发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种不增加显示面板厚度、不影响出光率且兼具触控识别功能和指纹识别功能的触控显示面板和触控显示装置。
一种触控显示面板,包括:
基板以及设置在基板上的第一电极层,像素限定层和第二电极层;
第一电极层包括多个桥接电极和多个用于驱动像素限定层上发光结构的像素电极;
第二电极层包括沿着第一方向设置的多个感应电极和沿着第二方向设置的多个驱动电极,感应电极与驱动电极相互断开;
断开的感应电极或驱动电极通过设置在像素限定层中的接触孔电连接至桥接电极。
上述触控显示面板,通过将显示面板上的两个电极层改造成为感应电极、驱动电极、桥接电极和像素电极,使显示面板兼具了显示、触控和指纹识别三种功能,避免了在显示面板上增加额外触控膜层和指纹识别膜层来实现触控功能和指纹识别功能,降低了显示面板的厚度;同时,改造后的感应电极和驱动电极距离发光源更近,有效的减少了因金属线宽导致的遮挡面积,也避免了常规触控结构下,电极层对触控信号的干涉和影响。
在其中一个实施例中,像素限定层包括多个像素区域和非像素区域,接触孔设置于非像素区域内。
在其中一个实施例中,多个像素区域为阵列排布,感应电极或驱动电极在第一方向或第二方向上的投影在至少一行或至少一列像素区域内。
在其中一个实施例中,触控显示面板包括预设区域和非预设区域,,预设区域内的感应电极和驱动电极的密度大于非预设区域内的感应电极和驱动电极的密度。
在其中一个实施例中,预设区域的面积小于或等于触控显示面板的面积。
在其中一个实施例中,触控显示面板还包括多条信号连接线和触控集成电路,感应电极和驱动电极分别通过信号连接线与触控集成电路电连接。
一种触控显示面板的制备方法,包括:
提供一基板;
在基板上设置第一电极层,将第一电极层分割为多个桥接电极和多个像素电极;
在第一电极层上设置像素限定层,在像素限定层中设置接触孔;
在像素限定层上设置第二电极层,将第二电极层分割为沿着第一方向设置的多个感应电极和沿着第二方向设置的多个驱动电极,感应电极与驱动电极相互断开;
将断开的感应电极或驱动电极通过接触孔电连接至桥接电极。
在其中一个实施例中,感应电极和驱动电极通过激光镭射工艺、干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺制成。
一种触控显示面板的驱动方法,应用于如上述任一个实施例所述的触控显示面板,所述方法包括:
在预设周期的第一时间段,向触控显示面板发送显示信号,以使触控显示面板根据显示信号进行显示;
在预设周期的第二时间段,交替向触控显示面板发送触控驱动信号和指纹驱动信号,并交替接收触控显示面板返回的触控信号和指纹信号,以使触控显示面板进行触控识别和指纹识别;
其中,预设周期的第一时间段和预设周期的第二时间段时间相等。
一种触控显示装置,包括如上述任一个实施例所述的触控显示面板。
上述触控显示面板的驱动方法,通过在一个驱动周期下为不同的功能模式提供不同的工作时间段,并在三个工作时间段内分别向触控显示面板发送显示信号、触控驱动信号和指纹驱动信号,使触控显示面板在一个驱动周期内可以分别实现显示、触控和指纹识别三种功能。
附图说明
图1为现有技术中触控显示面板的剖面结构示意图;
图2为本申请中触控显示面板的剖面结构示意图;
图3为一个实施例中触控显示面板的电极排布示意图;
图4a为一个实施例中触控显示面板的电极图形的俯视结构示意图;
图4b为一个实施例中触控显示面板的电极图形的剖面结构示意图;
图4c为一个实施例中触控显示面板的电极图形与像素区域的对照示意图;
图5a为另一个实施例中触控显示面板的电极图形的俯视结构示意图;
图5b为另一个实施例中触控显示面板的电极图形的剖面结构示意图;
图5c为另一个实施例中触控显示面板电极图形与像素区域的对照示意图;
图6为一个实施例中触控显示面板上预设区域的分布示意图;
图7为另一个实施例中触控显示面板上预设区域的分布示意图;
图8为一个实施例中触控显示面板的电路连线示意示意图;
图9a为一个实施例中触控显示面板的驱动方法的工作时序示意图;
图9b为一个实施例中触控显示面板的驱动方法的工作时序分解图;
图9c为一个实施例中触控显示面板的驱动方法的工作时序分解图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在现有技术中,触控显示面板通常是指显示面板以及设置在显示面板上的触控膜层。在触控膜层上,分布有多个纵横交错驱动电极和感应电极以实现触控功能,如果要在触控显示面板上实现指纹识别功能,则需要将触控膜层上某一区域的电极做的更为密集或在触控膜层的上再设置一层指纹识别膜层。但是,指纹识别电极图形或指纹识别膜层容易对像素的出光造成遮挡,进而影响到显示面板的显示效果,另外,在显示面板上布置复杂的电极图形会使显示面板的厚度增加,不利于触控显示装置向轻薄便捷的方向发展。
参照图1,示出了现有技术中的一种触控显示面板的剖面结构示意图。如图1所述,触控显示面板10包括基板11、第一电极层12、像素限定层13、第二电极层14、封装层15、触控膜层16和盖板17。其中,触控膜层16上设置有纵横交错的多个感应电极和多个驱动电极,在感应电极和驱动电极的交叉处设有桥接结构,在电极层和桥接结构之间设有绝缘层。在现有技术中,设置于下层的显示面板只能用于显示,设置于上层的触控膜层则可用于实现触控功能以及指纹识别功能。但是,密集排布的指纹识别图形会对下层的像素区域造成遮挡从而影响到显示效果,并且,复杂的膜层设计也会导致触控显示面板厚度有所增加。
基于此,本申请提供了一种触控显示面板,参照图2,该触控显示面板100包括基板110以及逐层设置在基板110上的第一电极层120、像素限定层130和第二电极层140。具体的,第一电极层120包括多个桥接电极和多个用于驱动像素限定层上发光结构的像素电极;第二电极层140包括沿着第一方向设置的多个感应电极和沿着第二方向设置的多个驱动电极,其中,感应电极和驱动电极相互断开,进一步的,在像素限定层130上对应感应电极断开位置或驱动电极断开位置的两侧设置有接触孔,第二电极层贯通至接触孔中与桥接电极相连通,并通过桥接电极将感应电极断开位置或驱动电极断开位置电连接形成桥接结构。上述触控显示面板,通过将显示面板中的膜层结构改造成为具有触控功能和指纹识别功能的感应电极、驱动电极和桥接电极,避免了在显示面板上增加额外的触控膜层和指纹识别膜层,降低了显示面板的厚度,同时,改造后的感应电极和驱动电极距离发光源更近,可以有效的减少因金属线宽导致的遮挡面积,也避免了常规触控结构中,电极层对触控信号的干涉和影响。
基于以上方案,下面结合附图,对具体实施例进行详细说明。
在一个实施例中,参照图3、图4a和图4b,图3示出了本实施例中触控显示面板的电极排布示意图;图4a示出了本实施例中触控显示面板的电极图形的俯视结构示意图;图4b示出了本实施例中触控显示面板的电极图形的剖面结构示意图,其中,图4b为图4a延AA’线的剖面图。以下,结合附图对本实施中的触控显示面板进行说明。
首先,结合图4b对本实施例中触控显示面板的基本结构进行简单说明。在本实施例中,触控显示面板100包括基板110以及设置在基板110上的第一电极层120、像素限定130和第二电极层140。其中,第一电极层120、第二电极层140以及设置在像素区域内的发光层共同构成了显示面板的发光结构层,发光结构层与基板110上设置的像素电路相连接,使得显示面板具备了基本的显示功能。需要说明的是,本实施例中仅以图4b所示的顶发光的OLED结构为例进行说明,但并不限于此,另外,对于顶发光的OLED结构来说,第一电极层120为阳极层,第二电极层140为阴极层。
进一步的,参照图3、图4a和图4b可见,第一电极层120和第二电极层140并不是一个完整的膜层结构,而是图案化的分别设置在基板110上和像素限定层130上的。在本实施例中,第一电极层120包括多个桥接电极121和多个像素电极122;第二电极层140包括多个感应电极141和多个驱动电极142。如图4a所示,感应电极141可以延第一方向排列,驱动电极142可以延第二方向排列,其中,第一方向与第二方向相互垂直交叉。如图4a所示,感应电极141与驱动电极142相互断开。可以理解的是,本实施中的附图仅以感应电极断开的情况进行展示,驱动电极断开的情况也同样适用,另外,第一方向可以是图中的横向也可以是纵向,第二方向可以是图中的纵向也可以是横向。
进一步的,参照图3、图4a和图4b,当感应电极141断开时,像素限定层130对应感应电极141断开位置的两侧分别具有第一接触孔131和第二接触孔132,此时,第二电极层140就可以贯通第一接触孔131和第二接触孔132与位于像素限定层130下层的桥接电极121相连通,进而,桥接电极121就可以通过贯通的第二电极层140将感应电极141断开位置电连接,形成桥接结构。在本实施例中,桥接电极121与像素电极122不连通,其中,桥接电极121与像素电极122可以通过一个掩膜板制作形成,但是两者之间要完全断开。具体的,桥接电极121用于将断开的感应电极141电连接或用于将断开的驱动电极142电连接,以形成完整的感应电极141或驱动电极142;而像素电极122则用于驱动像素限定层上发光结构,以使触控显示面板实现显示功能。可以理解的是,如果将像素电极122用于桥接,或将桥接电极121与像素电极122连接在一起,就会导致显示面板电极间短路,从而对显示面板造成损坏。
对照图3和图4a可以看出,刻蚀后的第二电极层140具有交叉排列的多个感应电极141和多个驱动电极142,并且,其电极排列方式可以抽象为图3中的电极排布示意图,在图3中,可以更清晰的看出感应电极和驱动电极的方向、位置以及排布方式。可以理解的是,驱动电极142断开的结构与感应电极141断开的结构具有一定的类似度,所以两者的俯视图及剖面图是基本相同的,在此不再结合附图进行赘述。
在本实施例中,第二电极层刻蚀后形成的驱动电极和感应电极可以在桥接处形成感应电容,触控显示面板可以根据不同位置上感应电容的变化量识别出不同坐标上的触控信号或指纹信号。因此,本实施例中的触控显示面板不仅可以实现常规的显示功能,还可以通过纵横交错的电极图形实现触控功能以及指纹识别功能。
上述触控显示面板,通过将显示面板上的两个电极层改造成为感应电极、驱动电极、桥接电极和像素电极,使显示面板兼具了显示、触控和指纹识别三种功能,避免了在显示面板上增加额外触控膜层和指纹识别膜层来实现触控功能和指纹识别功能,降低了显示面板的厚度;同时,改造后的感应电极和驱动电极距离发光源更近,有效的减少了因金属线宽导致的遮挡面积,也避免了常规触控结构下,电极层对触控信号的干涉和影响。
在一个实施例中,像素限定层包括多个像素区域和围绕于像素区域的非像素区域,其中,接触孔设置于像素限定层上的非像素区域内。下面,结合附图对感应电极断开的情况进行说明,可以理解的是,本实施例对驱动电极断开的情况也同样适用。
在本实施例中,参照4a至4c,在像素限定层130上设置有第二电极层140,其中,如图4c所示,像素限定层130包括多个像素区域133和围绕于像素区域的非像素区域。其中,第二电极层140被刻蚀形成多个感应电极141和多个驱动电极142,感应电极141与驱动电极142相互断开,在像素限定层130对应感应电极141断开位置的两侧,分别设置第一接触孔131和第二接触孔132。由于第二电极层140与像素区域133内的发光层需要共同构成显示面板的发光结构层,因而,第一接触孔131和第二接触孔132只能设置在像素限定层130上的非像素区域内,以免接触孔对发光结构层造成破坏,使显示面板的显示功能受损。需要说明的是,像素区域133是被第二电极层140完全覆盖的,图4c中所示仅代表了像素区域133与第二电极层140的对应关系,并不代表第二电极层140的电极图形。
在一个实施例中,像素限定层的多个像素区域为阵列式排布,即像素限定层的多个像素区域是行对齐和列对齐的整齐排列在基板上的。其中,感应电极或驱动电极均是覆盖在像素区域上的,且感应电极或驱动电极在第一方向或第二方向上的投影在至少一行或至少一列像素区域内。具体的,参照图4c和图5c,示出了本实施中感应电极和驱动电极与像素区域的对应关系。在图4c所示的电极图形中,一个感应电极141与一行像素区域133对齐,一个驱动电极142与一列像素区域133对齐;在图5c所示的电极图形中,一个感应电极141与两行像素区域133对齐,一个驱动电极142与一列像素区域133对齐。在两个方案中,感应电极和驱动电极的设置方式均可以实现触控功能和指纹识别功能,且不会损坏到显示面板的显示功能。可以理解的是,感应电极和驱动电极的设置方式还有很多种,其具体的图形可以根据实际需要进行选择,在此不做限定。
在一个实施例中,触控显示面板包括预设区域和非预设区域,其中,预设区域内的感应电极和驱动电极的密度大于非预设区域内的感应电极和驱动电极的密度。具体的,如图4和图5所示,可以看出两个附图所对应的感应电极和驱动电极的密度是不同的。在图4所示的电极图形中,一个感应电极141与一行像素区域133对齐,一个驱动电极142与一列像素区域133对齐;而在图5所示的电极图形中,感应电极141和驱动电极142之间的间距都有所增加。在本实施例中,电极密度越小,其触控分别率越高,其可以识别的图形越精细,因而,对于如图4所示的电极图形来说,其既可以识别触控信号又可以识别指纹信号,而对于如图5所示的电极图形来说,其识别指纹信号的能力则有所减弱,进一步的,对于相比图5密度更小的电极图形来说,则只能识别触控信号或既不能识别触控信号也不能识别指纹信号。可以理解的是,对于能够同时识别触控信号和指纹信号的区域,其驱动电极和触控电极的间距是相对密集的,而对于只识别触控信号的区域来说,其驱动电极和触控电极的间距则是相对宽松的,在实际应用过程中,可以依据测试结果对两个区域的电极密度进行划分,在此不做限定。
在本实施例中,参照图6和图7,既能够识别触控信号又能够识别指纹信号的感应电极和驱动电极设置于一个预设区域内,该预设区域可以是如图6所示,小于触控显示面板100的面积,也可以是如图7所示,等于触控显示面板100的面积。或者,该预设区域还可以是触控显示面板的任意几个局部区域,总之,预设区域的面积是小于或等于触控显示面板的面积的。可以理解的是,该预设区域的具体位置可以根据触控显示面板的实际功能需要具体设置,在此不做限定。
在一个实施例中,如图8所示,触控显示面板100还包括多条信号连接线和触控集成电路,在本实施例中,感应电极和驱动电极分别通过信号连接线与触控集成电路电连接。具体的,触控集成电路中可以集成触控芯片,触控感测元件、指纹感测元件和转换开关等元件,并用于发送驱动信号,接收感应信号以及分析信号中的信息;信号连接线包括信号输入线和信号输出线,信号输入线连接驱动电极,用于将驱动信号发送给触控显示面板,信号输出线连接感应电极,用于将采集到的感应信号返回至触控集成电路中。通过信号连接线和触控集成电路,可以在触控显示面板上形成多个闭合回路,并以此实现触控识别功能和指纹识别功能。
本发明实施例还提供了一种触控显示面板的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,提供一基板。
步骤2,在基板上设置第一电极层,将第一电极层分割为多个桥接电极和多个像素电极。
步骤3,在第一电极层上设置像素限定层,在像素限定层中设置接触孔。
步骤4,在像素限定层上设置第二电极层,将第二电极层分割为沿着第一方向设置的多个感应电极和沿着第二方向设置的多个驱动电极,感应电极与驱动电极相互断开。
步骤5,将断开的感应电极或驱动电极通过接触孔电连接至桥接电极。
具体的,如图4a和4b所示,首先提供一个基板110,然后,在基板110上设置第一电极层120,并将第一电极层120分割为多个桥接电极121和多个像素电极122,其中,桥接电极121与像素电极122可以通过一个掩膜板制作形成,但是两者之间要完全断开;继而,可以在第一电极层120上设置像素限定层130,并在像素限定层中设置接触孔131和132;紧接着,可以在像素限定层130上设置第二电极层140,并将第二电极层140分割为沿着第一方向排列的多个感应电极141和沿着第二方向排列的多个驱动电极142,其中,感应电极141与驱动电极142需要相互断开;最后,将断开的感应电极141或驱动电极142通过接触孔131和132电连接至桥接电极121上,形成桥接结构。
在一个实施例中,第二电极层上的感应电极和驱动电极可以通过激光镭射工艺、干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或其他工艺制成。其中,既可以识别触控信号又可以识别指纹信号的预设区域和只能识别触控信号的非预设区域可以同时形成或分别形成在基板上。在本实施例中,优选激光镭射工艺形成感应电极和驱动电极的图形,原因在于,相比干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺等工艺来说激光镭射工艺更为精密。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置,包括:如上述任一项实施例所述的触控显示面板。具体的,该触控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、智能穿戴设备等任何具有显示功能的产品或部件。上述触控显示装置在同一个显示面板上集成了显示、触控和指纹识别三种功能,使显示装置更加轻便化和智能化。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不做赘述。
本发明实施例还提供了一种触控显示面板的驱动方法,应用于上述任一项实施例所述的触控显示面板,所述方法包括:
在预设周期的第一时间段,向触控显示面板发送显示信号,以使触控显示面板根据显示信号进行显示;
在预设周期的第二时间段,交替向触控显示面板发送触控驱动信号和指纹驱动信号,并交替接收触控显示面板返回的触控信号和指纹信号,以使触控显示面板进行触控识别和指纹识别;
其中,预设周期的第一时间段和预设周期的第二时间段时间相等。
具体的,如图9a所示,触控显示面板的驱动方法是在多个循环的预设周期下进行的,预设周期如图9a中的T1和T2,在每一个预设周期内,都包含一对高低电平转换的时钟信号,在本实施例中,可以将高电平和低电平分别持续的时间段称为第一时间段和第二时间段,在这个时钟信号下,高电平与低电平持续的时间相等,即第一时间段T11和第二时间段T12时间是相等的。其中,在预设周期的第一时间段内,显示驱动芯片向触控显示面板发送显示信号,在此阶段内,触控显示面板可以根据接收到的显示信号进行显示;在预设周期的第二时间段内,触控集成电路分时向触控显示面板发送触控驱动信号和指纹驱动信号,并在相应的时间段内接收触控显示面板返回的触控信号和指纹信号,在此阶段内,触控显示面板可以分时进行触控识别和指纹识别。需要说明的是,预设周期内的第一时间段和第二时间段持续时间都很短,均在5um以内,人的眼睛察觉不到其中的变化,因而不会影响到触控显示面板的显示功能。另外,本实施例中的第一时间段和第二时间段内的驱动方法可以互相调换。
进一步的,参照图9b和9c,触控显示面板可以根据指纹识别信号的变化自动调整第二时间段内触控模式和指纹识别模式的持续时间。具体的,触控显示面板可以在未识别到指纹信号时,将触控模式和指纹识别模式的持续时间设定为一致,如图9b所示;而在识别到指纹信号时,则可以适应的延长指纹驱动信号发送的时间,如图9c所示。在这种模式下,指纹识别的精度更大,指纹识别的时间更短,并且,在指纹识别完成后,可以再重新调整回触控模式和指纹识别模式交替且持续时间一致的形式。
上述触控显示面板的驱动方法,通过在一个驱动周期下为不同的功能模式提供不同的工作时间段,并在三个工作时间段内分别向触控显示面板发送显示信号、触控驱动信号和指纹驱动信号,使触控显示面板在一个驱动周期内可以分别实现显示、触控和指纹识别三种功能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。