TWM470312U

TWM470312U - 內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構

Info

Publication number: TWM470312U
Application number: TW102215172U
Authority: TW
Inventors: xiang-yu Li
Original assignee: Superc Touch Corp
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2014-01-11
Also published as: CN204087149U

Description

內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構

本創作係關於一種具有觸控板的顯示螢幕之結構，尤指一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構。

在眾多種類的平面顯示器中，有機發光二極體顯示器技術(Organic Light Emitting Diode,OLED)是極具潛力的新興平面顯示技術。OLED是1987年由美國柯達(Eastman Kodak Co.)公司所發表。其具有厚度薄、重量輕、自發光、低驅動電壓、高效率、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、可撓曲等特色，因此被視為是繼TFT-LCD之後相當看好的顯示技術。

近年來行動通訊、數位產品與數位電視對高畫質全彩平面顯示器的需求急速增加。OLED顯示器不但具有LCD的輕薄、省電與全彩顯示的優點，更具有比LCD更好的廣視角、主動發光、反應速度快的特性。

圖1係一習知有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)顯示器基本構造之示意圖，該有機發光二極體(OLED)顯示器100包含一陰極層110、一有機發光二極體層120、一陽極層130、一薄膜電晶體層140、一下基板150、及一上基板160等結構層，其中該有機發光二極體層120更包含一電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)121、一發光層(emitting layer)123、及一電子傳輸子層(electron transporting layer,HTL)125。

有機發光二極體之發光原理是藉著外加電場的作用，使電子、電洞分別從陰極層110、陽極層130注入，電洞經過電洞傳輸子層121、電子通過電子傳輸子層125之後，進入具有螢光特性的發光層123。接著在內部結合產生激發光子，激發光子隨即將能量釋放並回到基態(Ground state)，被釋出的能量會根據不同的發光材料產生不同顏色的光，而造就了OLED的發光現象。

OLED全彩顯示的方法可分為RGB畫素並置法、色轉換法、彩色濾光片法、微共振腔調色法、多層堆疊法等多種方法。彩色濾光片法係沿用LCD全彩顯示的方法，只是利用白光的OLED發光，並使用彩色濾光片濾出紅、藍、綠三原色。由於使用單一OLED光源，故紅、藍、綠三原色的亮度壽命相同，不會有色彩失真的現象，同時可結合已經量產的成熟之彩色濾光片技術，因此許多廠商採取彩色濾光片法，以為OLED全彩顯示的方法。

習知之觸控式平面顯示器係將觸控面板與平面顯示器直接進行上下之疊合，因為疊合之觸控面板為透明之面板，因而影像可以穿透疊合在上之觸控面板顯示影像，再藉由觸控面板作為輸入之媒介或介面。然而這種習知之技藝，因為於疊合時，必須增加一個觸控面板之完整重量，使得平面顯示器重量大幅地增加，不符合現時市場對於顯示器輕薄短小之要求。而直接疊合觸控面板以及平面顯示器時，不僅增加了觸控面板本身之厚度，還降低了光線的穿透率，且增加反射率與霧度，使螢幕顯示的品質大打折扣。

針對前述之缺點，觸控式平面顯示器改採嵌入式觸控技術。嵌入式觸控技術目前主要的發展方向可分為On-Cell及In-Cell兩種技術。On-Cell Touch的技術則是先將觸控面板的感應裝置(Sensor)做在薄膜上，再貼合在上基板的玻璃上或直接用透明導電材料(ITO)做在上基板。In-Cell Touch技術則是將觸控元件整合於顯示面板之內，使得顯示面板本身就具備觸控功能，因此不需要另外進行與觸控面板貼合或是組裝的製程，這樣技術通常都是由顯示面板廠開發。

On-Cell Touch技術，都是在顯示面板之上玻璃基板的上方設置感應電極層或使用上基板增加觸控感應電極；不僅增加成本，亦增加製程程序，容易導致製程良率降低及製程成本飆昇。因此，習知之有機發光二極體液晶顯示面板結構配合On-Cell Touch仍有改善的空間。

本創作之主要目的係在提供一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構，不僅大幅降低觸控有機發光二極體顯示面板之重量及厚度，同時可大幅節省材料成本及加工成本。

依據本創作之一特色，本創作提出一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構，包括有一上基板、一下基板、一遮光感應電極層、一有機發光二極體層及一薄膜電晶體層。該上基板及該下基板以平行成對之配置將一有機發光二極體層夾置於二基板之間。該遮光感應電極層位於該上基板之面對該有機發光二極體層之一側的表面，該遮光感應電極層係由複數條遮光導體線所構成。該薄膜電晶體層位於該下基板之面對該有機發光二極體層之一側的表面。其中，該複數條遮光導體線可分成一第一組遮光導體線、一第二組遮光導體線、及一第三組遮光導體線，該第二組遮光導體線形成N個網目狀多邊型區域，當中，N為正整數，在每一個網目狀多邊型區域中的遮光導體線係電氣連接在一起，而任兩個網目狀多邊型區域之間並未連接，以在該遮光感應電極層形成有單層感應觸控圖型結構。

100‧‧‧有機發光二極體顯示器

110‧‧‧陰極層

120‧‧‧有機發光二極體層

130‧‧‧陽極層

140‧‧‧薄膜電晶體層

150‧‧‧基板

160‧‧‧上基板

121‧‧‧電洞傳輸子層

123‧‧‧發光層

125‧‧‧電子傳輸子層

200‧‧‧內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構

210‧‧‧上基板

220‧‧‧下基板

230‧‧‧有機發光二極體層

240‧‧‧遮光感應電極層

250‧‧‧彩色濾光層

260‧‧‧保護層

270‧‧‧陰極層

280‧‧‧陽極層

290‧‧‧薄膜電晶體層

231‧‧‧電洞傳輸子層

233‧‧‧發光層

235‧‧‧電子傳輸子層

291‧‧‧畫素驅動電路

281‧‧‧陽極畫素電極

2911‧‧‧閘極

2913、2915‧‧‧汲極/源極

301‧‧‧遮光線條

303‧‧‧區域

410‧‧‧第一組遮光導體線

420‧‧‧第二組遮光導體線

430‧‧‧第三組遮光導體線

421~42N‧‧‧網目狀多邊型區域

431~43N‧‧‧走線

700‧‧‧內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構

710‧‧‧陰極層

720‧‧‧陽極層

730‧‧‧有機發光二極體層

731‧‧‧電洞傳輸子層

733‧‧‧發光層

735‧‧‧電子傳輸子層

711‧‧‧陰極畫素電極

圖1係一習知有機發光二極體顯示器基本構造之示意圖。

圖2係本創作之一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構的立體示意圖。

圖3係一般習知遮光層的示意圖。

圖4係本創作遮光感應電極層的示意圖。

圖5係本創作遮光感應電極層的放大示意圖。

圖6係本創作遮光感應電極層的另一放大示意圖。

圖7係本創作之一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構的立體示意圖。

本創作是關於一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構。圖2係本創作之一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構200的立體示意圖，如圖所示，該內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構200包括有一上基板210、一下基板220、一有機發光二極體層230、一遮光感應電極層(black matrix)240、一彩色濾光層(color filter)250、一保護層(over coat)260、一陰極層270、一陽極層280、及一薄膜電晶體層290。

該上基板210及該下基板220較佳為玻璃基板，該上基板210及該下基板220以平行成對之配置將該有機發光二極體層230夾置於二基板210,220之間。

該遮光感應電極層(black matrix)240係位於該上基板210之面對有機發光二極體層230之一側的表面，該遮光感應電極層240係由複數條遮光導體線所構成。

圖3係一般習知遮光層的示意圖。如圖3所示，習知遮光層係由不透光的黑色絕緣材質之線條構成複數條遮光線條301，該等黑色絕緣材質之複數條遮光線條301係互相垂直分佈於該習知之遮光層，該習知之遮光層又稱為黑矩陣(black matrix)。在該等黑色絕緣材質之線條之間的區域303則分佈有彩色濾光層(color filter)。

本創作將習知的遮光層由不透光的黑色絕緣材質改為遮光之導電材料所製成，並在其上佈值感應觸控圖型結構，如此，便無需於顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板設置感應電極層，據此降低成本，減少製程程序，提昇製程良率及降低製程成本。

圖4係本創作遮光感應電極層(black matrix)240的示意圖。如圖4所示，該遮光感應電極層240係由複數條遮光導體線所構成。該遮光感應電極層240的該複數條遮光導體線係以一第一方向(X)及一第二方向(Y)設置。其中，該第一方向係垂直第二方向。

該遮光感應電極層240的該複數條遮光導體線係由遮光之導電材料所製成。其中，該遮光感應電極層240的該複數條遮光導體線係由黑色遮光之導電金屬材料或黑色不導電BM材料與導電金屬材料及其合金所製成。該黑色遮光之導電金屬材料或合金材料係為鉻，黑色不導電材料為黑色樹酯，導電金屬材料為下列其中之一：鉻、鋇、鋁、銀、銅、鈦、鎳、鉭、鈷、鎢、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)。

該複數條遮光導體線可分成一第一組遮光導體線410、一第二組遮光導體線420、及一第三組遮光導體線430。

該第二組遮光導體線420形成N個網目狀多邊型區域421~42N，其中，N為自然數。在每一個網目狀多邊型區域中的遮光導體線係電氣連接在一起，而任兩個網目狀多邊型區域之間並未連接，以在該遮光感應電極層(black matrix)240形成有單層感應觸控圖型結構。其中，該網目狀多邊型區域(421~42N)係為下列形狀其中之一：三角形、矩形、菱形、六角形、八角形、圓形。於本實施例中，該N個網目狀多邊型區域係以矩型為例子。

該第三組遮光導體線430形成N個走線431~43N，該N個走線的每一條走線係與一對應的網目狀多邊型區域421~42N電氣連接，而每一條走線431~43N之間並未連接。該第一組遮光導體線410與該第二組遮光導體線420及該第三組遮光導體線430並未連接

圖5係本創作遮光感應電極層240的放大示意圖。如圖5所示，該第一組遮光導體線410與該第二組遮光導體線420及該第三組遮光導體線430並未連接。亦即該第一組遮光導體線410與該第二組遮光導體線420應連的地方被截斷。同理，該第一組遮光導體線410與該第三組遮光導體線430應連的地方被截斷。因此，該第二組遮光導體線420可在該遮光感應電極層(black matrix)240形成有單層感應觸控圖型結構。該第一組遮光導體線410與該第二組遮光導體線420應連的地方被截斷並非先產生如圖3所示的習知遮光層，再將相對應處截斷，而是在進行遮光感應電極層240的遮罩佈圖(mask layout)時，使用佈圖工具，例如Laker、Virtuso，在光罩上使該第一組遮光導體線410與該第二組遮光導體線 420及該第三組遮光導體線430並未連接，故在顯示面板製程中並未新增製程。

圖6係本創作遮光感應電極層240的另一放大示意圖。於圖6所示，該N個網目狀多邊型區域係以圓形為例子。而圓形可視為該N個網目狀多邊型區域的邊為無窮多時的例子。

該彩色濾光層(color filter)250位於該遮光感應電極層240的複數條遮光導體線之間及複數條遮光導體線的表面。

該保護層(over coat)260位於該彩色濾光層(color filter)250的表面。

該薄膜電晶體層290位於該下基板220之面向於該有機發光二極體層(OLED)230之一側的表面。該薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，依據一顯示驅動訊號及一顯示像素訊號及，以驅動對應之畫素驅動電路之畫素驅動電晶體及畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。該K條閘極驅動線及L條源極驅動線的位置係依據與該遮光感應電極層(black matrix)240之該複數條遮光導體線的位置相對應而設置。

該薄膜電晶體層290除具有複數條閘極驅動線及複數條源極驅動線外，更包含多數個畫素驅動電路291。該薄膜電晶體層290依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號，用以驅動對應之畫素驅動電路291，進而執行顯示操作。

依畫素驅動電路291設計的不同，例如2T1C 係由2薄膜電晶體與1儲存電容設計而成畫素驅動電路1251，6T2C係由6薄膜電晶體與2儲存電容設計而成畫素驅動電路291。畫素驅動電路291中最少有一薄膜電晶體的閘極2911連接至一條閘極驅動線(圖未示)，依驅動電路設計的不同，控制電路中最少有一薄膜電晶體的汲極/源極2913連接至一條源極驅動線(圖未示)，畫素驅動電路291中最少有一薄膜電晶體的汲極/源極2915連接至該陽極層280中的一個對應的陽極畫素電極281。

該陰極層270位於該保護層260之面向該有機發光二極體層230之一側。同時，該陰極層270位於該上基板210與該有機發光二極體層230之間。該陰極層270係由金屬導電材料所形成。較佳地，該陰極層270係由厚度小於50奈米(nm)的金屬材料所形成，該金屬材料係選自下列群組其中之一：鋁(Al)、銀(Ag)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)，及其合金或使用氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(LiO)與Al組合而成。由於該陰極層270的厚度小於50nm，因此該有機發光二極體層230所產生的光仍可穿透該陰極層270，而於上基板210上顯示影像。該陰極層270係整片電氣連接著，因此可作為遮罩(shielding)之用。同時，該陰極層270亦接收由陽極畫素電極281來的電流。

該陽極層280位於該薄膜電晶體層290之面向於該有機發光二極體層330之一側。該陽極層280具有複數個陽極畫素電極281。每一個陽極畫素電極281係與該薄膜電晶體層290的該畫素驅動電路291之一個畫素驅動電晶體對應，亦即該複數個陽極畫素電極的每一個陽極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路291之該畫素驅動電晶體之源極/汲極2913連接，以形成一特定顏色的畫素電極，例如紅色畫素電極、綠色畫素電極、或藍色畫素電極或本案中使用的白色畫素電極。

該有機發光二極體層230包含一電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)231、一發光層(emitting layer)233、及一電子傳輸子層(electron transporting layer,HTL)235。該有機發光二極體層230較佳產生白光，並使用該彩色濾光層(color filter)250過濾而產生紅、藍、綠三原色。

圖7係本創作之一種內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構700的立體示意圖。其與圖2的主要區別在於該陰極層710與該陽極層720的位置對調。該陰極層710具有複數個陰極畫素電極711。每一個陰極畫素電極711係與該薄膜電晶體層290的該畫素驅動電路291之一個畫素驅動電晶體對應，亦即該複數個陰極畫素電極的每一個陰極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路291之該畫素驅動電晶體之源極/汲極2913連接，以形成一特定顏色的畫素電極，例如紅色畫素電極、綠色畫素電極、或藍色畫素電極或本案中使用的白色畫素電極。

圖7的該陰極層710與該陽極層720的位置對調，同時為了配合該陰極層710與該陽極層720，該有機發光二極體層730的電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)731與電子傳輸子層(electron transporting layer,HTL)735 的位置亦對調。該應陰極層710具有複數個陰極畫素電極，該複數個陰極畫素電極的每一個陰極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路之畫素驅動電晶體之源極/汲極連接。

由前述說明可知，本創作可於遮光感應電極層240上形成有單層感應觸控圖型結構，其優點為：

1.無需於顯示面板的上玻璃基板或下玻璃基板設置感應電極層，據此降低成本，減少製程程序。由於無需外加一層觸控電極感應層，其加工程序可大幅地降低，不僅可大幅節省材料成本，亦可節省加工成本。

2.習知氧化銦錫材質(ITO)所做的電極點其平均透光率僅約為90%，而本創作的該網目狀多邊型區域421~42N、及該走線431~43N係由遮光導體線所構成，因此並不影響透光率，故本創作的平均透光率遠較習知技術為佳。當本創作的內嵌式有機發光二極體觸控顯示面板結構內嵌入有機發光二極體顯示面板時，可使有機發光二極體顯示面板的亮度較習知技術更亮。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。