TW486819B - Display device - Google Patents

Description

486819 五、發明說明（1) 本發明係關於一種在基底上包含圖像電極矩陣之顯示裝 置，其中圖像電極乃介由切換元件連接以驅動電極而產生 驅動信號。 這種主動矩陣式顯示器乃用於膝上型電腦及桌上型電 腦，但亦用於如電視機和視訊應用產品之類的裝置。 為了使用這些顯示器，使用有機材質之可能性的研究已 進行多時。例如，一種上述型式的顯示裝置已於美國專利 USP 5, 854, 139提出。在該專利所述及的顯示器内，一用 於切換元件且具有有機材質之分離結構層乃製於每個個別 的圖像電極。為達此目的，必須經由具有隙縫之光罩於電 _ 晶體的位置上沉積有機材質，或鋪上一層均勻的有機材質 並接著蝕刻之。在這兩種方法中，皆必須用到額外的光罩 步驟。再者，有機半導體材質的蝕刻速度通常很快，以致 於不太可能周再生的方法進行蝕刻。 本發明之一目的特別是在儘可能地排除上述缺點。為達 此目的，一根據本發明之顯示裝置其特徵為，該顯示裝置 包含一層具有許多切換元件之有機材質。 根據本發明，切換元件可製於同一層有機材質中，而這 些切換元件彼此隔離且至少能處於工作狀態。既然該層的 結構不需分離，一更為簡單的製造程序是可能的。再者’ 因為這些層可簡易地製於具有合成材質的基底上（塑膠）， 故不需用到更重的玻璃基底。塑膠基底的應用是可能的， 因為所有的製程步驟皆在高約1 5 0 °C的溫度下進行而使得 其尺寸不致大.幅變化。

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的第 〃體實施例其特徵為 一根 該基底 有機半工具，地予以 極所在 隔離。 電氣導 且具有 據本發 至少在 導體材 從垂直 環繞， 區域的 舉例而 通方式 一使用 以隔離的電壓 閘極電 這些閘 非導通 將電極 有效像 體之一 列，在 期間為 之像素 較大的 明之顯 切換元 質，且 方向看 所用的 有機半 〇 ’這 連接至 時在這 °電極 極。既 極電極 狀態且 連接至 素表面 示裝置 件與圖 該顯示 基底， 電壓使 導體材 些用於 像電極所處的 裝置包含至少 該工具將一 圖 得位於切換元 貝層能夠彼此 許多像素的電 一電極，該一電極環 些電極 亦可連 然在像 之下的 之下（或之上） 接至矩陣式顯 素矩陣中同— 半導體區域於 構成所需的絕緣體。 一場效電晶體之閘極 區域上包含一層 提供一個電極的 像電極相當完整 件與相關圖像電 之間相當完整地 極（保護線）乃以 繞整個圖像表面 的半導體區域得 示器内TFT電晶 時間只能選擇一 相關列未予選擇 藉著於一相鄰列 電極，可得到一

若有需要，該電極可作為半導體層底下的保護線圖樣， 而該圖樣，舉例而言，與這些閘極電極部份重疊。在那種 情況下，將漏電流相當完整地予以去除。若有需要，該圖 樣可具有黑色光罩的功能。亦可藉由將閘極電極與該電極 作成網狀梳开> 結構（m e s h i n g c 〇 m b s t r u c t u r e )以降低漏電 流。也可能作成反向架構（保護線與閘極電極分別在半導 體層的上面與下面）。 根據本發明之顯示裝置之另一具體實施例其特徵為，有 機材質層包含有機半導體材質，絕緣的有機材質至少環繞

第5頁 4 486819 五、發明說明（3) 該有機半導體材質上含有切換元件之區域。在這種情況 下，可用光罩局部地以紫外線選擇性地照射一聚合物半導 體材質（例如，聚乙烯（PTV))使其變為絕緣有機材質。關 於此，將單一TFT電晶體之通道部份予以絕緣乃述於USP 5, 854, 1 39 之例1 1。 因為使用塑膠基底時會產生去極化，極化物乃為用作基 底之較佳材質。亦可選用不需額外極化物之電光效應，如 PDLC。 後述的具體實施例對本發明的這些及其它方面有明顯且 詳盡的說明。 附圖中： 圖1是根據本發明顯示裝置之一部份之平面圖， 圖2是沿著圖1之線I I - I I之剖面圖， 圖3和4表示金屬圖樣之可能輪廓， 圖5表示圖2、3之轉化之細部， 圖6表示金屬圖樣之另一可能的輪廓， 圖7為一顯示裝置之橫切面，與示於圖6之圖樣有關， 圖8為圖7之一轉化的一部份， 圖9為一根據本發明之另一顯示裝置之一部份的平面 圖，而 圖1 0是一在製造圖9期間，沿著其線X I -X I之部面圖，以 及 圖11為一沿著圖9之線XI-XI之一顯器裝，置之剖面圖。 這些圖為概略性的且未依比例予以描繪。相對應的元件

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普遍地以相同之參考編號標示之。 圖1是一像素矩陣之一部份之平面圖且圖2為基於圖1之 一液晶顯示裝置1之剖面圖。一導電圖樣3、4其成份為， 例如，或另一適當的導電材質，如多苯胺（PANI)，乃製於 (赤塑膠）基底2之上。在此例中，圖樣3包含列電極以及位於 二曰曰體5之閘電極3 ’ 。導電圖樣3、4塗有一層在本例中為 平面化之絕緣層6。在本例中，使用了一種有機絕緣層， 如聚盼乙烯（PVP)，與一具光透明性的曱氧基六曱基密胺 (hexamethoxy methylmelamine)(HMMM)交叉結合。有機絕

緣層6之上有行電極7，其包含與圖像電極9(圖像電極g之 邊緣以圖1之點橫線1丨標示之）接觸的汲極接點8和源極接 點7 。，在集合上有一有機半導體材質之連續層10。尤其， 有機半導體材質之例子有多哏洛（p〇lypyrr〇le)、多笨基 (polyphenylene)、多硫代物（poiypthioptene)、多（雙） 乙炔及多苯胺。經由閘極電極3，所驅動的丁FT電晶體（在圖 1、2以參考編號5標示之）因而製於源極與汲極接點7、8並 列之區域中。有機半導體材質層1〇塗有一絕緣層12。 ^

與電極7、8、9之製作為，例如，首先提供一具有氧化銦 錫與金屬之雙層並製作該層的圖樣使該雙層保持在這此 點與電極7、8、9所處之區域。再來，選擇性地對金屬二 以蝕刻使圖像電極9得以游離（f r e e)。 在TFT電晶體中，閘極電極的電壓決定源極與汲極之間 是否有導通。在本例中，對p導電型半導體材質而言，^ 閘極電極對源極或汲極電極為正電壓時閘極區為空°乏狀 五、發明說明（5) 態。 :據本發明，每一個像素乃由一電極*相“ 衣、-，在閘極對源極"及極的正電 ：：上予以 ，上層部份產生空乏區。為達寺+導體材質 壓源予圖2之最終農置。就此方法，供-特別的電 緣而不需對半導體架構進行蝕刻。 象素了彼此絕 在本例中，絕緣層J 2上 丄 動作產生影響的里& ^ j η 、光對電晶體之 糾女c;㊉上 、、邑九罩1 3。另外，液晶顯示裝置白人 附有反電極17之第二基底16 - 遍的已知方式，附古道^ a 你尽例T顯不裝置就普 材質15。 寸有導向層14及必要時可予以聚合之液晶 就知先前的)位址線(間極線)重養， 儲存雪交Γ.，甘去中配5該位址線與中介絕緣材質形成一 Θ雖：照：往可二：在上提供之以增加其電容值。 物最好用作—Ζΐ 提供該裝置，一極化 之LC戈應Γ出暴底以避免去極化效應或未使用額外極化物 夕^或另一電光效應）。 圖3圖示gyg ㈤ 兩 曰 屬圖樣（保護線）4如何相當完整地環繞一圖像 =1 、但亦減少有效像素面積。圖4為另一種，如圖示， 這兩層光罩3、4整合在一起。每一條保護線連接至之前的 間極線在此例中，像素的第一列必須連接至一額外（多 餘）的線。當一列進行寫入時，下一待選列的圖像電極會 在某些時段有電流流過。既然該下一待選列緊接著會有寫 A動作’前〜列的電壓有足夠的遮蔽電壓，就一欄週期平 486819 五、發明說明（6) 均而言，該效應是可忽略的。在這兩個例子裏，可將閘^極 線及保護線製成網狀架構以延長漏電路徑（圖示可能的電 流路徑乃介於區域1 8之圖像電極與行3之間），如圖5所 不 〇

圖6表示一導體圖樣（保護線）4平面圖之架構，如圖所 示，相當完整地環繞一圖像電極9。保護線4乃直接置於基 底2上。位於經由閘極電極3所驅動的源極及汲極接點7、9 之區域之TFT電晶體乃置於一額外的絕緣層1 9上且能遮蔽 入射光。其它的參考編號與圖1所示具有相同意義。與圖2 的裝置相比，一額外的遮蔽步驟目前是必要的。然而，對 本例的保護線4按尺寸切割，亦形成一黑色的光罩丨3，可 除去一光罩步驟。

f圖6、7的例子裏，導體圖樣（保護線）4與有機半導體 材貝層1 0之間置有兩層絕緣層6、1 9，因此有必要提供一 的^電壓使半導體材質之上層產生空乏狀態。在圖8 、化裏’可直接在絕緣層1 9放置電極輪廓6、8、9 (源 2二圖像電極）、隨附一有機半導體材質層1 0提供 部二ΐ加著提供絕緣層6及問極電極3以避免之。此一丨丨上 極架槿構亦可用於圖2之裝置而非示於該圖之’，底部閘 質層1 0之該例中，導電圖樣3、4乃置於有機半導體材 圖 9 —'德 基於該平面圖素矩陣之一部份之另一平面圖，而圖1 1乃 3，其材柄*之一液晶顯示裝置ί之剖面圖。一導電圖樣 ^ 貝如多笨胺（ΡΑΝΙ)鋁、路或另一適當的材質，乃

486819 五、發明說明（7) 置於一（塑膠）基底2之上。本例中，圖樣3包含置於電晶_體 5位置之閘極電極3，及列電極。導電圖樣3再一次塗有一絕 緣層δ ’其材質如聚酚乙烯（PVP)，與一具光透明性的曱氧 基六曱基密胺（hexamethoxy methylmelamine)(HMMM)交又 結合。再一次，有機絕緣層6之上有行電極7，其包含與圖 像電極9(圖像電極9之邊緣以圖9之斷線11標示之）接觸的 没極接點8和源極接點7，。在集合上有一有機半導體材質 1 〇之連續層，使得由閘極電極3 ’所驅動的T F T電晶體（以大 括狐5標示）形成於源極與沒極接點7、8所並列的區域間。 有機半導體材質層1 〇接著局部地轉換成有機絕緣材質2 1。 為達此目的，層10乃經由一光罩20(圖1〇)以紫外線22照射 之’且有機半導體材質丨0在所照射的區域會變成絕緣狀 態。光罩20的輪廓在圖9以點橫線20標示之。本例中，只 有靠近TFT電晶體的區域仍然為半導電狀態，但只要不同' 的T F T電晶體能藉由絕緣部件2 1彼此互相絕非 件。圖U的其它參考編號具有*圖2之相同、^。瓦格條 本發明並不侷限於所述的實施例。例如，反射性顯示事 置亦可起自非透明基底並將圖像電極製成反射電極來達、 成。舉例而言’鋁便周作圖像電極的材質。因此不需用來 產生行電極7(及源極與沒極電極7，、8)與圖像電極9的雙 總而言之，本發明係關於一基於一主動式矩陣之 置，其中切換元件乃形成於一有機半導體材質層内，^ ^ 同一有機半導體材質層之絕緣區或空乏區這些切換元;彼

第10頁 486819 五、發明說明（8) 此之間乃個自獨立 ΪΒΒ 第11頁

Claims (1)

1. 486819 六、申請專利範圍 1. 一種顯示裝置，包含一位於基底上之圖像電極矩陣， 該圖像電極乃經由切換元件連接以驅動電極並產生驅動信 號，其中該顯示裝置包含一具有許多切換元件之有機材質 層。 2 ·如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該基底包含 一至少含括圖像電極與切換元件之區域的有機半導體材質 層，且該顯示裝置包含提供至少一個電極的工具，由垂直 方向看基底，可相當完整地環繞一個圖像電極，具有一電 壓，使切換元件與相關圖像電極區域之有機半導體材質層 彼此相當完全地互為絕緣。 丨_ 3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中該電極包含 一用來連接鄰列像素之場效電晶體之閘極電極。 4. 如申請專利範圍第2或3項之顯示裝置，其中該電極完 全地環繞一圖像電極。 5. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置，其中該電極形成 一黑色光罩。 6 ·如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該有機材質 層包含至少切換元件之區域為絕緣有機材質所環繞的有機 材質。 7.如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該基底具有 一極化效應。

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