TWI538192B - 用於改善主動式矩陣有機發光二極體驅動之裝置及方法 - Google Patents

用於改善主動式矩陣有機發光二極體驅動之裝置及方法 Download PDF

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TWI538192B
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陳昱丞
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    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
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Description

用於改善主動式矩陣有機發光二極體驅動之裝置及方法 相關申請案之交叉參考
本申請案係2012年11月2日申請之題為「用於改善主動式矩陣有機發光二極體驅動之裝置及方法(Device and Method for Improving AMOLED Driving)」的美國專利申請案第13/667,942號的部份接續申請案，其以引用的方式併入本文中。
本發明大體而言係關於電子顯示器，且更特定言之，係關於用於在主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)電子顯示器中達成更精確灰階控制及增加之孔徑比的裝置及方法。
此章節意欲向讀者介紹技術之各種態樣，該等態樣可係關於本發明之在下文描述及/或主張之各種態樣。咸信此論述有助於向讀者提供背景資訊以促進更好地理解本發明之各種態樣。因此，應理解應照此閱讀此等敍述，且不作為先前技術之承認而閱讀。
平板顯示器(諸如，AMOLED顯示器)通常用於廣泛多種電子裝置中，該等電子裝置包括諸如電視、電腦及手持型裝置(例如，蜂巢式電話、音訊及視訊播放器、遊戲系統等)之消費型電子設備。此等顯示面板通常以相對薄之封裝提供適合用於多種電子商品中的平面顯示器。此外，此等裝置相比於相當的顯示技術可使用較少電力，從而使其適合用於電池供電之裝置中或需要最小化電力使用的其他情形中。
AMOLED顯示器通常包括配置成矩陣之圖像元件(例如，像素)以顯示可由使用者檢視之影像。當電壓經施加至每一像素時，AMOLED顯示器之個別像素可產生光。施加至AMOLED顯示器之像素的電壓可藉由兩個薄膜電晶體(TFT)來調節。舉例而言，電路切換TFT可用以調節流動至儲存電容器中之電流，且驅動TFT可用以調節提供至個別像素之OLED的電壓。AMOLED顯示器中之該等TFT之間的連接可延伸穿過像素之可另外用於顯示影像資料的區域。在某些組態中，像素孔徑比為像素之可用以顯示影像資料之透明區域與像素之總區域之間的比率。因此，TFT之間的連接可減小像素之可用以顯示影像資料的區域且藉此降低AMOLED顯示器之像素的孔徑比。
在電子顯示器中，每一像素之灰階可判定像素之輸出的強度。在某些顯示器中，每一像素之輸出的強度可自在最低強度下之黑色變化至在最高強度下之白色。如上文所提及，AMOLED顯示器之TFT中之一者可調節提供至個別像素之OLED的電壓。施加至驅動TFT之閘電極的電壓之範圍可判定流動至OLED之電流的量，且因此判定像素之灰階位準。在AMOLED顯示器中，可施加至驅動TFT之閘極的電壓之增大之範圍可產生對灰階之更精確控制。
下文闡述本文中所揭示之某些實施例之概述。應理解，僅呈現此等態樣以向讀者提供此等某些實施例之簡要概述，且此等態樣並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本發明可涵蓋下文可能並未闡述之多種態樣。
本發明之實施例係關於用於增加AMOLED顯示器之像素的孔徑比及灰階控制的裝置及方法。舉例而言，電子裝置之顯示器可包括具有第一源極、第一汲極、第一通道及第一閘電極之驅動薄膜電晶體(TFT)。另外，電路切換TFT可包括第二源極、第二汲極、第二通道 及第二閘電極。閘極絕緣層可安置於驅動TFT之第一閘電極之上。電路切換TFT之第二閘電極可安置於該閘極絕緣層之上。層間介電質(ILD)可安置於第一源極、第一汲極、第一通道、第二源極、第二汲極及第二通道之上。第一閘電極可電連接至電路切換TFT之第二汲極。此直接連接可減小由上文所提及之連接電路佔據的區域。此外，因為直接連接之區域減小，所以顯示器之像素的像素孔徑比可增加。
可關於本發明之各種態樣進行對上文提到之特徵的各種改進。其他特徵亦可併入此等各種態樣中。此等改進及額外特徵可個別地或以任何組合之形式而存在。舉例而言，下文關於所說明實施例中之一或多者而論述的各種特徵可單獨地或以任何組合形式併入至本發明之該等上述態樣中的任一者中。上文所呈現之簡要概述僅意欲在不限制所主張標的情況下使讀者熟悉本發明之實施例的某些態樣及情形。
8‧‧‧電子裝置
10‧‧‧顯示器
12‧‧‧輸入及輸出(I/O)埠
14‧‧‧使用者輸入結構
16‧‧‧處理器
18‧‧‧記憶體裝置
20‧‧‧非揮發性儲存器
22‧‧‧擴充卡
24‧‧‧網路連接裝置/網路裝置
26‧‧‧電源
30‧‧‧手持型電子裝置
31‧‧‧殼體
32‧‧‧AMOLED顯示器
34‧‧‧圖形使用者介面(GUI)
36‧‧‧圖示
50‧‧‧膝上型電腦
52‧‧‧外殼
60‧‧‧顯示面板
62‧‧‧單位像素
62a‧‧‧單位像素/紅色像素
62b‧‧‧單位像素/藍色像素
62c‧‧‧單位像素/綠色像素
62d‧‧‧單位像素
62e‧‧‧單位像素
62f‧‧‧單位像素
64‧‧‧閘極線
66‧‧‧源極線
68‧‧‧電力供應線
70‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
72‧‧‧驅動薄膜電晶體(TFT)
74‧‧‧電路切換薄膜電晶體(TFT)
76‧‧‧源極
78‧‧‧汲極
80‧‧‧閘極
82‧‧‧源極
84‧‧‧汲極
86‧‧‧閘極
88‧‧‧有機發光二極體(OLED)
89‧‧‧儲存電容器
90‧‧‧源極驅動器積體電路(IC)
92‧‧‧影像資料
94‧‧‧閘極驅動器積體電路(IC)
96‧‧‧影像信號/時序資訊
98‧‧‧電源供應器
110‧‧‧曲線圖
112‧‧‧曲線
114‧‧‧閘極電壓
116‧‧‧汲極電流
118‧‧‧方框
120‧‧‧閘極電壓變化
122‧‧‧汲極電流差
130‧‧‧基板
132‧‧‧通道
134‧‧‧通道
136‧‧‧閘極絕緣體/閘極絕緣層
138‧‧‧層間介電質(ILD)
140‧‧‧像素電極
142‧‧‧接點
144‧‧‧通孔
146‧‧‧絕緣層
148‧‧‧頂部電極
160‧‧‧流程圖/連接
162‧‧‧寬度
164‧‧‧虛設閘電極
166‧‧‧凸起部分
180‧‧‧流程圖/第一閘極絕緣層
182‧‧‧第二閘極絕緣層
184‧‧‧流程圖
在閱讀以下詳細描述之後且在參看圖式之後，可更好地理解本發明之各種態樣，其中：圖1為根據本發明之實施例的可包括驅動薄膜電晶體(TFT)之電子裝置的例示性組件之方塊圖；圖2為根據本發明之實施例的手持型電子裝置之正視圖；圖3為根據本發明之實施例的筆記型電腦之透視圖；圖4為說明根據本發明之實施例的圖1之顯示裝置之單位像素之矩陣的一部分之電路圖；圖5為描繪根據本發明之實施例的主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器之TFT的閘極電壓與汲極電流之間的關係之曲線圖；圖6為根據本發明之實施例的具有驅動TFT之AMOLED顯示器之一部分的橫截面圖； 圖7為根據本發明之實施例的用於製造供顯示器中使用之AMOLED單位像素之程序的流程圖；圖8為根據本發明之實施例的具有圖7之驅動TFT的AMOLED顯示器之部分的俯視圖；圖9為根據本發明之實施例的具有驅動TFT(具有浮動閘極)之AMOLED顯示器之一部分的橫截面圖；圖10為用於製造AMOLED顯示器之程序的流程圖；圖11為根據本發明之實施例的具有驅動TFT之AMOLED顯示器之一部分的橫截面圖，該驅動TFT具有安置於閘極之上的通道；及圖12為根據本發明之實施例的用於製造供顯示器中使用之AMOLED單位像素之程序的流程圖。
下文中將描述一或多個特定實施例。為了提供此等實施例之簡明描述，不在說明書中描述實際實施例之所有特徵。應瞭解，在任何此實際實施之開發中，如在任何工程或設計專案中，必須作出眾多實施特定決策以達成開發者之特定目標，諸如順應系統相關及商業相關約束，其可因實施而異。此外，應瞭解，此開發努力可為複雜且耗時的，然而，但對於受益於本發明之一般技術者而言將為設計、生產及製造中之常規任務。
當介紹本發明之各種實施例之元件時，詞「一」及「該」意欲意謂存在元件中之一或多者。術語「包含」、「包括」及「具有」意欲為包括性的且意謂除所列元件外亦可存在額外元件。另外，應理解，對本發明之「一實施例」之提及並不意欲解釋為排除亦併有所陳述特徵之額外實施例的存在。
如上文所提及，本發明實施例係關於電子顯示器，特定言之係關於主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器。詳言之，本發明 實施例包括用以增加AMOLED顯示器的像素之孔徑比及像素之灰階控制的裝置。另外，本發明實施例包括用於製造具有增加之像素孔徑比的AMOLED顯示器之方法。可藉由減小顯示器之像素內的連接電路之區域而增加像素孔徑比。此外，本發明實施例包括用於製造具有對像素之增加之灰階控制的AMOLED顯示器的方法。可藉由增加驅動TFT之閘電極與通道之間的距離來增加對像素之灰階控制。
考慮到前述內容，下文描述合適電子裝置之一般描述，該等電子裝置可使用具有具改善之灰階控制及較大像素孔徑比之像素的電子顯示器。詳言之，圖1為描繪可存在於電子裝置中之適於供此顯示器使用的各種組件之方塊圖。圖2及圖3分別說明合適電子裝置之透視圖及正視圖，如所說明，合適電子裝置可為筆記型電腦或手持型電子裝置。
圖1為說明可存在於此電子裝置8中且可允許裝置8根據本文中所論述之技術起作用的組件之方塊圖。一般熟習此項技術者將瞭解，展示於圖1中之各種功能區塊可包含硬體元件(包括電路)、軟體元件(包括儲存於電腦可讀媒體上之電腦程式碼)，或硬體元件與軟體元件兩者之組合。應進一步注意，圖1僅為特定實施之一實例且僅意欲說明可存在於裝置8中的組件之類型。舉例而言，在當前說明之實施例中，此等組件可包括顯示器10、I/O埠12、輸入結構14、一或多個處理器16、記憶體裝置18、非揮發性儲存器20、擴充卡22、網路連接裝置24，及電源26。如將瞭解，顯示器10上所展示之影像資料的整體品質可受顯示器10之像素的灰階之可控性及孔徑比影響。
關於此等組件中之每一者，顯示器10可用以顯示由裝置8產生之各種影像。具體言之，在某些實施例中，顯示器10可為AMOLED顯示器。另外，在電子裝置8之某些實施例中，可結合可用作裝置8之控制介面之部分的觸敏元件(諸如，觸控螢幕)來提供顯示器10。
I/O埠12可包括經組態以連接至多種外部裝置之埠，外部裝置諸如電源、耳機或頭戴式耳機或其他電子裝置(例如，手持型裝置及/或電腦、印表機、投影儀、外部顯示器、數據機、銜接台等)。I/O埠12可支援任何合適介面類型，諸如通用串列匯流排(USB)埠、視訊埠、串列連接埠、IEEE-1394埠、乙太網路或數據機埠，及/或AC/DC電力連接埠。
輸入結構14可包括各種裝置、電路及藉以將使用者輸入或回饋提供至處理器16的通路。此等輸入結構14可經組態以控制裝置8之功能，在裝置8上執行之應用程式，及/或連接至電子裝置8或由電子裝置8使用的任何介面或裝置。舉例而言，輸入結構14可允許使用者導覽所顯示之使用者介面或應用程式介面。輸入結構14之實例可包括按鈕、滑動軸、開關、控制墊、按鍵、旋鈕、滾輪、鍵盤、滑鼠、觸控板等。
在某些實施例中，可一起提供輸入結構14及顯示器10，諸如在結合顯示器10提供觸敏機構之觸控螢幕的狀況下。在此等實施例中，使用者可經由觸敏機構選擇所顯示之介面元件或與所顯示之介面元件互動。以此方式，所顯示之介面可提供互動功能性，從而允許使用者藉由觸摸顯示器10來導覽所顯示之介面。
使用者與輸入結構14互動(諸如，與顯示於顯示器10上之使用者或應用程式介面互動)可產生指示使用者輸入之電信號。可經由合適通路(諸如，輸入集線器或匯流排)將此等輸入信號投送至該(等)處理器16以供進一步處理。
該(等)處理器16可提供處理能力以執行電子裝置8之作業系統、程式、使用者及應用程式介面以及任何其他功能。該(等)處理器16可包括一或多個微處理器，諸如一或多個「通用」微處理器、一或多個特殊用途微處理器及/或ASIC，或此等處理組件之某一組合。舉例而 言，處理器16可包括一或多個精簡指令集(RISC)處理器，以及圖形處理器、視訊處理器、音訊處理器及/或相關晶片組。
待由該(等)處理器16處理之指令或資料可儲存於電腦可讀媒體(諸如，記憶體18)中。可將此記憶體18提供為揮發性記憶體(諸如，隨機存取記憶體(RAM))及/或非揮發性記憶體(諸如，唯讀記憶體(ROM))。記憶體18可儲存多種資訊，且可用於各種目的。舉例而言，記憶體18可儲存電子裝置8之韌體(例如，基本輸入/輸出指令或作業系統指令)；執行於電子裝置8上之各種程式、應用程式或常式；使用者介面函式；處理器函式等。此外，記憶體18在電子裝置8之操作期間可用於緩衝或快取。
組件可進一步包括用於永續性儲存資料及/或指令的其他形式之電腦可讀媒體(諸如，非揮發性儲存器20)。非揮發性儲存器20可包括快閃記憶體、硬碟機或任何其他光學、磁性及/或固態儲存媒體。非揮發性儲存器20可用以儲存韌體、資料檔案、軟體、無線連接資訊及任何其他合適資料。
說明於圖1中之實施例亦可包括一或多個卡或擴充槽。卡槽可經組態以收納可用以添加功能性(諸如，額外記憶體、I/O功能性或網路連接能力)至電子裝置8之擴充卡22。此擴充卡22可經由任何類型之合適連接器連接至裝置，且可在電子裝置8之外殼內部或外部近接。舉例而言，在一實施例中，擴充卡22可為快閃記憶體卡，諸如安全數位(SD)卡、小型或微型SD、緊湊型快閃記憶體卡、多媒體卡(MMC)，或其類似者。
圖1中所描繪之組件亦包括網路裝置24，諸如網路控制器或網路介面卡(NIC)。在一實施例中，網路裝置24可為經由任何802.11標準或任何其他合適無線網路連接標準而提供無線連接性之無線NIC。網路裝置24可允許電子裝置8經由網路(諸如，區域網路(LAN)、廣域網 路(WAN)或網際網路)通信。此外，電子裝置8可連接至網路上之任何裝置(諸如，攜帶型電子裝置、個人電腦、印表機等)且與網路上之任何裝置進行資料發送或接收。或者，在一些實施例中，電子裝置8可不包括網路裝置24。在此實施例中，NIC可作為擴充卡22添加以提供如上文所描述之類似網路連接能力。
此外，組件亦可包括電源26。在一實施例中，電源26可為一或多個電池，諸如鋰離子聚合物電池或其他類型之合適電池。電池可為使用者可卸除式，或可緊固於電子裝置8之外殼內，且可為可再充電的。另外，電源26可包括AC電源，諸如由電插座提供之電源，且電子裝置8可經由電源配接器連接至電源26。此電源配接器亦可用於對一或多個電池(若存在)再充電。
考慮到前述內容，圖2說明呈手持型裝置30(此處為蜂巢式電話)形式之電子裝置8。應注意，雖然所描繪之手持型裝置30係在蜂巢式電話之情形中提供，但其他類型之手持型裝置(例如，用於播放音樂及/或視訊之媒體播放器、個人資料組合管理器、手持型遊戲平台，及/或此等裝置之組合)亦可合適地提供為電子裝置8。此外，合適手持型裝置30可併有一或多種類型之裝置(諸如，媒體播放器、蜂巢式電話、遊戲平台、個人資料組合管理器等)的功能性。
舉例而言，在所描繪之實施例中，手持型裝置30呈可提供各種額外功能性(諸如，拍照片、記錄音訊及/或視訊、聽音樂、玩遊戲等之能力)的蜂巢式電話之形式。如關於圖1之一般電子裝置所論述，手持型裝置30可允許使用者連接至網際網路或其他網路(諸如，LAN或WAN)且經由網際網路或經由其他網路通信。手持型電子裝置30亦可使用短程連接(諸如，藍芽及近場通信)來與其他裝置通信。藉由實例，手持型裝置30可為可自加利福尼亞庫比蒂諾之蘋果公司購得的iPod®、iPhone®或iPad®之型號。
在所描繪之實施例中，手持型裝置30包括保護內部組件免受實體損傷且屏蔽內部組件以使其免受電磁干擾的殼體或主體31。殼體31可由任何合適材料(諸如，塑膠、金屬或複合材料)形成，且可允許某些頻率之電磁輻射通過而到達手持型裝置30內之無線通信電路以促進無線通信。
在所描繪之實施例中，殼體31包括使用者輸入結構14，使用者可經由該等使用者輸入結構14與裝置介接。每一使用者輸入結構14可經組態以在被致動時幫助控制裝置功能。舉例而言，在蜂巢式電話實施中，輸入結構14中之一或多者可經組態以調用「home(主)」畫面或選單以進行顯示、在睡眠與喚醒模式之間切換、使蜂巢式電話應用程式之響鈴無聲、增大或減小音量輸出，等等。
在所描繪之實施例中，手持型裝置30包括呈AMOLED顯示器32之形式的顯示器10。AMOLED顯示器32可用以顯示允許使用者與手持型裝置30互動之圖形使用者介面(GUI)34。GUI 34可包括各種層、視窗、畫面、範本或可在顯示器10之全部或一部分中顯示的其他圖形元件。一般而言，GUI 34可包括表示手持型裝置30之應用程式及功能的圖形元件。圖形元件可包括圖示36及表示按鈕、滑動軸、選單列及其類似者之其他影像。圖示36可對應於手持型裝置30之可在選擇各別圖示36後開啟的各種應用程式。此外，圖示36之選擇可導向階層式導覽程序，使得圖示36之選擇導向包括一或多個額外圖示或其他GUI元件之畫面。圖示36可經由包括於顯示器10中之觸控螢幕來選擇，或可藉由使用者輸入結構14(諸如，滾輪或按鈕)來選擇。
手持型電子裝置30亦可包括允許將手持型裝置30連接至外部裝置之各種輸入及輸出(I/O)埠12。舉例而言，一I/O埠12可為允許在手持型電子裝置30與另一電子裝置(諸如，電腦)之間傳輸及接收資料或命令的埠。此I/O埠12可為來自蘋果公司之專屬埠，或可為開放標準 I/O埠。
除手持型裝置30(諸如，圖2之所描繪蜂巢式電話)外，電子裝置8亦可採取電腦或其他類型之電子裝置之形式。此等電腦可包括通常為攜帶型之電腦(諸如，膝上型電腦、筆記型電腦及平板電腦)以及通常在一處使用之電腦(諸如，習知桌上型電腦、工作站及/或伺服器)。在某些實施例中，呈電腦形式之電子裝置8可為可自蘋果公司購得之MacBook®、MacBook® Pro、MacBook Air®、iMac®、Mac® mini、Mac Pro®或iPad®的型號。藉由實例，根據一實施例，在圖3中說明呈膝上型電腦50之形式之電子裝置8。所描繪之電腦50包括外殼52、顯示器10(例如，AMOLED顯示器32)、輸入結構14及輸入/輸出埠12。
在一實施例中，輸入結構14(諸如，鍵盤及/或觸控板)可用以與電腦50互動，(諸如)以啟動、控制或操作GUI或在電腦50上執行之應用程式。舉例而言，鍵盤及/或觸控板可允許使用者導覽在顯示器10上顯示之使用者介面或應用程式介面。
如所描繪，呈電腦50之形式的電子裝置8亦可包括各種輸入及輸出埠12以允許連接額外裝置。舉例而言，電腦50可包括適於連接至另一電子裝置、投影儀、補充顯示器(supplemental display)等的I/O埠12，諸如USB埠或其他埠。另外，電腦50可包括網路連接性、記憶體及儲存能力，如關於圖1所描述。結果，電腦50可儲存並執行GUI及其他應用程式。
應注意，具有當前揭示之顯示器10的電子裝置8可包括不同於作為實例而論述之彼等裝置的裝置。此外，電子裝置亦可包括具有顯示器10(諸如，電視、獨立顯示裝置等)之任何裝置。
如所提及，電子裝置之顯示器10可為AMOLED顯示器32。AMOLED顯示器32包括含有發光電路之像素之矩陣。因此，圖4說明 包括顯示器10之像素之矩陣之一部分的電路。如所說明，顯示器10可包括顯示面板60。此外，顯示面板60可包括經配置為陣列或矩陣之多個單位像素62，該陣列或矩陣界定共同形成顯示器10之可顯示影像之可檢視區域的單位像素62之多個列及行。在此陣列中，每一單位像素62可由列與行之相交界定，列及行在此處分別由所說明之閘極線64(亦稱作「掃描線」)及源極線66(亦稱作「資料線」)表示。另外，電力供應線68可將電力提供至單位像素62中之每一者。
儘管僅展示分別由參考數字62a至62f個別地引用之六個單位像素，但應理解，在實際實施中，每一源極線66及閘極線64可包括數百或甚至數千個此單位像素62。藉由實例，在具有1024×768之顯示解析度的彩色顯示面板60中，每一源極線66(其可界定像素陣列之行)可包括768個單位像素，而每一閘極線64(其可界定像素陣列之列)可包括1024個單位像素群組，其中每一群組包括一紅色像素、一藍色像素及一綠色像素，因此每一閘極線64總計3072個單位像素。藉由其他實例，面板60可具有480×320或960×640之解析度。在當前說明之實例中，單位像素62a至62c可表示具有紅色像素(62a)、藍色像素(62b)及綠色像素(62c)的像素群組。單位像素62d至62f之群組可以類似方式來配置。另外，在產業中，術語「像素」可指鄰近之不同色彩像素(例如，紅色像素、藍色像素及綠色像素)之群組亦為常見的，其中該群組中之個別色彩像素中的每一者被稱作「子像素」。
圖4中所展示之每一單位像素62a至62f包括兩個薄膜電晶體(TFT)70：一驅動TFT 72及一電路切換TFT 74。驅動TFT 72可包括源極76、汲極78及閘極80。同樣地，電路切換TFT 74可包括源極82、汲極84及閘極86。在所說明之實施例中，每一驅動TFT 72之源極76可電耦接至電力供應線68。類似地，每一驅動TFT 72之汲極78可電連接至有機發光二極體(OLED)88。此外，每一電路切換TFT 74之源極82可電連接 至源極線66，而每一電路切換TFT 74之汲極84可電連接至每一驅動TFT 72之閘極80。每一電路切換TFT 74之閘極86可電連接至閘極線64。每一TFT 70充當切換元件，且可基於閘極啟動信號(亦稱作掃描信號)在TFT 70之閘極處的各別存在或不存在而在預定時段內經啟動及撤銷啟動(例如，接通及切斷)。此外，儲存電容器89可電連接至每一電路切換TFT 74之汲極84及不同單位像素62之閘極線64。
顯示器10亦包括可包括晶片之源極驅動器積體電路(IC)90(諸如，處理器或ASIC)，其經組態以控制顯示器10及面板60之各種態樣。舉例而言，源極驅動器IC 90可接收來自該(等)處理器16之影像資料92，且將對應影像信號發送至面板60之單位像素62。源極驅動器IC 90亦可耦接至閘極驅動器IC 94，閘極驅動器IC 94可經組態以經由閘極線64提供/移除閘極啟動信號以啟動/撤銷啟動單位像素62之列。源極驅動器IC 90可包括時序控制器，其判定時序資訊96且將其發送至閘極驅動器IC 94以促進單位像素62之個別列的啟動及撤銷啟動。在其他實施例中，可以某一其他方式(例如，使用與源極驅動器IC 90分離之時序控制器)將時序資訊提供至閘極驅動器IC 94。此外，雖然圖4僅描繪單一源極驅動器IC 90，但應瞭解，其他實施例可利用多個源極驅動器IC 90以將影像信號96提供至單位像素62。舉例而言，額外實施例可包括沿面板60之一或多個邊緣安置的多個源極驅動器IC 90，其中每一源極驅動器IC 90經組態以控制源極線66及/或閘極線64之子集。
在操作中，源極驅動器IC 90接收來自處理器16或離散顯示控制器之影像資料92，且基於所接收資料而輸出信號以控制單位像素62。舉例而言，為顯示影像資料92，源極驅動器IC 90及閘極驅動器IC 94可分別將電壓供應至電路切換TFT 74之源極82及閘極86，以對每一儲存電容器89充電。儲存電容器89可驅動該驅動TFT 72之閘極80，以將 電流自電源供應器98提供至每一單位像素62之OLED 88。如可瞭解，特定單位像素之色彩取決於對應OLED 88之色彩。可針對面板60中之像素62的每一列重複上文所描述之程序以將影像資料92再生為顯示器10上之可檢視影像。
如上文所提及，顯示器10之像素含有TFT以驅動且控制供應至顯示電路之電流。圖5為描繪用於驅動顯示器10中之TFT之曲線112的曲線圖110。曲線圖110之x軸表示驅動TFT 72之閘極電壓114。曲線圖110之y軸表示驅動TFT 72之汲極電流116。曲線圖110上之方框118展示TFT閘極電壓操作範圍。較大閘極電壓操作範圍可促進對顯示器10中之每一像素的灰階之改善控制。另外，針對給定電流範圍之較大閘極電壓操作範圍可減小曲線112之斜率。當曲線112之斜率減小時，相同閘極電壓變化120可引起較小汲極電流差122，藉此促進對顯示器10中之每一像素的灰階之改善控制。
可製造顯示器10以促進對像素之灰階的較大控制且增加像素之孔徑比。因此，圖6說明此顯示器10之單位像素62的橫截面圖。將結合圖7來論述圖6之橫截面圖。圖7說明用於製造圖6之單位像素62的程序之流程圖160。單位像素62可由若干層形成。具體言之，單位像素62可包括基板130，及安置於基板130上之一或多個薄膜電晶體(TFT)層，如由圖7之區塊162所表示。在圖6中所說明之實施例中，單位像素62包括驅動TFT 72及電路切換TFT 74。驅動TFT 72包括源極76、通道132、汲極78及閘極80。此外，電路切換TFT 74包括源極82、通道134、汲極84及閘極86。在一些實施例中，單位像素62可包括一個以上驅動TFT 72及/或一個以上電路切換TFT 74。如所說明，閘極絕緣層136安置於驅動TFT 72之源極76、通道132及汲極78之上。此外，將閘極絕緣層136安置於電路切換TFT 74之源極82、通道134及汲極84之上，如由圖7之區塊164所表示。閘極絕緣層136可使電路切換TFT 74 之通道134與電路切換TFT 74之閘極86絕緣。
如圖6中所說明且由圖7之區塊166所表示，電路切換TFT 74之閘極86安置於電路切換TFT 74之閘極絕緣層136之上，以控制流經電路切換TFT 74之通道134的電流。將層間介電質(ILD)138安置於閘極86及閘極絕緣層136之上，如由圖7之區塊168所表示。可沿ILD 138之一部分而安置像素電極140，如由圖7之區塊170所表示。像素電極140可藉由接點142及通孔144而電耦接至驅動TFT 72之汲極78。一或多個接點142安置於ILD 138之上，且藉由延伸穿過ILD 138及閘極絕緣層136之各別通孔144而電耦接至源極76、源極82、汲極78及汲極84。驅動TFT 72之閘極80安置於ILD 138之上處於驅動TFT 72之通道132正上方，以控制流經驅動TFT 72之通道132的電流。可在單一製造步驟中安置通孔144、接點142及驅動TFT 72之閘極80，如由圖7之區塊172所表示。
驅動TFT 72之閘極80安置於ILD 138之上且在驅動TFT 72之通道132正上方，以提供對驅動TFT 72之更好電壓控制。驅動TFT 72之閘極80與驅動TFT 72之通道132之間的較大距離可減小形成於驅動TFT 72之閘極80與通道132之間的電容。驅動TFT 72之閘極80與通道132之間的此減小之電容可使用施加至閘極80之較大範圍之電壓，以使對應範圍之電流流經驅動TFT 72之通道132。可能輸入電壓之大範圍可提供更精確的電壓及電流控制。此外，更好電壓及電流控制可提供更準確的灰階控制。
如由圖7之區塊174所表示，可將絕緣層146(諸如，有機平坦化層)安置於ILD 138、接點142、驅動TFT 72之第一閘電極80及像素電極140之一部分之上。可將OLED 88(例如，OLED層)安置於像素電極140正上方，如由圖7中之區塊176所表示。在當前實施例中，顯示器10可為底部發射顯示器。舉例而言，可將頂部電極148安置於OLED 88及絕緣層146之上，如由圖7中之區塊178所表示。具體言之，當電流在像素電極140與頂部電極148之間流動(例如，流經OLED 88)時，OLED 88可發射光。如可瞭解，像素電極140可包含透射自OLED 88發射之光的透明材料。
如上文所提及，藉由形成如圖6及圖7中所描述之單位像素62，與將連接電路切換TFT 74與驅動TFT 72之電路安置於單位像素62之不同層中的其他設計相比，可增加像素孔徑比。圖8說明圖6中所展示之單位像素62的俯視圖。如所說明，電路切換TFT 74之汲極84電耦接至驅動TFT 72之閘極80。如上文所論述，閘極80安置於ILD 138之上。相比而言，閘極86安置於ILD 138下方。閘極80在ILD 138之上的形成可促進使用接點142及通孔144之閘極80至汲極84的連接160。如上文所提及，可在與閘極80、接點142及通孔144相同之製造步驟中形成連接160，以減少製造步驟。連接160具有可藉由在與閘極80相同之層中形成連接160而減少的寬度162，從而消除額外連接電路。對於給定單位像素62，減少寬度162可促進將更多區域用於顯示器10之像素電極140及OLED 88，其又可增加顯示器10之孔徑比。
其他實施例及上文所提及之實施例的變化可具有額外特徵。舉例而言，圖9說明顯示器10之單位像素62之另一實施例的橫截面圖。在此實施例中，虛設閘電極164安置於閘極絕緣體136及驅動TFT 72之通道132之上。虛設閘電極164可充當摻雜遮罩，從而允許在不使用光阻層形成遮罩之情況下使驅動TFT 72之源極76及汲極78摻雜。使用虛設閘電極164作為摻雜遮罩可減少製造顯示器10之TFT 70的製造步驟之數目。ILD 138亦可包括凸起部分166以增加在虛設閘電極164之上的ILD 138之厚度。
可將如上文所描述而製造之包括TFT 70的單位像素62之矩陣製造至待用於電子裝置8中之顯示器10中。圖10說明用於製造AMOLED 顯示器之程序之流程圖180。如上文所描述，可形成單位像素62之矩陣以提供顯示面板60，如由區塊182所表示。顯示面板60可包括按列及行配置之多個單位像素62，如圖4中所說明。處理器16(例如，處理裝置)可耦接至顯示面板60，如由區塊184所表示。此外，可將顯示面板60及處理器16安置於電子裝置8之外殼中，如由區塊186所表示。
如本文中所論述，可以眾多方式來製造顯示器10以促進對像素之灰階的較大控制且增加像素之孔徑比。因此，圖11說明此顯示器10之單位像素62的另一橫截面圖。將結合圖12來論述圖11之橫截面圖。圖12說明用於製造圖11之單位像素62之程序的流程圖184。單位像素62可由若干層形成。具體言之，單位像素62可包括基板130及安置於基板130之上的驅動TFT 72之閘極80，如由圖12之區塊186所表示。驅動TFT 72之閘極80可用以控制流經驅動TFT 72之通道132的電流。在圖11中所說明之實施例中，單位像素62包括驅動TFT 72及電路切換TFT 74。驅動TFT 72包括源極76、通道132、汲極78及閘極80。此外，電路切換TFT 74包括源極82、通道134、汲極84及閘極86。在一些實施例中，單位像素62可包括一個以上驅動TFT 72及/或一個以上電路切換TFT 74。如所說明，將第一閘極絕緣層180安置於驅動TFT 72之閘極80之上，如由圖12之區塊188所表示。第一閘極絕緣層180可使驅動TFT 72之通道132與驅動TFT 72之閘極80絕緣。
如圖11中所說明且由圖12之區塊190所表示，將電路切換TFT 74之閘極86安置於第一閘極絕緣層180之上，且用以控制流經電路切換TFT 74之通道134的電流。此外，將第二閘極絕緣層182安置於電路切換TFT 74之閘極86及第一絕緣層180之上，如由圖12之區塊192所表示。此外，將驅動TFT 72之源極76、通道132及汲極78以及電路切換TFT 74之源極82、通道134及汲極84安置於第二閘極絕緣層182之上，如由圖12之區塊194所表示。
將層間介電質(ILD)138安置於驅動TFT 72之源極76、通道132及汲極78以及電路切換TFT 74之源極82、通道134及汲極84之上，如由圖12之區塊196所表示。可沿ILD 138之一部分安置像素電極140，如由圖12之區塊198所表示。像素電極140可藉由接點142及通孔144電耦接至驅動TFT 72之汲極78。一或多個接點142安置於ILD 138之上，且藉由延伸穿過ILD 138之各別通孔144而電耦接至源極76、源極82、汲極78及汲極84。可在單一製造步驟中安置通孔144及接點142，如由圖12之區塊200所表示。
在驅動TFT 72之閘極80藉由第一閘極絕緣層180及第二閘極絕緣層182而與通道132分離的情況下，對驅動TFT 72之更好電壓控制可係可能的。舉例而言，驅動TFT 72之閘極80與驅動TFT 72之通道132之間的較大距離可減小形成於驅動TFT 72之閘極80與通道132之間的電容。驅動TFT 72之閘極80與通道132之間的此減小之電容可使用施加至閘極80之較大範圍之電壓，以導致對應範圍之電流流經驅動TFT 72之通道132。可能輸入電壓之大範圍可提供更精確的電壓及電流控制。此外，更好電壓及電流控制可提供更準確的灰階控制。
如由圖12之區塊202所表示，可將絕緣層146(諸如，有機平坦化層)安置於ILD 138、接點142及像素電極140之一部分之上。可將OLED 88(例如，OLED層)安置於像素電極140正上方，如由圖12中之區塊204所表示。在當前實施例中，顯示器10可為底部發射顯示器。舉例而言，可將頂部電極148安置於OLED 88及絕緣層146之上，如由圖12之區塊206所表示。具體言之，當電流在像素電極140與頂部電極148之間流動(例如，流經OLED 88)時，OLED 88可發射光。如可瞭解，像素電極140可包含透射自OLED 88發射之光的透明材料。
已藉由實例展示了上文所描述之特定實施例，且應理解，此等實施例可易受各種修改及替代形式影響。應進一步理解，申請專利範 圍並不意欲限於所揭示之特定形式，而是涵蓋屬於本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代例。
62‧‧‧單位像素
70‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
72‧‧‧驅動薄膜電晶體(TFT)
74‧‧‧電路切換薄膜電晶體(TFT)
76‧‧‧源極
78‧‧‧汲極
80‧‧‧閘極
82‧‧‧源極
84‧‧‧汲極
86‧‧‧閘極
88‧‧‧有機發光二極體(OLED)
130‧‧‧基板
132‧‧‧通道
134‧‧‧通道
136‧‧‧閘極絕緣體/閘極絕緣層
138‧‧‧層間介電質(ILD)
140‧‧‧像素電極
142‧‧‧接點
144‧‧‧通孔
146‧‧‧絕緣層
148‧‧‧頂部電極

Claims (16)

  1. 一種用於一電子裝置之顯示器，其包含：一像素，其包含：一第一薄膜電晶體(TFT)之一第一閘極，其安置於一基板之上；一第一絕緣層，其安置於該第一閘極之上；一第二TFT之一第二閘極，其安置於該第一絕緣層之上，其中該第二閘極安置於其上之該第一絕緣層係相同於安置於該第一閘極之上之該第一絕緣層；一第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層及該第二閘極之上，使得該第一閘極安置於該基板與該第一絕緣層之間，且該第二閘極安置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間；一TFT層，其直接安置於該第二絕緣層之上，其中該TFT層包含該第一TFT或該第二TFT之一源極、一汲極及鄰近於該源極及該汲極而安置之一通道；一第三絕緣層，其安置於該TFT層之上；一第一通孔，其耦接至該源極且延伸穿過該第三絕緣層；一第二通孔，其耦接至該汲極且延伸穿過該第三絕緣層；及一像素電極，其安置於該第二絕緣層之上。
  2. 如請求項1之顯示器，其包含經組態以將該汲極電耦接至該像素電極之一導體。
  3. 如請求項1之顯示器，其包含安置於該第二絕緣層之上的一有機發光二極體(OLED)層。
  4. 如請求項1之顯示器，其包含安置於該第二絕緣層之上的一頂部 電極層。
  5. 一種電子裝置，其包含：一像素矩陣，該像素矩陣中之每一像素包含：一驅動薄膜電晶體(TFT)，其包含一第一源極、一第一汲極、一第一通道及一第一閘極；一電路TFT，其包含一第二源極、一第二汲極、一第二通道及一第二閘極，其中該第二汲極電耦接至該第一閘極；一第一閘極絕緣層，其安置於該驅動TFT之該第一閘極之上，且該電路TFT之該第二閘極安置於該第一閘極絕緣層之上，其中該第二閘極安置於其上之該第一閘極絕緣層係相同於安置於該驅動TFT之該第一閘極之上之該第一閘極絕緣層；一第二閘極絕緣層，其安置於該電路TFT之該第二閘極之上，其中該驅動TFT之該第一源極、該第一汲極及該第一通道直接安置於該第二閘極絕緣層之上，且該電路TFT之該第二源極、該第二汲極及該第二通道直接安置於該第二閘極絕緣層之上，使得該第一閘極絕緣層位於該驅動TFT之該第一閘極與該電路TFT之該第二閘極之間，且該第二閘極位於該第一閘極絕緣層與該第二閘極絕緣層之間；一層間介電質(ILD)，其安置於該驅動TFT之該第一源極、該第一汲極及該第一通道以及該電路TFT之該第二源極、該第二汲極及該第二通道之上；一第一通孔，其耦接至該第一源極或該第二源極且延伸穿過該ILD；一第二通孔，其耦接至該第一汲極或該第二汲極且延伸穿過該ILD；及一像素電極，其安置於該ILD之上。
  6. 如請求項5之電子裝置，其包含安置於該ILD之上的一絕緣層。
  7. 如請求項5之電子裝置，其中安置於該ILD之上之該像素電極電耦接至該第一汲極。
  8. 如請求項5之電子裝置，其包含安置於該ILD之上的一有機發光二極體(OLED)層。
  9. 如請求項5之電子裝置，其包含安置於該ILD之上的一頂部電極層。
  10. 如請求項5之電子裝置，其中該驅動TFT之該第一閘極電耦接至該電路TFT之該第二汲極。
  11. 一種顯示器，其包含：一像素陣列，該像素陣列中之每一像素包含：一第一薄膜電晶體(TFT)之一第一源極、一第一汲極及一第一通道，其安置於該第一TFT之一第一閘極之上；一第二TFT之一第二源極、一第二汲極及一第二通道，其安置於該第二TFT之一第二閘極之上；及一連續的閘極絕緣層，其安置於一基板之上；其中該第一TFT之該第一閘極安置於該基板之上，且該連續的閘極絕緣層安置於該第一閘極之上，且其中該第二TFT之該第二閘極安置於該連續的閘極絕緣層之上，使得該第一閘極位於該基板與該連續的閘極絕緣層之間，且該第二閘極安置於相同於安置於該第一閘極之上之該連續的閘極絕緣層之上；一第二絕緣層，其安置於該連續的閘極絕緣層及該第二閘極之上；直接安置於該第二絕緣層之上之該第一TFT之一第一通道及該第二TFT之一第二通道； 一第三絕緣層，其安置於該第一TFT之該第一源極、該第一汲極及該第一通道與該第二TFT之該第二源極、該第二汲極及該第二通道之上；一第一通孔，其耦接至該第一源極或該第二源極且延伸穿過該第三絕緣層；一第二通孔，其耦接至該第一汲極或該第二汲極且延伸穿過該第三絕緣層；及一像素電極，其安置於該第三絕緣層之上。
  12. 如請求項11之顯示器，其中該第三絕緣層包含一層間介電質(ILD)。
  13. 如請求項12之顯示器，其包含安置於該ILD之上的一絕緣層。
  14. 如請求項12之顯示器，其中安置於該ILD之上之該像素電極電耦接至該第一TFT之該第一汲極。
  15. 如請求項12之顯示器，其包含安置於該ILD之上的一有機發光二極體(OLED)層。
  16. 一種製造一顯示器之方法，其包含：提供一顯示面板，其中該顯示面板包含複數個單位像素，每一單位像素包含：一第一薄膜電晶體(TFT)之一第一閘極，其安置於一基板之上；一第一絕緣層，其安置於該第一閘極之上；一第二TFT之一第二閘極，其安置於該第一絕緣層之上，其中該第二閘極安置於其上之該第一絕緣層係相同於安置於該第一閘極之上之該第一絕緣層；一第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層及該第二閘極之上，使得該第一閘極安置於該基板與該第一絕緣層之間，且 該第二閘極安置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間；及直接安置於該第二絕緣層之上之一第一TFT層及一第二TFT層，其中該第一TFT層及該第二TFT層之每一者包含一源極、一汲極及鄰近於該源極及該汲極而安置之一通道；一第三絕緣層，其安置於該第一TFT層及該第二TFT層之上；一第一通孔，其耦接至第一源極且延伸穿過該第三絕緣層；一第二通孔，其耦接至第一汲極且延伸穿過該第三絕緣層；及一像素電極，其安置於該第三絕緣層之上；其中該第一TFT之該第一閘極電耦接至該第二TFT之一第二汲極；將一處理裝置耦接至該顯示面板；及將該顯示面板及該處理裝置安置於一外殼內。
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