CN113126806A - 触摸显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种触摸显示装置，具有设置在面板中的天线，由此在降低制造成本的同时提高产品可靠性。所述触摸显示装置包括：显示单元，所述显示单元包括设置在有源区域中的多个像素；设置在所述显示单元上的封装单元，所述封装单元配置成密封所述多个像素；设置在所述封装单元上的包括多个触摸传感器的触摸传感器单元；天线图案，所述天线图案设置在所述触摸传感器单元上的边缘处，在所述天线图案与所述触摸传感器单元之间夹有平坦化层，所述天线图案不与所述触摸传感器单元中包括的触摸电极和触摸布线交叠；和接地平面部，所述接地平面部设置在与属于所述显示单元的任意一个金属层相同的层中，所述接地平面部与所述天线图案交叠。

Description

触摸显示装置
本申请要求享有于2019年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2019-0179869的权益，通过引用将该专利申请整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种具有设置在面板中的天线的触摸显示装置，由此在降低制造成本的同时提高产品可靠性。
背景技术
配置成允许用户通过显示器屏幕上的触摸来输入信息的触摸传感器应用于诸如手提电脑、监视器和家用电器之类的各种显示装置，以及诸如智能电话和平板电脑之类的便携式信息装置。
尽管通常以附接至显示面板的触摸面板的形式制造触摸传感器，但为了简化显示装置并降低制造成本，已对触摸传感器安装在显示面板中的系统进行了开发。
存在这样的需求：在其中安装有触摸传感器的显示面板能够在降低制造成本的同时提高产品可靠性。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的触摸显示装置。
本发明的一个或多个实施方式提供一种在面板中设置有天线的触摸显示装置，由此在降低制造成本的同时提高产品可靠性。
在下面的描述中将部分列出本发明的附加优点、目的和特征，这些优点、目的和特征的一部分根据下面的解释对于所属领域普通技术人员将变得显而易见或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
根据本发明实施方式的触摸显示装置包括：设置在触摸传感器单元上的天线图案，在所述天线图案与所述触摸传感器单元之间夹有平坦化层；和接地平面部(接地图案)，所述接地平面部设置在与属于显示单元的任意一个金属层相同的层中，所述接地平面部与所述天线图案交叠。
在本发明的另一个方面中，一种触摸显示装置包括：显示单元，所述显示单元包括设置在有源区域中的多个像素；设置在所述显示单元上的封装单元，所述封装单元配置成密封所述多个像素；设置在所述封装单元上的包括多个触摸传感器的触摸传感器单元；天线图案，所述天线图案设置在所述触摸传感器单元上的边缘处，在所述天线图案与所述触摸传感器单元之间夹有平坦化层，所述天线图案不与所述触摸传感器单元中包括的触摸电极和触摸布线交叠；和接地平面部，所述接地平面部设置在与属于所述显示单元的任意一个金属层相同的层中，所述接地平面部与所述天线图案交叠。
所述天线图案可包括：多个辐射图案，所述多个辐射图案设置在所述平坦化层上的有源区域中，并与所述触摸电极分隔开最小距离；和供给单元，所述供给单元设置在与所述有源区域相邻的边框区域中的平坦化层上，所述供给单元共同地连接至所述多个辐射图案，并且所述供给单元可与设置在所述显示单元中的边框区域中的接地平面部交叠。
所述触摸传感器单元可包括设置在所述有源区域中的多个触摸电极，所述多个触摸电极之中的与所述天线图案相邻的触摸电极可以是与其他触摸电极具有不同形状的不同形状触摸电极，并且所述不同形状触摸电极可包括经由接触孔彼此连接的上部触摸电极和下部触摸电极。
所述多个辐射图案的每一个可具有与所述显示单元的多个像素的非发光区域交叠的网格图案形状。
所述多个辐射图案可分别与所述有源区域中的邻近于所述边框区域的多个不同形状触摸电极分隔开。
所述平坦化层可仅设置在所述触摸传感器单元与所述天线图案之间。
所述触摸传感器单元可包括依次堆叠在所述封装单元上的触摸缓冲层、桥接金属层、触摸绝缘层、传感器金属层和触摸钝化层。所述传感器金属层可包括：构成每个触摸传感器的第一触摸电极和第二触摸电极、配置成将相邻的第二触摸电极互相连接的第二桥接电极、所述不同形状触摸电极的上部触摸电极、以及与所述第一触摸电极和所述第二触摸电极连接的多条触摸布线。所述桥接金属层可包括：配置成将相邻的第一触摸电极互相连接的第一桥接电极、和所述不同形状触摸电极的下部触摸电极。所述第一桥接电极可与所述第二触摸电极或所述第二桥接电极在其间夹有所述触摸绝缘层的状态下部分地交叠。所述第一触摸电极、所述第二触摸电极、所述不同形状触摸电极、以及所述第一桥接电极和所述第二桥接电极中的至少之一可具有与所述多个像素的非发光区域交叠的网格图案形状。
所述触摸布线可设置在除了所述天线图案所处的边框区域以外的其他边框区域中。
在所述边框区域中在所述接地平面部与所述天线图案之间可设置有至少包括所述触摸钝化层和所述平坦化层的多个绝缘层。
所述上部触摸电极和所述下部触摸电极可经由形成在所述触摸绝缘层中的接触孔彼此连接，并且所述下部触摸电极可连接至所述第一桥接电极。
所述多个辐射图案的每一个可包括与所述不同形状触摸电极的两个边缘相对的至少两个边缘，并且所述多个辐射图案的每一个的至少两个边缘可设置成与所述不同形状触摸电极的两个边缘平行或者不平行。
所述多个辐射图案的每一个与所述不同形状触摸电极之间的最小距离可为550μm或更大并且可小于每个其他触摸电极的对角线长度。
所述多个辐射图案的每一个的宽度可大于所述最小距离并且可大于所述不同形状触摸电极的宽度。
应当理解，本发明前面的大体描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
被包括用来对本发明提供进一步理解且并入并构成本申请的一部分的附图图解了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据实施方式的触摸显示装置的平面图；
图2是根据实施方式的不同形状触摸电极的放大图；
图3是根据实施方式的天线图案的放大平面图；
图4是根据实施方式的天线图案和触摸电极的放大平面图；
图5是根据实施方式的天线图案和触摸电极的放大平面图；
图6是根据实施方式的触摸电极的放大平面图；
图7是图1中所示的根据实施方式的桥接电极部分的放大平面图；
图8是沿图7的点划线II-II’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图；
图9是沿图1的点划线I-I’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图；
图10是沿图1的点划线III-III’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图。
具体实施方式
图1是根据实施方式的触摸显示装置的平面图，图2是根据实施方式的不同形状触摸电极的放大图，图3是根据实施方式的天线图案的放大平面图。
参照图1，根据实施方式的触摸显示装置10包括：具有图像显示和触摸感测功能的有源区域AA、以及位于有源区域AA外部的边框区域BZ1至BZ4。有源区域AA可被称为显示区域、像素矩阵区域或触摸感测区域。边框区域BZ1至BZ4的每一个可被称为非有源区域、非显示区域或非触摸感测区域。
触摸显示装置10具有面板结构，面板结构包括：显示单元，显示单元配置成堆叠有包括多个薄膜晶体管(TFT)的电路器件层和包括多个发光元件的发光元件层，以便显示图像；封装单元，封装单元设置在显示单元上从而密封发光元件层；设置在封装单元上的触摸传感器单元，触摸传感器单元具有触摸感测功能；和设置在面板的边缘(触摸传感器单元上的边缘)处的贴片型(patch type)天线单元(天线图案)500。
触摸显示装置10可进一步包括光学功能膜，光学功能膜包括附接至其上设置有天线单元的触摸传感器单元的偏振膜、光学透明粘合剂(OCA)、盖基板和保护膜。
在显示单元的有源区域AA中设置有像素阵列，像素阵列包括配置成显示图像的多个像素和多条配线。多个像素包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，并且可进一步包括配置成改善亮度的白色像素。每个像素连接至包括栅极线、数据线和电源线的多条信号线。每个像素包括发光元件和配置成独立驱动发光元件的像素电路。可使用有机发光二极管、量子点发光二极管或无机发光二极管作为发光元件。下文中，将通过示例的方式描述有机发光二极管。像素电路可包括存储电容器和多个TFT，多个TFT至少包括驱动TFT和开关TFT。显示单元具有其中堆叠有电路元件层和发光元件层的结构，电路元件层包括设置在有源区域中的多个像素电路，发光元件层包括设置在有源区域中的多个发光元件。
包括与有源区域连接的多条信号线和多个显示焊盘D-PD的电路元件层位于显示单元的边框区域中。边框区域BZ1至BZ4中的信号线可包括与有源区域AA中的信号线连接的连线(link lines)和电源线。配置成将边框区域BZ4的信号线与显示驱动单元互相连接的多个显示焊盘D-PD设置在焊盘区域中，焊盘区域设置于边框区域BZ4的一侧。同时，显示单元可包括显示焊盘D-PD的下部焊盘并且可具有其中显示单元连接至位于触摸传感器单元上的上部焊盘的结构，这将在下文描述。
栅极驱动单元可设置在显示单元的边框区域中的一侧边框区域BZ1或相对侧边框区域BZ2中，栅极驱动单元配置成驱动有源区域AA中的多条栅极线。包括多个TFT的栅极驱动单元可与有源区域AA中的TFT阵列一起形成在电路元件层中。栅极驱动单元可经由设置在边框区域BZi(i＝1、2、3和4)中的配线和显示焊盘D-PD从显示驱动单元接收控制信号。显示驱动单元可安装在显示焊盘D-PD所处的焊盘区域上或安装在电路膜上，并且可经由各向异性导电膜连接至显示焊盘D-PD。电路膜可以是膜上芯片(COF)、柔性印刷电路(FPC)和柔性扁平电缆(FFC)中之一。显示驱动单元可包括时序控制器、伽马电压发生单元和数据驱动单元。
设置在显示单元上的封装单元可与整个有源区域AA交叠，可延伸至边框区域BZ1至BZ4，并且可设置成与位于边框区域BZ1至BZ4中的堰单元(dam unit)交叠。封装单元可通过密封来保护显示单元的发光元件层。封装单元可包括堆叠有用于防止湿气和氧气渗透的多个无机封装层以及用于防止粒子的引入或移动的多个有机封装层的结构。封装单元具有如下结构：具有足以覆盖粒子的较大厚度的有机封装层设置在具有较小厚度的无机封装层之间。有机封装层也可被称为粒子覆盖层(PCL)。
堰单元可设置在边框区域BZ1至BZ4中，以限制封装单元的有机封装层的端部，因而防止封装单元的向下流动或塌陷。例如，堰单元可包括多个闭环形状的堰部，配置成围绕显示单元的有源区域AA和包括栅极驱动单元的区域。
封装单元上的触摸传感器单元可使用电容方案，在电容方案中，其中反映有由用户触摸导致的电容变化的信号被提供至触摸驱动单元。触摸传感器单元可使用自电容方案或互电容方案，在自电容方案中，其中反映有每个触摸电极的电容变化的信号被单独提供至触摸驱动单元；在互电容方案中，其中反映有第一触摸电极与第二触摸电极之间的电容变化的信号被提供至触摸驱动单元。
例如，构成自电容型触摸传感器单元的多个触摸电极的每一个包括形成在其中的电容，因而被用作用于感测由用户触摸导致的电容变化的自电容触摸传感器。多个触摸电极独立连接至多条触摸线。就是说，多个触摸电极的每一个电连接至与触摸电极相交的多条触摸线之一，并且与其他触摸线电绝缘。例如，第m个触摸电极(m是自然数)通过至少一个触摸接触孔电连接至第m条触摸线，并且与除了第m条触摸线之外的其他触摸线电绝缘。第(m+1)个触摸电极通过至少一个触摸接触孔电连接至第(m+1)条触摸线，并且与除了第(m+1)条触摸线之外的其他触摸线电绝缘。在此，触摸电极和触摸线可在之间夹有触摸绝缘层的状态下形成在不同层上，并且可经由穿过触摸绝缘层形成的接触孔彼此连接。
在下面的实施方式中，将通过示例的方式描述互电容型触摸传感器单元。
触摸传感器单元包括设置在有源区域AA中的多个触摸电极TE1和TE2以及多个桥接电极BE1和BE2，以提供电容型触摸传感器。触摸传感器单元包括设置在边框区域BZ2和BZ4中的多条触摸布线RL1和RL2以及多个触摸焊盘T-PD。当形成触摸传感器单元时，显示焊盘D-PD的上部焊盘可由与触摸焊盘T-PD的上部焊盘相同的金属材料形成在相同层中，或者可由与触摸电极TE1和TE2相同的金属材料形成在相同层中。
触摸传感器单元包括：多个第一触摸电极通道TX1至TXn，多个第一触摸电极通道TX1至TXn沿第一方向(X轴方向或水平方向)布置在有源区域AA中并且由彼此电连接的多个第一触摸电极TE1构成；和多个第二触摸电极通道RX1至RXm，多个第二触摸电极通道RX1至RXm沿第二方向(Y轴方向或垂直方向)布置在有源区域AA中并且由彼此电连接的多个第二触摸电极TE2构成。彼此相邻的第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2可构成互电容型触摸传感器。
在每个第一触摸电极通道TXi(i＝1至n)中沿第一方向X布置的每个第一触摸电极TE1经由第一桥接电极BE1连接至与之相邻的第一触摸电极TE1。在每个第二触摸电极通道RXi(i＝1至m)中沿第二方向Y布置的每个第二触摸电极TE2经由第二桥接电极BE2连接至与之相邻的第二触摸电极TE2。第一触摸电极TE1可被称为发送电极，第二触摸电极TE2可被称为接收电极。第一触摸电极通道TX1至TXn可被称为发送通道，第二触摸电极通道RX1至RXm可被称为接收通道或读出通道。
第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2的每一个可形成为具有菱形形状，并且有源区域AA中的与第二至第四边框区域BZ2、BZ3和BZ4相邻定位的第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2的每一个可形成为具有等腰三角形形状。与设置有天线单元500的边框区域BZ1相邻设置的多个不同形状触摸电极TE11的每一个可形成为具有与天线单元500的辐射图案510分隔开的回旋镖(boomerang)形状。可选地，第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2的每一个可形成为具有任何其他各种多边形形状。
参照图2，不同形状触摸电极TE11可形成为不同形状触摸电极结构，其中具有相同形状的上部触摸电极TE11和下部触摸电极TE11’设置成在之间夹有触摸绝缘层的状态下彼此交叠并且经由接触单元CT彼此连接，接触单元CT经由形成在触摸绝缘层中的接触孔延伸。上部触摸电极TE11可由与将要在下文描述的传感器金属层相同的金属层形成，下部触摸电极TE11’可由与将要在下文描述的桥接金属层相同的金属层形成并且可连接至由桥接金属层形成的第一桥接电极。因而，可降低具有比其他触摸电极TE1和TE2小的平面面积的不同形状触摸电极TE11的电阻，由此可将与其他触摸电极TE1和TE2的RC延迟偏差最小化，由此防止触摸感测性能的劣化。
与有源区域AA中的触摸电极通道TX1至TXn和RX1至RXm连接的多条触摸布线RL1和RL2、以及与多条触摸布线RL1和RL2连接的多个触摸焊盘T-PD可设置在触摸传感器单元的边框区域BZ2和BZ4中。多条触摸布线RL1和RL2可与边框区域BZ2和BZ4中的封装单元交叠。触摸驱动单元可安装在电路膜上，并且可经由各向异性导电膜连接至位于边框区域BZ4中的触摸焊盘T-PD。
设置在有源区域AA中的多个第二触摸电极通道RX1至RXm的相应一个侧端可经由设置在边框区域BZ4中的多条第一触摸布线RL1和触摸焊盘T-PD连接至触摸驱动单元。多条第一触摸布线RL1可经由边框区域BZ4独立连接至位于边框区域BZ4的下端的触摸焊盘T-PD。
设置在有源区域AA中的多个第一触摸电极通道TX1至TXn的相应一个侧端可经由设置在边框区域BZ2和BZ4中的多条第二触摸布线RL2和触摸焊盘T-PD连接至触摸驱动单元。多条第二触摸布线RL2可经由边框区域BZ2和BZ4独立连接至位于边框区域BZ4中的触摸焊盘T-PD。
触摸驱动单元可驱动多个第一触摸电极通道TX1至TXn，可接收从多个第二触摸电极通道RX1至RXm输出的读出信号，并且可使用读出信号产生触摸感测数据。例如，触摸驱动单元可通过差分放大器比较两个相邻通道的读出信号，以产生表示是否进行了触摸的触摸感测信号；可将触摸感测信号数字转换为触摸感测数据；并且可将触摸感测数据输出至触摸控制器。触摸控制器可基于触摸感测数据检测触摸区域的触摸坐标并且可将其提供至主机系统。
天线单元500可包括：设置在触摸传感器单元上的有源区域AA中的多个辐射图案510；供给单元520，供给单元520设置在触摸传感器单元上的边框区域BZ1中并且共同地连接至多个辐射图案510；和设置在显示单元中的接地平面部(ground plane)530，接地平面部530在与边框区域BZ1中的供给单元520交叠的同时在Z轴方向上具有间隙。
配置成发射和接收无线信号的多个辐射图案510的每一个可设置在有源区域AA中，从而与触摸传感器单元上的有源区域AA中的第一触摸电极通道TX1中的与边框区域BZ1相邻的相应一个不同形状触摸电极TE11独立地分隔开。每个辐射图案510可延伸至与有源区域AA相邻的边框区域BZ1。
参照图3，设置在有源区域AA中的辐射图案510可具有与每个像素P的非发光区域NEA交叠而不与其发光区域EA交叠的网格图案形状，由此可防止像素的开口率劣化并且可改善可视性。就是说，具有网格图案结构的辐射图案510的每个开口OA与相应像素P的发光区域EA交叠。
参照图4和图5，辐射图案510可形成为具有与不同形状触摸电极TE11平行或不平行的边缘的四边形形状。如图4中所示，辐射图案510A的两个边缘可在与不同形状触摸电极TE11的两个边缘平行的同时与之相对。如图5中所示，辐射图案510B的三个边缘可与不同形状触摸电极TE11的两个边缘相对但不与之平行。
为了防止无线通信性能的劣化，辐射图案510与不同形状触摸电极TE11之间的最小距离D1必须为550μm或更大，并且优选小于触摸电极TE1和TE2的每一个的对角线长度D4，以便实现窄边框。例如，在像素P的节距(pitch)为33μm的情况下，辐射图案510和不同形状触摸电极TE11可在之间设置有最少17个像素的状态下设置。辐射图案510与不同形状触摸电极TE11之间的最小距离D1可类似于或大于不同形状触摸电极TE11的宽度D3。
为了防止无线通信性能的劣化，辐射图案510的对角线长度D2或辐射图案510的相对边之间的距离D2优选大于距离D1和不同形状触摸电极TE11的宽度D3，并且优选小于触摸电极TE1和TE2的每一个的对角线长度D4，以便实现窄边框。
设置在触摸传感器单元上的边框区域BZ1中的供给单元520可包括沿Y轴方向设置的供给线524、和沿X轴方向从供给线524延伸从而分别与多个辐射图案510连接的多个连接部分522。
显示单元的边框区域BZ1中的接地平面部530设置成与辐射图案510和供给单元520在之间设置有间隙的状态下交叠，该间隙足以确保无线信号的谐振频率。接地平面部530可设置在与属于显示单元的多个金属层之一相同的金属层中，例如可设置在与薄膜晶体管的源极和漏极相同的金属层中。
供给单元520和接地平面部530可经由焊盘单元或其上接合的电路膜连接至无线通信电路。
在根据实施方式的触摸显示装置中，如上所述，贴片型天线设置在显示面板的边缘，由此不需要额外的天线部分。因而，可使显示装置变薄并且可降低与这些部分相关的成本。
图6是根据实施方式的触摸电极的放大平面图，图7是图1中所示的根据实施方式的包括桥接电极的部分50的放大平面图。
参照图6和图7，应用于第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2的每一个的触摸电极TE具有等效于多个像素P的尺寸的菱形形状，并且具有与每个像素P的非发光区域交叠的网格图案形状。除了菱形形状以外，触摸电极TE还可具有诸如四边形形状和圆形形状之类的各种形状之一。网格图案形状的触摸电极TE可具有用于暴露多个像素P的发光区域EA的多个开口OA，多个开口OA可设置成矩阵形式。第一桥接电极BE1和第二桥接电极BE2的每一个也具有与每个像素P的非发光区域交叠的线图案或网格图案形状。因而，网格图案形状的触摸电极TE1和TE2以及网格图案形状或线图案形状的桥接电极BE1和BE2仅设置在像素P的非发光区域中，由此防止像素的开口率和透射率的劣化。
第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2由相同的传感器金属层构成并且设置成彼此分隔开。在第一桥接电极BE1和第二桥接电极BE2中，一个层的桥接电极由与触摸电极TE1和TE2相同的传感器金属层构成，另一层的桥接电极由与触摸电极TE1和TE2不同的桥接金属层构成。例如，将相邻的第二触摸电极TE2互相连接的第二桥接电极BE2可由与第二触摸电极TE2集成于一体的传感器金属层构成，并且可具有网格图案形状。将相邻的第一触摸电极TE1互相连接的第一桥接电极BE1由桥接金属层构成(在第一触摸电极TE1与桥接金属层之间具有触摸绝缘层)，与每个第一触摸电极TE1的一部分交叠，并且经由触摸绝缘层中的接触孔431连接至第一触摸电极TE1。第一桥接电极BE1可具有线图案或网格图案形状，其中第一桥接电极BE1与第二桥接电极BE2或第二触摸电极TE2在之间夹有触摸绝缘层且彼此绝缘的状态下部分地交叠。
每个触摸电极TE的网格图案可进一步包括至少一个虚拟图案DM，其中网格图案被部分地切割从而电浮置，至少一个虚拟图案DM也可具有网格图案形状。浮置的虚拟图案DM可进一步减小在有源区域AA中在其间夹有封装单元和触摸缓冲层的状态下彼此交叠的触摸传感器单元和显示单元之间的寄生电容，由此可提高触摸感测性能。例如，可通过浮置的虚拟图案DM减小触摸电极TE的网格图案与发光元件层的公共电极之间的寄生电容。
多个像素P包括红色R像素、绿色G像素和蓝色B像素，并且可进一步包括配置成改善亮度的白色(W)像素。像素P的发光区域EA不必具有相同的面积。例如，像素P的发光区域EA可按照蓝色B>红色R>绿色G的顺序变小。
每个像素P包括设置在发光区域EA中的发光元件OLED和配置成独立驱动发光元件OLED的像素电路，像素电路设置在发光区域EA和非发光区域上方，像素电路包括多个TFT和至少一个电容器。
像素电路至少包括：存储电容器Cst，存储电容器Cst配置成存储驱动电压；驱动TFT DT，驱动TFT DT配置成在根据存储在存储电容器Cst中的驱动电压控制电流量的同时将来自高电位电源线EVDD的电流提供至发光元件OLED；和开关TFT ST，开关TFT ST配置成响应于栅极线Gn的栅极信号将数据线Dm的数据信号提供至存储电容器Cst。此外，像素电路可进一步包括由多个TFT构成的控制电路CC，控制电路CC配置成初始化驱动TFT DT的三个电极(栅极、源极和漏极)，将驱动TFT DT连接成菱形结构以便补偿阈值电压，或者控制发光元件OLED的发光时间。发光元件OLED的第一电极(阳极)可连接至驱动TFT DT，第二电极(阴极)可连接至被多个像素共享并且被提供低电位电源电压EVSS的公共电极。诸如2T1C(两个TFT和一个电容器)、3T1C(三个TFT和一个电容器)和7T1C(七个TFT和一个电容器)之类的各种结构可应用于像素电路。
图8是沿图7的点划线II-II’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图，图9是沿图1的点划线I-I’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图，图10是沿图1的点划线III-III’截取的根据实施方式的触摸显示装置的剖面图。
参照图8至图10，触摸显示装置包括：包括多个TFT 120的电路元件层100；设置在电路元件层100上的包括多个发光元件210的发光元件层200；设置在发光元件层200上从而密封发光元件层200的封装单元300；设置在封装单元300上的包括多个触摸传感器的触摸传感器单元400，触摸缓冲层420夹在封装单元300与触摸传感器单元400之间；和设置在触摸传感器单元400上的天线单元500。
电路元件层100包括设置在基础基板110上的多个TFT 120，多个TFT 120包括在有源区域AA中的每个像素中，并且可进一步包括设置在边框区域BZ中的诸如栅极驱动单元之类的驱动电路。电路元件层100进一步包括存储电容器和与多个TFT 120连接的多条配线。然而，图8至图10代表性地示出了每个像素P中的连接至发光元件210的驱动TFT 120。
基础基板110可包括塑料基板或玻璃基板。塑料基板可由柔性材料形成。例如，基础基板110可包括作为有机绝缘材料的丙烯酸基树脂、环氧基树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂和聚酰胺基树脂中的至少之一。
在基础基板110与多个TFT 120之间设置缓冲层112。缓冲层112可防止诸如氢之类的杂质通过基础基板110进入TFT 120的半导体层122。缓冲层112可包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。例如，缓冲层112可包括氧化物基绝缘材料，比如硅氧化物(SiOx)或铝氧化物(Al2O3)。同时，可在基础基板110与缓冲层112之间进一步设置能够防止异物进入的阻挡层。缓冲层112和阻挡层设置在有源区域AA和边框区域BZ中。
多个TFT 120的每一个包括半导体层122、栅极绝缘层114、栅极124、层间绝缘层116、第一电极126和第二电极128。第一电极126和第二电极128中的一个可以是源极，另一个可以是漏极。
每个TFT 120的栅极124、第一电极126和第二电极128可形成为包括钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)、钕(Nd)和钨(W)中之一或至少两种的合金的单层结构或多层结构。
半导体层122可由非晶半导体材料、多晶半导体材料和氧化物半导体材料之一形成。同时，属于每个像素P的TFT之一的驱动TFT 120可包括多晶半导体层，其他TFT的每一个可包括氧化物半导体层。
栅极绝缘层114和层间绝缘层116的每一个可形成为包括氧化物基绝缘材料和氮化物基绝缘材料中的至少之一的单层结构或多层结构。栅极绝缘层114和层间绝缘层116可设置在有源区域AA和边框区域BZ中。
栅极124设置在覆盖半导体层122的栅极绝缘层114上，从而与半导体层122交叠。形成在覆盖栅极124的层间绝缘层116上的第一电极126和第二电极128经由形成在层间绝缘层116和栅极绝缘层114中的接触孔125和127连接至半导体层122。
可在缓冲层112与半导体层122之间进一步设置遮光层，遮光层与半导体层122交叠，以防止外部光入射到半导体层122上。遮光层可由导电材料形成，并且可用作在半导体层122上方和下方与半导体层122交叠的双栅极之一的下部栅极。
电路元件层100进一步包括平坦化层118，平坦化层118配置成覆盖TFT 120并且向发光元件层200提供平坦表面，并且可在TFT 120与平坦化层118之间进一步设置至少一个绝缘层。平坦化层118具有暴露TFT 120的第二电极128的接触孔129。平坦化层118可由有机绝缘材料形成，有机绝缘材料可包括上述有机绝缘材料之一。平坦化层118可设置在有源区域AA中，并且可延伸至与有源区域AA相邻的边框区域BZ1至BZ4的一部分。此外，在边框区域BZ1至BZ4之一的包括焊盘区域的下部边框区域BZ4被弯折的情况下，平坦化层118可进一步设置在弯折的边框区域中从而与配线交叠，由此可减小施加至配线的弯折应力并且防止开路(open-circuit)缺陷。
在平坦化层118上形成包括发光元件210和堤部250的发光元件层200。发光元件层200可进一步包括设置在堤部250上的间隔件(spacer)。发光元件层200设置在有源区域AA中，并且堤部250可延伸至边框区域BZ的一部分。
发光元件210可包括连接至TFT 120的第一电极220、发光叠层230和第二电极240。第一电极220和第二电极240中的一个可以是阳极，另一个可以是阴极。第一电极220可针对每个像素P单独分离设置，第二电极240可以是共同地设置在多个像素P中并且沿堤部250和间隔件的表面连接的公共电极。
第一电极220设置在平坦化层118上，并且经由穿过平坦化层118形成的接触孔129连接至TFT 120的第二电极128。第一电极220可形成为包括表现高反射率的多个导电层的结构。例如，第一电极220可形成为铝(Al)和钛(Ti)的堆叠结构(Ti/Al/Ti)、铝(Al)和氧化铟锡(ITO)的堆叠结构(ITO/Al/ITO)、或APC和ITO的堆叠结构(ITO/APC/ITO)。APC是银(Ag)、钯(Pd)和铜(Cu)的合金。
堤部250设置在其上形成有第一电极220的平坦化层118上，堤部250具有用于暴露第一电极220的开口并且堤部250配置成覆盖第一电极220的端部。堤部250的开口可定义为发光区域，其中设置有堤部250的区域可定义为非发光区域。围绕发光区域的堤部250可形成为单层结构或双层结构。可在堤部250上进一步设置间隔件，间隔件具有比堤部250的开口宽的开口。当形成发光叠层230的发光层时，间隔件可支撑沉积掩模。堤部250和间隔件的每一个可由上述有机绝缘材料形成。堤部250包括遮光材料，由此可防止相邻像素之间的背光溢光(backlight bleeding)并且可抑制外部光的反射。
可通过按以下顺序或相反顺序堆叠空穴控制层、发光层和电子控制层来形成发光叠层230。空穴控制层和电子控制层是共同地形成在多个像素P中的公共层，发光层可独立形成在每个像素P的发光区域中。空穴控制层可至少包括选自空穴注入层和空穴传输层之中的空穴传输层，电子控制层可至少包括选自电子传输层和电子注入层之中的电子传输层。发光层可产生红色光、绿色光和蓝色光之一，并且可通过作为沉积掩模的精细金属掩模(FMM)的开口形成在相应像素P的发光区域中。与第一电极220交叠的发光层可设置成与堤部250的端部交叠。
同时，发光叠层230可包括多个发光叠层，多个发光叠层在其间夹有电荷生成层的状态下交叠，从而产生白色光，多个发光叠层可形成为共同地形成在多个像素P中的公共层。可在从发光叠层230发射的白色光的行进光路中进一步设置滤色器层，滤色器层配置成使用白色光发射红色光、绿色光和蓝色光的每一个。滤色器层可包括与每个像素P的发光区域交叠的滤色器和与非发光区域交叠的黑矩阵，并且滤色器层可设置在触摸传感器单元400上方或下方。滤色器和黑矩阵可吸收外部光，由此可抑制外部光的反射并且可改善外部可视性。
第二电极240设置在发光叠层230上，并且还设置在堤部250和间隔件上，由此第二电极240也可被称为共同地形成在多个像素P中的公共电极。第二电极240可由具有较高光透射率的导电材料或半透射导电材料形成。例如，第二电极240可由诸如ITO或IZO之类的透明导电材料形成。第二电极240可由诸如镁(Mg)、银(Ag)或其合金之类的半透射金属材料形成。可在第二电极240进一步上设置覆盖层(capping layer)，以便改善发光元件210的光谐振和发光效率。第二电极240可设置在整个有源区域AA上方，并且可延伸至边框区域BZ，从而与设置在边框区域BZ中的另一层上的电源线连接。
可在发光元件层200上设置配置成密封发光元件层200的封装单元300，由此可防止湿气或氧气渗透到发光元件层200中并且防止异物的进入或移动。封装单元300可具有其中n个无机封装层310和330(n是等于或大于2的整数)与(n-1)个有机封装层320交替设置的堆叠结构。无机封装层310和330可防止外部湿气或氧气的渗透。有机封装层320可用于防止异物的进入或移动并且缓解当显示面板弯折时在相应层之间的应力。
在形成封装单元300之前，在显示单元的边框区域BZ中进一步设置堰单元150，堰单元150由与显示单元的至少一个绝缘层相同的绝缘材料形成在相同层中。堰单元150可防止在喷墨工艺时液体有机封装层320扩散至面板的边缘并且防止液体有机封装层扩散至下部边框区域BZ4的焊盘区域。堰单元150可设置在边框区域BZ1至BZ4中，从而与有源区域AA分隔开，以便围绕有源区域AA，并且堰单元150可与其上设置的封装单元300交叠。
堰单元150可包括设置在边框区域BZ1至BZ4中从而彼此分隔开的多个堰部152和154，并且堰单元150可进一步包括位于面板的端部的堰部160。多个堰部152、154和160可具有相同的高度或不同的高度。例如，设置在外侧的第二堰部154的高度可大于设置在内侧的第一堰部152的高度，并且最外侧的第三堰部160可具有与第一堰部152相同的高度。多个堰部152、154和160可设置在电路元件层100的绝缘层112、114和116上，可与电路元件层100中的设置在边框区域BZ1至BZ4中的电源线交叠，并且可与接地平面部530交叠。多个堰部152、154和160可由与平坦化层118、堤部250和间隔件中至少之一相同的绝缘层材料形成在相同层中，并且可形成为单层结构或其多层堆叠结构。
封装单元300具有其中有机封装层320设置在上部和下部无机封装层310和330之间的堆叠结构。多个无机封装层310和330可设置在有源区域AA中，并且可延伸至边框区域BZ，从而覆盖堰单元150。有机封装层320可设置在有源区域AA中，并且可延伸至边框区域BZ而不与堰单元150交叠或者与设置在内侧的第一堰部152部分地交叠。无机封装层310和330形成为完全包裹有机封装层320的上表面、下表面和侧表面的结构，并且无机封装层310和330在不与有机封装层320交叠的边框区域BZ1至BZ4的边缘处彼此接触。
多个无机封装层310和330的每一个由能够在低温工艺下加工的无机绝缘材料形成，并且有机封装层320由能够在低温工艺下加工的有机绝缘材料形成。无机绝缘材料可包括硅氮化物、硅氧化物、硅氮氧化物和铝氧化物之一。有机绝缘材料可包括上述有机绝缘材料之一。
触摸传感器单元400包括依次堆叠在封装单元300上的触摸缓冲层420、桥接金属层、触摸绝缘层430、传感器金属层和触摸钝化层440。可省略触摸缓冲层420。
构成触摸传感器单元400和天线单元500的每个金属层可由表现高耐腐蚀性、耐酸性和导电性的不透明金属材料形成，并且可具有单层结构或多层结构。例如，触摸传感器单元400的每个金属层可形成为包括钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)、钕(Nd)、钨(W)及其合金中至少之一的单层结构或多层结构。触摸传感器单元400的每个金属层可形成为三个金属层堆叠的结构，比如Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo、MoTi/Cu/MoTi或Ti/Al/Mo。
触摸缓冲层420、触摸绝缘层430和触摸钝化层440的每一个可由能够在低温工艺下加工的绝缘材料形成。触摸缓冲层420和触摸绝缘层430的每一个可由无机绝缘材料或有机绝缘材料形成。配置成保护传感器金属层的触摸钝化层440可提供平坦表面，并且可由能够在低温工艺下加工的光固化有机绝缘材料比如丙烯酸基有机绝缘材料、聚酰亚胺基有机绝缘材料和硅氧烷基有机绝缘材料之一形成。
位于触摸缓冲层420与触摸绝缘层430之间的桥接金属层包括设置在有源区域中的多个桥接电极BE1和不同形状触摸电极的下部触摸电极TE11’。
位于触摸绝缘层430与触摸钝化层440之间的传感器金属层可包括设置在有源区域AA中的触摸电极TE1和TE2、上部触摸电极TE11和桥接电极BE2，并且可包括设置在边框区域BZ2和BZ4中的触摸布线RL1和RL2、以及设置在边框区域BZ4的焊盘区域中的触摸焊盘T-PD的上部焊盘。传感器金属层可进一步包括设置在边框区域BZ4的焊盘区域中的显示焊盘D-PD的上部焊盘。
同时，显示焊盘D-PD的下部焊盘可由与属于显示单元的第一电极比如源极126和第二电极比如漏极128相同的金属层形成，并且上部焊盘和下部焊盘可经由形成在上部焊盘与下部焊盘之间的至少一个绝缘层中的接触孔彼此连接。
第一触摸电极TE1经由形成在触摸绝缘层430中的接触孔431连接至第一桥接电极BE1，并且经由第一桥接电极BE1和另一个接触孔431连接至与该第一触摸电极TE1相邻的另一个第一触摸电极TE1。上部触摸电极TE11经由接触孔431连接至下部触摸电极TE11’。
连接至第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2之一的触摸布线RL1和RL2可沿封装单元300的端部轮廓设置。同时，触摸布线RL1和RL2可形成为双配线结构，其中在之间夹有触摸绝缘层430的状态下彼此交叠的上部布线和下部布线经由触摸绝缘层430中的接触孔彼此连接。上部布线可形成为传感器金属层，下部布线可形成为桥接金属层。
配置成覆盖传感器金属层的触摸钝化层440设置在触摸绝缘层430上。触摸钝化层440可保护触摸传感器单元400，并且可向上层，比如附接至触摸传感器单元400的光学膜和天线单元500提供平坦表面。触摸钝化层440可设置在有源区域AA和边框区域BZ中，但是不设置在焊盘T-PD和D-PD所处的焊盘区域中，以实现与驱动单元的连接。
在触摸传感器单元400的触摸钝化层440上设置天线单元500的辐射图案510和供给单元520，在天线单元500的辐射图案510和供给单元520与触摸钝化层440之间夹有平坦化层502。
平坦化层502设置在其中设置有天线单元500的边框区域BZ1和一部分有源区域AA中的触摸钝化层440上。优选地，平坦化层502由有机绝缘材料形成并且具有2.2至12的介电常数。
设置在平坦化层502上的辐射图案510不与不同形状触摸电极TE11交叠，而是与有源区域AA中的像素的非发光区域交叠。辐射图案510可在平坦化层502上延伸至与有源区域AA相邻的边框区域BZ1。
供给单元520设置在边框区域BZ1中的平坦化层502上，并且由与辐射图案510相同的金属层形成。供给单元520与属于显示单元的接地平面部530在其间夹有触摸钝化层440和平坦化层502的状态下交叠。
触摸钝化层440和平坦化层502的每一个可由有机绝缘材料形成，并且可具有足以确保无线信号的谐振频率的较大厚度。
例如，为了提供5G天线当前所需的几十GHz波段的谐振频率，供给单元520与接地平面部530之间的间隙需要大约为30μm至500μm，可通过触摸钝化层440和平坦化层502的厚度充分确保此间隙。此外，在提供几百GHz波段的谐振频率的情况下，供给单元520与接地平面部530之间的间隙大约为3μm至150μm，因此可省略触摸钝化层440上的平坦化层502。
设置在显示单元的边框区域BZ1中的接地平面部530可设置在与属于显示单元的多个金属层之一相同的金属层中，例如，可设置在与薄膜晶体管120的第一电极比如源极126和第二电极比如漏极128相同的金属层中。
从上面的描述显而易见的是，在根据实施方式的触摸显示装置中，贴片型天线设置在显示面板的边缘，由此不需要额外的天线部分。因而，可使显示装置变薄并且可降低与这些部分相关的成本。
在根据实施方式的触摸显示装置中，天线单元的辐射图案和供给单元设置在触摸传感器单元上，在天线单元的辐射图案和供给单元与触摸传感器单元之间夹有平坦化层，并且接地平面部设置在与显示单元的任意一个金属层相同的层中，由此可在辐射图案与接地平面部之间确保必要的间隙。因而，可防止无线发送和和接收性能的劣化。此外，简化了掩模工艺，由此可降低制造成本。
在根据实施方式的触摸显示装置中，天线单元的辐射图案设置在触摸传感器单元上的有源区域中，并且网格型(mesh-shaped)辐射图案不与有源区域中的通道的最外侧触摸电极交叠而与每个像素的非发光区域交叠，由此可防止由于安装在其中的天线单元导致的无线发送和和接收性能、触摸感测性能和显示性能的劣化。
在根据实施方式的触摸显示装置中，触摸传感器单元中的其面积由于设置天线而减小的通道的最外侧不同形状触摸电极形成为具有双层结构，在双层结构中，上部触摸电极和下部触摸电极在之间夹有触摸绝缘层的状态下彼此交叠并且经由触摸绝缘层中的接触孔彼此连接，以便降低电阻。因而，可减小与其他触摸电极的RC延迟的偏差，由此可防止触摸感测性能的劣化。
对于所属领域技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的对本发明的修改和变化。
上述各实施方式可组合以提供进一步的实施方式。可按照上面的详细描述对这些实施方式进行这些和其他变化。通常，在所附的权利要求书中使用的术语不应当解释为将权利要求限于说明书和权利要求书中公开的具体实施方式，而是应当解释为包括落入这些权利要求涵盖的全部等同范围内的所有可能的实施方式。因此，权利要求书不受具体实施方式的限制。

Claims (13)

1.一种触摸显示装置，包括：
显示单元，所述显示单元包括设置在有源区域中的多个像素；
设置在所述显示单元上的封装单元，所述封装单元配置成密封所述多个像素；
设置在所述封装单元上的包括多个触摸传感器的触摸传感器单元；
天线图案，所述天线图案设置在所述触摸传感器单元上的边缘处，在所述天线图案与所述触摸传感器单元之间夹有平坦化层，所述天线图案不与所述触摸传感器单元中包括的触摸电极和触摸布线交叠；和
接地平面部，所述接地平面部设置在与属于所述显示单元的任意一个金属层相同的层中，所述接地平面部与所述天线图案交叠。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述天线图案包括：
多个辐射图案，所述多个辐射图案设置在所述平坦化层上的有源区域中，并与所述触摸电极分隔开最小距离；和
供给单元，所述供给单元设置在与所述有源区域相邻的边框区域中的平坦化层上，所述供给单元共同地连接至所述多个辐射图案，并且
所述供给单元与设置在所述显示单元中的边框区域中的接地平面部交叠。
3.根据权利要求2所述的触摸显示装置，其中：
所述触摸传感器单元包括设置在所述有源区域中的多个触摸电极，
所述多个触摸电极之中的与所述天线图案相邻的触摸电极是与其他触摸电极具有不同形状的不同形状触摸电极，并且
所述不同形状触摸电极包括经由接触孔彼此连接的上部触摸电极和下部触摸电极。
4.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中所述多个辐射图案的每一个具有与所述显示单元的有源区域中的多个像素的非发光区域交叠的网格图案形状。
5.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中所述多个辐射图案分别与所述有源区域中的邻近于所述边框区域的多个不同形状触摸电极分隔开。
6.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述平坦化层仅设置在所述触摸传感器单元与所述天线图案之间。
7.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中：
所述触摸传感器单元包括依次堆叠在所述封装单元上的触摸缓冲层、桥接金属层、触摸绝缘层、传感器金属层和触摸钝化层，
所述传感器金属层包括：构成每个触摸传感器的第一触摸电极和第二触摸电极、配置成将相邻的第二触摸电极互相连接的第二桥接电极、所述不同形状触摸电极的上部触摸电极、以及与所述第一触摸电极和所述第二触摸电极连接的多条触摸布线，
所述桥接金属层包括：配置成将相邻的第一触摸电极互相连接的第一桥接电极、和所述不同形状触摸电极的下部触摸电极，
所述第一桥接电极与所述第二触摸电极或所述第二桥接电极在其间夹有所述触摸绝缘层的状态下部分地交叠，
所述第一触摸电极、所述第二触摸电极、所述不同形状触摸电极、以及所述第一桥接电极和所述第二桥接电极中的至少之一具有与所述多个像素的非发光区域交叠的网格图案形状。
8.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中所述触摸布线设置在除了所述天线图案所处的边框区域以外的其他边框区域中。
9.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中在所述边框区域中在所述接地平面部与所述天线图案之间设置有至少包括所述触摸钝化层和所述平坦化层的多个绝缘层。
10.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中：
所述上部触摸电极和所述下部触摸电极经由形成在所述触摸绝缘层中的接触孔彼此连接，并且
所述下部触摸电极连接至所述第一桥接电极。
11.根据权利要求4所述的触摸显示装置，其中：
所述多个辐射图案的每一个包括与所述不同形状触摸电极的两个边缘相对的至少两个边缘，并且
所述多个辐射图案的每一个的至少两个边缘设置成与所述不同形状触摸电极的两个边缘平行或者不平行。
12.根据权利要求11所述的触摸显示装置，其中所述多个辐射图案的每一个与所述不同形状触摸电极之间的最小距离为550μm或更大并且小于每个其他触摸电极的对角线长度。
13.根据权利要求12所述的触摸显示装置，其中所述多个辐射图案的每一个的宽度大于所述最小距离并且大于所述不同形状触摸电极的宽度。
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