CN108735780B - 有机发光二极管触控显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种有机发光二极管触控显示设备包括一TFT基板及一触控电极层。TFT基板具有一表面，其上形成有多个开关装置、多个第二触控走线及多个导电垫。各开关装置具有多个触控TFT开关。触控电极层包括多个第一触控走线，及多个触控感应电极，区分成多个群组，各具有至少一触控感应电极，且各群组是对应于导电垫之一。触控感应电极是一对一地对应于第一触控走线。各触控感应电极是连接至对应的第一触控走线。各第一触控走线是连接至对应的开关装置的一触控TFT开关，且各开关装置是连接至一第二触控走线及对应的导电垫。

Description

有机发光二极管触控显示设备
技术领域
本发明涉及触控显示面板，特别涉及有机发光二极管(OLED)触控显示设备。
背景技术
近来，面板显示工业迅速发展，许多产品也制造成追求轻、薄、小及高画质，以发展多种面板显示器，进而取代传统阴极射线管(CRT)显示器。面板显示器包括液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示器、场发射显示(FED)及真空荧光显示器(VFD)。
在这几种面板显示器中，有机发光二极管(OLED)显示技术具有极大潜力。OLED显示器不只具备LCD显示器的优点，包括薄、省电及全彩显示，更具备优于LCD的特征，包括广视角、自发光及快速反应。
现代消费性电子设备通常具备触控面板作为输入设备使用。随着智能手机的广泛使用，多点触控技术愈来愈重要。广义来说，多点触控是由投影式电容触控技术所实现。
随着触控感测分辨率增加，触控感应电极的数目及连接至触控感应电极的对应走线的数目也大幅增加。通常，触控感应电极是由走线而连接至触控控制电路。针对大量走线，在触控感应电极及触控控制电路之间难以规划大量走线。再者，走线的布局可能占据大量面积，导致减少显示面积，并降低显示质量。
因此，需提供一种改良的触控装置以减少和/或消除上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机发光二极管触控显示设备，相较于先前技术，可大幅减少走线的数目，明显节省布局面积，并减少制造成本。
为了达成上述目的，在此提供一种有机发光二极管触控显示设备，包括：一薄膜晶体管基板、一共同电压电极层、一有机发光二极管层、一封装层及至少一触控电极层。薄膜晶体管基板具有一表面，其上形成有多个开关装置、多个第二触控走线、多个导电垫、多个显示薄膜晶体管、多个显示像素电极、多个栅极线及多个资料线。各开关装置包括多个触控TFT 开关。共同电压电极层包括至少一共同电压电极。有机发光二极管层是设置在薄膜晶体管基板及共同电压电极层之间。封装层是设置于共同电压电极层背向有机发光二极管层的一侧。至少一触控电极层是设置于共同电压电极层背向有机发光二极管层的一侧，且包括多个第一触控走线，及多个触控感应电极，区分成多个群组，各具有至少一触控感应电极，且各群组是对应于导电垫之一。触控感应电极是一对一地对应于第一触控走线，且各触控感应电极是连接至对应的第一触控走线，而任意两个触控感应电极彼此不连接。各第一触控走线是连接至对应的开关装置的一触控薄膜晶体管开关，且各开关装置是连接至对应的一第二触控走线及一导电垫。
附图说明
图1是根据本揭露的OLED触控显示设备的第一示意叠层图；
图2是根据本揭露的OLED触控显示设备的示意图；
图3是根据本揭露的OLED触控显示设备的第二示意叠层图；
图4是根据本揭露的OLED触控显示设备的第三示意叠层图；
图5是根据本揭露的OLED触控显示设备的第四示意叠层图；
图6是根据本揭露的OLED触控显示设备的第五示意叠层图；
图7是根据本揭露的OLED触控显示设备的第六示意叠层图；
图8是根据本揭露的OLED触控显示设备的第七示意叠层图；
图9是根据本揭露的OLED触控显示设备的另一示意图；
图10是根据本揭露的OLED触控显示设备的再一示意图；
图11是根据本揭露的OLED触控显示设备的第八示意叠层图；
图12是根据本揭露的黑矩阵层及金属网格触控感应电极层的示意图；
图13是根据本揭露的OLED触控显示设备的第九示意叠层图；
图14是根据本揭露的OLED触控显示设备的第十示意叠层图；
图15是根据本揭露的OLED触控显示设备的第十一示意叠层图；及
图16是示意地显示根据本揭露的OLED触控显示设备，其具有触控感应电极，是由专用触控电源所供电。
【符号说明】
100 OLED触控显示设备
110 薄膜晶体管(TFT)基板
111 开关装置
1111 触控TFT开关
112 第二触控走线
113 导电垫
114 显示薄膜晶体管
1141 栅极线
1143 资料线
115 显示像素电极
120 OLED层
121 电洞传输层
123 发光层
125 电子传输层
130 共同电压电极层
140 封装层
150 触控电极层
151 触控感应电极
1511 (选定的)触控感应电极
153 第一触控走线
160 触控保护层
170 集成电路(IC)软板170
180 彩色滤光层
190 绝缘层
200 第二触控电极层
203 第三触控走线
210 触控控制电路
211 触控激励信号
213 触控感应信号
220 显示控制电路
310 导孔
410 导电柱
710 导孔
1100 OLED触控显示设备
1110 金属网格触控感应电极层
1120 黑矩阵层
1130 上基板
1210 不透明线
1220 金属网格电极
1221 网格线
1300 OLED触控显示设备
1310 黑矩阵层
1311 不透明线
1320 绝缘层
1400 OLED触控显示设备
1410 第二触控感应电极层
1420 绝缘层
1500 OLED触控显示设备
1510 透明触控感应电极层
1511 触控感应电极
1610 专用触控电源
1620 触控激励信号产生器
1630 第一放大器
1640 第二放大器
1650 专用显示电源
1661 第一开关
1662 第二开关
1663 第三开关
1664 阻抗元件
1665 高阻抗元件
Gdisp 接地
XE01～XE05 触控感应电极
XE1～XE5 触控感应电极
YE01～YE05 触控感应电极
YE1～YE5 触控感应电极
具体实施方式
本发明是关于一种有机发光二极管(OLED)触控显示设备。图1是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第一示意叠层图。如图所示， OLED触控显示设备100包括一薄膜晶体管(TFT)基板110、一OLED 层120、一共同电压电极层130、一封装层140、至少一触控电极层150 及一触控保护层160。
TFT基板110具有一表面，其上形成有多个开关装置111、多个第二触控走线112、多个导电垫113、多个显示薄膜晶体管114、多个显示像素电极115、多个栅极线(图未显示)及多个数据线(图未显示)。TFT基板 110的材料可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三乙酰纤维素(TAC)及玻璃所组成的群组。
共同电压电极层130包括至少一共同电压电极。在此例子中，共同电压电极层130是阳极共同电压电极层。在另一例子中，共同电压电极层130 是阴极共同电压电极层。
OLED层120是设置在TFT基板110及共同电压电极层130之间。封装层140是设置于共同电压电极层130背向OLED层120的一侧。封装层 140的材料可为热固性树脂或UV固化树脂。
至少一触控电极层150是设置于共同电压电极层130背向OLED层 120的一侧，并包括多个第一触控走线153及多个触控感应电极151。触控感应电极151是区分成多个群组，各具有至少一触控感应电极，且各群组是对应于导电垫113之一。触控感应电极151各是透明导电电极。
触控保护层160是设置于至少一触控电极层150背向OLED层120的一侧，其中，触控保护层160是基板或硬化涂布层。
图2是根据本揭露的OLED触控显示设备100的示意图。如图2所示， OLED触控显示设备100更包括触控控制电路210及显示控制电路220。如图所示，各开关装置111包括多个触控TFT开关1111。存在有M个开关装置111，且各开关装置111包括N个触控TFT开关1111，其中，M及 N各是正整数。在此例子中，M等于4，而N等于5。值得注意的是，在此使用的M及N的数值只是为了示范，并非为了限制本案的权利范围。
触控控制电路210可焊接于集成电路(IC)软板170，它是电性连接至导电垫113。触控控制电路210可由软扁平电缆而电性连接至导电垫113。
触控控制电路210是电性连接至N个导电垫113，以控制开关装置111 的触控TFT开关1111是要导通或断开，以便选择特定触控感应电极151 来连接至对应的导电垫113。在此例子中，触控控制电路210是电性连接至M(＝4)个导电垫113，以传送触控激励信号，并接收触控感应信号，及N(＝5)个导电垫113，以控制开关装置111。
在图2中，触控控制电路210由五个导电垫113而输出控制信号，以控制各开关装置111的五个触控TFT开关1111是要导通或断开。如图所示，各开关装置111的最右边的触控TFT开关1111为导通。
触控感应电极151是一对一地对应于第一触控走线153，而各触控感应电极113是连接至对应的第一触控走线153，然而，任意两个触控感应电极151彼此不连接。各第一触控走线153是连接至对应的一开关装置111 的一触控TFT开关1111，而各开关装置111是连接至对应的一第二触控走线112及一导电垫113。
如图所示，触控感应电极1511是由第一触控走线153而连接至开关装置111的对应的触控TFT开关1111。由于对应的触控TFT开关1111导通，触控感应电极1511是由第二触控走线112及导电垫113而电性连接至触控控制电路210。
触控控制电路210输出触控激励信号211至选定的触控感应电极1511，或自选定的触控感应电极1511接收触控感应信号213，以便执行触控侦测操作。
显示控制电路220依序输出扫描信号至一栅极线，输出数据信号至一数据线，并输出零电压信号、负电压信号或正电压信号至共同电压电极层 130，以执行显示操作。
在先前技术中，需要在触控感应电极及触控控制电路之间规划M×N (＝20)个走线。相较于此，根据上述说明，本发明只需要M+N(＝9)个走线来连接触控感应电极151及触控控制电路210。随着触控分辨率增加，其可大幅减少走线的数目，因此明显节省布局面积，并减少制造成本。
图3是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第二示意叠层图。图 1及图3的差异在于：在图1中，第一触控走线153是沿着封装层140的边缘而连接至触控开关装置111的TFT开关1111，而在图3中，第一触控走线153是由在封装层140中的导孔(vias)310而连接至触控开关装置 111的TFT开关1111。
图4是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第三示意叠层图。图 1及图4的差异在于：在图1中，第一触控走线153是沿着封装层140的边缘而连接至触控开关装置111的TFT开关1111，而在图4中，第一触控走线153是沿着封装层140的边缘，由导电柱410而连接至触控开关装置 111的TFT开关1111。各导电柱410是由导电金属材料所形成，其是选自铬、钡、铝、银、铜、钛、镍、钽、钴、钨、镁、钙、钾、锂、铟及其等合金所组成的群组。
图5是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第四示意叠层图。图 5相似于图1，但是存在有一彩色滤光层180设置在至少一触控电极层150 及触控保护层160之间。
图6是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第五示意叠层图。图 6相似于图3，但是存在有一彩色滤光层180设置在至少一触控电极层150 及触控保护层160之间。
图7是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第六示意叠层图。图 7相似于图3，但是在图7中，OLED触控显示设备100更包括一绝缘层 190及一第二触控电极层200。
第二触控电极层200是设置于触控保护层160面向OLED层120的一侧，且包括多个第三触控走线203及多个触控感应电极201。触控感应电极201可由在绝缘层190中的第三触控走线203及导孔710而连接至第一触控走线153。接着，透过使用第一触控走线153、导孔310、开关装置 111、第二触控走线112及导电垫113，触控感应电极201可连接至触控控制电路210。在图7中的OLED触控显示设备100具有两个触控层，以执行触控侦测。
绝缘层190是设置于第二触控电极层200面向OLED层120的一侧。
图8是根据本揭露的OLED触控显示设备100的第七示意叠层图。图 8相似于图7，但是在图8中，OLED触控显示设备100更包括彩色滤光层180，设置在第二触控电极层200及触控保护层160之间。
图9是根据本揭露的OLED触控显示设备100的另一示意图。如图9 所示，至少一触控电极层150包括多个触控感应电极151，区分成触控感应电极YE01、YE02、…、YE05，其沿着第一方向(X轴方向)设置，及触控感应电极XE01、XE02、…、XE05，其沿着第二方向(Y轴方向)设置。触控感应电极YE01是由第一触控搭桥910而连接至相邻触控感应电极YE01。沿着第一方向(X轴方向)的条状触控感测线是由连接的触控感应电极YE01所形成。触控感应电极XE01是由第二触控搭桥920而连接至相邻触控感应电极XE01。沿着第二方向(Y轴方向)的条状触控感测线是由连接的触控感应电极XE01所形成。
在先前技术中，需要在触控感应电极及触控控制电路之间规划10个走线。在本案中，只需要M+N(＝2+5＝7)个走线来连接触控感应电极151 及触控控制电路210。OLED触控显示设备100可只具有一触控电极层150，以使用沿着第一方向(X轴方向)及第二方向(Y轴方向)的条状触控感测线而执行自电容触控侦测或互电容触控侦测。
图10是根据本揭露的OLED触控显示设备100的再一示意图。如图 10所示，参考图7及图8，至少一触控电极层150包括多个触控感应电极 151，各具有条状线形状，区分成第一触控感应电极XE1、XE2、…、XE5，其沿着第一方向(X轴方向)设置，及第二触控感应电极YE1、YE2、…、 YE5，其沿着第二方向(Y轴方向)设置。
在先前技术中，需要在触控感应电极及触控控制电路之间规划10个走线。在本案中，只需要M+N(＝2+5＝7)个走线来连接触控感应电极151 及触控控制电路210。OLED触控显示设备100可具有触控电极层150及第二触控电极层200，以使用沿着第一方向及第二方向的触控感应电极 XE1、XE2、…、XE5及YE1、YE2、…、YE5而执行自电容触控侦测或互电容触控侦测。
图11是根据本揭露的OLED触控显示设备1100的第八示意叠层图。如图所示，OLED触控显示设备1100包括一薄膜晶体管(TFT)基板110、一OLED层120、一共同电压电极层130、一封装层140、一彩色滤光层 180、一金属网格触控感应电极层1110、一黑矩阵层1120及一上基板1130。
TFT基板110具有一表面，其上形成有多个显示薄膜晶体管114、多个显示像素电极115、多个栅极线1141及多个资料线1143，还有多个开关装置、多个第二触控走线及多个导电垫是以元件符号111、112及113 显示在图1中。TFT基板110的材料可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三乙酰纤维素(TAC)及玻璃所组成的群组。
OLED层120包括电洞传输层121、发光层123及电子传输层125。 OLED层120较佳是发出白光，而彩色滤光层180是用于自白光过滤出红、蓝及绿的原色。
黑矩阵层1120是设置于上基板1130面向OLED层120的一侧。图12 是根据本揭露的黑矩阵层1120及金属网格触控感应电极层1110的示意图。如图所示，黑矩阵层1120包括多个不透明线1210，具有黑色而不透光的绝缘材料。黑色绝缘材料的不透明线1210是设置成棋盘图案。黑色绝缘材料的不透明线1210的位置是对应于栅极线1141及数据线1143的相同位置。因此，用户无法发现栅极线1141及数据线1143的存在。
金属网格触控感应电极层1110是设置于黑矩阵层1120面向OLED层 120的一侧。金属网格触控感应电极层1110包括多个触控感应电极，其中，各触控感应电极是由网格线1221所形成的金属网格电极1220。金属网格电极1220的网格线1221是设置于对应于黑矩阵层1120的不透明线1210 的位置。金属网格电极1220可由第一触控走线153而连接至触控控制电路210。
网格线1221是由导电金属材料所形成，其是选自铬、钡、铝、银、铜、钛、镍、钽、钴、钨、镁、钙、钾、锂、铟及其等合金所组成的群组。
图13是根据本揭露的OLED触控显示设备1300的第九示意叠层图。如图所示，OLED触控显示设备1300更包括黑矩阵层1310及绝缘层1320。黑矩阵层1310是设置于上基板1130面向OLED层120的一侧。黑矩阵层 1310包括多个不透明线，具有黑色导电材料。在黑矩阵层1310中的黑色导电材料的不透明线1311的位置是对应于栅极线1141及数据线1143的相同位置。对应于金属网格触控感应电极层1110，黑色导电材料的不透明线1311可形成第二触控感应电极层。
图14是根据本揭露的OLED触控显示设备1400的第十示意叠层图，相较于图11，OLED触控显示设备1400更包括第二触控感应电极层1410 及绝缘层1420。第二触控感应电极层1410是设置于黑矩阵层1120相反于 OLED层120的一侧。绝缘层1420是设置于第二触控感应电极层1410相反于OLED层120的一侧。
图15是根据本揭露的OLED触控显示设备1500的第十一叠层图。相较于图11，OLED触控显示设备1500包括透明触控感应电极层1510，设置在封装层140及彩色滤光层180之间。透明触控感应电极层1510包括多个触控感应电极1511，而各触控感应电极1511是透明导电电极。
图16是示意地显示根据本揭露的OLED触控显示设备100，其具有触控感应电极151，是由专用触控电源所供电。如图16所示，触控控制电路210包括一专用触控电源1610、一触控激励信号产生器1620、一第一放大器1630及一第二放大器1640。显示控制电路220包括一专用显示电源1650。
专用触控电源1610提供电源至触控激励信号产生器1620、第一放大器1630及第二放大器1640，以执行触控侦测。触控激励信号产生器1620 产生触控激励信号211，由第一放大器1630所放大，并施加于选定的触控感应电极151。触控控制电路210自选定的触控感应电极1511接收触控感应信号213。接收到的触控感应信号213是由第二放大器1640所放大，并施加于另一触控感应电极151。另一触控感应电极151的电压位准可相同于选定的触控感应电极1511的电压位准，使在另一触控感应电极151及选定的触控感应电极1511之间的电容变成零，而可增加选定的触控感应电极1511的触控侦测准确性。
在另一例子中，第二放大器1640可连接至第三开关1663及阻抗元件 1664。另一触控感应电极151的信号相位可相同于选定的触控感应电极 1511的信号相位，使在另一触控感应电极151及选定的触控感应电极1511 之间的电容可减少，也可增加选定的触控感应电极1511的触控侦测的准确性。
在触控控制电路210及显示控制电路220之间设置有一第一开关1161 及一第二开关1162，各第一开关1661及第二开关1662可切换其两端是要连接或断开。或者，第一开关1661可包括高阻抗元件1665，连接至第一开关1661的两端。
显示控制电路220的专用显示电源1650具有第一接地端，表示成第一接地(Gdisp)。在本揭露的一例子中，共同电压电极层130、显示薄膜晶体管114、栅极线1141及资料线1143是由专用显示电源1650所供电。
显示控制电路220是连接至共同电极层130、显示薄膜晶体管114、栅极线1141及资料线1143等，以控制显示单元来显示影像。
在执行触控侦测时，第一开关1661及第二开关1662断开，因此，没有电流回路存在触控控制电路210及显示控制电路220之间。
如前所述，已知在先前技术中，在触控感应电极及触控控制电路之间需要规划大量走线，而在本案中，只需要M+N(＝9)个走线以连接触控感应电极151及触控控制电路210。随着触控分辨率增加，其可大幅减少走线的数目，明显节省布局面积，并减少制造成本。再者，触控控制电路 210的接脚数目也可减少。因此，可选择低接脚数目且低成本的封装，以封装触控控制电路210。
尽管已经说明本发明的较佳实施例，应该理解的是，在不背离本发明的精神及申请专利范围下，可进行许多其他可能的修饰及变化。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管触控显示设备，包括：
一薄膜晶体管基板，具有一表面，其上形成有多个开关装置、多个第二触控走线、多个导电垫、多个显示薄膜晶体管、多个显示像素电极、多个栅极线及多个数据线，且各开关装置包括多个触控薄膜晶体管开关，其中，该些开关装置的个数是M个，各开关装置的该些触控薄膜晶体管开关的个数是N个，该些导电垫的个数是M+N个，M及N各是正整数；
一共同电压电极层，包括至少一共同电压电极；
一有机发光二极管层，设置在该薄膜晶体管基板及该共同电压电极层之间；
一封装层，设置于该共同电压电极层背向于该有机发光二极管层的一侧；
一触控控制电路；及
至少一触控电极层，设置于该共同电压电极层背向于该有机发光二极管层的一侧，且包括多个第一触控走线，及多个触控感应电极，区分成多个群组，各具有至少一触控感应电极，且各群组是对应于该些导电垫中的M个导电垫之一，
其中，该些触控感应电极是一对一地对应于该些第一触控走线，且各该触控感应电极是连接至对应的第一触控走线，任意两触控感应电极彼此不连接，各该第一触控走线是连接至对应的一开关装置的一触控薄膜晶体管开关，且各该开关装置是连接至对应的一第二触控走线及一导电垫；
其中，该触控控制电路电性连接至该些导电垫中的其余N个导电垫，以控制该些开关装置的该些触控薄膜晶体管开关是要导通或断开，以便选择一特定触控感应电极来连接至对应的导电垫；以及该触控控制电路电性连接至该些导电垫中的该M个导电垫，以输出一触控激励信号至该选择的特定触控感应电极，或自该选择的特定触控感应电极接收一触控感应信号，以执行一触控侦测操作。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，更包括：
一显示控制电路，其依序输出一扫描信号至一栅极线，输出一数据信号至一数据线，并输出一零电压信号、一负电压信号或一正电压信号至该共同电压电极层，以执行一显示操作。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，更包括：
至少一第一开关，设置在该触控控制电路及该共同电压电极层之间。
4.如权利要求2所述的有机发光二极管触控显示设备，更包括：
一第二开关，设置在该触控控制电路及该显示控制电路之间。
5.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，更包括：
一触控保护层，设置于该至少一触控电极层的一侧，其中，触控保护层是一基板或一硬化涂布层。
6.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，其中，该些触控感应电极各是一透明导电电极。
7.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，其中，该些触控感应电极各是一金属网格电极。
8.如权利要求7所述的有机发光二极管触控显示设备，其中，该些触控感应电极各是一黑色金属网格电极。
9.如权利要求1所述的有机发光二极管触控显示设备，更包括：
一彩色滤光层及一黑矩阵层。
10.如权利要求9所述的有机发光二极管触控显示设备，其中，该些触控感应电极各是一金属网格电极，由多个网格线所形成，且该些金属网格电极的该些网格线是设置于对应于该黑矩阵层的多个不透明线的相同位置。
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