具有触摸传感器的显示装置的制作方法

本发明涉及具有触摸传感器的显示装置，并且更具体地涉及可以实现工艺简化和成本降低的具有触摸传感器的显示装置。

背景技术：

触摸屏是一种输入装置，通过该输入装置，可以通过使用人手或物品选择显示在显示装置的屏幕上的指令来输入用户命令。也就是说，触摸屏将直接接触人手或物品的接触位置转换为电信号，并接收在接触位置处作为输入信号选定的指令。这样的触摸屏可以替代连接至显示装置并由此操作的单独输入装置，例如键盘或鼠标，并且因此触摸屏的使用范围趋于逐渐扩展。

通常，触摸屏通过粘合剂附接至诸如液晶显示面板或有机电致发光二极管显示面板的显示面板的前表面。在这种情况下，由于触摸屏被单独制造，然后附接至显示面板的前表面，所以增加了附接工艺，并且因此整个工艺复杂化以及成本升高。

技术实现要素：

因此，本发明涉及一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题的具有触摸传感器的显示装置。

本发明的一个目的是提供一种可以实现工艺简化和成本降低的具有触摸传感器的显示装置。

本发明的另外的优点、目的和特征将部分地阐述于下面的描述中，并且部分地将在研究下述之后对本领域普通技术人员变得显见，或者可以从本发明的实践中获知。通过在书面描述及其权利要求以及附图中所具体指出的结构可以实现和得到本发明的目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在本文具体化和广泛描述的，具有触摸传感器的显示装置包括黑矩阵，该黑矩阵包括第一黑层和第二黑层并且布置在被布置成覆盖发光元件的封装单元上，第一黑层导电地连接至复数个触摸电极并且布置在与触摸电极交叠的滤色器之间，第二黑层布置在与第一黑层不同的平面上并且布置在与触摸电极不交叠的滤色器之间。由此，第一黑层不仅被用作黑矩阵，而且被用作触摸电极，因此防止了漏光并且提高了开口率，并且触摸传感器被布置在封装单元上而不需要单独的附接工艺，因此实现了工艺简化和成本降低。

应当理解，本发明的前述一般描述和以下详细描述是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，其示出了本发明的一个或多个实施方案，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施方案的具有触摸传感器的有机发光显示装置的透视图；

图2是示出图1中所示的有机发光显示装置的平面图；

图3是沿线i-i’截取的图2中所示的有机发光显示装置的截面图；

图4是图2中所示的区域a的放大平面图；

图5示出了沿线ii-ii’和iii-iii’截取的图4中所示的发光显示装置的截面图；

图6a和图6b是示出图5中所示的滤色器的不同实施方案的平面图；以及

图7a至图7e是示出制造图5中所示的有机发光显示装置的方法的截面图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的优选实施方案，其示例在附图中示出。

图1是示出根据本发明的一个实施方案的具有触摸传感器的有机发光显示装置的透视图。

图1中所示的有机发光显示装置通过包括发光元件120的多个子像素pxl显示图像，并且通过感测通过图2中所示的触摸电极152e和154e的由于用户触摸而引起的互电容cm(触摸传感器)的变化来感测是否发生用户触摸和触摸位置。

为此目的，图1中所示的有机发光显示器包括以矩阵布置在基板111上的多个子像素pxl、布置在子像素pxl上的封装单元140以及布置在封装单元140上的互电容cm。

子像素pxl中的每个包括像素驱动电路和连接至像素驱动电路的发光元件120。

像素驱动电路包括开关晶体管t1、驱动晶体管t2和存储电容器cst。

当扫描脉冲被供应至扫描线sl时，开关晶体管t1导通并且因此将供应至数据线dl的数据信号供应至存储电容器cst和驱动晶体管t2的栅电极。

驱动晶体管t2响应于供应至驱动晶体管t2的栅电极的数据信号而控制从高电压(vdd)供应线供应至发光元件120的电流i，从而调节从发光元件120发射的光的量。此外，即使开关晶体管t1关断，驱动晶体管t2也通过对存储电容器cst进行电压充电来供应正常电流直到供应下一帧的数据信号，并且因此发光元件120保持发光。

如图3中示例性示出的，这种驱动晶体管t2(在图3中由130表示)包括栅电极132、有源层134以及源电极136和漏电极138。栅电极132与有源层134交叠，栅电极132与有源层134之间设置有栅极绝缘膜118。源电极136和漏电极138形成在层间绝缘膜114上并与有源层134接触。有源层134由非晶半导体材料、多晶半导体材料或氧化物半导体材料中的至少一种形成在缓冲层112上。此处，缓冲层112布置在有源层134和基板111之间，并且防止来自基板111的杂质被引入到有源层134中。层间绝缘膜114设置在源电极136和漏电极138与栅电极132之间，并且因此使源电极136和漏电极138与栅电极132彼此电绝缘。

发光元件120包括阳极122、形成在阳极122上的至少一个发光堆叠体124和形成在至少一个发光堆叠体124上的阴极126。

阳极122导电地连接至驱动晶体管130(t2)的通过形成为穿过保护膜116的像素接触孔而露出的漏电极138。此处，保护膜116由无机绝缘材料和/或有机绝缘形成在源电极136和漏电极138跟发光元件120之间。

所述至少一个发光堆叠体124形成在阳极122上的由堤部128制成的发光区域中。所述至少一个发光堆叠体124通过在阳极122上以正常顺序或以相反顺序堆叠空穴相关层、有机发光层和电子相关层而形成。此外，至少一个发光堆叠体124可以包括设置成彼此相对的第一发光堆叠体和第二发光堆叠体，在第一发光堆叠体和第二发光堆叠体之间设置有电荷产生层cgl。在这种情况下，第一发光堆叠体和第二发光堆叠体中的一者的有机发光层产生蓝光，并且第一发光堆叠体和第二发光堆叠体中的另一者的有机发光层产生黄绿光，因此通过第一发光堆叠体和第二发光堆叠体产生白光。由至少一个发光堆叠体124产生的白光入射到位于至少一个发光堆叠体124之上或之下的滤色器(未示出)，从而实现彩色图像。另外，在没有单独的滤色器的情况下，每个发光堆叠体124可以生成对应于每个子像素的彩色光，从而实现彩色图像。也就是说，红色(r)子像素的发光堆叠体124可以产生红光，绿色(g)子像素的发光堆叠体124可以产生绿光，而蓝色(b)子像素的发光堆叠体124可以产生蓝光。

阴极126形成为与阳极122相对，并连接至低电压(vss)供应线，在阴极126和阳极122之间设置有至少一个发光堆叠体124。

封装单元140防止外部水分或氧气渗入易受外部水分或氧气影响的发光元件120中。为此，封装单元140包括复数个无机封装层142和146以及布置在无机封装层142和146之间的有机封装层144，并且无机封装层146布置为最上层。此处，封装单元140包括至少两个无机封装层142和146以及至少一个有机封装层144。在本发明中，将对其中有机封装层144布置在第一无机封装层142与第二无机封装层146之间的封装单元140的结构进行示例性地描述。

第一无机封装层142形成在其上形成有阴极126的基板111上，以便定位成与发光元件120相邻。这种第一无机封装层142由可以在低温下沉积的无机绝缘材料诸如硅氮化物(sinx)、硅氧化物(siox)、硅氮氧化物(sion)或铝氧化物(al2o3)形成。由于第一无机封装层142在低温气氛中沉积，所以可以防止在第一无机封装层142的沉积过程期间对易受高温气氛影响的发光堆叠体124的损坏。

有机封装层144用作缓冲，以减小根据有机发光显示装置的弯曲引起的各层之间的应力，并且增强有机发光显示装置的平坦化性能。有机封装层144由诸如丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚酰亚胺或聚乙烯的有机绝缘材料形成。

第二无机封装层146形成为覆盖有机封装层144的上表面和侧表面以及第一无机封装层142的通过有机封装层144露出的上表面。因此，第二无机封装层最小化以及防止外部水分或氧气渗透到第一无机封装层142和有机封装层144中。第二无机封装层146由诸如硅氮化物(sinx)、硅氧化物(siox)、硅氮氧化物(sion)或铝氧化物(al2o3)的无机绝缘材料形成。

在封装单元140上布置有触摸感测线154和触摸驱动线152以彼此交叉，在触摸感测线154和触摸驱动线152之间设置有滤色器192和触摸绝缘膜158。互电容cm形成在触摸感测线154和触摸驱动线152之间的交叉处。因此，互电容cm通过供应至触摸驱动线152的触摸驱动脉冲被充电，并且将电荷放电到触摸感测线154，从而用作触摸传感器。

触摸驱动线152包括复数个第一触摸电极152e和导电地连接第一触摸电极152e的第一桥152b。

第一触摸电极152e在第二无机封装层146上沿第一方向(即，沿y轴方向)以规律间隔彼此间隔开。第一触摸电极152e中的每一个通过第一桥152b导电地连接至相邻的第一触摸电极152e。

第一桥152b布置在第二无机封装层146上以与第一触摸电极152e共面，并且在没有单独的接触孔的情况下导电地连接至第一触摸电极152e。

触摸感测线154包括复数个第二触摸电极154e和导电地连接第二触摸电极154e的第二桥154b。

第二触摸电极154e在第二无机封装层146上沿第二方向(即，沿x轴方向)以规律间隔彼此间隔开。第二触摸电极154e中的每一个通过第二桥154b导电地连接至相邻的第二触摸电极154e。

第一触摸电极152e、第一桥152b和第二触摸电极154e由诸如铟锡氧化物(ito)或铟锌氧化物(izo)的透明导电层形成。

如图4和图5中示例性示出的，第二桥154b形成在触摸绝缘膜158上并且导电地连接至通过形成为穿过滤色器192的色孔194和形成为穿过触摸绝缘膜158的触摸接触孔150而露出的第二触摸电极154e。以与第一桥152b相同的方式，第二桥154b布置成与堤部128交叠，并且因此可以防止由于第一桥152b和第二桥154b引起的开口率的降低。

如图4中示例性示出的，第二桥154b包括复数个狭缝156，复数个狭缝156露出各个子像素的发光区域。第二桥154b的总面积减小了第二桥154b的由狭缝156占据的面积。因此，第二桥154b对外部光的反射可能减少，并且因此可以防止可见度的降低。

如图2中示例性示出的，包括触摸电极152e和154e以及桥152b和154b的触摸驱动线152和触摸感测线154通过布置在非有源(边框)区中的布线160和触摸焊盘170连接至触摸驱动单元(未示出)。

布线160通过触摸焊盘170将由触摸驱动单元生成的触摸驱动脉冲传送到触摸驱动线152，并且将触摸信号从触摸感测线154传送到触摸焊盘170。

为此，布线160布置在第一触摸电极152e和第二触摸电极154e与触摸焊盘170之间，以连接至第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及触摸焊盘170。如图2中示例性示出的，连接至第一触摸电极152e的布线160朝向有源区的上侧或下侧中的至少之一延伸并连接至触摸焊盘170。连接至第二触摸电极154e的布线160朝向有源区的左侧和右侧中的至少之一延伸并连接至触摸焊盘170。布线160的布置不限于图2的结构并且可以根据显示装置的设计规格不同地改变。

如图3中示例性示出的，布线160由与第一黑层196相同的材料形成并且接触封装单元140的侧表面以便覆盖封装单元140的侧表面。

布线160可以使用与第一黑层196相同的材料形成为具有单层或多层结构。如果布线160使用与第一黑层196、第一桥152b或第二桥154b中的至少两者相同的材料形成为具有多层结构，则布线160的电阻可以减小。此外，即使具有多层结构的布线160发生一层的断开连接，触摸驱动脉冲和触摸信号也可以通过布线160的其余层进行传送，因此可靠性可以提高。

触摸焊盘170形成为暴露于外部并因此连接至其上安装有触摸驱动单元(未示出)的信号传送膜。触摸焊盘170与连接至数据线、栅极线、低电压供应线和高电压供应线中的至少一者的显示焊盘一起可以布置在基板111的一个侧表面区域或另一侧表面区域中的至少一者当中，或者触摸焊盘170和显示焊盘可以布置在非有源区的不同区域中。

触摸焊盘170被布置在选自于基板111和封装单元140之间布置的缓冲层112、层间绝缘膜114和保护膜116中的至少一个绝缘膜上，并接触该至少一个绝缘膜。例如，触摸焊盘170和显示焊盘可以布置在层间绝缘膜114上。

触摸焊盘170中的每一个包括第一焊盘电极161和布置在第一焊盘电极161上的第二焊盘电极163。

第一焊盘电极161从布线160向焊盘区域延伸并且导电地连接至布线160。第一焊盘电极161使用与布线160相同的材料通过与布线160相同的掩模工艺形成。

第二焊盘电极163形成为覆盖第一焊盘电极161的上表面和侧表面并且导电地连接至第一焊盘电极161。第二焊盘电极163通过触摸绝缘膜158露出到外部并由此由具有高耐酸性和耐腐蚀性的透明导电层形成。因此,第二焊盘电极163使用与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e相同的材料，通过与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e相同的掩模工艺来形成。

这样，如图4中示例性示出的，考虑到用户触摸区域，根据本发明的有机发光显示装置的第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及第一桥152b和第二桥154b中的每一个被形成为具有与复数个子像素区域的整个尺寸相对应的尺寸。

因此，如图4和图5中示例性示出的，第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及第一桥152b和第二桥154b中的每一个与复数个滤色器192以及复数行和列的黑矩阵190交叠。

黑矩阵190布置在对应于堤部128的区域中。这样的黑矩阵190包括布置在不同平面上并形成为网格型的第一黑层196和第二黑层198。

第一黑层196布置在与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e交叠的滤色器192之间。也就是说，第一黑层196用于将与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e交叠的复数个子像素区域彼此分开，并且防止在与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e交叠的子像素区域之间的光学相干性和漏光。

第一黑层196由与布线160相同的材料与布线160形成在同一平面上(即，在封装单元140上)。例如，第一黑层196可以由具有优异导电性的不透明导电层(诸如al、ti、cu或mo)形成。例如，第一黑层196和布线160可以具有三层结构如ti/al/ti或mo/al/mo。

第一黑层196布置在第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及第一桥152b之上或之下，并且导电地连接至第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及第一桥152b。因此，通过第一黑层196减少了由透明导电层形成的第一触摸电极152e和第二触摸电极154e以及第一桥152b的电阻和电容，因此rc时间常数可得以降低并且触摸灵敏度可得以改善。

第二黑层198布置在从触摸驱动线152与触摸感测线154之间的空间露出的滤色器192之间。即，第二黑层198布置在与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e不交叠的滤色器192之间。因此，第二黑层198用于将与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e不交叠的复数个子像素区彼此分开，并且用于防止与第一触摸电极152e和第二触摸电极154e不交叠的子像素区之间的光学相干性和漏光。

第二黑层198由与第二桥154b相同的材料与第二桥154b形成在同一平面上(即，在触摸绝缘膜158上)。例如，第二黑层198可以由具有优异导电性的不透明导电层(诸如al、ti、cu或mo)形成。例如，第二黑层198和第二桥154b可以具有三层结构如ti/al/ti或mo/al/mo。

第二黑层198在第一黑层196的连接至第一触摸电极152e的区域与第一黑层196的连接至第二触摸电极154e的区域之间形成为岛型，因此，不与第一黑层196以及第一触摸电极152e和第二触摸电极154e导电地连接。因此，可以通过第二黑层198防止触摸驱动线152的第一触摸电极152e与触摸感测线154的第二触摸电极154e之间的电短路。

滤色器192被布置在具有形成于其上的第一触摸电极152e和第二触摸电极154e的基板111上。滤色器192实现与各个子像素区域对应的颜色。为此，红色(r)滤色器192形成在红色子像素区域上，绿色(g)滤色器192形成在绿色子像素区域上，蓝色(b)滤色器192形成在蓝色子像素区域上。

如图6a和图6b中示例性示出的，滤色器192被形成为具有凹入的中央部分。

图6a中所示的滤色器192中的每一个都形成为具有选自八边形形状至十二边形形状中的一种多边形形状，在其两侧表面处形成有具有c形、不等号形(<)或方括号形([)的凹部。形成在滤色器192的两侧的凹部可以具有相同的形状或不同的形状。在这种情况下，实现不同颜色的相邻滤色器192的凹部相互接触，并且因此在实现不同颜色的相邻滤色器192之间形成具有第一线宽w1的色孔194。因此，连接至通过色孔194和触摸接触孔150露出的第二触摸电极154e的第二桥154b跟与色孔194交叠的第二黑层198具有第一线宽w1以与滤色器192中的每一个的两个侧表面交叠。

图6b中所示的滤色器192中的每一个都形成为具有选自六边形形状至八边形形状中的一个多边形形状，在其一个侧表面处形成有具有c形、不等号形(<)或方括号形([)的凹部。在这种情况下，滤色器192的凹部和相邻的滤色器192的另一个侧表面彼此接触，因此在实现不同颜色的相邻滤色器192之间形成具有第二线宽w2的色孔194，第二线宽w2比第一线宽w1小。连接至通过色孔194和触摸接触孔150露出的第二触摸电极154e的第二桥154b跟与色孔194交叠的第二黑层198具有比第一线宽度w1小的第二线宽w2，以与滤色器192中的每一个的一个侧表面交叠。因此，与图6a的结构相比，图6b的结构具有第二桥154b和第二黑层198的细线宽，并且因此改善了开口率。

这样，在本发明中，在滤色器192中的每一个的至少一个侧表面上形成有凹部，并且实现不同颜色的相邻滤色器192的凹部彼此接触，由此形成实现不同颜色的相邻滤色器192之间的色孔194。连接至通过色孔194和触摸接触孔150露出的第二触摸电极154e的第二桥154b跟布置在色孔194上的第二黑层198可以具有最多与色孔194相同的线宽。因此，本发明的第二黑层198和第二桥154b可以具有至少4μm的线宽，并且因此可以改善开口率。此外，在本发明中，布置包括第一黑层196和第二黑层198的黑矩阵190，第一黑层196导电地连接至触摸电极152e和154e并且布置在与触摸电极152e和154e交叠的滤色器192之间，而第二黑层198设置在与第一黑层196不同的平面上并且布置在与触摸电极152e和154e不交叠的滤色器192之间。从而，在本发明中，第一黑层196不仅可以用作黑矩阵190，而且可以用作触摸电极152e和154e，因此可以防止漏光并且可以提高开口率。

图7a至图7e是示出制造图5中所示的有机发光显示装置的方法的截面图。将参照图3和图5描述制造根据本发明的有机发光显示装置的方法。

首先，如图7a中示例性示出的，通过沉积工艺，在具有形成于其上的开关晶体管t1、驱动晶体管130(t2)、发光元件120和封装单元140的基板111的整个表面上沉积不透明导电层。此后，通过光刻工艺和蚀刻工艺将不透明导电层图案化，从而形成第一黑层196、布线160和第一焊盘电极161。

此后，如图7b中示例性示出的，在具有形成于其上的第一黑层196、布线160和第一焊盘电极161的基板111的整个表面上沉积透明导电层。此后，通过光刻工艺和蚀刻工艺将透明导电层图案化，从而形成第一触摸电极152e和第二触摸电极154e、第一桥152b和第二焊盘电极163。

此后，如图7c中示例性示出的，将红色树脂施加到具有形成于其上的第一触摸电极152e和第二触摸电极154e、第一桥152b和第二焊盘电极163的基板111上，然后通过光刻工艺将其图案化，从而形成红色(r)滤色器192。此后，将绿色树脂施加到具有形成于其上的红色(r)滤色器192的基板111上，然后通过光刻工艺将其图案化，由此形成绿色(g)滤色器192。此后，将蓝色树脂施加到具有形成于其上的红色(r)滤色器192和绿色(g)滤色器192的基板111上，然后通过光刻工艺将其图案化，从而形成蓝色(b)滤色器192。

此后，如图7d示例性示出的，将无机绝缘材料或有机绝缘材料沉积在具有形成于其上的红色(r)滤色器192、绿色(g)滤色器192和蓝色(b)滤色器192的基板111上，从而形成触摸绝缘膜158。此处，作为触摸绝缘膜158，可以使用诸如sinx、sion或siox的无机膜，或诸如丙烯酸系有机膜、环氧系有机膜、聚对二甲苯-c、聚对二甲苯-n、聚对二甲苯-f或硅氧烷系有机膜的有机膜。此后，通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化触摸绝缘膜158，从而形成触摸接触孔150。触摸接触孔150对应于第二触摸电极154e和第二桥154b相互交叠的区域中的色孔194。

此后，如图7e中示例性示出的，在具有触摸接触孔150的触摸绝缘膜158的整个表面上沉积不透明导电层。此后，通过光刻工艺和蚀刻工艺将不透明导电层图案化，从而形成第二桥154b和第二黑层198。

这样，在本发明中，黑矩阵190的第一黑层196通过与布线160相同的掩模工艺形成，并且黑矩阵190的第二黑层198通过与第二桥154b相同的掩模工艺形成，因此可以省略形成黑矩阵190的单独的掩模工艺，并且因此可以简化显示装置的制造工艺。此外，虽然触摸屏通过粘合剂附接到常规有机发光显示装置，但是根据本发明，触摸电极152e和154e布置在显示装置的封装单元140上而没有单独的附接工艺，并且因此，可以实现工艺简化和成本降低。

从以上描述中显而易见的是，在根据本发明的具有触摸传感器的显示装置中，凹部形成在滤色器中的每一个的至少一个侧表面上，并且实现不同颜色的相邻滤色器的凹部彼此接触，从而在实现不同颜色的相邻滤色器之间形成色孔。连接至通过色孔和触摸接触孔露出的第二触摸电极的第二桥跟设置在色孔上的黑矩阵的第二黑层可以具有最多与色孔相同的线宽。因此，根据本发明的第二黑层和第二桥可以具有至少4μm的线宽，并且因此可以提高开口率。此外，通过与布线相同的掩模工艺形成黑矩阵的第一黑层，并且通过与第二桥相同的掩模工艺形成黑矩阵的第二黑层，从而可以省略形成黑矩阵的单独的掩模工艺，因此可以简化显示装置的制造工艺。此外，虽然触摸屏通过粘合剂附接到传统的有机发光显示装置，但是根据本发明，触摸电极布置在显示装置的封装单元上而没有单独的附接工艺，因此可以实现工艺简化和成本降低。

对于本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明内进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，只要其落在所附权利要求及其等同方案的范围内即可。