TWI844103B

TWI844103B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI844103B
Application number: TW111134685A
Authority: TW
Inventors: 林俊賢
Original assignee: 群創光電股份有限公司
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2024-06-01

Abstract

本揭露提供了一種電子裝置，其包括一二極體、一驅動電路、一第一訊號線、一第二訊號線、一第一靜電防護電路以及一第二靜電防護電路。二極體包括一第一端與一第二端。第一訊號線耦接於第一端與驅動電路之間。第二訊號線耦接於第二端與驅動電路之間。第一靜電防護電路耦接至第一訊號線。第二靜電防護電路耦接至第二訊號線。

Description

電子裝置

本揭露涉及一種電子裝置，特別是涉及一種具有靜電防護電路的電子裝置。

靜電放電(electrostatic discharge，ESD)常造成電子裝置損壞，使得產品無法正常運作。靜電放電的現象也可能在製造或測試的過程中發生，使得電子裝置的良率下降。因此，業界致力於減少靜電放電對電子裝置所造成的損壞，以提高電子裝置的良率或可靠度。

本揭露的一個實施例提供了一種電子裝置，其包括一二極體、一驅動電路、一第一訊號線、一第二訊號線、一第一靜電防護電路以及一第二靜電防護電路。二極體包括一第一端與一第二端。第一訊號線耦接於第一端與驅動電路之間。第二訊號線耦接於第二端與驅動電路之間。第一靜電防護電路耦接至第一訊號線。第二靜電防護電路耦接至第二訊號線。

10:電子裝置

100:基板

1001:上表面

102,1020,1022,1024:二極體

104,106,1040,1042,1044,1060,1062,1064:靜電防護電路

108,110,1080,1082,1084,1100,1102,1104:訊號線

112:驅動電路

1140,1142,1144:區域

1160:第一端

1162:第二端

118,1180,119,1190:連接部分

1182,1192:延伸部分

120,122,128,130:電晶體

124,126:電壓訊號線

132,134,136:金屬層

138,140:絕緣層

142,146,148:接觸洞

1440,1442:連接電極

C1,C2,C3,C4:半導體層

D1,D2,D3,D4:汲極

G1,G2,G3,G4:閘極

PX:像素

S1,S2,S3,S4:源極

X,Y,Z:方向

圖1所示為本揭露第一實施例的電子裝置的示意圖。

圖2所示為本揭露第一實施例的電子裝置的剖面示意圖。

圖3所示為本揭露第二實施例的電子裝置的示意圖。

圖4所示為本揭露第三實施例的電子裝置的示意圖。

圖5所示為本揭露第四實施例的電子裝置的剖面示意圖。

透過參考以下的詳細描述並同時結合附圖可以理解本揭露，須注意的是，為了使讀者能容易瞭解及圖式的簡潔，本揭露中的多張圖式只繪出電子裝置的一部分，且圖式中的特定元件並非依照實際比例繪圖。此外，圖中各元件的數量及尺寸僅作為示意，並非用來限制本揭露的範圍。

本揭露通篇說明書與後附的申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應理解，電子設備製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的元件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的元件。在下文說明書與申請專利範圍中，「含有」與「包括」等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為「含有但不限定為...」之意。

本文中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本揭露。在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

應了解到，當元件或膜層被稱為在另一個元件或膜層「上」、「設置」在另一個元件或膜層「上」或「連接到」另一個元件或膜層時，它可以直接在此另一元件或膜層上或直接連接到此另一元件或層，或者兩者之間存在有插入的元件或膜層(非直接情況)。相反地，當元件被稱為「直接」在另一個元件或膜層「上」、「直接設置」在另一個元件或膜層「上」或「直接連接到」另一個元件或膜層時，兩者之間不存在有插入的元件或膜層。此外，不同元件之間的設置關係可依圖式的內容來解釋。

術語「相同」一般解釋為在所給定的值或範圍的20%以內，或解釋為在所給定的值或範圍的10%、5%、3%、2%、1%或0.5%以內。

電性連接可以是直接連接或是間接連接。兩元件的電性連接可以是直接接觸以傳輸電訊號，兩者之間未有其他元件。兩元件的電性連接亦可透過兩者之間的元件中介橋接以傳輸電訊號。電性連接亦可稱為耦接。

雖然術語第一、第二、第三...可用以描述多種組成元件，但組成元件並不以此術語為限。此術語僅用於區別說明書內單一組成元件與其他組成元件。申請專利範圍中可不使用相同術語，而依照申請專利範圍中元件宣告的順序以第一、第二、第三...取代。因此，在下文說明書中，第一組成元件在申請專利範圍中可能為第二組成元件。

須知悉的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，將數個不同實施例中的技術特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。

本揭露的電子裝置可包括顯示裝置、背光裝置、天線裝置、感測裝置或拼接裝置，但不以此為限。電子裝置可為可彎折、可撓式或可捲曲的電子裝置。顯示裝置可包括非自發光型顯示裝置或自發光型顯示裝置，但不以此為限。電子裝置可例如包括液晶(liquid crystal)、發光二極體、螢光(fluorescence)、磷光(phosphor)、量子點(quantum dot，QD)、其它合適之顯示介質或前述之組合。天線裝置可為液晶型態的天線裝置或非液晶型態的天線裝置，感測裝置可為感測電容、光線、熱能或超聲波的感測裝置，但不以此為限。

電子元件可包括被動元件與主動元件，例如電容、電阻、電感、二極體、電晶體等。二極體可包括發光二極體或光電二極體，但不以此為限。發光二極體可例如包括有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、次毫米發光二極體(mini LED)、微發光二極體(micro LED)或量子點發光二極體(quantum dot LED)，但不以此為限。拼接裝置可例如是顯示器拼接裝置或天線拼接裝置，但不以此為限。需注意的是，電子裝置可為前述之任意排列組合，但不以此為限。此外，電子裝置的外型可為矩形、圓形、多邊形、具有彎曲邊緣的形狀或其他適合的形狀。電子裝置可以具有驅動系統、控制系統、光源系統、... 等週邊系統以支援顯示裝置、天線裝置、穿戴式裝置(例如包括擴增實境或虛擬實境)、車載裝置(例如包括汽車擋風玻璃)或拼接裝置。

以下圖式中標出了一方向X、一方向Y和一方向Z。方向Z可為法線方向或俯視方向，如圖1，方向Z可垂直於基板100的上表面1001。方向X和方向Y可為水平方向並可垂直於方向Z，如圖1，方向X和方向Y可平行於基板100的上表面1001，且方向X可垂直於方向Y。以下圖式可依據方向X、方向Y和方向Z來描述結構的空間關係。

請參考圖1和圖2，圖1所示為本揭露第一實施例的電子裝置的示意圖，而圖2所示為本揭露第一實施例的電子裝置的剖面示意圖。如圖1，電子裝置10可包括一基板100，基板100的材料可包括玻璃、石英、藍寶石、聚合物(如聚亞醯胺(polyimide，PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET))及/或其他適合的材料，以作為可撓基板或硬質基板，但不以此為限。此外，基板100的俯視形狀並不以矩形為限，而可具有任何適合的形狀。

電子裝置10可包括被動矩陣式(passive matrix，PM)顯示面板，但不以此為限。舉例而言，電子裝置10可包括複數個二極體、複數個第一靜電防護電路、複數個第二靜電防護電路、複數個第一訊號線、複數個第二訊號線和一驅動電路，但不以此為限。圖1(及圖3)以其中一個二極體102、其中一個靜電防護電路104(或可稱為第一靜電防護電路)、其中一個靜電防護電路106(或可稱為第二靜電防護電路)、其中一個訊號線108(或可稱為第一訊號線)、其中一個訊號線110(或可稱為第二訊號線)和一驅動電路112做為一個例子。

二極體102、靜電防護電路104、靜電防護電路106、訊號線108、訊號線110和驅動電路112可設置在基板100上。此外，基板100可包括一區域1140(或可稱為第一區域)、一區域1142(或可稱為第二區域)和一區域1144(或可稱為第三區域)，但不以此為限。電子裝置10中的複數個二極體(如二極體102)可設置在區域1140內，電子裝置10中的複數個第一靜電防護電路和複數個第二靜電防護電路(如靜電防護電路104和靜電防護電路106)可設置在區域1142內，而驅動電路112可設置在區域1144內。

在一些實施例中(如圖1)，區域1142在方向Y上可設置於區域1140與區域1144之間，因此靜電防護電路104和靜電防護電路106在方向Y上可設置於二極體102和驅動電路112之間，但不以此為限。在一些實施例中，區域1140可例如為顯示區(或功能區)，區域1142及區域1144可例如為非顯示區(或非功能區)且至少部分圍繞顯示區(或功能區)，但本揭露並不以此為限。

在一些實施例中，二極體102可包括發光二極體，而發光二極體可包括有機發光二極體、次毫米發光二極體、微發光二極體或量子點發光二極體，但不以此為限。二極體102可包括一第一端1160與一第二端1162，第一端1160可以是二極體102的陽極(Anode)並可對應二極體102的P型區，第二端1162可以是二極體102的陰極(Cathode)並可對應二極體102的N型區，但不以此為限。

驅動電路112可直接設置在基板100上或可為晶片的形式再接合至基板100，但不以此為限。訊號線108可耦接於二極體102的第一端1160與驅動電路 112之間，訊號線110可耦接於二極體102的第二端1162與驅動電路112之間，使得驅動電路112可和二極體102電性連接並可用於驅動二極體102。

在一些實施例中(如圖1)，訊號線108可包括位於二極體102的第一端1160與驅動電路112之間的一連接部分118(或可稱為第一連接部分)，且訊號線110可包括位於二極體102的第二端1162與驅動電路112之間的一連接部分119(或可稱為第二連接部分)，但不以此為限。

靜電防護電路104可耦接至訊號線108，並且在一些實施例中(如圖1)，靜電防護電路104可耦接至訊號線108的連接部分118，但不以此為限。靜電防護電路104可包括一電晶體120(或可稱為第一電晶體)和一電晶體122(或可稱為第二電晶體)。電晶體120可包括一閘極G1(或可稱為第一閘極)、一汲極D1(或可稱為第一汲極)與一源極S1(或可稱為第一源極)。閘極G1與源極S1可耦接至訊號線108的連接部分118，閘極G1可與源極S1電性連接，使得電晶體120的操作特性可類似於二極體。此外，汲極D1可耦接至一電壓訊號線124，電壓訊號線124可耦接至一低電壓源，使得汲極D1可耦接至低電壓源。

電晶體122可包括一閘極G2(或可稱為第二閘極)、一汲極D2(或可稱為第二汲極)與一源極S2(或可稱為第二源極)。閘極G2與源極S2可耦接至一電壓訊號線126，電壓訊號線126可耦接至一高電壓源，使得閘極G2與源極S2可耦接至高電壓源。閘極G2可與源極S2電性連接，使得電晶體122的操作特性可類似於二極體。此外，汲極D2可耦接至訊號線108的連接部分118。

靜電防護電路106可耦接至訊號線110，並且在一些實施例中(如圖1)，靜電防護電路106可耦接至訊號線110的連接部分119，但不以此為限。靜電防護電路106可包括一電晶體128和一電晶體130。電晶體128可包括一閘極G3、一汲極D3與一源極S3。閘極G3與源極S3可耦接至訊號線110的連接部分119，閘極G3可與源極S3電性連接，使得電晶體128的操作特性可類似於二極體。此外，汲極D3可耦接至電壓訊號線124，使得汲極D3可耦接至低電壓源。

電晶體130可包括一閘極G4、一汲極D4與一源極S4。閘極G4與源極S4可耦接至電壓訊號線126，使得閘極G4與源極S4可耦接至高電壓源。閘極G4可與源極S4電性連接，使得電晶體130的操作特性可類似於二極體。此外，汲極D4可耦接至訊號線110的連接部分119。

如圖1，電晶體120、電晶體122、電晶體128和電晶體130可為P型電晶體。以下用靜電防護電路104來做說明，當訊號線108中的靜電荷具有負電壓(例如低於低電壓源所提供的電壓)及/或大電流時電晶體120可被開啟，所述靜電荷可從電晶體120的源極S1流向汲極D1，並可從電壓訊號線124流出；當訊號線108中的靜電荷具有正電壓(例如高於高電壓源所提供的電壓)及/或大電流時電晶體122可被開啟，所述靜電荷可從電晶體122的汲極D2流向源極S2，並可從電壓訊號線126流出。靜電防護電路106也可提供相同的功效。透過上述的機制可宣洩電子裝置10中的靜電荷，可降低線路或元件受靜電放電造成損壞的可能性，進而可提高電子裝置10的良率或可靠度。

如圖2，電子裝置10可包括一金屬層132(或可稱為第一金屬層)、一金屬層134(或可稱為第二金屬層)、一金屬層136、一絕緣層138和一絕緣層140設置在基板100上，但不以此為限。金屬層132可包括電晶體的閘極(如閘極G1、閘極G2、閘極G3和閘極G4)，但不以此為限。此外，絕緣層138可設置在金屬層132上。

電晶體120的半導體層C1(或可稱為第一半導體層)、電晶體122的半導體層C2(或可稱為第二半導體層)、電晶體128的半導體層C3和電晶體130的半導體層C4可設置在絕緣層138上。半導體層可包括非晶矽、金屬氧化物或其他適合的半導體材料，但不以此為限。

金屬層134可設置在絕緣層138上，而電晶體的半導體層(如半導體層C1、半導體層C2、半導體層C3、半導體層C4)可設置於金屬層132與金屬層134之間。金屬層134可包括訊號線108、訊號線110以及電晶體的源極(如源極S1、源極S2、源極S3和源極S4)和汲極(如汲極D1、汲極D2、汲極D3和汲極D4)，但不以此為限。以電晶體120為例，汲極D1可覆蓋一部分的半導體層C1而源極S1可覆蓋另一部分的半導體層C1，源極S1可經由穿過絕緣層138的一接觸洞142來與閘極G1電性連接，其餘的電晶體也可具有相似的特徵。

電晶體120的源極S1可與電晶體122的汲極D2電性連接，且電晶體128的源極S3可與電晶體130的汲極D4電性連接，但不以此為限。電晶體120的汲極D1和電晶體128的汲極D3可透過電壓訊號線124(繪示在圖1)耦接至低電壓源，而電晶體122的源極S2和電晶體130的源極S4可透過電壓訊號線126(繪示在圖1)耦接至高電壓源。電壓訊號線124和電壓訊號線126可由金屬層134或電子裝置10中其他適合的金屬層所形成。

絕緣層140可設置在金屬層134和電晶體的半導體層(如半導體層C1、半導體層C2、半導體層C3和半導體層C4)上。金屬層136可設置在絕緣層140上，且金屬層136可包括一連接電極1440和一連接電極1442，但不以此為限。連接電極1440可經由穿過絕緣層140的一接觸洞146來與訊號線108電性連接，而連接電極1442可經由穿過絕緣層140的一接觸洞148來與訊號線110電性連接。二極體102的第一端1160(即陽極)可與連接電極1440接合，使得二極體102的第一端1160可與訊號線108電性連接。二極體102的第二端1162(即陰極)可與連接電極1442接合，使得二極體102的第二端1162可與訊號線110電性連接。

請參考圖1的電路架構，在一些實施例(如圖2)中，區域1140內的訊號線108可延伸到區域1142內並與電晶體120的源極S1和電晶體122的汲極D2電性連接，且區域1140內的訊號線110可延伸到區域1142內並與電晶體128的源極S3和電晶體130的汲極D4電性連接，但不以此為限。

金屬層、連接電極或二極體的陰極和陽極的材料可包括金屬、合金或上述的組合，但不以此為限。絕緣層的材料可包括無機絕緣材料、有機絕緣材料或上述的組合，但不以此為限。在一些實施例中，絕緣層可為多層膜。

本揭露的電子裝置並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本揭露之其他實施例，然而為了簡化說明並突顯各實施例之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考圖3，其所示為本揭露第二實施例的電子裝置的示意圖。在一些實施例(如圖3)中，區域1140在方向Y上可設置於區域1142與區域1144之間，因此二極體102在方向Y上可設置於靜電防護電路104(及/或靜電防護電路106)和驅動電路112之間，但不以此為限。

此外，訊號線108可包括位於二極體102的第一端1160與驅動電路112之間的一連接部分1180(或可稱為第一連接部分)以及自連接部分1180延伸的一延伸部分1182(或可稱為第一延伸部分)，且靜電防護電路104可耦接至延伸部分1182，但不以此為限。訊號線110可包括位於二極體102的第二端1162與驅動電路112之間的一連接部分1190(或可稱為第二連接部分)以及自連接部分1190延伸的一延伸部分1192(或可稱為第二延伸部分)，且靜電防護電路106可耦接至延伸部分1192，但不以此為限。在另一些實施例中，延伸部分可例如為訊號線中沒有位於第一端與驅動電路之間且從連接部分延伸的部分。

在一些實施例中，在電子裝置10製作完成之後，可移除基板100的區域1142及其中的靜電防護電路104和靜電防護電路106，以縮減電子裝置10的體積，其中靜電防護電路104和靜電防護電路106可在電子裝置10的製作過程中提供減少靜電放電的功效，但不以此為限。在一些實施例中，在電子裝置10製作完成之後，基板100的區域1142及其中的靜電防護電路104和靜電防護電路106仍可保留在電子裝置10之中，其中靜電防護電路104和靜電防護電路106可在操作電子裝置10時提供減少靜電放電的功效，但不以此為限。

除了上述介紹的第二實施例與第一實施例的差異外，第二實施例的其餘特徵可與第一實施例相同或相似，並可達到與第一實施例相同的功效，在此不再贅述。

請參考圖4，其所示為本揭露第三實施例的電子裝置的示意圖。在一些實施例中，電子裝置10中的複數個二極體可排列成複數個二極體列(column)，每個二極體列可沿著方向Y延伸且複數個二極體列可沿著方向X並排以形成二極體陣列，但二極體的排列方式並不以此為限，而圖4以其中一個二極體列做為示例。

在一個二極體列之中可包括複數個像素沿方向Y排列，因此一個二極體列也可視為一個像素列。以其中一個像素PX為例，像素PX可包括一二極體1020、一二極體1022和一二極體1024，但不以此為限。二極體1020可對應於一紅色子像素，二極體1022可對應於一綠色子像素，且二極體1024可對應於一藍色子像素，但不以此為限。此外，像素列可由複數個像素PX重複排列而成，但不以此為限。

同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1020的第一端1160可共同耦接至一訊號線1080，同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1022的第一端1160可共同耦接至一訊號線1082，且同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1024的第一端1160可共同耦接至一訊號線1084，但不以此為限。

此外，一靜電防護電路1040可耦接至訊號線1080，一靜電防護電路1042可耦接至訊號線1082，且一靜電防護電路1044可耦接至訊號線1084。靜電防護電路1040、靜電防護電路1042、靜電防護電路1044等可沿方向X排列，但不以此為限。

另一方面，同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1020的第二端1162可共同耦接至一訊號線1100，同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1022的第二端1162可共同耦接至一訊號線1102，且同一像素列中的複數個像素PX中的二極體1024的第二端1162可共同耦接至一訊號線1104，但不以此為限。

此外，一靜電防護電路1060可耦接至訊號線1100，一靜電防護電路1062可耦接至訊號線1102，且一靜電防護電路1064可耦接至訊號線1104。靜電防護電路1060、靜電防護電路1062、靜電防護電路1064等可沿方向X排列，但不以此為限。

在一些實施例(如圖4)中，區域1140在方向Y上可設置於區域1142與區域1144之間，因此複數個二極體在方向Y上可設置於複數個靜電防護電路和驅動電路112之間，但不以此為限。在一些實施例中，在電子裝置10製作完成之後，可移除基板100的區域1142及其中的靜電防護電路，以縮減電子裝置10的體積，但不以此為限。在一些實施例中，在電子裝置10製作完成之後，基板100的區域1142及其中的靜電防護電路仍可保留在電子裝置10之中，但不以此為限。

除了上述介紹的第三實施例的技術特徵外，第三實施例的其餘特徵可與第一實施例及/或第二實施例相同或相似，並可達到與上述實施例相同的功效，在此不再贅述。

請參考圖5，其所示為本揭露第四實施例的電子裝置的剖面示意圖。與第一實施例(如圖2)不同在於，一些實施例(如圖5)中的靜電防護電路104的電晶體120和電晶體122以及靜電防護電路106的電晶體128和電晶體130在方向Z上可設置在二極體102下，但不以此為限。二極體102的連接電極1440可經由接觸洞146來與電晶體120的源極S1和電晶體122的汲極D2電性連接，而二極體102的連接電極1442可經由接觸洞148來與電晶體128的源極S3和電晶體130的汲極D4電性連接。

請參考圖1的電路架構，在一些實施例(如圖5)中，電晶體120的源極S1和電晶體122的汲極D2可與訊號線108電性連接，並透過訊號線108耦接至驅動電路112，且電晶體128的源極S3和電晶體130的汲極D4可與訊號線110電性連接，並透過訊號線110耦接至驅動電路112。

因此，在一些實施例中，靜電防護電路104和靜電防護電路106可與二極體102設置在區域1140內，可縮減電子裝置10的體積。除了上述介紹的第四實施例與第一實施例的差異外，第四實施例的其餘特徵可與第一實施例及/或第二實施例相同或相似，並可達到與上述實施例相同的功效，在此不再贅述。

綜上所述，本揭露的電子裝置包括第一靜電防護電路及第二靜電防護電路，第一靜電防護電路及第二靜電防護電路耦接至第一訊號線及第二訊號線，其中第一訊號線及第二訊號線耦接於二極體與驅動電路之間。透過第一靜電防護電路及第二靜電防護電路可宣洩電子裝置中的靜電荷，可降低線路或元件受靜電放電造成損壞的可能性，進而可提高電子裝置的良率或可靠度。在一些實施例中，在電子裝置製作完成之後，可移除靜電防護電路以縮減電子裝置的體積。在一些實施例中，在電子裝置製作完成之後，靜電防護電路仍可保留在電子裝置之中，可在操作電子裝置時提供減少靜電放電的功效。

以上所述僅為本揭露之實施例，凡依本揭露申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本揭露之涵蓋範圍。