CN103887324A - 一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示装置，包括：像素定义层，用以定义像素区域；图案化金属层，设置于所述像素定义层的上方，其中图案化金属层的一部分用作为AMOLED显示装置的阴极，图案化金属层的另一部分用作为一触控电极；以及间隔物，设置于所述阴极与所述触控电极之间，用以电性隔离所述阴极和所述触控电极。相比于现有技术，本发明可将AMOLED显示装置的阴极与触控电极整合为同一层并利用同一道制程来进行制作，降低了制程成本。此外，本发明还可控制触控TFT，独立测量每一个已定义坐标的触控电极的电容变化，由于该测量得到的坐标位置为触控屏的绝对坐标位置，因此能够消除电容多点触控时的鬼点问题。

Description

一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管显示装置

技术领域

本发明涉及一种AMOLED显示装置，尤其涉及一种集成了触控面板的AMOLED显示装置。

背景技术

有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）依驱动方式可分为被动式矩阵驱动（Passive Matrix OLED，PMOLED）和主动式矩阵驱动（Active Matrix OLED，AMOLED)两种。PMOLED是当数据未写入时，发光二极管并不发光；只有在数据写入期间，发光二极管才发光。这种驱动方式结构简单，成本较低，容易设计，主要适用于中小尺寸的显示器。在AMOLED中，每一像素都有一电容存储数据，让每一像素皆维持在发光状态。由于AMOLED耗电量明显小于PMOLED，加上其驱动方式适合发展大尺寸与高解析度的显示器，使得AMOLED成为未来发展的主要方向。

随着AMOLED技术的快速发展，业界将无须背光模块、重量轻而体型薄、可挠曲的显示器作为未来开发的重点。如我们所熟知的，传统的平面显示器利用实体按键或触控感测组件作为侦测用户的输入方式，而可挠式显示器则可突破传统显示器的用户输入/输出接口，透过显示器的挠曲动作和挠曲角度来产生控制信号。此外可挠式显示器还可利用能够感知应力/形变的组件附加于显示器上，以识别和判读使用者与显示器之间的交互行为并予以回馈。

为了达到上述功效，现有技术中的一种解决方案是在于，提供一种在触控传感式的平板显示器模仿鼠标按键和鼠标操作的多点接触感测方法，将触控电极呈水平方向和竖直方向排列，透过分别测量这两个方向上的电极与手指耦合之后的电极自电容变化，得到手指的实际触碰位置。但是，该方式在三点以上的触控感测时往往会产生电路无法识别的鬼点问题。

现有技术中的另一种解决方案提供了实现多点触摸识别的单层自电容触摸屏及其数据处理方法，该触摸屏包括至少两个互相独立的自电容电极组，所有自电容电极组位于同一层平面内，并且互不重叠地布满整个触摸屏的触摸区域。自电容电极组包括至少一对自电容耦合电极对，该自电容耦合电极对包括位于同一平面内的两电极板。虽然该方案可发挥单层自电容触摸屏所具有的工艺结构简单的特点，使用低成本来实现多点触控，解决电容多点触控时的鬼点问题，但是当触控电极的数量增加时，则会引起电极连接线过多的问题。

有鉴于此，如何对现有的设计方案进行改进，以解决上述电容多点触控时的鬼点问题以及电极连接线过多的缺陷，提升制程的便捷性和触控定位的精确度，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的可挠式显示器在设计时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、集成有触控面板的AMOLED显示装置，藉由图案化金属层将显示器的阴极制程和触控电极制程整合于同一道制程中，并且还可透过定义触控电极的绝对坐标来消除电容多点触控时的鬼点问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示装置，包括：

一像素定义层，用以定义像素区域；

一图案化金属层，设置于所述像素定义层的上方，其中，所述图案化金属层的一部分用作为所述AMOLED显示装置的阴极，所述图案化金属层的另一部分用作为一触控电极；以及

一间隔物，设置于所述阴极与所述触控电极之间，用以电性隔离所述阴极和所述触控电极。

在其中的一实施例，采用黄光制程制作出所述间隔物和一通孔，所述间隔物具有台阶部，藉由金属溅镀在所述间隔物的表面、所述台阶部和所述通孔来形成所述图案化金属层。

在其中的一实施例，所述AMOLED显示装置还包括一触控TFT，藉由所述触控TFT和所述通孔将所述触控电极电性耦接至一传感器连接线（sensor source line）。

在其中的一实施例，所述传感器连接线位于一内层介电层（InterlayerDielectric，ILD）。

在其中的一实施例，所述图案化金属层的材质为银。

依据本发明的又一个方面，提供了一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管显示装置，包括：

一第一显示TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述第一显示TFT的源极电性耦接至一第一电压；

一第二显示TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述第二显示TFT的栅极电性耦接至一扫描线，所述第二显示TFT的漏极电性耦接至所述第一显示TFT的栅极，所述第二显示TFT的源极电性耦接至一数据线，所述数据线与所述扫描线垂直交错；

一触控TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述触控TFT的栅极电性耦接至所述扫描线，所述触控TFT的漏极电性耦接至一触控传感器，所述触控TFT的源极电性耦接至一传感器连接线（sensor source line）。

在其中的一实施例，所述传感器连接线位于一内层介电层（InterlayerDielectric，ILD）。

在其中的一实施例，当所述扫描线打开时，所述触控TFT开通，从而使得所述传感器连接线对所述触控传感器进行充电。

在其中的一实施例，完成一扫描帧的触控扫描后，触控位置的绝对坐标（X,Y）通过如下数学关系式进行计算：

其中，c_i为所述传感器连接线对触控传感器充电所测量的电容值，Δc_i为电容值产生变化的触控传感器编号m～q的电容变化量，x_i和y_i分别为编号m～q的触控传感器各自的横坐标和纵坐标。

在其中的一实施例，所述AMOLED的触控传感器数量取决于触控分辨率的大小。

采用本发明的集成触控面板的AMOLED显示装置，通过像素定义层来定义像素区域，并设置图案化金属层于该像素定义层的上方，藉由图案化金属层的一部分用作AMOLED显示装置的阴极且另一部分用作触控电极，间隔物设置在阴极与触控电极之间从而电性隔离该阴极和该触控电极。相比于现有技术，本发明可将AMOLED显示装置的阴极与触控电极整合为同一层并利用同一道制程来进行制作，降低了制程成本。此外，本发明还可控制触控TFT的开通与关断，进而独立测量每一个已定义坐标的触控电极的电容变化，由于该测量得到的坐标位置为触控屏的绝对坐标位置，因此能够消除电容多点触控时的鬼点问题。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1A～图1C示出依据本发明的一实施方式，集成触控面板的AMOLED显示装置的图案化金属层的制程分解示意图；

图2示出本发明的集成触控面板的AMOLED显示装置的一优选实施例的结构示意图；

图3示出依据本发明的又一实施方式，集成触控面板的AMOLED显示装置的驱动电路的结构示意图；

图4示出采用图3的驱动电路形成触控TFT阵列的示意图；以及

图5示出在图4的触控TFT阵列中，根据电容值变化的多个触控电极各自的坐标来计算触碰位置的绝对坐标的原理示意图。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1A～图1C示出依据本发明的一实施方式，集成触控面板的AMOLED显示装置的图案化金属层的制程分解示意图。

参照图1A至图1C，本发明的AMOLED显示装置包括一像素定义层100、一图案化金属层和一间隔物（spacer）104。具体而言，像素定义层100用以定义像素区域。图案化金属层设置于像素定义层100的上方。需要指出的是，在本发明中，该图案化金属层的一部分用作为AMOLED显示装置的阴极，如标记108所示。图案化金属层的另一部分用作为一触控电极，如标记110所示。间隔物104设置于阴极108与触控电极110之间，藉由该间隔物104来电性隔离阴极108和触控电极110。

在制程实现过程中，首先形成一像素定义层100，用来定义像素区域，该像素定义层100包括一阳极102，如图1A。接着，透过黄光制程对像素定义层100进行蚀刻，以形成具有高度差的间隔物104以及一通孔106，如图1B。最后，藉由金属溅镀在间隔物104的表面、间隔物104的台阶部和通孔106内从而形成该图案化金属层。例如，经由填充有金属材质的通孔，触控电极110可电性耦接至传感器连接线。

由上述可知，本发明的AMOLED显示装置相比于现有技术，可实现将阴极与触控电极整合为同一层并利用同一道制程来进行制作，降低了制程成本。例如，该图案化金属层的材质为银（Ag）。

图2示出本发明的集成触控面板的AMOLED显示装置的一较佳实施例的结构示意图。

参照图2，在该实施例中，AMOLED显示装置还包括一触控TFT。该触控TFT具有一漏极114和一源极116。该触控TFT的漏极114电性耦接至触控电极110，当手指触碰该触控电极110时，手指与触控电极110会耦合产生电容，使测量的电容值出现变化。该触控TFT的源极116电性耦接至一传感器连接线（sensor source line）118。其中，传感器连接线118位于一内层介电层（Interlayer Dielectric，ILD）112。

当触控TFT关断时，传感器连接线118与触控电极110之间电性隔断。当触控TFT开通时，传感器连接器118经由该触控TFT的源极和漏极以及通孔电性耦接至触控电极110，从而对触控传感器进行充电。同样，AMOLED显示装置的阴极108和触控电极110采用同一道制程所形成的图案化金属层而得到，并且阴极108和触控电极110通过间隔物而彼此相互隔开。

图3示出依据本发明的又一实施方式，集成触控面板的AMOLED显示装置的驱动电路的结构示意图。

参照图3，该AMOLED显示装置包括一驱动电路。该驱动电路具有两个显示TFT（T1和T2）和一个触控TFT（T3）。

更具体地，第一薄膜晶体管T1的源极经由一OLED电性耦接至一第一电压OVSS。第二薄膜晶体管T2的栅极电性耦接至一扫描线Scan。该第二薄膜晶体管T2的漏极电性耦接至第一薄膜晶体管T1的栅极。该第二薄膜晶体管T2的源极电性耦接至一数据线Data。此外，该第二薄膜晶体管T2的栅极还可透过电容C与接地电压相耦接。在此，扫描线Scan与数据线Data垂直交错设置。

第三薄膜晶体管T3的栅极电性耦接至扫描线Scan。由于第三薄膜晶体管T3的栅极与第二晶体管T2的栅极均电性连接至扫描线Scan，因而可实现触控检测帧与显示扫描帧之间的同步。第三薄膜晶体管T3的漏极电性耦接至一触控传感器110。第三薄膜晶体管T3的源极电性耦接至一传感器连接线（sensor source line）。例如，该传感器连接线位于一内层介电层。

图4示出采用图3的驱动电路形成触控TFT阵列的示意图。图5示出在图4的触控TFT阵列中，根据电容值变化的多个触控电极各自的坐标来计算触碰位置的绝对坐标的原理示意图。

如图4所示，S1～S4分别为竖直方向排列的传感器连接线，Driver1分别提供每行中的薄膜晶体管的栅极驱动信号，Driver2分别提供每列中的传感器连接线的数据信号。如前所述，当触控薄膜晶体管打开时，对应的传感器连接线会对触控传感器进行充电，并测量此时的电容值。当手指触碰该触控电极时，二者间会产生耦合电容，并且自电容的数值会发生变化。然后利用变化了的触控传感器对应的位置坐标来计算触控点的位置坐标。

图5为计算触控点的位置坐标的一具体实施例。假设在完成一扫描帧的触控扫描后，检测到有手指触碰造成触控传感器动作的情形。虚线圈表示电容值出现了变化的5个触控传感器所对应的薄膜晶体管Tm、Tn、To、Tp和Tq，也可对触控传感器分别编号为m、n、o、p和q，此时N等于5。则触控位置的绝对坐标（X,Y）通过如下数学关系式进行计算：

其中，c_i为传感器连接线对触控传感器充电所测量的电容值，Δc_i为电容值产生变化的触控传感器编号m～q的电容变化量，x_i和y_i分别为编号m～q的触控传感器各自的横坐标和纵坐标N为触控传感器的数量。由上述关系式，本发明的AMOLED装置的触控传感器数量取决于触控分辨率的大小，当要求触控分辨率较高时，需设置更多的触控传感器阵列，以便提升触控点的绝对坐标（X,Y）的计算精度。

采用本发明的集成触控面板的AMOLED显示装置，通过像素定义层来定义像素区域，并设置图案化金属层于该像素定义层的上方，藉由图案化金属层的一部分用作AMOLED显示装置的阴极且另一部分用作触控电极，间隔物设置在阴极与触控电极之间从而电性隔离该阴极和该触控电极。相比于现有技术，本发明可将AMOLED显示装置的阴极与触控电极整合为同一层并利用同一道制程来进行制作，降低了制程成本。此外，本发明还可控制触控TFT的开通与关断，进而独立测量每一个已定义坐标的触控电极的电容变化，由于该测量得到的坐标位置为触控屏的绝对坐标位置，因此能够消除电容多点触控时的鬼点问题。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述有源矩阵有机发光二极管显示装置包括：

一像素定义层，用以定义像素区域；

一图案化金属层，设置于所述像素定义层的上方，其中，所述图案化金属层的一部分用作为所述有源矩阵有机发光二极管显示装置的阴极，所述图案化金属层的另一部分用作为一触控电极；以及

一间隔物，设置于所述阴极与所述触控电极之间，用以电性隔离所述阴极和所述触控电极。

2.根据权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，采用黄光制程制作出所述间隔物和一通孔，所述间隔物具有台阶部，藉由金属溅镀在所述间隔物的表面、所述台阶部和所述通孔来形成所述图案化金属层。

3.根据权利要求2所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述有源矩阵有机发光二极管显示装置还包括一触控TFT，藉由所述触控TFT和所述通孔将所述触控电极电性耦接至一传感器连接线。

4.根据权利要求3所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述传感器连接线位于一内层介电层。

5.根据权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述图案化金属层的材质为银。

6.一种集成触控面板的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述有源矩阵有机发光二极管显示装置包括：

一第一显示TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述第一显示TFT的源极电性耦接至一第一电压；

一第二显示TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述第二显示TFT的栅极电性耦接至一扫描线，所述第二显示TFT的漏极电性耦接至所述第一显示TFT的栅极，所述第二显示TFT的源极电性耦接至一数据线，所述数据线与所述扫描线垂直交错；

一触控TFT，具有一栅极、一源极和一漏极，所述触控TFT的栅极电性耦接至所述扫描线，所述触控TFT的漏极电性耦接至一触控传感器，所述触控TFT的源极电性耦接至一传感器连接线。

7.根据权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述传感器连接线位于一内层介电层。

8.根据权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，当所述扫描线打开时，所述触控TFT开通，从而使得所述传感器连接线对所述触控传感器进行充电。

9.根据权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，在完成一扫描帧的触控扫描后，触控位置的绝对坐标（X,Y）通过如下数学关系式进行计算：

$X=\frac{1}{N}\underset{i=m}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i(\frac{\mathrm{\Δ}{c}_i}{c_i}+1)$

其中，c_i为所述传感器连接线对触控传感器充电所测量的电容值，Δc_i为电容值产生变化的触控传感器编号m～q的电容变化量，x_i和y_i分别为编号m～q的触控传感器各自的横坐标和纵坐标。

10.根据权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述有源矩阵有机发光二极管的触控传感器数量取决于触控分辨率的大小。

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