CN110851028A - 一种柔性可拉伸oled显示触摸屏装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置及其制造方法，所述触摸屏装置包括可拉伸基底和设置在可拉伸基底上的岛状显示区域、柔性连接单元和触摸传感区域，多个岛状显示区域呈阵列形式排列，触摸传感区域呈阵列形式排列在多个孤岛显示区域之间，且与孤岛显示区域一一对应，其中触摸传感区域通过柔性单元与周围的四个孤岛显示区域连接或者相邻的岛状显示区域之间通过柔性连接单元相连接，触摸传感区域通过柔性单元与周围的至少两个孤岛显示区域连接。本发明的电容触摸传感器设置在可拉伸显示的镂空区域，避开了岛状显示区域，从而不会产生电容触摸传感器在OLED上方导致OLED出光亮度损失问题。同时，因为岛状显示区域信号和触摸屏电容没有上下重叠，所以消除了这两者信号串扰的问题。

Description

一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置及其制作方法

技术领域

本申请涉及OLED领域，尤其涉及OLED可拉伸显示的触摸屏技术，更具体涉及一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置及其制作方法。

背景技术

AMOLED(有源矩阵有机发光二极体)具有自发光、超轻薄、响应速度快、视角宽、功耗低等优点，同时，相比于液晶显示，OLED可以弯曲，应用范围更加广泛。OLED的发展经过数年的技术积累，已经由目前的弯曲产品形态逐渐发展为可折叠，甚至可拉伸产品。现有可拉伸显示技术方案为刚性显示区域和连接刚性显示区域的弹性导线区，刚性显示区域不承受拉伸变形量，连接刚性显示区域的弹性导线区能够承受一定的变形从而实现整个显示器件的拉伸化。

现有可拉伸显示技术方案侧视图如图1所示。TFT及OLED器件等制作在岛状显示区域100上，岛状显示区域100下方的基底101保留，岛状显示区域100 周边镂空区域110为空洞，此区域内基底101被去除。岛状显示区域100之间通过连接单元120相连接，连接单元120下方保留有基底101。

现有OLED屏幕电容式触摸结构如图2所示，在基底101上制作有TFT开关102和OLED器件103，OLED器件103上制作有薄膜封装层104。薄膜封装层上制作有第一无机绝缘层105，其上制作有第一金属电极106。第一金属电极 106制作完成后，继续制作第二无机绝缘层107及第二金属电极108。为了防止在后续工序中刮伤无机绝缘层及金属电极，在第二金属电极108上制作有有机保护层。

上述OLED屏幕电容式触摸结构存在的一个问题是，触控单元控与显示单元均设置在岛上，会存在触控单元控制信号和显示控制信号上下重叠造成的串扰问题，并且此时需要增加三层无机材料层，会进一步减小OLED器件的透光率。另一个问题是，第一无机绝缘层5和第二无机绝缘层7的可拉伸量小于千分之七，如果屏幕的拉伸量大于千分之七，则会发生绝缘无机层断裂导致触摸结构失效，所以其不能直接应用于可拉伸OLED屏幕中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述至少一个问题的柔性可拉伸 OLED显示触摸屏装置及方法，具体而言本发明提供1.一种柔性可拉伸 OLED显示触摸屏装置，其特征在于：包括可拉伸基底和设置在可拉伸基底上的岛状显示区域、柔性连接单元和触摸传感区域，多个岛状显示区域呈阵列形式排列，触摸传感区域呈阵列形式排列在多个孤岛显示区域之间，且与孤岛显示区域一一对应，其中触摸传感区域通过柔性单元与周围的四个孤岛显示区域连接或者相邻的岛状显示区域之间通过柔性连接单元相连接，触摸传感区域通过柔性单元与周围的至少两个孤岛显示区域连接。

进一步地，所述岛状显示区域包括在可拉伸基底上的第二基底，以及在设置在第二基底上的TFT和OLED部件，所述第二基底耐400摄氏度以上高温。

进一步地，所述触摸传感区域包括在可拉伸基底上的第一电极，在第一电极上方的第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的绝缘介电层。

进一步地，当触摸传感区域通过柔性单元与周围的四个孤岛显示区域连接时，所述柔性连接单元用于将信号及数据传递到各岛状显示区域，以及给触摸传感区域的第二电极供电。

进一步地，当相邻的岛状显示区域之间通过柔性连接单元相连接、触摸传感区域通过柔性单元与周围的至少两个孤岛显示区域连接时，与触摸传感区域连接的柔性连接单元仅用于给第二电极供电。

进一步地，第一电极包括相互绝缘的第一子电极和第二子电极，其中，第一子电极、第二电极和绝缘介电层构成第一子电容，第二子电极、第二电极与绝缘介电层构成第二子电容，所述第一子电容和第二子电容分别用于标识岛状显示区域的相互垂直方向的两个坐标位置。

进一步地，第一子电极和第二子电极分别有两个，且两个第一子电极和两个第二子电极围绕一个中心交替布置，构成为沿两个垂直的轴线对称分布的四个子电极。

进一步地，每一行触摸传感区的多个第一子电极通过第一子电极导线相互连接，每一列触摸传感区域的多个第二子电极通过第二子电极导线相互连接，在第一子电极导线和第二子电极导线设置在可拉伸基底上，且相互之间绝缘。

本发明还提供一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置的制作方法，用于制作上述任一项所述的可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：所述岛状显示区域、柔性连接单元和触摸传感区域在同一步骤中形成，其中，在TFT部件形成后，用干蚀刻方法将镂空区蚀刻到第二基底。

进一步地，在的孤岛显示区域的阳极形成之后，用硬掩膜版层覆盖阳极，之后将镂空区域上方的硬掩膜版层刻蚀掉，然后再将镂空区域下方的有机层全部刻掉，之后再将阳极上方的硬掩膜版层蚀刻掉，露出阳极。

根据本申请实施例提供的技术方案，具有以下的技术效果：

本发明的电容触摸传感器设置在可拉伸显示的镂空区域，避开了岛状显示区域，从而不会产生电容触摸传感器在OLED上方导致OLED出光亮度损失问题。同时，因为岛状显示区域信号和触摸屏电容没有上下重叠，所以消除了这两者信号串扰的问题。

本发明通过在可拉伸的显示的镂空区域增加电容触摸传感器，此传感器下电极使用延展性较佳金属并制作在PDMS基底上，可承受的变形量大。同时，本发明的电容传感器下电极分成多块，在触摸变形时PDMS膜上的每块下电极均可以有较大的位置移动量，从而获得较大的电容变化量，更易于触摸检知。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有可拉伸显示技术方案结构图；

图2现有OLED屏幕电容式触摸结构示意图；

图3为本发明柔性可拉伸显示部分俯视图；

图4为图3中包括了岛状显示区域、柔性连接单元、镂空区域和触摸传感区域的局部剖视图；

图5为本发明另一方案柔性可拉伸显示部分俯视图；

图6为图5剖视图；

图7本发明柔性可拉伸显示部分可贴附基底的俯视图；

图8为本发明可拉伸显示和可贴附基底组合俯视图；

图9为发明触摸传感器使用原理；

图10本发明贴附基底的剖面图；

图11-1为本发明TFT器件及触摸传感器上电极制作；

图11-2为本发明无机层镂空工序和像素平坦层层涂覆工序；

图11-3为本发明阳极及像素界定层制作工序和硬掩膜版层制作工序；

图11-4为本发明镂空区及阳极开孔工序；

图11-5为本发明OLED器件及TFE封装制作工序

图11-6为本发明LLO将第二基底从玻璃基底上剥离工序；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

100-岛状显示区域；101-基底；110-镂空区域；120-连接单元；102-TFT开关；103-OLED器件；103-OLED器件；104-薄膜封装层；105-第一无机绝缘层； 106-第一金属电极；107-第二无机绝缘层；108-第二金属电极；1-可拉伸基底；2- 第一电极；3-第一电极导线；4-导线绝缘层；2-1-第一子电极；2-2第二子电极； 2-10第一子电极导线；2-20-第二子电极导线；5-OCA胶；6-玻璃基底；7-第二基底；8-缓冲层；9-有源层；10-栅极绝缘层；11-栅极；12-触摸传感器第二电极； 13-层间介质层；14-源漏电极；15-像素平坦层；16-阳极；17-像素界定层；18- 硬掩膜版层；19-OLED器件；20-阴极；21-薄膜封装层；31-岛状显示区域；32-柔性连接单元；33-镂空区域；34-触摸传感区域。

如图3所示，本发明的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，包括可拉伸基底1和设置在可拉伸基底1上的岛状显示区域31、柔性连接单元32和触摸传感区域34。多个岛状显示区域31呈阵列形式排列，触摸传感区域34呈阵列形式排列在多个孤岛显示区域31之间，且与孤岛显示区域31一一对应，触摸传感区域 34通过柔性单元32与周围的孤岛显示区域31连接。

其中岛状显示区域31、柔性连接单元32和触摸传感区域34以外的空白区域为镂空区域33。

其中，可拉伸基底1由柔性材料形成，可以选用PDMS(聚二甲基硅氧烷)、 SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体)、Ecoflex等材料。

其中，岛状显示区域31包括在可拉伸基底1上的第二基底7，以及在设置在PI上的TFT和OLED等部件。所述第二基底7的材料为耐高温材料，优选为耐400度高温以上的材料，例如聚酰亚胺薄膜PI。

其中，所述触摸传感区域34包括在可拉伸基底1上的第一电极2，在第一电极2上方的第二电极12，以及位于第一电极2和第二电极12之间的绝缘介电层。所述第一电极2、绝缘介电层和第二电极12构成电容结构，用于标识与该触摸传感器区域34相对应的岛状显示区域31的坐标位置(虽然触摸传感器区域34 与岛状显示区域31的位置略有偏差，但是由于该电路结构非常小，偏差可以忽略不计，不影响触摸屏的正常功能)。

其中，柔性连接单元32用于将信号及数据传递到各岛状显示区域31，以及给触摸传感区域34的第二电极12供电。

采用本发明的方案，将触摸传感区域34设置在可拉伸显示的镂空区域，避开了岛状显示区域31，从而不会产生触摸传感区域电容在OLED上方导致OLED 出光亮度损失问题。同时，因为岛状显示区域信号和触摸屏电容没有上下重叠，所以消除了这两者信号串扰的问题。

实施例1：

参见附图4，示出了本发明实施1的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其中可拉伸基底1上制作有第一电极2和第一电极导线2-1，然后在在可拉伸基底1 整面贴附OCA胶5。其中可拉伸基底1可以选用PDMS、SEBS、Ecoflex等材料；第一电极可以选用纳米银线、碳纳米管、石墨烯等材料，通过喷墨打印、柔版印刷、纳米压印等工艺来实现图形化，OCA胶5可选用亚克力系树脂材料。因为电极及电极导线的材料具有极高的可拉伸性能(＞30％)所以不需要设计成岛状。

其中岛状显示区域31包括在在OCA胶上方的第二基底7(优选材料为聚酰亚胺PI)，在第二基底7上设置有缓冲层8，在缓冲层8上制作有源层9，在有源层9上设置有栅极绝缘层10，栅极绝缘层10上设置有栅极11。在栅极11上方设置有层间介质层13，其上再设置源漏电极14。源漏电极14上设置有像素平坦层15，像素平坦层15上设置有阳极16，在阳极16周边设置像素界定层17。因为可拉伸显示需要刻蚀出镂空区域，所以需要硬掩膜版层18来保护非镂空区域不受到刻蚀气体的损伤。在硬掩膜版层之后，在阳极16上蒸镀有OLED器件 19和阴极20，因为OLED器件和阴极十分容易受到水和氧的侵蚀，所以在其上设置薄膜封装层21。

其中，触摸传感区域34包括设置在可拉伸基底1上的第一电极2、第二电极12以及在其两者之间的绝缘介电层，所述绝缘介电层包括依次设置的OCA胶 5、第二基底7、缓冲层8、栅极绝缘层10等。第二电极12设置在栅极绝缘层10 之上，在第二电极12之上依次设置有层间介质层13、像素平坦层15、硬掩膜版层18和薄膜封装层21。

其中，柔性连接单元32的结构与触摸传感区域34大体结构相同，其中根据需要设置有第二电极导线12-1(见图3，截面图中未示出)，用于将信号及数据传输到各岛状显示区域31，以及给触摸传感区域34的第二电极12供电，所述导线可源漏电极14和/或栅极11同层设置。

如图5所示，在优选的方案中，部分柔性连接单元32将相邻岛状显示区域 31直接连接，用于给岛状显示区域31传输信号和数据。部分柔性连接单元32 将触摸传感区域34与岛状显示区域31连接，用于给触摸传感区域34的第二电极12供电，此时，触摸传感区域34可与周围的两个或三个岛状显示区域31连接。这样的方案，避免了给岛状显示区域31传输信号和数据的导线与给触摸传感区域34的第二电极12供电的导线上下重叠造成的信号的干扰。

本发明实施例1完整展示了一个优选的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置的结构，但是应当知道，也可以采用现有技术中其他的显示结构及连接单元结构来替代本发明的岛状显示区域和连接结构。此外即使仅考虑本发明实施例1的结构，第二电极12的设置位置也可以根据需要调整，例如设置在缓冲层8或者第二基底7、层间介质层13之上等。

实施例2：

如图6-7所示，示出了本发明实施例2的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其与实施例1的主要不同之处在于，每一第一电极2包括相互绝缘的第一子电极 2-1和第二子电极2-2，其中，第一子电极2-1、第二电极12和绝缘介电层构成第一子电容，第二子电极2-2、第二电极12与绝缘介电层构成第二子电容，所述第一子电容和第二子电容分别用于标识岛状显示区域31的相互垂直方向的两个坐标位置。

其中，每一行触摸传感区域34的多个第一子电极2-1通过第一子电极导线 2-10相互连接，每一列触摸传感区域34的多个第二子电极2-2通过第二子电极导线2-20相互连接。在第一子电极导线2-10和第二子电极导线2-20的交叉处设置导线绝缘层3来进行绝缘。触摸传感区域34的第一、第二子电极导线布置在可拉伸基底1上，在柔性连接单元32和岛状显示区域31的第一、第二子电极导线可以与栅极11或源漏电极14同层布置，此时，在电路的某些位置需要设置过孔来连接不同层之间的导线。更优选的方案中，所述第一子电极导线2-10和第二子电极导线2-20优选地均布置在可拉伸基底1上。

该方案中，采用了第一子电极2-1和第二子电极2-2分别用于标识不同方向的两个坐标，则可不用第二电极12来标识某一坐标位置，由于可拉伸基底1可承受的变形量大，且第一子电极2-1和第二子电极2-2隔开布置，如此可以更加精确的感测对触摸传感区域34的触碰或弯曲操作。

在更优选的方案中，第一子电极2-1和第二子电极2-2分别为一对，且两个第一子电极2-1和两个第二子电极2-2围绕一个中心交替布置，这样第一电极就分为沿两个垂直的轴线对称分布的四个子电极。优选地，每个子电极构成为扇形或三角形，使得四个子电极的外缘构成为圆形或正方形。此时，同一行触摸传感区域34设置两条导线分别于两个第一子电极2-1连接，同一列触摸传感区域34 设置两条导线分别于两个第二子电极2-2连接。

如图9所示出了实施例2的触摸传感器使用原理，在未触摸之前，如图9a，第二电极12和第二子电极2-2正对面积为A1、A2，第二电极12和第一子电极正对面积为A3、A4，所以其电容值分别为C1、C2、C3、C4。

当有手指触摸时，因为第一子电极2-1和第二子电极2-2制作在可拉伸基底 1上，随着可拉伸基底1的拉伸，第二电极12和第二子电极2-2、第一子电极2-1 的正对面积变为A1‘、A2’、A3‘、A4’，根据电容传感器公式C＝ε·A/d，面积A的变化使得电容C发生变化，所以手指触摸后电容变化为C1’、C2’、 C3’、C4’，依据电容的变化来判断手指触摸的位置，以实现触摸显示。

本实施例的电容传感器第一电极分成多块，在触摸变形时，可拉伸基底1 上的每块子电极均可以有较大的位置移动量，从而获得较大的电容变化量，更易于触摸检知。此外，当通过弯折屏幕来发出信号时，可以更加精确检测出弯折方向，并触发相应的响应操作，例如关闭屏幕、缩小显示区域等操作。

实施例3：

实施例3展示了本发明柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置的制作方法，其制作过程截面图如图10至图11-6所示，为区别于传统柔性LTPS制作工艺流程，将如何制作镂空区域进行分步详细介绍，其它和传统柔性LTPS制作工艺相同的流程则不再赘述。

首先，在玻璃基底上制作柔性第二基底7，然后再其上沉积SiO2、SiNx的无机缓冲层8，在缓冲层8上制作有源层9，然后进行图形化。然后在有源层9 上设置有栅极绝缘层10，栅极绝缘层10上设置有栅极11。在栅极11上方设置有层间介质层13，其上再设置源漏电极14，以完成TFT器件的制作和第二电极 12的制作(使用Gate层金属制作)，制作完成后如图11所示。

在图11-1之后，将其它区域用光刻胶覆盖，镂空区域不覆盖，用干刻的方法直接刻蚀至第二基底7，之后用涂胶的方法整面涂覆像素平坦层15，在镂空区也填充满像素平坦层材料，形成图11-2。

在像素平坦层15上沉积阳极16，最后将阳极刻蚀成像素大小，同时在像素的周边制作有像素界定层17，因为本发明要将镂空区域的有机物——第二基底 7和像素平坦层15去除掉，所以需要额外增加一道硬掩膜版层18，该层可以使用SiNx、SiONx等物质，如图11-3所示。

通过曝光、刻蚀工艺先将镂空区域上方的硬掩膜版层18刻蚀掉，然后再将镂空区域下方的第二基底7和像素平坦层15等有机层全部刻掉，其它区域有硬掩膜版层18保护，所以不受损伤。之后再将阳极16上方的硬掩膜版层18区域刻掉，露出阳极16，如图11-4所示。

然后，在图11-4完成的阳极16上，蒸镀OLED器件19，并且用薄膜封装层 21进行封装，如图11-5所示。

最后，用LLO工艺将第二基底7从玻璃基底上剥离下来，形成本发明所述的岛状显示区域31、镂空区域33、第二电极12组合的可拉伸OLED显示装置。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：包括可拉伸基底和设置在可拉伸基底上的岛状显示区域、柔性连接单元和触摸传感区域，多个岛状显示区域呈阵列形式排列，触摸传感区域呈阵列形式排列在多个孤岛显示区域之间，且与孤岛显示区域一一对应，其中触摸传感区域通过柔性单元与周围的四个孤岛显示区域连接或者相邻的岛状显示区域之间通过柔性连接单元相连接，触摸传感区域通过柔性单元与周围的至少两个孤岛显示区域连接。

2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：所述岛状显示区域包括在可拉伸基底上的第二基底，以及在设置在第二基底上的TFT和OLED部件，所述第二基底耐400摄氏度以上高温。

3.根据权利要求1所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：所述触摸传感区域包括在可拉伸基底上的第一电极，在第一电极上方的第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的绝缘介电层。

4.根据权利要求1所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：当触摸传感区域通过柔性单元与周围的四个孤岛显示区域连接时，所述柔性连接单元用于将信号及数据传递到各岛状显示区域，以及给触摸传感区域的第二电极供电。

5.根据权利要求1所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：当相邻的岛状显示区域之间通过柔性连接单元相连接、触摸传感区域通过柔性单元与周围的至少两个孤岛显示区域连接时，与触摸传感区域连接的柔性连接单元仅用于给第二电极供电。

6.根据权利要求1所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：第一电极包括相互绝缘的第一子电极和第二子电极，其中，第一子电极、第二电极和绝缘介电层构成第一子电容，第二子电极、第二电极与绝缘介电层构成第二子电容，所述第一子电容和第二子电容分别用于标识岛状显示区域的相互垂直方向的两个坐标位置。

7.根据权利要求6述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：第一子电极和第二子电极分别有两个，且两个第一子电极和两个第二子电极围绕一个中心交替布置，构成为沿两个垂直的轴线对称分布的四个子电极。

8.根据权利要求6或7所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：每一行触摸传感区的多个第一子电极通过第一子电极导线相互连接，每一列触摸传感区域的多个第二子电极通过第二子电极导线相互连接，在第一子电极导线和第二子电极导线设置在可拉伸基底上，且相互之间绝缘。

9.一种柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置的制作方法，用于制作权利要求2-8任一项所述的可拉伸OLED显示触摸屏装置，其特征在于：所述岛状显示区域、柔性连接单元和触摸传感区域在同一步骤中形成，其中，在TFT部件形成后，用干蚀刻方法将镂空区蚀刻到第二基底。

10.根据权利要求9所述的柔性可拉伸OLED显示触摸屏装置的制作方法，其特征在于：在的孤岛显示区域的阳极形成之后，用硬掩膜版层覆盖阳极，之后将镂空区域上方的硬掩膜版层刻蚀掉，然后再将镂空区域下方的有机层全部刻掉，之后再将阳极上方的硬掩膜版层蚀刻掉，露出阳极。

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