觸控基板、顯示設(shè)備及其制造方法和驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，具體地涉及觸控基板、顯示設(shè)備及其制造方法和驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有源矩陣/ 有機(jī)發(fā)光二極管 AMOLED (Active Matrix/Organic Light EmittingD1de)是一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板。相比傳統(tǒng)的液晶面板，AMOLED因其響應(yīng)速度快、亮度高、低功耗、視角好、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。目前，中小尺寸AMOLED顯示多采用內(nèi)嵌式單元上觸摸(On-cell touch)技術(shù)。與單元上觸摸技術(shù)相比，AMOLED內(nèi)嵌式技術(shù)因可以使顯示模組更加輕薄，因而也逐步受到關(guān)注。
[0003]已經(jīng)報(bào)道的AMOLED內(nèi)嵌式方案大多是將傳感器做在封裝基板下，但這種方案僅限于玻蓋封裝。當(dāng)OLED顯示采用薄膜封裝技術(shù)后，即不能滿足需求。
[0004]此外，將傳感器與OLED器件組合在一起將是另一種選擇，不僅可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌式觸控設(shè)備減薄的目的，同時(shí)不受封裝方案的限制。
[0005]相對(duì)于將觸摸面板設(shè)置在液晶面板上使用的原有方法，將觸摸面板功能與液晶面板一體化的研宄日漸盛行。觸摸面板和液晶面板的一體化包括“單元內(nèi)內(nèi)嵌(In-cell)”方法和“單元上內(nèi)嵌(On-cell) ”方法。單元內(nèi)內(nèi)嵌方法是指將觸摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法。單元上內(nèi)嵌方法是指將觸摸面板功能嵌入到彩色濾光片基板和偏光板之間的方法。單元內(nèi)內(nèi)嵌(In-Cell)和單元上內(nèi)嵌(On-Cell)都被歸類為內(nèi)嵌式觸控面板，技術(shù)的最主要差異在于前者的觸控傳感器位置在TFT LCD的TFT內(nèi)部，后者則在彩色濾光片的背面。
[0006]現(xiàn)有的內(nèi)嵌式單元(in cell touch)技術(shù)主要是針對(duì)TFT-1XD和觸摸傳感器的集成。需要一種針對(duì)OLED和觸摸傳感器的內(nèi)嵌式集成方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出了一種針對(duì)OLED和觸控傳感器集成的方案。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提出了一種OLED觸控基板，包括:基板；設(shè)置于基板上的陽(yáng)極和陰極，所述陽(yáng)極包括多個(gè)子陽(yáng)極，所述陰極包括多個(gè)子陰極；設(shè)置于基板上與所述陽(yáng)極同層設(shè)置的至少一個(gè)觸控驅(qū)動(dòng)電極，所述觸控驅(qū)動(dòng)電極與所述陰極相互絕緣，且與所述子陰極交叉設(shè)置；在顯示階段，在所述陰極和所述陽(yáng)極上施加顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光器件；在觸控階段，在所述觸控驅(qū)動(dòng)電極上施加觸控驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述子陽(yáng)極用作觸控感測(cè)電極輸出觸控感應(yīng)信號(hào)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種OLED觸控基板的制造方法，包括:在基板上形成晶體管結(jié)構(gòu)；在得到的結(jié)構(gòu)上通過(guò)構(gòu)圖形成陽(yáng)極，其中所述陽(yáng)極包括多個(gè)子陽(yáng)極并且子陽(yáng)極與觸控驅(qū)動(dòng)電極相互分離；在位于觸控基板的OLED發(fā)光器件區(qū)域的陽(yáng)極上形成OLED有源層，所述陽(yáng)極與所述晶體管結(jié)構(gòu)的源/漏極相連；在得到的結(jié)構(gòu)上形成包括多個(gè)子陰極在內(nèi)的陰極，所述陰極通過(guò)絕緣層與所述觸控驅(qū)動(dòng)電極相互絕緣，并且所述子陰極與所述觸控驅(qū)動(dòng)電極交叉設(shè)置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種包括如上所述的OLED觸控基板在內(nèi)的顯示裝置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提出了一種顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，包括:在顯示階段，在陰極和陽(yáng)極上施加顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光器件；以及在觸控階段，在所述觸控驅(qū)動(dòng)電極上施加觸控驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述子陰極用作觸控感測(cè)電極來(lái)輸出觸控感應(yīng)信號(hào)。
[0012]本發(fā)明通過(guò)借用OLED器件的陽(yáng)極與陰極層作為觸控的電極層，將陰極圖案化成觸控傳感器的感測(cè)電極Rx，與陽(yáng)極層同層形成觸控傳感器的驅(qū)動(dòng)電極Tx，并且通過(guò)分時(shí)驅(qū)動(dòng)完成該觸控顯示屏的觸控與顯示。由此，本發(fā)明將顯示裝置與觸控裝置集成于一體，對(duì)顯示分辨率、顯示出光效率都不會(huì)有明顯影響；并且因?yàn)楣?jié)省了電極層，可以制備更輕薄的觸控顯示器，不僅可以應(yīng)用于剛性的OLED顯示，也可以應(yīng)用于柔性O(shè)LED顯示。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控基板的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0014]圖2示出了像素內(nèi)電極的設(shè)計(jì)示意圖。
[0015]圖3示出了像素電極結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0016]圖4是進(jìn)一步詳細(xì)地示出了在本發(fā)明的內(nèi)嵌式有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管AMOLED顯示設(shè)備上分時(shí)進(jìn)行像素顯示和觸控感測(cè)的示意圖。
[0017]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的OLED觸控基板的制造方法的流程圖。
[0018]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嵌式有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管AMOLED顯示設(shè)備的制造方法的工藝流程。
[0019]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控基板的顯示面板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖8示出了圖7的觸控傳感器的驅(qū)動(dòng)門(mén)陣列的具體驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖9示出了觸控傳感器的觸控驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)電路時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例提供詳細(xì)參考，其范例在附圖中說(shuō)明，圖中相同的數(shù)字全部代表相同的元件。為解釋本發(fā)明下述實(shí)施例將參考附圖被描述。
[0023]本發(fā)明的基本方案是通過(guò)借用OLED器件的陽(yáng)極與陰極層作為觸控傳感器的電極層，即將陰極圖案化之后用作觸控傳感器的感測(cè)層的感測(cè)電極Rx，并且設(shè)置于基板上與所述陽(yáng)極同層設(shè)置的至少一個(gè)觸控驅(qū)動(dòng)電極用作觸控傳感器的驅(qū)動(dòng)電極Tx;然后通過(guò)分時(shí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行OLED驅(qū)動(dòng)操作和觸控傳感操作來(lái)完成這種集成的內(nèi)嵌式觸控顯示屏的觸控與顯示操作。本發(fā)明實(shí)施例的這種方案主要是將OLED顯示器件與觸控傳感器件集成到一起，從而構(gòu)成OLED的內(nèi)嵌式(In cell)觸控顯示設(shè)備。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種OLED觸控基板包括:基板；設(shè)置于基板上的陽(yáng)極和陰極，所述陰極包括多個(gè)子陰極；設(shè)置于基板上與所述陽(yáng)極同層設(shè)置的至少一個(gè)觸控驅(qū)動(dòng)電極，所述觸控驅(qū)動(dòng)電極與所述陰極相互絕緣，且與所述子陰極交叉設(shè)置；在顯示階段，在所述陰極和所述陽(yáng)極上施加顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光器件；在觸控階段，在所述觸控驅(qū)動(dòng)電極上施加觸控驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述至少部分子陰極用作觸控感測(cè)電極輸出觸控感應(yīng)信號(hào)。
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控基板的結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖1所示，在具體的實(shí)施方式中，觸控基板包括:基板；設(shè)置于基板上的陽(yáng)極和陰，所述陰極包括多個(gè)子陰極；設(shè)置于基板上與所述陽(yáng)極同層設(shè)置的至少一個(gè)觸控驅(qū)動(dòng)電極，所述觸控驅(qū)動(dòng)電極與所述陰極相互絕緣，且與所述子陰極交叉設(shè)置。OLED發(fā)光器件的至少部分子陰極用作觸控感測(cè)電極輸出觸控感應(yīng)信號(hào)。對(duì)所述觸控感測(cè)電極101圖案化以區(qū)分不同的觸控感測(cè)區(qū)域。觸控驅(qū)動(dòng)電極和觸控感測(cè)電極可分別引出至觸控驅(qū)動(dòng)電極連接端子105和觸控感測(cè)電極連接端子106，然后通過(guò)連接驅(qū)動(dòng)IC為觸摸傳感器的電極提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0026]針對(duì)所述OLED觸控基板的觸控階段，在所述觸控驅(qū)動(dòng)電極上施加觸控驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述至少部分子陰極用作觸控感測(cè)電極以輸出觸控感應(yīng)信號(hào)。觸控驅(qū)動(dòng)電極103和觸控感測(cè)電極101通過(guò)交叉覆蓋整個(gè)觸控區(qū)域。具體地，當(dāng)觸控驅(qū)動(dòng)電極103沿圖1所示的垂直于紙面的方式設(shè)置時(shí)，觸控感測(cè)電極與驅(qū)動(dòng)電極TX垂直地設(shè)置，進(jìn)而覆蓋整個(gè)觸控區(qū)域。觸控驅(qū)動(dòng)電極上施加觸控驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)手指觸摸到某個(gè)特定區(qū)域時(shí)，被觸摸的觸摸區(qū)域的觸控感測(cè)電極輸出電信號(hào)，然后通過(guò)積分、放大濾波等操作傳輸給觸控1C，最后由觸控IC計(jì)算出觸控點(diǎn)坐標(biāo)，完成了觸控操作。針對(duì)所述OLED觸控基板的顯示階段，在所述陰極101和所述陽(yáng)極102上施加顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光器件。通過(guò)分時(shí)地交替進(jìn)行觸控操作和顯示操作，可以通過(guò)分時(shí)復(fù)用的圖案化的陰極分別與OLED器件的陽(yáng)極或觸控驅(qū)動(dòng)電極相互作用，實(shí)現(xiàn)顯示操作或觸控操作。
[0027]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的OLED觸控基板的像素內(nèi)的電極設(shè)計(jì)示意圖。如圖2所示，在像素結(jié)構(gòu)中，觸控驅(qū)動(dòng)電極103與陽(yáng)極電極層形成于同一層中，并且與陽(yáng)極電極層彼此獨(dú)立。具體地，所述陽(yáng)極電極層可以是ITO陽(yáng)極層。觸控驅(qū)動(dòng)電極可以位于像素驅(qū)動(dòng)器件的上方。每行像素的觸控驅(qū)動(dòng)電極可以相互連接，從而形成橫向條狀結(jié)構(gòu)。由于手指觸點(diǎn)的面積較大，在不影響觸控分辨率的前提條件下，為了減小對(duì)像素開(kāi)口率的影響，降低觸控驅(qū)動(dòng)電極的電阻，可以將觸控驅(qū)動(dòng)電極(5?15個(gè)/組)在顯示區(qū)域的邊緣處并聯(lián)，形成較寬的觸控驅(qū)動(dòng)電極條狀結(jié)構(gòu)。具體地，可以對(duì)ITO陽(yáng)極層進(jìn)行圖案化，以形成橫向陽(yáng)極條狀結(jié)構(gòu)102和觸控驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)103。陰極層101覆蓋在整個(gè)區(qū)域上?？梢詫?duì)陰極區(qū)域進(jìn)行圖案化以便形成縱向陰極條狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示，所示結(jié)構(gòu)還包括柵極線106、VDD線107和數(shù)據(jù)線108。
[0028]圖3示出了像素電極結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖3所示，首先在襯底上形成柵極106。所述襯底可以是玻璃或聚酰亞胺。在制備出柵極106之后，形成柵極絕緣層10，例如柵極氧化物。所述柵極氧化物可以是通過(guò)LPCVD、PECVD, HDPCVD, UHVCVD, MOCVD, MBE、ALD、蒸發(fā)、(磁控)濺射等工藝形成的形成絕緣材料，其材質(zhì)例如氧化硅或高K電介質(zhì)材料等等。然后制造銦鎵鋅氧化物(IGZ0:1ndium gallium zinc oxide)溝道區(qū)109、刻蝕停止層110、源極和漏極(107’ /108’)，并且用PLN&PVX絕緣層111覆蓋。在源極/漏極107’ /108’接觸的位置刻蝕出接觸通孔。然后沉積ITO陽(yáng)極電極層102。觸控驅(qū)動(dòng)電極與ITO陽(yáng)極都位于這一層中。在觸摸傳感器的電極的制備過(guò)程中，觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)電極由像素電極中獨(dú)立的ITO電極形成，如圖3的左側(cè)103所示。在將要形成OLED器件的部分通過(guò)掩模和刻蝕，用作OLED陽(yáng)極的陽(yáng)極區(qū)域(如圖3右側(cè)的103所示)上沉積OLED發(fā)光層104。在得到的結(jié)構(gòu)上沉積陰極層101。。在制備過(guò)程中將陰極圖形化用作觸控傳感器的感測(cè)層的感