TW201346404A - 觸控顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Ching-Fu Hsu
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Abstract

一種觸控顯示裝置包含一基板、一有機發光二極體結構以及一蓋板。有機發光二極體結構設置於基板上且包含一陽極層、一發光層以及一陰極層。陽極層設置於基板上，發光層設置於陽極層上，陰極層設置於發光層上，且陰極層圖案化以形成複數個觸控感測電極。蓋板對向基板設置且與基板保持一間距，且有機發光二極體結構密封於基板與蓋板之間。

Description

觸控顯示裝置及其製造方法
本發明關於一種觸控顯示裝置及其製造方法。
目前常見的觸控顯示裝置為一顯示面板加上外掛的觸控面板，故具有較高的厚度及重量，且該外加觸控面板的設計，容易造成穿透率的衰減。因此，若能直接將觸控功能整合於一顯示裝置可有效避免上述問題。
本發明提供一種可薄型化且具高穿透率的觸控顯示裝置。
本發明的一實施例提供一種觸控顯示裝置，包含一基板、一有機發光二極體結構以及一蓋板。有機發光二極體結構設置於基板上且包含一陽極層、一發光層以及一陰極層。陽極層設置於基板上，發光層設置於陽極層上，陰極層設置於發光層上，且陰極層圖案化以形成複數個觸控感測電極。蓋板對向基板設置且與基板保持一間距，且有機發光二極體結構密封於基板與蓋板之間。
於一實施例中，每一個觸控感測電極的分佈區域涵蓋複數個畫素。
於一實施例中，觸控顯示裝置更包含複數個分隔結構，用以分隔陰極層以形成多個觸控感測電極，且各個分隔結構分佈於兩相鄰畫素之間的區域。
於一實施例中，各個觸控感測電極可具有多邊形的外形，且基板可為一薄膜電晶體主動陣列基板。
於一實施例中，一覆蓋板疊置於蓋板上，且覆蓋板的周緣形成有一裝飾層。裝飾層可包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一，且覆蓋板可為玻璃或塑膠材料所構成。
於一實施例中，觸控顯示裝置的每一顯示畫面的圖框時間區分為一顯示區間及一觸控感測區間，且一觸控感測信號僅於觸控感測區間驅動觸控感測電極。
於一實施例中，觸控顯示裝置包含複數個畫素，各個畫素包含並接於有機發光二極體結構一端的一第一開關及一第二開關、及並接於有機發光二極體結構另一端的一第三開關及一第四開關，且第四開關連接一觸控感測信號。於該顯示區間時，第一開關及第三開關開啟且第二開關及第四開關關閉，於觸控感測區間時第一開關及第三開關關閉且第二開關及第四開關開啟。第一、第二、第三及第四開關可分別為一薄膜電晶體所構成。
本發明另一實施例提供一種觸控顯示裝置製造方法，包含如下步驟：提供一基板；形成一陽極層及一發光層於基板上；設置複數分隔結構於發光層上；以及設置一陰極層於發光層上，其中部分陰極層形成於分隔結構上且與未形成於分隔結構上的部分陰極層產生一高度差，使陰極層形成複數個彼此不相連的區塊。
藉由上述實施例的設計，因為有機發光二極體結構的陰極層可圖案化形成多個觸控感測電極，如此僅需使用同一道製程即可同時形成顯示結構的陰極層及觸控感測結構的單層驅動電極，故可減少製程道數、成本並簡化線路佈局，且因不需另設置一觸控面板或觸控感測電極結構，故可降低觸控顯示裝置的厚度及重量並提高光穿透率。另外，因陰極層同時作為觸控感測電極結構，故可省略原需用於觸控感測電極結構的軟性電路板，進一步降低製造成本。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
如圖1所示，一種觸控顯示裝置10包含一基板12、一有機發光二極體結構14以及一蓋板16。有機發光二極體結構14設置於基板12上。基板12例如可為一薄膜電晶體主動陣列基板，且基板12的線路藉由一軟性電路板18連接至信號源(圖未示)。蓋板16對向基板12設置且與基板12保持一間距，且有機發光二極體結構14可藉由封膠(sealant)22密封於基板12與蓋板16之間，並可選擇性地在封膠22、基板12與蓋板16之間充填一填充材(filler；未圖示)。一覆蓋板(cover lens)24可疊置於蓋板16上，且覆蓋板24的周緣形成有裝飾層26以遮蔽走線。裝飾層26例如可為陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一所構成，且覆蓋板24可為玻璃或塑膠材料所構成。於另一實施例中，亦可省略覆蓋板24而直接將裝飾層26形成於蓋板16上。有機發光二極體結構14例如包含一陽極層141、一發光層142以及一陰極層143，陽極層141設置於基板12上，發光層142設置於陽極層141上，且陰極層143設置於發光層142上。於本實施例中，陰極層143可圖案化以形成多個單層的觸控感測電極143a。各個觸控感測電極143a的外形並不限定，舉例而言可為三角形(圖2A)或矩形(圖2B)的多邊形。
圖3A及圖3B為依本發明一實施例的形成圖案化陰極層過程的示意圖，其中圖3B為沿圖3A的I-I’線切割的剖面示意圖。請同時參考圖3A及圖3B，觸控顯示裝置10包含多個紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)畫素P，陰極層143係為一透明導電膜34且利用複數個分隔結構32分隔斷開透明導電膜34，獲得圖案化陰極層143以形成多個觸控感測電極143a的效果。如圖3A所示，觸控顯示裝置10包含複數個畫素P，且各個分隔結構32分佈於兩相鄰畫素P之間的區域，使經由分隔結構32區隔開的每一觸控感測電極143a的分佈區域(粗黑線圍繞出的區域)涵蓋複數個畫素P。如圖3B所示，分隔結構32例如可為肋條結構，藉由設置多個分隔結構32於發光層142上的設計，當沉積透明導電膜34於發光層142上時，形成於分隔結構32上的透明導電膜34與未形成於分隔結構32上的透明導電膜34會產生一高度差，亦即分隔結構32可斷開透明導電膜34，形成多個彼此分離的觸控感測電極分佈區域A-F。因此，本發明可提供一種觸控顯示裝置製造方法，首先提供一基板12，該基板12例如可為一薄膜電晶體主動陣列基板，之後形成一陽極層141及一發光層142並設置複數分隔結構32於發光層142上。接著，設置一陰極層143於發光層142上，因部分陰極層143形成於分隔結構32上且與未形成於分隔結構32上的部分陰極層143產生一高度差，使陰極層143形成複數個彼此不相連的區塊，該些彼此不相連的區塊即成為進行觸控感測操作的觸控感測電極143a。
因為陰極層143可同時作為顯示結構及觸控感測結構，所以當觸控顯示裝置10作動時需將顯示時序與觸控感測時序分開。如圖4所示，每一個顯示畫面的圖框時間可區分為顯示區間及觸控感測區間，舉例而言，於顯示區間時觸控顯示裝置10的陰極端(陰極層143)可為0V或負壓且陽極端(陽極層141)為相對應影像資料的電壓，於觸控感測區間時陰極端連接觸控感測信號且陽極端可為0V。上述的時序切換可利用例如圖5所示的畫素電路達成，如圖5所示，有機發光二極體結構14的一端並接開關SW1及開關SW2，另一端並接開關SW3及開關SW4，且開關SW4連接一觸控感測信號。於顯示區間時，開關SW1及開關SW3開啟(ON)且開關SW2及SW4關閉(OFF)，此時對應於影像資料的電流Id可通過開關SW1及開關SW3流入有機發光二極體結構14產生相對應影像資料的亮度。於觸控感測區間時，開關SW1及開關SW3關閉(OFF)且開關SW2及SW4開啟(ON)，此時有機發光二極體結構14為逆向不作動，且觸控感測信號因開關SW4開啟(ON)而可驅動各個觸控感測電極143a，如此各個觸控感測電極143a因觸碰動作感應生成的耦合電容所導致的電壓變化，可傳送到例如IC晶片的信號處理單元(未圖示)以偵測出觸碰位置；另外，因SW2開啟(ON)而接地，以避免有機發光二極體結構14的觸控感測電極143a在觸控操作時受到信號干擾。於一實施例中，開關SW1-SW4可分別為一薄膜電晶體所構成。
藉由上述各個實施例的設計，因為有機發光二極體結構的陰極層可圖案化形成多個觸控感測電極，如此僅需使用同一道製程即可同時形成顯示結構的陰極層及觸控感測結構的單層驅動電極，故可減少製程道數、成本並簡化線路佈局，且因不需另設置一觸控面板或觸控感測電極結構，故可降低觸控顯示裝置的厚度及重量並提高光穿透率。另外，因陰極層同時作為觸控感測電極結構，故可省略原需用於觸控感測電極結構的軟性電路板，進一步降低製造成本。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10．．．觸控顯示裝置
12．．．基板
14．．．有機發光二極體結構
141．．．陽極層
142．．．發光層
143．．．陰極層
143a．．．觸控感測電極
16．．．蓋板
18．．．軟性電路板
22．．．封膠
24．．．覆蓋板
26．．．裝飾層
32．．．分隔結構
34．．．透明導電膜
A-F．．．觸控感測電極分佈區域
Id．．．電流
P．．．畫素
SW1、SW2、SW3、SW4．．．開關
圖1為依本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。
圖2A為依本發明一實施例的圖案化陰極層的平面示意圖。
圖2B為依本發明另一實施例的圖案化陰極層的平面示意圖。
圖3A及圖3B為依本發明一實施例的形成圖案化陰極層過程的示意圖。
圖4為本發明一實施例的顯示時序與觸控感測時序的示意圖。
圖5為本發明一實施例的畫素電路示意圖。
10．．．觸控顯示裝置
12．．．基板
14．．．有機發光二極體結構
141．．．陽極層
142．．．發光層
143．．．陰極層
16．．．蓋板
18．．．軟性電路板
22．．．封膠
24．．．覆蓋板
26．．．裝飾層

Claims (15)

  1. 一種觸控顯示裝置，包含：一基板；一有機發光二極體結構，設置於該基板上，且該有機發光二極體結構包含：一陽極層，設置於該基板上；一發光層，設置於該陽極層上；以及一陰極層，設置於該發光層上，且該陰極層圖案化以形成複數個觸控感測電極；以及一蓋板，對向該基板設置且與該基板保持一間距，且該有機發光二極體結構密封於該基板與該蓋板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置包含複數個畫素，且每一該觸控感測電極的分佈區域涵蓋複數個畫素。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包含：複數個分隔結構，用以分隔該陰極層以形成該些觸控感測電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置包含複數個畫素，且各該分隔結構分佈於兩相鄰畫素之間的區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中各該觸控感測電極具有多邊形的外形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該基板係為一薄膜電晶體主動陣列基板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包含：一覆蓋板，疊置於該蓋板上，且該覆蓋板的周緣形成有一裝飾層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該裝飾層包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該覆蓋板為玻璃或塑膠材料所構成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置的每一顯示畫面的圖框時間區分為一顯示區間及一觸控感測區間，且一觸控感測信號僅於該觸控感測區間驅動該些觸控感測電極。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置包含複數個畫素，各該畫素包含並接於該有機發光二極體結構一端的一第一開關及一第二開關、及並接於該有機發光二極體結構另一端的一第三開關及一第四開關，且該第四開關連接一觸控感測信號，其中於該顯示區間時，該第一開關及該第三開關開啟且該第二開關及該第四開關關閉，於該觸控感測區間時該第一開關及該第三開關關閉且該第二開關及該第四開關開啟。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控顯示裝置，其中該第一、第二、第三及第四開關分別為一薄膜電晶體。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置，其中於該顯示區間時該陰極層為低位準且該陽極層為高位準，於該觸控感測區間時該陰極層為高位準且該陽極層為低位準。
  14. 一種觸控顯示裝置製造方法，包含如下步驟：提供一基板；形成一陽極層及一發光層於該基板上；設置複數分隔結構於該發光層上；以及設置一陰極層於該發光層上，其中部分該陰極層形成於該分隔結構上且與未形成於該分隔結構上的部分該陰極層產生一高度差，使該陰極層形成複數個彼此不相連的區塊。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控顯示裝置製造方法，其中該觸控顯示裝置包含複數個畫素，且各該分隔結構分佈於兩相鄰畫素之間的區域。
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