TWI448745B - 彩色濾光基板及應用其之顯示面板 - Google Patents

Description

彩色濾光基板及應用其之顯示面板

本發明是有關於一種彩色濾光基板及應用其之顯示面板，且特別是有關於一種具有狹縫結構之彩色濾光基板及應用其之顯示面板。

請參照第1圖(習知技藝)，其繪示傳統液晶顯示面板之彩色濾光基板的上視圖。傳統多域配向型液晶單元之彩色濾光基板10包括彩色濾光層20及透明電極12。透明電極12覆蓋彩色濾光層20。透明電極12具有數個圖案狹縫單元14，彩色濾光層20從圖案狹縫單元14露出。每個圖案狹縫單元14包括二主狹縫16及數個分支狹縫18，常見的為二主狹縫16呈十字正交形狀，數個分支狹縫18與二主狹縫16呈傾斜角度相接且呈等間隔排列，圖案狹縫單元14整體外型大致呈菱形米字形狀。當彩色濾光基板10與薄膜電晶體陣列基板(未繪示)之間產生電壓時，圖案狹縫單元14會產生邊際電場(未繪示)引導液晶分子(未繪示)運動，加速反應時間。透明電極12包括電極區塊20，數個圖案狹縫單元14彼此相鄰設置且圍繞出電極區塊20。圖案狹縫單元14彼此獨立不相互連接，相鄰二圖案狹縫單元14的主狹縫16共面排列，而二主狹縫16之間的間距通常甚接近，使邊際電場可控制對應於相鄰二圖案狹縫單元14之間的液晶分子(未繪示)。

然而，製作彩色濾光基板10的過程中，會經過多道水洗及熱烘烤製程，由於彩色濾光層20較易吸水，且彩色濾光層20與透明電極12的熱膨脹係數不同，因此導致彩色濾光層20膨潤或熱膨脹而從圖案狹縫單元14擠壓透明電極12，此應力容易使位於相鄰二圖案狹縫單元14之間較細的電極橋接處P(二圖案狹縫單元14最接近處)產生裂隙，尤其是主狹縫16延伸方向的末端最容易發生，原因是主狹縫16累積之膨脹應力相較於其他分支狹縫18而言較大，而應力容易由結構末端釋放，且二圖案狹縫單元14最小距離介於二相鄰主狹縫16之間。當多數裂隙擴大而連結成多個全斷裂面，電極橋接處P可能因此分裂而產生數個電性隔離的區塊，無法輸入電壓訊號。如此一來，對應電極橋接處P設置的液晶分子將失去控制，導致顯示品質大幅下降。

本發明係有關於一種彩色濾光基板及應用其之顯示面板，可避免局部之透明電極被電性隔離，以維持顯示品質。

根據本發明之第一方面，提出一種彩色濾光基板。彩色濾光基板包括一基板、一彩色濾光層及一透明電極。彩色濾光層形成於基板上。透明電極形成於彩色濾光層上，透明電極包括一電極區塊且具有數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元獨立且圍繞電極區塊。各圖案狹縫單元包括一主狹縫，該主狹縫包括一端部，端部包括一端面。沿端面法線方向之投影與最相鄰之另一圖案狹縫單元端部之端面不交疊。

根據本發明之第二方面，提出一種彩色濾光基板。彩色濾光基板包括一基板、一彩色濾光層及一透明電極。彩色濾光層形成於基板上。透明電極形成於彩色濾光層上，透明電極包括一電極區塊且具有數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元獨立且圍繞該電極區塊。各圖案狹縫單元包括一主狹縫。電極區塊具有一連接部，連接部係穿越該主狹縫之一部分，連接另一相鄰電極區塊。

根據本發明之第三方面，提出一種顯示面板。顯示面板包括一薄膜電晶體陣列基板及一彩色濾光基板。彩色濾光基板鄰近薄膜電晶體陣列基板配置。彩色濾光基板包括一基板、一彩色濾光層及一透明電極。彩色濾光層形成於基板上。透明電極形成於彩色濾光層上，透明電極包括一電極區塊且具有數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元獨立且圍繞電極區塊。各圖案狹縫單元包括一主狹縫，主狹縫包括一端部，端部包括一端面。沿端面法線方向之投影與最相鄰之另一圖案狹縫單元端部之端面不交疊。

根據本發明之第四方面，提出一種顯示面板。顯示面板包括一薄膜電晶體陣列基板及一彩色濾光基板。彩色濾光基板鄰近薄膜電晶體陣列基板配置。彩色濾光基板包括一基板、一彩色濾光層及一透明電極。彩色濾光層形成於基板上。透明電極形成於彩色濾光層上，透明電極包括一電極區塊且具有數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元圍繞該電極區塊。各圖案狹縫單元包括一主狹縫。電極區塊具有一連接部，連接部係穿越該些主狹縫之一部分，連接另一相鄰電極區塊。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第2圖，其繪示依照本發明一實施例之顯示面板的剖視圖。顯示面板100例如是液晶顯示面板，其包括薄膜電晶體陣列基板102、彩色濾光基板104及液晶層110。液晶層110位於薄膜電晶體陣列基板102與彩色濾光基板104之間。此外，顯示面板100可撘配背光模組(未繪示)，再以外殼包裝後構成顯示裝置，如顯示螢幕產品。

一實施例中，顯示面板100也可以是其它種類的液晶顯示面板，其薄膜電晶體陣列基板102、彩色濾光基板104及液晶層110的配置關係可不同於第2圖之配置關係。例如，彩色濾光基板104鄰近薄膜電晶體陣列基板102配置；或者，彩色濾光基板104可整合於薄膜電晶體陣列基板102。

彩色濾光基板104包括基板106、彩色濾光層108及透明電極112。彩色濾光層108形成於基板106上，透明電極112形成於彩色濾光層108上。

請參照第3圖，其繪示第2圖中透明電極的局部底視圖。第2圖所繪示之結構其位置可對應至薄膜電晶體陣列基板102中單一畫素(pixel)的區域。透明電極112包括至少一電極區塊116且具有數個圖案狹縫單元114。

請同時參照第4圖及第5圖，其繪示第3圖中的局部區域4’的放大示意圖。圖案狹縫單元114彼此獨立不相互連接。圖案狹縫單元114之狹縫露出部分之彩色濾光層108。多個圖案狹縫單元114圍繞電極區塊116(電極區塊116繪示於第5圖)。本實施例中，四個圖案狹縫單元114圍繞出一個完整的電極區塊116，然此非用以限制本發明實施例。

每個圖案狹縫單元114具有至少一主狹縫，較佳但非限定地，各圖案狹縫單元114具有二主狹縫呈十字形狀。以圖案狹縫單元114a為例說明，圖案狹縫單元114a具有二主狹縫114a1及114a3。主狹縫114a1例如沿水平方向延伸，而主狹縫114a3例如沿垂直方向延伸而與主狹縫114a1交錯呈十字形。主狹縫114a1與114a3例如是相交90度(正交)。本實施例中主狹縫之寬度介於約4至8微米(um)um之間。當顯示器尺寸介於約40至55英吋之間時，主狹縫之長度可介於約為60至80 um之間。

圖案狹縫單元之主狹縫的端部的延伸方向與鄰近之圖案狹縫單元之主狹縫的端部係不交疊或不相交。或者，圖案狹縫單元之主狹縫的端部的延伸方向與鄰近之圖案狹縫單元之主狹縫的端部的延伸方向係不交疊或不相交，以下係詳細說明。

如第4圖所示，主狹縫包括至少一端部，各端部係以一角度連接於主狹縫。以圖案狹縫單元114a為例說明，圖案狹縫單元114a之主狹縫114a1的左側端部114a2係以一角度A1連接於主狹縫114a1，下側端部114a4係以一角度A5連接於主狹縫114a3。端部114a2具有端面114e2，端部114a4具有端面114e1。其中，角度A1係主狹縫114a1之長邊延伸軸向(若二長邊不平行，則為其個別軸向之中線)至端部114a2之端面114e2的法線方向的夾角(若端部114a2之端面114e2與二側邊非正交，則角度A1為其側邊延伸軸向與主狹縫114a1之夾角。此外，若二側邊不平行，則為其個別軸向之中線)；角度A5係主狹縫114a3之長邊軸向(若二長邊不平行，則為其個別延伸軸向之中線)至端部114a4之端面114e1的法線方向的夾角(若端部114a4之端面114e1與二側邊非正交，則角度A5為其側邊之延伸軸向與主狹縫114a3之夾角。此外，若二側邊不平行，則為其個別軸向之中線)。本實施例較佳之角度A1及角度A5係約135度，但並不限制為此角度值，只要二相鄰圖案狹縫單元端部之端面沿其法線方向之投影不交疊或不相交即可。其餘圖案狹縫單元114b、114c及114d具有相似的技術特徵，容此不再贅述。

單個主狹縫具有二個端部，主狹縫係圖案狹縫單元中長度最長之狹縫。各端部具有一端面，為主狹縫延伸至端部的底面，其為主狹縫之最外側面，也可能是圖案狹縫單元最外側面。以圖案狹縫單元114a為例說明，圖案狹縫單元114a之端面114e2為主狹縫114a1向左延伸至端部114a2之底面，是主狹縫114a1左側之最外側面，也是圖案狹縫單元114a左側離其中心最遠之面。

另外，圖案狹縫單元114包括數個分支狹縫，分支狹縫連接於主狹縫，分支狹縫以一角度與主狹縫相連接。例如，主狹縫114a1與主狹縫114a3形成四個象限，其第四象限之分支狹縫120的法線方向D5呈約135度與主狹縫114a3連接，其餘分支狹縫呈約45度、135度、225度及315度分別與主狹縫114a1及主狹縫114a3連接。分支狹縫與主狹縫之夾角並不限制為上述四種角度。其餘圖案狹縫單元114b、114c及114d具有相似的技術特徵，容此不再贅述。

此外，分支狹縫與主狹縫構成之整體外觀如菱形、橢圓形、圓形或星形等，本實施例中，分支狹縫120加上其餘的分支狹縫使圖案狹縫單元114a呈一菱形。本發明分支狹縫寬度約為3至4 um，相鄰二分支狹縫間隔約為3至4 um，分支狹縫與連接之主狹縫之間的夾角約為30至60度。

如第4圖所示，該些圖案狹縫單元114之一端部與最相鄰之另一端部係分別沿二方向延伸。以圖案狹縫單元114a及114b為例說明，圖案狹縫單元114a之端部114a2與圖案狹縫單元114b之主狹縫114b1之端部114b2為圖案狹縫單元114a與圖案狹縫單元114b最鄰近的部分。端部114a2之端面114e2的法線方向D1係垂直於端面114e2，而端部114b2之端面114e4的法線方向D2係垂直於端面114e4。法線方向D1及法線方向D2係不同方向，如此一來，端面114e2沿法線方向D1投影(未繪示)與端面114e4不交疊。

如第5圖所示，以圖案狹縫單元114b及114c為例說明。圖案狹縫單元114b之主狹縫114b3具有端部114b4，端部114b4具有端面114e3，而圖案狹縫單元114c之主狹縫114c3具有端部114c4，端部114c4具有端面114e5。端面114e3之法線方向D3與端面114e5的法線方向D4係不同方向，且端面114e3沿其法線方向D3的投影與端面114e3不交疊。另外，圖案狹縫單元114a及114d之端部具有相似於圖案狹縫單元114b及114c之端部的技術特徵，而圖案狹縫單元114d及114c之端部具有相似於圖案狹縫單元114a及114b之端部的技術特徵，容此不再贅述。

如第5圖所示，透明電極112包括電極橋接部，其位於二相鄰端部之間。例如，電極橋接部P1位於二相鄰端部114a2及114b2之間，而電極橋接部P2位於二相鄰端部114b4及114c4之間。

一般而言，裂隙通常沿著主狹縫端部的端面法線方向延伸。本實施例中，由於端面114e2沿其法線方向D1(繪示於第4圖)的投影面不與端面114e4交疊，因此即使發生裂隙，裂隙也不致連接端部114a2與端部114b2而造成電極橋接部P1完全斷裂。詳細而言，圍繞電極區塊116的該些圖案狹縫單元114中相鄰二圖案狹縫單元114之該些端面沿其法線方向的投影係不相互交疊，故電極橋接部P1、P2、P3及P4完全斷裂的機率相對較低，使圖案狹縫單元114a、114b、114c及114d所圍繞之電極區塊116(繪示於第5圖)不致因為電極橋接部P1、P2、P3及P4完全斷裂而成為一電性隔離之區塊，故可維持正常的顯示品質。

如第5圖所示，相鄰二圖案狹縫單元沿主狹縫之延伸線之間的距離S1為最小間距，此距離S1(最小間距)容易導致裂隙發生。然而，即使是如此，藉由本實施例中相鄰二端部之端面沿其法線方向之投影不交疊之設計，使相鄰二圖案狹縫單元之間的電極橋接部(例如是P1、P2、P3及/或P4)不致產生相連接的裂隙。如此一來，本實施例之距離S1也可以接近於主狹縫甚至分支狹縫的間距，該距離可確保對二端部之間的液晶分子的控制性，使得在巨觀上可減少此處(電極橋接部)在顯示上的暗纹面積，提升顯示品質。

此外，圖案狹縫單元之端部亦可與主狹縫呈一直線，以下係以實施例並搭配第6圖做說明。

請參照第6圖，其繪示依照本發明另一實施例之圖案狹縫單元的示意圖。圖案狹縫單元314a具有主狹縫314a1，圖案狹縫單元314a之主狹縫314a1係筆直地延伸，其中，圖案狹縫單元314a之端部314a2係主狹縫314a1之一端，其具有端面314e2。圖案狹縫單元314b具有主狹縫314b1，圖案狹縫單元314b之主狹縫314b1係筆直地延伸。其中，圖案狹縫單元314b之端部314b2係主狹縫314b1之一端，其具有端面314e4。圖案狹縫單元314a之端部314a2係鄰近於相鄰之圖案狹縫單元314b之端部314b2，且圖案狹縫單元314a之端面314e2沿其法線方向D1之投影與相鄰之圖案狹縫單元314b之端面314e4不交疊，可防止二者間電極橋接部完全斷裂的情況發生。

雖然本發明實施例之圖案狹縫單元的狹縫設計係繪示成第5及6圖之結構，然本發明不對圖案狹縫單元的狹縫設計做任何限制。圖案狹縫單元可採用不同設計的狹縫圍繞出電極區塊。

此外，透過其它設計，亦可避免電極區塊被電性隔離。以下係以實施例並搭配第7圖做說明。

請參照第7圖，其繪示依照本發明又一實施例之透明電極的局部示意圖。透明電極412包括至少一電極區塊416且具有數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元414a、414b、414c及414d係鄰近配置且圍繞電極區塊416。

電極區塊具有至少一連接部，連接部係穿越該些圖案狹縫單元之該些主狹縫中至少一者，以連接另一電極區塊。以連接部416a為例說明，連接部416a係穿越圖案狹縫單元414a之主狹縫414a1，以連接另一電極區塊，例如是位於圖案狹縫單元之外側的透明電極418或電極區塊。由於連接部416a連接另一電極區塊，故即使相鄰二圖案狹縫單元之端部彼此連接(例如是因裂隙而連接)，仍可使電極區塊416藉由連接部416a保持電性連接狀態。

由於連接部穿越圖案狹縫單元，使圖案狹縫單元分離成至少二部分。以圖案狹縫單元414a為例說明，二個連接部416a穿越圖案狹縫單元414b，以將圖案狹縫單元414b分離成三個部分。以圖案狹縫單元414d為例說明，單個連接部416a穿越圖案狹縫單元414d，將圖案狹縫單元414d分離成二個部分。雖然穿越每個圖案狹縫單元的連接部的數量不盡相同，然此非用以限制本發明。其它實施例中，穿越每個圖案狹縫單元之連接部的數量可相同。此外，連接部可不穿越該些圖案狹縫單元之全部，例如，連接部可僅穿越圍繞出單個電極區塊之該些圖案狹縫單元中之單個或一些。

綜合上述，圖案狹縫單元414a、414b、414c及414d所圍繞之電極區塊416不致因為連接部P1、P2、P3及P4全部斷裂而成為電性隔離之區塊，故可維持正常的顯示品質。

本發明上述實施例所揭露彩色濾光層及顯示面板，可避免局部之透明電極被電性隔離，以維持顯示品質。

綜上所述，雖然本發明已以至少一實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。

10、104‧‧‧彩色濾光基板

12、112、412、418‧‧‧透明電極

14、114、114a、114b、114c、114d、314a、314b、414a、414b、414c、414d‧‧‧圖案狹縫單元

16、114a1、114a3、114b1、114b3、114c3、、314a1、314b1、414a1‧‧‧主狹縫

18、120‧‧‧分支狹縫

20、108‧‧‧彩色濾光層

100‧‧‧顯示面板

102‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

106‧‧‧基板

110‧‧‧液晶層

114a2、114a4、114b2、114b4、114c4、、314a2、314b2‧‧‧端部

114e1、114e2、114e3、114e4、114e5、314e2、314e4‧‧‧端面

116、416‧‧‧電極區塊

416a‧‧‧連接部

A1、A5‧‧‧角度

D1、D2、D3、D4、D5‧‧‧法線方向

P、P1、P2、P3、P4‧‧‧電極橋接部

S1‧‧‧距離

第1圖(習知技藝)繪示傳統液晶顯示面板之彩色濾光基板的上視圖。

第2圖繪示依照本發明一實施例之顯示面板的剖視圖。

第3圖繪示第2圖中透明電極的局部底視圖。

第4及5圖繪示第3圖中局部4’的放大示意圖。

第6圖繪示依照本發明另一實施例之圖案狹縫單元的示意圖。

第7圖繪示依照本發明又一實施例之透明電極的局部示意圖。

108．．．彩色濾光層

114a、114b．．．圖案狹縫單元

114a1、114a3、114b1、114b3．．．主狹縫

114a2、114a4、114b2．．．端部

114e1、114e2、114e4．．．端面

120．．．分支狹縫

A1、A5．．．角度

D1、D2、D5．．．法線方向

Claims (11)

1. 一種彩色濾光基板，包括：一基板；一彩色濾光層，形成於該基板上；以及一透明電極，形成於該彩色濾光層上，該透明電極包括一電極區塊且具有複數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元獨立且圍繞該電極區塊，各該圖案狹縫單元包括一主狹縫，該主狹縫包括一端部，該端部具有一端面，其中沿該端面之法線方向的投影與最相鄰之另一該狹縫單元之該端部的端面不交疊，該端面之法線方向與最相鄰之另一該狹縫單元之該端部之該端面的法線方向係實質上相反。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中各該圖案狹縫單元之該端部係以一角度連接於該主狹縫。
3. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光基板，其中相鄰二該圖案狹縫單元之該些端部係實質上平行。
4. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光基板，其中該角度實質上係45度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中各該圖案狹縫單元包括二個該主狹縫，該二主狹縫係交錯呈十字形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中各該圖案狹縫單元包括複數個分支狹縫，各該分支狹縫連接於該主狹縫。
7. 一種顯示面板，包括：一薄膜電晶體陣列基板；以及 一彩色濾光基板，鄰近該薄膜電晶體陣列基板配置，該彩色濾光基板包括：一基板；一彩色濾光層，形成於該基板上；及一透明電極，形成於該彩色濾光層上，該透明電極包括一電極區塊且具有複數個圖案狹縫單元，該些圖案狹縫單元獨立且圍繞該電極區塊，各該圖案狹縫單元包括一主狹縫，該主狹縫包括一端部，該端部具有一端面，其中沿該端面之法線方向的投影與最相鄰之另一該狹縫單元之該端部的端面不交疊，該端面之法線方向與最相鄰之另一該狹縫單元之該端部之該端面的法線方向係實質上相反。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中各該圖案狹縫單元之該端部係以一角度連接於該主狹縫。
9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中相鄰二該圖案狹縫單元之該些端部係實質上平行。
10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中該角度實質上係45度。
11. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中各該圖案狹縫單元包括二個該主狹縫，該二主狹縫交錯呈十字形。