CN110098233A - 一种显示装置及其形变检测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种显示装置及其形变检测方法，用以对显示装置的形变进行检测。本申请实施例提供的一种柔性显示装置，所述柔性显示装置包括：堆叠设置的柔性衬底、显示器件、以及压电传感器；所述压电传感器包括：第一电极，第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的压电层；所述压电传感器被配置为在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生电信号，以确定所述柔性显示装置的形变参数。

Description

一种显示装置及其形变检测方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其形变检测方法。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED)显示器件因其具有色彩鲜艳，可视角度好，对比度高，响应速度快，功耗低等优点而备受人们关注。柔性AMOLED显示器件在未来显示领域的应用前景更为广泛，其在移动显示、车载显示、医疗显示等多个显示领域有着广阔的应用空间。但现有技术中的柔性AMOLED显示器件无法利用器件本身检测其形变时的应力变化，无法确定显示器件的弯折程度，无法避免显示器件过度弯折，也无法利用显示器件的弯折开发显示器件的新功能。
发明内容
本申请实施例提供了一种显示装置及其形变检测方法，用以对显示装置的形变进行检测。
本申请实施例提供的一种柔性显示装置，所述柔性显示装置包括：堆叠设置的柔性衬底、显示器件、以及压电传感器；所述压电传感器包括：第一电极，第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的压电层；所述压电传感器被配置为在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生电信号，以确定所述柔性显示装置的形变参数。
本申请实施例提供的柔性显示装置，由于设置有压电传感器，压电传感器发生形变会产生电信号，因此当本申请实施例提供的柔性显示装置发生形变，便可以通过压电传感器的电信号确定柔性显示装置的形变参数，从而实现对柔性显示装置形变进行检测。
可选地，所述压电传感器位于所述柔性衬底与所述显示器件之间。
可选地，所述压电传感器位于所述柔性衬底背离所述显示器件的一侧。
本申请实施例提供的柔性显示装置，当压电传感器位于柔性衬底和显示器件之间，或者压电传感器位于柔性衬底背离显示器件的一侧，从而压电传感器不会影响显示器件发光，从而不会影响柔性显示装置的出光亮度以及出光效率。
可选地，所述压电传感器位于所述显示器件背离所述柔性衬底的一侧。
可选地，所述第一电极位于所述压电层远离所述显示器件一侧；所述第一电极在垂直于所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状。
本申请实施例提供的柔性显示装置，由于压电传感器中远离中性面的第一电极在垂直于柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状，从而可以减小第一电极由于承受应力而发生断裂的风险。
可选地，所述柔性显示装置还包括：在所述第一电极背离所述压电层的一侧相互间隔设置的多个垫高层，所述垫高层与所述第一电极面向所述压电层一侧凸起的区域重合。
可选地，所述垫高层在所述柔性衬底的正投影的形状为条形，所述条形的延伸方向与所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向相同。
可选地，所述柔性显示装置具有多个弯折区，所述柔性显示装置包括与所述弯折区一一对应的多个所述压电传感器。
本申请实施例提供的一种本申请实施例提供的上述柔性显示装置的形变检测方法，所述方法包括：
对所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号进行检测；
根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数。
本申请实施例提供的一种柔性显示装置的形变检测方法，所述柔性显示装置包括设置有压电传感器，压电传感器发生形变会产生电信号，因此可以通过压电传感器的电信号确定柔性显示装置的形变参数，从而实现对柔性显示装置形变进行检测。
可选地，所述确定所述柔性显示装置的形变参数具体包括：
确定所述柔性显示装置的弯曲位置；
根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数之后，该方法还包括：
根据确定的所述柔性装置的弯曲位置，以及预设的所述柔性显示装置的弯曲位置与所述柔性装置需要执行的操作的对应关系，确定所述柔性显示装置当前需要执行的操作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种柔性显示装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种柔性显示装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种柔性显示装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的压电传感器中PVDF压电层极化示意图；
图5为本申请实施例提供的柔性显示装置发生形变受到的作用力的示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种柔性显示装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种柔性显示装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种柔性显示装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种柔性显示装置的形变检测方法示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种柔性显示装置，如图1～3所示，所述柔性显示装置包括：堆叠设置的柔性衬底1、显示器件2、以及压电传感器3；所述压电传感器3包括：第一电极4，第二电极5，以及位于所述第一电极4和所述第二电极5之间的压电层6；所述压电传感器3被配置为在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生电信号，以确定所述柔性显示装置的形变参数。
本申请实施例提供的柔性显示装置，由于设置有压电传感器，压电传感器发生形变会产生电信号，因此当本申请实施例提供的柔性显示装置发生形变，便可以通过压电传感器的电信号确定柔性显示装置的形变参数，从而实现对柔性显示装置形变进行检测。
可选地，所述压电层的材料为聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)。
需要说明的是，PVDF具有十分优异的压电特性，并且具有厚度薄、结构简单、延展性好及动态性好等优点。从而在实际应用中，PVDF可以做成任意形状，从而可以保证在柔性显示装置发生形变的情况下也不会影响压电层的压电特性，不会影响压电传感器对柔性显示装置形变参数的检测。
当然，压电层的材料也可以选择其他柔性压电材料。
接下来以压电传感器的材料为PVDF为例，对压电传感器对形变进行检测的原理进行简单介绍。
压电传感器是基于压电效应制作而成的，在工作过程中遵循压电方程：
公式一：D＝eS+εSE；
其中，D为电位移，e为压电应力系数，S为应变，εS为应变固定时的介电常数，E为电场强度。
三维PVDF压电层遵循正压电效应，可将上述公式一写为：
公式二：Di＝eijSj；
其中，i＝1，2，3；j＝1，2，3，4，5，6；i为晶体的极化方向，当产生电荷的表面垂直于X轴时i＝1，当产生电荷的表面垂直于Y轴时i＝2，当产生电荷的表面垂直于Z轴时i＝3；j＝1，2，3分别表示沿X轴、Y轴、Z轴方向的单向应力和在垂直于X轴、Y轴、Z轴的表面内作用的剪切应力。
对于三维PVDF压电薄膜材料在工作时，可将上述公式二写为:
如图4所示，由于压电传感器在制备过程中在PVDF的Z方向上进行极化处理，即在厚度方向进行极化处理。故上述公式三可进一步简化为如下公式。
公式四：D3＝e31S1+e32S2+e33S3；
对于柔性显示装置来说，当柔性显示装置发生折叠、弯曲甚至卷曲的等形变的时候，如图5所示，压电传感器更多受到的是膜内水平方向上的拉伸作用力，膜表面的应力会转化成垂直膜面方向的剪切应力。所以实际公式四中第三项可忽略。另外，压电传感器实际工作时，实际公式四中第一项的应变影响远远大于第二项。故上述公式四可简化为：
公式五：D3＝e31S1；
所以，在实际工作中压电传感器输出的电位移信号与柔性显示装置受到的膜内水平方向的应力S1直接相关，从而可以将柔性显示屏弯折的动作转移成相对应的电信号。
柔性显示装置的形变参数例如可以包括柔性显示装置是否发生弯折以及柔性显示装置发生弯折的位置。本申请实施例提供的柔性显示装置，由于可以利用显示装置内部的压电传感器对柔性显示装置的形变进行检测，结合柔性显示装置可弯折的特性，可以丰富柔性显示装置的功能，例如可以通过对弯折参数的检测实现用户与柔性显示装置之间的交互。柔性显示装置例如可以是手机。通过对柔性显示装置弯折参数的检测用户与手机之间的交互，例如当手机处于折叠状态，有电话接入时检测到手机由弯折状态变为展开状态即接听来电；在手机息屏状态下检测到屏幕上半部分发生弯折控制摄像头打开；或是对某个特定位置弯折打开特定应用程序(APP)。
为了根据压电传感器输出的电信号确定柔性显示装置的形变参数，可选地，所述柔性显示装置还包括信号处理芯片。例如，第一电极和第二电极可通过柔性电路板(FPC)与信号处理芯片电连接。
可选地，本申请实施例提供的如图1所示的柔性显示装置，所述压电传感器3位于所述柔性衬底1与所述显示器件2之间。
可选地，本申请实施例提供的如图2所示的柔性显示装置，所述压电传感器3位于所述柔性衬底1背离所述显示器件2的一侧。
本申请实施例提供的柔性显示装置，当压电传感器位于柔性衬底和显示器件之间，或者压电传感器位于柔性衬底背离显示器件的一侧，从而压电传感器不会影响显示器件发光，从而不会影响柔性显示装置的出光亮度以及出光效率。
可选地，本申请实施例提供的如图3所示的柔性显示装置，所述压电传感器3位于所述显示器件2背离所述柔性衬底1的一侧。
需要说明的是，当压电传感器位于显示器件背离柔性衬底的一侧时，即压电传感器位于显示器件的出光测，压电传感器的材料选择透明材料，从而避免压电传感器对显示器件发光造成影响。
需要说明的是，由于柔性显示装置中，会将显示器件设置于弯折的中性面，中性面当柔性显示装置发生弯折时既不伸长也不缩短。对于压电传感器来说远离中性面的电极在过大应力的作用下存在断裂的风险。
可选地，所述第一电极位于所述压电层远离所述显示器件一侧；所述第一电极在垂直于所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状。
本申请实施例提供的柔性显示装置，由于压电传感器中远离中性面的第一电极在垂直于柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状，从而可以减小第一电极由于承受应力而发生断裂的风险。
以压电传感器位于柔性衬底和显示器件之间为例，如图6所示，所述第一电极4位于所述压电层6远离所述显示器件一侧；所述第一电极4在垂直于所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状。
可选地，如图6所示，所述柔性显示装置还包括：在所述第一电极4背离所述压电层6的一侧相互间隔设置的多个垫高层8，所述垫高层8与所述第一电极4面向所述压电层6一侧凸起的区域重合。
即本申请实施例提供的柔性显示装置，通过设置多个垫高层，之后在设置第一电极，从而使得第一电极在垂直于所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状，减小第一电极由于承受应力而发生断裂的风险。
可选地，如图7所示，所述垫高层8在所述柔性衬底1的正投影的形状为条形，所述条形的延伸方向与所述柔性显示装置的弯曲轴线9的延伸方向相同。
当压电传感器位于柔性衬底和显示器件之间，可选地，如图8所示，本申请实施例提供的柔性显示装置还包括：位于所述压电传感器3和所述显示器件2之间的缓冲层10。
可选地，本申请实施例提供的柔性显示装置，所述显示器件包括：薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)以及有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。
仍以压电传感器位于柔性衬底和显示器件之间为例，对本申请实施例提供的柔性显示装置的制备方法进行举例说明。柔性显示装置的制备方法包括：
S101、提供柔性衬底；
S102、在柔性衬底之上沉积无机膜；
S103、采用图形化工艺可是无机膜形成多个条状垫高层；
S104、在柔性衬底以及垫高层之上形成第一电极；
例如可以在柔性衬底以及垫高层沉积ITO薄膜；
第一电极的材料也可以钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)等金属材料；
S105、在第一电极之上形成PVDF薄膜；
形成PVDF薄膜例如可以包括涂覆、固化、极化等工艺；
S106、在PVDF薄膜之上形成第二电极；
S107、在第二电极之上形成缓冲层；
S108、在缓冲层之上形成显示器件；
例如在缓冲层之上形成TFT以及OLED。
可选地，所述柔性显示装置具有多个弯折区，所述柔性显示装置包括与所述弯折区一一对应的多个所述压电传感器。
需要说明的是，本申请实施例提供的柔性显示装置，可以仅包括一个压电传感器，也可以包括多个压电传感器。当柔性显示装置仅包括一个压电传感器时，压电传感器可以整面覆盖柔性显示装置的所有区域，这样可以对柔性显示装置任意位置的电位变化进行检测。当柔性显示装置包括多个压电传感器，压电传感器与弯折区一一对应，即相当于利用压电传感器对不同区域的形变参数分别进行检测。压电传感器的数目以及设置位置可以根据实际需要进行设置。
本申请实施例提供的一种本申请实施例提供的上述柔性显示装置的形变检测方法，如图9所示，所述方法包括：
S201、对所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号进行检测；
S202、根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数。
本申请实施例提供的一种柔性显示装置的形变检测方法，所述柔性显示装置包括设置有压电传感器，压电传感器发生形变会产生电信号，因此可以通过压电传感器的电信号确定柔性显示装置的形变参数，从而实现对柔性显示装置形变进行检测。
可选地，所述确定所述柔性显示装置的形变参数具体包括：
确定所述柔性显示装置的弯曲位置；
根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数之后，该方法还包括：
根据确定的所述柔性装置的弯曲位置，以及预设的所述柔性显示装置的弯曲位置与所述柔性装置需要执行的操作的对应关系，确定所述柔性显示装置当前需要执行的操作。
需要说明的是，以柔性显示装置为手机为例，柔性显示装置需要执行的操作例如可以包括电话的接听或挂断、手机摄像功能打开或关闭、APP打开或关闭等操作。例如当手机处于折叠状态，有电话接入时，检测到手机展开即可接听；在手机息屏状态下，检测到屏幕上半部发生弯折控制摄像头开启；也可以是检测到手机某个区域发生弯折，从而打开与该区域相对应的APP。
综上所述，本申请实施例提供的柔性显示装置及其形变检测方法，由于压电传感器发生形变会产生电信号，因此当柔性显示装置发生形变，便可以通过压电传感器的电信号确定柔性显示装置的形变参数，从而实现对柔性显示装置形变进行检测。结合柔性显示装置可弯折的特性，可以丰富柔性显示装置的功能，可以通过对弯折参数的检测实现用户与柔性显示装置之间的交互。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种柔性显示装置，其特征在于，所述柔性显示装置包括：堆叠设置的柔性衬底、显示器件、以及压电传感器；所述压电传感器包括：第一电极，第二电极，以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的压电层；所述压电传感器被配置为在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生电信号，以确定所述柔性显示装置的形变参数。
2.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述压电传感器位于所述柔性衬底与所述显示器件之间。
3.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述压电传感器位于所述柔性衬底背离所述显示器件的一侧。
4.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述压电传感器位于所述显示器件背离所述柔性衬底的一侧。
5.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一电极位于所述压电层远离所述显示器件一侧；所述第一电极在垂直于所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向的截面具有凹凸形状。
6.根据权利要求5所述的柔性显示装置，其特征在于，所述柔性显示装置还包括：在所述第一电极背离所述压电层的一侧相互间隔设置的多个垫高层，所述垫高层与所述第一电极面向所述压电层一侧凸起的区域重合。
7.根据权利要求6所述的柔性显示装置，其特征在于，所述垫高层在所述柔性衬底的正投影的形状为条形，所述条形的延伸方向与所述柔性显示装置的弯曲轴线的延伸方向相同。
8.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述柔性显示装置具有多个弯折区，所述柔性显示装置包括与所述弯折区一一对应的多个所述压电传感器。
9.一种根据权利要求1～8任一项所述的柔性显示装置的形变检测方法，其特征在于，所述方法包括：
对所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号进行检测；
根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定所述柔性显示装置的形变参数具体包括：
确定所述柔性显示装置的弯曲位置；
根据检测的所述压电传感器在所述柔性显示装置弯曲产生的应力作用下产生的电信号，确定所述柔性显示装置的形变参数之后，该方法还包括：
根据确定的所述柔性装置的弯曲位置，以及预设的所述柔性显示装置的弯曲位置与所述柔性装置需要执行的操作的对应关系，确定所述柔性显示装置当前需要执行的操作。
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