TWI375070B - Active matrix display and image display system using the active matrix display - Google Patents

Description

1375070 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係為一種主動式矩陣顯示裝置，尤指在反射層上 具有側壁保護結構的一種主動式矩陣顯示裝置。 【先前技術】 ^ 薄膜電晶體液晶顯示裝置（TFT-LCD)以及有機發光 二極體（OLED)依據光線出光的方向，薄膜電晶體液晶 顯示裝置（TFT-LCD)可分為穿透式液晶顯示裝置、反射 式液晶顯示裝置（reflective LCD )、半穿透反射液晶顯示裝 置（transreflectiveLCD)，而有機發光二極體（〇LED)可 分為底部發光有機發光二極體（Bottom emission OLED) 以及頂部發光有機發光二極體（Top emissi〇I1 OLED)兩 • 種，其中反射式液晶顯示器以及半穿透反射式液晶顯示器 是利用位於液晶面板下方具有高反射率的反射層將外界的 光線予以反射，進而點亮整個液晶顯示器，而頂部發光有 機發光二極體是在結構中的陽極層形成反射層，當有機發 光二極體通入適當電流而發出光線後，位於陽極層十的^ 射層便能將光線反射，進而達到頂部發光的效果。 然而，用來做為反射層的高反射率金屬材料，如：銀 Ug)、銘（A1)、始（pt)等，在整個製作過程中，時 會有剥落的情況發生，例如在浸泡敍刻液時，由於酸驗的 5 1375070 作用會造成這些高反射率的金屬材料崩解剝落，如此一 來，便會使出光品質與效率大大的降低。因此，為了避免 這些高反射率的金屬材料在製作的過程中剝落損壞，便有 人將反射層製作成多層結構，也就是利用氧化導體，如銦 錫氧化物（IndmmTinOxide，以下簡稱IT0)或麵辞氧化 物（Indium Zinc Oxide，以下簡稱ιΖ0)將高反射率金屬 材料上下包夾起來，如此就可以於製作的過程中對高反射 率金屬材料進行保護，關於反射層多層結構的技術手段， 我們可以在美國專利編號第US7224115號、第US7190111 號以及美國專利公開號第US2006/0049747號、第 US2006/0243976號中皆有詳細的技術說明。 〜 以美國專利編號第US7190111號為例，如第一圖所 不，其係為具有多層陽極結構之有機發光二極體結構截面 示忍圖。我們可以清楚的看出，本圖所示之有機發光二極 體結構1包含了陽極層1〇、電洞轉移層u、發光層12、 電子轉移層13、電子注入層14、陰極層15、平坦化層16、 絕緣層17、通過孔洞18以及閘電極19,其中的陽極層1〇 主要是以第-陽極層、第二陽極層1〇2以及第三陽極 層103所構成的二層結構，其中第一陽極層〖ο〗是以紹 (A1)、銀（Ag)或鋁銀的合金所完成的具有高反射率的 ，一陽極層101，而第二陽極層1〇2與第三陽極層1〇3則 疋以ITO或IZO所完成，在如此的結構下，容易於製作過 ，中所產生的種種因素而造成剝落的高反射率金屬材料便 此夠於製作的過程中得到較佳的保護。然而，上述的第二 6 1375070 陽極層102與第三陽極層103尸、能保護第一陽極層101的 上下兩面’在製作的過程中，第—陽極層⑼的四周還是 有可能會遭受到不特定时的破壞㈣m，因此，如何針 對習用技㈣段的缺失，係騎展本案之最主要的目的。 【發明内容】 本案係為一種主動式矩陣顯示裝置，其至少包含：一 主動元件矩陣基板；-反射層，其係形成於該主動元件矩 陣基板之上方，且該反射層具有—第—表面與—第二表 面，其中該第二表面係與該主動元件矩陣基板相對·以及 -側壁保護結構’其_成於該主動元件矩陣基板上方， 且該側壁保護結構係環繞於與該反射層之該第一表面與該 第二表面相鄰之側壁上。 本案另-方面係為-種影像顯示系統，包括：如上述 之主動式矩陣顯示裝置；以及一電源供應器，輕接至前述 主動式矩p車顯示裝置並提供電源至前述主動式矩陣顯示裝 置。 【實施方式】 請參見第二圖(a)(b)(c)’其係為本案一主動式矩陣顯示 裝置之第-較佳實施例示意圖。如第二圖(a)(b)所示，其甲 第二圖(a)為本實施例之截面示意圖，而第二圖(的為本實施 7 1375070 例之俯視示意圖。從圖中我們可以清楚的看出該主動式矩 陣顯示裝置2主要包含有一主動元件矩陣基板2〇、一反射 層21以及一側壁保護結構22 ,其中該主動式元件矩陣基 板20係包含有排列成矩陣形式之複數個電晶體（在本圖中 未示出）’當電流通過電晶體因而產生電場的變化，藉以決 定該主動式矩陣顯示裝置2所發出光線的明暗度，而該反 ' 射層21主要係由一鋁材質、一銀材質、一鋁合金材質或一 銀合金材質等高反射率金屬材料所完成，該反射層21係形 • 成於該主動元件矩陣基板20上方，且該反射層21之表面 211係與該主動元件矩陣基板2〇之表面2〇1相對，該側壁 保護結構22主要係由氮化石夕（siNx)、氧化矽（Si〇x)、 銦錫氧化物（ιτο)、銦鋅氧化物（IZ0)或氧化鋅（Zn〇) 等金屬氧化物材質所完成，其係形成於該主動元件矩陣基 板20上方，且該側壁保護結構22係環繞於與該反射層21 之表面211相鄰之側壁212、213、214、215上。另外，該 • 主動元件矩陣基板20之表面201上係形成有一鈍化層 23，其係與該反射層之表面211、該側壁保護結構22相接 觸。 承上述，在第一較佳實施例中的主動式矩陣顯示裝置 =也可以如第二圖(c)中所示之變形，也就是利用微影蝕刻 等方式，蝕刻出該側壁保護結構2200的構造，如圖所示， 我們可以將該側壁保護結構2200延伸形成於該反射層21 之表面216上之部分區域。 經由在上述第一較佳實施例的說明，我們可以清楚的 8 瞭解到本案發明的中心思想即是在主動式矩陣顯示裝置 所包含反射層的四周側壁上形成有側壁保護結構，如此一 來，利用本案發明之技術手段便能彌補習用技術手段的不 足’進而解決習用技術手段的缺失。此外，在第二圖(a)(b)(c) j所示之反射層為單層結構，當然也可以是上述所提到的 多種高反射率金屬材料結合所形成的多層結構，且反射層 亦同時作為主動式矩陣顯示裝置結構中的陽極層。而在以 下的實施例說明中，其反射層的結構亦可為多層的結構且 同樣可作為主動式矩陣顯示裝置結構中的陽極層。 請參見第三圖(a)(b)(c)(d)(e)，其係為本案一主動式矩 陣顯示裝置之第一較佳實施例示意圖，如第三圖（a)(b)所 示，其中第二圖（a)為本實施例之截面示意圖，而第三圖(匕） 為本實施例之俯視示意圖。從圖中我們可以清楚的看出， 該主動式矩陣顯示裝置3主要包含有一主動元件矩陣基板 30、一反射層31、一側壁保護結構32、一鈍化層33以及 金屬氧化層34’其中該主動元件矩陣基板之表面 上形成有該鈍化層33,與第一較佳實施例不同的地方在 於，該鈍化層33與該反射層31之間形成有該金屬氧化層 34,由於該鈍化層33都是屬於聚合物（p〇lymer)的材質， 類似先前技術令第一圖所示之結構中平坦化層的材質，這 些材料通常對金屬的黏滯性很差，所以於該鈍化層33與該 反射層31之間形成該金屬氧化層34，可以加強該鈍化層 33與該反射層31之間的黏滯性。而該側壁保護結構32係. 環繞於該反射層31之側壁312、313、314、315以及該金 1375070 屬氧化層34之侧壁341、343。此外，本實施例除了如第 三圖（a)所示之構造外，還可以有如第三圖（c)(d)(e)K示之變 形，如第三圖（c)所示，該金屬氧化層3400之表面積係大 於該反射層31之表面積，使得該金屬氧化層34〇〇部分露 出於該反射層31外，而該側壁保護結構32〇〇係環繞於該 反射層31之侧壁312、314、以及該金屬氧化層34〇〇之側 壁34001、34003，同時該侧壁保護結構3200也覆蓋在部 分露出於該反射層31外之該金屬氧化層3400上。如第三 圖(d)所示，該側壁保護結構3201環繞於該反射層31之侧 壁312、314以及該金屬氧化層34之侧壁341、343，且延 伸形成於該反射層31之表面316上之部分區域。如第三圖 (e)所示’該金屬氧化層3401之表面積係小於該反射層 3100,使得該金屬氧化層3401被包覆於該反射層3100中， 而該侧壁保護結構3202環繞於該反射層3100之側壁 31001、31003，且延伸形成於該反射層3100之表面316 上之部分區域。在本實施例說明中，部分技術手段與第一 較佳實施例相同，故在此不予贅述，另外，在上述實施例 中，側壁保護結構環繞於金屬氧化層或反射層的側壁應為 四面側壁’圖示因角度僅能夠看出兩面侧壁，在以下的實 施例說明中也有同樣的情況，特此說明。 請參見第四圖(a)(b)(c)(d)(e)(f)，其係為本案一主動式 矩陣顯示裝置之第三較佳實施例示意圖，如第四圖（a)(b) 所示，其中第四圖（a)為本實施例之截面示意圖，而第四圖 (b)為本實施例之俯視示意圖。從圖中我們可以清楚的看 10 1375070 出，該主動式矩陣顯示裝置4主要包含有一主動元件矩陣 基板40、一反射層41、一側壁保護結構42、一鈍化層43 以及一金屬氧化層44，其中該主動元件矩陣基板4〇之表 面401上形成有該鈍化層43，與上述較佳實施例不同的地 方在於，該金屬氧化層44係形成於該反射層41之表面416 上，該側壁保護結構42係環繞於該反射層41之側壁412、 414以及該金屬氧化層44之側壁441、442、443、444。而 本實施例還可以有如第四圖（c)(d)(e)(f)所示之變形，如第四 圖（c)所示’該金屬氧化層4400係延伸形成於該反射層41〇〇 之側壁41001、41003 ’使得該反射層41〇〇被包覆於該金 屬氧化層4400中，而該側壁保護結構42係環繞於該金屬 氧化層4400之側壁44001、44003，而在第四圖（c)所示的 結構中，由於該金屬氧化層4400將反射層4100包覆起來， 所以原則上已達到如同側壁保護結構的保護功能，因此， 在此例中的侧壁保護結構4400卜44003可選擇性的使用或 不使用。如第四圖（d)所示，該側壁保護結構42〇〇係環繞 於該反射層41之側壁412、414以及該金屬氧化層44之側 壁441、443，且該側壁保護結構42〇〇係延伸形成於該金 屬氧化層44之表面445之部分區域。如第四圖（e)所示， 該金屬氧化層4401之表面積係小於該反射層41之表面 積，且該侧壁保護結構4201係延伸形成於該反射層41之 表面416之部分區域並環繞於該反射層41之表面416上之 該金屬氧化層4401之侧壁44011、44013。如第四圖（f)所 示，該側壁保護結構4202係延伸形成於該反射層41之表 11 面416之部分區域，而形成於該反射層41之表面416上之 該金屬氧化層4402係延伸形成於該反射層41之表面416 之部分區域上的該侧壁保護結構42〇2上。在本實施例說明 中的各種變形，其金屬氧化層皆形成於反射層的上方其 主要疋避免反射層的露出而產生氧化或後續其它製程中傷 及反射層表面而導致反射率的降低。另外在本實施例說明 中，部分技術手段與第一較佳實施例相同，故在此不予贅 述。 請參見第五圖⑷(b)(c)(d)⑹，其係為本案一主動式矩 陣顯示裴置之第四較佳實施例示意圖，如第五圖（a)(b)所 示’其中第五圖(a)為本實施例之截面示意圖，而第五圖⑴） 為本實施例之俯視示意圖。從圖中我們可以清楚的看出， 該主動式矩陣顯示裝置5主要包含有一主動元件矩陣基板 5〇、一反射層51、一侧壁保護結構52、一鈍化層53、一 第一金屬氧化層54以及一第二金屬氧化層55，其中該主 動元件矩陣基板50之表面501上形成有該鈍化層53，與 上述較佳實施例不同的地方在於，該反射層51與該鈍化層 53之間係形成有該第一金屬氧化層54，該反射層51之表 面516上係形成有該第二金屬氧化層55，該侧壁保護結構 52係環繞於該反射層51之側壁512、514該第一金屬氧化 層54之侧壁541、543以及該第二金屬氧化層55之側壁 55卜552、553、554。而本實施例還可以有如第五圖(c)(d)(e) 所示之變形，如第五圖(c)所示，該侧壁保護結構5200係 環繞於該第一金屬氧化層54之侧壁541、543以及該第二 1375070 金屬氧化層55之側壁551、553，且該側壁保護結構52〇〇 係延伸形成於該第二金屬氧化層55之表面555之部分區 域。如第五圖(d)所示，該側壁保護結構5201係環繞於該 反射層51之側壁512、514以及該第一金屬氧化層54之側 壁541、543，而該第二金屬氧化層55係形成於該反射層 51之表面516上。如第五圖（e)所示’該側壁保護結構52〇2 係環繞於該反射層51之側壁512、514以及該第—金屬氧 化層54之側壁541、543，且該侧壁保護結構522係延伸 形成於該反射層51之表面516之部分區域’而該第二金屬 氧化層5500係延伸形成於該反射層51表面516之部分區 域上的該侧壁保護結構5202上。在本實施例說明中，部分 技術手段與第一較佳實施例相同，故在此不予贅述。 請參見第六圖⑷(b)(c)，其係為本案一主動式矩陣顯示 裝置之第五較佳實施例示意圖’如第六圖（a)(b)所示，其中 第六圖（a)為本實施例之截面示意圖，而第六圖(b)為本實施 例之俯視示意圖。從圖中我們可以清楚的看出，該主動式 矩陣顯示裝置6主要包含有一主動元件矩陣基板6〇、一反 射層61、一侧壁保護結構62、一鈍化層63、一第一金屬 氧化層64以及一第二金屬氧化層65，其中該主動元件矩 陣基板60之表面6〇1上形成有該鈍化層63 ’與上述較佳 實施例不同的地方在於，該第一金屬氧化層64係形成於該 鈍化層63上並與該反射層61之表面611相接觸，且該第 一金屬氧化層64部分露出該反射層61外，該第二金屬氧 化層65係形成於該反射層61之表面616與侧壁612、614 13 1375070 第三圖(a)(b)(c)(d)(e)，其係為本案一主動式矩陣顯示裝置 之第二較佳實施例示意圖。 第四圖⑷(b)(c)(d)(e)(f)，其係為本案一主動式矩陣顯示裝 置之第三較佳實施例示意圖。 弟立圖(AKD^c八α八ej，其係局桊茶一王勁式矩^^顯不哀置 之第四較佳實施例示意圖。 第六圖(a)(b)(c)，其係為本案一主動式矩陣顯示裝置之第五 較佳實施例示意圖。 第七圖(a) (b )，其係為應用本發明技術手段所完成之影像顯 示系統示意圖以及主動式矩陣顯示裝置結構示意圖。 【主要元件符號說明】 本案圖式中所包含之各元件列示如下： 有機發光二極體結構1 電洞轉移層11、73 電子轉移層13、75 陰極層15、77 絕緣層17、79 閘電極19、81 第二陽極層102 主動式矩陣顯示裝置2、3 主動元件矩陣基板20、30 反射層 21、Μ、3100、41 陽極層10 發光層12、74 電子注入層14、76 平坦化層16、78 通過孔洞18、80 第一陽極層101 第三陽極層103 4 ' 5 ' 6 40 、 50 、 60 4100、5卜 6卜 71 16

Claims (1)

1375070 101年5月17曰修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種主動式矩陣顯示裝置，其至少包含： 一主動元件矩陣基板； 一反射層，其係形成於該主動元件矩陣基板之上方， 且該反射層具有不相鄰的一第一表面與一第二表面以及位 於該第一表面與該第二表面之間的多個側壁，其中該第二 表面係與該主動元件矩陣基板相對； -側壁保護結構’其舞成於該线元件 方，且該側壁保護結構係環繞於與該反射層之“ 上，該側壁保護結構# — !壁 上之部分區域絲伸龍於該反射層之該第一表面 -金屬氧化層層之該第—表面直接接觸；以及 與該反射層之該第二* ’、％成於該线70件矩陣基板上並 於該金屬氧傾之;;i面相錢，該側壁保護結構係環繞 該第二表面相接觸的^且該金屬氧化層之與該反射層之 的表面積，使得該金^積係大於該反射狀該第二表面 2. 如申請專利氣化層部分露出於該反射層外。 ㈣㈣㈣㈣1項所述之主動式矩陣顯示裝置，其 3. 如申請專利範金屬氧化物材質所完成。 包含-鈍化層，係=項所述之主動式矩陣顯示褒置，更 側壁保護結構相接觸。於該主動元件矩陣基板上’並與該 4. 如申請專利範圍 第一 表面盥钴锒- 巧W通之王動式矩丨平顯不裝置 〜—表面分別位於該反射層的相對兩側 中該第-表面與兮笛項户斤述之主動式矩陣顯示裝置，其 取w弭涊第二表面相平 •如申睛專利範園第 -表面鱼哕笛-Γ項所述之主動式矩陣顯示裝置，該 “/•5070 « 101年5月17曰修正替換頁 6· 一種主動式矩陣顯示裝置，其包含^~~ ' 一主動元件矩陣基板； 一反射層，其係形成於該主動元件矩陣基板之上方， 且該反射層具有不相鄰的一第一表面與一第二表面以及位 於該第一表面與該第二表面之間的多個侧壁，其中該第二 表面係與該主動元件矩陣基板相對； 一侧壁保護結構，其係形成於該主動元件矩陣基板上 方’且該側壁保護結構係環繞於與該反射層之該些側壁 ^ 上’該側壁保護結構係延伸形成於該反射層之該第一表面 上之部分區域並與該反射層之該第一表面直接接觸；以及 —金屬氧化層，係形成於該反射層之該第二表面上， 5玄側壁保護結構係環繞於該金屬氧化層之侧壁，且該金屬 氧化層與該反射層之該第二表面相接觸的表面的之表面積 係小於該反射層之該第二表面的表面積，使得該金屬氧化 層被包覆於該反射層中。 7. —種主動式矩陣顯示裝置，其包含： # 一主動元件矩陣基板； 反射層’其係形成於該主動元件矩陣基板之上方， 且該反射層具有不相鄰的一第一表面與一第二表面以及位 於該第-表面與該第二表面之間的多個側壁，其中該第二 表面係與該主動元件矩陣基板相對； -側壁保護結構，其係形成於社動元件矩陣基板上 方’且該側壁保護結構係環繞於與該反射層之該些側壁 上，該側壁保護結構係延伸形成於該反射層之該第一表面 上之部分區域並與該反射層之該第一表面直接接觸； 19 1375070 I · 101年5月17日修正替換頁 鈍化層，係形成於該主動元件矩陣基板上，並與該 側壁保護結構相互連接； 第金屬氧化層，係形成於該鈍化層上並與該反射 層之該第二表面相接觸；以及 ’係形成於該反射層之該第一表面 第一金屬氧化層 上0 8. 如申請專利範圍第7項所述之主動式矩陣顯示裝置，其 中該側壁保護結構係環繞於該第—金屬氧化層之側壁。八 9. 如申請專利範圍第7項所述之主動式矩陣顯示装置，其 中該側壁保護結構係環繞於該第—金屬氧化層之侧壁，^ 該第二金屬氧化層係延伸形成於該反射層之該第一表面 部分區域上的該側壁保護結構上。 10. 如申請專利範圍帛1獅述之主動式矩陣顯示裳置， 係為一頂部發光有機發光二極體顯示裝置，更包含： 一電洞轉移層，係形成於該反射層之該第一表面上方. 一發光層’係形成於該電洞轉移層上；

一電子轉移層’係形成於該發光層上； 一電子注入層’係形成於該電子轉移層上；以及 一陰極層’係形成於該電子注入層上。 11. 一種影像顯示系統 如申請專利範圍第 以及 ，包括： 1項所述之主動式矩陣顯示裝置； 一電源供應器，耦接至前述主動式矩陣顯示裝置並 供電源至前述主動式矩陣顯示裝置。 、 12.如申請專利範圍第u項所述之影像顯示系統，其中前 20 1375070 101年5月17日修正巷始； 述影像顯示系統係為-手機、-數位 理、一筆記型電腦、一桌上型電腦、一電視一全ί = 系=一車用顯不盗、一航空用顯示器、一數 可攜式DVD放影機。 μ A 13. ^請專職圍第U項所述 < 影像衫 主動式顯衫㈣可為―反料心㈣裝置或-半穿ί 反射液晶顯示裝置。 卞牙达 14. 一種主動式矩陣顯示裝置，其包含. 一主動元件矩陣基板； 一反射層，其係形成於該主動科矩陣基板之上方， =射：具有不相鄰的一第一表面與一第二表面以及位 於該第-表面與該第二表面之間的多個侧壁，其中該第二 表面係與該主動元件矩陣基板相對； Χ 一㈣保護結構’其係形成於該主動元件矩陣基板上 且該侧壁保護結構係環繞於與該反射層之該也 該側㈣賴懸延伸形成於該反射層之該第:表面 上之科區域並與該反射層之該第—表面直接接觸；以及 一金屬氧化層，係形成於該反射層之該第一表面上， =屬氧化層之與該反射層之該第—表面相接觸的表面的 Ό士 = j於該反射f之該第—表面的表面積，該側壁保 trr繞於該化層之側壁，且覆蓋部分由該金 屬氧化層露出之該反射層。 請專祕㈣㈣所述之主㈣㈣顯轉置， 其中該側壁保護結構與該金屬氧化層相接。 21 1375070 9

第七圖(a) 鶴月娜正替換頁j 31 1375070 5W肪日修正替換頁 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第七圖(b)。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 顯示器70 反射層71 侧壁保護结構72 電洞轉移層73 發光層74 電子轉移層75 電子注入層76 陰極層77 平坦化層78 絕緣層79 通過孔洞80 閘電極81 八、本案若有化學式時: 1請揭示最能顯示發明特徵的化學式：