TWI499952B - 陣列基板及應用其之顯示面板 - Google Patents

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Description

陣列基板及應用其之顯示面板
本發明是有關於一種陣列基板及應用其之顯示面板，且特別是有關於一種內嵌式觸控的有機發光半導體陣列基板，以及應用其之顯示面板。
觸控式顯示裝置若依照觸控面板所在位置可分為外掛式(out-cell)及表面式(on-cell)和內嵌式(in-cell)。外掛式觸控顯示裝置是指在沒有觸控功能的顯示面板外部再疊加一層觸控面板；表面式觸控顯示裝置是將觸控感測器加在如彩色濾光片基板的上表層；內嵌式觸控顯示裝置是將觸控感測器直接整合至顯示面板結構中。其中，表面式和內嵌式觸控面板不必再外掛觸控面板，可減少面板的玻璃及薄膜厚度，符合應用電子產品厚度減薄和重量減輕的趨勢。
然而，欲製作內嵌式的薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)或有機發光半導體顯示器(OLED)時，TFT的公共電壓(Vcom )電極與OLED的陽極或陰極電極會遮蔽觸控感測器的感測 電極，造成觸控功能低落甚至失效。
欲使內嵌式的觸控感測器正常運作，則必須在顯示電極上分區，例如使顯示電極與感測電極交錯間隔配置。然而，此作法需要較小的電極間距，需要使用高精密度的光罩(Fine mask)製作，除了提昇製程難度，成本也大幅增加。
本發明係有關於一種陣列基板及應用其之顯示面板，藉由陣列基板上的高度差分割電極，避免電極對觸控感測器產生遮蔽。
根據本發明之第一方面，提出一種陣列基板，其上劃分至少一第一區域及至少一第二區域。陣列基板包括第一基板、薄膜電晶體元件、絕緣層、第一電極層、有機發光層、第一觸控電極及第二電極層。薄膜電晶體元件設置於第一基板上，並包括閘極層、汲極層及半導體層。絕緣層設置於薄膜電晶體元件上。第一電極層設置於絕緣層上。有機發光層設置於第一電極層上。第一觸控電極係由閘極層、汲極層、第一電極層及一額外電極層至少其中之一者所形成，用以傳送或接受觸控訊號。第二電極層設置於有機發光層上，第二電極層於第一區域與第二區域交界處具有一斷差，使第二電極層斷開形成第一部份與第二部份，其中第一部份與該第二部份電性絕緣。
根據本發明之另一方面，提出一種顯示面板，其上 劃分至少一第一區域及至少一第二區域。顯示面板包括第一基板、第二基板、薄膜電晶體元件、絕緣層、第一電極層、有機發光層、第一觸控電極及第二電極層。第二基板與第一基板對應設置。薄膜電晶體元件設置於第一基板上，並包括閘極層、汲極層及半導體層。絕緣層設置於薄膜電晶體元件上。第一電極層設置於絕緣層上。有機發光層設置於第一電極層上。第一觸控電極係由閘極層、汲極層、第一電極層及一額外電極層至少其中之一者所形成，用以傳送或接受觸控訊號。第二電極層設置於有機發光層上，第二電極層於第一區域與第二區域交界處具有一斷差，使第二電極層斷開形成第一部份與第二部份，其中第一部份與該第二部份電性絕緣。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧陣列基板
11‧‧‧第一區域
12‧‧‧第二區域
13‧‧‧交界
14‧‧‧交叉處
15‧‧‧OLED畫素
20‧‧‧蒸鍍遮罩定義範圍
100‧‧‧第一基板
110‧‧‧薄膜電晶體元件
120‧‧‧第一觸控電極
130‧‧‧絕緣層
140‧‧‧平坦層
150‧‧‧第二觸控電極
160‧‧‧畫素定義層
160a‧‧‧移除區域
170‧‧‧第一電極層
180‧‧‧有機發光層
190‧‧‧第二電極層
200‧‧‧第二基板
CF 、CP ‧‧‧電容
L‧‧‧斷差
第1圖繪示依照本發明一實施例之陣列基板10的上視圖。
第2圖繪示陣列基板10在蒸鍍遮罩20範圍內的示意圖。
第3A圖繪示第2圖中a-a’連線的剖面圖；第3B圖繪示第2圖中b-b’連線的剖面圖；第3C圖繪示第2圖中c-c’連線的剖面圖。
以下實施例係提出一種陣列基板及應用其之顯示面板。陣列基板可劃分成各種區域，各區域間具有高度差，可隔斷顯示電極使其分區，避免顯示電極對觸控感測器產生遮蔽。值得注意的是，實施例所提出的細部結構僅為舉例說明之用，並非對本發明欲保護之範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些步驟加以修飾或變化。此外，實施例中之圖式係省略部份元件，以清楚顯示本發明之技術特點。
請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之陣列基板10的上視圖。陣列基板10為觸控內嵌式(in-cell)之主動矩陣式有機發光半導體(Active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)顯示面板的一部分。作為觸控感應器的兩第一觸控電極120與第二觸控電極150位於陣列基板10的內部，分別用來傳送與接收觸控訊號，兩觸控電極之上形成AMOLED的顯示電極(本例中為陰極Cathode)。陣列基板10上劃分有第一區域11及多個第二區域12，第二區域彼此不相鄰。第一區域和第二區域間的交界13具有高度差。
由於本實施例係先在陣列基板上形成高度差，顯示電極在蒸鍍的時候便會在交界處斷開，形成分區。故顯示電極可以不用圖案化，對精密度要求較低，例如可直接使用蒸鍍遮罩(Open mask)形成整片顯示電極。第2圖繪示的即為陣列基板10在蒸鍍遮罩定義範圍20內的示意圖。此處的蒸鍍遮罩定義範圍20係指整個顯示面板之顯示區(Active Area)，並以1個較大的第 一區域11與12個較小的第二區域12做為示意，而各個第二區域彼此不相鄰，在其他實施例中，陣列基板上可劃分任意個第一區域及任意個第二區域，第一區域與第二區域亦可如網格狀交錯排列，或多個第二區域彼此相鄰，本發明並不對排列方式限制。
以下以第2至第3C圖詳細說明陣列基板10的結構，其中第3A圖繪示第2圖中a-a’連線的剖面圖；第3B圖繪示第2圖中b-b’連線的剖面圖；第3C圖繪示第2圖中c-c’連線的剖面圖。
請參照第3A圖，其繪示陣列基板10上第一觸控電極120之位置(a-a’連線)的剖面圖，各層之排列順序由下而上分別為第一基板100、薄膜電晶體元件(Thin film transistor,110)、第一觸控電極120、絕緣層(dielectric layer,130)、平坦層(Planar layer 140)、第二觸控電極150、畫素定義層(Pixel define layer,160)、有機發光層180以及第二電極層190。薄膜電晶體元件110可包括閘極層(未繪示)、汲極層(未繪示)、半導體層(未繪示)與介電層(未繪示)，用以驅動OLED畫素，然此處的薄膜電晶體元件僅為示意，其可代表上述的所有結構，亦可僅代表其中的部份結構。第一觸控電極120與第二觸控電極150為觸控感應器。當陣列基板10作為顯示面板使用時，第二電極層190上可再配置一第二基板200作為保護。
如第3A圖所示，本例之陣列基板係採內嵌式(in-cell)觸控，在內部設置有觸控感測器：第一觸控電極120與第二觸控 電極150，其一作為驅動電極Tx，而另一者作為感應電極Rx，分別用以傳送與接受觸控訊號，兩者位置可互相調換，且兩者可用相同或不同的材料製成。第一觸控電極120與第二觸控電極150可以是兩個獨立的電極層、相同電極層的兩個部份，或者可以是薄膜電晶體元件110的一部份。舉例來說，可以在沉積薄膜電晶體元件110之閘極層或汲極層的時候對其圖案化，使部份的閘極層或汲極層作為觸控電極，其他部份的閘極層或汲極層則保有原來功能。或者，第一觸控電極120與第二觸控電極150亦可與OLED畫素電極同時形成，例如可以是第3B圖所示之第一電極層170的一部分。即，第一觸控電極120可由閘極層、汲極層、第一電極層及額外電極層至少其中之一者所形成，第二觸控電極150可由閘極層、汲極層、第一電極層、額外電極層及另一額外電極層至少其中之一者所形成。第一觸控電極120與第二觸控電極150間夾有絕緣層130與平坦層140，兩者皆為介電材質，因此第一觸控電極120與第二觸控電極150間會產生一耦合電容CP，當使用者觸摸顯示面板時，會產生一手指電容(未繪示)，改變此耦合電容CP的大小，藉此可計算出觸控位置。不過，在第3A圖所示的結構中，耦合電容CP上具有可導電的第二電極層190，造成遮蔽作用遮蔽手指電容，使耦合電容CP較不易改變。
請參照第3B圖，其繪示陣列基板10上OLED畫素15之位置(b-b’連線)的剖面圖，各層之排列順序由下而上分別為第一基板100、薄膜電晶體元件110、第一觸控電極120、絕緣層 130、平坦層140、第一電極層170、畫素定義層160、有機發光層180以及第二電極層190。當作為顯示面板使用時，第二電極層190上可配置一濾光層(未繪示)使發出的光線產生不同顏色，以及配置一第二基板200作為保護。
如第3B圖及第2圖所示，OLED畫素15係由位於平坦層140上的第一電極層170、有機發光層180與第二電極層190所組成。OLED畫素15內的畫素定義層160係被移除，此移除區域160a即為發光區，移除區域160a的尺寸小於或等於OLED畫素15。畫素定義層160環繞或部份覆蓋第一電極層170的邊緣。本例中的OLED為上發光(top-emission)架構，第一電極層170為陽極(anode)，第二電極層為陰極(cathode)，在其他實施例中OLED亦可為下發光(bottom-emission)架構，或陰極/陽極的位置互換，並不對此二架構限制。
請參照第3C圖，其繪示陣列基板上第二觸控電極150之位置(c-c’連線)的剖面圖，各層之排列順序由下而上分別為第一基板100、薄膜電晶體元件110、第一觸控電極120、絕緣層130、平坦層140、第二觸控電極150、畫素定義層160、有機發光層180以及第二電極層190。
如第3C圖所示，在第一觸控電極120與第二觸控電極150的交叉處14形成有平坦層140及畫素定義層160，而在僅有第二觸控電極150通過的位置則不具有平坦層140及畫素定義層160，形成一斷差L。當以蒸鍍或沉積方式形成整面的第二 電極層190時，斷差L會分隔第二電極層190，使其分為第一部份與第二部份。第一部份(交叉處14)的第二電極層190為導通，電性連接陰極電位，而第二部份(第二觸控電極150通過處，如第1圖的第二區域12)的第二電極層190可電性浮接或是電性連接第二觸控電極150。如此一來，第二電極層190的第一部份與第二部份電性絕緣，可降低遮蔽作用，使用者觸碰面板產生的手指電容CF便能夠影響耦合電容CP的大小，產生觸控訊號。
值得注意的是，本例中的斷差L係由平坦層140與畫素定義層160構成，但並不限制於此，實際應用上可以依製程需求以不同的介電材質(例如光阻)圖案化構成。在一實施例中，平坦層140的厚度係大於或等於3微米(μm)，而畫素定義層160的厚度係大於或等於1微米，構成一大於或等於4微米的斷差L，然此數值可依基板尺寸或製程需求任意調整。或者，利用佈局的方式，使斷差直接由PLN形成，如此構成一大於或等於3微米的斷差L。再者，若斷差L太大，可能會造成平坦層140或畫素定義層160的剝離(peeling)、良率降低，或使製程時間(tact time)拉長等不好的影響，故斷差L的設計上需小於或等於10微米。因此，斷差L的大小係介於3微米至10微米之間。
另外，本例中的內嵌式觸控結構係設置在顯示面板下層的陣列基板上，也就是第一觸控電極120與第二觸控電極150設置在有機發光層180的單側。然在另一實施例中，第一觸控電極120與第二觸控電極150亦可設置在有機發光層180的相對兩 側，例如將第一觸控電極120設置在有機發光層180與第一基板100之間，將第二觸控電極150設置在有機發光層180與第二基板200之間。在其他實施例中，也可以僅將第一觸控電極120設計成內嵌式，而第二觸控電極設計在顯示面板的外部。
本實施例之陣列基板，藉由圖案化的介電材料在基板上形成斷差，使整面的第二電極層分成斷開且不連續的區域，避免對觸控感應器產生遮蔽。在製作時不需要選用高精密度的遮罩(fine mask)，亦不須選用負型光阻。此結構的材料取得容易，可降低製程成本、難度，同時也增加製程的相容性。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11‧‧‧第一區域
12‧‧‧第二區域
120‧‧‧第一觸控電極
150‧‧‧第二觸控電極
14‧‧‧交叉處
15‧‧‧OLED畫素
160a‧‧‧移除區域
20‧‧‧蒸鍍遮罩定義範圍

Claims (10)

  1. 一種陣列基板，其上劃分至少一第一區域及至少一第二區域，該陣列基板包括：一第一基板；一薄膜電晶體元件，設置於該第一基板上，並包括一閘極層、一汲極層及一半導體層；一絕緣層，設置於該薄膜電晶體元件上；一第一電極層，設置於該絕緣層上；一有機發光層，設置於該第一電極層上；一第一觸控電極，係由該閘極層、該汲極層、該第一電極層及一額外電極層至少其中之一者所形成，用以傳送或接受觸控訊號；以及一第二電極層，設置於該有機發光層上，該第二電極層於該第一區域與該第二區域交界處具有一斷差，使該第二電極層斷開形成一第一部份與一第二部份，且該第一部份與該第二部份電性絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之陣列基板，其中該斷差係介於3微米至10微米之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之陣列基板，更包括：一平坦層，設置於該絕緣層上；以及一畫素定義層，設置於該平坦層上，其中該斷差係由該平坦層及該畫素定義層所形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之陣列基板，其中位於該第二區域的該第二電極層係電性浮接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之陣列基板，其中具有該斷差的該第二電極層係以整面蒸鍍的方式一次形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之陣列基板，更包括一第二觸控電極，係由該閘極層、該汲極層、該第一電極層、該額外電極層、及另一額外電極層至少其中之一者所形成，該第一觸控電極與該第二觸控電極分別用以接受與傳送觸控訊號。
  7. 一種顯示面板，其上劃分至少一第一區域及至少一第二區域，該顯示面板包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板對應設置；一薄膜電晶體元件，設置於該第一基板上，並包括一閘極層、一汲極層及一半導體層；一絕緣層，設置於該薄膜電晶體元件上；一第一電極層，設置於該絕緣層上；一有機發光層，設置於該第一電極層上；一第一觸控電極，係由該閘極層、該汲極層、該第一電極層及一額外電極層至少其中之一者所形成，用以傳送或接受觸控訊號；以及一第二電極層，設置於該有機發光層上，該第二電極層於該第一區域與該第二區域交界處具有一斷差，使該第二電極層斷開 形成一第一部份與一第二部份，且該第一部份與該第二部份電性絕緣。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，更包括：一平坦層，設置於該絕緣層上；以及一畫素定義層，設置於該平坦層上，其中該斷差係由該平坦層及該畫素定義層所形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中具有該斷差的該第二電極層係以整面蒸鍍的方式一次形成。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，更包括一第二觸控電極，係由該閘極層、該汲極層、該第一電極層、該額外電極層及另一額外電極層至少其中之一者所形成，該第一觸控電極與該第二觸控電極分別用以接受與傳送觸控訊號。
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