TWI727598B - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

顯示裝置包含主動顯示陣列、光學傳感陣列、第一驅動電路、第二驅動電路以及第三驅動電路。主動顯示陣列包含複數條掃描線。第一驅動電路經由第一金屬層耦接掃描線中的第一部分。第二驅動電路經由第一金屬層耦接掃描線中的第二部分。第三驅動電路設置於第一驅動電路與第二驅動電路之間，第三驅動電路經由第二金屬層與光學傳感陣列耦接，其中第二金屬層相異於該第一金屬層。

Description

顯示裝置

本案係關於一種顯示裝置，特別係關於一種窄邊框的觸控顯示裝置。

隨著顯示裝置技術進步，近年來的顯示裝置，多半具有觸控功能，甚至具有指紋、壓力等其他感測器。然而，為了驅動上述感測器，在顯示裝置中所需要的驅動電路勢必相應地有所增加，因而擴大了顯示裝置的邊框面積，亦可能因驅動電路併排而形成未使用的邊框區域浪費，進而無法達成消費者所需的窄邊框顯示裝置。

為了解決上述問題，本揭露提供一種顯示裝置，包含主動顯示陣列、光學傳感陣列、第一驅動電路、第二驅動電路以及第三驅動電路。主動顯示陣列包含複數條掃描線。第一驅動電路經由第一金屬層耦接掃描線中的第一部分。第二驅動電路經由第一金屬層耦接掃描線中的第二部分。第三驅動電路設置於第一驅動電路與第二驅動電路之間，第三驅動電路經由第二金屬層與光學傳感陣列耦接，其中第二金屬層相異於第 一金屬層。

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

DL‧‧‧資料線

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧第一驅動電路

111‧‧‧第一輸出端

121‧‧‧第二輸出端

131‧‧‧第三輸出端

112‧‧‧第二側邊

113‧‧‧第三側邊

120‧‧‧第二驅動電路

130‧‧‧第三驅動電路

140‧‧‧主動顯示陣列

141‧‧‧掃描線中的第一部分

142‧‧‧掃描線中的第一部分

S₁~S_m、S_m+1~S_m+n‧‧‧掃描線

143‧‧‧第一側邊

144‧‧‧頂部側邊

145‧‧‧底部側邊

150‧‧‧光學傳感陣列

160、161、L1A1~L1Am、L2A1~L2An、L1B1~L1Bm、L2B1~L2Bn、L31~L3g‧‧‧連接線

170‧‧‧匯流排線

PX‧‧‧畫素

151‧‧‧光學傳感元件

D1~D4‧‧‧距離

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖為本揭露一些實施例所繪示的一種顯示裝置的示意圖。

第2圖為本揭露一些實施例所繪示的一種顯示裝置的示意圖。

第3圖為本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置中驅動電路的匯流排線連接方式的示意圖。

第4圖為本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置中光學傳感陣列的局部細節示意圖。

第5圖為本揭露另一些實施例所繪示的另一種顯示裝置的示意圖。

以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。

本文之用語只為描述特定實施例，而無意為本案之限制。單數形式如“一”、“這”、“此”、“本”以及“該”，如本文所用，同樣也包含複數形式。

關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件或裝置相互直接作實體接觸，或是相互間接作實體接觸，亦可指二或多個元件或裝置相互操作或動作。

關於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

關於本文中所使用之『及/或』，係包括所述事物的任一或全部組合。

關於本文中所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案之描述上額外的引導。

請參照第1圖。第1圖為根據本揭露一些實施例所繪示的一種顯示裝置的示意圖。顯示裝置100包含第一驅動電路110、第二驅動電路120、第三驅動電路130、主動顯示陣列140、光學傳感陣列150和連接線160。

在一些實施例中，主動顯示陣列140可以做為顯示面板用於顯示圖像。在一些實施例中，光學傳感陣列150可以為一指紋傳感器，用於感測使用者按壓在顯示裝置100上的指紋。於此實施例中，光學傳感陣列150與主動顯示陣列140兩者的設置位置重疊，也就是說，用以顯示的主動顯示陣列140與用以偵測指紋兩者整合設置，使用者可以在顯示裝置100的顯示面板的位置(設置有光學傳感陣列150的區域內)直接按壓 指紋，進行身分辨識、數位支付確認或其他與生物特徵有關的操作，不需要在顯示裝置100上佔用額外的區域(在主動顯示陣列140之外)設置指紋感測器。

於第1圖所示之實施例中，光學傳感陣列150的區域範圍較主動顯示陣列140小。如第1圖所示之實施例中，當主動顯示陣列140作為手持式裝置(例如智慧型手機)的顯示面板時，主動顯示陣列140可以是直立的長方形，光學傳感陣列150與主動顯示陣列140的設置位置重疊。光學傳感陣列150可以設置於主動顯示陣列140其中央偏向底側的局部區塊內，舉例來說，光學傳感陣列150可重疊於主動顯示陣列140的上層，或者光學傳感陣列150可重疊於主動顯示陣列140的下層。於一實施例中，僅在主動顯示陣列140的局部區塊內設置光學傳感陣列150，有助於節省製造成本，也可以降低傳輸線路的鋪設難度，關於如何將主動顯示陣列140與光學傳感陣列150整合設置將在後續段落有進一步說明。

光學傳感陣列150的設置位置主要考慮使用者操作時手指較容易按壓的位置。在一些實施例中，因使用者以手握姿勢持有顯示裝置100時，其握持位置通常位於偏向下方的位置，故將用於感測指紋的光學傳感陣列150設置於主動顯示陣列140偏下方位置，以方便使用者使用。

換句話說，若以將光學傳感陣列150等分為上下兩部分的中線為分界，主動顯示陣列140於此中線以上具有m條掃描線S₁~S_m，主動顯示陣列140於此中線以下具有n條掃描線S_m+1~S_m+n，其中m大於n。

在一些實施例中，主動顯示陣列140包含複數條資料線DL以及與資料線DL大體上垂直的m+n條掃描線S₁~S_m+n。掃描線S₁~S_m+n係用於接收由驅動電路所傳送的輸入訊號。在一些實施例中，第一驅動電路110和第二驅動電路120為顯示驅動電路，用以驅動主動顯示陣列140。舉例來說，第一驅動電路110和第二驅動電路120均為閘極驅動電路，第一驅動電路110用以產生驅動主動顯示陣列140所需要的m個閘極訊號，藉由連接線160，將閘極訊號傳送至主動顯示陣列140上的頂側m條掃描線S₁~S_m。第二驅動電路120用以產生驅動主動顯示陣列140所需要的n個閘極訊號，藉由連接線160將閘極訊號傳送至主動顯示陣列140上的底側n條掃描線S_m+1~S_m+n。

在一些實施例中，當光學傳感陣列150為一指紋傳感器，第三驅動電路130則相應地為一指紋傳感器驅動電路，用以產生驅動光學傳感陣列150所需要的訊號。在一些應用例子中，若將顯示器驅動電路(如第一驅動電路110和第二驅動電路120)指紋傳感器驅動電路(第三驅動電路130)在不同水平高度上下重疊設置，雖然可以減少邊框寬度，但同時將占用較多的垂直分層，可能導致顯示觸控面板的整體厚度變厚，且使製造成本提高。於另一些例子中，指紋傳感器驅動電路可能會被設置在主動顯示陣列與閘極驅動電路之間，或者是設置在閘極驅動電路的外側，在這些做法中，設置指紋傳感器驅動電路需要一定的寬度會使得顯示裝置100的邊框水平寬度增加，難以達到超窄邊框的設計需求。

為使第三驅動電路130不佔據額外的邊框空間且不增加觸控面板的整體厚度，於本揭露中，第三驅動電路130與第一驅動電路110和第二驅動電路120設置在相同的水平分層上，且第三驅動電路130的設置位置介於第一驅動電路110和第二驅動電路120之間，使得第一驅動電路110、第三驅動電路130及第二驅動電路120三者大體上平行地在同一方向上依序排列，且設置鄰接於主動顯示陣列140的第一側邊143(請參照第2圖)。也就是說，在原先設置閘極驅動電路(即第一驅動電路110和第二驅動電路120)的邊框位置，將指紋傳感器驅動電路(即第三驅動電路130)整合至同側邊框並安插至第一驅動電路110和第二驅動電路120的垂直位置之間，如此一來，可以避免第三驅動電路130增加邊框的水平寬度。

其中，以虛線區域表示的連接線160的細節，將於後述有關第2圖及第5圖中一併說明。需要注意的是，為簡化圖式，第1圖中所繪示的掃描線S₁~S_m+n僅為主動顯示陣列140中的一部分，掃描線的數量會依據主動顯示陣列140的尺寸不同而有所差異。同樣地，於後續圖式(如第2圖和第5圖)中的掃描線以及相應地與其耦接的連接線160數量，皆僅為示例性描述，其數量將依據主動顯示陣列140的尺寸不同而有所差異，本揭露並不以此為限。

第2圖為本揭露一些實施例所繪示的一種顯示裝置的示意圖。第2圖中進一步描述了連接線160的細節，並將連結第一驅動電路110、第二驅動電路120和第三動電路130的連接線分別以L1A1~L1Am、L2A1~L2An、L31~L3g表示， 惟如同前述，本揭露的掃描線數量並不以此為限。此外，同樣地，第1~5圖中皆僅繪示部分的第一輸出端111、第二輸出端121、第三輸出端131、掃描線中的第一部分141、掃描線中的第二部分142、連接線L1B1~L1Bm、連接線L2B1~L2Bn、匯流排線170、以及資料線DL，上述元件的數量皆不以圖式所示為限。

由於第一驅動電路110和第二驅動電路120之間由第三驅動電路130區隔開來，在一些實施例中，複數條掃描線可以分為兩個部分，掃描線中的第一部分141包含m條掃描線，藉由第一連接線L1A1~L1Am耦接至第一驅動電路110，掃描線中的第二部分142包含n條掃描線，藉由第二連接線L2A1~L2An耦接至第二驅動電路120。在一些實施例中，掃描線中的第一部分141藉由第一連接線L1A1~L1Am耦接至第一驅動電路110中相應的複數個第一輸出端111，掃描線中的第二部分142藉由第二連接線L2A1~L2An耦接至第二驅動電路120中相應的複數個第二輸出端121。

進一步地，為達成窄邊框的目的，在一些實施例中，位於兩側之第一驅動電路110和第二驅動電路120，其邊緣皆不得超越主動顯示陣列140的頂部側邊144及底部側邊145。如此，第一驅動電路110、第二驅動電路120及第三驅動電路130各自的輸出端間距將被壓縮。在一些實施例中，掃描線中的第一部分141、掃描線中的第二部分142、第一輸出端111及第二輸出端121皆分別以等距設置。

在一些實施例中，主動顯示陣列140具有頂部側 邊144以及底部側邊145，光學傳感陣列150距離頂部側邊144之距離D1大於光學傳感陣列150距離底部側邊145的距離D2。相應地，由與頂部側邊144較接近之第一驅動電路110所驅動的掃描線中的第一部分141，其數量(如：m條)大於由與底部側邊145較接近之第二驅動電路120所驅動的掃描線中的第二部分142(如：n條)。在一些實施例中，第三驅動電路130設置的位置與光學傳感陣列150於主動顯示陣列140中設置的位置相對應(如：兩者中心對準、兩者的其中一邊緣對準等)。

在一些實施例中，第一驅動電路110具有第二側邊112和第三側邊113，第二側邊112靠近主動顯示陣列140的第一側邊143，且第一驅動電路110的第一輸出端111鄰接設置於第二側邊112，第三側邊113則相對第二側邊112設置。換句話說，第一輸出端111設置於第一驅動電路110中較靠近主動顯示陣列140的一側，在一實施例中，第一輸出端111就設置在第二側邊112上。同樣地，第二驅動電路120具有一側邊靠近主動顯示陣列140的第一側邊143(圖中未示)，第二驅動電路120的第二輸出端121鄰接設置於此側邊或直接設置於此側邊之上。

請繼續參照第1圖。在一些實施例中，主動顯示陣列140的掃描線中的第一部分141和掃描線中的第二部分142的每條線之間的間距大於第一驅動電路110中複數個第一輸出端111間的間距，且第一驅動電路110中複數個第一輸出端111間的間距大於第二驅動電路120中複數個第二輸出端121間的間距。藉由此設計，可以達到最窄邊框的目的。換句 話說，由於主動顯示陣列140的掃描線數量為固定，相應設置之第一驅動電路110和第二驅動電路120的驅動輸出數量亦因此為固定；在第一驅動電路110和第二驅動電路120與第一側邊143距離不變的情況下，需擴大第一驅動電路110中複數個第一輸出端111間的間距(即減少第一驅動電路110的輸出端111的數量)，相應地縮小第二驅動電路120中複數個第二輸出端121間的間距(即增加第二驅動電路120的第二輸出端121的數量)，才能降低第一連接線L1A1~L1Am和第二連接線L2A1~L2An的斜率，避免斜率過大的情形，使連接線盡可能地平行，且最小化斜向連接線的區域。在一些實施例中，為使第一驅動電路110、第二驅動電路120和第三驅動電路130併排後的最長長度不超過主動顯示陣列140的第一側邊的長度，第三驅動電路130中複數個輸出端131間的間距亦會被壓縮，且第二驅動電路120中複數個第二輸出端121間的間距小於第三驅動電路130中複數個輸出端131間的間距。

在一些實施例中，第一連接線L1A1~L1Am用於耦接第一驅動電路110與主動顯示陣列140的掃描線中的第一部分141，並設置於第一金屬層(例如：Metal 0)；第二連接線L2A1~L2An用於耦接第二驅動電路120與主動顯示陣列140的掃描線中的第一部分142，並設置於第一金屬層(例如：Metal 0)。由於驅動電路與主動顯示陣列之間有限的長度及寬度空間，用於耦接光學傳感陣列150與第三驅動電路130的第三連接線L31~L3g，極有可能與第一連接線L1A1~L1Am和第二連接線L2A1~L2An中的部分連接線皆發生重疊。因此， 在一些實施例中，為使第一和第二驅動電路與第三驅動電路得以分別獨立的訊號驅動不同功能之元件，第三連接線L31~L3g設置於與前述第一金屬層(例如：Metal 0)有別之第二金屬層(例如：Metal 1)，用以使第三驅動電路130與光學傳感陣列150耦接，並防止因利用同一金屬層而造成驅動訊號共用之情形。

藉由上述設置方式，可以使得第1圖所示的顯示裝置，其第一側邊143和第三側邊113之間的距離小於1毫米。

請參照第3圖。第3圖為本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置中驅動電路的匯流排線連接方式的示意圖。第一驅動電路110和第二驅動電路120共用匯流排線170，且為了避免匯流排線170的設置位置與第三驅動電路130重疊，在一些實施例中，如第三圖所示，在第一驅動電路110和第二驅動電路120之間的匯流排線170，可以經由靠近第三側邊113之一側繞過第三驅動電路130。在一些實施例中，為了避免訊號干擾，匯流排線170設置於第三金屬層(例如：Metal 2)。

請參照第4圖。第4圖為本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置中光學傳感陣列150的局部細節示意圖。需要注意的是，掃描線S₁~S_m和掃描線S_m+1~S_m+n分別與第一驅動電路110和第二驅動電路120耦接，其連接方式已於前述中詳細說明，第4圖僅繪示掃描線S₁~S_m+n的一部分，且將第一驅動電路110和第二驅動電路120以省略符號表示，其餘部分不再贅述。如第4圖所示，主動顯示陣列140由複數個畫素PX所組成，且光學傳感陣列150由複數個光學傳感元件151所組成，為簡 化圖式說明，以畫素PX代表各個畫素，並以光學傳感元件151代表各個光學傳感元件。在光學傳感陣列150所在之區域中，同時存在有主動顯示陣列之複數個畫素PX，畫素PX與光學傳感元件151之間的對應關係可以是一對一、一對多、多對一、或多對多，為簡化說明，以下配合第4圖所示，以一個畫素對應一個光學傳感元件之設置方式進行說明，惟本揭露並不以此為限。

在第4圖中，各個畫素PX設置在橫向的兩條掃描線以及縱向的兩條資料線DL之間，各個光學傳感元件151亦設置在橫向的兩條掃描線以及縱向的兩條資料線DL之間。於此實施例中，光學傳感元件151可以設置在畫素PX的下方，亦可設置在在畫素PX的上方。在一些實施例中，光學傳感元件151藉由連接線L31~L3g與第三驅動電路140的第三輸出端131的其中之一耦接，且連接線L31~L3g於主動顯示陣列140中(即第一側邊143內)大體上與資料線DL的方向垂直設置，並在主動顯示陣列140外以斜向且直線距離最短的方式與第三輸出端131中的一個輸出端耦接。

請參照第5圖。第5圖為本揭露另一些實施例所繪示的顯示裝置100的示意圖。需要注意的是，第5圖中顯示裝置100大致上與先前實施例第1圖至第2圖中顯示裝置100類似，除特別於下段提及之元件、連接關係等敘述外，其餘部分皆與第1圖至第2圖中顯示裝置100大體上相同，於此不再進行贅述。

最主要的不同之處在於，第5圖中顯示裝置100包 含的連接線161不同於第1圖至第2圖中顯示裝置100中的連接線160，如第5圖所示，連接線161所連接的第一輸出端111和第二輸出端121設置的位置不同第1圖至第2圖中的連接線160。第5圖中的顯示裝置100中的第一驅動電路具有一第二側邊112以及與第二側邊112相對的第三側邊113。在一些實施例中，第一驅動電路110的第二側邊112緊鄰主動顯示陣列140的第一側邊143，且第一驅動電路110的第一輸出端111距離第二側邊112的距離D3大於第一輸出端111距離第三側邊113的距離D4。同樣地，第二驅動電路120亦具有相對的兩個側邊(未繪示)，其中一側邊緊鄰主動顯示陣列140的第一側邊143，另一側邊則相對地位於另一側，第二輸出端121與緊鄰主動顯示陣列之側邊的距離大於與相對之另一側邊的距離。在一些實施例中，第二驅動電路120中緊鄰主動顯示陣列140之側邊與第一驅動電路110的第二側邊112位於同一側，或進一步位於同一直線上。

連接線161用以將第一輸出端111、第二輸出端121連接至掃描線中的第一部分141及掃描線中的第二部分142，並且將第三輸出端131連接至光學傳感陣列150。將第一輸出端111和第二輸出端121的位置，由鄰近主動顯示陣列140的一側(如：較靠近第二側邊112)，改為遠離主動顯示陣列140的一側(如：較靠近第三側邊113)，可以拉長第一輸出端111和第二輸出端121與掃描線之間的距離，並可因此減少主動顯示陣列140與第一驅動電路110、第二驅動電路120和第三驅動電路130之間的空間，藉此縮小邊框寬度。舉例而言，第一側 邊143與第三側邊113的距離得小於0.5毫米。

需要注意的是，第3圖和第4圖有關輸出端(如：第一輸出端111、第二輸出端121、第三輸出端131)設置方式以及匯流排線170的設置方式，在第5圖的顯示裝置100中皆得以適用，為簡化說明，在此不再贅述。

綜上所述，本揭露提供的顯示裝置，減少了邊框區域浪費，進而達到窄邊框的顯示裝置。

雖然本案以詳細之實施例揭露如上，然而本案並不排除其他可行之實施態樣。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，而非受於前述實施例之限制。對本領域技術人員而言，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對本案作各種之更動與潤飾。基於前述實施例，所有對本案所作的更動與潤飾，亦涵蓋於本案之保護範圍內。

D1、D2‧‧‧距離

112‧‧‧第二側邊

100‧‧‧顯示裝置

113‧‧‧第三側邊

110‧‧‧第一驅動電路

140‧‧‧主動顯示陣列

120‧‧‧第二驅動電路

141‧‧‧掃描線中的第一部分

130‧‧‧第三驅動電路

142‧‧‧掃描線中的第二部分

111‧‧‧第一輸出端

143‧‧‧第一側邊

121‧‧‧第二輸出端

144‧‧‧頂部側邊

131‧‧‧第三輸出端

145‧‧‧底部側邊

150‧‧‧光學傳感陣列

160‧‧‧連接線

L1A1~L1Am、L2A1~L2An、L31~L3g‧‧‧連接線

Claims (9)

1. 一種顯示裝置，包含：一主動顯示陣列，該主動顯示陣列包含複數條掃描線；一光學傳感陣列，與該主動顯示陣列重疊設置；一第一驅動電路，該第一驅動電路經由一第一金屬層耦接該些掃描線中的一第一部分；一第二驅動電路，該第二驅動電路經由該第一金屬層耦接該些掃描線中的一第二部分；以及一第三驅動電路，設置於該第一驅動電路與該第二驅動電路之間，該第三驅動電路經由一第二金屬層與該光學傳感陣列耦接，其中該第二金屬層相異於該第一金屬層。
2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該主動顯示陣列具有一第一側邊；以及該第一驅動電路、該第三驅動電路以及該第二驅動電路設置鄰接於該主動顯示陣列的該第一側邊，該第一驅動電路、該第三驅動電路以及該第二驅動電路於該第一側邊先後設置且大體上平行。
3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第三驅動電路的設置位置對應於該光學傳感陣列的設置位置。
4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該顯示區域具有一頂部側邊以及一底部側邊，該光學傳感陣列距離該 頂部側邊之一第一距離大於該光學傳感陣列距離該底部側邊的一第二距離。
5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一驅動電路耦接並用以驅動該些掃描線中的m條傳輸線路，該第二驅動電路耦接並用以驅動該些掃描線中的n條掃描線，其中m、n為正整數且m>n。
6. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含複數條第一連接線、複數條第二連接線以及複數條第三連接線，其中該些第一連接線設置於該第一金屬層且兩端連接該第一驅動電路的複數個第一輸出端以及該些掃描線中的該第一部分，該些第二連接線設置於該第一金屬層且兩端連接該第二驅動電路的複數個第二輸出端以及該些掃描線中的該第二部分，該些第三連接線設置於該第二金屬層且兩端連接該第三驅動電路的複數個第三輸出端以及該光學傳感陣列。
7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該第一驅動電路具有一第二側邊，該第一驅動電路的該第二側邊靠近該主動顯示陣列的一第一側邊，該第一驅動電路的該些第一輸出端鄰接設置於該第二側邊。
8. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該第一驅動電路具有一第二側邊以及與該第二側邊相對的一第三側 邊，該第一驅動電路的該第二側邊緊鄰該主動顯示陣列的一第一側邊，該第一驅動電路的該些第一輸出端距離該第二側邊的一第三距離大於該些第一輸出端距離該第三側邊的一第四距離。
9. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含複數條匯流排線，其中該些匯流排線耦接在該第一驅動電路以及該第二驅動電路之間，並且該些匯流排線設置在一第三金屬層。

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