TWI640815B - 具有窄邊框的顯示器 - Google Patents

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TWI640815B
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金度成
谷領介
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Abstract

本發明係關於一種具有窄邊框結構的顯示器。本發明提出一種平板顯示器，其包含：具有顯示區及非顯示區的一基板、設置於非顯示區且包含有第一閘極電極、第一源極電極及第一汲極電極的一上拉薄膜電晶體，以及設置於該第一閘極電極與該第一源極電極之間的一升壓電容器，其中該升壓電容器包含一遮光層連接該第一閘極電極，且該遮光層與該第一源極電極重疊，但與該第一汲極電極不重疊。

Description

具有窄邊框的顯示器
本發明關於一種具有窄邊框的顯示器，特別是一種具有閘極驅動電路直接形成於顯示器之基板上且升壓電容器(或升壓電容)疊合於顯示器之薄膜電晶體的窄邊框結構的平板顯示器。
現今各種的平板顯示器(FPD)被研發出來以克服體積大且笨重的陰極射線管(Cathode Ray Tube, CRT)的許多缺點。平板顯示器被應用在多種電子設備，包含行動電話、平板電腦、筆記型電腦等。
顯示器經歷了技術層面與設計層面的研究與發展。近來，對消費者來說更具有吸引力的設計層面的研發需求特別被重視。舉例來說，針對顯示器厚度的極小化的努力已穩定地進行中。又例如形成顯示器的窄邊緣(或邊框)的技術蓬勃地發展。窄邊框技術係藉由極小化顯示器的左右邊緣且極大化顯示器的有效顯示區，以實現較寬且較大的影像提供給消費者。
顯示器包含閘極驅動器，用以驅動顯示面板的閘極線。為了簡化製造過程及減少製造成本，藉由使用薄膜電晶體技術(例如面板內閘極驅動器(Gate driver In Panel， GIP))，閘極驅動器直接形成於顯示器的非顯示區。以積體電路的形式貼覆於顯示面板的晶片型(IC type)閘極驅動器作比較，藉由GIP方法所形成的閘極驅動器的優點在於可減少顯示器邊框的尺寸。
依據相關前案，GIP型閘極驅動器包含多個GIP元件，用以提供閘極訊號(或掃描訊號)至閘極線且被設計成一GIP元件驅動一閘極線。由於在顯示器的預定尺寸下，閘極線的數量隨著顯示器的解析度的增加而增加，因此在高解析度的顯示器中，GIP元件的數量會增加。當GIP元件的數量增加時，具有GIP元件的非顯示區無可避免地變大，以致於平板顯示器邊框區域的減少會受到限制。
為了克服上述的缺點，本發明的目的在於提供一種具有窄邊框結構的平板顯示器。於該窄邊框結構中，GIP型閘極驅動器的新結構明顯地減少對應於非顯示區的邊框區域。
為了達成上述目的，本發明係關於一種具有窄邊框結構的平板顯示器。本發明提出一種平板顯示器，其包含：具有顯示區及非顯示區的基板、設置於非顯示區且包含第一閘極電極、第一源極電極及第一汲極電極的一上拉薄膜電晶體，以及設置於該第一閘極電極與該第一源極電極之間的一升壓電容器，其中升壓電容器包含一遮光層連接第一閘極電極，且遮光層與第一源極電極重疊，但與第一汲極電極不重疊。
於一實施例中，平板顯示器更包含：覆蓋遮光層的一緩衝層及包含通道區、源極區與汲極區的一半導體層，其中通道區重疊於遮光層，源極區自通道區的一端延伸且與遮光層重疊，汲極區與遮光層不重疊，第一閘極電極透過閘極絕緣層與通道區重疊，閘極絕緣層位於第一閘極電極與通道區之間，升壓電容器形成於緩衝層的一部分，緩衝層位於作為第一電容電極的遮光層與作為第二電極的源極區之間。
於一實施例中，平板顯示器更包含：覆蓋第一閘極電極的一中介絕緣層，其中第一汲極電極連接中介絕緣層上的汲極區，第一源極電極連接該中介絕緣層上的源極區。
於一實施例中，平板顯示器更包含：包含設置於非顯示區且具有第二閘極電極、第二源極電極及第二汲極電極的下拉薄膜電晶體，其中第二汲極電極連接第一源極電極。
於本發明的平板顯示器中，當顯示區的薄膜電晶體形成時，閘極驅動器直接地形成於顯示器的基板上。本發明提供一種具有窄邊框結構的平板顯示器，其邊框區域遠窄於驅動器直接設置於顯示器基板上的晶片型驅動電路的邊框區域。再者，具有夠大區域足以自閘極驅動器產生穩定訊號的儲存電容設置於薄膜電晶體下方，使得邊框區域能後大幅地減少。本發明提供的平板顯示器具有極小化的邊框區域且產生穩定的閘極驅動訊號。
請參照所附圖式，我們將針對本發明之較佳實施例進行說明。於細部的描述中，相似的參考數字指名相似的元件。然而，本發明不以該些實施例為限，而是可以在不改變技術精神下，適用於各種的改變或修飾。在接下來的實施例當中，由於考量到描述的簡單性，故針對各元件所選用的名稱可能會與其實際的名稱有所不同。以下所使用的元件名稱係基於描述的便利性來進行選用，因此該些元件名稱可能會與其該領域的實際名稱有所不同。“先前的GIP元件(former GIP element)”的用詞係指在當前GIP元件之前被啟用的任一個GIP元件。較佳的是本發明的GIP型閘極驅動器的薄膜電晶體包含低溫多晶矽(low temperature polycrystalline silicon, LTPS)。本發明的特徵不限於LTPS，而是可應用於氫化非晶矽(amorphous silicon, a-Si:H)的材料及/或氧化物半導體(oxide semiconductor material)。
以下請參照圖1，我們將針對本發明進行解釋。圖1係為依據本發明所繪示的顯示器的方塊示意圖。請參照圖1，依據本發明所繪示的平板顯示器包含顯示面板100及源極印刷電路板140。顯示面板100包含GIP型閘極驅動器130A及130B。源極印刷電路板140包含資料驅動電路、位準移位器150及時序控制器110。
顯示面板100包含相互交錯的多個資料線(圖中未示)與多個閘極線(圖中未示)，以及於交錯區中以陣列方式排列的多個畫素(圖中未示)。顯示面板100可應用於平板顯示器，所述的平板顯示器可以係為液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)、有機發光二極體顯示器(organic light emitting diode display, OLED)以及電泳顯示器(Electrophoresis Display, EPD)。
資料驅動器包含多個源極驅動積體電路120。源極驅動積體電路120自時序控制器110接收數位影像資料RGB。源極驅動積體電路120藉由回應來自時序控制器110的源極時脈控制訊號而將數位影像資料RGB轉換為資料電壓，且藉由同步化為閘極輸出訊號而將數位影像資料RGB提供至顯示面板100的資料線。源極驅動積體電路120係透過晶片-玻璃接合(Chip On Glass, COG)技術或捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding, TAB)技術而連接至顯示面板100的資料線。
GIP型閘極驅動器130A及130B包含形成於顯示面板100的非顯示區BZ的奇數GIP閘極驅動器130A及偶數GIP閘極驅動器130B。舉例來說，多個奇數GIP閘極驅動器130A包含第奇數個GIP元件用以驅動設置於非顯示區BZ之左部分的第奇數條閘極線。且多個偶數GIP閘極驅動器130B包含第偶數個GIP元件用以驅動設置於非顯示區BZ之右部分的第偶數條閘極線。
GIP型閘極驅動器130A與130B自嵌入於源極印刷電路板140的位準移位器150接收閘極位移時脈CLKs。位準移位器150將來自時序控制器110的閘極位移時脈CLKs的電晶體－電晶體邏輯(Transistor to Transistor Logic, TTL)電壓轉換成閘極高電位或閘極低電位。
時序控制器110通過介面(例如低電壓差分訊號(Low Voltage Differential Signaling, LVDS)介面或是最小化傳輸差分訊號(Transition Minimized Differential Signaling, TMDS)介面)自外部主控系統接收數位影像資料RGB。時序控制器110將來自外部主控系統的數位影像資料RGB傳送至源極驅動積體電路120。
時序控制器110通過LVDS介面或TMDS介面自外部主控系統接收時序訊號，其包含垂直同步訊號、水平同步訊號、資料致能訊號以及主時脈。時序控制器110基於主控系統的時序訊號而產生資料時序控制訊號與閘極時序控制訊號。資料時序控制訊號用以控制資料驅動電路的運行時序以及資料電壓的極性。閘極時序控制訊號用以控制GIP型閘極驅動器130A及130B的運行時序。
閘極時序控制訊號包含閘極啟動脈波、閘極位移時脈CLKs、閘極輸出致能訊號。閘極啟動脈波控制位移啟動時序輸入至奇數與偶數GIP閘極驅動器130A與130B的第一GIP元件以作為啟動訊號Vs。除了第一GIP元件以外的其他GIP元件接收任一奇數/偶數GIP元件的閘極輸出訊號作為啟動訊號。閘極輸出致能(gate output enable，GOE)控制奇數與偶數GIP閘極驅動器130A與130B的輸出時序。
透過位準移位器150位移準位後，閘極位移時脈CLKs被傳送至奇數與偶數GIP閘極驅動器130A與130B且之後被使用作為時脈訊號用以位移啟動訊號。閘極位移時脈CLKs包含對應奇數閘極輸出訊號的奇數閘極位移時脈以及對應偶數閘極輸出訊號的偶數閘極位移時脈。
資料時序控制訊號包含源極啟動脈波、源極取樣時脈、極性控制訊號以及源極輸出致能訊號。源極啟動脈波控制源極驅動積體電路120的位移啟動時脈。源極取樣時脈係為時脈訊號用以依據上升沿或下降沿控制源極驅動積體電路120的資料取樣時序。極性控制訊號控制源極驅動積體電路120所輸出之資料電壓的極性。當微型的LVDS介面使用作為時序控制器110與源極驅動積體電路120之間的資料介面時，源極啟動脈波與源極取樣時脈可以不被包含在內。
本發明的GIP型閘極驅動器130A與130B可以執行順向位移驅動(forward shift driving)以及反向位移驅動(reverse shift driving)。順向位移驅動係指閘極線由資料驅動電路的輸出端往一遠端方向依序地驅動(啟動)(如圖1中由上至下的方向)。而反向位移驅動係指係指閘極線沿著朝資料驅動電路的輸出端靠近的方向依序地驅動(啟動)(如圖1中由下至上的方向)。
在順向位移驅動的模式中，GIP型閘極驅動器130A與130B自時序控制器110接收順向閘極啟動脈波及順向閘極位移時脈。在反向位移驅動的模式中，GIP型閘極驅動器130A與130B自時序控制器110接收反向閘極啟動脈波及反向閘極位移時脈。
圖2係為電路示意圖，其繪示圖1的奇數GIP閘極驅動器與偶數GIP閘極驅動器的連接配置。本發明的GIP型閘極驅動電130A與130B分別設置於非顯示區BZ的左部分與非顯示區BZ的右部分。相較於將GIP型閘極驅動器僅設置於非顯示區BA的任一側的結構，本發明的結構可易於減少邊框的尺寸。
對於窄邊框結構來說，本發明的GIP型閘極驅動器130A與130B所具有的結構係為用以驅動閘極線的GIP元件的數量相較於先前技術減少一半，因此左右兩側非顯示區BZ的區域可以極小化。為了要這麼做，本發明的GIP型閘極驅動器130A與130B中的每一個GIP元件包含一個Q節點以及二個上拉電晶體，用以基於Q節點的電壓準位控制輸出。GIP元件可使用Q節點與二個上拉電晶體輸出二個相異的閘極輸出訊號。
在順向或反向位移驅動的模式中，本發明的GIP型閘極驅動器130A與130B中的每一個GIP元件使用先前的偶數與奇數的GIP元件的任一閘極輸出訊號作為啟動訊號。因此，GIP元件的連接態樣可以簡化且可更容易達成窄邊框結構。
請參照圖2，本發明的奇數GIP閘極驅動器130A包含多個奇數GIP元件SG1、SG3、SG5、SG7等。奇數GIP閘極驅動器130A依據閘極位移時脈CLKs當中的奇數閘極位移時脈(例如CLK1、CLK3、CLK5及CLK7)位移先前的偶數GIP元件的啟動訊號Vst或閘極輸出訊號而產生奇數閘極輸出訊號Out1、Out3、Out5、Out7、Out9、Out11、Out13與Out15。每個奇數GIP元件產生具有不同相位的二個奇數閘極輸出訊號(例如Out1與Out3、Out5與Out7、Out9與Out11或Out13與Out15)，且將其提供至奇數閘極線。因此，二個奇數閘極線係由任一奇數GIP元件來運行。
本發明的偶數GIP閘極驅動器130B包含多個偶數GIP元件SG2、SG4、SG6、SG8等。偶數GIP閘極驅動器130B依據閘極位移時脈CLKs當中的偶數閘極位移時脈(例如CLK2、CLK4、CLK6及CLK8)位移先前的奇數GIP元件的啟動訊號Vst或閘極輸出訊號而產生偶數閘極輸出訊號Out2、Out4、Out6、Out8、Out10、Out12、Out14與Out16。每個偶數GIP元件產生具有不同相位的二個偶數閘極輸出訊號(例如Out2與Out4、Out6與Out8、Out10與Out12、或Out14與Out16)，且將其提供至偶數閘極線。因此，二個偶數閘極線係由任一偶數GIP元件來運行。
到現在為止，我們描述了GIP閘極驅動器與包含本發明相同GIP閘極驅動器的平板顯示器。以下我們將依據本發明之較佳實施例來描述GIP元件的各種結構及/或態樣。
＜第一實施例＞
以下請一併參照圖3與圖4，我們將描述本發明之第一實施例的GIP元件。圖3係為依據本發明之第一實施例所繪示之奇數GIP元件或偶數GIP元件的細部配置的電路示意圖。
請參照圖3，本發明的第一實施例中的GIP型閘極驅動器130A與130B的每一個GIP元件包含第一上拉薄膜電晶體Tpu1、第二上拉薄膜電晶體Tpu2、第一下拉薄膜電晶體Tpd1、第二下拉電晶體Tpd2、第一開關薄膜電晶體T1、第二薄膜電晶體T2、第三薄膜電晶體T3、第四薄膜電晶體T4及第五薄膜電晶體T5。第一開關薄膜電晶體用於順向位移的運行，第五薄膜電晶體用於反向位移的運行。在順向位移的模式或反向位移的模式中，第一實施例的GIP元件接收具有第n個相位的第n個閘極位移時脈CLKn、具有第(n+2)個相位的第(n+2)個閘極位移時脈CLKn+2及具有第(n+4)個相位的第(n+4)個閘極位移時脈CLKn+4。在順向位移的模式中，第一實施例的GIP元件接收先前的GIP元件的閘極輸出訊號Out(n-1)。所述的先前的GIP元件係為早於當前GIP元件被啟動的元件。在反向位移的模式中，第一實施例的GIP元件接收先前的GIP元件的閘極輸出訊號Out(n+3)。在反向位移的模式中，先前的GIP元件可設置於當前GIP元件行數(n)之後的第三個行數(n+3)。
當第一上拉薄膜電晶體Tpu1依據Q節點的電壓而被開啟時，第n個閘極位移時脈CLKn被施加於第一輸出節點No1以作為第n個閘極輸出訊號Out(n)。為了要這麼做，第一上拉薄膜電晶體Tpu1包含連接至Q節點的閘極電極、連接至第n個閘極位移時脈CLKn的輸入端的汲極電極以及連接至第一輸出節點No1的源極電極。
當第二上拉薄膜電晶體Tpu2依據Q節點的電壓而被開啟時，第(n+2)個閘極位移時脈CLKn+2被施加於第二輸出節點No2以作為第(n+2)閘極輸出訊號Out(n+2)。為了要這麼做，第二上拉薄膜電晶體Tpu2包含連接Q節點的閘極電極、第(n+2)個閘極位移時脈CLKn+2的輸入端的汲極電極以及連接至第二輸出節點No2的源極電極。
當第一下拉薄膜電晶體Tpd1依據反向地對Q節點充電及放電的QB節點的電壓而被開啟時，第一輸出節點No1的電壓保持在低電壓VSS。為了要這麼做，第一下拉薄膜電晶體Tpd1包含連接至QB節點的閘極電極、連接至第一輸出節點No1的汲極電極以及連接至低電壓VSS的輸入端的源極電極。
當第二下拉薄膜電晶體Tpd2依據QB節點的電壓而被開啟時，第二輸出節點No2的電壓保持在低電壓VSS。為了要這麼做，第二下拉薄膜電晶體Tpd2包含連接至QB節點的閘極電極、連接至第二輸出節點No2的汲極電極以及連接至低電壓VSS的輸入端的源極電極。
在第n個閘極輸出訊號Out(n)的相位領先於第(n+2)閘極輸出訊號Out(n+2)的相位的順向位移模式中，當第一開關薄膜電晶體T1依據自先前的GIP元件接收到的第(n-1)個閘極輸出訊號Out(n-1)而被開啟時，高電壓被施加於Q節點。為了要這麼做，第一開關薄膜電晶體T1包含連接至先前的GIP元件的輸出端的閘極電極、連接至高電壓VGH的輸入端的汲極電極以及連接至Q節點的源極電極。
當第二開關薄膜電晶體依據Q節點的電壓而被開啟時，低電壓VSS被施加於QB節點。為了要這麼做，第二開關薄膜電晶體T2包含連接至Q節點的閘極電極、連接至QB節點的汲極電極以及連接至低電壓VSS的輸入端的源極電極。
第三開關薄膜電晶體T3用以施加第(n+4)個閘極位移時脈CLKn+4至QB節點。第三開關薄膜電晶體T3包含閘極電極、連接第(n+4)個閘極位移時脈CLKn+4的輸入端的汲極電極以及連接QB節點源極電極。
當第四開關薄膜電晶體T4依據QB節點的電壓而被開啟時，低電壓VSS被施加於Q節點。第四開關薄膜電晶體T4包含連接至QB節點的閘極電極、連接至Q節點的汲極電極以及連接至低電壓VSS的輸入端的源極電極。
在第(n+2)個閘極輸出訊號Out(n+2)的相位領先於第n個閘極輸出訊號Out(n)的相位的反向位移模式中，當第五開關薄膜電晶體T5依據來自先前的GIP元件的第(n+3)個閘極輸出訊號Out(n+3)而開啟時，高電壓VGH被施加於Q節點。為了要這麼做，第五開關薄膜電晶體T5包含連接至先前的GIP元件的輸出端的閘極電極、連接至高電壓的輸入端的汲極電極以及連接至Q節點的源極電極。
本發明的GIP元件更可包含用以確保Q節點的電位穩定的Q節點電容器CQ，以及用以確保QB節點的電位穩定的QB節點電容器CQB。Q節點電容器CQ連接於Q節點與低電壓VSS的輸入端之間。Q桿節點(Q bar node)電容器連接於QB節點與低電壓VSS的輸入端之間。
圖4係為依據本發明圖3的GIP元件所繪示的訊號波形圖。圖4示例奇數GIP元件在順向位移模式中的運作。由於偶數GIP元件與奇數GIP元件係為類似的，因此為了方便起見，針對偶數GIP元件在順向位移模式的運作便不再作說明。
請一並參照圖3與圖4，於第一時段P1中，當第一開關薄膜電晶體T1依據來自先前的GIP元件的第(n-1)個閘極輸出訊號Out(n-1)而開啟時，第一高電壓VGH被施加於Q節點。接著，Q節點被啟動。此時，當第一開關薄膜電晶體T2依據Q節點的電壓而開啟時，低電壓VSS被施加於QB節點。接著，QB節點不被啟動。
於第二時段P2中，當第n個閘極位移時脈CLKn(例如CLK1)被施加於第一上拉薄膜電晶體Tpu1的汲極電極時，第一上拉薄膜電晶體Tpu1的閘極位準、Q節點的位準會受到第一上拉薄膜電晶體Tpu1的閘極電極與汲極電極之間的寄生電容的耦合效應而自舉(bootstrapped)。結果第一上拉薄膜電晶體Tpu1被開啟且接著第n個閘極位移時脈CLKn被輸出至第一輸出節點No1以作為第n個閘極輸出訊號Out(n)。該第n個閘極輸出訊號Out(n)供應至第n個奇數的閘極線。
於第三時段P3中，當第(n+2)個閘極位移時脈CLKn+2(例如CLK3)被施加於第二上拉薄膜電晶體Tpu2的汲極電極，第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極位準、Q節點的位準第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極與汲極電極之間的寄生電容的耦合效應而處於自舉狀態(bootstrapped condition)。結果第二上拉薄膜電晶體Tpu2被開啟且接著第(n+2)個閘極位移時脈CLKn+2被輸出至第二輸出節點No2以作為第(n+2)個閘極輸出訊號Out(n+2)。該第(n+2)個閘極輸出訊號Out(n+2)被供應至第(n+2)奇數的閘極線。
於第四時段P4中，第(n+4)個閘極位移時脈CLKn+4通過第三開關薄膜電晶體T3而被施加於QB節點。接著，QB節點被啟動。依據QB節點的被啟動的位準，第一與第二下拉薄膜電晶體Tpd1與Tpd2被開啟。接著，低電位VSS被施加於第一輸出節點No1與第二輸出節點No2。同時間，依據QB節點的被啟動的位準，第四開關薄膜電晶體T4被開啟。接著，Q節點具有低電壓VSS。
Q節點與QB節點的電壓分別由Q節點電容器CQ與Q桿節點電容器CQB所維持。結果於包含第四時段的一預定時段中(例如一幀時段)，第一輸出節點No1與第二輸出節點No2的電位保持在低電壓VSS。低電壓VSS被施加於第n個與第(n+2)個奇數閘極線。
＜第二實施例＞
以下請一併參照圖5與圖6，我們將描述本發明之第二實施例的GIP元件。圖5係為依據本發明之第二實施例所繪示之奇數或偶數GIP的細部態樣的另一電路示意圖。相較於圖3，圖5的GIP元件在Q節點電容器的連接配置具有特徵，而其餘配置則為相同。因此，圖5中的運行次序可透過圖4來進行說明。圖5的GIP元件與圖3的GIP元件之相同配置的部份便不加以說明。圖6係為第一實施例與第二實施例的Q節點的比較圖。
圖3的GIP元件具有Q節點電容器CQ，其連接於Q節點與低電壓VSS的輸入端之間。圖5的GIP元件包含第一Q節點電容器CQ1與第二Q節點電容器CQ2。第一Q節點電容器CQ1連接於Q節點與第一輸出節點No1之間。第二Q節點電容器CQ2連接於Q節點與第二輸出節點No2之間。對第二上拉薄膜電晶體Tpu2而言，第二Q節點電容器CQ2連接第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極與源極電極之間。
在Q節點電容器CQ設置連接至低電壓VSS的輸入端的情形中，Q節點的電位可能透過與低電壓VSS的耦合效應而降低。在這樣的情形下，即使執行自舉(bootstrapping)，Q節點的電位仍不足以為高位準。結果對閘極位移時脈用以產生閘極輸出訊號的輸出節點的時段，例如圖4中的第二時段P2及/或第三時段P3可能會更長。當閘極位移時脈的充電時段與GIP元件的響應特性相關時，越短的閘極位移時脈的充電時段適合用來確保GIP元件響應特性的快速響應。
在第一Q節點電容器CQ1與第二Q節點電容器CQ2分別設置連接第一輸出節點與第二輸出節點的情形中，當自舉(bootstrapping)時，Q節點耦接具有高於低電壓VSS的電位的輸出節點。因此，如圖6所示，圖5的Q節點的電位B高於圖3的Q節點的電位A。結果對於圖5的GIP元件來說，易於縮短輸出節點用以產生閘極輸出訊號的閘極位移時脈的充電時段(或升壓時段(boosting period))BP(例如圖4的P2與P3)。GIP元件響應特性有效地被增強。
以下我們將針對第二實施例中GIP元件直接形成於基板的邊框區域的結構進行說明。圖7係為本發明之第二實施例的具有GIP的邊框區域之一部份的放大平面視圖。圖8係為依據圖7剖面線I-I’所繪示的剖面圖。
圖7係為繪示圖5的圓形A部份的結構平面視圖。請參照圖7，第二Q節點電容器CQ2連接於第二上拉薄膜電晶體Tpu2與第二下拉薄膜電晶體Tpd2之間。第二上拉薄膜電晶體Tpu2包含閘極電極Gu、源極電極Su與汲極電極Du，其中源極電極Su與汲極電極Du分別設置於閘極電極Gu的兩側。第二下拉薄膜電晶體Tpd2包含閘極電極Gd、源極電極Sd與汲極電極Dd，其中源極電極Sd與汲極電極Dd分別設置於閘極電極Gd的兩側。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的源極電極Su連接第二下拉薄膜電晶體Tpd2的汲極電極Dd。
進一步地，第一電容電極C1係由第二上拉薄膜電晶體的閘極電極Gu沿伸而形成於且擴展為長方形。第二電容電極C2係由第二上拉薄膜電晶體Tpu2的源極電極Su沿伸而形成且擴展為長方形。第一電容電極C1與第二電容電極C2具有相同形狀與尺寸且相互重疊，並且有一絕緣層夾設於兩者之間。結果具有第一電容電極C1及第二電容電極C2的第二Q節點電容器CQ2連接於第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu與源極電極Su之間。
請進一步參照圖8，我們將針對本發明之第二實施例的GIP元件的剖面圖進行說明。我們將特別針對第二上拉薄膜電晶體Tpu2及第二Q節點電容器CQ2進行說明。
緩衝層BUF被設置及/或塗佈於基板SUB的整體表面。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au形成於緩衝層BUF上。雖然圖中未示，但第二下拉薄膜電晶體Tpd2的半導體層仍可能會被形成。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu形成於半導體層Au的中間部份，且閘極絕緣層GI夾設於兩者之間。且在第二Q節點電容器的區域，閘極絕緣層GI及第一電容電極C1被形成。
一中介絕緣層ILD被設於及/或塗佈於基板SUB的整體表面，該基板SUB具有第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu及第一電容電極C1。中介絕緣層ILD具有接觸孔，其暴露第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au的一部份與另一部份。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au的該部份與被定義為通道區的閘極電極Gu重疊。且通過接觸孔而暴露的該部份及該另一部份分別被定義為汲極區與源極區。
第二上拉薄膜電晶體Tpu2的汲極電極Du與源極電極Su以及第二電容電極C2形成於中介絕緣層ILD上。汲極電極Du通過一接觸孔而與半導體層Au的一部份接觸。源極電極Su通過另一接觸孔而與半導體層Au的另一部份接觸。當第二電容電極C2與第一電容電極C1重疊且中介絕緣層ILD夾設於兩者之間時，第一電容電極C1與第二電容電極C2形成第二Q節點電容器CQ2。
當執行自舉(bootstrapping)時，第一Q節點電容器CQ1與第二Q節點電容器CQ2用以耦合至第一輸出節點No1與第二輸出節點No2，其具有高於低電壓VSS的電位，特別的是第二Q節點電容器CQ2必須具有足夠的電容值。因此，較佳的是第二Q節點電容器CQ2的尺寸具有大面積可以確保具有足夠的電容值。結果，如圖7所示，在整體的邊框區域，第二Q節點電容器CQ2的一預設寬度WBZ可被確保。
＜第三實施例＞
以下請一並參照圖9與圖10，我們將針對第三實施例進行說明。在第一與第二實施例中，我們以電路配置的觀點來說明GIP元件。於此，我們針對結構進行說明，其中該結構係為當GIP元件的電路係直接設置及/或形成於基板時邊框區域更為減少的結構。且第三實施例所提供的結構所具有的邊框區域的減少程度係大於第二實施例所提供的結構具有的邊框區域的減少程度。然而，第三實施例的特徵不僅受限於第二實施例，而第三實施例可被應用於第一實施例。再者，於上述的實施例中，GIP元件被分成奇數GIP與偶數GIP，且設置於基板的左側與右側。然而，第三實施例的特徵可以應用於GIP元件被設置於顯示基板設一側的結構，用以減少邊框區域。
圖9係為本發明之第三實施例的具有GIP元件的邊框區域之一部份的放大平面視圖。圖10係為依據圖9剖面線II-II’所繪示的剖面圖。
請參照圖9，第二上拉薄膜電晶體Tpu2與第二下拉薄膜電晶體Tpd2被設置於邊框區域。第二上拉薄膜電晶體Tpu2包含閘極電極Gu、汲極電極Du與源極電極Su，其中汲極電極Du與源極電極Su分別被設置於閘極電極Gu的兩側。第二下拉薄膜電晶體Tpd2包含閘極電極Gd、汲極電極Dd與源極電極Sd，其中汲極電極Dd與源極電極Sd分別被設置於閘極電極Gd的兩側。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的源極電極Su連接第二下拉薄膜電晶體Tpd2的汲極電極Dd。
與第二實施例的GIP元件不同，依據第三實施例所示的GIP元件，第二Q節點電容器CQ2並非呈現於第三實施例的GIP元件的平面視圖中。於第三實施例的GIP結構中，第二Q節點電容器CQ2係垂直地堆疊於第二上拉薄膜電晶體Tpu2。
在半導體層下方，遮光層LS被設置使其與第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu及源極電極Su重疊。遮光層LS通過閘極接觸孔CHG連接第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu。結果遮光層LS會係為第一電容電極C1且源極電極Su會係為第二電容電極C2。也就是說，第二Q節點電容器CQ2形成於連接至第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu的遮光層LS與源極電極Su之間。在第三實施例中，第二Q節點電容器CQ2的電容電極非分別形成。遮光層LS與第二上拉薄膜電晶體Tpu2的源極電極Su用於第二Q節點電容器CQ2的電容電極。
請進一步參照圖10，我們將針對第三實施例的GIP元件的剖面結構進行說明。我們將特別針對第二上拉薄膜電晶體Tpu2及第二Q節點電容器CQ2進行說明。
遮光層LS形成於基板SUB的頂部表面。遮光層LS用以保護第二上拉薄膜電晶體Tpu2的通道區與第二下拉薄膜電晶體以免受到來自外部環境的光線侵入。在第三實施例中，遮光層LS亦用以形成第二Q節點電容器CQ2。因此，較佳的是遮光層LS成重疊於第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層的源極區與通道區，但不與汲極區重疊。
若遮光層LS第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au的汲極區，則由於形成於汲極區與遮光層LS之間的寄生電容，故無法保證第二Q節點電容器CQ2的正常運作。再者，遮光層LS係用以保護通道區已避免遭受外部光線入侵，故較佳的是通道區完全被遮光層LS所覆蓋。
緩衝層BUF被設置及/或塗佈於具有遮光層LS的基板SUB的整體表面。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au被形成於緩衝層BUF上。雖然圖中未繪示，第二下拉薄膜電晶體Tpd2的半導體層可能被形成。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu被形成在半導體層Au的中間部份，且閘極絕緣層GI被夾設於半導體層Au與閘極電極Gu之間。
遮光層LS連接第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu。為了這麼做，遮光層LS的一些部份通過閘極接觸孔CHG直接地接觸閘極電極Gu。閘極接觸孔CHG藉由貫穿閘極絕緣層GI與緩衝層BUF而暴露遮光層LS的一些部份。
中介絕緣層ILD被置於及/或塗佈於具有第二上拉薄膜電晶體Tpu2的閘極電極Gu之基板SUB的整體表面。中介絕緣層ILD包含汲極接觸孔CHD與源極接觸孔CHS，其分別暴露第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au的一部份與另一部份。第二上拉薄膜電晶體Tpu2的半導體層Au的該部份與閘極電極Gu重疊且被定義為通道區CAu。通道區CAu的兩側部份分別被定義為汲極區DAu與源極區SAu。第二Q節點電容器CQ2形成於緩衝層BUF的一部份，該緩衝層BUF設置於遮光層LS與第二上拉薄膜電晶體Tpu2的源極區SAu之間。
第二上拉薄膜電晶體Tpu2的汲極電極Du與源極電極Su形成於中介絕緣層ILD。汲極電極Du通過汲極接觸孔CHD接觸汲極區DAu。源極電極Su通過源極接觸孔CHS接觸源極區SAu。
相較於第二實施例的GIP結構，第三實施例的GIP元件具有堆疊形成於第二上拉薄膜電晶體Tpu2下方的第二Q節點電容器CQ2，用以取代分別形成的電容電極。因此，於第二實施例中，針對第二Q節點電容器CQ2的邊框區域之預設寬度WBZ對於第三實施例的GIP元件係為不必要的。也就是說，第三實施例的GIP元件具有極小的邊框結構。
GIP元件具有一結構，該結構讓GIP元件使用連接至Q節點的二個上拉薄膜電晶體以輸出二個不同相位的閘極輸出訊號，以使得GIP元件的數量可以係為先前技術的一半。本發明的GIP型閘極驅動器具有窄邊框結構，於該窄邊框結構中，設置於基板之左右兩側的邊框區域可以透過減少用以驅動閘極線的GIP元件的數量而減少。結果包含有GIP元件的邊框區域BZ可以被減少。
更進一步地，GIP型閘極驅動器所具有的結構係於順向位移模式與反向位移模式中，使先前的GIP元件的閘極輸出訊號用於作為啟動訊號。因此，GIP元件的電路配置可以被簡化，而使得邊框區域BZ可以被進一步地減少。
除此之外，本發明的GIP型閘極驅動器所具有的結構係將用以啟動(boosting)的電容器堆疊於薄膜電晶體下方，因此包含GIP元件的邊框區域BZ可以被極小化。
圖11係依據本發明所繪示之應用GIP型閘極驅動器的顯示器的邊框區域減少的示意圖。對於先前技術來說，如圖11(A)所示，要減少設置有GIP元件的邊框區域BZ係困難的。然，對於本發明來說，如圖11(B)所示，本發明針對GIP元件的邊框區域BZ相較於先前技術來說可以更顯著地減少。
本發明的實施例已搭配圖式而被具體地描述，而相關領域具有通常知識者理解可以在不改變本發明的技術精神與必要特徵的情形下，以其他具體形式來實施。因此，應該要注意的是前述的實施例僅係於各方面闡述本發明，而並非用以限制本發明。本發明的範圍係由所附之申請專利範圍來界定，而非由本發明的具體敘述來界定。在申請專利範圍所定義的意義與範圍內，所有的改變或修飾或等效物應被視為落入本發明的範圍。
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧時序控制器
120‧‧‧源極驅動積體電路
130A、130B‧‧‧閘極驅動器
140‧‧‧源極印刷電路板
150‧‧‧位準移位器
RGB‧‧‧數位影像資料
CLKs、CLK1~CLK8、CLKn~CLKn+4‧‧‧閘極位移時脈
Vst‧‧‧啟動訊號
BZ‧‧‧非顯示區
Out1~Out16、Qut(n-1)、Qut(n)、Qut(n+2)、Qut(n+3)‧‧‧閘極輸出訊號
Q、QB‧‧‧節點
CQ、CQ1、CQ2 、CQB‧‧‧電容器
No1‧‧‧第一輸出節點
No2‧‧‧第二輸出節點
SG1~SG8‧‧‧GIP元件
T1~T4‧‧‧薄膜電晶體
Tpu1、Tpu2‧‧‧上拉薄膜電晶體
Tpd1、Tpd2‧‧‧下拉薄膜電晶體
P1~P4‧‧‧時段
A、B‧‧‧電位
BP‧‧‧升壓時段
C1‧‧‧第一電容電極
C2‧‧‧第二電容電極
Gu、Gd‧‧‧閘極電極
Du、Dd‧‧‧汲極電極
Su、Sd‧‧‧源極電極
WBZ‧‧‧預設寬度
BUF‧‧‧緩衝層
CAu‧‧‧通道區
CHD‧‧‧汲極接觸孔
CHG‧‧‧閘極接觸孔
CHS‧‧‧源極接觸孔
Dau‧‧‧汲極區
ILD‧‧‧中介絕緣層
LS‧‧‧遮光層
GI‧‧‧閘極絕緣層
Sau‧‧‧源極區
SUB‧‧‧基板
I-I’、II-II’‧‧‧剖面線
所附圖式用以提供對本發明的進一步理解，其包含於且構成本說明書的一部分。所附圖式闡釋本發明的實施例且結合說明書的描述，以解釋本發明的原理。
所附圖包含：
圖1係為依據本發明之較佳實施例所繪示的顯示器的方塊示意圖。
圖2係為繪示圖1的奇數GIP閘極驅動器與偶數GIP閘極驅動器的連接配置的電路示意圖。
圖3係為依據本發明之第一實施例所繪示之奇數GIP元件或偶數GIP元件的細部配置的電路示意圖。
圖4係為依據本發明所繪示之圖3的GIP元件運行序列的訊號波型圖。
圖5係為依據本發明之第二實施例所繪示之奇數或偶數GIP的細部配置的另一電路示意圖。
圖6係為第一實施例與第二實施例的Q節點電位的比較圖。
圖7係為依據本發明之第二實施例所繪示的具有GIP的邊框區域之一部份的放大平面視圖。
圖8係為依據圖7剖面線I-I’所繪示的剖面圖。
圖9係為依據本發明之第三實施例所繪示的具有GIP元件的邊框區域之一部份的放大平面視圖。
圖10係為依據圖9剖面線II-II’所繪示的剖面圖。
圖11係依據本發明所繪示之與先前技術作比較之應用GIP型閘極驅動器的顯示器的邊框區域減少的示意圖。

Claims (5)

  1. 一種平板顯示器，包含：一基板，包含一顯示區及一非顯示區；一上拉薄膜電晶體，設置於該非顯示區，該上拉薄膜電晶體包含一第一閘極電極、一第一源極電極及一第一汲極電極；以及一升壓電容器，設置於該第一閘極電極與該第一源極電極之間；其中該升壓電容器包含一遮光層連接該第一閘極電極，且該遮光層與該第一源極電極重疊，但與該第一汲極電極完全不重疊。
  2. 如請求項1所述的平板顯示器，更包含：一緩衝層，覆蓋該遮光層；以及一半導體層，包含一通道區、一源極區與一汲極區；其中該通道區重疊於該遮光層；其中該源極區自該通道區的一端延伸且與該遮光層重疊；其中該汲極區與該遮光層不重疊；其中該第一閘極電極透過一閘極絕緣層與該通道區重疊，該閘極絕緣層位於該第一閘極電極與該通道區之間；以及其中該升壓電容器形成於該緩衝層的一部分，該緩衝層位於作為一第一電容電極的該遮光層與作為一第二電極的該源極區之間。
  3. 如請求項2所述的平板顯示器，更包含：一中介絕緣層，覆蓋該第一閘極電極；其中該第一汲極電極連接該中介絕緣層上的該汲極區；以及其中該第一源極電極連接該中介絕緣層上的該源極區。
  4. 如請求項1所述的平板顯示器，其中該第一閘極電極通過貫穿該閘極絕緣層及一緩衝層的一閘極接觸孔連接該遮光層。
  5. 如請求項1所述的平板顯示器，更包含：一下拉薄膜電晶體，設置於該非顯示區，該下拉薄膜電晶體包含一第二閘極電極、一第二源極電極及一第二汲極電極；其中該第二汲極電極連接該第一源極電極。
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