CN100553401C - 显示装置的传导单元及包含其的有机电激发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种用于有机电激发光显示装置的传导单元。该传导单元包括一或一以上的非传导基线(non-conducting base line)及一或一以上形成于该非传导基线上的传导线,而该非传导基线形成在一基底的预定位置上。其中,该非传导基线提高形成在其上的传导线的高度,以增加传导线的截面积,进而降低该传导单元的电阻质。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电激发光显示装置,特别是涉及一种有机电激发光显示装置其金属导线结构的设计。
背景技术
典型的有机电激发光显示装置包括多个有机发光二极管画素,而该多个有机发光二极管画素电连接并排列成一矩阵阵列组成。每一有机发光二极管画素除了包含一切换及一驱动电路外,更包含一电容及一与扫描线、数据线及电源线相连的薄膜晶体管。上述电路配置用来提供影像显示信号及电源给该有机发光二极管画素。影像显示信号经由与该有机发光二极管画素电路相连的扫描线、数据线及电源线被送至该有机发光二极管画素矩阵阵列中。
该扫描线、数据线及电源线是由传导金属的合金所构成。由于传导金属的合金具有较低的电阻值,因此非常适合作为画素结构的内连导线以维持较低的操作阻值,可将内连导线特性造成的压降效应降至最低。
导线材料的电阻值可利用下列的公式来定义:
R=ρ*L/A
其中,ρ为所使用的导线材料的电阻系数,L为该导线的长度,而A则为该导线的截面积。而电压与电阻值的关系则可以奥姆定律表示:
V=R*L
由该公式可知,一电流(I)流经该导线所造成的电压下降(V)的多少是取决于该导线的电阻值(R)。该显示装置的矩阵阵列的每一有机发光二极管画素彼此以不同长度的金属导线各别与主扫描线、主数据线或主电源线电连接。然而,不同长度的金属导线其电阻值势必不同,导致每一有机发光二极管画素电路的电阻值也不相同。值得注意的是,此差异将导致该有机电激发光显示装置的矩阵阵列内每一有机发光二极管画素及其相连电路也具有不相同的驱动电位。
有机电激发光显示装置由于具有可全彩化、高亮度、高对比、广视角、高分辨率及不闪烁等特性,使得其具有极佳的显示品质及较高的效能。此外,有机电激发光显示装置也具有低耗能的优点,且在画面显示上具有极高的响应速度。然而,在有机电激发光显示装置中,不同的有机发光二极管画素驱动电压,将影响该显示装置的稳定性,造成显示装置效能下降,例如影像响应速度变慢或是电源消耗增加。
若能进一步降低有机发光二极管画素所使用的金属导线的电阻值,势必可缩小有机发光二极管画素彼此之间的驱动电压差异。因此,除了尽可能的使用具有较低电阻系数(R)的材料来作为金属导线外,针对有机发光二极管画素结构内的电路配置作进一步的设计(降低导线长度(L)及增加截面积(A),以期达到降低金属导线电阻值的目的,实为目前有机电激发光显示技术上亟需研究的重点。
发明内容
有鉴于此,为解决上述的问题,本发明所述的一较佳实施例揭露一种用于有机电激发光显示装置的传导单元(金属导线)。该传导单元包括一或一以上的非传导基线(non-conducting base line)及一或一以上形成并覆盖于该非传导基线上的传导线,而该非传导基线形成在一基底的预定位置上。其中,该非传导基线是提高形成于其上的传导线的高度,以增加传导线的截面积,进而降低该传导单元的电阻质。
进一步说,本发明达到上述目的而提供一种有机电激发光显示装置,包括:
一第一基底,该第一基底包括一具有一平坦表面的第一预定区;
至少一之非传导基线(non-conducting base line)沿着一第一方向排列,该非传导基线形成于该第一预定区的平坦表面上;
至少一之金属导线结构,该金属导线结构形成并完全覆盖于该非传导基线之上;
其中该传导线结构通过该非传导基线增加金属导线结构的截面积,并降低该金属导线结构的电阻质;
一第二基底形成在该第一基底之上,其中该第二基底包括一具有一平坦表面的第二预定区;
多个非传导基线(non-conducting base line)沿着一第二方向排列,该非传导基线形成于该第二预定区的平坦表面上;以及
多个金属导线结构,该金属导线结构形成并完全覆盖于该非传导基线之上,
其中该第二基底将分别形成于该第一预定区及该第二预定区的金属导线结构彼此电隔离。
本发明还提供一种有机电激发光显示装置的导电结构,包括:
一介电材质基线,形成于一具有一平坦表面的缓冲层上;以及
一金属层均匀形成并覆盖该介电材质基线,
其中,该金属层对应该介电材质基线,且该介电材质基线提高形成于其上的金属层的高度。
为使本发明的目的、特征能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
附图说明
图1为一现有用于有机电激发光显示装置的金属导线结构的剖面示意图;
图2为本发明一较佳实例所述的金属导线结构的剖面示意图;
图3为图1所示的传统金属导线结构的放大示意图;
图4为本发明图2实例所述的金属导线结构及被其覆盖的基线的放大示意图;
图5A至图5C为本发明其它较佳实例所述的金属导线结构的剖面示意图。
具体实施方式
根据本发明的一较佳实例,其揭露一种减少有机电激发光显示装置内金属导线所造成的压降效应的方法。该方法包括提供一种改进的金属导线结构,以使该金属导线结构的传导部分的截面积增加,进而降低该金属导线结构的电阻值。该改进的金属导线结构在设计上不需改变金属导线原有的有效宽度及线距,因此,也不需要对有机电激发光显示装置内的连接线路的布局及尺寸作变更。为了简化图示,以下仅以具有单层结构的金属导线为例进行说明。然而,该单层结构的金属导线仅为本发明的一例,本发明所述的改进金属导线结构及方法也可应用具有不同层的金属导线,包括显示装置所使用的扫描线、数据线、电源线及任何其它的金属导线。
请参照图1,其显示一现有用于有机电激发光显示装置的金属导线结构的剖面示意图。如图所示,基板102作为金属导线(作为有机电激发光显示装置的驱动或切换电路或单元)或其它材料层的载层。一介电层104配置于该基板102之上,以隔绝该基板102及接下来所形成的膜层。仍请参照图1,接续形成在该介电层104上的为一金属层(未图示),而该金属层进一步经由黄光蚀刻制作工艺被图形化为两相邻的金属导线结构106。该金属导线结构106上的箭号指出流经该金属导线106的电流i的方向。在此,值得注意的是,现有金属导线结构106的截面形状一般为一矩形。该介电层104可具有垂直的内连接(接触窗)结构穿越该介电层104,以提供该金属导线结构106与基板102之间的连接。
请参照图2,其显示符合本发明的一较佳实例所述的金属导线结构的剖面示意图。如图所示,基板202作为金属导线或其它材料层的载层。一介电层(或缓冲层、非传导基线)204配置在该基板202之上,以隔绝该基板202及接续所要形成在介电层204上的膜层。在此,该基板202及该介电层204(或单独该介电层204)作为一基底层(substrate layer),提供一承载面以利后续金属导线形成在其上。仍请参照图2,该介电层204的上表面具有凸起的介电区块,该凸起的介电区块作为一基线(传导线)206。该具有介电性质的基线206其材质可与形成该介电层204的材质具有相同或相似的组成及性质,且该基线206可在形成该介电层204时同时形成,也可与该介电层204在不同的步骤中分别形成。同一条基线206的高度是大致相同的,其像是在该介电层204上形成台阶(step)构形。此外,该基线206的高度取决后续形成的金属线其所需的尺寸,可视需要而加以改变。该基线206的截面形状也可视需要而加以设计,可为矩形、半椭圆形、或是半圆形。
该基线206所形成的位置及线路布局可与后续形成的金属导线位置重迭。接着,在该介电层104上形成一金属层(未图示)并覆盖该多条基线206,而该金属层进一步经由黄光蚀刻制作工艺被图形化为多条金属导线结构208。值得注意的是,该金属层均匀且平坦的形成于该介电层204及该多条基线206上,且图形化所形成的金属导线结构208是对齐该基线206并形成在其上,如此一来,所得的金属导线结构208是均匀且完全覆盖该基线206,也就是在基线206的表面形成一具有均匀厚度(例如为50或以上)的金属导线结构208。金属导线结构208上非箭号指出流经该金属导线208的电流i的方向。
请参照图3,其显示如图1所示的传统金属导线结构106的放大示意图。该金属导线106截面区域的尺寸是标示在图上。该金属导线106截面区域的形状为一具有一厚度t(意即矩形的长)及宽度w的矩形。举例来说,若该传统金属导线106的宽为4μm的话,则该金属导线106的截面积A为4tμm2。
请参照图4,其显示符合本发明的一较佳实例所述的金属导线结构208及被其覆盖的基线206的放大示意图。由于本发明所述的金属导线结构208是由一具有均匀厚度的金属层图形化后所得,故该金属导线结构208截面区域也具有一均匀的厚度t。为计算该金属导线结构208的截面积,该金属导线结构208的截面区域进一步被视为三个单独的区域,仍请参照图4,从左至右分别为第一区域、第二区域及第三区域。该第一区域具有宽度a、第二区域具有宽度b、而第三区域具有宽度c。经由现有的几何计算可知,具有均匀厚度的区域其面积为长乘上宽。根据上述,该金属导线结构208具有均匀的厚度t,故其截面积A大体是可以(a+b+c)tμm2表示。
在此,本发明进一步将实际的数值代入上述截面积的计算方式以实际说明图4所述的实施例。该金属导线结构208形成在一高度h的基线206上,且其所横跨的宽度为w,而该宽度w是与图3所述的传统金属导线106一样为4μm,则经测量后,该第一区域、第二区域及第三区域的宽度分别为a=1.27μm、b=2.2μm、c=1.27μm。上述的值为当该基线206的高度h为0.9μm时所算出。将a,b,c分别代入上述截面积的计算公式中,可得出该金属导线结构208的截面积为4.7tm2。将该金属导线结构208所得的截面积与传统金属导线106的截面积相比,可知若金属导线形成在具有相同宽度w(4μm)的介电层上时,本发明所述的金属导线结构208比传统金属导线106增加约19%的面积。金属导线的电阻值R=ρ*L/A,因此,当金属导线的布局及材质相同时,金属导线的电阻值是与金属导线的截面积成反比。综上所述,本发明的金属导线结构208与传统金属导线106相比具有增加的表面积,所以具有较低的电阻值。
上述根据本发明一较佳实施例所形成的金属导线结构若应用在有机电激发光显示装置中,可降低显示单元压降效应所造成损害。上述经改进的金属导线结构与现有金属导线相比具有较高的导线截面积,可降低导线的电阻值,有效控制压降效应及均匀化导线的传导能力。该经改进的金属导线结构也可应用在具有不同层的金属导线,包括显示装置所使用的扫描线、数据线、电源线及任何其它的金属导线。
请参照图5A至图5C,其显示本发明的其它较佳实例所述的金属导线结构的剖面示意图。这些金属导线结构在设计上,也是以增加导线截面积为设计目标,故该各导线结构的截面积也比现有矩形金属导线(如图3所示)来的大。图5A所示的金属导线结构其基线的形状为矩形阶梯形(凸形),图5B所示的金属导线结构其基线的形状则为一般的矩形,而图5C所示的金属导线结构其基线的形状为半圆形。本发明所述的改进金属导线结构可在不改变导线最大水平宽度(即所覆盖的介电层宽度w)的前提下增加导线的截面积,且该金属导线结构与现有技术同为图形化一厚度t的金属层而得,所以该改进金属导线结构可在与现有技术相同的布局设计条件下具有较大的截面积。
本发明所述关于改进金属导线结构的设计方式,其一基线来提高部分金属导线至一高度h,如此一来可在相同厚度及相同水平宽度的限制下,增加金属导线结构的截面积,进而降低因高电阻质所造成的压降效应。
根据本发明的另一较佳实施例,当一组第一金属导线结构形成在一第一介电层上并覆盖一组第一基线时,一额外的绝缘材质可进一步形成并覆盖上述结构之上,作为一第二平坦绝介电层,以利其它的金属导线结构形成于其上。在本发明中,多个的金属导线结构层之间可以介电层相隔,以依续形成在一基底上。此外,多个的金属叠层可形成在该基线上,经黄光蚀刻制作工艺形成金属导线结构。再者,同一层的金属导线结构,每一金属导线结构可配置为任意方向,即,两相邻的金属导线可互相平行、垂直、或形成任意角度的夹角。
该经改进的金属导线结构可轻易地与有机电激发光显示装置电路设计及制作工艺操作结合。此外,该经改进的金属导线结构也可进一步导入其它显示装置的制作工艺技术中,并不只限定于有机电激发光显示装置。包含本发明所述的金属导线结构的显示装置可具有较高的稳定性、较长的使用寿命、及较佳的品质及效能,如此一来可使得该各显示装置与一般现有的产品相比,具有较佳的制作工艺合格率及较强的竞争能力。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明,然而其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作一些的更动与润饰,因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
Claims (9)
1.一种有机电激发光显示装置,包括:
一第一基底,该第一基底包括一具有一平坦表面的第一预定区;
至少一之非传导基线(non-conducting base line)沿着一第一方向排列,该非传导基线形成于该第一预定区的平坦表面上;
至少一之金属导线结构,该金属导线结构形成并完全覆盖于该非传导基线之上;
其中该传导线结构通过该非传导基线增加金属导线结构的截面积,并降低该金属导线结构的电阻质;
一第二基底形成在该第一基底之上,其中该第二基底包括一具有一平坦表面的第二预定区;
多个非传导基线(non-conducting base line)沿着一第二方向排列,该非传导基线形成于该第二预定区的平坦表面上;以及
多个金属导线结构,该金属导线结构形成并完全覆盖于该非传导基线之上,
其中该第二基底将分别形成于该第一预定区及该第二预定区的金属导线结构彼此电隔离。
2.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该金属导线结构经由一经图形化所形成具有一均匀厚度t的传导层,且该金属导线结构的截面具有一最大水平宽度w,而该金属导线结构的截面积是比一直接形成于该第一预定区之上且厚度为t宽度为w的矩形传导线的截面积大。
3.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该非传导基线的截面为一矩形。
4.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该非传导基线的截面为一矩形阶梯形(凸形)。
5.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该非传导基线的截面为一半圆形或半椭圆形。
7.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该金属导线结构是互相平行。
8.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该第一方向与该第二方向不同。
9.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置,其中该第二预定区位于该第一预定区的金属导线结构的正上方。
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