OLED觸控顯示裝置的製作方法
2023-05-29 04:12:01
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種OLED觸控顯示裝置。
背景技術：
近年來，液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)裝置和有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示裝置等平板顯示裝置已經逐步取代CRT顯示器，成為顯示裝置市場中的主流產品。其中，OLED顯示裝置具有自發光、驅動電壓低、發光效率高、響應時間短、清晰度與對比度高、近180°視角、使用溫度範圍寬，可實現柔性顯示與大面積全色顯示等諸多優點，被業界公認為是最有發展潛力的顯示裝置。
OLED顯示裝置通常包括：基板、與基板相對設置的封裝蓋板、設於基板上的陽極、設於陽極上的空穴注入層、設於空穴注入層上的空穴傳輸層、設於空穴傳輸層上的發光層、設於發光層上的電子傳輸層、設於電子傳輸層上的電子注入層、及設於電子注入層上的陰極。OLED顯示裝置工作時向發光層發射空穴和電子，將這些電子和空穴組合產生激發性電子-空穴對，並將激發性電子-空穴對從受激態轉換為基態實現發光。
隨著可攜式電子顯示設備的發展，觸控螢幕(Touch panel)提供了一種新的人機互動界面，其在使用上更直接、更人性化。將觸控螢幕與平面顯示裝置整合在一起，形成觸控顯示裝置，能夠使平面顯示裝置具有觸控功能，可通過手指、觸控筆等執行輸入，操作更加直觀、簡便。目前OLED觸控顯示裝置通常採用將OLED顯示裝置和觸控螢幕分開來製做，然後再將二者結合起來，通常包括四層結構，分別是OLED基板、OLED蓋板、觸控螢幕基板、與觸控螢幕蓋板。請參閱圖1，現有的OLED觸控顯示面板包括：觸控面板91、設於所述觸控面板91下方的OLED顯示面板92、與所述觸控面板91電性連接的觸控晶片94、與所述OLED顯示面板92電性連接的數據驅動晶片93、與所述數據驅動晶片93電性連接的時序控制器95、與所述時序控制器95及觸控晶片94均電性連接的系統晶片96，其中觸控晶片94中設有用於偵測觸控信號的模數轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)及觸控驅動模塊，數據驅動晶片93中設有用於偵測OLED顯示面板中有機發光二極體和驅動薄膜電晶體閾值電壓的外部補償偵測模塊，同時使用觸控驅動模塊與外部補償偵測模塊造成了模塊的重複，不利於生產成本的控制，降低了產品競爭力。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種OLED觸控顯示裝置，能夠減少OLED觸控顯示裝置的晶片數量，降低OLED觸控顯示裝置的生產成本。
為實現上述目的，本發明提供了一種OLED觸控顯示裝置，包括：OLED觸控顯示面板、與所述OLED觸控顯示面板電性連接的數據驅動晶片、與所述數據驅動晶片電性連接的時序控制器、以及與所述時序控制器電性連接的系統晶片；
所述OLED觸控顯示面板包括：基板、設於所述基板上的觸控電極層、設於所述觸控電極層上的鈍化層、設於所述鈍化層上的多個陣列排布的像素單元；
所述數據驅動晶片包括：模數轉換器，所述模數轉換器通過感測線與所述像素單元電性連接，同一列像素單元電性連接同一條感測線；
所述觸控電極層包括：數個陣列排布且相互獨立的觸控電極塊，每一個觸控電極塊對應n個像素單元，每一個觸控電極塊與其所對應的n個像素單元中的一個像素單元電性連接的感測線電性連接，n為正整數；
所述OLED觸控顯示裝置通過所述模數轉換器、時序控制器、及系統晶片的配合完成觸控信號的偵測與像素單元的閾值電壓補償。
每一個像素單元均包括：開關薄膜電晶體、驅動薄膜電晶體、感測薄膜電晶體、存儲電容、以及有機發光二極體；
所述開關薄膜電晶體的柵極接入掃描信號，源極接入數據信號，漏極電性連接驅動薄膜電晶體的柵極；所述驅動薄膜電晶體的源極接入電源電壓，漏極電性連接有機發光二極體的陽極；所述感測薄膜電晶體的柵極接入感測控制信號，源極電性連接驅動薄膜電晶體的漏極，漏極電性連接感測線；所述存儲電容的一端電性連接驅動薄膜電晶體的柵極，另一端電性連接驅動薄膜電晶體的漏極；有機發光二極體的陰極接地。
所述觸控電極塊經由感測薄膜電晶體與所述感測線電性連接。
所述觸控電極塊通過一過孔與所述感測薄膜電晶體的源極電性連接。
所述OLED觸控顯示裝置在一幀畫面時間內，先進行畫面傳輸，再進行觸控掃描。
畫面傳輸時，所述數據信號的傳輸頻率為所述OLED觸控顯示裝置的畫面顯示頻率的2倍。
觸控掃描時，系統晶片根據觸控電極塊電性連接的感測線的位置、以及感測控制信號的時序確定觸摸的位置。
所述基板、觸控電極層、以及鈍化層均為透明的，所述像素單元發出的光線經由基板出射。
本發明的有益效果：本發明提供了一種OLED觸控顯示裝置，通過在OLED顯示面板的陣列基板上製作觸控電極，並將觸控電極經由感測線連接至數據驅動晶片的模數轉換器，並將現有技術中的觸控驅動模塊整合到時序控制器中，從而通過OLED顯示面板的外部補償偵測模塊完成觸控掃描偵測，觸控掃描時，通過數據驅動晶片內的模數轉換器進行電荷偵測，根據觸控電極塊電性連接的感測線的位置、以及感測控制信號的時序確定觸摸的位置，能夠省去觸控晶片，減少OLED觸控顯示裝置的晶片數量，降低OLED觸控顯示裝置的生產成本。
附圖說明
為了能更進一步了解本發明的特徵以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
附圖中，
圖1為現有的OLED觸控顯示裝置的結構圖；
圖2為本發明的OLED觸控顯示裝置的結構圖；
圖3為本發明的OLED觸控顯示裝置的剖面圖；
圖4為本發明的OLED觸控顯示裝置的觸控電極俯視圖；
圖5為本發明的OLED觸控顯示裝置的等效電路圖；
圖6為本發明的OLED觸控顯示裝置的工作時序圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
請參閱圖2，本發明提供一種OLED觸控顯示裝置，包括：OLED觸控顯示面板1、與所述OLED觸控顯示面板1電性連接的數據驅動晶片(Source IC)2、與所述數據驅動晶片2電性連接的時序控制器(Tcon)3、以及與所述時序控制器3電性連接的系統晶片4；
請參閱圖3，所述OLED觸控顯示面板1包括：基板11、設於所述基板11上的觸控電極層12、設於所述觸控電極層12上的鈍化層13、設於所述鈍化層13上的第一金屬層141、設於所述第一金屬層141以及鈍化層13上的柵極絕緣層142、設於所述柵極絕緣層142上的有源層143、設於所述有源層143以及柵極絕緣層142上的層間絕緣層144、設於所述層間絕緣層144上的第二金屬層145、設於所述第二金屬層145及層間絕緣層144上的平坦層146、設於所述平坦層146上的陽極層147、設於所述陽極層147上的有機發光層148、設於所述陽極層147及平坦層146上並且包圍所述有機發光層148的像素定義層149、設於所述有機發光層148及像素定義層149上的陰極層1410、設有陰極層1410上封裝蓋板(未圖示)。
所述第一金屬層141、柵極絕緣層142、有源層143、層間絕緣層144、第二金屬層145、平坦層146、陽極層147、陽極層147、有機發光層148、像素定義層149、以及陰極層1410共同形成了多個陣列排布的像素單元14。
其中，所述第一金屬層141、柵極絕緣層142、有源層143、層間絕緣層144、第二金屬層145共同形成了若干個薄膜電晶體、電容、以及金屬連接線，具體地，所述第一金屬層141形成有若干個薄膜電晶體的柵極、電容的下電極板、以及柵極線，所述第二金屬層142形成有若干個薄膜電晶體的源極與漏極、電容的上電極板、數據線、以及感測線，所述陽極層147、有機發光層148、像素定義層149、及陰極層1410共同形成了若干個有機發光二極體。
其中，所述基板11、觸控電極層12、鈍化層13、柵極絕緣層142、層間絕緣層144、平坦層146、以及陽極層147均為透明的，所述像素單元14發出的光線經由基板11出射。
請參閱圖2，所述數據驅動晶片2包括：模數轉換器ADC，所述模數轉換器ADC通過感測線與所述像素單元14電性連接，同一列像素單元14電性連接同一條感測線；
請參閱圖4，所述觸控電極層12包括：數個陣列排布且相互獨立的觸控電極塊121，每一個觸控電極塊121對應n個像素單元14，每一個觸控電極塊121與其所對應的n個像素單元14中的一個像素單元14電性連接的感測線電性連接，n為正整數。
所述OLED觸控顯示裝置通過所述模數轉換器ADC、時序控制器3、及系統晶片4的配合完成觸控信號的偵測與像素單元14的閾值電壓補償。
具體地，請參閱圖5，在本發明的優選實施例中，每一個像素單元14中形成有開關薄膜電晶體T1、驅動薄膜電晶體T2、感測薄膜電晶體T3、存儲電容C1、以及有機發光二極體D1，即採用3T1C的像素驅動電路。
所述開關薄膜電晶體T1的柵極接入掃描信號Scan，源極接入數據信號Data，漏極電性連接驅動薄膜電晶體T2的柵極；所述驅動薄膜電晶體T2的源極接入電源電壓，漏極電性連接有機發光二極體D1的陽極；所述感測薄膜電晶體T3的柵極接入感測控制信號Sen，源極電性連接驅動薄膜電晶體T2的漏極，漏極電性連接感測線；所述存儲電容C1的一端電性連接驅動薄膜電晶體T2的柵極，另一端電性連接驅動薄膜電晶體T2的漏極；有機發光二極體D1的陰極接地；
具體地，所述有機發光二極體D1的陽極和陰極之間還形成有寄生電容Coled。
具體地，所述感測線經由一多路復用模塊Mux連接至所述模數轉換器ADC，此外，還包括一開關K1，所述開關K1的一端連接所述多路復用器的輸出端，另一端連接參考電壓Vcm。多條感測線通過多路復用模塊Mux多個通路分別連接至模數轉換器ADC。具體地，請參閱圖4，所述觸控電極塊121經由感測薄膜電晶體T3與所述感測線電性連接，具體地，請參閱圖3，所述觸控電極塊121通過一過孔與所述感測薄膜電晶體T3的源極電性連接，所述過孔貫穿所述鈍化層13、柵極絕緣層142、以及層間絕緣層144。
具體地，請參閱圖6，所述OLED觸控顯示裝置的工作過程為：所述OLED觸控顯示裝置在一幀畫面時間內，先進行畫面傳輸，再進行觸控掃描，在本發明的優選實施例中，OLED觸控顯示裝置的畫面顯示頻率為60Hz，即一幀畫面的時長為16.7ms，所述數據信號Data的傳輸頻率為120Hz，即數據信號Data傳輸的時長為8.3ms，畫面傳輸時，掃描信號Scan逐行開啟開關薄膜電晶體T1，數據信號Data充入存儲電容C1中，使得驅動薄膜電晶體T2導通，同時開關K1閉合，將驅動薄膜電晶體T2的源極電壓固定在參考電壓Vcm，有機發光二極體D1發光，全部像素掃描結束後，開關K1斷開，有機發光二極體D1保持發光，開始進入觸控掃描，當沒有手指觸摸時，觸控電極產生的電容為C2，當有手指觸摸時另外產生一電容C3，系統晶片4根據觸控電極塊121電性連接的感測線的位置、以及感測控制信號Sen的時序確定觸摸的位置，具體為根據偵測到電荷變化的感測線的位置得出觸摸位置的橫坐標，根據感測控制信號Sen當前的時序得出觸摸位置的縱坐標，進而確定觸摸的位置。
此外，根據OLED顯示時，閾值電壓補償的需要，可以在觸控掃描結束後的空閒(Blank)階段加入閾值電壓的偵測，實現閾值電壓的實時補償，也可以在每次OLED觸控顯示裝置關機時進行閾值電壓的偵測，實現閾值電壓的關機補償，閾值電壓的偵測的時間可以根據需要進行相應選擇，這不會影響本發明的實現。
綜上所述，本發明提供了一種OLED觸控顯示裝置，通過在OLED顯示面板的陣列基板上製作觸控電極，並將觸控電極經由感測線連接至數據驅動晶片的模數轉換器，並將現有技術中的觸控驅動模塊整合到時序控制器中，從而通過OLED顯示面板的外部補償偵測模塊完成觸控掃描偵測，觸控掃描時，通過數據驅動晶片內的模數轉換器進行電荷偵測，根據觸控電極塊電性連接的感測線的位置、以及感測控制信號的時序確定觸摸的位置，能夠省去觸控晶片，減少OLED觸控顯示裝置的晶片數量，降低OLED觸控顯示裝置的生產成本。
以上所述，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。