TWI597830B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI597830B
TWI597830B TW105114848A TW105114848A TWI597830B TW I597830 B TWI597830 B TW I597830B TW 105114848 A TW105114848 A TW 105114848A TW 105114848 A TW105114848 A TW 105114848A TW I597830 B TWI597830 B TW I597830B
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蔡宗翰
朱夏青
史梅君
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群創光電股份有限公司
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Description

顯示裝置
本揭露係關於一種顯示裝置，尤指一種可提升穿透率之顯示裝置。
隨著顯示器技術不斷進步，所有的顯示裝置均朝體積小、厚度薄、重量輕等趨勢發展，故目前市面上主流之顯示器裝置已由以往之陰極射線管發展成薄型顯示器，如液晶顯示裝置、有機發光二極體顯示裝置或無機發光二極體顯示裝置等。其中，薄型顯示器可應用的領域相當多，舉凡日常生活中使用之手機、筆記型電腦、攝影機、照相機、音樂播放器、行動導航裝置、電視等顯示裝置，大多數均使用該些顯示裝置。
其中，液晶顯示裝置的技術更是相當成熟，且為市面上常見之顯示裝置之一；然而，隨著顯示裝置不斷發展，消費者對顯示裝置之顯示品質要求日趨提高，故各家廠商無不極力發展出具有更高顯示品質的顯示裝置。
於液晶顯示裝置之發展過程中，隨著高解析度顯示裝置世代的來臨，面板之穿透率為關係顯示裝置之顯示品質之重要因素之一。因此，各家廠商無不積極改善顯示裝置之穿透率及對比度，而可提升其顯示品質。
其中，影響顯示裝置的穿透率之因素之一為共電極與畫素電極之重疊面積；特別是，由於畫素電極之狹縫為主要影響顯示介質(如：液晶分子) 轉動的區域，故位於畫素電極狹縫處的共電極與畫素電極之重疊面積為影響顯示裝置穿透率的重要因素之一。
為了達到更佳的顯示品質，目前仍需發展一種具有改良穿透率之顯示裝置，以符合消費者之需求。
本揭露之主要目的係在提供一種顯示裝置，藉由調整透明導電層與汲極間的相對關係，而可提升顯示裝置的穿透率。
本揭露所提供的顯示裝置，包含：一基板；一掃描線，具有一延伸方向且設置於該基板上，且該掃描線包含一閘極；一半導體層，設置於該閘極上，部分該半導體層與該閘極重疊，部分該半導體層延伸至該閘極外；一汲極與一源極，分別設置在該半導體層上，該汲極與該源極於該基板上的正投影完全位於該半導體層於該基板上的正投影內，其中該閘極、該半導體層、該源極與該汲極形成一薄膜電晶體；一絕緣層，包含一穿孔且設置於該汲極上；一第一透明導電層，設置在該絕緣層上，且部分該第一透明導電層延伸至該穿孔內而與該汲極電性連接；一第二透明導電層，疊設於該基板與該第一透明導電層之間，且該第二透明導電層不與該穿孔重疊。其中，該第二透明導電層於該基板上的正投影具有一第一邊緣，該汲極於該基板上的正投影具有一第二邊緣，該第一邊緣與該第二邊緣具有一間距，該間距於垂直該掃描線的該延伸方向上的最短距離為0~4μm。
本揭露之顯示裝置更包括：一對側基板，與基板相對設置；以及一顯示介質，設置於基板與對側基板間。其中，顯示介質更設置於第一透明導電層與對側基板間。
於本揭露所提供的顯示裝置中，第二透明導電層與汲極間的相對位置具有特殊設計。特別是，第二透明導電層之一邊緣於基板上的正投影可形成一第一邊緣，而汲極之一邊緣於基板上的正投影可形成一第二邊緣，第一邊緣與第二邊緣間的間距於垂直掃描線的延伸方向上的最短距離為0~4μm。於本揭露之顯示裝置中，第一透明導電層與第二透明導電層的壓差影響顯示介質(如：液晶分子)的轉動，而顯示介質的轉動與顯示裝置的穿透率有關。當第一透明導電層與第二透明導電層重疊的區域越大，則能增加顯示介質可隨電壓改變而轉動的面積，藉此而提升顯示裝置的穿透率。然而，若第二透明導電層與汲極重複的區域過大而與絕緣層的穿孔重疊時，會造成第一透明導電層與第二透明導電層間短路的情形。因此，當第一邊緣與第二邊緣間的間距在此範圍內時，除了可增加顯示裝置的穿透率外，更可避免短路的情形發生。
1‧‧‧基板
1a‧‧‧表面
11‧‧‧掃描線
111‧‧‧閘極
112‧‧‧閘極絕緣層
12‧‧‧半導體層
121‧‧‧第三開口
13‧‧‧汲極
131‧‧‧第二邊緣
132‧‧‧第四邊緣
133‧‧‧弧形邊緣
134‧‧‧傾斜側邊
14‧‧‧源極
15‧‧‧絕緣層
151‧‧‧穿孔
151a‧‧‧第一開口
151b‧‧‧第二開口
16‧‧‧第一透明導電層
161‧‧‧狹縫
17‧‧‧第二透明導電層
171‧‧‧第一邊緣
172‧‧‧第三邊緣
2‧‧‧對側基板
3‧‧‧顯示介質層
4‧‧‧背光模組
AA‧‧‧顯示區
A1‧‧‧面積
A2‧‧‧面積
B‧‧‧週邊區
D‧‧‧最短距離
D’‧‧‧距離
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
L1-L2‧‧‧剖面線
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
圖1為本揭露實施例1之顯示裝置之剖面示意圖。
圖2為本揭露實施例1之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖。
圖3為沿圖2所示之剖面線L1-L2之薄膜電晶體基板之剖面示意圖。
圖4為圖2所示虛線區域之部分放大圖。
圖5為本揭露實施例2之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖。
圖6為圖5所示虛線區域之部分放大圖。
圖7為本揭露實施例3之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖。
圖8為圖7所示虛線區域之部分放大圖。
圖9為本揭露實施例4之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖。
圖10A至圖10C為本揭露測試例中所使用之薄膜電晶體基板之示意圖。
圖11為本揭露測試例之測試結果圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效。本揭露亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
再者，說明書與請求項中所使用的序數例如”第一”、”第二”、”第三”及”第四”等之用詞，以修飾請求項之元件，其本身並不意含及代表該請求元件有任何之前的序數，也不代表某一請求元件與另一請求元件的順序、或是製造方法上的順序，該些序數的使用僅用來使具有某命名的一請求元件得以和另一具有相同命名的請求元件能作出清楚區分。
實施例1
圖1為本實施例之顯示裝置之剖面示意圖。其中，本實施例之顯示面板包括：一基板1；一對側基板2，與基板1相對設置；以及一顯示介質層3，設置於基板1與對側基板2間。其中，本實施例之顯示面板包括一顯示區AA；以及一週邊區B，圍繞顯示區AA設置。於本實施例中，基板1及對側基板2可使用例如玻璃、塑膠、可撓性材質等基材材料所製成。此外，顯示介質層3可為一液晶層。因此，於本實施例之顯示裝置中，基板1下方可設有一背光模組4，以提供一光源至顯示面板。
於本實施例中，基板1及對側基板2上方可設置有不同元件。舉例來說，基板1上可設置有薄膜電晶體單元(圖未示)，而構成一薄膜電晶體基板；而對側基板2上可設置有彩色濾光層及黑色矩陣層(圖未示)，而構成一彩色濾光片基板。或者，彩色濾光層可設置於基板1，而構成一整合彩色濾光片陣列的薄 膜電晶體基板(color filter on array,COA)。接下來，本實施例將以基板1上設置有薄膜電晶體單元之薄膜電晶體基板的態樣加以說明。
圖2為本實施例之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖；而圖3為沿圖2所示之剖面線L1-L2之剖面示意圖。如圖2及圖3所示，本實施例之顯示裝置之薄膜電晶體基板包含：一基板1；一掃描線11，具有一延伸方向(第一方向X)且設置於基板1上，且掃描線11包含一閘極111(形成薄膜電晶體的區域)；一半導體層12，設置於閘極111上，部分半導體層12與閘極111重疊，部分半導體層12延伸至閘極111外；一汲極13與一源極14，分別設置在半導體層12上，汲極13與源極14於基板1上的正投影完全位於半導體層12於基板1上的正投影內，其中閘極111、半導體層12、源極14與汲極13形成一薄膜電晶體；一絕緣層15，包含一穿孔151且設置於汲極13上；一第一透明導電層16，設置在絕緣層15上，且部分第一透明導電層16延伸至穿孔151內而與汲極13電性連接；一第二透明導電層17，疊設於基板1與第一透明導電層16之間，且第二透明導電層17不與穿孔151重疊，更詳細的說，穿孔151於基板1上的正投影不與第二透明導電層17於基板1上的正投影重疊。此外，如圖3所示，於閘極111上，更形成一閘極絕緣層112。
於本實施例及本揭露之其他實施例中，所謂之「正投影」為元件於圖1中由對側基板2朝基板1方向(即，與基板1表面1a垂直的方向)所形成之投影圖案。於本實施例及本揭露之其他實施例中，如圖2、圖4至圖9之俯視圖中，均為所示元件於圖1中由對側基板2朝基板1方向(即，與基板1表面1a垂直的方向)所形成之投影圖案。
於本實施例及本揭露之其他實施例中，掃描線11、源極14與汲極13可使用導電材料，如金屬、合金、金屬氧化物、金屬氮氧化物、或其他電極材料所製成。第一透明導電層16及第二透明導電層17則可使用如ITO、IZO或ITZO等透明導電電極材料所製成。
圖4為圖2所示虛線區域之部分放大圖。如圖2及圖4所示，第二透明導電層17於基板1上的正投影具有一第一邊緣171，汲極13於基板1上的正投影具有一第二邊緣131，且第一邊緣171靠近第二邊緣131。更具體而言，於本實施例中，第一邊緣171與第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離為0μm；換言之，第一邊緣171與第二邊緣131兩者係部分重合。
如圖2及圖4所示，於本實施例之顯示裝置中，第二透明導電層17不與絕緣層15之穿孔151重疊，且第二透明導電層17之第一邊緣171靠近汲極13之第二邊緣131。於本實施例中，第一邊緣171與第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離為0μm。一般而言，第一透明導電層16與第二透明導電層16間的壓差會影響顯示介質(如：液晶分子)的轉動，而顯示介質的轉動與顯示裝置的穿透率有關。當第一透明導電層16與第二透明導電層17重疊的區域越大，則能增加顯示介質可隨電壓改變而轉動的面積，藉此而提升顯示裝置的穿透率。然而，若第二透明導電層17與汲極13重複的區域過大而與絕緣層15之穿孔151重疊時，會造成第一透明導電層16與第二透明導電層17間短路的情形。因此，於本實施例中，當第一邊緣171與第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離為0~4μm時，除了可增加顯示裝置的穿透率外，更可避免短路的情形發生。
此外，於本實施例中，部分第二透明導電層17與半導體層12重疊，但與汲極13不重疊。
如圖2及圖4所示，於本實施例中，第二透明導電層17更包含一第三邊緣172，第三邊緣172實質上垂直於掃描線11的延伸方向(第一方向X)；換言之，第三邊緣172之延伸方向實質上為第二方向Y。其中，第三邊緣172與汲極13沒有重疊。於本實施例及本揭露之其他實施例中，「第三邊緣172實質上垂直於 掃描線11的延伸方向(第一方向X)」及或「第二方向Y」係為與第一方向X呈70~90度之方向，且較佳為呈80~90度之方向。
如圖3所示，由於穿孔151的側壁為傾斜側壁，故穿孔151具有一倒梯形外型。因此，於本實施例中，穿孔151靠近第一透明導電層16的一第一開口151a面積A1大於穿孔151靠近汲極13的一第二開口151b面積A2；且穿孔151可顯露出部分絕緣層15。同時，藉由調整形成穿孔151的蝕刻條件，可使於平行掃描線11的延伸方向(第一方向X)上，第一開口151a及第二開口151b之間分別具有一第一最短距離D1及一第二最短距離D2，且第一最短距離D1不等於第二最短距離D2。
此外，如圖4所示，第一透明導電層16包含至少一狹縫161，汲極13更包含一第四邊緣132；其中，於汲極13與第一透明導電層16重疊的部分於靠近狹縫161處，第二邊緣131與第四邊緣132間具有一弧形邊緣133，較佳地，第四邊緣132實質上垂直於掃描線11的延伸方向(第一方向X)。由於汲極13的透光率較差，會影響到顯示裝置的穿透率，故汲極13的面積越小越好。因此，於本實施例中，當汲極13具有此弧形邊緣133時，可縮減汲極13的面積，特別是於靠近第一透明導電層16之狹縫161處的汲極13面積縮減，可更提升顯示裝置的穿透率。
實施例2
圖5為本實施例之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖；而圖6為圖5所示虛線區域之部分放大圖。如圖5及圖6所示，本實施例之薄膜電晶體基板與實施例1之相似，除了下述不同點。
首先，本實施例之薄膜電晶體單元之汲極13及源極14結構與實施例1有些微不同；但實際操作方式相似。
其次，如圖6所示，於本實施例中，除了第二透明導電層17不與穿孔151重疊外，第二透明導電層17於基板(圖未示)上的正投影具有一第一邊緣171，汲極13於基板(圖未示)上的正投影具有一第二邊緣131，且第一邊緣171與第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離D係大於0μm且小於或等於4μm；且較佳為大於0μm且小於或等於2μm。
於本實施例中，第一邊緣171與第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離D係大於0μm且小於或等於4μm(較佳為大於0μm且小於或等於2μm)，如此，也可達到與實施例1相同之增加顯示裝置的穿透率且避免短路的情形發生之目的。
此外，於本實施例中，如圖6所示，部分第二透明導電層17與半導體層12重疊，但與汲極13不重疊。
再者，如圖5所示，半導體層12包含一第三開口121，且第三開口121顯露閘極111之一邊緣111a。當半導體層12具有此第三開口121時，在掃描線11之閘極111以外的區域不會露出大片未受源極14或汲極13覆蓋的半導體層12，如此可防止光漏電流的情形產生，避免影響薄膜電晶體之操作。
實施例3
圖7為本實施例之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖；而圖8為圖7所示虛線區域之部分放大圖。如圖7及圖8所示，本實施例之薄膜電晶體基板與實施例1之相似，除了下述不同點。
首先，本實施例之薄膜電晶體單元之汲極13及源極14結構與實施例1有些微不同；但實際操作方式相似。
其次，如圖8所示，於本實施例中，除了第二透明導電層17不與穿孔151重疊外，第二透明導電層17於基板(圖未示)上的正投影具有一第一邊緣171，汲極13於基板(圖未示)上的正投影具有一第二邊緣131，且第一邊緣171與 第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離D為係大於0μm且小於或等於4μm；且較佳為大於0μm且小於或等於2μm。
如圖8所示，於本實施例中，部分第二透明導電層17與半導體層12及汲極13重疊。特別是，第二透明導電層17之第一邊緣171位於汲極13上。此外，第二透明導電層17更包含一第三邊緣172，第三邊緣172實質上垂直於掃描線11的延伸方向(第一方向X)；換言之，第三邊緣172之延伸方向實質上為第二方向Y。其中，第三邊緣172與汲極13重疊。
再者，如圖7所示，半導體層12包含一第三開口121，且第三開口121顯露閘極111之一邊緣111a。
實施例4
圖9為本實施例之顯示裝置之薄膜電晶體基板之俯視圖。如圖9所示，本實施例之薄膜電晶體基板與實施例1及2之相似，主要不同點在於，於本實施例中，第一透明導電層16包含至少一狹縫161，汲極13更包含一第四邊緣132，較佳地，第四邊緣132實質上垂直於掃描線11的延伸方向(第一方向X)；其中，於汲極13與第一透明導電層16重疊的部分，於靠近狹縫161處，第二邊緣131與第四邊緣132間具有一傾斜側邊134，且傾斜側邊134與第二邊緣131及第四邊緣132間的夾角分別為鈍角。
雖然本實施例之汲極13具有一傾斜側邊134，而實施例1之汲極13具有一弧形邊緣133(如圖4所示)，但無論是本實施例之傾斜側邊134或實施例1弧形邊緣133，均能達到提升顯示裝置的穿透率之目的。
測試例
如前述實施例1至4所述(如圖4、圖6、圖8及圖9所示)，當第二透明導電層17之第一邊緣171與汲極13之第二邊緣131間的間距於垂直掃描線11的延伸方向(第一方向X)上的最短距離D係介於0μm至4μm之間(較佳為介於0μm 至2μm之間)時，可同時達到增加顯示裝置的穿透率且避免短路的情形發生之目的。於本測試例中，係模擬第二透明導電層17之第一邊緣171與汲極13之第二邊緣131間的間距對薄膜電晶體基板的穿透率影響；同時，更模擬第二透明導電層17之第三邊緣172與汲極13之第四邊緣132間的間距對薄膜電晶體基板的穿透率影響。
圖10A至圖10C為本測試例中所使用之薄膜電晶體基板之示意圖。圖10A係表示部分第二透明導電層17與汲極13重疊之情形，特別是，第二透明導電層17之第一邊緣171位於汲極13上；圖10B係表示第二透明導電層17未與汲極13重疊之情形；而圖10C係表示部分第二透明導電層17與汲極13重疊之情形，特別是，第二透明導電層17之第三邊緣172位於汲極13上。其中，第二透明導電層17之第一邊緣171與汲極13之第二邊緣131間的間距為最短距離D，而第二透明導電層17之第三邊緣172與汲極13之第四邊緣132間的間距為距離D’。於本測試例中，第一邊緣171與第二邊緣131重合時，最短距離D為0；第一邊緣171朝上移動而位於汲極13上時，最短距離D為負值(如圖10A所示)；而第一邊緣171朝下移動而不在汲極13上時，最短距離D為正值(如圖10B或圖10C所示)。此外，當第三邊緣172與第四邊緣132重合時，距離D’為0；第三邊緣172往右移動而不在汲極13上時，距離D’為正值(如圖10A或圖10B所示)；而第三邊緣172往左移動而位於汲極13上時，距離D’為負值(如圖10C所示)。
模擬結果係如圖11結果所示，就第二透明導電層17之第一邊緣171與汲極13之第二邊緣131關係而言，當第二透明導電層17與汲極13重疊時，第一邊緣171與第二邊緣131間的最短距離D對穿透率的影響較小；然而，當第二透明導電層17與汲極13不重疊時，隨著第一邊緣171與第二邊緣131間的最短距離D越大，穿透率也會開始大幅下降。就第二透明導電層17之第三邊緣172與汲極13之第四邊緣132關係而言，當第二透明導電層17與汲極13重疊時，第三邊緣 172與第四邊緣132間的距離D’對穿透率的影響較小；同樣的，當第二透明導電層17與汲極13不重疊時，隨著第三邊緣172與第四邊緣132間的距離D’增加，雖然穿透率也會下降，但下降的幅度並不大。
由本測試例之結果顯示，較佳地，當第二透明導電層17之第一邊緣171位於汲極13上，可得到更佳的穿透率。
於本揭露中，前述實施例所製得之顯示裝置，可與觸控面板合併使用，而做為一觸控顯示裝置。同時，本揭露前述實施例所製得之顯示裝置或觸控顯示裝置，可應用於本技術領域已知之任何需要顯示螢幕之電子裝置上，如顯示器、手機、筆記型電腦、攝影機、照相機、音樂播放器、行動導航裝置、電視等需要顯示影像之電子裝置上。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧基板
11‧‧‧掃描線
111‧‧‧閘極
12‧‧‧半導體層
13‧‧‧汲極
14‧‧‧源極
151‧‧‧穿孔
16‧‧‧第一透明導電層
161‧‧‧狹縫
17‧‧‧第二透明導電層
L1-L2‧‧‧剖面線
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向

Claims (12)

  1. 一種顯示裝置，包含：一基板；一掃描線，具有一延伸方向且設置於該基板上，且該掃描線包含一閘極；一半導體層，設置於該閘極上，部分該半導體層與該閘極重疊，部分該半導體層延伸至該閘極外；一汲極與一源極，分別設置在該半導體層上，該汲極與該源極於該基板上的正投影完全位於該半導體層於該基板上的正投影內，其中該閘極、該半導體層、該源極與該汲極形成一薄膜電晶體；一絕緣層，包含一穿孔且設置於該汲極上；一第一透明導電層，設置在該絕緣層上，且部分該第一透明導電層延伸至該穿孔內而與該汲極電性連接；一第二透明導電層，疊設於該基板與該第一透明導電層之間，且該第二透明導電層不與該穿孔重疊；其中，該第二透明導電層於該基板上的正投影具有一第一邊緣，該汲極於該基板上的正投影具有一第二邊緣，該第一邊緣與該第二邊緣具有一間距，該間距於垂直該掃描線的該延伸方向上的最短距離為0~4μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該間距於垂直該掃描線的該延伸方向上的最短距離為0~2μm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中部分該第二透明導電層與該半導體層重疊，但與該汲極不重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中部分該第二透明導電層與該半導體層及該汲極重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二透明導電層更包含一第三邊緣，該第三邊緣實質上垂直於該掃描線的該延伸方向，其中該第三邊緣與該汲極重疊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該穿孔靠近該第一透明導電層的一第一開口面積大於該穿孔靠近該汲極的一第二開口面積。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該穿孔顯露出部分該絕緣層之一側壁。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中於平行該掃描線的該延伸方向上，該第一開口及該第二開口之間分別具有一第一最短距離及一第二最短距離，且該第一最短距離不等於該第二最短距離。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該半導體層包含一第三開口，且該第三開口顯露該閘極之一邊緣。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一透明導電層包含至少一狹縫，該汲極更包含一第四邊緣；其中，於該汲極與該第一導電層重疊的部分於靠近該狹縫處，該第二邊緣與該第四邊緣間具有一弧形邊緣。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一透明導電層包含至少一狹縫，該汲極更包含一第四邊緣；其中，於該汲極與該第一導電層重疊的部分於靠近該狹縫處，該第二邊緣與該第四邊緣間具有一傾斜側邊，且該傾斜側邊與該第二邊緣及該第四邊緣間的夾角分別為一鈍角。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一對側基板，與該基板相對設置；以及一顯示介質，設置於該基板與該對側基板間；其中，該顯示介質更設置於該第一透明導電層與該對側基板間。
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