CN113268159A - 基于led的显示触控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于LED的显示触控面板，包括像素单元阵列，像素单元阵列中的每个像素单元分别包括电路板和LED层，LED层包括由同一外延衬底制备的发光LED和感光LED，发光LED通过两个电极与电路板的驱动电路电连接，用于发出探测光；感光LED通过两个电极与电路板的转换电路电连接，用于感知经触控物反射回的探测光；在感光LED的探测表面制备有带通滤光膜层，用于滤除探测光以外的杂散光。通过相同材料的LED进行光发射与光接收，将显示层和触控层融合为一层，无需增加额外的光敏元件，增加集成度、减少制备工艺步骤、降低物料成本，且利用发射光谱和吸收光谱的窄重叠性质大幅减低杂散光的干扰，提高显示触控面板的触控精度。
Description
技术领域
本发明涉及触控面板技术领域，特别涉及一种基于LED的显示触控面板。
背景技术
触控面板通常集合显示和触控两种功能，其结构也是由显示层和触控层组成。其中，显示层用于图像显示，通常采用LED、LCD、OLED等显示技术；而触控层主要利用光敏元件对触控反射光信号进行接收并产生电信号，进而实现触控定位功能。现有触控面板的显示层与触控层是彼此分立的，且触控层中往往使用额外的光敏探测器进行反射光探测，其制备工艺复杂、物料成本高、集成度低且容易受到杂散光的干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于LED的显示触控面板，利用LED的光电效应，将显示层和触控层融合为一层，无需增加额外的光敏元件，增加集成度、减少制备工艺步骤、降低物料成本，且同材料LED的发射光谱和吸收光谱的窄重合可以大幅减低杂散光的干扰。
为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
本发明提供的一种基于LED的显示触控面板，包括像素单元阵列，像素单元阵列中的每个像素单元分别包括电路板和LED层，LED层包括收发一体LED、第一电极、第二电极和带通滤光膜层，电路板通过第一电极和第二电极与收发一体LED电连接，收发一体LED用于在电路板的驱动电路的驱动下发出探测光并感知经触控物反射回的探测光；带通滤光膜层制备在收发一体LED的探测表面，用于滤除探测光以外的杂散光。
优选地，反射回的探测光在收发一体LED中产生光电流，电路板的转换电路将光电流转化成电信号，实现触控。
优选地，LED层还包括光隔离结构，相邻的两个收发一体LED之间通过光隔离结构隔开。
优选地，像素单元还包括封装层，封装层与光隔离结构形成密封腔体，收发一体LED密封在密封腔体内。
本发明提供的另一种基于LED的显示触控面板，包括像素单元阵列，像素单元阵列中的每个像素单元分别包括电路板和LED层，LED层包括由同一外延衬底制备的发光LED和感光LED，发光LED通过两个电极与电路板的驱动电路电连接，用于发出探测光；感光LED通过两个电极与电路板的转换电路电连接，用于感知经触控物反射回的探测光；在感光LED的探测表面制备有带通滤光膜层，用于滤除探测光以外的杂散光。
优选地，反射回的探测光在感光LED中产生光电流，转换电路将光电流转化成电信号，实现触控。
优选地，在相邻的两个像素单元之间设置有光隔离结构。
优选地，像素单元还包括封装层，封装层与光隔离结构形成密封腔体，发光LED和感光LED密封在密封腔体内。
本发明能够取得以下技术效果：
1、通过LED层实现显示与触控两种功能，与传统的触控面板相比，不必增加额外的光敏元件，从而增加集成度、减少制备工艺步骤、降低物料成本。
2、发光LED和感光LED可以是一颗LED，也可以是由同一外延衬底制备的两颗LED，由于发光LED与感光LED的结构相同，因此可以采用集成制备的工艺进行制备，具有制备简单，成本低的优点。
3、由相同材料制备的发光LED和感光LED，具有发射光谱和吸收光谱窄重合的优点，与传统光敏探测器相比，较小的光谱重叠保证显示触控面板工作在较小的光谱范围，能够大幅减低环境中的光干扰，提高触控检测精度。
4、在感光LED表面制备带通滤光膜层，过滤工作波长以外的杂散光，只感知发光LED的反射光信息，过滤环境中其他频率的光信息，进一步提高触控面板的触控精度。
附图说明
图1是根据本发明实施例一的基于LED的显示触控面板的结构示意图；
图2是根据本发明实施例二的基于LED的显示触控面板的结构示意图。
实施例一的附图标记包括：电路板1、LED层2、收发一体LED21、第一电极22、第二电极23、带通滤光膜层24、光隔离结构25、封装层3、触控物4。
实施例二的附图标记包括：电路板1`、LED层2`、发光LED21`、感光LED22`、第一电极23`、第二电极24`、第三电极25`、第四电极26`、带通滤光膜层27`、光隔离结构28`、封装层3`、触控物4`。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供一种基于LED的显示触控面板，包括像素单元阵列，像素单元阵列有多个像素单元构成，每个像素单元分别包括电路板和LED层，LED层包括发光LED和感光LED，一个发光LED发出一种颜色的光，每个像素单元可以包括多颗发光LED，发出不同颜色的光，感光LED的数量与发光LED的数量相同，以感知对应的发光LED所发出的光，相对应的发光LED与感光LED可以为同一颗LED，也可以为在同一个外延衬底上制备的不同LED，由相同材料制备的发光LED和感光LED具有较小的光谱重叠范围，能大幅减低环境中的光干扰，提高显示触控面板的触控检测精度。
电路板1包括驱动电路和转换电路，驱动电路和转换电路可以继承在一起，也可以相互独立。驱动电路用于驱动发光LED发光，转换电路用于感知光电流并将其转换为电信号。
驱动电路驱动发光LED发光的原理为：对发光LED两端施加正向电压时，载流子在电场作用下运动，空穴与电子复合发光，将电能转化成光能，使发光LED发光。
当有发光LED发出的光照射在感光LED的探测表面时，量子阱中的电子空穴对获得光子的能量，形成自由移动的载流子，感光LED在反向偏压下形成的暗电流从pA量级提高至mA量级，形成光电流。
因此，当触摸显示触控面板时，位于触控位置的发光LED发出的光被触控物反射回来，通过感光LED转化成光电流，由转换电路将光电流转换为电信号，结合该电信号与发光LED的位置可以实现定位触控功能。
下面以两个具体实施例对本发明提供的基于LED的显示触控面板的结构进行详述。
实施例一
图1示出了根据本发明实施例一的基于LED的显示触控面板的结构。
如图1所示，基于LED的显示触控面板包括电路板1、LED层2和封装层3；其中，LED层2包括收发一体LED21、第一电极22、第二电极23、带通滤光膜层24和光隔离结构25，收发一体LED21既可以发光又可以感光，即发光LED和感光LED为一颗LED。收发一体LED21通过第一电极22和第二电极23与电路板1电连接。
对应于收发一体LED21，将电路板1设计为驱动电路和转换电路相集成的电路结构。驱动电路和转换电路为现有技术，故在此不再赘述。
当触控物4触摸显示触控面板时，收发一体LED21发出的探测光被触控物反射回来，收发一体LED21将反射回来的探测光转化成光电流，由转换电路将光电流转换为电信号。由于LED发出的探测光的波长固定，单色发光光谱半高宽只有20～30nm，因此发射光谱和吸收光谱往往只有约25nm的重叠，较小的光谱重叠范围能够大幅减低环境中的光干扰，提高显示触控面板的触控检测精度。
带通滤光膜层24制备在收发一体LED21的探测表面，起到两个作用，一个作用是提高探测光的透过率，另一个作用是中通滤波，只允许探测光的光谱透过，截止环境中其他波长的光谱，使收发一体LED21只获取探测光的光谱信息，滤除环境中杂散光的光谱信息，进一步显示触控面板的触控检测精度。
光隔离结构25位于收发一体LED21的外侧，能够保证相邻的两个像素单元之间不发生光串扰。
封装层3可采用玻璃或者透明树脂等透明材料，具有透光性，封装层3与隔离结构25形成密封腔体，对内部的收发一体LED21起到密封保护作用，防止外界水汽、灰尘等有害物质对收发一体LED21造成损坏。
实施例二
图2示出了根据本发明实施例二的基于LED的显示触控面板的结构。
如图2所示，基于LED的显示触控面板包括电路板1`、LED层2`和封装层3`；其中，LED层2`包括发光LED21`、感光LED22`、第一电极23`、第二电极24`、第三电极25`、第四电极26`、带通滤光膜层27`和光隔离结构28`，发光LED21`的数量为至少一个，用于发出探测光；感光LED22`的数量与发光LED21`的数量相同，用于接收探测光；发光LED21`与感光LED22`采用两颗不同的LED，发光LED21`与感光LED22`由同一外延衬底29`上的相同外延材料制作而成，具有相同的禁带宽度，在制作时，将发光LED21`与感光LED22`的外延衬底保留，而将有源区切割分开，能够保证发光LED21`与感光LED22`独立工作。
对应于两颗LED，电路板1`设计成驱动电路和转换电路独立的电路结构，驱动电路通过第一电极23`、第二电极24`与发光LED21`电连接，用于驱动发光LED21`电致发光，转换电路通过第三电极25`、第四电极26`与感光LED22`电连接，用于将感光LED22`生成的光电流转换为电信号。
当触控物4`触摸显示触控面板时，发光LED21`发出的探测光被触控物反射回来，感光LED22`将反射回来的探测光转化成光电流，由转换电路将光电流转换为电信号。由于发光LED21`与感光LED22`具有相同的量子阱结构和禁带宽度，因此发光LED21`的发射光谱和感光LED22`的吸收光谱具有较小的重叠范围，能够大幅减低环境中的光干扰，提高显示触控面板的触控检测精度。
带通滤光膜层27`制备在感光LED22`的探测表面，作用与带通滤光膜层24相同，在此不再赘述。
光隔离结构28`位于发光LED21`与感光LED22`的外侧，能够保证相邻的两个像素单元之间不发生光串扰。
封装层3`可采用玻璃或者透明树脂等透明材料，具有透光性，封装层3与隔离结构光隔离结构28`形成密封腔体，对内部的发光LED21`与感光LED22`起到密封保护作用，防止外界水汽、灰尘等有害物质对发光LED21`与感光LED22`造成损坏。
上述两个实施例详述了本发明提供的基于LED的显示触控面板的结构及其工作原理，通过相同材料的LED进行光发射与光接收，将显示层和触控层融合为一层，无需增加额外的光敏元件，增加集成度、减少制备工艺步骤、降低物料成本，且利用发射光谱和吸收光谱的窄重叠性质大幅减低杂散光的干扰，提高显示触控面板的触控精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于LED的显示触控面板，其特征在于，包括像素单元阵列，所述像素单元阵列中的每个像素单元分别包括电路板和LED层，所述LED层包括收发一体LED、第一电极、第二电极和带通滤光膜层，所述电路板通过所述第一电极和所述第二电极与所述收发一体LED电连接，所述收发一体LED用于在所述电路板的驱动电路的驱动下发出探测光并感知经触控物反射回的探测光；所述带通滤光膜层制备在所述收发一体LED的探测表面，用于滤除所述探测光以外的杂散光。
2.根据权利要求1所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，反射回的探测光在所述收发一体LED中产生光电流，所述电路板的转换电路将所述光电流转化成电信号，实现触控。
3.根据权利要求1所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，所述LED层还包括光隔离结构，相邻的两个收发一体LED之间通过所述光隔离结构隔开。
4.根据权利要求2所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，所述像素单元还包括封装层，所述封装层与所述光隔离结构形成密封腔体，所述收发一体LED密封在所述密封腔体内。
5.一种基于LED的显示触控面板，其特征在于，包括像素单元阵列，所述像素单元阵列中的每个像素单元分别包括电路板和LED层，所述LED层包括由同一外延衬底制备的发光LED和感光LED，所述发光LED通过两个电极与所述电路板的驱动电路电连接，用于发出探测光；所述感光LED通过两个电极与所述电路板的转换电路电连接，用于感知经触控物反射回的探测光；在所述感光LED的探测表面制备有带通滤光膜层，用于滤除所述探测光以外的杂散光。
6.根据权利要求5所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，反射回的探测光在所述感光LED中产生光电流，所述转换电路将所述光电流转化成电信号，实现触控。
7.根据权利要求6所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，在相邻的两个像素单元之间设置有光隔离结构。
8.根据权利要求7所述的基于LED的显示触控面板，其特征在于，所述像素单元还包括封装层，所述封装层与所述光隔离结构形成密封腔体，所述发光LED和所述感光LED密封在所述密封腔体内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210817 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |