包括驱动电路的显示面板和使用显示面板的图像显示装置的制作方法

本申请要求于2017年12月29日提交的韩国专利申请第10-2017-0184049号的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

本公开内容涉及显示装置，并且更具体地涉及包括驱动电路的显示面板，以及使用该显示面板的图像显示装置。尽管本公开内容适合于广范的应用范围，但是它特别适合于使图像显示面板的非显示区和边框区最小化。

背景技术：

随着信息化社会的快速发展，对显示图像的显示装置的需求已经在各个领域逐渐增加。近来，已经开发了诸如液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示器等的各种平板显示装置，并且迅速进入商业化。

作为用于提高平板显示装置的图像质量或图像显示效率的代表性方法，最近已经提出了通过减小边框的尺寸来相对地扩展图像显示区的许多技术。例如，面板内栅极(gip)方案是由前述目的等提出的这样的技术中的一个，并且gip方案是指如下技术，该技术用于将驱动图像显示面板的栅极线的栅极驱动电路嵌入图像显示区的一侧区域，使得栅极驱动电路被嵌入在图像显示区中。

然而，与在图像显示区的相应的像素中形成的tft相比，在栅极驱动电路中构造的多个薄膜晶体管(tft)通常被设计成占据较大的区域。另外，有必要构造更多的tft来提高相应的控制信号的可靠性。

具体地，随着图像显示面板的分辨率逐渐增加，像素的集成度也增加。随着相应的像素的集成度增加，应该进一步扩大栅极驱动电路的区域，以保持更多的tft的设计区域。

因此，本公开内容提供了一种用于减少构造基于gip的栅极驱动电路所需的区域并且使该区域的尺寸最小化的新方法，使得本公开内容提供一种具有大大减小的边框的图像显示面板或零边框型图像显示面板，以及使用该图像显示面板的图像显示装置。

技术实现要素：

因此，针对以上问题已经作出本公开内容，并且提供了一种包括驱动电路的显示面板和使用该显示面板的图像显示装置。根据该显示面板和使用该显示面板的图像显示装置，用于驱动图像显示面板的栅极线的栅极驱动电路包括ltps(低温多晶硅)tft，并且栅极驱动电路嵌入到图像显示区的内部绝缘层和低温多晶硅(ltps)层中。以图像显示像素与栅极驱动电路所嵌入的内部绝缘层和ltps层交叠的方式，在内部绝缘层和ltps层的整个表面上布置并构造图像显示像素，使得可以将图像显示面板的非显示区和边框区减小到消除。

本公开内容不限于上述目的，并且本领域技术人员可以从以下描述中理解其他目的和优点。此外，将容易地理解，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求书中所述的手段及其组合来实践。

本公开内容的各个方面涉及提供包括驱动电路的显示面板和使用该显示面板的图像显示装置，以基本上消除由于相关技术的限制和缺点导致的一个或更多个问题。

根据本公开内容的一个方面，设置有驱动电路的显示面板包括：基板；形成在基板上的链接线单元中的多条时钟线和链接线；多个开关元件，其形成在基板上的栅极驱动电路区域中；多个绝缘层，其被配置成覆盖多条时钟线、链接线和多个开关元件；以及图像显示表面，其被配置成包括形成在多个绝缘层的整个表面上的多个子像素，使得在其上显示图像。

根据本公开内容的另一方面，图像显示装置包括：显示面板，被配置成包括栅极线和数据线彼此交叉布置的前向图像显示表面、形成在栅极线和数据线的交叉区域中的以在其上显示图像的多个子像素、以及形成在图像显示表面的以驱动栅极线的栅极驱动电路；驱动集成电路，其被配置成将用于控制栅极驱动电路的栅极控制信号传输到栅极驱动电路，并且将数据电压传输到数据线；以及电力供应单元，其被配置成向图像显示表面的子像素、栅极驱动电路和驱动集成电路提供高电位和低电位驱动电压。

在本公开内容的又一方面中，包括在图像显示侧上显示图像的显示面板的显示装置包括：彼此交叉的多条栅极线和多条数据线；设置在栅极线和数据线的交叉区域处的多个子像素；设置在链接线单元处的多条时钟线和链接线；移位寄存器，其被配置成在接收通过多条时钟线和链接线传输的栅极控制信号和多个时钟脉冲时生成并输出顺序地驱动多条栅极线的多个扫描信号；以及发光控制寄存器，其被配置成在接收通过多条时钟线和链接线传输的栅极控制信号和多个时钟脉冲时，生成并输出驱动图像显示侧的发射线的多个发光控制信号。多个绝缘层，其覆盖多条时钟线、链接线、移位寄存器和发光控制寄存器；以及电力供应单元，其向多个子像素和移位寄存器以及发光控制寄存器提供高电位和低电位驱动电压，其中，多条时钟线、链接线和移位寄存器以及发光控制寄存器垂直地彼此交叠。

附图说明

包括附图以提供对本公开内容的进一步理解，并且附图被并入本公开内容并构成本公开内容的一部分，附图示出了本公开内容的方面，并且与说明书一起用于解释本公开内容的原理。

在附图中：

图1是示出根据本公开内容的方面的包括驱动电路的显示面板和包括该显示面板的图像显示装置的示意图；

图2是示出图1中所示的oled像素的等效电路的电路图；

图3示出了图1中所示的包括驱动电路的显示面板的部分的前视图和截面图；

图4是示出图3中所示的移位寄存器的栅极控制级的等效电路的电路图；以及

图5是示出图3中所示的链接线单元和栅极控制级配置区域的部分的截面图。

具体实施方式

根据参照附图的详细描述，特征和优点将变得明显。充分详细地描述本发明的方面，以使得本领域技术人员能够容易地实践本公开内容的技术构思。可以省略对公知的功能或配置的详细描述，以免不必要地模糊本公开内容的主旨。在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的方面。贯穿附图，相同的附图标记表示相同的元件。

现在将详细地进行参考某些方面，其示例在附图中示出。在描述之前，本公开内容和权利要求书中使用的术语或词语不被解释为具有一般含义或字典含义，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念以用最佳模式描述本公开内容的原则，被解释为具有与本公开内容的技术范围和精神一致的含义和概念。因此，说明书中描述的和附图中示出的方面纯粹是说明性的，并不旨在表示本发明的所有方面，使得可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种等效和修改。

在下文中将参照附图描述根据本公开内容的方面的包括驱动电路的显示面板和使用该显示面板的图像显示装置。

本公开内容的主要技术所应用的图像显示装置可以包括例如液晶显示器(lcd)、场发射显示器(fed)、有机发光二极管(oled)显示器、量子点显示器(qdd)等。

为了便于描述和更好地理解本公开内容，在下文中将利用oled显示器来描述本公开内容的图像显示装置。

图1是示出根据本公开内容的方面的包括驱动电路的显示面板和包括该显示面板的图像显示装置的示意图。

参照图1，oled显示器可以包括显示面板100、驱动集成电路(ic)200和电力供应单元(未示出)。

显示面板100可以包括被布置成在前向图像显示表面上彼此交叉的多条栅极线(gl1至gln)和多条数据线(dl1至dln)。在栅极线和数据线(gl1至gln和dl1至dln)的交叉区域中形成子像素(p)，从而显示图像。在这种情况下，用于驱动栅极线(gl1至gln)的栅极驱动电路可以嵌入在其上显示图像的图像显示表面的后表面的内部。

用于通过有机发光二极管(oled)的发光来显示图像的子像素(p)可以包括发射线(el1至eln)，向该发射线提供用于控制oled发光时间段的发光控制信号。嵌入在图像显示表面中的栅极驱动电路可以顺序地生成扫描信号，并且可以顺序地向栅极线(gl1至gln)提供扫描信号。另外，栅极驱动电路可以生成发光控制信号，并且可以向相应的发射线(el1至eln)提供发光控制信号。在下文中将参照附图描述栅极驱动电路。

如上所述，可以在显示面板100的整个表面(即，显示面板100的图像显示表面)上以矩阵形式布置子像素(p)，从而显示图像。每个子像素(p)可以包括有机发光二极管(oled)和用于独立地驱动oled的开关电路(swc)。位于图像显示表面处的子像素(p)的布置样式不限于仅矩阵，而是可以以各种形式，例如，条纹形式、像素共享形式和菱形形状等布置。

图2是示出图1中所示的oled像素的等效电路的电路图。

参照图2，如果子像素(p)具有oled像素结构，则每个子像素(p)可以包括：oled，用于通过在高电位电压(vdd)与低电位电压(vss)之间流动的驱动电流来发光；驱动薄膜晶体管(dt)，用于控制施加到oled的驱动电流量；开关电路(swc)，用于利用从数据线(dl)接收的数据电压(vdata)、从栅极线(gl)接收的扫描信号(scan)等来调节驱动薄膜晶体管(dt)的栅极电压；以及发射薄膜晶体管(et)，用于响应于从发射线(el)接收的发光控制信号(em)接通或断开在驱动薄膜晶体管(dt)与oled之间流动的电流。在这种情况下，在下文中将详细描述在像素中形成的每个薄膜晶体管(tft)被实现为pmos薄膜晶体管(tft)的示例。

每个开关电路(swc)可以向oled提供来自数据线(dl)的模拟数据电压(vdata)，并且可以用数据电压(vdata)充电，使得可以保持oled的发光状态。

图1中所示的驱动ic200可以将栅极控制信号(gcs)传输到栅极驱动电路，并且可以向数据线(dl1至dln)中的每一条提供数据电压，使得可以通过相应的子像素(p)来显示图像。

更详细地，当从外部系统等接收至少一个同步信号时，驱动ic200可以将从外部系统接收的数字图像数据或预存的数字图像数据转换为模拟数据电压(vdata)。

更详细地，驱动ic200可以以参考伽玛电压分别对应于数字图像数据段的灰度值(例如0至255)的方式来细分具有多个电平的参考伽玛电压，并且因此生成伽玛电压组。驱动ic200可以利用伽玛电压组将数字图像数据段转换为模拟数据电压(vdata)。可以将经转换的数据电压(vdata)顺序地提供给相应的数据线(dl1至dlm)，使得显示具有与数据电压(vdata)相对应的灰度的图像。

另外，驱动ic200不仅可以生成用于控制栅极驱动电路的操作时间点的栅极控制信号(gcs)，而且可以利用至少一个同步信号来生成多个时钟脉冲(clkn)，并且可以将栅极控制信号(gcs)和时钟脉冲(clkn)传输到嵌入在显示面板100中的栅极驱动电路。栅极控制信号(gcs)还可以包括具有不同相位的多个时钟脉冲(clkn)、栅极起始信号、栅极移位时钟和栅极使能信号等。

嵌入在显示面板100的图像显示表面中的栅极驱动电路可以利用多个时钟脉冲(clkn)、栅极控制信号等来顺序地生成用于顺序地驱动栅极线(gl1至gln)的扫描信号(scan)。栅极驱动电路可以通过相应的栅极接触电极(gpo)来顺序地向栅极线(gl1至gln)提供扫描信号(scan)。

在扫描信号(scan)未提供给栅极线(gl1至gln)的时间段期间，栅极驱动电路可以向栅极线(gl1至gln)提供栅极截止电压。因此，栅极驱动电路可以以栅极线(gl)为单位顺序地驱动连接至栅极线(gl1至gln)的开关电路(swc)。

相应的栅极接触电极(gpo)可以形成在接触孔中，通过该接触孔，嵌入在显示面板100中的栅极驱动电路的扫描信号(scan)的输出端子分别电连接至图像显示表面的栅极线(gl1至gln)。

嵌入在图像显示表面中的栅极驱动电路可以利用多个时钟脉冲(clkn)、栅极控制信号(gcs)等来生成用于驱动发射线(el1至eln)的发光控制信号(em)。栅极驱动电路可以通过相应的发射接触电极(epo)来向发射线(el1至eln)提供发光控制信号(em)。

相应的发射接触电极(epo)可以形成在接触孔中，通过该接触孔，嵌入在显示面板100中的栅极驱动电路的发光控制信号(em)的输出端子分别电连接至图像显示表面的发射线(el1至eln)。

同时，电力供应单元(未示出)可以向图像显示表面的子像素(p)、栅极驱动电路和驱动ic200提供高电位电压(vdd)和低电位电压(gnd或vss)。

图3示出了图1中所示的包括驱动电路的显示面板的部分的前视图和截面图。

参照图3的显示面板100的截面图，显示面板100可以包括基板110、缓冲层111、链接线单元(lld)、栅极驱动电路(sr、emd)以及在其上显示图像的图像显示表面。

可以在基板110的整个表面上沉积并构造缓冲层111。在这种情况下，缓冲层111可以最小化通过基板110的湿气或氧气渗透，并且可以使基板110的上部或整个表面平坦化。为此目的，缓冲层111可以由诸如sinx和sio2的绝缘材料形成。构造缓冲层111的绝缘材料不仅可以由sinx或sio2形成，而且还可以根据基板110的类别或栅极驱动电路(sr、emo)的tft类别等由诸如alox和tio2的钝化材料形成。然而，可以在除oled装置之外的其他类型的装置中使用缓冲层111，并且根据需要也可以省略缓冲层111。

可以在缓冲层111的整个表面之上构造链接线单元(lld)和栅极驱动电路(sr、emo)。在这种情况下，链接线单元(lld)可以传输从图像显示表面的驱动ic200接收的栅极控制信号(gcs)和多个时钟脉冲(clkn)，并且栅极驱动电路(sr、emo)可以生成并输出用于驱动图像显示表面的栅极线(gl1至gln)的扫描信号。

可以在链接线单元(lld)中图案化并构造多条金属线。栅极驱动电路(sr、emo)可以包括多个薄膜晶体管，并且可以在用于构造链接线单元(lld)的金属线和栅极驱动电路(sr、emo)的薄膜晶体管的过程中顺序地堆叠多个绝缘层113，使得实现链接线单元(lld)和栅极驱动电路(sr、emo)。如果必要，绝缘层113中的每一个还可以包括用于调节显示面板的整体平坦和厚度的多个层间绝缘膜。

如果包括链接线单元(lld)和栅极驱动电路(sr、emo)的多个绝缘层113的上部被平坦化，则多条栅极线(gl1至gln)和多条数据线(dl1至dln)可以被布置成在平坦化的绝缘层113的整个表面上彼此交叉。可以在栅极线(gl1至gln)和数据线(dl1至dln)的交叉区域中形成多个子像素(p)，使得在图像显示表面上显示图像。

栅极驱动电路(sr、emd)可以包括移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)。移位寄存器(sr)可以利用通过链接线单元(lld)传输的栅极控制信号(gcs)和多个时钟脉冲(clkn)来生成并输出用于顺序地驱动栅极线(gl1至gln)的扫描信号(scan)。发光控制寄存器(emd)可以利用通过链接线单元(lld)传输的栅极控制信号(gcs)和多个时钟脉冲(clkn)来生成并输出用于驱动图像显示表面的发射线(el1至eln)的发光控制信号(em)。

移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)中的每一个可以包括用于顺序地输出扫描信号(scan)和发光控制信号(em)的多个控制级。换句话说，移位寄存器(sr)可以包括若干栅极控制级，其以协同的方式互连，并且根据栅极控制信号(gcs)和多个时钟脉冲(clkn)顺序地输出扫描信号(scan)。发光控制寄存器(emd)可以包括若干发光控制级，其以协同的方式互连，并且根据栅极控制信号(gcs)和多个时钟脉冲(clkn)输出发光控制信号(em)。

图4是示出图3中所示的移位寄存器的任意一个栅极控制级的等效电路的电路图。

参照图4，栅极控制级可以包括节点控制器10、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)。节点控制器10可以控制使能节点(q)和禁用节点(qb)的充电或放电状态。上拉开关元件(tu)可以根据用于控制扫描信号(scan)施加到相应的栅极线(gl)的时间段的使能节点(q)的信号状态向相应的栅极线(gl)输出扫描信号(scan)。下拉开关元件(td)可以根据用于控制扫描信号(scan)未输出到相应的栅极线(gl)的时间段的禁用节点(qb)的信号状态向相应的栅极线(gl)输出放电电压源(vss)。

节点控制器10可以包括多个开关薄膜晶体管，用于控制使能节点(q)和禁用节点(qb)的充电或放电。栅极控制级中的每一个可以包括多个开关薄膜晶体管、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)。因此，总的来说，移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)可以包括被配置成构造多个栅极和发光控制级的数十至数百个开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)。

因此，根据本公开内容的方面，可以在基板110的缓冲层111的整个表面上图案化并构造被配置成构造多个栅极和发光控制级的多个开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)，并且可以在通过平坦化来调节其高度和厚度的多个平坦化的绝缘层113的整个表面上构造包括多个子像素(p)的图像显示表面。

为此目的，被配置成构造移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)的多个开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)可以由ltpstft形成，每个ltpstft均具有由低温多晶硅(ltps)形成的有源层。为了构造由低温多晶硅(ltps)形成的有源层，虽然需要诸如激光退火的高成本制造工艺且难以控制有源层的特性，但可以排除阈值电压和迁移率的分布和不平衡现象，使得可以通过减少掩模工艺的数量来构造由ltps形成的有源层，而无需形成诸如补偿电容器的单独补偿电路。因此，为了将多个开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)嵌入图像显示表面的内部或下部，优选的是，减少使用掩模的制造工艺的数量，使得所得到的结构可以执行简化且稳定的操作。

另一方面，优选的是，包含在图像显示表面的子像素(p)中的驱动tft(dt)、发射tft(et)和开关电路(swc)的tft由氧化物tft形成，每个氧化物tft均具有由诸如多晶硅的氧化物材料形成的有源层。如果有源层由氧化物材料形成，则还需要用于补偿阈值电压或迁移率的分布的电容器或补偿电路，使得掩模工艺的数量增加。然而，可以容易地控制由氧化物材料形成的有源层的特性，并且不执行另外的高成本激光退火，使得氧化物有源层在产品成本方面是有益的。

具体地，开关tft、上拉开关元件(tu)m和下拉开关元件(td)由ltpstft形成的原因在于，使在由氧化物tft形成的子像素(p)受到由ltpstft形成的移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)的影响时遇到的干扰最小化。在嵌入图像显示表面的下部的同时由ltpstft形成的栅极驱动电路影响由氧化物tft构成的子像素(p)的情况下，栅极驱动电路对子像素(p)的影响程度处于时钟线区域中的最高水平，其中，源电极/漏电极中的每一个具有最大幅度和最大频率。

施加到图像显示表面的子像素(p)的磁场等可能最大程度地受到链接线单元(lld)的影响。施加到子像素(p)的磁场等受到移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)的影响可能小于受到链接线单元(lld)的影响。施加到子像素(p)的磁场等受到栅极接触电极(gpo)和发射接触电极(epo)的影响可能远小于受到移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)的影响。因此，如果对应于链接线单元(lld)的子像素(p)中没有问题，则确定由移位寄存器(sr)、发光控制寄存器(emd)等产生的影响对子像素(p)的图像显示操作影响不大。另外，假设对应于链接线单元(lld)的子像素(p)的电流特性与包含在未与剩余的栅极驱动电路交叠的区域中的其他子像素(p)的电流特性类似，则确定子像素(p)的整体图像显示图像质量特性将与其他子像素(p)的整体图像显示图像质量特性类似。

图5是示出图3中所示的链接线单元和栅极控制级配置区域的部分的截面图。

参照图5，可以在整个图像显示表面上构造子像素(p)的tft(dt)，该图像显示表面包括：包括链接线(ll)的链接线单元(lld)；栅极控制级配置区域；栅极接触电极配置区域(cd)；以及仅包括子像素(p)的子像素区域(dd)。

如图5的截面图中所示，可以在基板110的缓冲层111上布置多个时钟线(clk)、链接线(ll)、移位寄存器和发光控制寄存器。

可以在基板110的缓冲层111上图案化并构造被配置成构造移位寄存器(sr)的多个开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)。开关tft中的每一个、上拉开关元件(tu)中的每一个和下拉开关元件(td)中的每一个可以被构造成具有共面结构。在这种情况下，每个tft可以通过堆叠有源层132、栅电极131、源电极和漏电极来形成。例如，可以通过ltps图案化在缓冲层111上形成有源层132，可以以如下方式来图案化并构造栅电极131：基于置于有源层132和栅电极131之间的绝缘层或保护层，可以以规定区域的尺寸将栅电极131与有源层132部分交叠。在栅电极131的图案化工艺中，链接线单元(lld)的链接线(ll)可以由与栅电极131相同的导电材料形成。

在用于构造开关tft、上拉开关元件(tu)和下拉开关元件(td)的整个工艺中，在用于图案化源电极和漏电极(dm)的工艺中，链接线(ll)可以由与源电极和漏电极(dm)相同的导电材料形成。

在移位寄存器(sr)和发光控制寄存器(emd)的所有tft被图案化并构造之后，所构造的tft的高度和厚度被调节并平坦化，使得可以在平坦化的绝缘层113的整个表面上构造包括多个子像素(p)的图像显示表面。

包含在子像素(p)的开关电路(swc)中的开关tft、子像素(p)的驱动tft(dt)和子像素(p)的发射tft(et)可以由氧化物半导体型tft形成，每个氧化物半导体型tft均具有由氧化物半导体材料形成的有源层。驱动tft(dt)等中的每一个可以具有底栅结构，在底栅结构中，栅电极、由氧化物半导体材料形成的有源层、源电极和漏电极被顺序堆叠。

此后，嵌入在显示面板100中的栅极驱动电路的扫描信号(scan)的输出端子(即，上拉开关元件(tu)的漏电极(dm))可以设置有接触孔。栅极接触电极(gpo)可以设置有上拉开关元件(tu)的漏电极(dm)的接触孔，使得上拉开关元件(tu)的漏电极(dm)电连接至图像显示表面的栅极线(gl)。

同样地，嵌入显示面板100中的栅极驱动电路的发光控制信号(em)的输出端子可以通过相应的发射接触电极(epo)电连接至相应的发射线(el1至eln)。

根据本公开内容的方面的包括驱动电路的显示面板和使用该显示面板的图像显示装置可以允许用于驱动显示面板100的栅极线(gl1至gln)的栅极驱动电路由ltpstft形成，使得栅极驱动电路可以嵌入在图像显示区的内部绝缘层和ltps层中。

另外，以图像显示像素与栅极驱动电路所嵌入的内部绝缘层和ltps层交叠的方式，在内部绝缘层和ltps层的整个表面上布置并构造图像显示像素，使得可以去除图像显示面板的非显示区和边框区。

如从以上描述明显的是，根据本公开内容的方面的包括驱动电路的显示面板和使用该显示面板的图像显示装置可以允许用于驱动图像显示面板的栅极线的栅极驱动电路由ltpstft组成，使得栅极驱动电路可以嵌入在图像显示区的内部绝缘层和ltps层中。

在内部绝缘层和ltps层的整个表面上布置并构造图像显示像素，使得图像显示像素与栅极驱动电路所嵌入的内部绝缘层和ltps层交叠，使得可以将图像显示面板的非显示区和边框区减小到去除。

在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下，本公开内容所属领域的技术人员可以对上述本公开内容进行各种替换、改变和修改。因此，本公开内容不限于上述示例性方面和附图。