CN103091916B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，具有一显示区及一环绕显示区的外围区，包含一阵列基板、一对向基板以及一液晶层，其中阵列基板包含一基板、多个位于基板上显示区内的显示像素单元，多个以阵列方式排列而设置于基板上外围区内的辅助像素单元，且各辅助像素单元包含有一像素电极，用于接收一辅助信号，使各辅助像素单元于同一时间显示出一相同颜色。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种具有粘着层的液晶显示装置。

背景技术

随着智能型移动装置的普及率逐步提高，相关显示装置的发展也越趋多样化。为了满足市场需求，近年来业界除了不断提高显示装置的一般特性规格，例如亮度、色饱和度、对比、色均匀度等规格，其也更加重视显示装置的外型及设计美感，以制造出具有市场差异性的显示商品。

在现行的智能型移动装置市场中，无边框的设计已经逐渐成为发展的主流。对于采用液晶显示面板的移动装置而言，一般将液晶显示面板的上表面对准于相对应的保护层，并通过一粘着层，例如光固化粘着层，使两者互相贴合。并且，为了提高显示装置显示画面的质量以及降低光线于保护层的表面发生反射的比例，光固化粘着层全面涂布并覆盖液晶显示面板的显示区。由于保护层上会具有一不透光的遮光层，以遮蔽大部分的非显示区，或称外围区，而暴露出液晶显示面板的显示区，因此硬化光固化粘着层的步骤在液晶显示面板的背面还未贴合偏光板的情况下，可先将光固化粘着层涂布于液晶显示模块的显示面，再将保护层对准于液晶显示模块，然后由液晶显示面板面方向提供一光源，例如紫外光，使光源照射粘着层，促使光固化粘着层产生交联、硬化，以有效硬化对应遮光层的光固化粘着层。

然而，上述显示装置仍存有其缺陷。举例来说，由于液晶显示面板的外围区设置有用以遮蔽外围电路的黑色矩阵（BlackMatrix，BM），因此位于显示区内并邻近外围区的粘着层会受到用以遮蔽外围电路的黑色矩阵遮蔽而无法完全硬化，进而使得显示装置的显示区的周围会产生颜色不均（mura）的情形。其中，所谓颜色不均指显示区域内存在有颜色不均匀的区块。此外，受限于保护层与液晶显示面板间的对准精度，上述黑色矩阵的部分区域可能会未被保护层表面的遮光层所遮蔽，且黑色矩阵与遮光层由不同材料所构成，而具有色差，使得显示装置的遮光层与显示区之间会有异色的黑色矩阵显示出，造成显示装置的缺陷。

因此，为了解决上述的缺失，仍需发展出一种显示装置，以避免显示装置的显示面产生颜色不均及黑色矩阵被暴露出的情形。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供液晶显示装置，借由减少黑色矩阵的覆盖区域，以避免液晶显示装置的显示面产生颜色不均及黑色矩阵被暴露出的情形。

根据本发明的一实施例，提供一种液晶显示装置，具有显示区及环绕显示区的外围区。液晶显示装置包含阵列基板，其包含基板、多个显示像素单元，以阵列方式排列于基板上的显示区内，以用于显示一画面、以及多个辅助像素单元，设置基板上的外围区内，且各辅助像素单元包含有像素电极，用于接收辅助信号，使各辅助像素单元于同一时间显示出相同颜色。且液晶显示装置也包含对向基板，相对于阵列基板设置以及液晶层，设置阵列基板及对向基板之间。

根据本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，其具有显示区及环绕显示区的外围区。液晶显示装置包含阵列基板，其包含基板、多个显示像素单元，设置于基板上并位于显示区内、以及多个辅助像素单元，设置于基板上，其中各辅助像素单元包含有像素电极，用于接收辅助信号，使各辅助像素单元仅显示出一相同颜色。液晶显示装置也包含对向基板，相对于阵列基板设置以及液晶层，设置于阵列基板及对向基板之间。

本发明的特征在于提供多个辅助像素单元于第二基板上，使得位于保护层和对向基板间的粘着层可以被顺利硬化。因此，介于显示区及遮光图案边缘之间的粘着层便不会引起显示装置颜色不均的问题。此外，由于各辅助像素单元的像素电极在适当的操作条件下可以呈现黑色的暗态，因此位于对向基板外侧面上方的遮光图案和呈现黑色的像素电极之间便不再会产生现有技术中遮光图案与黑色矩阵异色的情形。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例所示出的液晶显示装置局部剖面示意图；

图2为根据本发明第一实施例所示出的液晶显示装置俯视示意图；

图3为根据本发明第一实施例针对图2所示出的局部区域放大示意图；

图4至图5为分别根据第二实施例和第三实施例针对图2的液晶显示装置所示出的局部放大示意图。

附图标记

10：液晶显示装置11：阵列基板

12：第二基板13：对向基板

14：外围电路16：黑色矩阵

17：共通电极18a：辅助像素单元

20：显示区21：外围区

22a：显示像素单元24：第二像素电极

25：第一像素电极30：扫描线

31：区域32：数据线

34：共通线36：开关元件

38：开关元件42：储存电容

44：栅极46：漏极

48：源极50：液晶层

52：框胶54：第一基板

56：保护层58：遮光图案

60：粘着层62：储存电容

具体实施方式

请参阅图1与图2。图1与图2为本发明第一实施例的液晶显示装置示意图，其中图1和图2分别为液晶显示装置的俯视示意图及局部剖面示意图。首先，如图1与图2所示，液晶显示装置10具有显示区20及环绕显示区20的外围区21，且包含有阵列基板11、对向基板13、液晶层50、框胶52、保护层56、遮光图案58以及粘着层60。对向基板13相对于阵列基板11设置，且液晶层50介于阵列基板11与对向基板13之间，并包含多个液晶分子，用以改变光源的偏振方向。框胶52设置于外围区21内的阵列基板11与对向基板13之间，不仅可用于将阵列基板11与对向基板13接合，也可将液晶层50完整密封于阵列基板11和对向基板13之间。其中，上述的阵列基板11和对向基板13可以分别为薄膜晶体管阵列基板及彩色滤光片基板，但不限于此。更进一步来说，对向基板也可以未包含有彩色滤光片，或同时包含彩色滤光片和触控基板。

此外，保护层56覆盖于对向基板13的一外侧，且粘着层60设置于保护层56与对向基板13之间，并填满保护层56与对向基板13之间的空隙，以用于将保护层56粘帖于对向基板13上，并提高液晶显示装置10所显示画面的视觉效果。粘着层60可包含光固化粘着层，例如为紫外光固化性树脂，或可见光固化性树脂，例如：索尼公司（SonyChemicalsCorp.）推出型号为superviewresin（SVR）系列的光学树脂，但不限于此。值得一提的是，由于粘着层60较佳具有约介于1.3至1.6之间的折射率，相对照于利用口字胶贴合而于保护层与对向基板之间具有空气间隙的液晶显示装置，本实施例利用粘着层60填满保护层56与对向基板13之间，使光线在通过对向基板13与保护层56之间的间隙时会具有较小的折射率变化，因此可以避免光线被大幅折射与反射，进而降低显示画面的视觉落差，并提高液晶显示装置10所显示画面的视觉效果。于本实施例中，遮光图案58设置于保护层56与对向基板13之间，且遮光图案58位于外围区21内，并环绕显示区20，用以遮蔽外围区21内阵列基板11与对向基板13的不透光元件，例如：外围电路。于本发明的其它实施例中，遮光图案也可位于保护层的外侧。

本实施例的对向基板13包含有第一基板54以及黑色矩阵16，其中黑色矩阵16位于第一基板54的内侧面与液晶层50之间，使得光源及外围电路不会由此区域漏光及外露。在此需注意的是，位于外围区21内的黑色矩阵16并非实现本发明液晶显示装置10的必要特征元件，本发明液晶显示装置的外围区内也可能不具有黑色矩阵。其中，上述的第一基板54可以包含玻璃基板、亚克力基板或其它透明基板，黑色矩阵16的组成则可包含不透光的高分子材料或金属材料，但不限于此。此外，根据本实施例，黑色矩阵16也可延伸至第一基板54上的显示区20内，以用于遮蔽相对应的数据线、扫描线及共通线等。此为本领域的技术人员熟知的部分，在此便不加赘述。又，根据不同需求，对向基板13可选择性地包含一共通电极17，且共通电极17被设置于第一基板54与液晶层50之间。较佳者，共通电极17会同时覆盖位于外围区21和显示区20的黑色矩阵16。共通电极17与第一基板54之间另可设置电绝缘的平坦化层，以增进共通电极的平坦度，但不限于此。上述的共通电极17除了可以被设置于第一基板54的内侧面外，其也可能是被设置于阵列基板中。然而，无论共通电极是设置于第一基板上或是阵列基板中，其较佳均与阵列基板中的共通线电性连接。

请参阅图3，且一并参阅图1与图2。图3为针对图2局部区域的放大示意图。如图1至图3所示，阵列基板11包含透明的第二基板12、多条扫描线30、多条数据线32、多条共通线34、多个显示像素单元22a、多个辅助像素单元18a以及外围电路14。第二基板12可为例如玻璃基板、亚克力基板或石英基板等透明基板。各扫描线30与各共通线34沿着第一方向排列于第二基板12上，且各数据线32沿着垂直第一方向的第二方向排列于第二基板12上。任两相邻的扫描线30与任两相邻的数据线32定义出显示像素单元22a或一辅助像素单元18a。显示像素单元22a以阵列方式排列于显示区20内的第二基板12的内侧面上，并用于显示一画面，且各显示像素单元22a分别对应显示画面的像素。辅助像素单元18a与外围电路14设置于外围区21内的第二基板12的内侧面上，且外围电路14用以电性连接显示区20内的数据线、扫描线以及共通线等，使其汇集于外围区21内，且外围电路14与黑色矩阵16以及遮光图案58重叠，使遮光图案58与黑色矩阵可用于遮蔽外围电路14。并且，辅助像素单元18a位于外围电路14与显示像素单元22a之间，并布满外围电路14与显示像素单元22a之间的空间，而与遮光图案58部分重叠。各辅助像素单元18a包含有第一像素电极25，且本实施例通过特定的电性连接方式，使得第一像素电极25可用于接收辅助信号，使各辅助像素单元18a于同一时间显示出相同颜色，例如黑色，或各辅助像素单元18a仅显示出相同颜色。

另外，各显示像素单元22a包含第二像素电极24、储存电容42以及开关元件36，例如薄膜晶体管元件。其中，各显示像素单元22a可与相对应的各扫描线30、各数据线32以及各共通线34电性连接。其中，上述的各扫描线30用于传送扫描信号、各数据线32用于传送数据信号以及各共通线34用于传送共通信号。进一步来说，若开关元件36为薄膜晶体管元件时，其会具有栅极、漏极以及源极，且各栅极电性连接各扫描线30、各漏极电性连接各数据线32而各源极则是电性连接各第二像素电极24。储存电容42则电性连接于第二像素电极24与相对应的共通线34之间。并且，第一像素电极25与第二像素电极24由透光导电材料所构成，使光线得以通过。

在本实施例中，液晶显示装置10具有正常白（normallywhite）模式，也即，液晶显示装置10尚未被驱动时，也就是当各数据线32与各共通线34之间的电压差为零时，会呈现亮态。并且，各辅助像素单元18a的第一像素电极25与相对应的扫描线30电性连接，譬如为直接连接，使得各第一像素电极25可以接收来自于相对应扫描线30的扫描信号。于驱动液晶显示装置10时，共通电极17与共通线34彼此电性连接，举例电性连接至接地端，且扫描线30的扫描信号具有一定电压，因此接收扫描信号的第一像素电极25可与共通线34之间产生一电压差，驱使其间的液晶分子偏转，使得各辅助像素单元18a于同一时间显示出黑色或各辅助像素单元18a仅显示出相同颜色，但不限于此。值得注意的是，本实施例的第一像素电极25与相对应的扫描线30直接电性连接，因此各辅助像素单元22a会持续显示黑色。并且，由于辅助像素单元18a的各第一像素电极25的位置位于显示像素单元22a和外围电路14之间，且各第一像素电极25会与遮光图案58部分重叠，并显示与遮光图案58的颜色类似的颜色，因此显示器的显示面便不会有颜色不同的情形产生。另外，在此需注意的是，本发明的一结构特征即在于各像素电极25会与遮光图案58部分重叠，使得现有技术中黑色矩阵异色的问题得以被消除。

此外，由于上述遮光图案58具备不透光的特性，为了使粘着层60硬化、交联，光源需经由阵列基板11往粘着层60照射。根据本实施例，由于阵列基板11上的辅助像素单元18a的第一像素电极25以及显示像素单元22a的第二像素电极24为透明电极，因此在第二基板12的外侧面并未贴合有偏光片的情况下，光源便可以依序通过第二基板12、液晶层50及第一基板54而最后照射至粘着层60，使得粘着层60能顺利地被硬化、交联。经过此固化过程后，介于显示区20及遮光图案58边缘之间的粘着层60便不会产生颜色不均的情形。又由于黑色矩阵16不会暴露出于遮光图案58，因此在显示面也不会出现黑色矩阵16与遮光图案58异色的问题。在此需注意的是，虽然部分的粘着层60仍会被上述的黑色矩阵16阻挡而无法固化完全，但因为此区域会被遮光图案58所遮蔽，所以不会对显示面的显示画面有所影响。

上述的液晶显示装置将各辅助像素单元18a的像素电极25全数直接电连接至位于第二基板12上的相对应扫描线30，使得辅助像素单元18a能在显示装置驱动状态下呈现暗态。然而，根据本发明的其它实施例，另也可以通过不同的电连接方式，使得辅助像素单元能在显示装置驱动状态下呈现暗态。这些实施例将详述于下文中，以使本领域的技术人员得以理解本发明的显示原理。又，下列各实施例中相同或类似的元件以相同的符号进行标示，以利于各实施例间的相互对照。

请参阅图4，并同时参照图2。图4根据本发明一第二实施例相对于图2局部区域31所示出的局部放大示意图。图4所示出的结构大体上类似如图3的结构。如图2与图4所示，不同于第一实施例的液晶显示装置之处在于，本实施例的液晶显示装置具有为一正常黑模式（normallyblack），也即，当各数据线32与各共通线34之间的电压差为零时，液晶显示装置会呈现暗态。且并且，位于外围区21的辅助像素单元18a全数电性连接至位于第二基板12上的共通线34，使得各辅助像素单元18a可以接收来自于相对应共通线34的共通信号。由于各共通线34直接电连接于共通电极17，因此其间不会具有一电位差。当显示区20内的各显示像素单元22a受到数据线32及扫描线30的驱动时，电连接至共通线34的各像素电极25始终会与共通电极17之间维持零电位差的状态，使得显示面的相对应区域始终会显示暗态。同样地，由于辅助像素单元18a的各第一像素电极25的位置位于显示像素单元22a和外围电路14之间，且各第一像素电极25会与遮光图案58部分重叠并能显示与遮光图案58极为类似的颜色，因此显示器的显示面便不会有现有技术中黑色矩阵异色的情形产生。此特征与上述第一实施例相同，在此便不多赘述。

在上述的各实施例中，无论液晶显示装置是正常白模式或正常黑模式，其辅助像素单元18a均不包含有薄膜晶体管。然而，根据其它实施例，辅助像素单元也可包含有一薄膜晶体管及储存电容，以利用薄膜晶体管来驱动辅助像素单元显示黑色。请参阅图5，图5根据本发明一第三实施例相对于图2局部区域31所示出的局部放大示意图。其中为了简洁起见，相似的元件和区域可搭配参照第一实施例的图1及图2，在此便不重复描述。如图5所示，不同于第一实施例的液晶显示装置之处在于，本实施例的各辅助像素单元18a另包含有开关元件38，例如薄膜晶体管，且其第一像素电极25并未直接电性连接扫描线30或共通线34，而其结构可相同于显示像素单元22a的开关元件36，但不限于此。其中各薄膜晶体管38具有栅极44，电性连接各扫描线30、漏极46，电性连接各数据线32、以及源极48，电性连接各像素电极25，且各辅助信号为来自于各数据线32的数据信号。根据本实施例，由于扫描线30必须电连接至各相对应显示像素单元22a及辅助像素单元18a内的栅极44，因此扫描线30的总数量较佳会大于位于同一列的显示像素单元22a的总数量；同理，由于数据线32必须电连接至各相对应显示像素单元22a及辅助像素单元18a内的漏极46，数据线32的总数量较佳大于位于同一行的显示像素单元22a的总数量。此外，各辅助像素单元18a内的储存电容62则是会电性连接于各共通线34与各源极之间。在本实施例中，由于液晶显示装置除了需驱动显示像素单元22a之外，还需驱动辅助像素单元18a，因此用于驱动开关元件36、38的扫描线驱动芯片与数据线驱动芯片需额外增加输出接垫，以控制辅助像素单元18a的开关元件38，进而使辅助像素单元18a显示黑色或各辅助像素单元18a仅显示出相同颜色。

在此需注意的是，本发明的液晶显示装置的种类不限于上述种类，其也可以包含彩色滤光片于主动层上的显示面板、主动层于彩色滤光片上的显示面板、水平切换型显示面板、边缘电场切换型（FringeFieldSwitching，FFS）显示面板或三维显示面板等非自发光型显示面板。此外，共通电极的位置不限于位于对向基板的一侧面。举例来说，对于一横向电场驱动模式（In-PlaneSwitching，IPS）显示面板，共通电极也可以被设置于与辅助像素单元或显示像素单元同一侧的阵列基板上。

综上所述，本发明于液晶显示装置的外围区内设置一辅助像素。由于光线可以穿透辅助像素内的各像素电极，使得位于保护层和对向基板间的粘着层可以被顺利硬化。因此，介于显示区及遮光图案边缘之间的粘着层便不会产生颜色不均的情形。此外，由于各辅助像素单元的像素电极在适当的操作条件下可以呈现黑色的暗态，因此遮光图案和呈现黑色的像素电极之间便不再具有现有技术中黑色矩阵异色的情形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (21)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，具有一显示区及一环绕该显示区的外围区，该液晶显示装置包含：

一阵列基板，包含：

一基板；

多个显示像素单元，以一阵列方式排列于该基板上，并位于该显示区内，用于显示一画面；以及

多个辅助像素单元，设置于该基板上，并位于该外围区内，且各该辅助像素单元包含有一像素电极，用于接收一辅助信号，使各该辅助像素单元于同一时间显示出一相同颜色；

一对向基板，相对于该阵列基板设置；

一液晶层，设置于该阵列基板及该对向基板之间；

一保护层，覆盖于该对向基板的一外侧；

一粘着层，设置于该保护层与该对向基板之间；以及

一遮光图案，设置于该保护层与该对向基板之间，其中该遮光图案位于该外围区内，并环绕该显示区，且各该像素电极与该遮光图案部分重叠，

其中，该对向基板包含一黑色矩阵，设置于该外围区内的该保护层与该液晶层之间，且该遮光图案覆盖该黑色矩阵，

其中，该黑色矩阵不覆盖该辅助像素单元。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，另包含有：

多条扫描线，与该些显示像素单元电性连接，且分别用于传送一扫描信号；

多条数据线，与该些显示像素单元电性连接，分别用于传送一数据信号；以及

多条共通线，分别用于传送一共通信号。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，该些像素电极恒与该些扫描线电性连接，且各该辅助信号分别为各该扫描信号。

4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，当各该数据线与各该共通线之间的一电压差为零时，该液晶显示装置具有一正常白模式。

5.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，该些像素电极恒与该些共通线电性连接，且该辅助信号为该共通信号。

6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，当各该数据线与各该共通线之间的一电压差为零时，该液晶显示装置具有一正常黑模式。

7.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，各该辅助像素单元另包含有一薄膜晶体管，具有一栅极电性连接各该扫描线、一漏极性连接各该数据线以及一源极电性连接各该像素电极，且各该辅助信号为各该数据信号。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，该些扫描线的数量大于位于同一列的该些显示像素单元的数量。

9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，该些数据线的数量大于位于同一行的该些显示像素单元的数量。

10.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，各该辅助像素单元另包含有一储存电容，电性连接于各该共通线与各该源极之间。

11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该粘着层覆盖该显示区内的该对向基板，并与该些像素电极重叠。

12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该粘着层包含一紫外光固化性树脂或一可见光固化性树脂。

13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该阵列基板另包含：

一外围电路，设置于该外围区内，其中该些辅助像素单元设置于该外围电路与该些显示像素单元之间。

14.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该相同颜色为黑色。

15.一种液晶显示装置，其特征在于，具有一显示区及一环绕该显示区的外围区，该液晶显示装置包含：

一阵列基板，包含：

一基板；

多个显示像素单元，设置于该基板上并位于该显示区内；以及

多个辅助像素单元，设置于该基板上，其中各该辅助像素单元包含有一像素电极，用于接收一辅助信号，使各该辅助像素单元仅显示出一相同颜色；

一对向基板，相对于该阵列基板设置；

一液晶层，设置于该阵列基板及该对向基板之间；

一保护层，覆盖于该对向基板的一外侧；

一粘着层，设置于该保护层与该对向基板之间；以及

一遮光图案，设置于该保护层与该对向基板之间，其中该遮光图案位于该外围区内，并环绕该显示区，且各该像素电极与该遮光图案部分重叠，

其中，该对向基板包含一黑色矩阵，设置于该外围区内的该保护层与该液晶层之间，且该遮光图案覆盖该黑色矩阵，

其中，该黑色矩阵不覆盖该辅助像素单元。

16.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，另包含有：

多条扫描线，与该些显示像素单元电性连接，分别用于传送一扫描信号；

多条数据线，与该些显示像素单元电性连接，分别用于传送一数据信号；以及

多条共通线，分别用于传送一共通信号。

17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，该些像素电极恒与该些扫描线电性连接，且各该辅助信号分别为各该扫描信号。

18.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，各该辅助像素单元另包含有一薄膜晶体管，具有一栅极电性连接各该扫描线、一漏极性连接各该数据线以及一源极电性连接各该像素电极，且各该辅助信号为各该数据信号。

19.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，该粘着层覆盖该显示区内的该对向基板，并与该些像素电极重叠。

20.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，该些像素电极恒与该些共通线电性连接，且该辅助信号为该共通信号。

21.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，该相同颜色为黑色。