一種光學壓力觸控器件及製備方法、觸控顯示裝置與流程

2023-06-04 04:42:32

本申請涉及顯示技術領域，特別是涉及一種光學壓力觸控器件及製備方法、觸控顯示裝置。

背景技術：

隨著顯示技術的飛速發展，觸控螢幕(Touch Screen Panel)已經逐漸遍及人們的生活中。目前，觸控螢幕組成結構一般是在顯示面板的出光側設置一層觸摸面板，然後貼合到一起成為具有觸控功能的顯示屏，或者將觸控功能集成到顯示面板中以實現觸控螢幕。但現有技術中無論採取何種方式實現觸控螢幕都會或多或少影響顯示效果。

而隨著顯示解析度的不斷提高，人們對顯示質量的要求也不斷提高，如何在實現觸控功能的同時不影響顯示效果成為了目前顯示領域面臨的一個技術問題

技術實現要素：

本申請實施例提供了一種光學壓力觸控器件及製備方法、觸控顯示裝置，用以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

本申請實施例提供的一種光學壓力觸控器件，包括：第一基板，與所述第一基板相對設置的第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一側設有光電檢測器陣列、與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路，以及光源；其中，所述觸控掃描電路與所述第二基板之間留有間隙，所述光源用於在所述間隙內形成光場。

本申請實施例提供的光學壓力觸控器件，包括：第一基板，與所述第一基板相對設置的第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一側設有光電檢測器陣列、與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路，以及光源；其中，所述觸控掃描電路與所述第二基板之間留有間隙，所述光源用於在所述間隙內形成光場，光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器接收光信號並轉化為電信號，當有外界壓力時，通過觸控掃描電路測量電信號變化來計算出觸控位置坐標，從而實現光學壓力觸控功能，而在顯示面板的背部設置有本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的觸控顯示裝置，可以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

較佳地，在所述間隙處設有支撐該間隙的支撐物。

較佳地，所述支撐物為多個高度一致的支柱，每一個所述支柱不遮擋所述光電檢測器陣列。

由於每一個支柱不遮擋光電檢測器陣列，這樣就不會影響光電檢測器的感光。

較佳地，所述支撐物為微突起結構，所述微突起結構設置於所述第二基板面向所述第一基板的一側，且與所述第二基板一體成型。

由於在間隙處支撐該間隙的為微突起結構，這樣有利於提高檢測靈敏度，並且由於微突起結構與第二基板一體成型，這樣可以簡化工藝。

較佳地，所述觸控掃描電路包括：設置在所述光電檢測器陣列上並與每一個所述光電檢測器的第一電極電連接的公共電極，以及設置在所述第一基板與在所述光電檢測器陣列之間的薄膜電晶體陣列；其中，每一個所述光電檢測器的第二電極與薄膜電晶體陣列中的一個薄膜電晶體的源極/漏極電連接。

由於光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器的第一電極均與公共電極電連接，這樣，可以簡化工藝，以及簡化觸控掃描過程。

較佳地，在所述觸控掃描電路面向所述間隙的一側設有不遮擋所述光電檢測器陣列的第一反射層，和/或在所述第二基板面向所述間隙的一側設有第二反射層。

通過在觸控掃描電路面向間隙的一側設有不遮擋光電檢測器陣列的第一反射層，和/或在第二基板面向間隙的一側設有第二反射層，使得光源發出的光可以在觸控掃描電路與第二基板之間的間隙內更好地反射，從而能夠實現光源發出的光儘可能均勻地分布在整個間隙內。

較佳地，在所述第二基板的上表面或下表面設有擋光層。

由於在第二基板的上表面或下表面設有擋光層，這樣可以避免外界光線幹擾本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的光學壓力觸控檢測。

本申請實施例還提供了一種觸控顯示裝置，包括：顯示面板，第二基板集成或貼合在所述顯示面板背部的本申請任意實施例提供的光學壓力觸控器件。

本申請實施例提供的觸控顯示裝置，在顯示面板的背部設置有本申請實施例提供的光學壓力觸控器件，而本申請實施例提供的光學壓力觸控器件，包括：第一基板，與所述第一基板相對設置的第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一側設有光電檢測器陣列、與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路，以及光源；其中，所述觸控掃描電路與所述第二基板之間留有間隙，所述光源用於在所述間隙內形成光場，光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器接收光信號並轉化為電信號，當有外界壓力時，通過觸控掃描電路測量電信號變化來計算出觸控位置坐標，從而實現光學壓力觸控功能，因此，本申請實施例提供的觸控顯示裝置可以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

較佳地，所述顯示面板為有機電致發光顯示面板。

本申請實施例還提供了一種光學壓力觸控器件的製備方法，該方法包括：

在第一基板上形成光電檢測器陣列以及與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路；

在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙；

設置用於在所述間隙內形成光場的光源。

採用該方法製備的光學壓力觸控器件，包括：第一基板，與所述第一基板相對設置的第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一側設有光電檢測器陣列、與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路，以及光源；其中，所述觸控掃描電路與所述第二基板之間留有間隙，所述光源用於在所述間隙內形成光場，光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器接收光信號並轉化為電信號，當有外界壓力時，通過觸控掃描電路測量電信號變化來計算出觸控位置坐標，從而實現光學壓力觸控功能，而在顯示面板的背部設置有本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的觸控顯示裝置，可以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

較佳地，所述在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙，包括：

在所述觸控掃描電路上形成不遮擋所述光電檢測器陣列的多個高度一致的支柱；

在所述多個支柱上放置第二基板。

由於採用該方法製作的每一個支柱不遮擋光電檢測器陣列，這樣就不會影響光電檢測器的感光。

較佳地，所述在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙，包括：

在第二基板上形成與所述第二基板一體成型的微突起結構；

在所述觸控掃描電路上放置所述微突起結構朝向所述觸控掃描電路的第二基板。

由於採用該方法製作的第二基板面向第一基板的一側設有支撐間隙且與該第二基板一體成型的微突起結構，這樣，一方面可以簡化工藝，另一方面有利於提高檢測靈敏度。

較佳地，所述形成觸控掃描電路，包括：

在所述第一基板與在所述光電檢測器陣列之間形成薄膜電晶體陣列；其中，每一個所述光電檢測器的第二電極與薄膜電晶體陣列中的一個薄膜電晶體的源極/漏極電連接；

在所述光電檢測器陣列上形成與每一個所述光電檢測器的第一電極電連接的公共電極。

由於採用該方法製作的光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器的第一電極均與公共電極電連接，這樣，可以簡化工藝，以及簡化觸控掃描過程。

較佳地，該方法還包括：在所述觸控掃描電路面向所述間隙的一側形成不遮擋所述光電檢測器陣列的第一反射層，和/或在所述第二基板面向所述間隙的一側形成第二反射層。

採用該方法製作的光學壓力觸控器件，通過在觸控掃描電路面向間隙的一側設有不遮擋光電檢測器陣列的第一反射層，和/或在第二基板面向間隙的一側設有第二反射層，使得光源發出的光可以在觸控掃描電路與第二基板之間的間隙內更好地反射，從而能夠實現光源發出的光儘可能均勻地分布在整個間隙內。

較佳地，該方法還包括：在所述第二基板的上表面或下表面形成擋光層。

由於採用該方法製作的光學壓力觸控器件，在第二基板的上表面或下表面設有擋光層，這樣可以避免外界光線幹擾本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的光學壓力觸控檢測。

附圖說明

圖1為本申請實施例一提供的光學壓力觸控器件非觸摸時的結構示意圖；

圖2為本申請實施例一提供的光學壓力觸控器件觸摸時的結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的光學壓力觸控器件中觸控掃描電路的電路結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的光學壓力觸控器件中觸控掃描電路與光電檢測器陣列的一種排列結構示意圖；

圖5為本申請實施例二提供的一種光學壓力觸控器件的結構示意圖；

圖6為本申請實施例提供的一種光學壓力觸控器件的製備方法的流程示意圖；

圖7(a)～圖7(h)為本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的製備工藝流程示意圖；

圖8為本申請實施例提供的一種觸控顯示裝置的結構示意圖；

圖9為本申請實施例提供的另一種觸控顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

本申請實施例提供了一種光學壓力觸控器件及製備方法、觸控顯示裝置，用以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

需要說明的是，本申請附圖中各層的厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本申請內容。

實施例一：

參見圖1，本申請實施例一提供的一種光學壓力觸控器件，包括：第一基板11，與第一基板11相對設置的第二基板12，在第一基板11面向第二基板12的一側設有光電檢測器陣列13、與光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131電連接的觸控掃描電路14，以及光源15；其中，觸控掃描電路14與第二基板12之間留有間隙，光源15用於在該間隙內形成光場；並且在觸控掃描電路14與第二基板12之間的間隙處還設有支撐該間隙的多個高度一致的支柱16。

其中，光電檢測器131為對光源15發出的光線敏感的檢測器，該光電檢測器131例如可以為光電二極體、光敏傳感器等；在一較佳實施方式中，光源15為紅外光源，光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131為紅外光電檢測器。

本申請實施例中，光源15用於在觸控掃描電路14與第二基板12之間的間隙內形成光場，只要能滿足該條件，本申請實施例對光源15的形狀、大小、位置等並不做限定，光源15例如可以為條形的LED光源，設置在光學壓力觸控器件的側面且在間隙的中間位置。

需要說明的是，本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的工作原理如下：光學壓力觸控器件工作時，如圖1所示，光源15發出的光可以在觸控掃描電路14與第二基板12之間的間隙內形成光場，光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131接收光信號並轉化為電信號，每一個光電檢測器131均輸出一個初始的電信號值，當有外界壓力時，如圖2所示，受力處的間隙將會減小，而間隙的減小將會擾動光強的分布，因此，與該受力處對應的光電檢測器131的受光強度會發生變化，以致其輸出的電信號也會發生變化，而後通過觸控掃描電路14測量電信號變化(即電信號的當前測量值與初始值的差值)可以確定出觸控位置坐標，從而實現光學壓力觸控功能。其中，圖1、圖2中帶箭頭的線表示光線。

在一較佳實施方式中，如圖1所示，為了不影響光電檢測器131的感光，每一個支柱16可以設置在不遮擋光電檢測器陣列13的位置。

在一較佳實施方式中，為了減少對光的吸收，支柱16的材料為對相應波段的光不吸收的材料，例如對於可見光，支柱16的材料可以為透明材料，例如：聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基矽氧烷(PDMS)、環氧樹脂等透明絕緣材料；當然，支柱16也可採用其它材料，本申請實施例並不對其進行限定。

在一較佳實施方式中，如圖1所示，觸控掃描電路14包括：設置在光電檢測器陣列13上並與每一個光電檢測器131的第一電極(即上電極)電連接的公共電極141，以及設置在第一基板11與在光電檢測器陣列13之間的薄膜電晶體陣列142；其中，每一個光電檢測器131的第二電極(即下電極)與薄膜電晶體陣列142中的一個薄膜電晶體1421(如圖1中虛線框所示)的源極/漏極電連接。其中，第一電極與第二電極極性相反。觸控掃描電路14的電路示意圖如圖3所示。

由於光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131的第一電極均與公共電極141電連接，這樣，可以簡化工藝，以及簡化觸控掃描過程。

需要指出的是，觸控掃描電路14還可有其它的實現方式，例如：與光電檢測器陣列13中的光電檢測器131的第一電極電連接的不再是整塊的透明公共電極，而是由多個小塊的透明公共電極組成的透明公共電極組，光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131的第一電極與一個小塊的透明公共電極電連接，本申請實施例並不對其進行限定；另外，觸控掃描電路14與光電檢測器陣列13除了上述的上下排列結構，還可以為水平排列結構，例如：光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器131的第二電極與其左邊的一個薄膜電晶體1421(如圖4中虛線框所示)的源極/漏極電連接，第一電極與其右邊的一塊公共電極141電連接，薄膜電晶體1421、光電檢測器131和公共電極141在水平面上間隔排列，其俯視圖如圖4所示，本申請實施例並不對其進行限定。

在一較佳實施方式中，為了使光源發出的光可以在觸控掃描電路與第二基板之間的間隙內更好地反射，從而能夠實現光源發出的光儘可能均勻地分布在整個間隙內，如圖1所示，可以在觸控掃描電路14面向觸控掃描電路14與第二基板12之間的間隙的一側設有不遮擋光電檢測器陣列13的第一反射層17(即第一反射層17需暴露每一個光電檢測器131所對應的位置，以使光電檢測器131能夠接收光線而感光)，以及在第二基板12面向該間隙的一側設有第二反射層18。

其中，第一反射層17與第二反射層18可以為反射膜，也可以為反射片，本申請實施例並不對其進行限定。

當然，也可僅在觸控掃描電路14面向該間隙的一側或第二基板12面向該間隙的一側設置反射層，這樣設置只會稍微影響分布在整個間隙內的光的均勻性，本申請實施例並不對其進行限定。

在一較佳實施方式中，為了避免外界光線幹擾本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的光學壓力觸控檢測，可以在第二基板12的上表面設有擋光層19，如圖1所示。當然，擋光層19也可設置在第二基板12的下表面，本申請實施例並不對其進行限定。

實施例二：

本申請實施例二提供的光學壓力觸控器件與本申請實施例一提供的光學壓力觸控器件相類似，相同的部分在此不再贅述，下面只說明不同的部分。

參見圖5，本申請實施例二提供的光學壓力觸控器件中，用以支撐觸控掃描電路14與第二基板12之間的間隙為微突起結構20。

由於在間隙處支撐該間隙的為微突起結構20，這樣有利於提高檢測靈敏度。

如圖5所示，微突起結構20可以設置於第二基板12面向第一基板11的一側，且與第二基板12一體成型，這樣可以簡化工藝。

當然，微突起結構20也可與第二反射層18一體成型，或者，微突起結構20可以設置於第一基板11面向第二基板12的一側(最好設在非感光區域)，例如：微突起結構20與第一反射層17一體成型，本申請實施例對此並不做限定。

需要指出的是，本申請實施例二提供的光學壓力觸控器件中，參見圖5，當微突起結構20與第二基板12一體成型時，上述在第二基板12面向該間隙的一側設有第二反射層18，即在微突起結構20面向該間隙的一側設有第二反射層18，也即微突起結構20位於第二基板12與第二反射層18之間；上述擋光層19也可設置在第二基板12的下表面，即擋光層19也可設置在微突起結構20的表面。

基於同一發明構思，本申請實施例還提供了一種光學壓力觸控器件的製備方法，如圖6所示，該方法包括如下步驟：

S101、在第一基板上形成光電檢測器陣列以及與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路；

S102、在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙；

S103、設置用於在所述間隙內形成光場的光源。

在一較佳實施方式中，上述步驟S102中在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙，可以包括：

在所述觸控掃描電路上形成不遮擋所述光電檢測器陣列的多個高度一致的支柱；

在所述多個支柱上放置第二基板。

由於製作的每一個支柱不遮擋光電檢測器陣列，這樣就不會影響光電檢測器的感光。

在另一較佳實施方式中，上述步驟S102中在所述觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙，可以包括：

在第二基板上形成與所述第二基板一體成型的微突起結構；

在所述觸控掃描電路上放置所述微突起結構朝向所述觸控掃描電路的第二基板。

其中，微突起結構例如可以採用納米壓印、刻蝕等技術與第二基板一體成型。當微突起結構中的突起為微納米尺度或者特殊形狀時(如細長微納米柱)，外界輕微壓力就有可能引起較大變化，從而可能提高靈敏度。

當然，還可以採取其它的方式在觸控掃描電路與第二基板之間形成間隙，本申請實施例對此並不做限定。

在一較佳實施方式中，上述步驟S101中形成觸控掃描電路，可以包括：

在所述第一基板與在所述光電檢測器陣列之間形成薄膜電晶體陣列；其中，光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器的第二電極與薄膜電晶體陣列中的一個薄膜電晶體的源極/漏極電連接；

在所述光電檢測器陣列上形成與每一個所述光電檢測器的第一電極電連接的公共電極。

由於製作的光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器的第一電極均與公共電極電連接，這樣，可以簡化工藝，以及簡化觸控掃描過程。

在一較佳實施方式中，為了使光源發出的光可以在觸控掃描電路與第二基板之間的間隙內更好地反射，從而能夠實現光源發出的光儘可能均勻地分布在整個間隙內，本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的製備方法還可以包括：在所述觸控掃描電路面向所述間隙的一側形成不遮擋所述光電檢測器陣列的第一反射層，和/或在所述第二基板面向所述間隙的一側形成第二反射層。

在一較佳實施方式中，為了避免外界光線幹擾本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的光學壓力觸控檢測，本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的製備方法還可以包括：在所述第二基板的上表面或下表面形成擋光層。

下面以支柱支撐觸控掃描電路與第二基板之間的間隙為例，結合附圖7(a)～圖7(h)來具體說明本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的製備工藝流程。

步驟一、參見圖7(a)，在第一基板11上形成薄膜電晶體陣列142；

其中，薄膜電晶體陣列142由排列成陣列的多個薄膜電晶體1421(如圖7(a)中虛線框所示)組成。

步驟二、參見圖7(b)，在薄膜電晶體陣列142上形成光電檢測器陣列13；

其中，光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131的第二電極與薄膜電晶體陣列142中的一個薄膜電晶體1421的漏極電連接。

步驟三、參見圖7(c)，在光電檢測器陣列13上形成與該光電檢測器陣列13中的每一個光電檢測器131的第一電極電連接的公共電極141；

步驟四、參見圖7(d)，在公共電極141上形成不遮擋光電檢測器陣列13的第一反射層17；

步驟五、參見圖7(e)，在第一反射層17上形成多個高度一致的支柱16；

步驟六、參見圖7(f)，在第二基板12一面形成第二反射層18，另一面形成擋光層19；

步驟七、參見圖7(g)，在支柱16上放置第二反射層18朝向該支柱16的第二基板12，使得第一反射層17與第二反射層18之間存在間隙；

步驟八、參見圖7(h)，在光學壓力觸控器件的側面且在間隙的中間位置設置用於在該間隙內形成光場的光源15。

需要說明的是，上述的工藝流程中部分器件的製作順序可以發生改變，例如：上述形成擋光層19還可以在放置好第二基板12後，再在第二基板12的上表面(即背向第一基板11的表面)形成擋光層19，本申請實施例並不對其進行限定。

基於同一發明構思，本申請實施例還提供了一種觸控顯示裝置，包括：顯示面板71，設置於顯示面板71背部的本申請任意實施例提供的光學壓力觸控器件72；其中，該光學壓力觸控器件72的第二基板721集成在顯示面板71背部，如圖8所示，這樣可以減薄觸控顯示裝置的厚度；或者，該光學壓力觸控器件72的第二基板721貼合在顯示面板71背部，如圖9所示。其中，圖8、圖9中帶箭頭的線表示環境光線。

其中，顯示面板71理論上可以為任意的顯示面板；優選地，顯示面板71為有機電致發光顯示面板(OLED)。

綜上所述，本申請實施例提供的技術方案中，光學壓力觸控器件包括：第一基板，與所述第一基板相對設置的第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一側設有光電檢測器陣列、與所述光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器電連接的觸控掃描電路，以及光源；其中，所述觸控掃描電路與所述第二基板之間留有間隙，所述光源用於在所述間隙內形成光場，光電檢測器陣列中的每一個光電檢測器接收光信號並轉化為電信號，當有外界壓力時，通過觸控掃描電路測量電信號變化來計算出觸控位置坐標，從而實現光學壓力觸控功能，而在顯示面板的背部設置有本申請實施例提供的光學壓力觸控器件的觸控顯示裝置，可以在實現觸控功能的同時不影響顯示效果。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和範圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬於本申請權利要求及其等同技術的範圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。