检测信号，并检测各所述自电容触控电极的电容值变化以判断触控位置。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第二电极层位于所述压力形变层与所述对向基板之间；或

所述第二电极层位于所述对向基板与所述阵列基板之间。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述第二电极层位于所述对向基板与所述阵列基板之间时，所述第二电极层复用为所述显示面板的公共电极。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所述压力形变层的材质为透明光学胶。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种压感触摸屏。

本发明实施例提供的压感触摸屏及显示装置，通过在保护玻璃与对向基板之间设置第一电极层，在第一电极层与阵列基板之间设置第二电极层，在第一电极层与第二电极层之间设置压力形变层；并将第一电极层和第二电极层中的其中一层设置为包括多个相互独立的压力检测电极的结构，另一层设置为参考电极。采用触控芯片向该两个电极层施加不同的信号，使每一个压力检测电极与参考电极形成的电容结构两端具有一定的电压差，这样当保护玻璃上有触控时，触控位置处的压力会使对应位置处的压力形变层变薄，根据电容公式其中C表示电容结构的电容，ε表示介电常数，d表示电容结构两端的距离，压力形变层变薄会使压力检测电极与参考电极的距离变小，从而导致电容会增大，因此上述压感触摸屏通过电容的方式能够实现压力检测的功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的压感触摸屏的截面示意图之一；

图2为本发明实施例提供的压感触摸屏的截面示意图之二；

图3为本发明实施例提供的压感触摸屏的截面示意图之三；

图4为本发明实施例提供的压感触摸屏的截面示意图之四；

图5为本发明实施例提供的压感触摸屏的第一、第二电极层的俯视图之一；

图6为本发明实施例提供的压感触摸屏的第一、第二电极层的俯视图之二；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种压感触摸屏，如图1至图4所示，包括：显示面板01，位于显示面板01出光侧的保护玻璃02，其中显示面板01包括相对设置阵列基板011和对向基板012，且对向基板012位于阵列基板011与保护玻璃02之间；还包括：

位于对向基板012与保护玻璃02之间的第一电极层03；位于第一电极层03与阵列基板011之间的第二电极层04；位于第一电极层03与第二电极层04之间的压力形变层05，且压力形变层05位于第一电极层03与对向基板012之间；以及与第一电极层03和第二电极层04电连接的触控芯片(图中未示出)；其中，

如图1至图3所示，第一电极层03包括多个相互独立的压力检测电极001，第二电极层04为参考电极层；

或如图4所示，第二电极层04包括多个相互独立的压力检测电极001，第一电极层03为参考电极层；

触控芯片用于在压感触控阶段，向各压力检测电极001施加压感检测信号，向参考电极层施加参考电压信号，并通过检测各个压力检测电极001的电容变化以实现压力检测。

本发明实施例提供的上述压感触摸屏，通过在保护玻璃与对向基板之间设置第一电极层，在第一电极层与阵列基板之间设置第二电极层，在第一电极层与第二电极层之间设置压力形变层；并将第一电极层和第二电极层中的其中一层设置为包括多个相互独立的压力检测电极的结构，另一层设置为参考电极。采用触控芯片向该两个电极层施加不同的信号，使每一个压力检测电极与参考电极形成的电容结构两端具有一定的电压差，这样当保护玻璃上有触控时，触控位置处的压力会使对应位置处的压力形变层变薄，根据电容公式其中C表示电容结构的电容，ε表示介电常数，d表示电容结构两端的距离，压力形变层变薄会使压力检测电极与参考电极的距离变小，从而导致电容会增大，因此上述压感触摸屏通过电容的方式能够实现压力检测的功能。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述压感触摸屏，通过比较各压感检测电极上的电容还可以确定触控位置，但是由于压感检测电极上的电容的变化量是与压力的大小有关的，因此在触控压力较小的情况下，电容的变化量也相对较小，从而导致触控灵敏度不高。

下面通过两个具体的实施例对本发明实施例提供的上述压感触摸屏进行详细说明。

实施例一、

较佳地，为了精确确定触控位置，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图1至图3所示，当第一电极层03包括多个相互独立的压力检测电极001，第二电极层04为参考电极层；

各压力检测电极001复用为自电容触控电极；

触控芯片还用于在电容触控阶段，向各压力检测电极001施加电容触控检测信号，并检测各压力检测电极001的电容值变化以判断触控位置。这样既可以提高触控灵敏度，又不会增加制作难度。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，由于压力检测电极复用为自电容触控电极，因此在驱动时需要采用分时驱动，即包括自电容触控阶段和压力检测阶段。其中在自电容触控阶段，触控芯片向第一电极层的各电极接入触控信号，第二电极层一般处于浮接(Floating)状态，这样通过检测第一电极层的各电极上的电容变化，可以实现触控坐标点的定位；在压力检测阶段，触控芯片向各压力检测电极施加压感检测信号，向参考电极层施加参考电压信号，由于触控压力会使电容发生变化，因此通过检测各压力检测电极的电容能够实现压力检测。在具体实施时，参考电压信号一般为直流信号或接地。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图1、图3和图5所示(其中图5为第一电极层和第二电极层的俯视结构示意图)，第二电极层04为面状电极；

或者，如图2所示，第二电极层04包括多个相互独立的子电极002。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感处膜屏中，如图5所示，各压感检测电极001分别通过一一对应的导线003与触控芯片电连接。

众所周知，在使用时压感触摸屏的保护玻璃一般容易被摔碎或者破坏，这时第一导电层一般也会损坏，从而导致压感触摸屏不能继续使用。

因此，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图2和图6所示(其中图6为第一电极层和第二电极层的俯视结构示意图)，当第二电极层04包括多个相互独立的子电极002时，各子电极002复用为自电容触控电极；

触控芯片还用于在预设条件下，向各子电极002施加电容触控检测信号，并检测各子电极002的电容值变化以判断触控位置，这样当第一导电层损坏时，可以采用第二电极层04包括的多个相互独立的子电极002复用为自电容触控电极，触控芯片通过向各子电极002施加电容触控检测信号，并检测各子电极002的电容值变化以判断触控位置，从而实现双层保险功能。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，第二电极层中的子电极分别通过一一对应的导线与触控芯片电连接。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图1和图2所示，第二电极层04可以位于压力形变层05与对向基板012之间。这样在自电容触控阶段，由于第二电极层处于浮接(Floating)状态，且第二电极层位于第一电极层与显示面板之间，因此第二电极层可以起到屏蔽显示面板中各电极和数据线的噪声，从而提高触控性能。

或者，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图3所示，第二电极层04也可以位于对向基板012与阵列基板011之间。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图3所示，当第二电极层04位于对向基板012与阵列基板011之间时，第二电极层04复用为显示面板的公共电极，这样不仅可以降低压感触摸屏的厚度，而且可以降低成本。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，当第二电极层还复用为公共电极时，因此在驱动时除了包括分时驱动的自电容触控阶段和压力检测阶段，还包括分时驱动的显示阶段。具体地，在显示阶段，触控芯片用于向第二电极层时间公共电极信号。

实施例二、

较佳地，为了精确确定触控位置，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图4所示，当第二电极层04包括多个相互独立的压力检测电极001，第一电极层03为参考电极层时，第一电极层03包括多个相互独立的子电极002，且各子电极复用为自电容触控电极；

触控芯片还用于在电容触控阶段，向各子电极002施加电容触控检测信号，并检测各子电极002的电容值变化以判断触控位置。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，由于压力检测电极复用为自电容触控电极，因此在驱动时需要采用分时驱动，即包括自电容触控阶段和压力检测阶段。其中在自电容触控阶段，触控芯片向第一电极层的各电极接入触控信号，第二电极层一般处于浮接(Floating)状态，这样通过检测第一电极层的各电极上的电容变化，可以实现触控坐标点的定位；在压力检测阶段，触控芯片向各压力检测电极施加压感检测信号，向参考电极层施加参考电压信号，由于触控压力会使电容发生变化，因此通过检测各压力检测电极的电容能够实现压力检测。在具体实施时，参考电压信号一般为直流信号或接地。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感处膜屏中，各压感检测电极分别通过一一对应的导线与触控芯片电连接。

众所周知，在使用时压感触摸屏的保护玻璃一般容易被摔碎或者破坏，这时第一导电层一般也会损坏，从而导致压感触摸屏不能继续使用。

因此，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，各压力检测电极复用为自电容触控电极；

触控芯片还用于在预设条件下，向各压力检测电极施加电容触控检测信号，并检测各压力检测电极的电容值变化以判断触控位置。这样当第一导电层损坏时，触控芯片通过向各压力检测电极施加电容触控检测信号，并检测各压力检测电极的电容值变化以判断触控位置，从而实现双层保险功能。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，如图4所示，第二电极层04可以位于压力形变层05与对向基板012之间；

或者第二电极层也可以位于对向基板与阵列基板之间，在此不作限定。

较佳地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，当第二电极层位于对向基板与阵列基板之间时，第二电极层复用为显示面板的公共电极，从而不仅可以降低压感触摸屏的厚度，而且可以降低成本。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，由于第二电极层还复用为公共电极层，因此在驱动时除了包括分时驱动的自电容触控阶段和压力检测阶段，还包括分时驱动的显示阶段。具体地，在显示阶段，触控芯片用于向第二电极层施加公共电极信号。

在具体实施时，在本发明实施例一和实施例二提供的上述压感触摸屏中，如图所示，预设条件的触发可以通过设置触控功能切换键实现，在此不作限定。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，所有压感检测电极呈矩阵排列，所有子电极呈矩阵排列，在此不作限定。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，第一电极层的材料为透明导电材料，在此不作限定。

进一步地，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，第二电极层的材料为透明导电材料，在此不作限定。

具体实施时，在本发明实施例提供的上述压感触摸屏中，压力形变层的材质可以为透明光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)，在此不作限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种压感触摸屏。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述压感触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述压感触摸屏及显示装置，通过在保护玻璃与对向基板之间设置第一电极层，在第一电极层与阵列基板之间设置第二电极层，在第一电极层与第二电极层之间设置压力形变层；并将第一电极层和第二电极层中的其中一层设置为包括多个相互独立的压力检测电极的结构，另一层设置为参考电极。采用触控芯片向该两个电极层施加不同的信号，使每一个压力检测电极与参考电极形成的电容结构两端具有一定的电压差，这样当保护玻璃上有触控时，触控位置处的压力会使对应位置处的压力形变层变薄，根据电容公式其中C表示电容结构的电容，ε表示介电常数，d表示电容结构两端的距离，压力形变层变薄会使压力检测电极与参考电极的距离变小，从而导致电容增大，因此上述压感触摸屏通过电容的方式能够实现压力检测的功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。