TWI725216B - Oled一體型觸控感測器及包括其的oled影像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種OLED一體型觸控感測器及包括其的OLED影像顯示裝置，尤其涉及一種彎曲特性、光學特性及電氣特性優秀的OLED一體型觸控感測器及包括其的OLED影像顯示裝置。所述OLED一體型觸控感測器包括：OLED元件；以及網格型自電容式觸控電極，其貼附於所述OLED元件的一面，且至少包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構。

Description

OLED一體型觸控感測器及包括其的OLED影像顯示 裝置
本發明是有關於一種OLED一體型觸控感測器及包括其的OLED影像顯示裝置。
當前，隨著資訊化社會的發展，對顯示領域的要求也正以多種形態增多，順應地，目前正在展開對具有薄型化、輕量化、低功耗化等特徵的諸多平板顯示裝置(Flat Panel Display device)，例如，液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display device)、電漿顯示裝置(Plasma Display Panel device)，電致發光顯示裝置(Electro Luminescent Display device)，有機發光二極體顯示裝置(Organic Light-Emitting Diode Display device)等的研究。
其中，有機發光二極體(OLED)顯示裝置因其快速回應、高畫質、廣視角、低功耗等優點，近來被當做下一代顯示裝置而備受矚目。
一方面，作為貼附於所述顯示裝置上的能夠用人的手或物體選擇畫面中出現的指示內容來輸入使用者的命令的輸入裝置的觸控面板(touch panel)得到青睞。觸控面板具備於顯示 裝置的前面(front face)來將直接接觸人的手或物體的接觸位置轉換為電信號。
由此，在接觸位置上選擇的指示內容被當做輸入信號接收。由於這種觸控面板可以代替如鍵盤和滑鼠等連接於影像顯示裝置來動作的另外的輸入裝置，其利用範圍呈逐漸擴大的趨勢。
因此，如韓國公開專利第2014-0092366號所記載，儘管近來引入了多種在影像顯示裝置中引入觸控感測器的觸控式螢幕面板，但為了提高生產性，仍然存在對可以用更簡單的製程製造的觸控感測器的要求。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕韓國公開專利第2014-0092366號
首先，本發明的目的在於，提供一種雜訊影響少的OLED一體型觸控感測器。
其次，本發明的目的在於，提供一種反射率小、透過率高，故畫面清晰度高的OLED一體型觸控感測器。
此外，本發明的目的在於，提供一種因彎曲特性優秀，可以適用於柔性顯示裝置的OLED一體型觸控感測器。
(1)一種OLED一體型觸控感測器，其包括：OLED元件；以及網格型自電容式觸控電極，其貼附於所述OLED元件的一面，且至少包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構。
(2)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述OLED元件包括依次配置有陽極、包括有機發光層的有機膜層、陰極以及密封層的結構，所述觸控電極形成於密封層的一面。
(3)根據上述(2)所述的OLED一體型觸控感測器，在所述密封層的一面還層疊有平坦化層，所述觸控電極形成於平坦化層的一面。
(4)根據上述(2)所述的OLED一體型觸控感測器，所述密封層為有機層或有機無機混合層。
(5)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述有機膜層包括顯示部和非顯示部，所述觸控電極只形成於所述OLED元件的一面的對應於所述非顯示部的區域。
(6)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述有機膜層包括顯示部和非顯示部，所述觸控電極只形成於所述OLED元件的一面的對應於所述顯示部的區域。
(7)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述有機膜層包括顯示部和非顯示部，在所述OLED元件的一面的對應於所述顯示部和非顯示部的區域均形成有所述觸控電極。
(8)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述金屬層包括選自由銀、金、銅、鋁、鉑、鈀、鉻、鈦、 鎢、鈮、鉭、釩、鈣、鐵、錳、鈷、鎳、鋅以及由其中兩種以上的合金組成的組中的至少一個。
(9)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述金屬氧化物層包括選自由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、鎵鋅氧化物(GZO)、銦錫鋅氧化物(ITZO)、鋅錫氧化物(ZTO)、銦鎵氧化物(IGO)、氧化錫(SnO2)以及氧化鋅(ZnO)組成的組中的至少一個。
(10)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述金屬氧化物層的厚度為5nm至200nm。
(11)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述金屬氧化物層在550nm波長上的折射率為1.7至2.2。
(12)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述金屬層的厚度為5nm至250nm。
(13)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述觸控電極為包括依次配置有第一金屬氧化物層、金屬層以及第二金屬氧化物層的至少三層結構的網格型。
(14)根據上述(1)所述的OLED一體型觸控感測器，所述網格的線寬為1μm至7μm。
(15)根據上述(3)所述的OLED一體型觸控感測器，所述平坦化層包括折射率匹配層，OLED一體型觸控感測器。
(16)一種OLED影像顯示裝置，其包括根據上述(1)至(15)中任一項所述的OLED一體型觸控感測器。
本發明的OLED一體型觸控感測器直接形成於OLED元件，且具備自電容式(self-capacitance)結構的觸控電極，因而可以少受OLED元件的電極造成的雜訊的影響，且不存在重傳(retransmission)現象。
此外，本發明的OLED一體型觸控感測器的觸控電極為網格型，因而彎曲特性(柔性)優秀，可以有效利用於柔性顯示裝置。
此外，本發明的OLED一體型觸控感測器中，觸控電極包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構，因而可以進一步改善畫面清晰度。
10:自電容式觸控電極
20:互電容式觸控電極
30:單位感測電極
40:引線
50:電極片
100:基板
200:有機膜層
210:有機發光層
220:非顯示部
310:陽極
320:陰極
400:密封層
450:平坦化層
500:自電容式觸控電極
600:保護層
第1圖是本發明的OLED一體型觸控感測器的一實施例的概略性剖視圖。
第2圖是本發明的OLED一體型觸控感測器的另一實施例的概略性剖視圖。
第3圖是繪示自電容式(self-capacitance)觸控電極結構的一示例的概略性平面圖。
第4圖是繪示互電容式(mutual-capacitance)觸控電極結構的一示例的概略性平面圖。
本發明涉及一種OLED一體型觸控感測器及包括其的OLED影像顯示裝置。所述OLED一體型觸控感測器包括：OLED元件；以及網格型自電容式觸控電極，其貼附於所述OLED元件的一面，且至少包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構，因而其彎曲特性、光學特性及電氣特性優秀。
下面，參照圖式進一步具體說明本發明的一些實施例。然而，本說明書中所附的以下圖式用於例示本發明的一些較佳實施例，其與前述的發明內容一同起增進對本發明的技術思想的理解的作用，因而本發明不應被解釋為限於這些圖式所記載的事項。
本發明中，“上部”和“下部”僅用於參照本說明書的圖式來便於進行說明而指代相對位置關係，不能被解釋為限於絕對位置。
第1圖、第2圖是本發明的OLED一體型觸控感測器的一實施例的概略性剖視圖。
本發明的OLED一體型觸控感測器可以包括：OLED元件，其包括基板100、陽極310、有機膜層200、陰極320 以及密封層400；以及自電容式觸控電極500，自電容式觸控電極500在其一面上還可以具備保護層600。
對基板100，不作特殊限定，可以不限定地使用OLED元件中通常所使用的元件，例如，可以選自由玻璃、高分子、石英以及陶瓷組成的組。作為高分子，可以從環烯烴聚合物(COP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(Polyarylate)、聚醯亞胺(PI)、醋酸丙酸纖維素(CAP)、聚醚碸(PES)、三乙酸纖維素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、環烯烴共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等中分別單獨使用或混合其中兩種以上使用，較佳地但不限於使用聚醯亞胺。
OLED元件可以區分為顯示部和非顯示部，顯示部是配置有形成圖元的有機發光二極體的部分，非顯示部是區分圖元與圖元的部分。參照第1圖，非顯示部220與非顯示部220之間的區域成為顯示部，顯示部包括依次配置有陽極310、有機發光層210以及陰極320的結構。通常，非顯示部220由硬化樹脂黑矩陣形成，本發明中，將有機發光層210和非顯示部220稱為有機膜層200，但並不限定非顯示部220僅由有機物形成。
在陰極320的上部層疊有密封層400。若有機發光層210的有機發光物質與濕氣或氧氣接觸，會氧化，導致壽命顯著 減少，因而密封層400起防止氧氣透過的阻擋層的作用。除此之外，還履行光學遮蔽層、電氣遮蔽層的功能。
密封層400可以無特殊限定地適用本領域公知的結構，例如，可以是玻璃基板、有機層或有機無機混合層，從確保柔性的角度而言，可以較佳地為有機層或有機無機混合層。
本發明中，根據需求，在密封層400的上部還可以層疊有平坦化層450。可以額外地具備平坦化層450，以使形成於上部的觸控電極均勻地形成。此外，為進一步改善畫面的清晰度，平坦化層還可以包括折射率匹配層(index matching layer，IML)。折射率匹配層可以不限定地適用本領域公知的構成，例如，可以由有機層或無基層形成。
自電容式觸控電極500貼附於密封層400或平坦化層450的一面。自電容式觸控電極500也可以通過粘接方式貼附於密封層400或平坦化層450的一面，但從薄膜化和確保彎曲特性的角度而言，可以較佳地通過蒸鍍或濺鍍等製程來使觸控電極以直接接觸密封層400或平坦化層450的一面的方式形成。
本發明的觸控電極為自電容式觸控電極。第3圖繪示了本發明的自電容式觸控電極的結構的一示例。第4圖繪示了與自電容式觸控電極形成對比的互電容式觸控電極的結構的一示例。
如第4圖所示，互電容式觸控電極結構20的單位感測電極30由發送電極30-1和接收電極30-2的兩種構成。發送電極 30-1與接收電極30-2之間需要電絕緣，因此，雖然第4圖中未具體繪示，在發送電極30-1和接收電極30-2交叉的部分，兩電極之間必須引入絕緣層，因而在交叉的部分，三層結構是必然的。
相反地，如第3圖所示，自電容式觸控電極結構10中，單位感測電極30分別與引線40連接，因而不存在單位感測電極30交叉的部分。引線40通過電極片50將單位感測電極30的信號傳遞至FPCB等外部電路。由此，可以實現單層結構的觸控電極，與部分地具有三層結構的互電容式觸控電極相比，在彎曲性方面可以呈現更高的可靠性。
此外，根據本發明，當觸控電極直接形成于OLED元件時，會發生OLED電極造成的雜訊影響加重的問題。在這種情況下，感測驅動特性使然，互電容式觸控電極受這種雜訊影響的程度較高，而自電容式觸控電極則少受這種雜訊影響。
本發明的觸控電極500包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構，因而可以降低入射光的反射率、提高透過率。由於金屬層的反射率高，當單獨使用時，會成為使畫面清晰度下降的原因，而本發明通過層疊金屬氧化物層，可以降低反射率、改善透過率。
通常，互電容式觸控電極結構在單位感測電極交叉的部分使用金屬材質的橋電極，而由於這種金屬橋電極會導致畫面清晰度下降，為解決這種問題，先前技術中曾提出過層疊於 OLED元件的互電容式觸控電極只形成於OLED元件的對應於非顯示部的區域(非顯示部的上部或下部)的方案。
然而，本發明的觸控電極500若只在對應於非顯示部的區域形成觸控電極，倒是可以防止畫面清晰度下降，然而，由於包括雙層結構，可以無對應於顯示部和非顯示部的區域之區分地隨心所欲地在對應於顯示部和非顯示部的區域均形成觸控電極，或即使只在對應於顯示部的區域形成觸控電極，也依然能夠防止畫面清晰度下降。
本發明中，從降低觸控電極的反射率和改善透過率的角度而言，更可以優選觸控電極500包括依次配置有第一金屬氧化物層、金屬層以及第二金屬氧化物層的至少三層結構。
本發明中，對金屬層的材料不作特殊限定，例如，從導電性優秀且具有面電阻值的角度而言，可以包括選擇由銀、金、銅、鋁、鉑、鈀、鉻、鈦、鎢、鈮、鉭、釩、鈣、鐵、錳、鈷、鎳、鋅以及其中兩種以上的合金組成的組中的至少一個。從既具有前述優點又具有優秀的抗彎性能的角度而言，更較佳地可以包括選自由銀、金、銅、鈀、鋁以及其中兩種以上的合金組成的組中的至少一個，更可以較佳地為銀、銅以及鈀的合金Ag-Pd-Cu(APC)合金。
本發明中，對金屬氧化物層的材料不作特殊限定，可以較佳地為金屬氧化物，例如，可以包括選自由銦錫氧化物(ITO)，銦鋅氧化物(IZO)，鋁鋅氧化物(AZO)，鎵鋅氧 化物(GZO)，銦錫鋅氧化物(ITZO)，鋅錫氧化物(ZTO)，銦鎵氧化物(IGO)，氧化錫(SnO2)以及氧化鋅(ZnO)組成的組中的至少一個。從進一步改善清晰度、進一步改善抗彎性能的角度而言，較佳地可以包括選自由銦錫氧化物(ITO)及銦鋅氧化物(IZO)組成的組中的至少一個，較佳地更可以包括銦鋅氧化物(IZO)。
本發明中，當觸控電極500包括第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層時，第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層的材料可以不同或相同。較佳地，第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層可以分別包括選自銦錫氧化物(ITO)和銦鋅氧化物(IZO)組成的組中的至少一個，更優選第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層可以分別包括銦鋅氧化物(IZO)。
對金屬層和金屬氧化物層的厚度不作特殊限定，從確保高透過率和低反射率的同時，提高抗彎性能的角度而言，例如，金屬氧化物層的厚度可以為5nm至200nm，所述金屬層的厚度可以為5nm至250nm。更優選金屬氧化物層的厚度可以為30nm至50nm，金屬層的厚度可以為8nm至15nm。
本發明中，當觸控電極500包括依次配置有第一金屬氧化物層、金屬層以及第二金屬氧化物層的三層結構時，第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層相對而言具有高折射率，金屬層相對而言具有低折射率，從而能夠形成依次具有高-低-高折射率的網格型電極圖案，因而可以確保高透過率和低反射率來大幅 改善清晰度。例如，可以使所述第一金屬氧化物層和第二金屬氧化物層在550nm波長上的折射率分別各自為1.7至2.2，使所述金屬層在550nm波長上的折射率為0.1至1.0，使消光係數為2.0至7.0來達成上述效果，但不限於此。所述消光係數可以利用由下面的數學式1、2表示的公式求出。
[數學式1]I=I0e(-αT)
(公式中，α為吸收係數，T為厚度，I0為透過前的光強度，I為透過後的光強度)
[數學式2]α=4πk/λ0
(公式中，α為吸收係數，k為消光係數，λ0為波長)
由於本發明的觸控電極500具有網格型電極結構，彎曲特性優秀，因而彎折性和復原力優秀，同時還可以確保低面電阻值。從這個角度而言，所述網格的線寬可以較佳地為1μm至7μm。
本發明中，在觸控電極500的上部還可以層疊有保護層600。保護層600起保護觸控電極500，使與外部絕緣的作用。
本發明的保護層600可以無特殊限定地適用先前技術中作為觸控電極的保護層材料而周知的材料，例如，可以使用有機膜、無機氧化物膜、有機無機混合膜等。
此外，本發明的OLED一體型觸控感測器可以適用於OLED影像顯示裝置(Organic Light-Emitting Diode Display device)。本發明的OLED一體型觸控傳感器具有顯著改善的畫面清晰度，且具有優秀的彎曲特性和電氣特性，故而較佳地適用於柔性影像顯示裝置。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:基板
200:有機膜層
210:有機發光層
220:非顯示部
310:陽極
320:陰極
400:密封層
500:自電容式觸控電極
600:保護層

Claims (14)

  1. 一種OLED一體型觸控感測器，其特徵在於，包括：OLED元件；以及網格型自電容式觸控電極，其貼附於所述OLED元件的一面，且至少包括金屬層和金屬氧化物層的雙層結構，其中所述OLED元件包括依次配置有陽極、包括有機發光層的有機膜層、陰極以及密封層的結構，其中在所述密封層的一面還包括平坦化層，所述觸控電極形成於所述平坦化層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述密封層為有機層或有機無機混合層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述OLED元件包括顯示部和非顯示部，所述觸控電極只形成於所述OLED元件的一面的對應於所述非顯示部的區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述OLED元件包括顯示部和非顯示部，所述觸控電極只形成於所述OLED元件的一面的對應於所述顯示部的區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中， 所述OLED元件包括顯示部和非顯示部，在所述OLED元件的一面的對應於所述顯示部和非顯示部的區域均形成有所述觸控電極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述金屬層包括選自由銀、金、銅、鋁、鉑、鈀、鉻、鈦、鎢、鈮、鉭、釩、鈣、鐵、錳、鈷、鎳、鋅以及由其中兩種以上的合金組成的組中的至少一個。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述金屬氧化物層包括選自由銦錫氧化物ITO、銦鋅氧化物IZO、鋁鋅氧化物AZO、鎵鋅氧化物GZO、銦錫鋅氧化物ITZO、鋅錫氧化物ZTO、銦鎵氧化物IGO、氧化錫SnO2以及氧化鋅ZnO組成的組中的至少一個。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述金屬氧化物層的厚度為5nm至200nm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述金屬氧化物層在550nm波長上的折射率為1.7至2.2。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述金屬層的厚度為5nm至250nm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述觸控電極為包括依次配置有第一金屬氧化物層、金屬層以及第二金屬氧化物層的至少三層結構的網格型。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述網格的線寬為1μm至7μm。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之OLED一體型觸控感測器，其中，所述平坦化層包括折射率匹配層。
  14. 一種OLED影像顯示裝置，其特徵在於，包括如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之OLED一體型觸控感測器。
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