CN114415854B - mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法，将触控单元的触控导电层分布于对应感应的多个像素之间的空隙并延伸至多个子像素中，每个子像素包括通过触控导电层互相连接的驱动晶体管和mini LED灯珠。每个触控单元的开关晶体管在触控寻址线的控制下，将触控导电层中积累的电荷引出到触控读取线，根据每个触控单元感应的子像素范围内的电容变化确定触控点坐标，其中，触控单元的开关晶体管和子像素的驱动晶体管采用同一制程制作，无需新增制程，由此采用最少的制程将触控单元嵌入到mini LED触控面板的子像素中，形成基于mini LED的嵌入式触控面板，提高了mini LED触控面板的集成性和整合性。

Description

mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法。
背景技术
投射式电容触控显示屏分为自容式触控屏和互容式触控屏，其中自容式触控屏相比于互容式触控屏无论是在导电层规划、布线或算法方面，难度都要低很多，因此自容式触控屏仍具有自身的优势。为了防止鬼点，实现多点触控，自容式触控面板采用每个触控电极分别单独引线的驱动方式，但是这种驱动方式引线过多，结构复杂，增加成本。目前，已有研究将有源矩阵触控(AM touch)扫描技术应用于自容式触控面板，每个触控电极连接一个开关TFT的源极，通过X轴(水平轴)连接开启信号引出该开关TFT的栅极，通过Y轴(垂直轴)连接读取信号引出该开关TFT的漏极，然后由开启信号逐行逐个开启触控电极，再由读取信号读取每个触控电极的电容变化，从而确定触控点坐标。
另外，mini LED显示面板是未来的新兴发展方向，但是由于mini LED显示面板的产能不足，且mini LED的每个显示分区较小，使得mini LED触控面板较少，即使有也一般采用的是外挂式连接方式，即将触控传感器设置在显示面板外部，使mini LED触控面板的集成性和整合性较差，导致触控交互性不够好。
发明内容
为了解决上述问题，本申请实施例将有源矩阵触控扫描技术应用于mini LED中，提供一种mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法，以实现基于mini LED的嵌入式触控面板。
第一方面，本申请实施例提供一种mini LED触控面板，包括：多个呈阵列分布的触控单元，沿第一方向设置的多条触控寻址线，以及沿第二方向设置的多条触控读取线，所述第一方向和所述第二方向互相垂直；
每个所述触控单元包括开关晶体管和触控导电层，所述触控导电层分布于对应的多个子像素之间的空隙并延伸至对应的多个子像素中；其中，所述开关晶体管的栅极与对应的所述触控寻址线连接，所述开关晶体管的源极与所述触控导电层连接，所述开关晶体管的漏极与对应的所述触控读取线连接；
每个所述子像素包括互相连接的驱动晶体管和mini LED灯珠，所述子像素的驱动晶体管通过所述触控导电层与所述mini LED灯珠连接。
在一些实施例中，该mini LED触控面板还包括沿所述第一方向设置的多条扫描线，以及沿所述第二方向设置的多条数据线；所述驱动晶体管的栅极连接所述扫描线，所述驱动晶体管的源极连接所述数据线，所述驱动晶体管的漏极通过所述触控导电层连接所述mini LED灯珠。
在一些实施例中，所述触控导电层为自电容导电层，且所述触控导电层接地。
在一些实施例中，该mini LED触控面板还包括触控点坐标获取单元，所述触控点坐标获取单元与所述触控读取线连接，所述触控点坐标获取单元用于放大并读取所述触控导电层积累的电荷，并根据所述电荷的变化量确定触控点坐标。
第二方面，本申请实施例提供一种mini LED触控面板的驱动方法，用于如上所述的mini LED触控面板，该驱动方法包括以下步骤：
在显示图像时，通过扫描线打开每个子像素的驱动晶体管，并通过数据线向miniLED灯珠输入数据信号；
在触控扫描时，通过触控寻址线打开每个触控单元的开关晶体管，并通过所述触控读取线传输所述触控导电层积累的电荷。
在一些实施例中，所述驱动方法在通过所述触控读取线传输所述触控导电层积累的电荷之后，还包括：
通过触控点坐标获取单元放大并读取所述触控导电层积累的电荷，并根据所述电荷的变化量确定触控点坐标。
第三方面，本申请实施例还提供一种mini LED触控面板的制备方法，用于如上所述的mini LED触控面板，该制备方法包括以下步骤：
S1、同步制备触控单元的开关晶体管和子像素的驱动晶体管；
S2、在每个所述触控单元对应感应的多个子像素之间以及每个子像素内，制备该触控单元的触控导电层；
S3、在延伸至每个子像素内的所述触控导电层上设置mini LED灯珠。
在一些实施例中，步骤S1具体包括：
在玻璃基板上同步制备所述触控单元内的遮光层和所述子像素内的遮光层；
在所述触控单元内的遮光层上制备所述触控单元内的第一钝化层，并同步在所述子像素内的遮光层上制备所述子像素内的第一钝化层；
在所述触控单元内的第一钝化层上制备所述触控单元内的有源层，并同步在所述子像素内的第一钝化层上制备所述子像素内的有源层；
在所述触控单元内的有源层上制备所述触控单元内的栅极绝缘层和第二钝化层，并同步在所述子像素内的有源层上制备所述子像素内的栅极绝缘层和第二钝化层；
在所述触控单元内的第二钝化层上蚀刻所述触控单元内的栅极层和源漏极层，并同步在所述子像素内的第二钝化层上蚀刻所述子像素内的栅极层和源漏极层。
在一些实施例中，步骤S2具体包括：
在所述触控单元内的第二钝化层和源漏极层上制备所述触控单元内的第三钝化层，并同步在所述子像素内的第二钝化层和源漏极层上制备所述子像素内的第三钝化层；
在所述触控单元内的第三钝化层上，以及在所述子像素内的第三钝化层上同步制备所述触控导电层；
在所述触控单元内的触控导电层上制备所述触控单元内的黑矩阵层，并同步在所述子像素内的触控导电层上制备所述子像素内的黑矩阵层。
在一些实施例中，步骤S3具体包括：
在每个所述子像素内的触控导电层上设置mini LED灯珠，并将mini LED灯珠与该子像素内的触控导电层连接。
本申请实施例提供的mini LED触控面板及其驱动方法和制备方法中，每个触控单元对应感应多个子像素范围内的电容变化，具体地，将每个触控单元的触控导电层分布于对应感应的多个像素之间的空隙并延伸至对应的多个子像素中，每个子像素包括互相连接的驱动晶体管和mini LED灯珠，驱动晶体管通过触控导电层与mini LED灯珠连接。同时，将触控单元的开关晶体管101的源极与触控导电层102连接，栅极与对应的触控寻址线Gate连接，漏极与对应的触控读取线Read连接，由此通过开关晶体管在触控寻址线的控制下，将触控导电层中积累的电荷引出到触控读取线，从而采用有源主动寻址扫描方式，根据每个触控单元对应感应的子像素范围内的电容变化确定触控点坐标，其中，触控单元的开关晶体管和子像素的驱动晶体管采用同一制程制作，无需新增制程，由此采用最少的制程将触控单元嵌入到mini LED触控面板的子像素中，形成基于mini LED的嵌入式触控面板，提高了mini LED触控面板的集成性和整合性。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的mini LED触控面板的总体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的mini LED触控面板的具体结构示意图；
图3为本申请实施例提供的mini LED触控面板的触控单元的细节示意图；
图4为本申请实施例提供的mini LED触控面板的触控单元的剖面示意图；
图5为本申请实施例提供的mini LED触控面板的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的mini LED触控面板的总体结构示意图，图2为本申请实施例提供的mini LED触控面板的具体结构示意图，图3为本申请实施例提供的mini LED触控面板的触控单元的细节示意图，其中，图3为图1或图2中任意一个触控单元10的结构示意图。
结合图1、图2和图3所示，本申请实施例提供一种mini LED触控面板，包括：多个呈阵列分布的触控单元10，沿第一方向X设置的多条触控寻址线，以及沿第二方向Y设置的多条触控读取线，第一方向X和第二方向Y互相垂直，例如第一方向X为行，第二方向Y为列；每个触控单元10用于对应感应多个呈阵列分布的子像素20范围内的电容变化，每行子像素20或每列子像素20按照周期分布，如红色子像素20、蓝色子像素20和绿色子像素20周期排列。
其中，每个触控单元10包括开关晶体管101和触控导电层102(一般由氧化铟锡ITO材料制成)，触控导电层102分布于对应的多个子像素20之间的空隙并延伸至对应的多个子像素20中；开关晶体管101的源极与触控导电层102连接，开关晶体管101的栅极与对应的触控寻址线Gate连接，开关晶体管101的漏极与对应的触控读取线Read连接；可以理解的是，每个触控单元10的面积应当小于手指的面积，以便于手指触摸时，能准确通过触控单元10确定触控点坐标，例如，若每个触控点单元为方形，则每个触控单元10的长和宽一般小于7mm*7mm。其中，每个子像素20包括互相连接的驱动晶体管201和mini LED灯珠202，驱动晶体管通过触控导电层102与mini LED灯珠202连接。
具体地，该自容式触控面板包括多个呈阵列分布的触控单元10，且每个触控单元10在其用于对应感应的多个呈阵列分布的子像素20之间的空隙并延伸至对应的子像素20中分布有触控导电层102，并通过设置与触控导电层102连接且与触控寻址线Gate和触控读取线Read连接的开关晶体管101，使得触控单元10与外界连接，其中，触控寻址线Gate与开关晶体管101的栅极连接，触控导电层102与开关晶体管101的源极连接，触控读取线Read与开关晶体管101的漏极连接，从而基于开关晶体管101，在触控寻址线Gate的控制下，能通过触控读取线Read引出触控导电层102中积累的电荷，并根据触控导电层102中积累的电荷的变化量感应出对应的多个子像素20范围内的电容变化，进而根据每个触控单元10对应的多个子像素20范围内的电容变化，确定触控点是否在该触控单元10中。
进一步地，每个子像素20包括互相连接的驱动晶体管201和mini LED灯珠202，驱动晶体管201和mini LED灯珠202通过触控导电层102连接，驱动晶体管201用于驱动miniLED灯珠202被点亮。
本实施例提供的mini LED触控面板中，每个触控单元10对应感应多个子像素20范围内的电容变化，具体地，将触控单元10的触控导电层102分布于对应感应的多个像素之间的空隙并延伸至对应的多个子像素20中，每个子像素20包括互相连接的驱动晶体管201和mini LED灯珠，驱动晶体管201通过触控导电层102与mini LED灯珠连接。同时，将触控单元10的开关晶体管101的源极与触控导电层102连接，栅极与对应的触控寻址线Gate连接，漏极与对应的触控读取线Read连接，由此通过开关晶体101在触控寻址线Gate的控制下，将触控导电层102中积累的电荷引出到触控读取线Read，从而采用有源主动寻址扫描方式，根据每个触控单元10对应感应的子像素20范围内的电容变化确定触控点坐标，即将触控单元嵌入到mini LED触控面板的子像素中，形成基于mini LED的嵌入式触控面板，提高了miniLED触控面板的集成性和整合性。
需要说明的是，互容式触控面板至少需要发送电极和接收电极两种电极，而自容式面板基本只需要自容电极，有源主动寻址扫描方式在扫描触控单元10时，通过触控寻址线逐行打开触控单元10后，由触控读取线逐列采集触控单元10对应的多个子像素20范围内的电容变化值。当手指触摸到触控面板时，多个子像素20范围内的电容变化值使得触控导电层102积累的电荷产生变化，从而能根据触控导电层102积累的电荷的变化量确定发生触控操作的触控单元10以及触控点坐标。在上述寻址过程中，各触控单元10的作用相同，均用于感应对应的多个子像素20范围内的电容变化，因此有源主动寻址扫描方式一般使用于自容触控面板，即该mini LED触控面板的触控导电层102为自电容导电层，且触控导电层102接地，根据各触控单元10的触控导电层102确定各对应的触控单元10的触控操作情况，从而确定触控坐标点。可以理解的是，有源主动巡视扫描方式具有无鬼点问题，能实现多点触控，且面内引线(走线)较为简单的优点。
可以理解的是，该mini LED触控面板还包括沿第一方向X设置的多条扫描线Scan和沿第二方向Y设置的多条数据线Data，子像素20的驱动晶体管201与扫描线Scan连接，子像素20的源极与数据线Data连接，子像素20的漏极通过ITO电极层与mini LED灯珠202连接，使得驱动晶体管201在扫描线Scan的控制下，根据数据信号驱动mini LED灯珠202被点亮进行工作。
进一步地，该mini LED触控面板还包括触控点坐标获取单元(图中未示出)，触控点坐标获取单元利用积分器将触控读取线引出的各触控单元10的触控导电层102积累的电荷放大并读取，从而可以准备定位出触控坐标点。
需要说明的是，该mini LED触控面板采用分时驱动方式来控制画面显示和触控感测，即，在一帧的时间内，一部分时间用于显示驱动，另一部分时间则用于触控感测。
基于此，本申请实施例还提供一种mini LED触控面板的驱动方法，包括：
在显示图像时，通过扫描线Scan打开每个子像素20的驱动晶体管201，并通过数据线Data向mini LED灯珠输入数据信号；
在触控扫描时，通过触控寻址线Gate打开每个触控单元的开关晶体管101，并通过触控读取线Read传输触控导电层102积累的电荷。
进一步地，在触控扫描时，还包括：通过触控点坐标获取单元放大并读取所述触控导电层102积累的电荷，并根据触控导电层102积累的电荷的变化量确定触控点坐标。
需要说明的是，每个触控单元10的触控导电层102延伸至对应感应的多个子像素20中，子像素20的驱动晶体管201可以通过延伸进来的触控导电层102与mini LED灯珠202，从而驱动mini LED灯珠202被点亮进行工作。其中，触控导电层102可以作为子像素20的像素定义层或走线层，即，延伸至子像素20的触控导电层102可以为子像素20的像素定义层或走线层，也就是说，触控单元10的触控导电层102可以与子像素20的像素定义层或走线层同层设置，这样，触控单元10的触控导电层102和子像素20的像素定义层或走线层也可以采用同一制程制作，进一步减少制程，使得触控单元10和子像素20能进一步采用基本相同的制程制作。
基于此，如图4所示，本申请实施例还提供了一种mini LED触控面板的制备方法，包括以下步骤：
S1、同步制备触控单元的开关晶体管和子像素的驱动晶体管；
S2、在每个所述触控单元对应感应的多个子像素之间以及每个子像素内，制备该触控单元的触控导电层；
S3、在延伸至每个子像素内的所述触控导电层上设置mini LED灯珠。
本实施例提供的mini LED触控面板的制备方法，触控单元10的开关晶体管101和子像素20的驱动晶体管201采用同一制程制作，无需新增制程，由此采用最少的制程将触控单元10嵌入到mini LED触控面板的子像素20中，从而形成基于mini LED的嵌入式触控面板，提高了mini LED触控面板的集成性和整合性。
基于上述实施例，图5为本申请实施例提供的mini LED触控面板的任意一个触控单元10的剖面示意图，即为图3中的A-A’剖面处，图5中仅示意一个子像素，实际一个触控单元对应感应多个子像素。以开关晶体管101和驱动晶体管201均采用顶栅结构为例(实际还可以为底栅结构、蚀刻阻挡型ESL或背沟道刻蚀型BCE结构等)，结合图3和图5所示，说明该制备方法各个步骤的具体过程。
其中，步骤S1具体包括：
在玻璃基板上同步制备所述触控单元内的遮光层和所述子像素内的遮光层；
在所述触控单元内的遮光层上制备所述触控单元内的第一钝化层，并同步在所述子像素内的遮光层上制备所述子像素内的第一钝化层；
在所述触控单元内的第一钝化层上制备所述触控单元内的有源层，并同步在所述子像素内的第一钝化层上制备所述子像素内的有源层；
在所述触控单元内的有源层上制备所述触控单元内的栅极绝缘层和第二钝化层，并同步在所述子像素内的有源层上制备所述子像素内的栅极绝缘层和第二钝化层；
在所述触控单元内的第二钝化层上蚀刻所述触控单元内的栅极层和源漏极层，并同步在所述子像素内的第二钝化层上蚀刻所述子像素内的栅极层和源漏极层。
其中，步骤S2具体包括：
在所述触控单元内的第二钝化层和源漏极层上制备所述触控单元内的第三钝化层，并同步在所述子像素内的第二钝化层和源漏极层上制备所述子像素内的第三钝化层；
在所述触控单元内的第三钝化层上，以及在所述子像素内的第三钝化层上同步制备所述触控导电层；
在所述触控单元内的触控导电层上制备所述触控单元内的黑矩阵层，并同步在所述子像素内的触控导电层上制备所述子像素内的黑矩阵层。
其中，步骤S3具体包括：
在每个所述子像素内的触控导电层上设置mini LED灯珠，并将mini LED灯珠与该子像素内的触控导电层连接。
需要说明的是，触控单元10中，开关晶体管101和驱动晶体管201的源极或漏极与遮光层LS连接，可将自由电荷阻挡在遮光层LS中，以阻止自由电荷对开关晶体管101的阈值电压产生影响，导致开关晶体管101的阈值电压产生漂移。
经过上述具体的制备步骤，形成图4所示的膜层结构，使得触控单元10的开关晶体管101和子像素20的驱动晶体管201采用同一制程制作，触控单元10的触控导电层102与子像素20的像素定义层或走线层同层设置，由此采用最少的制程将触控单元10嵌入到miniLED触控面板的子像素20中，从而形成基于mini LED的嵌入式触控面板，提高了mini LED触控面板的集成性和整合性。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种mini LED触控面板，其特征在于，包括：多个呈阵列分布的触控单元，沿第一方向设置的多条触控寻址线，以及沿第二方向设置的多条触控读取线，所述第一方向和所述第二方向互相垂直；
每个所述触控单元包括开关晶体管和触控导电层，所述触控导电层分布于对应的多个子像素之间的空隙并延伸至对应的多个子像素中；其中，所述开关晶体管的栅极与对应的所述触控寻址线连接，所述开关晶体管的源极与所述触控导电层连接，所述开关晶体管的漏极与对应的所述触控读取线连接；
每个所述子像素包括互相连接的驱动晶体管和mini LED灯珠，所述子像素的驱动晶体管通过所述触控导电层与所述mini LED灯珠连接。
2.如权利要求1所述的mini LED触控面板，其特征在于，还包括沿所述第一方向设置的多条扫描线，以及沿所述第二方向设置的多条数据线；
所述驱动晶体管的栅极连接所述扫描线，所述驱动晶体管的源极连接所述数据线，所述驱动晶体管的漏极通过所述触控导电层连接所述mini LED灯珠。
3.如权利要求1所述的mini LED触控面板，其特征在于，所述触控导电层为自电容导电层，且所述触控导电层接地。
4.如权利要求1所述的mini LED触控面板，其特征在于，还包括触控点坐标获取单元，所述触控点坐标获取单元与所述触控读取线连接，所述触控点坐标获取单元用于放大并读取所述触控导电层积累的电荷，并根据所述电荷的变化量确定触控点坐标。
5.一种mini LED触控面板的驱动方法，用于权利要求1-4任一项所述的mini LED触控面板，其特征在于，所述驱动方法包括以下步骤：
在显示图像时，通过扫描线打开每个子像素的驱动晶体管，并通过数据线向mini LED灯珠输入数据信号；
在触控扫描时，通过触控寻址线打开每个触控单元的开关晶体管，并通过所述触控读取线传输所述触控导电层积累的电荷。
6.如权利要求5所述的mini LED触控面板的驱动方法，其特征在于，所述通过所述触控读取线传输所述触控导电层积累的电荷之后，还包括：
通过触控点坐标获取单元放大并读取所述触控导电层积累的电荷，并根据所述电荷的变化量确定触控点坐标。
7.一种mini LED触控面板的制备方法，用于权利要求1-4任一项所述的mini LED触控面板，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、同步制备触控单元的开关晶体管和子像素的驱动晶体管；
S2、在每个所述触控单元对应感应的多个子像素之间以及每个子像素内，制备该触控单元的触控导电层；
S3、在延伸至每个子像素内的所述触控导电层上设置mini LED灯珠。
8.如权利要求7所述的mini LED触控面板的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
在玻璃基板上同步制备所述触控单元内的遮光层和所述子像素内的遮光层；
在所述触控单元内的遮光层上制备所述触控单元内的第一钝化层，并同步在所述子像素内的遮光层上制备所述子像素内的第一钝化层；
在所述触控单元内的第一钝化层上制备所述触控单元内的有源层，并同步在所述子像素内的第一钝化层上制备所述子像素内的有源层；
在所述触控单元内的有源层上制备所述触控单元内的栅极绝缘层和第二钝化层，并同步在所述子像素内的有源层上制备所述子像素内的栅极绝缘层和第二钝化层；
在所述触控单元内的第二钝化层上蚀刻所述触控单元内的栅极层和源漏极层，并同步在所述子像素内的第二钝化层上蚀刻所述子像素内的栅极层和源漏极层。
9.如权利要求8所述的mini LED触控面板的制备方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
在所述触控单元内的第二钝化层和源漏极层上制备所述触控单元内的第三钝化层，并同步在所述子像素内的第二钝化层和源漏极层上制备所述子像素内的第三钝化层；
在所述触控单元内的第三钝化层上，以及在所述子像素内的第三钝化层上同步制备所述触控导电层；
在所述触控单元内的触控导电层上制备所述触控单元内的黑矩阵层，并同步在所述子像素内的触控导电层上制备所述子像素内的黑矩阵层。
10.如权利要求7所述的mini LED触控面板的制备方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
在每个所述子像素内的触控导电层上设置mini LED灯珠，并将mini LED灯珠与该子像素内的触控导电层连接。
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