TWI514054B

TWI514054B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI514054B
Application number: TW102124541A
Authority: TW
Inventors: Cheng Ying Chou; Yu Chuan Lin
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-12-21
Also published as: TW201502668A; CN103576393A; CN103576393B

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在密封膠兩側具有間隙物結構及堆疊結構的顯示面板。

一般而言，主動陣列基板及彩色濾光基板之間的液晶間距(cell gap)是影響液晶顯示面板之顯示品質的重要因素之一。在習知技術中，為了維持前述兩基板間的液晶間距，除了透過在顯示區之主動陣列基板或彩色濾光基板上設置間隙物(photo-spacer)來支撐外，亦透過密封膠來支撐周邊區。

然而，在習知技術中，當組立兩基板時，位於周邊區的基板通常因不均勻壓力的影響而造成翹翹板效應(seesaw effect)。也就是說，在組立習知液晶顯示面板時，受壓力的影響周邊區的液晶間距通常會不均勻，進而將可能影響顯示區而導致顯示不良等問題。

本發明提供一種顯示面板，其在週邊區具有均勻的液晶間距。

本發明的顯示面板包括第一基板以及一第二基板、密封膠、顯示介質、多個堆疊結構以及多個間隙物結構。第一基板以及一第二基板彼此相對向設置。密封膠位於第一基板與第二基板之間。顯示介質位於第一基板、第二基板以及密封膠之間。多個堆疊結構位於第一基板上，其中堆疊結構設置於密封膠的兩側。多個間隙物結構位於第二基板上，其中間隙物結構的高度實質上相同，且間隙物結構分別對應堆疊結構設置。間隙物結構與對應的堆疊結構之間具有多個間隙高度，且間隙高度不完全相同。

基於上述，在本發明所提出的顯示面板中，在密封膠的兩側分別設置有多個堆疊結構及對應的多個間隙物結構，且兩者之間具有高度不完全相同的多個間隙高度。如此一來，當第一基板及第二基板因組立而受到不均勻的壓力時，透過上述堆疊結構可提供維持液晶間隙的緩衝功用。

為讓本發明的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。

10‧‧‧顯示面板

100‧‧‧第一基板

110‧‧‧畫素陣列層

200‧‧‧第二基板

210‧‧‧彩色濾光陣列層

212‧‧‧遮光圖案

214‧‧‧彩色濾光圖案

220‧‧‧對向電極

230、402‧‧‧間隙物

300‧‧‧顯示介質

400‧‧‧密封膠

500a、500b、500c‧‧‧堆疊結構

501a、502a、503a、501b、502b、501c‧‧‧膜層

600a、600b、600c‧‧‧間隙物結構

AA‧‧‧顯示區

BF‧‧‧周邊區

C‧‧‧接觸窗

CH‧‧‧通道層

D‧‧‧汲極

DL1~DLn‧‧‧資料線

F‧‧‧支撐力

G‧‧‧閘極

GH₁ 、GH₂ 、GH₃ ‧‧‧間隙高度

Ha、Hb、Hc‧‧‧高度

IL、PL‧‧‧絕緣層

IS‧‧‧內側

OS‧‧‧外側

P‧‧‧畫素結構

PE‧‧‧畫素電極

S‧‧‧源極

SL1~SLn‧‧‧掃描線

T‧‧‧主動元件

U‧‧‧畫素單元

圖1是本發明一實施例之顯示面板的上視示意圖。

圖2是沿著圖1之剖面線I-I’的剖面示意圖。

圖3是本發明一實施例之畫素陣列層的示意圖。

圖4是本發明一實施例之第二基板受壓力作用而傾斜的示意圖。

圖5是本發明另一實施例之第二基板受壓力作用而傾斜的示意圖。

圖1是本發明一實施例之顯示面板的上視示意圖。圖2是沿著圖1之剖面線I-I’的剖面示意圖。圖3是本發明一實施例之畫素陣列層的示意圖。請同時參照圖1以及圖2，本實施例之顯示面板10具有顯示區AA以及環繞顯示區AA四周的周邊區BF。

另外，在本實施例中，顯示面板10包括第一基板100、畫素陣列層110、第二基板200、彩色濾光陣列層210、顯示介質300、密封膠400、堆疊結構500a、500b、500c以及間隙物結構600a、600b、600c。

第一基板100以及第二基板200彼此相對向設置。第一基板100以及第二基板200之材質可各自為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是其它可適用的材料。

接著，請同時參照圖2及圖3，畫素陣列層110位於第一基板100上，且位於顯示區AA中。畫素陣列層110包括多條掃描線SL1~SLn、多條資料線DL1~DLn以及多個畫素結構P，且每一畫素結構P對應一個畫素單元U設置。掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn具有不相同的延伸方向，較佳的是掃描線SL1~SLn的延伸方向與資料線DL1~DLn的延伸方向垂直。此外，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn是位於不相同的膜層，且兩者之間夾有絕緣層(未繪示)。掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn主要用來傳遞驅動此些畫素結構P的驅動訊號。掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn一般是使用金屬材料。然而，本發明不限於此。根據其他實施例，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn也可以使用其他導電材料例如是包括合金、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮化物、金屬材料的氮氧化物或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。

每一畫素結構P跟對應的一條掃描線SL1~SLn及對應的一條資料線DL1~DLn電性連接。更詳細而言，每一畫素單元U中都設置有畫素結構P。根據本實施例，畫素結構P包括主動元件T以及畫素電極PE。主動元件T與對應的一條掃描線SL1~SLn及對應的一條資料線DL1~DLn電性連接，且畫素電極PE與主動元件T電性連接。更詳細而言，主動元件T包括閘極G、通道層CH、源極S以及汲極D。閘極G與對應的一條掃描線SL1~SLn電性連接。通道層CH位於閘極G的上方。源極S以及汲極D位於通道層CH的上方，且源極S與對應的一條資料線DL1~DLn電性連接。閘極G的材質例如是金屬。通道層CH的材質可以是非晶矽半導體材料、金屬氧化物半導體材料、有機半導體材料等半導體材料。源極S以及汲極D的材質例如可選自於金屬、透明導電材料、金屬合金等導電材料。本實施例之主動元件T是以底部閘極型薄膜電晶體為例來說明，但本發明不限於此。在其他實施例中，上述之主動元件T也可是以頂部閘極型薄膜電晶體。

此外，畫素電極PE藉由接觸窗C與主動元件T的汲極D電性連接。畫素電極PE例如是透明畫素電極，其材質包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。

在本實施例中，主動元件T的閘極G上更覆蓋有絕緣層IL，其又可稱為閘極絕緣層。在本實施例中，主動元件T上可更覆蓋有另一絕緣層PL，其又可稱為平坦層。另外，畫素電極PE配置在絕緣層PL上，而接觸窗C位在絕緣層PL中。絕緣層IL與絕緣層PL的材料例如是無機材料、有機材料或上述之組合。無機材料例如是包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或上述至少二種材料的堆疊層。

請同時參照圖1及圖2，彩色濾光陣列層210位於第二基板200上，且位於顯示區AA中。彩色濾光陣列層210包括遮光圖案212以及多個彩色濾光圖案214，且每一彩色濾光圖案214對應一個畫素單元U設置。彩色濾光圖案214包括紅色濾光圖案、綠色濾光圖案、藍色濾光圖案或是其他的濾光圖案或是無色圖案。在本實施例中，彩色濾光圖案214是設置於第二基板200上，但是本發明不限於此。在其他實施例中，彩色濾光圖案214也可以設置於第一基板100上，以構成彩色濾光層於畫素陣列上(color filter on array,COA)之結構。

遮光圖案212對應彩色濾光圖案214而設置。從另一方面來看，遮光圖案212對應掃描線SL1~SLn、資料線DL1~DLn以及主動元件T而設置。一般而言，掃描線SL1~SLn、資料線DL1~DLn以及主動元件T所在位置為畫素陣列層110中各畫素結構P間不透光的區域。因此，透過設置遮光圖案212可避免影像顯示品質受到不良的影響。遮光圖案212的材質例如是黑色樹脂或是遮光金屬，且較佳是由低反射的材料構成。

另外，在本實施例中，顯示面板10可更包括對向電極220，其覆蓋在彩色濾光陣列層210上。對向電極220的材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物等，以及其混合物或是疊層。

另外，在本實施例中，顯示面板10的顯示區AA中可更包括間隙物230，以使顯示區AA中之第一基板100與第二基板200之間的液晶間距均勻。間隙物230的材質例如是感光有機材料。

密封膠400位於第一基板100與第二基板200之間，且位於周邊區BF中，以使第一基板100以及第二基板200組立在一起。從另一方面來看，密封膠400環繞顯示區AA而設置。密封膠400的材料例如是熱固性膠材、光固化膠材或是其他合適的材料。在本實施例中，顯示面板10可選擇性地更包括位於密封膠400內的間隙物402。間隙物402的材料例如是球狀玻璃或柱狀玻璃。另外，間隙物402與間隙物230的材質並不相同。

顯示介質300位於第一基板100、第二基板200以及密封膠400之間。換言之，顯示介質300是設置在第一基板100、第二基板200以及密封膠400之間的容納空間之中。顯示介質300可以是液晶顯示介質、電泳顯示介質或是其他顯示介質。

堆疊結構500a、500b、500c位於第一基板100上，且位於周邊區BF中。詳細而言，堆疊結構500a、500b、500c對稱地設置於密封膠400的兩側，亦即密封膠400的內側IS及外側OS，堆疊結構500a設置於密封膠400兩側接近密封膠400的位置，其次再設置堆疊結構500b，最後設置堆疊結構500c，亦即堆疊結構500c為距離密封膠400最遠的堆疊結構。另外，堆疊結構500a、500b、500c是由至少一膜層堆疊而成。在本實施例中，堆疊結構500a是由膜層501a、膜層502a及膜層503a堆疊而成，堆疊結構500b是由膜層501b及膜層502b堆疊而成，堆疊結構500c是由膜層501c堆疊而成。也就是說，在本實施例中，堆疊結構500a、500b、500c分別由不同數量的膜層所堆疊而成。

更詳細而言，膜層501a、膜層501b及膜層501c與主動元件T的閘極G是在同一製程步驟中一起形成，亦即膜層501a、膜層501b、膜層501c及閘極G屬於同一膜層，且具有相同的材質；膜層502a及膜層502b與主動元件T的通道層CH是在同一製程步驟中一起形成，亦即膜層502a、膜層502b及通道層CH屬於同一膜層，且具有相同的材質；以及膜層503a與主動元件T的源極S及汲極D是在同一製程步驟中一起形成，亦即膜層503a與源極S及汲極D屬於同一膜層，且具有相同的材質。從另一角度而言，在本實施例中，膜層501a、膜層501b以及膜層501c即為金屬層；膜層502a以及膜層502b即為半導體層；而膜層503a即為金屬層。

根據上述內容可知，在本實施例中，位於周邊區BF中的堆疊結構500a、500b、500c與位於顯示區AA中的畫素陣列層110的製程步驟可整合在一起，因此不需使用額外的製程步驟即可於周邊區BF之密封膠400的內側IS及外側OS中形成具有不同高度的堆疊結構。

在本實施例中，雖然膜層501a、膜層501b以及膜層501c為金屬層；膜層502a以及膜層502b為半導體層；以及膜層503a為金屬層，但是本發明並不限於此。在其他實施例中，膜層502a以及膜層502b也可以是絕緣層，亦即膜層502a以及膜層502b可與絕緣層IL在同一製程步驟中一起形成；而膜層503a則也可以是半導體層或絕緣層，亦即膜層503a可與通道層CH、絕緣層PL或畫素電極PE在同一製程步驟中一起形成。也就是說，根據實際上製程的需求，堆疊結構500a、500b、500c中的各膜層可分別對應於畫素陣列層110中的任一膜層，亦即閘極G、絕緣層IL、通道層CH、源極S以及汲極D、絕緣層PL及畫素電極PE中的任一者。

間隙物結構600a、600b、600c位於第二基板200上，且位於周邊區BF中。間隙物結構600a、600b、600c的材質例如是感光有機材料，且間隙物結構600a、600b、600c的材質與顯示區AA中間隙物402的材質不相同。在本實施例中，間隙物結構600a、600b、600c的高度Ha、Hb、Hc實質上相同。

另外，間隙物結構600a、600b、600c分別對應堆疊結構500a、500b、500c而對稱地設置於密封膠400的內側IS及外側OS。詳細而言，由於間隙物結構600a、600b、600c的高度Ha、Hb、Hc實質上相同，且堆疊結構500a、500b、500c分別由不同數量的膜層堆疊而成，因此間隙物結構600a、600b、600c與對應的堆疊結構500a、500b、500c之間分別具有間隙高度GH₁ 、GH₂ 、GH₃ ，且間隙高度GH₁ 、GH₂ 、GH₃ 彼此之間並不相同，其中間隙高度GH₃ 大於間隙高度GH₂ ，間隙高度GH₂ 大於間隙高度GH₁ ，且間隙高度GH₁ 為0。也就是說，在本實施例中，間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 隨著遠離密封膠400而越來越大。此外，間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 皆在0微米至1微米的範圍內。然而，本發明並不限於此，只要間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 隨著遠離密封膠400有增加的趨勢，且間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 皆在0微米至1微米的範圍內即落入本發明的範疇內。也就是說，在密封膠400的內側IS或外側OS中的間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 彼此之間可以不完全相同。

另外，在本實施例中，雖然間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 隨著遠離密封膠400而越來越大，但本發明並不限於此。在其他實施例中，間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 隨著遠離密封膠400也可以有減小的趨勢，只要間隙高度GH₁ 、間隙高度GH₂ 及間隙高度GH₃ 皆在0微米至1微米的範圍內即可。

另外，在本實施例中，堆疊結構500a由三個膜層501a、502a及503a堆疊而成，堆疊結構500b由兩個膜層501b及502b堆疊而成，以及堆疊結構500c由一個膜層501c堆疊而成，並且間隙高度GH₃ 大於間隙高度GH₂ ，間隙高度GH₂ 大於間隙高度GH₁ ，以及間隙高度GH₁ 為0。但本發明並不限於此，只要在間隙物結構600a、600b、600c的高度Ha、Hb、Hc實質上相同的情況下，間隙物結構600a、600b、600c與對應的堆疊結構500a、500b、500c彼此搭配使得兩者之間的間隙高度GH₁ 、GH₂ 、GH₃ 隨著遠離密封膠400有增加或減小的趨勢，且間隙高度GH₁ 、GH₂ 、GH₃ 皆在0微米至1微米的範圍內即可。

另外，隨著密封膠400環繞顯示區AA而設置，堆疊結構500a、500b、500c及間隙物結構600a、600b、600c會在密封膠400的內側IS及外側OS分別排列成環繞顯示區AA的三個環狀圖案(如圖1所示)。然而，本發明並不限於此。在其他實施例中，密封膠400的內側IS及外側OS也可分別包括彼此對應的兩個堆疊結構及間隙物結構，或是彼此對應的四個或四個以上的堆疊結構及間隙物結構，亦即在密封膠400的內側IS及外側OS分別會形成有兩個環狀圖案，或是四個或四個以上的環狀圖案。

基於上述，在本實施例的顯示面板10中，由於分別設置在密封膠400的內側IS及外側OS中的堆疊結構500a、500b、500c及間隙物結構600a、600b、600c之間具有間隙高度GH₁ 、GH₂ 、GH₃ ，當第一基板100及第二基板200因組立而受到不均勻的壓力時，透過上述堆疊結構500a、500b、500c可提供維持液晶間隙(cell gap)的緩衝功用。如圖4所示，在周邊區BF內，當第一基板100與第二基板200在組立時受到不均勻的壓力而向密封膠400的外側OS傾斜，透過上述堆疊結構500a、500b、500c與間隙物結構600a、600b、600c的設置可提供維持液晶間隙的緩衝作用，避免密封膠400在完全固化前即因不均勻的壓力而變形，進而影響液晶間隙。因此，當間隙物結構600a、600b、600c朝向對應的堆疊結構500a、500b、500c擠壓時，將會產生使第二基板200往上移動的支撐力F，避免密封膠400變形，從而維持顯示面板10之液晶間隙的均勻性。或是，如圖5所示，在周邊區BF內，當第二基板200在組立時受到不均勻的壓力而向密封膠400的內側IS傾斜，透過上述堆疊結構500a、500b、500c與間隙物結構600a、600b、600c的設置可提供維持液晶間隙的緩衝作用。因此，當間隙物結構600a、600b、600c朝向對應的堆疊結構500a、500b、500c擠壓時，將會產生使第二基板200往上移動的支撐力F，從而維持顯示面板10之液晶間距的均勻性。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。