一種具有壓感觸控功能的顯示裝置及驅動方法與流程

本發明涉及觸控技術領域，尤其涉及一種具有壓感觸控功能的顯示裝置及驅動方法。

背景技術：

隨著顯示技術的飛速發展，觸控顯示技術已經被廣泛應用于手機、手表、平板電腦等各種顯示產品中。其中，有機電致發光二極管(Organic light emitting diode，OLED)顯示器由于具有寬視角、低能耗、產品形態薄等特點已成為目前的發展趨勢。

目前，在觸控顯示領域，壓感觸控(force touch)功能主要是通過在顯示器中設置額外的機構來實現的。例如：2015年3月份，蘋果公司發布了一款具有壓感觸控功能的觸控設備，其是通過在觸控設備的四個角分別安置一個重力感應器件，以實現輕，中，重三種壓力識別功能。

然而，一方面，其僅可以實現三種壓力識別功能，不能滿足更多的觸控功能需求，用戶體驗不足；另一方面，當觸控設備尺寸較大時，這樣就可能存在壓感觸控盲點的問題。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種具有壓感觸控功能的顯示裝置及驅動方法，可滿足更多的觸控功能需求，并解決壓感觸控盲點的問題。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一方面，提供一種具有壓感觸控功能的顯示裝置，包括顯示面板，所述顯示面板包括設置在第一襯底基板上的第一電極、第二電極、以及位于所述第一電極和所述第二電極之間的有機材料功能層，還包括壓感電極；所述壓感電極設置在所述第一電極遠離所述有機材料功能層的一側，且所述壓感電極與所述顯示面板之間具有空隙；其中，所述壓感電極與所述第一電極在所述第一襯底基板上的投影具有重疊面積。

優選的，所述壓感電極設置在第二襯底基板上；所述顯示面板與設置有所述壓感電極的第二襯底基板通過框架固定。

進一步優選的，所述顯示裝置還包括金屬后殼；設置有所述壓感電極的第二襯底基板設置在所述金屬后殼與所述顯示面板之間。

進一步優選的，所述壓感電極的材料為金屬材料。

進一步優選的，所述第一電極不透光；所述第二電極半透光。

另一方面，提供一種上述的顯示裝置的驅動方法，所述驅動方法包括：在壓力觸控階段，向第一電極輸入固定電壓信號，向壓感電極輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置和電容值，并根據所述電容值得到壓力值；將所述壓力值以及預存的標準壓力范圍進行比較，若所述壓力值位于其中一個標準壓力范圍內，則打開與該范圍對應的所述顯示裝置的功能。

優選的，在壓力觸控階段，向壓感電極輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置和電容值，并根據所述電容值得到壓力值，包括：在壓力觸控階段，向壓感電極輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取所述觸控位置、以及該觸控位置處所述壓感電極和所述第一電極之間的電容值；根據標準電容值變化到所述電容值的時間，得到所述壓力值；其中，標準電容值變化到所述電容值的時間與所述壓力值一一對應；所述標準電容值是未發生觸控時，所述壓感電極和所述第一電極之間的電容值。

優選的，在壓力觸控階段，向壓感電極輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置和電容值，并根據所述電容值得到壓力值，包括：在壓力觸控階段，向壓感電極輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取所述觸控位置、以及預定時間到達時與該觸控位置處的所述電容值所對應的所述壓感電極的電壓值；根據所述電壓值，得到所述壓力值；其中，所述電壓值與所述壓力值一一對應。

進一步優選的，所述驅動方法還包括：在顯示階段，向第二電極輸入數據信號。

進一步優選的，所述顯示階段和所述壓力觸控階段為同一時間段。

本發明實施例提供一種具有壓感觸控功能的顯示裝置及驅動方法，通過在第一電極遠離有機材料功能層的一層設置壓感電極，使得該壓感電極可以與第一電極之間形成電容，當手指按壓顯示裝置時，由于壓感電極與顯示面板之間空隙的寬度發生變化，從而使得壓感電極與顯示面板中第一電極的間距發生變化，進而使得壓感電極與第一電極之間的電容值發生變化，根據該電容值，可以對應壓力值，進而可以實現與壓力值對應的觸控功能。基于此，相對于現有技術，由于本發明可以將壓力值與電容值、以及壓力值與觸控功能對應起來，因此可根據需要實現多種壓力識別功能；其中，由于壓感電極可以設置是在整個顯示面板區域，解決了顯示裝置尺寸較大存在的壓感觸控盲點的問題。此外，由于壓感電極是與顯示面板自身就有的第一電極之間形成電容，可以簡化該顯示裝置的制備工藝。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為本發明實施例提供的一種具有壓感觸控功能的顯示裝置的結構示意圖；

圖1b為圖1a中AA向剖視示意圖；

圖2a為本發明實施例提供的另一種具有壓感觸控功能的顯示裝置的結構示意圖；

圖2b為圖2a中BB向剖視示意圖；

圖3為本發明實施例提供的又一種具有壓感觸控功能的顯示裝置的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種具有壓感觸控功能的顯示裝置的驅動方法的流程示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種充電時間與電壓值對應關系的示意圖；

圖6為本發明實施例提供的另一種充電電壓與電壓值對應關系的示意圖。

附圖標記：

01-顯示裝置；02-顯示面板；10-第一襯底基板；20-第一電極；30-有機材料功能層；40-第二電極；50-壓感電極；60-空隙；70-第二襯底基板；80-框架。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

除非另作定義，此處使用的技術術語或者科學術語應當為本領域技術人員所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。

本發明實施例提供一種具有壓感觸控功能的顯示裝置01，如圖1a和圖1b圖2a和圖2b所示，該顯示裝置01包括顯示面板02，顯示面板02包括設置在第一襯底基板10上的第一電極20、第二電極40、以及位于第一電極10和第二電極40之間的有機材料功能層30；還包括壓感電極50；壓感電極50設置在第一電極20遠離有機材料功能層30的一側，且壓感電極50與顯示面板02之間具有空隙60；其中，壓感電極50與第一電極20在第一襯底基板10上的投影具有重疊面積。

其中，實現壓感觸控的原理為：由于壓感電極50與第一電極20在第一襯底基板10上的投影具有重疊面積，且壓感電極50與第一電極20之間具有間距，因此，根據平行板電容公式，即可知，壓感電極50和第一電極20之間可以產生電容(C)。其中，ε為常量，S為壓感電極50與第一電極20之間的重疊面積，d為壓感電極 50與第一電極20之間的間距。

基于此，當顯示裝置01沒有受到壓力(即沒有發生觸控)時，由于壓感電極50和第一電極20之間的間距固定，因此，二者產生的電容固定。當用手指在顯示裝置01的出光側施加一定的壓力時，壓感電極50與顯示面板02之間的空隙60減小，使得壓感電極50與第一電極20之間的間距減小，由平行板電容公式可知，壓感電極50與第一電極20之間的電容將增加。在此基礎上，可根據變化了的電容值與壓力值之間的對應關系，得到觸控位置處手指所施加的壓力，并以此實現相應的觸控功能。

需要說明的是，第一，所述顯示面板02包括多個子像素單元，每個子像素單元均包括第一電極20、有機材料功能層30和第二電極40。

對于有機材料功能層30，其可以至少包括發光層，在此基礎上為了能夠提高電子和空穴注入發光層的效率，有機材料功能層30進一步還可以包括電子傳輸層、空穴傳輸層和設置在陰極與電子傳輸層之間的電子注入層，以及設置在空穴傳輸層與陽極之間的空穴注入層。

對于第一電極20，由于其除用于與第二電極40配合實現顯示外，還用于與壓感電極50配合實現壓感觸控功能，因此，如圖1a和圖2a所示，本發明實施例優選第一電極20為條形電極。

其中，第一電極20和第二電極40可以是一個透光、一個不透光，也可以是同時透光，具體在此不做限定。當其為透光時，材料可以是ITO(Indium Tin Oxides，銦錫金屬氧化物)，也可以是金屬材料(使電極的厚度較薄即可)；當其不透光時，材料可以是金屬材料。

此外，不對所述顯示面板02的類型進行限定，其既可以是AMOLED(Active matrix organic light emitting diode，主動式有機發光二極管)顯示面板，也可以是PMOLED(Passive matrix organic light emitting diode，被動式有機發光二極管)顯示面板。相比于AMOLED，PMOLED具有制作工藝簡單，產品價格較低等特點，應用在小尺寸產品上，具有顯著的優勢。

第二，不對第一電極20的設置位置進行限定，其可以如圖1b所示靠近第一襯底基板10設置，也可以如圖2b所示遠離第一襯底基板10設置。

在此基礎上，不對壓感電極50的材料進行限定，其可以采用透明導電材料如ITO，也可以采用不透明的金屬材料，如鉬、鋁、銀等，具體可根據其設置位置而定，若壓感電極50設置在顯示面板02的出光側，則需保證壓感電極50的材料為透明導電材料，若壓感電極50設置在顯示面板02的非出光側，則壓感電極50的材料可以為透明導電材料，也可以為金屬材料。

此外，由于壓感電極50不能單獨存在而與顯示面板02之間具有空隙60，因而其必須承載在相應的承載基板上(圖1a、1b以及圖2a、圖2b中均未示出)。基于此，本發明實施例不對承載壓感電極50的承載基板進行限定，可以是顯示裝置01的除顯示面板02外的固有結構，也可以是額外增加的結構。

在此基礎上，不對承載有壓感電極50的承載基板與顯示面板02的固定方式進行限定，只要在壓感電極50和顯示面板02之間形成空隙60即可。

其中，當壓感電極50設置在顯示面板02的出光側時，需保證上述承載基板也為透明。

第三，不對壓感電極50與顯示面板02之間的空隙60的寬度進行限定，只要施加一定的壓力時，空隙60的寬度能發生變化即可。其中，這里所指的寬度是指沿垂直顯示裝置01的方向的寬度。

第四，任一個壓感電極50可以與多個子像素單元中的第一電極20對應。

此處對應即為：該壓感電極50與多個子像素單元中的第一電極20在第一襯底基板10的投影具有重疊面積。

其中，本發明實施例中，與壓感電極50對應的多個子像素單元中的第一電極20可以與壓感電極50部分重疊，也可以是完全重疊，只要二者具有重疊面積即可。

本發明實施例提供了一種具有壓感觸控功能的顯示裝置01，通 過在第一電極20遠離有機材料功能層30的一層設置壓感電極50，使得該壓感電極50可以與第一電極20之間形成電容，當手指按壓顯示裝置01時，由于壓感電極50與顯示面板02之間空隙60的寬度發生變化，從而使得壓感電極50與顯示面板02中第一電極20的間距發生變化，進而使得壓感電極50與第一電極20之間的電容值發生變化，根據該電容值，可以對應壓力值，進而可以實現與壓力值對應的觸控功能。基于此，相對于現有技術，由于本發明可以將壓力值與電容值、以及壓力值與觸控功能對應起來，因此可根據需要實現多種壓力識別功能；其中，由于壓感電極50可以設置是在整個顯示面板區域，解決了顯示裝置01尺寸較大存在的壓感觸控盲點的問題。此外，由于壓感電極50是與顯示面板02自身就有的第一電極20之間形成電容，可以簡化該顯示裝置01的制備工藝。

優選的，壓感電極50可以設置在額外的承載基板上，即，如圖3所示，可以將壓感電極50設置在第二襯底基板70上，基于此，顯示面板02與設置有壓感電極50的第二襯底基板70可以通過框架80固定。

其中，上述框架80可以具有凸出部分，所述凸出部分供放置顯示面板02和/或第二襯底基板70。

需要說明的是，對框架80的結構不做限定，只要能固定顯示面板02和第二襯底基板70即可。此外，對框架80的材料也不做限定，例如可以由聚碳酸酯制成。

本發明實施例中，一方面，通過將壓感電極50設置在第二襯底基板70上，可以根據需要選擇第二襯底基板70的材料以及厚度，另一方面，由于框架80比較容易做成各種形狀的結構，因此易于根據顯示面板02與第二襯底基板70上壓感電極50之間的空隙60的寬度設置框架80的結構，以便將顯示面板02和第二襯底基板70支撐起來，此外，框架80還能起到卡合固定顯示面板02和第二襯底基板70的作用。

進一步優選的，顯示裝置01還包括金屬后殼；設置有壓感電極50的第二襯底基板70設置在金屬后殼與顯示面板02之間。

本發明實施例中，相對將壓感電極50設置在顯示裝置01的出光 側，將其設置在非出光側，可避免對顯示造成影響。

進一步優選的，壓感電極50的材料為金屬材料。

其中，壓感電極50的材料具體可以是鋁、鉬、銀等金屬材料。

本發明實施例中，由于金屬材料的電阻較低，因此當壓感電極50采用金屬材料時，可使其具有較高的觸控靈敏度。

基于上述，優選的，第一電極20不透光，第二電極40半透光。

其中，第一電極20的材料為金屬材料，其厚度較厚；第二電極40的材料為金屬材料，其厚度較薄。金屬材料可以是銀、鋁、鉬等。

當第一電極20不透光，第二電極40半透光時，不透明的第一電極20、有機材料功能層30、半透明的第二電極40可以構成一個微腔，利用光在微腔內的干涉效應可以進一步提高光的輸出效率。

本發明實施例還提供了一種上述顯示裝置01的驅動方法，如圖4所示，該驅動方法包括：

S101、在壓力觸控階段，向第一電極20輸入固定電壓信號，向壓感電極50輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置和電容值，并根據所述電容值得到壓力值。

具體的，可通過與第一電極20相連的第一驅動IC向第一電極20輸入固定電壓信號，通過與壓感電極50相連的第二驅動IC向壓感電極50輸入驅動信號，并通過第二驅動IC接收反饋信號。其中，第一驅動IC和第二驅動IC可以是同一個驅動IC也可以是不同的驅動IC。

需要說明的是，不對輸入的固定電壓信號的大小進行限定，可根據實際應用中觸控所需的電壓進行合理設置。此外，電容值與壓力值存在一一對應關系，該一一對應關系可以是預先設置好的。

S102、將所述壓力值以及預存的標準壓力范圍進行比較，若壓力值位于其中一個標準壓力范圍內，則打開與該范圍對應的所述顯示裝置01的功能。

其中，一個標準壓力范圍可以對應顯示裝置01的一項功能，因此，可根據具體的功能項設置多個標準壓力范圍，且該對應關系可以 是預先設置好的。

此處，不對標準壓力范圍對應的顯示裝置01的功能進行限定，可以根據顯示裝置01的需要設定相應的功能。將步驟S101得到的壓力值與預存的標準壓力范圍進行對比，若該壓力值位于其中一個標準壓力范圍內，則實現該壓力范圍對應功能。例如，在標準壓力范圍中，當壓力為0.003-0.005N時，對應的功能是打開，若通過步驟S101獲得的壓力值是0.0035N，則將實現打開這一功能。

在此基礎上，步驟S101可以通過如下兩種方式實現：

第一種方式：在壓力觸控階段，第一驅動IC向第一電極20輸入固定電壓信號，第二驅動IC向壓感電極50輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置、以及該觸控位置處壓感電極50和第一電極20之間的電容值；第二驅動IC根據標準電容值變化到所述電容值的時間，得到該觸控位置處電容值對應的壓力值；其中，標準電容值變化到所述電容值的時間與所述壓力值一一對應；標準電容值是未發生觸控時，壓感電極50和第一電極20之間的電容值。

其中，在壓力觸控階段，若發生觸控，則壓感電極50和第一電極20之間的間距將減小，基于此，根據觸控后壓感電極50和第一電極20之間的實際間距，利用上述平行板電容公式即可計算得到觸控位置處壓感電極50和第一電極20之間的電容值。

標準電容值變化到發生觸控后壓感電極50和第一電極20之間的電容值所需的時間與壓力值一一對應關系可以預先存儲在第二驅動IC中。其中，如圖5所示，在壓力觸控階段，當以較小的力觸控顯示裝置01時，壓感電極50和第一電極20之間的間距減小的幅度較小，壓感電極50和第一電極20之間的電容值增加的幅度較小，需要T2時間就可以完成充電達到相應的電壓。當以較大的力觸控顯示裝置01時，壓感電極50和第一電極20之間的間距減小的幅度較大，壓感電極50和第一電極20之間的電容值增加的幅度較大，需要T1時間才可以完成充電達到相應的電壓。基于此，根據充電時間的長短便可得到相應的壓力值。

此處，與標準電容值變化到發生觸控后壓感電極50和第一電極20之間的電容值所需的時間一一對應的壓力值可以是一個范圍，而 不局限與一個點值。同理，與該壓力值對應的標準電容值變化到發生觸控后壓感電極50和第一電極20之間的電容值所需的時間也可以是一個范圍。

第二種方式：在壓力觸控階段，第一驅動IC向第一電極20輸入固定電壓信號，第二驅動IC向壓感電極50輸入驅動信號并接收反饋信號，以獲取觸控位置、以及預定時間到達時與該觸控位置處的電容值所對應的壓感電極50的電壓值；根據所述電壓值，得到壓力值；其中，所述電壓值與所述壓力值一一對應。

電壓值與壓力值一一對應關系可以預先存儲在第二驅動IC中。其中，如圖6所示，當以較小的力觸控顯示裝置01時，壓感電極50和第一電極20之間的電容值增加的幅度較小，其電容飽和值較小，在預定時間T到達時，壓感電極50的電壓便可達到V1。當以較大的力觸控顯示裝置01時，壓感電極50和第一電極20之間的電容值增加的幅度較大，其電容飽和值較大，在預定時間T到達時，壓感電極50的電壓只能達到V2。基于此，根據預定時間T到達時的電壓值便可得到相應的壓力值。

需要說明的是，對于預定時間到達時該觸控位置處壓感電極50的電壓值，可根據預定時間達到時，該觸控位置處壓感電極50和第一電極20之間的電容值得到。

此外，不對預定時間進行限定，可根據實際觸控過程中電容發生變化需要的時間進行合理設置。

基于上述，所述驅動方法還包括：在顯示階段，向第二電極40輸入數據信號。

其中，可通過第三驅動IC向第二電極40輸入數據信號，第三驅動IC可以是與第一驅動IC不同的IC。

由于第一驅動IC向第一電極20輸入固定的電壓值，當第三驅動IC向第二電極40輸入不同的數據信號時，可以實現不同的顯示畫面。

進一步優選的，上述顯示階段和壓力觸控階段為同一時間段。

此處，由于不管是顯示階段還是壓力觸控階段，都可以向第一電極20輸入固定的電壓值，因此，當顯示階段和壓力觸控階段為同一 時間段時，可向第一電極20輸入既能實現顯示又能實現觸控的電壓，在此基礎上分別向第二電極40和壓感電極50輸入相應的信號即可同時實現顯示和壓力觸控功能。這樣可以提高用戶體驗。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。