CN102566135A - 显示装置 - Google Patents

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曾文贤
黄彦衡
白佳蕙
陈宗凯
郑为元
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Abstract

一种显示装置包括相互叠置的第一面板以及第二面板。第一面板包括第一主动区、第一周边区、第一基板、第二基板、显示介质、整合有彩色滤光膜的像素阵列、共用电极与第一遮光层。第二面板包括第二主动区、第二周边区、第三基板、元件层与第二遮光层。第一遮光层包括多个第一遮光图案，其抵顶于像素阵列与共用电极之间以及多个第二遮光图案，其于第一主动区中构成一遮光矩阵。第二遮光图案的高度小于第一遮光图案的高度。第二主动区的面积小于第一主动区的面积，第二周边区的面积大于第一周边区的面积。第二遮光层配置于第二周边区。

Description

显示装置
技术领域
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种由两种不同功能的面板所构成的显示装置。
背景技术
现今的液晶显示面板中，已提出了将彩色滤光膜直接整合于像素阵列上(Color Filter on Array，COA)以及将黑矩阵制作于像素阵列上(Black matrix onArray，BOA)的技术。这类技术将整合有彩色滤光膜或是黑矩阵的像素阵列基板与另一对向基板组立，并于两基板间填入液晶分子，以形成液晶显示面板。
另外，在液晶显示面板中，位于主动区(或称为显示区)的黑矩阵、维持晶穴间隙用之间隙物以及位于周边区用以遮蔽传输导线的遮光图案可以采用相同材质以及相同的制程加以制作，由此简化整体制作流程。举例而言，黑矩阵、间隙物以及遮光图案等构件实质上可以利用感光性的材料以微影制程加以制作。
然而，位于周边区的遮光图案相对于黑矩阵与间隙物而言具有较大的面积。在同样微影的制程中，位于周边区的大面积遮光图案的高度相对于黑矩阵以及间隙物的高度较不容易控制。特别是，以彩色滤光膜整合于像素阵列(COA)的设计而言，位于周边区的遮光图案必须局部地重叠于整合有彩色滤光膜的像素阵列(也就是重叠于主动区边缘)上，以确实地遮蔽周边区中的导线以及主动区边缘处不必要的漏光。此时，遮光图案的高度可能高于间隙物的高度，这不利于液晶显示面板维持固定的晶穴间隙，而使液晶显示面板的品质不甚理想。
发明内容
本发明提供一种显示装置，将显示面板与具有另一功能的面板整合在一起以提供多重功能并且使得显示面板具有理想的品质。
本发明提出一种显示装置，包括一第一面板以及叠置于第一面板上的一第二面板。第一面板包括一第一主动区及围绕第一主动区的一第一周边区，并且第一面板包括一第一基板、一第二基板、一显示介质、一像素阵列、一彩色滤光膜、一共用电极、一第一遮光层。第二面板包括一第二主动区及围绕第二主动区的一第二周边区，并包括一第三基板、一元件层以及一第二遮光层。在第一面板中，第二基板与第一基板上下相对，而显示介质配置于第一与第二基板之间。像素阵列配置于第一基板上并位于第一基板与显示介质之间，用以驱动显示介质。彩色滤光膜整合于像素阵列中。共用电极配置于第二基板的上并位于显示介质与第二基板之间。第一遮光层配置于第一基板与第二基板之间，并包括多个第一遮光图案以及多个第二遮光图案。第二遮光图案位于第一主动区中构成一遮光矩阵，第一遮光图案实质上抵顶于像素阵列与共用电极之间，而第二遮光图案的高度小于第一遮光图案的高度。第二主动区的面积实质上小于第一主动区的面积，第二周边区的面积实质上大于第一周边区的面积。第三基板与第二基板相对，且元件层配置于第三基板与第二基板之间。第二遮光层配置于第二周边区。
在本发明的一实施例中，上述第二遮光层投影在第一面板的面积范围与第一主动区的边缘重叠。
在本发明的一实施例中，上述第二遮光层包括围绕第二主动区的一遮光环。
在本发明的一实施例中，上述像素阵列包括多条扫描线、多条数据线、多个主动元件以及多个像素电极，扫描线与数据线相交，各主动元件连接于对应的扫描线与对应的数据线，各像素电极通过其中一个主动元件连接至对应的扫描线与对应的数据线，且遮光矩阵位于扫描线、数据线以及主动元件上方。
在本发明的一实施例中，上述第一遮光层更包括多个不连续的第三遮光图案，位于第一周边区中，第三遮光图案与第二遮光层重叠。
在本发明的一实施例中，上述第一遮光层更包括一第三遮光图案，位于第一周边区中。
在本发明的一实施例中，上述第一遮光层配置于第一基板上以使第二遮光图案位于显示介质与像素阵列之间。
在本发明的一实施例中，上述第一遮光层配置于第二基板上以使第二遮光图案位于显示介质与共用电极之间。
在本发明的一实施例中，上述第二面板的元件层包括一触控感测层或一视差屏障层。
在本发明的一实施例中，上述第二面板更包括一第四基板，与第三基板相对并位于元件层与第一面板的第二基板之间。
基于上述，本发明利用显示用的第一面板与其他功能的第二面板叠置在一起以使显示装置在平面影像的显示之外提供其他的功能，例如立体显示功能或是触控感测功能。本发明的显示用的第一面板设计为将彩色滤光膜整合于主动元件阵列中(COA)的型态，而另一功能的第二面板上所设置的遮光层可以至少遮蔽第一面板周边区以及第一面板的主动区边缘。如此一来，第一面板在周边区上不需以大面积的遮光层重叠于主动区就可以避免主动区边缘的漏光，而有助于使显示装置中的第一面板具有理想的品质。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的显示装置的上视图。
图2为图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第一实施例。
图3是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第二实施例。
图4是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第三实施例。
图5是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第四实施例。
图6是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第五实施例。
附图标记说明
10：显示装置                   100：第一面板
110：第一基板                  120：第二基板
130：显示介质                  140：像素阵列
140A：像素                     150：彩色滤光膜
160：共用电极                  170、172、174、176：第一遮光层
170A、176A：第一遮光图案       170B、176B：第二遮光图案
172C、174C：第三遮光图案       200：第二面板
210：第三基板                  220：元件层
230：第二遮光图案            240：第四基板
AA1：第一主动区              AA2：第二主动区
B：蓝色滤光图案              BM：遮光矩阵
DL：数据线                   G：绿色滤光图案
I-I’：剖线                  PA1：第一周边区
PA2：第二周边区              PE：像素电极
R：红色滤光图案              SL：扫描线
TFT：主动元件
具体实施方式
近年来，使用者对于显示装置的显示品质的要求越来越高。除了高影像解析度以及高色彩饱和度之外，更要求显示装置能够显示出立体影像。此外，许多电子产品会将触控式的设计与显示面板整合，以省略键盘或是操控按键所需的空间，进而使萤幕可配置的面积扩大。
一般而言，要使显示装置能够显示立体影像，必须将显示面板与视差屏障面板叠置在一起。另外，要使显示装置具有触控功能，则显示面板会与触控面板叠置在一起。无论是显示面板、视差屏障面板、或是触控面板，都需要在面板的周边区设置传输讯号用的导线。因此，这些面板的周边区上都会设置有遮光用的图案或是膜层以避免导线之外露而影响整体显示装置的美观。另外，显示面板更需要以遮光图案来遮蔽主动区边缘可能发生的不必要漏光以达到理想的显示效果。
然而，COA型态的显示面板中，大面积的遮光图案重叠于整合有彩色滤光膜的像素阵列，会有基于遮光图案高度不易控制而产生的品质不佳问题。因此，以下提出数个实施例利用这些不同面板上的遮光图案的配置以改善上述问题而使显示装置具有理想的品质。值得一提的是，以下公开的数个实施例仅是举例说明的用，并非用以局限本发明的范围。
图1是本发明一实施例的显示装置的上视图。图2为图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第一实施例。请同时参照图1，显示装置10包括一第一面板100以及叠置于第一面板100上的一第二面板200。第一面板100包括一第一主动区AA1及围绕第一主动区AA1的一第一周边区PA1，而第二面板200包括一第二主动区AA2及围绕第二主动区AA2的一第二周边区PA2。在此，由于第一面板100与第二面板200叠置在一起，图1中所表示的第一动区AA1与第二主动区AA2系重叠在一起，而第一周边区PA1与第二周边区PA2系重叠在一起。另外，重叠在一起的第一周边区PA1与第二周边区PA2中有至少一部份面积或是全部面积例如是不透光的。
具体而言，请同时参照图1与图2，第一面板100包括一第一基板110、一第二基板120、一显示介质130、一像素阵列140、一彩色滤光膜150、一共用电极160以及一第一遮光层170。第二基板120与第一基板110上下相对，而显示介质130配置于第一与第二基板110、120之间。像素阵列140配置于第一基板110与显示介质130之间，而共用电极160配置于显示介质130与第二基板120之间。像素阵列140与共用电极160用以驱动显示介质130。彩色滤光膜150整合于像素阵列140中，而第一遮光层170配置于第一基板110与第二基板120之间。
在本实施例中，第一面板100可以视为显示影像的用的显示面板，而显示介质130可以是液晶层，以使第一面板100构成为COA设计的液晶显示面板，其中第一面板100的第一主动区AA1例如可以定义为整合有彩色滤光膜150的像素阵列140所在区域。当然，显示介质130也可以由其他的显示材料所构成，诸如电泳材料、电湿润材料、有机发光材料等。此外，彩色滤光膜150可以包括有红色滤光图案R、绿色滤光图案G以及蓝色滤光图案B或是其他颜色的滤光图案或是无色图案。
第二面板200包括一第三基板210、一元件层220以及一第二遮光层230。第三基板210与第丨面板100的第二基板120相对，且元件层220配置于第三基板210与第二基板120之间。第二遮光层230则配置于第二周边区PA2，且第二遮光层230例如是围绕第二主动区AA2的遮光环。在第二面板200中，元件层220所在位置例如定义出第二主动区AA2，而第二遮光层230所在位置定义出第二周边区PA2。在此，元件层220可以包括触控感测层或视差屏障层，以使显示装置10除了平面影像的显示功能外还可以具有触控感测的功能或是立体影像的显示功能。当然，元件层220也可以是具有其他功能的构件。
另外，由图2可知，第二主动区AA2的面积实质上小于第一主动区AA1的面积，而第二周边区PA2的面积实质上大于第一周边区PA1的面积。也就是说，第二遮光层230投影在第一面板100的面积范围与第一主动区AA1的边缘重叠，而可以局部地遮蔽第一主动区AA1的边缘。如此一来，第一面板100中不需在第一周边区PA1设置任何的遮光图案就可以避免第一周边区PA1中的构件外露的问题，且第一主动区AA1边缘所发生的不必要漏光也可以通过第二遮光层230来遮挡而有助于提高显示装置10的显示品质。
详细而言，像素阵列140包括多条扫描线SL、多条数据线DL、多个主动元件TFT以及多个像素电极PE。扫描线SL与数据线DL相交，各主动元件TFT连接于对应的扫描线SL与对应的数据线DL，各像素电极PE通过其中一个主动元件TFT连接至对应的扫描线SL与对应的数据线DL。具体而言，一条扫描线SL、一条数据线DL、一个主动元件TFT以及一个像素电极PE可以构成一个像素140A，而阵列排列的多个像素140A即可构成本实施例的像素阵列140。
一般而言，扫描线SL、数据线DL以及主动元件TFT所在位置为像素阵列140中无法进行显示的区域，所以这些元件所在位置往往需要被遮蔽以避免影像显示品质受到不良的影响。因此，本实施例利用第一遮光层170构成遮光矩阵BM，令遮光矩阵BM设置于扫描线SL、数据线DL以及主动元件TFT上方，以使第一面板100具有理想的显示效果。
另外，为了提供理想的显示效果，第一面板100可以藉由适当的支撑元件使像素阵列140与共用电极160之间维持一致之间隙。在本实施例中，第一遮光层170设置于像素阵列140与共用电极160之间，所以可采用第一遮光层170来构成上述的支撑构件。
具体来说，第一遮光层170可以包括多个第一遮光图案170A以及多个第二遮光图案170B。第一遮光图案170A与第二遮光图案170B皆位于第一主动区AA1中，其中第一遮光图案170A实质上抵顶于像素阵列140与共用电极160之间，而第二遮光图案170B则例如构成上述的遮光矩阵BM。如此一来，提供支撑作用的第一遮光图案170A与提供遮光作用的第二遮光图案170B由相同的第一遮光层170所构成。这两种构件采用同一道制作流程加以制作可使第一面板100的制作流程更为简化。
值得一提的是，本实施例的第二遮光元件170B用以提供遮光作用而不须支撑像素阵列140与共用电极160之间之间隙，所以第二遮光图案170B的高度可以小于第一遮光图案170A的高度。另外，由图2可知，本实施例第二面板200上的第二遮光层230可以遮蔽住第丨主动区AA1的边缘以及第一周边区PA1。所以，第二遮光层230即可提供遮光作用以遮蔽第一主动区AA1边缘可能发生的漏光以及遮蔽第一周边区PA1中所设置的传输导线等构件。也因此，在本实施例中，第一遮光层170不须设置于第一周边区PA1，即可让显示装置10具有理想的显示效果及外观。
相较的下，习知液晶显示面板需要在周边区设置大面积的遮光图案并且需要使大面积遮光图案局部地重叠于整合有彩色滤光膜的像素阵列边缘，所以习知液晶显示面板的遮光图案在像素阵列边缘处可能发生异常高的高度而不利于维持液晶显示面板的晶穴间隙。这样的现象在本实施例是不容易发生的，所以显示装置10可以具有理想的品质。
上述实施例是使第二面板200具有单一基板(也就是第三基板210)，然而本发明不以此为限。在其他实施例中，第二面板200可以具有其他的结构设计。举例而言，图3是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第二实施例。请参照图3，图3所绘示的实施例实质上与图2所绘示的实施例大致相同，因此两图式中相同的构件将以相同的元件符号标示。具体而言，第二实施例与第一实施例的主要差异在于第二实施例的第二面板200具有上下相对的两个基板，也就是第三基板210与第四基板240。第四基板240与第三基板210相对并且第四基板240位于元件层230与第一面板100的第二基板120之间。
此外，图4是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第三实施例。请参照图4，图4所绘示的实施例实质上与图2所绘示的实施例大致相同，因此两图式中相同的构件将以相同的元件符号标示。具体而言，第三实施例与第一实施例的主要差异在于，第一面板100中的第一遮光层172更包括多个不连续的第三遮光图案172C。第三遮光图案172C位于第一周边区PA1中，且第三遮光图案172C与第二遮光层230重叠。在此，第一遮光图案170A、第二遮光图案170B与第三遮光图案172C是由相同膜层所构成。由于位于第一周边区PA1的第三遮光图案172C并非连续且大面积的图案设计，第三遮光图案172C高度可以小于或是等于第一遮光图案170A的高度，而不会大于第一遮光图案170A的高度。所以，第三遮光图案172C虽然重叠于第一主动区AA1，不会有习知设计的遮光图案的高度不易控制而造成晶穴间隙无法维持一定的问题。换言的，本实施例的至少一部分第三遮光图案172C可以重叠于第一主动区AA1的边缘，而共用电极160与像素阵列140之间仍可维持固定之间隙，且显示装置10仍可具有理想的品质。
图5是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第四实施例。请参照图5，图5所绘示的实施例实质上与图2所绘示的实施例大致相同，因此两图式中相同的构件将以相同的元件符号标示。具体而言，第四实施例与第一实施例的主要差异在于，第一面板100中的第一遮光层174更包括一连续的第三遮光图案174C。第三遮光图案174C位于第一周边区PA1中，且第三遮光图案174C可以与第二遮光层230重叠。另外，第三遮光图案174C可以不重叠于第一主动区AA1的边缘。
由于第二面板200中的第二遮光层230投影于第丨面板100上的投影面积范围与第一主动区AA1的边缘重叠，第二遮光层230可以遮蔽住第一主动区AA1边缘可能发生的不必要漏光。因此，第三遮光图案174C不重叠于第一主动区AA1的边缘，第一主动区AA1边缘的漏光仍可被遮蔽而使显示装置10仍具有理想的显示效果。
另外，第三遮光图案174C相较于第一遮光图案170A与第二遮光图案170B虽具有较大的面积，第三遮光图案174C并未叠置于整合有彩色滤光膜150的像素阵列140上。所以，以图面所绘示的方向而言，第三遮光图案174C实质上配置于相对较低的水平位置上，即使第三遮光图案174C构成的高度高于第一遮光图案170A，仍不会影响共用电极160与像素阵列140之间之间隙。所以，显示装置10的第丨面板100仍具有理想的品质。
图6是图1的显示装置沿剖线I-I’的剖面的第五实施例。请参照图6，图6所绘示的实施例实质上与图2所绘示的实施例大致相同，因此两图式中相同的构件将以相同的元件符号标示。具体而言，第五实施例与第一实施例的主要差异在于，由第一遮光图案176A与第二遮光图案176B所构成的第一遮光层176例如是配置于第二基板120上，以使第二遮光图案176B位于显示介质130与共用电极160之间。同时，第一遮光图案176A系抵顶于像素阵列140与共用电极160之间。根据本实施例与第一实施例的设计，本发明不限定第一面板100中的第一遮光层(170、176)需设置于第一基板110或是第二基板120上。另外，图6所绘示的第一遮光层176也可以进一步包括如图4所绘示的第三遮光图案172C或是包括如图5所绘示的第三遮光图案176C。此时，第一面板100的共用电极160与像素阵列140之间仍可以维持理想之间隙而使显示装置10具有理想的品质。特别是，习知设计中晶穴间隙不易维持一定的问题可以获得显著的改善。
综上所述，本发明利用显示影像用的面板与另一功能的面板叠置在一起以构成多重功能的显示装置，并且两个面板上都设置有遮光层来提供所需的遮光效果，特别是遮蔽周边区的效果。当显示影像用的面板具有COA设计时，可以利用另一面板上的遮光层来遮蔽周边区以及主动区边缘。所以，显示影像用的面板中不须在周边区以及主动区边缘设置大面积且重叠于像素阵列的遮光图案，因而可以有效地避免遮光图案与像素阵列的重叠造成显示面板之间隙不易控制的问题。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
一第一面板，具有一第一主动区及围绕该第一主动区的一第一周边区，包括：
一第一基板；
一第二基板，与该第一基板上下相对；
一显示介质，配置于该第一基板与该第二基板的间；
一像素阵列，配置于该第一基板上并位于该第一基板与该显示介质之间，用以驱动该显示介质；
一彩色滤光膜，整合于该像素阵列中；
一共用电极，配置于该第二基板上并位于该显示介质与该第二基板之间；
一第一遮光层，配置于该第一基板与该第二基板之间，该第一遮光层包括多个第一遮光图案以及多个第二遮光图案，该些第二遮光图案位于该第一主动区中构成一遮光矩阵，其中该第一遮光图案实质上抵顶于该像素阵列与该共用电极之间，而该些第二遮光图案的高度小于该第一遮光图案的高度；以及
一第二面板，叠置于该第一面板上，具有一第二主动区及围绕该第二主动区的一第二周边区，该第二主动区的面积实质上小于第一主动区的面积，该第二周边区的面积实质上大于第一周边区的面积，该第二面板包括：
一第三基板，与该第二基板相对；
一元件层，配置于该第三基板与该第二基板之间；以及
一第二遮光层，配置于该第二周边区。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二遮光层投影在该第一面板的面积范围与该第一主动区的边缘重叠。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二遮光层包括围绕该第二主动区的一遮光环。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该像素阵列包括多条扫描线、多条数据线、多个主动元件以及多个像素电极，该些扫描线与该些数据线相交，各该主动元件连接于对应的扫描线与对应的数据线，各该像素电极通过其中一个主动元件连接至对应的扫描线与对应的数据线，且该遮光矩阵位于该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件上方。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一遮光层更包括多个不连续的第三遮光图案，位于该第一周边区中，该些第三遮光图案与该第二遮光层重叠。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一遮光层更包括一第三遮光图案，位于该第一周边区中。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一遮光层配置于该第一基板上以使该些第二遮光图案位于该显示介质与该像素阵列之间。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一遮光层配置于该第二基板上以使该些第二遮光图案位于该显示介质与该共用电极之间。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二面板的该元件层包括一触控感测层或一视差屏障层。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二面板更包括一第四基板，与该第三基板相对并位于该元件层与该第一面板的该第二基板之间。
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