TWI401495B

TWI401495B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI401495B
Application number: TW098121141A
Authority: TW
Inventors: Yen Heng Huang; Chung Kai Chen; Chia Hui Pai; Wei Yuan Cheng; Wen Hsien Tseng; Ting Yi Cho; Chin An Tseng
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US20100328586A1; US8284353B2; TW201100910A

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種將彩色濾光陣列整合於畫素陣列基板上(color filter on array,COA)或是將黑矩陣整合於畫素陣列基板上(black matrix on array,BOA)的顯示面板。

近年來隨著光電技術與半導體製造技術之成熟，帶動了平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)之蓬勃發展，其中液晶顯示器基於其低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等優點，更逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器而成為近年來顯示器產品之主流。一般來說，液晶顯示器中的液晶顯示面板是由畫素陣列基板、彩色濾光陣列基板和夾於兩基板之間的液晶層所構成。

另外，在畫素陣列與驅動電路之間是利用引線而使彼此電性連接。通常僅位於彩色濾光陣列基板之黑矩陣會間隔著液晶層而覆蓋住僅位於畫素陣列基板之引線所在之處，以避免光線由引線處產生漏光。這裡所說的引線(例如：閘極引線)是指訊號線(例如：閘極線)與外部元件連接之間所需的線段，並非為畫素陣列中，用以形成畫素區之訊號線(例如：閘極線)。但是，因為黑矩陣無法百分之百將光線阻擋，而且引線(例如：閘極引線)所通入的電壓較高且引線(例如：閘極引線)之間的距離又小，因此在引線(例如：閘極引線)上方的液晶分子容易受到引線(例如：閘極引線)之電壓的影響，而導致引線(例如：閘極引線)處仍然會有些許漏光的情形。

本發明提供一種顯示面板，其可以解決在引線(例如：閘極引線)處之漏光的問題。

本發明提出一種顯示面板，其具有顯示區以及非顯示區。所述顯示面板包括第一基板、第二基板以及位於第一基板與第二基板之間的顯示介質。第一基板上包括設置有畫素陣列、多條引線、有機層以及導電圖案。畫素陣列位於顯示區內。引線位於非顯示區且與畫素陣列電性連接。有機層覆蓋畫素陣列以及所述引線。導電圖案位於引線上方之有機層上。另外，第二基板上包括設置有透明電極層，其中透明電極層位於顯示區以及非顯示區，特別是此透明電極層與上述之導電圖案電性連接至共同電壓。

基於上述，本發明因於引線上方之有機層上設置有導電圖案，且此導電圖案與對向基板上之透明電極層電性連接至共同電壓。由於導電圖案與對向電極處於共電壓狀態，因此引線上方之液晶分子不會受到引線之電壓而產生扭轉，因而可進一步避免光線從引線處產生漏光。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

圖1是根據本發明一實施例之顯示面板的局部剖面示意圖。圖2是圖1之顯示面板之第一基板的上視示意圖，其中圖2為對應圖1之I-I’的剖面處，且圖2省略繪示彩色濾光層、黑矩陣以及位於其上之膜層。

請同時參照圖1以及圖2，本實施例之顯示面板具有顯示區110以及位於顯示區110周圍的非顯示區120。也就是說，非顯示區120環繞顯示區110。此顯示面板包括第一基板102、第二基板104以及顯示介質106。在較一佳實施例中，第一基板102與第二基板104之間是透過框膠130而組立在一起，且顯示介質106位於第一基板102與第二基板104之間且位於框膠130所圍出的區域中。在本實施例中，顯示介質106包括液晶分子、電泳材料或其它合適的材料。

更詳細而言，第一基板102上包括設置有畫素陣列150、引線L、有機層122以及導電圖案124。

畫素陣列150位於顯示區120內。畫素陣列150是由多個畫素結構153以及與畫素結構153電性連接的掃描線SL以及資料線DL所組成。一般來說，每一畫素結構153包括主動元件151以及與主動元件151電性連接的畫素電極152，而且每一畫素結構153與對應的資料線DL以及掃描線SL電性連接。掃描線SL以及資料線DL延伸至非顯示區120處稱為引線L,L’。換言之，與掃描線SL連接的引線L是與掃描線SL同時形成，與資料線DL連接的引線L’是與資料線DL同時形成。引線L,L’主要是用來使畫素陣列150與驅動電路(未繪示)電性連接，以使驅動電路的訊號得以輸入畫素陣列150。也就是說，引線L,L’分別是位於掃描線SL與驅動電路(未繪示)間的線段以及資料線DL與驅動電路(未繪示)間的線段。其中，若，驅動電路可設置於第一基板102上，則此時即稱為驅動電路於基板(circuit on board)。驅動電路(未繪示)亦可設置於非第一基板102上之電路板(未繪示)上。必需說明的是，驅動電路(未繪示)並非畫素陣列150中之主動元件151，而是分別提供掃描訊號於掃描線SL與資料訊號於資料線DL之電路。由於畫素陣列150的製造程序的緣故，在引線L上方會覆蓋有絕緣層112以及保護層114，如圖1所示。其中，絕緣層112可另稱為閘極絕緣層，而保護層114是覆蓋於畫素陣列150之各電晶體上方，即位於各電晶體之源/汲極之上方。

有機層122覆蓋在保護層114上。在本實施例中，有機層122可為彩色濾光層。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，有機層122亦可為平坦層或是其他的有機膜層。在本實施例中，位於顯示區110之有機層122a包括紅色、綠色以及藍色濾光圖案，而位於非顯示區120之有機層122b較佳的是藍色濾光圖案。然，本發明不限於此，位於非顯示區120之有機層122b亦可為其他顏色之濾光圖案，如紅色或是綠色濾光圖案。

特別是，在本實施例中，在有機層122之底下更包括有一遮光圖案層124，遮光圖案層124位於顯示區110以及非顯示區120中。在顯示區110中的遮光圖案層124為一網狀結構，此網狀結構中的每一空格即對應一個畫素結構(或稱為畫素區域、或稱為有效顯示區域)，因此遮光圖案層124又可稱為黑色矩陣。在非顯示區120中的遮光圖案層124為環狀結構或框形結構，其圍繞在顯示區110的周圍。特別是，位於非顯示區120中的遮光圖案層124覆蓋在引線L的上方，而引線L上方之遮光圖案層124上更被有機層122b所覆蓋，此有機層122b較佳的是藍色濾光圖案。在本實施例中，遮光圖案層124之材質包括黑樹脂。

另外，在一較佳實施例中，在有機層122上更包括覆蓋有另一層保護層116。保護層116可為單層或多層結構，且其材質可為無機絕緣材料(例如：氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、富矽氮化物、富矽氧化物、富矽氮氧化物、富氮矽化物、富氧矽化物、富氮氧矽化物、或其它合適的材料、或上述任意的組合)、有機絕緣材料(例如：聚酯類薄膜(PET film)、聚烯類薄膜、聚丙醯類薄膜、聚碳酸酯類薄膜、聚環氧烷類薄膜、聚苯烯類薄膜、聚醚類薄膜、聚酮類薄膜、聚醇類薄膜、聚醛類薄膜、或其它合適的材料、或上述之組合)、或其它合適的材料、或上述任意的組合。此時，另一層保護層116可稱為平坦層(flatness layer)或覆蓋層(overcoat layer)，其材料亦可使用上面所描述的材料。然，在其他的實施例中，可以省略保護層116。

上述之畫素陣列150中的畫素電極152是形成在保護層116上，畫素電極152可透過形成於保護層116以及有機層122中的接觸窗而與主動元件151電性連接。

另外，在非顯示區120之保護層116上則另外設置有導電圖案156，且此導電圖案156是位於引線L上方之有機層122上。在本實施例中，較佳地，導電圖案156是與畫素電極152同時形成，因此導電圖案156之材質與畫素電極12之材質相同，其例如是透明金屬氧化物(如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺氧化物、銦鋁氧化物、或其它合適的材料、或上述任意的組合)。於其它實施例，亦不限於此。在本實施例中，導電圖案156是與畫素電極152是相互分隔開來的，較佳地，導電圖案156是與畫素電極152是相互電性絕緣。在本實施例中，導電圖案156之形狀是以矩形為例來說明之，但本發明不限於此，其亦可為其他的形狀，例如是指狀結構、多邊形結構等等，只要是能在引線L上方即可。

除此之外，在第一基板102上之顯示區110中更可包括設置有配向層158，用以使顯示介質106能夠具有特定之預傾角。在本實施例中，較佳地，配向層158僅設置於顯示區110中，即配向層158設置於畫素電極上。

另外，第二基板104位於第一基板102之對向，且第二基板104上包括設置有透明電極層162，且透明電極層162位於顯示區110以及非顯示區120中。換言之，透明電極層162自顯示區110延伸至非顯示區120中。除此之外，在第二基板104上之顯示區110中更可包括設置有配向層164，用以使顯示介質106能夠具有特定之預傾角。在本實施例中，較佳地，配向層158所設置的位置相對應於配向層164的位置。換言之，配向層158之邊緣是切齊配向層164之邊緣。特別是，透明電極層162與第一基板102上之導電圖案156電性連接至一共同電壓。其中，透明電極層162材質可選用畫素電極12之材質，但上述二者之材質可相同或不同。另外，必需說明的是，透明電極層162之材質無法改用不透光材質(如：金、銀、銅、鋁、鈦、鉭、合金、或其它合適材料、或上述任意的組合)。因為，觀察者是位於第二基板104之外表面來觀察及查覺背光光源BL之光線。也就是說，觀察者是位於第二基板104不存在配向膜164與透明電極層162之表面外。若透明電極層162之材質無法改用不透光材質就無法達到讓觀察者觀察之效果。

由於透明電極層162與導電圖案156電性連接至一共同電壓，因此透明電極層162與導電圖案156之間的顯示介質(液晶分子)106因為沒有電壓差之故，因此此部分之液晶分子106不會產生任何的扭轉行為。換言之，由於導電圖案156之遮蔽作用，引線L之電壓將無法影響其上方之液晶分子106產生扭轉行為，因而在引線L上方之液晶分子106將持續維持垂直排列的狀態。如此，從第一基板102之背面所提供的背光光源BL因為引線L上方之液晶分子106的垂直排列之故便不會射出第二基板104，進而可避免該處產生漏光的情形。

特別是，在本實施例中，在引線L上方除了導電圖案156之作用使得該處之液晶分子106呈現垂直排列之外，在引線L上方還有遮光圖案層124以及藍色濾光圖案122b之遮蔽，進一步使背光光源BL無法到達第二基板104而透射出。由於藍色濾光圖案122b相較於其他顏色之濾光圖案具有較佳的吸收效果，因此本實施例採用藍色濾光圖案作為位於引線L上方之有機層122b。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，亦可採用其他顏色之濾光圖案或者是光吸收效果類似於藍色濾光圖案之色彩層。另外，本實施例較佳的是在引線L上方覆蓋遮光圖案層124，然而，在其他的實施例中，亦可以省略遮光圖案層124。

為了進一步降低引線L上方之漏光情形，在其他的實施例中，如圖3所示，可進一步在第二基板104上之透明電極層162上形成一不透光區162a。圖3之實施例之結構與圖1相似，不同之處僅在於第二基板104上之透明電極層162上形成有一不透光區162a。其中不透光區162a存在於不具有配向膜164之處。上述之不透光區162a可藉由雷射燒灼(laser burn)的方式達成，其例如是採用200～400nm波長以及1～10Mw功率的雷射對透明電極層162進行燒灼，以使對應於引線L上方之透明電極層162具有不透光區162a，且此不透光區162a仍具有導電性質。另外，在其他的實施例中，亦可以在對應於引線L上方之透明電極層162上以噴墨或是沈積等等方式形成一不透光層，以構成此不透光區162a。

根據本發明之另一實施例，除了在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a之外，亦可以進一步使用不透光材質之導電圖案156a，如圖4所示。圖4之實施例之結構與圖3相似，不同之處僅在於第一基板102上之導電圖案156a為不透光之導電圖案(如：金、銀、銅、鋁、鈦、鉭、合金、碳黑、或其它合適材料、或上述任意的組合)。其中不透光區156a存在於不具有配向膜158之處。若導電圖案156採用透明材質時，此不透光之導電圖案156a可以藉由對透明導電圖案進行雷射燒灼的方式達成，其例如是採用200～400nm波長以及1～10Mw功率的雷射對電極層152進行燒灼，或者是直接使用金屬(如：金、銀、銅、鋁、鈦、鉭、合金、或其它合適材料、或上述任意的組合)或其他不透光之導電材質來作為導電圖案156之材料，而形成不透光之導電圖案156a。

上述圖4之實施例是在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a之外，且於第一基板102上形成不透光之導電圖案156a。然，根據本發明之另一實施例，亦可以僅在第一基板102上形成不透光之導電圖案156a，而不在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a。

第二實施例

在上述圖1、圖3以及圖4之實施例中，有機層122是覆蓋在遮光圖案層124上，然，本發明不限於此。在其他的實施例中，亦可以是遮光圖案層124是覆蓋在有機層122上。請先參照圖5，圖5之實施例與圖1相似，不同之處僅在於有機層122是形成在保護層114上，遮光圖案層124是位於有機層122上。在較佳之實施例中，有機層122之上表面更覆蓋有保護層116。另外，在圖5之實施例中，導電圖案156是位於遮光圖案層124與有機層122(或保護層116)之間。由於導電圖案156可與畫素電極152一同形成，因此畫素電極152是形成在保護層116上，遮光圖案層124暴露出畫素電極152，且配向層158覆蓋畫素電極152以及遮光圖案層124之局部邊緣。也就是說，遮光圖案層124之局部上表面是被暴露於顯示介質層106之中。較佳地，於本實施例中，配向層158之邊緣切齊配向層164之邊緣。

類似地，根據圖5之實施例，亦可進一步使第二基板104上之透明電極層162上形成一不透光區162a，如圖6所示。其中不透光區162a存在於不具有配向膜164之處。圖6之實施例之結構與圖5相似，不同之處僅在於第二基板104上之透明電極層162上形成一不透光區162a。上述之不透光區162a可藉由雷射燒灼的方式達成，其例如是採用200～400nm波長以及1～10Mw功率的雷射對透明電極層162進行燒灼，以使對應於引線L上方之透明電極層162具有一不透光區162a，且此不透光區162a仍具有導電性質。另外，在其他的實施例中，亦可以在對應於引線L上方之透明電極層162上以噴墨或是沈積等等方式形成一不透光層，以構成此不透光區162a。

根據本發明之又一實施例，除了在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a之外，亦可以進一步使用不透光材質之導電圖案156a形成於引線L上方，如圖7所示。圖7之實施例之結構與圖6相似，不同之處僅在於第一基板102上之導電圖案156a為不透光之導電圖案(如：金、銀、銅、鋁、鈦、鉭、合金、或其它合適材料、或上述任意的組合)。其中不透光區156a存在於不具有配向膜158之處。若導電圖案156採用透明材質時，此不透光之導電圖案156a可以藉由對透明導電圖案進行雷射燒灼的方式達成，其例如是採用200～400nm波長以及1～10Mw功率的雷射對電極層152進行燒灼，或者是直接使用金屬(如：金、銀、銅、鋁、鈦、鉭、合金、或其它合適材料、或上述任意的組合)或其他不透光之導電材質來作為導電圖案156之材料，而形成不透光之導電圖案156a。

上述圖7之實施例是在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a之外，且於第一基板102上形成不透光之導電圖案156a。然，根據本發明之另一實施例，亦可以僅在第一基板102上形成不透光之導電圖案156a，而不在第二基板104之透明電極層162上形成不透光區162a。

第三實施例

圖8為根據本發明一實施例之顯示面板的局部剖面示意圖。圖8之實施例與圖5相似，不同之處在於在引線L上方之有機層122上除了設計有導電圖案156且導電圖案156與電極層164電性連接至共同電壓之外，更包括在導電圖案156上設置擬間隙物170。特別是，擬間隙物170與第二基板104上之透明電極層162之間距有一間隙(A)。倘若顯示區110中顯示介質106具有一厚度(G)，那麼間隙(A)與厚度(G)的關係為A≧1/2G。此擬間隙物170的設計可以排開引線L上方之顯示介質(例如：液晶分子)106，但又不影響顯示面板之顯示區110中的顯示介質106厚度(G)。此外，在圖8之實施例中，擬間隙物170之下方並未覆蓋有遮光圖案層124。也就是，擬間隙物170是直接位於導電圖案156上，且遮光圖案層124在非顯示區120中是位在擬間隙物170與顯示區110之間，而遮光圖案層124並未覆蓋擬間隙物170。

類似地，根據圖8之實施例，亦可進一步使第二基板104上之透明電極層162上具有一不透光區162a，並且使用不透光材質之導電圖案156a，如圖9所示。不透光區162a的形成方法以及不透光材質之導電圖案156a的形成方法與先前所述之實施例相同，因此在此不再贅述。當然，本發明不限制需同時於第二基板104上之透明電極層162上設計一不透光區162a並且於第一基板102上使用不透光材質之導電圖案156a，如圖9所示。在其他的實施例中，亦可以僅於第二基板104上之透明電極層162上設計一不透光區162a，或是僅於第一基板102上使用不透光材質之導電圖案156a。

在圖8以及圖9所繪示的實施例中，在引線L上方並未設置有遮光圖案層124。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，如圖10所示，在引線L上方之有機層122上亦可覆蓋有遮光圖案層124，並且導電圖案156是夾於有機層122與遮光圖案層124之間，而擬間隙物170是位於遮光圖案層124上，其它相類似的描述，煩請查看圖8與圖9之描述，再此不再贅言。更詳細而言，在圖10之實施例中，在非顯示區120中設置有有機層122b，較佳的是，在非顯示區120所設置的有機層122b是藍色濾光圖案。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，亦可採用其他顏色之濾光圖案或者是光吸收效果類似於藍色濾光圖案之色彩層。有機層122上覆蓋有一層保護層116。另外，遮光圖案層124是自顯示區110延伸至非顯示區120並且覆蓋住非顯示區120中的有機層122b。而導電圖案156是夾於有機層122與遮光圖案層124之間，且擬間隙物170是位於非顯示區120中的遮光圖案層124上。較佳地，導電圖案156位於有機層122與遮光圖案層124之間是不透光材質之導電圖案156a且可進一步使第二基板104上之透明電極層162上具有一不透光區162a。

圖11為根據本發明一實施例之顯示面板的局部剖面示意圖。圖11之實施例與圖1相似，不同之處在於在引線L上方之遮光圖案層124上除了設計有導電圖案156且導電圖案156與透明電極層162電性連接至共同電壓之外，更包括在導電圖案156上設置擬間隙物170。特別是，擬間隙物170與第二基板104上之透明電極層162之間有一間隙(A)。倘若顯示區110中顯示介質106具有一厚度(G)，那麼間隙(A)與厚度(G)的關係為A≧1/2G。此擬間隙物170的設計可以排開引線L上方之顯示介質(例如：液晶分子)106，但又不影響顯示面板之顯示區110中的顯示介質106厚度(G)。更詳細而言，在圖11之實施例中，僅在顯示區110設置有機層122a，在非顯示區120中未設置有有機層。另外，遮光圖案層124自顯示區110延伸至非顯示區120且覆蓋整個非顯示區120。而導電圖案156設置在非顯示區120的遮光圖案層124上，且擬間隙物170設置在導電圖案156上。

類似地，根據圖11之實施例，亦可進一步使第二基板104上之透明電極層162上具有一不透光區162a，並且使用不透光材質之導電圖案156a，如圖12所示。不透光區162a的形成方法以及不透光材質之導電圖案156a的形成方法與先前所述之實施例相同，因此在此不再贅述。當然，本發明不限制需同時於第二基板104上之透明電極層162上設計一不透光區162a並且於第一基板102上使用不透光材質之導電圖案156a，如圖12所示。在其他的實施例中，亦可以僅於第二基板104上之透明電極層162上設計一不透光區162a，或是僅於第一基板102上使用不透光材質之導電圖案156a。

在圖11與圖12所繪示的實施例中，在引線L上方並未設置有有機層122b。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，如圖13所示，在引線L上方之遮光圖案層124上亦可覆蓋有有機層122b，並且導電圖案156位於有機層122b上，而擬間隙物170是位於有機層122b上。更詳細而言，在圖13之實施例中，遮光圖案層124是自顯示區110延伸至非顯示區120並且覆蓋非顯示區120中的引線L。另外，本實施例在非顯示區120中設置有有機層122b，較佳的是，在非顯示區120所設置的有機層122b是藍色濾光圖案。然，本發明不限於此，在其他的實施例中，亦可採用其他顏色之濾光圖案或者是光吸收效果類似於藍色濾光圖案之色彩層。有機層122上覆蓋有一層保護層116。另外，而導電圖案156是夾於有機層122與遮光圖案層124之間，且擬間隙物170是位於非顯示區120中的有機層122b(保護層116)上。較佳地，導電圖案156位於有機層122與遮光圖案層124之間是不透光材質之導電圖案156a且可進一步使第二基板104上之透明電極層162上具有一不透光區162a。

上述各實施例皆是以於與掃描線SL連接的引線L上方形成導電圖案、有機層、遮光圖案層、擬間隙物之組合為例來避免引線L處產生漏光的情形。然，本發明不限僅能在與掃描線SL連接的引線L上方形成導電圖案、有機層、遮光圖案層、擬間隙物之組合，如果有需要的話，也可以在與資料線DL連接的引線L’上方形成如上所述之導電圖案、有機層、遮光圖案層、擬間隙物之組合，以避免引線L’處產生漏光的情形。當然，掃描線SL與資料線DL所分別連接的引線L、L’上方形成如上所述之導電圖案、有機層、遮光圖案層、擬間隙物之組合，以避免引線L、L’處產生漏光的情形。

綜上所述，本發明因於引線上方之有機層上設置有導電圖案，且此導電圖案與對向基板上之透明電極層電性連接至共同電壓。由於導電圖案與對向電極處於共電壓狀態，因此引線上方之顯示介質層(例如：液晶層)不會受到引線之電壓而產生扭轉，因而可進一步避免光線從引線處產生漏光。根據較佳的實施例，本發明更可在上述導電圖案之處設置有藍色濾光圖案之有機層以及遮光圖案層，或者是進一步設置擬間隙物，如此可更進一步減少光線從引線處產生漏光。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

102、104．．．基板

106．．．顯示介質

110．．．顯示區

112．．．絕緣層

114、116．．．保護層

120．．．非顯示區

122、122a,122b．．．有機層

124．．．遮光圖案層

150．．．畫素陣列

151．．．主動元件

152．．．畫素電極

153．．．畫素結構

156．．．導電圖案

156a．．．不透光之導電圖案

158,164．．．配向層

162．．．透明電極層

162a．．．不透光區

170．．．擬間隙物

L．．．引線

SL．．．掃描線

DL．．．資料線

BL．．．背光光源

圖是根據本發明一實施例之顯示面板的局部剖面示意圖。

圖2是圖之顯示面板之第一基板的上視示意圖，其中圖2為對應圖之I-I’的剖面處。

圖3至圖3是根據本發明數個實施例之顯示面板的局部剖面示意圖。