TWI407410B - 影像顯示系統 - Google Patents

Description

影像顯示系統

本發明有關於一種平面顯示器技術，特別是有關於一種自發光顯示器，其中利用定義薄膜電晶體的主動層或閘極電極的材料層來電性連接用於發光元件的電源線。

近年來，平面顯示裝置的需求快速的增加，例如自發光顯示裝置。自發光顯示裝置通常利用有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)作為畫素區中用於影像顯示的發光元件，例如主動式陣列有機發光二極體(active matrix OLED,AMOLED)顯示器。在自發光顯示裝置的次畫素陣列中，每一次畫素(sub-pixel)單元通常包括：由一資料線DL、一掃描線SL、一電源線PL、一開關薄膜電晶體SW、一驅動薄膜電晶體DR、一儲存電容C、以及一發光二極體D所構成的一次畫素單元電路，如第1圖所示。

在AMOLED產品中，為了降低大電流流經電源線時所產生的壓降，都是盡可能地加寬電源線的寬度。再者，為了改善每一驅動薄膜電晶體的源極端電壓均一性(voltage uniformity)，通常會將電源線製作成網狀結構，使畫素陣列每一列中不同欄的次畫素的電源線能夠電性連接在一起。

由於網狀結構的電源線與資料線係由同一金屬層製作而成，因此部分的網狀結構的電源線會跨越資料線。因此，在電路設計上，必須在網狀結構的電源線與資料線的交點額外製作架橋(至少含二個接觸孔)。如此一來，會增加電路佈局以及製程的複雜度。再者，網狀結構的電源線所需的空間會限制畫素尺寸，使顯示器中畫素的解析度(pixel per inch,ppi)無法提升。

因此，有必要尋求一種用於OLED顯示器的電源線結構，其可在改善電壓均一性的同時，提升顯示器解析度。

本發明一實施例提供一種影像顯示系統。此系統包括一自發光顯示裝置，一自發光顯示裝置，包括：一基板以及設置於基板上的第一及第二次畫素單元。第一次畫素單元包括：一第一發光元件、一第一電源線、以及一第一儲存電容。第一電源線電性連接至第一發光元件。第一儲存電容具有一第一電極電性連接至第一電源線。第二次畫素單元相鄰於第一次畫素單元，包括：一第二發光元件、一第二電源線、以及一第二儲存電容。第二電源線電性連接至第二發光元件。第二儲存電容具有一第二電極電性連接至第二電源線，其中第一與第二電極由一連續的導電層所構成，使第一電源線經由連續的導電層而電性連接至第二電源線。

本發明另一實施例提供一種影像顯示系統，此系統包括一自發光顯示裝置，一自發光顯示裝置，包括：一基板以及設置於基板上的第一及第二次畫素單元。第一次畫素單元包括：一第一發光元件、一第一電源線、一第一儲存電容、及一第一驅動電晶體。第一電源線電性連接至第一發光元件及第一儲存電容的一第一金屬電極。第一驅動電晶體具有一第一源極摻雜區連接至第一電源線，以驅動第一發光元件。第二次畫素單元相鄰於第一次畫素單元，包括：一第二發光元件、一第二電源線、一第二儲存電容、及一第二驅動電晶體。第二電源線電性連接至第二發光元件及第二儲存電容的一第二金屬電極。第二驅動電晶體具有一第二源極摻雜區電性連接至第二電源線，以驅動第二發光元件。其中，第一與第二源極摻雜區由一連續的導電層所構成，使第一電源線經由連續的導電層而電性連接至第二電源線。

以下說明本發明實施例之製作與使用。然而，可輕易了解本發明所提供的實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

以下說明根據本發明一實施例之影像顯示系統。請參照第2及3圖，其中第2圖係繪示出根據本發明一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖，而第3圖係繪示出沿第2圖中3-3’線的剖面示意圖。自發光顯示裝置200包括：一基板100以及設置於基板100上排列成一陣列的複數次畫素單元。為了簡化圖式，此處僅繪示出二相鄰且用以顯示不同主色的第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b。基板100可由玻璃、石英、或其他透明材料所構成。再者，典型的次畫素單元中包括：一驅動薄膜電晶體(driving TFT)用於驅動發光元件、一開關薄膜電晶體(switching TFT)用於切換次畫素單元的狀態、一儲存電容用於儲存影像資料、一掃描線用於控制開關薄膜電晶體、一資料線用於傳送影像資料、以及一電源線透過驅動薄膜電晶體將電壓施加於發光元件。

在本實施例中，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b分別包括：一電源線110、一資料線112、一掃描線114、一儲存電容107、一驅動薄膜電晶體109、一發光元件111、以及一開關薄膜電晶體(未標示)。

發光元件111，例如有機發光二極體(OLED)，藉由導電插塞P2電性連接至驅動薄膜電晶體109的汲極D，再經由電性連接至驅動薄膜電晶體109的源極S的導電插塞P3而與電源線110電性連接。

儲存電容107包括：下電極102、上電極106、以及位於二電極102及106之間的的電容介電層104。在本實施例中，下電極102可由一半導體材料所構成，例如摻雜的多晶矽。上電極106可由金屬所構成，例如鉬(Mo)或鉬合金。電容介電層104可由氧化矽、氮化矽、或其組合所構成。下電極102電性連接至開關薄膜電晶體的汲極與驅動薄膜電晶體109的閘極G。再者，上電極106經由上方絕緣層108內的導電插塞P1而電性連接至電源線110，如第3圖所示。絕緣層108係作為保護層、平坦層、中間層、或其組合，且可由氧化矽、氮化矽、或其組合所構成。

在本實施例中，特別的是第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b中儲存電容107的上電極106由一連續的導電層所構成，例如一連續的金屬層。如此一來，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110可經由構成上電極106的連續的導電層而彼此電性連接。因此，在次畫素單元陣列中，同一列的次畫素單元，可透過連續的導電層來電性連接至少二個以上的電源線。在其他實施例中，同一列的次畫素單元，可透過二個以上的連續的導電層而構成多組電性連接的電源線。在一實施例中，至少一部分的連續的導電層大體垂直第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110的延伸方向。

位於絕緣層108上方的資料線112與電源線110可由圖案化同一導電層而成，其材質包括：鋁(Al)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、或其組合。

請參照第4及5圖，其中第4圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖，而第5圖係繪示出沿第4圖中5-5’線的剖面示意圖，其中相同於第2及3圖相同的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中，一第三次畫素單元200c與第一次畫素單元200a相鄰，且用於顯示相同於第一次畫素單元200a所顯示的主色。再者，上電極106電性連接至開關薄膜電晶體的汲極與驅動薄膜電晶體109的閘極G，而下電極102經由上方絕緣層108內的導電插塞P3而電性連接至電源線110，如第5圖所示。特別的是第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b中儲存電容107的下電極102由一連續的導電層所構成。在本實施例中，第三次畫素單元200c中儲存電容107的下電極102也可由該連續的導電層所構成。連續的導電層包括一半導體材料，例如摻雜的多晶矽。同樣地，第一次畫素單元200a、第二次畫素單元200b、及第三次畫素單元200c的電源線110可經由構成下電極102的連續的導電層而彼此電性連接。

在次畫素單元陣列中，同一列及/或同一欄的次畫素單元，可透過連續的導電層來電性連接對應的電源線。在其他實施例中，同一列及/或同一欄的次畫素單元，可透過二個以上的連續的導電層而構成多組具有電性連接的電源線的次畫素單元。在一實施例中，至少一部分的連續的導電層大體垂直第一次畫素單元200a、第二次畫素單元200b、及第三次畫素單元200c的電源線110的延伸方向。

在其他的實施例中，次畫素單元陣列中有些電源線110可藉由構成上電極106的連續的導電層而彼此電性連接(如第2及3圖所示)，而有些電源線110則可藉由構成下電極102的連續的導電層而彼此電性連接(如第4及5圖所示)。

請參照第6、7a、及7b圖，其中第6圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖，而第7a圖係繪示出沿第6圖中7a-7a’線的剖面示意圖且第7b圖係繪示出沿第6圖中7b-7b’線的剖面示意圖，其中相同於第2及3圖相同的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中，儲存電容107的下電極102由一半導體材料所構成，例如摻雜的多晶矽，而上電極106由金屬所構成，例如鉬(Mo)或鉬合金。上電極106經由上方絕緣層108內的導電插塞P1而電性連接至電源線110。再者，驅動薄膜電晶體109具有一源極摻雜區115，其經由上方絕緣層108內的導電插塞P3而電性連接至電源線110。

特別的是，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b中驅動薄膜電晶體109的源極摻雜區115由一連續的導電層所構成，例如摻雜的多晶矽。如此一來，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110可經由構成源極摻雜區115的連續的導電層而彼此電性連接，如第6及7b圖所示。再者，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b中儲存電容107的上電極106(即，金屬電極)也由一連續的金屬層所構成，如第6及7a圖所示。如此一來，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110也經由構成上電極106的連續的金屬層而彼此電性連接。在其他實施例中，第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110僅經由構成源極摻雜區115的連續的導電層而彼此電性連接，而第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b中儲存電容107的上電極106則彼此分開，使第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110未經由上電極106而彼此電性連接。在一實施例中，至少一部分的連續的導電層以及至少一部分的連續的金屬層大體垂直第一次畫素單元200a及第二次畫素單元200b的電源線110的延伸方向。

根據上述實施例，由於次畫素單元陣列中二個或二個以上同列、同欄或不同列且不同欄的次畫素單元的電源線彼此電性連接，因此可改善每一驅動薄膜電晶體的源極端電壓均一性。再者，由於採用電源線與資料線下方連續的金屬層及/或半導體層來電性連接次畫素單元的電源線，因此可簡化電路佈局以及製程的複雜度，同時不會限制畫素尺寸，而可提升顯示器中畫素的解析度。

第8圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有影像顯示系統方塊示意圖，其可實施於一平面顯示(FPD)裝置300或電子裝置500，例如一筆記型電腦、一手機、一數位相機、一個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、一桌上型電腦、一電視機、一車用顯示器、或一攜帶型DVD播放器。之前所述的自發光顯示裝置200可併入於平面顯示裝置300，而平面顯示裝置300可為OLED顯示器。如第8圖所示，平面顯示裝置300包括一自發光顯示裝置，如第2至7圖中的自發光顯示裝置200所示。在其他實施例中，自發光顯示裝置200可併入於電子裝置500。如第8圖所示，電子裝置500包括：一平面顯示裝置300及一輸入單元400。再者，輸入單元400係耦接至平面顯示器裝置300，用以提供輸入信號(例如，影像信號)至平面顯示裝置300以產生影像。

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。

C．．．儲存電容

D．．．發光二極體

DR．．．驅動薄膜電晶體

DL．．．資料線

PL．．．電源線

SL．．．掃描線

SW．．．開關薄膜電晶體

100．．．基板

102．．．下電極

104．．．電容介電層

106．．．上電極

107．．．儲存電容

108．．．絕緣層

109．．．驅動薄膜電晶體

110．．．電源線

111．．．發光元件

112．．．資料線

114．．．掃描線

115．．．源極摻雜區

200．．．自發光顯示裝置

200a．．．第一次畫素單元

200b．．．第二次畫素單元

300．．．平面顯示器裝置

400．．．輸入單元

500．．．電子裝置

200c．．．第三次畫素單元

D．．．汲極

G．．．閘極

P1、P2、P3．．．導電插塞

S．．．源極

第1圖係繪示出一自發光顯示裝置的次畫素單元電路示意圖；

第2圖係繪示出根據本發明一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖；

第3圖係繪示出沿第2圖中3-3’線的剖面示意圖；

第4圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖；

第5圖係繪示出沿第4圖中5-5’線的剖面示意圖；

第6圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有一自發光顯示裝置的影像顯示系統平面示意圖；

第7a圖係繪示出沿第6圖中7a-7a’線的剖面示意圖；

第7b圖係繪示出沿第6圖中7b-7b’線的剖面示意圖；以及

第8圖係繪示出根據本發明另一實施例之具有影像顯示系統方塊示意圖。

100．．．基板

102．．．下電極

106．．．上電極

107．．．儲存電容

109．．．驅動薄膜電晶體

110．．．電源線

111．．．發光元件

112．．．資料線

114．．．掃描線

200．．．自發光顯示裝置

200a．．．第一次畫素單元

200b．．．第二次畫素單元

200c．．．第三次畫素單元

D．．．汲極

G．．．閘極

P2、P3．．．導電插塞

S．．．源極

Claims (18)

1. 一種影像顯示系統，包括：一自發光顯示裝置，包括：一基板；一第一次畫素單元，設置於該基板上，包括：一第一發光元件；一第一電源線，電性連接至該第一發光元件；以及一第一儲存電容，具有一第一電極電性連接至該第一電源線；以及一第二次畫素單元，設置於該基板上且相鄰於該第一次畫素單元，包括：一第二發光元件；一第二電源線，電性連接至該第二發光元件；以及一第二儲存電容，具有一第二電極電性連接至該第二電源線；其中該第一與該第二電極由一第一連續的導電層所構成，使該第一電源線經由該第一連續的導電層而電性連接至該第二電源線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該自發光顯示裝置更包括：一第三次畫素單元，設置於該基板上且相鄰於該第二次畫素單元，包括：一第三發光元件；一第三電源線，電性連接至該第三發光元件；以及一第三儲存電容，具有一第三電極電性連接至該第三 電源線；其中該第三電極由該第一連續的導電層所構成，使該第一、該第二、及該第三電源線經由該第一連續的導電層而彼此電性連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一連續的導電層由一金屬所構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一連續的導電層由一半導體材料所構成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中至少一部分的該第一連續的導電層大體垂直該第一及該第二電源線的延伸方向。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該自發光顯示裝置更包括：一第三次畫素單元，設置於該基板上，包括：一第三發光元件；一第三電源線，電性連接至該第三發光元件；以及一第三儲存電容，具有一第三電極電性連接至該第三電源線；以及一第四次畫素單元，設置於該基板上且相鄰於該第三次畫素單元，包括：一第四發光元件；一第四電源線，電性連接至該第四發光元件；以及一第四儲存電容，具有一第四電極電性連接至該第四電源線；其中該第三與該第四電極由一第二連續的導電層所 構成，使該第三電源線經由該第二連續的導電層而電性連接至該第四電源線，且其中該第一與該第二連續的導電層具有不同的材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括：一平面顯示裝置，包括該自發光顯示裝置；以及一輸入單元，耦接至該平面顯示裝置，用以提供一輸入至該平面顯示裝置，使該平面顯示裝置顯示影像。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像顯示系統，其中該平面顯示裝置為一有機發光二極體顯示器。
9. 如申請專利範圍第7項所述之影像顯示系統，其中該系統包括一具有該平面顯示裝置的電子裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置包括一筆記型電腦、一手機、一數位相機、一個人數位助理、一桌上型電腦、一電視機、一車用顯示器、或一攜帶型DVD播放器。
11. 一種影像顯示系統，包括：一自發光顯示裝置，包括：一基板；一第一次畫素單元，設置於該基板上，包括：一第一發光元件；一第一電源線，電性連接至該第一發光元件；一第一儲存電容，具有一第一金屬電極連接至該第一電源線；以及一第一驅動電晶體，具有一第一源極摻雜區電性連接 至該第一電源線以驅動該第一發光元件；以及一第二次畫素單元，設置於該基板上且相鄰於該第一次畫素單元，包括：一第二發光元件；一第二電源線，電性連接至該第二發光元件；一第二儲存電容，具有一第二金屬電極連接至該第二電源線；以及一第二驅動電晶體，具有一第二源極摻雜區電性連接至該第二電源線，以驅動該第二發光元件；其中該第一與該第二源極摻雜區由一連續的導電層所構成，使該第一電源線經由該連續的導電層而電性連接至該第二電源線。
12. 如申請專利範圍第11項所述之影像顯示系統，其中該連續的導電層包括一摻雜的多晶矽。
13. 如申請專利範圍第11項所述之影像顯示系統，其中至少一部分的該連續的導電層大體垂直該第一及該第二電源線的延伸方向。
14. 如申請專利範圍第11項所述之影像顯示系統，該第一與該第二金屬電極由一連續的金屬層所構成，使該第一電源線經由該連續的金屬層而電性連接至該第二電源線。
15. 如申請專利範圍第11項所述之影像顯示系統，更包括：一平面顯示裝置，包括該自發光顯示裝置；以及一輸入單元，耦接至該平面顯示裝置，用以提供一輸 入至該平面顯示裝置，使該平面顯示裝置顯示影像。
16. 如申請專利範圍第15項所述之影像顯示系統，其中該平面顯示裝置為一有機發光二極體顯示器。
17. 如申請專利範圍第15項所述之影像顯示系統，其中該系統包括一具有該平面顯示裝置的電子裝置。
18. 如申請專利範圍第17項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置包括一筆記型電腦、一手機、一數位相機、一個人數位助理、一桌上型電腦、一電視機、一車用顯示器、或一攜帶型DVD播放器。