CN101373576B

CN101373576B - 图像显示系统

Info

Publication number: CN101373576B
Application number: CN2007101461734A
Authority: CN
Inventors: 彭杜仁
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: CN101373576A

Abstract

本发明公开了一种图像显示系统。像素单元包括储存电容、第一和第二晶体管、第一和第二开关元件、第一显示元件和第二显示元件，储存电容耦接电源；第一晶体管接收数据线信号和扫描线信号以及耦接储存电容，并根据扫描线信号导通以传送数据线信号；第二晶体管耦接电源、第一晶体管和储存电容并接收来自第一晶体管的数据线信号；第一开关元件根据控制信号在第一发光期间时导通以输出第一电流；第二开关元件根据控制信号在第二发光期间时导通以输出第二电流；第一显示元件接收第一电流发光；第二显示元件接收第二电流发光。

Description

图像显示系统

技术领域

本发明涉及一种像素单元，特别是涉及一种双面发光的像素单元。

背景技术

有机发光二极管(organic light-emitting diodes，OLEDs)显示器是采用有机化合物作为发光材料而能够发出光线的平面显示器，有机发光二极管显示器具有体积小、重量轻、可视范围广、高对比、以及高反应速度等优点。

有源矩阵式有机发光二极管(Active Matrix OLED，AMOLED)显示器为新一代平面显示器，与有源矩阵式液晶显示器相比较，有源矩阵式有机发光二极管显示器具有许多优点，例如：较高的对比、较宽的视角、不需背光而有较薄的模组厚度、较低的功耗以及较低的成本，有源矩阵式液晶显示器系由电压驱动，而有源矩阵式有机发光二极管显示器需要由电流源来驱动电致发光元件，电致发光元件的亮度正比于所通过的电流，流经电致发光元件的电流量的变异对于有源矩阵式有机发光二极管显示器的亮度均匀度有负面的影响。近年来，电子产品发展日新月异，电子产品，例如手机，具有双屏幕比例越来越高，如何使手机屏幕能两面发光则是本发明所探讨的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种像素单元，像素单元包括储存电容、第一晶体管、第二晶体管、第一开关元件、第二开关元件、第一显示元件和第二显示元件，储存电容耦接电源；第一晶体管接收数据线信号和扫描线信号以及耦接储存电容，并根据扫描线信号导通以传送数据线信号；第二晶体管耦接电源、第一晶体管和储存电容并接收来自第一晶体管的数据线信号；第一开关元件根据控制信号在第一发光期间时导通以输出第一电流；第二开关元件根据控制信号在第二发光期间时导通以输出第二电流；第一显示元件接收第一电流发光；第二显示元件接收第二电流发光。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例的像素单元；

图2显示根据本发明另一实施例的像素单元的线路布局图；

图3显示根据本发明另一实施例的像素单元的剖面图；。

图4显示根据本发明另一实施例的像素单元的剖面图；以及

图5显示根据本发明的另一实施例的图像显示系统。

主要元件符号说明

100：像素单元 110：储存电容

121、122：晶体管 131、132：开关元件

400：显示面板 301、401：阵列基板

500：电源供应器 600：电子装置

BM：黑矩阵 Ca₃₀₁、Ca₃₀₂、Ca₄₀₁、Ca₄₀₂：阴极层

Cover1、Cover2：玻璃保护层 CF1、CF2：滤色器

Ctr：控制信号 Data：数据线信号

EL_t、EL_b：显示元件 EL₃₀₁、EL₃₀₂、EL₄₀₁、EL₄₀₂：发光层

I₁、I₂：电流 ITO₃₀₁、ITO₃₀₂、ITO₄₀₂、ITO₄₀₂：阳极层

Power：电源 PLN：平坦层

RE：反射层 Scan：扫描线信号

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1显示根据本发明一实施例的像素单元100，像素单元包括储存电容110、晶体管121和122、开关元件131和132以及显示元件EL_t和EL_b。储存电容110耦接电源Power以及晶体管121和122。晶体管121根据扫描线信号Scan导通以传送数据线信号Data至晶体管122的栅极，也将数据线信号Data存放在储存电容110中。晶体管122耦接电源Power、晶体管121和储存电容110。开关元件131根据控制信号Ctr在第一发光时期导通以输出电流I₁至显示元件EL_t使显示元件EL_t发光，开关元件132根据控制信号Ctr在第二发光时期导通以输出电流I₂至显示元件EL_b使显示元件EL_b发光。

根据本发明一实施例，开关元件131为N型金属氧化物半导体(NMOS)，开关元件132为P型金属氧化物半导体(PMOS)，而控制信号Ctr在第一发光时期为高电位信号，控制信号Ctr在第二发光时期为低电位信号，因此显示元件EL_t和EL_b不会同时发光，显示元件EL_t和EL_b会在一帧(one frame)期间内分别在第一发光期间和第二发光期间发光。

根据本发明另一实施例，开关元件131为P型金属氧化物半导体(PMOS)(图中未显示)，开关元件132为N型金属氧化物半导体(NMOS)(图中未显示)，而控制信号Ctr在第一发光时期为低电位信号，以及控制信号Ctr在第二发光时期为高电位信号，因此显示元件EL_t和EL_b不会同时发光，显示元件EL_t和EL_b会在一帧(one frame)期间内分别在第一发光期间和第二发光期间发光。

显示元件EL_t和EL_b所放射出的光线大致上彼此方向相反。譬如说，显示元件EL_t的放射光线是大致是朝向像素单元所在的面板的上方，而显示元件EL_b的放射光线是大致是朝向像素单元所在的面板的下方。

图2是显示图1的像素单元100之一作为例子的线路布局图(layout)。从图2得知，储存电容110、晶体管121和122、开关元件131和132皆设置于显示元件EL_t所在的发光区域的背面，并不会挡到显示元件EL_t向上发光，因此可以使显示元件EL_t具有较大的向上发光区域。显示元件EL_b所在的发光区域并无储存电容110、晶体管121和122、开关元件131和132。并且显示元件EL_t和第二显示元件EL_b共用晶体管121和122以及储存电容110以减少像素单元的线路布局面积，使显示面板可以容纳更多像素单元。

图3是显示图2的像素单元100之一作为例子的剖面图，显示元件EL_t包括阴极层Ca₃₀₁、发光层EL₃₀₁、阳极层ITO₃₀₁、反射电极(Reflect Electrode)RE、平坦层PLN和阵列基板301。阴极层Ca₃₀₁可为半透明或透明的导电层，适合的材料例如ITO、IZO、ZnO、薄Al-Ag合金、薄铝层、薄银层等等。发光层EL₃₀₁接收电流I₁而发光，位于阴极层Ca₃₀₁以及阳极层ITO₃₀₁之间。反射电极RE设置于阳极层ITO₃₀₁下方，其中反射电极RE为不透明的金属层，其材料为钼或铝，用以反射发光层EL₃₀₁向下发射的光线，使得显示元件EL_t的放射光线大致上都朝向上方，如同图3的箭头所显示。显示元件EL_t设置于玻璃保护层Cover1和Cover2之间。显示元件EL_t向上发光，并且反射电极RE会反射发光层EL₃₀₁所发的光。类似显示元件EL_t，显示元件EL_b包括黑矩阵BM、阴极层Ca₃₀₂、发光层EL₃₀₂、阳极层ITO₃₀₂、平坦层PLN和阵列基板301。显示元件EL_t与显示元件EL_b中，相同的一层是以相同的工艺以及材料所制作出来。譬如说，阴极层Ca₃₀₁以及阴极层Ca₃₀₂会经相同的工艺以及以相同的材料所制作；发光层EL₃₀₁以及发光层EL₃₀₂会经相同的工艺以及以相同的材料所制作；以此类推。黑矩阵BM设于发光层EL₃₀₂的上方，可以以金属铬、掺有染料的树脂等材料来制作，用以吸收或是反射发光层EL₃₀₂所发射的光线中朝上的部分，以使得显示元件EL_b所发射的光线，大致上都朝下。发光层EL₃₀₂位于阳极层ITO₃₀₂以及阴极层Ca₃₀₂之间。显示元件EL_b同样也设置于玻璃保护层Cover1和Cover2之间。其中阳极层ITO₃₀₁和阳极层ITO₃₀₂为透明层。阳极层可以是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide)。

另外，如同图2所示，储存电容110、晶体管121和122、开关元件131和132皆设置于显示元件EL_t的背面的阵列基板301内，并不会挡到显示元件EL_t向上发光，因此显示元件EL_t向上发光比较有效率。显示元件EL_b发光区域的正面有黑矩阵BM，而背面的阵列基板301内比较会挡到光线只有接触孔(Contact Hole)(如图2所示)，所以使显示元件EL_b向下发光比较有效率。玻璃保护层Cover2在阵列基板301下，如图3所示。根据本发明一实施例，发光层EL₃₀₁和EL₃₀₂可发出相同颜色的光，例如都是红光、绿光或蓝光，以供显示面板使用，而不同像素单元可以发出不同颜色的光线，譬如说，图1中的像素单元100发出红光，而另一个未显示的像素单元则发出蓝光。

图4是显示图2的像素单元100的另一作为例子的剖面图。显示元件EL_t包括滤色器(Color Filter)CF1、阴极层Ca₄₀₁、发光层EL₄₀₁、阳极层ITO₄₀₁、反射电极RE、平坦层PLN和阵列基板401。阴极层Ca₄₀₁可为半透明或透明的导电层，适合的材料为ITO、IZO、ZnO、薄Al-Ag合金、薄铝层、薄银层等等。发光层EL₄₀₁位于阴极层Ca₄₀₁以及阳极层ITO₄₀₁之间，用以接收电流I₁发光。跟图3类似的，反射电极RE设置于阳极层ITO₄₀₁下方，反射电极RE为不透明的金属层，其材料为钼或铝，用以反射发光层EL₃₀₁向下发射的光线，使得显示元件EL_t的放射光线大致上都朝向上方，如同图4的箭头所显示。显示元件EL_t设置于玻璃保护层Cover1和Cover2之间。显示元件EL_t向上发光，并且反射电极RE会反射发光层EL₄₀₁所发的光。显示元件EL_b包括黑矩阵(Black Matrix)BM、阴极层Ca₄₀₂、发光层EL₄₀₂、阳极层ITO₄₀₂、平坦层PLN和阵列基板401，发光层EL₄₀₂设置于阴极层Ca₄₀₂下方并接收电流I₂发光，阳极层ITO₄₀₂设置于发光层EL₄₀₂下方。显示元件EL_b也设置于玻璃保护层Cover1和Cover2之间。根据本发明一实施例，储存电容110、晶体管121和122、开关元件131和132皆设置于显示元件EL_t发光区域的背面的阵列基板401内，并不会挡到显示元件EL_t向上发光，因此可以使显示元件EL_t向上发光比较有效率。显示元件EL_b的正面有黑矩阵BM，而背面的阵列基板401内比较会挡到光线只有接触孔(Contact Hole)(如图2所示)，且背面具有滤色器CF2，所以使显示元件EL_b向下发光比较有效率。玻璃保护层Cover2在阵列基板401下，如图4所示。其中阳极层ITO₄₀₁和阳极层ITO₄₀₂为透明层。根据本发明另一实施例，发光层EL₄₀₁和EL₄₀₂可发出单一颜色的光，例如：白光，并利用滤色器CF2来产生不同颜色的光，例如：红光、绿光或蓝光，以供显示面板使用。

如图4所示，储存电容110、晶体管121和122和开关元件131和132皆设置于显示元件EL_t发光区域的下方，设置于显示元件EL_t的背面区域，以避免挡到显示元件EL_b的光穿透路径，显示元件EL_b的光穿透路径上只设置滤色器CF2。

图5显示根据本发明的另一实施例的图像显示系统。在本实施例中，图像显示系统可包括显示面板400或电子装置600，如图5所示显示面板400包括多个图1的像素单元100。显示面板400可以是电子装置的一部分(例如：电子装置600)，一般电子装置600包括显示面板400和电源供应器500，甚者，电源供应器500耦接至显示面板400以提供电能至显示面板400。电子装置可以是：手机、数位相机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器、航空用显示器、全球定位系统(GPS)或可携式DVD放影机。

总的，本发明的像素单元100的显示元件EL_t和EL_b可以在一个帧(oneframe)期间内分别向上和向下发光，各开关元件131和132则分别控制显示元件EL_t和EL_b发光，因此像素单元100可以独立显示两种不同图像于两边(上方和下方)，而像素单元100包括两个次像素单元(sub-pixel)，各个次像素单元包括开关元件和显示元件。另外，薄膜晶体管皆设置于显示元件EL_t下方，并无薄膜晶体管设置于显示元件EL_b下方，因此可以使显示元件EL_t大致上向上发光，而显示元件EL_b大致上向下发光。而像素单元100可以采用传统工艺，因此并不增加工艺上的复杂度。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种图像显示系统，包括：

像素单元，包括：

第一开关元件，根据控制信号在第一发光期间时导通以输出第一电流；

第二开关元件，根据上述控制信号在第二发光期间时导通以输出第二电流；

第一显示元件，接收上述第一电流发光；以及

第二显示元件，接收上述第二电流发光；

其中，上述第一与第二发光期间不相重叠，

其中上述第一显示元件包括：

第一发光层，接收上述第一电流发光；以及

阵列基板，用以设置上述第一以及第二开关元件；

反射层，设置于上述第一发光层以及上述阵列基板之间，

其中上述第二显示元件包括：

第二发光层，接收上述第二电流发光；

阵列基板，用以设置上述第一以及第二开关元件；以及

黑矩阵，用以反射或吸收上述第二发光层的发射光，设于上述第二发光层以及上述阵列基板之上。

2.如权利要求1所述的图像显示系统，还包括：

第一晶体管，接收数据线信号和扫描线信号，并根据上述扫描线信号导通以传送上述数据线信号；

储存电容，耦接上述第一晶体管，用以储存上述数据线信号；以及

第二晶体管，耦接电源、上述第一晶体管、上述第一开关元件、上述第二开关元件和上述储存电容，并接收来自上述第一晶体管的上述数据线信号。

3.如权利要求1所述的图像显示系统，其中上述第一显示元件具有反射层使得上述第一显示元件大致上朝第一方向发光。

4.如权利要求1所述的图像显示系统，其中上述第二显示元件具有黑矩阵使得上述第二显示元件大致上朝第二方向发光。

5.如权利要求1所述的图像显示系统，其中，上述第一与第二发光层设置于第一平坦层上方。

6.如权利要求1所述的图像显示系统，其中，上述第一与第二发光层上各具有阳极层，且上述阳极层为透明层。

7.如权利要求2所述的图像显示系统，其中上述储存电容、上述第一晶体管、上述第二晶体管、上述第一开关元件和上述第二开关元件设置于上述第一显示元件的背面区域。

8.如权利要求1所述的图像显示系统，其中，上述第一发光期间和上述第二发光期间均位于一帧期间。