CN104794999B - 显示面板 - Google Patents
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- G09G3/2007—Display of intermediate tones
- G09G3/2074—Display of intermediate tones using sub-pixels
Abstract
一种显示面板包括主动元件阵列基板、多个子像素、黑色矩阵图案、遮光金属层、对向基板与显示介质。子像素设置于主动元件阵列基板上。每一子像素均包括切换元件与像素电极。像素电极电性连接切换元件。黑色矩阵图案具有多个开口区域。开口区域分别与像素电极至少部分相对应，且任两相邻的开口区域之间具有至少一连通区域以连通两者。遮光金属层在主动元件阵列基板上的正投影，与连通区域在主动元件阵列基板上的正投影至少部分重叠。对向基板相对主动元件阵列基板设置。显示介质设置于主动元件阵列基板与对向基板之间。
Description
技术领域
本揭露是有关于一种显示面板。
背景技术
为适应移动装置面板的发展趋势，目前显示面板的解析度(Resolution)和像素密度(Pixels per inch；PPI)都愈来愈高。由于像素密度愈来愈高，导致每个子像素(Subpixel)的尺寸愈来愈小。然而子像素中主动元件的尺寸无法适应子像素缩小而微缩的情况之下，会导致子像素中的透光区域下降，进而使得面板的开口率(Aperture ratio；AR)下降，而开口率下降会导致面板的穿透率下降，进而严重影响显示器的亮度。
在降低面板开口率的因素中，其中一个具有代表性的因素就是黑色矩阵圆角(Black matrix rounding；BM rounding)对面板开口率所带来的冲击。在黑色矩阵的显影及蚀刻工艺(Photolithography process)时，由于光学绕射和工艺限制，会导致黑色矩阵于图案化后在开口区域的角落无法形成直角，而会在开口区域的角落形成圆角区域(Rounding area)。当有圆角区域形成时，会降低开口率。当像素密度提高时，黑色矩阵圆角区域占开口区域的比例会愈来愈高，进而降低面板开口率。
先前技术解决圆角区域的方式，是利用光罩及曝光补偿的方式来降低圆角区域的影响，通过光学模拟来决定补偿的范围和程度。然而此种解决方式常因黑色矩阵材料与工艺的限制，使得光学模拟的结果与实际产品有相当大的差异，因此需要通过不断的模拟及试验，以确认符合产品设计的规格。这个过程需要耗费大量的成本及时间。因此，如何有效的降低成本及时间，实为一重要的课题。
发明内容
本发明的一方面是在于提供一种显示面板，用以改善以上先前技术所提到的问题。
根据本发明一或多个实施方式，一种显示面板包括主动元件阵列基板、子像素、黑色矩阵图案、遮光金属层、对向基板与显示介质。子像素设置于主动元件阵列基板上。子像素包括切换元件与像素电极。像素电极电性连接切换元件。黑色矩阵图案包括本体部以及岛部，并具有多个开口区域，本体部部分围绕开口区域，本体部与岛部之间具有断开区域，开口区域与像素电极至少部分相对应。遮光金属层在主动元件阵列基板上的正投影，与断开区域在主动元件阵列基板上的正投影至少部分重叠。对向基板相对主动元件阵列基板设置。显示介质设置于主动元件阵列基板与对向基板之间。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的黑色矩阵图案设置于对向基板。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的黑色矩阵图案设置于主动元件阵列基板。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层电性连接切换元件，作为数据线用。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的显示面板还包括数据线，此数据线电性连接切换元件。上述的遮光金属层与数据线至少部分重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层为浮动电位。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的断开区域的数量为多个，且遮光金属层一并与断开区域重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的断开区域的数量为多个。上述的遮光金属层的数量亦为多个。遮光金属层分别与断开区域重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的本体部至少与切换元件重叠。上述的岛部至少与数据线重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层的宽度大于或等于岛部的宽度。
根据本发明一或多个实施方式，一种显示面板包括主动元件阵列基板、多个子像素、黑色矩阵图案、遮光金属层、对向基板与显示介质。子像素设置于主动元件阵列基板上。每一子像素均包括切换元件与像素电极。像素电极电性连接切换元件。黑色矩阵图案具有多个开口区域。开口区域分别与像素电极至少部分相对应，且任两相邻的开口区域之间具有至少一连通区域以连通两者。遮光金属层在主动元件阵列基板上的正投影，与连通区域在主动元件阵列基板上的正投影至少部分重叠。对向基板相对主动元件阵列基板设置。显示介质设置于主动元件阵列基板与对向基板之间。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的黑色矩阵图案设置于对向基板。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的黑色矩阵图案设置于主动元件阵列基板。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层电性连接多个切换元件其中至少之一，作为数据线用。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的显示面板还包括数据线，此数据线电性连接多个切换元件其中至少之一。上述的遮光金属层与数据线至少部分重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层为浮动电位。
在本发明的一或多个实施方式中，两相邻的开口区域之间的连通区域的数量为多个，且遮光金属层一并与连通区域重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，两相邻的开口区域之间的连通区域的数量为多个。遮光金属层的数量也为多个。遮光金属层分别与连通区域重叠。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的黑色矩阵图案包括本体部与岛部。本体部至少与切换元件重叠。岛部与本体部分开，使得本体部与岛部之间存在连通区域。
在本发明的一或多个实施方式中，上述的遮光金属层的宽度大于或等于岛部的宽度。
本发明将黑色矩阵图案断开为本体部与岛部。由于黑色矩阵图案被断开为本体部与岛部，因此在工艺中，黑色矩阵图案可以被过度曝光(over dosing)或过度蚀刻(overetching)，让后续黑色矩阵图案的圆角区域可大幅减少，并让开口区域的面积增加，进而提升显示面板的开口率。
附图说明
图1绘示依照本发明一实施方式的显示面板的局部俯视图。
图2绘示沿图1的线段2-2的剖面图。
图3绘示依照本发明另一实施方式的显示面板的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图4绘示依照本发明另一实施方式的显示面板的局部俯视图。
图5绘示沿图4的线段5-5的剖面图。
图6绘示依照本发明另一实施方式的显示面板的剖面图，其剖面位置与图5相同。
图7绘示依照本发明另一实施方式的显示面板的局部俯视图。
图8绘示沿图7的线段8-8的剖面图。
图9绘示依照本发明另一实施方式的显示面板的剖面图，其剖面位置与图8相同。
其中，附图标记说明如下：
2-2：线段
5-5：线段
8-8：线段
100：显示面板
110：主动元件阵列基板
120：子像素
122：切换元件
124：像素电极
126：扫描线
128：数据线
130：黑色矩阵图案
132：本体部
134：岛部
140：对向基板
150：显示介质
160：保护层
170：彩色光阻
180：共同电极
190：遮光金属层
C：通道层
D：漏极
G：栅极
GI：栅介电层
I1：正投影
I2：正投影
L：断开区域
LD：双箭头
O：开口区域
P：部分
R：圆角区域
S：源极
T：贯穿孔
WP：宽度
WI：宽度
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示依照本发明一实施方式的显示面板100的局部俯视图。图2绘示沿图1的线段2-2的剖面图。如图1～2所示，显示面板100包括主动元件阵列基板110、多个子像素120、黑色矩阵图案130、遮光金属层、对向基板140与显示介质150。子像素120设置于主动元件阵列基板110上。对向基板140相对主动元件阵列基板110设置。显示介质150设置于主动元件阵列基板110与对向基板140之间。
在本实施方式中，每一子像素120包括切换元件122与像素电极124，像素电极124电性连接切换元件122。黑色矩阵图案130位于对向基板140并具有多个开口区域O，每一开口区域O与每一像素电极124至少部分相对应，使得穿过受像素电极124影响的显示介质150的光线，能够进一步穿过开口区域O，而显示各子像素120对应的像素数据。
在本实施方式中，显示面板100另包括扫描线126与数据线128位于主动元件阵列基板110上，而上述的切换元件122可为薄膜晶体管。更具体地说，上述的切换元件122可包括栅极G、栅介电层GI、通道层C、源极S与漏极D。栅极G电性连接扫描线126。栅介电层GI至少部分位于栅极G与通道层C之间。源极S与漏极D位于通道层C的两侧。源极S电性连接数据线128。像素电极124电性连接漏极D。应了解到，虽然本实施方式将切换元件122绘示为底栅型薄膜晶体管，但此并不限制本发明，实际上切换元件122亦可为其他形式的主动元件，例如顶栅型薄膜晶体管，本发明本领域技术人员，应视实际需要，弹性选择切换元件122的实施方式。
本实施方式的黑色矩阵图案130包含本体部132以及与本体部132不相连的多个岛部134，岛部134与前述数据线128具有实质相同的长度延伸方向(如双箭头LD所标示)，并分别与对应的数据线128部分重叠。由于先前技术的黑色矩阵图案在经过图案化工艺后，所形成的圆角(Rounding)区域占开口区域的比例过高，因此本实施方式将黑色矩阵图案130断开为本体部132与岛部134。由于黑色矩阵图案130被断开为本体部132与岛部134，因此在工艺中，黑色矩阵图案130可以被过度曝光(over dosing)或过度蚀刻(over etching)，让后续黑色矩阵图案130的圆角区域R可大幅减少，并让开口区域O的面积增加，进而提升显示面板100的开口率。
但是，由于本体部132与岛部134分开，因此本体部132与岛部134之间会存在断开区域L。从另一个角度来看，由于断开区域L会连通两相邻的开口区域O，所以断开区域L也可以被视为连通两相邻的开口区域O的连通区域。由于断开区域L会漏光，因此为了防止断开区域L漏光，本实施方式进一步利用遮光金属层来遮蔽断开区域L。在本实施方式中，数据线128可应用来作为遮光金属层。更具体的说，数据线128在主动元件阵列基板110上的正投影I1，会与断开区域L在主动元件阵列基板110上的正投影I2至少部分重叠，以避免光线通过断开区域L漏光。
在本实施方式中，遮光金属层的宽度可大于或等于岛部134的宽度WI。更具体地说，数据线128具有一部分P与断开区域L重叠，且此部分P的宽度WP可大于或等于岛部134的宽度WI，以完整遮蔽断开区域L。至于数据线128的其他部分，例如与本体部132重叠的部分，若是考虑到工艺上线宽与线距的限制，则其宽度可小于部分P的宽度WP。
在本实施方式中，单一数据线128将一并遮蔽多个断开区域L。或者说，单一数据线128可一并与多个断开区域L重叠。如图2所绘示，多个断开区域L在主动元件阵列基板110上的正投影I2，会与单一数据线128在主动元件阵列基板110上的正投影I1至少部分重叠。
在本实施方式中，本体部132至少与扫描线126以及切换元件122重叠，以遮蔽切换元件122。岛部134至少与数据线128部分重叠，且岛部134的长度延伸方向(如双箭头LD所标示)可与数据线128的长度延伸方向(如双箭头LD所标示)大致平行。但此不并限制本发明，实际上黑色矩阵图案130也可以是其他形状，只要存在断开区域L即可。
应了解到，以上所述的长度延伸方向应解释为：“物体的三维尺寸中，最大者的方向。”举例来说，岛部134的长度延伸方向可为岛部134的最长边的延伸方向。
在本实施方式中，显示面板100尚可选择性的包括保护层160。此保护层160可覆盖切换元件122、扫描线126与数据线128，以避免这些元件受到环境因素的影响或污染。保护层160中可具有贯穿孔T，借此让像素电极124通过此贯穿孔T而与切换元件122的漏极D电性连接。上述的保护层160的材质可为无机介电材料，例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或上述的任意组合。上述的保护层160的材质也可以是有机介电材料，例如亚克力或其他光感保护层材料。此一有机介电材料由于具备良好的流平性，经常也兼具平坦层的功能，可使后续的工艺良率提高，并提升显示面板的性能表现。
在本实施方式中，黑色矩阵图案130、彩色光阻170与共同电极180可依序设置在对向基板140上。但此并不限制本发明，在本发明其他实施方式中，如图3所绘示，黑色矩阵图案130也可设置于主动元件阵列基板110上，而成为黑色矩阵图案130于主动元件阵列基板110(Black matrix On Array；BOA)上的架构。同理，虽然图3将黑色矩阵图案130设置于保护层160上，但此并不限制本发明。在其他实施方式中，平坦层可选择性设置于保护层上，而黑色矩阵图案可设置于平坦层上。此外，在其他实施方式中，黑色矩阵图案也可以设置在其他层别，例如可直接设置在主动元件阵列基板上。同理，虽然图2将彩色光阻170设置于对向基板140上，但此并不限制本发明。在其他实施方式中，彩色光阻也可设置于主动元件阵列基板上，而成为彩色光阻于主动元件阵列基板(Color Filter On Array；COA)上的架构。
上述的主动元件阵列基板110与对向基板140的可为硬质基板或软质基板。硬质基板可为例如玻璃基板。软质基板可为例如聚酰亚胺(Polyimide；PI)基板。
上述的扫描线126与栅极G可属于同一图案化导电层，例如第一金属层。上述的源极S、漏极D与数据线128可属于同一图案化导电层，例如第二金属层。上述的第一金属层与第二金属层的材质可为任何金属，例如：钛、钼、铬、铱、铝、铜、银、金或上述的任意组合，其形成方式可为薄膜、显影及蚀刻工艺。更具体地说，本段所述的薄膜工艺可为物理气相沉积法，例如溅镀法。
上述的栅介电层GI的材质可为任何介电材料，例如：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化石墨烯、氮化石墨烯、氮氧化石墨烯、聚合物材料或上述的任意组合，其形成方式可为薄膜、显影及蚀刻工艺。
上述的通道层C的材质可为任何半导体材料，例如：非晶硅、多晶硅、低温多晶硅、单晶硅、氧化物半导体(oxide semiconductor)、石墨烯或上述的任意组合，其形成方式可为薄膜、显影及蚀刻工艺。
上述的像素电极124与共同电极180的材质可为任何导电材料，例如：氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝、石墨烯、奈米炭管或上述任意的组合，其形成方式可为薄膜、显影及蚀刻工艺。
上述的黑色矩阵图案130的材质可为任何低反射率的感光材料，例如黑色感光树脂，其形成方式可为旋转涂布及显影及蚀刻工艺。
上述的显示介质150可为非自发光显示介质，例如：液晶、电泳显示介质或上述的任意组合。此外，上述的显示介质150亦可为自发光显示介质。举例来说，当上述显示面板100为主动矩阵有机发光二极管显示器(Active-Matrix Organic Light-Emitting DiodeDisplay；AMOLED Display)时，显示介质150可以被考虑为有机发光二极管中的主动发光层。
图4绘示依照本发明另一实施方式的显示面板100的局部俯视图。图5绘示沿图4的线段5-5的剖面图。本实施方式与前述实施方式的不同点在于：本实施方式并未利用数据线128来作为遮光金属层，而是另外设置遮光金属层190来遮蔽断开区域L。在本实施方式中，遮光金属层190、扫描线126与栅极G可属于同一图案化导电层，例如第一金属层。但此并不限制本发明，在本发明部分实施方式中，遮光金属层190亦可为独立的第三金属层，其既未与扫描线126和栅极G属于同一图案化导电层，亦未与源极S、漏极D和数据线128属于同一图案化导电层。
在本实施方式中，由于断开区域L与数据线128至少部分重叠，因此遮蔽断开区域L的遮光金属层190也会与数据线128至少部分重叠，但彼此并不属于同一图案化导电层。此外，遮光金属层190虽然可与扫描线126和栅极G属于同一图案化导电层，但遮光金属层190可与扫描线126和栅极G电性绝缘，而维持浮动电位，以避免给数据线128带来过大的电阻电容负载(Resistance-Capacitance loading；RC loading)。
同样地，虽然图5将黑色矩阵图案130绘示为设置在对向基板140上。但此并不限制本发明，在本发明其他实施方式中，如图6所绘示，黑色矩阵图案130亦可设置于主动元件阵列基板110上，而成为黑色矩阵图案130于主动元件阵列基板110(Black matrix On Array；BOA)上的架构。
至于其他相关的结构细节，由于均与前述实施方式相同，因此不再重复赘述。
图7绘示依照本发明另一实施方式的显示面板100的局部俯视图。图8绘示沿图7的线段8-8的剖面图。如图7～8所示，本实施方式与图4～5所绘示的实施方式的不同点在于：图4～5所绘示的实施方式是以一遮光金属层190一并遮蔽多个断开区域L，或者说一遮光金属层190一并与多个断开区域L重叠。但本实施方式是利用多个遮光金属层190分别遮蔽多个断开区域L，或者说分别与多个断开区域L重叠。
同样地，虽然图8将黑色矩阵图案130绘示为设置在对向基板140上。但此并不限制本发明，在本发明其他实施方式中，如图9所绘示，黑色矩阵图案130亦可设置于主动元件阵列基板110上，而成为黑色矩阵图案130于主动元件阵列基板110(Black matrix On Array；BOA)上的架构。
至于其他相关的结构细节，由于均与前述实施方式相同，因此不再重复赘述。
Claims (20)
1.一种显示面板，包括：
一主动元件阵列基板；
至少一子像素，设置于该主动元件阵列基板上，该子像素包括：
一切换元件；以及
一像素电极，电性连接该切换元件；
一黑色矩阵图案，包括至少一本体部以及至少一岛部，并具有多个开口区域，该本体部部分围绕该开口区域，该本体部与该岛部之间具有一断开区域，该开口区域与该像素电极至少部分相对应；
至少一遮光金属层，该遮光金属层在该主动元件阵列基板上的正投影与该断开区域在该主动元件阵列基板上的正投影至少部分重叠；
一对向基板，相对该主动元件阵列基板设置；以及
一显示介质，设置于该主动元件阵列基板与该对向基板之间。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该黑色矩阵图案设置于该对向基板。
3.如权利要求1所述的显示面板，其中该黑色矩阵图案设置于该主动元件阵列基板。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该遮光金属层电性连接该切换元件，作为一数据线用。
5.如权利要求1所述的显示面板，其中还包括：
至少一数据线，电性连接该切换元件，其中该遮光金属层与该数据线至少部分重叠。
6.如权利要求5所述的显示面板，其中该遮光金属层为浮动电位。
7.如权利要求1所述的显示面板，其中该断开区域的数量为多个，且该遮光金属层一并与该多个断开区域重叠。
8.如权利要求1所述的显示面板，其中该断开区域的数量为多个，该遮光金属层的数量也为多个，该多个遮光金属层分别与该多个断开区域重叠。
9.如权利要求1所述的显示面板，其中该本体部至少与该切换元件重叠，以及该岛部至少与一数据线重叠。
10.如权利要求1所述的显示面板，其中该遮光金属层的宽度大于或等于该岛部的宽度。
11.一种显示面板，包括：
一主动元件阵列基板；
多个子像素，设置于该主动元件阵列基板上，该多个子像素中每一子像素包括：
一切换元件；以及
一像素电极，电性连接该切换元件；
一黑色矩阵图案，具有多个开口区域，该多个开口区域分别与该多个像素电极至少部分相对应，且任两相邻的该多个开口区域之间具有至少一连通区域以连通两者；
至少一遮光金属层，该遮光金属层在该主动元件阵列基板上的正投影，与该连通区域在该主动元件阵列基板上的正投影至少部分重叠；
一对向基板，相对该主动元件阵列基板设置；以及
一显示介质，设置于该主动元件阵列基板与该对向基板之间。
12.如权利要求11所述的显示面板，其中该黑色矩阵图案设置于该对向基板。
13.如权利要求11所述的显示面板，其中该黑色矩阵图案设置于该主动元件阵列基板。
14.如权利要求11所述的显示面板，其中该遮光金属层电性连接该多个切换元件其中至少之一，作为一数据线用。
15.如权利要求11所述的显示面板，其中还包括：
至少一数据线，电性连接该多个切换元件其中至少之一，其中该遮光金属层与该数据线至少部分重叠。
16.如权利要求15所述的显示面板，其中该遮光金属层为浮动电位。
17.如权利要求11所述的显示面板，其中两相邻的该多个开口区域之间的该连通区域的数量为多个，且该遮光金属层一并与该多个连通区域重叠。
18.如权利要求11所述的显示面板，其中两相邻的该多个开口区域之间的该连通区域的数量为多个，该遮光金属层的数量也为多个，该多个遮光金属层分别与该多个连通区域重叠。
19.如权利要求11所述的显示面板，其中该黑色矩阵图案包括：
一本体部，至少与该切换元件重叠；以及
至少一岛部，与该本体部分开，使得该本体部与该岛部之间存在该连通区域。
20.如权利要求19所述的显示面板，其中该遮光金属层的宽度大于或等于该岛部的宽度。
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