TW201804594A - 畫素結構及顯示面板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種畫素結構，包括：基板、第一圖案化緩衝層、第一保護層、第二圖案化緩衝層以及第二保護層。第一圖案化緩衝層包括第一開口。第一保護層覆蓋第一圖案化緩衝層，其中第一保護層係填滿第一開口。第二圖案化緩衝層設置於第一保護層上，其中第二圖案化緩衝層包括第二開口。第二保護層覆蓋第二圖案化緩衝層，其中第二保護層係填滿第二開口。此外，第二開口與第一開口在垂直投影方向上不重疊，且第一圖案化緩衝層在垂直投影方向上與第二開口重疊。
Description
本發明是有關於一種畫素結構及顯示面板，尤指一種具有特殊結構設計的軟性畫素結構及顯示面板，可以在不影響其開關元件電性的情況下較容易進行彎曲。
因軟性基板容易吸收水氣，且在後續的高溫製程中容易散出雜質，而雜質和水氣易影響軟性基板上各類電子元件的電性而使得其無法維持原本的電性。為解決此問題，目前業界多於軟性基板上製作一層緩衝層，以避免由軟性基板散出的雜質和水氣影響軟性基板上各類電子元件的電性。一般而言，業界多選用阻水性良好的材料來作為緩衝層。然而，緩衝層的材料雖具有良好的阻水特性，但其彈性係數較大，因此在受到應力時不易延展，而使得緩衝層在軟性基板彎曲時容易斷裂，甚至影響軟性基板的撓曲特性而影響產品良率。此外，緩衝層的材料中多富含氫離子，因此當電子元件的半導體層為金屬氧化物時，半導體層將容易受到氫離子的影響而改變其原本的電性，而使得電子元件無法正常運作。
本發明的目的之一在於提供一種畫素結構及顯示面板，其具有特殊的結構設計，藉以在不影響電子元件電性的情況下具有良好的彎曲特性。
本發明的一實施例提供一種畫素結構，包括：基板、第一圖案化緩衝層、第一保護層、第二圖案化緩衝層、第二保護層以及至少一開關元件。第一圖案化緩衝層設置於基板上，其中第一圖案化緩衝層包括至少一第一開口。第一保護層設置於基板上並覆蓋第一圖案化緩衝層，其中第一保護層係填滿至少一第一開口。第二圖案化緩衝層設置於第一保護層上，其中第二圖案化緩衝層包括至少一第二開口。第二保護層設置於第一保護層上並覆蓋第二圖案化緩衝層，其中第二保護層係填滿至少一第二開口。開關元件設置於第二保護層上。其中第二開口與第一開口在垂直投影方向上不重疊，且第一圖案化緩衝層在垂直投影方向上與第二開口重疊。
本發明之另一實施例提供一種顯示面板，包括：基板、第一圖案化緩衝層、第一保護層、第二圖案化緩衝層、第二保護層以及複數個開關元件。基板包含複數個畫素區。第一圖案化緩衝層設置於基板上，其中第一圖案化緩衝層包括複數個第一開口。第一保護層設置於基板上並覆蓋第一圖案化緩衝層，其中第一保護層填滿第一開口。第二圖案化緩衝層設置於第一保護層上，第二圖案化緩衝層包括複數個第二開口。第二保護層設置於第一保護層上並覆蓋第二圖案化緩衝層，其中第二保護層係填滿第二開口。開關元件設置於第二保護層上，其中各畫素區包含至少兩個開關元件。其中，第二開口與第一開口在垂直投影方向上不重疊，且第一圖案化緩衝層在垂直投影方向上重疊第二開口。
本發明藉由改變保護層以及緩衝層的配置關係，並搭配緩衝層的圖案化可有效降低緩衝層發生斷裂的情況，並進而得到具有良好彎曲效果的顯示面板，且仍能兼顧阻擋雜質與水氣對顯示面板元件的影響。此外，本發明包括開口大致以錯位方式設置的兩層圖案化緩衝層，其中在開關元件的垂直投影方向上，較接近開關元件的緩衝層其與開關元件錯位設置，因此可進一步減少緩衝層中的氫離子對於開關元件的影響，進而提升產品的良率。
為使熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖至第3圖，第1圖為本發明之第一實施例之顯示面板的等效電路圖，第2圖繪示本發明之第一實施例之顯示面板的上視圖，第3圖為沿第2圖中A-A’剖線所繪示之剖面示意圖，其中為了便於瞭解並簡化說明，第2圖僅繪示出金屬層ML、半導體層SE以及第二圖案化緩衝層A2。如第1圖所示，本發明第一實施例之顯示面板10包含顯示區R1與位於顯示區R1之少一側的周邊區R2，其中顯示區R1內設有複數個畫素區K(或稱子畫素)呈陣列式排列於基板P，大體上畫素區K的範圍係由互相垂直的複數條掃描線SL和複數條資料線DL所交錯定義出。各畫素區K設置有複數個互相電性連接的電子元件，第1圖僅於四個畫素區K繪示出電子元件的等效電路圖作為示意，以表示出各電子元件之間的電性連接關係。然而，需注意的是，本發明畫素區K的電子元件之種類、數量和連接關係不以第1圖所示者為限。以本實施例為例，一個畫素區K含有兩個開關元件T1、T2、兩個電容CS1、CS2以及一個顯示元件L，其中開關元件T1、T2舉例為薄膜電晶體，開關元件T1的閘極與源極分別電性連接於掃描線SL與資料線DL，開關元件T1的汲極電性連接於電容CS1的上電極與開關元件T2的閘極，開關元件T2的源極電性連接於電源供應線(圖未示)，開關元件T2的汲極和電容CS1的下電極電性連接於顯示元件L的陽極，與電容CS2的上電極，而顯示元件L的陰極與電容CS2共電位。本發明顯示面板10之畫素區K的電子元件配置位置請參考第2圖與第3圖，顯示面板10包括基板P、第一圖案化緩衝層A1、第一保護層B1、第二圖案化緩衝層A2、第二保護層B2以及構成開關元件T的數個膜層，需注意的是，本實施例第3圖中的開關元件T表示第1圖之開關元件T2，但不以此為限，且開關元件T2的各膜層設置位置可對應於第3圖之開關元件T。基板P可包括不透光基板，例如可撓式基板或其它軟性基板，基板P之材料舉例為聚萘酸乙酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚醯亞胺(polyimide，PI)，但本發明不以此為限。第一圖案化緩衝層A1設置於基板P上，其中第一圖案化緩衝層A1包括第一開口C1。第一保護層B1設置於基板P上並覆蓋第一圖案化緩衝層A1，其中第一保護層B1係填滿第一開口B1。較佳地，第一保護層B1的厚度大於第一圖案化緩衝層A1的厚度，舉例而言，第一保護層B1的厚度可大於等於500埃(Å)，但不以此為限。第二圖案化緩衝層A2設置於第一保護層B1上，其中第二圖案化緩衝層A2包括第二開口C2。第二保護層B2設置於第一保護層B1上並覆蓋第二圖案化緩衝層A2，其中第二保護層A2係填滿第二開口C2。較佳地，第二保護層B2的厚度大於第二圖案化緩衝層A2的厚度，舉例而言，第二保護層B2的厚度可大於等於500埃(Å)，但不以此為限。舉例來說，第一保護層B1以及第二保護層B2的材料可分別包括氧化矽，而第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2的材料可分別包括氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鈦或金屬。在本實施例中，第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2的材料分別包括氮化矽，而第一保護層B1以及第二保護層B2的材料分別包括氧化矽。一般而言，氮化矽較氧化矽的楊氏模量大，而楊氏模量越大代表其材料越剛硬，因此受到應力時不易延展，而在彎曲時容易發生斷裂。因此本發明利用第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2來避免上述問題，進而使得顯示面板10較易於彎曲。此外，本發明之第二開口C2與第一開口C1在垂直基板P的投影方向上不重疊，而第一圖案化緩衝層A1在垂直投影方向上重疊第二開口C2，藉此第一圖案化緩衝層A1可補償第二開口C2處的阻水效果。
開關元件T設置於第二保護層B2上，包括閘極G、閘極絕緣層GI、第一平坦層H1、半導體層SE、源極S與汲極D，其中閘極G係由金屬層ML(示於第2圖)所形成，半導體層SE包括主動區CH，而主動區CH係為開關元件T的電子電洞流動區域，其中半導體層SE的材料可包括金屬氧化物、多晶矽或非晶矽。此外，源極S與汲極D設於第一平坦層H1上，經由第一平坦層H1之接觸洞而電性連接於半導體層SE，源極S與汲極D舉例包含金屬材料，但不以此為限。於本實施例中，半導體層SE與第二保護層B2接觸，而第二開口C2的寬度W1大於等於主動區CH的寬度W2，且第二開口C2與開關元件T在垂直基板P的投影方向Q上重疊，亦即，第二開口C2與主動區CH在垂直基板P的投影方向上重疊，藉此避免第二圖案化緩衝層A2的氫離子對主動區CH造成影響。具體來說，因半導體層SE與第二保護層B2接觸，因此即使設置於半導體層SE下方的第二圖案化緩衝層A2中可能產生氫離子而影響半導體層SE的主動區CH，但由於本發明特將第二圖案化緩衝層A2的第二開口C2對應於主動區CH，且第二開口C2的寬度略大於主動區CH的寬度，因而能減少氫離子對於主動區CH的影響，而避免開關元件T無法正常運作。再者，第1圖所示之掃描線SL可以由第2圖所示之金屬層ML所構成，而資料線DL由另一金屬層所構成，但不以此為限。
本發明顯示面板10可以為有機電激發光顯示面板或無機電激發光顯示面板，因此上述顯示元件L包括有機電激發光元件以及無機電激發光元件，但不以此為限。於本實施例中，顯示元件L包括第一電極E1、第二電極E2以及顯示層M，其中顯示元件L係透過第一電極E1與開關元件T電性連接。另外，於顯示元件L以及開關元件T之間另設置有第一平坦層H1、第二平坦層H2以及第三平坦層H3，其中第二平坦層H2的開口可使源極S可與第一電極E1電性連接。
請再次參考第2圖與第3圖，本實施例之各個畫素區K包含兩個開關元件T，但本發明不以此為限，而可視設計需要更改各個畫素區K內開關元件T的數目。詳細來說，因主動區CH係為開關元件T的電子電洞流動區域，換句話說，主動區CH為閘極G主要作用的區域，因此主動區CH在垂直基板P的投影方向上係大體上重疊閘極G，所以於第3圖中，閘極G與半導體層SE的重疊區域即可視為是主動區CH。詳細來說，第二圖案化緩衝層A2的各個第二開口C2係分別對應主動區CH設置，且第二開口C2的寬度W1皆大於主動區CH的寬度W2，因此可以減少第二圖案化緩衝層A2中的氫離子對於開關元件T的影響，進而提升產品的良率。此外，因本發明第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2為圖案化的膜層，因此可有效降低緩衝層發生斷裂的情況，並進而得到具有良好彎曲效果的顯示面板。另外，雖然第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2為圖案化的膜層，但因第一開口C1與第二開口C2的對應關係，故可在不降低第一圖案化緩衝層A1以及第二圖案化緩衝層A2的阻水效果下，達到易於彎曲的目的。
本發明之顯示面板並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它較佳實施例之顯示面板，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。
請參考第4圖與第5圖，第4圖繪示本發明之第二實施例之顯示面板的上視圖，第5圖為沿第4圖中B-B’剖線所繪示之剖面示意圖，其中為了便於瞭解並簡化說明，而第4圖同樣地僅繪示出金屬層ML、半導體層SE以及第二圖案化緩衝層A2，第5圖則省略上述第3圖中的第二平坦層H2、第三平坦層H3以及顯示元件L。相較於第一實施例，於本實施例之顯示面板20中，各第二開口C2分別與兩相鄰的畫素區K中的開關元件T重疊，較佳地，第二開口C2係分別與兩相鄰的畫素區K中的至少兩個開關元件T重疊，其中各第二開口C2分別為長條形，且在垂直基板P的投影方向上分別與至少兩相鄰的畫素區K中的開關元件T的主動區CH重疊。詳細來說，因第二圖案化緩衝層A2的第二開口C2為長條形，因此相較於第一實施例，本實施例的顯示面板20在撓曲時，第二圖案化緩衝層A2較不容易發生斷裂，並進而得到具有良好彎曲效果的顯示面板20。
請參考第6圖與第7圖，第6圖繪示本發明之第三實施例之顯示面板的上視圖，第7圖為沿第6圖中C-C’剖線所繪示之剖面示意圖，其中為了便於瞭解並簡化說明，而第6圖同樣地僅繪示出金屬層ML、半導體層SE以及第二圖案化緩衝層A2，第7圖則省略上述第3圖中的第二平坦層H2、第三平坦層H3以及顯示元件L。相較於第二實施例，於本實施例之顯示面板30中，第二圖案化緩衝層A2包括網狀圖案，且各第二開口C2與各畫素區K的開關元件T重疊。詳細來說，第二圖案化緩衝層A2的各第二開口C2的大小約等於兩個畫素區K的大小，因此第二圖案化緩衝層A2實質上僅設置於兩相鄰的畫素區K之間，而並未設置於畫素區K之內。藉此，可使第二圖案化緩衝層A2中氫離子對於主動區CH的影響降到最低，此外，因畫素區K內並無設置第二圖案化緩衝層A2，因此相較於第一實施例與第二實施例，本實施例之顯示面板30的半導體層SE可更為平整，利於後續膜層的製作。
請參考第8圖，第8圖繪示本發明之第四實施例之顯示面板的側視圖，其中為了便於瞭解並簡化說明，第8圖同樣地省略上述第3圖中的顯示元件L。相較於第一實施例，於本實施例之顯示面板40中，開關元件T係為底閘極型薄膜電晶體元件，且其包括蝕刻停止層IS，換句話說，本實施例之開關元件T的半導體層SE並未與第二保護層B2接觸。詳細來說，因開關元件T的半導體層SE遠離第二圖案化緩衝層A2設置，因此本實施例之顯示面板40的第二圖案化緩衝層A2中的氫離子較不易影響開關元件T的半導體層SE的電性，因此可進一步降低第二圖案化緩衝層A2對於主動區CH的影響。值得一提的是，本實施例之開關元件T的結構亦可應用於前述第一實施例至第三實施例的顯示面板。此外，本發明之開關元件T的結構不以第一實施例至第四實施例所介紹的開關元件T的結構為限，而可具有其他適合的開關元件結構，舉例而言，開關元件T亦可為共平面型薄膜電晶體元件、蝕刻停止型薄膜電晶體結構或其他適合的薄膜電晶體元件。
請參考第9圖與第10圖，第9圖繪示本發明之第五實施例之顯示面板的側視圖，第10圖為本發明之第五實施例之顯示面板的等效電路圖，其中為了便於瞭解並簡化說明，第9圖同樣地省略上述第3圖中的第二平坦層H2、第三平坦層H3以及顯示元件L。相較於第一實施例，於本實施例之顯示面板50中，基板P包括顯示區R1以及設置於顯示區R1至少一側的周邊區R2，且顯示區R1中包含複數個畫素區K。於周邊區R2內設置有複數條走線N，且各走線N在垂直基板P的投影方向上與第二圖案化緩衝層A2的第二開口C2至少部分重疊。顯示區R1的配置可參考上述任一實施例，於此不再贅述。而在周邊區R2的方面，因其第二開口C2與走線N部分重疊，因此可進一步提升顯示面板50周邊區R2的撓曲能力，並進而得到具有良好彎曲效果的顯示面板50。
綜上所述，本發明藉由改變保護層以及緩衝層的配置關係，並搭配緩衝層的圖案化可有效降低緩衝層發生斷裂的情況，並進而得到具有良好彎曲效果的顯示面板。此外，因本發明的緩衝層圖案化，因此可減少緩衝層中的氫離子對於開關元件的影響，進而提升產品的良率。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
A1‧‧‧第一圖案化緩衝層
A2‧‧‧第二圖案化緩衝層
B1‧‧‧第一保護層
B2‧‧‧第二保護層
C1‧‧‧第一開口
C2‧‧‧第二開口
CH‧‧‧主動區
CS1、CS2‧‧‧電容
D‧‧‧汲極
DL‧‧‧資料線
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
G‧‧‧閘極
GI‧‧‧閘極絕緣層
H1‧‧‧第一平坦層
H2‧‧‧第二平坦層
H3‧‧‧第三平坦層
IS‧‧‧蝕刻停止層
ML‧‧‧金屬層
K‧‧‧畫素區
L‧‧‧顯示元件
M‧‧‧顯示層
N‧‧‧走線
P‧‧‧基板
Q‧‧‧投影方向
R1‧‧‧顯示區
R2‧‧‧周邊區
S‧‧‧源極
SE‧‧‧半導體層
SL‧‧‧掃描線
T、T1、T2‧‧‧開關元件
W1、W2‧‧‧寬度
10、20、30、40、50‧‧‧顯示面板
A2‧‧‧第二圖案化緩衝層
B1‧‧‧第一保護層
B2‧‧‧第二保護層
C1‧‧‧第一開口
C2‧‧‧第二開口
CH‧‧‧主動區
CS1、CS2‧‧‧電容
D‧‧‧汲極
DL‧‧‧資料線
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
G‧‧‧閘極
GI‧‧‧閘極絕緣層
H1‧‧‧第一平坦層
H2‧‧‧第二平坦層
H3‧‧‧第三平坦層
IS‧‧‧蝕刻停止層
ML‧‧‧金屬層
K‧‧‧畫素區
L‧‧‧顯示元件
M‧‧‧顯示層
N‧‧‧走線
P‧‧‧基板
Q‧‧‧投影方向
R1‧‧‧顯示區
R2‧‧‧周邊區
S‧‧‧源極
SE‧‧‧半導體層
SL‧‧‧掃描線
T、T1、T2‧‧‧開關元件
W1、W2‧‧‧寬度
10、20、30、40、50‧‧‧顯示面板
第1圖為本發明之第一實施例之顯示面板的等效電路圖。 第2圖繪示本發明之第一實施例之顯示面板的上視圖。 第3圖為沿第2圖中A-A’剖線所繪示之剖面示意圖。 第4圖繪示本發明之第二實施例之顯示面板的上視圖。 第5圖為沿第4圖中B-B’剖線所繪示之剖面示意圖。 第6圖繪示本發明之第三實施例之顯示面板的上視圖。 第7圖為沿第6圖中C-C’剖線所繪示之剖面示意圖。 第8圖繪示本發明之第四實施例之顯示面板的側視圖。 第9圖繪示本發明之第五實施例之顯示面板的側視圖。 第10圖為本發明之第五實施例之顯示面板的等效電路圖。
A1‧‧‧第一圖案化緩衝層
A2‧‧‧第二圖案化緩衝層
B1‧‧‧第一保護層
B2‧‧‧第二保護層
C1‧‧‧第一開口
C2‧‧‧第二開口
CH‧‧‧主動區
D‧‧‧汲極
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
G‧‧‧閘極
GI‧‧‧閘極絕緣層
H1‧‧‧第一平坦層
H2‧‧‧第二平坦層
H3‧‧‧第三平坦層
L‧‧‧顯示元件
M‧‧‧顯示層
P‧‧‧基板
Q‧‧‧投影方向
S‧‧‧源極
SE‧‧‧半導體層
T‧‧‧開關元件
W1、W2‧‧‧寬度
10‧‧‧顯示面板
Claims (15)
- 一種畫素結構，包括： 一基板； 一第一圖案化緩衝層，設置於該基板上，其中該第一圖案化緩衝層包括至少一第一開口； 一第一保護層，設置於該基板上並覆蓋該第一圖案化緩衝層，其中該第一保護層填滿該至少一第一開口； 一第二圖案化緩衝層，設置於該第一保護層上，其中該第二圖案化緩衝層包括至少一第二開口； 一第二保護層，設置於該第一保護層上並覆蓋該第二圖案化緩衝層，其中該第二保護層填滿該至少一第二開口；以及 至少一開關元件，設置於該第二保護層上； 其中該至少一第二開口與該至少一第一開口在一垂直投影方向上不重疊，且該第一圖案化緩衝層在該垂直投影方向上與該至少一第二開口重疊。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該至少一第二開口與該至少一開關元件在該垂直投影方向上重疊。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該至少一開關元件包括一閘極、一閘極絕緣層、一半導體層、一源極與一汲極，該半導體層包括一主動區，且該至少一第二開口的寬度大於等於該主動區的寬度。
- 如請求項3所述之畫素結構，其中該至少一第二開口與至少兩個該主動區在該垂直投影方向上重疊。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該至少一開關元件包含一半導體層，且該半導體層與該第二保護層接觸。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該基板包括一顯示區以及一設置於該顯示區至少一側的周邊區，複數條走線設置於該周邊區，且各該走線在該垂直投影方向上與該第二圖案化緩衝層的該至少一第二開口重疊。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一保護層以及該第二保護層的材料分別包括氧化矽。
- 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一圖案化緩衝層以及該第二圖案化緩衝層的材料分別包括氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁或氧化鈦。
- 如請求項1所述之畫素結構，更包含一顯示元件與該至少一開關元件電性連接。
- 一種顯示面板，包括： 一基板，其中該基板包含複數個畫素區； 一第一圖案化緩衝層，設置於該基板上，其中該第一圖案化緩衝層包括複數個第一開口； 一第一保護層，設置於該基板上並覆蓋該第一圖案化緩衝層，其中該第一保護層填滿該等第一開口； 一第二圖案化緩衝層，設置於該第一保護層上，其中該第二圖案化緩衝層包括複數個第二開口； 一第二保護層，設置於該第一保護層上並覆蓋該第二圖案化緩衝層，其中該第二保護層填滿該等第二開口；以及 複數個開關元件，設置於該第二保護層上，其中各該畫素區包含至少兩個開關元件； 其中該等第二開口與該等第一開口在一垂直投影方向上不重疊，且該第一圖案化緩衝層在該垂直投影方向上與該等第二開口重疊，而該等第二開口分別與各該畫素區中的該至少兩個開關元件重疊。
- 如請求項10所述之顯示面板，更包括一顯示元件，與該等開關元件電性連接。
- 如請求項10所述之顯示面板，其中各該開關元件包括一半導體層，該半導體層包括一主動區，且該等第二開口在該垂直投影方向上分別與各該畫素區中的該至少兩個開關元件的該等主動區重疊。
- 如請求項10所述之顯示面板，其中該等第二開口分別與兩相鄰的該等畫素區中的該等開關元件重疊。
- 如請求項10所述之顯示面板，其中該第二圖案化緩衝層包括一網狀圖案，且各該第二開口與各該畫素區的該等開關元件重疊。
- 如請求項10所述之顯示面板，其中該基板包括一顯示區以及一設置於該顯示區至少一側的周邊區，複數條走線設置於該周邊區，且該等走線在該垂直投影方向上與該第二圖案化緩衝層在周邊區的該等第二開口至少部分重疊。
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