压力传感面板及制造方法、显示装置和压力触控方法
【专利摘要】本发明提供一种压力传感面板，其中，所述压力传感面板包括承载基板、形成在所述承载基板上的气囊层和多个气压传感器，所述气囊层包括至少一个气囊，所述气囊内密封有预定量的气体，每个气囊内设置有至少一个所述气压传感器。本发明还提供一种显示装置、所述压力传感面板的制造方法和一种对显示装置进行压力触控的方法。在本发明中，气囊的变形属于物理变形，受周围环境影响较小，因此，利用本发明所提供的压力传感面板可以准确地判断显示装置所承受的压力的大小，进而准确地执行操作。
【专利说明】
压力传感面板及制造方法、显示装置和压力触控方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种压力传感面板、该压力传感面板的制造方法、包括所述压力传感面板的显示装置和利用所述显示装置进行压力触控的方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着某些智能手表、智能手机等电子移动终端中引入了压力触摸这种新型触摸技术模式，业界也掀起了压力触控的研究热潮。
[0003]现有压力触摸实现方式一般为电容式或电阻式，其实现原理与触控面板(touchpanel)非常相似，电容式是利用人体的电流感应的原理进行工作，而电阻式是利用压力感应的原理进行工作。但是现有技术中的触控准确性和灵敏度都不高。
[0004]因此，需要一种压力触摸显示装置及压力触控的方法解决现有技术中的上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种压力传感面板、该压力传感面板的制造方法、包括所述压力传感面板的显示装置和利用所述显示装置进行压力触控的方法。对所述显示装置进行压力触控时，不受电磁信号的影响。
[0006]为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种压力传感面板，其中，所述压力传感面板包括承载基板、形成在所述承载基板上的气囊层和多个气压传感器，所述气囊层包括至少一个气囊，所述气囊内密封有预定量的气体，每个气囊内设置有至少一个所述气压传感器。
[0007]优选地，所述承载基板包括刚性基板和密封膜，所述刚性基板上形成有至少一个气孔，每个所述气孔内均设置有一个用于密封所述气孔的密封塞，每个所述气囊对应至少一个所述气孔，所述密封膜贴附在所述刚性基板背离所述气囊层的表面。
[0008]优选地，所述压力传感面板还包括安装基板，所述安装基板设置在所述气囊层的背离所述承载基板的表面。
[0009]优选地，所述气囊层包括排列为多行多列的多个所述气囊。
[0010]优选地，所述气囊层包括一个所述气囊，一个所述气囊内设置有多个所述气压传感器，多个所述气压传感器位于不同的位置。
[0011 ]作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，其中，所述显示装置还包括本发明所提供的压力传感面板和与所述气压传感器的输出端相连的控制模块，所述压力传感面板设置在所述显示面板的背面，所述控制模块能够根据所述气压传感器检测到的气压判断当前触控操作的压力等级。
[0012]作为本发明的还一个方面，提供一种压力传感面板的制造方法，其中，所述制造方法包括:
[0013]分别提供气囊层和承载基板的至少一部分，所述气囊层包括至少一个气囊；
[0014]将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上；
[0015]向所述气囊内充入预定量的气体，其中，每个所述气囊内设置有至少一个气压传感器。
[0016]优选地，所述承载基板包括刚性基板、密封膜和密封塞，在所述提供气囊层和承载基板的至少一部分中的步骤中，提供刚性基板，在刚性基板上形成至少一个气孔，每个所述气囊对应至少一个所述气孔；
[0017]所述制造方法还包括在分别提供气囊层和承载基板的至少一部分的步骤和将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上的步骤之间进行的:
[0018]在所述刚性基板上设置所述气压传感器；
[0019]在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤中，通过所述气孔相所述气囊内充入预定量的气体，并且，所述制造方法还包括在在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤之后进行的:
[0020]利用密封塞密封所述气孔;和
[0021 ]向所述刚性基板的与所述气囊层相对的表面贴附密封膜。
[0022]优选地，所述制造方法还包括:
[0023]向所述气囊层的背离所述承载基板的表面贴附安装基板。
[0024]优选地，所述气囊层包括排列为多行多列的多个所述气囊;或者
[0025]所述气囊层包括一个所述气囊，一个所述气囊内设置有多个所述气压传感器，多个所述气压传感器位于不同的位置。
[0026]作为本你发明的再一个方面，提供一种对根据本发明所提供的上述显示装置进行压力触控的方法，其特征在于，所述方法包括:
[0027]实时监测所述气囊内的气压；
[0028]根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级；
[0029]根据所述触控压力的压力等级驱动所述显示面板执行相对应的操作。
[0030]优选地，所述方法还包括在实时检测所述气囊内的气压的步骤之前进行的:
[0031]测量无触摸状态下所述气囊内的初始气压；
[0032]根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级的步骤包括:
[0033]计算实时测得的所述气囊内的气压与所述气囊内的初始气压之间的压强差；
[0034]根据所述压强差确定触控压力的压力等级。
[0035]优选地，根据所述压强差确定触控压力的压力等级的步骤包括:
[0036]设定至少一个预设值，所有所述预设值形成多个压强区间，每个所述压强区间对应一个触控压力的压力等级；
[0037]将压强差与各个所述预设值比较，确定所述触控压力的压力等级。
[0038]当操作者的手指触摸到包括所述压力传感面板的显示装置的显示面时，会对所述显示装置产生一定的触摸压力，该触摸压力通过显示面板传递至所述压力传感面板，导致气囊体积缩小。相应地，气压传感器检测到的气压也变大，并生成相应的压力传感信号。气压传感器将该压力传感信号发送给包括压力传感面板的显示装置的控制模块。所述控制模块根据气压传感器检测到的气压的大小确定触摸压力的等级，并控制所述显示装置执行相应的操作。
[0039]在本发明中，气囊的变形属于物理变形，受周围环境影响较小，因此，利用本发明所提供的压力传感面板可以准确地判断显示装置所承受的压力的大小，进而准确地执行操作。
【附图说明】
[0040]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0041 ]图1是本发明所提供的显示装置的示意图；
[0042]图2是本发明所提供的压力传感面板的第一种实施方式的俯视图；
[0043]图3是本发明所提供的压力传感面板的第二种实施方式的俯视图；
[0044]图4a至图4f是制造本发明所提供的压力传感面板的流程图；
[0045]图5是本发明所提供的压力触控方法的流程图。
[0046]附图标记说明
[0047]100:压力传感面板110:承载基板
[0048]111:刚性基板 112:密封膜
[0049]113:密封塞120:气囊层
[0050]121:气囊130:气压传感器[0051 ] 140:安装基板 200:显示面板
[0052]Illa:气孔
【具体实施方式】
[0053]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0054]如图1所示，作为本发明的一个方面，提供一种压力传感面板100，其中，所述压力传感面板包括承载基板110、形成在该承载基板110上的气囊层120和多个气压传感器130，气囊层120包括至少一个气囊121，气囊121内密封有预定量的气体，每个气囊121内都设置有至少一个气压传感器130。
[0055]本领域技术人员容易理解的是，可以利用以下公式计算气囊121内的气压:
[0056]P = nRT/V
[0057]其中，P为气囊内的气压；
[0058]η表示气囊内气体的物质的量；
[0059]R为常数；
[0060]T为温度。
[0061]需要解释的是，利用弹性材料制成气囊121。当向压力传感面板100施加压力时，将压缩气囊121，使得气囊121收缩，从而导致气囊121内的体积变小。由于气囊121内的气体量是不变的，根据气压计算公式可知，气囊内的气压将增大。气压传感器130将根据检测到的压强值生成相应的气压传感信号。
[0062]当操作者的手指触摸到包括所述压力传感面板的显示装置的显示面时，会对所述显示装置产生一定的触摸压力，该触摸压力通过显示面板传递至所述压力传感面板，导致气囊121体积缩小。相应地，气压传感器130检测到的气压也变小，并生成相应的气压传感信号。气压传感器130将该气压传感信号发送给包括压力传感面板100的显示装置的控制模块。所述控制模块根据气压传感器130检测到的气压的大小确定触摸压力的等级，并控制所述显示装置执行相应的操作。
[0063]在本发明中，气囊的变形属于物理变形，受周围环境影响较小，因此，利用本发明所提供的压力传感面板可以准确地判断显示装置所承受的压力的大小，进而准确地执行操作。
[0064]如上文中所述，气囊121是密封的，为了确保气囊121内具有所述预定量的气体，优选地，如图1所示，承载基板110包括刚性基板111和密封膜112，刚性基板111上形成有至少一个气孔，每个所述气孔内均设置有一个用于密封所述气孔的密封塞113，每个气囊121对应至少一个所述气孔，密封膜112贴附在刚性基板111背离气囊层120的表面。
[0065]在制造压力传感面板100时，首先将气囊层120固定设置在刚性基板111的一侧，然后通过气孔向气囊层120的各个气囊121充气，在气囊内的其他达到预定量后停止充气，并且利用密封塞113将气孔密封随后在刚性基板111的另一侧贴附密封膜112。
[0066]在密封塞113和密封贴膜112的双层密封下，可以确保气囊121内的气体不会泄露，从而保证压力传感面板100判断的压力等级的准确性。
[0067]如上文中所述，压力传感面板100是设置在显示装置中的，可以将压力传感面板100贴附在显示面板的背面，为了便于安装，优选地，压力传感面板100还可以包括安装基板140，该安装基板140设置在气囊层120的背离承载基板110的表面。
[0068]在将显示面板200与压力传感面板100组装在一起时，将安装基板140贴附在显示面板200的背面(S卩，与显示面相对的面)。
[0069]在本发明中，对气囊层120中气囊121的具体个数并没有特殊的限制，例如，作为本发明的一种优选实施方式，如图2所示，气囊层120可以包括排列为多行多列的多个气囊121。在这种实施方式中，可以在每个气囊121中可以设置一个气压传感器130。
[0070]作为本发明的另一个方面，如图3所示，气囊层120可以仅包括一个气囊121，并且，一个气囊121内设置有多个气压传感器130，多个气压传感器130位于不同的位置。
[0071 ]作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板200，其中，所述显示装置还包括压力传感面板100、和与气压传感器130的输出端相连的控制模块，压力传感面板100设置在显示面板200的背面，所述控制模块能够根据所述气压传感器检测到的气压判断当前触控操作的压力等级。
[0072]获得的当前触控操作的压力等级之后，可以很容易地区分施加在显示面板上的是压力触控操作还是轻触操作，并进一步控制所述显示装置执行相应的操作。
[0073]不同的压力等级对应于不同的操作，所述显示装置能够根据触摸压力的压力等级执行相应的操作。
[0074]例如，当所述触摸压力较小时，在操作界面上会弹出第一操作菜单；当所述压力触摸压力较大时，在操作界面上会弹出第二操作菜单，其中所述第一操作菜单和所述第二操作菜单的内容和功能均不相同。
[0075]作为一种【具体实施方式】，可以将所述触摸压力划分为两个等级:对应于小于或等于IPa的气压的等级以及对应于大于IPa的气压的等级。对应于小于或等于IPa的气压的等级对应于轻触操作，对应于大于IPa的气压的等级对应于按压操作。当所述触摸压力的压力对应于大于IPa的气压时，可以驱动显示面板10执行按压操作，当所述触摸压力的压力对应于小于或等于IPa的气压时，可以驱动显示面板10执行轻触操作。
[0076]在本发明中，对按压操作的具体类型不做特殊的限定。例如，当触摸点位于某文件夹上方时，所述按压操作可以为:打开该文件夹。所述轻触操作可以是，例如，解锁，等操作。当然，以上只是举例说明轻触操作和按压操作，本发明并不限于此。
[0077]如上文中所述，气囊内的气压只与触控压力大小有关，受外界条件干扰较小，因此，所述显示装置可以准确地执行压力触控操作和轻触操作。
[0078]作为本发明的另一个方面，提供本发明所提供给的上述压力传感面板的制造方法，其中，所述制造方法包括:
[0079]分别提供气囊层和承载基板的至少一部分，所述气囊层包括至少一个气囊；
[0080]将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上；
[0081 ]向所述气囊内充入预定量的气体，其中，每个所述气囊内设置有至少一个气压传感器。
[0082]在本发明中，提供承载基板的至少一部分包括以下两种情况:当所述承载基板具有单层结构时，可以提供整个承载基板;当承载基板包括多层时，可以先提供承载基板的多层中的一层或几层。
[0083]可以利用粘结剂将所述气囊层贴附在所述承载基板上。
[0084]在本发明的优选实施方式中，所述承载基板包括刚性基板、密封膜和密封塞，在所述提供气囊层和承载基板的至少一部分中的步骤中，提供刚性基板，在刚性基板上形成至少一个气孔，每个所述气囊对应至少一个所述气孔；
[0085]所述制造方法还包括在分别提供气囊层和承载基板的至少一部分的步骤和将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上的步骤之间进行的:
[0086]在所述刚性基板上设置所述气压传感器；
[0087]在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤中，通过所述气孔相所述气囊内充入预定量的气体，并且，所述制造方法还包括在在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤之后进行的:
[0088]利用密封塞密封所述气孔;和
[0089]向所述刚性基板的与所述气囊层相对的表面贴附密封膜。
[0090]优选地，所述制造方法还包括:
[0091 ]向所述气囊层的背离所述承载基板的表面贴附安装基板。
[0092]在本发明中，对执行所述向所述气囊层的背离所述承载基板的表面贴附安装基板的步骤所执行的次序并没有特殊的限制，可以在将气囊层贴附在承载基板上之前进行，也可以在将气囊层贴附在承载基板上之后进行。
[0093]优选地，所述气囊层包括排列为多行多列的多个所述气囊;或者
[0094]所述气囊层包括一个所述气囊，一个所述气囊内设置有多个所述气压传感器，多个所述气压传感器位于不同的位置。
[0095]图4a至图4f中所示的是本发明所提供的压力传感面板的制作方法的一种【具体实施方式】。所述制作方法包括:
[0096]提供气囊层120，该气囊层120包括多个气囊121(如图4a所示)；
[0097]在气囊层120的一侧设置安装基板140(如图4b所示)；
[0098]提供刚性基板111、在刚性基板111上设置多个气孔111a，并在刚性基板111的一侧设置多个气压传感器130(如图4c所示)；
[0099]将设置有安装基板140的气囊层120固定设置在刚性基板的一侧，并且将气压传感器130设置在相应的气囊121内部(如图4d所示)；
[0100]向气囊121中充气；
[0101]利用密封塞113将气孔密封(如图4e所示)；
[0102]在刚性基板111的另一侧设置密封膜112，得到压力传感面板100(如图4f所示)。
[0103]作为本发明的再一个方面，提供一种对本发明所提供的上述显示装置进行压力触控的方法，其中，如图5所示，所述方法包括:
[0104]S200、实时监测所述气囊内的气压；
[0105]S300、根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级；
[0106]S400、根据所述触控压力的压力等级驱动所述显示面板执行相对应的操作。
[0107]如上文中所述，当有操作者的触控压力施加在显示面板的显示面上时，触控压力会传递至压力传感面板100，导致压力传感面板100中的气囊121被压缩，从而引发气囊121内气压增大。在所述显示装置中，气囊内气压的变化是由施加在显示面板上的触控压力引起的，并且，气囊内的气压的等级与触控压力的压力等级成正比。因此，可以根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级。
[0108]在利用所述方法确定触控压力的等级时，不会受到电池信号干扰，从而能够得到更加准确的结果，并执行相应的操作。
[0109]优选地，所述方法还包括在步骤S200之前进行的:
[0110]SlOO、测量无触摸状态下所述气囊内的初始气压；
[0111]相应地，步骤S300可以步骤包括:
[0112]S310、计算实时测得的所述气囊内的气压与所述气囊内的初始气压之间的压强差;
[0113]S320、根据所述压强差确定触控压力的压力等级。
[0114]优选地，步骤S320包括:
[0115]S321、设定至少一个预设值，所有所述预设值形成多个压强区间，每个所述压强区间对应一个触控压力的压力等级；
[0116]S322、将压强差与各个所述预设值比较，确定触控压力的压力等级。
[0117]所述控制模块内预设有至少一个预设值，所有所述预设值限定多个压强区间，每个所述压强区间对应一个触控压力的压力等级，所述控制模块能够将压强差与各个所述预设值比较，以确定所述触控压力的压力等级，并生成相应的第一判定信号，所述控制模块能够将相应的第一判定信号发送至所述显示装置的触控驱动模块；
[0118]所述显示装置的触控驱动模块能够在接收到所述控制模块发送的第一判定信号后驱动所述显示面板执行相应的操作。
[0119]当预设值为一个时，该一个预设值限定的压强区间为两个，S卩，小于或等于该预设值的区间以及大于该预设值的区间。
[0120]当预设值为多个时，限定的原来区间的数量为预设值数量在加I。例如，包括两个预设值时，限定的压强区间为:小于或等于最小的预设值的区间、最小的预设值与最大的预设值之间的压力区间、以及大于最大的预设值的压力区间。
[0121]例如，可以在所述控制模块内部设置包括第一预设值、第二预设值和第三预设值的三个预设值。为了便于描述，可以将第一预设值设置为IPa、第二预设值设置为1.5Pa，将第三预设值设置为2Pa。这样，压强区间可以包括如下三个:(O，IPa]、(IPa，1.5Pa]、(1.5Pa，2Pa]、(2Pa，+oo)。(O，IPa]对应的压力等级所对应的操作为进入A界面、(IPa，1.5Pa]对应的压力等级所对应的操作是进入B界面，(1.5Pa，2Pa]对应的压力等级所对应的操作是进入C界面，(2Pa，+⑴)对应的压力等级所对应的操作是进入D界面。
[0122]当操作者的手指对所述显示装置的出光面进行按压时，气压传感器感应到气囊内的气压，并生成相应的传感信号。所述控制模块将所述传感信号对应的压强值与IPa的第一预设值、1.5Pa的第二预设值以及2Pa的第三预设值分别进行比较。如果计算得到的压强值落入(0，IPa]的压强区间内，则控制显示面板10显示A界面，如果计算得到的压强值大于落入(lPa，1.5Pa]的压强区间内，则控制显示面板10显示B界面，如果计算得到的压强值落入(1.5Pa，2Pa]的压强区间内，则控制显示面板10显示C界面，如果计算得到的压强值大于2Pa，则控制显示面板1显示D界面。
[0123]本发明提供的压力触摸显示装置及压力触控的方法，通过在压力触摸显示装置中设置压力传感面板，实现了区分对所述显示装置的触摸操作是轻触操作还是重力按压操作。另外通过气囊内气压的变化区分轻触操作还是重力按压操作提高了检测的准确性和灵敏性，还避免了现有技术中检测时抗干扰能力低的问题。
[0124]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。
【主权项】
1.一种压力传感面板，其特征在于，所述压力传感面板包括承载基板、形成在所述承载基板上的气囊层和多个气压传感器，所述气囊层包括至少一个气囊，所述气囊内密封有预定量的气体，每个气囊内设置有至少一个所述气压传感器。2.根据权利要求1所述的压力传感面板，其特征在于，所述承载基板包括刚性基板和密封膜，所述刚性基板上形成有至少一个气孔，每个所述气孔内均设置有一个用于密封所述气孔的密封塞，每个所述气囊对应至少一个所述气孔，所述密封膜贴附在所述刚性基板背离所述气囊层的表面。3.根据权利要求1或2所述的压力传感面板，其特征在于，所述压力传感面板还包括安装基板，所述安装基板设置在所述气囊层的背离所述承载基板的表面。4.根据权利要求1或2所述的压力传感面板，其特征在于，所述气囊层包括排列为多行多列的多个所述气囊。5.根据权利要求1或2所述的压力传感面板，其特征在于，所述气囊层包括一个所述气囊，一个所述气囊内设置有多个所述气压传感器，多个所述气压传感器位于不同的位置。6.一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，其特征在于，所述显示装置还包括权利要求I至5中任意一项所述的压力传感面板和与所述气压传感器的输出端相连的控制模块，所述压力传感面板设置在所述显示面板的背面，所述控制模块能够根据所述气压传感器检测到的气压判断当前触控操作的压力等级。7.一种压力传感面板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括: 分别提供气囊层和承载基板的至少一部分，所述气囊层包括至少一个气囊； 将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上； 向所述气囊内充入预定量的气体，其中，每个所述气囊内设置有至少一个气压传感器。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述承载基板包括刚性基板、密封膜和密封塞，在所述提供气囊层和承载基板的至少一部分中的步骤中，提供刚性基板，在刚性基板上形成至少一个气孔，每个所述气囊对应至少一个所述气孔； 所述制造方法还包括在分别提供气囊层和承载基板的至少一部分的步骤和将所述气囊层贴附在所述承载基板的至少一部分上的步骤之间进行的: 在所述刚性基板上设置所述气压传感器； 在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤中，通过所述气孔相所述气囊内充入预定量的气体，并且，所述制造方法还包括在在向所述气囊内充入预定量的气体的步骤之后进行的: 利用密封塞密封所述气孔;和 向所述刚性基板的与所述气囊层相对的表面贴附密封膜。9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括: 向所述气囊层的背离所述承载基板的表面贴附安装基板。10.根据权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述气囊层包括排列为多行多列的多个所述气囊;或者 所述气囊层包括一个所述气囊，一个所述气囊内设置有多个所述气压传感器，多个所述气压传感器位于不同的位置。11.一种对根据权利要求6要求所述的显示装置进行压力触控的方法，其特征在于，所述方法包括: 实时监测所述气囊内的气压； 根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级； 根据所述触控压力的压力等级驱动所述显示面板执行相对应的操作。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在实时检测所述气囊内的气压的步骤之前进行的: 测量无触摸状态下所述气囊内的初始气压； 根据检测到的气囊内的气压的等级确定触控压力的压力等级的步骤包括: 计算实时测得的所述气囊内的气压与所述气囊内的初始气压之间的压强差； 根据所述压强差确定触控压力的压力等级。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据所述压强差确定触控压力的压力等级的步骤包括: 设定至少一个预设值，所有所述预设值形成多个压强区间，每个所述压强区间对应一个触控压力的压力等级； 将压强差与各个所述预设值比较，确定触控压力的压力等级。
【文档编号】G06F3/041GK105824471SQ201610151539
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】张春芳, 韩艳玲, 徐智强
【申请人】京东方科技集团股份有限公司