一种具有压感触控功能的显示装置及驱动方法与流程

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种具有压感触控功能的显示装置及驱动方法。

背景技术：

随着显示技术的飞速发展，触控显示技术已经被广泛应用于手机、手表、平板电脑等各种显示产品中。其中，有机电致发光二极管(Organic light emitting diode，OLED)显示器由于具有宽视角、低能耗、产品形态薄等特点已成为目前的发展趋势。

目前，在触控显示领域，压感触控(force touch)功能主要是通过在显示器中设置额外的机构来实现的。例如：2015年3月份，苹果公司发布了一款具有压感触控功能的触控设备，其是通过在触控设备的四个角分别安置一个重力感应器件，以实现轻，中，重三种压力识别功能。

然而，一方面，其仅可以实现三种压力识别功能，不能满足更多的触控功能需求，用户体验不足；另一方面，当触控设备尺寸较大时，这样就可能存在压感触控盲点的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种具有压感触控功能的显示装置及驱动方法，可满足更多的触控功能需求，并解决压感触控盲点的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种具有压感触控功能的显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括设置在第一衬底基板上的第一电极、第二电极、以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的有机材料功能层，还包括压感电极；所述压感电极设置在所述第一电极远离所述有机材料功能层的一侧，且所述压感电极与所述显示面板之间具有空隙；其中，所述压感电极与所述第一电极在所述第一衬底基板上的投影具有重叠面积。

优选的，所述压感电极设置在第二衬底基板上；所述显示面板与设置有所述压感电极的第二衬底基板通过框架固定。

进一步优选的，所述显示装置还包括金属后壳；设置有所述压感电极的第二衬底基板设置在所述金属后壳与所述显示面板之间。

进一步优选的，所述压感电极的材料为金属材料。

进一步优选的，所述第一电极不透光；所述第二电极半透光。

另一方面，提供一种上述的显示装置的驱动方法，所述驱动方法包括：在压力触控阶段，向第一电极输入固定电压信号，向压感电极输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置和电容值，并根据所述电容值得到压力值；将所述压力值以及预存的标准压力范围进行比较，若所述压力值位于其中一个标准压力范围内，则打开与该范围对应的所述显示装置的功能。

优选的，在压力触控阶段，向压感电极输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置和电容值，并根据所述电容值得到压力值，包括：在压力触控阶段，向压感电极输入驱动信号并接收反馈信号，以获取所述触控位置、以及该触控位置处所述压感电极和所述第一电极之间的电容值；根据标准电容值变化到所述电容值的时间，得到所述压力值；其中，标准电容值变化到所述电容值的时间与所述压力值一一对应；所述标准电容值是未发生触控时，所述压感电极和所述第一电极之间的电容值。

优选的，在压力触控阶段，向压感电极输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置和电容值，并根据所述电容值得到压力值，包括：在压力触控阶段，向压感电极输入驱动信号并接收反馈信号，以获取所述触控位置、以及预定时间到达时与该触控位置处的所述电容值所对应的所述压感电极的电压值；根据所述电压值，得到所述压力值；其中，所述电压值与所述压力值一一对应。

进一步优选的，所述驱动方法还包括：在显示阶段，向第二电极输入数据信号。

进一步优选的，所述显示阶段和所述压力触控阶段为同一时间段。

本发明实施例提供一种具有压感触控功能的显示装置及驱动方法，通过在第一电极远离有机材料功能层的一层设置压感电极，使得该压感电极可以与第一电极之间形成电容，当手指按压显示装置时，由于压感电极与显示面板之间空隙的宽度发生变化，从而使得压感电极与显示面板中第一电极的间距发生变化，进而使得压感电极与第一电极之间的电容值发生变化，根据该电容值，可以对应压力值，进而可以实现与压力值对应的触控功能。基于此，相对于现有技术，由于本发明可以将压力值与电容值、以及压力值与触控功能对应起来，因此可根据需要实现多种压力识别功能；其中，由于压感电极可以设置是在整个显示面板区域，解决了显示装置尺寸较大存在的压感触控盲点的问题。此外，由于压感电极是与显示面板自身就有的第一电极之间形成电容，可以简化该显示装置的制备工艺。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例提供的一种具有压感触控功能的显示装置的结构示意图；

图1b为图1a中AA向剖视示意图；

图2a为本发明实施例提供的另一种具有压感触控功能的显示装置的结构示意图；

图2b为图2a中BB向剖视示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种具有压感触控功能的显示装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种具有压感触控功能的显示装置的驱动方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种充电时间与电压值对应关系的示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种充电电压与电压值对应关系的示意图。

附图标记：

01-显示装置；02-显示面板；10-第一衬底基板；20-第一电极；30-有机材料功能层；40-第二电极；50-压感电极；60-空隙；70-第二衬底基板；80-框架。

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。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本领域技术人员所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

本发明实施例提供一种具有压感触控功能的显示装置01，如图1a和图1b图2a和图2b所示，该显示装置01包括显示面板02，显示面板02包括设置在第一衬底基板10上的第一电极20、第二电极40、以及位于第一电极10和第二电极40之间的有机材料功能层30；还包括压感电极50；压感电极50设置在第一电极20远离有机材料功能层30的一侧，且压感电极50与显示面板02之间具有空隙60；其中，压感电极50与第一电极20在第一衬底基板10上的投影具有重叠面积。

其中，实现压感触控的原理为：由于压感电极50与第一电极20在第一衬底基板10上的投影具有重叠面积，且压感电极50与第一电极20之间具有间距，因此，根据平行板电容公式，即可知，压感电极50和第一电极20之间可以产生电容(C)。其中，ε为常量，S为压感电极50与第一电极20之间的重叠面积，d为压感电极 50与第一电极20之间的间距。

基于此，当显示装置01没有受到压力(即没有发生触控)时，由于压感电极50和第一电极20之间的间距固定，因此，二者产生的电容固定。当用手指在显示装置01的出光侧施加一定的压力时，压感电极50与显示面板02之间的空隙60减小，使得压感电极50与第一电极20之间的间距减小，由平行板电容公式可知，压感电极50与第一电极20之间的电容将增加。在此基础上，可根据变化了的电容值与压力值之间的对应关系，得到触控位置处手指所施加的压力，并以此实现相应的触控功能。

需要说明的是，第一，所述显示面板02包括多个子像素单元，每个子像素单元均包括第一电极20、有机材料功能层30和第二电极40。

对于有机材料功能层30，其可以至少包括发光层，在此基础上为了能够提高电子和空穴注入发光层的效率，有机材料功能层30进一步还可以包括电子传输层、空穴传输层和设置在阴极与电子传输层之间的电子注入层，以及设置在空穴传输层与阳极之间的空穴注入层。

对于第一电极20，由于其除用于与第二电极40配合实现显示外，还用于与压感电极50配合实现压感触控功能，因此，如图1a和图2a所示，本发明实施例优选第一电极20为条形电极。

其中，第一电极20和第二电极40可以是一个透光、一个不透光，也可以是同时透光，具体在此不做限定。当其为透光时，材料可以是ITO(Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物)，也可以是金属材料(使电极的厚度较薄即可)；当其不透光时，材料可以是金属材料。

此外，不对所述显示面板02的类型进行限定，其既可以是AMOLED(Active matrix organic light emitting diode，主动式有机发光二极管)显示面板，也可以是PMOLED(Passive matrix organic light emitting diode，被动式有机发光二极管)显示面板。相比于AMOLED，PMOLED具有制作工艺简单，产品价格较低等特点，应用在小尺寸产品上，具有显著的优势。

第二，不对第一电极20的设置位置进行限定，其可以如图1b所示靠近第一衬底基板10设置，也可以如图2b所示远离第一衬底基板10设置。

在此基础上，不对压感电极50的材料进行限定，其可以采用透明导电材料如ITO，也可以采用不透明的金属材料，如钼、铝、银等，具体可根据其设置位置而定，若压感电极50设置在显示面板02的出光侧，则需保证压感电极50的材料为透明导电材料，若压感电极50设置在显示面板02的非出光侧，则压感电极50的材料可以为透明导电材料，也可以为金属材料。

此外，由于压感电极50不能单独存在而与显示面板02之间具有空隙60，因而其必须承载在相应的承载基板上(图1a、1b以及图2a、图2b中均未示出)。基于此，本发明实施例不对承载压感电极50的承载基板进行限定，可以是显示装置01的除显示面板02外的固有结构，也可以是额外增加的结构。

在此基础上，不对承载有压感电极50的承载基板与显示面板02的固定方式进行限定，只要在压感电极50和显示面板02之间形成空隙60即可。

其中，当压感电极50设置在显示面板02的出光侧时，需保证上述承载基板也为透明。

第三，不对压感电极50与显示面板02之间的空隙60的宽度进行限定，只要施加一定的压力时，空隙60的宽度能发生变化即可。其中，这里所指的宽度是指沿垂直显示装置01的方向的宽度。

第四，任一个压感电极50可以与多个子像素单元中的第一电极20对应。

此处对应即为：该压感电极50与多个子像素单元中的第一电极20在第一衬底基板10的投影具有重叠面积。

其中，本发明实施例中，与压感电极50对应的多个子像素单元中的第一电极20可以与压感电极50部分重叠，也可以是完全重叠，只要二者具有重叠面积即可。

本发明实施例提供了一种具有压感触控功能的显示装置01，通 过在第一电极20远离有机材料功能层30的一层设置压感电极50，使得该压感电极50可以与第一电极20之间形成电容，当手指按压显示装置01时，由于压感电极50与显示面板02之间空隙60的宽度发生变化，从而使得压感电极50与显示面板02中第一电极20的间距发生变化，进而使得压感电极50与第一电极20之间的电容值发生变化，根据该电容值，可以对应压力值，进而可以实现与压力值对应的触控功能。基于此，相对于现有技术，由于本发明可以将压力值与电容值、以及压力值与触控功能对应起来，因此可根据需要实现多种压力识别功能；其中，由于压感电极50可以设置是在整个显示面板区域，解决了显示装置01尺寸较大存在的压感触控盲点的问题。此外，由于压感电极50是与显示面板02自身就有的第一电极20之间形成电容，可以简化该显示装置01的制备工艺。

优选的，压感电极50可以设置在额外的承载基板上，即，如图3所示，可以将压感电极50设置在第二衬底基板70上，基于此，显示面板02与设置有压感电极50的第二衬底基板70可以通过框架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显示面板02和/或第二衬底基板70。

需要说明的是，对框架80的结构不做限定，只要能固定显示面板02和第二衬底基板70即可。此外，对框架80的材料也不做限定，例如可以由聚碳酸酯制成。

本发明实施例中，一方面，通过将压感电极50设置在第二衬底基板70上，可以根据需要选择第二衬底基板70的材料以及厚度，另一方面，由于框架80比较容易做成各种形状的结构，因此易于根据显示面板02与第二衬底基板70上压感电极50之间的空隙60的宽度设置框架80的结构，以便将显示面板02和第二衬底基板70支撑起来，此外，框架80还能起到卡合固定显示面板02和第二衬底基板70的作用。

进一步优选的，显示装置01还包括金属后壳；设置有压感电极50的第二衬底基板70设置在金属后壳与显示面板02之间。

本发明实施例中，相对将压感电极50设置在显示装置01的出光 侧，将其设置在非出光侧，可避免对显示造成影响。

进一步优选的，压感电极50的材料为金属材料。

其中，压感电极50的材料具体可以是铝、钼、银等金属材料。

本发明实施例中，由于金属材料的电阻较低，因此当压感电极50采用金属材料时，可使其具有较高的触控灵敏度。

基于上述，优选的，第一电极20不透光，第二电极40半透光。

其中，第一电极20的材料为金属材料，其厚度较厚；第二电极40的材料为金属材料，其厚度较薄。金属材料可以是银、铝、钼等。

当第一电极20不透光，第二电极40半透光时，不透明的第一电极20、有机材料功能层30、半透明的第二电极40可以构成一个微腔，利用光在微腔内的干涉效应可以进一步提高光的输出效率。

本发明实施例还提供了一种上述显示装置01的驱动方法，如图4所示，该驱动方法包括：

S101、在压力触控阶段，向第一电极20输入固定电压信号，向压感电极50输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置和电容值，并根据所述电容值得到压力值。

具体的，可通过与第一电极20相连的第一驱动IC向第一电极20输入固定电压信号，通过与压感电极50相连的第二驱动IC向压感电极50输入驱动信号，并通过第二驱动IC接收反馈信号。其中，第一驱动IC和第二驱动IC可以是同一个驱动IC也可以是不同的驱动IC。

需要说明的是，不对输入的固定电压信号的大小进行限定，可根据实际应用中触控所需的电压进行合理设置。此外，电容值与压力值存在一一对应关系，该一一对应关系可以是预先设置好的。

S102、将所述压力值以及预存的标准压力范围进行比较，若压力值位于其中一个标准压力范围内，则打开与该范围对应的所述显示装置01的功能。

其中，一个标准压力范围可以对应显示装置01的一项功能，因此，可根据具体的功能项设置多个标准压力范围，且该对应关系可以 是预先设置好的。

此处，不对标准压力范围对应的显示装置01的功能进行限定，可以根据显示装置01的需要设定相应的功能。将步骤S101得到的压力值与预存的标准压力范围进行对比，若该压力值位于其中一个标准压力范围内，则实现该压力范围对应功能。例如，在标准压力范围中，当压力为0.003-0.005N时，对应的功能是打开，若通过步骤S101获得的压力值是0.0035N，则将实现打开这一功能。

在此基础上，步骤S101可以通过如下两种方式实现：

第一种方式：在压力触控阶段，第一驱动IC向第一电极20输入固定电压信号，第二驱动IC向压感电极50输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置、以及该触控位置处压感电极50和第一电极20之间的电容值；第二驱动IC根据标准电容值变化到所述电容值的时间，得到该触控位置处电容值对应的压力值；其中，标准电容值变化到所述电容值的时间与所述压力值一一对应；标准电容值是未发生触控时，压感电极50和第一电极20之间的电容值。

其中，在压力触控阶段，若发生触控，则压感电极50和第一电极20之间的间距将减小，基于此，根据触控后压感电极50和第一电极20之间的实际间距，利用上述平行板电容公式即可计算得到触控位置处压感电极50和第一电极20之间的电容值。

标准电容值变化到发生触控后压感电极50和第一电极20之间的电容值所需的时间与压力值一一对应关系可以预先存储在第二驱动IC中。其中，如图5所示，在压力触控阶段，当以较小的力触控显示装置01时，压感电极50和第一电极20之间的间距减小的幅度较小，压感电极50和第一电极20之间的电容值增加的幅度较小，需要T2时间就可以完成充电达到相应的电压。当以较大的力触控显示装置01时，压感电极50和第一电极20之间的间距减小的幅度较大，压感电极50和第一电极20之间的电容值增加的幅度较大，需要T1时间才可以完成充电达到相应的电压。基于此，根据充电时间的长短便可得到相应的压力值。

此处，与标准电容值变化到发生触控后压感电极50和第一电极20之间的电容值所需的时间一一对应的压力值可以是一个范围，而 不局限与一个点值。同理，与该压力值对应的标准电容值变化到发生触控后压感电极50和第一电极20之间的电容值所需的时间也可以是一个范围。

第二种方式：在压力触控阶段，第一驱动IC向第一电极20输入固定电压信号，第二驱动IC向压感电极50输入驱动信号并接收反馈信号，以获取触控位置、以及预定时间到达时与该触控位置处的电容值所对应的压感电极50的电压值；根据所述电压值，得到压力值；其中，所述电压值与所述压力值一一对应。

电压值与压力值一一对应关系可以预先存储在第二驱动IC中。其中，如图6所示，当以较小的力触控显示装置01时，压感电极50和第一电极20之间的电容值增加的幅度较小，其电容饱和值较小，在预定时间T到达时，压感电极50的电压便可达到V1。当以较大的力触控显示装置01时，压感电极50和第一电极20之间的电容值增加的幅度较大，其电容饱和值较大，在预定时间T到达时，压感电极50的电压只能达到V2。基于此，根据预定时间T到达时的电压值便可得到相应的压力值。

需要说明的是，对于预定时间到达时该触控位置处压感电极50的电压值，可根据预定时间达到时，该触控位置处压感电极50和第一电极20之间的电容值得到。

此外，不对预定时间进行限定，可根据实际触控过程中电容发生变化需要的时间进行合理设置。

基于上述，所述驱动方法还包括：在显示阶段，向第二电极40输入数据信号。

其中，可通过第三驱动IC向第二电极40输入数据信号，第三驱动IC可以是与第一驱动IC不同的IC。

由于第一驱动IC向第一电极20输入固定的电压值，当第三驱动IC向第二电极40输入不同的数据信号时，可以实现不同的显示画面。

进一步优选的，上述显示阶段和压力触控阶段为同一时间段。

此处，由于不管是显示阶段还是压力触控阶段，都可以向第一电极20输入固定的电压值，因此，当显示阶段和压力触控阶段为同一 时间段时，可向第一电极20输入既能实现显示又能实现触控的电压，在此基础上分别向第二电极40和压感电极50输入相应的信号即可同时实现显示和压力触控功能。这样可以提高用户体验。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。