CN103531608A - 触控式有机发光二极管显示装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种触控式有机发光二极管显示装置及其制作方法。该触控式有机发光二极管显示装置，包括形成在基板一侧的薄膜晶体管，在所述薄膜晶体管上形成有触控信号反馈层，在所述触控信号反馈层上设置发光基板，所述发光基板的阳极层与所述薄膜晶体管的漏极连接，在所述基板的另一侧形成有触控信号接收层。本发明实现了将触控屏和有机发光二极管显示部分制作为一体，大大降低了显示器本身的重量和厚度，节约了制作成本。

Description

触控式有机发光二极管显示装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤其涉及一种触控式有机发光二极管显示装置及其制作方法。
背景技术
随着科技的高速发展，电子类产品已发生了天翻地覆的变化，随着近来触控式电子类产品的问世，触控产品已越来越多的受到人们的追捧，不但可节省空间，方便携带，而且用户通过手指或者触控笔等就可直接操作，使用舒适，非常便捷。例如，目前市场常见的个人数字处理（PDA）、触控类手机、手提式笔记型电脑等等，都已加大对触控技术的投入，所以触控式装置将来必在各个领域有更加广泛的应用。
OLED（英文全称为Organic Light-Emitting Diode，中文名称为有机发光二极管）显示屏，其显示方式与传统的LCD（英文全称为LiquidCrystal Display，中文名称为液晶显示器）显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。因此，OLED的特性是自己发光，不像TFT（英文全称为Thin Film Transistor，中文名称为薄膜场效应晶体管）-LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为二十一世纪最具前途的产品之一。
触控技术与OLED技术的结合必定促进显示技术的发展，也是未来显示发展的一种趋势，现阶段有机发光二极管显示装置触控结构大多是将触控屏和有机发光二极管显示装置显示部分分开做，这样增加了显示器本身的重量和厚度，与有机发光二极管显示装置本省的优势轻、薄相悖。
因此，针对以上不足，本发明提供了一种触控的有机发光二极管显示装置及其制作方法。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种触控式有机发光二极管显示装置及其制作方法，以解决现有有机发光二极管显示装置大多是将触控屏和有机发光二极管显示装置显示部分分开做，增加了显示器本身的重量和厚度，与有机发光二极管显示装置本省的优势轻、薄相悖的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种触控式有机发光二极管显示装置，其包括形成在基板一侧的薄膜晶体管，在所述薄膜晶体管上形成有触控信号反馈层，在所述触控信号反馈层上设置发光基板，所述发光基板的阳极层与所述薄膜晶体管的漏极连接，在所述基板的另一侧形成有触控信号接收层。
进一步地，
所述薄膜晶体管上形成有保护层；
在所述保护层上形成所述触控信号反馈层；
在所述触控信号反馈层上形成层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上设有第一过孔，在所述保护层上设有第二过孔，所述阳极层形成于所述层间绝缘层上，并通过所述第一过孔及第二过孔与所述薄膜晶体管的漏极连接。
进一步地，所述发光基板包括依次形成于所述阳极层上的发光层和阴极层。
进一步地，所述阳极层的厚度为
Figure BDA0000388747160000021
进一步地，所述触控信号接收层和触控信号反馈层均由ITO制成。
进一步地，所述触控信号接收层的厚度为
Figure BDA0000388747160000022
所述触控信号反馈层的厚度为
Figure BDA0000388747160000031
进一步地，所述保护层的材料为SiOx或SiNx。
本发明还提供了一种触控式有机发光二极管显示装置的制作方法，其包括：
在基板的一侧形成触控信号接收层的图形；
在所述基板的另一侧形成包括漏极的薄膜晶体管图形；
在所述薄膜晶体管上形成触控信号反馈层的图形；
在所述触控信号反馈层上形成包括阳极层的发光基板的图形，所述阳极层与所述漏极连接。
进一步地，包括通过构图工艺形成的以下图形：
在所述薄膜晶体管的源极及漏极上形成具有第二过孔的保护层的图形；
在所述保护层上形成所述触控信号反馈层的图形；
在所述触控信号反馈层上形成具有第一过孔的层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上形成所述阳极层的图形，且所述阳极层通过所述第一过孔及第二过孔与所述漏极连接。
进一步地，在所述阳极层上依次通过构图工艺形成发光层的图形和阴极层的图形。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
1、本发明的触控式有机发光二极管显示装置，其包括形成在基板一侧的薄膜晶体管，在所述薄膜晶体管上形成有触控信号反馈层，在所述触控信号反馈层上设置发光基板，所述发光基板的阳极层与所述薄膜晶体管的漏极连接，在所述基板的另一侧形成有触控信号接收层。这样将触控信号反馈层设置于薄膜晶体管的内部，实现了将触控屏和有机发光二极管显示部分制作为一体，解决了需要将触控屏和有机发光二极管显示部分分开做的问题，大大降低了显示器本身的重量和厚度，节约了制作成本。
2、本发明的触控式有机发光二极管显示装置的制造方法，其在基板的一侧形成触控信号接收层的图形，在所述基板的另一侧形成包括漏极的薄膜晶体管图形，在所述薄膜晶体管上形成触控信号反馈层的图形，在所述触控信号反馈层上形成包括阳极层的发光基板的图形，所述阳极层与所述漏极连接。通过该方法使得触控信号反馈层位于薄膜晶体管内，简化了制作步骤，节约了制作成本，同时也减小了通过该方法制作的显示装置的厚度。
附图说明
图1是本发明实施例一中第一次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一中第二次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图3是本发明实施例一中第三次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图4是本发明实施例一中第四次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图5是本发明实施例一中第五次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图6是本发明实施例一中第六次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图7是本发明实施例一中第七次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图8是本发明实施例一中第八次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图9是本发明实施例一中第九次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图10是本发明实施例一中第十次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图11是本发明实施例一中第十一次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图12是本发明实施例一中第十二次光刻工艺完成后的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图13是本发明触控式有机发光二极管显示装置简化的截面示意图；
图14是本发明触控电极正交条形图形；
图15是本发明实施例三的触控式有机发光二极管显示装置的结构示意图。
图中：1：触控信号接收层；2：基板；3：栅极；4：栅极绝缘层；5：有源层；6：阻挡层；71：源极；72：漏极；8：保护层；9：触控信号反馈层；10：层间绝缘层；11：阳极层；12：发光层；13：阴极层；14：缓冲层；15：平坦层；A：薄膜晶体管；B：发光基板；C：外部总控制电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。附图中各层薄膜厚度和区域大小形状不反映本发明触控式有机发光二极管显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明的内容。
实施例一
如图1-13所示，本发明实施例一提供的一种触控式有机发光二极管显示装置，其为底栅式结构。该触控式有机发光二极管显示装置包括形成在基板2一侧的薄膜晶体管A，在所述薄膜晶体管A上形成有触控信号反馈层9，在所述触控信号反馈层9上设置发光基板B，所述发光基板B的阳极层11与所述薄膜晶体管A的漏极72连接，在所述基板2的另一侧形成有触控信号接收层1。
本发明的触控式有机发光二极管显示装置通过在基板2的一侧形成触控信号接受层1，在薄膜晶体管A上形成触控信号反馈层9，发光基板B的阳极层11与薄膜晶体管A的漏极72连接，实现了将触控信号反馈层11设置于薄膜晶体管A的内部，实现了将触控屏和有机发光二极管显示部分制作为一体，大大降低了显示器本身的重量和厚度。
具体地，所述薄膜晶体管包括：形成在所述基板2上的栅极3；覆盖在所述栅极3上并延伸至所述基板2上的栅极绝缘层4；在所述栅极绝缘层4上形成的并位于所述栅极2上方的有源层5；覆盖在所述有源层5上并延伸至所述栅极绝缘层4上的阻挡层6；在所述阻挡层6上形成有源极71及漏极72，所述源极71及漏极72与有源层5连接；在所述源极71及漏极72上形成的保护层8；在所述保护层8上形成所述触控信号反馈层9；在所述触控信号反馈层9上形成层间绝缘层10；在所述层间绝缘层10上设有第一过孔，在所述保护层8上设有第二过孔，所述阳极层11形成于所述层间绝缘层10上，并通过所述第一过孔及第二过孔与所述薄膜晶体管A的漏极72连接；在阳极层11上依次形成发光层和阴极层。
图1-12为本发明的触控式有机发光二极管显示装置制作方法的示意图，可进一步说明本实施例的技术方案，在以下说明中，本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶剥离等工艺，光刻胶以正性光刻胶为例。
所述基板2可采用透明的无碱玻璃基板或者石英基板，或者采用将其他具有一定硬度的透明基板。
本实施例一的触控式有机发光二极管显示装置采用多次构图工艺过程形成，所述多次构图工艺的具体工艺流程如下：
步骤1，如图1所示，在清洗好的基板2一侧溅射触控信号接收层1，其由纳米铟锡金属氧化物（Indium Tin Oxides，缩写为ITO）制成，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000061
在经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成触控信号接收层ITO图形。
步骤2，如图2所示，将步骤1制好的基板2翻转过来，在清洗好的基板2的另一侧上采用磁控溅射或热蒸发的方法形成栅极3，其材料可以选择Mo或AlNd/Mo，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000071
在经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成背板第一层栅极图形。
步骤3，如图3所示，在完成步骤2的基板2上沉积栅极绝缘层4，所述栅极绝缘层4覆盖在所述栅极3上并延伸至所述基板2上，栅极绝缘层4采用材料SiOx或SiNx，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000072
左右。
步骤4，如图4所示，在完成步骤3的基板2上溅射形成有源层5，其由铟镓锌氧化物（indium gallium zinc oxide，缩写为IGZO）制成，溅射厚度40nm～60nm，经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离，固化，完成有源层5的制作。
步骤5，如图5所示，在步骤4的基板2上沉积阻挡层6，所述阻挡层6覆盖在所述有源层5上并延伸至所述栅极绝缘层4上，其材料可以是SiOx，厚度控制在
Figure BDA0000388747160000073
左右。经过退火一小时。然后进行经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离，形成接触过孔。
步骤6，如图6所示，在步骤5的基板2上溅射源极71和漏极72，经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成源极71和漏极72的图形；源极71和漏极72的材料可以选择Mo或AlNd/Mo，厚度控制在
Figure BDA0000388747160000074
之间。
步骤7，如图7所示，在步骤6的基板2上涂覆光刻胶制作保护层8，所述保护层的材料可以为SiOx或SiNx，然后曝光，显影形成第二过孔。
步骤8，如图8所示，在步骤7的基板2上溅射触控信号反馈层9，其由ITO制成，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000076
在经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成触控信号反馈层图形。
步骤9，如图9所示，在步骤8的基板2上制作层间绝缘层10，经过固化，显影，曝光形成第一过孔。
步骤10，如图10所示，在步骤9的基板2上溅射阳极层11，厚度控制在
Figure BDA0000388747160000081
左右。经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成ITO图形。
步骤11，如图11所示，在步骤10的基板2上蒸镀发光层12。
步骤12，如图12所示，在步骤11的基板2上蒸镀阴极层13。
有机发光二极管显示装置制作的材料选择有广泛的灵活性，本发明的实施例不做要求。
在经过上述步骤后进行封装，封装后，器件的制作结束。然后再经过后续的电路接线，即可实现触控显示。
如图13所示，触控信号接收层1形成于基板2的一侧，触控信号反馈层9形成在薄膜晶体管A上，然后在薄膜晶体管A上再设置发光基板B，再通过外部总控制电路将触控信号接收层1和触控信号反馈层9连接，可以达到触控显示。
具体地工作原理，如图14所示，给出了条形的触控截面图。其中，1为触控信号接收层，可以接受X向的脉冲信号，9为触控信号反馈层。当给其中一列触控信号反馈层9上的触控电极加上Y向的脉冲信号时，其他列接地，同时，对触控信号接收层1上的感应电极逐行进行检测，检测完后电容改变的一个交叉点便可以确定出来，通过算法计算便可以得出在触控屏上的哪个点被触摸，通过外部总控制电路C在触控屏上显示，从而达到触控目的。当手指接触时，等效为电容改变，可以检测电压或者电荷；当然，所述触控信号反馈层也可与所述触控信号接收层互换；具体地说，所述触控信号反馈层也可接受X向的脉冲信号，相应的在触控信号接收层上的触控电极加上Y向的脉冲信号；以此也可达到触控目的。
通常用的设计图形可以是条形图形、菱形图形和三角形图形。其中菱形图形比较常用，一般设计时要求图形之间的连线避免过长，如果连线过长会使的线电阻过大，从而延长扫描时间。每行和每列的菱形应该是完整的，如果空间允许可以向外扩展些以增加边缘的灵敏度。半菱形不能过多，在每行和每列的结束处使用半菱形，这样可以避免行和列的感应面积不一样，导致扫面检测不一致。触控图形与外部总控制电路的连接用到金属线可以是纳米银、Al、Cu等线电阻值小的金属，长度可以控制在50-200um之间。
实施例二
如图15所示，本发明实施例二提供的一种触控式有机发光二极管显示装置，其为顶栅式结构。
其工作原理和实施例一相同，本实施例二的触控式有机发光二极管显示装置包括：形成在基板2一侧的触控信号接收层1；形成在基板2的另一侧的缓冲层14；形成在缓冲层14上的有源层5；覆盖在所述有源层5上并延伸至缓冲层14上的栅极绝缘层4，在栅极绝缘层4上设有接触过孔；形成在栅极绝缘层4上且位于有源层5上方的栅极3；覆盖在所述栅极3上并延伸至栅极绝缘层4上的平坦层15，在层间绝缘层10上设有接触过孔；形成在层间绝缘层10上的源极71和漏极72，所述源极71和漏极72通过接触过孔与栅极5连接；覆盖在源极71和漏极72上并延伸至层间绝缘层10上的保护层8；在保护层8上形成所述触控信号反馈层9；在所述触控信号反馈层9上形成层间绝缘层10；在所述层间绝缘层10上设有第一过孔，在所述保护层8上设有第二过孔，所述阳极层11形成于所述层间绝缘层10上，并通过所述第一过孔及第二过孔与漏极72连接；在阳极层11上依次形成发光层12和阴极层13。
具体地制作方法工艺和实施例一类似，具体工艺流程如下：
步骤1，在清洗好的基板2的一侧溅射触控信号接收层1，由ITO制成，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000091
在经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成触控信号接收层ITO图形。
步骤2，将步骤1制好的基板2翻转过来，在清洗好的基板2的另一侧溅射缓冲层14。
步骤3，在完成步骤2的基板2上部分溅射形成有源层5，溅射厚度40nm-60nm，经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离，固化，完成有源层IGZO的制作。
步骤4，在完成步骤3的基板2上沉积栅极绝缘层4，所述栅极绝缘层4覆盖在所述有源层5上并延伸至所述缓冲层14上，其材料采用SiOx和SiNx，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000101
左右，经过固化，显影，曝光形成接触过孔。
步骤5，在完成步骤4的基板2上溅射栅极3，其材料可以选择Mo或AlNd/Mo，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000102
在经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成背板第一层栅极图形。
步骤6，在完成步骤5的基板2上制作平坦层15，所述层间绝缘层10覆盖在栅极3上并延伸至所述栅极绝缘层4上，其经过固化，显影，曝光形成ITO接触过孔。
步骤7，在完成步骤6的基板2上溅射源极71和漏极72，经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成源极和漏极图形。其可以选择Mo或AlNd/Mo的材料，厚度控制在
Figure BDA0000388747160000103
之间。
步骤8，在完成步骤7的基板2上涂覆光刻胶制作保护层8，所述保护层的材料可以为SiOx或SiNx，然后曝光，显影形成第二过孔。
步骤9，在完成步骤8的基板2上溅射触控信号反馈层9，由ITO制成，厚度可控制在
Figure BDA0000388747160000104
在经过涂胶，曝光，显影，刻蚀，剥离完成触控信号反馈层图形。
步骤10，在完成步骤9的基板2上涂覆光刻胶制作层间绝缘层10，然后曝光，显影形成第一过孔。
步骤11，在完成步骤10的基板2上溅射阳极层11，其厚度控制在
Figure BDA0000388747160000105
左右。经过涂胶，曝光，显影，湿刻，剥离完成ITO图形。
步骤12，在完成步骤11的基板2上蒸镀发光层12。
步骤13，在完成步骤12的基板2上蒸镀阴极层13。
在经过上述步骤后就可以进行封装，封装后，器件的制作结束。在经过后续的电路接线，可以实现触控显示。
另需要说明的是，本发明的薄膜晶体管可以是P型场效应晶体管或N型场效应晶体管。
综上所述，本发明的触控式有机发光二极管显示装置，其包括形成在基板一侧的薄膜晶体管，在所述薄膜晶体管上形成有触控信号反馈层，在所述触控信号反馈层上设置发光基板，所述发光基板的阳极层与所述薄膜晶体管的漏极连接，在所述基板的另一侧形成有触控信号接收层。这样将触控信号反馈层设置于薄膜晶体管的内部，实现了将触控屏和有机发光二极管显示部分制作为一体，解决了需要将触控屏和有机发光二极管显示部分分开做的问题，大大降低了显示器本身的重量和厚度，节约了制作成本。
以上所述仅是本发明的几种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触控式有机发光二极管显示装置，包括形成在基板一侧的薄膜晶体管，其特征在于：在所述薄膜晶体管上形成有触控信号反馈层，在所述触控信号反馈层上设置发光基板，所述发光基板的阳极层与所述薄膜晶体管的漏极连接，在所述基板的另一侧形成有触控信号接收层。
2.根据权利要求1所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：
所述薄膜晶体管上形成有保护层；
在所述保护层上形成所述触控信号反馈层；
在所述触控信号反馈层上形成层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上设有第一过孔，在所述保护层上设有第二过孔，所述阳极层形成于所述层间绝缘层上，并通过所述第一过孔及第二过孔与所述薄膜晶体管的漏极连接。
3.根据权利要求1或2所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：所述发光基板包括依次形成于所述阳极层上的发光层和阴极层。
4.根据权利要求3所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：所述阳极层的厚度为
Figure FDA0000388747150000011
5.根据权利要求3所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：所述触控信号接收层和触控信号反馈层均由ITO制成。
6.根据权利要求5所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：所述触控信号接收层的厚度为
Figure FDA0000388747150000012
所述触控信号反馈层的厚度为
Figure FDA0000388747150000013
7.根据权利要求2所述的触控式有机发光二极管显示装置，其特征在于：所述保护层的材料为SiOx或SiNx。
8.一种触控式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于：包括：
在基板的一侧形成触控信号接收层的图形；
在所述基板的另一侧形成包括漏极的薄膜晶体管图形；
在所述薄膜晶体管上形成触控信号反馈层的图形；
在所述触控信号反馈层上形成包括阳极层的发光基板的图形，所述阳极层与所述漏极连接。
9.根据权利要求8所述的触控式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于：包括通过构图工艺形成的以下图形：
在所述薄膜晶体管的源极及漏极上形成具有第二过孔的保护层的图形；
在所述保护层上形成所述触控信号反馈层的图形；
在所述触控信号反馈层上形成具有第一过孔的层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上形成所述阳极层的图形，且所述阳极层通过所述第一过孔及第二过孔与所述漏极连接。
10.根据权利要求9所述的触控式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于：在所述阳极层上依次通过构图工艺形成发光层的图形和阴极层的图形。
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