傳感結構、顯示面板和顯示裝置的制作方法

本實用新型涉及壓力和觸控傳感技術領域，尤其涉及一種傳感結構、顯示面板和顯示裝置。

背景技術：

隨著電子技術的不斷進步，電子設備所集成的功能越來越多，比如說現在的觸控顯示裝置中都設置有壓力傳感器，該壓力傳感器能夠檢測到用戶在手機或者掌上電腦顯示屏上的壓力，從而根據檢測到的壓力響應對應的應用程序。

由上可知，觸控技術與壓力傳感是顯示傳感領域實現的兩個重要功能，但現有的觸控顯示裝置是在觸控傳感結構的基礎上再疊加壓力傳感器，除了會增加傳感部件的制作工藝，也會增加顯示屏厚度，不利于顯示屏的薄型化。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種傳感結構、顯示面板和顯示裝置，以解決現有技術中不能在滿足觸控與壓力傳感功能的同時，實現傳感器每層結構的全部復用，從而導致傳感結構復雜，不利于顯示屏的薄型化的問題。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種傳感結構，包括第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列、絕緣單元陣列和傳感控制電路；所述絕緣單元陣列包括多個絕緣單元；

所述第一壓感電極陣列包括多個沿著第一方向依次排列的第一壓感電極；

所述第二壓感電極陣列包括多個沿著第二方向依次排列的第二壓感電極；

所述第一壓感電極和所述第二壓感電極交叉設置，所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間存在多個交叉面；

所述絕緣單元陣列設置于所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間，每一所述交叉面都分別設置有一所述絕緣單元；

所述絕緣單元由絕緣壓電材料制成；

所述傳感控制電路分別與所述第一壓感陣列和所述第二壓感陣列連接。

實施時，所述第一壓感電極和所述第二壓感電極正交設置。

實施時，所述傳感控制電路包括掃描信號發送模塊、感應信號接收模塊和感應信號處理模塊；

所述掃描信號發送模塊包括觸控掃描信號發送器；所述感應信號接收模塊包括觸控感應信號接收器；所述感應信號處理模塊包括觸控感應信號處理器；

所述觸控掃描信號發送器分別與所述多個第一壓感電極連接，用于在觸控時間段向所述多個第一壓感電極發送觸控掃描信號；

所述觸控感應信號接收器分別與所述多個第二壓感電極連接，用于在觸控時間段接收所述第二壓感電極輸出的觸控感應信號；

所述觸控感應信號處理器與所述觸控感應信號接收器連接，用于根據所述觸控感應信號判斷觸控位置。

實施時，所述掃描信號發送模塊還包括壓力掃描信號發送器；所述感應信號接收模塊還包括壓力感應信號接收器；所述感應信號處理模塊還包括壓力感應信號處理器；

所述壓力掃描信號發送器分別與所述多個第一壓感電極連接，用于在壓力傳感時間段向所述多個第一壓感電極發送壓力掃描信號；

所述壓力感應信號接收器分別與所述多個第二壓感電極連接，用于在壓力傳感時間段接收所述第二壓感電極輸出的壓力感應信號；

所述壓力感應信號處理器與所述壓力感應信號接收器連接，用于根據所述壓力感應信號確定壓力大小。

實施時，所述壓力掃描信號為恒定直流電壓信號。

本實用新型所述的顯示面板包括第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列和絕緣單元陣列；所述絕緣單元陣列包括多個絕緣單元；

所述第一壓感電極陣列包括多個沿著第一方向依次排列的第一壓感電極；

所述第二壓感電極陣列包括多個沿著第二方向依次排列的第二壓感電極；

所述第一壓感電極和所述第二壓感電極交叉設置，所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間存在多個交叉面；

所述絕緣單元陣列設置于所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間，每一所述交叉面都分別設置有一所述絕緣單元；

所述絕緣單元由絕緣壓電材料制成。

本實用新型還提供了一種顯示裝置，能夠進行觸摸控制和壓力傳感，包括上述的傳感結構。

實施時，本實用新型所述的顯示裝置還包括從下至上依次設置的OLED發光層、封裝結構、偏光片和蓋板；

所述傳感結構設置于所述OLED發光層與所述封裝結構之間；或者，

所述傳感結構設置于所述封裝結構與所述偏光片之間；或者，

所述傳感結構設置于所述偏光片與所述蓋板之間。

與現有技術相比，本實用新型所述的傳感結構、顯示面板和顯示裝置在滿足觸控與壓力傳感功能的同時，實現傳感器每層結構的全部復用，大大簡化了傳感結構，有利于實現觸控顯示裝置的薄型化。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例所述的傳感結構的結構圖；

圖2是本實用新型另一實施例所述的傳感結構的結構圖；

圖3是本實用新型實施例所述傳感結構包括的傳感控制電路的驅動時序示意圖；

圖4是本實用新型所述的顯示裝置的一具體實施例的結構圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，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，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例所述的傳感結構包括第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列、絕緣單元陣列和傳感控制電路；

所述絕緣單元陣列包括多個絕緣單元10；

所述第一壓感電極陣列包括多個沿著第一方向依次排列的第一壓感電極11；

所述第二壓感電極陣列包括多個沿著第二方向依次排列的第二壓感電極12；

所述第一壓感電極11和所述第二壓感電極12交叉設置，所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間存在多個交叉面；

所述絕緣單元陣列設置于所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間，每一所述交叉面都分別設置有一所述絕緣單元10；

所述絕緣單元10由絕緣壓電材料制成；

所述傳感控制電路(圖1中未示出)分別與所述第一壓感陣列和所述第二壓感陣列連接。

本實用新型實施例所述的傳感結構在滿足觸控與壓力傳感功能的同時，實現傳感器每層結構的全部復用，大大簡化了傳感結構；也即，將第一壓感電極復用作互容式觸控掃描電極TX，將第二壓感電極復用作互容式觸控感應電極RX，由壓電材料制成的絕緣單元陣列復用作觸控傳感的絕緣層，在觸控模式下壓電材料充當觸控的絕緣層，在壓力傳感模式下觸控掃描電極TX、觸控感應電極RX充當壓力傳感電極，TX接收壓力掃描信號，RX接收絕緣單元(由壓電材料制成)發出的電信號。

具體的，所述絕緣壓電材料可以采用現有技術中的任何絕緣的可以產生壓電效應(受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓)的材料。

在具體實施時，所述傳感控制電路包括掃描信號發送模塊、感應信號接收模塊和感應信號處理模塊；

所述掃描信號發送模塊與所述第一壓感陣列連接，用于向所述第一壓感陣列分時發送觸控掃描信號和壓力掃描控制信號；

所述感應信號接收模塊與所述第二壓感陣列連接，用于接收所述第二壓感陣列感應得到的感應信號；

所述感應信號處理模塊與所述感應信號接收模塊連接，用于根據該感應信號判斷觸控位置并得到壓力大小。

在實際操作時，所述掃描信號發送模塊僅需包括信號發送器即可實現上述功能，所述感應信號接收模塊僅需包括信號接收器即可實現上述功能，所述感應信號處理模塊僅需包括信號處理器即可實現上述功能，在應用技術領域中所述掃描信號發送模塊、所述感應信號接收模塊和所述感應信號處理模塊均能由相應的硬件實施。

具體的，所述第一壓感電極和所述第二壓感電極可以正交設置。例如，當第一方向為水平方向時，所述第二方向可以為豎直方向；當第一方向為豎直方向時，第二方向可以為水平方向。

具體的，如圖2所示，所述傳感控制電路可以包括掃描信號發送模塊21、感應信號接收模塊22和感應信號處理模塊23；

所述掃描信號發送模塊21分別與所述多個第一壓感電極11連接，用于在觸控時間段向所述多個第一壓感電極11發送觸控掃描信號，在壓力傳感時間段向所述多個第一壓感電極11發送壓力掃描信號；

所述感應信號接收模塊22分別與所述多個第二壓感電極12連接，用于在觸控時間段接收所述第二壓感電極12輸出的觸控感應信號，在壓力傳感時間段接收所述第二壓感電,12輸出的壓力感應信號；

所述感應信號處理模塊23與所述感應信號接收模塊22連接，用于在觸控傳感時間段根據所述觸控感應信號判斷觸控位置，在壓力傳感時間段根據所述壓力感應信號確定壓力大小。

在實際操作時，所述感應信號處理模塊23也可以在壓力傳感時間段根據所述壓力感應信號要確定壓力位置。

如圖2所示，所述多個第一壓感電極11分別通過觸控掃描引出線TXL與所述掃描信號發送模塊21連接；

所述多個第二壓感電極12分別通過觸控感應引出線RXL與所述感應信號接收模塊22連接。

圖2為第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列與絕緣單元陣列放置的平面圖。

如圖2所示，第一壓感電極陣列和第二壓感電極陣列正交放置，每一所述第一壓感電極和每一所述第二壓感電極相交處設置有由壓電材料制成的絕緣單元，所述絕緣單元在觸控模式下起到絕緣層的作用，與傳統的互容式觸摸傳感器中采用絕緣層的區別在于該絕緣層不再是一層完整的薄膜，而是以方形單元組成陣列，分布在上下兩層電極的交叉位置，這是因為在壓力傳感模式下壓電材料功能發揮作用，需要感知壓力并相應發出壓電信號給與壓力位置對應接收電極，若以非圖案化的完整薄膜存在，所有壓感接收電極都會接收到壓力信號，從而在壓力傳感模式下不能準確判斷壓力位置。

在圖2所示的實施例中，所述第一壓感電極陣列設置于下層，所述第二壓感電極陣列設置于下層，所述絕緣單元陣列設置于所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列中間。

具體的，所述傳感控制電路可以包括掃描信號發送模塊、感應信號接收模塊和感應信號處理模塊；

所述掃描信號發送模塊包括觸控掃描信號發送器；所述感應信號接收模塊包括觸控感應信號接收器；所述感應信號處理模塊包括觸控感應信號處理器；

所述觸控掃描信號發送器分別與所述多個第一壓感電極連接，用于在觸控時間段向所述多個第一壓感電極發送觸控掃描信號；

所述觸控感應信號接收器分別與所述多個第二壓感電極連接，用于在觸控時間段接收所述第二壓感電極輸出的觸控感應信號；

所述觸控感應信號處理器與所述觸控感應信號接收器連接，用于根據所述觸控感應信號判斷觸控位置。

具體的，所述掃描信號發送模塊還包括壓力掃描信號發送器；所述感應信號接收模塊還包括壓力感應信號接收器；所述感應信號處理模塊還包括壓力感應信號處理器；

所述壓力掃描信號發送器分別與所述多個第一壓感電極連接，用于在壓力傳感時間段向所述多個第一壓感電極發送壓力掃描信號；

所述感應信號接收器分別與所述多個第二壓感電極連接，用于在壓力傳感時間段接收所述第二壓感電極輸出壓力感應信號；

所述壓力感應信號處理器與所述壓力感應信號接收器連接，用于根據所述壓力感應信號確定壓力大小。

在實際操作時，所述壓力感應信號處理器也可以根據所述壓力感應信號確定壓力位置。

具體的，所述壓力掃描信號為恒定直流電壓信號。

在實際操作時，所述壓力掃描信號只需采用恒定直流電壓信號即可達到壓力傳感的目的。

圖3是傳感控制電路的驅動時序示意圖。

如圖3所示，可以將每一幀時間分為觸控時間段Ttouch和壓力傳感時間段Tforce，所述觸控時間段Ttouch例如可以為11.7ms(毫秒)，所述壓力傳感時間段Tforce例如可以為5ms。

如圖3所示，在觸控時間段Ttouch，所述掃描信號發送模塊向第一壓感電極11發送觸控掃描信號，所述觸控掃描信號為脈沖信號，第二壓感電極12接收信號，判斷觸控位置；

在壓力傳感時間段Tforce，所述掃描信號發送模塊向所述第一壓感電極11發送壓力掃描信號，所述第二壓感電極12接收信號，判斷觸控位置壓力；所述壓力掃描信號為0V恒定直流電壓信號(也可以為其他恒定直流電壓信號)。

如圖3所示的分時方案也可以根據IC(集成電路)芯片處理能力適當調整Ttouch的時長和Tforce的時長，在此不作具體限定。

本實用新型實施例所述的顯示面板包括第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列和絕緣單元陣列；所述絕緣單元陣列包括多個絕緣單元；

所述第一壓感電極陣列包括多個沿著第一方向依次排列的第一壓感電極；

所述第二壓感電極陣列包括多個沿著第二方向依次排列的第二壓感電極；

所述第一壓感電極和所述第二壓感電極交叉設置，所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間存在多個交叉面；

所述絕緣單元陣列設置于所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間，每一所述交叉面都分別設置有一所述絕緣單元；

所述絕緣單元由絕緣壓電材料制成。

本實用新型實施例所述的顯示裝置，能夠進行觸摸控制和壓力傳感，包括上述的傳感結構。

具體的，本實用新型實施例所述的顯示裝置還包括從下至上依次設置的OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機發光二極管)像素層、封裝結構、偏光片和蓋板；

所述傳感結構設置于所述OLED發光層與所述封裝結構之間；或者，

所述傳感結構設置于所述封裝結構與所述偏光片之間；或者，

所述傳感結構設置于所述偏光片與所述蓋板之間。

下面通過一具體實施例來說明本實用新型所述的顯示裝置。

如圖4所示，在OLED發光層的封裝結構TFE表面上從下至上依次放置第一壓感電極陣列和第二壓感電極陣列；

所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列正交放置；

所述第一壓感電極陣列和所述第二壓感電極陣列之間放置絕緣單元陣列；

所述第一壓感電極陣列包括多個第一壓感電極11，所述第二壓感電極陣列包括多個第二壓感電極12；所述絕緣單元陣列包括多個絕緣單元10；

所述OLED發光層包括紅色像素單元R、綠色像素單元G和藍色像素單元B；

在觸控感應時間段，第一壓感電極陣列、第二壓感電極陣列分別復用為互容式的觸控掃描電極陣列、互容式的觸控感應電極陣列，所述互容式的觸控掃描電極陣列與所述互容式的觸控感應電極陣列被中間的由壓電材料制成的絕緣層絕緣；

所述壓電材料可以采用ALN(氮化鋁)、ZnO(氧化鋅)、ZnS(硫化鋅)等壓電材料。

在如圖4所示的具體實施例中，標號為PF的為偏光片，標號為Cover的為蓋板，標號為PDL的為像素陣列驅動背板(pixel design layout)，標號為BP的為背板。

在圖4所示的具體實施例中，包括所述第一壓感電極陣列、所述第二壓感電極陣列和所述絕緣單元陣列的傳感結構設置于封裝結構TFE和偏光片PF之間。但是，在實際操作時，包括所述第一壓感電極陣列、所述第二壓感電極陣列和所述絕緣單元陣列的傳感結構也可以設置于所述OLED發光層與所述封裝結構之間；或者，所述傳感結構也可以設置于所述偏光片與所述蓋板之間。

在本實用新型如圖4所示的具體實施例工作時，第一壓感電極復用作互容式的觸控掃描電極TX，第二壓感電極復用作互容式的觸控感應電極RX，由壓電材料制成的絕緣單元陣列復用作觸控傳感時的絕緣層，在觸控模式下壓電材料充當觸控的絕緣層，在壓力傳感模式下觸控掃描電極TX、觸控感應電極RX充當壓力傳感電極，TX接收壓力掃描信號，RX接收絕緣單元(由壓電材料制成)發出的電信號。

本實用新型實施例所述的顯示裝置采用了集觸控與壓力傳感于一體的傳感結構，在滿足觸控與壓力傳感功能的同時，實現傳感器每層結構的全部復用，大大簡化了傳感結構，節省了傳感結構的工藝制作流程，有利于實現觸控顯示裝置的薄型化。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。