一种封装结构、柔性显示基板和柔性显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种封装结构、柔性显示基板和柔性显示装置。

背景技术：

柔性OLED(有机发光二极管)显示装置在弯折时，弯折位置处的电源线会发生长短或粗细上的形变，从而使得弯折位置处的电源电压产生压降，导致整个显示区域显示亮度不均匀。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种封装结构、柔性显示基板和柔性显示装置，用于对柔性显示基板弯折位置处的亚像素的电源电压进行补偿，使得整个显示区域显示亮度均匀。

为解决上述技术问题，本发明提供一种封装结构，用于封装柔性显示基板，包括：柔性封装基板以及设置于所述柔性封装基板上的多个形变传感器，每一所述形变传感器包括应变电阻以及用于将所述应变电阻与外部的信号输入模块和补偿电路连接的导线，所述信号输入模块用于向所述形变传感器提供输入信号，所述柔性封装基板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，所述补偿电路用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，以对输出信号发生变化的形变传感器对应的亚像素的电源电压进行补偿。

优选地，所述形变传感器为惠斯通电桥。

优选地，每一所述惠斯通电桥包括四个串联且阻值相同的应变电阻。

优选地，所述柔性显示基板还包括多个亚像素，其中，每一亚像素对应一个所述形变传感器，或者，多个亚像素对应一个所述形变传感器。

优选地，所述封装结构具体包括：

柔性封装基板；

绝缘介质层，设置于所述柔性封装基板上；

应变电阻层，包括多个应变电阻，设置于所述绝缘介质层上；

第一保护层，设置于所述应变电阻层上；

导线，设置于所述第一保护层上，通过贯穿所述第一保护层的过孔与所述应变电阻连接；

第二保护层，设置于所述导线上。

本发明还提供一种柔性显示基板，包括：柔性衬底基板以及设置于所述柔性衬底基板上的多个形变传感器，所述形变传感器包括应变电阻以及用于将所述应变电阻与外部的信号输入模块和补偿电路连接的导线，所述信号输入模块用于向所述形变传感器提供输入信号，所述柔性衬底基板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，所述补偿电路用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，以对输出信号发生变化的形变传感器对应的亚像素的电源电压进行补偿。

优选地，所述形变传感器为惠斯通电桥。

优选地，每一所述惠斯通电桥包括四个串联且阻值相同的应变电阻。

优选地，所述柔性显示基板还包括多个亚像素，其中，每一亚像素对应一个形变传感器，或者，多个亚像素对应一个形变传感器。

本发明还提供一种柔性显示装置，包括柔性显示基板和用于封装所述柔性显示基板的封装结构，所述柔性显示基板为上述具有形变传感器的柔性显示基板，或者，所述封装结构为上述具有形变传感器的封装结构。

优选地，所述柔性显示装置还包括补偿电路，所述补偿电路与形变传感器连接，用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，对输出信号发生变化的形变传感器所对应的亚像素的电源电压进行补偿。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例中，在柔性显示面板中设置形变传感器，当柔性显示面板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，根据所述输出信号的变化可生成补偿信号，对形变位置处的亚像素的电源电压进行补充，从而使得整个显示区域显示亮度均匀。

附图说明

图1为本发明的一实施例中的惠斯通全桥电路的等效电路图；

图2为本发明的一实施例中的封装结构的结构示意图；

图3为本发明的一实施例中的形变传感器与补偿电路的连接结构示意图；

图4为本发明的一实施例中的封装结构与柔性显示基板的形变示意图；

图5为本发明的一实施例的柔性显示装置的结构示意图；

图6为本发明的一实施例中的补偿电路的结构示意图；

图7为本发明的一实施例中的PWM AC-AC变换器的结构示意图；

图8为本发明的一实施例中的PWM AC-AC变换器的工作过程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种封装结构，用于封装柔性显示基板，包括：柔性封装基板以及设置于所述柔性封装基板上的多个形变传感器，每一所述形变传感器包括应变电阻以及用于将所述应变电阻与外部的信号输入模块和补偿电路连接的导线，所述信号输入模块用于向所述形变传感器提供输入信号，所述柔性封装基板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，所述补偿电路用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，以对输出信号发生变化的形变传感器对应的亚像素的电源电压进行补偿。

本发明实施例中，在柔性显示基板的封装结构中设置形变传感器，当封装结构发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，根据所述输出信号的变化可生成补偿信号，对形变位置处的亚像素的电源电压进行补充，从而使得整个显示区域显示亮度均匀。另外，形变传感器设置在封装结构中，与设置在柔性显示基板上相比，可以避免对柔性显示基板上的显示器件造成影响。

本发明实施例中，优选地，所述形变传感器为惠斯通电桥。进一步优选地，所述形变传感器可以为惠斯通全桥电路，惠斯通全桥电路具有灵敏度高、测量范围宽、电路结构简单、精度高、容易实现电路补偿等优点，能够测量相对较小的电阻变化率。

当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除所述形变传感器为其他类型的阻值测量电路。

在本发明的一优选实施例中，所述形变传感器为惠斯通电桥，每一所述惠斯通电桥包括四个串联且阻值相同的应变电阻，应变电阻的个数较多，可使得测量结果更加准确，每个应变电阻的电阻值相同，输出电压的计算方便。

本发明实施例中，优选地，应变电阻为栅条状。当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除应变电阻为其他形状。

请参考图1，图1为本发明的一实施例中的惠斯通全桥电路的等效电路图，该惠斯通全桥电路包括四个串联的应变电阻(也称为桥臂电阻)，分别是R₁、R₂、R₃和R₄，该惠斯通全桥电路采用恒压源供电，桥压为U(即上述输入信号)，输出电压为V(即上述输出信号)。

根据分压原理可以计算出惠斯通全桥电路的输出电压V：

当包括本发明实施例的封装结构的柔性显示装置未弯折时，惠斯通全桥电路的桥臂电阻R₁R₃＝R₂R₄，惠斯通全桥电路处于平衡状态，输出电压为零，即V＝0。当柔性显示装置弯折时，R₁R₃≠R₂R₄，则输出电压不为零，该输出电压即是惠斯通全桥电路的初始零点，当该初始零点超过误差标准范围就需要对弯折位置处的亚像素的电源电压进行补偿。当惠斯通全桥电路的桥臂电阻的阻值发生变化时，惠斯通全桥电路的输出电压亦相应改变。假设惠斯通全桥电路为等臂电桥，即R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R。当四个桥臂电阻的阻值分别变化△R_l、△R₂、△R₃、△R₄时，惠斯通全桥电路的输出电压为：

因电阻的变化量相当小，忽略高阶项，整理得：

假设应变电阻的灵敏系数为K，各应变电阻的应变分别为应变电阻产生应变时各应变电阻的阻值变化量，分别为：ε₁,ε₂,ε₃,ε₄。

当应变电阻产生应变时，各电阻的阻值变化量分别为：

将以上结果带入输出电压V的计算公式，为：

通常情况下，应变电阻的应变小于1500×E^-6，因此，可忽略不计，上述输出电压V的计算公式可简化为：

从上式可以看出，惠斯通全桥电路的输出电压V和应变电阻的阻值变化量基本成正比，而应变电阻的阻值变化量与应变电阻的形变大小相关，应变电阻的形变大小与柔性显示装置中的电源线的形变相关，也就是说，通过惠斯通全桥电路的输出电压的变化，可确定柔性显示装置中的电源线的形变程度，从而对弯折位置处的电源电压进行补偿。

本发明实施例中，补偿电路可以根据形变传感器的输出电压，得到需要补偿的电压，在本发明的一优选实施例中，需要补偿的电压等于形变传感器输出电压的变化值。当然，在本发明的其他一些实施例中，需要补偿的电压也可以与形变传感器输出电压的变化值有其他对应关系，例如，为整倍关系等。

本发明实施例中，柔性显示基板包括多个亚像素。在本发明的一些实施例中，可以每一亚像素对应一个形变传感器，该种方式的补偿精度高，适用于小尺寸显示装置，当然，在本发明的其他一些实施例中，也可以多个亚像素对应一个形变传感器，以节省成本，该种设置方式适用于大尺寸显示装置。

请参考图2，图2为本发明的一实施例中的封装结构的结构示意图，该封装结构包括：

柔性封装基板11；

绝缘介质层12，设置于所述柔性封装基板11上；

应变电阻13，设置于所述绝缘介质层12上；

第一保护层14，设置于所述应变电阻13上；

导线15，设置于所述第一保护层14上，通过贯穿所述第一保护层14的过孔与所述应变电阻13连接，所述应变电阻13和所述导线15构成形变传感器；

第二保护层16，设置于所述导线15上。

本发明实施例中，所述柔性封装基板11可以为多种类型的结构，例如，可以为薄膜封装基板，还可以金属封装基板等。

本发明实施例中，绝缘介质层12包括第一绝缘介质层121和第二绝缘介质层122，第一绝缘介质层121可以采用Ta₂O₅(五氧化二钽)或Si₃N₄(氮化硅)等绝缘材料制成，第二绝缘介质层122可以采用SiO₂等绝缘材料制成。

本发明实施例中，形变传感器可以为惠斯通全桥电路，一个惠斯通全桥电路包括四个串联的应变电阻13。

本发明实施例中，第一保护层14可以采用SiO₂等绝缘材料制成，用于保护应变电阻13，阻断应变电阻13与大气的接触。

本发明实施例中，导线15可以采用金属制成，例如Al。

本发明实施例中，第二保护层16可以是聚酯薄膜等。

请参考图3，图3为本发明的一实施例中的形变传感器与补偿电路的连接结构示意图，图3中，40为形变传感器，15为导线，从图3中可以看出，导线15纵横设置，从而可以确定每一输出信号发生变化的形变传感器40的位置，进而确定输出信号发生变化的形变传感器40对应的亚像素的位置。

请参考图4，图4为本发明的一实施例中的封装结构与柔性显示基板的形变示意图，图中，10为封装结构，20为柔性显示基板，从图4中可以看出，当柔性显示基板20发生形变时，封装结构也相应的发生形变，基于所述封装结构上设置的形变传感器的输出信号的变化，能够生成补偿信号，以对输出信号发生变化的形变传感器对应的亚像素的电源电压进行补偿。

上述实施例中，是将形变传感器设置于柔性显示基板的封装结构中，当然，在本发明的其他一些实施例中，还可以将形变传感器设置于柔性显示基板上。

本发明实施例还提供一种柔性显示基板，包括：柔性衬底基板以及设置于所述柔性衬底基板上的多个形变传感器，所述形变传感器包括应变电阻以及用于将所述应变电阻与外部的信号输入模块和补偿电路连接的导线，所述信号输入模块用于向所述形变传感器提供输入信号，所述柔性衬底基板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，所述补偿电路用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，以对输出信号发生变化的形变传感器对应的亚像素的电源电压进行补偿。

本发明实施例中，在柔性显示基板上设置形变传感器，当柔性显示基板发生形变时，形变位置处的应变电阻的阻值发生变化，使得对应的形变传感器的输出信号发生变化，根据所述输出信号的变化可生成补偿信号，对形变位置处的亚像素的电源电压进行补充，从而使得整个显示区域显示亮度均匀。

本发明实施例中，优选的，所述形变传感器为惠斯通电桥。进一步优选地，所述形变传感器可以为惠斯通全桥电路，惠斯通全桥电路具有灵敏度高、测量范围宽、电路结构简单、精度高、容易实现电路补偿等优点，能够测量相对较小的电阻变化率。

当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除所述形变传感器为其他类型的阻值测量电路。

在本发明的一优选实施例中，所述形变传感器为惠斯通电桥，每一所述惠斯通电桥包括四个串联且阻值相同的应变电阻，应变电阻的个数较多，可使得测量结果更加准确，每个应变电阻的电阻值相同，输出电压的计算方便。

本发明实施例中，优选地，应变电阻为栅条状。当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除应变电阻为其他形状。

本发明实施例中，为了不影响柔性显示基板上的显示器件的工作，优选地，所述形变传感器可以设置于所述柔性衬底基板的设置显示器件的相对的一侧，或者，设置于柔性衬底基板与显示器件之间。

本发明实施例还提供一种柔性显示装置，包括柔性显示基板和用于封装所述柔性显示基板的封装结构，所述柔性显示基板为上述具有形变传感器的柔性显示基板，或者，所述封装结构为上述具有形变传感器的封装结构。

所述柔性显示装置可以为柔性显示面板，或者包括柔性显示面板和其他驱动电路的显示装置。

优选地，所述柔性显示装置还包括补偿电路，所述补偿电路与形变传感器连接，用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，对输出信号发生变化的形变传感器所对应的亚像素的电源电压进行补偿。

请参考图5，图5为本发明的一实施例的柔性显示装置的结构示意图，该柔性显示面板包括：柔性显示基板20、用于封装所述柔性显示基板的封装结构10和补偿电路30。

该柔性显示基板20为OLED柔性显示面板，包括：

柔性衬底基板21；该柔性衬底基板21可以采用PI(聚酰亚胺)等柔性材料制成。

阻挡膜(Multri Barrier)22；该阻挡膜22可以是纳米厚度的柔性SiOx涂层，阻挡膜22在柔性显示装置弯曲时没有高应力点，能够提供良好的颗粒覆盖，不会产生空穴或扩展通道。

薄膜晶体管阵列层23；

阳极24；

空穴注入层25、空穴传输层26、有机发光层27、电子传输层28和电子注入层29；以及

阴极210。

该封装结构10包括：

柔性封装基板11；

绝缘介质层12，设置于所述柔性封装基板11上；

应变电阻13，设置于所述绝缘介质层12上；

第一保护层14，设置于所述应变电阻13上；

导线15，设置于所述第一保护层14上，通过贯穿所述第一保护层14的过孔与所述应变电阻13连接，所述应变电阻13和所述导线15构成形变传感器；

第二保护层16，设置于所述导线15上。

本发明实施例中，所述柔性封装基板11可以为多种类型的结构，例如，可以为薄膜封装基板，还可以金属封装基板等。

本发明实施例中，绝缘介质层12包括第一绝缘介质层121和第二绝缘介质层122，第一绝缘介质层121可以采用Ta₂O₅(五氧化二钽)或Si₃N₄(氮化硅)等绝缘材料制成，第二绝缘介质层122可以采用SiO₂等绝缘材料制成。

本发明实施例中，形变传感器可以为惠斯通全桥电路，一个惠斯通全桥电路包括四个串联的应变电阻13。

本发明实施例中，第一保护层14可以采用SiO₂等绝缘材料制成，用于保护应变电阻13，阻断应变电阻13与大气的接触。

本发明实施例中，导线15可以采用金属制成，例如Al。

本发明实施例中，第二保护层16可以是聚酯薄膜等。

本发明实施例中，补偿电路30设置于柔性显示基板20上，与封装结构10上的形变传感器连接，用于根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，对输出信号发生变化的形变传感器所对应的亚像素的电源电压进行补偿。

本发明实施例中，当柔性显示装置弯折时，封装结构10中的柔性封装基板11感受压力而产生形变，设置在其上的应变电阻随之形变，应变电阻的阻值发生改变，使对应的形变传感器的输出信号发生变化，补偿电路30根据形变传感器输出信号的变化，生成对应的补偿电压，对柔性显示装置发生形变的位置处的亚像素的电源电压进行补偿，从而避免了由于弯折位置处电源电压产生压降，导致柔性显示装置发亮度不均的现象。

本发明实施例中的补偿电路可以为多种结构，下面举例进行说明。

请参考图6，图6为本发明的一实施例中的补偿电路的结构示意图，该补偿电路主要包括：电路补偿模块、PWM AC-AC变换器，交流滤波器和自耦变压器。其中，电路补偿模块根据形变传感器的输出信号，得到电源电压的变化值，作为补偿值并传输给PWM AC-AC变换器；PWM AC-AC变换器以高频闭合，根据所述补偿值产生补偿电压Vc，并经交流滤波器和自耦变变压器处理，得到输出的负荷电压，并输出至对应的电源线。

在本发明的一些实施例中，电路补偿模块可以采用DSP TMS32LF2407实现。

根据PWM AC-AC变换器的电压补偿电路原理，可得如下负荷电压表达式：V_L＝Vs+Vc；其中：Vs为电源电压；Vc为提供的补偿电压。

在正常工作状态下(即柔性显示装置未弯折时)，Vc等于0，因而

V_L＝Vs (1)

出于控制的目的，将要求的负荷电压用恒值Vref表示。正常工作状况下，Vs和V_L(负荷电压)均为Vref。

而当柔性显示装置弯折时，弯折位置处的电源电压降低，Vs改变为：

V_S＝(1-n)Vref (2)

其中，n为电压幅值降低的标幺值。

补偿电压Vc是负荷电压V_L和PWM AC-AC变换器的负载率的函数，即：

V_C＝DV_L＝DV_SN₂/N₁ (3)

其中，Vs为电源电压归算到自耦变压器原边的值；V_L＝VsN₂/N₁；D为PWM AC-AC变换器的负载率；N₂/N₁为自耦变压器绕组的匝数比。则式(1)可改写为：

V_L＝(1-n)Vref+D(1-n)VrefN₂/N₁ (4)

由式(4)知，当保持V_L＝Vref时，D值可由下式求得：

D＝n N₁/(1-n)N₂ (5)

显然，D值最大取1。

因而，本发明实施例中所能提供的最大补偿度由如下电压扰动的幅值相对值决定：

n＝1/(1+N₁/N₂) (6)

由式(6)可知，当匝数比N₂/N₁为1时，电压补偿度可达50％，这种方式可在实际中采用，因为当匝数比增加到2时，补偿度又增加了16.66％。

请参考图7，图7为本发明的一实施例中的PWM AC-AC变换器的结构示意图，图7中的PWM AC-AC变换器由4个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)(S_1a，S_1b，S_2a，S_2b)组成，通过操作S_1a，S_1b，S_2a，S_2b的开/关方式，可使PWM AC-AC变换器在柔性显示装置未弯折时输出电压V_L与Vs(电源电压)相同，此时电压正常，开关S_1a，S_1b保持闭合，S_2a，S_2b保持开断，因而PWM AC-AC变换器输出电压Vc为0，负荷电压V_L等于Vs。此时PWM AC-AC变换器的电源功率直接传输给柔性显示面板，自耦变压器处于开路状态(即只吸收励磁电流)。

请参考图8，而当柔性显示装置弯折时，PWM AC-AC变换器的开关4个IGBT(S_1a，S_1b，S_2a，S_2b)，S1(S_1a，S_1b)和S2(S_2a，S_2b)做负载周期动作，此时进行电压补偿的负荷电压V_L就等于Vc+Vs。

本发明实施例还提供一种显示方法，应用于上述柔性显示装置，包括：

步骤S1：接收形变传感器的输出信号；

步骤S2：根据所述形变传感器的输出信号的变化，生成补偿信号，对输出信号发生变化的形变传感器所对应的亚像素的电源电压进行补偿。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。