一种显示面板、电子设备以及驱动方法与流程

本发明涉及显示技术领域，更具体的说，涉及一种显示面板、电子设备以及驱动方法。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，越来越多的具有显示面板的电子设备广泛的应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日产生活以及工作带来了巨大的便利，成为当警人们生活不可或缺的重要工具。

现有的显示面板一般为触控显示面板，仅具有触控位置检测的功能，不具有压力检测功能。为了实现压力检测功能，现有技术一般是在显示面板中增加压力检测传感器或是增加两层压力检测电极，通过压力检测电极受压力后的压力检测电容变化检测压力大小。

可见，现有的显示面板为了实现压力检测需要在显示面板内额外的增加压力检测传感器或是压力检测电极，增加了显示面板厚度以及制作成本。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种显示面板以及电子设备，复用部分公共电极层作为压力检测电极，以实现压力检测，降低了显示面板厚度以及制作成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种显示面板，该显示面板包括：

液晶层；

位于所述液晶层一侧的彩膜基板，所述彩膜基板包括第一基板以及设置在所述第一基板上的第一电极层；所述第一电极层包括多个平行排布的第一电极；

位于所述液晶层另一侧的阵列基板，所述阵列基板包括第二基板以及设置在所述第二基板上的公共电极层；所述公共电极层包括多个平行排布的第二电极，所述第二电极的延伸方向垂直于所述第一电极的延伸方向；每一所述第二电极设置有多个镂空区域；

设置在所述镂空区域内的压力检测电极；所述压力检测电极与所述镂空区域一一对应；

其中，在触控检测时间段，所述第一电极与所述第二电极用于进行触控检测；在压力检测时间段，所述第一电极与所述压力检测电极用于进行压力检测；所述第一电极为金属线网格构成的条状电极。

本发明还提供给了一种电子设备，所述电子设备包括上述显示面板。

本发明还提供了一种驱动方法，用于上述显示面板，所述驱动方法包括：

在显示时间段内，向第一电极以及压力检测电极输入公共电压信号，进行显示驱动；

在触控检测时间段内，按照第一预设扫描顺序向第二电极依次输入触控扫描信号，向所述压力检测电极输入与所述第二电极相同的所述触控扫描信号或是输入公共电压信号，根据所述第一电极输出端触控检测信号进行触控检测；

在压力检测时间段内，按照第二预设扫描顺序向所述压力检测电极输入压力检测信号，向所述第二电极输入所述公共电压信号，向所述第一电极输入固定的直流电压信号，根据所述压力检测电极输出的压力感应信号进行压力检测。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的显示面板、电子设备以及驱动方法中，复用部分公共电极层作为压力检测电极，以实现压力检测，降低了显示面板厚度以及制作成本。同时，位于所述彩膜基板的第一电极为金属线网格构成的条状电极。通过设置金属网格的图案结构，能够使得金属网格不可见，因此可以采用导电率大于ITO的金属材料制备第一电极，降低第一电极的电阻，增加压力检测的灵敏度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图2为图1所示显示面板的阵列基板的俯视图；

图3为图1所示显示面板的彩膜基板的俯视图；

图4为本发明实施例提供的一种第一电极的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种第一电极的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第一电极的局部放大的俯视图；

图7为图6在PP’方向的切面图；

图8为本发明实施例提供的又一种第一电极的局部的俯视图；

图9为本发明实施例提供的又一种第一电极的局部的俯视图；

图10为本发明实施例提供的又一种第一电极的局部的俯视图；

图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的驱动方法的一种时序图；

图13为本发明实施例提供的驱动方法的另一种时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的显示面板中，为了实现压力检测功能，一种方式是直接在显示面板中增加压力传感器，这样会大大增加显示面板厚度以及制作成本。

另一种方式是在显示面板中增加两层压力检测电极，通过压力检测电极之间的压力检测电容变化实现压力检测。该实现方式中，压力检测电极均为ITO透明面电极。但是为了保证较好的透光性，ITO透明面电极的厚度较薄，导致压力检测电极的电阻较大，影响压力检测的精度。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括：

液晶层；

位于液晶层一侧的彩膜基板，彩膜基板包括第一基板以及设置在第一基板上的第一电极层；第一电极层包括多个平行排布的第一电极；

位于液晶层另一侧的阵列基板，阵列基板包括第二基板以及设置在第二基板上的公共电极层；公共电极层包括多个平行排布的第二电极，第二电极的延伸方向垂直于第一电极的延伸方向；每一第二电极设置有多个镂空区域；

设置在镂空区域内的压力检测电极；压力检测电极与镂空区域一一对应；

其中，在触控检测时间段，第一电极与第二电极用于进行触控检测；在压力检测时间段，第一电极与压力检测电极用于进行压力检测；第一电极为金属线网格构成的条状电极。

可见，本发明实施例中，通过第一电极以及压力检测电极实现压力检测，复用公共电极层的部分作为压力检测电极，以实现压力检测，降低了显示面板厚度以及制作成本。同时，位于彩膜基板的第一电极为金属线网格构成的条状电极。通过设置金属网格的图案结构，能够使得金属网格不可见，无需采用透明的ITO面电极，可以采用导电率大于ITO的不透明金属材料制备第一电极，相对于传统的ITO面电极，降低第一电极的电阻，增加压力检测的灵敏度。

为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合附图对上述方案进行详细描述。

参考图1-图3，图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图2为图1所示显示面板的阵列基板的俯视图，图3为图1所示显示面板的彩膜基板的俯视图。

该显示面板包括：液晶层；位于液晶层一侧的彩膜基板11，彩膜基板11包括第一基板111以及设置在第一基板111上的第一电极层；第一电极层包括多个平行排布的第一电极112；位于液晶层另一侧的阵列基板12，阵列基板12包括第二基板121以及设置在第二基板121上的公共电极层；公共电极层包括多个平行排布的第二电极122，第二电极122的延伸方向垂直于第一电极112的延伸方向；每一第二电极122设置有多个镂空区域123；设置在镂空区域123内的压力检测电极124；压力检测电极124与镂空区域123一一对应。

其中，在触控检测时间段，第一电极112与第二电极122用于进行触控检测；在压力检测时间段，第一电极112与压力检测电极124用于进行压力检测；第一电极112为金属线网格构成的条状电极。

作为压力检测时，第一电极112为压力检测电容的一个电极，压力检测电极124为压力检测电容的另一个电极。显示面板收到压力后，压力检测电容的两电极之间的间距发生改变，进而使得压力检测电容改变，根据压力检测电容的变化量可以计算压力的大小，实现压力检测。

公共电极层以及压力检测电极124可以由同一层ITO层制备。本实施中，显示面板通过第一电极112以及压力检测电极124实现压力检测。压力检测电极124与公共电极层采用同一导电层制备，也就是说复用公共电极层的部分作为压力检测电极124，以实现压力检测，降低了显示面板厚度以及制作成本。同时，位于彩膜基板的第一电极112为金属线网格构成的条状电极，通过设置金属网格的图案结构，能够使得金属网格不可见，无需采用透明的ITO面电极，可以采用导电率大于ITO的不透明金属材料制备第一电极，相对于传统的ITO面电极，降低第一电极的电阻，增加压力检测的灵敏度。

需要说明的是，为了便于图示，图1中未示出液晶层。显示面板还包括：设置在第一基板111一端的绑定区13；以及设置在第二基板121一端的控制芯片14。第一电极112通过引线与绑定区13的引脚连接。第二电极122以及压力检测电极124分别通过对应引线连接到控制芯片14的对应引脚。绑定区13的引脚通过FPC15与控制芯片连接。

在触控检测时间段，控制芯片14用于向第二电极122输入触控扫描信号，向压力检测电极124输入与第二电极122相同的触控扫描信号或是输入公共电压信号，第一电极112用于触控检测的输出端；控制芯片124根据第一电极112输出的触控检测信号进行触控检测；在压力检测时间段，控制芯片14用于向压力检测电极124输入压力检测信号并接受来自压力检测电极124输出的压力感应信号，向第二电极122输入公共电压信号，向第一电极112输入固定的直流电压信号；控制芯片14根据压力感应信号进行压力检测。

位于便于第一电极112的引线、第二电极122的引线以及压力检测电极1124布局，设置控制芯片位于第二电极122延伸方向上的一端，绑定区13与控制芯片14在垂直于第一基板11的方向上至少部分相对设置。绑定区13的延伸方向平行于第一电极112的延伸方向。这样，第二电极122可以直接通过单独引线与控制芯片14电连接。压力检测电极124通过过孔与对应引线电连接，进而与控制芯片14电连接。压力检测电极124的引线与第一电极112的引线不同层。如图1所示实施方式中，能够使得绑定区13、控制芯片位于显示面板的同一端，降低显示面板左右边框区的宽度，便于显示面板窄边框设计。

本发明实施例中，第一电极112的个数、第二电122的个数以及触控检测电极124的个数不做具体限定，可以根据显示面板的尺寸以及检测精度设置，包括但不局限于图1所示实施方式。

在本发明实施例中，压力检测电极124成阵列排布。在图1所示实施方式中，第一电极112的延伸方向平行于阵列的行方向X，第二电极122的延伸方向平行于阵列的列方向Y。一列压力检测电极124位于同一个第二电极122内。此时，在垂直于第一基板11的方向上，一行压力检测电极124与一个第一电极112相对设置。在垂直于第一基板11的方向上，压力检测电极124在第一电极层内的投影均位于第一电极112内；同一行的压力检测点击124在第一电极层内的投影位于同一第一电极112内；不同行的压力检测点击124在第一电极层内的投影位于不同的第一电极112内。

在其他实施方式中，在垂直于第一基板11的方向上，也可以设置一列压力检测电极124与一个第一电极112相对设置。此时，第一电极112的延伸方向平行于列方向Y，第二电极122的延伸方向平行于行方向X。一行压力检测电极124位于同一个第二电极122内。在垂直于第一基板11的方向上，压力检测电极124在第一电极层内的投影均位于第一电极112内；同一列的压力检测点击124在第一电极层内的投影位于同一第一电极112内；不同列的压力检测点击124在第一电极层内的投影位于不同的第一电极112内。

如上述，第一电极112为金属线网格构成的条状电极。第一电极112的结构可以如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种第一电极的结构示意图，第一电极112的条状电极包括：多条平行排布的第一走线41以及多条平行排布的第二走线42；第一走线与第二电极交叉连接形成网格单元。在图4所示实施方式中，第一走线41与第二走线42均为直线，且二者垂直，形状矩形状的网格单元43。

第一电极112的条形电极还可以如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种第一电极的结构示意图，图5所示实施方式与图4所示实施方式不同在于，第一走线41与第二走线42不垂直，二者相交形成平行四边形状的网格单元43。可选的，网格单元43可以为菱形网格。

在其他实施方式中，第一走线41以及第二走线42不局限于直线结构，还可以为光滑曲线或是折线等。

参考图6和图7，图6为本发明实施例提供的一种第一电极的局部放大的俯视图，图7为图6在PP’方向的切面图。图7为垂直于第一走线41延伸方向的切面图。此时，第一走线41与第二走线42垂直，二者交叉构成矩形状的网格单元43。

在第一基板111的一侧设置第一电极层，基板111的另一侧设置有彩膜层61以及黑色矩阵层62。黑色矩阵层62设置有多个阵列排布的像素开口63。彩膜层61包括多个与像素开口63一一对应的像素彩膜单元64。

在垂直于第一基板11的方向Z上，第一走线41在第一基板111上的投影以及第二走线42在第一基板111上的投影均与像素开口63在第一基板上的投影不重叠。

需要说明的是，图6中仅示出了的第一走线41、第二走线42、网格单元43以及像素开口63，未示出图7中示出的其他结构。像素彩膜单元64包括：R像素彩膜单元、G像素彩膜单元以及B像素彩膜单元。其排列方式包括但不局限于图6所示方式。

图7所示实施方式中，第一电极俯视图可以如图4所示，第一走线41与第二走线42交叉形成矩形状的网格单元43。通过黑色矩阵层62遮挡第一走线41以及第二走线4242，避免走线可见。此时，第一走线41的延伸方向与一行像素开口63平行；第二走线42与一列像素开口63平行。其他实施方式中，还可以设置第一走线41的延伸方向与一列像素开口63平行；第二走线42与一行像素开口63平行。

如上述，图6以及图7所示实施方式中，两条相邻的第一走线41以及两条相邻的第二走线42交叉形成矩形的网格单元43。在垂直于第一基板111的方向Z上，网格单元43在第一基板111上的投影至少覆盖一个像素彩膜单元64在第一基板111上的投影。

网格单元43在第一走线41延伸方向上，可以覆盖至少一个像素彩膜单元64，在第二走线42延伸方向上，可以覆盖至少一个像素彩膜单元64，不局限于图6所示实施方式。

在图6与图7所示实施方式中，在方向X上，第一电极的第一走线41以及第二走线42通过黑色矩阵层62遮光而不可见，可以避免在重载以及特定画面下的第一电极图形可见的问题。在方向Z上，每个网格的单元43至少对应一个像素彩膜单元64。可选的，可以设置每个网格单元43在方向Z上对应多个像素彩膜单元64。

参考图8，图8为本发明实施例提供的另一种第一电极的局部的俯视图。图8中，第一走线41的延伸方向与一列像素彩膜单元64不平行，且与一行像素彩膜单元64不平行；第二走线42的延伸方向与一列像素彩膜单元64不平行，且与一行像素彩膜单元64不平行。两条相邻的第一走线41以及两条相邻的第二走线42交叉形成矩形、平行四边形或是菱形的网格单元。图8所示第一电极的截面图中，阵列基板、第一电极、彩膜层以及黑色矩阵层的层次结构与图6所示实施方式的层次结构相同，不同在于第一电极层中，第一走线41与第二走线42形成的网格结构不同。

同时，由于图8所示实施方式中，第一走线41与像素彩膜单元64的行方向或列反向不平行，第二走线42延伸方向与像素彩膜单元64的行方向或列方向不平行，无法通过黑色矩阵层完全遮挡第一走线41以及第二走线42。相对于图6所示实施方式，可以设置较小宽度的第一走线41以及第二走线42，在第一走线41以及第二走线42足够细的条件下，通过光线的绕射效果，使得显示面板显示时，第一走线41以及第二走线42不可见，保证显示效果。

为了使得第一走线41以及第二走线42足够细，实现较好的光线的绕射效果，设置第一走线41以及第二走线42的宽度范围为2.5μm-10μm，包括端点值。

参考图9，图9为为本发明实施例提供的又一种第一电极的局部的俯视图，第一电极112包括：在垂直于第一基板的方向上与压力检测电极正对的第一区域112a；以及第一区域112a外的第二区域112b。在垂直于第一基板的方向上，第一区域112a内的网格单元43的密度大于第二区域112b内的网格单元43的密度。

在图9所示实施方式中，第一走线的延伸方向与压力检测电极的行方向X平行，第二走线的延伸方向与压力检测电极的列方向Y垂直。垂直于第一基板的方向垂直于列方向Y，且垂直于行方向X。

本发明实施例中，通过第一电极112与压力检测电极形成的压力检测电容实现压力检测。设置第一区域112a的网格单元43的密度大于第二区域112b网格单元43的密度，可以增加第一区域112a内第一走线以及第二走线占据的面积，进而提高压力检测电容的正对面积，从而提高压力检测电容，提高压力检测的灵敏度。

图9以第一区域112a以及第二区域112b对应的网格单元43为矩形为例进行说明，在其他实施方式中，第一区域112a以及第二区域112b对应的网格单元43还以为平行四边形，如图10所示，图10为本发明实施例提供的又一种第一电极的局部的俯视图，该实施方式中，第一区域112a以及第二区域112b对应的网格单元43为矩形为平行四表型，此时，第一走线与第二走线不垂直。可以通过设计第一走线以及第二走线的布局实现不同的网格单元的形状。

如上述，为了降低左右边框宽度，设置控制芯片位于第二电极延伸方向的一端。第二电极与第一电极垂直。第一电极需要通过走线与绑定区连接，进而再通过FPC与控制芯片连接。这样，距离控制芯片距离越远的第一电极，其对应的走线长度越长，阻抗越大。为了使得不同的第一电极具有相同的阻抗，设置各个第一电极内第二区域的网格密度相同，并设置与控制芯片距离越大的第一电极，其第一区域内的网格单元的密度越大，以降低不同第一电极的阻抗差异，提高触控检测精度。在本发明实施例中，对于同一第一电极，设置第一区域与第二区域的布局不同，以避免摩尔纹的问题。设置第二区域内的网格单元为矩形，且形成矩形状的网格单元的第一走线与第二走线与像素彩膜单元不交叠，通过黑色矩阵层隐藏第二区域内的第一走线以及第二走线；设置第一区域内的网格单元为菱形，此时第一走线与第二走线不垂直，二者在垂直于第一基板的方向上，与像素彩膜单元交叠。这样，能够有效避免摩尔纹的问题。在同一第一电极中，还可以在第一区域与第二区域之间设置第三区域，并设置第三区域内的网格单元密度介于第一区域的网格单元密度与第二区域内的网格单元密度之间，以使得同一第一电极中网格单元密度平缓变化，保证显示质量。

通过上述描述可知，在本发明实施例中，显示面板将压力检测电极与公共电极层位于同一层，可以复用公共电极层的一部分作为压力检测电极，采用同一层ITO层制作公共电极层以及压力检测电极，以实现压力检测，降低了显示面板厚度以及制作成本。同时，位于所述彩膜基板的第一电极为金属线网格构成的条状电极。通过设置金属网格的图案结构，能够使得金属网格不可见，因此可以采用导电率大于ITO的金属材料制备第一电极，降低第一电极的电阻，增加压力检测的灵敏度。

本发明另一实施例还提供了一种电子设备，该电子设备如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括显示面板110，该显示面板为上述实施例所述的显示面板。

该电子设备可以为手机、平板电脑以及电视等具有显示功能的电子设备。该电子设备采用上述实施例中的显示面板，复用公共电极层的部分实现压力检测，制作成本以及厚度较低。同时，具有极高的压力检测灵敏度。

本发明另一实施例还提供了一种驱动方法，用于上述实施例中显示面板，该驱动方法包括：

在显示时间段内，向第一电极以及压力检测电极输入公共电压信号，进行显示驱动；

在触控检测时间段内，按照第一预设扫描顺序向第二电极依次输入触控扫描信号，向压力检测电极输入与第二电极相同的触控扫描信号或是输入公共电压信号，根据第一电极输出端触控检测信号进行触控检测；

在压力检测时间段内，按照第二预设扫描顺序向压力检测电极输入压力检测信号，向第二电极输入公共电压信号，向第一电极输入固定的直流电压信号，根据压力检测电极输出的压力感应信号进行压力检测。

该驱动方法的时序图可以如图12所示，图12为本发明实施例提供的驱动方法的一种时序图。设定显示面板具有N个第二电极，逐一扫描各个第二电极时，N个第二电极的扫描信号依次为TX1、TX2、…、TXN。第一电极的信号为RX。

在图12所示时序图中，在一帧画面的驱动周期内：显示时间段具有多个子显示时间段，子显示时间段之间不相邻。在各个子显示时间段内，第二电极作为公共电极用于图像显示，所有第二电极输入公共电压信号。第一电极的信号RX为GND，即所有第一电极接地，避免影响图像显示效果。所有压力检测电极输入信号为公共电压信号，作为公共电极使用，用于图像显示。可选的，图12中各个波形的低电平均为公共电压。

触控检测时间段具有与第一预设扫描顺序对应的多个子触控检测时间段；子触控检测时间段之间不相邻。在各个子触控检测时间段内，第一电极以及第二电极用于进行触控位置检测。按照第一预设扫描顺序依次为各个第一电极输入扫描信号(如图12中第一电极输入的方波脉冲信号)。在各个子触控检测时间段内，接收第一电极输出的触控检测信号，以进行触控检测。在图12中，在子触控检测时间段，为各个压力检测电极输入的公共电压信号，为恒定直流电压。

其中，子显示时间段与子触控检测时间段交替分布。

压力检测时间段具有1个压力时间段或多个相邻的子压力时间段。图12所示，压力检测时间段具有1个压力时间段，为各个压力检测电极提供压力检测信号(如图12中压力检测电极输入的方波脉冲信号)，此时，第一电极以及第二电极输入的信号均为直流恒压，如均可以为公共电压信号。此时，第二预设扫描顺序可以位同时扫描所有压力检测电极。

该驱动方法的时序图还可以如图13所示，图13为本发明实施例提供的驱动方法的另一种时序图，在图13所示时序图中，同样，在一帧画面的驱动周期内：显示时间段具有多个子显示时间段，子显示时间段之间不相邻。在各个子显示时间段内，第二电极作为公共电极用于图像显示，所有第二电极输入公共电压信号。第一电极的信号RX为GND，即所有第一电极接地，避免影响图像显示效果。所有压力检测电极输入信号为公共电压信号，作为公共电极使用，用于图像显示。可选的，图12中各个波形的低电平均为公共电压。

触控检测时间段具有与第一预设扫描顺序对应的多个子触控检测时间段；子触控检测时间段之间不相邻。在各个子触控检测时间段内，第一电极以及第二电极用于进行触控位置检测。按照第一预设扫描顺序依次为各个第一电极输入扫描信号。在各个子触控检测时间段内，接收第一电极输出的触控检测信号，以进行触控检测。在图13中，在子触控检测时间段，为各个压力检测电极输入的公共电压信号，为恒定直流电压。

压力检测时间段具有与第二预设扫描顺序对应的多个子压力检测时间段；子压力检测时间段之间不相邻。此时，第二预设扫描顺序为逐一扫描各个压力检测电极、或者逐行扫描各个压力检测电极、或者逐列扫描各个压力检测电极。在子压力检测时间段内，为处于扫描状态的压力检测电极提供方波脉冲信号，第二电极输入信号RX为GND，第一电极输入信号均为公共电压信号。根据压力检测电极输出的信号进行压力检测，即通过处于扫描状态的第二电极自打自收实现压力检测。

其中，驱动周期包括多个子周期；每一子周期具有一个子显示时间段、一个子触控检测时间段以及一个子压力检测时间段。

需要说明的是，本发明实施例中，各个电极的扫描顺序包括但不局限于图12以及图13所示扫描顺序。

通过上述描述可知，本发明实施例提供的驱动方法，能够通过复用位于公共电极层的压力检测电极实现压力检测、显示驱动以及触控检测，无需单独增加压力传感器，成本低，驱动方法简单。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。