CN104981908A - 用于led的像素中电容触摸传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有集成到显示器像素层叠结构中的触摸电路的触摸屏。该触摸屏可包括晶体管层、LED层和第一层。该第一层可在显示阶段期间作为LED阴极来操作以及在触摸感测阶段期间作为触摸电路来操作。该晶体管层可至少部分地用于在显示阶段和触摸感测阶段之间过渡。触摸屏可被制造以减轻或消除对LED层的损坏。

Description

用于LED的像素中电容触摸传感器
技术领域
本申请整体涉及触摸感测，并且更具体地涉及将触摸电路集成到发光二极管(LED)像素层叠结构中。
背景技术
许多类型的输入设备当前可用于在计算系统中执行操作，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球v、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。具体地，触摸屏因其在操作方面的简便性和多功能性以及其不断下降的价格而变得日益普及。触摸屏可包括触摸传感器面板和显示设备诸如发光二极管(LED)显示器(例如，有机发光二极管显示器(OLED)显示器)，触摸传感器面板可以是具有触敏表面的透明面板，显示设备可部分地或完全地定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。随着OLED技术的进步，OLED显示器正变得更加普及。
触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其他物体在显示设备所显示的用户界面(UI)常常指示的位置处触摸触摸传感器面板来执行各种功能。一般来讲，触摸屏可识别触摸和触摸在触摸传感器面板上的位置，并且计算系统然后可根据触摸发生时出现的显示内容来解释触摸，并且然后可基于触摸来执行一个或多个动作。在一些触摸感测系统的情况下，不需要显示器上的物理触摸检测触摸。例如，在一些电容型触摸感测系统中，用于检测触摸的条纹场可延伸超过显示器的表面，并且可在无需实际触摸表面的情况下在表面附近检测接近表面的对象。
电容触摸传感器面板可由大体上透明的导电材料(诸如铟锡氧化物(ITO))的驱动线和感测线的矩阵形成，通过沿水平方向和垂直方向在大体上透明的衬底上按行和列进行布置。部分由于其基本透明的原因，电容触摸传感器面板可覆盖在LED或OLED显示器上以形成触摸屏(单元上触摸)，如上所述。然而，将触摸电路集成到LED或OLED显示器像素层叠结构(即，形成LED或OLED显示器像素的层叠材料层)中可能是期望的(单元中触摸)。
发明内容
以下说明包括将触摸电路集成到触摸屏设备的LED显示器像素层叠结构中的实例。触摸屏可包括晶体管层、LED层和第一层，该第一层可被配置为在显示阶段期间作为LED阴极来操作以及在触摸感测阶段期间作为触摸电路来操作。晶体管层可至少部分地用于在显示阶段和触摸感测阶段之间过渡。此外，触摸屏可被制造以减轻或消除在制造期间对LED层的损坏。
附图说明
图1A示出了包括触摸屏的示例性移动电话。
图1B示出了包括触摸屏的示例性数字媒体播放器。
图1C示出了包括触摸屏的示例性个人计算机。
图2是示出了根据本公开的实例的示例性触摸屏的一种具体实施的示例性计算系统的框图。
图3A是示出了根据本公开的实例的驱动线和感测线的示例性配置的触摸屏的更详细的视图。
图3B是示出了根据本公开的实例的驱动线和感测线的另一示例性配置的触摸屏的更详细的视图。
图4示出了其中公共电极可形成触摸感测系统的触摸感测电路的部分的示例性配置。
图5是示例性显示器像素层叠结构的分解图(在z方向上展开)的三维图示，该三维图示示出了示例性集成触摸屏的像素层叠结构内的元件中的一些元件。
图6示出了根据本公开的实例的示例性触摸屏的驱动区域区段和感测区域中的显示器像素内的触摸感测电路中一些触摸感测电路的局部电路图。
图7A示出了可在常规顶部发光OLED显示器中使用的示例性AMOLED像素电路。
图7B示出了可在常规顶部发光OLED显示器中使用的另一示例性AMOLED像素电路。
图7C示出了可在反向OLED显示器中使用的示例性AMOLED像素电路。
图8A和图8B示出了用于在本公开的触摸屏的触摸感测和显示阶段期间导通和截止OLED元件的示例性AMOLED像素电路配置和操作。
图9A-9D示出了用于在本公开的触摸屏的触摸感测和显示阶段期间导通和截止OLED元件的另外的示例性AMOLED像素电路配置和操作。
图10示出了根据本公开的实例的示例性顶部发光OLED材料叠层。
图11A和图11B-1到图11B-5示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的示例性方法。
图12A和图12B-1到图12B-5示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的另一示例性方法。
图13A和图13B-1到图13B-6示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的另一示例性方法。
图14A和图14B示出了根据本公开的实例的降低阴极层的表面电阻的示例性方式。
图15A和图15B-1到图15B-6示出了根据本公开的实例的用于在OLED层上方形成驱动线连接的示例性方法。
图16A-1到图16A-3和图16B-1到图16B-3示出了根据本公开的实例的用于执行阴极层的阴影掩模沉积的示例性方法。
图17A-1到图17A-2和图17B-1到图17B-3示出了根据本公开的实例的用于执行形成驱动区段和感测区段的激光烧蚀的示例性方法。
图18A到图18C和图18D-1到图18D-3示出了根据本公开的实例的用于改变相邻OLED发光层之间的距离的示例性方法。
具体实施方式
在以下对实例的描述中将引用附图，该附图形成以下描述的一部分并且在附图中以举例方式示出了可被实施的具体实例。应当理解，在不脱离所公开的实例的范围的情况下，可使用其他实例并且可进行结构性改变。
许多类型的输入设备当前可用于执行计算系统中的操作。具体地，触摸屏因其在操作方面的简便性和多功能性以及其不断下降的价格而变得日益普及。触摸屏可包括触摸传感器面板和显示设备诸如发光二极管(LED)显示器(例如，有机发光二极管显示器(OLED)显示器)，触摸传感器面板可以是具有触敏表面的透明面板，显示设备可部分地或完全地定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。随着OLED技术的进步，OLED显示器正变得更加普及。
触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其他物体在显示设备所显示的用户界面(UI)常常指示的位置处触摸触摸传感器面板来执行各种功能。一般来讲，触摸屏可识别触摸和触摸在触摸传感器面板上的位置，并且计算系统然后可根据触摸发生时出现的显示内容来解释触摸，并且然后可基于触摸来执行一个或多个动作。在一些触摸感测系统的情况下，不需要显示器上的物理触摸来检测触摸。例如，在一些电容型触摸感测系统中，用于检测触摸的条纹场可延伸超过显示器的表面，并且可在无需实际触摸表面的情况下在表面附近检测接近表面的对象。
电容触摸传感器面板可由大体上为透明导电材料的驱动线和感测线矩阵形成，诸如铟锡氧化物(ITO)，通过沿水平和垂直方向在大体上透明的衬底上按行和列进行布置。部分由于其基本透明的原因，电容触摸传感器面板可覆盖在LED或OLED显示器上以形成触摸屏(单元上触摸)，如上所述。然而，将触摸电路集成到LED或OLED显示器像素层叠结构(即，形成LED或OLED显示器像素的层叠材料层)中可能是期望的(单元中触摸)。
图1A-1C示出了其中可实现根据本公开的实例的触摸屏的示例性系统。图1A示出了包括触摸屏124的示例性移动电话136。图1B示出了包括触摸屏126的示例性数字媒体播放器140。图1C示出了包括触摸屏128的示例性个人计算机144。尽管在图中未示出，但是个人计算机144还可以是具有触敏显示器的平板计算机或台式计算机。触摸屏124、126和128例如可基于自电容或互电容，或其他触摸感测技术。例如，在基于自电容触摸系统中，具有接地的自电容的单独电极可用于形成用于检测触摸的触摸像素(触摸节点)。在对象接近触摸像素时，在对象和触摸像素之间会形成附加接地电容。附加接地电容可导致触摸像素所察觉的自电容的净增加。触摸感测系统可检测和测量自电容的这种增加以确定多个对象触摸触摸屏时该多个对象的位置。基于互电容的触摸系统例如可包括驱动区域和感测区域，诸如驱动线和感测线。例如，驱动线可按行形成而感测线可按列形成(例如，垂直的)。触摸像素(触摸节点)可形成在各行和列的交点或邻近物(在单个层配置中)处。在操作期间，各行可由AC波形激励并且互电容可形成在触摸像素的行和列之间。在对象接近触摸像素时，耦接在触摸像素的行和列之间的电荷中的一些电荷反而会耦接到对象上。触摸像素上的电荷耦接的这种减少会造成行和列之间的互电容的净减少和触摸像素上耦接的AC波形的减小。触摸感测系统可检测和测量电荷耦接的AC波形的这种减小以确定多个对象触摸触摸屏时该多个对象的位置。在一些实例中，触摸屏可为多点触摸、单点触摸、投影扫描、完全成像多点触摸或任何电容触摸。
图2是示出了根据本公开的实例的示例性触摸屏220的一种具体实施的示例性计算系统200的框图。计算系统200例如可包括在移动电话136、数字媒体播放器140、个人计算机144或包括触摸屏的任何移动或非移动计算设备中。计算系统200可包括触摸感测系统，该触摸感测系统包括一个或多个触摸处理器202、外围设备204、触摸控制器206和触摸感测电路(如下文详细所述的)。外围设备204可包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储装置、监视定时器等等。触摸控制器206可包括但不限于一个或多个感测信道208、信道扫描逻辑部件210和驱动器逻辑部件214。信道扫描逻辑部件210可访问RAM 212，从感测信道自主地读取数据，并为感测信道提供控制。此外，信道扫描逻辑部件210可控制驱动器逻辑部件214以在各种频率和/或相位处生成激励信号216，这些激励信号可被选择性地施加于触摸屏220的触摸感测电路的驱动区域，如下文更详细所述的。在一些实例中，触摸控制器206、触摸处理器202和外围设备204可集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
计算系统200还可包括主机处理器228以用于从触摸处理器202接收输出并且基于该输出来执行动作。例如，主机处理器228可连接到程序存储装置232和显示控制器，诸如有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)驱动器234。应当理解，尽管借助AMOLED显示器来描述本公开的实例，但是本公开的范围并不限于此并且可扩展到其他类型的LED显示器，诸如无源矩阵有机发光二极管(PMOLED)显示器。
主机处理器228可使用AMOLED驱动器234在触摸屏220上生成图像，诸如用户界面(UI)的图像，并且可使用触摸处理器202和触摸控制器206来检测触摸屏220上或附近的触摸，诸如所显示UI的触摸输入。触摸输入可由存储在程序存储装置232中的计算机程序使用以执行动作(该动作可包括但不限于移动物体(诸如光标或指针)、滚动或平移、调节控制设定、打开文件或文档、查看菜单、作出选择、执行指令、操作连接到主机设备的外围设备、应答电话呼叫、拨打电话呼叫、终止电话呼叫、改变音量或音频设定、存储与电话通信相关的信息(诸如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络上、允许经授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与计算机桌面的用户优选布置相关联的用户简档、允许访问网页内容、启动特定程序、对消息加密或解密等等。主机处理器228还可执行可能与触摸处理无关的附加功能。
触摸屏220可包括触摸感测电路，该触摸感测电路可包括具有多条驱动线222和多条感测线223的电容感测介质。应当注意，术语“线”有时在本文仅用于指代导电通道，如本领域技术人员易于理解的，并且不限于严格意义上为线性的元件，还包括改变方向的通道，并且包括不同尺寸、形状、材料等的通道。驱动线222可通过驱动接口224由来自驱动逻辑部件214的激励信号216来驱动，并且在感测线223中生成的所得感测信号217可通过感测接口225传输到触摸控制器206中的感测通道208(也称为事件检测和解调电路)。以此方式，驱动线和感测线可为触摸感测电路的一部分，该驱动线和感测线可相互作用以形成可被看作触摸画面元件(触摸像素)诸如触摸像素226和227的电容感测节点。这种理解方式在触摸屏220被看作捕获触摸的“图像”时尤其有用。换句话讲，在触摸控制器206已确定在触摸屏中的每个触摸像素处是否检测到触摸之后，可将触摸屏中的发生触摸的触摸像素的图案视为触摸的“图像”(例如触摸触摸屏的手指的图案)。
在一些实例中，触摸屏220可为集成触摸屏，其中触摸感测系统的触摸感测电路元件可集成到显示器的显示器像素层叠结构中。现在将参考图3-6描述可实现本公开的实例的示例性集成触摸屏。图3A是示出了根据本公开的实例的驱动线222和感测线223的示例性配置的触摸屏220的更详细的视图。如图3A中所示，每条驱动线222可由一个或多个驱动线区段301形成，该一个或多个驱动线区段可在连接305处由驱动线链路303电连接。驱动线链路303未电连接到感测线223，相反，驱动线链路可通过旁路307绕开感测线。驱动线222和感测线223可电容式地相互作用以形成触摸像素诸如触摸像素226和227。驱动线222(即，驱动线区段301和对应的驱动线链路303)和感测线223可由触摸屏220中的电气电路元件形成。在图3A的示例性配置中，每个触摸像素226和227可包括一个驱动线区段301的一部分、感测线223的一部分和另一驱动线区段的一部分。例如，触摸像素226可包括感测线223的一部分311的一侧的驱动线区段301的右半部分309以及感测线的一部分311的相对侧的驱动线区段的左半部分313。
图3B是示出了根据本公开的示例的驱动线222和感测线223的另一示例配置的触摸屏220的更详细视图。如图3B中所示，每条感测线223可由一个或多个驱动线区段313形成，该一个或多个感测线区段可在连接317处由感测线链路315电连接。感测线链路315未电连接到驱动线222，相反，感测线链路可通过旁路319将驱动线旁路。驱动线222和感测线223可电容式相互作用以形成触摸像素，诸如触摸像素226和227。驱动线222和感测线223(即，感测线区段315和相应感测线链路315)可由触摸屏220中的电气电路元件形成。在图3B的实例中，触摸像素226和227中的每个触摸像素可包括驱动线222和感测线区段313的一部分。例如，触摸像素226可包括驱动线222的一部分321和感测线区段323。为了便于说明，将使用图3A的示例性配置来描述本公开的实例，但应当理解，本公开的实例不限于这样的配置。
触摸屏220中的电路元件可包括例如可存在于AMOLED显示器中的元件，如上所述。注意，电路元件不限于整个电路部件，诸如整个电容器、整个电阻器等，但可包括电路的一部分，诸如平行平板电容器的两个平板中的仅一个平板。图4示出了示例性配置，其中公共电极401可形成触摸感测系统的触摸感测电路的部分。每个显示器像素407可包括公共电极401的一部分，该公共电极的一部分为某些类型的AMOLED显示器的显示器像素的像素层叠结构(即，形成显示器像素的层叠材料层)中的显示系统电路的电路元件，该某些类型的AMOLED显示器作为显示该图像的显示系统的一部分来操作。
在图4所示的实例中，每个公共电极401可用作多功能电路元件，该多功能电路元件可作为触摸屏220的显示系统的显示电路来操作，并且还可作为触摸感测系统的触摸感测电路来操作。在该实例中，每个公共电极401可作为触摸屏220的显示电路的公共电极来操作，并且还可在与其他公共电极成组时作为触摸屏的触摸感测电路来一起工作。例如，公共电极401在触摸感测阶段期间可作为驱动线(即，驱动线区段403)的电容部分或者作为触摸感测电路的电容感测线405来操作。触摸屏220的其他电路元件可例如通过切换电气连接等来形成触摸感测电路的一部分。通常，触摸感测电路元件中的每个触摸感测电路元件均可为可形成触摸感测电路的一部分并且可执行一个或多个其他功能诸如形成显示电路的一部分的多功能电路元件，或者可为可仅作为触摸感测电路来操作的单一功能电路元件。类似地，显示电路元件中的每个显示电路元件均可为可作为显示电路来操作，并且执行一个或多个其他功能诸如作为触摸感测电路的多功能电路元件来操作，或者可为可仅作为显示电路来操作的单一功能电路元件。因此，在一些实例中，显示器像素层叠结构中的电路元件中的一些电路元件可为多功能电路元件并且其他电路元件可为单一功能电路元件。在其他实例中，显示器像素层叠结构的所有电路元件可为单一功能电路元件。
此外，尽管本文的实例可将显示电路描述为在显示阶段期间操作，以及将触摸感测电路描述为在触摸感测阶段期间操作，但是应当理解，显示阶段和触摸感测阶段可同时操作，例如，部分或完全重叠，或者显示阶段和触摸感测阶段可在不同时间操作。同样，尽管本文的实例将某些电路元件描述为多功能的而其他电路元件为单一功能的，但是应当理解，电路元件不限于其他实例中的特定功能。换句话讲，在本文的一个实例中描述为单一功能电路元件的电路元件在其他实例中可被配置作为多功能电路元件，并且反之亦然。
触摸屏的显示器像素的多功能电路元件可在显示阶段和触摸感测阶段两者中进行操作。例如，在触摸感测阶段期间，公共电极401可形成触摸信号线，诸如驱动区域和感测区域。在一些实例中，电路元件可被分组以形成一种类型的连续触摸信号线和另一种类型的分段触摸信号线。例如，图4示出了其中驱动线区段403和感测线405与触摸屏220的驱动线区段301和感测线223对应的一个实例。其他配置在其他实例中是可能的，例如，公共电极401可设置为使得驱动线各自均由连续驱动区域形成而感测线各自均由多个感测区域区段形成，该多个感测区域区段通过绕开驱动区域的连接来链接在一起，如图3B的实例中所示的。
图3A和图4的实例中的驱动区域被示为矩形区域，该矩形区域包括多个显示器像素，而图3A、图3B和图4中的感测区域被示为矩形区域，该矩形区域包括沿AMOLED显示器的垂直长度延伸的多个显示器像素。在一些实例中，图4的配置的触摸像素可包括例如64x64的显示器像素的区域。然而，驱动区域和感测区域不限于所示出的形状、取向和位置，而是可包括根据本公开的实例的任何适合配置。应当理解，包括在触摸像素中的显示器像素不限于上述那些显示器像素，而是可为根据本公开的实例允许触摸性能的任何适合的尺寸或形状。
图5是示例性显示器像素层叠结构500的分解图(在z方向上展开)的三维图示，该三维图示示出了示例性集成触摸屏550的像素层叠结构内的一些元件。层叠结构500可包括可用于链接驱动区域区段以形成驱动线的导电线的配置。
层叠结构500可包括第一金属(M1)层501、第二金属(M2)层和公共电极层505中的元件。每个显示器像素可包括形成在公共电极层505中的公共电极509的一部分，诸如图4中的公共电极401。在一些显示器像素中，间隔513可包括在公共电极509中以分隔公共电极的不同区段来形成驱动区域区段515和感测区域517，分别诸如驱动线区段403和感测线405。间隔513可包括x方向上的可将驱动区域区段515与感测区域517分隔的间隔，以及y方向上的可将一个驱动区域区段515与另一驱动区域区段分隔的间隔。M1层501可包括隧道线519，该隧道线可通过连接诸如导电通孔521将驱动区域区段515电连接在一起，该连接可将隧道线519电连接到驱动区域区段显示器像素中的公共电极。隧道线519可在没有连接的情况下穿过感测区域517中的显示器像素到达感测区域中的公共电极509，即感测区域中没有通孔521。M1层还可包括栅极线520。M2层503可包括数据线523。为了清楚起见，仅示出一条栅极线520和一条数据线523，然而，触摸屏可包括穿过每个水平行显示器像素的栅极线和穿过每个垂直行显示器像素的多条数据线，例如，在红、绿、蓝(RGB)的AMOLED显示器集成触摸屏的垂直行中的每个像素中的每个RGB颜色子像素的一条数据线。尽管M1层501被示为位于M2层503下方，M2层503被示为位于公共电极层505下方，但是应当理解，z方向上的这些层的排序以及这些层中的每个层中的元件的排序可不同于图5所示的排序。例如，M1层501中的元件(例如，隧道线519和栅极线520)可相反在M2层中，或者可分布在不同金属层中。
结构诸如隧道线519和导电通孔521可作为触摸感测系统的触摸感测电路来操作以在触摸屏550的触摸感测阶段期间检测触摸。结构诸如数据线523，连同其他像素层叠结构元件诸如晶体管、像素电极、公共电压线、数据线等(未示出)可作为显示系统的显示电路来操作以在显示阶段期间在触摸屏550上显示图像。结构诸如公共电极509可作为多功能电路元件来操作，该多功能电路元件可作为触摸感测系统和显示系统两者的一部分来操作。
例如，在触摸感测阶段期间的操作中，栅极线520可被保持为固定电压而激励信号可通过借助隧道线519和导电通孔521连接的一行驱动区域区段515进行传输以在激励的驱动区域区段和感测区域517之间形成电场从而产生触摸像素诸如图2的触摸像素226。以此方式，连接在一起的驱动区域区段515的行可作为驱动线诸如驱动线222来操作，而感测区域517可作为感测线诸如感测线223来操作。当在对象诸如手指靠近或触摸触摸像素时，该对象可影响在驱动区域区段515与感测区域517之间延伸的电场，从而减小电容耦接到感测区域的电荷数量。电荷的这种减少可由连接到触摸屏550的触摸感测控制器的感测通道所感测到，诸如在图2中示出的触摸控制器206，并且可连同其他触摸像素的类似信息存储在存储器中用于产生触摸的“图像”。
将参考图6描述根据本公开的示例的触摸感测操作。图6示出了根据本公开的示例的示例触摸屏的驱动区域区段601和感测区域603中的显示器像素内的一些触摸感测电路的局部电路图。为了清楚起见，仅示出一个驱动区域区段。同样为了清楚起见，图6包括用虚线图示的电路元件以指明一些电路元件主要作为显示电路来操作而不是触摸感测电路的一部分。此外，主要针对驱动区域区段601的单个显示器像素601a和感测区域603的单个显示器像素603a描述触摸感测操作。然而，应当理解，驱动区域区段601中的其他显示器像素可包括与下文针对显示器像素601a所述相同的触摸感测电路，而感测区域603中的其他显示器像素可包括与下文针对显示器像素603a所述相同的触摸感测电路。由此，对显示器像素601a和显示器像素603a的操作的描述可被看成分别对驱动区域区段601和感测区域603的操作的描述。
参考图6，驱动区域区段601可包括多个显示器像素，包括显示器像素601a。显示器像素601a可包括晶体管诸如薄膜晶体管(TFT)607、数据线611、VDD线613、LED元件诸如OLED元件615、以及公共电极617的一部分619。感测区域603可包括多个显示器像素，该多个显示器像素包括显示器像素603a。显示器像素603a可包括晶体管诸如TFT 609、数据线612、LED元件诸如OLED元件616、以及公共电极618的一部分620。TFT 609可如TFT 607一样连接到相同的VDD线613。
在触摸感测阶段期间，OLED元件615和616可保持在截止状态，稍后将描述其具体细节。驱动信号可通过隧道线621施加到公共电极617。驱动信号可在驱动区域区段601的公共电极617与感测区域603的公共电极618之间产生电场623，该电场可连接到感测放大器诸如电荷放大器626。电荷可被注入到感测区域603的公共电极618中，并且电荷放大器626可将注入的电荷转换成可被测量的电压。注入电荷的数量以及由此的所测得的电压可取决于触摸对象诸如手指627到驱动601区域和感测603区域的接近程度。以此方式，所测得的电压可在触摸屏上或附近提供对触摸的指示。
将参考图7A-7C来描述根据本公开的实例的在显示阶段期间的AMOLED触摸屏的显示电路的一部分的操作。图7A示出了可在常规顶部发光OLED显示器中使用的示例性AMOLED像素电路750。稍后将描述顶部发光OLED和底部发光OLED的具体细节。像素电路750可包括具有两个端子(阴极端子和阳极端子)的OLED元件701、p型晶体管诸如TFTT2 705和n型晶体管诸如TFT T1 707。OLED元件701的阴极端子可电连接到阴极703。阴极703可为触摸屏中的多个像素电路公共的信号线，并且例如可对应于公共电极401或509。OLED元件701的阳极端子可电连接到阳极709。OLED元件701可连接到阴极703和阳极709使得在阳极处的电压高于阴极处的电压(即，OLED元件导通，或“正向偏置”)时允许电流流过OLED元件。OLED元件701可在其导通时发光。在阳极709处的电压低于阴极703处的电压时，大体上没有电流流过OLED元件701(即，OLED元件截止，或“反向偏置”)。OLED元件701可在其截止时基本不发光。
阳极709可电连接到T2 705的漏极端子。T2 705的栅极端子和源极端子可借助电容器Cst 711电容耦接，其中Cst的一个端子可电连接到T2的栅极端子而Cst的另一端子可电连接到T2的源极端子。T2 705的源极端子还可电连接到VDD 713。T2 705的栅极端子还可电连接到T1 707的漏极端子。T1的栅极端子可电连接到栅极线715，而T1的源极端子可电连接到数据线717。
图7B示出了可在常规顶部发光OLED显示器中使用的另一示例性AMOLED像素电路752。在图7B中，T2 719可为如图7A中的n型TFT而非p型TFT。因此，T2 719的源极端子可电连接到阳极709，而T2的漏极端子可电连接到VDD 713。T2 719的栅极端子和源极端子可继续借助电容器Cst 711电容耦接。像素电路752的剩余元件可与图7A中的像素电路750的剩余元件相同。
图7C示出了可在反向OLED显示器中使用的示例性AMOLED像素电路754。在反向OLED显示器的情况下，阳极709而非阴极703可为公共电极，而阳极可位于OLED元件701之上。T2 719、Cst 711、T1 707和其他电路元件的配置可与图7B中的配置相同。然而，OLED元件701的阴极端子可电连接到T2 719的漏极端子，而OLED元件的阳极端子可电连接到VDD 713。
参考图7A，在根据本公开的实例的触摸屏的显示阶段期间，OLED元件701可为正向偏置(并且可由此具有流经其的电流)并且可发光。为了允许电流流过OLED元件701，栅极线715处的电压可足够高以使得T1707导通(即，T1的栅极到源极电压可足够大以使得T1导通)。在T1 707导通时，T1可大体上起到短路的作用并且可使得数据线717处的电压大体上为T2 705的栅极端子处的镜像。数据线717处的电压以及由此T2 705的栅极端子处的电压可足够低以使得T2 705导通(即，T2的栅极到源极电压可足够低以使得T2导通)。在T2 705导通时，T2可大体上起到短路的作用并且可使得VDD 713处的电压大体上为阳极709处的镜像。为了使OLED元件701正向偏置，阳极709处的电压以及由此VDD 713处的电压可高于阴极703处的电压。在发生这一现象时，OLED元件701可为正向偏置，该OLED元件可具有流经其的电流并且可发光。尽管针对图7A的电路提供了该描述，但是应当理解，图7B和图7C的电路的操作大体上类似于图7A的电路的操作。另外，为了清楚起见，将针对图7A的电路的结构提供以下实例，然而应当理解，所述实例可适合于与图7B和图7C的电路一起使用。例如，鉴于p型TFT的栅极端子处的电压可足够低以使得p型TFT导通，对于n型TFT可以是相反的，即n型TFT的栅极端子处的电压可足够高以使得n型TFT导通。这种修改可扩展到图7B和图7C的电路以允许正确操作。
为了有利于根据本公开的实例的AMOLED触摸屏的操作，触摸屏的显示电路的部分在触摸屏的触摸感测阶段期间可被关断，并且在触摸屏的显示阶段期间被导通。将参考图8和图9A-9C来描述示例性截止操作。尽管图8和图9A-9C具有利用p型TFT的显示电路，如图7A所示，但是应当理解，图7B和图7C的电路可类似地用于图8和图9A-9C的结构中。
图8A和图8B示出了用于在本公开的触摸屏的触摸感测和显示阶段期间导通和截止OLED元件的示例性AMOLED像素电路850配置和操作。图8A和8B的电路配置为图7A的电路配置，并且图7A的电路的部分电路图提供在图8B中。图8A示出了从像素电路导通阶段到像素电路关断阶段的转换期间VDD 801处的电压。在像素电压导通阶段期间，VDD 801处的电压可为VON。VON可足够高，如参考图7A所述的，使得OLED元件803可正向偏置。电路的所有其他电压可设定为使得电路如参考图7A所述进行操作。
为了转换到其中OLED元件803可为截止的触摸感测阶段，图7A的栅极线(图8B中未示出)处的电压可足够低以使得T1 707截止(图8B中未示出)。这可使得T2 805的栅极端子处的电压浮动。因为T2 805的栅极端子可借助Cst 807电容耦接到T2的源极端子，T2的栅极电压和源极电压之间的差值可基本保持恒定，只要T2的栅极为浮动即可(即，Cst可大体上保持T2的栅极到源极电压)。因此，T2 805可保持导通而不管VDD 801处的电压如何。
因为T2 805可保持导通而不管VDD 801处的电压如何，所以VDD处的电压可从VON降低到VOFF同时将T2保持在导通状态。因为T2 805可保持导通，所以其可起到大体上如短路的作用，并且因此VDD 801处的电压可大体上为阳极809处的镜像。如果VOFF小于阴极811处的电压，则OLED元件803可为反向偏置，如先前所述的。同样，OLED元件803可被截止，并且可大体上不发光，由此关断像素电路850。
在触摸感测阶段期间，在像素电路850关断时，阴极811可用作触摸感测电路的一部分(即，公共电极617的一部分)，如参考图6所述的。在触摸感测阶段期间VDD 801处的电压(VOFF)可足够低，使得在触摸感测阶段期间可在阴极811处存在的整个电压范围，OLED元件803可保持反向偏置，并且由此截止。例如，如果在触摸感测阶段期间阴极811处的电压可从-5V变化到+5V，则VOFF可小于-5V以确保OLED元件803可保持反向偏置。为了从截止状态转换回到导通状态，上述步骤可颠倒，使得显示阶段操作可恢复。
图9A和图9D示出了用于在本公开的触摸屏的触摸感测和显示阶段期间导通和截止OLED元件的另外的示例性AMOLED像素电路配置和操作。图9B的AMOLED像素电路950为图7A的像素电路，不同之处在于附加p型TFT TEM1 915可与T2 905以及定位于T2和OLED元件之间的OLED元件903串联电连接。在触摸屏的显示阶段期间，TEM1 915的栅极端子处的电压(VG-EM 913)可足够低，使得TEM1可导通。在导通时，TEM1 915可大体上起到短路的作用并且可能大体上不影响流过OLED元件903的电流。像素电路950的剩余元件可如参考图7A所述进行操作。通过将VG-EM913处的电压设定为足够高使得TEM1 915可截止可完成在触摸屏的触摸感测阶段期间将OLED元件903截止(即，停止通过OLED元件的电流流动)。在截止时，TEM1 915可大体上起到开路的作用，由此大体上防止电流流过OLED元件903。继而，这会导致OLED元件903截止。以此方式，VDD 901处的电压无需参考图8所述进行调节以关断像素电路950。图9A示出了触摸屏的显示阶段和触摸感测阶段期间VG-EM 913处的电压。
图9C和图9D示出了图9B的像素电路的另选的配置，但是可以大体上相同的方式进行操作。在图9C中，TEM1915可定位于VDD 901和T2 905之间而不是在T2和OLED元件903之间；然而，图9C的像素电路952却可以与图9B的电路相同方式进行操作。图9D示出了具有与T2 905、TEM1915和TEM2 916串联电连接的两个p型TFT的像素电路954。TEM1 915可定位于T2 905和OLED元件903之间，而TEM2 916可定位于T2和VDD 901之间。在触摸屏的触摸感测阶段期间，TEM1 915和TEM2 916可按照参考图9B的上述方式截止。在触摸屏的显示阶段期间，TEM1 915和TEM2 916可按照参考图9B的上述方式导通。
尽管TEM1 915和TEM2 916已被描述为p型晶体管诸如TFT，但是应当理解，任一者或两者可相反为n型TFT，在这种情况下将其导通和截止所需的电压将为上述电压的反转。也就是说，如果TEM1 915为n型TFT，则VG-EM 913处用于导通TEM1所需的电压将为高的，而VG-EM处用于截止TEM1所需的电压将为低的。可对上述操作作出适当改变以允许所述像素电路的正确操作。
本公开的实例可实现为许多类型的LED显示器，包括顶部发光OLED显示器和底部发光OLED显示器两者。在底部发光OLED显示器中，晶体管诸如TFT、金属布线、电容器和OLED层可共享衬底玻璃上的区域。因为OLED层可与TFT、金属布线和电容器共享空间，所以由OLED层使用的剩余区域可能受限。这会造成小面积OLED层，可能需要高驱动电流密度来生成足够的OLED发光。在顶部发光OLED显示器中，OLED层可形成在TFT层的顶部，这与底部发光OLED显示器相比能为OLED层提供较小的面积限制。因此，可能需要较低驱动电流密度来生成足够的OLED发光。
图10示出了根据本公开的实例的示例性顶部发光OLED材料叠层1050。TFT层1001可包括图7、图8和图9的像素电路的各种电路元件，包括T2 905、TEM1 915或TEM2 916。PLN 1003可为平面化层以用于将TFT层1001的电路元件与以上层电隔离，并且用于提供大体上平坦层以有助于在其上制造各个层。阳极1007可在TFT层1001和OLED层1009的电路元件之间提供电连接。阳极1007可对应于阳极709、809和/或909。OLED层1009可对应于OLED元件616、701、803和/或903。PDL 1005可为用于将相邻阳极1007与OLED层1009电隔离的层。最后，阴极1011可提供与OLED层1009的电连接，并且例如可对应于阴极703、811和/或911。阳极1007和阴极1011可由导电材料形成；例如，阴极可由许多不同类型的透明导电材料形成，诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。在触摸屏的显示阶段期间，在电流从TFT层1001经过阳极1007和OLED层1009到达阴极1011时，OLED层可导通，并且可发光通过阴极以在触摸屏上显示图像。
为了有利于本公开的实例的操作，可能理想的是，将图10的阴极1011图案化，使得在触摸感测阶段期间，阴极可作为不同的驱动区段和感测区段来操作，并且在显示阶段期间，阴极可作为触摸屏的像素电路的公共电极来操作。因此，可能有必要将阴极1011的各个部分电隔离以形成区段诸如图3A所示的驱动线区段301和感测线223，同时还在相邻驱动线区段之间提供电连接诸如驱动链路303以形成驱动线222。然而，阴极1011下方的OLED层1009可能对形成阴极之后的处理步骤敏感，可能难以如上所述对阴极图案化。图11-17示出了提供上述阴极的结构的各种方式。
除非另有说明，通过光刻和蚀刻的组合可实现本公开的示例性方法中的通孔开口或材料去除。可使用光刻法在待图案化的材料的表面上限定所需的蚀刻图案，并且根据所需的蚀刻图案蚀刻材料可去除材料的所需部分。可通过利用任何适合蚀刻方法包括但不限于干法蚀刻或湿法蚀刻来执行对材料的蚀刻。另外，除非另有说明，可通过适合沉积方法包括但不限于物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电化学沉积(ECD)、分子束外延(MBE)或原子层沉积(ALD)来实现材料的沉积或形成。
图11A和图11B示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的示例性方法。图11A示出了根据本公开的实例的图案化阴极结构1150的顶视图。驱动线区段1101可位于感测线1103的任一侧，并且可通过隔离狭缝1110与感测线电隔离。驱动线区段1101和感测线1103两者可由图10的阴极1101形成。OLED层1105可位于驱动线区段1101和感测线1103下方，并且可对应于图10的OLED层1009。驱动线区段1101可借助阳极连接1107彼此电连接。阳极连接1107可由图10的阳极形成并且可定位于相邻OLED层1105之间，以便不与任何OLED层重叠。阳极连接1107可借助通孔1109电连接到驱动线区段1101。将参考图11B描述用于制造图11A的图案化阴极结构1150的工艺步骤，示出了每个工艺步骤处的截面X-Y的截面图。
图11B-1示出了示例性方法的第一步骤。阳极连接1107可形成在PLN1111上。阳极连接1107可同时形成，并且由与图10的阳极1007相同的材料形成，但是与阳极1007电隔离，并且可位于触摸屏的不同区域中(即，不与OLED层1105重叠)。有机钝化1113可形成在阳极连接1107上，并且通孔1109可被打开以允许连接到阳极连接1107。OLED层1105可形成在触摸屏的其他区域中(如图11A所示，未在图图11B中示出)。最后，阴极1115可毯式沉积在通孔1109中以及在有机钝化1113上方。
图11B-2示出了示例性方法的下一步骤。可在阴极1115上形成薄膜封装层TFE1 1117。薄膜封装层如TFE1 1117具有良好屏蔽特性，可保护位于其下方的OLED层1105免受随后的工艺步骤，诸如光刻和蚀刻。在本文，TFE1 1117可保护OLED层1105免受方法中的接下来的步骤。
图11B-3示出了示例性方法的下一步骤。TFE1 1117可被蚀刻以部分打开隔离狭缝1110。由于TFE1在那些区域的覆盖，在触摸屏的其他区域中的OLED层1105可受到保护以免受在隔离狭缝1110处对TFE1 1117的蚀刻。
图11B-4示出了示例性方法的下一步骤。阴极1115可被蚀刻以完成打开隔离狭缝1110。由于去除了驱动线区段和感测线之间的导电阴极材料，利用在该步骤中对阴极1115的蚀刻可限定驱动线区段1101和感测线1103，并且驱动线区段1101可与感测线1103电隔离。如上所述，由于TFE1 1117在那些区域的覆盖可保护OLED层，触摸屏的其他区域中的OLED层1105可受到保护以免受在隔离狭缝1110处对阴极1115的蚀刻。
图11B-5示出了示例性方法的最终步骤。薄膜封装层TFE2 1119可毯式沉积作为材料叠层上方的最终保护层。如图所示，驱动线区段1101可通过通孔1109和阳极连接1107彼此电连接。驱动线区段1101可通过隔离狭缝1110与感测线电隔离。借助上述方法，可实现制造图3A的位于OLED层上方的驱动和感测线结构。
尽管按照特定次序呈现了以上方法的步骤，但是应当理解，如果适用的话，可修改工艺步骤的次序。此类修改还可针对本公开的剩余部分中所呈现的方法作出。
图12A和图12B示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的另一示例性方法。图12A示出了如图11A所示的图案化阴极结构1250的相同顶视图。图12B的工艺步骤可与图11B的那些工艺步骤相同，不同之处在于在图12B-4中，阴极1215可在隔离狭缝1210处被氧化而非蚀刻。对导电材料诸如阴极1215的氧化可将材料的导电性减小到大体上为电绝缘体的导电性。因此，在隔离狭缝1210处对阴极1215的氧化可电隔离阴极的相邻部分，并且由此可形成驱动线区段1201和感测线1203。在所有其他方面，图12的方法可与图11的方法相同。
图13A和图13B示出了根据本公开的实例的用于对阴极层进行图案化的另一示例性方法。代替借助形成在触摸屏的阴极1315下方的电连接而电连接相邻驱动线区段1301，可借助形成在触摸屏的阴极上方的电连接来电连接相邻驱动线区段。图13A示出了如图11A所示的图案化阴极结构1350的相同顶视图。图13B示出了可被执行以形成图13A的截面X-Y处的图案化阴极结构1350的工艺步骤。
图13B-1示出了示例性方法的第一步骤。有机钝化1313可形成在PLN1311上。OLED层1305可形成在触摸屏的其他区域中(如图13A所示，未在图图13B中示出)。最后，阴极1315可毯式沉积以覆盖有机钝化1313。
图13B-2示出了示例性方法的下一步骤。可在阴极1315上方沉积薄膜封装层TFE1 1317。TFE1 1317可保护OLED层1305免受方法中的接下来的步骤。
图13B-3示出了示例性方法的下一步骤。TFE1 1317可被蚀刻以部分打开隔离狭缝1310。由于TFE1在那些区域的覆盖可保护OLED层，触摸屏的其他区域中的OLED层1305可受到保护以免受对TFE1 1317的蚀刻。
图13B-4示出了示例性方法的下一步骤。阴极1315可被蚀刻以完成打开隔离狭缝1310。由于去除了驱动线区段和感测线之间的导电阴极材料，利用在该步骤中对阴极1315的蚀刻，可限定驱动线区段1301和感测线1303，并且驱动线区段可与感测线电隔离。如上所述，由于TFE1 1317在那些区域的覆盖可保护OLED层，触摸屏的其他区域中的OLED层1305可受到保护以免受对阴极1315的蚀刻。
图13B-5示出了示例性方法的下一步骤。可沉积薄膜封装层TFE21319，并且可在TFE1 1317和TFE2中蚀刻通孔1309以允许电连接到阴极1315。
图13B-6示出了示例性方法的最后步骤。驱动线连接1307可形成在通孔1309内部并且横跨TFE2 1319。驱动线连接1307例如可由ITO或IZO形成。最终，薄膜层TFE3 1323可沉积在材料叠层上方。如图所示，驱动线区段1301可通过通孔1309和驱动线连接1307彼此电连接。驱动线区段1301可通过隔离狭缝1310与感测线1303电隔离。借助上述方法，可实现制造图3A的位于OLED层上方的驱动和感测线结构。
因为本公开的触摸屏的阴极层(或在反向OLED显示器情况下为阳极层)可形成在LED层诸如OLED层上方，所以可能优选的是阴极层(或阳极层)为透明的。因此，可能有必要使阴极层变薄。这继而可使得阴极层的表面电阻为高的。与OLED材料叠层中固有的各种电容耦接的高电阻例如可造成驱动线中的电压延迟的增加。因此，可能理想的是减小阴极层的表面电阻。图14A和图14B示出了根据本公开的实例的降低阴极层的表面电阻的示例性方式。图14A和图14B示出了图3A的OLED层1405上方的驱动和感测线结构的顶视图。驱动线连接1407可对应于阳极连接1107或1207或者驱动线连接1307。多余的线1421可形成为横跨驱动线区段1401和感测线1403的网格状结构，并且可形成在OLED层1405之间，以便不遮挡从OLED层发出的光。多余的线1421可借助通孔1409电连接到阴极层。因为多余的线1421可形成在OLED层1405之间，所以多余的线不必与可形成驱动线区段1401和感测线1403的阴极层一样透明。因此，多余的线1421可比阴极层更厚，或者可由比阴极层具有更小电阻的不同材料形成，或者以上两者。阴极层的有效表面电阻因此可因此减小而不影响阴极层(即，驱动线区段1401和感测线1403)的透明性。
使用图11、图12或图13的方法，多余的线1421可由与阳极连接1107或1207或驱动线连接1307相同的材料同时形成。图14A示出了具有在相邻驱动线区段1401之间的单个驱动线连接1407的实例。图14B示出了具有在相邻驱动线区段1401之间的两个驱动线连接1407的实例。根据本公开的实例可使用更多驱动线连接1407。
有时，可能优选的或必要的是借助与触摸屏的LED层重叠的驱动线连接来连接邻近驱动线区段。这可能是这样的情况，例如在其中相邻OLED层之间存在最小空间的高密度AMOLED显示器中。图15A和图15B示出了根据本公开的实例的用于在OLED层上方形成驱动线连接的示例性方法。图15A示出了根据本公开的实例的图案化阴极结构1550的顶视图。驱动线区段1501可位于感测线1503的任一侧，并且可通过隔离狭缝1510与感测线电隔离。驱动线区段1501和感测线1503两者可由图10的阴极1011形成。OLED层1505可位于驱动线区段1501和感测线1503下方，并且可对应于图10的OLED层1009。驱动线区段1501可借助驱动线连接1507彼此电连接。驱动线连接1507可与OLED层1505部分重叠，并且因此可能优选的是驱动线连接1507大体上为透明的。驱动线连接1507例如可由ITO或IZO形成。驱动线连接1507可借助通孔1509电连接到驱动线区段1501。将参考图15B来描述用于制造图15A的图案化阴极结构1550的工艺步骤，示出了每个工艺步骤的截面X-Y的截面图。
图15B-1示出了示例性方法的第一步骤。阳极1506可形成在PLN1511上。阳极1506可对应于图10中的阳极1007。OLED层1505可形成在阳极1506上。OLED层可对应于图10中的OLED层1009。阳极1506和OLED层1505层叠结构可通过有机钝化1513彼此电隔离。有机钝化可对应于图10中的PDL 1005。阴极1515可毯式沉积在材料叠层上方，并且可对应于图10中的阴极1011。
图15B-2示出了示例性方法的下一步骤。可在阴极1515上形成薄膜封装层TFE1 1517。TFE1 1517可保护OLED层1505免受该方法中的接下来的步骤。
图15B-3示出了示例性方法的下一步骤。TFE1 1517可被蚀刻以部分打开隔离狭缝1510。由于TFE1在OLED层上方的覆盖可保护OLED层OLED层1505可受到保护以免受在隔离狭缝1510处对TFE1 1517的蚀刻。
图15B-4示出了示例性方法的下一步骤。阴极1515可被蚀刻以完成打开隔离狭缝1510。利用在该步骤中对阴极1515的蚀刻，可限定驱动线区段1501和感测线1503。并且由于去除了驱动线区段和感测线之间的导电阴极1515材料，驱动线区段1501可通过有机钝化1513与感测线1503电隔离。如上所述，由于TFE1 1517在OLED层上方的覆盖可保护OLED层，OLED层1505可受到保护以免受对阴极1515的蚀刻。
图15B-5示出了示例性方法的下一步骤。可沉积薄膜封装层TFE21519，并且可在TFE1 1517和TFE2中蚀刻通孔1509以允许电连接到阴极1515。
图15B-6示出了示例性方法的最后步骤。驱动线连接1507可形成在通孔1509内部并且横跨TFE2 1519。如图所示，驱动线区段1501可通过通孔1509和驱动线连接1507彼此电连接。驱动线区段1501可通过隔离狭缝1510和有机钝化1513与感测线1503电隔离。借助上述方法，可实现制造图3A的位于OLED层上方的驱动和感测线结构。
代替对阴极层进行毯式沉积并且随后对其蚀刻来为本公开的实例的驱动区段和感测区段提供隔离，阴极层可借助阴影掩模进行沉积。图16A和图16B示出了根据本公开的实例的用于执行阴极层的阴影掩模沉积的示例性方法。图16示出了通过使用阴影掩模来沉积与驱动线区段1601和感测线1603对应的阴极层的方法的顶视图。阴影掩模允许借助置于所沉积的材料源与其上沉积有材料的表面之间的物理掩模来在该表面上选择性地沉积该材料。掩模中具有孔或开口的区域允许材料穿过并且沉积在表面上。掩模中的不带孔或开口的区域防止材料穿过并且因此没有材料沉积在表面上的对应区域处。图16A示出了使用三个阴影掩模来沉积驱动线区段1601和感测线1603。根据该实例可使用更多或更少的阴影掩模。另外，应当理解，尽管示出了图3A的驱动和感测线结构，但是可类似地形成图3B的驱动和感测线结构。
图16A-1示出了示例性方法的第一步骤。可借助在触摸屏表面上具有与驱动线区段的定位对应的开口的阴影掩模来沉积另选一行驱动线区段1601。图16A-2示出了示例性方法的下一步骤。可借助如上所述的阴影掩模来沉积感测线1603。图16A-3示出了示例性方法的最后步骤。可借助如上所述的阴影掩模来沉积剩余的另选一行驱动线区段1601。最终，薄膜封装层可毯式沉积(图16A中未示出)在驱动线区段1601和感测线1603上方以封装材料叠层。如贯穿本公开所述的，可能必要的是借助驱动线区段1607电连接邻近驱动线区段1601以形成驱动线诸如图3A的驱动线222。在该实例中，可在驱动线区段1601和感测线1603的阴影掩模沉积之前形成驱动线连接1607。图16B示出了在图16A的工艺步骤期间更好地示出驱动线连接1607的截面X-Y的截面图。
图16B-1示出了示例性方法的第一步骤。驱动线连接1607可形成在PLN 1611上。驱动线连接1607例如可对应于阳极连接1107或1207。有机钝化1613可形成在驱动线连接1607和PLN 1611上，并且可在通孔1609处被蚀刻以允许电连接到驱动线连接。OLED层1605(图16B中未示出)可形成在触摸屏的其他区域中。可通过阴影掩模来沉积阴极1615的驱动线区段1601部分。应当注意，不必另外蚀刻阴极1615来形成阴极的驱动线区段1601部分，因为阴影掩模沉积可允许对阴极的预先图案化沉积。
图16B-2示出了示例性方法的下一步骤。可通过阴影掩模来沉积阴极1615的感测线1603部分。不论是在阴极1615中还是通过驱动线连接1607，感测线1603和驱动线区段1601可彼此电隔离，因为在它们之间可能不存在电连接。应当注意，出于上述原因，不必另外蚀刻阴极1615来形成阴极的感测线区段1603部分。
图16B-3示出了示例性方法的最后步骤。薄膜封装层TFE1 1617可形成在阴极1615的驱动线区段1601和感测线1603部分上。借助上述方法，可实现制造图3A的位于OLED层上方的驱动和感测线结构。另外，图16的阴影掩模沉积方法在形成OLED层1605之后允许不存在光刻或蚀刻方法，这可有助于防止对触摸屏上的OLED层造成损坏。
作为阴影掩模沉积的另外一种选择，可执行激光烧蚀来形成本公开的实例的驱动区段和感测区段。图17A和图17B示出了根据本公开的实例的用于执行形成驱动区段和感测区段的激光烧蚀的示例性方法。图17A示出了用于在触摸屏的表面上限定驱动线区段1701和感测线1703的方法的顶视图。图17A-1示出了示例性方法的第一步骤。阴极1715可毯式沉积在触摸屏的表面上方。图17A-2示出了示例性方法的第二步骤。可对阴极1715进行激光图案化以画出阴极1715的部分以形成驱动线区段1701和感测线1703，使得在驱动线区域和感测线之间大体上不存在阴极材料。最终，薄膜封装层可毯式沉积(图17A中未示出)在驱动线区段1701和感测线1703上方来封装材料叠层。如贯穿本公开所述的，可能必要的是借助驱动线区段1707电连接邻近驱动线区段1701以形成驱动线诸如图3A的驱动线222。在该实例中，可在沉积和激光烧蚀阴极1715以形成驱动线区段1701和感测线1703之前形成驱动线连接1707。图17B示出了在图17A的工艺步骤期间更好地示出驱动线区段1707的截面X-Y的截面图。
图17B-1示出了示例性方法的第一步骤。驱动线连接1707可形成在PLN 1711上。驱动线连接1707例如可对应于阳极连接1107或1207。有机钝化1713可形成在驱动线连接1707和PLN 1711上，并且可在通孔1709处被蚀刻以允许电连接到驱动线连接。OLED层1705(图17B中未示出)可形成在触摸屏的其他区域中。阴极1715可毯式沉积在材料叠层上方。
图17B-2示出了示例性方法的下一步骤。可对阴极1715进行激光图案化以形成阴极的驱动线区段1701和感测线1703部分。不论是在阴极1715中还是通过驱动线连接1707，驱动线区段1701和感测线1703可彼此电隔离，因为在它们之间可能不存在电连接。另外，可调节激光器图案化期间使用的激光能量以避免对阴极1715下方包括有机钝化1713的材料叠层的损坏。
图17B-3示出了示例方法的最后步骤。薄膜封装层TFE1 1717可形成在阴极1715的驱动线区段1701和感测线1703上。借助上述方法，可实现制造图3A的位于OLED层上方的驱动和感测线结构。
因为本公开的实例的驱动线区段和感测线可在触摸屏的显示阶段期间作为像素电路的阴极来操作，所以可能有益的是确保驱动线区段和感测线适当覆盖触摸屏中的LED发光层诸如OLED发光层。因此，在上述任一制造过程中，可能优选的是修改相邻OLED发光层之间的距离以确保OLED发光层的适当阴极层覆盖。图18A到图18D示出了根据本公开的实例的用于修改相邻OLED发光层之间的距离的示例性方法。
图18A和图18B示出了发光层距离修改可能是必须的原因。图18A示出了根据本公开的实例的触摸屏的一部分的顶视图。驱动线区段1801可与感测线1803相邻。OLED层1805可由驱动线区段1801和感测线1803覆盖，这可在触摸屏的显示阶段期间充当OLED层的阴极。
图18B示出了驱动线区段1801和感测线1803之间的区域的放大视图。驱动线区段1801可形成在OLED层1805上方，该OLED层可形成在阳极1807上方。感测线1803可形成在OLED层1805上方，该OLED层可形成在阳极1807上方。OLED距离1825可为相邻OLED层1805之间的距离。隔离宽度1827可为阴极1815的相邻部分之间的距离，即，驱动线区段1801和感测线1803之间的距离。最小阳极重叠1829可为阳极1807的边缘需要延伸到用于理想OLED操作的OLED层1805的边缘上方的最小距离。最小阴极重叠1831可为阴极1815的边缘需要延伸到用于理想OLED操作的OLED层1805的边缘上方的最小距离。如果形成驱动线区段1801和感测线1803的制造步骤未对上面提供的那些元件提供附加限制，则隔离宽度1827可减小到几乎为零，并且OLED距离1825可略大于最小阴极重叠1831的两倍。OLED距离1825不能精确地减小到最小阴极重叠1831的两倍，因为理想的是，驱动线区段1801和感测线1803彼此电隔离以用于正确的触摸屏操作；将OLED距离减小到最小阴极重叠的两倍将意味着隔离宽度将为零，这将意味着驱动线区段1801和感测线1803将接触，并且因此彼此不再电隔离。
有时，用于制造驱动线区段1801和感测线1803的方法可对如何可形成靠近的驱动线区段和感测线提供限制。也就是说，所利用的制造方法可能规定驱动器区段1801和感测线1803之间的最小距离大于上述最小距离。例如，光刻和蚀刻可具有最小分辨率限制，或者阴影掩模沉积可具有最小掩模孔隙限制。在诸如这些的情况下，理想的是仅在驱动线区段1801和感测线1803的边缘调整相邻OLED层1805的间距，使得OLED层触摸屏的其他区域中的间距以及由此的总体OLED孔隙(即，OLED像素之间的间距)可保持不变。
图18C示出了减小OLED层在触摸区段(即，驱动线区段和感测线)的边缘处的间距的一种方式。触摸屏1800可包括多个OLED像素堆1802。每个像素堆可包括多个OLED层1805；在该实例中，可以是三个OLED层：一个OLED层用于红光、一个OLED层用于绿光并且一个OLED层用于蓝光。触摸屏还可包括覆盖像素堆1802的多个触摸区段1801。触摸区段1801例如可对应于图3A的驱动线区段301和感测线223。触摸区段1801可通过隔离宽度1827彼此分隔开。为了适应最小必要隔离宽度1827，如上所述，可修改邻近触摸区段1801边界的OLED层1805的尺寸。例如，像素堆1802B中的最右侧OLED层1805在x方向可具有减小的尺寸以适应最小所需隔离宽度1827，如图所示。出于以上相同原因，可减小像素堆1802C中的所有OLED层1805在y方向的尺寸。根据需要可对剩余的像素堆1802作出此类修改。然而，像素堆1802A不必进行修改，这是因为如所定义的，像素堆A不靠近触摸区段1801边界。通过如上所述对像素堆1802进行的修改，触摸屏1800上大多数OLED层1805之间的总间距和OLED层的尺寸可保持不变，同时允许适应工艺参数所指定的最小隔离宽度1827。将参考图18C的截面X-Y的截面图来描述用于修改某些OLED层的有效尺寸的工艺步骤。
图18D示出了无需修改用于沉积OLED层的阴影掩模而减小触摸区段边界OLED层的尺寸的方法。图18D-1示出了示例性方法的第一步骤。阳极1806可形成在PLN 1811上。阳极1806例如可对应于图10中的阳极1007。有机钝化1813可形成在阳极1806之间，并且例如可对应于图10中的PDL 1005。OLED层1805可通过阴影掩模来进行沉积(先前描述了阴影掩模沉积的概念)。阳极1806和OLED层1805层叠结构可通过有机钝化1813彼此电隔离。
减小的OLED层1807可位于触摸区段1801的边界处，并且可利用与OLED层1805相同的阴影掩模来进行沉积。然而，在有机钝化1813的形成期间，可在触摸区段1801的边界处形成增大的有机钝化1814以向减小的OLED层1807延伸。因此，在OLED层1805的阴影掩模沉积期间，减小的OLED层1807可部分形成在阳极1806和增大的有机钝化1814上。形成在增大的有机钝化1814上的减小的OLED层1807的一部分可对应于减小的OLED层在x方向上的所希望的减小。
图18D-2示出了示例性方法的下一步骤。触摸区段1801可通过阴影掩模来沉积，并且可通过隔离宽度1827彼此分隔开。
图18D-3示出了示例性方法的最后步骤。薄膜封装层TFE 1817可沉积在材料叠层上方。不与阳极1806接触的减小的OLED层1807的一部分可能于没有对从减小的OLED层发出的光有所贡献，因为它不与阳极接触。因此，触摸区段1801不需要重叠减小的OLED层1807的整个部分，而是仅覆盖与阳极1806接触的减小的OLED层的一部分。因此，减小的OLED层1807的有效尺寸会可于OLED层1805的尺寸。以上述方式，可减小触摸区段边界OLED层的尺寸而无需修改用于沉积OLED层的阴影掩模。
尽管仅参考在触摸区段的边界处修改LED层诸如OLED层的尺寸来描述上述方法，但是可类似修改邻近驱动线连接的OLED层的尺寸。例如，可通过按照参考图18C和图18D所述的方式修改邻近驱动线连接的OLED层1805的尺寸可为驱动线连接1807提供更多区域。
虽然参照附图对本公开的实例进行了全面的描述，但应注意，各种变化和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类变化和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的本公开的实例的范围内。
因此，根据以上内容，本公开的一些实例涉及触摸屏，该触摸屏包括晶体管层、设置在晶体管层上方并且被配置为在显示阶段期间作为发光二极管(LED)阴极来操作以及在触摸感测阶段期间作为触摸电路来操作的第一层、以及设置在晶体管层和第一层之间的LED层。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，LED层包括有机发光二极管(OLED)层。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，晶体管层包括连接到LED层的第一晶体管和连接到第一晶体管的供电线路。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，在显示阶段期间，供电线路电压被设定为第一电压，并且在触摸感测阶段期间，供电线路电压被设定为第二电压。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，第一电压使得LED层发光，并且第二电压使得LED层不发光。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，触摸屏进一步包括连接到第一晶体管的第二晶体管和连接到第二晶体管的栅极端子的栅极电压线，其中在显示阶段期间，栅极电压线被设定为第一电压，并且在触摸感测阶段期间，栅极电压线被设定为第二电压。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，第一电压使得第二晶体管导通，并且第二电压使得第二晶体管截止。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，第一层包括多条驱动线和多条感测线。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，驱动线包括第一驱动线区段以及通过驱动线连接电连接到第一驱动线区段的第二驱动线区段。
本公开的一些实例涉及一种用于操作触摸屏的方法，该方法包括在显示阶段期间将第一层作为发光二极管(LED)层的阴极来操作，以及在触摸感测阶段期间将第一层作为触摸电路来操作。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，将第一层作为LED层的阴极来操作包括将第一层作为有机发光二极管(OLED)层的阴极来操作。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，将第一层作为LED层的阴极来操作包括将连接到晶体管的供电线路的电压设定为使得LED层发光的第一电压，并且将第一层作为触摸电路来操作包括将供电线路的电压设定为使得LED不发光的第二电压。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，将第一层作为触摸电路来操作包括将第一层作为多个驱动线区段和多条感测线来操作，以及将第一驱动线区段电连接到第二驱动线区段。
本公开的一些实例涉及一种用于制造发光二极管(LED)触摸屏的方法，该方法包括形成多个LED层，在LED层上方形成第一层的多个区域，该第一层的多个区域可被配置为在显示阶段期间作为多个LED阴极来操作以及在触摸感测阶段作为触摸电路来操作。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，形成多个LED层包括形成多个有机发光二极管(OLED)层。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，形成第一层的多个区域包括在LED层上方沉积第一层，以及去除第一层的部分以形成第一层的区域。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，形成第一层的多个区域包括在LED层上方沉积第一层，以及氧化第一层的部分以形成第一层的区域。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该方法进一步包括在第一层上方沉积第二层，并且去除第二层的部分以形成第二层的区域，其中第二层保护LED层免受第一层和第二层的部分的去除。除上面所公开的实例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些实例中，去除第一层和第二层的部分包括蚀刻第一层和第二层的部分。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，去除第一层的部分包括激光烧蚀第一层的部分。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，形成第一层的多个区域包括使用阴影掩模来沉积第一层。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该方法进一步包括修改LED层在第一层的多个区域中的一个区域的边界处的尺寸。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，形成第一层的多个区域包括形成第一层、多个驱动线区段和多条感测线，以及使用驱动线连接将第一驱动线区段电连接到第二驱动线区段。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，所述方法进一步包括在第一层上方形成驱动线连接。除上面所公开的实例中的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，所述方法进一步包括在第一层下方形成驱动线连接。

Claims (25)

1.一种触摸屏，包括：
晶体管层；
第一层，所述第一层设置在所述晶体管层上方并且被配置为在显示阶段期间作为发光二极管(LED)阴极来操作以及在触摸感测阶段期间作为触摸电路来操作；和
LED层，所述LED层设置在所述晶体管层和所述第一层之间。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其中所述LED层包括有机发光二极管(OLED)层。
3.根据权利要求1所述的触摸屏，其中所述晶体管层包括：
连接到所述LED层的第一晶体管；和
连接到所述第一晶体管的供电线路。
4.根据权利要求3所述的触摸屏，其中在所述显示阶段期间，所述供电线路电压被设定为第一电压，并且在所述触摸感测阶段期间，所述供电线路电压被设定为第二电压。
5.根据权利要求4所述的触摸屏，其中所述第一电压使得所述LED层发光，并且所述第二电压使得所述LED层不发光。
6.根据权利要求3所述的触摸屏，还包括：
连接到所述第一晶体管的第二晶体管；和
连接到所述第二晶体管的栅极端子的栅极电压线，
其中在所述显示阶段期间，所述栅极电压线被设定为第一电压，并且在所述触摸感测阶段期间，所述栅极电压线被设定为第二电压。
7.根据权利要求6所述的触摸屏，其中所述第一电压使得所述第二晶体管导通，并且所述第二电压使得所述第二晶体管截止。
8.根据权利要求1所述的触摸屏，其中所述第一层包括多条驱动线和多条感测线。
9.根据权利要求8所述的触摸屏，其中驱动线包括：
第一驱动线区段；和
第二驱动线区段，所述第二驱动线区段通过驱动线连接而电连接到所述第一驱动线区段。
10.一种用于操作触摸屏的方法，包括：
在显示阶段期间将第一层作为发光二极管(LED)层的阴极来操作；以及
在触摸感测阶段期间将所述第一层作为触摸电路来操作。
11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述第一层作为所述LED层的所述阴极来操作包括将所述第一层作为有机发光二极管(OLED)层的所述阴极来操作。
12.根据权利要求10所述的方法，其中：
将所述第一层作为所述LED层的所述阴极来操作包括将连接到晶体管的供电线路的所述电压设定为使得所述LED层发光的第一电压，以及
将所述第一层作为触摸电路来操作包括将所述供电线路的所述电压设定为使得所述LED层不发光的第二电压。
13.根据权利要求10所述的方法，其中将所述第一层作为触摸电路来操作包括：
将所述第一层作为多个驱动线区段和多条感测线来操作；以及
将第一驱动线区段电连接到第二驱动线区段。
14.一种用于制造发光二极管(LED)触摸屏的方法，所述方法包括：
形成多个LED层；以及
在所述LED层上方形成第一层的多个区域，所述第一层的所述多个区域可被配置为在显示阶段期间作为多个LED阴极来操作以及在触摸感测阶段期间作为触摸电路来操作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述多个LED层包括形成多个有机发光二极管(OLED)层。
16.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述第一层的所述多个区域包括：
在所述LED层上方沉积所述第一层；以及
去除所述第一层的部分以形成所述第一层的区域。
17.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述第一层的所述多个区域包括：
在所述LED层上方沉积所述第一层；以及
氧化所述第一层的部分以形成所述第一层的区域。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：
在所述第一层上方沉积第二层；以及
去除所述第二层的部分以形成所述第二层的区域，
其中所述第二层保护所述LED层免受所述第一层和所述第二层的部分的去除的影响。
19.根据权利要求18所述的方法，其中去除所述第一层和所述第二层的部分包括蚀刻所述第一层和所述第二层的部分。
20.根据权利要求16所述的方法，其中去除所述第一层的部分包括激光烧蚀所述第一层的部分。
21.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述第一层的所述多个区域包括使用阴影掩模来沉积所述第一层。
22.根据权利要求14所述的方法，还包括修改LED层在所述第一层的所述多个区域中的一个区域的边界处的尺寸。
23.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述第一层的所述多个区域包括：
形成所述第一层、多个驱动线区段和多条感测线；以及
使用驱动线连接将第一驱动线区段电连接到第二驱动线区段。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述第一层上方形成所述驱动线连接。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述第一层下方形成所述驱动线连接。
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