显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种显示装置，其包括第一基板、与第一基板相对的第二基板，以及像素阵列。像素阵列设置在第一基板上并包括多个像素。此些像素各包括第一导电层、半导体层、电极层及扫描线。第一导电层设置在第一基板之上，用以接收传至像素的多个像素数据信号。电极层设置在第一基板与第二基板之间。半导体层设置在第一导电层与电极层之间，并具有第一端及第二端。第一端与第一导电层直接连接，第二端与电极层电连接。扫描线设置在半导体层之上，用以接收传至像素的多个扫描信号。
【专利说明】显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种显示装置，且特别是涉及一种低功耗（low power)的显示装置。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器（liquid crystal display, LCD)的显示面板包括多个扫描线（scan line)及数据线（data line),彼此交叉形成主动区域（active area)(有源区域）。像素电 极与薄膜晶体管形成在主动区域之内。扫描驱动器和数据驱动器分别向扫描线与数据线提 供扫描信号及数据信号。
[0003] 图1A绘示液晶显示器10,其具多个像素11排列在数据线13与扫描线14交叉处， 形成阵列12。各个数据线13耦接于数据驱动器15,通过同步扫描扫描驱动器16,以从被输 入的数据驱动器15传送显示影像至排列于扫描线14上的像素11。
[0004] 图1B绘示像素11的像素结构，图1C绘示图1B中切割线I-J的剖视图。共用电 极20与数据线13垂直排列。共用电极20与数据线13形成寄生电容21。
[0005] 电阻R与电容C的乘积与通过数据线13传输的信号的时间常数RC(time constant)有关。在显示工业中，由于时间常数RC与延迟时间相关，特别对于高分辨率显示 器来说已成为重要的议题。为了改善RC延迟效应造成的延迟时间问题，应降低电阻R或电 容C其中任一者。
[0006] 在一方面，沿数据线13传输的显示影像具有与显示分辨率（列数）及帧频（frame frequency)对应的高频率。寄生电容21的充放电导致数据驱动器内的功耗。即此种面板 功耗与帧频成正比。事实上，此种功耗占了面板功耗的极大比例。因此，减少寄生电容21 将降低面板功耗。
[0007] 另一方面，减少寄生电容将减低与电阻R关联的时间常数RC。数据线13上的低 RC值能使充放电更加快速，为高分辨率显示器所必须。用于例如是移动电话之类移动电子 设备的显示器，低功耗是最重要的特征之一，当显示器往高分辨率发展时能延长电池寿命。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种显示装置，具有设置在基板上的导电层，用以降低显 示装置的功耗。
[0009] 根据本发明的一方面，公开一种显不装置，包括第一基板、与第一基板相对的第二 基板，以及像素阵列。像素阵列设置在第一基板上并包括多个像素。此些像素各包括第一 导电层、半导体层、电极层及扫描线。第一导电层设置在第一基板之上，用以接收传至像素 的多个像素数据信号。电极层设置在第一基板与第二基板之间。半导体层设置在第一导电 层与电极层之间，并具有第一端及第二端。第一端与第一导电层直接连接，第二端与电极层 电连接。扫描线设置在半导体层之上，用以接收传至像素的多个扫描信号。
[0010] 为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的 附图，作详细说明如下：
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1A为现有技术多个像素排列在数据线与扫描线交叉处，以形成阵列的液晶显 示器的示意图；
[0012] 图1B为现有技术像素的像素结构的示意图；
[0013] 图1C为现有技术图1B中切割线I-J的剖视图；
[0014] 图2A为本发明一实施例的显示装置内像素的剖视图；
[0015] 图2B为本发明一实施例的显示装置内像素的俯视图；
[0016] 图3A为本发明一实施例的显示装置内像素的剖视图；
[0017] 图3B为本发明一实施例的显示装置内像素的俯视图；
[0018] 图4A为本发明一实施例的显示装置内像素的剖视图；
[0019] 图4B为本发明一实施例的显示装置内像素的俯视图；
[0020] 图5A为本发明一实施例的显示装置内像素的剖视图；
[0021] 图5B为本发明一实施例的显示装置内像素的俯视图；
[0022] 图6A为本发明一实施例的一种显示装置的驱动方法的示意图；
[0023] 图6B为本发明一实施例，显示装置的第一区域内像素的剖视图；
[0024] 图6C为装置的第二区域内像素的剖视图；
[0025] 图6D为本发明一实施例的另一种显示装置的驱动方法的示意图；
[0026] 图6E为本发明一实施例的再一种显示装置的驱动方法的示意图。
[0027] 符号说明
[0028] 10 :液晶显示器
[0029] 11 :像素
[0030] 12:阵列
[0031] 13:数据线
[0032] 14、126、5422、 5424、5426、5428 :扫描线
[0033] 15 :数据驱动器
[0034] 16 :扫描驱动器
[0035] 20、128:共用电极
[0036] 21 :寄生电容
[0037] 100、200、300、400、500 :显示装置
[0038] 120 :第一基板
[0039] 122:第一导电层
[0040] 124 :半导体层
[0041] 1242 :第一端
[0042] 1244 :第二端
[0043] 140 :液晶层
[0044] 144、244、344、444、546 :第二导电层
[0045] 1442、2442、344 2、4442、5仳2 :第一部分
[0046] 1444、2444、3444、4444、5444 :第二部分
[0047] 146 :电极层
[0048] 1460、1620、1640、1642、3620、3622、4622 :接触洞
[0049] 150 :第二基板
[0050] 162、164、168 :绝缘层
[0051] 166:介电层
[0052] Cd:数据线电容
[0053] M、L :数据信号
【具体实施方式】
[0054] 第一实施例
[0055] 图2A绘示依照本发明一实施例的显示装置内像素的剖视图。请参照图2A，显示装 置100包括第一基板120以及与第一基板120相对的第二基板150。像素阵列（未绘示） 包括设置在第一基板120上的多个像素。
[0056] 像素包括多层结构。第一导电层122设置在第一基板120之上，作为数据线之用。 绝缘层162设置于第一导电层122之上。半导体层124设置于绝缘层162之上，并覆盖接 触洞1620。半导体层124包括第一端与第二端。扫描线126设置于半导体层124之上。一 实施例中，扫描线126可设置于半导体层124的上表面，或半导体层124的下表面其中任一 者。
[0057] 绝缘层164设置在绝缘层162、扫描线126以及半导体层124之上。接触洞1640 与1642贯穿绝缘层164。半导体层124的第一端1242覆盖接触洞1620且与第一导电层 122直接连接。第二导电层144具有第一部分1442及第二部分1444。第一部分1442设置 在接触洞1640之上，而第二部分1444设置在接触洞1642之上。半导体层124的第二端 1244经由接触洞1642电连接第二导电层144的第二部分1444,且第二端1244更经由第二 导电层144的第二部分1444与电极层146 (例如像素电极）电连接。
[0058] 介电层166设置在绝缘层164及第二导电层144之上。共同电极128设置在介电 层166之上。绝缘层168设置在共同电极128之上。接触洞1640贯穿绝缘层168与部分 的介电层166,以接触第二导电层144的第二部分1444。电极层146设置在绝缘层168上， 且覆盖接触洞1460。液晶层140设置在第一基板120与第二基板150之间。
[0059] -实施例中，显示装置还包括第二基板，第二基板可包括反共同电极（未绘示）设 置在第二基板150之上，但并不限制于此。
[0060] -实施例中，半导体层124可被注入包括非晶娃（amorphous-silicon)、氧化娃、 氧化铟镓锌（Indium-Gallium-Zinc Oxide)、低温多晶娃、有机物或碳纳米管。
[0061] 图2B绘示依照本发明一实施例显示装置100的像素的俯视图。显示装置的像素 中，相同的元件将以相同的标号表示。图2A中显示装置的像素的剖视图便是沿图2B中的 剖面线A-B剖面而得。
[0062] 根据第一实施例，共同电极128与第一导电层122的层间距离较共同电极128与 第二导电层144的层间距离为远。即，第一实施例中由层间距离产生的数据线电容Cd.与 现有技术相比更小。也就是说第一实施例的面板功耗小于现有技术的显示器。
[0063] 根据第一实施例，降低数据电容也会降低时间常数。如此能够制作更高分辨率的 显示器，或驱动具更高帧频的显示器。
[0064] 第二实施例
[0065] 图3A绘示依照本发明一实施例的显示装置200内像素的剖视图。请参照图3A，显 示装置200相似于图2A的显示装置100。相同的元件将以相同的标号表示，且相似之处不 再重复。
[0066] 显示装置200与显示装置100的相异之处在于，显示装置200具有第二导电层 244。第二导电层244包括第一部分2442与第二部分2444。第二导电层244的第一部分 2442与第一导电层122平行排列且电连接，作为数据线之用。因此，可降低数据线的电阻。 第二导电层244的第一部分2442与第一导电层122两者都接收及传送多个像素数据信号 至像素。
[0067] 图3B绘示依照本发明一实施例显示装置200的像素的俯视图。显示装置的像素 中，相同的元件以相同的标号表示。图3A中显示装置的像素的剖视图便是沿图3B中的剖 面线C-D剖面而得。
[0068] 第三实施例
[0069] 图4A绘示依照本发明一实施例的显示装置300内像素的剖视图。请参照图4A，显 示装置300相似于图2A的显示装置100。相同的元件将以相同的标号表示，且相似之处不 再重复。
[0070] 显示装置300与显示装置100间的差异之处在于，显示装置300具有另外的接触 洞3622、1622,其穿过绝缘层162。半导体层124覆盖接触洞1622。第二导电层344具有 第一部分3442及第二部分3444。第二导电层344的第一部分3442通过半导体层124,通 过接触洞1640与第一导电层122电连接。第二导电层344的第二部分3444通过另一接触 洞3622与半导体层的第二端1244电连接。接触洞1620、3622可在同一光掩模制作工艺中 形成。半导体层124的第一端1242与第二端1244可分别形成在接触洞1620、1622之上。 接着，第二导电层344的第一部分3442与第二部分3444可形成在半导体层124的第一端 1242与第二端1244之上。
[0071] 图4B绘示依照本发明一实施例显示装置300的像素的俯视图。显示装置的像素 中，相同的元件以相同的标号表示。图4A中显示装置的像素的剖视图便是沿图4B中的剖 面线E-F剖面而得。
[0072] 第四实施例
[0073] 图5A绘示依照本发明一实施例的显示装置400内像素的剖视图。请参照图5A，显 示装置400相似于图3A的显示装置200。相同的元件将以相同的标号表示，且相似之处不 再重复。
[0074] 显示装置400与显示装置200间的差异之处在于，显示装置400具有另一接触洞 4622,其穿过绝缘层162。半导体层124覆盖接触洞1622。第二导电层444具有第一部分 4442及第二部分4444。第二导电层444的第一部分4442通过半导体层124,通过接触洞 1620与第一导电层122电连接。第二导电层444的第二部分4444通过另一接触洞4622与 半导体层124的第二端1244电连接。接触洞1620、4622可在同一光掩模制作工艺中形成。 半导体层124的第一端1242与第二端1244可分别形成在接触洞1620、1622之上。接着， 第二导电层444的第一部分4442与第二部分4444可形成在半导体层124的第一端1242 与第二端1244之上。
[0075] 图5B绘示依照本发明一实施例显示装置400的像素的俯视图。显示装置的像素 中，相同的元件以相同的标号表示。图5A中显示装置的像素的剖视图便是沿图5B中的剖 面线G-Η剖面而得。
[0076] 第五实施例
[0077] 图6A绘示依照本发明一实施例的显示装置500的一种驱动方法。图6B绘示依照 本发明一实施例的显示装置500的第一区域。图6C绘示显示装置500的第二区域。即，显 示装置500可包括第一区域的结构（如图6B所示）以及第二区域的结构（如图6C所示）。 为方便描述，图6A中隐藏显示装置500的部分元件。
[0078] 请参照图6A，数据信号M、L可在同一时间分别传送至第二导电层546的第一部分 5462以及第一导电层122。第一导电层122并未与第二导电层546的第一部分5462电连 接。特别来说，像素阵列的上方列（图6A的M)可通过第二导电层546的第一部分5462接 收数据信号M。像素阵列的下方列（图6A的L)，可通过第一导电层122接受数据信号L。
[0079] 本实施例中，显示装置具有能够同时驱动像素阵列中两列像素的优点（分别位于 主动区域的上半部与下半部）。因此，显示装置的显示画面可较传统显示器更新两倍快，也 可增进影像的动态品质（motion quality)。
[0080] 驱动1C (未绘不）稱接第二半导体层546的第一部分5462与第一导电层120,自 驱动1C延伸的数据线被同时驱动，确保双数的模拟数据被同时传送。由于个别的数据线可 被同时驱动，显示器整体的更新速率（120Hz)高于传统显示器的更新速率（60Hz)两倍。因 此，显示装置可以倍频（double frequency)驱动（例如120Hz)。
[0081] 一实施例中，显示装置可为具有触控感应器的触控感应显示装置。能够以倍频 (例如120Hz)驱动显示装置，并与边缘空白时段（marginal blanking period)交错，用于 驱动触控感应。
[0082] 一实施例中，可设置两个独立的栅极驱动器单元（未绘示），用以连接像素的上方 列与下方列，像素阵列中用以驱动上方列与下方列的栅极线可被同时驱动。
[0083] 图6D绘不依照本发明一实施例的显不装置500的另一种驱动方法。相似于图6A 的驱动方法，数据信号M、L可在同一时间分别传送至第二导电层546的第一部分5462,以及 第一导电层122。第一导电层122并未与第二导电层546的第一部分5462电连接。差异之 处在于第二导电层546的第一部分5462与第一导电层122系分列叉合（interdigitated), 且分别连接扫描线5422、5424、5426及5428。本例中，像素阵列中同时被驱动的列可为第η 列及其相邻列（第η+1列）。由此排列，影像能更新两倍快。因此，可减少栅极驱动器的数 量已达成更薄的显示装置。像素阵列的上方列可通过第二导电层546的第一部分5462接收 数据信号Μ。因此，显示装置能以倍频驱动（例如120Hz)，大于传统显示器的驱动频率（例 如60Hz)两倍。一实施例中，显示装置可为以正常频率驱动的触控式显示装置，且上述驱动 方法可提供用于驱动触控感应的边缘空白时段。
[0084] 图6E绘不依照本发明一实施例的显不装置500的再一种驱动方法。如图6E所 示，排列在奇数列与偶数列的像素分别对应第一区域与第二区域。像素阵列中的像素（图 6E的M)可通过第二导电层546的第一部分5462接收数据信号M。像素阵列中的像素（图 6E的L)可通过第一导电层122接收数据信号L。
[0085] 综上所述，根据本发明实施例的显示装置具有设置在第一基板上的第一导电层， 用以接收传送至多个像素的像素数据。沉积第一导电层可降低数据线的电阻或电容，或增 进扫描频率。一般而言，驱动面板的功耗与数据（扫描）线的电容值成正比。因此降低数 据线的电容可使功耗降低。本发明的实施例进而能够延长移动显示装置的电池寿命或减低 电池重量。
[0086] 虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技 术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因 此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
【权利要求】
1. 一种显示装置，包括： 第一基板； 第二基板，与该第一基板相对； 像素阵列，设置在该第一基板上，该像素阵列包括多个像素，该些像素各包括： 第一导电层，设置在该第一基板之上，用以接收传至该些像素的多个像素数据信号； 电极层，设置在该第一基板与该第二基板之间； 半导体层，设置在该第一导电层与该电极层之间，并具有一第一端及一第二端，该半导 体层的该第一端与该第一导电层直接连接，该半导体层的该第二端与该电极层电连接；以 及 扫描线，设置在该半导体层之上，用以接收传至该些像素的多个扫描信号。
2. 如权利要求1所述的显示装置，还包括第二导电层，设置在该半导体层之上，其中该 第二导电层包括第一部分及第二部分，该第一部分及该第二部分通过一介电层分开，该第 一部分通过该半导体层的该第一端与该第一导电层连接，该半导体层的该第二端通过该第 二导电层的该第二部分与该电极层连接。
3. 如权利要求2所述的显示装置，其中该第一导电层与该第二导电层的第一部分平行 排列且电连接，用以接收传至该些像素的该些像素数据信号。
4. 如权利要求2所述的显示装置，其中该显示装置具有第一区域及第二区域，耦接于 该第一导电层的该半导体层的该第一端用以接收该第一区域内该些像素的该些像素数据 信号，耦接于该第二导电层的第一部分的该半导体层的第一端用以接收该第二区域内该些 像素的该些像素数据信号，其中该第一导电层与该第二导电层的该第一部分电性绝缘。
5. 如权利要求4所述的显示装置，其中排列在奇数列的该些像素对应于该第一区域， 排列在偶数列的该些像素对应于该第二区域。
6. 如权利要求4所述的显示装置，其中排列在偶数列的该些像素对应于该第一区域， 排列在奇数列的该些像素对应于该第二区域。
7. 如权利要求1所述的显示装置，其中该显示装置还包括共同电极，设置在该第二基 板上。
8. 如权利要求1所述的显示装置，其中该第二基板为彩色滤光玻璃，一液晶层设置在 该第一基板与该第二基板之间。
9. 如权利要求1所述的显示装置，其中该半导体层包括非晶硅、氧化硅、氧化铟镓锌、 低温多晶硅、有机物或碳纳米管。
【文档编号】G02F1/133GK104216184SQ201410183160
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】山下佳大朗, 柴崎稔 申请人:群创光电股份有限公司