CN108563352B - 一种触控显示基板、制作方法、触控显示装置及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控显示基板、制作方法、触控显示装置及驱动方法。触控显示基板包括：衬底基板，衬底基板包括多个像素单元，像素单元包括：相互绝缘的第一电极和第二电极；在相邻两个像素单元之间设置的隔离图案，隔离图案由绝缘材料形成；设置在隔离图案靠近所述衬底基板一侧的第一触控电极；设置在隔离图案远离衬底基板一侧的第二触控电极；第一触控电极与第一电极图同层设置，第二触控电极与所述第二电极同层设置。本发明在像素单元之间的区域内设置了触控识别结构，该互容式触控识别结构的第一触控电极和第二触控电极分别与像素单元中的第一电极和第二电极同层设置，从而将显示功能与触控功能集成在同一结构中。

Description

一种触控显示基板、制作方法、触控显示装置及驱动方法
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，特别是指一种触控显示基板、制作方法、触控显示装置及驱动方法。
背景技术
现有触控显示产品的触控识别结构为外挂式设置，即在显示面板外单独加装触控识别结构以实现触控识别功能。这种外挂式设置增加了产品厚度，且集成度低，不符合当前显示产品向超薄发展的趋势。
有鉴于此，当前亟需一种能够将触控识别结构集成在在显示装置的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种触控显示基板、制作方法、触控显示装置及驱动方法，可将触控识别结构集成在显示组件内。
为实现上述目的，一方面，本发明的实施例提供一种触控显示基板，包括衬底基板，所述衬底基板包括多个像素单元，每个像素单元包括：相互绝缘的第一电极和第二电极，还包括：
在相邻两个像素单元之间设置的隔离图案，所述隔离图案由绝缘材料形成；
设置在所述隔离图案靠近所述衬底基板一侧的第一触控电极；
设置在所述隔离图案远离所述衬底基板一侧的第二触控电极；
其中，所述第一触控电极与所述第一电极图同层设置，所述第二触控电极与所述第二电极同层设置。
其中，相邻的第一电极和第一触控电极之间的相隔距离的取值范围在5um到15um之间。
其中，所述第一电极的材料与所述第一触控电极的材料相同；和/或，所述第二电极的材料与所述第二触控电极的材料相同。
其中，所述触控显示基板还包括：
形成在所述衬底基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的漏电极连接所述第一电极。
其中，所述触控显示基板还包括：设置在所述第一电极和所述第二电极之间的有机发光层。
其中，所述隔离图案为黑矩阵或像素界定层。
另一方面，本发明的实施例还提供一种触控显示基板的制作方法，包括，在衬底基板上形成多个像素单元，每个像素单元包括：相互绝缘设置的第一电极和第二电极，还包括：
在相邻两个像素单元之间形成隔离图案，所述隔离图案由绝缘材料形成；
在所述隔离图案靠近所述衬底基板一侧形成第一触控电极；
在所述隔离图案远离所述衬底基板一侧形成第二触控电极；
其中，所述第一触控电极与所述第一电极图同层设置，所述第二触控电极与所述第二电极同层设置。
其中，所述制作方法具体包括：
在衬底基板上形成导电图案；
形成覆盖所述导电图案的第一绝缘层；
在所述第一绝缘层中形成露出所述导电图案的第一过孔；
通过一次构图工艺，在所述第一绝缘层上形成第一电极和第一触控电极，所述第一触控电极通过所述第一过孔与所述导电图案连接；
形成覆盖所述第一电极和所述第一触控电极的第二绝缘层；
所述第二绝缘层具有露出所述第一电极的第二过孔；
形成有机发光层和隔离图案，所述有机发光层通过所述第二过孔与所述第一电极连接，所述隔离图案在所述衬底基板上的正投影至少覆盖所述第一触控电极在所述衬底基板上的正投影；
通过一次构图工艺，形成第二电极和第二触控电极，所述第二电极在所述衬底基板上的正投影位于所述第一电极在所述衬底基板上正投影内，所述第二触控电极在所述衬底基板上的正投影位于所述第一触控电极在所述衬底基板上正投影内。
此外，本发明的实施例还提供一种触控显示装置，包括本发明提供的触控显示基板。
此外，本发明的实施例还提供一种驱动方法，应用于本发明提供的上述触控显示装置，包括：
在显示阶段，向像素单元的第一电极和第二电极分别加载用于显示画面的显示信号；
在触控识别阶段，向所述第一触控电极和第二触控电极分别加载用于识别触控操作的触控信号。
本发明的上述方案具有如下有益效果：
本发明在像素单元之间的区域内设置了互容式的触控识别结构，该触控识别结构的第一触控电极和第二触控电极分别与像素单元中的第一电极和第二电极同层设置，从而在同一基板上集成了显示功能与触控功能。由于本实施例的触控显示基板的触控识别结构占用的是显示组件的盒内空间，因此与传统的外挂式触控显示结构相比，可大幅降低显示产品的厚度，符合当前显示产品向超薄发展的趋势，因此具有较高的实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的触控显示基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的触控显示基板在实际应用中的详细结构示意图；
图3为本发明实施例提供的触控显示基板在实际应用中的另一详细结构示意图；
图4为本发明实施例提供的驱动方法加载触控信号的时隙示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明针对现有的设置外挂式触控显示产品尺寸厚度大、部件集成度低的问题，提供一种解决方案。
一方面，本发明的实施例提供一种触控显示基板，如图1所示，包括：
衬底基板11，该衬底基板11包括多个像素单元(Pixel)，每个像素单元包括：相互绝缘的第一电极12和第二电极13；
示例性地，如果本实施例的触控显示基板应用于液晶显示器，则第一电极12和第二电极13分别为公共电极和像素电极；如果本实施例的触控显示基板应用于有机发光二极管显示器，则第一电极12和第二电极13分别为阳极和阴极；
设置在相邻两个像素单元之间的隔离图案14，该隔离图案14由绝缘材料形成，至少起到隔离相邻两个像素单元或垫高图层的作用。
示例性地，如果本实施例的触控显示基板应用于液晶显示器，则隔离图案14可以是液晶显示器的黑矩阵；如果本实施例的触控显示基板应用于有机发光二极管显示器，则隔离图案14可以是液晶显示器的黑矩阵或者是有机发光二极管显示器的像素界定层。
进一步地，触控显示基板还包括：
设置在隔离图案14靠近衬底基板11一侧的第一触控电极15；
设置在隔离图案14远离衬底基板11一侧的第二触控电极16；
其中，第一触控电极15与第一电极12同层设置，第二触控电极16与第二电极13同层设置。该第一触控电极15和第二触控电极16构成了互容式的触控识别结构，当有按压时，第一触控电极15与第二触控电极1之间的间距发生变化，导致两者之间形成的电容也随之发生变化。通过向第一触控电极15和第二触控电极16加载触控信号可以检测电容变化，从而识别触控操作。
可以看出，本实施例在像素单元之间的区域内设置了互容式的触控识别结构，该触控识别结构的第一触控电极和第二触控电极分别与像素单元中的第一电极和第二电极同层设置，从而在同一基板上集成了显示功能与触控功能。由于本实施例的触控显示基板的触控识别结构占用的是显示组件的盒内空间，因此与传统的外挂式触控显示结构相比，可大幅降低显示产品的厚度，符合当前显示产品向超薄发展的趋势，因此具有较高的实用价值。
下面结合实际应用，对本实施例的触控显示基板进行详细介绍。
假设本实际应用的触控显示基板应用于有机发光二极管显示器，则对应结构如图2所示，包括：
衬底基板21；
形成在衬底基板21上的薄膜晶体管，该薄膜晶体管主要由有源层22、栅电极23、源电极24和漏电极25组成。这里需要给予说明的是，图2中的薄膜晶体管结构仅用于示例性介绍，像顶栅型薄膜晶体管、底栅型薄膜晶体管都可以适用于实施例的触控显示基板，本文不再一一举例赘述。
导电图案26，其中，该导电图案26用于向第一触控电极传输触控信号。其中，导电图案26可以是现有触控显示基板的结构，即，导电图案26根据时序，在显示阶段和触控阶段分别接收不同的信号；或者，导电图案26是本发明实施例专用于向第一触控电极传输信号而设置的。
覆盖导电图案26的第一绝缘层27a、27b(本文并不限定第一绝缘层是单图层结构还是多图层结构)。
形成在第一绝缘层27a、27b上的第一电极28和第一触控电极29；第一触控电极29通过第一绝缘层27上的过孔连接导电图案26，从而利用导电图案26上的信号进行驱动；此外，第一电极28通过第一绝缘层27上的其他过孔连接薄膜晶体管的漏电极25，从而使薄膜晶体管作为向第一电极加载信号的开关。
其中，作为优选方案，第一电极28的材料与第一触控电极29的材料相同，使得两者可由同一构图工艺制作，以降低制作成本；此外，为了避免第一电极28加载信号后会对第一触控电极29产生干扰，相邻的第一电极28和第一触控电极之间29的相隔距离h的取值范围应在5um到15um之间(包括5um和15um)。
像素界定层30，该像素界定层30覆盖第一触控电极29，并具有露出第一电极28的过孔。
有机发光层31和隔垫物32，该有机发光层31通过像素界定层30的过孔连接第一电极28，该隔垫物32可以起到垫高图层的作用，保证后续形成的第二触控电极34与第二电极33之间的段差不会过大。
形成在有机发光层31上的第二电极33，以及形成在隔垫物32上的第二触控电极34。
作为优选方案，第二电极33的材料与第二触控电极34的材料相同，两者可由同一构图工艺制作，以降低制作成本。
基于图2所示的结构，本实施例的第一触控电极29和第二触控电极34在加载触控信号后即可实现触控识别功能。
进一步地，如图3所示，本实际应用中的触控识别结构为多个，并均匀设置在多个像素单元Pixel之间的区域301(图3的像素单元Pixel的结构以及设置方法仅用于示例，并不用于限定本发明实施例提供的触控显示基板像素单元排布的实现方式)，从而以阵列方式排列。每个触控识别结构中的与第一触控电极29连接的信号线302与导电图案26为同层设置，并贯穿第一绝缘层27a、27b连接对应的第一触控电极29。
以上仅用于示例性介绍本实施例的触控显示基板，应当指出的是，本实施例并不限定第一电极和第二电极具体的实现形成，但凡是在像素单元之间设置的相互绝缘的导电图形，其构图工艺都可以用于制作第一触控电极和第二触控电极。
另一方面，本发明的实施例还提供一种触控显示基板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成多个像素单元，每个像素单元包括相互绝缘设置的第一电极和第二电极；
在相邻两个像素单元之间形成隔离图案，该隔离图案由绝缘材料形成；
在隔离图案靠近衬底基板一侧形成第一触控电极；
在隔离图案远离衬底基板一侧形成第二触控电极；
其中，第一触控电极与第一电极同层设置，第二触控电极与第二电极同层设置。
显然，本实施例的制作方法以用于制作本发明上述实施例所提供的触控显示基板，因此该触控显示基板所能实现的技术效果，本实施例的制作方法同样能够实现。
以制作图2所示的触控显示基板为例，本实施例的制作方法主要包括如下步骤：
步骤1，在衬底基板21上形成导电图案26；
其中，衬底基板可为玻璃基板、石英基板、硅基板、塑料基板、聚酰亚胺基板等；具体地，可以采用溅射或热蒸发的方法在完成步骤1的基板上沉积厚度约为
Figure BDA0001566850520000071
的金属层，金属层可以是Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。在金属层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于导电图案26的图形所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属层，剥离剩余的光刻胶，形成导电图案26的图形。
步骤2，形成覆盖导电图案26的第一绝缘层27a、27b；
具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤2的基板上沉积厚度为
Figure BDA0001566850520000081
的第一绝缘层27a、27b，第一绝缘层27a、27b可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体是SiH4、NH3、N2或SiH2Cl2、NH3、N2。
步骤3，在第一绝缘层27a、27b中形成露出导电图案26的第一过孔。
步骤4，通过一次构图工艺，在第一绝缘层27a、27b上形成第一电极28和第一触控电极29，该第一触控电极29通过第一过孔与导电图案26连接；
具体地，在衬底基板上通过溅射或热蒸发的方法沉积厚度约为
Figure BDA0001566850520000082
Figure BDA0001566850520000083
的透明导电层，透明导电层可以是ITO、IZO或者其他的透明金属氧化物，在透明导电层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第一电极28和第一触控电极29的图形所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的透明导电层薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第一电极28和第一触控电极29的图形。
步骤5，形成覆盖第一电极28和第一触控电极29的第二绝缘层30，该第二绝缘层30可以是像素界定层，具有露出第一电极28的第二过孔；
具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤2的基板上沉积厚度为
Figure BDA0001566850520000084
的第二绝缘层30，第二绝缘层30可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体是SiH4、NH3、N2或SiH2Cl2、NH3、N2。
步骤6，形成有机发光层31和隔离图案32，该有机发光层31通过第二过孔与第一电极28连接，该隔离图案32在衬底基板上21的正投影至少覆盖第一触控电极29在衬底基板21上的正投影；
步骤7，通过一次构图工艺，形成第二电极33和第二触控电极34，第二电极33在衬底基板上21的正投影位于第一电极28在衬底基板上正投影内，第二触控电极34在衬底基板上的正投影位于第一触控电极29在衬底基板21上正投影内；
具体地，在完成步骤6的基板上通过溅射或热蒸发的方法沉积厚度约为
Figure BDA0001566850520000091
的透明导电层，透明导电层可以是ITO、IZO或者其他的透明金属氧化物，在透明导电层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第二电极33和第二触控电极34的图形所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的透明导电层薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第二电极33和第二触控电极34的图形。
具体地，在完成步骤7的基板上，还可以进一步蒸镀封装层，以保护有机发光器件，从而提高整体器件的阻水氧能力以及使用寿命。
以上仅用于示例性介绍本实施例的制作方法，在上述基础之上，还可以进一制作薄膜晶体管，由于该薄膜晶体管的制作工艺为现有技术，本文不再进行介绍。
此外，本发明的另一实施例还提供一种触控显示装置，包括本发明上述实施例所提供的触控显示基板。
本实施例的触控显示装置将触控识别结构集成在触控显示基板上，因此大幅减小了产品的厚度，符合当前显示装置向超薄方向发展的趋势，具有较高的实用价值。
在实际应用中，本实施例的触控显示装置可以是手机、平板电脑、电视等具有触控功能的显示产品。
此外，本发明的另一实施例还提供一种驱动方法，应用于本发明上述实施例提供的触控显示装置，该驱动方法包括：
在显示阶段，向像素单元的第一电极和第二电极分别加载用于显示画面的显示信号，例如数据信号和公共电压信号；
在触控识别阶段，向第一触控电极和第二触控电极分别加载用于识别触控操作的触控信号，例如触控驱动信号和触控感应信号。
以手机为例，目前普遍的手机显示屏幕的刷新频率为60Hz，人手触摸一次触控屏幕的最小时间一般为1/4s，即在1s中只需加载4个触控信号即可实现检测用户触控的功能。因此触控信号可以复用现有信号，例如上述的显示信号。
参考图4所示，图4中纵坐标表示电压，横坐标表示时间。在1s中，信号共加载60次，触控信号tx只需占用4个即可，其余可以为显示信号。当触控信号tx平均分布后，每个触控信号需间隔最大15个显示信号。
这里需要给予说明的是，上述显示信号并不限于是第一电极和第二电极上的信号，但凡是在显示阶段用于显示画面的驱动信号都可以是作为显示信号。
例如图2所示的触控显示基板，第一触控电极29连接导电图案26，该导电图案26是现有的触控显示基板的结构，例如导电图案26可以是触控显示基板上用于驱动存储电容的开关管的栅电极，在显示阶段，向第一触控电极29和导电图案26加载驱动存储电容的扫描信号；当进入触控识别阶段，向第一触控电极29和导电图案26加载触控信号，此时第一触控电极用于实现触控识别功能，而触控识别阶段可以是瞬时的，不会影响显示功能。
此外，本实施例的第二触控电极也可以与第二电极连接同一信号线，即对第二触控电极与第二电极由进行分时驱动。在显示阶段，向第二触控电极29和第二电极加载阴极信号，此时第一触控电极29不用于检测触控，第二电极正常工作以驱动画面显示；当进入触控识别阶段，向第一触控电极29和第二电极加载触控信号，此时第二触控电极29用于检测触控，而触控识别阶段可以是瞬时的，不会影响显示功能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触控显示基板，包括衬底基板，所述衬底基板包括多个像素单元，每个像素单元包括：相互绝缘的第一电极和第二电极，其特征在于，还包括：
在相邻两个像素单元之间设置的隔离图案，所述隔离图案由绝缘材料形成；
设置在所述隔离图案靠近所述衬底基板一侧的第一触控电极；
设置在所述隔离图案远离所述衬底基板一侧的第二触控电极；
同层设置的触控信号线和导电图案，用于向所述第一触控电极传输触控信号，根据时序，所述导电图案在显示阶段和触控阶段分别接收不同的信号，多个触控识别结构分别与所述触控信号线电连接；
其中，所述第一触控电极与所述第一电极同层设置，所述第二触控电极与所述第二电极同层设置。
2.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
相邻的第一电极和第一触控电极之间的相隔距离的取值范围在5um到15um之间。
3.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
所述第一电极的材料与所述第一触控电极的材料相同；和/或，所述第二电极的材料与所述第二触控电极的材料相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的触控显示基板，其特征在于，还包括：
形成在所述衬底基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的漏电极连接所述第一电极。
5.根据权利要求1-3任一项所述的触控显示基板，其特征在于，
所述触控显示基板还包括：设置在所述第一电极和所述第二电极之间的有机发光层。
6.根据权利要求1-3任一项所述的触控显示基板，其特征在于，
所述隔离图案为黑矩阵或像素界定层。
7.一种触控显示基板的制作方法，包括，在衬底基板上形成多个像素单元，每个像素单元包括：相互绝缘设置的第一电极和第二电极，其特征在于，还包括：
在相邻两个像素单元之间形成隔离图案，所述隔离图案由绝缘材料形成；
在所述隔离图案靠近所述衬底基板一侧形成第一触控电极；
在所述隔离图案远离所述衬底基板一侧形成第二触控电极；
形成同层的导电图案和触控信号线，所述导电图案用于向所述第一触控电极传输触控信号，根据时序，所述导电图案在显示阶段和触控阶段分别接收不同的信号，多个触控识别结构分别与所述触控信号线电连接；
其中，所述第一触控电极与所述第一电极图同层设置，所述第二触控电极与所述第二电极同层设置。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法具体包括：
在衬底基板上形成导电图案；
形成覆盖所述导电图案的第一绝缘层；
在所述第一绝缘层中形成露出所述导电图案的第一过孔；
通过一次构图工艺，在所述第一绝缘层上形成第一电极和第一触控电极，所述第一触控电极通过所述第一过孔与所述导电图案连接；
形成覆盖所述第一电极和所述第一触控电极的第二绝缘层；
所述第二绝缘层具有露出所述第一电极的第二过孔；
形成有机发光层和隔离图案，所述有机发光层通过所述第二过孔与所述第一电极连接，所述隔离图案在所述衬底基板上的正投影至少覆盖所述第一触控电极在所述衬底基板上的正投影；
通过一次构图工艺，形成第二电极和第二触控电极，所述第二电极在所述衬底基板上的正投影位于所述第一电极在所述衬底基板上正投影内，所述第二触控电极在所述衬底基板上的正投影位于所述第一触控电极在所述衬底基板上正投影内。
9.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的触控显示基板。
10.一种驱动方法，应用于如权利要求9所述的触控显示装置，其特征在于，包括：
在显示阶段，向像素单元的第一电极和第二电极分别加载用于显示画面的显示信号；
在触控识别阶段，向所述第一触控电极和第二触控电极分别加载用于识别触控操作的触控信号。
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