CN104346010B - 阵列基板及应用其的显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种阵列基板，其上划分第一区域及第二区域。阵列基板包括第一基板、薄膜晶体管元件、绝缘层、第一电极层、有机发光层、第一触控电极及第二电极层。薄膜晶体管元件设置于第一基板上，并包括栅极层、漏极层及半导体层。绝缘层设置于薄膜晶体管元件上。第一电极层设置于绝缘层上。有机发光层设置于第一电极层上。第一触控电极由栅极层、漏极层、第一电极层及一额外电极层其中一者所形成，用以传送或接受触控信号。第二电极层设置于有机发光层上，且于第一区域与第二区域交界处具有一断差，使第二电极层断开形成第一部分与第二部分，且该第一部分与该第二部分电性绝缘。

Description

阵列基板及应用其的显示面板
技术领域
本发明是有关于一种阵列基板及应用其的显示面板，且特别是有关于一种内嵌式触控的有机发光半导体阵列基板，以及应用其的显示面板。
背景技术
触控式显示装置若依照触控面板所在位置可分为外挂式(out-cell)及表面式(on-cell)和内嵌式(in-cell)。外挂式触控显示装置是指在没有触控功能的显示面板外部再叠加一层触控面板；表面式触控显示装置是将触控传感器加在如彩色滤光片基板的上表层；内嵌式触控显示装置是将触控传感器直接整合至显示面板结构中。其中，表面式和内嵌式触控面板不必再外挂触控面板，可减少面板的玻璃及薄膜厚度，符合应用电子产品厚度减薄和重量减轻的趋势。
然而，欲制作内嵌式的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)或有机发光半导体显示器(OLED)时，TFT的公共电压(Vcom)电极与OLED的阳极或阴极电极会遮蔽触控传感器的感测电极，造成触控功能低落甚至失效。
欲使内嵌式的触控传感器正常运作，则必须在显示电极上分区，例如使显示电极与感测电极交错间隔配置。然而，此作法需要较小的电极间距，需要使用高精密度的掩模(Fine mask)制作，除了提升制程难度，成本也大幅增加。
发明内容
本发明是有关于一种阵列基板及应用其的显示面板，借由阵列基板上的高度差分割电极，避免电极对触控传感器产生遮蔽。
根据本发明的第一方面，提出一种阵列基板，其上划分至少一第一区域及至少一第二区域。阵列基板包括第一基板、薄膜晶体管元件、绝缘层、第一电极层、有机发光层、第一触控电极及第二电极层。薄膜晶体管元件设置于第一基板上，并包括栅极层、漏极层及半导体层。绝缘层设置于薄膜晶体管元件上。第一电极层设置于绝缘层上。有机发光层设置于第一电极层上。第一触控电极由栅极层、漏极层、第一电极层及一额外电极层至少其中之一者所形成，用以传送或接受触控信号。第二电极层设置于有机发光层上，第二电极层于第一区域与第二区域交界处具有一断差，使第二电极层断开形成第一部分与第二部分，其中第一部分与该第二部分电性绝缘。
根据本发明的另一方面，提出一种显示面板，其上划分至少一第一区域及至少一第二区域。显示面板包括第一基板、第二基板、薄膜晶体管元件、绝缘层、第一电极层、有机发光层、第一触控电极及第二电极层。第二基板与第一基板对应设置。薄膜晶体管元件设置于第一基板上，并包括栅极层、漏极层及半导体层。绝缘层设置于薄膜晶体管元件上。第一电极层设置于绝缘层上。有机发光层设置于第一电极层上。第一触控电极由栅极层、漏极层、第一电极层及一额外电极层至少其中之一者所形成，用以传送或接受触控信号。第二电极层设置于有机发光层上，第二电极层于第一区域与第二区域交界处具有一断差，使第二电极层断开形成第一部分与第二部分，其中第一部分与该第二部分电性绝缘。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1绘示依照本发明一实施例的阵列基板10的上视图。
图2绘示阵列基板10在蒸镀掩模20范围内的示意图。
图3A绘示图2中a-a’连线的剖面图；图3B绘示图2中b-b’连线的剖面图；图3C绘示图2中c-c’连线的剖面图。
10：阵列基板
11：第一区域
12：第二区域
13：交界
14：交叉处
15：OLED像素
20：蒸镀掩模定义范围
100：第一基板
110：薄膜晶体管元件
120：第一触控电极
130：绝缘层
140：平坦层
150：第二触控电极
160：像素定义层
160a：移除区域
170：第一电极层
180：有机发光层
190：第二电极层
200：第二基板
CF、CP：电容
L：断差
具体实施方式
以下实施例提出一种阵列基板及应用其的显示面板。阵列基板可划分成各种区域，各区域间具有高度差，可隔断显示电极使其分区，避免显示电极对触控传感器产生遮蔽。值得注意的是，实施例所提出的细部结构仅为举例说明之用，并非对本发明欲保护的范围做限缩。本领域技术人员当可依据实际实施态样的需要对这些步骤加以修饰或变化。此外，实施例中的附图省略部分元件，以清楚显示本发明的技术特点。
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的阵列基板10的上视图。阵列基板10为触控内嵌式(in-cell)的有源矩阵式有机发光半导体(Active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)显示面板的一部分。作为触控感应器的两第一触控电极120与第二触控电极150位于阵列基板10的内部，分别用来传送与接收触控信号，两触控电极之上形成AMOLED的显示电极(本例中为阴极Cathode)。阵列基板10上划分有第一区域11及多个第二区域12，第二区域彼此不相邻。第一区域和第二区域间的交界13具有高度差。
由于本实施例是先在阵列基板上形成高度差，显示电极在蒸镀的时候便会在交界处断开，形成分区。故显示电极可以不用图案化，对精密度要求较低，例如可直接使用蒸镀掩模(Open mask)形成整片显示电极。图2绘示的即为阵列基板10在蒸镀掩模定义范围20内的示意图。此处的蒸镀掩模定义范围20是指整个显示面板的显示区(Active Area)，并以1个较大的第一区域11与12个较小的第二区域12做为示意，而各个第二区域彼此不相邻，在其他实施例中，阵列基板上可划分任意个第一区域及任意个第二区域，第一区域与第二区域亦可如网格状交错排列，或多个第二区域彼此相邻，本发明并不对排列方式限制。
以下以图2至图3C详细说明阵列基板10的结构，其中图3A绘示图2中a-a’连线的剖面图；图3B绘示图2中b-b’连线的剖面图；图3C绘示图2中c-c’连线的剖面图。
请参照图3A，其绘示阵列基板10上第一触控电极120的位置(a-a’连线)的剖面图，各层的排列顺序由下而上分别为第一基板100、薄膜晶体管元件(Thin film transistor,110)、第一触控电极120、绝缘层(dielectric layer,130)、平坦层(Planar layer140)、第二触控电极150、像素定义层(Pixel define layer,160)、有机发光层180以及第二电极层190。薄膜晶体管元件110可包括栅极层(未绘示)、漏极层(未绘示)、半导体层(未绘示)与介电层(未绘示)，用以驱动OLED像素，然此处的薄膜晶体管元件仅为示意，其可代表上述的所有结构，亦可仅代表其中的部分结构。第一触控电极120与第二触控电极150为触控感应器。当阵列基板10作为显示面板使用时，第二电极层190上可再配置一第二基板200作为保护。
如图3A所示，本例的阵列基板是采用内嵌式(in-cell)触控，在内部设置有触控传感器：第一触控电极120与第二触控电极150，其一作为驱动电极Tx，而另一者作为感应电极Rx，分别用以传送与接受触控信号，两者位置可互相调换，且两者可用相同或不同的材料制成。第一触控电极120与第二触控电极150可以是两个独立的电极层、相同电极层的两个部分，或者可以是薄膜晶体管元件110的一部分。举例来说，可以在沉积薄膜晶体管元件110的栅极层或漏极层的时候对其图案化，使部分的栅极层或漏极层作为触控电极，其他部分的栅极层或漏极层则保有原来功能。或者，第一触控电极120与第二触控电极150亦可与OLED像素电极同时形成，例如可以是图3B所示的第一电极层170的一部分。即，第一触控电极120可由栅极层、漏极层、第一电极层及额外电极层至少其中之一者所形成，第二触控电极150可由栅极层、漏极层、第一电极层、额外电极层及另一额外电极层至少其中之一者所形成。第一触控电极120与第二触控电极150间夹有绝缘层130与平坦层140，两者皆为介电材质，因此第一触控电极120与第二触控电极150间会产生一耦合电容CP，当使用者触摸显示面板时，会产生一手指电容(未绘示)，改变此耦合电容CP的大小，借此可计算出触控位置。不过，在图3A所示的结构中，耦合电容CP上具有可导电的第二电极层190，造成遮蔽作用遮蔽手指电容，使耦合电容CP较不易改变。
请参照图3B，其绘示阵列基板10上OLED像素15的位置(b-b’连线)的剖面图，各层的排列顺序由下而上分别为第一基板100、薄膜晶体管元件110、第一触控电极120、绝缘层130、平坦层140、第一电极层170、像素定义层160、有机发光层180以及第二电极层190。当作为显示面板使用时，第二电极层190上可配置一滤光层(未绘示)使发出的光线产生不同颜色，以及配置一第二基板200作为保护。
如图3B及图2所示，OLED像素15是由位于平坦层140上的第一电极层170、有机发光层180与第二电极层190所组成。OLED像素15内的像素定义层160被移除，此移除区域160a即为发光区，移除区域160a的尺寸小于或等于OLED像素15。像素定义层160环绕或部分覆盖第一电极层170的边缘。本例中的OLED为上发光(top-emission)架构，第一电极层170为阳极(anode)，第二电极层为阴极(cathode)，在其他实施例中OLED亦可为下发光(bottom-emission)架构，或阴极/阳极的位置互换，并不对此二架构限制。
请参照图3C，其绘示阵列基板上第二触控电极150的位置(c-c’连线)的剖面图，各层的排列顺序由下而上分别为第一基板100、薄膜晶体管元件110、第一触控电极120、绝缘层130、平坦层140、第二触控电极150、像素定义层160、有机发光层180以及第二电极层190。
如图3C所示，在第一触控电极120与第二触控电极150的交叉处14形成有平坦层140及像素定义层160，而在仅有第二触控电极150通过的位置则不具有平坦层140及像素定义层160，形成一断差L。当以蒸镀或沉积方式形成整面的第二电极层190时，断差L会分隔第二电极层190，使其分为第一部分与第二部分。第一部分(交叉处14)的第二电极层190为导通，电性连接阴极电位，而第二部分(第二触控电极150通过处，如图1的第二区域12)的第二电极层190可电性浮接或是电性连接第二触控电极150。如此一来，第二电极层190的第一部分与第二部分电性绝缘，可降低遮蔽作用，使用者触碰面板产生的手指电容CF便能够影响耦合电容CP的大小，产生触控信号。
值得注意的是，本例中的断差L是由平坦层140与像素定义层160构成，但并不限制于此，实际应用上可以依制程需求以不同的介电材质(例如光阻)图案化构成。在一实施例中，平坦层140的厚度大于或等于3微米(μm)，而像素定义层160的厚度大于或等于1微米，构成一大于或等于4微米的断差L，然此数值可依基板尺寸或制程需求任意调整。或者，利用布局的方式，使断差直接由PLN形成，如此构成一大于或等于3微米的断差L。再者，若断差L太大，可能会造成平坦层140或像素定义层160的剥离(peeling)、良率降低，或使制程时间(tact time)拉长等不好的影响，故断差L的设计上需小于或等于10微米。因此，断差L的大小介于3微米至10微米之间。
另外，本例中的内嵌式触控结构设置在显示面板下层的阵列基板上，也就是第一触控电极120与第二触控电极150设置在有机发光层180的单侧。然在另一实施例中，第一触控电极120与第二触控电极150亦可设置在有机发光层180的相对两侧，例如将第一触控电极120设置在有机发光层180与第一基板100之间，将第二触控电极150设置在有机发光层180与第二基板200之间。在其他实施例中，也可以仅将第一触控电极120设计成内嵌式，而第二触控电极设计在显示面板的外部。
本实施例的阵列基板，借由图案化的介电材料在基板上形成断差，使整面的第二电极层分成断开且不连续的区域，避免对触控感应器产生遮蔽。在制作时不需要选用高精密度的掩模(fine mask)，亦不须选用负型光阻。此结构的材料取得容易，可降低制程成本、难度，同时也增加制程的相容性。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其上划分至少一第一区域及至少一第二区域，该阵列基板包括：
一第一基板；
一薄膜晶体管元件，设置于该第一基板上，并包括一栅极层、一漏极层及一半导体层；
一绝缘层，设置于该薄膜晶体管元件上；
一第一电极层，设置于该绝缘层上；
一有机发光层，设置于该第一电极层上；
一第一触控电极，由该栅极层、该漏极层、该第一电极层及一额外电极层至少其中之一者所形成，用以传送或接受触控信号；以及
一第二电极层，设置于该有机发光层上，该第二电极层于该第一区域与该第二区域交界处具有一断差，使该第二电极层断开形成一第一部分与一第二部分，且该第一部分与该第二部分电性绝缘。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，该断差介于3微米至10微米之间。
3.如权利要求1所述的阵列基板，还包括：
一平坦层，设置于该绝缘层上；以及
一像素定义层，设置于该平坦层上，其中该断差是由该平坦层及该像素定义层所形成。
4.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，位于该第二区域的该第二电极层是电性浮接。
5.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，具有该断差的该第二电极层是以整面蒸镀的方式一次形成。
6.如权利要求1所述的阵列基板，还包括一第二触控电极，由该栅极层、该漏极层、该第一电极层、该额外电极层、及另一额外电极层至少其中之一者所形成，该第一触控电极与该第二触控电极分别用以接受与传送触控信号。
7.一种显示面板，其上划分至少一第一区域及至少一第二区域，该显示面板包括：
一第一基板；
一第二基板，与该第一基板对应设置；
一薄膜晶体管元件，设置于该第一基板上，并包括一栅极层、一漏极层及一半导体层；
一绝缘层，设置于该薄膜晶体管元件上；
一第一电极层，设置于该绝缘层上；
一有机发光层，设置于该第一电极层上；
一第一触控电极，是由该栅极层、该漏极层、该第一电极层及一额外电极层至少其中之一者所形成，用以传送或接受触控信号；以及
一第二电极层，设置于该有机发光层上，该第二电极层于该第一区域与该第二区域交界处具有一断差，使该第二电极层断开形成一第一部分与一第二部分，且该第一部分与该第二部分电性绝缘。
8.如权利要求7所述的显示面板，还包括：
一平坦层，设置于该绝缘层上；以及
一像素定义层，设置于该平坦层上，其中该断差是由该平坦层及该像素定义层所形成。
9.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，具有该断差的该第二电极层是以整面蒸镀的方式一次形成。
10.如权利要求7所述的显示面板，还包括一第二触控电极，由该栅极层、该漏极层、该第一电极层、该额外电极层及另一额外电极层至少其中之一者所形成，该第一触控电极与该第二触控电极分别用以接受与传送触控信号。
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