CN105045435A - 一种内嵌式触摸屏及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏及显示装置，采用底发射型有机电致发光像素结构，并将自电容电极设置于像素单元与下基板之间，将导线设置于下基板与有机电致发光像素结构之间，从而可以使导线与触控电极的电连接不需要贯穿有机电致发光像素结构，从而可以降低工艺制作难度，进而降低生产成本。

Description

一种内嵌式触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤指一种内嵌式触摸屏及显示装置。
背景技术
有机电致发光(OrganicLightEmittingDiode，OLED)显示屏是当今平板显示器研究领域的热点之一，与液晶显示屏相比，OLED显示屏具有低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点，目前，在手机、PDA、数码相机等显示领域OLED显示屏已经开始取代传统的LCD显示屏。
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(TouchScreenPanel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏(AddonModeTouchPanel)、覆盖表面式触摸屏(OnCellTouchPanel)、以及内嵌式触摸屏(InCellTouchPanel)。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与显示屏分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的显示屏，外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。而内嵌式触摸屏由于将触摸屏的触控电极内嵌在显示屏内部，本着其可以与显示面板工艺兼容的特点，越来越受到面板厂家的青睐。
目前，应用于OLED显示屏的内嵌式触摸屏均是基于顶发射型有机电致发光像素结构的。如图1所示，包括相对设置的下基板1和上基板2；位于下基板1上呈矩阵排列的像素单元，各像素单元一般包括像素电路3(具体结构图1中未示出)和顶发射型有机电致发光像素结构4；其中有机电致发光像素结构4包括依次位于下基板1上的阳极层41、有机发光层42和阴极层43。同时阴极层43复用为自电容电极，但是由于各自电容电极需要通过导线5与外围电路连接，为了减少掩膜(Mask)工艺，导线5与像素电路3中的电极(具体结构图1中未示出)同层制备，这就导致导线5需要贯穿有机发光层42、阳极层41等多层膜层才能与复用为自电容电极的阴极43电连接，从而造成工艺难度较大，并且生产成本相对也较高。
发明内容
本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏及显示装置，用以降低内嵌式触摸屏的工艺难度，进而降低内嵌式触摸屏的生产成本。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括相对设置的上基板和下基板，位于所述下基板面向所述上基板一侧的若干像素单元；其中各所述像素单元包括底发射型有机电致发光像素结构和像素电路；还包括：
位于所述下基板与所述像素单元之间，且与所述像素单元绝缘的多个相互独立的自电容电极，在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片，以及位于所述下基板与所述有机电致发光像素结构之间的、且与各所述自电容电极对应的用于将所述自电容电极连接至所述触控侦测芯片的导线。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述自电容电极呈网格状结构。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述自电容电极的材料为金属材料。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于所述上基板与所述下基板之间、且位于相邻有机电致发光像素结构之间的黑矩阵，且所述黑矩阵在所述下基板的正投影覆盖所述自电容电极在所述下基板的正投影。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述自电容电极的材料为透明导电材料；
所述自电容电极为块状结构，且所述自电容电极在所述下基板的正投影覆盖至少一个所述像素单元。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述导线设置为与所述像素电路中的电极同层同材质，且各所述导线通过过孔与对应的自电容电极电性连接。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述导线设置为与所述自电容电极同层同材质。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于所述自电容电极与所述像素单元之间的绝缘层。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述有机电致发光像素结构包括：依次位于所述绝缘层上方的阳极层、有机发光层和阴极层。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，采用底发射型有机电致发光像素结构，并将自电容电极设置于像素单元与下基板之间，将导线设置于下基板与有机电致发光像素结构之间，从而可以使导线与触控电极的电连接不需要贯穿有机电致发光像素结构，从而可以降低工艺制作难度，进而降低生产成本。
附图说明
图1为现有的内嵌式触摸屏的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的自电容电极的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的自电容电极的结构示意图之二；
图5为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的具体结构示意图；
图7a为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏中像素电路的结构示意图；
图7b为图7a所示像素电路对应的输入时序图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的内嵌式触摸显示屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的厚度和形状不反映内嵌式触摸屏的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，如图2所示，包括相对设置的上基板02和下基板01，位于下基板01面向上基板02一侧的若干像素单元03；其中各像素单元03包括底发射型有机电致发光像素结构31和像素电路32；该内嵌式触摸屏还包括：
位于下基板01与像素单元03之间，且与像素单元03绝缘的多个相互独立的自电容电极04，在触控时间段通过检测各自电容电极04的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片(图2中未示出)，以及位于下基板01与有机电致发光像素结构31之间的、且与各自电容电极04对应的用于将自电容电极04连接至触控侦测芯片的导线05。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，采用底发射型有机电致发光像素结构，并将自电容电极设置于像素单元与下基板之间，将导线设置于下基板与有机电致发光像素结构之间，从而可以使导线与触控电极的电连接不需要贯穿有机电致发光像素结构，从而可以降低工艺制作难度，进而降低生产成本。
较佳地，在具体实施时，为了避免自电容电极影响开口率，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，如图3所示，将自电容电极04设置为网格状结构。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，自电容电极的材料为金属材料，由于金属材料的电阻率将低，因此降低自电容电极的电阻值可以将提高触摸屏的触控灵敏度。
进一步地，由于自电容电极采用金属材料制作，金属材料一般均是不透光的，因此为了避免金属材料的自电容电极阻挡有机电致发光结构所发出的光从而影响开口率，一般将自电容电极设置于黑矩阵的下方。
因此，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于上基板与下基板之间、且位于相邻有机电致发光像素结构之间的黑矩阵，且黑矩阵在下基板的正投影覆盖自电容电极在下基板的正投影。
当然在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，自电容电极的材料也可以为透明导电材料，这样就不许需要考虑自电容电极会降低开口率的问题了。
因此，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当自电容电极的材料为透明导电材料时，如图4所示，可以将自电容电极04设置为块状结构，且自电容电极04在下基板的正投影覆盖至少一个像素单元03。这样通过增大自电容电极的面积降低自电容电极的电阻，从而提高触摸屏的触控灵敏度。
一般地，触摸屏的密度通常在毫米级，因此，在具体实施时，可以根据所需的触控密度选择各自电容电极的密度和所占面积以保证所需的触控密度，通常各自电容电极设计为5mm*5mm左右的方形电极。而显示屏的密度通常在微米级，因此，一般一个自电容电极会对应显示屏中的多个像素单元。
在具体实施时，本发明实施例提供的像素电路与现有的像素电路的结构相同，一般会包括多个薄膜晶体管和电容，在此不作限定。
因此，较佳地，为了减少制作工艺步骤，从而降低生成成本，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图5所示，各导线05设置为与像素电路32中的电极321同层同材质且相互绝缘，且各导线05通过过孔与对应的自电容电极04电性连接。这样，可以在现有的阵列基板制备工艺的基础上，仅需要对像素电路中电极的构图进行变化，不需要增加额外的工艺，就可以在形成电极的同时形成导线，可以节省生产成本，提高生产效率。
需要说明的是，这里像素电路中的电极可以是指像素电路中薄膜开关晶体管的源极、漏极或栅极，也可以是像素电路中电容的电极，在此不作限定。
或者，较佳地，为了减少制作工艺步骤，从而降低生成成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，也可以将导线设置为与自电容电极同层同材质。从而不用增加新的制备工艺，仅需变更对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当导线的材料为金属材料，为了避免影响开口率，将导线设置于黑矩阵所覆盖的区域内，即黑矩阵在下基板的正投影覆盖导线在下基板的正投影。
一般地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图5所示，一般还包括：位于自电容电极04与像素单元03之间的绝缘层07，从而使像素单元03与自电容电极04相互绝缘。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，有机电致发光像素结构与现有的底发射型的有机电致发光结构相同，如图5所示，一般包括：依次位于绝缘层07上方的阳极层311、有机发光层312和阴极层313，在此不作详述。
下面通过一个具体的实施例说明本发明实施例提供的上述内嵌式触摸显示屏中导线的的位置。
以一个像素单元为例，且图中仅示出像素电路中的一个薄膜晶体管，如图6所示，下基板01依次上包括自电容电极04，绝缘层07，薄膜晶体管和导线05、平坦化层20、以及有机电致发光像素结构31；其中，薄膜晶体管包括：依次位于绝缘层07上的栅极11、栅极绝缘层12、有源层13、同层设置的源极14和漏极15；有机电致发光像素结构31包括依次位于平坦化层20上的阳极层311，有机发光层312和包围有机发光层312的像素限定层314，以及阴极层313。其中，导线05与栅极11同层设置，且导线05通过贯穿绝缘层07的过孔与自电容电极04电连接，阳极层311通过贯穿平坦化层20的过孔与漏极15电相连。
具体地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，为了减少显示和触控信号之间的相互干扰，在具体实施时，需要采用触控和显示阶段分时驱动的方式，即在触控时间段，不进行显示，显示面板的画面为黑画面，在显示时间段，触控侦测芯片不输出信号。
根据自电容触控的原理，当人体未触碰屏幕时，各自电容电极所承受的自身(Base)电容(即自电容电极对地电极的电容)为一固定值，当人体触碰屏幕时，对应的自电容电极所承受的电容为Base电容叠加人体电容，触控侦测芯片在触控时间段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。但是在自电容的触摸屏中，自电容电极的Base电容较大时，人体碰触屏幕所引起的电容相对变化量就较小，从而影响触控的信噪比。
因此，为了降低自电容电极的Base电容，在本发明实施例提供的上述内嵌式式触摸屏中，在触控时间段内，需要使所有的地电极上的信号与自电容电极上的信号相同，即使像素电路中的所有电极与自电容电极同时输出相同的信号。例如图7a所示的像素电路，对应的输入信号时序图如图7b所示，在显示时间段S1，像素电路的各信号端(GT、DT、EM、VDD和VSS)输入对应的显示用信号，在触控时间段S2，各信号端(GT、DT、EM、VDD和VSS)均输入与自电容电极上的信号相同的触控扫描信号。
需要说明的时，图7a仅是为了举例说明在触控时间段像素电路中各信号端的信号，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，像素电路的结构不限于图7a所示的结构，可以是任意能够实现显示的像素电路结构。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述内嵌式触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏及显示装置，采用底发射型有机电致发光像素结构，并将自电容电极设置于像素单元与下基板之间，将导线设置于下基板与有机电致发光像素结构之间，从而可以使导线与触控电极的电连接不需要贯穿有机电致发光像素结构，从而可以降低工艺制作难度，进而降低生产成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种内嵌式触摸屏，包括相对设置的上基板和下基板，位于所述下基板面向所述上基板一侧的若干像素单元；其中各所述像素单元包括底发射型有机电致发光像素结构和像素电路；其特征在于，还包括：
位于所述下基板与所述像素单元之间，且与所述像素单元绝缘的多个相互独立的自电容电极，在触控时间段通过检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置的触控侦测芯片，以及位于所述下基板与所述有机电致发光像素结构之间的、且与各所述自电容电极对应的用于将所述自电容电极连接至所述触控侦测芯片的导线。
2.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述自电容电极呈网格状结构。
3.如权利要求2所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述自电容电极的材料为金属材料。
4.如权利要求3所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述上基板与所述下基板之间、且位于相邻有机电致发光像素结构之间的黑矩阵，且所述黑矩阵在所述下基板的正投影覆盖所述自电容电极在所述下基板的正投影。
5.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述自电容电极的材料为透明导电材料；
所述自电容电极为块状结构，且所述自电容电极在所述下基板的正投影覆盖至少一个所述像素单元。
6.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，各所述导线设置为与所述像素电路中的电极同层同材质，且各所述导线通过过孔与对应的自电容电极电性连接。
7.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述导线设置为与所述自电容电极同层同材质。
8.如权利要求1-7任一项所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述自电容电极与所述像素单元之间的绝缘层。
9.如权利要求8所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述有机电致发光像素结构包括：依次位于所述绝缘层上方的阳极层、有机发光层和阴极层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的内嵌式触摸屏。
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