TWI622842B - 於顯示面板上實現被動元件的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置，包含有一顯示面板，其中一被動元件形成於該顯示面板中；以及一驅動模組，耦接該被動元件，用來利用該被動元件來驅動該顯示面板。

Description

於顯示面板上實現被動元件的顯示裝置

本發明係指一種顯示裝置，尤指一種將被動元件實現於顯示面板上的顯示裝置。

電子裝置通常包含有不同的元件，每一元件所需的操作電壓可能都不同。因此，在電子裝置中，需要透過直流對直流電壓轉換電路，達到電壓準位的調節（升壓或降壓），並使之穩定在所設定的電壓數值。依不同的電源需求，可延伸出許多不同型態的直流對直流電壓轉換器，但其皆源自於降壓式轉換器（Buck/Step Down Converter）及升壓式轉換器（Boost/Step Up Converter）。顧名思義，降壓式轉換器可將輸入端的直流電壓下降至一預設電壓準位，而升壓式轉換器則可提升輸入端的直流電壓。不論降壓式轉換器或升壓式轉換器，隨著電路技術的演進，兩者皆已演變出許多變化，以適用於不同的架構，或符合不同的需求。

一般而言，直流對直流電壓轉換器於產生電壓時，直流對直流電壓轉換器的輸出端必須耦接於多個大電容值的穩壓電容及╱或飛馳電容，以穩定直流對直流電壓轉換器所產生的電壓。穩壓電容及飛馳電容通常係由設置在外部電路板上的被動元件所實現，以達到穩壓電容及飛馳電容的大容值需求。然而，於外部電路上新增穩壓電容及╱或飛馳電容將會造成電子裝置的成本上升。若將穩壓電容及╱或飛馳電容設計在直流對直流電壓轉換器中，由於內部電路中單位面積的電容值過小，導致直流對直流電壓轉換器需使用大量的電路面積來實現穩壓電容及╱或飛馳電容，從而大幅增加直流對直流電壓轉換器的製造成本。若將實現於直流對直流電壓轉換器中的穩壓電容及╱或飛馳電容的容值縮小，除了需重新設計直流對直流電壓轉換器之外，直流對直流電壓轉換器的效能也會隨著穩壓電容的容值而下降。由上述可知，習知技術實有改進的必要。

為了解決上述的問題，本發明提供一種將被動元件實現於顯示面板上的顯示裝置。

本發明揭露一種顯示裝置，包含有一顯示面板，其中一被動元件形成於該顯示面板中；以及一驅動模組，耦接於該被動元件，用來利用該被動元件來驅動該顯示面板。

透過將被動元件實現於顯示面板上，顯示裝置的製造成本可被有效降低。此外，驅動模組與被動元件間的阻抗也會減少，從而降低驅動模組的功率消耗。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請參考第1A圖，第1A圖為本發明實施例中一顯示裝置10的示意圖。顯示裝置10可為如薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT）液晶顯示器、智慧型手機等具有顯示面板的電子產品。為求方便說明，第1A圖僅繪示出顯示裝置10中顯示器模組的相關元件，未與本發明概念未有直接關聯的其他元件（如殼體）略而未示。顯示裝置10包含有一顯示面板（panel）100及一驅動模組102。如第1A圖所示，顯示面板100包含有內引腳（Inner Lead Bonding，ILB）區域104及外引腳（Outer Lead Bonding，OLB）區域106。內引腳區域104包含有用來顯示圖像的多種顯示元件（如像素、耦接於像素的資料線及掃描線）。第1A圖繪示出多個像素PIX作為代表。外引腳區域106包含有連接至驅動模組102及其餘外部電路（如一軟性電路板，未繪示於第1A圖）的連接墊（Bonding pad），用來提供驅動模組102與位於內引腳區域104中顯示元件間的連接路徑。透過壓合（Bonding）程序，驅動模組102設置於外引腳區域106並耦接於位於內引腳區域104中的顯示元件。驅動模組102用來產生驅動內引腳區域104中顯示元件的驅動訊號。舉例來說，驅動模組102可為包含有閘極驅動器及源極驅動器（未繪示於第1A圖）的驅動晶片，其中閘極驅動器及源極驅動器分別用來產生驅動耦接於像素的掃描線及資料線的驅動訊號。值得注意的是，外引腳區域106另包含有被動元件108，耦接於驅動模組102。驅動模組102利用被動元件108來產生驅動內引腳區域104中顯示元件的驅動訊號。也就是說，驅動模組102運作時所需的外部被動元件（如電容）可由顯示面板100來提供，從而降低顯示裝置10的製造成本。此外，由於被動元件108可實現在顯示面板100的製程架構中，顯示裝置10不需花費額外的成本即可實現被動元件108。換言之，透過於顯示面板100形成驅動模組102運作時所需的被動元件，顯示裝置10的製造成本可被有效降低。

需注意的是，被動元件108於連接至下玻璃基板BPS表面上的連接墊後，可透過其他電路元件連接至驅動模組102。舉例來說，被動元件108於連接至下玻璃基板BPS表面上的連接墊後，可透過軟性電路板或印刷電路板與驅動模組102連接。

詳細來說，請參考第1B圖，第1B圖為第1A圖所示顯示裝置10的側視圖。如第1B圖所示，顯示面板100包含有一上偏光片TPF、一上玻璃基板UPS（如一彩色濾光基板）、一液晶層LC、一下玻璃基板BPS、一下偏光片BPF及一背光模組BLU。由第1B圖可知，顯示面板100之主要顯示元件均實現於內引腳區域104。通過壓合製程，驅動模組102被設置在下玻璃基板BPS上未被上偏光片TPF、上玻璃基板UPS、液晶層LC、下偏光片BPF所覆蓋的外引腳區域106。進一步地，被動元件108係由沈積於下玻璃基板BPS上的薄膜層所實現。被動元件108中電容元件可透過導線分別連接至下玻璃基板BPS表面上的連接墊。透過壓合製程，設置於下玻璃基板BPS的外引腳區域106上的驅動模組102可透過導線及連結墊耦接於被動元件108。

在一實施例中，被動元件108為一電容單元，驅動模組102係將被動元件108作為電源電路（如直流對直流電壓轉換器）的穩壓電容或飛馳電容。在此實施例中，驅動模組102於運作過程會對被動元件108進行充放電操作，以利用被動元件108來提供驅動模組102產生驅動訊號所需要的電源訊號。如此一來，驅動模組102不需花費大量面積來實現電源電路所需的穩壓電容或飛馳電容，從而降低驅動模組102的製作成本。

相較於傳統顯示裝置需另外在耦接於外引腳區域106之電路板（如軟性電路板）上實現驅動模組102中電源電路所需的被動元件，本發明實施例利用顯示面板100中下玻璃基板BPS來實現驅動模組102中電源電路所需的被動元件。在此狀況下，顯示裝置10不需花費額外成本，即可提供被動元件予驅動模組102使用。此外，當耦接於驅動模組102的被動元件實現在耦接於外引腳區域106之軟性電路板上時，至少需實施兩次壓合製程來將驅動模組102連接至電路板的連接墊及由軟性電路板的連接墊連接至設置於軟性電路板上的被動元件。相較之下，上述實施例將被動元件108形成在接近於驅動模組102的外引腳區域106，且僅需一次打線程序即可耦接驅動模組102及被動元件108。在此狀況下，驅動模組102與被動元件108間的阻抗可獲得降低，從而減少驅動模組102利用被動元件108進行充放電操作時的功率消耗。

請參考第2圖，第2圖為第1B圖中下玻璃基板BPS一實現方式的示意圖。在此實施例中，下玻璃基板BPS係利用一典型非晶矽薄膜電晶體製程所實現。如第2圖所示，下玻璃基板BPS包含有由下往上堆疊的一基板SUB、一金屬層GL、一介電層GI、一主動層AS、一金屬層SL、一介電層BP1、一導體層ITO1、一介電層BP2以及一導體層ITO2。在第2圖所示的下玻璃基板BPS中，金屬層GL用來實現如數據線等像素掃描元件，金屬層SL用來實現資料線，主動層AS用來實現顯示面板100中電晶體元件。導體層ITO1、ITO2可為透明且導電的銦錫氧化物（Indium Tin Oxide），分別用來形成像素電極及共電極。介電層GI、BP1、BP2的材質為介電材料，用來隔開可導電的金屬層GL、SL及導體層ITO1、ITO2。由於被動元件108可實現於下玻璃基板BPS的製程架構中。因此，顯示裝置10不需耗費額外的成本，即可實現被動元件108予驅動模組102使用。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例中實現於下玻璃基板BPS上一被動元件108的示意圖。在此實施例中，被動元件108包含有複數個電容C108_1～C108_4。如第3圖所示，被動元件108係利用下玻璃基板BPS中金屬層GL、介電層GI及金屬層SL所組成的平行板電容架構來實現電容C108_1～C108_4。如第3圖所示，金屬層GL為電容C108_1～C108_4的一端，耦接於一參考電位（即地端電位GND）。金屬層SL分別形成電容C108_1～C108_4的另一端。透過第3圖所示架構，下玻璃基板BPS可於非顯示區域（如外引腳區域106）形成電容單元以供驅動模組102使用。以一典型非晶矽薄膜電晶體製程之材料特性與元件參數為例，利用下玻璃基板BPS中金屬層GL、介電層GI及金屬層SL所實現的被動元件僅需邊長為1.3公釐的正方形面積即可實現容值為500微微法拉（Pico Farad，pF）。

根據不同應用及設計理念，被動元件108可實現於不同的架構。請參考第4圖，第4圖為本發明實施例中實現於下玻璃基板BPS上一被動元件108的示意圖。在此實施例中，被動元件108包含有由金屬層GL、介電層GI及金屬層SL組成的平行板電容架構所實現的電容C108_1～C108_4及由金屬層SL、介電層BP3及導體層ITO1組成的平行板電容架構所實現的電容C108_5～C108_8。金屬層SL為電容C108_1～C108_8的一端，耦接於地端電位GND。電容C108_1～C108_4的另一端分別由金屬層GL所形成，而電容C108_5～C108_8的另一端則分別由導體層ITO1所形成。透過第4圖所示架構，下玻璃基板BPS上單位面積可提供的電容值可獲得提升。

由第3、4圖可知，被動元件108可利用下玻璃基板中任意至少兩層可導電層（如金屬層GL、SL及導體層ITO1、ITO2其中至少兩者）來實現電容單元。在一實施例中，被動元件108是由導體層ITO1、介電層BP2及導體層ITO2所形成的平行電板架構所實現。

需注意的是，被動元件108不限於實現在外引腳區域106中。根據不同應用及設計理念，被動元件108也可實現在外引腳區域106以外的區域中。舉例來說，被動元件108也可實現在內引腳區域104中未用來實現像素的區域。也就是說，被動元件108可實現在顯示面板100中的非顯示區域。

請參考第5圖，第5圖為本發明實施例中驅動模組102與被動元件108的示意圖。在此實施例中，驅動模組102包含有一電源供應單元500及電容CINT1、CINT2，被動元件108包含有電容CEXT1～CEXT3。詳細來說，於一外部電路（未繪示於第5圖）輸出外部電源VEXT予驅動模組102時，外部電路可透過軟性電路板或印刷電路板（未繪示於第5圖）與實現於下玻璃基板BPS上的電容CEXT1電性連接，以利用電容CEXT1降低外部電源VEXT的電壓擾動。電源供應單元500可為如直流對直流轉換器（DC-to-DC converter）等升降壓電路，用來利用由電容CINT1、CEXT2並聯組成的飛馳電容CF，產生電源VDD予驅動模組102中其餘電路。電容CINT2、CEXT3並聯組成耦接於電源VDD的穩壓電容CS，用來降低電源VDD上的電壓擾動。由於電容CEXT1、CEXT2可分別分擔飛馳電容CF及穩壓電容CS部份的容值，因此位於驅動模組102中的電容CINT1、CINT2的面積可獲得縮小，從而降低驅動模組102的製造成本。根據不同應用及設計理念，電源供應單元500運作所需的飛馳電容CF及穩壓電容CS可完全由被動元件108的電容CEXT2、CEXT3所實現，驅動模組102中的電容CINT1、CINT2可被省略，以進一步降低驅動模組102的製造成本。

在上述實施例中，顯示裝置不需花費額外的成本即可在顯示面板上實現驅動模組運作所需的被動元件。據此，驅動模組不需花費大量電路面積來實現被動元件，從而有效降低驅動模組的製造成本。進一步地，透過將被動元件實現於顯示面板，驅動模組與被動元件間的阻抗可被降低。如此一來，驅動模組的功率消耗也會隨之減少。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧顯示裝置

100‧‧‧顯示面板

102‧‧‧驅動模組

104‧‧‧內引腳區域

106‧‧‧外引腳區域

108‧‧‧被動元件

500‧‧‧電源供應單元

AS‧‧‧主動層

BLU‧‧‧背光模組

BP1、BP2、GI‧‧‧介電層

BPF‧‧‧下偏光片

BPS‧‧‧下玻璃基板

C108_1~C108_8、CINT1、CINT2、 CEXT1~CEXT3‧‧‧電容

GL、SL‧‧‧金屬層

ITO1、ITO2‧‧‧導體層

LC‧‧‧液晶層

TPF‧‧‧上偏光片

UPS‧‧‧上玻璃基板

VDD‧‧‧電源

VEXT‧‧‧外部電源

第1A圖為本發明實施例中一顯示裝置的示意圖。 第1B圖為第1A圖所示顯示裝置的側視圖。 第2圖為第1B圖所示顯示裝置中下玻璃基板一實現方式的示意圖。 第3圖為本發明實施例中一被動元件的示意圖。 第4圖為本發明實施例中一被動元件的示意圖。 第5圖為本發明實施例中被動元件與驅動模組的示意圖。

Claims (9)

1. 一種顯示裝置，包含有：一顯示面板，其中一被動元件形成於該顯示面板中的一內引腳區域；以及一驅動模組，耦接於該被動元件，用來利用該被動元件來驅動該顯示面板；其中該內引腳區域被一上玻璃基板覆蓋，且該被動元件形成於該內引腳區域中未用來實現像素的區域。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該被動元件形成於一下玻璃基板上。
3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該內引腳區域包含有至少一金屬導體層、至少一透明導體層及至少一介電層。
4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該被動元件包含有一電容單元。
5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該驅動模組利用該電容單元來提供該驅動模組運作所需的電源訊號。
6. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該驅動模組利用該電容單元來穩定電壓源的電壓值。
7. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該電容單元包含有：一第一導體層，耦接於一參考電位；一第一介電層，形成於該第一導體層之上；以及一第二導體層，形成於該第一導電層之上。
8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中該電容單元另包含有：一第二介電層，形成於該第一導電層之下；以及一第三導體層，形成於該第二介電層之下。
9. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該被動元件透過一軟性印刷板及一印刷電路板其中一者與該驅動模組耦接。