JP2017503292A - タッチ表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明に係るタッチ表示装置は、第２の電極を形成するとともに、第２の電極がそれぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続されて互いに絶縁した交差回路網であるタッチ検知層を形成し、タッチ機能を前記有機発光ダイオードに集積し、構造が簡単であり、タッチ素子を別に設ける必要がなく、発光効率が高く、応答速度が速い。本発明に係るタッチ表示装置の製造方法は、それぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続するように第２の電極を製造し、有機発光ダイオードの製造を完了するとともに、プロセスが成熟したフォトリソグラフィーとエッチングプロセスによりタッチ機能を集積でき、製造方法が簡単であり、プロセスコストが低い。【選択図】図１

Description

本発明は表示の技術分野に関し、具体的には、内蔵型タッチ構造を有する機発光表示装置およびその製造方法に関する。

タッチパネル（英語のフルネームはＴｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌである）は、タッチスクリーン、タッチ画面とも呼ばれ、コンタクトなどの入力信号を受信できる検知式表示装置であり、様々な電子製品に広く応用される。タッチパネルの動作原理および情報伝送媒体に従って、タッチパネルは、抵抗方式、静電容量方式、赤外線方式および表面弾性波方式の４種類に分けられる。

静電容量方式タッチパネル（英語のフルネームはＣａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌであり、ＣＴＰと略称する）は、人体の電流検知を利用して画面を制御する。タッチ領域での静電容量の変化を検出することにより、指の触れた位置を算出し、精度が９９％に達し、応答時間が３ｍｓよりも短い。ＣＴＰは、感度が高く、マルチタッチ技術を実現しやすいなどの利点を有し、ますますスマートフォン、タブレットなどの電子製品に応用されるタッチパネルの主流となっている。

従来の技術において、タッチ積層構造と表示パネルとの相対的位置に従って、ＣＴＰは、ｏｕｔ ｃｅｌｌ（タッチ装置が表示パネルの外側に搭載される）、ｏｎ ｃｅｌｌ（タッチ装置が表示パネル上に設けられる）およびｉｎ ｃｅｌｌ（タッチ装置が表示パネル内に集積される）などの技術的アーキテクチャに分けられる。ｏｕｔ ｃｅｌｌおよびｏｎ ｃ ｅｌｌの技術が成熟し、中小サイズの表示パネルに広く応用され、かつｏｕｔ ｃｅｌｌ技術におけるＯＦＳ（英語のフルネームはＯｎｅ Ｆｉｌｍ Ｓｏｌｕｔｉｏｎであり、ワンフィルムソリューションと訳される）が有機エレクトロルミネッセンス表示装置に応用されるので、フレキシブルなタッチ表示を可能にする。しかし、ｉｎ ｃｅｌｌは、表示パネルをより薄くし、透過率をより高くし、パワーをより小さくし、かつフレキシブルさを実現できるので、タッチ表示、特に有機エレクトロルミネッセンス表示のタッチの究極のソリューションと呼ばれ、ますます有機エレクトロルミネッセンス表示装置におけるタッチ技術の発展の主流となっている。

中国特許文献ＣＮｌ０１６３５２７６Ａには、基板、ＯＬＥＤ素子および光学検知素子を含む有機発光ダイオードタッチパネルが開示されている。基板に少なくとも１つの画素領域が定義され、画素領域に表示領域および検知領域が定義されている。ＯＬＥＤ素子は、表示領域における基板に設けられ、第１の薄膜トランジスタ、下発光電極部、パターン化有機発光層および上発光電極部を含む。下発光電極部は、上発光電極部に設けられ、第１の薄膜トランジスタに電気的に接続されている。パターン化有機発光層は、下発光電極部に設けられている。上発光電極部は、パターン化有機発光層に設けられている。光学検知素子は、検知領域における基板に設けられ、第２の薄膜トランジスタ、下感光電極部、パターン化感光誘電層および上感光電極部を含む。下感光電極部は、第２の薄膜トランジスタに設けられ、第２の薄膜トランジスタに電気的に接続される。パターン化感光誘電層は、下感光電極部に設けられ、上感光電極部は、パターン化感光誘電層に設けられている。該特許公開は、感度が高いが、ｉｎ−ｃｅｌｌ型光学タッチ方式であるので、構造および製造プロセスが複雑であるだけでなく、マルチタッチを実現しにくく、タッチ技術の主流ではない。

そのため、本発明は、従来の技術におけるｉｎ−ｃｅｌｌ型タッチ技術の構造および製造プロセスが複雑であるという課題を解決し、構造およびプロセスが簡単で、内蔵型タッチ構造を有する有機発光表示装置およびその製造方法を提供する。

上記のような技術課題を解決するために、本発明は以下の技術手段を採用する。

本発明に係るタッチ表示装置は、基板と、基板上に順に積層して設けられた第１の電極、有機材料層および第２の電極を含む複数の有機発光ダイオードとを含み、前記第１の電極は互いに独立して設けられ、前記第２の電極はそれぞれ直列接続されて、平行に配列している複数の第１の導電ストリップと平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは互いに絶縁した交差回路網を形成する。

前記第１の導電ストリップは、第１の方向に沿って配列している前記第２の電極を同層で直列接続して形成され、前記第２の導電ストリップは、第２の方向に沿って配列している前記第２の電極を前記有機発光ダイオードの外部に設けられた導電ブリッジを介して直列接続して形成される。

前記導電ブリッジは前記基板に設けられ、前記導電ブリッジに直接被覆している絶縁層により、前記有機発光ダイオードから絶縁される。

前記導電ブリッジは金属導電ブリッジである。

前記導電ブリッジの厚さは１０ｎｍ〜１０００ｎｍである。

前記基板に、隣接した前記有機発光ダイオードを隔離する画素規定層がさらに設けられる。

前記画素規定層に、隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップを隔離する隔離柱層がさらに直接設けられる。

前記第２電極の厚さは１ｎｍ〜５００ｎｍである。

前記基板に設けられた複数の駆動薄膜トランジスタをさらに含み、各前記第１の電極は各前記駆動薄膜トランジスタのソースまたはドレインに接触して接続される。

本発明に係るタッチ装置の製造方法は、
基板に第１の導電層を形成し、パターン化して第２の方向に沿って平行に設けられた複数の導電ブリッジを形成するステップＳ１と、
基板に導電ブリッジを被覆する絶縁層を形成し、絶縁層に導電ブリッジを導通させる貫通穴を設けるステップＳ２と、
絶縁層に互いに独立した第１の電極を直接形成し、各第１の電極に有機材料層を形成するステップＳ３と、
有機材料層に第２の電極を形成し、第１の方向に沿って配列している複数の第２電極を同層で直列接続して、平行に配列している複数の第１の導電ストリップを形成し、第２の方向に沿って配列している複数の第２の電極を貫通穴を介して導電ブリッジに直列接続して、平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップが互いに絶縁した交差回路網を形成するステップＳ４とを含む。

ステップＳ３において前記第１の電極を形成した後、前記基板に前記第１の電極を囲む画素規定層を形成するステップをさらに含む。

ステップＳ３は、前記画素規定層に隔離柱層を形成するステップをさらに含み、ステップＳ４において形成された隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは、前記隔離柱層により隔離される。

ステップＳ２において、前記貫通穴の軸方向と前記基板とがなした角は１０°〜９０°である。

本発明の上記技術手段は、従来の技術に比べて、以下の利点を有する。
１、本発明に係るタッチ表示装置は、基板と、基板に設けられた有機発光ダイオードとを含み、前記第１の電極は独立して設けられ、前記第２の電極はそれぞれ直列接続されて、平行に配列している複数の第１の導電ストリップと平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは互いに絶縁した交差回路網を形成する。第２の電極を形成するとともに、第２の電極はそれぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続されて、互いに絶縁した交差回路網であるタッチ検知層を形成し、タッチ機能を前記有機発光ダイオードの第２の電極に集積し、構造が簡単であるだけでなく、マルチタッチを実現できる。
２、本発明に係るタッチ表示装置は、タッチ機能を前記有機発光ダイオードに集積し、タッチ素子を別に設ける必要がなく、発光効率が高く、応答速度が速い。
３、本発明に係るタッチ表示装置の製造方法は、それぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続するように第２の電極を製造し、有機発光ダイオードの製造を完了するとともに、プロセスが成熟したフォトリソグラフィーとエッチングプロセスによりタッチ機能を集積でき、製造方法が簡単であり、プロセスコストが低い。

本発明の内容をより明瞭に理解しやすくするために、以下、本発明の具体的な実施形態および図面を組み合わせて、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の実施形態１に係るタッチ表示装置の概略構造図である。

本発明の目的、技術手段および利点をより明らかにするために、以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。

本発明は、ここで記載される実施形態に限定されるものではなく、様々な形態で実施することが可能であると理解すべきである。逆に、これらの実施例を提供することにより、本開示が徹底し完全になり、かつ、当業者に本発明の思想を十分に伝達し、本発明は請求項にのみ限定される。図面において、明瞭化のために、層および領域のサイズおよび相対的サイズを誇張している場合がある。素子、例えば層、領域または基板が別の素子「の上」に「形成される」または「設けられる」と記載される場合、該素子は前記別の素子に直接設けられても、それらの間に介在している素子が存在してもよいと理解すべきである。逆に、素子が別の素子に「直接形成される」または「直接設けられる」と記載される場合、それらの間に介在している素子が存在しない。

本実施例はタッチ表示装置を提供し、図１に示すように、基板１００と、基板１００に設けられた有機発光ダイオードとを含み、その第１の電極１０２は独立して設けられ、前記第２の電極１０４と１０５はそれぞれ直列接続されて、平行に配列している複数の第１の導電ストリップと平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは互いに絶縁した交差回路網を形成する。

前記第１の導電ストリップは、第１の方向に沿って配列している前記第２の電極１０５を同層で直列接続して形成され、前記第２の導電ストリップは、第２の方向に沿って配列している前記第２の電極１０４を前記有機発光ダイオードの外部に設けられた導電ブリッジを介して直列接続して形成される。

前記導電ブリッジ１０８は前記基板１００と前記有機発光ダイオードとの間の絶縁層１０１に設けられ、前記導電ブリッジ１０８は、一層または多層の導電性ポリマーまたはモリブデン、アルミニウム、チタン、タングステンなどの金属またはその合金薄膜から選択されたが、これらに限定されず、好ましくは多層金属導電ブリッジであり、本実施例において、より好ましくは順に積層されたモリブデン／アルミニウム／モリブデンの三層金属膜である。

本実施例において、前記導電ブリッジ１０８中のモリブデン／アルミニウム／モリブデンはそれぞれ５０ｎｍ／２５０ｎｍ／５０ｎｍであり、本発明の他の実施例として、前記導電ブリッジ１０８の厚さが１０ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよく、いずれも本発明の目的を実現できるので、本発明の保護範囲に属する。

前記絶縁層１０１は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウムなどから選択された一層または多層の積層構造であり、これらに限定されず、本実施例において、好ましくは一層の窒化ケイ素層である。

本発明の前記第１の電極１０２、前記有機材料層１０３および前記第２の電極に用いられる材料および厚さは、いずれも従来の技術と同様であり、前記第２電極の厚は、好ましくは１ｎｍ〜５００ｎｍである。本実施例において、前記第１の電極１０２は、順に積層されたＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ層であり、厚さが１５ｎｍ／１１０ｎｍ／７ｎｍであり、前記有機材料層１０３は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子遮断層、正孔遮断層、電子輸送層および電子注入層のうちの一つまたは複数の組み合わせであり、本実施例において、前記有機材料層１０３は、順に積層して設けられた正孔輸送層、発光層および電子輸送層を含み、全体の厚さが２００ｎｍであり、前記第２の電極はＡｇであり、厚さが５ｎｍである。

前記基板１００に、隣接した前記有機発光ダイオードを隔離する画素規定層１１０がさらに設けられ、前記画素規定層１１０に、隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップを隔離する隔離柱層１０６がさらに直接設けられる。

本実施例において、前記第２の電極を前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップに隔離した隔離柱１０６は、好ましくはポリイミド層であり、その高さが０．１μｍ〜５μｍであり、本実施例において、好ましくは１μｍであり、幅が１μｍである。本発明の他の実施例として、前記隔離柱１０６は他の絶縁材料で製造されてもよく、前記第２の電極の間に隔離柱１０６が設けられなくてもよく、隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップとの絶縁さえ保証できれば、本発明の目的を実現できるので、本発明の保護範囲に属する。

本実施例に係るタッチ表示装置は、アクティブマトリクス式有機発光表示装置であり、前記基板１００に設けられた複数の駆動薄膜トランジスタをさらに含み、各前記第１の電極１０２は、各前記駆動薄膜トランジスタのソースまたはドレインに接触して接続される。

本発明に係るタッチ表示装置は、好ましくは上部発光型有機発光表示装置であり、すなわち前記第２の電極１０２が透明電極である。

本実施例において、前記第２の電極１０４および１０５にパッケージ層１０９がさらに設けられ、前記パッケージ層１０９は、一層または交互に設けられた多層の有機薄膜および／または無機薄膜を含む膜層であり、無機薄膜は、窒化ケイ素、酸化ケイ素などの薄膜から選択されたが、これらに限定されず、有機薄膜は、紫外線硬化性樹脂、二酸化ケイ素−アクリル樹脂複合材料などの薄膜から選択される。本実施例において、前記パッケージ層１０９は、好ましくは交互に堆積した四対のポリアクリル酸エステル層と酸化アルミニウム層であり、ポリアクリル酸エステル層の膜厚はいずれも１．５μｍであり、酸化アルミニウム層の膜厚はいずれも５０ｎｍである。

本実施例に係るタッチ表示装置において、前記第２の電極は、それぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続するように設けられて、互いに絶縁した交差回路網を形成し、第２の電極を形成するとともに、タッチ検知層を形成し、タッチ機能を前記有機発光ダイオードに集積し、構造が簡単であり、また、タッチ機能を前記有機発光ダイオードに集積することにより、タッチ素子を別に設ける必要がなく、発光効率が高く、応答速度が速い。

前記タッチ装置の製造方法は、如下ステップを含む。

Ｓ１、スパッタリングプロセスにより基板１０１に第１の導電層を形成し、パターン化して縦方向に平行に設けられた複数の連続の導電ストリップを形成し、すなわち導電ブリッジ１０８を形成する。

本発明の他の実施例として、前記第１の導電層はパターン化してリード状の導電ブリッジ１０８を形成してもよく、前記リードまたは導電ストリップは断続的であってもよい。

Ｓ２、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）プロセスにより、前記導電ブリッジ１０８を被覆する絶縁層１０１を形成し、フォトリソグラフィープロセスにより、同列で隣接した前記第２の有機発光ダイオードの間の絶縁層１０１に、同一の前記導電ブリッジ１０８を導通させる貫通穴１０７を設ける。前記貫通穴１０７の軸方向と前記基板１００とがなした角は５０°であり、本発明の他の実施例として、前記貫通穴は、レーザアブレーション、イオンビームエッチング、電子ビームエッチングなどのプロセスにより製造されてもよく、前記貫通穴１０７の軸方向と前記基板１００とがなした角は１０°〜９０°の任意の角度であってもよく、いずれも本発明の目的を実現でき、本発明の保護範囲に属する。

Ｓ３、スパッタリングプロセスにより絶縁層１０１に第２の導電層を直接形成し、フォトリソグラフィーとエッチングプロセスによりパターン化して互いに独立した第１の電極１０２を形成する。

本発明の他の実施例として、前記第２の導電層は、ＣＶＤ、電気化学的堆積などのプロセスにより製造されてもよく、いずれも本発明の目的を実現でき、本発明の保護範囲に属する。

コーティングプロセスにより基板に前記第１の電極１０２を被覆する画素規定層１１０を形成し、フォトリソグラフィープロセスによりパターン化して、前記第１の電極１０２および貫通穴１０７を露出させる。

次にコーティングとフォトリソグラフィープロセスにより、画素規定層１１０に隔離柱層１０６を形成する。

精密なマスク蒸着プロセスにより、前記第１の電極１０２に有機材料層１０３を形成する。

Ｓ４、蒸着プロセスにより、前記隔離柱層１０６をマスクとして、前記有機材料層１０３に第１の方向に沿って同層で直列接続された第２の電極１０５と第２の方向に沿って互いに分離した第２の電極１０４を形成し、第２の電極１０４と第２の電極１０５は、負の角度の隔離柱層１０６により自然的に隔離される。前記第２の電極１０５は、直列接続されて第１の導電ストリップを形成し、前記第２の電極を形成する材料を前記貫通穴１０７の中に充填して前記導電ブリッジ１０８と電気的に接触して接続することにより、前記第２の電極１０４が第２の方向に沿って直列接続されて第２の導電ストリップを形成する。

本実施例において、前記ステップＳ４の後に、前記基板１００に前記第２の電極１０４および１０５を被覆するパッケージ層１０９を製造するステップをさらに含み、具体的な実施形態は従来の技術と同様である。

本実施例に係るタッチ表示装置の製造方法は、それぞれ横方向と縦方向に沿って直列接続するように第２の電極を製造し、有機発光ダイオードの製造を完了するとともに、プロセスが成熟したフォトリソグラフィープロセスによりタッチ機能を集積でき、製造方法が簡単であり、プロセスコストが低い。

明らかに、上記実施例は、実施形態を制限するものではなく、明確に説明するために例示したものに過ぎない。当業者であれば、上記説明を基に種々の変形または変更を行うことができる。ここで、全ての実施形態を列挙する可能性も必要性もない。これから導出した明らかな変形または変更は本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

１００ 基板
１０１ 絶縁層
１０２ 第１の電極
１０３ 有機材料層
１０４ 第２の導電ストリップのうちの第２の電極
１０５ 第１の導電ストリップのうちの第２の電極
１０６ 隔離柱層
１０７ 貫通穴
１０８ 導電ブリッジ
１０９ パッケージ層
１１０ 画素規定層

Claims (13)

1. 基板と、基板上に順に積層して設けられた第１の電極、有機材料層および第２の電極を含む複数の有機発光ダイオードとを含むタッチ表示装置であって、
   前記第１の電極は互いに独立して設けられ、
   前記第２の電極はそれぞれ直列接続されて、平行に配列している複数の第１の導電ストリップと平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、
   前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは互いに絶縁した交差回路網を形成することを特徴とするタッチ表示装置。
2. 前記第１の導電ストリップは、第１の方向に沿って配列している前記第２の電極を同層で直列接続して形成され、前記第２の導電ストリップは、第２の方向に沿って配列している前記第２の電極を前記有機発光ダイオードの外部に設けられた導電ブリッジを介して直列接続して形成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ表示装置。
3. 前記導電ブリッジは前記基板に設けられ、前記導電ブリッジに直接被覆している絶縁層により、前記有機発光ダイオードから絶縁されることを特徴とする請求項２に記載のタッチ表示装置。
4. 前記導電ブリッジは金属導電ブリッジであることを特徴とする請求項３に記載のタッチ表示装置。
5. 前記導電ブリッジの厚さは１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載のタッチ表示装置。
6. 前記基板に、隣接した前記有機発光ダイオードを隔離する画素規定層がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載のタッチ表示装置。
7. 前記画素規定層に、隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップを隔離する隔離柱層がさらに直接設けられることを特徴とする請求項６に記載のタッチ表示装置。
8. 前記第２の電極の厚さは１ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチ表示装置。
9. 前記基板に設けられた複数の駆動薄膜トランジスタをさらに含み、各前記第１の電極は各前記駆動薄膜トランジスタのソースまたはドレインに接触して接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチ表示装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のタッチ装置の製造方法であって、
    基板に第１の導電層を形成し、パターン化して第２の方向に沿って平行に設けられた複数の導電ブリッジを形成するステップＳ１と、
    基板に導電ブリッジを被覆する絶縁層を形成し、絶縁層に導電ブリッジを導通させる貫通穴を設けるステップＳ２と、
    絶縁層に互いに独立した第１の電極を直接形成し、各第１の電極に有機材料層を形成するステップＳ３と、
    有機材料層に第２の電極を形成し、第１の方向に沿って配列している複数の第２電極を同層で直列接続して、平行に配列している複数の第１の導電ストリップを形成し、第２の方向に沿って配列している複数の第２の電極を貫通穴を介して導電ブリッジに直列接続して、平行に配列している複数の第２の導電ストリップを形成し、前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップが互いに絶縁した交差回路網を形成するステップＳ４と、を含むことを特徴とするタッチ装置の製造方法。
11. ステップＳ３において前記第１の電極を形成した後、前記基板に前記第１の電極を囲む画素規定層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のタッチ装置の製造方法。
12. ステップＳ３は、前記画素規定層に隔離柱層を形成するステップをさらに含み、ステップＳ４において形成された隣接した前記第１の導電ストリップと前記第２の導電ストリップは、前記隔離柱層により隔離されることを特徴とする請求項１１に記載のタッチ装置の製造方法。
13. ステップＳ２において、前記貫通穴の軸方向と前記基板とがなした角は１０°〜９０°であることを特徴とする請求項１０に記載のタッチ装置の製造方法。