CN106201142B - 一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，由于将触控电极结构内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层作为有机电致发光结构的保护层的同时用作触控电极结构的保护层，因此与外挂式触摸屏相比，省去单独设置触控电极结构的保护层，不仅可以降低触摸屏的厚度，而且可以降低成本。另外，由于接线端子和触控电极结构均内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层内用于设置外围走线的区域设置接线端子，因此与现有的外挂式触摸屏中接线端子设置在封装保护层外部相比，可以降低边框宽度。

Description

一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置。
背景技术
有机电致发光(Organic Light Emitting Diode，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(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)、以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。
目前市面上出现的OLED触控显示设备，如图1所示，其触控功能组件02均为外挂式结构，即OLED显示屏01制作完成之后，另外在显示屏01上贴合触控功能组件02以实现触控功能。因此，现有的OLED触控显示设备存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。并且，如图1所示，由于触控功能组件02位于显示屏01上方，触控功能组件02中的触控电极一般需要与设置在显示屏01外部的接线端子03连接，其中接线端子03还与设置在在显示屏外部的触控芯片电连接，主要用于实现与触控功能组件02中的触控电极与触控芯片的电连接。因此，现有的OLED触控显示设备还存在边框宽度较宽的缺点。
发明内容
本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，不仅可以降低触摸屏的厚度和边框宽度，而且可以降低成本。
本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，包括衬底基板，位于所述衬底基板上的有机电致发光结构，包覆所述有机电致发光结构的封装保护层；还包括：
位于所述衬底基板与所述封装保护层之间且被所述封装保护层包覆的触控电极结构；
以及位于所述衬底基板上的且被所述封装保护层包覆的接线端子，且所述接线端子与所述触控电极结构中的触控电极电连接，用于使所述触控电极结构中的触控电极与触控芯片实现电连接。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述触控电极结构位于所述有机电致发光结构与所述封装保护层之间；
所述触控电极结构与所述有机电致发光结构之间还设置有绝缘层。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述触控电极结构中的触控电极通过贯穿所述绝缘层的过孔与所述接线端子电连接。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述绝缘层与所述触控电极结构之间还设置有平坦层。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述触控电极结构包括相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；
或所述触控电极结构包括相互绝缘的自电容电极，以及与各所述自电容电极对应连接导线。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层；
所述触控电极结构包括第一触控电极，所述阳极层或阴极层复用为第二触控电极；
所述第一触控电极为触控感应电极，所述第二触控电极为触控驱动电极；或所述第一触控电极为触控驱动电极，所述第二触控电极为触控感应电极。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，所述触控电极结构包括触控感应电极和触控驱动电极；其中，
所述阳极层复用为所述触控感应电极，所述阴极层复用为所述触控驱动电极；或，所述阴极层复用为所述触控感应电极，所述阳极层复用为所述触控驱动电极。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，触控电极结构包括相互绝缘的自电容电极，以及与各所述自电容电极对应连接导线，所述阳极层或阴极层复用为自电容电极。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述绝缘层具有阻水阻氧作用且包覆所述有机电致发光结构。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述绝缘层通过原子沉积法制的。
较佳地，本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，所述绝缘层的材料为氧化铝。
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏的驱动方法，所述内嵌式触摸屏在一帧时间内进行分时驱动；其中，
在显示阶段，通过控制所述有机电致发光结构发光进行显示；
在触控阶段，通过控制所述触控电极结构确定触控位置。
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。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，由于将触控电极结构内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层作为有机电致发光结构的保护层的同时用作触控电极结构的保护层，因此与外挂式触摸屏相比，省去单独设置触控电极结构的保护层，不仅可以降低触摸屏的厚度，而且可以降低成本。另外，由于接线端子和触控电极结构均内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层内用于设置外围走线的区域设置接线端子，因此与现有的外挂式触摸屏中接线端子设置在封装保护层外部相比，可以降低边框宽度。
附图说明
图1现有的OLED触控显示设备的俯视示意图；
图2a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2b为图2a所示内嵌式触摸屏的俯视示意图；
图3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4为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图之三；
图5为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏提供的像素电路的结构图；
图6为图5所示像素电路对应的电路时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的形状和大小不反映内嵌式触摸屏的真实比例，且仅为内嵌式触摸屏的局部结构，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2a和图2b所示，其中图2b为图2a的俯视图，包括衬底基板1，位于衬底基板1上的有机电致发光结构2，包覆有机电致发光结构2的封装保护层3；还包括：
位于衬底基板1与封装保护层3之间且被封装保护层3包覆的触控电极结构4；
以及位于衬底基板1上的且被封装保护层3包覆的接线端子5，且接线端子5与触控电极结构4中的触控电极电连接，用于使触控电极结构4中的触控电极与触控芯片实现电连接。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，由于将触控电极结构内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层作为有机电致发光结构的保护层的同时用作触控电极结构的保护层，因此与外挂式触摸屏相比，省去单独设置触控电极结构的保护层，不仅可以降低触摸屏的厚度，而且可以降低成本。另外，由于接线端子和触控电极结构均内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层内用于设置外围走线的区域设置接线端子，因此与现有的外挂式触摸屏中接线端子设置在封装保护层外部相比，可以降低边框宽度。
在具体实施时，触控电极结构离封装保护层越近，触控灵敏度越高，因此在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图3所示，触控电极结构4位于有机电致发光结构2与封装保护层3之间。
在具体实施时，由于有机电致发光结构中设置有阳极层、发光层和阴极层，会导致有机电致发光结构中的阴极层或阳极层与触控电极结构之间发生短路，因此在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2a所示，触控电极结构4与有机电致发光结构2之间还设置有绝缘层6。
在具体实施时，如图2a所示，有机电致发光结构2包括层叠设置的阳极层21、发光层22和阴极层23。有机电致发光结构2发光是通过阴极层23中的电子和阳极层21中的空穴在发光层22中复合时，激发发光层22中的有机材料发光来实现的。因此有机电致发光结构2中用作发光层22的有机材料以及用作阴极层23的活泼金属对水气和氧气都极其敏感，如果水气和氧气从周围环境渗入到触摸屏内部，会造成阴极层23金属的氧化和发光层22有机材料的变质，使得有机电致发光结构2寿命缩短，或者直接导致器件致命的损坏而影响使用。
因此，较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2a所示，绝缘层6具有阻水阻氧作用且包覆有机电致发光结构2。这样既不会增加触摸屏的厚度，又会进一步保护有机电致发光结构。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，为了提高绝缘层的阻水性能，绝缘层通过原子沉积法制的。
较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，绝缘层的材料优选为氧化铝Al2O3，当然绝缘层的材料也可以为氮化硅SiNx等其它既具有绝缘性又具有阻水性的材料，在此不作限定。
进一步地，为了降低边框宽度，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2a和图3所示，触控电极结构4通过贯穿绝缘层6的过孔与接线端子5电连接。
在具体实施时，由于位于有机电致发光结构之间的间隙与有机电致发光结构之间存在段差，因此绝缘层的表面一般不平整，因此在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图3所示，绝缘层6与触控电极结构4之间还设置有平坦层7。
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，平坦层的材料为硅碳氮SiCN，在此不作限定。
进一步地，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，平坦层可以采用打印工艺制作，在此不作限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，衬底基板具有显示区域和边框区域，显示区域设置有有机电致发光结构，边框区域设置有接线端子和一些周边走线等，但是为了提高阻水性能，如图4所示，内嵌式触摸屏还设置有位于边框区域且包围显示区域的阻水坝8，且封装保护层3覆盖阻水坝8。具体阻水坝8的设置与现有有机电致发光显示面板相同，在此不作详述。
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，衬底基板可以为玻璃基板，也可以为柔性基板，在此不作限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当衬底基板为薄玻璃基板时，主要采用玻璃盖板的封装方式进行封装，即封装保护层为封装玻璃；当衬底基板为柔性基板时，主要采用薄膜的封装方式进行封装，即封装保护层为封装薄膜。其中，封装保护层主要起防水氧作用。
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，当封装保护层为封装薄膜时，封装保护层的材料可以为氮化硅SiNx等材料，在此不作限定。
进一步地，本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，封装保护层可以采用打印工艺或化学气相沉积法制作，在此不作限定。
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，在衬底基板与有机电致发光结构之间一般还设置有若干的薄膜晶体管，用于向有机电致发光结构提供信号，在此不作详述。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏既可以是自电容触摸屏，也可以是互电容触摸屏，在此不作限定。下面通过实施例进行说明。
实施一、
本发明实施例提供的内嵌式触摸屏为互电容触摸屏。
第一种类型：
在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，触控电极结构包括相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；
触控电极结构位于有机电致发光结构和阻水氧化层之间。
在具体实施时，触控感应电极和触控驱动电极可以同层设置，也可以异层设置，在此不作限定。
第二种类型：
为了降低厚度和成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，第一触控电极位于有机电致发光结构与阻水氧化层之间；
有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层；
触控电极结构包括第一触控电极，阳极层或阴极层复用为第二触控电极；
第一触控电极为触控感应电极，第二触控电极为触控驱动电极；或第一触控电极为触控驱动电极，第二触控电极为触控感应电极。
在具体实施时，触控感应电极越接近封装保护层，触摸屏的触控灵敏度越高，因此，较佳地，第一触控电极为触控感应电极。
第三种类型：
为了进一步降低厚度和成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，触控电极结构包括触控感应电极和触控驱动电极；其中，
阳极层复用为触控感应电极，阴极层复用为触控驱动电极；或，阳极层复用为触控驱动电极，阴极层复用为触控感应电极。
本发明实施例一中提供的各种内嵌式触摸屏，可以根据实际要求的触控精度设置触控感应电极和触控驱动电极的密度，触控感应电极和触控驱动电极的密度越大，触控精度越高，当触控精度达到一定程度时，可以实现指纹识别功能。
实施例二、
本发明实施例提供的内嵌式触摸屏为自电容触摸屏。
第一种类型：
在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，触控电极结构位于有机电致发光结构与封装保护层之间，触控电极结构包括相互绝缘的自电容电极，以及与各自电容电极对应连接的导线。
第二种类型：
为了降低厚度和成本，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，触控电极结构包括相互绝缘的自电容电极，以及与各自电容电极对应连接的导线，阳极层或阴极层复用为自电容电极。
本发明实施例二中提供的各种内嵌式触摸屏，在具体实施时，可以根据所需的触控密度选择各触控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。而触摸屏的显示密度通常在微米级，因此，一般一个自电容电极会对应触摸屏中的多个有机电致发光结构。
在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当触控电极结构位于封装保护层与有机电致发光结构之间时，为了保证透过率，触控电极结构中的触控电极的材料优选透明导电材料，在此不作限定。
下面以触控电极结构包括触控感应电极，阴极层复用为触控驱动电极为例，说明本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的制备方法。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏的制备方法，包括：
(1)在衬底基板上形成有机电致发光结构和接线端子，其中有机电致发光结构包括依次位于衬底基板上的阳极层、发光层和阴极层，阴极层复用为触控驱动电极。
(2)采用原子沉积法形成包覆有机电致发光结构的绝缘层，且利用掩膜板在绝缘层中与接线端子对应的区域设置过孔。
(3)采用打印工艺在绝缘层上方形成平坦层。
(4)采用打印工艺在平坦层上形成触控感应电极；
(5)采用打印工艺或化学气相沉积法形成包覆触控感应电极、接线端子以及有机电致发光结构的封装保护层。
本发明实施例提供的其它结构的内嵌式触摸屏的制备方法与上述制备方法在原理上相似，在此不作详述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述内嵌式触摸屏的驱动方法，内嵌式触摸屏在一帧时间内进行分时驱动；其中，
在显示阶段，通过控制有机电致发光结构发光进行显示；
在触控阶段，通过控制触控电极结构确定触控位置。
具体地，在具体实施时，在一帧时间内，可以是先进行显示阶段，后进行触控阶段，也可以先进行触控阶段后进行显示阶段，在此不作限制，只要保证每一帧时间内，显示阶段和触控阶段的执行顺序相同就可以。
下面以触控电极结构包括触控感应电极，阴极层复用触控驱动电极为例，说明本发明实施例提供的上述驱动方法。
在具体实施时，在显示阶段，通过与有机电致发光结构连接的像素电路控制有机电致发光结构发光进行显示，在具体实施时，像素电路的结构与现有的像素电路相同。以图5所示的像素电路为例，像素电路包括数据信号端Vdata、发光控制端EM、扫描信号端gate、初始化信号端Vinit、复位控制端reset、阴极信号端ELVSS、电源信号端ELVDD、六个开关晶体管T1～T6、以及一个电容C1。对应的工作时序图如图6所示，其中显示阶段包括t1、t2和t3三个阶段。
在t1阶段，在复位控制端reset的控制下第一开关晶体管T1开启，其他开关晶体管关闭，初始化信号端Vinit对电容C1进行重置。
在t2阶段，在扫描信号端gate的控制下第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4开启，其他开关晶体管关闭，对电容C1进行充电。
在t3阶段，在发光控制端EM的控制下第三开关晶体管T3、第五开关晶体管T5和第六开关晶体管T6开启，其他开关晶体管关闭，有机电致发光结构oled发光。
在触控阶段，发光控制端EM的信号拉高，第五开关晶体管T5和第六开关晶体管T6关闭使有机电致发光结构oled不发光，并给阴极层即触控驱动电极驱动信号，从而实现触控功能。
在具体实施时，由于在一帧时间内触控阶段比较短暂，因此不会对显示起到损害的作用，同时使显示器件具有触控功能，当触控精度高时，还可以实现指纹识别功能。
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。由于该显示装置解决问题的原理与前述一种内嵌式触摸屏相似，因此该显示装置的实施可以参见前述内嵌式触摸屏的实施，重复之处不再赘述。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示装置可以为：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，在此不作限定。
本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，由于将触控电极结构内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层作为有机电致发光结构的保护层的同时用作触控电极结构的保护层，因此与外挂式触摸屏相比，省去单独设置触控电极结构的保护层，不仅可以降低触摸屏的厚度，而且可以降低成本。另外，由于接线端子和触控电极结构均内嵌式于封装保护层内，即利用封装保护层内用于设置外围走线的区域设置接线端子，因此与现有的外挂式触摸屏中接线端子设置在封装保护层外部相比，可以降低边框宽度。
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 (6)

1.一种内嵌式触摸屏，包括衬底基板，位于所述衬底基板上的有机电致发光结构，包覆所述有机电致发光结构的封装保护层；其特征在于，还包括：
位于所述衬底基板与所述封装保护层之间且被所述封装保护层包覆的触控电极结构；
以及位于所述衬底基板上的且被所述封装保护层包覆的接线端子，且所述接线端子与所述触控电极结构中的触控电极电连接，用于使所述触控电极结构中的触控电极与触控芯片实现电连接；所述触控电极结构位于所述有机电致发光结构与所述封装保护层之间；
所述触控电极结构与所述有机电致发光结构之间还设置有绝缘层；所述绝缘层具有阻水阻氧作用且包覆所述有机电致发光结构；
所述绝缘层通过原子沉积法制的，且所述绝缘层的材料为氧化铝。
2.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述触控电极结构中的触控电极通过贯穿所述绝缘层的过孔与所述接线端子电连接。
3.如权利要求2所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述绝缘层与所述触控电极结构之间还设置有平坦层。
4.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述触控电极结构包括相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极；
或所述触控电极结构包括相互绝缘的自电容电极，以及与各所述自电容电极对应连接的导线。
5.如权利要求1所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，所述有机电致发光结构包括层叠设置的阳极层、发光层和阴极层；
所述触控电极结构包括第一触控电极，所述阳极层或所述阴极层复用为第二触控电极；其中，
所述第一触控电极为触控感应电极，所述第二触控电极为触控驱动电极；或所述第一触控电极为触控驱动电极，所述第二触控电极为触控感应电极。
6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的内嵌式触摸屏。
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