显示面板、显示装置和压力检测方法与流程

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置和压力检测方法。

背景技术：

目前，带有触控功能的显示面板作为一种信息输入工具被广泛应用于手机、平板电脑、公共场所大厅的信息查询机等各种显示产品中。

为了更好地满足用户需求，通常在触控显示面板中设置有用于检测用户触摸触控显示面板时触控压力大小的压力感应单元，使显示面板不仅能够采集触控位置信息，而且能够采集触控压力大小，以丰富触控显示技术的应用范围。设置的压力感应单元一般有电桥形成，根据其输入端输入的偏置信号输出压力检测信号，需要在显示面板上设计相应的驱动电路提供偏置信号，或者由外部电路提供偏置信号，而且需要形成连接驱动电路和压力感应单元的金属走线，设计比较复杂，而且设计的驱动电路和金属走线也会需要占用一部分边框。

技术实现要素：

本发明提供一种显示面板、显示装置和压力检测方法，以节省向压力感应单元提供偏执信号的驱动电路，以及减小驱动电路和压力感应单元之间的金属走线的布线空间，节省成本，实现显示面板的窄边框设计。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括位于所述非显示区域的扫描驱动电路；

多条沿第一方向延伸、沿第二方向排列的扫描线，所述扫描线与所述扫描驱动电路的输出端电连接，所述第一方向和所述第二方向垂直；

至少一个压力感应单元，每个所述压力感应单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述压力感应单元的第一输入端和第二输入端分别与所述扫描驱动电路的不同扫描信号输出端电连接，所述第一输出端用于输出压感检测信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板。

第三方面，本发明实施例还提供了一种压力检测方法，用于检测显示面板的触按压力。

其中，所述显示面板包括：显示区域和非显示区域；

位于所述非显示区域的扫描驱动电路；

多条沿第一方向延伸、沿第二方向排列的扫描线，所述扫描线与所述扫描驱动电路的输出端电连接，所述第一方向和所述第二方向垂直；

至少一个压力感应单元，每个所述压力感应单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述压力感应单元的第一输入端和第二输入端分别与所述扫描驱动电路的不同扫描信号输出端电连接，所述第一输出端用于输出压感检测信号；

所述压力检测方法包括：

在所述压力感应单元的第一输入端电连接的所述扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测所述第一输出端输出的第一压感检测信号；

在所述压力感应单元的第二输入端电连接的述扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测所述第一输出端输出的第二压感检测信号；

根据所述第一压感检测信号和所述第二压感检测信号确定压力的大小。

本发明实施例提供的技术方案，扫描驱动电路输出的扫描信号传输至扫描线用于逐行扫描显示的同时，还提供给与其相应输出端电连接的压力感应单元，作为压力感应单元的偏置信号，进而压力感应单元根据第一输入端和第二输入端输入的偏置信号，输出压感检测信号，实现对显示面板压力的检测。无需单独为压力感应单元提供偏置信号而设计驱动电路，可以节省驱动电路，而且省去了从驱动电路到压力感应单元的布线，节省布线空间，易于实现显示面板的窄边框。

附图说明

图1a是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图1b是本发明实施例提供的一种压力感应单元的电路图；

图1c是本发明实施例提供的一种扫描信号时序图；

图2a是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；

图2b是本发明实施例提供的另一种压力感应单元的电路图；

图2c是本发明实施例提供的另一种压力感应单元的结构示意图；

图2d是本发明实施例提供的另一种压力感应单元的等效电路图；

图3a是本发明实施例提供的扫描驱动电路输出波形的对比图；

图3b是本发明实施例提供的一种压力感应单元输出电压的波形图；

图4是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种压力检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1a是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。参考图1a，该显示面板10包括：显示区域11和非显示区域12；

位于非显示区域12的扫描驱动电路13；

多条沿第一方向x延伸、沿第二方向y排列的扫描线14，扫描线14与扫描驱动电路13的输出端out电连接，扫描驱动电路13可包括多个输出端out，每个输出端out与一条扫描线14电连接；其中第一方向x和第二方向y垂直。

至少一个压力感应单元15，每个压力感应单元15包括第一输入端a1、第二输入端a2和第一输出端b1，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2分别与扫描驱动电路13的不同扫描信号输出端out电连接，如图1a所示，图1a中示例性地示出了两个压力感应单元15，扫描驱动电路13可包括n个输出端out，分别为第一输出端out1、第二输出端out2、……、第n个输出端outn，其中n为正整数，第一个压力感应单元的第一输入端a1与扫描驱动电路13的第一个输出端out1电连接，第二输入端a2与扫描驱动电路13的第二个输出端out2电连接，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2用于输入偏置信号，扫描驱动电路13的输出端out输出的扫描信号作为偏置信号提供给压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2，压力感应单元15的第一输出端b1用于输出压感检测信号，输出的压感检测信号可反映外界压力值的大小。可以根据压力感应单元的第一输出端b1输出的压感检测信号，确定外界压力值(手指按压显示面板产生的压力值)的大小，从而实现对外界压力的检测。例如压力感应单元15的第一输出端b1与显示面板上的处理器连接，处理器接收压力感应单元15的第一输出端b1输出的压感检测信号，根据压感检测信号确定外界压力的大小。

需要说明的是，显示区域11包括多行像素，每一条扫描线14可用于电连接显示区域11内的一行像素，扫描线14用于将扫描驱动电路13的扫描信号输出端out输出的扫描信号传输至显示区域11内的像素，用于逐行打开像素，打开的像素可以基于显示信号进行发光显示。

本发明实施例提供的技术方案，扫描驱动电路输出的扫描信号传输至扫描线用于逐行扫描显示的同时，还提供给与其相应输出端电连接的压力感应单元，作为压力感应单元的偏置信号，进而压力感应单元根据第一输入端和第二输入端输入的偏置信号，输出压感检测信号，实现对显示面板压力的检测。无需单独为压力感应单元提供偏置信号而设计驱动电路，可以节省驱动电路，降低成本，而且省去了从驱动电路到压力感应单元的布线，节省布线空间，由于现有技术中从驱动电路至压力感应单元的布线一般设置在显示面板的边框区，因此可以减少边框区域的布线，易于实现显示面板的窄边框。

图1b是本发明实施例提供的一种压力感应单元的电路图，图1b中进一步限定了压感应单元的具体结构，参考图1a和图1b，压力感应单元包括第一感应电阻r1和第二感应电阻r2；第一感应电阻r1的第一端与压力感应单元15的第一输入端a1电连接，第一感应电阻r1的第二端以及第二感应电阻r2的第一端与压力感应单元15的第一输出端b1电连接，第二感应电阻r2的第二端与压力感应单元15的第二输入端a2电连接。在同一外界压力作用下，第一感应电阻r1和第二感应电阻r2的变化率不同，例如在受到外界压力时，第一感应电阻r1的电阻增大，第二感应电阻r2的电阻减小，压力感应单元15的第一输出端b1输出的信号会有变化，通过测量压力感应单元15的第一输出端的输出的压感检测信号可确定外界压力的大小。

图1c是本发明实施例提供的一种扫描信号时序图，ss1表示扫描驱动电路13的第一个输出端out输出的扫描信号，也即压力感应单元15第一输入端a1输入的信号，ss2表示扫描驱动电路13的第二个输出端out输出的扫描信号，也即压力感应单元15的第二输入端a2输入的信号。ss1和ss2均包括低电平阶段和高电平阶段，低电平阶段输出的低电平的电压值为vgl，高电平阶段输出的高电平的电压值为vgh。下面具体介绍本发明实施例中的压力感应单元的具体工作过程。假设压力感应单元15第一输入端a1和第二输入端a2之间输入的电压的为uin，第一感应电阻r1和第二感应电阻的阻值分别为r1和r2，则第一输出端b1输出的电压为uout，则

参见图1b和图1c，在未受压时，第一感应电阻r1的阻值和第二感应电阻r2的阻值没有变化。在t1阶段，也即第一行扫描期间，压力感应单元15的第一输入端a1输入低电平信号(电压值为vgl)，第二输入端a2输入高电平信号(电压值为vgh)。

压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压

在t2阶段，也即第二行扫描期间，压力感应单元15的第一输入端a1输入高电平信号(电压值为vgh)，第二输入端a2输入低电平信号(电压值为vgl)，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压设r1＝r2＝r，则u1-u2＝0。即，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压在两行扫描期间电压差为零。

若受压后电阻变化为δr，第一感应电阻r1的阻值增加δr，第二感应电阻r2的阻值减小δr。继续参见图1b和图1c，在t1阶段，压力感应单元15的第一输出端输出的电压

在t2阶段，压力感应单元15的第一输出端输出的电压

两行扫描期间第一输出端b1的电压差为

即可根据该电压差确定外界压力的大小。

可以看到本发明实施例提供的显示面板中的压力感应单元15可以根据扫描信号确定压力的大小，无需单独设计额外的驱动电路向压力感应单元15提供偏置信号，可以节省电路的面积，降低成本。而一般驱动电路设计下边框区，并且驱动电路和压力感应单元的走线的走线从下边框区延伸至左右边框区域的压力感应单元，节省了驱动电路和压力感应单元之间的走线，即节省了边框区域的布线，易于实现显示面板的窄边框设计。

图2a是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。与图1a所示显示面板不同的是，该显示面板包括两个输出端，分别为第一输出端b1和第二输出端b2，第一输出端b1和第二输出端b2配合输出压感检测信号。参考图2a，该显示面板10包括显示区域11和非显示区域12；位于非显示区域12的扫描驱动电路13；多条沿第一方向x延伸、沿第二方向y排列的扫描线14，扫描线14与扫描驱动电路13的输出端out电连接，扫描驱动电路13可包括多个输出端out，每个输出端out与一条扫描线14一一对应电连接；第一方向x和第二方向y垂直；至少一个压力感应单元15，每个压力感应单元15包括第一输入端a1、第二输入端a2和第一输出端b1和第二输出端b2，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2分别与扫描驱动电路13的不同扫描信号输出端out电连接，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2用于输入偏置信号，扫描驱动电路13的输出端out输出的扫描信号作为偏置信号提供给压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2，压力感应单元15的第一输出端b1和第二输出端b2用于配合输出压感检测信号。

具体地，图2b是本发明实施例提供的另一种压力感应单元的电路图。参考图2a和图2b，压力感应单元15包括第三感应电阻r3、第四感应电阻r4、第五感应电阻r5和第六感应电阻r6。第三感应电阻r3的第一端以及第五感应电阻r5的第一端与压力感应单元15的第一输入端a1电连接，第三感应电阻r3的第二端以及第四感应电阻r4的第一端与压力感应单元15的第一输出端b1电连接，第五感应电阻r5的第二端以及第六感应电阻r6的第一端与压力感应单元15的第二输出端b2电连接，第四感应电阻r4的第二端以及第六感应电阻r6的第二端与压力感应单元15的第二输入端a2电连接。

其中，第三感应电阻r3和第六感应电阻r6的电阻值变化率或者主应变方向相同，且第四感应电阻r4和第五电阻r5的电阻值变化率或者主应变方向相同，而第三感应电阻r3和第四感应电阻r4的电阻值变化率或者主应变方向不同。这样一来，当受到外界压力作用时，压力感应单元15的第一输出端b1和第二输出端b2将输出不同的电信号，进而基于第一输出端b1和第二输出端b2输出的电信号可以确定外界压力值的大小，例如根据第一输出端b1和第二输出端b2输出信号的差值确定外界压力值的大小。

参考图1c和图2b，第三感应电阻r3、第四感应电阻r4、第五感应电阻r5和第六感应电阻r6的阻值分别为r3、r4、r5和r6。在未受压时，第三感应电阻r3、第四感应电阻r4、第五感应电阻r5和第六感应电阻r6的阻值没有变化。在t1阶段，压力感应单元15的第一输入端a1输入低电平信号(电压值为vgl)，第二输入端a2输入高电平信号(电压值为vgh)。则，在此阶段，也即第一行扫描阶段，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压压力感应单元15的第二输出端b2输出的电压

设r3＝r4＝r5＝r6＝r，则即压力感应单元15的第一输出端b1和第二输出端b2的压差为零。在t2阶段，压力感应单元15的第一输出端b1和第二输出端b2的压差也为零。

在受到压力时，第三感应电阻r3的阻值增加δr，第六感应电阻r6的阻值增加δr；第四感应电阻r4的阻值减小δr，第五感应电阻r5的阻值减小δr。则在t1阶段，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压

压力感应单元15的第二输出端b2输出的电压

第一输出端b1和第二输出端b2的电压差为即可根据第一输出端b1和第二输出端b2的电压差确定外界压力值的大小。

也可根据t2阶段的扫描信号确定压力值的大小。继续参考图1c和图2b，在t2阶段，压力感应单元15的第一输入端a1输入高电平信号(电压值为vgh)，第二输入端a2输入低电平信号(电压值为vgl)。

则，在此阶段，也即第二行扫描期间，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压

第二输出端b2输出的电压

压力感应单元15的第一输出端b1和第二输出端b2的电压差为

即可根据第一输出端b1和第二输出端b2的电压差确定外界压力的大小。

在本发明实施例中，也可根据第一输出端b1和第二输出端b2的差值在两行扫描期间的差值确定压力的大小，例如可以看到，在相同的外界压力下，第一输出端b1和第二输出端b2的差值在两行扫描期间的差值更大，如此压力感应单元15的灵敏度更高，可提高测试精度，减小误差。

图2c是本发明实施例提供的另一种压力感应单元的结构示意图。请参考图2c，该压力感应单元呈四边形，为半导体材料制成，包括相对设置的第一边和第二边，以及相对设置的第三边和第四边；压力感应单元的第一输入端a1、第二输入端a2、第一输出端b1和第二输出端b2分别位于第一边、第二边、第三边和第四边。压力感应单元的等效电路图如图2d所示，相邻的两个连接端(第一输入端a1和第一输出端b1、第一输入端a1和第二输出端b2、第二输入端a2和第一输出端b1、以及第二输入端a2和第二输出端b2)之间通过半导体材料膜连接，等效为通过一个电阻连接，此时将四个连接端之间等效得到四个电阻，就相当于图2b所示的一个电桥了，检测压力的具体原理可参考对图2b所示的压力感应单元的工作的描述。

其中，压力传感器的形状可为正方形。

在本发明实施例中，由于电连接压力感应单元15第一输入端a1或者第二输入端a2的扫描驱动电路13的输出端还电连接有扫描线14，当压力感应单元15的电阻较小时，可能导致输出至扫描线14上的电压脉冲偏离较大。如图3a所示，301为电连接压力感应单元15的扫描驱动电路13的输出端输出的扫描信号，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2之间的电阻的阻值为0.1mω。302为未连接压力感应单元15的扫描驱动电路13的输出端输出的扫描信号。可以看到301和302有偏差，导致扫描线上的脉冲电压比正常脉冲电压偏离约0.5v，其中正常脉冲电压为未电连接压力感应单元15的扫描驱动电路13电连接的扫描线14上的脉冲电压。此电压差经过与扫描线14电连接的一行像素内寄生电容的影响，可能会导致该行像素的亮度与输出有正常脉冲电压的扫描线14电连接的像素的亮度相比有偏差，从而导致该行扫描线14对应的像素的亮度异常。当压力感应单元15的电阻过大时，如图3b所示，该图为压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2之间的电阻的阻值为10mω时，压力感应单元15的第一输出端b1输出的电压的波形，此时压力感应单元15的rc负载过大，可能导致压力感应单元15的第一输出端b1输出的信号延迟过大难以测量，而无法有效检测出压力值。在本发明实施例中，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2之间的电阻阻值可为0.1～10mω，在此电阻值范围，即可以保证压力感应单元15能使用扫描驱动电路13输出的扫描信号有效检测出压力的大小，也不会对扫描线13上的脉冲造成较大的影响而影响正常的显示。

优选的，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2之间的电阻阻值为1mω附近，此时，对扫描线14上的扫描信号影响较小，可以用于正常显示。而且压力感应单元15输出的信号的延迟较小，可以保证有效检测出压力大小。

在本发明实施例中，每个压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2分别与扫描驱动电路13的两个不同的扫描信号输出端电连接，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2电连接的两个扫描信号输出端可以相邻也可以不相邻。当压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2电连接的两个扫描信号输出端不相邻，也就是说，该两个扫描信号输出端之间还设置有其他扫描信号输出端，也即该两个扫描信号输出端分别电连接的两个扫描线间隔设置。由于不同扫描信号输出输出的扫描信号的脉冲存在一定的时延，在使用两行扫描信号作为偏置信号而检测压力时，如果两行扫描信号间隔时间长，例如在按压结束时，另一个扫描信号输出端还没有输出扫描信号，容易造成漏检，或者无法准确的检测出压力的大小。在本发明实施例中，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2电连接的两个扫描信号输出端之间可以间隔若干个扫描信号输出端，只有保证能准确检测出压力的大小即可。可选的，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2分别与扫描驱动电路13的两个相邻的扫描信号输出端电连接，第一输入端a1和第二输入端a2输入的扫描信号间隔时间短，可保证有效检测出压力值的大小，提高检测的准确率。

在本发明实施例中，当扫描驱动电路13的一个扫描信号输出端电连接多个压力感应单元15时，将对扫描线14上的扫描信号造成较大的影响，影响正常显示，为了降低压力感应单元15对扫描线14上扫描信号的影响，一般不同压力感应单元15电连接扫描驱动电路13的不同扫描信号输出端，也就是说扫描驱动电路13的一个扫描信号输出端只电连接一个压力感应单元15，即扫描驱动电路13的一个扫描信号输出端仅与一个压力感应单元15的第一输入端a1或者第二输入端a2电连接，以提高显示面板显示和压力检测的稳定性。

图4是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。请参考图4，在上述实施例的基础上，扫描驱动电路包括多级移位寄存器单元16，压力感应单元15的第一输入端a1和第二输入端a2分别与不同级移位寄存器单元16的扫描信号输出端电连接；其中，每一级移位寄存器单元16的扫描信号输出端out1电连接一条扫描线14。压力感应单元15位于非显示区域12，并位于不同级移位寄存器单元16之间，例如位于相邻级移位寄存器单元16之间。

移位寄存器单元16逐级向扫描线14输出扫描信号，以驱动显示面板逐行显示。由于压力感应单元15设置于非显示区域12，压力感应单元15位于不同的移位寄存器单元16之间，压力感应单元15并不额外占用显示面板的边框宽度，易于实现显示面板的窄边框。

在本发明实施例中的显示面板中，可以在非显示区域12的一侧设置3-4个压力感应单元15，每个压力感应单元15有一定的检测范围，一般在非显示区的一侧设置3-4个压力感应单元15可检测整个显示面板上受的压力。例如在显示面板的非显示区域12左右两边，也即显示面板的左右边框区域各设置3-4个压力感应单元。当然也可以根据不同显示面板的尺寸和需要检测压力的精度，设置不同个数的压力感应单元15。本发明实施例还提供了一种显示装置，图5是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图，参见图5，该显示装置50包括本发明任意实施提供的显示面板10。

本发明实施例还提供了一种压力检测方法，可用于检测本发明任意实施中的显示面板的触按压力。其中，显示面板包括：显示区域和非显示区域；

位于非显示区域的扫描驱动电路；

多条沿第一方向延伸、沿第二方向排列的扫描线，扫描线与扫描驱动电路的输出端电连接，第一方向和第二方向垂直；

至少一个压力感应单元，每个压力感应单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，压力感应单元的第一输入端和第二输入端分别与扫描驱动电路的不同扫描信号输出端电连接，第一输出端用于输出压感检测信号；

请参考图6，本发明实施例提供的压力检测方法包括：

s610、在压力感应单元的第一输入端电连接的扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测第一输出端输出的第一压感检测信号。

s620、在压力感应单元的第二输入端电连接的述扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测第一输出端输出的第二压感检测信号。

s630、根据第一压感检测信号和第二压感检测信号确定压力的大小。

示例性的，可以根据第一压感检测信号和第二压感检测信号的差值确定压力的大小。在显示面板未受到压力时，第一压感检测信号和第二压感检测信号的差值可以为一预定值，例如为零。在受到压力时，第一压感检测信号和第二压感检测信号的差值与压力值对应，可以根据二者的差值确定外界压力的大小。

进一步的，压力感应单元还包括第二输出端；相应地，本发明实施例还提供了另一种压力检测方法，该压力检测方法包括：

在压力感应单元的第一输入端电连接的扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测第一输出端输出的信号和第二输出端输出的信号之间的第一信号差值；

在压力感应单元的第二输入端电连接的扫描驱动电路的扫描信号输出端输出扫描信号时，检测第一输出端输出的信号和第二输出端输出的信号之间的第二信号差值；

根据第一信号差值和第二信号差值确定压力的大小。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。