CN114762033A - 平板显示器电极结构 - Google Patents

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Abstract

一种平板显示器，例如一种平板显示设备，包括一基板；一电源电路；多个像素电路，每一像素电路耦合至一自发光装置；以及多个电源线，电性耦合至多个像素电路，而且，借由多个穿过基板的孔洞结构，多个电源线也电性耦合至电源电路。

Description

平板显示器电极结构
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年8月26日提交的第62/891708号美国专利申请的优先权，并通过引用方式将其合并。
技术领域
本发明是关于一种平板显示器，特别是关于不限于提供一种平板显示设备，例如一具有电极结构的平板显示器，前述电极结构借由一具有孔洞结构(via)的阵列基板提供电流。
背景技术
对于一般消费用、商务使用以及工业使用来说，兼顾价格合理与大型高清晰度显示器的需求正逐渐增加。过去几年，在市面上已经看到8K清晰度(对角线120英寸)液晶显示器(LCD)的产品，同时对角线80英寸的有机发光二极管显示器(OLED)产品也逐渐在市面普及。在小于100英寸低价显示器市场，主流显示技术是液晶显示器以及发光二极管显示器。相对而言，在大于100英寸显示器市场，投影技术似乎是最佳选择。在高端市场，窄像素间距(narrow pixel pitch)液晶显示器已被普遍使用在超大尺寸的显示器区块。有机发光二极管显示器具有自发光像素，可以在完全关闭模式下运作，因此可以产生极致的黑色信号位准(Black Level)，表现远比液晶显示器优秀。然而，不像液晶显示器，有机发光二极管显示器(OLED)需要电流点亮像素，当清晰度需求提高，导致像素数目需求也会增加；此外，面板尺寸越做越大，导致供电线与最远像素之间距离拉长，电力输送的负担非常沉重，也容易导致高电力损失与面板内部的废热产生。因为有机发光二极管显示器(OLED)由有机材料所制作的，操作温度对于有机发光二极管显示器(OLED)的可靠性影响重大。另一方面，要制作可靠的有机发光二极管显示器(OLED)电极接触一直都是非常具有挑战性的工作，直到今日仍然是如此。在较高的操作温度下，欧姆接触容易过早失效，因此，提升有机发光二极管显示器(OLED)的表现(例如：显示亮度、清晰度与尺寸)会与提升制造良率呈现两难的取舍关系。
发明内容
在一实施例中，一种平板显示器，包括一基板；一电源电路；至少一像素电路，其中，至少一像素电路耦合至一自发光装置；以及，借由至少一穿过基板的孔洞结构，至少一电源线电性耦合至前述电源电路。
在一实施例中，一种前述平板显示器的制作方法，包括提供前述基板；放置(placing)前述像素电路于前述阵列基板的第一表面；连接(connecting)像素电路至前述自发光装置；铺设(laying)前述电源线在第一表面上，使其电性耦合至像素电路；制造(creating)一孔洞结构，孔洞结构穿过基板，使其电性耦合至电源线；放置一第一内连线电路在基板的一第二表面，使其电性耦合至孔洞结构；以及，连接(bonging)前述电源电路至第一内连线电路。
在一实施例中，一种前述平板显示器的使用方法，包括对前述平板显示器供电；从前述电源电路传送电流，经过孔洞结构(via)，到达电源线；从电源线传送电流至像素电路；以及，借由像素电路让自发光装置发射光线。
在一实施例中，一种平板显示器，包括一基板，至少一阳极线，至少一阴极线；一有机发光二极管叠层，其电性耦合到至少一阳极线与阴极线；以及，借由多个孔洞结构(via)，一驱动电路电性耦合到至少一阳极线与至少一阴极线。
附图说明
为了更容易地识别任何特定元件或动作的说明，附图标号中的最主要数字是指首次引入该元件或动作的附图(“图”)编号。
图1描绘出本发明一实施例中一平板显示器的截面图；
图2描绘出图1的平板显示器的俯视图；
图3描绘出图1的平板显示器的立体透视图；
图4描绘出本发明一实施例中一平板显示器的立体透视图；
图5描绘出本发明一实施例中一平板显示器的截面图；
图6描绘出本发明一实施例中一平板显示器的制作方法的流程图；
图7描绘出本发明一实施例中一平板显示器的使用方法的流程图；以及，
图8描绘出本发明一实施例中一平板显示器的截面图。
具体实施方式
以下叙述包括实现本发明的说明性实施例的系统、方法、技术。为了解释目的，于下方的描述，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的各种实施例的理解。然而，显而易见地，本领域技术人员可以在没有具体细节的情况下实现本发明的实施例。一般来说，众所皆知的指令实例、协议、结构及技术将不会详细描述。
图1描绘出本发明一实施例中一平板显示器100的截面图。平板显示器100包括一阵列基板110；一电源电路170；多个像素电路140，每一个像素电路耦合至一自发光装置130，例如有机发光二极管(OLED)或是发光二极管或是其他电致发光(EL)装置；以及，多个电源线150电性耦合至多个像素电路130，多个电源线150，借由孔洞结构160穿过阵列基板110，也电性耦合至电源电路170。请留意为了说明方便，并非所有平板显示器元件都被提出说明，例如封装层。
在一实施例中，电源电路被放置在阵列基板的第一表面，多个电源线被放置在阵列基板的第二表面。在一实施例中，平板显示器100包括一第一内连线电路180，位于第一表面上，电性耦合至孔洞结构160以连接至电源电路170。第一内连线电路180从电源电路170分配电力出去。
在一实施例中，多个电源线150电性耦合至多个像素电路140，借由一第二内连线电路120。
在一实施例中，如图3所示，平板显示器100包括一共电极(common electrode)，位于自发光装置130上方(disposed over)。在另一实施例中，平板显示器100包括一共电极与一阳极(anode electrode)，前述共电极与阳极系位于阵列基板110的平面上(in-plane)。
平板显示器100包括多个讯号线190，多个讯号线190系借由第二内连线120连接像素电路140。像素电路，例如包含薄膜电晶体(TFT)140处理来自讯号线190的数据，以决定电力传送至自发光装置130。
举例来说，自发光装置130可以是单一分开的装置(single separate device)，或是一个有机发光二极管叠层的一部份(part of a sheet of organic light emittingdiodes)。
阵列基板100可以是玻璃、聚合物、陶瓷、硅等等。孔洞结构160可以通过镭射钻孔、镭射加工、湿式或干式蚀刻或其他机械工具制成。孔洞结构160内部的导电材料可以是金属，例如铜、焊料、金锡焊料、银环氧树脂(Ag-epoxy)或是其他金属/高分子填料。位于背面的内连线电路180可借由光刻法形成，电源电路170可以是借由表面黏着(SMD)/拾取-贴装(pick and place)连接一个驱动IC所制成，或是使用包含一个驱动IC的软性印刷电路板，并连接至基板110的第一表面。孔洞结构160的形成可以在薄膜电晶体阵列110制程之前或之后。如果孔洞结构160形成于薄膜电晶体阵列110制程之后，由于电源线150已经形成于基板110上，孔洞160制程必须小心选择/设计以确保不会去损坏已经完成的电源线150。
图2描绘出图1的平板显示器100的俯视图。在一实施例中，像素电路140与自发光装置130覆盖于(overlay)内连线120上。
图3描绘出图1的平板显示器的立体透视图，为了说明方便，讯号线190并未显示于图中。在一实施例中，平板显示器100包括一共电极320位于自发光装置130(如图中的OLED)上方(overlay)。在一实施例中，如图3所示，自发光装置130可以位于像素电路140的上方，或是如图1与图2所示，自发光装置130可以与像素电路140并排(side-by-side)。在一实施例中，孔洞结构160可以包含导电柱或导电坝(conductive post or dam)310，导电柱或导电坝310用以连接共电极320至孔洞结构160，借此，共电极可以连接至基板背面的内连线电路180。
图4描绘出本发明一实施例中一平板显示器100’的立体透视图，平板显示器100’实质上与平板显示器100相当近似，差别在于平板显示器100’的共电极与阳极410是在同一个基板上所制成(in-plane)，并不需要设置上电极320。
图5描绘出本发明一实施例中一平板显示器500的截面图，请留意为了说明方便，并非所有元件都会提出说明。平板显示器500实质上与平板显示器100近似，差别在于平板显示器500的自发光装置包含单一颜色，例如白光OLED 530。在一实施例中，平板显示器500具有一第一不发光间距(non-emitting space)540，位于每个像素电路140之间，平板显示器500还具有一边缘不发光间距(edge non-emitting space)550，其长度小于第一不发光间距540的长度，例如，边缘不发光间距550长度为第一不发光间距540的长度的一半，借由此设计，组装多块平板显示器时就可以避免明显接缝产生(visible seam)。孔洞结构510连接像素电路140至驱动电路170，第二孔洞结构520连接内连线电路180至共电极320。第二孔洞结构520穿过基板110，边缘，以及/或其他不发光间距，或非像素电路，以及OLED 530。封装层510位于电极320上方。
在一实施例中，像素电路140可以是主动矩阵(active matrix)或是脉冲宽度调变(PWM)驱动。白光OLED层530可以是连续层或是部分图案层，然而，点亮区域是像素电路140供应电流的区域。放置内连线电路180与电源电路170在不发光间距的下方可以使得平板显示器500达到双面发光的效果。一个附加的孔洞结构515提供讯号至像素电路140。
图6描绘出本发明一实施例中一平板显示器(如100，100’，500)的制作方法600的流程图，制作方法600包括提供(610)一阵列基板110；放置(620)像素电路140于阵列基板110的第一表面上；连接(630)像素电路140至自发光装置130；铺设(640)电源线150在第一表面上，使其电性耦合至像素电路140；制造(650)一孔洞结构160，孔洞结构160穿过阵列基板110，使其电性耦合至电源线150；放置(660)一第一内连线电路180在基板的一第二表面，使其电性耦合至孔洞结构；以及，连接(670)电源电路170至第一内连线电路180。
图7描绘出本发明一实施例中一平板显示器，例如100，100’，500或800(图8所示)，的使用方法700的流程图，使用方法700包括对平板显示器供电(710)；从电源电路170传送电流(720)，经过孔洞结构160，到达电源线150；从电源线150传送电流(730)至像素电路140；以及，(740)借由像素电路140让自发光装置130发射光线。
图8描绘出本发明一实施例中一平板显示器800的截面图。平板显示器800与平板显示器100，100’与500近似，差别在于平板显示器800是被动矩阵，而不是主动矩阵。平板显示器800包含一基板850，其具有阳极线840，不发光间距540，与边缘不发光间距550，位于基板的第一表面。一个被动矩阵发光二极管(PMOLED)驱动电路810，放置在基板850的第二表面上或后面(on or behind)。借由内连线电路180，驱动电路电性耦合至阳极线840与发光二极管叠层830，内连线电路180连接至孔洞结构510与520。透明发光二极管阴极行电极(transparent OLED cathode row electrode)820位于发光二极管叠层830的上方，封装层510位于透明发光二极管阴极行电极820的上方。
相应地，平板显示器800的基板上并不具备薄膜电晶体阵列。OLED叠层830可以是连续层或是部分图案层而且/或是单一颜色(例如白色)。然而，点亮区域是阳极线840连接的区域。在一实施例中，整个阳极结构事实上是一个主动区域，由OLED叠层830所点亮。在点亮区域与阳极线840之间，借由一个短的导体(例如线段形状)，这个区域连接到阳极线840。在一实施例中，阴极820包含多行与页面平行(parallel to the page)的导体，每一个电极耦合至一个导电孔洞结构520。
在一实施例中，阳极线840是多列与页面垂直(perpendicular to the page)的导体，每一个阳极电极耦合至一个导电孔洞结构510。取决于驱动电路的形式不同，阳极与阴极可以互换。举例来说，阴极可以位于下方而阳极位于上方。
多块平板可以组装起来而不会有明显接缝。在一实施例中，放置内连线电路180与驱动电路810在不发光间距540与550下方可以使平板显示器800达成双面发光的效果。
以下实施例描述了前述所讨论的方法、机器可读媒介及系统(例如机器、设备或其他装置)的各种实施例。
1.一种平板显示器，包括：
一基板；
一电源电路；
至少一像素电路，其中，至少一像素电路耦合至一自发光装置；以及
至少一电源线，电性耦合至至少一像素电路，而且，借由至少一穿过基板的孔洞结构，至少一电源线也电性耦合至前述电源电路。
2.如实施例1所述的平板显示器，其中自发光装置是白光有机发光二极管。
3.在前述实施例中的任何一平板显示器，还包括一第一不发光间距以及一边缘不发光间距，第一不发光间距位于每个像素电路之间，边缘不发光间距的长度小于第一不发光间距的长度。
4.在前述实施例中的任何一平板显示器，其中电源电路位于阵列基板的一第一表面上，且多个该电源线位于该阵列基板的一第二表面上。
5.在前述实施例中的任何一平板显示器，还包括多个第一内连线电路，位于该第一表面上，且电性耦合至该孔洞结构以连接至该电源电路。
6.在前述实施例中的任何一平板显示器，还包括一共电极，位于该自发光装置的上方。
7.在前述实施例中的任何一平板显示器，还包括一阴极与一阳极，两者位于基板的同一平面上(in-plane)。
8.在前述实施例中的任何一平板显示器，借由多个第二内连线，多个该电源线电性连接至多个该像素电路。
9.在前述实施例中的任何一平板显示器，借由多个该第二内连线，多个该讯号线连接至该像素电路。
10.在前述实施例中的任何一平板显示器，自发光装置包括一微发光二极管、一有机发光二极管、一发光二极管、红色、绿色、蓝色发光二极管、量子点发光二极管或是电致发光装置。
11.在前述实施例中的任何一平板显示器，自发光装置是一个有机发光二极管叠层的一部份(part of a sheet of organic light emitting diodes)。
12.在任何前述实施例中一种平板显示器的制作方法，包括：
提供该基板；
放置该像素电路于该阵列基板的一第一表面上；
连接该像素电路至该自发光装置；
铺设该电源线在该第一表面上，使其电性耦合至该像素电路；
制造该孔洞结构，该孔洞结构穿过该基板，使其电性耦合至该电源线；
放置一第一内连线电路在该基板的一第二表面，使其电性耦合至该孔洞结构；以及
连接该电源电路至该第一内连线电路。
13.在任何前述实施例中的方法，更包含：
放置一第二内连线在该第一表面上；以及
借由该第二内连线，耦合讯号线至该像素电路。
14.在任何前述实施例中的方法，该自发光装置是白光有机发光二极管。
15.在任何前述实施例中的方法，还包括放置一共电极于该自发光装置的上方。
16.一种方法，包括：
对一平板显示器供电，该平板显示器包括：
一基板；
一电源电路；
至少一像素电路，其中，该至少一像素电路耦合至一自发光装置；以及
至少一电源线，电性耦合至该至少一像素电路，而且，借由至少一穿过该基板的孔洞结构(via through the substrate)，该至少一电源线也电性耦合至该电源电路；
从该电源电路传送电流，经过该孔洞结构(via)，到达该电源线；
从该电源线传送电流至该像素电路；以及
借由该像素电路让该自发光装置发射光线。
17.在任何前述实施例中的方法，其中该自发光装置是白光有机发光二极管。
18.在任何前述实施例中的方法，还包括一共电极，位于该自发光装置的上方。
19.在任何前述实施例中的方法，还包括一共电极与一阳极，两者位于基板的同一平面上(in-plane)。
20.在任何前述实施例中的方法，借由多个第二内连线，多个该电源线电性连接至多个该像素电路。
21.一种平板显示器，包括：
一基板；
至少一阳极线；
至少一阴极线；
一有机发光二极管叠层，其电性耦合到该至少一阳极线与该至少一阴极线；以及
一驱动电路，借由多个孔洞结构(via)，该驱动电路电性耦合到该至少一阳极线与该至少一阴极线。
22.在前述实施例中的任何一平板显示器，其中多个该孔洞结构包含一第一组孔洞结构与一第二组孔洞结构，该第一组孔洞结构电性耦合至该阳极线，该第二组孔洞结构电性耦合至该内连线电路，以便于连接该发光二极管阴极行电极(OLED cathode rowelectrode)。
23.在前述实施例中的任何一平板显示器，更包含多个阳极线与非发射间距，该非发射间距位于该阳极线之间，位于该平板显示器的边缘也有非发射间距，其长度小于位于该阳极线之间的该非发射间距的长度。
24.在前述实施例中的任何一平板显示器，该驱动电路是被动矩阵发光二极管驱动器(passive matrix OLED driver)加上脉冲宽度调变(PWM)驱动电流。
尽管参考特定实施例描述了本发明，但是显而易见的是，可以对这些实施例进行各种修改和改变，而不背离本发明所揭露的更广泛范围。因此，说明书及图示应被认为是说明而非限制性。附图形成一部份的描述方法，而非限制可以实现本发明的特定实施例。前述实施例已详细描述，足以让本领域技术人员能够实现本说明书所揭露之教导。可以利用其他实施例并从中推导出其他实施例，在不脱离本发明揭露范围下，进行结构及逻辑上的替换或改变。因此，这些描述不应被理解为限制性的，并且各种实施例仅由任何附属项所定义，并且享有全部同等权利。
本发明实施例可以被视为单独地及/或共同地，通过名词”发明”仅是为了方便起见，若实际上公开了多个发明，而无意限制申请范围为任何单个发明或发明概念。因此，尽管在此已经图示及描述了特定的实施例，应该被理解为，用于实现相同目的之计算出的任何排列都可以代替所示的特定实施例。本发明意图涵盖各种实施例的任何及所有修改及变化。通过阅读以上描述，对于本领域技术人员来说，上述实施例的组合以及本说明书中未具体描述的其他实施例都是显而易见。

Claims (24)

1.一种平板显示器，包括：
一基板；
一电源电路；
至少一像素电路，其中，该至少一像素电路耦合至一自发光装置；以及
至少一电源线，电性耦合至该至少一像素电路，而且，借由至少一穿过该基板的孔洞结构，该至少一电源线也电性耦合至该电源电路。
2.如权利要求1所述的平板显示器，其中该自发光装置是白光有机发光二极管。
3.如权利要求2所述的平板显示器，还包括一第一不发光间距以及一边缘不发光间距，该第一不发光间距位于每个像素电路之间，该边缘不发光间距的长度小于该第一不发光间距的长度。
4.如权利要求1所述的平板显示器，其中该电源电路位于该阵列基板的一第一表面上，且多个该电源线位于该阵列基板的一第二表面上。
5.如权利要求4所述的平板显示器，还包括多个第一内连线电路，位于该第一表面上，且电性耦合至该孔洞结构以连接至该电源电路。
6.如权利要求1所述的平板显示器，还包括一共电极，位于该自发光装置的上方。
7.如权利要求1所述的平板显示器，还包括一阴极与一阳极，两者位于基板的同一平面上(in-plane)。
8.如权利要求1所述的平板显示器，借由多个第二内连线，多个该电源线电性连接至多个该像素电路。
9.如权利要求8所述的平板显示器，借由多个该第二内连线，多个该讯号线连接至该像素电路。
10.如权利要求1所述的平板显示器，其中该自发光装置包括一微发光二极管、一有机发光二极管、一发光二极管、红色、绿色、蓝色发光二极管、量子点发光二极管或是电致发光装置。
11.如权利要求1所述的平板显示器，自发光装置是一个有机发光二极管叠层的一部份。
12.一种如权利要求1所述的平板显示器的制作方法，包括：
提供该基板；
放置该像素电路于该阵列基板的一第一表面上；
连接该像素电路至该自发光装置；
铺设该电源线在该第一表面上，使其电性耦合至该像素电路；
制造该孔洞结构，该孔洞结构穿过该基板，使其电性耦合至该电源线；
放置一第一内连线电路在该基板的一第二表面，使其电性耦合至该孔洞结构；以及
连接该电源电路至该第一内连线电路。
13.如权利要求12所述的制作方法，更包含：
放置一第二内连线在该第一表面上；以及
借由该第二内连线，耦合讯号线至该像素电路。
14.如权利要求12所述的制作方法，该自发光装置是白光有机发光二极管。
15.如权利要求12所述的制作方法，还包括放置一共电极于该自发光装置的上方。
16.一种方法，包括：
对一平板显示器供电，该平板显示器包括：
一基板；
一电源电路；
至少一像素电路，其中，该至少一像素电路耦合至一自发光装置；以及
至少一电源线，电性耦合至该至少一像素电路，而且，借由至少一穿过该基板的孔洞结构(via through the substrate)，该至少一电源线也电性耦合至该电源电路；
从该电源电路传送电流，经过该孔洞结构(via)，到达该电源线；
从该电源线传送电流至该像素电路；以及
借由该像素电路让该自发光装置发射光线。
17.如权利要求16所述的使用方法，其中该自发光装置是白光有机发光二极管。
18.如权利要求16所述的使用方法，还包括一共电极，位于该自发光装置的上方。
19.如权利要求16所述的使用方法，还包括一共电极与一阳极，两者位于基板的同一平面上(in-plane)。
20.如权利要求16所述的使用方法，借由多个第二内连线，多个该电源线电性连接至多个该像素电路。
21.一种平板显示器，包括：
一基板；
至少一阳极线；
至少一阴极线；
一有机发光二极管叠层，其电性耦合到该至少一阳极线与该至少一阴极线；以及
一驱动电路，借由多个孔洞结构(via)，该驱动电路电性耦合到该至少一阳极线与该至少一阴极线。
22.如权利要求21所述的平板显示器，其中多个该孔洞结构包含一第一组孔洞结构与一第二组孔洞结构，该第一组孔洞结构电性耦合至该阳极线，该第二组孔洞结构电性耦合至该内连线电路，以便于连接该发光二极管阴极行电极(OLED cathode row electrode)。
23.如权利要求21所述的平板显示器，更包含多个阳极线与非发射间距，该非发射间距位于该阳极线之间，位于该平板显示器的边缘也有非发射间距，其长度小于位于该阳极线之间的该非发射间距的长度。
24.如权利要求21所述的平板显示器，该驱动电路是被动矩阵发光二极管驱动器(passive matrix OLED driver)加上脉冲宽度调变(PWM)驱动电流。
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