CN106571374B - 像素结构及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种像素结构及显示面板，像素结构包括：基板、第一图案化缓冲层、第一保护层、第二图案化缓冲层以及第二保护层。第一图案化缓冲层包括第一开口。第一保护层覆盖第一图案化缓冲层，其中第一保护层填满第一开口。第二图案化缓冲层设置于第一保护层上，其中第二图案化缓冲层包括第二开口。第二保护层覆盖第二图案化缓冲层，其中第二保护层填满第二开口。此外，第二开口与第一开口在垂直投影方向上不重叠，且第一图案化缓冲层在垂直投影方向上与第二开口重叠。通过改变保护层及缓冲层的配置关系，搭配缓冲层的图案化可有效降低缓冲层发生断裂的情况，进而得到具有良好弯曲效果的显示面板，且仍能兼顾阻挡杂质与水气对显示面板元件的影响。

Description

像素结构及显示面板

技术领域

本发明涉及一种像素结构及显示面板，特别涉及一种具有特殊结构设计的柔性像素结构及显示面板，可以在不影响其开关元件电性的情况下较容易进行弯曲。

背景技术

因柔性基板容易吸收水气，且在后续的高温工艺中容易散出杂质，而杂质和水气易影响柔性基板上各类电子元件的电性而使得其无法维持原本的电性。为解决此问题，目前业界多于柔性基板上制作一层缓冲层，以避免由柔性基板散出的杂质和水气影响柔性基板上各类电子元件的电性。一般而言，业界多选用阻水性良好的材料来作为缓冲层。然而，缓冲层的材料虽具有良好的阻水特性，但其弹性系数较大，因此在受到应力时不易延展，而使得缓冲层在柔性基板弯曲时容易断裂，甚至影响柔性基板的挠曲特性而影响产品良率。此外，缓冲层的材料中多富含氢离子，因此当电子元件的半导体层为金属氧化物时，半导体层将容易受到氢离子的影响而改变其原本的电性，而使得电子元件无法正常运作。

发明内容

本发明的目的的一在于提供一种像素结构及显示面板，其具有特殊的结构设计，藉以在不影响电子元件电性的情况下具有良好的弯曲特性。

本发明的一实施例提供一种像素结构，包括：基板、第一图案化缓冲层、第一保护层、第二图案化缓冲层、第二保护层以及至少一开关元件。第一图案化缓冲层设置于基板上，其中第一图案化缓冲层包括至少一第一开口。第一保护层设置于基板上并覆盖第一图案化缓冲层，其中第一保护层填满至少一第一开口。第二图案化缓冲层设置于第一保护层上，其中第二图案化缓冲层包括至少一第二开口。第二保护层设置于第一保护层上并覆盖第二图案化缓冲层，其中第二保护层填满至少一第二开口。开关元件设置于第二保护层上。其中第二开口与第一开口在垂直投影方向上不重叠，且第一图案化缓冲层在垂直投影方向上与第二开口重叠。

本发明的另一实施例提供一种显示面板，包括：基板、第一图案化缓冲层、第一保护层、第二图案化缓冲层、第二保护层以及多个开关元件。基板包含多个像素区。第一图案化缓冲层设置于基板上，其中第一图案化缓冲层包括多个第一开口。第一保护层设置于基板上并覆盖第一图案化缓冲层，其中第一保护层填满第一开口。第二图案化缓冲层设置于第一保护层上，第二图案化缓冲层包括多个第二开口。第二保护层设置于第一保护层上并覆盖第二图案化缓冲层，其中第二保护层填满第二开口。开关元件设置于第二保护层上，其中各像素区包含至少两个开关元件。其中，第二开口与第一开口在垂直投影方向上不重叠，且第一图案化缓冲层在垂直投影方向上与第二开口重叠，而该等第二开口分别与各该像素区中的该至少两个开关元件重叠。

本发明通过改变保护层以及缓冲层的配置关系，并搭配缓冲层的图案化可有效降低缓冲层发生断裂的情况，并进而得到具有良好弯曲效果的显示面板，且仍能兼顾阻挡杂质与水气对显示面板元件的影响。此外，本发明包括开口大致以错位方式设置的两层图案化缓冲层，其中在开关元件的垂直投影方向上，较接近开关元件的缓冲层其与开关元件错位设置，因此可进一步减少缓冲层中的氢离子对于开关元件的影响，进而提升产品的良率。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的显示面板的等效电路图。

图2绘示本发明的第一实施例的显示面板的上视图。

图3为沿图2中A-A’剖线所绘示的剖面示意图。

图4绘示本发明的第二实施例的显示面板的上视图。

图5为沿图4中B-B’剖线所绘示的剖面示意图。

图6绘示本发明的第三实施例的显示面板的上视图。

图7为沿图6中C-C’剖线所绘示的剖面示意图。

图8绘示本发明的第四实施例的显示面板的侧视图。

图9绘示本发明的第五实施例的显示面板的侧视图。

图10为本发明的第五实施例的显示面板的等效电路图。

附图标记说明：

A1 第一图案化缓冲层

A2 第二图案化缓冲层

B1 第一保护层

B2 第二保护层

C1 第一开口

C2 第二开口

CH 主动区

CS1、CS2 电容

D 漏极

DL 数据线

E1 第一电极

E2 第二电极

G 栅极

GI 栅极绝缘层

H1 第一平坦层

H2 第二平坦层

H3 第三平坦层

IS 蚀刻停止层

ML 金属层

K 像素区

L 显示元件

M 显示层

N 走线

P 基板

Q 投影方向

R1 显示区

R2 周边区

S 源极

SE 半导体层

SL 扫描线

T、T1、T2 开关元件

W1、W2 宽度

10、20、30、40、50 显示面板

具体实施方式

为使熟悉本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明本发明的构成内容及所欲实现的功效。

请参考图1至图3，图1为本发明的第一实施例的显示面板的等效电路图，图2绘示本发明的第一实施例的显示面板的上视图，图3为沿图2中A-A’剖线所绘示的剖面示意图，其中为了便于了解并简化说明，图2仅绘示出金属层ML、半导体层SE以及第二图案化缓冲层A2。如图1所示，本发明第一实施例的显示面板10包含显示区R1与位于显示区R1的至少一侧的周边区R2，其中显示区R1内设有多个像素区K(或称子像素)呈阵列式排列于基板P，大体上像素区K的范围由互相垂直的多条扫描线SL和多条数据线DL所交错定义出。各像素区K设置有多个互相电性连接的电子元件，图1仅于四个像素区K绘示出电子元件的等效电路图作为示意，以表示出各电子元件之间的电性连接关系。然而，需注意的是，本发明像素区K的电子元件的种类、数量和连接关系不以图1所示者为限。以本实施例为例，一个像素区K含有两个开关元件T1、T2、两个电容CS1、CS2以及一个显示元件L，其中开关元件T1、T2举例为薄膜晶体管，开关元件T1的栅极与源极分别电性连接于扫描线SL与数据线DL，开关元件T1的漏极电性连接于电容CS1的上电极与开关元件T2的栅极，开关元件T2的源极电性连接于电源供应线(图未示)，开关元件T2的漏极和电容CS1的下电极电性连接于显示元件L的阳极，与电容CS2的上电极，而显示元件L的阴极与电容CS2共电位。本发明显示面板10的像素区K的电子元件配置位置请参考图2与图3，显示面板10包括基板P、第一图案化缓冲层A1、第一保护层B1、第二图案化缓冲层A2、第二保护层B2以及构成开关元件T的数个膜层，需注意的是，本实施例图3中的开关元件T表示图1的开关元件T2，但不以此为限，且开关元件T2的各膜层设置位置可对应于图3的开关元件T。基板P可包括不透光基板，例如可挠式基板或其它柔性基板，基板P的材料举例为聚萘酸乙酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚酰亚胺(polyimide，PI)，但本发明不以此为限。第一图案化缓冲层A1设置于基板P上，其中第一图案化缓冲层A1包括第一开口C1。第一保护层B1设置于基板P上并覆盖第一图案化缓冲层A1，其中第一保护层B1填满第一开口C1。较佳地，第一保护层B1的厚度大于第一图案化缓冲层A1的厚度，举例而言，第一保护层B1的厚度可大于等于500埃但不以此为限。第二图案化缓冲层A2设置于第一保护层B1上，其中第二图案化缓冲层A2包括第二开口C2。第二保护层B2设置于第一保护层B1上并覆盖第二图案化缓冲层A2，其中第二保护层B2填满第二开口C2。较佳地，第二保护层B2的厚度大于第二图案化缓冲层A2的厚度，举例而言，第二保护层B2的厚度可大于等于500埃但不以此为限。举例来说，第一保护层B1以及第二保护层B2的材料可分别包括氧化硅，而第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2的材料可分别包括氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钛或金属。在本实施例中，第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2的材料分别包括氮化硅，而第一保护层B1以及第二保护层B2的材料分别包括氧化硅。一般而言，氮化硅较氧化硅的杨氏模量大，而杨氏模量越大代表其材料越刚硬，因此受到应力时不易延展，而在弯曲时容易发生断裂。因此本发明利用第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2来避免上述问题，进而使得显示面板10较易于弯曲。此外，本发明的第二开口C2与第一开口C1在垂直基板P的投影方向Q上不重叠，而第一图案化缓冲层A1在垂直投影方向Q上与第二开口C2重叠，藉此第一图案化缓冲层A1可补偿第二开口C2处的阻水效果。

开关元件T设置于第二保护层B2上，包括栅极G、栅极绝缘层GI、第一平坦层H1、半导体层SE、源极S与漏极D，其中栅极G由金属层ML(示于图2)所形成，半导体层SE包括主动区CH，而主动区CH为开关元件T的电子空穴流动区域，其中半导体层SE的材料可包括金属氧化物、多晶硅或非晶硅。此外，源极S与漏极D设于第一平坦层H1上，经由第一平坦层H1的接触洞而电性连接于半导体层SE，源极S与漏极D举例包含金属材料，但不以此为限。于本实施例中，半导体层SE与第二保护层B2接触，而第二开口C2的宽度W1大于等于主动区CH的宽度W2，且第二开口C2与开关元件T在垂直基板P的投影方向Q上重叠，亦即，第二开口C2与主动区CH在垂直基板P的投影方向Q上重叠，藉此避免第二图案化缓冲层A2的氢离子对主动区CH造成影响。具体来说，因半导体层SE与第二保护层B2接触，因此即使设置于半导体层SE下方的第二图案化缓冲层A2中可能产生氢离子而影响半导体层SE的主动区CH，但由于本发明特将第二图案化缓冲层A2的第二开口C2对应于主动区CH，且第二开口C2的宽度略大于主动区CH的宽度，因而能减少氢离子对于主动区CH的影响，而避免开关元件T无法正常运作。再者，图1所示的扫描线SL可以由图2所示的金属层ML所构成，而数据线DL由另一金属层所构成，但不以此为限。

本发明显示面板10可以为有机电激发光显示面板或无机电激发光显示面板，因此上述显示元件L包括有机电激发光元件以及无机电激发光元件，但不以此为限。于本实施例中，显示元件L包括第一电极E1、第二电极E2以及显示层M，其中显示元件L通过第一电极E1与开关元件T电性连接。另外，于显示元件L以及开关元件T之间另设置有第一平坦层H1、第二平坦层H2以及第三平坦层H3，其中第二平坦层H2的开口可使源极S可与第一电极E1电性连接。

请再次参考图2与图3，本实施例的各个像素区K包含两个开关元件T，但本发明不以此为限，而可视设计需要更改各个像素区K内开关元件T的数目。详细来说，因主动区CH为开关元件T的电子空穴流动区域，换句话说，主动区CH为栅极G主要作用的区域，因此主动区CH在垂直基板P的投影方向Q上大体上与栅极G重叠，所以于图3中，栅极G与半导体层SE的重叠区域即可视为是主动区CH。详细来说，第二图案化缓冲层A2的各个第二开口C2分别对应主动区CH设置，且第二开口C2的宽度W1皆大于主动区CH的宽度W2，因此可以减少第二图案化缓冲层A2中的氢离子对于开关元件T的影响，进而提升产品的良率。此外，因本发明第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2为图案化的膜层，因此可有效降低缓冲层发生断裂的情况，并进而得到具有良好弯曲效果的显示面板。另外，虽然第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2为图案化的膜层，但因第一开口C1与第二开口C2的对应关系，故可在不降低第一图案化缓冲层A1以及第二图案化缓冲层A2的阻水效果下，达到易于弯曲的目的。

本发明的显示面板并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较佳实施例的显示面板，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。

请参考图4与图5，图4绘示本发明的第二实施例的显示面板的上视图，图5为沿图4中B-B’剖线所绘示的剖面示意图，其中为了便于了解并简化说明，而图4同样地仅绘示出金属层ML、半导体层SE以及第二图案化缓冲层A2，图5则省略上述图3中的第二平坦层H2、第三平坦层H3以及显示元件L。相较于第一实施例，于本实施例的显示面板20中，各第二开口C2分别与两相邻的像素区K中的开关元件T重叠，较佳地，第二开口C2分别与两相邻的像素区K中的至少两个开关元件T重叠，其中各第二开口C2分别为长条形，且在垂直基板P的投影方向Q上分别与至少两相邻的像素区K中的开关元件T的主动区CH重叠。详细来说，因第二图案化缓冲层A2的第二开口C2为长条形，因此相较于第一实施例，本实施例的显示面板20在挠曲时，第二图案化缓冲层A2较不容易发生断裂，并进而得到具有良好弯曲效果的显示面板20。

请参考图6与图7，图6绘示本发明的第三实施例的显示面板的上视图，图7为沿图6中C-C’剖线所绘示的剖面示意图，其中为了便于了解并简化说明，而图6同样地仅绘示出金属层ML、半导体层SE以及第二图案化缓冲层A2，图7则省略上述图3中的第二平坦层H2、第三平坦层H3以及显示元件L。相较于第二实施例，于本实施例的显示面板30中，第二图案化缓冲层A2包括网状图案，且各第二开口C2与各像素区K的开关元件T重叠。详细来说，第二图案化缓冲层A2的各第二开口C2的大小约等于两个像素区K的大小，因此第二图案化缓冲层A2实质上仅设置于两相邻的像素区K的间，而并未设置于像素区K之内。因此，可使第二图案化缓冲层A2中氢离子对于主动区CH的影响降到最低，此外，因像素区K内并无设置第二图案化缓冲层A2，因此相较于第一实施例与第二实施例，本实施例的显示面板30的半导体层SE可更为平整，利于后续膜层的制作。

请参考图8，图8绘示本发明的第四实施例的显示面板的侧视图，其中为了便于了解并简化说明，图8同样地省略上述图3中的显示元件L。相较于第一实施例，于本实施例的显示面板40中，开关元件T为底栅极型薄膜晶体管元件，且其包括蚀刻停止层IS，换句话说，本实施例的开关元件T的半导体层SE并未与第二保护层B2接触。详细来说，因开关元件T的半导体层SE远离第二图案化缓冲层A2设置，因此本实施例的显示面板40的第二图案化缓冲层A2中的氢离子较不易影响开关元件T的半导体层SE的电性，因此可进一步降低第二图案化缓冲层A2对于主动区CH的影响。值得一提的是，本实施例的开关元件T的结构亦可应用于前述第一实施例至第三实施例的显示面板。此外，本发明的开关元件T的结构不以第一实施例至第四实施例所介绍的开关元件T的结构为限，而可具有其他适合的开关元件结构，举例而言，开关元件T亦可为共平面型薄膜晶体管元件、蚀刻停止型薄膜晶体管结构或其他适合的薄膜晶体管元件。

请参考图9与图10，图9绘示本发明的第五实施例的显示面板的侧视图，图10为本发明的第五实施例的显示面板的等效电路图，其中为了便于了解并简化说明，图9同样地省略上述图3中的第二平坦层H2、第三平坦层H3以及显示元件L。相较于第一实施例，于本实施例的显示面板50中，基板P包括显示区R1以及设置于显示区R1至少一侧的周边区R2，且显示区R1中包含多个像素区K。于周边区R2内设置有多条走线N，且各走线N在垂直基板P的投影方向Q上与第二图案化缓冲层A2的第二开口C2至少部分重叠。显示区R1的配置可参考上述任一实施例，于此不再赘述。而在周边区R2的方面，因其第二开口C2与走线N部分重叠，因此可进一步提升显示面板50周边区R2的挠曲能力，并进而得到具有良好弯曲效果的显示面板50。

综上所述，本发明通过改变保护层以及缓冲层的配置关系，并搭配缓冲层的图案化可有效降低缓冲层发生断裂的情况，并进而得到具有良好弯曲效果的显示面板。此外，因本发明的缓冲层图案化，因此可减少缓冲层中的氢离子对于开关元件的影响，进而提升产品的良率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种像素结构，其特征在于，包括：

一基板；

一第一图案化缓冲层，设置于该基板上，其中该第一图案化缓冲层包括至少一第一开口；

一第一保护层，设置于该基板上并覆盖该第一图案化缓冲层，其中该第一保护层填满该至少一第一开口；

一第二图案化缓冲层，设置于该第一保护层上，其中该第二图案化缓冲层包括至少一第二开口；

一第二保护层，设置于该第一保护层上并覆盖该第二图案化缓冲层，其中该第二保护层填满该至少一第二开口；以及

至少一开关元件，设置于该第二保护层上；

其中该至少一第二开口与该至少一第一开口在一垂直投影方向上不重叠，且该第一图案化缓冲层在该垂直投影方向上与该至少一第二开口重叠；

该至少一开关元件包括一栅极、一栅极绝缘层、一半导体层、一源极与一漏极，该半导体层包括一主动区，且该至少一第二开口的宽度大于等于该主动区的宽度，该至少一第二开口与该至少一开关元件的该主动区在该垂直投影方向上重叠。

2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该至少一第二开口与该至少一开关元件在该垂直投影方向上重叠。

3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该至少一开关元件包含一半导体层，且该半导体层与该第二保护层接触。

4.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该基板包括一显示区以及一设置于该显示区至少一侧的周边区，多条走线设置于该周边区，且各该走线在该垂直投影方向上与该第二图案化缓冲层的该至少一第二开口重叠。

5.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一保护层以及该第二保护层的材料分别包括氧化硅。

6.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一图案化缓冲层以及该第二图案化缓冲层的材料分别包括氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或氧化钛。

7.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包含一显示元件与该至少一开关元件电性连接。

8.一种显示面板，其特征在于，包括：

一基板，其中该基板包含多个像素区；

一第一图案化缓冲层，设置于该基板上，其中该第一图案化缓冲层包括多个第一开口；

一第一保护层，设置于该基板上并覆盖该第一图案化缓冲层，其中该第一保护层填满所述多个第一开口；

一第二图案化缓冲层，设置于该第一保护层上，其中该第二图案化缓冲层包括多个第二开口；

一第二保护层，设置于该第一保护层上并覆盖该第二图案化缓冲层，其中该第二保护层填满所述多个第二开口；以及

多个开关元件，设置于该第二保护层上，其中各该像素区包含至少两个开关元件；

其中所述多个第二开口与所述多个第一开口在一垂直投影方向上不重叠，且该第一图案化缓冲层在该垂直投影方向上与所述多个第二开口重叠，而所述多个第二开口分别与各该像素区中的该至少两个开关元件重叠；

其中各该开关元件包括一半导体层，该半导体层包括一主动区，且所述多个第二开口在该垂直投影方向上分别与各该像素区中的该至少两个开关元件的多个所述主动区重叠，且所述多个第二开口的宽度大于等于所述多个主动区的宽度。

9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，还包括一显示元件，与该多个开关元件电性连接。

10.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述多个第二开口分别与两相邻的所述多个像素区中的该多个开关元件重叠。

11.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，该第二图案化缓冲层包括一网状图案，且各该第二开口与各该像素区的所述多个开关元件重叠。

12.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，该基板包括一显示区以及一设置于该显示区至少一侧的周边区，多条走线设置于该周边区，且

所述多条走线在该垂直投影方向上与该第二图案化缓冲层在周边区的所述多个第二开口至少部分重叠。