TW201432361A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種液晶顯示裝置之一液晶顯示面板具有至少一元件區及一透光區，並包含一薄膜電晶體基板、一對向基板以及一液晶層。一薄膜電晶體設置於基板上，並位於元件區。一第一絕緣層設置於基板之上。一第二絕緣層設置於第一絕緣層之上，第一絕緣層及第二絕緣層分別位於元件區，並由元件區分別延伸至透光區的邊緣。一平坦化層設置於基板之上，並位於元件區及透光區。對向基板與薄膜電晶體基板相對設置。液晶層設置於薄膜電晶體基板與對向基板之間。

Description

液晶顯示裝置

本發明係關於一種具有較高穿透率之液晶顯示裝置。

隨著科技的進步，顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，尤其是液晶顯示裝置，因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類之電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型電腦、液晶電視及液晶螢幕等等。

以液晶顯示裝置為例，液晶顯示裝置主要包含一液晶顯示面板(LCD Panel)以及一背光模組(Backlight Module)。其中，液晶顯示面板具有一薄膜電晶體基板、一彩色濾光基板以及一夾設於兩基板間的液晶層，且兩基板與液晶層可形成複數個陣列設置的畫素。背光模組可將一光源的光線均勻地分佈到液晶顯示面板，並經由各畫素顯示色彩而形成一影像。

其中，各畫素分別具有一元件區及一透光區，元件區係設置例如薄膜電晶體等元件的區域，而透光區係為光線可穿透的區域，且液晶顯示面板就是透過透光區來顯示影像畫面。然而，於基板上設置薄膜電晶體等元件的製程中，需於元件區與透光區分別沉積不同的薄膜層，例如於兩區域中分別沉積緩衝層、介電層、絕緣層或平坦化層等多層的薄膜，但是，當背光源所提供的光線通過透光區內的多層薄膜層時，光線被吸收或被反射的比率高，造成液晶顯示面板及液晶顯示裝置的穿透率(Transmittance)降低。

因此，如何提供一種液晶顯示裝置，可具有較高的穿透率，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種具有較高穿透率之液晶顯示裝置。

為達上述目的，依據本發明之一種液晶顯示裝置包括一液晶顯示面板以及一背光模組。液晶顯示面板具有至少一元件區及一透光區，並包含一薄膜電晶體基板、一對向基板及一液晶層，薄膜電晶體基板具有一基板、一薄膜電晶體、一第一絕緣層、一第二絕緣層及一平坦化層，薄膜電晶體設置於基板上，並位於元件區，第一絕緣層設置於基板之上。第二絕緣層設置於第一絕緣層之上，第一絕緣層及第二絕緣層分別位於元件區，並由元件區分別延伸至透光區的邊緣，平坦化層設置於基板之上，並位於元件區及透光區。對向基板與薄膜電晶體基板相對設置，液晶層設置於薄膜電晶體基板與對向基板之間。

承上所述，因依據本發明之一種液晶顯示裝置中，薄膜電晶體基板之第一絕緣層及第二絕緣層係分別由元件區延伸至透光區的邊緣，換言之，透光區內並未設置第一絕緣層及第二絕緣層。藉此，與習知相較，薄膜電晶體基板之透光區內因具有較少的薄膜層，故當背光源所提供的光線通過薄膜電晶體基板之透光區時，光線被吸收或反射的比率較少，因此，可使液晶顯示裝置具有較高的穿透率。

1、1a‧‧‧薄膜電晶體基板

11‧‧‧基板

12‧‧‧緩衝層

121‧‧‧第一緩衝層

122‧‧‧第二緩衝層

123‧‧‧第三緩衝層

13‧‧‧第一絕緣層

14‧‧‧第二絕緣層

15‧‧‧平坦化層

16‧‧‧保護層

17‧‧‧共同電極層

18‧‧‧鈍化層

19‧‧‧畫素電極層

2‧‧‧對向基板

3‧‧‧液晶層

4‧‧‧液晶顯示裝置

5‧‧‧背光模組

A‧‧‧元件區

B‧‧‧透光區

C‧‧‧通道層

D‧‧‧汲極

G‧‧‧閘極

O‧‧‧通孔

P1、P2‧‧‧液晶顯示面板

S‧‧‧源極

T‧‧‧薄膜電晶體

圖1為本發明較佳實施例之一種液晶顯示面板的示意圖。

圖2為本發明較佳實施例另一實施態樣之液晶顯示面板的示意圖。

圖3為本發明較佳實施例之一種液晶顯示裝置的示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之液晶顯示裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

為了方便說明，本發明圖示中所顯示各元件之高度及寬度的尺寸關係(比例)僅為示意，並不代表實際的尺寸關係。

請參照圖1所示，其為本發明較佳實施例之一種液晶顯示 面板P1的示意圖。

液晶顯示面板P1為一主動矩陣式(active matrix)液晶顯示面板，並具有一薄膜電晶體基板1、一對向基板2以及一夾設於兩基板間的液晶層3。對向基板2與薄膜電晶體基板1相對設置，而液晶層3設置於薄膜電晶體基板1與對向基板2之間。於此，對向基板2可具有一濾光層(圖未顯示)，以成為一彩色濾光基板。對向基板2為一可透光之材質，例如是玻璃、石英或類似物。此外，薄膜電晶體基板1、對向基板2與液晶層3可形成複數個陣列設置的畫素，且各畫素分別具有一元件區及一透光區。於此，圖1係標示液晶顯示面板P1中，薄膜電晶體基板1上的一個元件區A及一個透光區B的示意圖。

薄膜電晶體基板1包括一基板11、一緩衝層12、一薄膜電晶體T、一第一絕緣層13、一第二絕緣層14以及一平坦化(planarization)層15。

基板11為一可透光之材質，在實施上，例如可為玻璃、石英或類似物、塑膠、橡膠、玻璃纖維或其他高分子材料，較佳的可為一硼酸鹽無鹼玻璃基板。在實際運用時，薄膜電晶體基板1之基板11與對向基板2係可選用相同或不同之材質，例如基板11使用硼酸鹽無鹼玻璃基板，而對向基板2使用鉀玻璃基板。另外，液晶顯示面板P1更可包括一黑色矩陣層(圖未顯示)，於垂直基板11的方向上，黑色矩陣層可遮住元件區A，使光線無法穿過元件區A，不被黑色矩陣層遮住的區域即為透光區B。其中，黑色矩陣層可設置於薄膜電晶體基板1上或對向基板2上。當黑色矩陣層設置於薄膜電晶體基板1時，即可成為一BOA(BM on array)基板。

緩衝層12設置於基板11上，並位於元件區A。緩衝層12可包含一層或多層結構，其材質可分別包含氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁、或氧化鉿。於此，緩衝層12的材料係以氧化矽為例。其中，若為多層結構時，不同層的緩衝層之材質可為相同或不相同。

薄膜電晶體T設置於緩衝層12上，並位於元件區A。薄膜電晶體T可為top gate(上閘極)型的薄膜電晶體T，或為bottom gate(下閘極)型的薄膜電晶體。在本實施例中，係以top gate的薄膜電晶體T為例。其中，薄膜電晶體T具有一閘極G、一通道層C、一源極S及一汲極D。 閘極G與通道層C對應設置，並位於通道層C之上，而緩衝層12位於基板11與通道層C之間。另外，於其它的實施例中，若為bottom gate的薄膜電晶體(圖未顯示)，則通道層係位於閘極之上。其中，閘極G之材質係為金屬(例如為鋁、銅、銀、鉬、或鈦)或其合金所構成的單層或多層結構。部分用以傳輸驅動訊號之導線，可以使用與閘極G同層且同一製程之結構，彼此電性相連，例如掃描線(scan line)。

通道層C相對閘極G位置設置於緩衝層12上。在實施上，通道層C係為一半導體層(例如矽半導體、鎵半導體、鍺半導體或其組合，或其它)，且其材料例如但不限於包含一氧化物半導體。前述之氧化物半導體包括氧化物，且氧化物包括銦、鎵、鋅及錫其中之一，例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)。另外，源極S與汲極D分別設置於通道層C上，且源極S和汲極D分別與通道層C接觸，於薄膜電晶體T之通道層C未導通時，兩者係電性分離。其中，源極S與汲極D之材質可為金屬(例如鋁、銅、銀、鉬、或鈦)或其合金所構成的單層或多層結構。此外，部分用以傳輸驅動訊號之導線，可以使用與源極S與汲極D同層且同一製程之結構，例如資料線(data line)。

第一絕緣層13設置於緩衝層12之上，並位於通道層C之上，且第一絕緣層13位於閘極G與通道層C之間。第一絕緣層13可為一層或多層結構，其材質可包含氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁、或氧化鉿，或其組合，於此，並不加以限定。其中，閘極G設置於第一絕緣層13上，而第二絕緣層14完全覆蓋閘極G。另外，第一絕緣層13係覆蓋通道層C。

第二絕緣層14設置於第一絕緣層13之上。其中，第二絕緣層14可為一層或多層的結構，且可為有機材質例如為有機矽氧化合物，或無機材質例如為氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁、氧化鉿、或上述材質之多層結構，並不加以限定。於此，第二絕緣層14係完全覆蓋閘極G及第一絕緣層13。

緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14係由元件區A分別延伸至透光區B的邊緣。本發明所指的「邊緣」並不一定剛好是元件區A與透光區B之交接面，只要是鄰近於元件區A與透光區B之交接面之 區域者均可稱為「邊緣」。另外，由元件區A延伸至透光區B的邊緣，係表示於製程中，只讓緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14形成於元件區A內，而不形成於透光區B內。於實施上，可例如於基板11的透光區B上分別沉積緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14後，再利用例如蝕刻製程於預先定義的透光區域上將緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14全部蝕刻掉，直到露出基板11為止，使緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14只存在於元件區A內。

平坦化層15設置於基板11之上，並位於元件區A及透光區B。於此，由於緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14只由元件區A分別延伸至透光區B的邊緣，因此，如圖1所示，於元件區A及透光區B上形成平坦化層15時，可使平坦化層15直接填入透光區B內被蝕刻處，使平坦化層15可直接接觸基板11。另外，於元件區A中，平坦化層15係覆蓋第一絕緣層13、第二絕緣層14、薄膜電晶體T及緩衝層12，以達到平坦化的作用。平坦化層15的材質可例如包含有機或無機絕緣材料，並例如為聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、壓克力(poly-methylmethacrylate,PMMA)、或聚醯亞胺(polyimide,PI)，或其它，於此，並不加以限定。

此外，薄膜電晶體基板1更包括一共同電極層17、一鈍化層18及一畫素電極層19，共同電極層17設置於平坦化層15上，鈍化層18設置於共同電極層17上，並覆蓋部分共同電極層17。畫素電極層19設置於鈍化層18上，並覆蓋部分鈍化層18。於此，共同電極層17、鈍化層18及畫素電極層19係依序形成於平坦化層15之上，並位於元件區A及透光區B。另外，畫素電極19層係透過一通孔O與汲極D電性連接。其中，共同電極層17或畫素電極層19的材質可例如為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、鎘錫氧化物(CTO)、氧化錫(SnO2)、或氧化鋅(ZnO)等透明導電材料，於此並不限定。另外，鈍化層18的材料可為無機材質，例如可為氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁、氧化鉿、或上述材質之多層結構。

承上，由於薄膜電晶體基板1中，緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14分別由元件區A延伸至透光區B的邊緣。藉此，使得 透光區B內具有較少的薄膜層，故背光源所提供的光線通過薄膜電晶體基板1之透光區B時，光線被吸收或反射的比率較少，因此，可使液晶顯示面板P1具有較高的穿透率。於本實施例之液晶顯示面板P1的穿透率實驗中，與習知之液晶顯示面板的透光區具有緩衝層及複數絕緣層的結構相較，液晶顯示面板P1的穿透率可提高約10%。

另外，請參照圖2所示，其為本發明較佳實施例另一實施態樣之液晶顯示面板P2的示意圖。

與圖1之液晶顯示面板P1主要的不同在於，液晶顯示面板P2之薄膜電晶體基板1a更可具有一保護層16，保護層16設置於透光區B內，並位於基板11與平坦化層15之間，其中，保護層16與第一絕緣層13、第二絕緣層14、緩衝層12及基板11直接接觸。換言之，本實施例之緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14一樣分別由元件區A延伸至透光區B的邊緣，但透光區B之平坦化層15並不填入被蝕刻的區域而接觸基板11，而是藉由保護層16填入透光區B中沒有緩衝層12、第一絕緣層13及第二絕緣層14的區域，再形成平坦化層15，使保護層16位於基板11與平坦化層15之間，避免形成平坦化層15的製程中，元件區A與透光區B的交接處不夠平整而影響後續的製程。其中，保護層16可為一光吸收率較低的材料，並可為一介電材料，其材質例如但不限於為二氧化矽。於本實施態樣之液晶顯示面板P2的穿透率實驗中，與習知之液晶顯示面板的透光區具有緩衝層及複數絕緣層的結構相較，液晶顯示面板P2的穿透率可提高約6%左右。

接著，請參照圖3所示，其為本發明較佳實施例之一種液晶顯示裝置4的示意圖。

液晶顯示裝置4包括一液晶顯示面板P1以及一背光模組5。背光模組5設置於液晶顯示面板P1之薄膜電晶體基板1相對於對向基板2之另一側，並發出光線，使光線自薄膜電晶體基板1通過液晶層3，再由對向基板2射出。對本領域的技術人員，背光模組5係為一習知技藝，於此不再贅述。此外，也可將液晶顯示面板P1更換成上述之液晶顯示面板P2，以成為另一實施例之液晶顯示裝置。其中，液晶顯示面板P1及液晶顯示面板P2已於上述中詳述，於此不再贅述。

綜上所述，因依據本發明之一種液晶顯示裝置中，薄膜電晶體基板之第一絕緣層及第二絕緣層係分別由元件區延伸至透光區的邊緣，換言之，透光區內並未設置第一絕緣層及第二絕緣層。藉此，與習知相較，薄膜電晶體基板之透光區內因具有較少的薄膜層，故當背光源所提供的光線通過薄膜電晶體基板之透光區時，光線被吸收或反射的比率較少，因此，可使液晶顯示裝置具有較高的穿透率。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧薄膜電晶體基板

11‧‧‧基板

12‧‧‧緩衝層

13‧‧‧第一絕緣層

14‧‧‧第二絕緣層

15‧‧‧平坦化層

17‧‧‧共同電極層

18‧‧‧鈍化層

19‧‧‧畫素電極層

2‧‧‧對向基板

3‧‧‧液晶層

A‧‧‧元件區

B‧‧‧透光區

C‧‧‧通道層

D‧‧‧汲極

G‧‧‧閘極

O‧‧‧通孔

P1‧‧‧液晶顯示面板

S‧‧‧源極

T‧‧‧薄膜電晶體

Claims (10)

1. 一液晶顯示裝置，包括：一液晶顯示面板，具有至少一元件區及一透光區，並包含：一薄膜電晶體基板，具有：一基板；一薄膜電晶體，設置於該基板上，並位於該元件區；一第一絕緣層，設置於該基板之上；一第二絕緣層，設置於該第一絕緣層之上，該第一絕緣層及該第二絕緣層分別位於該元件區，並由該元件區分別延伸至該透光區的邊緣；及一平坦化層，設置於該基板之上，並位於該元件區及該透光區；一對向基板，與該薄膜電晶體基板相對設置；以及一液晶層，設置於該薄膜電晶體基板與該對向基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該薄膜電晶體具有一閘極、一通道層、一源極及一汲極，該閘極與該通道層對應設置，該源極及汲極分別設置於該通道層上並與該通道層接觸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該第一絕緣層位於該閘極與該通道層之間，該第二絕緣層位於閘極與該通道層之上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該薄膜電晶體更包括一緩衝層位於該閘極與該基板之間，且位於該元件區，並由該元件區分別延伸至該透光區的邊緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該緩衝層、該第一絕緣層或該第二絕緣層包含一層或多層結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該平坦化層覆蓋該第 二絕緣層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中於該透光區中，該平坦化層與該基板直接接觸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該薄膜電晶體基板更具有一保護層，該保護層設置於該透光區，並位於該基板與該平坦化層之間。
9. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其中該保護層與該第一絕緣層、該第二絕緣層及該基板直接接觸。
10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該薄膜電晶體基板更具有一共同電極層、一鈍化層及一畫素電極層，該共同電極層設置於該平坦化層上，該純化層設置於該共同電極層上，並覆蓋該共同電極層，該畫素電極層設置於該鈍化層上，並透過一通孔與該汲極電性連接。