TWI521285B - 用於併入一第三金屬層之顯示器之行間隔板設計 - Google Patents

用於併入一第三金屬層之顯示器之行間隔板設計 Download PDF

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TWI521285B
TWI521285B TW102119986A TW102119986A TWI521285B TW I521285 B TWI521285 B TW I521285B TW 102119986 A TW102119986 A TW 102119986A TW 102119986 A TW102119986 A TW 102119986A TW I521285 B TWI521285 B TW I521285B
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金孔武
張世昌
陳宬
朴英培
正中Ｚ 仲
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Description

用於併入一第三金屬層之顯示器之行間隔板設計 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2012年6月6日申請之美國臨時專利申請案第61/656,476號及2012年9月6日申請之美國專利申請案第13/605,918號的權利，該兩案之全部內容出於所有目的以引用之方式併入本文中。
本申請案大體而言係關於諸如液晶顯示器(LCD)面板之顯示器面板上之行間隔板的形成，且更特定而言，係關於在顯示器面板上形成行間隔板，其可利用由第三金屬層產生之步階高度差，以便使得由於將外力施加至顯示器面板而產生之對該面板之損害最小化。
諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器等之各種類型之技術的顯示幕可用作多種電子裝置的螢幕或顯示器，該等電子裝置包括諸如電視的消費型電子裝置、電腦及手持式裝置(例如，蜂巢式電話、平板電腦、音訊及視訊播放器、遊戲系統等等)。LCD裝置(例如)通常在相對較薄之封裝中提供平面顯示器，該平面顯示器適用於多種電子商品中。另外，相比於可比較之顯示器技術，LCD裝置通常使用較少電力，從而使得LCD裝置適用於電池供電之裝置中或需要使電力使用最小化的其他情形下。
LCD裝置通常包括配置成矩陣之多個像元(像素)。可藉由掃描線 及資料線電路來驅動像素以將影像顯示於顯示器上，影像可在多個影像圖框中被週期性地再新，使得使用者可感知到連續影像。基於施加至像素之液晶材料之電場的強度，LCD裝置之個別像素可准許來自背光之可變量的光穿過像素。電場可由兩個電極(共同電極及像素電極)之電位差產生。在諸如電控雙折射率(ECB)LCD之一些LCD中，液晶可在兩個電極之間。在諸如共平面切換型(IPS)LCD及邊緣電場切換型(FFS)LCD的其他LCD中，兩個電極可定位於液晶之同一側上。
LCD時常要求將液晶「包夾」於兩個透明玻璃基板之間。在玻璃基板之間所維持的距離可判定液晶層之厚度，且液晶層之厚度與通過液晶層之光的透射率相關。通過液晶層之光的不良透射率可對正被顯示之影像的品質具有不利影響。因此，維持玻璃基板之間的均一距離對於維持良好影像保真度而言可為重要的。行間隔板(另外稱為柱間隔板)可用以產生玻璃基板之間的間隙，因此維持玻璃基板之間的獲得液晶層之所要透射率所必要的距離。然而，對顯示器施加之外力可使行間隔板變形且變更玻璃基板之間的間隙，因此變更液晶層之透射率。具有不同高度的行間隔板可用以加強LCD面板，使得玻璃基板之間的間隙得以維持；然而，具有不同高度的行間隔板可能難以可靠地進行製造。
本發明關於具有行間隔板之顯示器，該等行間隔板利用一薄膜電晶體(TFT)基板上之一突起以便將充分保護提供給該顯示器以免於由外來壓力及力所引起之變形，而同時維持液晶層中之足夠空間以允許液晶在製造期間充分地展開。
該基板上之該突起可例如由一像素TFT或沈積於TFT基板上之一金屬層(M3)產生。一組行間隔板可沈積於該突起之頂部上，同時與該第一組具有實質上相同高度的另一組行間隔板可沈積於別處。歸因於 該突起，第二組行間隔板將在其與該TFT基板之間留下一間隙，從而允許液晶層有足夠空間展開。使兩組行間隔板為實質上類似之高度可使得行間隔板之製造更容易。
124‧‧‧液晶顯示器(LCD)顯示幕
126‧‧‧液晶顯示器(LCD)顯示幕
128‧‧‧液晶顯示器(LCD)顯示幕
136‧‧‧行動電話
140‧‧‧數位媒體播放器
144‧‧‧個人電腦
200‧‧‧液晶顯示器(LCD)面板/面板堆疊
202‧‧‧彩色濾光片玻璃
204‧‧‧薄膜電晶體(TFT)玻璃
206‧‧‧薄膜電晶體(TFT)基板層
208‧‧‧液晶層
210‧‧‧行間隔板
300‧‧‧面板
302‧‧‧外力/特定之經施加力
402‧‧‧圓圈
404‧‧‧X
602‧‧‧第一曲線
604‧‧‧曲線
700‧‧‧面板堆疊/面板
702‧‧‧彩色濾光片玻璃
704‧‧‧薄膜電晶體(TFT)玻璃
706‧‧‧薄膜電晶體(TFT)基板層
708‧‧‧液晶層
710‧‧‧行間隔板
712‧‧‧行間隔板
714‧‧‧外力/力
804‧‧‧減小
855‧‧‧資料線
857‧‧‧像素電極
859‧‧‧共同電極(Vcom)
900‧‧‧顯示幕
901‧‧‧像素電極
903‧‧‧列
905‧‧‧資料線
907‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)
909‧‧‧源極
911‧‧‧閘極
913‧‧‧汲極
915‧‧‧閘極線
1002‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)玻璃
1006‧‧‧閘極線
1010‧‧‧資料線
1012‧‧‧閘極絕緣體
1014‧‧‧介電層
1102‧‧‧彩色濾光片玻璃
1104‧‧‧行間隔板
1106‧‧‧行間隔板
1108‧‧‧液晶層
1202‧‧‧鈍化層
1204‧‧‧行間隔板
1300‧‧‧顯示器像素堆疊/堆疊
1301‧‧‧第一金屬(M1)層
1303‧‧‧第二金屬(M2)層
1305‧‧‧共同電極(Vcom)層
1307‧‧‧第三金屬(M3)層
1309‧‧‧共同電極
1311‧‧‧連接元件
1319‧‧‧穿隧線
1321‧‧‧導電介層孔
1323‧‧‧資料線
1400‧‧‧共同電極
1401‧‧‧共同匯流排線
1402‧‧‧連接件
1502‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)玻璃
1504‧‧‧像素電極層
1508‧‧‧共同電極
1510‧‧‧行間隔板
1512‧‧‧行間隔板
1514‧‧‧鈍化層
1516‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)基板
1518‧‧‧M3層
1602‧‧‧介電層
1700‧‧‧計算系統
1702‧‧‧觸控處理器
1704‧‧‧周邊裝置
1706‧‧‧觸控控制器
1708‧‧‧感測通道
1710‧‧‧通道掃描邏輯
1712‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
1714‧‧‧驅動器邏輯
1716‧‧‧激勵信號
1717‧‧‧感測信號
1720‧‧‧觸控式螢幕/整合式顯示器與觸控式螢幕
1722‧‧‧驅動線
1723‧‧‧感測線
1724‧‧‧驅動介面
1725‧‧‧感測介面
1726‧‧‧觸控像素
1727‧‧‧觸控像素
1728‧‧‧主機處理器
1732‧‧‧程式儲存器
1734‧‧‧液晶顯示器(LCD)驅動器
圖1A說明包括根據一些經揭示實施例之LCD顯示幕的實例行動電話。
圖1B說明包括根據一些經揭示實施例之LCD顯示幕的實例數位媒體播放器。
圖1C說明包括根據一些經揭示實施例之LCD顯示幕的實例個人電腦。
圖2說明根據一些經揭示實施例之LCD面板的例示性層堆疊。
圖3說明根據一些經揭示實施例的當將外力施加於LCD面板上時該面板之層堆疊的例示性橫截面。
圖4說明根據一些經揭示實施例之個別行間隔板的例示性力-深度曲線。
圖5說明根據一些經揭示實施例的具有經減小之行間隔板密度的例示性面板堆疊。
圖6說明根據一些經揭示實施例之LCD面板行間隔板配置的例示性力-深度曲線。
圖7a說明根據一些經揭示實施例之又一例示性面板堆疊行間隔板配置。
圖7b說明根據一些經揭示實施例的當將外力施加於LCD面板上時該面板之層堆疊的又一例示性橫截面。
圖8說明根據一些經揭示實施例之實例LCD顯示幕，其中具有兩個顯示器像素之放大圖。
圖9說明根據一些經揭示實施例之沈積於TFT基板上之像素電極 的實例配置。
圖10說明根據一些經揭示實施例之部分LCD顯示層堆疊的例示性橫截面圖。
圖11說明根據一些經揭示實施例之部分LCD顯示層堆疊的又一橫截面圖。
圖12說明根據一些經揭示實施例之具有鈍化層之例示性LCD面板層堆疊。
圖13說明根據一些實施例之顯示器像素堆疊的分解圖。
圖14A及14B說明根據本發明之一些實施例的頂部上安置有金屬層的共同電極之近視圖。
圖15說明根據本發明之一些實施例的具有利用由金屬層產生之步階/突起之行間隔板配置的例示性LCD面板堆疊。
圖16說明根據本發明之一些實施例的具有利用由金屬層產生之步階/突起之行間隔板配置的另一例示性LCD面板堆疊。
圖17為實例計算系統之方塊圖，其說明根據本發明之實施例之實例觸控式螢幕的一實施。
在實施例之以下描述中，參看隨附圖式，該等隨附圖式形成本發明之一部分，且在該等隨附圖式中藉由說明來展示可實踐之特定實施例。應理解，可使用其他實施例，且可在不脫離經揭示實施例之範疇的情況下進行結構改變。
本申請案係關於形成諸如具有實質上均一高度之液晶顯示器(LCD)行間隔板的顯示器間隔板，該等顯示器間隔板充分地保護玻璃基板之間的間隙厚度而不阻礙液晶(或類似材料)展開之能力。第一組行間隔板可安置於金屬層之一升高之步階部分的頂部上以使得行間隔板觸碰基板。高度大致等於第一組行間隔板之高度的第二組行間隔板 可經安置以使得在間隔板與基板之間產生一間隙。此第二組間隔板可經形成以使得其對第一組行間隔板提供充分保護以免受來自外部壓力之損害，同時維持一間隙以使得液晶可在面板中展開。此情形可藉由使第一組行間隔板利用由金屬層產生之步階高度而達成。
儘管本文中可依據邊緣電場切換型(FFS)薄膜電晶體(TFT)LCD來描述且說明本文中所揭示之實施例，但其可用於其他類型之顯示器，諸如，共平面切換型(IPS)LCD、電控雙折射率(ECB)LCD及扭轉向列型(TN)LCD。另外，儘管可依據由銦錫氧化物(ITO)製成之共同電極來描述本文中之實施例，但其亦可應用於由任何導電材料製造之共同電極。另外，儘管可依據呈共同電極在頂部上之組態之LCD顯示器來描述且說明本文中所揭示之實施例，但其亦可適用於呈共同電極在底部上之組態的LCD顯示器組態，或除要維持均一間隙厚度之LCD以外的任何類型之顯示器。
諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器等之各種類型之技術的顯示幕可用作多種電子裝置的螢幕或顯示器，該等電子裝置包括諸如電視的消費型電子裝置、電腦及手持式裝置(例如，蜂巢式電話、平板電腦、音訊及視訊播放器、遊戲系統等等)。LCD裝置(例如)通常在相對較薄之封裝中提供平面顯示器，該平面顯示器適用於多種電子商品中。另外，相比於可比較之顯示器技術，LCD裝置通常使用較少電力，從而使得LCD裝置適用於電池供電之裝置中或需要使電力使用最小化的其他情形下。
圖1A至圖1C展示可實施根據本發明之實施例之LCD螢幕(其可為觸控式螢幕之部分)的實例系統。圖1A說明包括LCD顯示幕124之實例行動電話136。圖1B說明包括LCD顯示幕126之實例數位媒體播放器140。圖1C說明包括LCD顯示幕128之實例個人電腦144。LCD顯示幕124、126及128可包括眾多層，該眾多層堆疊於彼此頂部上且結合在 一起以形成顯示器。
圖2說明LCD面板之例示性層堆疊。LCD面板200可包括結合在一起以形成一個LCD面板之多個層。舉例而言，LCD面板200可由可位於堆疊之相反末端上的彩色濾光片玻璃202及TFT玻璃204組成。TFT玻璃204可具有直接安置於其頂部上之一TFT基板層206。TFT基板層206可含有產生驅動液晶層208之電場所必要的電組件。更具體而言，TFT基板206可包括各種不同層，該各種不同層包括諸如資料線、閘極線、TFT、共同電極及像素電極等的顯示元件。此等組件可幫助產生一受控電場，其基於待在任何特定像素處顯示之所要色彩而將位於液晶層208中之液晶定向至一特定定向上。一組行間隔板210可安置於彩色濾波片玻璃202上。該等行間隔板210可維持彩色濾光片玻璃202與TFT基板206之間的間隙，以使得液晶層208可佔用該間隙且維持一所要厚度。行間隔板可由光阻性材料形成且可使用光微影或光刻製程製造，在該製程中沈積於彩色濾光片玻璃202上之光阻性材料被曝露至紫外線光以形成一圖案。熟習此項技術者將認識到，液晶層208之厚度可影響自背光(未圖示)通過液晶層之光的透射率，該透射率又可影響LCD上之影像顯示的品質。因此，維持均一液晶層厚度可在維持顯示器之影像品質方面為重要的。行間隔板210可用以確保將液晶層208維持在一均一厚度。
圖3說明當將外力施加於LCD面板上時該面板之層堆疊的例示性橫截面。當將外力302施加至面板300時，該外力302可歸因於用以製造彩色濾光片玻璃202之材料中所固有的可撓性及彈性而使得彩色濾光片玻璃202壓縮。行間隔板210可幫助給予彩色濾光片玻璃202支撐，且可減小由外力302所引起的彩色濾光片玻璃202之壓縮量。如圖3中所說明，行間隔板210可安置於彩色濾光片玻璃202與TFT基板206之間，以使得行間隔板之一側觸碰彩色濾光片玻璃且行間隔板之另一 側觸碰TFT基板。當施加外力302時，行間隔板210可吸收該力中之一些。然而，在如此操作時，行間隔板210可歸因於用以製造行間隔板之材料之可撓性及彈性而壓縮。被表達為LCD顯示器面板之總表面積之一百分比的行間隔板密度可表示用以維持彩色濾光片玻璃202與TFT基板206之間的間隙之行間隔板的量。舉例而言，3%之行間隔板密度意謂LCD面板之表面積的3%被行間隔板覆蓋。行間隔板密度為3%的LCD面板具有比行間隔板密度為1%之LCD面板多的行間隔板。可藉由置放行間隔板使其彼此更接近以使得更多行間隔板可沈積於彩色濾光片玻璃上而達成更高之行間隔板密度。若如圖3中所展示行間隔板210經置放而彼此緊密接近，則個別行間隔板所經歷之壓縮可減小。
圖4說明圖3中所說明之組態中之個別行間隔板210的例示性力-深度曲線(另外稱為模數曲線)。曲線圖之y軸為施加至面板300之外力302之量的表示，其中藉由箭頭指示增大之力。x軸表示當將外力302施加至行間隔板210時行間隔板210之高度/深度，其中藉由箭頭指示減少之高度/深度。如一般熟習此項技術者將認識到，力-深度曲線實際上表示兩個曲線。藉由圓圈402表示之第一曲線展示當外力302增大時行間隔板210之高度/深度。如所展示，當外力302增大時，行間隔板210之高度歸因於如以上所論述之行間隔板所經歷之壓縮而減少。由X 404表示之第二曲線(其係自右至左讀取)表示當自行間隔板移除外力302時行間隔板210之高度/深度。因為圖3之面板300具有經置放而彼此緊密接近之行間隔板210，所以第二曲線完全與第一曲線重疊，此意謂當移除力時，在無力被施加時行間隔板之高度/深度返回至其原始高度。此可意謂行間隔板210之緊密接近允許個別行間隔板經歷由於將外力施加至面板300所引起的最小變形。當自面板300移除外力302時，行間隔板可返回至其原始高度，且彩色濾光片玻璃202與 TFT基板206之間的間隙經維持以使得液晶層208之厚度得以維持，此又意謂通過液晶層之光的透射率得以維持。
雖然置放行間隔板210使其彼此緊密接近可使行間隔板所經歷之變形/壓縮最小化，但就液晶可能不具有充分空間以在面板中展開而言，其可在液晶顯示器之製造方面引起問題。若在面板之製造期間液晶層不充分地展開，則LCD顯示器可變得不能操作。因此，雖然吾人可置放行間隔板210使其彼此緊密接近以便確保當將外力施加至行間隔板時無個別行間隔板變得變形，但行間隔板彼此之接近性受液晶材料在面板製造製程期間充分地展開的需要之約束。
圖5說明根據一個經揭示實施例的具有經減小之行間隔板密度的例示性面板堆疊。行間隔板210現經置放而彼此相距一更大距離，以便減小面板之總行間隔板密度。經減小之行間隔板密度可為液晶層208在面板之製造期間展開提供更多空間。
圖6說明圖5之LCD面板行間隔板配置的例示性力-深度曲線。當外力302增大時，行間隔板210變得被壓縮，從而如由第一曲線602所表示減小了其高度/深度。然而，因為行間隔板密度現較低，所以每一個別行間隔板210可需要承載該力之更大部分，此意謂特定之經施加力302可使得行間隔板之高度/深度減少相比於行間隔板密度較高之LCD面板而言更大之程度。個別行間隔板210上之此增大之壓縮可使行間隔板永久變形，此意謂即使自面板移除了力，行間隔板亦可能不再返回至其原始高度/深度且替代地可變得被永久地壓縮。此現象係由曲線604表示，其展示當自面板移除力302時，行間隔板不再返回至其為3.5μm之原始高度，而替代地返回至為2.0μm之經壓縮高度。
若行間隔板210由於過量之力而變得被永久地壓縮/變形，則行間隔板可能不再能夠維持彩色濾光片玻璃202與TFT基板206之間的均一間隙。彩色濾光片玻璃202與TFT基板206之間的間隙之不均一性意謂 液晶層208之厚度可能不再為均一的，此又可意謂在行間隔板之變形/壓縮之位點處通過液晶層208之光的透射率可變更。在LCD面板之特定點處的光之經變更透射率可在壓縮之位點處呈現永久且可見之視覺缺陷。
圖7a說明根據一個經揭示實施例之例示性面板堆疊行間隔板配置。面板堆疊700係類似於圖2之面板堆疊200而配置。面板700可含有可位於堆疊之相反末端上的彩色濾光片玻璃702及TFT玻璃704。TFT玻璃704可具有直接安置於其頂部上之一TFT基板層706。TFT基板層706可含有產生驅動液晶層708之電場所必要的電組件。更具體而言，TFT基板706可包括各種不同層，該各種不同層包括諸如資料線、閘極線、TFT、共同電極及像素電極等的顯示元件。此等組件可幫助產生一受控電場，其基於待在任何特定像素處顯示之所要色彩而將位於液晶層708中之液晶定向至一特定定向上。就面板700含有兩組行間隔板710及712而言，面板700不同於圖2中所說明之面板。行間隔板710及712之高度可不同。行間隔板710可為一高度以使得行間隔板之一個末端觸碰彩色濾光片玻璃702且行間隔板之另一末端觸碰TFT基板706。行間隔板712可為一高度以使得行間隔板之一個末端觸碰彩色濾光片玻璃702且另一末端在行間隔板之該末端與TFT基板之間留下一間隙，此留下供液晶在行間隔板下方流過且展開的空間。作為一實例，該間隙可為約0.5μm，此意謂行間隔板710及712之高度相差彼量。另外，在一些實施例中，行間隔板710之行間隔板密度可不同於行間隔板712之行間隔板密度。
圖7b說明根據一個經揭示實施例的當將外力施加於LCD面板上時該面板之層堆疊的橫截面。當外力714將面板700向下推時，高度足以橫越彩色濾光片玻璃702與TFT基板706之間的間隙之行間隔板710可歸因於該力而開始壓縮。該壓縮可使彩色濾光片玻璃702與TFT基板 706之間的間隙804減小。最終，因為力714使面板700壓縮，所以間隙804變得足夠小以使得行間隔板712不再在其末端與TFT基板706之間具有間隙。當行間隔板712開始觸碰TFT基板706時，其可接著開始吸收經施加之力714中之一些，且使行間隔板710所經歷之壓縮量最小化或減小行間隔板710所經歷之壓縮量。自力-深度曲線觀點，此可意謂行間隔板710可具有類似於圖4之力-深度曲線的力-深度曲線，此係因為當力被移除時，行間隔板可返回至其原始高度。藉由在行間隔板710壓縮至其變得永久變形之點之前將額外支撐提供至行間隔板710，行間隔板712可使得此情形為可能的。此情形可允許行間隔板710之行間隔板密度保持較低，從而允許液晶層708有展開之充分空間。與行間隔板710相比較而言，行間隔板712之行間隔板密度可保持為高的，因為其不阻礙液晶層。因為行間隔板712足夠短以提供行間隔板與TFT基板706之間的間隙，所以其不阻礙液晶層；然而，當面板變得經壓縮時，行間隔板712可提供必要支撐以防止主要行間隔板710變得永久變形。
雖然併入有不同高度之行間隔板的LCD面板可提供如以上所論述之各種益處，但其可提供一些缺點。一個該缺點在於，當行間隔板之高度變化時行間隔板之製造可變得更困難。可藉由將一光阻層沈積於彩色濾光片玻璃上且接著將該光阻層曝露於紫外線(UV)光來製造行間隔板。光阻層之部分可經遮蔽(經覆蓋以使得其不曝露於於光或部分地曝露於光)以形成所要圖案。產生高度不同之行間隔板之圖案所需要的遮蔽可比其中行間隔板具有均一高度之圖案更難以產生。此困難可使得LCD面板之製造程序更複雜且耗時。
產生如以上所描述且在圖7中所說明之行間隔板配置的一種方法為利用TFT基板層之各種實體性質。
圖8說明一實例LCD顯示幕，其中具有兩個顯示器像素之放大 圖。每一顯示器像素可包括像素電極857。每一顯示器像素可包括一共同電極(Vcom)859，其可結合像素電極857加以使用以產生跨越像素材料(未圖示)之電位。變化跨越像素材料之電位可對應地變化自像素發射之光的量。在一些實施例中，例如，像素材料可為液晶。可將共同電極電壓施加至顯示器像素之Vcom 859，且可經由對應資料線855將資料電壓施加至顯示器像素之子像素的像素電極857。施加至Vcom 859之共同電極電壓與施加至像素電極857之資料電壓之間的電壓差可產生通過像素之液晶的電位。該電位可產生通過液晶之電場，該電場可引起液晶分子之傾斜以允許來自背光(未圖示)之偏振光以一視電場強度而定的明度(該明度可視所施加共同電極電壓與資料電壓之間的電壓差而定)自子像素發射。在其他實施例中，像素材料可包括(例如)發光材料，諸如，可用於有機發光二極體(OLED)顯示器中的發光材料。
圖9說明在實例顯示幕900中的沈積於TFT基板上之像素電極901的實例配置。像素電極901可具有類似於圖8之像素電極857的配置，例如，其中像素電極可以水平線(諸如，列903)配置。出於清楚之目的，顯示幕900之列903中的其他像素電極未展示於此圖中。圖9中所展示之像素電極901可各自與資料線905(諸如，圖8中之資料線855)相關聯。每一像素TFT 907可包括連接至資料線905之一源極909、一閘極911及連接至像素電極901之一汲極913。像素之一個列903中的每一像素TFT 907可藉由將適當閘極線電壓施加至對應於該列之閘極線915而接通。在顯示幕900之掃描操作期間，一個列903中之每一像素電極901的目標電壓可藉由在正將列中之每一像素電極的目標電壓施加至資料線905的同時接通該列之具有相應閘極線915的像素TFT 907而個別地施加至該像素電極。
圖10說明根據一些經揭示實施例之部分LCD顯示層堆疊的橫截面 圖。如先前所說明，TFT玻璃1002可具有沈積於其頂部上之一TFT基板。該TFT基板層可含有圖9中所描述之像素電子器件。在此特定視圖中，僅展示像素TFT 907。像素TFT 907可由閘極線1006、資料線1010、閘極絕緣體1012及介電層1014構成。如所說明，像素TFT 907可在TFT基板層上產生突起或步階。
圖11說明圖10之橫截面圖，其具有彩色濾光片玻璃1102、液晶層1108以及安置於頂部上之行間隔板1104及1106。如所說明，第一組行間隔板1104現安置於由像素TFT 907產生的在TFT基板上之突起的頂部上。第一組行間隔板1104位於由像素TFT 907產生之步階之頂部上的事實可意謂第二組行間隔板1106可為與第一組行間隔板1104相同或實質上相同之高度，同時仍維持行間隔板1106之底部與TFT基板之間的間隙。藉由利用產生步階/突起之像素TFT 907，可產生第二組行間隔板1106以將充分支撐提供至第一組行間隔板1104，同時維持一間隙，使得液晶層1108可具有充分空間以展開。因為由像素TFT 907產生之步階允許第二組行間隔板1106的高度等於或實質上等於第一組行間隔板1104，所以相比於如以上所論述的高度不同的情況而言該等行間隔板可更容易製造。
如熟習此項技術者將認識到，像素TFT 907之導電組件上的任何RC時間常數延遲可藉由減慢資料線上之電壓可改變之速度來約束LCD顯示器之再新速率。用以減小像素電極901或像素TFT 907之RC延遲的一種方式為將鈍化層置於像素TFT之頂部上。鈍化層可幫助電隔離像素TFT，以使得由外部導體對TFT造成的任何雜散電容不增大TFT之總電容，因此保持TFT之RC時間延遲較小。圖12說明具有鈍化層之LCD堆疊。如所說明，鈍化層1202安置於TFT基板之頂部上以便減小RC延遲。然而，在如此操作時，鈍化層1202可引起TFT基板之平坦化，此可移除由像素TFT 907引起之步階/突起。隨著由像素TFT 907產生之步階被平坦化移除，第二組行間隔板1106可不再為與第一組行間隔板1104相同之高度或實質上相同之高度，且仍維持允許液晶層1108展開之間隙。為了維持一間隙，可製造第二組行間隔板1204。行間隔板1204之高度可短於行間隔板1104以便維持使液晶層1108展開所必要之間隙。然而，如以上所論述，具有不同高度之行間隔板的LCD面板可能難以製造。
圖8之共同電極859可由銦錫氧化物(ITO)製成，其為可用於顯示幕中以便不遮蓋顯示器之孔隙的清澈導電材料。熟習此項技術者將認識到，大的RC延遲為ITO中所固有的。ITO中所固有之RC延遲可足夠大以使得簡單地塗覆鈍化層可能不足以將延遲充分地減少至所需位準。用以減小ITO共同電極之RC延遲的一種方法係揭示於「Common Bus Design for a TFT-LCD Display」(Chang等人，美國專利公開案第2010/0123866號)中，其全部內容出於所有目的以引用之方式併入本文中。Chang揭示了利用金屬層以產生一用於共同電極859之共同匯流排以便減小其電阻率，因此減少了由共同電極之ITO材料引起的RC時間延遲。
圖13為實例顯示器像素堆疊1300之分解圖(在z方向上擴展)的三維說明，其展示在實例顯示器之TFT基板內之元件中的一些。
堆疊1300可包括在第一金屬(M1)層1301、第二金屬(M2)層1303、共同電極(Vcom)層1305及第三金屬(M3)層1307中的元件。每一顯示器像素可包括形成於Vcom層1305中之一共同電極1309。M3層1307可包括連接元件1311，其可將共同電極1309電連接在一起以便形成如Chang所揭示之共同匯流排。M1層1301可包括可經由諸如導電介層孔1321之連接件將共同電極之不同群組電連接在一起的穿隧線(亦稱作「旁路線」)1319，該等導電介層孔1321可將穿隧線1319電連接至驅動區區段顯示器像素中之經分組共同電極。M2層1303可包括資 料線1323，其驅動每一個別像素。為了清楚起見僅展示一資料線1323；然而，顯示器可包括延伸通過像素之每一垂直列的多個資料線，例如，針對紅色、綠色、藍色(RGB)顯示器整合式觸控螢幕之垂直列中的每一像素中之每一RGB彩色子像素的一個多工資料線。圖13展示LCD顯示器之「共同電極在頂部上」之像素配置，該LCD顯示器針對液晶層使用邊緣電場切換型(FFS)方法。熟習此項技術者將認識到，在共同電極在頂部上之配置中，像素電極(未圖示)將被安置在每一共同電極下方。因此，在共同電極在頂部上之配置中，共同電極層1305及M3層1307可經安置而比像素電極及像素TFT更接近於彩色濾光片玻璃。
圖14A及圖14B說明頂部上安置有M3層之共同電極的近視圖。在圖14A中，共同匯流排線1401在共同電極1400之正上方。在圖14B中，共同匯流排線1404在共同電極1400上方但不在其正上方。實情為，在共同電極與共同匯流排線之間可存在一定空間。此空間可被諸如介電質之另一層佔用。可替代地將連接件1402用以將共同電極連接至共同匯流排線。M3層之添加可在共同電極層上產生突起/步階。如以上所論述，共同電極層可安置於TFT層之頂部上。因為共同電極層安置於TFT作用層之頂部上，所以M3層可在TFT基板層上產生突起。
圖15說明具有利用由M3層產生之步階/突起之行間隔板配置的LCD面板堆疊。該堆疊可含有一TFT玻璃1502，其具有安置於其頂部上之TFT基板1516。TFT基板可由一像素電極層1504連同安置於其頂部上之一鈍化層1514組成。在共同電極在頂部上之配置中，共同電極1508可安置於鈍化層1514之上。M3層1518安置於共同電極1508之上。如圖15中所展示，M3層可在TFT基板層1516上造成突起。第一組行間隔板1510可安置於M3層之頂部上以使得行間隔板1510擱置於行間隔板之頂部上。如以上參看圖11所論述，當一組行間隔板可安置於 TFT基板層之突起或步驟之頂部上時，高度等於或實質上等於第一組行間隔板之第二組行間隔板可安置於彩色濾光片玻璃上，以使得產生足以允許液晶層展開之間隙。在此情形下，M3層1518可產生使行間隔板1510及1512為相同高度所必要的步階，同時允許行間隔板1512在其與TFT基板1516之間留下一充分間隙以供液晶層展開。另外，由M3層1518產生之步階可用以在側向移動彩色濾光片玻璃時防止對TFT基板1516之刮擦，因為若行間隔板1510變得與由M3層產生之步階對準不良，則其將不刮擦TFT基板之表面，此係因為在間隔板與TFT基板之間將存在間隙。此優點亦可在如圖11中所描述之利用由TFT基板產生之突起的顯示器中得以實現。
在一些實施例中，第一組行間隔板1510不必直接接觸M3層1518。如圖16中所展示，介電層1602可安置於M3層1518之上，同時仍維持由M3層產生之步階。
圖17為一實例計算系統1700之方塊圖，其說明根據本發明之實施例的與觸控式螢幕1720整合之具有以上所描述之行間隔板設計之實例顯示器的一個實施。計算系統1700可包括於(例如)行動電話136、數位媒體播放器140、個人電腦144或包括觸控式螢幕之任何行動或非行動計算器件中。計算系統1700可包括一觸碰感測系統，該觸碰感測系統包括一或多個觸控處理器1702、周邊裝置1704、觸控控制器1706及觸碰感測電路。周邊裝置1704可包括(但不限於)隨機存取記憶體(RAM)或其他類型之記憶體或儲存器、看門狗(watchdog)計時器及其類似者。觸控控制器1706可包括(但不限於)一或多個感測通道1708、通道掃描邏輯1710及驅動器邏輯1714。通道掃描邏輯1710可存取RAM 1712，自感測通道自主地讀取資料且提供對感測通道之控制。另外，如以下更詳細描述，通道掃描邏輯1710可控制驅動器邏輯1714以產生在各種頻率及相位處之激勵信號1716，該等激勵信號1716可被 選擇性地施加至觸控式螢幕1720之觸碰感測電路的驅動區。在一些實施例中，觸控控制器1706、觸控處理器1702及周邊裝置1704可整合於單一特殊應用積體電路(ASIC)中。
計算系統1700亦可包括一用於接收來自觸控處理器1702之輸出且基於該等輸出執行動作的主機處理器1728。舉例而言，主機處理器1728可連接至程式儲存器1732及諸如LCD驅動器1734之顯示器控制器。主機處理器1728可使用LCD驅動器1734在觸控式螢幕1720上產生影像(諸如，使用者介面(UI)之影像)，且可使用觸控處理器1702及觸控控制器1706來偵測觸控式螢幕1720上或接近觸控式螢幕220之觸碰，諸如，對經顯示UI之觸碰輸入。該觸碰輸入可由儲存於程式儲存器1732中之電腦程式用以執行可包括(但不限於)以下動作之動作：移動諸如游標或指標之物件；捲動或平移；調整控制設定；開啟檔案或文件；檢視選單；進行選擇；執行指令；操作連接至主機器件之周邊器件；接電話；打電話；終止電話；改變音量或音訊設定；儲存與電話通信有關之資訊，諸如，地址、經常撥打之號碼、已接電話、未接電話；登入電腦或電腦網路；准許經授權個人對電腦或電腦網路之受限區域進行存取；載入與使用者之電腦桌面之偏好配置相關聯的使用者設定檔；准許對網頁內容之存取；啟動特定程式；加密或解碼訊息；及/或以上各者之類似者。主機處理器1728亦可執行可能不與觸控處理相關之額外功能。
整合式顯示器與觸控式螢幕1720可包括觸碰感測電路，該觸碰感測電路可包括一具有複數個驅動線1722及複數個感測線1723之電容性感測媒體。應注意，如熟習此項技術者將容易地理解，術語「線」有時在本文中用以僅意謂導電路徑，且並不限於嚴格線性之元件，而是包括改變方向之路徑，且包括不同大小、形狀、材料等之路徑。驅動線1722可由來自驅動器邏輯1714之激勵信號1716經由驅動介面1724 驅動，且在感測線1723中產生之所得感測信號1717可經由感測介面1725傳輸至觸控控制器1706中之感測通道1708(亦稱作事件偵測及解調變電路)。以此方式，驅動線及感測線可為觸碰感測電路之部分，驅動線及感測線可相互作用以形成可被視為觸控像元(觸控像素)(諸如，觸控像素1726及1727)之電容性感測節點。當將觸控式螢幕1720視為俘獲觸碰之「影像」時，此理解方式可為特別有用的。換言之，在觸控控制器1706已判定在觸控式螢幕中之每一觸控像素處是否已偵測到觸碰時，觸控式螢幕中發生觸碰之觸控像素的圖案可被視為觸碰之「影像」(例如，觸碰該觸控式螢幕之手指的圖案)。
在一些實例實施例中，觸控式螢幕1720可為整合式觸控式螢幕，其中觸碰感測系統之觸碰感測電路元件可整合至顯示器之顯示器像素堆疊中。
因此，根據上文，本發明之一些實例針對一種顯示器像素堆疊，其包含：一頂部罩；一電晶體基板；一流體層，其安置於該頂部罩與該電晶體基板之間；及複數個行間隔板組，其中至少一第一組行間隔板安置於該電晶體基板之一突起之上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該電晶體基板為一TFT基板，且該電晶體基板之該突起係由該TFT基板之一像素TFT產生。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板安置於複數個像素TFT之頂部上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該電晶體基板之該突起係由該電晶體基板之一金屬層及一作用層產生。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該金屬層沈積於該顯示器之複數個共同電極上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上 所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該複數個共同電極按一共同電極在頂部上之配置而安置於TFT基板上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該複數個共同電極按一共同電極在底部上之配置而安置於電晶體基板上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板安置於該電晶體基板之該突起之上以使得該第一組行間隔板直接觸碰該電晶體基板上之該突起。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板直接觸碰一金屬層。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板直接觸碰安置在一金屬層之頂部上的一介電材料。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，在該複數個行間隔板組內，該第一組行間隔板之一高度實質上等於一第二組行間隔板之一高度。
本發明之一些實例針對一種將複數個行間隔板組配置於一顯示器像素堆疊上的方法，該方法包含：將該複數個行間隔板組中之一第一組行間隔板安置於該顯示器像素堆疊之一電晶體基板之一突起上；及安置該複數個行間隔板組中之一第二組行間隔板以使得在該第二組行間隔板與該電晶體基板之間產生一間隙。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該電晶體基板為一TFT基板，且該電晶體基板之該突起係由該TFT基板之一像素TFT產生。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該電晶體基板之該突起係由該電晶體基板之一金屬層產生。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一 些實例中，該金屬層沈積於該顯示器之複數個共同電極上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該複數個共同電極按一共同電極在頂部上之配置而安置於TFT基板上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該複數個共同電極按一共同電極在底部上之配置而安置於電晶體基板上。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板安置於該電晶體基板之該突起之上以使得該第一組行間隔板直接觸碰該電晶體基板上之該突起。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板直接觸碰一像素TFT。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板直接觸碰一金屬層。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，該第一組行間隔板直接觸碰安置在一金屬層之頂部上的一介電材料。除以上所揭示之實例中之一或多者以外又或替代以上所揭示之實例中之一或多者，在一些實例中，在該複數個行間隔板組內，該第一組行間隔板之一高度實質上等於該第二組行間隔板之一高度。
儘管已參看隨附圖式充分描述了經揭示實施例，但應注意，各種改變及修改對於熟習此項技術者而言將變得顯而易見。該等改變及修改應被理解為包括於如由附加申請專利範圍所界定的經揭示實施例之範疇內。
1502‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)玻璃
1504‧‧‧像素電極層
1508‧‧‧共同電極
1510‧‧‧行間隔板
1512‧‧‧行間隔板
1514‧‧‧鈍化層
1516‧‧‧像素薄膜電晶體(TFT)基板
1518‧‧‧M3層

Claims (20)

  1. 一種顯示器像素堆疊，其包含：一頂部罩；一電晶體基板；複數個共同電極，其安置於該電晶體基板上；一金屬層，其與該複數個共同電極之一第一共同電極接觸，其中該金屬層及該第一共同電極在該電晶體基板上形成一突起；一流體層，其安置於該頂部罩與該電晶體基板之間；及複數個行間隔板，其中該複數個行間隔板之一第一行間隔板經組態以接觸該電晶體基板上之該突起。
  2. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該電晶體基板為一薄膜電晶體(TFT)基板，且該電晶體基板之該突起係產生於該TFT基板之一像素TFT之上。
  3. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該第一行間隔板安置於一像素TFT之頂部上。
  4. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該第一行間隔板直接觸碰該金屬層。
  5. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該金屬層形成位於該複數個共同電極之至少兩者之間的一電連結。
  6. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該複數個共同電極係按一共同電極在頂部上之配置而安置於該電晶體基板上。
  7. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該複數個共同電極係按一共同電極在底部上之配置而安置於該電晶體基板上。
  8. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中該第一行間隔板直接觸碰安置於該金屬層之頂部上之一介電材料。
  9. 如請求項1之顯示器像素堆疊，其中在該第一行間隔板之一高度實質上等於該複數個行間隔板之一第二組間隔板之一高度，其該第二行間隔板經組態以不接觸該電晶體基板上之該突出。
  10. 一種將複數個行間隔板配置於一顯示器像素堆疊上的方法，該方法包含：將複數個共同電極安置於該顯示器像素堆疊之一電晶體基板上；及安置一金屬層，該金屬層與該複數個共同電極之至少一者接觸，其中該金屬層及一第一共同電極在該電晶體基板上形成一突起；及安置該複數個行間隔板中之一第一行間隔板，以使得該第一行間隔板經組態以接觸該電晶體基板上之該突起。
  11. 如請求項10之方法，其中該電晶體基板為一TFT基板，且該電晶體基板上之該突起係產生於該TFT基板之一像素TFT之上。
  12. 如請求項10之方法，其中該電晶體基板上之該突起係由突起於該電晶體基板之一平坦化部分之上的該金屬層所產生。
  13. 如請求項10之方法，其中該金屬層在該複數個共同電極之至少兩者之間形成一電連結。
  14. 如請求項10之方法，其中該複數個共同電極係按一共同電極在頂部上之配置而安置於該電晶體基板上。
  15. 如請求項10之方法，其中該複數個共同電極係按一共同電極在底部上之配置而安置於該電晶體基板上。
  16. 如請求項10之方法，其中該第一行間隔板安置於該電晶體基板上之該突起之上，以使得該第一行間隔板直接觸碰該電晶體基 板上之該突起。
  17. 如請求項10之方法，其中該第一行間隔板被安置於該電晶體基板上之一像素TFT之頂部上。
  18. 如請求項10之方法，其中該第一行間隔板直接觸碰該金屬層。
  19. 如請求項10之方法，其中該第一行間隔板直接觸碰安置在該金屬層之頂部上的一介電材料。
  20. 如請求項10之方法，其中該第一行間隔板之一高度實質上等於該複數個行間隔板之一第二行間隔板之一高度，其中該第二行間隔板經組態以不接觸該電晶體基板上之該突起。
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