CN106020553A - 一种显示面板、其制作方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板、其制作方法及显示装置，在显示面板中集成由依次层叠设置的下引出线、下传感电极、压电层、上传感电极和上引出线组成的力感应阵列。在力感应阵列中基于压电效应的各力感单元可以作为触控检测部件，感应按压在显示面板表面的压力，并通过上引出线和下引出线的配合输出相应的电信号，对该电信号变化的检测可以确定出在显示面板表面相应的按压位置以及按压力度，以确定出触控位置和触控力度执行相应的命令。当该显示面板为柔性显示面板时，集成在像素单元上方或下方的力感应阵列中的各力感单元还可以感测到显示面板在弯折时相应部位的拉力，以根据确定出的弯折部位以及拉伸力度控制显示面板执行相应的命令。

Description

一种显示面板、其制作方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、其制作方法及显示装置。
背景技术
压力感应技术是指对外部受力能够实施探测的技术，这项技术很久前就运用在工控，医疗等领域。目前，在显示领域尤其是手机或平板领域实现压力感应的方式是在液晶显示面板的背光部分或者手机的中框部分增加额外的机构来实现，这种设计需要对液晶显示面板或者手机的结构设计做出改动，而且由于装配公差较大，这种设计的探测准确性也受到了限制。
因此，如何在显示面板硬件改动较小的情况下实现探测精度较高的压力感应，是本领技术人员域亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示面板、其制作方法及显示装置，用以在显示面板内实现高精度压力感应的探测。
因此，本发明实施例提供了一种显示面板，包括：衬底基板，设置于所述衬底基板之上的呈阵列排布的多个像素单元，设置于各所述像素单元的上方、下方或之中的力感应阵列；其中，
所述力感应阵列包括：依次层叠设置的多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线；
各所述下传感电极和各所述上传感电极一一对应、呈阵列排布、且与夹在两者之间的所述压电层组成一力感单元；
各所述下引出线与各列所述力感单元一一对应连接，各所述上引出线与各行所述力感单元一一对应连接；或，各所述下引出线与各行所述力感单元一一对应连接，各所述上引出线与各列所述力感单元一一对应连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述力感应阵列设置于各所述像素单元显示面的一侧时，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为以各像素单元的开口区域作为网孔的网格状结构；或，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为透明导电材料，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为块状结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述压电层的图形为以各像素单元的开口区域作为网孔的网格状结构，且所述压电层的网格状结构的网格线宽大于所述下传感电极的网格状结构的网格线宽。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述压电层的材料为透明的压电陶瓷，所述压电层为整层的一体结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述力感应阵列设置于背离各所述像素单元显示面的一侧时，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为块状结构，所述压电层为整层的一体结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述力感应阵列设置于各所述像素单元的下方时，在所述力感应阵列和各所述像素单元之间设置有弹性隔垫层以及覆盖在所述弹性隔垫层上方的柔性薄膜。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为有机导体材料。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为聚乙撑二氧噻吩。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各所述下引出线和各所述上引出线的材料为无极导电材料。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各所述下引出线和各所述上引出线的材料为银或氧化铟锡。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述压电层的材料为锆钛酸铅压电陶瓷。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示面板为柔性显示面板。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述力感应阵列至少设置于所述柔性显示面板的边框区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示面板为液晶显示面板、电致发光显示面板、等离子显示面板或电子纸中的任意一种。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示面板为电致发光显示面板时，所述力感应阵列设置于各所述像素单元的上方，具体包括：所述力感应阵列设置于所述各像素单元的封装薄膜之上。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述显示面板为电致发光显示面板时，所述力感应阵列设置于各所述像素单元之中，具体包括：所述力感应阵列设置于所述各像素单元的像素电路与发光器件之间的膜层。
另一方面，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显示面板。
另一方面，本发明实施例还提供了一种上述显示面板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个像素单元之前、之后或之中，采用溶液制程依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述采用溶液制程依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形，具体包括：
采用喷墨打印或丝网印刷方式依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种显示面板、其制作方法及显示装置，在显示面板中集成由依次层叠设置的下引出线、下传感电极、压电层、上传感电极和上引出线组成的力感应阵列，各下传感电极和各上传感电极一一对应、呈阵列排布、且与夹在两者之间的压电层组成一力感单元。基于压电效应的各力感单元可以作为触控检测部件，感应按压在显示面板表面的压力，并通过上引出线和下引出线的配合输出相应的电信号，对该电信号变化的检测可以确定出在显示面板表面相应的按压位置以及按压力度，以确定出触控位置和触控力度执行相应的命令。当该显示面板为柔性显示面板时，集成在像素单元上方或下方的力感应阵列中的各力感单元还可以感测到显示面板在弯折时相应部位的拉力，以根据确定出的弯折部位以及拉伸力度控制显示面板执行相应的命令。
附图说明
图1至图5分别为本发明实施例提供的显示面板的侧视结构示意图；
图6为与图1和图2所示的本发明实施例提供显示面板的侧视结构示意图中力感应阵列对应的俯视结构示意图；
图7为与图3所示的本发明实施例提供显示面板的侧视结构示意图中力感应阵列对应的俯视结构示意图；
图8为与图4和图5所示的本发明实施例提供显示面板的侧视结构示意图中力感应阵列对应的俯视结构示意图；
图9为本发明实施例提供的显示面板在应用于柔性显示基板时的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示面板、其制作方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各部件的形状和大小不反映显示面板板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种显示面板，如图1至图5所示，包括：衬底基板100，设置于衬底基板100之上的呈阵列排布的多个像素单元200，设置于各像素单元200的上方(图3和图4)、下方(图1和图2)或之中(图5)的力感应阵列300；其中，力感应阵列300具体包括：依次层叠设置的多条下引出线301、多个下传感电极302、压电层303、多个上传感电极304和多条上引出线305；
如图6至图8所示，各下传感电极302和各上传感电极304一一对应、呈阵列排布、且与夹在两者之间的所述压电层303组成一力感单元400；
如图6至图8所示，各下引出线301与各列力感单元400一一对应连接，各上引出线305与各行力感单元400一一对应连接；或，各下引出线301与各行力感单元400一一对应连接，各上引出线305与各列力感单元400一一对应连接。
在具体实施时，各下引出线301和各上引出线305的排列方向可以互换；且可以将各下引出线301作为扫描信号线，各上引出线305作为信号输出线；或者，也可以将各上引出线305作为扫描信号线，各下引出线301作为信号输出线，在此不做限定。
本发明实施例提供的上述显示面板中，集成在像素单元200的上方、下方或之中的力感应阵列300中基于压电效应的各力感单元400可以作为触控检测部件，感应按压在显示面板表面的压力，并通过上引出线305和下引出线301的配合输出相应的电信号，对该电信号变化的检测可以确定出在显示面板表面相应的按压位置以及按压力度，以确定出触控位置和触控力度执行相应的命令。当该显示面板为柔性显示面板时，集成在像素单元200上方或下方的力感应阵列300中的各力感单元400还可以感测到显示面板在弯折时相应部位的拉力，以根据确定出的弯折部位以及拉伸力度控制显示面板执行相应的命令。
具体地，本发明实施例提供的上述显示面板中，为了使组成各力感单元400的各下传感电极302和各上传感电极304在被按压时产生的力损失较小，提高力感单元400对力的灵敏度，在具体实施时，可以采用有机导体材料制作各下传感电极302和各上传感电极304。并且，有机导体材料的柔性也较好，有利于制作出的力感单元400集成于柔性显示面板中。优选地，各下传感电极302和各上传感电极304的材料可以选用聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)。并且，PEDOT优选采用溶液制程(sol-gel)的丝网印刷工艺或喷墨打印工艺制作其作为下传感电极302或上传感电极304的图形，有利于集成在耐受温度＜80℃的柔性显示面板中。或者，在非柔性显示面板中也可以采用氧化铟锡(ITO)制作各上传感电极304和各下传感电极302，在此不做限定。
进一步地，虽然有机导体材料有上述优点，但是有机导体材料的导电性较差，因此，为了利于对各上传感电极304和各下传感电极302传导电信号，各下引出线301和各上引出线305一般选用无机导电材料制作。优选地，各下引出线301和各上引出线305的材料可以选用银或氧化铟锡(ITO)等导电性较佳的无机材料。
具体地，本发明实施例提供的上述显示面板中，在力感应阵列300中的压电层303的材料可以选用多种具有压电效应的压电陶瓷材料，优选采用锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷。并且，PZT优选采用溶液制程(sol-gel)的丝网印刷工艺或喷墨打印工艺制作其作为压电层303的图形，有利于集成在耐受温度＜80℃的柔性显示面板中。在具体实施时，压电层303的厚度一般优选控制在2～4μm。
具体地，本发明实施例提供的上述显示面板可以采用柔性显示面板，也可以采用非柔性显示面板，在采用柔性显示面板时，集成的力感应阵列300除了可以检测三维的触控压力，还可以检测柔性显示面板的弯曲，通过确定出的弯曲位置以及弯曲角度，从而实现对柔性显示面板的不同命令控制，例如放大、缩小、分屏，左右上下移动等。
并且，在本发明实施例提供的上述显示面板中，根据力感应阵列300的作用不同可以在显示面板的不同区域设置该力感应阵列300：在实现对于触控的三维检测时，力感应阵列300可以仅被集成在显示面板的有效显示区域(AA)，也可以在显示面板的有效显示区域(AA)和边框区域均集成力感应阵列300；在仅实现对于柔性显示面板的弯曲进行检测时，如图9所示，力感应阵列300可以仅被集成在柔性显示面板的边框区域，这样在沿着图中虚线弯曲柔性显示面板时被弯曲的两个力感单元400通过确定出的弯曲位置以及弯曲角度，从而实现对柔性显示面板的不同命令控制，当然力感应阵列300也可以在显示面板的有效显示区域(AA)和边框区域均集成力感应阵列300，在此不做限定。
进一步地，本发明实施例提供的上述显示面板可以具体采用液晶显示面板、也可以采用电致发光显示面板、还可以采用等离子显示面板或电子纸等平板显示面板，在此不做限定。
下面以本发明实施例提供的上述显示面板采用电致发光显示面板，即各像素单元200为发光器件为例，说明力感应阵列300具体集成的层级位置对于组成力感应阵列300的各部件的图形影响。
在具体实施时，在本发明实施例提供的显示面板中，力感应阵列300可以设置在各像素单元200的上方，也可以设置在各像素单元200的下方，还可以在各像素单元200之中。并且，以像素单元200的上方为各像素单元200的显示面即顶发射型为例进行说明，当然在具体实施时，也可以像素单元200的下方为各像素单元200的显示面即底发射型，在此不做限定。
实例一：
在本实例提供的显示面板中，力感应阵列300设置于背离各像素单元200显示面的一侧，即如图1和图2所示，力感应阵列300设置于各像素单元200的下方，在衬底基板100上先制作力感应阵列300之后执行像素单元200的制作工序。
此时，为了保证各力感单元400之间相互独立，如图6所示，各下传感电极302和各上传感电极304的图形一般为块状结构，且每个上传感电极304和下传感电极302的尺寸(pitch)优选为3～5mm。并且，为了方便制作，压电层303可以为整层的一体结构，即一整面无图案化的膜层。
具体地，根据各上传感电极304的尺寸，可以将各上引出线305之间的间隔优选设置为3～5mm；根据各下传感电极302的尺寸，可以将各下引出线301之间的间隔优选设置为3～5mm。
进一步地，当力感应阵列300设置于各像素单元200的下方时，为了减少设置在力感应阵列300上方的像素单元200对于按压力的削弱，在具体实施时，如图2所示，可以在力感应阵列300和各像素单元200之间设置弹性隔垫层500以及覆盖在弹性隔垫层500上方的柔性薄膜600。具体地，可以选用与隔垫物(PS)相同材质的弹性体小球制作弹性隔垫层500，并在弹性体小球之上覆盖一层PI膜。
实例二：
在本实例提供的显示面板中，力感应阵列300设置于各像素单元200显示面的一侧，即力感应阵列300设置于各像素单元200的上方。
具体地，显示面板为电致发光显示面板，在力感应阵列300设置于各像素单元200的上方时，如图3和图4所示，一般将力感应阵列300设置于各像素单元200的封装薄膜之上即封装薄膜700的外部。
为了保证设置在显示面的各力感应单元不会影响正常显示的亮度，在具体实施时，如图7所示，可以将各下传感电极302和各上传感电极304的图形设置为仅占用有效显示区域中的非显示区即黑矩阵或像素限定区所覆盖的区域，具体地，可以将各下传感电极302和各上传感电极304的图形设置为以各像素单元200的开口区域作为网孔的网格状结构。每个上传感电极304和下传感电极302的尺寸(pitch)优选为3～5mm，且按照阵列排布。
或者，在具体实施时，各下传感电极302和各上传感电极304的材料可以选择为透明导电材料，例如在应用于柔性显示面板时可以优先选用PEDOT，在应用于非柔性显示面板时可以优先选用ITO，也可以选用PEDOT，此时，如图8所示，各下传感电极302和各上传感电极304的图形和实施例一类似，可以为块状结构，即在各像素单元200的开口区域不进行挖孔设计。
同样，为了保证设置在显示面的各力感应单元不会影响正常显示的亮度，在具体实施时，如图7所示，可以将压电层303的图形设置为仅占用有效显示区域中的非显示区即黑矩阵或像素限定区所覆盖的区域，具体地，可以将压电层303的图形设置为以各像素单元200的开口区域作为网孔的网格状结构。并且，为了使组成同一力感应单元的上传感电极304和下传感电极302之间隔开，如图3所示，在制作压电层303的网格图案时需要压电层303的图案覆盖下传感电极302的图案，即压电层303的网格状结构的网格线宽需要大于下传感电极302的网格状结构的网格线宽，比如下传感电极302的网格线宽为10μm，则压电层303的网格线宽需＞10μm，优选为10～15μm。在具体实施时，上传感电极304的网格线宽设置为与压电层303的网格线宽一致即可，或者稍小于压电层303的网格线宽。
或者，在具体实施时，压电层303的材料可以选择为透明的压电陶瓷，此时，如图8所示，压电层303可以为整层的一体结构，即一整面无图案化的膜层。
同样，为了保证设置在显示面的各力感应单元不会影响正常显示的亮度，在具体实施时，如图7和图8所示，各上引出线305和各下引出线301一般设置在各像素单元200的间隙处，即可以将各上引出线305和各下引出线301的图形设置为仅占用有效显示区域中的非显示区即黑矩阵或像素限定区所覆盖的区域。
并且，在应用于液晶显示面板时，上引出线305和下引出线301的材料以电阻较小的导电材料为佳，在此不做具体限定；在应用于电致发光显示面板时，考虑到发光层耐受温度较低的缘故，上引出线305和下引出线301的材料优选采用纳米银，以便采用溶液制程制作其图形。
并且，根据各上传感电极304的尺寸，可以将各上引出线305之间的间隔优选设置为3～5mm；根据各下传感电极302的尺寸，可以将各下引出线301之间的间隔优选设置为3～5mm。优选地，各力感单元400的中心设置于上引出线305和下引出线301垂直交叠区域。
实例三：
在本实例提供的显示面板中，力感应阵列300设置于各像素单元200之中，即在各像素单元200的某两个膜层之间设置力感应阵列300。
例如，如图5所示，当显示面板为电致发光显示面板时，力感应阵列300可以设置于各像素单元200的像素电路201与发光器件202之间的膜层，并且，像素电路201和对应的发光器件202之间可以通过过孔相电连接。具体组成力感应阵列300的各部件的形状与实例二类似，在此不作赘述。
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显示面板，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显示面板的实施例，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述显示面板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个像素单元之前、之后或之中，采用溶液制程依次形成多条下引出线301、多个下传感电极302、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
具体地，可以采用喷墨打印或丝网印刷方式依次形成多条下引出线301、多个下传感电极302、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
在本发明实施例提供的上述制作方法中采用溶液制程制作力感应阵列，有利于在诸如电致发光显示器件的耐受温度较低的显示面板中集成力传感功能，以便实现三维触控的检测。
本发明实施例提供的上述显示面板、其制作方法及显示装置，在显示面板中集成由依次层叠设置的下引出线、下传感电极、压电层、上传感电极和上引出线组成的力感应阵列，各下传感电极和各上传感电极一一对应、呈阵列排布、且与夹在两者之间的压电层组成一力感单元。基于压电效应的各力感单元可以作为触控检测部件，感应按压在显示面板表面的压力，并通过上引出线和下引出线的配合输出相应的电信号，对该电信号变化的检测可以确定出在显示面板表面相应的按压位置以及按压力度，以确定出触控位置和触控力度执行相应的命令。当该显示面板为柔性显示面板时，集成在像素单元上方或下方的力感应阵列中的各力感单元还可以感测到显示面板在弯折时相应部位的拉力，以根据确定出的弯折部位以及拉伸力度控制显示面板执行相应的命令。
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 (19)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：衬底基板，设置于所述衬底基板之上的呈阵列排布的多个像素单元，设置于各所述像素单元的上方、下方或之中的力感应阵列；其中，
所述力感应阵列包括：依次层叠设置的多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线；
各所述下传感电极和各所述上传感电极一一对应、呈阵列排布、且与夹在两者之间的所述压电层组成一力感单元；
各所述下引出线与各列所述力感单元一一对应连接，各所述上引出线与各行所述力感单元一一对应连接；或，各所述下引出线与各行所述力感单元一一对应连接，各所述上引出线与各列所述力感单元一一对应连接。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述力感应阵列设置于各所述像素单元显示面的一侧时，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为以各像素单元的开口区域作为网孔的网格状结构；或，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为透明导电材料，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为块状结构。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述压电层的图形为以各像素单元的开口区域作为网孔的网格状结构，且所述压电层的网格状结构的网格线宽大于所述下传感电极的网格状结构的网格线宽。
4.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述压电层的材料为透明的压电陶瓷，所述压电层为整层的一体结构。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述力感应阵列设置于背离各所述像素单元显示面的一侧时，各所述下传感电极和各所述上传感电极的图形为块状结构，所述压电层为整层的一体结构。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述力感应阵列设置于各所述像素单元的下方时，在所述力感应阵列和各所述像素单元之间设置有弹性隔垫层以及覆盖在所述弹性隔垫层上方的柔性薄膜。
7.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为有机导体材料。
8.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，各所述下传感电极和各所述上传感电极的材料为聚乙撑二氧噻吩。
9.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，各所述下引出线和各所述上引出线的材料为无极导电材料。
10.如权利要求9所述的显示面板，其特征在于，各所述下引出线和各所述上引出线的材料为银或氧化铟锡。
11.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述压电层的材料为锆钛酸铅压电陶瓷。
12.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为柔性显示面板。
13.如权利要求12所述的显示面板，其特征在于，所述力感应阵列至少设置于所述柔性显示面板的边框区域。
14.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板、电致发光显示面板、等离子显示面板或电子纸中的任意一种。
15.如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为电致发光显示面板时，所述力感应阵列设置于各所述像素单元的上方，具体包括：所述力感应阵列设置于所述各像素单元的封装薄膜之上。
16.如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为电致发光显示面板时，所述力感应阵列设置于各所述像素单元之中，具体包括：所述力感应阵列设置于所述各像素单元的像素电路与发光器件之间的膜层。
17.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-16任一项所述的显示面板。
18.一种如权利要求1-16任一项所述的显示面板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个像素单元之前、之后或之中，采用溶液制程依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
19.如权利要求18所述的制作方法，其特征在于，所述采用溶液制程依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形，具体包括：
采用喷墨打印或丝网印刷方式依次形成多条下引出线、多个下传感电极、压电层、多个上传感电极和多条上引出线的图形。
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