TWI486692B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置

本發明係有關於顯示裝置，且特別是有關於一種窄邊框的液晶顯示裝置。

隨著液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display，LCD)技術發展的逐漸成熟，其已逐漸取代傳統利用陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)的顯示技術，而被廣泛運用於各式電子產品中。一般而言，液晶顯示裝置具有一上基板及一下基板，且其間夾設有液晶層。液晶層需藉由一密封層予以密封，而此密封層通常是使用黏著材料，以同時將上基板及下基板相互黏著。此黏著材料通常是使用光學膠材，其可藉由照光固化。

液晶顯示裝置通常具有顯示區及遮蔽區，其中顯示區可用以顯示影像，而遮蔽區係為液晶顯示裝置之邊框。遮蔽區可用以遮蔽金屬走線、避免來自顯示區的漏光及提供上述光學膠材的塗佈。因此，既然上述光學膠材是塗佈在邊框的位置，亦可稱作為框膠。然而，隨著液晶顯示裝置及半導體製程的發展不斷進步，遮蔽區中的金屬走線的線寬及彼此之間的間距不斷縮減。因此，在塗佈框膠至液晶顯示裝置之基板上後，光線不易穿透設置有金屬走線之該側基版，而僅能自另一側的基材照光使框膠固化。

窄邊框是目前液晶顯示裝置的趨勢，以在相同尺寸下具有更大的顯示區，並可使液晶顯示裝置整體更顯美觀。 然而，窄邊框之另一意義即為遮蔽區的寬度必須縮減，而遮蔽區中需包含遮光層用以遮蔽金屬走線及避免來自顯示區的漏光，但遮光層亦會遮蔽用以固化框膠的光線。例如，因縮減而遮蔽區寬度而之縮減遮光層寬度時，即會產生前述金屬走線遮蔽不佳及漏光問題，但如不一併縮減遮光層寬度，框膠無法接收到足夠的光線而無法完全固化。

因此，在窄邊框的設計下，如何使遮光層達到有效的遮蔽及防止漏光的效果，又要使使框膠能接收足夠光線而完全固化，成為目前業界所面臨到的挑戰。

如上述，業界所需的是一種新穎的液晶顯示裝置，其可具有窄邊框，遮光層及框膠可足以遮蔽金屬走線及防止顯示區漏光，且框膠本身可完全固化。

依照本發明實施例所提供之液晶顯示裝置，藉由降低框膠塗佈區的總體光穿透率，可在實現窄邊框液晶顯示裝置設計的同時，具有良好的框膠可靠度及彌補因遮光層過窄所產生的遮蔽及漏光的問題。

本發明實施例係提供一種顯示裝置，其包含：一顯示區；以及一遮蔽區，環繞此顯示區，其中此遮蔽區包含：一遮光層，鄰接並環繞此顯示區之一側；及一框膠塗佈區環繞此遮光層之相對於此顯示區之一側，其中此遮蔽區具有等於或小於約50%之光穿透率或此遮光層之約50%至100%之總體吸光度。

本發明實施例亦提供一種液晶顯示裝置，具有一顯示 區及一環繞此顯示區之遮蔽區，此遮蔽區具有等於或小於約50%之總體光穿透率，其中此顯示裝置包含：一第一基板，包含一像素電極及複數條金屬走線設於其上，其中此像素電極位於此顯示區中，此些金屬走線位於此遮蔽區中並與此像素電極連接；一第二基板，包含一遮光層及一對向電極設於其上，其中此遮光層位於此遮蔽區中，並鄰接此顯示區之一側；一框膠塗佈區，位於此遮蔽區中，其中此框膠塗佈區中設置有一框膠，黏著此第一基板及此第二基板，並環繞此遮光層相對於此顯示區之另一側；以及一液晶層，夾於此第一基板及此第二基板之間，並由此框膠環繞密封。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發明中不同的特徵。各特定實施例中的組成及配置將會在以下作描述以簡化本發明。這些實施例並非用於限定本發明。此外，在本說明書的各種例子中可能會出現重複的元件符號以便簡化描述，但這不代表在各個實施例及/或圖示之間有何特定的關連。

參見第1圖，其顯示依照本發明一實施例之液晶顯示裝置100之上視圖。如第1圖所示，液晶顯示裝置100具有一顯示區Z1及一遮蔽區Z2環繞該顯示區Z1。此遮蔽區 Z2可包含一遮光層114及一框膠塗佈區110A。此遮蔽區Z2具有小於約50%之總體光穿透率。遮光層114可鄰接並環繞顯示區Z1。在本說明書各實施例中，遮光層114係定義為可使用者無法以肉眼觀察到光線穿透之遮光材料，例如吸光度(optical density)大於約3.5之材料。框膠塗佈區110A可環繞遮光層114之相對於顯示區Z1之另一側。框膠塗佈區110A中可塗佈有框膠，其中框膠與基板之接觸寬度實質上等於框膠塗佈區110A之寬度。在一實施例中，框膠塗佈區110A中除塗佈有框膠外，可更包含其他可減低光穿透率之材料，例如各種顏色之彩色濾光片、具支撐功能之光阻材料、非透明之金屬層等。

框膠塗佈區110A之總體光穿透率可小於或等於遮光層114之光穿透率。在一實施例中，框膠塗佈區110A中之各材料(包含框膠)的總體吸光度可具有小於或等於約50%之總體光穿透率，或具有遮光層之約50%至約100%之總體吸光度。此外，遮光層114及框膠塗佈區110A之總寬度可不大於5mm，以使液晶顯示裝置100能滿足現今窄邊框的需求。然而，可知的是，上述遮光層及框膠塗佈區之總寬度係僅用以舉例，本領域具有通常知識者可依其當時技術做任意改變。

如此，藉由降低框膠塗佈區中之各材料之總體光穿透率，可適當地彌補因遮光層寬度過窄而產生遮蔽及漏光的問題，且框膠本身亦可具有足夠大的面積以提供足夠的黏著力及接收照光，而可提升框膠的可靠度，並進一步提升液晶顯示裝置之可靠度。

參見第2圖，其顯示依照本發明一實施例之液晶顯示裝置200之剖面圖。在一實施例中，液晶顯示裝置200之上視圖可如第1圖所示，具有顯示區Z1及環繞其周圍之遮蔽區Z2。

液晶顯示裝置200可包含一第一基板202、一第二基板204及一液晶層206。其中，第二基板204與第一基板202對向設置，藉由框膠210相互黏著固定。液晶層206夾設於第一基板202與第二基板204之間，框膠210可沿液晶層206之周長環繞，以密封液晶層206。在一實施例中，第一基板可為一薄膜電晶體(TFT)陣列基板，其可包含第一電極230、至少一薄膜電晶體232及複數金屬走線218設置於一玻璃基板上。第一電極230及薄膜電晶體232可至少位於顯示區Z1中。第一電極230可例如為像素電極，其係為透明電極層，包含如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或鋁鋅氧化物(AZO)等材質。金屬走線218位於遮蔽區Z2中。金屬走線218可將顯示區Z1中之各元件，例如第一電極230，電性連接至外部區域的電路，例如輸出/輸入端。金屬導線218可由金屬或其他任意導電材料形成。

第二基板204可包含一彩色濾光片206及一對向電極設置於一玻璃基板上。彩色濾光片242可位於顯示區Z1中，並對應於第一基板202上的像素電極230設置。在某些實施例中，如有多個不同顏色之彩色濾光片242時，可於彩色濾光片242之間設置黑色矩陣246。對向電極244可順應性地覆蓋於彩色濾光片上242。在一實施例中，遮光層214可設置於第二基板204上，位於遮蔽層Z2中，鄰 接並環繞顯示區Z1周圍。在某些實施例中，遮光層214之寬度可為小於5mm，厚度可為小於3um。遮光層可包含吸光度大於3.5之材料，例如可由一或多層之黑色油墨、彩色光阻、黑色光阻、偏光板或前述之組合形成。

框膠塗佈區210A可設置於遮光層214之外側，以能接受照光。框膠塗佈區210A中可塗佈有框膠210，環繞遮光層214及液晶層206。在一實施例中，框膠210可為光穿透率等於或低於約50%之光學膠材。或者，框膠210可為吸光度為遮光層214之約50%至100%之光學膠材。在一實施例中，框膠210可包含如具有顏色之環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸酯、酚酮樹脂、碳粉等光學膠材。這些光學膠材可本身具有低的光穿透率或藉由摻雜其他物質而帶有低的光穿透率，例如可藉由摻雜各種可阻擋光通過之金屬顆粒、陶瓷顆粒或塑膠顆粒達成。在一實施例中，框膠210可覆蓋部分的金屬走線218並與其直接接觸，因此，為了避免第一基板202上的金屬走線218與對向電極242電性連接，框膠210較佳可為絕緣材料。當框膠210中含有導電物質，例如金屬顆粒時，其成分應小於3wt%。既然框膠210具有低的光穿透率，可扮演類似遮光層214的作用，例如遮蔽金屬走線218使其不易被使用者察覺，且可反射來自顯示區Z1的漏光。此外，既然遮蔽區Z2中的所有材料皆具有等於或小於約50%之光穿透率，遮蔽區Z2可具有等於或小於約50%之總體光穿透率。

在一實施例中，框膠210與基板之接觸寬度可實質上等於框膠塗佈區210A之寬度，例如可介於0.3至5mm。 框膠210及遮光層之總寬度可介於0.3mm至5mm。可知的是，上述遮光層及框膠之寬度係僅用以舉例，本領域具有通常知識者可依其當時技術做任意改變。

參見第3圖，其顯示依照本發明一實施例之液晶顯示裝置300之剖面圖。在一實施例中，液晶顯示裝置300之上視圖可如第1圖所示，具有顯示區Z1及環繞其周圍之遮蔽區Z2。在本實施例中，框膠塗佈區中除塗佈有框膠外，尚設置了彩色濾光片或其他可減低穿透率之元件，以幫助減低框膠塗佈區中的穿透率。值得注意的是，在本實施例中，與前述實施例相同的參考標號代表相同或相似元件。

液晶顯示裝置300可包含一第一基板202、一第二基板204及一液晶層206。第二基板204與第一基板202對向設置，藉由框膠210相互黏著固定。液晶層206夾設於第一基板202與第二基板204之間，框膠210可沿液晶層206之周長環繞，以密封液晶層206。在一實施例中，第一基板可為一薄膜電晶體(TFT)陣列基板，其可包含第一電極230、至少一薄膜電晶體232及複數金屬走線218設置於一玻璃基板上。第一電極230及薄膜電晶體232可至少位於顯示區Z1中。第一電極230可例如為像素電極，其係為透明電極層，包含如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或鋁鋅氧化物(AZO)等材質。金屬走線218位於遮蔽區Z2中。金屬走線218可將顯示區Z1中之各元件，例如第一電極230，電性連接至外部區域的電路，例如輸入/輸出端。金屬導線218可由金屬或其他任意導電材料形成。

第二基板204可包含一彩色濾光片206及一對向電 極。彩色濾光片342可位於顯示區Z1中對應於第一基板202上的像素電極230設置，並延伸至遮蔽區Z2之框膠塗佈區210A中。亦即，在框膠塗佈區210A中不但塗佈有框膠210，且在框膠210及第二基板204之間尚設置有彩色濾光片342。在一實施例中，彩色濾光片342在框膠塗佈區210A中的寬度可等於或小於框膠塗佈區210A的寬度。例如，如第3圖所示，彩色濾光片342在框膠塗佈區210A中的寬度可小於框膠塗佈區210A的寬度，以使遮蔽區Z2具有梯度漸減的光穿透率，例如在越靠近顯示區Z1時，光穿透率越低。

值得注意的是，在第3圖中雖僅顯示彩色濾光片342是由顯示區Z1延伸經過遮光層214至框膠塗佈區210A中，在某些實施例中，框膠塗佈區210A及顯示區Z1中的彩色濾光片342可為分開獨立地設置(即不會經過遮光層214)。例如，既然框膠塗佈區210A中的彩色濾光片342不需對應至像素電極230，其可具有任意顏色，可由一或多層相同或不同顏色的彩色濾光片形成。此外，框膠塗佈區342中亦可包含其他可進一步光穿透率降低的材料，例如偏光板，或可直接以上述材料取代框膠塗佈區210A中的彩色濾光片342。在本實施例中，框膠210與彩色濾光片342的總體光穿透率為等於或小於約50%，或總體吸光度為遮光層214之約50%至約100%。此外，既然遮蔽區Z2中的所有材料皆具有等於或小於約50%之光穿透率，遮蔽區Z2可具有等於或小於約50%之總體光穿透率。在本實施例中，既然框膠塗佈區210A中具有其他元件可幫助降低 光穿透率，可使框膠210的材料選擇更具有彈性，例如可摻雜較為少量的擋光顆粒，降低框膠的成本及提高其性能。

參見第4圖，其顯示依照本發明一實施例之液晶顯示裝置400之剖面圖。在一實施例中，液晶顯示裝置400之上視圖可如第1圖所示，具有顯示區Z1及環繞其周圍之遮蔽區Z2。在本實施例中，係以一彩色濾光片於薄膜電晶體陣列(color filter on array，COA)型液晶顯示裝置為例，然而，在本發明領域具有通常知識者應當知道，其並非用以限制本發明權利範圍，本發明實施例所舉例之液晶顯示裝置亦可應用於其他種類的液晶顯示裝置，例如黑色矩陣於薄膜電晶體型(black matrix on array，BOA)、多域垂直配向型(multi-domain vertical alignment，MVA)、光配向技術(photo alignment)、奈米凸起多域垂直配向型(nano-protrusion multi-domain vertical alignment，NPMVA)。值得注意的是，在本實施例中，與前述實施例相同的參考標號代表相同或相似元件。

液晶顯示裝置400可包含一第一基板202、一第二基板204及一液晶層206。第二基板204與第一基板202對向設置，藉由框膠210相互黏著固定。液晶層206夾設於第一基板202與第二基板204之間，框膠210可沿液晶層206之周長環繞，以密封液晶層206。在一實施例中，第一基板可為一薄膜電晶體(TFT)陣列基板，其可包含第一電極230、至少一薄膜電晶體232、彩色濾光片442及複數金屬走線218設置於一玻璃基板上。第一電極230、薄膜電晶體232及彩色濾光片442可至少位於顯示區Z1中。第一電 極230可例如為像素電極，其係為透明電極層，包含如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或鋁鋅氧化物(AZO)等材質。金屬走線218位於遮蔽區Z2中，且部分可設置於框膠塗佈區210A中。彩色濾光片442可設置於第一電極230及玻璃基板之間，並對應第一電極230設置。

如第4圖所示，框膠塗佈區210A中可塗佈有框膠310。或者，框膠塗佈區210A中亦可設置其他可幫助降低光穿透率之元件，例如彩色濾光片(圖中未顯示)。框膠塗佈區210的總體光穿透率係等於或小於約50%，或為遮光層214之約50%至100%，以提供類似於遮光層之功能。

依照本發明實施例所舉例之液晶顯示裝置，可藉由降低框膠塗佈區中之總體光穿透率，適當地彌補因遮光層寬度過窄而產生遮蔽及漏光的問題，且框膠本身亦可具有足夠大的面積以提供足夠的黏著力及接收照光，而可提升框膠的可靠度，並進一步提升液晶顯示裝置之可靠度。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，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，當可作任意之更動與潤飾，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。

100‧‧‧液晶顯示裝置

110A‧‧‧框膠塗佈區

114‧‧‧遮光層

200‧‧‧液晶顯示裝置

202‧‧‧第一基板

204‧‧‧第二基板

206‧‧‧液晶層

210‧‧‧框膠

210A‧‧‧框膠塗佈區

214‧‧‧遮光層

230‧‧‧第一電極

230‧‧‧第一電極

232‧‧‧薄膜電晶體

242‧‧‧彩色濾光片

244‧‧‧第二電極

246‧‧‧黑色矩陣

300‧‧‧液晶顯示裝置

342‧‧‧彩色濾光片

400‧‧‧液晶顯示裝置

442‧‧‧彩色濾光片

Z1‧‧‧顯示區

Z2‧‧‧遮蔽區

第1圖顯示為依照本發明一實施例之液晶顯示裝置之上視圖。

第2~4圖顯示為依照本發明多個實施例之液晶顯示裝置之剖面圖。

200‧‧‧液晶顯示裝置

202‧‧‧第一基板

204‧‧‧第二基板

206‧‧‧液晶層

210‧‧‧框膠

210A‧‧‧框膠塗佈區

214‧‧‧遮光層

218‧‧‧金屬走線

230‧‧‧第一電極

232‧‧‧薄膜電晶體

242‧‧‧彩色濾光片

244‧‧‧第二電極

246‧‧‧黑色矩陣

Z1‧‧‧顯示區

Z2‧‧‧遮蔽區

Claims (20)

1. 一種液晶顯示裝置，包含：一顯示區；以及一遮蔽區，環繞該顯示區，其中該遮蔽區包含：一遮光層，鄰接並環繞該顯示區之一側；及一框膠塗佈區環繞該遮光層之相對於該顯示區之一側，一框膠，位於該框膠塗佈區中，密封該液晶層；其中該框膠具有等於或小於約50%之光穿透率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包含：一第一電極，位於該顯示區中；一第二電極，至少位於該顯示區中；一液晶層，至少位於該顯示區中，並夾於該第一電極及該第二電極之間，其中該遮光層為黑色矩陣，且該框膠與該遮光層之重疊部份小於50%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，更包含一彩色濾光片設置於該第二電極上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，更包含一彩色濾光片設置於該第一電極上。
5. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，更包含複數條金屬走線位於該遮蔽區中，該些金屬走線與該第一電極電性連接，並由該框膠所覆蓋。
6. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中 該框膠與該些金屬走線直接接觸。
7. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠塗佈區中更包含設置一彩色濾光片、具支撐功能之光阻材料、一非透明之金屬層或前述之組合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置，其中該遮蔽區具有梯度漸減的光穿透率。
9. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠包含具有顏色之環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸酯、酚酮樹脂、碳粉或前述之組合。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠中摻雜有金屬顆粒、陶瓷顆粒、塑膠顆粒或前述之組合。
11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠塗佈區有等於或小於約50%之光穿透率或該遮光層之約50%至100%之總體吸光度。
12. 一種液晶顯示裝置，具有一顯示區及一環繞該顯示區之遮蔽區，其中該液晶顯示裝置包含：一第一基板，包含一像素電極及複數條金屬走線設於其上，其中該像素電極位於該顯示區中，該些金屬走線位於該遮蔽區中並與該像素電極連接；一第二基板，包含一遮光層及一對向電極設於其上，其中該遮光層位於該遮蔽區中，並鄰接該顯示區之一側；一框膠塗佈區，位於該遮蔽區中，其中該框膠塗佈區中設置有一框膠，黏著該第一基板及該第二基板，並環繞該遮光層相對於該顯示區之另一側，其中該框膠具有等於 或小於約50%之光穿透率；以及一液晶層，夾於該第一基板及該第二基板之間，並由該框膠環繞密封。
13. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，更包含一彩色濾光片鄰接該對向電極，其中該遮光層為黑色矩陣，且該框膠與該遮光層之重疊部份小於50%。
14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中該彩色濾光片更包含設置於該框膠塗佈區中。
15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置，其中該遮蔽區具有梯度漸減的光穿透率。
16. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，更包含一彩色濾光片鄰接該像素電極。
17. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，其中該些金屬走線由該遮光層及該框膠所遮蔽。
18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該些金屬走線與該框膠直接接觸。
19. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠包含摻雜金屬顆粒、陶瓷顆粒或塑膠顆粒之環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸酯、酚酮樹脂、碳粉或前述之組合。
20. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，其中該框膠塗佈區有等於或小於約50%之光穿透率或該遮光層之約50%至100%之總體吸光度。