TWI767615B

TWI767615B - 可伸縮式基板

Info

Publication number: TWI767615B
Application number: TW110109692A
Authority: TW
Inventors: 林恭正
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-06-11
Also published as: TW202219919A; TWI771051B; TW202219923A; TWI783493B; TW202219607A; TWI745229B; TW202219599A; TW202219473A; TWI762324B

Abstract

一種可伸縮式基板包括圖案化基板、多個裝置部以及多個線路部。裝置部位於圖案化基板上。各裝置部包括主動區以及環繞主動區的周邊區。各裝置部包括設置於主動區中的第一主動元件以及第二主動元件。線路部位於圖案化基板上，且連接對應的裝置部。

Description

可伸縮式基板

本發明是有關於一種可伸縮式基板，且特別是有關於一種適用於顯示裝置的可伸縮式基板。

隨著電子技術的高度發展，電子產品不斷推陳出新。為使電子產品能應用於各種不同的領域，可拉伸、輕薄及外型不受限的特性逐漸受到重視。也就是說，電子產品逐漸被要求依據不同的應用方式以及應用環境而具有不同的外型，因此電子產品需具有可拉伸性。

然而，電子產品在被拉伸的狀態下，可能會因為承受應力造成結構上的斷裂，甚至進一步造成內部線路的斷路。因此，如何使可拉伸的電子產品具有良好的製造良率(yield)及產品可靠度(reliability)，實為目前亟欲解決的課題。

本發明提供一種可伸縮式基板，可以改善可伸縮式基板在拉伸後出現主動元件損壞的問題。

本發明的至少一實施例提供一種可伸縮式基板。可伸縮式基板包括圖案化基板、多個裝置部以及多個線路部。裝置部位於圖案化基板上。各裝置部包括主動區以及環繞主動區的周邊區。各裝置部包括設置於主動區中的第一主動元件以及第二主動元件。線路部位於圖案化基板上，且連接對應的裝置部。

10、20、30、40:可伸縮式基板

100:圖案化基板

200:裝置部

300:線路部

310:訊號線

400:連接部

410:加強結構

AR:主動區

BL:緩衝層

CHa、CHb、CHc、CHd、CHe、CHf:半導體層

CL1:第一導電層

CL2:第二導電層

CL3:第三導電層

Da、Db、Dc、Dd、De、Df:汲極

DL1:第一資料線

DL2:第二資料線

DL3:第三資料線

Ga、Gb、Gc、Gd、Ge、Gf:閘極

GI、ILD:絕緣層

L:長度

L1:第一發光二極體

L2:第二發光二極體

L3:第三發光二極體

PD1、PD2、PD3、PD4、PD5、PD6:接墊

PL:平坦層

PL1:第一電源線

PL2:第二電源線

PR:周邊區

Sa、Sb、Sc、Sd、Se、Sf:源極

SE1:第一開關元件

SE2:第二開關元件

SE3:第三開關元件

SP1:第一子畫素

SP2:第二子畫素

SP3:第三子畫素

SGL:訊號線

SL:掃描線

TH:貫孔

T1:第一主動元件

T2:第二主動元件

T3:第三主動元件

V:導通孔

W、W1、W2:寬度

圖1A是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖。

圖1B是圖1A的可伸縮式基板在拉伸後的上視示意圖。

圖2是圖1B的可伸縮式基板的應變量模擬示意圖。

圖3A是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖。

圖3B是圖3A的可伸縮式基板省略部分構件後的上視示意圖。

圖3C是圖3A的可伸縮式基板省略部分構件後的上視示意圖。

圖3D是圖3A的可伸縮式基板的剖面示意圖。

圖3E是依照本發明的一實施例的一種子畫素的等效電路圖。

圖4是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖。

圖5是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖。

圖1A是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板10的上視示意圖。

請參考圖1A，可伸縮式基板10包括圖案化基板1 00、多個裝置部200以及多個線路部300。在本實施例中，可伸縮式基板10還包括連接部400。

圖案化基板100為軟性材質，舉例來說，圖案化基板100的材質可包括聚醯亞胺(polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙醇酯(polyethylene naphthalate；PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate；PET)、聚碳酸酯(polycarbonates；PC)、聚醚碸(polyether sulfone；PES)或聚芳基酸酯(polyarylate)、其它合適的材料或前述至少二種材料之組合，但本發明不以此為限。

在本實施例中，圖案化基板100具有多個貫孔TH。在本實施例中，各貫孔TH為啞鈴狀。在本實施例中，部分貫孔TH沿著第一方向E1延伸，且另一部分貫孔TH沿著第二方向E2延伸。沿著第一方向E1延伸的部分貫孔TH以及沿著第二方向E2延伸的另一部分貫孔TH交替排列，藉此提升可伸縮式基板10的伸縮性。

裝置部200、線路部300以及連接部400位於圖案化基板100上。裝置部200、線路部300以及連接部400相連在一起，且貫孔TH中之一個至少被四個裝置部200實質上環繞。在本實施例中，一個貫孔TH被四個裝置部200、兩個線路部300以及兩個連接部400實質上環繞。舉例來說，在圖1A中，位於中央的貫孔TH被左右兩個線路部300、上下兩個連接部400以及四個角落的裝置部200所環繞。

各裝置部200包括主動區AR以及環繞主動區AR的周邊區PR。各裝置部200包括設置於主動區AR中的第一主動元件T1以及第二主動元件T2。在本實施例中，各裝置部200還包括第三主動元件T3。在一些實施例中，各裝置部200為長度為L且寬度為W的矩形，在各裝置部200的寬度W的方向上，周邊區PR的寬度W1為16%W至40%W，且在各裝置部200的長度L的方向上，周邊區PR的寬度W2為16%L至40%L。周邊區PR的寬度W1以及寬度W2為10至250微米。

在本實施例中，各裝置部200包括第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3，其中第二子畫素SP2位於第一子畫素SP1以及第三子畫素SP3之間。第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3分別包括第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3，且第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3分別包括第一發光二極體(圖1A未繪出)、第二發光二極體(圖1A未繪出)以及第三發光二極體(圖1A未繪出)。第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3分別適用於驅動前述第一發光二極體、第二發光二極體以及第三發光二極體。

在本實施例中，可伸縮式基板10適用於顯示裝置，但本發明不以此為限。在其他實施例中，可伸縮式基板10並非顯示裝置，且裝置部200不包括子畫素。

線路部300連接對應的裝置部200。在本實施例中，各線路部300連接對應的兩個裝置部200。各線路部300包括至少一訊號線310。訊號線310電性連接至對應的第一子畫素SP1、對應的第二子畫素SP2及/或對應的第三子畫素SP3。雖然在圖1A僅繪出訊號線310延伸至裝置部200邊緣，但實際上，裝置部200中還包括許多其他導線(圖1A未繪出)，藉此使訊號線310與對應的第一子畫素SP1、對應的第二子畫素SP2及/或對應的第三子畫素SP3電性連接。

連接部400鄰近於對應的線路部300。在本實施例中，各連接部400連接對應的兩個裝置部200，且位於對應的一個線路部300的一側。各連接部400包括依序排列的多個加強結構410。加強結構410與訊號線310隔開。在一些實施例中，加強結構410可調整連接部400與線路部300的中性軸位置，並降低訊號線310因為拉伸而斷線的風險。此外，由於加強結構410與訊號線310隔開，因此，即便加強結構410出現裂痕，裂痕也不易延裂至訊號線310，造成訊號線310斷線。在一些實施例中，加強結構410 為備用導線。在一些實施例中，加強結構410為絕緣圖案。

圖1B是圖1A的可伸縮式基板10在拉伸後的上視示意圖。圖2是圖1B的可伸縮式基板的應變量模擬示意圖，其中在圖2中，位於左邊的數值代表的是應變量。

請參考圖1B與圖2，拉伸可伸縮式基板10，並使其變形。在本實施例中，可伸縮式基板10受到不同方向的拉力F，拉力F使可伸縮式基板10的形狀改變。由圖2的模擬圖可以知道，在裝置部200中，靠近外圍的周邊區PR容易出現比中央的主動區AR還要大的應變，因此，使第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3設置於主動區AR中而非周邊區PR中，藉此避免可伸縮式基板10在拉伸後出現第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3的故障問題。

在一些實施例中，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3是直接電性連接至發光二極體的驅動元件，即第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3與對應之發光二極體中間沒有其他薄膜電晶體，因此，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3的品質對顯示畫面的影響較第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3中的其他薄膜電晶體(例如開關元件)大。因此，將第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3設置於主動區AR比將其他未直接電性連接至發光二極體的薄膜電晶體設置於主動區AR能更佳的改善可伸縮式基板10在拉伸後出現畫面Mura的問題。

圖3A是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板20的上視示意圖，其中為了更清楚的說明圖3A的可伸縮式基板20，省略可伸縮式基板20的部分構件並繪示於圖3B與圖3C中，在圖3A至圖3D中，相同層別的導電層(即利用同一道圖案化製程形成的導電層)以相同的斜線或網點繪示，而不同層別的導電層透過貫穿絕緣層(例如絕緣層GI及/或絕緣層ILD)的導通孔V而電性連接。圖3D是圖3A的線A-A’的剖面示意圖。圖3E是依照本發明的一實施例的一種子畫素的等效電路圖，在本實施例中，第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3具有類似的等效電路，且圖3E以第一子畫素SP1的等效電路為例。

在此必須說明的是，圖3A至圖3E的實施例沿用圖1A和圖1B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖3A至圖3E，裝置部200與線路部300位於圖案化基板100上。在一些實施例中，圖案化基板100表面設置有緩衝層BL，且裝置部200與線路部300位於緩衝層BL上。

各線路部300包括多條訊號線SGL。訊號線SGL為掃描線SL、第一資料線DL1、第二資料線DL2、第三資料線DL3、第一電源線PL1及/或第二電源線PL2。

各裝置部200包括第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3。

第一子畫素SP1包括第一開關元件SE1、第一主動元件T1以及第一發光二極體L1。第一開關元件SE1包括半導體層CHa、閘極Ga、源極Sa與汲極Da。閘極Ga電性連接至掃描線SL。閘極Ga重疊於通道層CHa，且閘極Ga與通道層CHa之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Ga。源極Sa與汲極Da位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHa。源極Sa電性連接至第一資料線DL1。

第一主動元件T1包括半導體層CHb、閘極Gb、源極Sb與汲極Db。閘極Gb電性連接至第一開關元件SE1的汲極Da。閘極Gb重疊於通道層CHb，且閘極Gb與通道層CHb之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Gb。源極Sb與汲極Db位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHb。源極Sb電性連接至第一電源線PL1。

平坦層PL位於源極Sa、汲極Da、源極Sb與汲極Db上，且第一發光二極體L1位於平坦層PL上。在一些實施例中，第一發光二極體L1透過接墊PD1以及接墊PD2而分別電性連接至源極Sb以及第二電源線PL2。

第二子畫素SP2包括第二開關元件SE2、第二主動元件T2以及第二發光二極體L2。第二開關元件SE2包括半導體層CHc、閘極Gc、源極Sc與汲極Dc。閘極Gc電性連接至掃描線SL。閘極Gc重疊於通道層CHc，且閘極Gc與通道層CHc之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Gc。源極Sc與汲極Dc位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHc。源極Sc電性連接至第二資料線DL2。

第二主動元件T2包括半導體層CHd、閘極Gd、源極Sd與汲極Dd。閘極Gd電性連接至第二開關元件SE2的汲極Dc。閘極Gd重疊於通道層CHd，且閘極Gd與通道層CHd之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Gd。源極Sd與汲極Dd位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHd。源極Sd電性連接至第一電源線PL1。

第二發光二極體L2位於平坦層PL上。在一些實施例中，第二發光二極體L2透過接墊PD3以及接墊PD4而分別電性連接至源極Sd以及第二電源線PL2。

第三子畫素SP3包括第三開關元件SE3、第三主動元件T3以及第三發光二極體L3。第三開關元件SE3包括半導體層CHe、閘極Ge、源極Se與汲極De。閘極Ge電性連接至掃描線SL。閘極Ge重疊於通道層CHe，且閘極Ge與通道層CHe之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Ge。源極Se與汲極De位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHe。源極Se電性連接至第二資料線DL3。

第三主動元件T3包括半導體層CHf、閘極Gf、源極S與汲極Df。閘極Gf電性連接至第三開關元件SE3的汲極De。閘極Gf重疊於通道層CHf，且閘極Gf與通道層CHF之間夾有絕緣層GI。絕緣層ILD覆蓋閘極Gf。源極Sf與汲極Df位於絕緣層ILD上，且電性連接至通道層CHf。源極Sf電性連接至第一電源線PL1。

第三發光二極體L3位於平坦層PL上。在一些實施例中，第三發光二極體L3透過接墊PD5以及接墊PD6而分別電性連接至源極Sf以及第二電源線PL2。在本實施例中，第一主動元件T1相對於第一發光二極體L1的位置、第二主動元件T2相對於第二發光二極體L2的位置以及第三主動元件T3相對於第三發光二極體L3的位置彼此不同，藉此使第一發光二極體L1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3能更容易的設置於主動區AR中。

在一些實施例中，接墊PD1~PD6為多層結構，舉例來說，接墊PD1~PD6各自包括第一導電層CL1、第二導電層CL2以及第三導電層CL3。在一些實施例中，第一導電層CL1為金屬氧化物(例如銦錫氧化物)，第二導電層CL2為金屬(例如銦)，第三導電層CL3為金屬(例如金)，但本發明不以此為限。在本實施例中，第一發光二極體L1、第二發光二極體L2以及第三發光二極體L3為無機發光二極體(例如微型發光二極體(micro-LED))，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一發光二極體L1、第二發光二極體L2以及第三發光二極體L3為有機發光二極體、電致發光元件或其他自發光元件。

在本實施例中，為了使傳輸不同訊號的訊號線彼此不會短路，各訊號線選擇性地包括不同層別的導電層，且不同層別的導電層藉由導通孔V而彼此電性連接。

在本實施例中，第一主動元件T1的半導體層CHb、第二主動元件T2的半導體層CHd以及第三主動元件T3的半導體層CHf設置於主動區AR而非主動區AR外圍的周邊區PR，藉此能避免可伸縮式基板20在拉伸後故障並導致畫面Mura的問題。

在本實施例中，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3分別直接電性連接至第一發光二極體L1、第二發光二極體L2以及第三發光二極體L3，因此，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3的品質對顯示畫面的影響較第一開關元件SE1、第二開關元件SE2以及第三開關元件SE3大。在一些實施例中，基於佈線空間的限制，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3、第一開關元件SE1、第二開關元件SE2以及第三開關元件SE3沒辦法全部都設置於主動區AR中，優先選擇將第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3設置於主動區AR能較佳的改善可伸縮式基板20在拉伸後出現畫面Mura的問題，但本發明不以此為限。在其他實施例中，若佈線空間足夠，第一主動元件T1、第二主動元件T2以及第三主動元件T3、第一開關元件SE1、第二開關元件SE2以及第三開關元件SE3皆設置於主動區AR。

圖4是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖，其中圖4繪示了第一子畫素SP1中之第一主動元件T1的半導體層、第二子畫素SP2中之第二主動元件T2的半導體層以及第三子畫素SP3中之第三主動元件T3的半導體層，並省略繪出了第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3中的其他構件。

在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖3A至圖3E的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖4，在本實施例中，可伸縮式基板30之第二主動元件T2的形狀不同於第一主動元件T1的形狀與第三主動元件T3的形狀。舉例來說，第二主動元件T2的半導體層形狀不同於第一主動元件T1的半導體層的形狀與第三主動元件T3的半導體層的形狀。在本實施例中，第二主動元件T2的半導體層實質上為直條形，第一主動元件T1的半導體層與第三主動元件T3的半導體層實質上為L形。半導體層為L形或彎曲形可以分散所受到的應力，減少半導體層因為應變或應力而導致電性出現不良影響。

在一些實施例中，各裝置部200為長度為L且寬度為W的矩形，在各裝置部200的寬度W的方向上，周邊區PR的寬度W1為16%W至40%W，且在各裝置部200的長度L的方向上，周邊區PR的寬度W2為16%L至40%L。

基於上述，第一主動元件T1的半導體層、第二主動元件T2的半導體層以及第三主動元件T3的半導體層設置於主動區AR而非主動區AR外圍的周邊區PR，藉此能避免可伸縮式基板30在拉伸後故障並導致畫面Mura的問題。

圖5是依照本發明的一實施例的一種可伸縮式基板的上視示意圖，其中圖5繪示了第一子畫素SP1中之第一主動元件T1的半導體層、第二子畫素SP2中之第二主動元件T2的半導體層以及第三子畫素SP3中之第三主動元件T3的半導體層，並省略繪出了第一子畫素SP1、第二子畫素SP2以及第三子畫素SP3中的其他構件。

在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖3A至圖3E的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖5，在本實施例中，可伸縮式基板40之第二主動元件T2的形狀不同於第一主動元件T1的形狀與第三主動元件T3的形狀。舉例來說，第二主動元件T2的半導體層形狀不同於第一主動元件T1的半導體層的形狀與第三主動元件T3的半導體層的形狀。在本實施例中，第一主動元件T1的半導體層與第三主動元件T3的半導體層實質上為直條形，第二主動元件T2的半導體層實質上為S形。

半導體層為S形或彎曲形可以分散所受到的應力，減少半導體層因為應變或應力而導致電性出現不良影響。

在相同電壓差的情況下，長度較長的半導體層的電流較小。在本實施例中，第二主動元件T2的半導體層的長度較長，且可對應於藍色子畫素設置。第一主動元件T1的半導體層與第三主動元件T3的半導體層的長度較短，且可分別對應於紅色子畫素與綠色子畫素設置。

基於上述，第一主動元件T1的半導體層、第二主動元件T2的半導體層以及第三主動元件T3的半導體層設置於主動區AR而非主動區AR外圍的周邊區PR，藉此能避免可伸縮式基板40在拉伸後故障並導致畫面Mura的問題。

10:可伸縮式基板 100:圖案化基板 200:裝置部 300:線路部 310:訊號線 400:連接部 410:加強結構 AR:主動區 L:長度 PR:周邊區 SP1:第一子畫素 SP2:第二子畫素 SP3:第三子畫素 TH:貫孔 T1:第一主動元件 T2:第二主動元件 T3:第三主動元件 W、W1、W2:寬度

Claims

一種可伸縮式基板，包括：一圖案化基板，其中該圖案化基板具有多個貫孔；多個裝置部，位於該圖案化基板上，其中各該裝置部包括一主動區以及環繞該主動區的一周邊區，且各該裝置部包括設置於該主動區中的一第一主動元件以及一第二主動元件；多個線路部，位於該圖案化基板上，且連接對應的該些裝置部；以及多個連接部，設置於該圖案化基板上，且鄰近於對應的該些線路部，其中該些貫孔中之一個被該些裝置部中之四個、該些線路部中之兩個以及該些連接部中之兩個實質上環繞。
如請求項1所述的可伸縮式基板，其中該周邊區的寬度約為10微米至250微米。
如請求項1所述的可伸縮式基板，其中各該裝置部包括：一第一子畫素，包括該第一主動元件以及直接電性連接至該第一主動元件的一第一發光二極體；一第二子畫素，包括該第二主動元件以及直接電性連接至該第二主動元件的一第二發光二極體；以及一第三子畫素，包括一第三主動元件以及直接電性連接至該第三主動元件的一第三發光二極體，其中該第二子畫素位於該第一子畫素與該第三子畫素之間；且各該線路部包括至少一訊號線，電性連接至對應的該第一子畫素、對應的該第二子畫素及/或對應的該第三子畫素。
如請求項3所述的可伸縮式基板，其中該第二主動元件的半導體層的形狀不同於該第一主動元件的半導體層的形狀與該第三主動元件的半導體層的形狀。
如請求項3所述的可伸縮式基板，其中該第一主動元件相對於該第一發光二極體的位置、該第二主動元件相對於該第二發光二極體的位置以及該第三主動元件相對於該第三發光二極體的位置彼此不同。
如請求項1所述的可伸縮式基板，其中各該裝置部為長度為L且寬度為W的矩形，其中：在各該裝置部的寬度的方向上，該周邊區的寬度為16%W至40%W，且在各該裝置部的長度的方向上，該周邊區的寬度為16%L至40%L。
如請求項1所述的可伸縮式基板，其中：各該連接部包括依序排列的多個加強結構。
如請求項1所述的可伸縮式基板，其中各該貫孔為啞鈴狀。