CN209265147U - 具有有效区域和无效区域的显示器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型题为“具有有效区域和无效区域的显示器”。本实用新型公开了一种显示器，该显示器可具有像素阵列，诸如液晶显示器像素。该显示器可包括仅部分地跨显示器的短像素行和跨显示器的宽度的全宽像素行。耦合到短像素行的栅极线可延伸到该显示器的无效区域中。补充栅极线负载结构可位于该显示器的无效区域中，以增加耦合到短像素行的栅极线上的负载。该补充栅极线负载结构可包括与栅极线在无效区域中重叠的数据线和掺杂多晶硅。在将显示和触摸功能组合到薄膜晶体管层的显示器中，可在无效区域中使用补充负载结构以增加耦合到公共电压垫的短行的公共电压线上的负载。

Description

具有有效区域和无效区域的显示器
本专利申请要求于2018年5月15日提交的美国专利申请No.15/980,437 以及于2017年9月7日提交的美国临时专利申请No.62/555,457的优先权，所述专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有显示器的电子设备。
背景技术
电子设备诸如蜂窝电话、计算机和其他电子设备常常包含显示器。显示器包括用于向用户显示图像的像素阵列。显示驱动器电路诸如数据线驱动器电路可向像素阵列提供数据信号。显示驱动器电路中的栅极线驱动器电路可用于依次认定显示器中的每行像素上的栅极线信号以将数据加载到像素。
亮度变化也可由具有非矩形形状的显示器中的控制问题产生。如果不注意，这些影响可能会对显示器性能产生不利响应。
实用新型内容
本实用新型的目标在于提供具有有效区域和无效区域的显示器。
显示器可具有像素阵列，诸如由显示驱动器电路控制的液晶显示器像素。显示驱动器电路可在像素列中通过数据线为像素提供数据信号，并且可在像素行中通过栅极线来为像素提供栅极线信号。显示驱动器电路中的栅极驱动器电路可用于提供栅极线信号。
栅极驱动器电路可具有栅极驱动器电路，其中每个栅极驱动器电路将栅极线信号中的相应一个信号提供给像素阵列的相应行中的像素。
显示器中的不同行可具有不同数量的像素，因此可通过不同量的容性负载来表征。为确保显示器的亮度均匀性，可为显示器提供与行相关的补充栅极线负载结构。
耦合到短像素行的栅极线可延伸到显示器的无效区域中。补充栅极线负载结构可位于显示器的无效区域中，以增加耦合到短像素行的栅极线上的负载。补充栅极线负载结构可包括与栅极线在无效区域中重叠的数据线和掺杂多晶硅。
掺杂多晶硅可耦合到偏压电源线，诸如接地线或其他信号线。透明导电层诸如公共电极电压层的延伸部可用于显示器的无效区域中以将多晶硅耦合至偏压电源线。在其他布置中，金属层可用于将多晶硅耦合至偏压电源线。金属层可由在显示器的有效区域中形成数据线的同一种材料形成。
在将显示和触摸功能组合到薄膜晶体管层的显示器中，可在无效区域中使用补充负载结构以增加耦合到公共电压垫的短行的公共电压线上的负载。补充负载结构可包括分别与无效区域中的公共电压垫重叠的透明导电电极。透明导电电极可由与显示器的有效区域中的像素电极相同的材料形成。透明导电电极和公共电压垫形成电容器，该电容器增加耦合到公共电压垫的短行的公共电压线上的容性负载。
在本公开的一个方面，提供了一种具有发光的有效区域和不发光的无效区域的显示器，其特征在于，所述显示器包括：像素阵列；显示驱动器电路；耦合到所述显示驱动器电路的数据线；耦合到所述显示驱动器电路的栅极线，其中所述栅极线包括第一栅极线和第二栅极线，并且其中所述第一栅极线耦合到与所述第二栅极线相比更少的像素；所述显示器的所述无效区域中的补充栅极线负载结构，其中所述补充栅极线负载结构增加所述第一栅极线上的负载；和使所述补充栅极线负载结构偏压的偏压电源线。
在本公开的另一个方面，提供了一种具有有效区域和无效区域的显示器，其特征在于，包括：所述有效区域中的像素阵列，其中所述像素阵列包括第一行和第二行，并且其中所述第一行具有与所述第二行相比更少的像素；耦合到所述像素阵列的栅极线，其中所述栅极线包括耦合到所述第一行像素的第一栅极线和耦合到所述第二行像素的第二栅极线，并且其中所述第一栅极线具有在所述无效区域中的区段；无效区域中的不发光的虚拟像素，其中所述虚拟像素包括与所述第一栅极线在所述无效区域中的所述区段重叠的掺杂多晶硅；和将所述虚拟像素电耦合至偏压电源线的金属层。
在本公开的又一个方面，提供了一种具有有效区域和无效区域的显示器，其特征在于，包括：所述有效区域中的像素阵列；公共电压层，所述公共电压层包括行电极和列电极，其中所述公共电压层被配置为在第一模式中用作所述像素阵列的接地平面，并且被配置为在第二模式中收集触摸数据；分别耦合到所述行电极的信号线的行，其中所述信号线的行包括第一信号线和第二信号线，并且其中所述第一信号线耦合到与所述第二信号线相比更少的行电极；和所述无效区域中的导电层，所述导电层与所述第一信号线重叠以增加所述第一信号线上的负载。
基于以上，可以减小最小化显示器中的亮度变化。
附图说明
图1是根据实施方案的具有显示器的例示性电子设备的示意图。
图2是根据实施方案的电子设备中的例示性显示器的顶视图。
图3是根据实施方案的显示器中的例示性像素电路的电路图。
图4是根据实施方案的示出了例示性薄膜层位置的例示性显示器的横截面侧视图。
图5是根据实施方案的具有沿其上边缘的无像素凹口并且可具有短像素行和全宽像素行的例示性显示器的示意图。
图6是根据实施方案的示出了如何根据显示器中的行位置调整栅极线负载以帮助最小化显示器亮度变化的曲线图。
图7是根据实施方案的例示性显示器的一部分的顶视图，示出了可如何将补充栅极线负载结构诸如虚拟像素结构添加到显示器中的行以平衡亮度变化。
图8是根据实施方案的例示性显示器的一部分的顶视图，示出了可如何使用数据线延伸部和多晶硅负载结构增加栅极线负载。
图9是根据实施方案的图8的显示器的横截面侧视图，示出了可如何使用公共电压电极层偏置多晶硅负载结构。
图10是根据实施方案的例示性显示器的一部分的顶视图，示出了栅极线的相邻对可如何具有独立的多晶硅负载结构。
图11是根据实施方案的例示性显示器的一部分的顶视图，示出了一对栅极线可如何具有耦合的多晶硅负载结构。
图12是根据实施方案的例示性显示器的顶视图，示出了可如何由不同的金属层的区段形成接地回路。
图13是根据实施方案的例示性显示器的顶视图，示出了可如何使用栅极低电压线偏置多晶硅负载结构。
图14是根据实施方案的图13的显示器的横截面侧视图，示出了可如何将栅极低电压线电耦合至多晶硅负载结构。
图15是根据实施方案的例示性显示器的顶视图，示出了可如何使用补充负载结构增加耦合到公共电极垫的短行的信号线上的负载。
图16是根据实施方案的图15的显示器的顶视图，示出了可如何使用多晶硅负载结构增加短像素行中的栅极线上的负载，并且可如何使用透明电极负载结构增加公共电极垫的短行上的负载。
具体实施方式
图1中示出了可设置有显示器的类型的例示性电子设备。图1的电子设备10可为平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、包括嵌入式计算机的监视器、不包括嵌入式计算机的监视器、用于与计算机或位于显示器外部的其他设备一起使用的显示器、蜂窝电话、媒体播放器、手表设备或其他可穿戴电子设备或其他合适的电子设备。
如图1所示，电子设备10可具有控制电路16。控制电路16可包括用于支持设备10的操作的存储和处理电路。该存储和处理电路可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等等。控制电路16中的处理电路可用于控制设备 10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。
设备10诸如输入-输出设备12中的输入-输出电路可用于允许将数据提供至设备10，并且允许将数据从设备10提供至外部设备。输入-输出设备12 可包括按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、相机、传感器、发光二极管和其他状态指示器、数据端口等。用户可通过经由输入-输出设备12提供命令来控制设备10的操作，并且可使用输入-输出设备12的输出资源来从设备10接收状态信息和其他输出。
输入-输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器 14可以是包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器或其他合适的触摸传感器布置。
可使用控制电路16来在设备10上运行软件，诸如操作系统代码和应用程序。在设备10的操作期间，运行在控制电路16上的软件可使用显示器14 中的像素阵列在显示器14上显示图像。
显示器14可以是有机发光二极管显示器、液晶显示器、电泳显示器、电润湿显示器、基于离散晶体发光二极管模片阵列的显示器或基于其他类型的显示技术的显示器。显示器14为液晶显示器的构型在本文中有时可作为示例进行描述。
显示器14可具有矩形形状(即，显示器14可具有矩形占有面积和围绕矩形占有面积延伸的矩形周边边缘)或可具有其他合适的形状。显示器14 可以是平面的或可具有弯曲轮廓。
图2示出了显示器14的一部分的顶视图。如图2所示，显示器14可具有由基板结构诸如基板36形成的像素22阵列。基板诸如基板36可由玻璃、金属、塑料、陶瓷或其他基板材料形成。像素22可通过信号路径诸如数据线D来接收数据信号，并且可通过控制信号路径诸如水平控制线G(有时称为栅极线、扫描线、发射控制线、栅极信号路径等)来接收一个或多个控制信号。显示器14中的像素22可以有任意合适数量的行和列(例如，数十或更多、数百或更多或者数千或更多)。在有机发光二极管显示器中，像素22 包含控制向发光二极管施加电流的相应发光二极管和像素电路。在液晶显示器中，像素22包含控制向像素电极施加信号的像素电路，该像素电极用于将受控量的电场施加到液晶层的像素尺寸部分。像素22中的像素电路可包含具有栅极的晶体管，所述栅极通过栅极线G上的栅极线信号控制。
显示驱动器电路20可用于控制像素22的操作。显示驱动器电路20可由集成电路、薄膜晶体管电路或其他合适的电路形成。薄膜晶体管电路可由多晶硅薄膜晶体管、半导体氧化物薄膜晶体管诸如铟镓锌氧化物晶体管或由其他半导体形成的薄膜晶体管形成。像素22可具有滤色器元件或不同颜色的其他彩色结构(例如，红色、绿色和蓝色)以为显示器14提供显示彩色图像的功能。
显示驱动器电路20可包括显示驱动器电路诸如显示驱动器电路20A和栅极驱动器电路20B。显示驱动器电路20A可由一个或多个显示驱动器集成电路和/或薄膜晶体管电路(例如，定时控制器集成电路)形成。栅极驱动器电路20B可由栅极驱动器集成电路或可由薄膜“阵列上栅极”电路形成。图 2的显示驱动器电路20A可包含用于通过路径32与系统控制电路诸如图1 的控制电路16通信的通信电路。路径32可由柔性印刷电路上的迹线或其他导线形成。在操作期间，控制电路(例如，图1的控制电路16)可为电源电路20A提供关于要在显示器14上显示的图像的信息。
为了在显示器像素22上显示图像，显示驱动器电路20A可为数据线D 提供图像数据，同时通过路径38向支持性显示驱动器电路诸如栅极驱动器电路20B发出控制信号。例如，路径38可包括用于承载功率信号诸如栅极高电压信号Vgh(可用作从栅极驱动器电路输出到每条栅极线的最大栅极线信号值)和栅极低电压信号Vgl(可用作接地)，控制信号诸如栅极输出启用信号、时钟信号等的线路。电路20A可在显示器14的一个或两个边缘上为栅极驱动器电路20B提供这些信号(例如，参见图2示例中显示器14右侧的路径38’和栅极驱动器电路20B’)。
栅极驱动器电路20B(有时称为水平控制线控制电路)可使用从路径 38接收的信号来控制水平控制线G(栅极线)(例如，使用栅极高电压、栅极低电压、栅极输出启用信号、栅极时钟信号等)。显示器14中的栅极线G 可各自承载栅极线信号以控制相应行的像素22(例如，当将数据从数据线加载到数据线D中这些像素中的存储电容器时导通像素22中的晶体管)。在操作期间，可通过依次认定显示器中的每根栅极线G上的栅极信号来显示图像数据帧。栅极驱动器电路20B中的移位寄存器电路(例如，由寄存器和相关联的输出缓冲器形成的栅极驱动器电路链)可用于控制栅极线信号。
图3中示出了显示器14的像素22的例示性像素电路。如图3所示，每个像素22可包括液晶层LC的像素尺寸部分，其中液晶层LC可使用对应的像素电极来提供电场。所施加电场的量值与像素电压Vp减去公共电极电压Vcom成比例。在数据加载操作期间，期望的数据线信号(即，加载到像素 22的数据电压Vp)驱动到数据线D。当数据线D上的数据线信号有效时，将认定数据线G上的数据线信号。当认定栅极线信号时，晶体管T的栅极变为高电平并且晶体管T被导通。导通晶体管T后，将来自数据线D的数据驱动到存储电容器Cst并且建立像素电压Vp。存储电容器Cst保持连续图像帧之间的Vp值。
图4示出了显示器14的有效区域的一部分的横截面侧视图。在区域30 中，显示器14可具有生成背光照明的背光单元。背光照明穿过形成像素22 阵列的薄膜晶体管电路34(有时称为薄膜晶体管层)。在区域54中，显示器14可包括滤色器层和插置在滤色器层和薄膜电路34之间的液晶层。层54 和薄膜晶体管电路34可夹置在上偏振器和下偏振器之间。
薄膜晶体管电路34可包括基板层诸如基板36。基板36可由透明玻璃、塑料或其他材料形成。光屏蔽结构202可在薄膜晶体管诸如例示性晶体管56 下方形成。光屏蔽结构202可由金属(作为示例)形成。一个或多个电介质缓冲层66可在基板36上形成。薄膜晶体管电路34还可包括电介质层，诸如栅极绝缘体层64和层间电介质层206和218。电介质层诸如层66、64、 206和218可由氧化硅、氮化硅、其他无机材料或其他绝缘体形成。电介质平面化层诸如层208和214可由有机层(例如，聚合物)或其他绝缘体形成。
导电层诸如层216和220可由铟锡氧化物或其他透明导电材料形成。层 220可图案化以形成由薄膜晶体管56驱动的像素电极的电极指。层220可通过层间电介质层218与由层216形成的公共电压(Vcom)层分离。晶体管56 可具有由多晶硅层204形成的沟道，由金属层60形成的栅极和源端子，以及由金属层222形成的栅极(通过栅极绝缘体64与沟道分离)。中间金属层210可插入层间电介质层206和平面化层208之间并且可用于形成信号互连件。其他显示器结构可使用图4的层形成，并且/或者显示器14可包括不同薄膜层。图4的例示性薄膜结构仅仅是例示性的。
在显示器14的设备10的构型中，其中显示器14的每一行中具有相同数量的像素22，显示器14的栅极线上的容性负载将在显示器14的所有行上相对均匀。在显示器14的其他构型诸如图5的例示性构型中，显示器14的不同行可包含不同数量的像素22。这可导致栅极线上的与行相关的容性负载(例如，承载信号的栅极线诸如栅极高电压信号Vgh和栅极低电压信号 Vhl)，其可影响每行像素22中的光的亮度。
在图5的例示性布置中，显示器14具有矩形形状，其中矩形形状具有四个弯曲拐角和凹槽(即，无像素凹口区域66)。凹口中断像素22的行，并且产生像素比跨显示器14的基板宽度的正常长度行更少的短行。由于显示器14的弯曲拐角，显示器14的顶部边缘和底部边缘中的每一行将具有略微不同的容性负载量。由于显示器14的顶部边缘和底部边缘的显示器14的周边边缘的逐渐弯曲形状，因此加载到栅极线的像素22的数量中的行数变化将在这些区域中逐渐变化。因此，由于相邻行之间的行长度(以及因此像素计数)的变化而引起的亮度变化将是最小的，并且对于显示器14的观看者而言不是显而易见的。
更突然的形状变化诸如由于凹口66而产生的显示器14中的变化将在栅极线上引起更明显的像素负载变化。图5的显示器14中的行诸如行RM+1... RN(有时称为全宽像素行)具有彼此相等的像素计数(或者，对于靠近显示器14的底部边缘的行，它们几乎相等)。行诸如行R0...RM(有时称为短像素行)将具有小于行RM+1...RN的像素计数的像素计数。这是因为行 R0...RM中的像素将只延伸到区域66的左边界和右边界。
由于显示器14的区域A中的栅极线(即，与区域66相邻的显示器14 的顶部边缘中的行R0...RM的栅极线)和显示器14的区域B中的栅极线(即，行RM+1...RN的栅极线)经历图5的示例中的不同负载量，因此即使在它们的数据线上存在相同的Vp值，也会在存储电容器Cst上使用不同的电压来加载区域A和B中的像素22。栅极线负载影响栅极线上栅极线脉冲的形状，因此可影响像素亮度。具有较大数量的栅极线负载的栅极线往往会比具有较小数量的栅极线负载的栅极线更暗淡。显示器14中的行可提供有不同数量的栅极线负载以帮助减小亮度变化。作为示例，具有较少像素的较短行可提供补充负载(有时称为虚拟负载、虚拟像素或补充栅极线负载结构)，以有助于使这些行表现得与显示器中的较长行类似或相同。
图6示出了各种负载方案的影响的曲线图，各种负载方案可用于帮助消除具有不等长度的像素行(不同数量的像素)的显示器中的亮度变化。在图 6的示例中，将栅极线负载(LOAD)绘制为行号的函数(例如，对于从图5 的行R0开始的显示器14的上部部分)。实线190对应于具有图5所示形状但没有任何补充负载结构的显示器。行R0至行RM(即，图5的区域A中的行)经历逐渐增加的负载量。从行RM+1至行RN(即，在区域B中)，负载达到负载值LM。使用未补偿的显示器配置(实线190)，在由相应行 RM和行RM+1的栅极线经历的负载量中可能存在相对明显的不连续性(负载差值DLM)。这种不连续性可导致行RM中的像素亮度和行RM+1中的像素亮度之间的明显变化。
亮度变化诸如这些明显变化可通过将补充栅极线负载结构添加到显示器14的合适行来消除。使用由线192示出的一种例示性布置，栅极线负载通过将补充负载添加到行198的栅极线来消除。如果需要，可实现进一步平滑(例如，通过将不同量的负载添加到行R0至RM的每根栅极线，如线194 所示)。如果需要，行R0-RM中的栅极线可通过添加足够的补充栅极线负载以平衡显示器14中所有行的栅极线上的负载进行补偿(参见例如图6的例示性负载线196)。通常，可将任何合适数量的补充负载添加到显示器14 中的适当行。补充负载可以是明显的(例如，要完全平衡由线196所示的所有行的负载)，可以是中等的(例如，要平滑由线194所示的负载)，或者可以是相对较小的(例如，要通过将负载添加到数量相对适中的行(例如，由线192所示的行198)，以帮助消除行RM/RM+1中的负载不连续性)。这些方案中的任何一个也可和与行相关的栅极信号整形方案组合，以帮助消除亮度不连续性。
图7-图16示出了用于将补充负载添加到显示器14的较短像素行的例示性布置。
如图7的例示性构型所示，显示器14可具有有效区域，诸如像素22所在的有效区域40(即，边界线40内的有效区域AA)。显示器14还可具有无像素凹口区域，诸如有效区域40外部的不含发光像素22的区域66。显示器14可具有一个或多个基板层，诸如基板36。基板36可具有边缘诸如边缘 48。边缘48可以是直的或弯曲的(如在图7的示例中)。
像素行R0-RM的栅极线可跨有效区域40并且跨凹口区域66(有时称为显示器14的无效区域或无效凹口区域)延伸。无效区域66中的栅极线G 的节距可小于有效区域40内的栅极线G的节距。无效区域66中的栅极线G 的减小的间距可在显示器14的顶部提供空间诸如空间42。空间42可用于容纳一个或多个电子部件(例如，输入-输出部件诸如相机、扬声器、环境光传感器、接近传感器和/或其他输入-输出部件)。
选定栅极线G(例如，像素行R0-RM中的栅极线或其他合适的栅极线) 可耦合到补充负载结构(补充栅极线负载结构)，诸如凹口区域66中的虚拟像素22D。可使用补充负载提供任何合适数量的像素行(例如，2-20行、 2-100行、50-1000行、多于25行、少于2000行等)。可将任何合适数量的虚拟像素22D(例如，1-1000行、多于10行、少于500行等)耦合到显示器14的每一行中的栅极线G，和/或可耦合到显示器14中的其他合适的水平控制线以减少与行相关的亮度变化。
虚拟像素22D可包含规则像素22的像素电路中的全部或一部分，其中具有阻止这些像素发光的修改。可将有效像素22转换成虚拟像素22D的修改的示例包括：从像素22D省略像素22的液晶材料，省略像素22的阳极，省略金属迹线的一部分以形成开路等。图7的像素22D中的每个像素的占有面积(当从上方观看时的轮廓)可与像素22中的每个像素的占有面积相同，或者像素22和虚拟像素22D可具有不同的占有面积。
如果需要，补充负载结构可由区域66中的一个或多个电容器形成。这种类型的布置在图8中示出。图8是可用于图6的凹口区域66中的例示性补充负载结构的顶视图。在该示例中，补充负载结构22D包括数据线延伸部 DE(例如，延伸到凹口区域66中的图7的数据线D的部分)和导电层50。第一组电容器可在数据线延伸部DE和栅极线G之间的重叠区域中形成(例如，数据线延伸部可在每个电容器中形成第一电极，并且栅极线G可在每个电容器中形成第二电极)。第二组电容器可在导电层50和栅极线G之间的重叠区域中形成(例如，导电层50可在每个电容器中形成第一电极，并且栅极线G可在每个电容器中形成第二电极)。一个或多个电介质层可将栅极线G与数据线延伸部DE和导电层50分开。
数据线延伸部DE与栅极线G之间以及导电层50与栅极线G之间的电介质材料可由显示器14中的一层或多层无机和/或有机电介质材料形成。导电层50可由金属层、导电半导体层(例如，掺杂多晶硅等)或其他导电层形成。例如，导电层50可由导电层诸如第一栅极金属层、第二栅极金属层、源漏金属层、硅层或显示器14的薄膜晶体管电路中的其他合适的导电层形成。在一个例示性布置中(在本文中有时描述为示例)，导电层50可由掺杂多晶硅层诸如图4的掺杂多晶硅层204形成。
如果需要，每个虚拟像素22D中的数据线延伸部DE和栅极线G之间的重叠量可与发光像素22中的数据线D和栅极线G之间的重叠量相匹配。这可确保数据线延伸部DE为无效区域66中的栅极线G提供的容性负载与数据线D为显示器14的有效区域40中的栅极线G提供的容性负载相同或类似。类似地，导电层50(例如，掺杂多晶硅层)和虚拟像素22D中的栅极线G之间的重叠量可与多晶硅层204和像素22中的栅极线G之间的重叠量相匹配。这可确保多晶硅层50为无效区域66中的栅极线G提供的容性负载与像素22中的多晶硅层204为显示器14的有效区域40中的栅极线G提供的容性负载相同或类似。
无效区域66中的多晶硅层50可由在有效区域40中形成多晶硅层204 的同一材料层形成，但多晶硅层50可与多晶硅层204电隔离。因此，为了向多晶硅层50提供适当的电压，多晶硅层50可耦合到偏压电源线诸如接地线(例如，接地线38-2)或其他信号线(例如，栅极低电压Vgl信号线38-1)。
在一个例示性布置中，通路诸如通路52可用于将多晶硅层50耦合到公共电压(Vcom)层。Vcom层继而可耦合到接地线38-2以便向多晶硅层50提供适当的偏压。
在图8的示例中，每个补充负载结构22D具有H形状，并且用于增加两个相邻栅极线G上的负载。每个H形负载结构22D的上半部分(例如，与图8的y轴平行延伸的两个垂直部分)在两个位置与第一栅极线G交叉，并且每个H形负载结构22D的下半部分(也与图8的y轴平行延伸)在两个位置与第二栅极线交叉。每个H形负载结构的水平部分(例如，与图8的x 轴平行延伸的区段)耦合到通路52，以偏置每个负载结构22D中的多晶硅 50。
图9示出了沿线68截取并沿方向70观察到的图8的补充负载结构22D 的横截面。如图9所示，多晶硅层50可位于基板36上的缓冲层66上。栅极绝缘体64可在缓冲层66上方形成。栅极线G(例如，由图4的金属层222 形成)可在栅极绝缘体64的顶部上方形成。层间电介质层206和平面化层 208和214可在栅极线G上方形成。导电层诸如导电层58可在电介质层206、 208和214上方形成。导电层58可由形成像素22中的公共电极层的同一透明导电材料层形成(例如，层58可由图4的ITO 216形成)。由于导电层 58由与有效区域40的公共电极216相同的层形成，因此层58有时称为公共电压(Vcom)层。然而，层58不需要电耦合至像素22的Vcom层。相反，层 58可与像素22的Vcom层电隔离，并且可耦合到接地线(例如，图8的接地线38-2)。
栅极绝缘体64和电介质层206、208和214可包括通路52的开口。例如，如图9所示，层64、206、208和214包括与多晶硅层50对齐的开口，以允许通路52将公共电极层58电耦合至多晶硅层50。这允许公共电极层 58向多晶硅层50提供偏压。如果需要，可选的金属层诸如金属层60可在多晶硅层50和公共电压层58之间电耦合。
在图8中将补充负载结构22D耦合到同一列中的相邻负载结构22D的示例仅仅是例示性的(例如，其中多晶硅50的垂直部分平行于跨多个负载结构22D的x轴连续延伸)。如果需要，每个负载结构22D中的多晶硅50 可与相邻负载结构22D中的多晶硅50隔离。这种类型的布置在图10中示出。如图10所示，多晶硅50在每个负载结构22D中具有H形状，但未连接到负载结构22D的下一行或列中的相邻多晶硅50。
图11示出了多晶硅50的水平部分跨同一行中的多个负载结构22D连续延伸的示例。同一列中的负载结构22D可彼此分离(如图10的示例所示) 或可耦合在一起(如图8的示例所示)。
在虚拟多晶硅层50使用接地回路诸如接地回路38-2偏置的布置中，可能期望由多个金属层形成接地回路以避免在制造期间损坏虚拟负载结构 22D。如果接地回路38-2完全由一个金属层诸如金属222形成，则这可导致多晶硅50当在显示器14中形成剩余层时吸收电荷，继而可导致损坏负载结构22D。为了避免多晶硅50吸收过量电荷，接地回路38-2可由不同金属层的交替区段形成。这种类型的布置在图12中示出。
如图12所示，接地回路38-2可由不同金属层的交替区段形成，诸如金属层M1(例如，图4的层222)和金属层M2(例如，图4的层60)。在制造过程中，可将金属层M1沉积并图案化以形成离散区段。区段可彼此分开，以使得不形成完整回路。可将金属层M1分成两个、三个、四个或四个以上的单独区段。第二金属层诸如金属层M2可用于完成回路。第二金属层M2和第一金属层M1可在位置72彼此耦合以形成连续的导电回路。接地回路38-2的一部分可耦合到公共电压层58(例如，在无效区域66中形成的Vcom 层216的部分)，该公共电压层继而耦合到多晶硅50从而以所需的电压偏置多晶硅50。接地回路38-2由金属层M1和金属层M2形成的图12的示例仅仅是例示性的。如果需要，其他金属层诸如金属层M3可用于形成接地回路38-2(例如，金属层M3可用于替代金属层M1、可用于替代金属层M2、或者可用除金属层M1和金属层M2之外的金属层形成接地回路38-2)。
公共电压层58(例如，无效区域66中的导电层由与图4的Vcom层216 相同的层形成，但与显示器14的有效区域40中的Vcom层电隔离)用于在区域66中偏置多晶硅50的图8和图9的示例仅仅是例示性的。如果需要，显示器14的其他导电层可用于偏置多晶硅50。图13示出了使用信号线38-1 的延伸部分(例如，栅极低电压线)偏置多晶硅50的示例。
如图13所示，栅极低电压线38-1可具有垂直区段(例如，与图13的y 轴平行延伸的区段)，诸如垂直区段38-1’。垂直区段38-1’可跨虚拟负载结构22D的多行延伸。通路诸如通路74可用于将每个负载结构22D中的水平区段电耦合至信号线38-1。如果需要，栅极低电压线38-1可由图4的第二金属层60形成，并且可接收来自显示器14中的驱动器电路(例如，图2的显示驱动器电路20A和/或栅极驱动器电路20B)的信号。
图14是沿线76截取并沿方向78观察到的图13的补充负载结构22D的横截面侧视图。如图14所示，多晶硅层50可位于基板36上的缓冲层66上。栅极绝缘体64可在缓冲层66上方形成。栅极线G(例如，由图4的金属层 222形成)可在栅极绝缘体64的顶部上方形成。层间电介质层206和平面化层208和214可在栅极线G上方形成。导电层诸如导电层58可在平面化层 214上方形成。导电层58可由形成像素22中的公共电极层的同一透明导电材料层形成(例如，层58可由图4的公共电极层216形成)。然而，层58 不需要电耦合至像素22的Vcom层。相反，层58可与层58电隔离，并且可耦合到接地线(例如，图13的接地线38-2)。金属层诸如金属层60可位于层间电介质层206和平面化层208之间，并且可用于形成栅极低电压线38-1。
栅极绝缘体64和电介质层206可包括通路74的开口。例如，如图14 所示，层64和206包括与多晶硅层50对齐的开口，从而允许通路74将栅极低电压线38-1(即，金属层60)电耦合至多晶硅层50。这允许栅极低电压线38-1向多晶硅层50提供偏压。
在一些布置中，显示器14可包括集成触摸传感器。例如，可将触摸传感器结构集成到图4所示类型的薄膜晶体管电路。使用这种类型的布置，可将显示器14中的公共电压层进行分段以支持显示和触摸功能。图15示出了可用于实现用于支持显示和触摸功能的分段Vcom层的例示性布局。如图15 所示，显示器14可包括Vcom导体结构80诸如矩形Vcom垫80X，其利用导电Vcom跳线82互连以形成Vcom行(称为Vcomr)。例如，Vcom跳线 82(有时称为XVcom线)可由图4的金属层210形成，或者可由显示器14 中的其他导电材料形成。通路诸如通路84可用于将线82电耦合至Vcomr 垫80。
可使垂直Vcom导体诸如Vcom列80Y(称为Vcomc)与垫80X交替。图15的Vcomr和Vcomc导体可由氧化铟锡(例如，图4的层216)或其他透明导电材料形成，并且可用于支持显示器14中的显示和触摸功能。例如，时分复用方案可用于允许将Vcom导体结构用作像素22的接地平面结构(在显示模式操作期间)以及用作触摸传感器电极(在触摸传感器模式操作期间)。
当使用显示器14的像素22在显示器14上显示图像时，显示驱动器电路20A(图2)例如可将Vcomr 80X和Vcomc80Y短接到接地电压诸如0 伏或其他合适的电压(例如，固定基准电压)。在该构型中，Vcomr 80X和 Vcomc 80Y导体可一起工作以用作显示器14的像素22的公共接地平面(导电平面)的一部分。因为Vcomr 80X和Vcomc 80Y以这种方式在显示图像时短接在一起，因此不会收集与位置有关的任何触摸数据。
在反复时间间隔处，显示器14的图像显示功能可被暂时中止，使得触摸数据能被采集。在这些时间间隔(有时称为显示消隐间隙)期间，显示器可在触摸传感器模式下操作。当在触摸传感器模式下操作时，可独立操作 Vcomr 80X和Vcomc 80Y导体，使得能在维度X和Y中检测触摸事件的位置。存在多个Vcom行(由Vcomr垫80X形成)，其允许相对于维度Y区分触摸位置。还存在多个Vcom列(由Vcomc 80Y形成)，其允许在维度X 中确定触摸位置。
在显示器14具有无效凹口区域诸如凹口区域66的布置中，可存在具有比显示器14的其他行更少的像素的栅极线(未示出)行(如结合图7所讨论)。为了避免由于不同的栅极线负载效应可能发生的亮度变化，结合图5- 图14讨论的栅极线负载结构中的任何一个或多个栅极线负载结构可用于图 15的显示器14。
在将触摸式传感器电极结合到显示器14的薄膜晶体管电路的布置中 (如图15的示例所示)，凹口区域66也可中断触摸式传感器电极的行(即， Vcomr垫80的行)。这产生Vcomr垫80的短行，其具有比跨显示器14的基板宽度的正常长度行更少的Vcomr垫80。如果不注意，Vcomr垫80的短行中的XVcom线82(例如，凹口66的任一侧上的Vcomr垫80的行)可经历与Vcomr垫80X的全宽行中的XVcom线82(例如，凹口66下方的Vcomr 垫80的行)不同的负载量，继而可在像素数据采样时导致不同的Vcomr耦合电压和恢复时间。这种类型的像素数据采样误差可导致短行中的像素和全宽行中的像素的亮度值不同，从而可导致可见的不均匀。
为了减少显示器14的XVcom线82中的负载不匹配，可为Vcomr垫80 的短行提供补充负载(有时称为虚拟负载、虚拟像素或补充栅极线负载结构)，以有助于使这些Vcomr行表现得与显示器中的较长Vcomr行类似或相同。
图16是可用于图15的凹口区域66中的例示性虚拟负载结构的顶视图。如图16所示，显示器14可包括用于增加凹口区域66中的栅极线G上的负载的虚拟像素22D(例如，图5-图14所述类型的补充负载结构)。虚拟像素22D可包括数据线延伸部DE和导电层50。数据线延伸部DE向无效区域 66中的栅极线G提供的容性负载与数据线DE为显示器14的有效区域40中的栅极线G提供的容性负载相同或类似。类似地，导电层50(例如，多晶硅层)向无效区域66中的栅极线G提供的容性负载与像素22中的多晶硅层 204(图4)为显示器14的有效区域40中的栅极线G提供的容性负载相同或类似。
无效区域66中的多晶硅层50可由在有效区域40中形成多晶硅层204 的同一材料层形成，但多晶硅层50可与多晶硅层204电隔离。因此，为了向多晶硅层50提供适当的电压，多晶硅层可耦合到偏压电源线诸如栅极低电压(Vgl)信号线38-1。栅极低电压线38-1可具有垂直区段(例如，与图16 的y轴平行延伸的区段)，诸如垂直区段38-1’。垂直区段38-1’可跨虚拟负载结构22D的多行延伸。通路诸如通路92可用于将每个负载结构22D中的水平区段电耦合至信号线38-1。栅极低电压线38-1可由图4的第二金属层60形成，并且可接收来自显示器14中的驱动器电路(例如，图2的显示驱动器电路20A和/或栅极驱动器电路20B)的信号。
其他虚拟负载结构(有时称为Vcom行负载结构)可用于增加Vcomr 垫80的短行中的XVcom线82上的负载。例如，Vcom行负载结构可包括导电电极90。每个导电电极90可与Vcomr垫80中的相应的一个垫重叠。在相应的Vcomr垫80上使用电极90形成电容器，该电容器增加凹口66附近的XVcom线82上的容性负载，以匹配或更接近匹配凹口66下方的XVcom线82上的容性负载。每个电容器包括由导电层90形成的第一电极和由 Vcomr垫80形成的第二电极。一个或多个电介质层可将垫80X与导电层90 分开。垫80X和导电层90之间的电介质材料可由显示器14中的一层或多层无机和/或有机电介质材料形成。导电层90可由金属层、导电半导体层(例如，掺杂多晶硅等)或其他导电层形成。例如，导电层90可由导电层诸如第一栅极金属层、第二栅极金属层、源漏金属层、硅层或显示器14的薄膜晶体管电路中的其他合适的导电层形成。
在一个例示性布置中(在本文中有时描述为示例)，导电电极90可由在有效区域40中形成像素电极的同一透明导电材料层形成(例如，导电电极90可由图4的像素电极层220形成)。由于电极90由与有效区域40的像素电极层220相同的层形成，因此层90有时称为像素ITO层。然而，电极 90不需要电耦合至像素22的像素电极。相反，电极90可与像素22的像素 ITO电隔离。因此，为了向导电层90提供适当的电压，电极90可耦合到偏压电源线诸如栅极低电压(Vgl)信号线38-1或接地线38-2。通路可用于将相应的电极90耦合到适当的偏压电源线(例如，线38-1或线38-2)。
由Vcomr垫80X和导电电极90形成的电容器可增加Vcomr垫80X的短行中的XVcom线82上的容性负载，以匹配或更接近匹配Vcomr垫80X 的全宽行上的XVcom线82上的容性负载。如图16所示，Vcom行负载结构 90可与栅极线负载结构(例如，多晶硅50和数据线延伸部DE)结合使用，以减少短像素行(例如，图7的行R0-RM)和全宽像素行(例如，行RM+1 及以下)之间的亮度差异。
如果需要，电极90也可在延伸到无效凹口区域66的列Vcomc电极80Y 的部分上方形成。由于XVcom线82还与无效区域66中的Vcomc电极80Y 的部分重叠(参见图15)，因此由无效区域66中的电极90和Vcomc电极80Y形成的电容器可用于进一步增加短Vcomr行中的XVcom线82上的容性负载。
根据实施方案，提供了具有发光的有效区域和不发光的无效区域的显示器，该显示器包括像素阵列、显示驱动器电路、耦合到所述显示驱动器电路的数据线、耦合到所述显示驱动器电路的栅极线，所述栅极线包括第一栅极线和第二栅极线，并且第一栅极线耦合到与第二栅极线相比更少的像素，显示器的无效区域中的补充栅极线负载结构，所述补充栅极线负载结构增加第一栅极线上的负载，以及偏置所述补充栅极线负载结构的偏压电源线。
根据另一个实施方案，补充负载结构包括掺杂多晶硅。
根据另一个实施方案，显示器包括与掺杂多晶硅重叠的透明导电层。
根据另一个实施方案，显示器包括用于将透明导电层电耦合至掺杂多晶硅的通路。
根据另一个实施方案，透明导电层耦合到偏压电源线。
根据另一个实施方案，偏压电源线包括多个金属层。
根据另一个实施方案，掺杂多晶硅具有H形状，所述H形状具有由水平区段连接的两个垂直区段。
根据另一个实施方案，通路耦合到水平区段。
根据另一个实施方案，两个垂直区段与第一栅极线重叠。
根据另一个实施方案，像素包括公共电压层，并且透明导电层由与公共电压层相同的材料形成。
根据另一个实施方案，像素包括具有多晶硅沟道的晶体管，并且掺杂多晶硅由与多晶硅沟道相同的材料形成。
根据另一个实施方案，栅极线包括第三栅极线，该第三栅极线耦合到与第二栅极线相比更少的像素，并且补充栅极线负载结构增加第三栅极线上的负载。
根据另一个实施方案，在显示器的无效区域中数据线中的一些与第一栅极线重叠。
根据另一个实施方案，显示器包括用于将补充栅极线负载结构电耦合至偏压电源线的金属层。
根据另一个实施方案，金属层由与数据线相同的材料形成。
根据实施方案，提供了具有有效区域和无效区域的显示器，该显示器包括有效区域中的像素阵列，该像素阵列包括第一行和第二行，并且第一行具有比第二行更少的像素，栅极线耦合到像素阵列，栅极线包括耦合到第一行像素的第一栅极线和耦合到第二行像素的第二栅极线，并且第一栅极线具有在无效区域中的区段、无效区域中的不发光的虚拟像素，该虚拟像素包括与第一栅极线在无效区域中的的区段重叠的掺杂多晶硅，以及将虚拟像素电耦合至偏压电源线的金属层。
根据另一个实施方案，显示器包括耦合到像素阵列的数据线，金属层由与数据线相同的材料形成。
根据另一个实施方案，虚拟像素包括数据线的延伸部分。
根据实施方案，提供了具有有效区域和无效区域的显示器，该显示器包括有效区域中的像素阵列，公共电压层包括行电极和列电极，公共电压层被配置为在第一模式中用作像素阵列的接地平面并且被配置为在第二模式中收集触摸数据，信号线的行分别耦合到行电极，信号线的行包括第一信号线和第二信号线，并且第一信号线耦合到与第二信号线相比更少的行电极，并且无效区域中的导电层与第一信号线重叠以增加第一信号线上的负载。
根据另一个实施方案，导电层包括氧化铟锡。
根据另一个实施方案，显示器包括耦合到像素阵列的栅极线，栅极线包括第一栅极线和第二栅极线，第一栅极线耦合到与第二栅极线相比更少的像素，并且第一栅极线与无效区域中的导电层重叠，并且显示器的无效区域中的栅极线负载结构增加第一栅极线上的负载。
根据另一个实施方案，栅极线负载结构包括与第一栅极线在无效区域中重叠的数据线和掺杂多晶硅。
前述内容仅为例示性的，并且本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。前述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种具有发光的有效区域和不发光的无效区域的显示器，其特征在于，所述显示器包括：
像素阵列；
显示驱动器电路；
耦合到所述显示驱动器电路的数据线；
耦合到所述显示驱动器电路的栅极线，其中所述栅极线包括第一栅极线和第二栅极线，并且其中所述第一栅极线耦合到与所述第二栅极线相比更少的像素；
所述显示器的所述无效区域中的补充栅极线负载结构，其中所述补充栅极线负载结构增加所述第一栅极线上的负载；和
使所述补充栅极线负载结构偏压的偏压电源线。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中补充负载结构包括掺杂多晶硅。
3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，还包括与所述掺杂多晶硅重叠的透明导电层。
4.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，还包括将所述透明导电层电耦合至所述掺杂多晶硅的通路。
5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，其中所述透明导电层耦合至所述偏压电源线。
6.根据权利要求5所述的显示器，其特征在于，其中所述偏压电源线包括多个金属层。
7.根据权利要求5所述的显示器，其特征在于，其中所述掺杂多晶硅具有H形状，所述H形状具有由水平区段连接的两个垂直区段。
8.根据权利要求7所述的显示器，其特征在于，其中所述通路耦合到所述水平区段。
9.根据权利要求8所述的显示器，其特征在于，其中所述两个垂直区段与所述第一栅极线重叠。
10.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，其中所述像素包括公共电压层，并且其中所述透明导电层由与所述公共电压层相同的材料形成。
11.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于，其中所述像素包括具有多晶硅沟道的晶体管，并且其中所述掺杂多晶硅由与所述多晶硅沟道相同的材料形成。
12.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中所述栅极线包括第三栅极线，所述第三栅极线耦合至与所述第二栅极线相比更少的像素，其中所述补充栅极线负载结构增加所述第三栅极线上的负载。
13.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中在所述显示器的所述无效区域中所述数据线中的一些与所述第一栅极线重叠。
14.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，还包括将所述补充栅极线负载结构电耦合至所述偏压电源线的金属层。
15.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于，其中所述金属层由与所述数据线相同的材料形成。
16.一种具有有效区域和无效区域的显示器，其特征在于，包括：
所述有效区域中的像素阵列，其中所述像素阵列包括第一行和第二行，并且其中所述第一行具有与所述第二行相比更少的像素；
耦合到所述像素阵列的栅极线，其中所述栅极线包括耦合到所述第一行像素的第一栅极线和耦合到所述第二行像素的第二栅极线，并且其中所述第一栅极线具有在所述无效区域中的区段；
无效区域中的不发光的虚拟像素，其中所述虚拟像素包括与所述第一栅极线在所述无效区域中的所述区段重叠的掺杂多晶硅；和
将所述虚拟像素电耦合至偏压电源线的金属层。
17.根据权利要求16所述的显示器，其特征在于，还包括耦合到所述像素阵列的数据线，其中所述金属层由与所述数据线相同的材料形成。
18.根据权利要求17所述的显示器，其特征在于，其中所述虚拟像素包括所述数据线的延伸部分，其中所述无效区域形成突出到所述有效区域中的凹口，使得所述第一行像素的第一部分通过所述凹口与所述第一行像素的第二部分分开，其中所述虚拟像素位于所述凹口中，并且其中所述显示器还包括：
插置在所述金属层和所述第一栅极线之间的电介质层，其中所述电介质层具有开口，通路通过所述开口以将所述掺杂多晶硅电耦合至所述金属层，其中所述掺杂多晶硅包括平行于所述数据线延伸的第一区段和平行于所述栅极线延伸的第二区段；和
向所述偏压电源线提供控制信号的驱动器电路，其中所述偏压电源线具有平行于所述数据线延伸的第一部分和平行于所述栅极线延伸的第二部分，并且其中所述通路在所述掺杂多晶硅的所述第二区段中的一个和所述偏压电源线的所述第一部分之间耦合。
19.一种具有有效区域和无效区域的显示器，其特征在于，包括：
所述有效区域中的像素阵列；
公共电压层，所述公共电压层包括行电极和列电极，其中所述公共电压层被配置为在第一模式中用作所述像素阵列的接地平面，并且被配置为在第二模式中收集触摸数据；
分别耦合到所述行电极的信号线的行，其中所述信号线的行包括第一信号线和第二信号线，并且其中所述第一信号线耦合到与所述第二信号线相比更少的行电极；和
所述无效区域中的导电层，所述导电层与所述第一信号线重叠以增加所述第一信号线上的负载。
20.根据权利要求19所述的显示器，其特征在于，其中所述导电层包括氧化铟锡，所述显示器还包括：
耦合到所述像素阵列的栅极线，其中所述栅极线包括第一栅极线和第二栅极线，其中所述第一栅极线耦合到与所述第二栅极线相比更少的像素，并且其中所述第一栅极线与所述无效区域中的所述导电层重叠；和
所述显示器的所述无效区域中的栅极线负载结构，所述栅极线负载结构增加所述第一栅极线上的负载，其中所述栅极线负载结构包括与所述无效区域中的所述第一栅极线重叠的数据线和掺杂多晶硅。
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