CN107768382B - 发光二极管触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管触控显示装置包括一薄膜晶体管基板以及一发光元件。薄膜晶体管基板具有一基板与一薄膜晶体管结构，薄膜晶体管结构设置于基板上，并包含一驱动晶体管。发光元件设置于薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，第一端点电极与驱动晶体管电连接，发光层夹置于第一端点电极与第二端点电极之间；其中，以第一端点电极或第二端点电极作为发光二极管触控显示装置的一触控感测电极。

Description

发光二极管触控显示装置

技术领域

本发明关于一种触控显示装置，特别关于一种发光二极管触控显示装置。

背景技术

随着科技不断的进步，各种信息设备不断地推陈出新，例如手机、平板电脑、超轻薄笔记本电脑、及卫星导航等。除了一般以键盘或鼠标输入或操控之外，利用触控式技术来操控信息设备是一种相当直观且受欢迎的操控方式。其中，触控装置具有人性化及直观化的输入操作介面，使得任何年龄层的使用者都可直接以手指或触控笔选取或操控信息设备。

现今触控技术多为二维(2D)平面的多点触控(Multi-touch)，其利用例如手指碰触显示面来精确判断手指的触碰位置，进而产生对应的控制功能。另外，除了二维平面的触控技术中，为了感测垂直于显示面(Z轴)方向的按压力道，一般会利用电容式压力感测技术来感测Z轴方向的按压力量，进而产生对应的控制功能。

发明内容

本发明提供一种发光二极管触控显示装置，包括一薄膜晶体管基板以及一发光元件。薄膜晶体管基板具有一基板与一薄膜晶体管结构，薄膜晶体管结构设置于基板上，并包含一驱动晶体管。发光元件设置于薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，第一端点电极与驱动晶体管电连接，发光层夹置于第一端点电极与第二端点电极之间。其中，以第一端点电极或第二端点电极作为发光二极管触控显示装置的一触控感测电极。

在一实施例中，发光二极管触控显示装置的驱动模式包含一全时驱动模式与一分时驱动模式。

在一实施例中，于分时驱动模式时，发光二极管触控显示装置的一图框时间包含一显示期间与一感测期间。

在一实施例中，第一端点电极连接至一第一电源线，第二端点电极连接至一第二电源线，且于感测期间时，至少一第一脉冲信号传送至触控感测电极，至少一第二脉冲讯传送至第一电源线或第二电源线。

在一实施例中，于感测期间时，驱动晶体管为截止状态。

在一实施例中，第一端点电极连接至一第一电源线，第二端点电极连接至一第二电源线，且于感测期间时，施加于第一电源线上的电压小于施加于第二电源线上的电压。

在一实施例中，触控感测电极包含多个电极垫，各电极垫分别与至少一条走线电连接。

在一实施例中，发光二极管触控显示装置更包括一参考电极，其与触控感测电极的该些电极垫对应设置。

在一实施例中，发光二极管触控显示装置更包括一可挠层，其位于参考电极与触控感测电极之间。

在一实施例中，该些电极垫的一部分用以感测一第一方向与一第二方向的触控信号，该些电极垫的另一部分用以感测与第一方向与第二方向分别垂直的一第三方向的触控信号。

本发明另提供一种发光二极管触控显示装置，包括一薄膜晶体管基板、一发光元件以及一触控感测电极。薄膜晶体管基板具有一基板与一薄膜晶体管结构，薄膜晶体管结构设置于基板上，并包含一驱动晶体管。发光元件设置于薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，第一端点电极与驱动晶体管电连接，发光层夹置于第一端点电极与第二端点电极之间。触控感测电极设置于第二端点电极之上或设置于第一端点电极与基板之间，并与第一端点电极或第二端点电极对应设置。

本发明又提供一种发光二极管触控显示装置，包括一薄膜晶体管基板、一发光元件以及一参考电极极。薄膜晶体管基板具有一基板与一薄膜晶体管结构，薄膜晶体管结构设置于基板上，并包含一驱动晶体管。发光元件设置于薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，第一端点电极与驱动晶体管电连接，发光层夹置于第一端点电极与第二端点电极之间。参考电极与第一端点电极或第二端点电极对应设置。

在一实施例中，以第一端点电极或第二端点电极作为发光二极管触控显示装置的一触控感测电极，触控感测电极包含多个电极垫，各电极垫分别与至少一条走线电连接。

承上所述，于本发明的发光二极管触控显示装置中，通过将发光元件的第一端点电极或第二端点电极作为发光二极管触控显示装置的触控感测电极，或将触控感测电极设置于第二端点电极之上或设置于第一端点电极与基板之间，并与第一端点电极或第二端点电极对应设置；或再设置一参考电极，并使参考电极与第一端点电极或第二端点电极对应设置。通过上述的结构，本发明可将触控感测电极的工艺整合于薄膜晶体管的工艺中，并利用自电容触控方式且将控制触控功能的电路与控制显示功能的电路整合于相同的控制集成电路(IC)中，藉此减少外加的触控面板的工艺与控制IC的成本，使得本发明的发光二极管触控显示装置具有工艺简化及零组件较少的优点。

附图说明

图1A为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置的部分剖视示意图。

图1B为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置的一个像素结构的等效电路图。

图1C为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置的分时驱动模式的时序示意图。

图1D为本发明一实施例的触控感测电极的俯视示意图。

图2A至图2C分别为本发明不同实施例的发光二极管触控显示装置的部分剖视示意图。

图3为本发明另一实施例的发光二极管触控显示装置的部分剖视示意图。

图4A至图4C分别为本发明不同实施态样的参考电极的示意图。

图5A与图5B分别为不同实施态样的触控感测电极与参考电极的俯视示意图。

图6A为发光二极管触控显示装置于无触控时的控制电路示意图。

图6B为发光二极管触控显示装置有第一方向与第二方向的触控时的控制电路示意图。

图6C为发光二极管触控显示装置同时具有三个方向的触控时的控制电路示意图。

图6D为输出的触控信号的波形示意图。

图7A、图7C、图7D与图7E分别为本发明不同实施例的发光二极管触控显示装置的部分剖视示意图。

图7B为图7A的发光二极管触控显示装置的一个像素结构的等效电路图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明一些实施例的发光二极管触控显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。本发明所有实施态样的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。另外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。

请参照图1A至图1D所示，其中，图1A为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置1的部分剖视示意图，图1B为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置1的一个像素结构的等效电路图，图1C为本发明一实施例的发光二极管触控显示装置1的分时驱动模式的时序示意图，而图1D为本发明一实施例的触控感测电极的俯视示意图。

发光二极管触控显示装置1为一主动矩阵式发光二极管(AMLED)触控显示装置，例如可为智能型手机、平板电脑、超轻薄笔记本电脑或穿戴式装置，或其他具有触控功能的显示器，并不限定。

如图1A所示，发光二极管触控显示装置1包括一薄膜晶体管基板11与至少一发光元件12。另外，本实施例的发光二极管触控显示装置1更包括一像素定义层PDL、一保护层BP、一走线C、一可挠层FL、与一保护基材CM。

薄膜晶体管基板11具有一基板111与一薄膜晶体管结构112，薄膜晶体管结构112设置于基板111上。基板111可为硬板或软板，并为可透光或不透光。其中，硬板例如为玻璃，而软板例如为具有可挠性的软性基板，其材料例如但不限于为聚亚酰胺(Polyimide,PI)。另外，薄膜晶体管结构112具有分别对应于多个发光元件12的多个晶体管结构，该些晶体管结构分别与该些发光元件12组成多个像素结构，并排列成二维阵列的矩阵状。

于此，如图1B所示，一个像素结构的等效电路是以2T1C的电路为例，并包含一控制晶体管T1、一驱动晶体管T2、一储存电容CS与一发光元件12。其中，控制晶体管T1的栅极连接一条扫描线SL，控制晶体管T1的第一端连接一数据线DL，控制晶体管T1的第二端连接驱动晶体管T2的栅极。驱动晶体管T2的第一端通过一第一电源线C1连接至一第一电源VDD，而储存电容CS的两端分别连接于驱动晶体管T2的栅极与驱动晶体管T2的第一端，而驱动晶体管T2的第二端连接发光元件12的阳极，且发光元件12的阴极通过一第二电源线C2连接至第二电源VSS。在本实施例中，触控电容CT即为使用者碰触发光二极管触控显示装置1时，触控感测电极所产生的自电容(Self Capacitance)变化。在本实施例中，控制晶体管T1与驱动晶体管T2是分别以PMOS晶体管为例，当然，在不同的实施例中，控制晶体管T1与驱动晶体管T2亦可分别为NMOS晶体管，并不限定。此外，在不同的实施例中，像素结构的等效电路亦可例如为4T2C、或5T1C、6T1C、7T2C、或其他，亦不限定。

另外，于图1A中显示了一个像素结构中，薄膜晶体管结构112的驱动晶体管T2与发光元件12的结构，图1A并未显示控制晶体管T1与储存电容CS。其中，发光元件12设置于薄膜晶体管结构112上，并具有一第一端点电极121、一第二端点电极122与一发光层123。第一端点电极121与驱动晶体管T2的第二端电连接，且发光层123夹置于第一端点电极121与第二端点电极122之间。于此，发光元件12为一有机发光二极管(OLED)或一发光二极管(LED)，且当其顺向偏压时，发光元件12可发出光线。

另外，除了驱动晶体管T2之外，薄膜晶体管结构112更包括一缓冲层B、一第一介电层ILD1、一第二介电层ILD2及一平坦化层PLN。

缓冲层B设置于基板111上，而驱动晶体管T2设置于缓冲层B之上。其中，驱动晶体管T2包含一栅极G、一栅极绝缘层GI、一通道层A、一第一电极E1及一第二电极E2。于此，驱动晶体管T2是以上栅极(Top-gate)型薄膜晶体管为例。在不同的实施例中，驱动晶体管T2亦可为下栅极(Bottom-gate)型薄膜晶体管，并不限制。

栅极绝缘层GI设置于缓冲层B上，而通道层A相对栅极G位置设置于栅极绝缘层GI上。本实施例的栅极绝缘层GI设置并包覆通道层A。栅极绝缘层GI的材质例如为硅氧化合物，或无机材质例如为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质的多层结构。另外，在实施上，通道层A例如可包含一低温多晶硅(low temperature poly-silicon,LTPS)、非晶硅、或金属氧化物。其中，前述的金属氧化物，例如但不限于氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)。

第一电极E1与第二电极E2分别设置于通道层A上，且第一电极E1和第二电极E2的一端分别与通道层A接触。于驱动晶体管T2的通道层A未导通时，第一电极E1和第二电极E2电性分离。第一电极E1与第二电极E2的材质可为金属(例如铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。第一电极E1与第二电极E2亦可为透明导电层(例如ITO、IZO、或ITZO、…)。此外，部分用以传输驱动信号的导线，可以使用与第一电极E1与第二电极E2同层且同一工艺的结构，例如数据线(图1A未显示)。

栅极G设置于栅极绝缘层GI上，并与通道层A相对而设。于此，栅极G位于通道层A之上。栅极G的材质可为金属(例如为铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。栅极G亦可为透明电极层(例如ITO、IZO、或ITZO、…)。部分用以传输驱动信号的导线，可以使用与栅极G同层且同一工艺的结构，彼此电性相连，例如扫描线(图1A未显示)。另外，第一介电层ILD1覆盖栅极绝缘层GI与栅极G，且第二介电层ILD2覆盖于第一介电层ILD1上。

另外，本实施例的第一电极E1与第二电极E2是分别通过栅极绝缘层GI、第一介电层ILD1与第二介电层ILD2的一穿孔(未标示)而与通道层A接触。在不同的实施例中，第一电极E1与第二电极E2的一端也可分别自一刻蚀阻挡(etch stop)层的开口而与通道层A接触，并不限定。

平坦化层PLN设置并覆盖于第二介电层ILD2上，而第一端点电极121设置于平坦化层PLN上，且通过平坦化层PLN的一穿孔(图未标示)而与第二电极E2连接。另外，像素定义层PDL设置于第一端点电极121上，并填入平坦化层PLN的穿孔，而发光层123与第二端点电极122依序叠设于第一端点电极121上，且第二端点电极122覆盖于像素定义层PDL上。在本实施例中，第一端点电极121例如为发光元件12的阳极，而第二端点电极122例如为发光元件12的阴极。不过，在不同的实施例中，第一端点电极121亦可为阴极，且第二端点电极122可为阳极，本发明并不限定。

第一端点电极121与第二端点电极122的材质例如可为ITO、IZO、AZO、CTO、SnO₂、ZnO、ITO/Ag/ITO、或镁合金等，并不限定。在一些实施例中，当发光二极管触控显示装置1为向上发光时，则第一端点电极121可为不透光的金属材质，且第二端点电极122可为透光材质；当发光二极管触控显示装置1为向下发光时，则第一端点电极121可为透光材质，且第二端点电极122可为不透光的金属材质。

另外，保护基材CM与基板111相对而设，且薄膜晶体管结构112与发光元件12夹置于保护基材CM与基板111之间。其中，保护基材CM可为硬板或软板，硬板例如为玻璃，而软板例如为可挠性的软性基板。另外，保护层BP为一绝缘层，并设置且覆盖于第二端点电极122上，且走线C是设置于保护层BP上，并穿过保护层BP的一穿孔H，而与第二端点电极122连接。于此，走线C是位于第二端点电极122的上侧，在不同的实施例中，走线C亦可位于第二端点电极122的下侧，或位于第一端点电极121的上侧或下侧，并不限定。此外，一框胶(未显示)将可挠层FL封闭于保护基材CM与保护层BP之间。框胶例如为UV胶、玻璃胶(frit)，而可挠层FL例如为一空气层，例如包含氮气或惰性气体、一可挠性材料层，例如但不限于光学胶(OCA/LOCA)、光学透明树脂(OCR)、光学弹性树脂(SVR)、硅胶、或聚亚酰胺(Polyimide,PI)，或为一无机复合层(inorganic/organic/inorganic)。于本发明中，可挠层FL可因按压而形变并具回复力即可，亦不限定。

因此，当发光二极管触控显示装置1的该些扫描线SL分别接收扫描信号而分别导通控制晶体管T1时，对应的该些数据线DL可分别接收数据信号以对储存电容CS充电，使储存电容CS的储存电压可控制驱动晶体管T2导电，使得第一电源VDD(例如+5V)与第二电源VSS(例如0V)使各像素结构的发光元件12为正向偏压而发光，使发光二极管触控显示装置1可显示影像画面。

为了节省触控面板的工艺，并使用较少的零组件，可以将第一端点电极121或第二端点电极122作为发光二极管触控显示装置1的一触控感测电极。本实施例是以第二端点电极122作为发光二极管触控显示装置1的触控感测电极为例，以感测使用者的碰触动作，使发光二极管触控显示装置1为一内嵌式(In-cell)发光二极管触控显示装置，并利用自电容变化的触控控制方式。因此，在本实施例中，可使控制触控功能的电路与控制显示功能的电路整合于相同的控制集成电路(IC)中，藉此减少触控面板的工艺与材料，以及控制IC的成本。其中，上述的触控感测电极(即第二端点电极122)可感测二个方向(第一方向X与第二方向Y，X-Y平面)的触控功能。

请先参照图1D所示，是以发光元件12的第二端点电极122(阴极)为触控感测电极。于此，可将第二端点电极122制作成图案化的电极图案，以成为感测用的电极垫。在本实施例中，发光二极管触控显示装置1的触控感测电极包含多个电极垫P，各个电极垫P分别与至少一条走线C电连接。本实施例的走线C可分别在显示期间提供第二电源VSS，并在(触控)感测期间分别提供驱动(感测)信号给触控感测电极的该些电极垫P。其中，该些电极垫P可配置成二维阵列的排列，且每一个电极垫P可对应一个或多个像素结构(对应一个或多个发光元件12)，并不限定。在不同的实施例中，若将发光元件12的第一端点电极121(阳极)当成触控感测电极时，每个发光元件12的第二端点电极122本身即为图案化，因此，一个电极垫P可对应于一个像素结构。

在图1D中，每一个电极垫P通过3个穿孔H(对应于图1A的穿孔H)而与走线C电连接(亦即走线C通过3个穿孔H与触控感测电极(第二端点电极122)的电极垫P电连接)。因此，当手指碰触到保护基材CM而使电极垫P感应到的电容值改变时，可通过走线C将电信号传输至控制IC，以得知碰触的位置而产生对应的控制动作。

另外，在本实施例中，驱动发光二极管触控显示装置1的模式可包含一全时驱动模式与一分时驱动模式。于全时驱动模式时，触控感测电极(第二端点电极122)可于图框时间FT内给予多个例如脉冲(Pulse)的驱动信号TP，藉此取得触控电容CT的电容变化的触控信号。另外，在分时驱动的模式中，如图1C所示，发光二极管触控显示装置1的每一图框时间FT可包含一显示期间DT与一感测期间ST。其中，显示期间DT即为传送扫描信号SN给扫描线SL，并传送数据信号DN给数据线DL，以显示画面的时间。感测期间ST即为传送驱动信号TP(本实施例的驱动信号TP就是第二电源VSS的信号)给触控感测电极，以感测使用者触控的时间。

于分时驱动模式的感测期间ST时，较佳的情况下是，至少一个第一脉冲信号PL1(即驱动信号TP)传送至触控感测电极，至少一个第二脉冲信号PL2传送至第一电源线C1或第二电源线C2，而且第一脉冲信号PL1与第二脉冲信号PL2对应相同。于此，“对应相同”是表示，第一脉冲信号PL1与第二脉冲信号PL2于同一个时间传送，且其脉冲大小(电压差)也相同。本实施例是以传送至触控感测电极的第一脉冲信号PL1(即驱动信号TP)与通过第一电源线C1传送的第一电源VDD的第二脉冲信号PL2对应相同。

换言之，即第一电源VDD的信号跟随传送给触控感测电极的驱动信号TP的变化。其原因在于，若只对触控感测电极传送驱动信号TP(第一脉冲信号PL1)，则会改变流过发光元件12的电流，进而影响其发光效果。因此，必须使第一电源VDD的第二脉冲信号PL2与传送至触控感测电极的第一脉冲信号PL1的波形对应相同，藉此降低流过发光元件12的电流改变所造成的后果，使传送至触控感测电极的驱动信号TP不会影响发光元件12的发光效果；更佳者，于感测期间ST时，传送至扫描线SL的扫描信号SN的信号波形与传送至数据线DL的数据信号DN的信号波形更与驱动信号TP(第二电源VSS)、第一电源VDD的信号波形对应相同，以更进一步避免触控感测电极的负载过大而影响发光二极管触控显示装置的触控品质。

另外，在一些实施例中，也可于感测期间ST时，控制驱动晶体管T2为截止状态，使发光元件12不发光，这样做，在感测期间ST传送的驱动信号TP就不会影响发光元件12的发光。具体来说，可于感测期间ST时，施加于第一电源线C1上的电压(即第一电源VDD)小于施加于第二电源线C2上的电压(即第二电源VSS)。例如使第一电源线C1直接接地，使第一电源VDD的电压为0伏特，进而使发光元件12非正向偏压，或进一步为逆向偏压而不发光，以避免影响发光元件12的发光效果。或者，将第一电源线C1浮接(Floating)亦可，本发明均不限制。在一些实施例中，亦可于驱动晶体管T2的第二端串联一开关晶体管，来控制发光元件12的发光。

不过，为了补偿发光元件12于感测期间ST不发光，在一些实施例中，可于显示期间DT时以过驱动(Overdrive)方式驱动发光元件12发光(提高其跨压)，使发光元件12的亮度较高，通过过驱动方式来补偿发光元件12于感测期间ST不发光的情况，使一个图框时间FT的亮度平均值与一整个图框全部点亮时的亮度平均值相同，进而不影响到整体的显示效果。

此外，再说明的是，不管是全时驱动模式或分时驱动模式，在已知技术中，应用于制作主动式发光二极管触控显示装置1的薄膜晶体管中，因驱动晶体管可能因为工艺、材料…或元件特性不同等因素而可能造成晶体管的临界电压(threshold voltage,Vth)的偏移(shift)，间接使得相同的数据电压驱动下，每一个像素结构的发光二极管的驱动电流会有些微差异而造成发光二极管触控显示装置1的显示画面亮度不均匀的现象(例如产生Mura)。为了改善上述现象，在一些实施例中，亦可通过一像素补偿电路，以补偿驱动晶体管的临界电压(Vth)的偏移所造成的画面亮度不均的现象。

请分别参照图2A至图2C所示，其分别为本发明不同实施例的发光二极管触控显示装置1a～1c的部分剖视示意图。

如图2A所示，与图1A主要的不同在于，在图2A的发光二极管触控显示装置1a中不具有保护层BP，而走线C与第一端点电极121使用相同的工艺与材料，且穿孔H是位于像素定义层PDL，使得第二端点电极122的材料可填入穿孔H而与位于第二端点电极122下侧的走线C电连接。

另外，如图2B所示，与图1A主要的不同在于，在图2B的发光二极管触控显示装置1b中也不具有保护层BP，而走线C与第一电极E1或第二电极E2使用相同的工艺与材料而设置于第二介电层ILD2上，且穿孔H是位于像素定义层PDL与平坦化层PLN上，使得第二端点电极122的材料可填入穿孔H而与位于第二介电层ILD2上的走线C电连接。

另外，如图2C所示，与图2B主要的不同在于，在图2C的发光二极管触控显示装置1c中，利用与第一端点电极121相同的材料填入平坦化层PLN的穿孔H1，且利用第二端点电极122的材料填入像素定义层PDL的穿孔H2并电连接穿孔H1内的材料，使得第二端点电极122通过穿孔H1、H2而连接走线C。在一些实施例中，穿孔H1与H2可错位而不重叠。

此外，发光二极管触控显示装置1a～1c的其他技术特征与驱动、控制方式可参照发光二极管触控显示装置1的相同元件，不再赘述。

请参照图3所示，其为本发明另一实施例的发光二极管触控显示装置1d的部分剖视示意图。

与图1A的发光二极管触控显示装置1主要的不同在于，本实施例的发光二极管触控显示装置1d除了具有发光二极管触控显示装置1的所有元件、结构、驱动控制方式之外，更包括一参考电极14，参考电极14与触控感测电极(即第二端点电极122)的该些电极垫对应设置。

在一些实施例中，参考电极14可如图4A至图4C的图案化电极，或者，参考电极14亦可不是图案化，而是一整面的电极，并不限定。参考电极14可设置于保护基材CM的上侧表面或下侧表面；或者利用显示装置本身的金属框(Metal frame)或金属膜(Metal film)当成参考电极14，其材料可为透光(例如ITO)或不透光(金属、金属膜层)，并不限定。在本实施例中，参考电极14是设置于保护基材CM的下侧表面，且其材料是以透明导电材料为例。通过可挠层FL夹置于参考电极14与触控感测电极(即第二端点电极122)之间可形成一感测电容，以感测一第三方向Z的按压。其中，第三方向Z分别垂直第一方向X与第二方向Y(XY平面)。

因此，于上述中，触控感测电极(即第二端点电极122)可感测二个方向(XY平面)的触控动作，而参考电极14可分别与该些电极垫P形成感测第三方向Z的多个感测电容。

请分别参照图5A与图5B所示，其分别为不同实施态样的触控感测电极与参考电极的俯视示意图。

在一些实施例中，如图5A所示，是利用如图1D的该些电极垫P来感测三个方向的触控信号。换言之，感测三个方向的触控信号同样通过该些电极垫P来实现，亦即通过控制IC将感测第三方向Z的触控功能与感测第一方向X、第二方向Y的触控功能整合在一起。

或者，在一些实施例中，如图5B所示，一部分的电极垫P1用以感测第一方向X与第二方向Y(XY平面)的触控信号，而另一部分的电极垫P2用以感测第三方向Z的触控信号。于此，用以感测XY平面的触控信号的电极垫P1大致呈矩形，而用以感测第三方向Z的触控信号的电极垫P2则呈长条形，然电极垫的形状可依照设计需求做变化，并不以实施例所揭露的形状为限。电极垫P1、P2亦通过至少一条走线C连接至控制用的IC，使得图5B的走线C的数量较图5A的多。换言之，感测XY平面的触控信号通过大致呈矩形的该些电极垫P1来实现，但感测第三方向Z的触控信号是通过其他大致呈长条形的另一些电极垫P2来实现，亦即通过控制IC将感测第三方向Z的触控功能与感测第一方向X、第二方向Y的触控功能分开。另外，呈长条形的电极垫P2是位于两个相邻电极垫P1之间。

此外，发光二极管触控显示装置1d的其他技术特征与驱动、控制方式可参照上述的发光二极管触控显示装置1，不再赘述。

以下，请分别参照图6A至图6D所示，其中，图6A为发光二极管触控显示装置1d于无触控时的控制电路示意图，图6B为发光二极管触控显示装置1d于有第一方向X与第二方向Y(XY平面)的触控时的控制电路示意图，图6C为发光二极管触控显示装置1d同时具有三个方向(方向XYZ)的触控时的控制电路示意图，而图6D为输出的触控信号(Vout)的波形示意图。

如图6A所示，在无触控下的电容信号可如下：

另外，如图6B所示，在XY平面(二维)有触控下的电容信号如下：

另外，如图6C所示，在XY平面与Z方向上(三维)同时有触控下的电容信号如下：

其中，Ctp为感测二维触控的感测电极的自有电容，Cp为感测三维触控的感测电极的自有电容，Cf为例如手指接触后所产生的(触控)电容。

另外，如图6D所示，例如，100单位为XY平面触控的触摸门槛值(Touchthreshold)，250单位为同时有XYZ方向(三维)触控的触摸门槛值，这两个触摸门槛值皆大于无触控时的背景值(60)。由图6D中可得知，在时间t1检测到有XY平面的碰触，而在时间t2时更检测到有第三方向Z的碰触，而且三维方向碰触时输出的触控信号(Vout)值大于只有XY平面的触控信号值。通过触控信号(Vout)的值，控制电路可区别是XY平面的碰触或是XYZ方向的碰触，藉此产生对应的控制动作。

在此再补充说明的是，在一些实施例中，保护基材CM的厚度一般较厚，例如为0.5mm，而可挠层FL的厚度相对较薄，例如为100微米或以下，由于保护基材CM的厚度远大于可挠层FL的厚度，因此，于第三方向Z的碰触、按压中，参考电极14与该些电极垫P之间的电容变化量远大于手指与电极垫P之间的电容变化量，因此可忽略手指所造成的电容变化。

另外，请分别参照图7A至图7E所示，其中，图7A、图7C、图7D与图7E分别为本发明不同实施例的发光二极管触控显示装置1e～1h的部分剖视示意图，而图7B为图7A的发光二极管触控显示装置1e的一个像素结构的等效电路图。

如图7A所示，发光二极管触控显示装置1e与图2A的发光二极管触控显示装置1a主要的不同在于，发光二极管触控显示装置1e并不将第二端点电极122作为触控感测电极，而是另外再设置一层触控感测电极13在薄膜晶体管结构112内。其中，触控感测电极13可设置于第二端点电极122之上或设置于第一端点电极121与基板111之间，并与第一端点电极121或第二端点电极122对应设置。本实施例的触控感测电极13是设置于基板111上，并位于缓冲层B与基板111之间，以与第二端点电极122对应设置。另外，一保护层BP1覆盖在触控感测电极13上，而走线C则设置于保护层BP1上，并填入保护层BP1上的穿孔而与触控感测电极13连接。另外，另一保护层BP2覆盖于走线C及保护层BP1上，并位于缓冲层B与保护层BP1之间。

触控感测电极13可包含上述实施例的触控感测电极的多个电极垫P，具体技术内容已于上述中详述，不再多作说明。另外，本实施例的发光二极管触控显示装置1e亦包含上述的全时驱动模式与分时驱动模式，具体技术内容亦请参照上述，不再多作说明。

另外，如图7B所示，其为发光二极管触控显示装置1e的一个像素结构的等效电路图。于此，发光元件12的阴极连接至第二电源VSS，且触控电容CT的一端连接至发光元件12的阳极。不过，在不同的实施例中，若将触控感测电极13设置于第二端点电极122之上，则发光元件12的阴极可连接至第二电源VSS，且触控电容CT的一端连接至发光元件12的阴极，并不限制。

在图7B中，于分时驱动模式的感测期间ST时，触控感测电极13可于图框时间FT内给予多个例如脉冲(Pulse)的驱动信号TP。较佳者，于感测期间ST时，传送至扫描线SL与数据线DL的信号波形、第二电源VSS、第一电源VDD的信号波形可与驱动信号TP的信号波形对应相同，避免流经发光元件12的电流改变而影响发光二极管触控显示装置1e的显示效果。

此外，发光二极管触控显示装置1e的其他技术特征与驱动、控制方式可参照上述的发光二极管触控显示装置1，不再赘述。

另外，如图7C所示，与图7A的发光二极管触控显示装置1e主要的不同在于，发光二极管触控显示装置1f只有一层保护层BP。本实施例的走线C设置于基板111上，而保护层BP覆盖于走线C上，且触控感测电极13设置于缓冲层B与保护层BP之间，并通过保护层BP上的穿孔而与走线C电连接。

另外，如图7D所示，与发光二极管触控显示装置1f主要的不同在于，发光二极管触控显示装置1g的触控感测电极13是设置于第二介电层ILD2之上。其中，先将走线C设置于第二介电层ILD2上，再将保护层BP覆盖在走线C上，之后，再将触控感测电极13设置于保护层BP上，并通过保护层BP的穿孔与走线C电连接。此外，平坦化层PLN完全覆盖触控感测电极13与保护层BP。

另外，如图7E所示，与图7A的发光二极管触控显示装置1e主要的不同在于，发光二极管触控显示装置1h更包括一参考电极14，参考电极14与触控感测电极13的该些电极垫P对应设置。在本实施例中，参考电极14是设置于保护基材CM的下侧表面，且其材料是以透明导电材料为例。通过可挠层FL位于于参考电极14与触控感测电极13之间来形成感测电容，以感测第三方向Z的按压。其中，参考电极14的技术特征，及与触控感测电极13的相对关系已于上述图3至图6D及对应内容中详述，不再多作说明。

此外，发光二极管触控显示装置1e～1h的其他技术特征与驱动、控制方式亦可参照上述发光二极管触控显示装置1的说明，于此不再赘述。

综上所述，于本发明的发光二极管触控显示装置中，通过将发光元件的第一端点电极或第二端点电极作为发光二极管触控显示装置的触控感测电极，或将触控感测电极设置于第二端点电极之上或设置于第一端点电极与基板之间，并与第一端点电极或第二端点电极对应设置；或再设置一参考电极，并使参考电极与第一端点电极或第二端点电极对应设置。通过上述的结构，本发明可将触控感测电极的工艺整合于薄膜晶体管的工艺中，并利用自电容触控方式且将控制触控功能的电路与控制显示功能的电路整合于相同的控制集成电路(IC)中，藉此减少外加的触控面板的工艺与控制IC的成本，使得本发明的发光二极管触控显示装置具有工艺简化及零组件较少的优点。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (8)

1.一种发光二极管触控显示装置，其特征在于，包括：

一薄膜晶体管基板，具有一基板与一薄膜晶体管结构，该薄膜晶体管结构设置于该基板上，并包含一驱动晶体管，且该驱动晶体管包含一电极；

一发光元件，设置于该薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，该第一端点电极通过一穿孔与该驱动晶体管的该电极电连接，该发光层夹置于该第一端点电极与该第二端点电极之间；

一触控感测电极，设置于该第二端点电极之上，并与该第一端点电极或该第二端点电极对应设置，该触控感测电极包含多个电极垫；

一像素定义层，设置于该第一端点电极上，并暴露该第一端点电极的一部分；以及

一参考电极，与该触控感测电极的该些电极垫对应设置。

2.如权利要求1所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，该发光二极管触控显示装置的驱动模式包含一全时驱动模式与一分时驱动模式。

3.如权利要求2所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，各该电极垫分别与至少一条走线电连接。

4.如权利要求1所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，更包括：

一可挠层，位于该参考电极与该触控感测电极之间。

5.如权利要求1所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，所述多个电极垫的一部分用以感测一第一方向与一第二方向的触控信号，所述多个电极垫的另一部分用以感测与该第一方向与该第二方向分别垂直的一第三方向的触控信号。

6.一种发光二极管触控显示装置，其特征在于，包括：

一薄膜晶体管基板，具有一基板与一薄膜晶体管结构，该薄膜晶体管结构设置于该基板上，并包含一驱动晶体管，且该驱动晶体管包含一电极；

一发光元件，设置于该薄膜晶体管结构上，并具有一第一端点电极、一发光层与一第二端点电极，该第一端点电极通过一穿孔与该驱动晶体管的该电极电连接，该发光层夹置于该第一端点电极与该第二端点电极之间；

一像素定义层，设置于该第一端点电极上，并暴露该第一端点电极的一部分；

一参考电极，与该第一端点电极或该第二端点电极对应设置；以及

一可挠层，夹置于该参考电极与该第二端点电极之间，

其中，该穿孔与该第一端点电极的该部分不重迭。

7.如权利要求6所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，以该第一端点电极或该第二端点电极作为该发光二极管触控显示装置的一触控感测电极，该触控感测电极包含多个电极垫，各该电极垫分别与至少一条走线电连接。

8.如权利要求7所述的发光二极管触控显示装置，其特征在于，该些电极垫的一部分用以感测一第一方向与一第二方向的触控信号，该些电极垫的另一部分用以感测与该第一方向与该第二方向分别垂直的一第三方向的触控信号。

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