TWI401635B - 顯示面板及應用該顯示面板的影像顯示系統 - Google Patents

Description

顯示面板及應用該顯示面板的影像顯示系統

本發明係有關於顯示面板，且特別是有關於主動式有機發光二極體面板及其設計方法。

主動式發光元件，例如發光二極體、有機發光二極體已廣泛地應用於平面顯示器上。其中，主動矩陣式有機電激發光二極體(AM-OLED)因具有體積薄、重量輕、自發光的高發光效率、低耗電、廣視角、高對比、高應答速度、及全彩化等特性而受到重視。

通常，在AMOLED面板中，會使用寬(例如大於100μm)且長的金屬線路(metal track)作為圍繞面板周邊區之電源線，以提供顯示所需之電源。周邊區的金屬線路可以與畫素區的電極層(陽極或陰極)同一層且同時形成，由於周邊區的金屬線路具有相對寬的寬度或相對大的面積，使得其表面型態(topography)與畫素區的電極層的表面型態差異甚大，例如周邊區的金屬線路的表面粗糙度不足，如此會影響後續形成的材料層的品質，例如形成於周邊區的金屬線路上方的絕緣層的厚度過薄，而造成絕緣層的上方與下方的兩層金屬線路之間的短路，進而嚴重影響顯示面板的運作。再者，由於周邊區的金屬線路具有相對大的面積，而容易產生過大的應力。

因此，業界亟需一種顯示面板，能夠改善顯示面板的品質。

本發明實施例提供一種顯示面板，包括：一基底，包含一畫素區及一周邊區；一控制元件，位於該畫素區之該基底上；一導電層，位於該周邊區之該基底上；一第一絕緣層，位於該周邊區之該導電層上，其中該第一絕緣層與該周邊區之該導電層的面積比介於約0.27至0.99之間；一下電極層，位於該第一絕緣層上；以及一第二絕緣層，位於該下電極層上。

本發明另一實施例提供一種影像顯示系統，包含一顯示裝置，其中顯示裝置包括上述之顯示面板。

本發明實施例之顯示面板係藉由形成的周邊區中之例如金屬的導電線路下方的絕緣層中開口的設計或佈局，來改變導電線路的表面型態，進而確保後續形成的絕緣層具有足夠的厚度，如此可避免作為周邊區導電線路的上電極層與下電極層間發生短路。

第1A-1E圖顯示本發明一實施例之顯示面板的製程剖面圖。第3圖顯示本發明一實施例之顯示面板的局部上視圖，A-A’剖面線的剖面顯示於第1A圖-第1D圖，再者，為了簡化說明，第3圖的上視圖未繪出畫素區的細部元件。

首先，如第1A圖所示，提供基底100，其具有畫素區1及周邊區2。在一實施例中，可於基底100上形成緩衝層(未顯示)，其材質可例如為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或前述之組合。接著，透過習知方法於基底100上形成主動層102、介電層104、閘電極、及電容上電極以形成面板之控制元件，例如包括電晶體T₁ 、T₂ 、及電容C，並於上述元件上形成介電層106a及106b。介電層106a及106b可為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、前述之疊層、或前述之組合。可透過選區佈植依需求於主動層102之不同區域摻雜所需之摻質，以形成例如源極區、汲極區、及電容下電極區等。在其他實施例中，可先進行輕摻雜，並於閘電極定義後進行重摻雜以形成輕摻雜源極/汲極區於通道區之兩側。接著，將介電層104、106a、及106b圖案化以形成露出電晶體T₁ 之源極區以及電晶體T₂ 之汲極區的開口106d及106e。

接著，參照第1B圖及第3圖，進行導電材料沈積及選擇性蝕刻步驟，以在畫素區1及周邊區2的基底100上形成導電層112，其中畫素區1的導電層112會填入露出電晶體T₁ 之源極區以及電晶體T₂ 之汲極區的開口106d及160e(請參照第1A圖)，而與電晶體T₁ 及電晶體T₂ 電性連接，以作為資料線。另一方面，周邊區2的導電層112則是形成於基底100上，周邊區2的導電層112中可具有第一溝槽113，此第一溝槽113有助於釋放周邊區2中大面積的導電層112產生的較高應力，除此之外，亦可增加製程中光阻去除能力。值得注意的是，第一溝槽113不限於第3圖所示的的型式與分佈方式。

請接著參照第1C圖及第3圖，進行絕緣材料形成與選擇性蝕刻步驟，在周邊區2的導電層112上形成第一絕緣層108，同時此第一絕緣層108也形成於畫素區1的基底100上，畫素區1的第一絕緣層108具有一接觸開口111,用以使作為資料線的導電層112露出。值得注意的是，周邊區2的第一絕緣層108具有至少一露出導電層112的開口119，使第一絕緣層108呈現彼此分離的矩形島狀(如第3圖的上視圖所示)，使得周邊區2的第一絕緣層108與其下方的導電層112的面積比介於約0.27至0.99之間，較佳者，介於0.67~0.80之間。本實施例之第一絕緣層108的形成方式是利用旋轉塗佈法塗覆有機絕緣材料，再利用微影及蝕刻步驟來完成。在一實施例中，周邊區2的第一絕緣層108會填入導電層112之中的第一溝槽113。

在一實施例中，形成第一絕緣層108之前，可在畫素區1的介電層106b上形成介電層106c。

其次，請參照第1D圖及第3圖，進行導電材料沈積及選擇性蝕刻的步驟，以順應性在畫素區1與周邊區2的第一絕緣層108上形成下電極層114，此下電極層114可以由至少一金屬層及/或其他導電層構成，且畫素區1的下電極層114會填入露出導電層112的接觸開口111(如第1C圖)，而與作為資料線的導電層112電性連接。周邊區2的下電極層114會順應性地形成於第一絕緣層108的上方，而具有至少一凹部121。再者，在周邊區2的下電極層114與其下方的導電層112共同作為例如電源線等的導電線路使用，其具有相對寬的線寬與相對大的面積。

值得注意的是，由於周邊區2的第一絕緣層108具有開口119，使得順應性形成的下電極層114的上表面具有對應於開口119位置的凹部121，此凹部121的寬度w介於約2.5μm至300μm之間，其間距b介於約20μm至80μm之間，而深度d大於介於0.08~0.30μm，且較佳值約為0.1μm。總而言之，周邊區2的下電極層114的上表面，因對應於開口119(請參照第1C圖)的凹部121，而具有凸起結構123。

再者，在一實施例中，周邊區2的下電極層114的上表面的表面粗糙度介於約5%~40%之間，在另一實施例中，下電極層114的表面粗糙度介於約10%~30%。在又一實施例中，下電極層114的表面粗糙度介於約15%~25%。在此，表面粗糙度的定義為，下電極層114的凸起結構123的上表面與側表面的面積總和除以整個下電極層114的投影面積得到數值。亦即，凸起結構123的上表面與側表面所佔的面積比例。

由於周邊區2下電極層114的線寬較大(面積較大)，而具有較高的應力，在一實施例中，周邊區2的下電極層114可定義出第二溝槽115，此第二溝槽115有助於釋放周邊區2中大面積的下電極層114產生的較高應力。

其次，請參照第1E圖，利用例如旋轉塗佈法將有機絕緣材料塗佈於畫素區1以及周邊區2的下電極層114上，接著進行微影及蝕刻步驟以選擇性蝕刻上述有機絕緣材料，以形成第二絕緣層110。畫素區1的第二絕緣層110具有露出下電極層114的開口，用來作為畫素定義層(pixel definition layer；PDL)。值得注意的是，由於周邊區2的第一絕緣層108的開口119設計，使周邊區2的第一絕緣層108與其下方的導電層112的面積比介於約0.27至0.99之間，進而使後續形成的下電極層114的上表面具有特定尺寸、間距的凹部121，換言之，使下電極層114具有特定的表面粗糙度，可使第二絕緣層110的旋轉塗佈過程中，容易留住足量的有機絕緣材料，進而使周邊區2的第二絕緣層110具有足夠的厚度t3，例如約1.5μm~3μm之間，較佳地約介於2.0μm~2.6μm。

在一實施例中，形成於畫素區1的第二絕緣層110的厚度t1以及周邊區2的第二絕緣層110的厚度t3相當，或者畫素區1以及周邊區2的第二絕緣層110的厚度僅有些微差距。

然後，在畫素區1的第二絕緣層110上形成發光層118及上電極層116而完成本發明一實施例之顯示面板的製作，上電極層116也形成於周邊區2的第二絕緣層110上方。

如上所述，藉由第一絕緣層108開口119的設計，可改變周邊區2的下電極層114的表面型態。亦即，周邊區2的下電極層114的上表面具有特定的凹部121及凸起結構123，在旋轉塗佈過程中，有助於留住足量的有機絕緣材料，因此可使周邊區2的第二絕緣層110具有足夠的厚度，如此一來，可避免周邊區2的下電極層114以及上電極層116之間發生短路。

再者，在周邊區2中的導電層112以及下電極層114之中分別設置第一溝槽113以及第二溝槽115，可釋放過高的應力，能夠提高顯示面板的可靠度。

在周邊區，形成於第一絕緣層108之中的開口119不限於第3圖所示的型式或佈局，例如，在一實施例中，形成於周邊區2的第一絕緣層108中的開口119可以呈陣列方式排列，請參照第2A圖。在另一實施例中，開口119也可以是矩形或長條狀，如第2D圖所示，也可以是圖未顯示的圓形、多邊形或其他不規則的形狀。在另一實施例中，形成於周邊區2的第一絕緣層108中的開口119也可以使第一絕緣層108呈彼此分離的島狀，且也可呈陣列排列，如第2B圖所示。再者，第一絕緣層108並不限於第2B圖所示的方形，具體而言，第一絕緣層108可以是圓形與方形同時存在的形式，且呈不規則方式排列，如第2C圖所示。

此外，本發明實施例不限於應用在主動陣列式有機發光二極體面板，亦可應用於其他顯示面板。

第4圖顯示根據本發明一實施例之影像顯示系統方塊示意圖，其可實施於顯示裝置600或電子裝置800，例如行動電話、數位相機、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、或攜帶型攜帶式數位影音光碟播放器。在此實施例中，顯示裝置600包含顯示面板400，即上述實施例之顯示面板，例如第3圖所示之顯示面板。此外，在其他實施例中，顯示裝置600可為電子裝置800之一部分，如第4圖所示，電子裝置800包括顯示裝置600及輸入單元700。其中，輸入單元700係耦接至顯示裝置600，用以提供輸入信號(例如，影像信號)至顯示裝置600以產生影像。

再者，本發明實施例提供的顯示面板可應用於各種電子裝置，例如圖未顯示的行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或攜帶式數位影音光碟播放器。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，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。

1．．．畫素區

2．．．周邊區

100．．．基底

102．．．主動層

104、106a、106b、106c．．．介電層

106d、106e．．．開口

T₁ 、T₂ ．．．電晶體

C．．．電容

111．．．接觸開口

112．．．導電層

113．．．第一溝槽

115．．．第二溝槽

108．．．第一絕緣層

114．．．下電極層

110．．．第二絕緣層

118．．．發光層

116．．．上電極層

119．．．第一絕緣層的開口

121．．．凹部

123．．．凸起結構

t1、t3．．．第二絕緣層110的厚度

400．．．顯示面板

600．．．顯示裝置

700．．．輸入裝置

800．．．電子裝置

第1A~1E圖顯示本發明一實施例之顯示面板的一系列製程剖面圖。

第2A~2D圖顯示本發明數個實施例中，周邊區中導電層上之絕緣層的上視圖。

第3圖顯示本發明一實施例之顯示面板的局部上視圖。

第4圖顯示根據本發明實施例之影像顯示系統之示意圖。

100．．．基底

1．．．畫素區

2．．．周邊區

102．．．主動層

104、106a、106b、106c．．．介電層

T₁ 、T₂ ．．．電晶體

C．．．電容

112．．．導電層

108．．．第一絕緣層

114．．．下電極層

110．．．第二絕緣層

118．．．發光層

116．．．上電極層

121．．．凹部

t1、t3．．．第二絕緣層的厚度

Claims (20)

1. 一種顯示面板，包括：一基底，包含一畫素區及一周邊區；一控制元件，位於該畫素區之該基底上；一導電層，位於該周邊區之該基底上；一第一絕緣層，位於該周邊區之該導電層上，其中該第一絕緣層與該周邊區之該導電層的面積比介於0.27至0.99之間；一下電極層，位於該第一絕緣層上；以及一第二絕緣層，位於該下電極層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一絕緣層為島狀。
3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該第一絕緣層為方形、矩形、多邊形、圓形或其組合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一絕緣層包括至少一開口。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該開口呈陣列方式排列。
6. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該開口為方形、矩形、多邊形、圓形或其組合。
7. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該下電極層的上表面具有至少一凹部，設置於對應該開口的位置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該凹部的寬度介於2.5μm至300μm之間。
9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該等凹部的間距介於20μm至80μm之間。
10. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該等凹部的深度介於0.08~0.30μm。
11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中第二絕緣層的厚度介於1.5μm至3.0μm之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該下電極層之上表面的表面粗糙度介於5%~40%之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該導電層中更包括一第一溝槽。
14. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該下電極層中更包括一第二溝槽。
15. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該導電層位於該畫素區之該基底上，用以電性連接該控制元件，以作為資料線。
16. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第二絕緣層為塗佈式有機絕緣層。
17. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括一上電極層，位於該第二絕緣層上。
18. 一種影像顯示系統，包含一顯示裝置，其中該顯示裝置包括如申請專利範圍第1項所述之顯示面板。
19. 如申請專利範圍第18項所述之影像顯示系統，更包含一電子裝置，其中該電子裝置包含：該顯示面板；以及一輸入裝置，其係與該顯示裝置耦接，並提供一訊號 至該顯示裝置以顯示影像。
20. 如申請專利範圍第19項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置為行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、或攜帶式數位影音光碟播放器。