TWI766344B

TWI766344B - 平板顯示器及其電極結構

Info

Publication number: TWI766344B
Application number: TW109128434A
Authority: TW
Inventors: 恒劉
Original assignee: 開曼群島商Ｖ福尼提國際
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2022-06-01
Also published as: TW202209667A

Abstract

一種平板顯示器，例如一種平板顯示設備，包括一基板；一電源電路；複數個像素電路，每一像素電路耦合至一自發光裝置；以及複數個電源線，電性耦合至複數個像素電路，而且，藉由複數個穿過基板的孔洞結構，複數個電源線也電性耦合至電源電路。

Description

平板顯示器及其電極結構

本發明是關於一種平板顯示器，特別是關於不限於提供一種平板顯示設備，例如一具有電極結構之平板顯示器，前述電極結構藉由一具有孔洞結構(via)之陣列基板提供電流。

本發明主張於西元2019年8月26日提出申請之美國臨時專利申請案第62/891,708號。

對於一般消費用、商務使用以及工業使用來說，兼顧價格合理與大型高解析度顯示器的需求正逐漸增加。過去幾年，在市面上已經看到8K解析度(對角線120吋)液晶顯示器(LCD)的產品，同時對角線80吋的有機發光二極體顯示器(OLED)產品也逐漸在市面普及。在小於100吋低價顯示器市場，主流顯示技術是液晶顯示器以及發光二極體顯示器。相對而言，在大於100吋顯示器市場，投影技術似乎是最佳選擇。在高端市場，窄像素間距(narrow pixel pitch)液晶顯示器已被普遍使用在超大尺寸的顯示器區塊。有機發光二極體顯示器具有自發光像素，可以在完全關閉模式下運作，因此可以產生極緻的黑色信號位準(Black Level)，表現遠比液晶顯示器優秀。然而，不像液晶顯示器，有機發光二極體顯示器(OLED)需要電流點亮像素，當解析度需求提高，導致像素數目需求也會增加；此外，面板尺寸越做越大，導致供電線與最遠像素之間距離拉長，電力輸送的負擔非常沉重，也容易導致高電力損失與面板內部的廢熱產生。因為有機發光二極體顯示器(OLED)係由有機材料所製作的，操作溫度對於有機發光二極體顯示器(OLED)的可靠性影響重大。另一方面，要製作可靠的有機發光二極體顯示器(OLED)電極接觸一直都是非常具有挑戰性的工作，直到今日仍然是如此。在較高的操作溫度下，歐姆接觸容易過早失效，因此，提升有機發光二極體顯示器(OLED)的表現(例如：顯示亮度、解析度與尺寸)會與提升製造良率呈現兩難的取捨關係。

在一實施例中，一種平板顯示器，包括一基板；一電源電路；至少一像素電路，其中，至少一像素電路耦合至一自發光裝置；以及，藉由至少一穿過基板的孔洞結構，至少一電源線電性耦合至前述電源電路。

在一實施例中，一種前述平板顯示器之製作方法，包括提供前述基板；放置(placing)前述像素電路於前述陣列基板的第一表面；連接(connecting)像素電路至前述自發光裝置；鋪設(laying)前述電源線在第一表面上，使其電性耦合至像素電路；製造(creating)一孔洞結構，孔洞結構穿過基板，使其電性耦合至電源線；放置一第一內連線電路在基板的一第二表面，使其電性耦合至孔洞結構；以及，連接(bonging)前述電源電路至第一內連線電路。

在一實施例中，一種前述平板顯示器之使用方法，包括對前述平板顯示器供電；從前述電源電路傳送電流，經過孔洞結構(via)，到達電源線；從電源線傳送電流至像素電路；以及，藉由像素電路讓自發光裝置發射光線。

在一實施例中，一種平板顯示器，包括一基板，至少一陽極線，至少一陰極線；一有機發光二極體疊層，其電性耦合到至少一陽極線與陰極線；以及，藉由複數個孔洞結構(via)，一驅動電路電性耦合到至少一陽極線與至少一陰極線。

100、100’:平板顯示器

110:基板、陣列基板

120:第二內連線電路

130:自發光裝置

140:像素電路

150:電源線

510:孔洞結構

520:第二孔洞結構

530:白光OLED、OLED

540:第一不發光間距

550:邊緣不發光間距

600:製作方法

160:孔洞結構

170:電源電路

180:第一內連線電路

190:訊號線

310:導電柱或導電壩

320:共電極、上電極

410:陽極

500、800:平板顯示器

610-670:製作方法步驟

700:使用方法

710-740:使用方法步驟

810:驅動電路

820:透明發光二極體陰極行電極

830:發光二極體疊層

840:陽極線

為了更容易地識別任何特定元件或動作的說明，附圖標號中的最主要數字是指首次引入該元件或動作的附圖(“圖”)編號。

圖1描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的截面圖；圖2描繪出圖1的平板顯示器的俯視圖；圖3描繪出圖1的平板顯示器的立體透視圖；圖4描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的立體透視圖；圖5描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的截面圖；圖6描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的製作方法之流程圖；圖7描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的使用方法之流程圖；以及，圖8描繪出本發明一實施例中一平板顯示器的截面圖。

以下敘述包括實現本發明的說明性實施例之系統、方法、技術。為了解釋目的，於下方的描述，闡述了許多具體細節以便提供對本發明之各種實施例的理解。然而，顯而易見地，本領域技術人員可以在沒有具體細節的情況下實現本發明之實施例。一般來說，眾所皆知的指令實例、協議、結構及技術將不會詳細描述。

圖1描繪出本發明一實施例中一平板顯示器100的截面圖。平板顯示器100包括一陣列基板110；一電源電路170；複數個像素電路140，每一個像素電路耦合至一自發光裝置130，例如有機發光二極體(OLED)或是發光二極體或是其他電致發光(EL)裝置；以及，複數個電源線150電性耦合至複數個像素電路140，複數個電源線150，藉由孔洞結構160穿過陣列基板110，也電性耦合至電源電路170。請留意為了說明方便，並非所有平板顯示器元件都被提出說明，例如封裝層。

在一實施例中，電源電路被放置在陣列機板的第一表面，複數個電源線被放置在陣列基板的第二表面。在一實施例中，平板顯示器100包括一第一內連線電路180，位於第一表面上，電性耦合至孔洞結構160以連接至電源電路170。第一內連線電路180係從電源電路170分配電力出去。

在一實施例中，複數個電源線150電性耦合至複數個像素電路140，藉由一第二內連線電路120。

在一實施例中，如圖3所示，平板顯示器100包括一共電極(common electrode)，位於自發光裝置130上方(disposed over)。在另一實施例中，平板顯示器100包括一共電極與一陽極(anode electrode)，前述共電極與陽極係位於陣列基板110的平面上(in-plane)。

如圖1所示，平板顯示器100包括複數個訊號線190，複數個訊號線190係藉由第二內連線電路120連接像素電路140。像素電路，例如包含薄膜電晶體處理來自訊號線190的數據，以決定電力傳送至自發光裝置130。

舉例來說，自發光裝置130可以是單一分開的裝置(single separate device)，或是一個有機發光二極體疊層的一部份(part of a sheet of organic light emitting diodes)。

陣列基板110可以是玻璃、聚合物、陶瓷、矽等等。孔洞結構160可以通過雷射鑽孔、雷射加工、濕式或乾式蝕刻或其他機械工具製成。孔洞結構160內部的導電材料可以是金屬，例如銅、銲料、金錫焊料、銀環氧樹脂(Ag-epoxy)或是其他金屬/高分子填料。位於背面的內連線電路180可藉由光刻法形成，電源電路170可以是藉由表面黏著(SMD)/拾取-貼裝(pick and place)連接一個驅動IC所製成，或是使用包含一個驅動IC的軟性印刷電路板，並連接至基板110的第一表面。孔洞結構160的形成可以在薄膜電晶體陣列製程之前或之後。如果孔洞結構160形成於薄膜電晶體陣列製程之後，由於電源線150已經形成於基板110上，孔洞製程必須小心選擇/設計以確保不會去損壞已經完成的電源線150。

圖2描繪出圖1的平板顯示器100的俯視圖。在一實施例中，像素電路140與自發光裝置130覆蓋於(overlay)第二內連線電路120上。

圖3描繪出圖1的平板顯示器的立體透視圖，為了說明方便，訊號線190並未顯示於圖中。在一實施例中，平板顯示器100包括一共電極320位於自發光裝置130(如圖中的OLED)上方(overlay)。在一實施例中，如圖3所示，自發光裝置130可以位於像素電路140的上方，或是如圖1與圖2所示，自發光裝置130可以與像素電路140並排(side-by-side)。在一實施例中，孔洞結構160可以包含導電柱或導電壩(conductive post or dam)310，導電柱或導電壩310係用以連接共電極320至孔洞結構160，藉此，共電極可以連接至基板背面的內連線電路180。

圖4描繪出本發明一實施例中一平板顯示器100’的立體透視圖，平板顯示器100’實質上與平板顯示器100相當近似，差別在於平板顯示器100’的共電極與陽極410是在同一個基板上所製成(in-plane)，並不需要設置上電極。

圖5描繪出本發明一實施例中一平板顯示器500的截面圖，請留意為了說明方便，並非所有元件都會提出說明。平板顯示器500實質上與平板顯示器100近似，差別在於平板顯示器500的自發光裝置包含單一顏色，例如白光OLED 530。在一實施例中，平板顯示器500具有一第一不發光間距(non-emitting space)540，位於每個像素電路140之間，平板顯示器500還具有一邊緣不發光間距(edge non-emitting space)550，其長度小於第一不發光間距540的長度，例如，邊緣不發光間距550長度為第一不發光間距540的長度的一半，藉由此設計，組裝多塊平板顯示器時就可以避免明顯接縫產生(visible seam)。孔洞結構510連接像素電路140至電源電路170，第二孔洞結構520連接內連線電路180至共電極320。第二孔洞結構520穿過陣列基板110，邊緣不發光間距550，以及/或其他不發光間距，或非像素電路區，以及OLED 530。封裝層510位於共電極320上方。

在一實施例中，像素電路140可以是主動矩陣(active matrix)或是脈衝寬度調變(PWM)驅動。白光OLED 530可以是連續層或是部分圖案層，然而，點亮區域是像素電路140供應電流的區域。放置內連線電路180與電源電路170在不發光間距的下方可以使得平板顯示器500達到雙面發光的效果。一個附加的孔洞結構515提供訊號至像素電路140。

圖6描繪出本發明一實施例中一平板顯示器(如100，100’，500)的製作方法600之流程圖，製作方法600包括提供(610)一陣列基板110；放置(620)像素電路140於陣列基板110的第二表面上；連接(630)像素電路140至自發光裝置130；鋪設(640)電源線150在第二表面上，使其電性耦合至像素電路140；製造(650)一孔洞結構160，孔洞結構160穿過陣列基板110，使其電性耦合至電源線150；放置(660)一第一內連線電路180在基板的一第一表面，使其電性耦合至孔洞結構；以及，連接(670)電源電路170至第一內連線電路180。

圖7描繪出本發明一實施例中一平板顯示器，例如100，100’，500或800(圖8所示)，的使用方法700之流程圖，使用方法700包括對平板顯示器供電(710)；從電源電路170傳送電流(720)，經過孔洞結構160，到達電源線150；從電源線150傳送電流(730)至像素電路140；以及，(740)藉由像素電路140讓自發光裝置130發射光線。

圖8描繪出本發明一實施例中一平板顯示器800的截面圖。平板顯示器800與平板顯示器100，100’與500近似，差別在於平板顯示器800是被動矩陣，而不是主動矩陣。平板顯示器800包含一基板850，其具有陽極線 840，不發光間距540，與邊緣不發光間距550，位於基板的第一表面。一個被動矩陣發光二極體(PMOLED)驅動電路810，放置在基板850的第二表面上或後面(on or behind)。藉由內連線電路180，驅動電路810電性耦合至陽極線840與發光二極體疊層830，內連線電路180連接至孔洞結構510與520。透明發光二極體陰極行電極(transparent OLED cathode row electrode)820位於發光二極體疊層830的上方，封裝層510位於透明發光二極體陰極行電極820的上方。

相應地，平板顯示器800的基板上並不具備薄膜電晶體陣列。OLED疊層830可以是連續層或是部分圖案層而且/或是單一顏色(例如白色)。然而，點亮區域是陽極線840連接的區域。在一實施例中，整個陽極結構事實上是一個主動區域，由OLED疊層830所點亮。在點亮區域與陽極線840之間，藉由一個短的導體(例如線段形狀)，這個區域連接到陽極線840。在一實施例中，陰極820包含多行與頁面平行(parallel to the page)的導體，每一個電極耦合至一個導電孔洞結構520。

在一實施例中，陽極線840是多列與頁面垂直(perpendicular to the page)的導體，每一個陽極電極耦合至一個導電孔洞結構510。取決於驅動電路的形式不同，陽極與陰極可以互換。舉例來說，陰極可以位於下方而陽極位於上方。

多塊平板可以組裝起來而不會有明顯接縫。在一實施例中，放置內連線電路180與驅動電路810在不發光間距540與550下方可以使平板顯示器800達成雙面發光的效果。

以下實施例描述了前述所討論的方法、機器可讀媒介及系統 (例如機器、設備或其他裝置)的各種實施例。

1.一種平板顯示器，包括：一基板；一電源電路；至少一像素電路，其中，至少一像素電路耦合至一自發光裝置；以及至少一電源線，電性耦合至至少一像素電路，而且，藉由至少一穿過基板的孔洞結構，至少一電源線也電性耦合至前述電源電路。

2.如實施例1所述之平板顯示器，其中自發光裝置是白光有機發光二極體。

3.在前述實施例中的任何一平板顯示器，更包括一第一不發光間距以及一邊緣不發光間距，第一不發光間距位於每個像素電路之間，邊緣不發光間距的長度小於第一不發光間距的長度。

4.在前述實施例中的任何一平板顯示器，其中電源電路位於基板的一第一表面上，且複數個該電源線位於該基板的一第二表面上。

5.在前述實施例中的任何一平板顯示器，更包括複數個第一內連線電路，位於該第一表面上，且電性耦合至該孔洞結構以連接至該電源電路。

6.在前述實施例中的任何一平板顯示器，更包括一共電極，位於該自發光裝置的上方。

7.在前述實施例中的任何一平板顯示器，更包括一陰極與一陽極，兩者位於基板的同一平面上(in-plane)。

8.在前述實施例中的任何一平板顯示器，藉由複數個第二內連線電路，複數個該電源線電性連接至複數個該像素電路。

9.在前述實施例中的任何一平板顯示器，藉由複數個該第二內連線電路，複數個該訊號線連接至該像素電路。

10.在前述實施例中的任何一平板顯示器，自發光裝置包括一微發光二極體、一有機發光二極體、一發光二極體、紅色、綠色、藍色發光二極體、量子點發光二極體或是電致發光裝置。

11.在前述實施例中的任何一平板顯示器，自發光裝置是一個有機發光二極體疊層的一部份(part of a sheet of organic light emitting diodes)。

12.在任何前述實施例中一種平板顯示器的製作方法，包括：提供該基板；放置該像素電路於該基板的一第二表面上；連接該像素電路至該自發光裝置；鋪設該電源線在該第二表面上，使其電性耦合至該像素電路；製造該孔洞結構，該孔洞結構穿過該基板，使其電性耦合至該電源線；放置一第一內連線電路在該基板的一第一表面，使其電性耦合至該孔洞結構；以及連接該電源電路至該第一內連線電路。

13.在任何前述實施例中的方法，更包含：放置一第二內連線電路在該第二表面上；以及藉由該第二內連線電路，耦合訊號線至該像素電路。

14.在任何前述實施例中的方法，該自發光裝置是白光有機發光二極體。

15.在任何前述實施例中的方法，更包括放置一共電極於該自發光裝置的上方。

16.一種平板顯示器之使用方法，包括：對一平板顯示器供電，該平板顯示器包括：一基板；一電源電路；至少一像素電路，其中，該至少一像素電路耦合至一自發光裝置；以及至少一電源線，電性耦合至該至少一像素電路，而且，藉由至少一穿過該基板的孔洞結構(via through the substrate)，該至少一電源線也電性耦合至該電源電路；從該電源電路傳送電流，經過該孔洞結構(via)，到達該電源線；從該電源線傳送電流至該像素電路；以及藉由該像素電路讓該自發光裝置發射光線。

17.在任何前述實施例中的方法，其中該自發光裝置是白光有機發光二極體。

18.在任何前述實施例中的方法，更包括一共電極，位於該自發光裝置的上方。

19.在任何前述實施例中的方法，更包括一共電極與一陽極，兩者位於基板的同一平面上(in-plane)。

20.在任何前述實施例中的方法，藉由複數個第二內連線電路，複數個該電源線電性連接至複數個該像素電路。

21.一種平板顯示器，包括：一基板；至少一陽極線；至少一陰極線；一有機發光二極體疊層，其電性耦合到該至少一陽極線與該至少一陰極線；以及一驅動電路，藉由複數個孔洞結構(via)，該驅動電路電性耦合到該至少一陽極線與該至少一陰極線。

22.在前述實施例中的任何一平板顯示器，其中複數個該孔洞結構包含一第一組孔洞結構與一第二組孔洞結構，該第一組孔洞結構電性耦合至該陽極線，該第二組孔洞結構電性耦合至該內連線電路，以便於連接該發光二極體陰極行電極(OLED cathode row electrode)。

23.在前述實施例中的任何一平板顯示器，更包含複數個陽極線與非發射間距，該非發射間距位於該陽極線之間，位於該平板顯示器的邊緣也有非發射間距，其長度小於位於該陽極線之間的該非發射間距的長度。

24.在前述實施例中的任何一平板顯示器，該驅動電路是被動矩陣發光二極體驅動器(passive matrix OLED driver)加上脈衝寬度調變(PWM)驅動電流。

儘管參考特定實施例描述了本發明，但是顯而易見的是，可以對這些實施例進行各種修改和改變，而不背離本發明所揭露的更廣泛範圍。因此，說明書及圖示應被認為是說明而非限制性。附圖形成一部份的描述方法，而非限制可以實現本發明的特定實施例。前述實施例已詳細描述，足以讓本領域技術人員能夠實現本說明書所揭露之教導。可以利用其他實施例並從中推導出其他實施例，在不脫離本發明揭露範圍下，進行結構及邏輯上的替換或改變。因此，這些描述不應被理解為限制性的，並且各種實施例僅由任何附屬項所定義，並且享有全部同等權利。

本發明實施例可以被視為單獨地及/或共同地，通過名詞”發明”僅是為了方便起見，若實際上公開了多個發明，而無意限制申請範圍為任何單個發明或發明概念。因此，盡管在此已經圖示及描述了特定的實施例，應該被理解為，用於實現相同目的之計算出的任何排列都可以代替所示的特定實施例。本發明意圖涵蓋各種實施例的任何及所有修改及變化。通過閱讀以上描述，對於本領域技術人員來說，上述實施例的組合以及本說明書中未具體描述的其他實施例都是顯而易見。

100:平板顯示器

110:陣列基板