TWI391767B - 顯示器及其光電裝置 - Google Patents

Description

顯示器及其光電裝置

本發明是有關於一種顯示技術領域，且特別是有關於一種顯示器與採用此種顯示器之光電裝置。

隨著科技不斷進步，可節省能源或提高亮度之顯示器日益重要，因此，能提高穿透率並降低背光耗能的多原色顯示器被開發而出。多原色顯示器主要透過白色子畫素的高穿透率來提升顯示器亮度；另一方面，多原色顯示器也可因加入黃色或其他明度較高之色彩提升顯示器亮度，透過顯示器亮度提升達到省電之效果。相較之下，傳統顯示器例如僅具紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色之子畫素，所能提供之亮度有限，因此在戶外或外在環境光強度高時可視度較低。

圖1係習知紅綠藍白(RGBW)多原色顯示器的子畫素結構之上視示意圖。如圖1所示，各子畫素10包括形成於基底(圖中未標示)上之兩條共用電極COM、兩個輔助電極113與133、畫素電極PX1與PX2、耦合電極120、開關電晶體Ta與Tc、以及共享電晶體Tb；共用電極COM在大致上與資料線DL(y)與DL(y+1)垂直之方向上的金屬走線為兩條，輔助電極113位於共用電極COM與畫素電極PX1之間且與畫素電極PX1相連接，輔助電極133位於共用電極COM與畫素電極PX2之間且與畫素電極PX2相連接；畫素電極PX1與PX2呈上下排列且輔助電極113與133亦呈上下排列，資料線DL(y)與DL(y+1)位於畫素電極PX1與PX2之左右兩側，閘極線GL(x)與GL(x+1)位於畫素電極PX1與PX2之間且跨越資料線DL(y)與DL(y+1)；開關電晶體Ta與Tc之閘極皆電性連接至閘極線GL(x)，開關電晶體Ta與Tc之源極皆電性連接至資料線DL(y)，開關電晶體Ta之汲極電性連接至畫素電極PX1，開關電晶體Tc之汲極電性連接至畫素電極PX2；共享電晶體Tb之閘極電性連接至閘極線GL(x+1)，其中習知共享電晶體Tb之源極係直接連接至開關電晶體Tc之汲極，亦即習知共享電晶體Tb之源極與開關電晶體Tc之汲極係直接共用同一塊金屬，共享電晶體Tb之汲極電性連接至耦合電極120，而耦合電極120電容耦合至共用電極COM、輔助電極113以及畫素電極PX1。

在此，由於子畫素10之畫素電極PX1與PX2呈上下排列而適用於長條形的子畫素佈局，共用電極COM與閘極金屬走線的長度為長條形之短邊長度；然應用在正方形的子畫素佈局(對應較佳的顯示效果)時，共用電極COM與閘極金屬走線的長度增長，使開口率大幅降低，此外還會導致液晶導向不良的問題。

本發明的目的就是在提供一種顯示器，可具有較高的開口率，同時能避免液晶導向不良的問題。

本發明的再一目的是提供一種光電裝置，其所採用的顯示器可具有較高的開口率，同時能避免液晶導向不良的問題。

本發明一實施例提出一種顯示器，其包括基底以及形成於基底上的閘極線與資料線；資料線與閘極線交錯排列而定義出多個子畫素，每一子畫素具有由閘極線中之兩相鄰者與資料線中之兩相鄰者定義的畫素區域，此畫素區域至少具有第一區與第二區；其中每一子畫素包括第一畫素電極、第二畫素電極、耦合電極、第一開關電晶體、第二開關電晶體以及共享電晶體。第一畫素電極設置於第一區中，第二畫素電極設置於第二區中，第二畫素電極與第一畫素電極相互間隔且分離具有間隙，此間隙大致上與閘極線垂直；耦合電極設置於第一區中，且與所述第一畫素電極相電容耦合；第一開關電晶體與第二開關電晶體之閘極皆電性連接至上述兩相鄰之閘極線中之一者，第一開關電晶體與第二開關電晶體之第一源/汲極皆電性連接至上述兩相鄰之資料線中之一者，第一開關電晶體之第二源/汲極電性連接至第一畫素電極，且第二開關電晶體之第二源/汲極電性連接至第二畫素電極；共享電晶體之閘極電性連接至上述兩相鄰之閘極線中之另一者，共享電晶體之第一源/汲極電性連接至耦合電極，且共享電晶體之第二源/汲極電性連接至第二畫素電極。

在本發明的一實施例中，上述之多個子畫素包括紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素與白色子畫素。

在本發明的一實施例中，上述之耦合電極與畫素區域之透光部分的面積比值約為2.5%~4.5%。

在本發明的一實施例中，上述之畫素區域之在大致上與資料線平行之方向上的長度與此畫素區域之在大致上與閘極線平行之方向上的寬度之比值約為0.9~1.1。

在本發明的一實施例中，上述之每一子畫素更包括共用電極，而共用電極包括設置於基底與耦合電極之間、設置於基底與第一畫素電極之間、以及設置於基底與第二畫素電極之間，且共用電極電容耦合至耦合電極、第一畫素電極以及第二畫素電極。

在本發明的一實施例中，上述之每一子畫素更包括第一輔助電極，而第一輔助電極位於共用電極與第一畫素電極之間且與第一畫素電極相連接。

在本發明的一實施例中，上述之每一子畫素更包括第二輔助電極，而第二輔助電極位於共用電極與第二畫素電極之間，且與第二畫素電極以及共享電晶體之第二源/汲極相連接。

在本發明的一實施例中，上述之第一畫素電極與第二畫素電極皆具有多個條狀部，且相鄰兩個條狀部之間具有一狹縫。

本發明另一實施例提出一種光電裝置，其包含上述之顯示器。

本發明實施例提出的顯示器之各個子畫素包含沿大致上與資料線垂直之方向排列的第一區與第二區，第一畫素電極與第二畫素電極分設於第一區與第二區且相互間隔，因而可應用於正方形之子畫素佈局設計，共用電極在大致上與資料線垂直之方向上的金屬走線可以減少一條，使得開口率得以提升，同時第一區與第二區有足夠大的尺寸而能夠避免液晶導向不良的問題。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參閱圖2，本發明實施例提出的一種顯示器30包括：基底300以及形成基底300上之閘極線(或稱為掃描線)例如GL(n)~GL(n+7)與資料線(或稱為信號線)例如DL(m)~DL(m+4)。閘極線GL(n)~GL(n+7)與資料線DL(m)~DL(m+4)交錯排列而定義出多個子畫素31；本實施例中，每四個子畫素31構成一個畫素P，且每一畫素P中的各個子畫素31可包括第一色彩子畫素、第二色彩子畫素、第三色彩子畫素與第四色彩子畫素，例如紅色(R)子畫素、綠色(G)子畫素、藍色(B)子畫素與白色(W)子畫素，但並非以此為限，各個子畫素31所顯示的顏色可選自色座標之其他色彩，例如可加入或替換為黃色或其他明度較高之色彩。於其它實施例中，亦可至少四個子畫素31構成一個畫素P。

此外，位於兩相鄰子畫素31之間的二閘極線例如GL(n+1)與GL(n+2)的尾端不連接在一起(如圖2所示)，即通入不同的訊號，使得訊號選擇性較多；又或者，位於兩相鄰子畫素31之間的二閘極線例如GL(n+1)與GL(n+2)的尾端連接在一起(未繪示)，即通入相同的訊號。

請參閱圖3，其繪示出本發明實施例之子畫素31的一種佈局設計。如圖3所示，子畫素31具有由閘極線GL(n)~GL(n+7)中之兩相鄰的閘極線GL(n)與GL(n+1)與資料線DL(m)~DL(m+4)中之兩相鄰的資料線DL(m)與DL(m+1)定義的畫素區域AA，而畫素區域AA至少具有沿大致上與資料線垂直之方向排列的第一區A1與第二區A2；換句話說，第一區A1與第二區A2是水平排列於畫素區域AA中。第一區A1與第二區A2可以分別是子畫素31之主要顯示區(main region)與次要顯示區(sub region)，但亦可彼此替換而不限於此。畫素區域AA之在大致上與資料線DL(m)與DL(m+1)平行之方向上的長度L與畫素區域AA之在大致上與閘極線GL(n)與GL(n+1)平行之方向上的寬度W之比值約為0.9~1.1，換而言之，畫素區域AA的形狀為正方形或接近正方形。在本實施例中，至少四個子畫素組成一個畫素P，畫素P之長度與寬度比值亦約為0.9~1.1。進一步地，子畫素31包括畫素電極PX1與PX2、耦合電極331、開關電晶體T1與T3、共享電晶體T2、輔助電極321與341、以及共用電極COM。本實施例中，畫素電極PX1與PX2皆具有多個條狀部361，且相鄰兩個條狀部361之間具有狹縫363，即不具有畫素電極材料存在，此種畫素電極結構設計有利於解決視角色偏的問題；耦合電極331與畫素區域AA之透光部分TA的面積比值較佳地約為2.5%~4.5%。此處所謂之透光部分TA，係畫素區域AA中可用以顯示亮度的面積，包含未被共用電極COM、閘極線GL(n)~GL(n+7)、資料線DL(m)~DL(m+4)、輔助電極321與341遮蔽之畫素電極PX1、PX2以及畫素電極PX1、PX2的各個條狀部361間之狹縫363。

承上述，畫素電極PX1設置於第一區A1中，畫素電極PX2設置於第二區A2中，畫素電極PX2與畫素電極PX1相互間隔且分離而具有間隙35，此間隙35沿大致上與資料線DL(m)與DL(m+1)平行之方向延伸且大致上與閘極線GL(n)GL(n+1)垂直；本發明之畫素電極PX1與PX2之間不須設置閘極線GL(n)~GL(n+7)與資料線DL(m)~DL(m+4)，因此可有效提升開口率。耦合電極331設置於第一區A1中且與畫素電極PX1相電容耦合。開關電晶體T1與T3之閘極皆電性連接至兩相鄰之閘極線GL(n)與GL(n+1)中之GL(n)，開關電晶體T1與T3之源極皆電性連接至兩相鄰之資料線DL(m)與DL(m+1)中之DL(m)，開關電晶體T1之汲極電性連接至畫素電極PX1，且開關電晶體T3之汲極電性連接至畫素電極PX2。共享電晶體T2之閘極電性連接至兩相鄰之閘極線GL(n)與GL(n+1)中之GL(n+1)，共享電晶體T2之源極電性連接至耦合電極331，且共享電晶體T2之汲極透過輔助電極341電性連接至畫素電極PX2。輔助電極321與341皆為十字架形結構且相互電性絕緣。共用電極COM包括位於第一區A1中之十字架形結構與位於第二區A2中之十字架形結構，且此二個十字架形結構在間隙35處相連，其中，此二個十字架形結構之大小與比值並不加以限定，而視設計之要求。必需說明的是，此間隙35是由畫素電極PX1與畫素電極PX2相互分隔且水平排列於畫素區域AA中所形成的。詳言之，畫素電極PX1與畫素電極PX2依據第一區A1與第二區A2之排列方式排列於畫素區域AA中，且畫素電極PX1位於第一區A1中與畫素電極PX2位於第二區A2中，其中，第一區A1中的畫素電極PX1與第二區A2中之畫素電極PX2相互分隔。

下面將結合圖3至圖6詳細說明相關於本發明實施例之子畫素31的畫素電極PX1與PX2、耦合電極331、輔助電極321與341以及共用電極COM之間的相對位置關係。其中，圖4繪示為沿圖3中剖面線I-I’之剖視圖，圖5繪示為沿圖3中剖面線II-II’之剖視圖，圖6繪示為沿圖3中剖面線III-III’之剖視圖。

如圖4所示，共用電極COM設置於基底300上，輔助電極321與341與共用電極COM之間透過介電層302相互電性絕緣，畫素電極PX1與PX2與輔助電極321與341之間設置有介電層304，並且畫素電極PX1與PX2分別與輔助電極321與341電性連接。換而言之，共用電極COM設置於基底300與畫素電極PX1之間且設置於基底300與畫素電極PX2之間，其係與畫素電極PX1與PX2相電容耦合；輔助電極321位於共用電極COM與畫素電極PX1之間且與畫素電極PX1相連接，輔助電極341位於共用電極COM與畫素電極PX2之間且與畫素電極PX2相連接。

如圖5所示，畫素電極PX2與輔助電極341與開關電晶體T3之汲極S3相連接，並且畫素電極PX2上形成有多個條狀部361，各條狀部361間具有狹縫363。

如圖6所示，類似地，畫素電極PX1與輔助電極321與開關電晶體T1之汲極S1相連接，並且畫素電極PX1上形成有多個條狀部361，各條狀部361間具有狹縫363。此外，耦合電極331位於共用電極COM與畫素電極PX1之間，且透過介電層302與304分別與共用電極COM與畫素電極PX1電性絕緣；換而言之，耦合電極331係電容耦合至共用電極COM與畫素電極PX1。再者，耦合電極331透過共享電晶體T2電性連接至畫素電極PX2(請一併參閱圖3)，因此可達成對畫素電極PX1與PX2上的電荷進行重新分配之功效。

需要說明的是，畫素電極PX1與PX2並不限於如圖4至圖6所示之設置於最上層；於其他實施例中，其亦可設置於共用電極COM與基底300之間且與共用電極COM電性絕緣；又或者，設置於共用電極300與輔助電極321與341之間且與共用電極COM電性絕緣，並且分別與輔助電極321與341相連接。

圖7繪示為本發明之一實施例之光電裝置的示意圖。如圖7所示，本實施例之光電裝置500包括圖3所示之顯示器30以及與顯示器30電性連接的電子元件502。本實施例之電子元件502包括如：控制元件、操作元件、處理元件、輸入元件、記憶元件、驅動元件、發光元件、保護元件、感測元件、偵測元件、或其它功能元件、或前述之組合。而光電裝置500之類型包括可攜式產品(如手機、攝影機、照相機、筆記型電腦、遊戲機、手錶、音樂播放器、電子信件收發器、地圖導航器、數位相片、或類似之產品)、影音產品(如影音放映器或類似之產品)、螢幕、電視、看板、投影機內之面板等。

綜上所述，本發明實施例提出的顯示器之各個子畫素包含沿大致上與資料線垂直之方向排列的第一區與第二區，第一畫素電極與第二畫素電極分設於第一區與第二區且相互間隔，因而可應用於正方形之子畫素佈局設計，共用電極在大致上與資料線垂直之方向上的金屬走線可以減少一條，使得開口率得以提升，同時第一區與第二區有足夠大的尺寸而能夠避免液晶導向不良的問題。

此外，任何熟習此技藝者還可對本發明上述實施例提出的顯示器結構作適當變更，例如適當變更畫素電極之結構，變更輔助電極之結構，變更共用電極之結構，不設置輔助電極、在基底上不設置共用電極、與/或將各個電晶體的源極與汲極之電連接關係互換等等。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．子畫素

GL(x)、GL(x+1)．．．閘極線

DL(y)、DL(y+1)．．．資料線

COM．．．共用電極

113、133．．．輔助電極

120．．．耦合電極

PX1、PX2．．．畫素電極

Ta、Tc．．．開關電晶體

Tb．．．共享電晶體

30．．．顯示器

300．．．基底

GL(n)~GL(n+7)．．．閘極線

DL(m)~DL(m+4)．．．資料線

P．．．畫素

31．．．子畫素

AA．．．畫素區域

A1、A2．．．區

TA．．．畫素區域之透光部分

L．．．長度

W．．．寬度

321、341．．．輔助電極

331．．．耦合電極

35．．．間隙

361．．．條狀部

363．．．狹縫

T1、T3．．．開關電晶體

T2．．．共享電晶體

S1、S3．．．源極

302、304．．．介電層

500．．．光電裝置

502．．．電子元件

圖1繪示為先前技術之一種子畫素結構佈局示意圖。

圖2繪示為相關於本發明實施例之一種顯示器之局部結構示意圖。

圖3繪示為圖2所示顯示器之子畫素的結構佈局示意圖。

圖4繪示為沿圖3中剖面線I-I之剖視圖。

圖5繪示為沿圖3中剖面線II-II之剖視圖。

圖6繪示為沿圖3中剖面線III-III之剖視圖。

圖7繪示為相關於本發明實施例之一種光電裝置的結構框圖。

31．．．子畫素

AA．．．畫素區域

A1．．．第一區

A2．．．第二區

TA．．．畫素區域之透光部分

L．．．長度

W．．．寬度

COM．．．共用電極

321、341．．．輔助電極

331．．．耦合電極

PX1、PX2．．．畫素電極

35．．．間隙

361．．．條狀部

363．．．狹縫

T1、T3．．．開關電晶體

T2．．．共享電晶體

Claims (13)

1. 一種顯示器，包括：基底；閘極線，設置於所述基底上；以及資料線，設置於所述基底上，且與所述閘極線交錯排列而定義出多個子畫素，每一所述子畫素具有由所述閘極線中之兩相鄰者與所述資料線中之兩相鄰者定義的畫素區域，所述畫素區域至少具有第一區與第二區，其中，每一所述子畫素包括：第一畫素電極，設置於所述第一區中；第二畫素電極，設置於所述第二區中，其中所述第二畫素電極與所述第一畫素電極相互間隔且分離而具有間隙，所述間隙與所述閘極線呈垂直狀態；耦合電極，設置於所述第一區中，其中所述耦合電極與所述第一畫素電極相電容耦合；第一開關電晶體；第二開關電晶體，所述第一開關電晶體與所述第二開關電晶體之閘極皆電性連接至所述兩相鄰之閘極線中之一者，所述第一開關電晶體與所述第二開關電晶體之第一源/汲極皆電性連接至所述兩相鄰之資料線中之一者，所述第一開關電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第一畫素電極，且所述第二開關電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第二畫素電極；以及共享電晶體，所述共享電晶體之閘極電性連接至所述兩相鄰之閘極線中之另一者，所述共享電晶體之第一源/汲極僅通過所述第一區而電性連接至所述耦 合電極，且所述共享電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第二畫素電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中所述子畫素包括紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素與白色子畫素。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中所述耦合電極與所述畫素區域之透光部分的面積比值為2.5%~4.5%。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中所述畫素區域之在大致上與所述資料線平行之方向上的長度與所述畫素區域之在大致上與所述閘極線平行之方向上的寬度之比值為0.9~1.1。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中每一所述子畫素更包括共用電極，所述共用電極包括設置於所述基底與所述耦合電極之間，設置於所述基底與所述第一畫素電極之間，以及設置於所述基底與所述第二畫素電極之間，所述共用電極電容耦合至所述耦合電極、所述第一畫素電極以及所述第二畫素電極。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示器，其中每一所述子畫素更包括第一輔助電極，所述第一輔助電極位於所述共用電極與所述第一畫素電極之間且與所述第一畫素電極相連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示器，其中每一所述子畫素更包括第二輔助電極，所述第二輔助電極位於所述共用電極與所述第二畫素電極之間，且與所述第二畫素電極以及所述共享電晶體之所述第二源/汲極相連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中所述第一畫素電極與所述第二畫素電極分別具有多個條狀部，且相鄰兩個所述條狀部之間具有狹縫。
9. 一種光電裝置，包含如申請專利範圍第1項所述之顯示器及所述顯示器電性連接之電子元件。
10. 一種顯示器，包括：基底；閘極線，設置於所述基底上；以及資料線，設置於所述基底上，且與所述閘極線交錯排列而定義出多個子畫素，每一所述子畫素具有由所述閘極線中之兩相鄰者與所述資料線中之兩相鄰者定義的畫素區域，所述畫素區域至少具有第一區與第二區，其中，每一所述子畫素包括：第一畫素電極，設置於所述第一區中；第二畫素電極，設置於所述第二區中，其中所述第二畫素電極與所述第一畫素電極相互間隔且分離而具有間隙，所述間隙大致上與所述閘極線垂直；耦合電極，設置於所述第一區中，其中所述耦合電極與所述第一畫素電極相電容耦合；第一開關電晶體；第二開關電晶體，所述第一開關電晶體與所述第二開關電晶體之閘極皆電性連接至所述兩相鄰之閘極線中之一者，所述第一開關電晶體與所述第二開關電晶體之第一源/汲極皆電性連接至所述兩相鄰之資料線中之一者，所述第一開關電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第一畫素電極，且所述第二開關電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第二畫素電極；共享電晶體，所述共享電晶體之閘極電性連接至所述 兩相鄰之閘極線中之另一者，所述共享電晶體之第一源/汲極電性連接至所述耦合電極，且所述共享電晶體之第二源/汲極電性連接至所述第二畫素電極；共用電極，所述共用電極包括設置於所述基底與所述耦合電極之間，設置於所述基底與所述第一畫素電極之間，以及設置於所述基底與所述第二畫素電極之間；第一輔助電極，所述第一輔助電極位於所述共用電極與所述第一畫素電極之間且與所述第一畫素電極相連接；以及第二輔助電極，所述第二輔助電極位於所述共用電極與所述第二畫素電極之間，且與所述第二畫素電極以及所述共享電晶體之所述第二源/汲極相連接，其中，所述第一輔助電極與所述第二輔助電極電性絕緣。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器，其中所述共享電晶體之第二源/汲極透過所述第二輔助電極電性連接至所述第二畫素電極。
12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器，其中所述共用電極電容耦合至所述耦合電極、所述第一畫素電極以及所述第二畫素電極。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器，其中所述第一畫素電極與所述第二畫素電極分別具有多個條狀部，且相鄰兩個所述條狀部之間具有狹縫。