TWI504945B - 彩色濾光基板以及具有該彩色濾光基板的顯示面板 - Google Patents

Description

彩色濾光基板以及具有該彩色濾光基板的顯示面板

本發明是有關於一種基板以及顯示裝置，且特別是有關於一種可感應無線電磁波用以產生電力的彩色濾光基板以及顯示面板。

近年來，各式電子產品都不斷朝向操作簡便、小體積以及大螢幕尺寸的方向邁進，特別是攜帶式的電子產品對於體積及螢幕尺寸的要求更為嚴格。因此，許多電子產品都將觸控面板與液晶顯示面板整合，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，進而使螢幕可配置的面積擴大。

對於手機等攜帶式的電子產品而言，常有需要對手機進行充電等需求，目前使用者需要額外攜帶旅充等接線來連接手機與電源插座來進行充電，或者使用者需要將電池自手機上拔掉，藉此另外插在電池座充上進行充電。然而，由於使用者需額外攜帶旅充或是電池座的配件，造成不便。因此，對於例如像手機等電子產品，業界正在尋求一種可在不增加攜帶物品體積的前提下，使電子產品能更為簡便的充電方式。

本發明提供一種彩色濾光基板，除了可提供彩色濾光之外尚可具備感應無線電磁波用以產生電力的結構。

本發明提供一種顯示面板，除了可提供顯示功能之外尚可具備感應無線電磁波用以產生電力的接收無線電波的功能結構。

本發明提出一種彩色濾光基板，其包括基板、黑矩陣、彩色濾光層、內訊號線以及外訊號線。黑矩陣位於基板上，黑矩陣在基板上分隔出多個陣列排列的畫素單元，黑矩陣包括一線圈圖案以及除線圈圖案外的一網格狀圖案。彩色濾光層具有多個濾光圖案，其分別位於畫素單元中。內訊號線以及外訊號線分別與線圈圖案的內端與外端電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之線圈圖案為矩形線圈，其由外而內是沿著邊長漸減的矩形圖案連續地圍繞而成。

在本發明之一實施例中，上述之線圈圖案與網格狀圖案之材質為導電黑矩陣，且線圈圖案與網格狀圖案彼此電性獨立。

在本發明之一實施例中，上述之線圈圖案之材質為導電黑矩陣，而網格狀圖案之材質為黑矩陣光阻。

在本發明之一實施例中，上述之黑矩陣位於基板與內訊號線之間。更具體而言，彩色濾光基板可以進一步包括一介電層以及一保護層，其中介電層覆蓋黑矩陣以及彩色濾光層，且內訊號線位於介電層與保護層之間。此外，彩色濾光基板可以更包括一共通電極，覆蓋於保護層上，且內訊號線的材質與共通電極的材質相同。

在本發明之一實施例中，上述之內訊號線位於黑矩陣與基板之間。更具體而言，彩色濾光基板可以進一步包括一介電層以及一保護層，內訊號線位於基板上，介電層覆蓋內訊號線，且介電層位於內訊號線以及黑矩陣之間，保護層覆蓋黑矩陣以及彩色濾光層。此外，彩色濾光基板可以更包括一共通電極，覆蓋於保護層上，且內訊號線的材質與共通電極的材質相同。

在本發明之一實施例中，上述之外訊號線與黑矩陣例如為相同膜層。

在本發明之一實施例中，上述之線圈圖案的間隔為畫素單元的畫素邊長的整數倍。

在本發明之一實施例中，上述之網格狀圖案包括多條第一圖案與多條第二圖案，第一圖案與第二圖案彼此交錯並連接，各第一圖案在與線圈圖案交錯處彼此斷開成多條第一線段，且各第二圖案在與線圈圖案交錯處彼此斷開成多條第二線段。

在本發明之一實施例中，上述之黑矩陣的材質包括鉻、氧化鉻或二者的組合。

本發明另提出一種顯示面板，其具有上述的彩色濾光基板、主動元件陣列基板以及顯示介質，其中顯示介質位於彩色濾光基板與主動元件陣列基板之間。

基於上述，本發明之彩色濾光基板、顯示面板以及觸控顯示面板中直接將具有感應無線電磁波的線圈圖案直接製作於黑矩陣中。如此一來，這些黑矩陣除了可以有效地遮蔽不必要的光線、隔離兩相鄰畫素單元的遮光功能，黑矩陣中的線圈圖案更可以作為接收無線電波的接收器，當搭配無線充電座後即可實現無線充電的功能。因此，利用本發明之彩色濾光基板的顯示面板可以在不增加體積的前提下，達到無線充電的功能。

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。

圖1A為本發明之彩色濾光基板的一實施例中一種上視示意圖，而圖1B為圖1A中A處的局部放大圖。如圖1A所示，彩色濾光基板200包括基板210、黑矩陣220、彩色濾光層230、內訊號線240以及外訊號線250。黑矩陣220位於基板210上，黑矩陣220在基板210上分隔出多個陣列排列的畫素單元P。彩色濾光層230具有多個濾光圖案232，其分別位於畫素單元P中。

特別的是，黑矩陣220包括一線圈圖案222以及除線圈圖案222外的一網格狀圖案226。具體而言，黑矩陣220可以是導電型黑矩陣或者是不導電的樹脂型黑矩陣，當黑矩陣220為導電型黑矩陣時，線圈圖案222與網格狀圖案226彼此電性獨立。詳言之，線圈圖案222具有導電性，其材質可採用例如鉻等兼具導電以及遮光性質的導電黑矩陣。另一方面，網格狀圖案226則可同樣採用兼具導電以及遮光性質的導電黑矩陣，或者網格狀圖案226亦可採用具有遮光性質但電性絕緣的黑矩陣光阻，二者的實施態樣將詳述於圖1B與圖1C。

具體而言，如圖1A與圖1B所示，線圈圖案222為矩形線圈，其由外而內是沿著邊長漸減的矩形圖案連續地圍繞而成。換言之，線圈圖案222的是由多個同心但不同邊長的矩形彼此連續地串接而成，線圈圖案222的最外端222D與一外訊號線250電性連接，而線圈圖案222的最內端222C與一內訊號線240電性連接。外訊號線250與內訊號線240的一端分別電性連接至周邊電路區的外部接墊區，內訊號線240的另一端為經由一位於內訊號線與線圈圖案之間的貫孔而與線圈圖案222的最內端222C相連接處，而外訊號線250的另一端為經由一位於外訊號線與線圈圖案之間的貫孔而與線圈圖案222的最外端222D相連接處。如此一來，黑矩陣藉由線圈圖案222而具備感應無線電磁波的功能。當本發明之彩色濾光基板200搭配一充電座使用時，該充電座用以發出無線電波並產生磁通量變化，線圈圖案222即可利用法拉第定律自充電座感應出對應的磁力變化，進而產生電力，有關彩色濾光基板222之充電機制詳述於圖3A與圖3B。

如圖1B所示，當線圈圖案222與網格狀圖案226之材質均採用兼具導電以及遮光性質的導電黑矩陣時，黑矩陣220中的線圈圖案222與網格狀圖案226在交錯處具有一間隙d。更詳細而言，線圈圖案222由多個平行於第一方向D1的第一方向部222a以及多個平行於第二方向D2的第二方向部222b交替地連接而成。另一方面，網格狀圖案226包括平行於第一方向D1的多條第一圖案226a與平行於第二方向D2的多條第二圖案226b，第一圖案226a與第二圖案226b彼此交錯並連接，各第一圖案226a在與線圈圖案222交錯處彼此斷開成多條第一線段S1，且各第二圖案226b在與線圈圖案222交錯處彼此斷開成多條第二線段S2，相鄰第一線段S1之間的間距與相鄰第二線段S2之間的間距為人眼無法辨識的範圍，因此，即使網格狀圖案226與線圈圖案222之間具有些微的間隙d，但並不影響黑矩陣220的遮光效果。

當然，線圈圖案222與網格狀圖案226之材質亦可分別採用具導電性之導電黑矩陣以及具絕緣性之黑矩陣光阻，如本案圖1C所示。此時，即使黑矩陣220中的線圈圖案222與網格狀圖案226彼此相連，亦可實現本發明。

此外，在另一實施例中，亦可採用非導電型的黑矩陣作為線圈圖案222與網格狀圖案226，並另外在線圈圖案222的非導電型的黑矩陣上額外加上一層導電材料來作為線圈線圈圖案，本發明並不以此為限。

圖2A為圖1A中沿II-II’剖面線的一種彩色濾光基板的剖面示意圖。請參照圖1A與圖2A，外訊號線250可直接由線圈圖案222的最外端222D延伸至周邊電路的外部接墊260a上，換言之，在本實施例中，外訊號線250與黑矩陣220例如為相同膜層。另一方面，與線圈圖案222最內端222C連接的內訊號線240可藉由有別於黑矩陣220的另一膜層來與周邊電路的外部接墊260b電性連接。如圖2A所示，黑矩陣220與彩色濾光層230位於基板210與內訊號線240之間。

更具體而言，彩色濾光基板200可以進一步包括一介電層270以及一保護層280，其中介電層270覆蓋黑矩陣220以及彩色濾光層230，且內訊號線240夾設於位於介電層270與保護層280之間，藉此，內訊號線240可跨越與其交錯的網格狀圖案226，而與周邊電路區的外部接墊260b電性連接。此外，彩色濾光基板200可以進一步包括共通電極290，且其覆蓋於保護層280上，而本實施例之內訊號線240的材質可以選用與共通電極290相同的材質，其例如為銦錫氧化物。此外本實施例之黑矩陣220的材質可以是鉻、氧化鉻或者是鉻與氧化鉻二者的疊層，本發明並不以此為限。

值得一提的是，本實施例之線圈圖案222的圖形例如為矩形線圈，其線寬大致上與黑矩陣220的線寬相同，且線圈圖案222中相鄰第一方向部222a之間的間隔I1(如圖1A所示)以及相鄰第二方向部222b之間的間隔I2(如圖1A所示)分別為畫素單元P的畫素邊長的整數倍。然，彩色濾光基板200中線圈圖案222的設置數量、每一線圈圖案222的圈數、線寬、密度或是線圈圖形可依據產品的尺寸、充電規格等需求而定，本發明並不以此為限。

承上述，本發明之彩色濾光基板200中的黑矩陣220兼具黑矩陣的遮光效果以及感應無線電磁波的效果。

圖2B為圖1A中沿II-II剖面線的另一種彩色濾光基板的剖面示意圖。請參照圖1A與圖2B，其與圖2A之彩色濾光基板200類似，惟差異為：本實施例之彩色濾光基板300的內訊號線240與黑矩陣220的膜層形成順序與前述實施例不同，本實施例之內訊號線240位於黑矩陣220與基板210之間。詳細來說，彩色濾光基板300包括介電層270以及保護層280，內訊號線240先配置於基板210上，介電層270覆蓋內訊號線240，且介電層270位於內訊號線240以及黑矩陣220之間，保護層280覆蓋黑矩陣220以及彩色濾光層230，且彩色濾光基板300的共通電極290覆蓋於保護層280，且內訊號線240的材質可與共通電極290的材質相同，且本實施例之黑矩陣220的材質可以是鉻、氧化鉻或者是鉻與氧化鉻二者的疊層，本發明並不以此為限。

同前述，本實施例之彩色濾光基板300中的黑矩陣220兼具黑矩陣的遮光效果以及感應無線電磁波的效果。

圖3A繪示為本發明之一實施例中的顯示面板的上視示意圖，而圖3B繪示為本發明之一實施例中的顯示面板在充電時的示意圖。請參照圖3A與圖3B，顯示面板400具有彩色濾光基板410、主動元件陣列基板420以及位於彩色濾光基板200與主動元件陣列基板420之間的顯示介質430。彩色濾光基板410可以是上述彩色濾光基板200或彩色濾光基板300的其中之一。為了清楚說明，圖3A中僅繪示出彩色濾光基板410中的線圈圖案222，而省略了網格狀圖案226、濾光圖案232等構件的繪示，其相關的結構請參見前文。另外，如圖3B所示，在進行充電時，顯示面板400例如是將彩色濾光基板410朝向充電座450來進行無線充電。

請參照圖3A與圖3B，在實際的應用層面上，顯示面板400會外接一蓄電元件，例如無線充電電池440，而此無線充電電池440即自彩色濾光基板410的外部接墊260b以及外部接墊260a分別與內訊號線240以及外訊號線250電性連接。在應用時，可藉由將外部接墊260a、260b與電池的正負端結合，但不以此為限，亦即彩色濾光基板410具有可用以供充電用的外部接墊260a以及外部接墊260b。顯示面板400進行充電時，例如會被放置在一充電板450(或是其他的無線電波發射器)上，且充電板450具有線圈，當充電座的線圈有電流流過時，會對充電座線圈的周圍產生磁場。當基板上(接收端)的線圈靠近時，會因為感受到該磁場而產生電壓，進一步誘導彩色濾光基板上之黑矩陣的線圈圖案產生電壓與電流，進而產生電力，顯示面板400不僅具備有顯示的功能，還可與無線充電電池440連接而兼具作為無線充電電池440的感應無線電磁波的功能。

值得一提的是，本實施例之顯示面板中也可以進一步整合觸控元件而形成觸控顯示面板，使得觸控顯示面板中具有由黑矩陣所構成線圈圖案的彩色濾光基板。如此一來，可使得觸控顯示面板在不增加體積的前提下，實現顯示、觸控感測以及無線充電等三機一體的功能，更能滿足消費者的需求。

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。

200、300、410．．．彩色濾光基板

210．．．基板

220．．．黑矩陣

222．．．線圈圖案

222a．．．第一方向部

222b．．．第二方向部

226．．．網格狀圖案

226a．．．第一圖案

226b．．．第二圖案

230．．．彩色濾光層

232．．．濾光圖案

240．．．內訊號線

250．．．外訊號線

260a、260b．．．外部接墊

270．．．介電層

280．．．保護層

290．．．共通電極

400．．．顯示面板

420．．．主動元件陣列基板

430．．．顯示介質

440．．．無線充電電池

450．．．充電板

d．．．間隙

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

P．．．畫素單元

S1．．．第一線段

S2．．．第二線段

D1．．．間隔

D2．．．間隔

圖1A為本發明之彩色濾光基板的一實施例中一種上視示意圖，圖1B為圖1A中A處的一種局部放大圖，圖1C為圖1A中A處的另一種局部放大圖。

圖2A為圖1A中沿II-II剖面線的一種彩色濾光基板的剖面示意圖。

圖2B為圖1A中沿II-II剖面線的另一種彩色濾光基板的剖面示意圖。

圖3A繪示為本發明之一實施例中的顯示面板的上視示意圖，而圖3B繪示為本發明之一實施例中的顯示面板在充電時的示意圖。

200．．．彩色濾光基板

210．．．基板

220．．．黑矩陣

222．．．線圈圖案

222a．．．第一方向部

222b．．．第二方向部

226．．．網格狀圖案

226a．．．第一圖案

226b．．．第二圖案

230．．．彩色濾光層

232．．．濾光圖案

240．．．內訊號線

250．．．外訊號線

260a、260b．．．外部接墊

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

P．．．畫素單元

Claims (16)

1. 一種彩色濾光基板，包括：一基板；一黑矩陣，位於該基板上，該黑矩陣在該基板上分隔出多個陣列排列的畫素單元，該黑矩陣包括一線圈圖案以及除該線圈圖案外的一網格狀圖案；一彩色濾光層，具有多個濾光圖案分別位於該畫素單元中；以及一內訊號線以及一外訊號線，分別與該線圈圖案的內端與外端電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該線圈圖案與該網格狀圖案之材質為導電黑矩陣，該線圈圖案與該網格狀圖案彼此電性獨立。
3. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該線圈圖案之材質為導電黑矩陣，而該網格狀圖案之材質為黑矩陣光阻。
4. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該線圈圖案為矩形線圈，其由外而內是沿著邊長漸減的矩形圖案連續地圍繞而成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該黑矩陣位於該基板與該內訊號線之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光基板，更包括一介電層以及一保護層，該介電層覆蓋該黑矩陣以及該彩色濾光層，且該內訊號線位於該介電層與該保護層之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之彩色濾光基板，更包括一共通電極，覆蓋於該保護層上，且該內訊號線的材質與該共通電極的材質相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該內訊號線位於該黑矩陣與該基板之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之彩色濾光基板，更包括一介電層以及一保護層，該內訊號線位於該基板上，該介電層覆蓋該內訊號線，且該介電層位於該內訊號線以及該黑矩陣之間，該保護層覆蓋該黑矩陣以及該彩色濾光層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之彩色濾光基板，更包括一共通電極，覆蓋於該保護層上，且該內訊號線的材質與該共通電極的材質相同。
11. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該外訊號線與該黑矩陣為相同膜層。
12. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該線圈圖案的間隔為該畫素單元的畫素邊長的整數倍。
13. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該網格狀圖案包括多條第一圖案與多條第二圖案，該些第一圖案與該些第二圖案彼此交錯並連接，各該第一圖案在與該線圈圖案交錯處彼此斷開成多條第一線段，且各該第二圖案在與該線圈圖案交錯處彼此斷開成多條第二線段。
14. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該黑矩陣的材質包括鉻、氧化鉻或二者的組合。
15. 一種顯示面板，包括：一如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板；一主動元件陣列基板；以及一顯示介質，位於該彩色濾光基板與該主動元件陣列基板之間。
16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示面板，更包括一觸控感測元件，位於該主動元件陣列基板或該彩色濾光基板的其中之一上。