CN106483721A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示装置，其包括：第一基板；彩色滤光层，位于第一基板上；透明导电层，位于彩色滤光层上；第二基板；以及显示介质层，夹设于透明导电层与第二基板之间，其中透明导电层包括结晶态导电膜及非晶态导电膜，且结晶态导电膜的厚度大于非晶态导电膜的厚度。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，更特别是涉及其透明电极层结构。
背景技术
随着显示科技的日益进步，通过显示器的辅助可使生活更加便利。为求显示器轻与薄的特性，平面显示器(flat panel display，FPD)成为目前的主流。在诸多平面显示器中，液晶显示器具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射、及低电磁干扰等优越特性，而深受消费者欢迎。
液晶显示器主要是由主动阵列基板、彩色滤光基板与位于两基板之间的液晶层所构成。主动阵列基板具有主动区以及周边电路区。彩色滤光基板主要包含基板、位于基板上的彩色滤光层、与整片的共同电极层所构成。一般的共同电极层为多晶的铟锡氧化物(ITO)层，而彩色滤光层中的离子可轻易自多晶的ITO层中的晶界穿过并扩散至液晶层中，造成影像残留(Imagesticking)等问题。
综上所述，目前亟需新的共同电极层以克服上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明一实施例提供的显示装置，包括：第一基板；彩色滤光层，位于第一基板上；透明导电层，位于彩色滤光层上；第二基板；以及显示介质层，夹设于透明导电层与第二基板之间，其中透明导电层包括结晶态导电膜及非晶态导电膜，结晶态导电膜的厚度大于非晶态导电膜的厚度。
附图说明
图1为本发明一实施例中，显示装置的示意图；
图2为本发明一实施例中，显示装置的示意图；
图3为本发明一实施例中，多晶ITO层的剖面图；
图4为本发明一实施例中，非晶IZO层的剖面图。
符号说明
11 第二基板
13 主动阵列层
15 显示介质层
16 透明导电层
16A 结晶态导电膜
16B 非晶态导电膜
17 彩色滤光层
19 第一基板
21、31 基板
23 多晶ITO层
25 晶界
33 非晶IZO层
100 显示装置
具体实施方式
图1为一实施例中，显示装置100的示意图。显示装置100包含第一基板19与第二基板11，两者间夹设有显示介质层15。在一实施例中，第二基板11可为透光(如玻璃、石英、或类似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或类似物)的刚性无机材质，也可为塑胶、橡胶、聚酯、或聚碳酸酯等可挠性有机材质。在某些实施例中，第二基板11为透光材质，而显示装置100可为穿透式、半穿反、或反射式液晶显示器。在其他实施例中，第二基板11为不透光或透光性不佳的材质，而显示装置100为反射式液晶显示器或自发光显示器。
在一实施例中，主动阵列层13位于第二基板11上，而第二基板11与形成其上的主动阵列层13即所谓的阵列基板。主动阵列层13可具有薄膜晶体管与驱动其的线路如栅极线与数据线，以及储存电容等常见单元，也可依实际需求包含其他单元。
如图1所示，彩色滤光层17位于第一基板19上。彩色滤光层17具有多个不同颜色的彩色滤光片，其颜色可为常见的红色、蓝色、与绿色，也可包含其他颜色如青色、黄色、无色、或其他合适颜色。在一实施例中，不同颜色的彩色滤光片之间可具有黑色矩阵(BM)以提高色彩对比度及避免漏光。彩色滤光片的形状可为方形、矩形、六角形、三角形、或其他适于重复排列的图形。上述的第一基板19与彩色滤光层17的组合即所谓的彩色滤光基板。
如图1所示，透明导电层16位于彩色滤光层17上。上述透明导电层16即所谓的共同电极层。将第一基板19与第二基板11对组，并将显示介质层15设置于第一基板19与第一基板11之间，即完成显示装置100。在一实施例中，显示介质层15为液晶层。在其他实施例中，显示介质层15可为电泳粒子或有机发光材料。
在一实施例中，透明导电层16包含第一结晶态导电膜16A与非晶态导电膜16B，且结晶态导电膜16A夹设于彩色滤光层17与非晶态导电膜16B之间。而如图2所示，非晶态导电膜16B夹设于彩色滤光层17与结晶态导电膜16A之间。
在一实施例中，非晶态导电膜的材料，其结晶温度高于结晶态导电膜的材料。举例来说，结晶态导电膜为铟锡氧化物(ITO)，而非晶态导电膜为铟锌氧化物(IZO)。如此一来，可先形成结晶态导电膜的材料(如ITO)于彩色滤光层17上，再形成非晶态导电膜的材料(如IZO)于结晶态导电膜的材料上，再以略高于ITO的结晶温度的回火制作工艺使结晶态导电膜的材料结晶形成结晶态导电膜16A，以提高结晶态导电膜16A的光穿透率并降低结晶态导电膜16A的电阻值。值得注意的是，此回火制作工艺的温度有其上限，比如不可高于230℃，以避免热分解彩色滤光层17的染料而退色。换言之，结晶态导电膜16A的材料的结晶温度应低于230℃，而非晶态导电膜16B的材料的结晶温度应高于230℃以于回火制作工艺后维持非晶态。
在另一实施例中，可先形成非晶态导电膜的材料(如IZO)于彩色滤光层17上，再形成结晶态导电膜的材料(如ITO)于非晶态导电膜的材料上，再以略高于ITO的结晶温度的回火制作工艺使结晶态导电膜的材料结晶形成结晶态导电膜16A，以提高结晶态导电膜16A的光穿透率并降低结晶态导电膜16A的电阻值。同样的，此回火制作工艺的温度有其上限，比如不可高于230℃，以避免热分解彩色滤光层17的染料而退色。换言之，结晶态导电膜16A的材料的结晶温度应低于230℃，而非晶态导电膜16B的材料的结晶温度应高于230℃以于回火制作工艺后维持非晶态。
在一实施例中，结晶态导电膜16A的材料与非晶态导电膜16B的材料的组成相同。举例来说，结晶态导电膜16A为铟锡氧化物(ITO)，而非晶态导电膜16B也为铟锌氧化物(ITO)。在一实施例中，可先形成第一结晶态导电膜的材料(如ITO)于彩色滤光层17上，再以略高于ITO的结晶温度的回火制作工艺使结晶态导电膜的材料形成结晶态导电膜16A，以提高结晶态导电膜16A的光穿透率并降低结晶态导电膜16A的电阻值。值得注意的是，此回火制作工艺的温度有其上限，比如不可高于230℃，以避免热分解彩色滤光层17的染料而退色。接着再形成非晶态导电膜的材料(如ITO)于结晶态导电膜16A上，此为非晶态导电膜16B。值得注意的是，若是采用此制作工艺，则后续制作工艺温度不应高于非晶态导电膜16B的结晶温度，以避免非晶态导电膜16B转为多晶态。
在一实施例中，结晶态导电膜16A的材料与非晶态导电膜16B的材料的组成具有些微差异。举例来说，结晶态导电膜16A为95％In2O3与5％SnO2所组成的铟锡氧化物(ITO)，而非晶态导电膜16B为90％In2O3与10％SnO2所组成的铟锡氧化物(ITO)，非晶态导电膜16B的二氧化锡比例大于结晶态导电膜16A的二氧化锡比例。在一实施例中，可先形成结晶温度较高的非晶态导电膜的材料(如90％In2O3与10％SnO2所组成的ITO)于彩色滤光层17上，再形成结晶态导电膜的材料(如95％In2O3与5％SnO2所组成的ITO)于非晶态导电膜的材料上，再以略高于95％In2O3与5％SnO2所组成的ITO的结晶温度(约150℃)的回火制作工艺使结晶态导电膜的材料结晶形成结晶态导电膜16A，以提高结晶态导电膜16A的光穿透率并降低结晶态导电膜16A的电阻值。同样的，此回火制作工艺的温度有其上限，比如不可高于非晶态导电膜16B的材料的结晶温度(约220℃)，以使非晶态导电膜16B的材料于回火制作工艺后维持非晶态。
在一实施例中，结晶态导电膜16A的材料与非晶态导电膜16B的材料的组成具有些微差异。举例来说，结晶态导电膜16A为90％In2O3、9％SnO2与1％GeO2所组成的铟锡锗氧化物，而非晶态导电膜16B为90％In2O3与10％SnO2所组成的铟锡氧化物(ITO)。在一实施例中，可先形成结晶温度较高的非晶态导电膜的材料(如90％In2O3与10％SnO2所组成的ITO)于彩色滤光层17上，再形成结晶态导电膜的材料(如90％In2O3、9％SnO2与1％GeO2所组成的铟锡锗氧化物)于非晶态导电膜的材料上，再以略高于90％In2O3、9％SnO2与1％GeO2所组成的铟锡锗氧化物的结晶温度(约120℃)的回火制作工艺使结晶态导电膜的材料结晶形成结晶态导电膜16A，以提高结晶态导电膜16A的光穿透率并降低结晶态导电膜16A的电阻值。同样的，此回火制作工艺的温度有其上限，比如不可高于非晶态导电膜16B的材料的结晶温度(约220℃)，以使非晶态导电膜16B的材料于回火制作工艺后维持非晶态。
在一实施例中，可先形成透明导电层16的材料于彩色滤光层17上，再执行一局部热退火结晶的步骤，在此实施例中，例如以一激光光源对透明导电层16的材料的上半部进行局部加热，以形成结晶态导电膜16A。此时，透明导电层16的材料未受到激光光源局部加热的部位则形成非晶态导电膜16B。于此实施例中，结晶态导电膜16A例如为铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锗氧化物、铟锡锌氧化物或铟镓锌氧化物。非晶态导电膜16B例如为铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锗氧化物、铟锡锌氧化物或铟镓锌氧化物。在一实施例中，结晶态导电膜16A和非晶态导电膜16B可以选用相同材料。
在一实施例中，结晶态导电膜16A的厚度大于非晶态导电膜16B的厚度。
在一实施例中，结晶态导电膜16A的厚度介于70nm至150nm之间。若结晶态导电膜16A的厚度过厚，则会增加材料成本。若结晶态导电膜16A的厚度过薄，则导电效果不佳。在一实施例中，非晶态导电膜16B的厚度介于5nm至50nm之间。若非晶态导电膜16B的厚度过厚，则会降低透明导电层16的整体光穿透率(下降超过1.5％)与增加透明导电层16的整体电阻值(增加超过10％)。若非晶态导电膜16B的厚度过薄，则无法有效避免彩色滤光层17中的离子穿过透明导电层16，且扩散污染显示介质层15的问题。在现有技术中，位于彩色滤光层上的共同电极层多为单层的多晶ITO。彩色滤光层中的离子在制作工艺阶段或使用阶段中，常因电场、重力、热、光、磁力、或其他驱动力，沿着共同电极层中多晶ITO的晶界扩散至显示介质层(如液晶层)中，造成残像等问题。值得注意的是，一般形成于共同电极层上的配向层(如聚亚酰胺)并无法阻挡上述离子，即PI层无法解决上述离子污染的问题。
图3为多晶ITO层浸泡氢氟酸后的照片。在基板21上沉积ITO层后加热至240℃回火使其结晶成多晶态，再浸泡氢氟酸。由图3的照片可清楚观查到多晶ITO层23具有晶界25而无法有效阻挡离子。
图4为非晶IZO层浸泡氢氟酸后的照片。在基板31上沉积IZO层后加热至240℃，再浸泡氢氟酸。由图3的照片可知非晶的IZO层33不具有任何晶界，可有效阻挡离子。
在一实施例中，先在基板上形成铝图案后，在上沉积ITO层后加热至240℃回火使其结晶成多晶态，再浸泡KOH。实验证明KOH会腐蚀铝图案，即OH-离子会经由多晶ITO的晶界穿过多晶的ITO层以接触铝图案。
在一实施例中，先在基板上形成铝图案后，在上沉积IZO层后加热至240℃，再浸泡KOH。实验证明KOH不会腐蚀铝图案，即OH-离子无法穿过非晶IZO层。换言之，非晶的IZO层可阻挡小离子如OH-，因此应可阻挡彩色滤光层的较大离子。
本技术领域中具有通常知识者应理解，虽然上述说明多以ITO作为多晶态材料而IZO作为非晶态材料，但其他透明导电材料也可作为透明导电材料，故并不以上述实施例所举的材料为限。
综上所述，本发明采用非晶态导电膜搭配结晶态导电膜作为共同电极层，可有效避免彩色滤光层中的离子污染显示介质层，进而解决残像的问题。
虽然结合以上数个实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
第一基板；
彩色滤光层，位于该第一基板上；
透明导电层，位于该彩色滤光层上；
第二基板；以及
显示介质层，夹设于该透明导电层与该第二基板之间，
其中该透明导电层包括结晶态导电膜及非晶态导电膜，该结晶态导电膜的厚度大于该非晶态导电膜的厚度。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该非晶态导电膜位于该彩色滤光层与该结晶态导电膜之间。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中该结晶态导电膜位于该彩色滤光层与该非晶态导电膜之间。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中该非晶态导电膜的结晶温度高于该结晶态导电膜的结晶温度。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中该结晶态导电膜为铟锡氧化物，该非晶态导电膜为铟锌氧化物。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中该结晶态导电膜为铟锡锗氧化物，该非晶态导电膜为铟锡氧化物。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中该非晶态导电膜与该结晶态导电膜都为铟锡氧化物。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中该非晶态导电膜的二氧化锡比例大于该结晶态导电膜的二氧化锡比例。
9.如权利要求1所述的显示装置，其中该结晶态导电膜的厚度介于70nm至150nm之间。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中该非晶态导电膜的厚度介于5nm至50nm之间。
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