TWI519854B

TWI519854B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI519854B
Application number: TW102138526A
Authority: TW
Inventors: 黃俊智; 邱旭平; 楊仁光
Original assignee: 中華映管股份有限公司
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2016-02-01
Also published as: US20150116605A1; TW201516523A

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具有靜電防護層的顯示面板。

目前市場對於液晶顯示面板皆朝向高對比、無灰階反轉、高亮度、高色飽和度、快速反應以及廣視角等方向發展。邊際場切換式(Fringe Field Switching，FFS)液晶顯示面板為目前已廣泛使用的顯示面板之一，其具有低耗電、高透光率、高亮度、反應快速、無色偏以及高色彩還原性等特性。

然而，在傳統的FFS液晶顯示面板中，由於共用電極和畫素電極皆配置於畫素陣列基板上，因此當彩色濾光基板受到靜電放電(electrostatic discharge，ESD)作用時，會導致顯示面板發生功能突然失常等不穩定的現象，嚴重的話會造成電子產品內的電子元件不堪承受靜電的電壓或電流而損壞。雖然可以在彩色濾光基板的遠離於畫素陣列基板的表面上配置透明的銦錫氧化物(ITO)層，並藉由銀膠來傳導靜電以提高顯示面板抵抗ESD的能力，但是上述方法必須將彩色濾光基板翻面，才能製作銦錫氧化物層。而且需藉由人工打點的方式來製作導電銀膠，因此容易造成製程困難以及成本增加等問題。

本發明提供一種顯示面板，可提高顯示面板抵抗ESD的能力。

在本發明的顯示面板中，由於彩色濾光基板的靜電防護層是位於面向畫素陣列基板的表面上，因此本發明的導電結構例如是可使用自動化的打點方式製作且例如是包括多個金球。如此一來，相較於傳統的顯示面板(使用人工方式打點銀膠且彩色濾光基板的靜電防護層是位於遠離於畫素陣列基板的表面上)，本發明的顯示面板的結構設計具有可自動化打點以及不需要將彩色濾光基板翻面製作靜電防護層的優點。其中，由於可自動化打點，因此本發明可降低打點誤差，且導電結構以及接墊的尺寸皆可製作的更小，進而可節省非顯示區的線路的佈局空間。此外，由於不需要將基板翻面製作的製程步驟，因此還可以簡化製程、節省成本與人力，並可減少產生刮傷與破片的問題。另外，由於彩色濾光基板的遠離於畫素陣列基板的表面上未配置銦錫氧化物層，因此亦可在彩色濾光基板與畫素陣列基板組立後進行二次加工以使顯示面板更薄型化。

本發明提出一種顯示面板，具有顯示區以及非顯示區。顯示面板包括畫素陣列基板、彩色濾光基板至少一導電結構以及顯示介質。彩色濾光基板與畫素陣列基板相對設置。彩色濾光基板包括第一基板、黑矩陣層、彩色濾光層以及靜電防護層。黑矩陣層位於第一基板上，以於顯示區中定義出多個第一開口，且黑矩陣層從顯示區更延伸至非顯示區中。彩色濾光層具有多個彩色濾光圖案，彩色濾光圖案分別位於對應的第一開口中。靜電防護層至少位於黑矩陣層與部分彩色濾光層之間。至少一導電結構位於畫素陣列基板與彩色濾光基板之間，且位於非顯示區中，其中靜電防護層更位於黑矩陣層以及導電結構之間，且靜電防護層與至少一導電結構電性連接。顯示介質位於畫素陣列基板與彩色濾光基板之間。

基於上述，在本發明的顯示面板中，彩色濾光基板的靜電可透過由靜電防護層與導電結構所構成的電荷引導路徑分散而不易累積，因此可提高顯示面板抵抗ESD的能力。此外，本發明的靜電防護層的電極可透過對應的導電結構與對應的傳輸導線電性連接，由於傳輸導線可以電性連接至共用電壓源或者是電性連接至感測電壓源，因此顯示面板的靜電防護層與其電極結構的設計可兼具高開口率、提高抵抗ESD的能力以及觸控功能等優點。

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。

100、200、300‧‧‧顯示面板

102‧‧‧顯示區

104‧‧‧非顯示區

110‧‧‧彩色濾光基板

112‧‧‧第一基板

112a‧‧‧第一表面

114‧‧‧黑矩陣層

114a‧‧‧第一開口

114b‧‧‧第二表面

114c‧‧‧側壁

116、216、216a、216b、316、316a、316b‧‧‧靜電防護層

118‧‧‧彩色濾光層

118a‧‧‧彩色濾光圖案

119‧‧‧平坦層

119a‧‧‧開口

120‧‧‧畫素陣列基板

122‧‧‧第二基板

122a‧‧‧第三表面

124‧‧‧畫素陣列層

124a‧‧‧畫素

126‧‧‧接墊

130‧‧‧導電結構

140‧‧‧框膠

150‧‧‧顯示介質

316c‧‧‧第二開口

326‧‧‧傳輸導線

3161、3163、3165‧‧‧第一電極

3162、3164、3166‧‧‧第二電極

I-I’‧‧‧線

V‧‧‧電壓源

圖1是依照本發明的第一實施例的顯示面板的上視示意圖。

圖2是圖1的顯示面板沿線I-I’的剖面示意圖。

圖3是依照本發明的第二實施例的顯示面板的上視示意圖。

圖4是圖3的顯示面板沿線I-I’的剖面示意圖。

圖5A是依照本發明的其他實施例的靜電防護層的上視示意圖。

圖5B是依照本發明的其他實施例的靜電防護層的上視示意圖。

圖6是依照本發明的第三實施例的顯示面板的上視示意圖。

圖7A是圖6的第一電極與第二電極的局部上視示意圖。

圖7B是依照本發明的其他實施例的第一電極與第二電極的局部上視示意圖。

圖7C是依照本發明的其他實施例的第一電極與第二電極的局部上視示意圖。

圖1是依照本發明的第一實施例的顯示面板的上視示意圖，而圖2是圖1的顯示面板沿線I-I’的剖面示意圖。

請同時參照圖1及圖2，顯示面板100具有顯示區102以及非顯示區104，其中非顯示區104圍繞顯示區102設置。顯示面板100例如是FFS液晶顯示面板。在下文中，本發明的實施例將以顯示面板100為FFS液晶顯示面板為例來說明。顯示面板100 包括相對設置的彩色濾光基板110與畫素陣列基板120、導電結構130、框膠140以及顯示介質150。

彩色濾光基板110包括第一基板112、黑矩陣層114、靜電防護層116、彩色濾光層118以及平坦層119。

第一基板112的材料例如是玻璃、石英、有機聚合物或其他合適的材料。第一基板112具有面向畫素陣列基板120的第一表面112a。

黑矩陣層114位於第一基板112的第一表面112a上，且黑矩陣層114從顯示區102更延伸至非顯示區104中。黑矩陣層114於顯示區102中定義出多個第一開口114a，其中第一開口114a暴露出第一基板112的部分第一表面112a。換句話說，黑矩陣層114位於顯示區102與非顯示區104中，其中位於顯示區102中的黑矩陣層114具有以矩陣形式排列的多個第一開口114a。黑矩陣層114的材料例如是黑色樹脂、有機遮光材料或其他合適的遮光材料。再者，黑矩陣層114具有第二表面114b以及側壁114c，其中第二表面114b面向畫素陣列基板120。

靜電防護層116覆蓋黑矩陣層114的所有第二表面114b、黑矩陣層114之側壁114c，並填入第一開口114a中。因此，靜電防護層116共形地(conformally)且全面地覆蓋黑矩陣層114的第二表面114b與側壁114c以及被第一開口114a所暴露出的第一表面112a。換句話說，靜電防護層116位於顯示區102與非顯示區104中。在本實施例中，靜電防護層116的材料例如是透明導電材料，以減少顯示面板100顯示的影像受到靜電防護層116的影響，因此可使顯示面板100保持一定的光學品味。透明導電材料包括銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)或其他合適的高導電係數透明材料。

彩色濾光層118設置於靜電防護層116上且具有多個彩色濾光圖案118a。每一彩色濾光圖案118a分別位於對應的每一第一開口114a中，且彩色濾光圖案118a更延伸設置於黑矩陣層114的部分第二表面114b上。因此，部分靜電防護層116是位於黑矩陣層114的第二表面114b與彩色濾光層118之間。換句話說，彩色濾光圖案118a位於顯示區102中，且這些彩色濾光圖案118a也是以矩陣形式排列。舉例來說，彩色濾光圖案118a包括紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案，但本發明不限於此。彩色濾光圖案118a可以具有各種的顏色組合、形狀或配置。彩色濾光圖案118a的材料例如是有色樹脂或其他合適的材料。

平坦層119位於第一基板112的第一表面112a上，且全面地覆蓋黑矩陣層114、靜電防護層116以及彩色濾光層118。平坦層119的材料例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的絕緣材料。再者，平坦層119具有開口119a，開口119a位於非顯示區104中且暴露出部分靜電防護層116。

畫素陣列基板120包括第二基板122、畫素陣列層124以及接墊126。

第二基板122的材料例如是玻璃、石英、有機聚合物或其他合適的材料。第二基板122具有面向彩色濾光基板110的第三表面122a。

畫素陣列層124位於第二基板122的第三表面122a上，且位於顯示區102中。畫素陣列層124具有以矩陣形式排列的多個畫素124a。在本實施例中，畫素124a例如是次畫素，且每一畫素124a分別對應每一第一開口114a設置。為了清楚起見，省略了圖1及圖2的畫素124a所包括的掃描線、資料線、主動元件、畫素電極等構件未繪示，這些省略的構件為本領域的技術人員所周知，故不再加以贅述。

接墊126位於第二基板122的第三表面122a上，且位於非顯示區104中。接墊126的材料例如是金屬、合金或其他合適的導電材料。

導電結構130位於畫素陣列基板120與彩色濾光基板110之間，且位於非顯示區104中。再者，導電結構130位於開口119a中，以與靜電防護層116電性連接。換句話說，靜電防護層116更位於黑矩陣層114以及導電結構130之間。導電結構130可以是多個導電球(未繪示)，且導電球例如是金球、金屬球或合金球。

在本實施例中，接墊126電性連接至共用電壓源，且彩色濾光基板110的靜電防護層116會經由導電結構130與畫素陣列基板120的接墊126電性連接，以構成電荷引導路徑。如此一來，彩色濾光基板110的靜電可透過上述電荷引導路徑分散而不易累積，以提高顯示面板100抵抗靜電放電的能力。

還值得一提的是，由於彩色濾光基板110的靜電防護層116是位於面向畫素陣列基板120的第一表面112a上，因此本發明的導電結構130例如是可使用自動化的打點方式製作且例如是包括多個金球。如此一來，相較於傳統的顯示面板(使用人工方式打點銀膠且彩色濾光基板的靜電防護層是位於遠離於畫素陣列基板的表面上)，本發明的顯示面板的結構設計具有可自動化打點以及不需要將彩色濾光基板110翻面製作靜電防護層的優點。其中，由於可自動化打點，因此本發明可降低打點誤差，且導電結構130以及接墊126的尺寸皆可製作的更小，進而可節省非顯示區的線路的佈局空間。此外，由於不需要將基板翻面製作的製程步驟，因此還可以簡化製程、節省成本與人力，並可減少產生刮傷與破片的問題。另外，由於彩色濾光基板110的遠離於畫素陣列基板120的第二表面上未配置銦錫氧化物層，因此亦可在彩色濾光基板110與畫素陣列基板120組立後進行二次加工以使顯示面板100更薄型化。

框膠140位於畫素陣列基板120與彩色濾光基板110之間，且圍繞顯示區102。框膠140的材料例如是光固化材料、熱固化材料或其他合適的固化材料。

顯示介質150位於畫素陣列基板120與彩色濾光基板110之間，且位於顯示區102中。在本實施例中，由於顯示面板100為FFS液晶顯示面板，因此顯示介質150為液晶分子。

在上述圖1及圖2的實施例中是以靜電防護層116覆蓋黑矩陣層114的所有第二表面114b、黑矩陣層114之側壁114c並填入第一開口114a中為例來說明，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，靜電防護層亦可以是至少位於黑矩陣層的部分第二表面上。

圖3是依照本發明的第二實施例的顯示面板的上視示意圖，而圖4是圖3的顯示面板沿線I-I’的剖面示意圖。圖3及圖4的實施例與上述圖1及圖2的實施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。請同時參照圖3及圖4，圖3及圖4的實施例與上述圖1及圖2的實施例之不同之處在於靜電防護層216僅位於黑矩陣層114的所有第二表面114b上。換句話說，在顯示面板200中，彩色濾光基板110的靜電防護層216不位於第一開口114a中。因此，靜電防護層216至少位於黑矩陣層114的第二表面114b與部分彩色濾光層118之間。再者，靜電防護層216從顯示區102更延伸至非顯示區104中，以與導電結構130電性連接。

在本實施例中，彩色濾光基板110的靜電防護層216位於黑矩陣層114的所有第二表面114b上(亦即，靜電防護層216不位於第一開口114a中，其中第一開口114a對應於畫素124a)，且靜電防護層216的形狀與黑矩陣層114的形狀相同。因此，此圖案化的靜電防護層216不僅可避免干擾畫素124a上方的顯示介質150，而導致在面內產生黑紋現象(disclination)以及透過率下降的問題。而且，靜電防護層216的材料還可以選用導電性較佳的金屬材料，而不限於透明導電材料。在本實施例中，靜電防護層216的材料例如是不透明或透明的導電材料。不透明導電材料包括金屬、合金或其他合適的高導電係數的不透明材料。透明導電材料包括銦錫氧化物或其他合適的高導電係數的透明材料。

在上述圖3及圖4的實施例中是以靜電防護層216位於黑矩陣層114的所有第二表面114b上為例來說明，亦即，以靜電防護層216的形狀與黑矩陣層114的形狀相同為例來說明，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，靜電防護層亦可以是位於黑矩陣層的部分第二表面上，且靜電防護層的形狀可以是與黑矩陣層114的形狀不完全相同。

圖5A及圖5B是依照本發明的其他實施例的靜電防護層的上視示意圖。圖5A及圖5B的實施例與上述圖3及圖4的實施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。請同時參照圖3至圖5B，圖5A及圖5B的實施例與上述圖3及圖4的實施例之不同之處在於靜電防護層216a、216b是位於黑矩陣層114的部分第二表面114b上，其中靜電防護層216a不位於每一列的第一開口114a之間，而靜電防護層216b不位於每一行的第一開口114a之間。再者，本發明並不特別限定靜電防護層216a、216b的形狀。舉例來說，靜電防護層216a、216b的形狀可以與黑矩陣層114的形狀相似或完全不同。也就是說，在本實施例中，只要靜電防護層216a、216b是位於黑矩陣層114的部分第二表面114b上，並且這些圖案化的靜電防護層216a、216b 可以從顯示區102更延伸至非顯示區104中，以與導電結構130及接墊126電性連接而構成電荷引導路徑即可。

圖6是依照本發明的第三實施例的顯示面板的上視示意圖，圖7A是圖6的第一電極與第二電極的局部上視示意圖，而圖7B及圖7C是依照本發明的其他實施例的第一電極與第二電極的局部上視示意圖。

圖6及圖7A的實施例與上述圖3及圖4的實施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。請同時參照圖6及圖7A，圖6及圖7A的實施例與上述圖3及圖4的實施例之不同之處在於靜電防護層316具有至少一第一電極3161與至少一第二電極3162，且顯示面板300包括至少一導電結構130以及多條傳輸導線326。

彩色濾光基板110的靜電防護層316位於顯示區102中，且靜電防護層316的至少一第一電極3161與至少一第二電極3162彼此電性絕緣。在本實施例中，第一電極3161與第二電極3162具有網格(mesh)圖案，其例如是分別為具有多個第二開口316c的圖案，其中第二開口316c對應暴露出第一開口114a。因此，第一電極3161與第二電極3162的材料可選用導電性較佳的金屬材料，而不限於透明導電材料。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第一電極3161與第二電極3162亦可以是不具有暴露出第一開口114a的第二開口316c，或者是具有暴露出部分第一開口114a的開口，在此，第一電極3161與第二電極3162的材料較佳是選用透明導電材料，以避免影響到顯示面板300的光學品味。

再者，在本實施例中，彩色濾光基板110包括至少一導電結構130，亦即彩色濾光基板110具有複數個導電結構130。第一電極3161與第二電極3162分別與對應的導電結構130電性連接。

畫素陣列基板120包括多條傳輸導線326。傳輸導線326位於第二基板122的第三表面122a上，且位於非顯示區104中。傳輸導線326的材料例如是金屬、合金或其他合適的導電材料。

值得一提的是，在本實施例中，第一電極3161透過對應的導電結構130與對應的傳輸導線326電性連接，且第二電極3162透過對應的導電結構130與對應的傳輸導線326電性連接。第一電極3161以及第二電極3162例如是可作為觸控電極。再者，在本實施例中，傳輸導線326可以電性連接電壓源V，其例如是電性連接至共用電壓源或者是電性連接至感測電壓源。當傳輸導線326電性連接至共用電壓源時，則構成電荷引導路徑。當傳輸導線326電性連接至感測電壓源時，則可對顯示面板300進行觸控操作時以產生電容觸控訊號。也就是說，在本實施例中，顯示面板300的靜電防護層316與其電極結構的設計可兼具高開口率、提高抵抗ESD的能力以及觸控功能等優點。

此外，在本實施例中，靜電防護層316的第一電極3161與第二電極3162的形狀分別為具有多個長條的梳子形狀且彼此交錯設置，但本發明不限於此。在其他實施例中，靜電防護層的第一電極與第二電極亦可以具有其他的形狀或配置。舉例來說，如圖7B所示，靜電防護層316a的第一電極3163與第二電極3164的形狀分別為具有多個菱形串列的梳子形狀且彼此交錯設置。或者是，如圖7C所示，靜電防護層316b的第一電極3165的形狀為具有多個長條的雙面梳子形狀，而第二電極3166的形狀為具有多個長條的矩形形狀，其中第二電極3166的矩形形狀圍繞第一電極3165且此二電極的長條彼此交錯設置。