CN106125986A - 一种触控显示面板及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控显示面板及电子设备，该触控显示面板包括：基板；显示模块，包括依次设置于基板上的阳极层、发光层、阴极层；还包括：绝缘介质层，设置于基板远离显示模块的一侧上；保护层，设置于绝缘介质层远离显示模块的一侧上；压力检测电极层，设置于绝缘介质层与保护层之间，压力检测电极层与显示模块的阴极层形成电容结构，电容结构用于实现压感触控功能。本发明一方面将显示模块的阴极层复用为电容结构的一个电极层，压力检测电极层设置于绝缘介质层与保护层之间，有利于降低成本和显示面板的整体厚度，另一方面，阴极层能够很好地屏蔽外界干扰，只传递压力信号，触控显示面板的电容值变化检测稳定性高。

Description

一种触控显示面板及电子设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种触控显示面板及包括该触控显示面板的电子设备。

背景技术

电子产品现在日益深入我们生活的方方面面，触控技术作为一种便捷有效的人机互动解决方案更是成为电子产品中一项必不可少的技术。电阻式触摸屏和电容式触摸屏是目前应用最广泛的两种触摸屏。其中，电阻式触摸屏具有设计简单、成本低的优点，但比较受制于物理局限性，如透光率低、易老化等；电容式触摸屏支持多点触控功能，具有高透光率和低功耗的优点，自苹果的iPhone推出以来，电容式触摸屏进入了快速增长期。

其中，现有部分电子产品是通过设置在TFT阵列基板与背光模块之间的电容结构实现压力感应，当手指按压屏幕时，电容结构中的上、下电极层之间的距离变小，电容变大，进而将压力转化为电学参数的变化，实现压感触控功能；另外一些电子产品则是于显示屏四周增加电容结构，包括上、下电极层和位于上、下电极层之间的硅胶层，当手指按压屏幕时，硅胶层被压缩，上、下电极层之间的电容变大，进而将压力转化为电学参数的变化，实现压感触控功能。

现有的产品为了实现压力感应，都需要增加制作上、下电极层和绝缘层的工艺，不仅工艺复杂，成本高，而且现有的电容结构增加了显示面板的厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触控显示面板，其可以降低成本，并减少触控显示面板的整体厚度。

为实现上述目的，本发明提供一种触控显示面板，包括：

基板；

显示模块，包括依次设置于基板上的阳极层、发光层、阴极层；

还包括：

绝缘介质层，设置于基板远离显示模块的一侧上；

保护层，设置于绝缘介质层远离显示模块的一侧上；

压力检测电极层，设置于绝缘介质层与保护层之间，压力检测电极层与显示模块的阴极层形成电容结构，所述电容结构用于实现压感触控功能。

在一些实施例中，所述压力检测电极层包括多个呈矩阵排布的块状电极。

在一些实施例中，所述压力检测电极层包括多个平行设置的条状电极，所述条状电极沿行方向平行排布或沿列方向平行排布。

在一些实施例中，所述绝缘介质层的材料为弹性材料，所述弹性材料的杨氏模量小于1GPa。

在一些实施例中，所述绝缘介质层的材料为硅胶。

在一些实施例中，所述触控显示面板采用显示阶段和压感触控阶段分时驱动方式。

在一些实施例中，还包括压力检测芯片，用于通过检测所述压力检测电极层与所述显示模块的阴极层之间的电容值的变化来判断触控位置的压力大小。

在一些实施例中，所述触控显示面板为柔性触控显示面板。

在一些实施例中，所述基板为聚酰亚胺基板。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的触控显示面板。

与现有技术相比，本发明的触控显示面板及电子设备至少具有以下有益效果：

本发明一方面将显示模块的阴极层复用为电容结构的一个电极层，电容结构的压力检测电极层设置于绝缘介质层与保护层之间，对现有显示面板的结构改动很小且不影响触控显示面板的出光，有利于降低成本，而且由于阴极层被复用，从而能够降低触控显示面板的整体厚度；另一方面，显示模块的阴极层通常为整面的公共电极层，具有固定电位，检测电容结构的电容值变化时，能够很好地屏蔽外界干扰，只传递压力信号，触控显示面板的电容值变化检测稳定性高。

附图说明

图1为本发明实施例的触控显示面板的结构示意图；

图2～图4为本发明实施例的触控显示面板的压力检测电极层的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：触控显示面板 41：块状电极

10：基板 42：条状电极

20：显示模块 43：导线

21：阳极层 50：保护层

22：发光层 60：薄膜晶体管层

23：阴极层 70：平坦层

24：像素定义层 80：封装层

30：绝缘介质层 90：压力检测芯片

40：压力检测电极层

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本发明内所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。

请参照图1，图1示出了本发明实施例的触控显示面板1的结构示意图，该触控显示面板1包括：基板10、设置于基板10上的显示模块20、设置于基板10远离显示模块20的一侧上的绝缘介质层30、设置于绝缘介质层30远离显示模块20的一侧上的保护层50和设置于绝缘介质层30与保护层50之间的压力检测电极层40，其中，压力检测电极层40与显示模块20的阴极层23形成电容结构，该电容结构用于实现压感触控功能。

在一个实施例中，基板10与显示模块20之间进一步设置有薄膜晶体管层60和平坦层70。薄膜晶体管层60至少包括有源层、源级、漏极、栅极、绝缘层(未示出)，其采用已知结构，在此不予赘述。平坦层70位于薄膜晶体管层60上，显示模块20位于平坦层70上。

显示模块20包括依次设置于平坦层70上的阳极层21、发光层22和阴极层23，阳极层21电性连接至薄膜晶体管层60的漏极，阴极层23为无构图的整面电极。显示模块20进一步包括位于平坦层70上的像素定义层24，像素定义层24将显示模块20限定出多个像素区域。从阳极层21和阴极层23注入的空穴的和电子在发光层22中复合产生激子并从像素区域的开口中向外出射。

本发明中，压力检测电极层40与显示模块20的阴极层23相对设置，形成用于实现压感触控功能的电容结构。在一较佳实施例中，触控显示面板1还包括压力检测芯片90，压力检测芯片90分别与压力检测电极层40、阴极层23电性连接。该压力检测芯片90具有计算功能，能够通过检测压力检测电极层40与显示模块20的阴极层23之间的电容值的变化来确定触控位置的压力大小，将该压力大小与预设的压力区间进行比较获得相应的压力等级，根据确定的等级执行相应的操作，从而实现压感触控功能。

具体而言，实现压力检测的过程如下，压力检测电极层40与阴极层23相对设置，根据电容公式，C∝εS/d，其中，C为压力检测电极层40与阴极层23形成的电容结构的电容，ε为包括绝缘介质层30在内的各层的等效介电常数，S为压力检测电极层40与阴极层23形成的电容结构的正对面积，d为压力检测电极层40与阴极层23之间的间距。当操作者的手指触摸到触控显示面板1时，会对触控显示面板1产生一定的触摸压力，间距d会减小，电容C就会增大。

由于压力检测芯片90在进行压力检测时，触控显示面板1产生的形变量仅受触摸压力的大小影响，因此，根据检测到的电容值的变化，经压力检测芯片90的换算就可以确定出压力的大小。压力检测芯片90中可预设多个压力区间，每个压力区间对应一个压力等级，将获得压力大小与各个压力区间的值进行比较，如果该压力大小落入其中某个压力区间，则获得相应的压力等级，压力等级的多少根据需要进行设置。

上述触控显示面板1中可进一步设置有触控驱动芯片(未示出)，该触控驱动芯片接收压力检测芯片90发送的压力等级信号，不同的压力等级对应不同的操作，根据该压力等级信号执行相应的操作。例如，当压力检测芯片90检测到的触摸压力为第一压力等级时，触控驱动芯片接收该压力等级信号后执行第一操作，并显示给操作者；当压力检测芯片90检测到的触摸压力为第二压力等级时，触控驱动芯片接收该压力等级信号后执行第二操作，并显示给操作者。压力检测芯片90能够确定的压力等级不限于上述的两个压力等级。所实现的压感触控功能是，操作者的手指在触摸触控显示面板1上的触摸力度不同，触控显示面板1显示的结果不同。在一个实施例中，触控驱动芯片与压力检测芯片90可整合为一个芯片以降低成本。

本发明的触控显示面板1中，一方面将阴极层23复用为电容结构的一个电极层，电容结构的压力检测电极层40设置于绝缘介质层30与保护层50之间，对现有显示面板的结构改动很小且不影响触控显示面板1的出光，有利于减少制程和降低成本，且由于阴极层23被复用，还能够降低触控显示面板1的整体厚度；另一方面，显示模块20的阴极层23通常为整面的公共电极层，具有固定电位，检测电容结构的电容值变化时，能够很好地屏蔽外界干扰，只传递压力信号，从而提高触控显示面板1的压力检测准确性和稳定性。

在一个较佳实施例中，如图2所示，压力检测电极层40位于触控显示面板1的显示区域中，该压力检测电极层40包括多个呈矩阵排布的块状电极41，换言之，该多个块状电极41沿行方向和沿列方向形成矩阵排布结构，各块状电极41通过导线43与压力检测芯片90电性连接。

由于压力感应技术不需要提供精确的位置信息，通过检测触摸压力的大小即可执行相应的操作，因此，显示区域中的压力检测电极层40还可以采用多个平行设置的条状电极42，如图3和图4所示，该条状电极42可以沿行方向平行排布，也可以沿列方向平行排布，各条状电极42通过导线43与压力检测芯片90电性连接。与块状电极41相比，该条状电极42能够增加压力检测电极层40与阴极层23形成的电容结构的正对面积，因此，能够极大地增加电容量并提高检测电容变化的灵敏性和准确性。

在一较佳实施例中，为了减少显示阶段和压感触控阶段的相互干扰，触控显示面板1采用显示阶段和压感触控阶段分时驱动方式。换言之，在显示阶段，压感触控功能处于暂停状态；在压感触控阶段，显示驱动处于暂停状态，即显示模块20处于不发光的状态。该分时驱动方式的具体实现过程采用现有技术，在此不予赘述。需要说明的是，本发明的触控显示面板1也可以不采用分时驱动方式，同样能够实现触控显示功能。

形成电容结构的阴极层23的材料要求具有较好的导电性能和较低的功函数，阴极层23材料可采用金属材料，如：金、银、铜、锂、钠、钾、镁、铝、锌及其组合，也可以采用导电金属氧化物材料，氧化铟锡(简称ITO)、掺铝氧化锌(简称AZO)、掺铟氧化锌(简称IZO)、掺锑二氧化锡(简称ATO)及其组合，优选采用导电性和透光性优良的氧化铟锡材料。显示模块20中的其他功能层由采用已知材料制成，在此不予赘述。

形成电容结构的压力检测电极层40可由金属材料制成，也可以由导电金属氧化物材料制成，所使用的材料可以与阴极层23相同，作为可选方案，压力检测电极层40由氧化铟锡材料制成。

作为电容结构的一部分，绝缘介质层30设置于基板10远离显示模块20的一侧上，该绝缘介质层30还具有支撑基板10的作用。在操作者的手指按压触摸触控显示面板1时，为使压力检测电极层40与阴极层23之间的间距具有明显的变化，绝缘介质层30的材料优选为弹性材料。该弹性材料越容易发生形变，手指按压触摸触控显示面板1时，压力检测电极层40与阴极层23之间的电容变化越明显，压力检测芯片90的检测灵敏度越高。发明人研究发现弹性材料的杨氏模量小于1GPa时，压力检测芯片90的检测灵敏度较佳。在一个具体实施例中，绝缘介质层30选用具有绝缘性能和弹性的硅胶材料。

保护层50设置于绝缘介质层30远离显示模块20的一侧上，保护层50用于防止压力检测电极层40被划伤，此外，当压力检测电极层40由活泼金属材料制成时，保护层50还具有防止压力检测电极层40被环境中的水氧侵蚀的作用，进而延长器件寿命。保护层50可由玻璃、石英等硬质材料制成，也可以采用塑料、氮化硅、碳化硅、金属氧化物等软性材料制成，进而实现柔性显示功能。

基板10可选用刚性基板，也可选用等柔性基板，优选采用柔性基板，以实现柔性显示功能。刚性基板例如可以是玻璃基板、石英基板。柔性基板例如可以是聚酰亚胺基板(简称PI基板)、聚酰胺基板、聚碳酸酯基板、聚醚砜基板等有机聚合物基板。

现有的手机或手表中，压感触控装置都是针对硬性的玻璃基板设计的，无法应用在柔性显示面板上。作为可选方案，本发明的触控显示面板1为柔性触控显示面板1，其中基板10优选使用聚酰亚胺基板，聚酰亚胺不仅具有高耐热性、绝缘性特点，而且具有高机械强度、耐磨性、尺寸稳定性、耐蚀性等优异的机械特性，是用作柔性显示面板衬底的理想材料。

需要说明的是，显示模块20中除阳极层21、发光层22和阴极层23外，还可以进一步设置有空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层(未示出)。本发明的显示模块20可选为顶发射型，换言之，显示模块20发出的光从阴极层23一侧向外出射。

在一个实施例中，显示模块20上还可以进一步设置封装层80，封装层80可以采用玻璃基板或石英基板进行封装，也可以采用薄膜封装，如由无机物薄膜和有机物薄膜交替层叠形成的结构进行封装。通过设置封装层80，将显示模块20与周围环境隔离开，防止环境中的水氧侵蚀显示模块20中的材料，延长显示面板的使用寿命。

本发明的触控显示面板可应用于多种电子设备中，例如手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或电子纸。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种触控显示面板，包括：

基板；

显示模块，包括依次设置于所述基板上的阳极层、发光层、阴极层；

其特征在于，还包括：

绝缘介质层，设置于所述基板远离所述显示模块的一侧上；

保护层，设置于所述绝缘介质层远离所述显示模块的一侧上；

压力检测电极层，设置于所述绝缘介质层与所述保护层之间，所述压力检测电极层与所述显示模块的阴极层形成电容结构，所述电容结构用于实现压感触控功能。

2.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述压力检测电极层包括多个呈矩阵排布的块状电极。

3.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述压力检测电极层包括多个平行设置的条状电极，所述条状电极沿行方向平行排布或沿列方向平行排布。

4.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述绝缘介质层的材料为弹性材料，所述弹性材料的杨氏模量小于1GPa。

5.根据权利要求4所述的触控显示面板，其特征在于，所述绝缘介质层的材料为硅胶。

6.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板采用显示阶段和压感触控阶段分时驱动方式。

7.根据权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括压力检测芯片，用于通过检测所述压力检测电极层与所述显示模块的阴极层之间的电容值的变化来判断触控位置的压力大小。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板为柔性触控显示面板。

9.根据权利要求8所述的触控显示面板，其特征在于，所述基板为聚酰亚胺基板。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至9任意一项所述的触控显示面板。