具有指纹辨识的曲面有机发光二极管显示设备的制作方法

本发明涉及触控显示面板的技术领域，特别是一种具有指纹辨识的曲面有机发光二极管显示设备。

背景技术：

在许多种类的平面面板显示器中，有机发光二极管(oled)显示技术是大有潜力者。oled最早是由伊士曼柯达公司在1987年所发表。它具有体积小、重量轻、可自发光、驱动电压低、效率高、对比度高、色彩饱和度高、响应速度快、弹性高等特征，而因此是继tft-lcd后获得正面评价的显示技术。

移动通信已成为日常用品。智能移动装置的兴起推动着触控显示面板的发展趋势。在穿戴移动装置的应用中，有机发光二极管(oled)显示器具有体积小、重量轻、可自发光、驱动电压低、效率高、对比度高、色彩饱和度高、响应速度快、可挠性高、视角广及省电等出色特征。电子商务及远程支付的快速发展引导生物辨识技术和移动装置的整合。特别是，如何将3d触控感测及指纹辨识整合在小尺寸规格的oled显示器中，是产业的一挑战。

因此，亟需提供一种具有指纹辨识的曲面有机发光二极管显示设备，以减轻或消除上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有指纹辨识的曲面有机发光二极管显示设备，其中对应的晶体管是薄膜晶体管，并整合在一弯曲触控兼指纹侦测层中，使触控组件及指纹侦测组件可内嵌并整合在显示设备中。因此，曲面oled显示设备的尺寸可大幅减少，其工艺可简化。

为了达成此目标，提供一种具有指纹辨识的曲面有机发光二极管显示设备，其包括一基板、一薄膜晶体管层、一像素电极层、一有机显示材料层、一共同电极层、一密封层、一弯曲触控兼指纹侦测层及一弯曲保护层。薄膜晶体管层包括多个薄膜晶体管、多个扫描线及多个数据线。该多个扫描线是实际上垂直于该多个数据线。像素电极层包括多个像素电极。弯曲触控兼指纹侦测层包括多个感测电极及多个走线，以执行触控侦测操作及指纹辨识操作。弯曲触控兼指纹侦测层及弯曲保护层的一局部区域呈现一曲面形状。

本揭露的其他目的、优点及新颖的特征在下述详细说明及附图中将更加明显。

附图说明

图1是根据本揭露的第一实施例的具有指纹辨识的曲面有机发光二极管(oled)显示设备的示意图；

图2是根据本揭露的第一实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的叠层图；

图3是根据本揭露的第二实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的示意图；

图4是根据本揭露的第二实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的叠层图；

图5是根据本揭露的第三实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的示意图；

图6是根据本揭露的第三实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的叠层图；

图7是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的另一叠层图；

图8是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的再一叠层图；

图9是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的又一叠层图；

图10是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备的更一叠层图；

图11是显示根据本揭露的曲面oled显示设备的黑色矩阵层、薄膜晶体管层及施力感测电极的示意图；

图12是显示根据本揭露的一弯曲触控兼指纹侦测层的示意图；

图13是显示根据本揭露的多个指纹感测电极的示意图；

图14是显示根据本揭露的一施力感测电极层、一弯曲触控兼指纹侦测层及一触控侦测兼指纹辨识电路的示意图；及

图15是显示根据本揭露的一施力感测电极层、一弯曲触控兼指纹侦测层及一触控侦测兼指纹辨识电路的示意图。

【符号说明】

100具有指纹辨识的曲面oled显示设备

110基板

1110网格线

120薄膜晶体管层

121薄膜晶体管

123扫描线

125数据线

130像素电极层

1301、1302、1303薄膜晶体管

131像素电极

140有机发光材料层

141电洞传输层

143发光层

145电子传输层

150共同电极层

1510发送触控电极

1520接收触控电极

160密封层

170弯曲触控兼指纹侦测层

171感测电极

1711触控感测电极

1712指纹感测电极

1713薄膜晶体管

1714触控栅极线

1715触控数据线

1716指纹线

173走线

175第一tft移位寄存器装置

177第二tft移位寄存器装置

179多任务器装置

180弯曲保护层

190触控侦测兼指纹辨识电路

191自电容侦测电路

192互电容侦测电路

310共同电极兼施力感测电极层

311施力感测电极

320弹性介电材料层

510施力感测电极层

511施力感测电极

513网状施力感测电极

710彩色滤光层

720黑色矩阵层

721不透明导线

coss收敛稳定信号

css电容激励信号

ctrls控制信号

ctss电容触控激励信号

dl11、dl21、…、dlm1数据线

dl12、dl22、…、dlm2数据线

dl13、dl23、…、dlm3数据线

gl11、gl21、gl31、…、gl3n栅极线

rms反射遮蔽信号

sigs信号扁平电缆

tss触控激励信号

txl01、txl02、txl03、…、txl0n触控激励信号

具体实施方式

以下将参考附图及实施例来详细描述本揭露，其中本揭露的目的、技术及优点将更加明显。应该理解的是，此处所描述的特定实施例只是范例，并非用于限制本揭露的范围。

本揭露是关于一种具有指纹辨识的曲面有机发光二极管(oled)显示设备。图1是根据本揭露的第一实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的示意图。如图1所示，曲面oled显示设备100包括一基板110、一薄膜晶体管层120、一像素电极层130、一有机发光材料层140、一共同电极层150、一密封层160、一弯曲触控兼指纹侦测层170及一弯曲保护层180。

参考图1及图2、薄膜晶体管层120包括多个薄膜晶体管121(显示于图2)、多个扫描线123(显示于图2)及多个数据线125(显示于图2)。像素电极层130包括多个像素电极131(显示于图2)。弯曲触控兼指纹侦测层170包括多个感测电极171(显示于图2)及多个走线173(显示于图2)，以执行触控侦测操作及指纹辨识操作。

弯曲保护层180是设置在弯曲触控兼指纹侦测层170的一侧，且可为一弯曲基板、一可挠基板或一偏光片。

如图1所示，基板110、薄膜晶体管层120、像素电极层130、有机显示材料层140、共同电极层150、密封层160、弯曲触控兼指纹侦测层170、弯曲保护层180呈现一曲面形状。在其他实施例中，弯曲触控兼指纹侦测层170及弯曲保护层180的一局部区域呈现一曲面形状。

图2是根据本揭露的第一实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的叠层图。如图2所示，薄膜晶体管层120是设置在基板110的一侧，并包括多个薄膜晶体管(tft)121、多个扫描线123及多个数据线125。扫描线123是绘制在垂直于图面的方向上，而数据线125是绘制在平行于图面的方向上。也就是说，多个扫描线123是实际上垂直于多个数据线125。

在此实施例中，tft121是一下栅极结构。在其他实施例中，tft121可为一上栅极结构。在此实施例中，tft121是一非晶硅(a-si)晶体管。在其他实施例中，tft121可为一多晶硅晶体管，例如，一低温多晶硅(ltps)晶体管。

像素电极层130包括多个像素电极131，分别连接至薄膜晶体管121的源/漏极。

tft121的栅极是连接至扫描线123。扫描线123可控制tft121的开关状态。tft121的漏/源极是连接至数据线125，而tft121的源/漏极是连接至像素电极131。在开启状态下，tft121是用于发送数据线125的显示信号至像素电极131，以执行显示操作。

有机显示材料层140包括一电洞传输层141、一发光层143及一电子传输层145。共同电极层150是设置有机显示材料层140的一侧。共同电极层150可由下列材料制成，诸如ito、zno、izo、gzo、导电聚合物、碳纳米管、石墨烯或厚度少于50纳米的银膜。

oled的发光原理是通过施加一电场来分别自像素电极131及共同电极层150来注入电子及电洞，而在电洞通过电洞传输层141及电子通过电子传输层145后，电子及电洞进入具有荧光特征的发光层143，接着彼此结合，以产生激发光子，其立即释出能量并回归基态。释出的能量会基于不同荧光材料来产生不同颜色的光，以使oled发光。

密封层160是设置在共同电极层150相反于有机显示材料层140的一侧。弯曲触控兼指纹侦测层170是设置在密封层160的一侧，并包括多个感测电极171及多个走线173，以执行触控侦测操作及指纹辨识操作。弯曲保护层180是设置在弯曲触控兼指纹侦测层170的一侧。

弯曲触控兼指纹侦测层170可设置在一透明基板(图未显示)上，其具有多个感测电极及多个走线，且更固定于弯曲保护层180。

图3是根据本揭露的第二实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的示意图。如图所示，曲面oled显示设备100包括一基板110、一薄膜晶体管层120、一像素电极层130、一有机显示材料层140、一共同电极兼施力感测电极层310、一密封层160、一弹性介电材料层320、一弯曲触控兼指纹侦测层170及一弯曲保护层180。如图所示，图3是相似于图1，但图1的共同电极层150是取代成图3的共同电极兼施力感测电极层310，且图3的弹性介电材料层320是设置在密封层160与弯曲触控兼指纹侦测层170之间。

也就是说，弯曲触控兼指纹侦测层170可以一可挠透明黏着材料来固定于密封层160，而图1的共同电极层150是取代成图3的共同电极兼施力感测电极层310，使原本的共同电极层可作为一施力感测电极层。

图4是根据本揭露的第二实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的叠层图。如图所示，共同电极兼施力感测电极层310具有至少一施力感测电极311，以执行施力侦测操作。在其他实施例中，整个共同电极兼施力感测电极层310只有一共同电极，而共同电极亦作为一施力电极。

图5是根据本揭露的第三实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的示意图。如图所示，曲面oled显示设备100包括一基板110、一薄膜晶体管层120、一像素电极层130、一有机显示材料层140、一共同电极层150、一密封层160、一施力感测电极层510、一弹性介电材料层320、一弯曲触控兼指纹侦测层170及一弯曲保护层180。如图所示，图5是相似于图3，但施力感测电极层510是设置在密封层160与弹性介电材料层320之间。

施力感测电极层510是设置在密封层160上，而弯曲触控兼指纹侦测层170是设置有多个感测电极及多个走线，且更以弹性介电材料层320来固定于施力感测电极层。弹性介电材料层320的材料可为光学胶、间隔物、透明气泡层等。

图6是根据本揭露的第三实施例的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的叠层图。施力感测电极层510具有至少一施力感测电极511，以执行一施力侦测操作。施力感测电极311、511是由下列材料制成，诸如ito、zno、izo、gzo、导电聚合物、碳纳米管、石墨烯或厚度少于50纳米的银膜。在其他较佳实施例中，整个施力电极层510是一透明导电施力电极。

图7是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的另一叠层图。如图所示，相较于图2，图7的曲面oled显示设备100还包括一彩色滤光层710及一黑色矩阵层720。黑色矩阵层720是设置在弯曲触控兼指纹侦测层170的面向有机显示材料层140的一侧，而黑色矩阵层720是由多个不透明导线721所组成。

彩色滤光层710是设置在黑色矩阵层720的多个不透明导线721之间，且在多个不透明导线721的表面上。在此实施例中，有机显示材料层140较佳是发射白光，而使用彩色滤光层710来滤出并产生红、绿、蓝的主要颜色。

图8是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的再一叠层图。如图所示，相较于图4，图8的曲面oled显示设备100还包括一彩色滤光层710及一黑色矩阵层720。黑色矩阵层720是设置在弹性介电材料层320的面向有机显示材料层140的一侧，而黑色矩阵层720是由多个不透明导线721所组成。

彩色滤光层710是设置在黑色矩阵层720的多个不透明导线721之间，且在多个不透明导线721的表面上。在此实施例中，有机显示材料层140较佳是发射白光，而使用彩色滤光层710来滤出并产生红、绿、蓝的主要颜色。

图9是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的又一叠层图。如图所示，相较于图6，图9的曲面oled显示设备100还包括一彩色滤光层710及一黑色矩阵层720。黑色矩阵层720是设置在施力感测电极层510的面向有机显示材料层140的一侧，而黑色矩阵层720是由多个不透明导线721所组成。

彩色滤光层710是设置在黑色矩阵层720的多个不透明导线721之间，且在多个不透明导线721的表面上。在此实施例中，有机显示材料层140较佳是发射白光，而使用彩色滤光层710来滤出并产生红、绿、蓝的主要颜色。

图10是根据本揭露的具有指纹辨识的曲面oled显示设备100的更一叠层图。如图所示，相较于图9，图10的黑色矩阵层720是设置在弹性介电材料层320与施力感测电极层510之间，而图10的施力感测电极层510是设置在黑色矩阵层720与彩色滤光层710之间。

图11是显示根据本揭露的曲面有机发光二极管显示设备100的黑色矩阵层720、薄膜晶体管层120及施力感测电极513的示意图。如图所示，黑色矩阵层720是由多个不透明线721所组成，其具有黑色且不透明的绝缘材料。黑色绝缘材料的不透明线721是设置成像是一棋盘图案。黑色绝缘材料的不透明线721的位置是对应于薄膜晶体管层120的扫描线123及数据线125的位置。因此，在观察触控显示面板时，用户不会感受到扫描线123及数据线125的存在。

施力感测电极层510包括至少一网状施力感测电极513。至少一网状施力感测电极513是一金属网格电极，由网格线1110所形成，而至少一网状施力感测电极513的网格线1110是设置成位置是对应于黑色矩阵层720的不透明线721。

网格线1110是由导电金属材料所形成，其是选自由铬、钡、铝、银、铜、钛、镍、钽、钴、钨、镁、钙、钾、锂、铟及其等的合金所组成的群组。

图12是显示根据本揭露的一弯曲触控兼指纹侦测层170的示意图。如图所示，图12的曲面oled显示设备100还包括一触控侦测兼指纹辨识电路190。触控侦测兼指纹辨识电路190包括一自电容侦测电路191，以执行一自电容侦测，以供施力感测、触控侦测及指纹辨识。

弯曲触控兼指纹侦测层170的多个感测电极171可区分成触控感测电极1711及指纹辨识电极1712。触控感测电极1711的尺寸是公厘(mm)等级，而指纹辨识电极1712的尺寸是微米(μm)等级。

如图所示，指纹感测电极1712是设置在弯曲触控兼指纹侦测层170的一侧。在此实施例中，指纹感测电极1712可设置在靠近触控侦测兼指纹辨识电路190的一侧。

弯曲触控兼指纹侦测层170还包括一第一tft移位寄存器装置175、多个薄膜晶体管1713、多个触控栅极线1714、多个触控数据线1715及多个指纹线1716。

各个触控栅极线1714是电性连接至多个薄膜晶体管1713的栅极，对应于触控感测电极1711。

各个触控数据线1715是电性连接至薄膜晶体管1713的源极或漏极，对应于触控感测电极1711。

第一tft移位寄存器装置175是连接至多个触控栅极线1714及多个指纹线1716。触控侦测兼指纹辨识电路190是连接至多个触控数据线1715及多个指纹线1716。

在触控感测时，触控侦测兼指纹辨识电路190可提供控制信号(ctrls)至第一tft移位寄存器装置175，接着第一tft移位寄存器装置175依序输出触控开启信号至薄膜晶体管1713。同时，触控侦测兼指纹辨识电路190输出一电容触控激励信号(ctss)至触控数据线1715。接着，触控侦测兼指纹辨识电路190自触控数据线1715来读取一触控感测信号(tss)，并传送触控感测信号至自电容侦测电路191，以侦测是否存在一外部物体接近触控感测电极1711。

图13是显示根据本揭露的指纹感测电极1712的示意图。图13是图12所显示的圈圈“a”处的放大图。如图所示，存在n列及m行的指纹感测电极1712，设置成一矩阵形式。各个指纹感测电极1712是连接至设置在弯曲触控兼指纹侦测层170中的三薄膜晶体管1301、1302及1303的漏/源极。在其他实施例中，三薄膜晶体管1301、1302及1303可设置在薄膜晶体管层120中，并通过通孔(图未显示)连接至对应的指纹感测电极1712。

多个指纹线1716可区分成多个栅极线gl11、gl21、gl31、…、gl3n及多个数据线dl11、dl12、dl13，…、glm3。数据线dl11是电性连接至多个薄膜晶体管1301的源极或漏极，对应于第一行的指纹感测电极1712，数据线dl12是电性连接至多个薄膜晶体管1302的源极或漏极，对应于第一行的指纹感测电极1712，数据线dl13是电性连接至多个薄膜晶体管1303的源极或漏极，对应于第一行的指纹感测电极1712，数据线dl21是电性连接至多个薄膜晶体管1301的源极或漏极，对应于第二行的指纹感测电极1712，以此类推。

栅极线gl11是电性连接至多个薄膜晶体管1301的栅极，对应于第一列的指纹感测电极1712，栅极线gl21是电性连接至多个薄膜晶体管1302的栅极，对应于第一列的指纹感测电极1712，栅极线gl31是电性连接至多个薄膜晶体管1303的栅极，对应于第一列的指纹感测电极1712，栅极线gl12是电性连接至多个薄膜晶体管1301的栅极，第二列的对应于指纹感测电极1712，以此类推。

触控侦测兼指纹辨识电路190输出一电容激励信号(css)至多个数据线dl11、dl21、…、dlm1，输出一收敛稳定信号(coss)至多个数据线dl12、dl22、…、dlm2，并输出一反射遮蔽信号(rms)至多个数据线dl13、dl23、…、dlm3。因此，通过控制栅极线gl11、gl21、gl31、…、gl3n，指纹感测电极1712可提供有一电容激励信号(css)、一反射遮蔽信号(rms)或一收敛稳定信号(coss)。

图14是显示根据本揭露的一施力感测电极层510、一弯曲触控兼指纹侦测层170及一触控侦测兼指纹辨识电路190的示意图。如图所示，弯曲触控兼指纹侦测层170还包括一第二tft移位寄存器装置177及一多任务器装置179。

施力感测电极层510包括至少一网状施力感测电极513。为了清楚呈现，在图14中，并未显示至少一网状施力感测电极513或一整个片透明施力感测电极513。再者，弯曲触控兼指纹侦测层170及施力感测电极层510的尺寸是接近于曲面oled显示设备100的尺寸。图14的弯曲触控兼指纹侦测层170及施力感测电极层510的尺寸只是范例。

在图14中，弯曲触控兼指纹侦测层170包括多个指纹辨识电极1712，其尺寸为微米(μm)等级。多个指纹辨识电极1712可设定成形成触控感测电极1711。

触控侦测兼指纹辨识电路190是通过一信号扁平电缆(sigs)来电性连接至多任务器装置179。信号扁平电缆(sigs)包括电容触控激励信号(ctss)、触控感测信号(tss)、电容激励信号(css)、收敛稳定信号(coss)、反射遮蔽信号(rms)等。

第一tft移位寄存器装置175输出控制信号至栅极线1714，以开启或关闭对应的薄膜晶体管1301、1302、1303。第二tft移位寄存器装置177输出控制信号至多任务器装置179，以开启或关闭对应的薄膜晶体管开关。基于第二tft移位寄存器装置177所输出的控制信号及信号扁平电缆(sigs)的信号，多任务器装置179可设定多个指纹辨识电极1712以形成触控感测电极1711。本领域技术人员可根据本揭露的说明来实现上述功能，故其细节不予赘述。

图15是显示根据本揭露的一施力感测电极层510、一弯曲触控兼指纹侦测层170及一触控侦测兼指纹辨识电路190的示意图。如图所示，触控侦测兼指纹辨识电路190还包括一互电容侦测电路192，以执行互电容侦测。施力感测电极层510包括至少一施力感测电极513。为了清楚呈现，在图15中，并出显示至少一网状施力感测电极513或一整个片透明施力感测电极513。

在图15中，弯曲触控兼指纹侦测层170包括多个触控感测电极1711及多个指纹辨识电极1712，其尺寸为微米(μm)等级。为了清楚呈现，在图15中，并出显示多个指纹辨识电极1712。在图15中，多个触控感测电极1711是区分成多个发送触控电极1510及多个接收触控电极1520。多个发送触控电极1510是设置成沿着一第一方向(x轴方向)，而多个接收触控电极1520是设置成沿着一第二方向(y轴方向)，以执行一互电容触控侦测。

触控侦测兼指纹辨识电路190可依序或同时发送一触控激励信号(tss)txl01、txl02、txl03、…、txl0n至多个发送触控电极1510，并自多个接收触控电极1520来读取一触控感测信号(tss)，并传送触控感测信号(tss)至互电容侦测电路192，以执行一互电容触控侦测。

自电容侦测电路191是用于执行自电容侦测，以供施力感测及指纹辨识。本领域技术人员可根据本揭露的说明来实现施力感测及指纹辨识，故其细节不予赘述。

综上所述，本揭露提供一种具有指纹辨识的曲面oled显示设备100，其中对应的晶体管是薄膜晶体管，并整合在弯曲触控兼指纹侦测层170中，使触控组件及指纹辨识组件可内嵌并整合在显示设备中。因此，曲面oled显示设备100的尺寸可大幅减少，其工艺可简化。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。