TWI678803B

TWI678803B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI678803B
Application number: TW107147076A
Authority: TW
Inventors: 許文曲; Wei-Chu Hsu; 任珂銳; Ko-Ruey Jen
Original assignee: 友達光電股份有限公司; Au Optronics Corporation
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-12-01
Also published as: TW202025477A; US20200212350A1; CN109920824B; US11183660B2; CN109920824A

Abstract

一種顯示裝置包括基底、輔助電極、緩衝層、多個主動元件以及多個發光元件。輔助電極形成於基底上，且重疊於主動區。緩衝層形成於輔助電極上。多個主動元件位於緩衝層上，且位於主動區中。多個發光元件分別電性連接多個主動元件。各發光元件包括第一電極、第二電極以及位於第一電極與第二電極之間的發光層。各第二電極電性連接輔助電極。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有輔助電極的顯示裝置。

在現有的顯示裝置中，通常會於主動區的周圍設置驅動晶片，並藉由驅動晶片來控制主動區上的多個發光元件。然而，並非每個發光元件與驅動晶片之間的距離都相同。因此，距離驅動晶片較遠的發光元件會因為電壓訊號傳遞的路徑較長，而出現壓降（IR Drop）的問題。壓降（IR Drop）的問題會使得傳遞給不同位置之發光元件的訊號不均勻，這使得顯示裝置出現亮度或色彩不均勻（mura）的情況。

本發明之一實施方式提供一種顯示裝置，能改善壓降（IR Drop）問題。

本發明之一實施方式的一種顯示裝置包括基底、輔助電極、緩衝層、多個主動元件以及多個發光元件。輔助電極形成於基底上，且重疊於主動區。緩衝層形成於輔助電極上。多個主動元件位於緩衝層上，且位於主動區中。多個發光元件分別電性連接多個主動元件。各發光元件包括第一電極、第二電極以及位於第一電極與第二電極之間的發光層。各第二電極電性連接輔助電極。

基於上述，本發明之一實施方式的顯示裝置中，第二電極電性連接於輔助電極，藉由輔助電極來改善發光元件因為第二電極電阻過大而出現壓降（IR Drop）的問題。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的上視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的局部上視示意圖。圖1C是沿圖1B之剖線I-I’、II-II’以及III-III’的剖面示意圖。

請同時參照圖1A至圖1C，顯示裝置10包括基底100、輔助電極110、緩衝層120、多個主動元件T以及多個發光元件L。另外，顯示裝置10可更包括閘極絕緣層130、第一絕緣層140、第二絕緣層150、畫素定義層160、晶片210、接墊212以及閘極驅動電路220。為了方便說明起見，圖1A與圖1B省略繪示了部分構件。

在本實施方式中，顯示裝置10具有主動區A以及位於主動區外側的外圍區B。輔助電極110形成於基底100上，且重疊於主動區A。舉例來說，輔助電極110全面地重疊於主動區A，且部分輔助電極110自主動區A延伸至外圍區B。在其他實施方式中，輔助電極110全面地覆蓋基底100。輔助電極110的材料例如包括鈦、鋁、鉬、銅、金或其他金屬材料或上述材料的組合。輔助電極110的厚度約為100奈米至500奈米。

緩衝層120形成於輔助電極110上，輔助電極110位於緩衝層120及基底100之間。在本實施方式中，緩衝層120為多層結構。舉例來說，緩衝層120包括第一子層122以及第二子層124。第一子層122形成於輔助電極110上，第二子層124形成於第一子層122上。第一子層122的材料包括氧化矽或氮化矽，且第一子層122的厚度約為50奈米至500奈米。第二子層124的材料包括氧化矽或氮化矽，且第二子層124的厚度約為50奈米至500奈米。在其他實施方式中，緩衝層120可為單層結構或三層以上的堆疊結構。

多個主動元件T1、T2位於緩衝層120上。主動元件T1、T2可以是本領域中具有通常知識者所周知的任一種頂部閘極型薄膜電晶體、底部閘極型薄膜電晶體或其他合適類型的薄膜電晶體。在本實施方式中，主動元件T1為頂部閘極型薄膜電晶體，其包括通道層CH1、閘極G1、源極S1與汲極D1。閘極G1重疊於通道層CH1，且閘極G1與通道層CH1之間夾有閘絕緣層130。閘極絕緣層130位於緩衝層120以及通道層CH1上。第一絕緣層140位於閘極G1以及閘極絕緣層130上。源極S1與汲極D1位於第一絕緣層140上，且分別透過開口H1、H2而電性連接至通道層CH1。開口H1、H2至少貫穿第一絕緣層140。在本實施方式中，開口H1、H2貫穿閘絕緣層130與第一絕緣層140。

在本實施方式中，主動元件T2的閘極G2電性連接主動元件T1。主動元件T2包括通道層CH2、閘極G2、源極S2與汲極D2。閘極G2重疊於通道層CH2，且閘極G2與通道層CH2之間夾有閘絕緣層130。源極S2與汲極D2位於第一絕緣層140上，且分別透過開口H3、H4而電性連接至通道層CH2。開口H3、H4至少貫穿第一絕緣層140。在本實施方式中，開口H3、H4貫穿閘絕緣層130與第一絕緣層140。

在本實施方式中，主動元件T2的閘極G2電性連接主動元件T1的汲極D1，舉例來說，汲極D1透過第一絕緣層140的開口O1而電性連接至閘極G2。主動元件T1的閘極G1電性連接至掃描線SL，且源極S1電性連接至資料線DL。在本實施方式中，掃描線SL的延伸方向與資料線DL的延伸方向不相同，較佳的是掃描線SL的延伸方向與資料線DL的延伸方向垂直。此外，掃描線SL與資料線DL可位於不相同的膜層，且掃描線SL與資料線DL之間可夾有絕緣層（例如第一絕緣層110）。基於導電性的考量，掃描線SL與資料線DL一般是使用金屬材料。然而，本發明並不限於此，根據其他實施方式，掃描線SL與資料線DL也可以使用例如合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物等的其他導電材料，或是金屬材料與前述其它導電材料的堆疊層。另外，所述絕緣層的材質可為無機材料、有機材料或其組合，其中無機材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層；有機材料例如是聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。

在本實施方式中，主動元件T2的源極S2電性連接共用線CL。在本實施方式中，共用線CL與資料線DL實質上平行，且兩者屬於同一膜層，換句話說，共用線CL與資料線DL可由相同膜層圖案化形成，但本發明不限於此。在其他實施方式中，共用線CL與資料線DL屬於不同膜層。

第二絕緣層150形成於第一絕緣層140上，且覆蓋主動元件T1、T2。

多個發光元件L分別電性連接多個主動元件T2。各發光元件L包括第一電極E1、第二電極E2以及位於第一電極E1與第二電極E2之間的發光層EL。第一電極E1形成於第二絕緣層150上。第一電極E1透過第二絕緣層150中的開口O2而電性連接至主動元件T2的汲極D2。畫素定義層160形成於第二絕緣層150上，且具有對應第一電極E1的開口C。發光層EL形成於第一電極E1上，且填入開口C中。在本實施方式中，發光層EL的材料包括有機發光材料，換句話說，發光元件L為有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）。第二電極E2形成於發光層EL上。第二電極E2的為透明或半透明的導電材料，例如包括銀、鋁、鋰、鎂、鈣、銦、金、銦錫氧化物或其他合適的材料。第二電極E2的厚度約為1奈米至50奈米。在本實施方式中，顯示裝置10使用頂部發光（top emission）的發光元件L。也就是說，第二電極E2位於發光元件L的發光面。

各第二電極E2電性連接輔助電極110。在本實施方式中，第二電極E2透過通孔TH而電性連接輔助電極110。通孔TH例如貫穿緩衝層120、閘極絕緣層130、第一絕緣層140、第二絕緣層140以及畫素定義層160，但本發明不限於此。

在本實施方式中，通孔TH、晶片210以及閘極驅動電路220位於外圍區B中。通孔TH位於主動區A的第一側W1以及相對於第一側W1的第二側W2。閘極驅動電路220位於主動區A的第三側W3以及相對於第三側W3的第四側W4。晶片210位於主動區A的第一側W1。通孔TH舉例係沿著第一側W1排列，且/或沿著第二側W2排列。多個子畫素P1~P4舉例係位於沿著第一側W1排列的通孔TH以及沿著第二側W2排列的通孔TH之間。通孔TH係不與資料線DL及共用線CL於基底100的垂直投影方向重疊。

閘極驅動電路220電性連接至掃描線SL。閘極驅動電路220例如是用閘極驅動電路基板技術(Gate on Array, GOA)形成，但本發明不限於此。

晶片210電性連接至資料線DL、共用線CL、第二電極E2以及輔助電極110。在本實施方式中，晶片210透過接墊212電性連接至輔助電極110，但本發明不限於此。在其他實施方式中，晶片210還透過其他接墊而電性連接至共用線CL、資料線DL以及第二電極E2，共用線CL、資料線DL以及第二電極E2係分別電性連接至晶片210之不同接腳。在本實施方式中，第二電極E2直接連接至晶片210，但本發明不限於此。在其他實施方式中，第二電極E2透過輔助電極110而電性連接至晶片210。

在圖1B中，以顯示裝置10包括子畫素P1~P4為例，但本發明並不限於此。子畫素P1~P4各自可包括發光元件L、主動元件T1以及主動元件T2。子畫素P3、P4相較於子畫素P1、P2更遠離晶片210，換句話說，晶片210的訊號要傳遞至子畫素P3、P4需要經過較長的傳遞距離。在本實施方式中，可以藉由輔助電極110來協助傳遞第二電極E2上的電壓訊號，藉此可以改善發光元件L因為第二電極E2電阻過大而出現壓降（IR Drop）的問題。在本實施方式中，輔助電極110還可以做為散熱層使用，其可具有使主動元件T1、T2之通道層CH1、CH2降溫的功效，輔助電極110係與通道層CH1、CH2於基底100的垂直投影方向完全重疊，但本發明不限於此。

在本實施方式中，以子畫素P1~P4各自包括發光元件L、主動元件T1以及主動元件T2為例，但本發明不限於此。在其他實施方式中，子畫素P1~P4還可以包括電容，以構成2T1C的控制電路。在其他實施方式中，子畫素P1~P4也可以包括其他類型的控制電路，且子畫素P1~P4中主動元件與被動元件的數量並未特別限制。

圖2是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的局部電路示意圖。舉例來說，圖2為圖1A~圖1C的顯示面板10的局部電路示意圖。

請參照圖2與圖1B，主動區A電性連接電壓訊號Vdd以及電壓訊號Vss。舉例來說，共用線CL電性連接至電壓訊號Vdd，發光元件L之第二電極E2以及輔助電極110電性連接至電壓訊號Vss。

在本實施方式中，電壓訊號Vdd電性連接至共用線CL，而共用線CL具有電阻R _CL。電壓訊號Vss除了電性連接至第二電極E2，還電性連接至輔助電極110。第二電極E2具有電阻R _E2，這裡的電阻R _E2指的是多個第二電極E2的電阻。輔助電極110具有電阻R ₁₁₀。由於電阻R _E2以及電阻R ₁₁₀並聯後所得之電阻會小於單獨的電阻R ₁₁₀或電阻R _E2，因此電壓訊號Vss比較不容易因為壓降（IR Drop）的問題而損耗，進而避免了顯示裝置出現亮度或色彩不均勻（mura）的情況。

在一些實施方式中，電阻R ₁₁₀小於電阻R _E2，藉此，能進一步改善顯示裝置壓降的問題。

圖3是依照本發明另一實施方式的一種顯示裝置的上視示意圖。以下，將參照圖3進行詳細說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。

請參照圖3，圖3的顯示裝置20與圖1A的顯示裝置10相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式。以下，將就兩者間的差異處做說明。

請參照圖3，在本實施方式中，通孔TH除了位於主動區A的第一側W1以及第二側W2之外，更位於主動區A的第三側W3以及相對於第三側W3的第四側W4。通孔TH沿著第一側W1、第三側W3、第二側W2以及第四側W4排列。藉由設置較多的通孔TH，輔助電極110與第二電極E2上的電壓可以分佈的更均勻。

雖然在本實施方式中，以主動區A的第三側W3以及第四側W4未設置閘極驅動電路為例，但本發明不限於此。在其他實施方式中，外圍區B有足夠的空間，且主動區A的第三側W3以及第四側W4除了有通孔TH之外，還設置有閘極驅動電路。閘極驅動電路可以位於通孔TH與主動區A之間。

在本實施方式中，第二電極E2並未直接連接晶片210。第二電極E2藉由通孔TH電性連接至輔助電極110，並藉由輔助電極110電性連接至晶片210。

綜上所述，本發明藉由輔助電極來協助傳遞第二電極上的電壓訊號，藉此可以改善發光元件因為第二電極電阻過大而出現壓降（IR Drop）的問題，進而避免了顯示裝置出現亮度或色彩不均勻（mura）的情況。在一些實施方式中，輔助電極還可以做為散熱層使用，其可具有使主動元件之通道層降溫的功效。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、20‧‧‧顯示裝置

100‧‧‧基底

110‧‧‧輔助電極

120‧‧‧緩衝層

122‧‧‧第一子層

124‧‧‧第二子層

130‧‧‧閘絕緣層

140‧‧‧第一絕緣層

150‧‧‧第二絕緣層

160‧‧‧畫素定義層

210‧‧‧晶片

212‧‧‧接墊

220‧‧‧閘極驅動電路

A‧‧‧主動區

B‧‧‧外圍區

C、H1、H2、H3、H4、O1、O2‧‧‧開口

CH1、CH2‧‧‧通道層

CL‧‧‧共用線

D1、D2‧‧‧汲極

DL‧‧‧資料線

E1‧‧‧第一電極

E2‧‧‧第二電極

EL‧‧‧發光層

G1、G2‧‧‧閘極

L‧‧‧發光元件

P1~P4‧‧‧子畫素

R ₁₁₀、R _E2、R _CL‧‧‧電阻

S1、S2‧‧‧源極

T1、T2‧‧‧主動元件

TH‧‧‧通孔

Vdd、Vss‧‧‧電壓訊號

W1‧‧‧第一側

W2‧‧‧第二側

W3‧‧‧第三側

W4‧‧‧第四側

圖1A是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的上視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的局部上視示意圖。圖1C是沿圖1B之剖線I-I’、II-II’以及III-III’的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施方式的一種顯示裝置的局部電路示意圖。圖3是依照本發明另一實施方式的一種顯示裝置的上視示意圖。

Claims

一種顯示裝置，包括：一基底；一輔助電極，形成於該基底上，且該輔助電極全面地重疊於一主動區；一緩衝層，形成於該輔助電極上；多個主動元件，位於該緩衝層上，且位於該主動區中；以及多個發光元件，分別電性連接該些主動元件，其中各該發光元件包括一第一電極、一第二電極以及位於該第一電極與該第二電極之間的一發光層，其中各該第二電極電性連接該輔助電極。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括一晶片，其中該輔助電極與該些第二電極電性連接至該晶片。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該些第二電極透過貫穿該緩衝層的多個通孔而電性連接該輔助電極。
如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中該些通孔位於該主動區的一第一側以及相對於該第一側的一第二側。
如申請專利範圍第4項所述的顯示裝置，更包括一閘極驅動電路，位於該主動區的一第三側以及相對於該第三側的一第四側。
如申請專利範圍第4項所述的顯示裝置，其中該些通孔更位於該主動區的一第三側以及相對於該第三側的一第四側。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括：一閘極絕緣層，位於該緩衝層上；一第一絕緣層，位於該閘極絕緣層上；一第二絕緣層，位於該第一絕緣層上，且覆蓋該些主動元件；以及一畫素定義層，位於該第二絕緣層上。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該輔助電極的材料包括鈦、鋁、鉬、銅、金或上述材料的組合。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該輔助電極的厚度約為100奈米至500奈米。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該些第二電極的材料包括銀、鋁、鋰、鎂、鈣、銦、金、銦錫氧化物或上述材料的組合。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該些第二電極的厚度約為1奈米至50奈米。
如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該緩衝層包括：一第一子層，形成於該輔助電極上，其中該第一子層的材料包括氧化矽或氮化矽，且該第一子層的厚度約為50奈米至500奈米；以及一第二子層，形成於該第一子層上，其中該第二子層的材料包括氧化矽或氮化矽，且該第二子層的厚度約為50奈米至500奈米。
一種顯示裝置，包括：一基底；一輔助電極，形成於該基底上，且重疊於一主動區；一緩衝層，形成於該輔助電極上；多個主動元件，位於該緩衝層上，且位於該主動區中；以及多個發光元件，分別電性連接該些主動元件，其中各該發光元件包括一第一電極、一第二電極以及位於該第一電極與該第二電極之間的一發光層，其中各該第二電極電性連接該輔助電極，其中該些第二電極透過貫穿該緩衝層的多個通孔而電性連接該輔助電極，且該些通孔位於該主動區的一第一側以及相對於該第一側的一第二側。