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TWI692089B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI692089B
TWI692089B TW108112390A TW108112390A TWI692089B TW I692089 B TWI692089 B TW I692089B TW 108112390 A TW108112390 A TW 108112390A TW 108112390 A TW108112390 A TW 108112390A TW I692089 B TWI692089 B TW I692089B
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陳宜瑢
何昇儒
吳尚杰
侯舜齡
張乃文
林弘哲
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友達光電股份有限公司
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Publication date
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Abstract

一種顯示裝置，包括第一基板、第一主動元件、第二主動元件、第一資料線、色彩轉換層、保護層、平坦層、遮蔽電極、第一畫素電極、第二畫素電極、第二基板以及顯示介質層。第一資料線位於第一主動元件與第二主動元件之間。色彩轉換層位於第一主動元件與第二主動元件上。第一畫素電極與第二畫素電極分別電性連接第一主動元件與第二主動元件。第一畫素電極與第二畫素電極之間具有間隙。第一資料線重疊於間隙、部分第一畫素電極以及部分第二畫素電極。遮蔽電極重疊於第一畫素電極、第二畫素電極、第一資料線以及間隙。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種資料線重疊於畫素電極之間的間隙的顯示裝置。
隨著科技進步，曲面顯示裝置的應用越來越廣泛。舉例而言，曲面顯示裝置已廣泛被應用在手機、穿戴式裝置、電視中。生活中經常使用的電子裝置都能加設曲面顯示裝置，這也代表著曲面顯示裝置的市場潛力大。
一般而言，液晶顯示裝置中會設置有黑矩陣（Black matrix, BM）。黑矩陣被用來遮擋液晶排列較差的部分，藉此可以避免液晶顯示裝置漏光。目前，常藉由彎折液晶顯示裝置來製造曲面顯示裝置。然而，在彎折液晶顯示裝置的過程中，黑矩陣時常會偏離欲遮擋的位置，容易導致彎折後的液晶顯示裝置（即曲面顯示裝置）漏光。
本發明提供一種顯示裝置，能改善彎折後產生的漏光問題。
本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置，包括第一基板、第一主動元件、第二主動元件、第一資料線、色彩轉換層、保護層、平坦層、遮蔽電極、第一畫素電極、第二畫素電極、第二基板以及顯示介質層。第一主動元件與第二主動元件位於第一基板上。第一資料線位於第一主動元件與第二主動元件之間。色彩轉換層位於第一主動元件與第二主動元件上。色彩轉換層具有第一開口以及第二開口。第一開口以及第二開口的位置分別對應第一主動元件的汲極與第二主動元件的汲極。保護層位於色彩轉換層上。平坦層位於保護層上。遮蔽電極位於保護層與平坦層之間。遮蔽電極具有第一通孔以及第二通孔。第一通孔以及第二通孔的位置分別對應第一開口與第二開口。第一畫素電極與第二畫素電極位於平坦層上。第一畫素電極與第二畫素電極分別電性連接第一主動元件與第二主動元件。第一畫素電極與第二畫素電極之間具有間隙。第一資料線重疊於間隙、部分第一畫素電極以及部分第二畫素電極。遮蔽電極重疊於第一畫素電極、第二畫素電極、第一資料線以及間隙。遮蔽電極遮蔽間隙。第二基板面對第一基板。顯示介質層位於第一基板與第二基板之間。
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。
圖1A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。圖1B是沿著圖1A線aa’的剖面示意圖。圖1C是沿著圖1A線bb’的剖面示意圖。為了方便說明，圖1A省略繪示了圖1B以及圖1C中的部分構件。
請參考圖1A至圖1C，顯示裝置10包括第一基板SB1、第一主動元件T1、第二主動元件T2、第一資料線DL1、色彩轉換層CF、保護層PV2、絕緣層U、遮蔽電極SE、第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第二基板SB2以及顯示介質層M。在本實施例中，顯示裝置10還包括第一偏光片PL1、第二偏光片PL2、黑矩陣BM、保護層PV1、導線CL、第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第二資料線DL2、第三主動元件T3、第四主動元件T4、第三畫素電極PE3、第四畫素電極PE4、第一配向層AL1、第二配向層AL2、共用電極CE、覆蓋層OC以及間隙物PS。
第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4位於第一基板SB1上。第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4各自包括通道層AS、閘極G、源極S與汲極D。
閘極G、第一掃描線SL1、第二掃描線SL2以及導線CL位於基板SB1上，在本實施例中，閘極G、第一掃描線SL1、第二掃描線SL2以及導線CL屬於同一導電膜層。閘極G電性連接至對應的掃描線，舉例來說，第一主動元件T1的閘極G與第二主動元件T2的閘極G電性連接至第一掃描線SL1，且第三主動元件T3的閘極G與第四主動元件T4的閘極G電性連接至第二掃描線SL2。
通道層AS重疊於對應的閘極G，且通道層AS與閘極G之間夾有閘絕緣層GI。
源極S與汲極D位於對應的通道層AS上，且源極S與汲極D電性連接至對應的通道層AS。第一資料線DL1與第二資料線DL2位於閘絕緣層GI上，且第一資料線DL1與第二資料線DL2電性連接至對應的源極S，舉例來說，第一資料線DL1電性連接至第一主動元件T1的源極S以及第三主動元件T3的源極S，且第二資料線DL2電性連接至第二主動元件T2的源極S以及第四主動元件T4的源極S。第一資料線DL1位於第一主動元件T1與第二主動元件T2之間。在本實施例中，第一資料線DL1與第二資料線DL2皆包括相連的第一部分X1以及第二部分X2。第二部分X2的寬度W大於第一部分X1的寬度y。第一部分X1的位置例如對應於第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4，藉此，第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4可以有較大的佈局空間。
保護層PV1覆蓋源極S、汲極D、第一資料線DL1、第二資料線DL2與閘絕緣層GI。
色彩轉換層CF位於保護層PV1上，在本實施例中，色彩轉換層CF位於第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4上。舉例來說，色彩轉換層CF為彩色濾光層，且顯示裝置10具有彩色濾光層於畫素陣列上（color filter on array, COA）之結構。色彩轉換層CF例如包括紅色色彩轉換層、綠色色彩轉換層以及藍色色彩轉換層，且不同顏色的色彩轉換層交錯設置。
色彩轉換層CF具有第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4。第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4的位置分別對應第一主動元件T1的汲極D、第二主動元件T2的汲極D、第三主動元件T3的汲極D以及第四主動元件T4的汲極D。
保護層PV2位於色彩轉換層CF上。遮蔽電極SE位於保護層PV2上。平坦層U位於遮蔽電極SE以及保護層PV2上。換句話說，遮蔽電極SE位於保護層PV2與平坦層U之間。遮蔽電極SE具有第一通孔TH1、第二通孔TH2、第三通孔TH3以及第四通孔TH4。第一通孔TH1、第二通孔TH2、第三通孔TH3以及第四通孔TH4的位置分別對應第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4。
遮蔽電極SE具有第一開孔C1、第二開孔C2、第三開孔C3以及第四開孔C4。第一開孔C1、第二開孔C2、第三開孔C3以及第四開孔C4的位置及大小分別對應第一主動元件T1的通道層AS、第二主動元件T2的通道層AS、第三主動元件T3的通道層AS以及第四主動元件T4的通道層AS。在本實施例中，遮蔽電極SE不重疊於第一主動元件T1的通道層AS、第二主動元件T2的通道層AS、第三主動元件T3的通道層AS以及第四主動元件T4的通道層AS，藉此避免遮蔽電極SE上的電場影響第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4的運作。在其他實施例中，遮蔽電極SE亦可以不具有第一開孔C1、第二開孔C2、第三開孔C3以及第四開孔C4。
平坦層U例如是感光壓克力樹脂或其他有機絕緣材料，但本發明不以此為限。平坦層U的厚度例如為1微米至4微米。平坦層U能使顯示裝置10的開口率與亮度提高。在本實施例中，平坦層U填入第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4中，且具有分別對應第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4的多個開口。換句話說，平坦層U露出位於第一開口O1、第二開口O2、第三開口O3以及第四開口O4底部的汲極D。
第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4位於平坦層U上。
第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4分別電性連接第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4。第一畫素電極PE1與第二畫素電極PE2之間以及第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4之間具有間隙GP。第一資料線DL1重疊於間隙GP、部分第一畫素電極PE1、部分第二畫素電極PE2、部分第三畫素電極PE3以及部分第四畫素電極PE4。舉例來說，第一資料線DL1的第二部分X2重疊於間隙GP、部分第一畫素電極PE1、部分第二畫素電極PE2、部分第三畫素電極PE3以及部分第四畫素電極PE4。
遮蔽電極SE重疊於第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3、第四畫素電極PE4、第一資料線DL1、第二資料線DL2以及間隙GP，且遮蔽電極SE遮蔽間隙GP。遮蔽電極SE可以降低第一資料線DL1以及第二資料線DL2上之電場對第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3以及第四畫素電極PE4所產生的影響。此外，遮蔽電極SE具有改善取向極化問題、提升儲存電容以及減少寄生電容等效果。
第一配向層AL1位於第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3以及第四畫素電極PE4上。第一配向層AL1具有第一配向方向。
第二基板SB2面對第一基板SB1。黑矩陣BM、覆蓋層OC、共用電極CE以及第二配向層AL2位於第二基板SB2上。黑矩陣BM重疊於第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3、第四主動元件T4以及導線CL。黑矩陣BM具有對應第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3以及第四畫素電極PE4的開口。在本實施例中，第一畫素電極PE1與第二畫素電極PE2之間以及第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4之間的間隙GP沒有重疊於黑矩陣BM。
覆蓋層OC位於黑矩陣BM上。共用電極CE位於覆蓋層OC上。在本實施例中，共用電極CE與遮蔽電極SE電性連接至相同的電壓，藉此進一步提升遮蔽電極SE的遮蔽效果，但本發明不以此為限。由於重疊於間隙GP的遮蔽電極SE與共用電極CE電性連接至相同的電壓，間隙GP周圍的液晶分子不容易受到第一資料線DL1電壓轉換的影響。但在黑畫面下，間隙GP周圍的液晶分子因感受的電壓差為0，所以呈透光狀態，光線可由間隙GP下方之第一資料線DL1遮蔽。
第二配向層AL2位於共用電極CE上。第二配向層AL2具有第二配向方向。在本實施例中，第二配向層AL2的第二配向方向與第一配向層AL1的第一配向方向互相正交。第一配向層AL1與第二配向層AL2例如藉由摩擦（Rubbing）製程來進行配向。在本實施例中，第一基板SB1上更具有第一偏光片PL1，第一偏光片PL1的吸收軸垂直於第一配向層AL1的第一配向方向。在本實施例中，第二基板SB2上更具有第二偏光片PL2，第二偏光片PL2的吸收軸垂直於第二配向層AL2的第二配向方向。換句話說，本實施例中的顯示裝置10為扭曲向列型（twisted nematic, TN）液晶顯示裝置。在一些實施例中，第一基板SB1與第二基板SB2上還分別具有吸收軸彼此正交的兩個偏光片，但本發明不以此為限。
顯示介質層M位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。舉例來說，顯示介質層M位於第一配向層AL1與第二配向層AL2之間。顯示介質層M中例如包括液晶分子。在本實施例中，未對顯示介質層M施加電場時，液晶分子呈螺旋狀排列，並可使光線離開顯示裝置10。若通電後液晶分子漸漸往垂直方向排列，此時偏振光無法通過第二基板SB2上的第二偏光片PL2，並呈現黑畫面。
間隙物PS位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。舉例來說，間隙物PS位於第一配向層AL1與第二配向層AL2之間。間隙物PS可以用來維持顯示介質層M的厚度（或稱液晶盒間隙）。在本實施例中，間隙物PS重疊於第一主動元件T1、第二主動元件T2、第三主動元件T3以及第四主動元件T4，藉此，間隙物PS可以較佳的控制顯示介質層M的厚度。在一些實施例中，間隙物PS形成於第一基板SB1上，且是以光學間隙物形成於陣列上（photo spacer on array，POA）的製程來製做，藉此，顯示裝置10有較高的開口率，但本發明不以此為限。在其他實施例中，間隙物PS形成於第二基板SB2上。
在一些實施例中，彎折顯示裝置10以獲得曲面顯示裝置。舉例來說，曲面顯示裝置的彎折軸例如平行於第一資料線DL1以及第二資料線DL2的延伸方向。在彎折顯示裝置10後，由於黑矩陣BM與畫素電極（例如第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4）之間的間距大，部分間隙GP容易在顯示裝置10被彎折以後偏離黑矩陣BM，也可以說部分間隙GP容易在垂直黑矩陣BM的方向上不與黑矩陣BM重疊。舉例來說，黑矩陣BM沿著第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2的延伸方向偏離間隙GP。然而，由於第一資料線DL1重疊於間隙GP、部分第一畫素電極PE1以及部分第二畫素電極PE2，即使部分黑矩陣BM偏離間隙GP，依然可以藉由第一資料線DL1遮蔽間隙GP，藉此避免顯示裝置10的漏光問題。
在本實施例中，第一資料線DL1與畫素電極（例如第一畫素電極PE1、第二畫素電極PE2、第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4）之間具有垂直距離H。第一資料線DL1具有寬度W，H/W＜23%。在本實施例中，第一畫素電極PE1與第二畫素電極PE2之間（或第三畫素電極PE3與第四畫素電極PE4之間）的間隙GP的寬度Z小於或等於寬度W。顯示介質層M的厚度LH與第一資料線DL1的寬度W的比值小於0.21。
圖2是依照本發明的一些實施例的顯示裝置之視角亮度模擬圖。舉例來說，圖2中每條曲線所代表的顯示裝置之結構皆類似於圖1A的顯示裝置10，然而圖2中每條曲線所代表的顯示裝置之第一資料線DL1的寬度W各不相同。
圖2的縱軸代表的是對應視角之亮度與正視視角（0度）之亮度的比值再除以50。舉例來說，當視角為0度時（即正視視角時），前述比值為1且於圖2縱軸對應的數值為1除以50（即0.02）。當60度視角與正視視角的比值小於150時（即縱軸小於圖2中的3），顯示裝置具有較佳的觀看品質。
請參考圖2，當第一資料線DL1的寬度W大於14微米時，縱軸的數值小於3，顯示裝置具有較佳的觀看品質。
綜上所述，在本發明的顯示裝置中，即使部分間隙偏離黑矩陣，依然可以避免顯示裝置的漏光問題。
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。
10:顯示裝置 AS:通道層 AL1:第一配向層 AL2:第二配向層 BM:黑矩陣 C1:第一開孔 C2:第二開孔 C3:第三開孔 C4:第四開孔 CE:共用電極 CF:色彩轉換層 CL:導線 D:汲極 DL1:第一資料線 DL2:第二資料線 G:閘極 GI:閘絕緣層 GP:間隙 H:垂直距離 LH:厚度 M:顯示介質層 O1:第一開口 O2:第二開口 O3:第三開口 O4:第四開口 OC:覆蓋層 PE1:第一畫素電極 PE2:第二畫素電極 PE3:第三畫素電極 PE4:第四畫素電極 PL1:第一偏光片 PL2:第二偏光片 PS:間隙物 PV1、PV2:保護層 S:源極 SB1:第一基板 SB2:第二基板 SE:遮蔽電極 SL1:第一掃描線 SL2:第二掃描線 T1:第一主動元件 T2:第二主動元件 T3:第三主動元件 T4:第四主動元件 TH1:第一通孔 TH2:第二通孔 TH3:第三通孔 TH4:第四通孔 U:絕緣層 W、y、Z:寬度 X1:第一部分 X2:第二部分
圖1A是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。 圖1B是沿著圖1A線aa’的剖面示意圖。 圖1C是沿著圖1A線bb’的剖面示意圖。 圖2是依照本發明的一些實施例的顯示裝置之視角亮度模擬圖。
10:顯示裝置
AS:通道層
C1:第一開孔
C2:第二開孔
C3:第三開孔
C4:第四開孔
CF:色彩轉換層
CL:導線
D:汲極
DL1:第一資料線
DL2:第二資料線
G:閘極
GP:間隙
O1:第一開口
O2:第二開口
O3:第三開口
O4:第四開口
PE1:第一畫素電極
PE2:第二畫素電極
PE3:第三畫素電極
PE4:第四畫素電極
PS:間隙物
S:源極
SB1:第一基板
SE:遮蔽電極
SL1:第一掃描線
SL2:第二掃描線
T1:第一主動元件
T2:第二主動元件
T3:第三主動元件
T4:第四主動元件
TH1:第一通孔
TH2:第二通孔
TH3:第三通孔
TH4:第四通孔
W、y:寬度
X1:第一部分
X2:第二部分

Claims (12)

  1. 一種顯示裝置，包括： 一第一基板； 一第一主動元件與一第二主動元件，位於該第一基板上； 一第一資料線，位於該第一主動元件與該第二主動元件之間； 一色彩轉換層，位於該第一主動元件與該第二主動元件上，且該色彩轉換層具有一第一開口以及一第二開口，該第一開口以及該第二開口的位置分別對應該第一主動元件的汲極與該第二主動元件的汲極； 一保護層，位於該色彩轉換層上； 一平坦層，位於該保護層上； 一遮蔽電極，位於該保護層與該平坦層之間，其中該遮蔽電極具有一第一通孔以及一第二通孔，該第一通孔以及該第二通孔的位置分別對應該第一開口與該第二開口； 一第一畫素電極與一第二畫素電極，位於該平坦層上，該第一畫素電極與該第二畫素電極分別電性連接該第一主動元件與該第二主動元件，且該第一畫素電極與該第二畫素電極之間具有一間隙，其中該第一資料線重疊於該間隙、部分該第一畫素電極以及部分該第二畫素電極，該遮蔽電極重疊於該第一畫素電極、該第二畫素電極、該第一資料線以及該間隙，且該遮蔽電極遮蔽該間隙； 一第二基板，面對該第一基板；以及 一顯示介質層，位於該第一基板與該第二基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 一共用電極，位於該第二基板上； 一第一配向層，位於該第一畫素電極與該第二畫素電極上，且該第一配向層具有一第一配向方向；以及 一第二配向層，位於該共用電極上，且該第二配向層具有一第二配向方向。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該遮蔽電極具有一第一開孔，該第一開孔的位置對應該第一主動元件的通道層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該遮蔽電極具不重疊於該第一主動元件的通道層以及該第二主動元件的通道層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一資料線與該第一畫素電極之間具有垂直距離H，該第一資料線具有寬度W，H/W＜23%。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一畫素電極與該第二畫素電極之間的該間隙的寬度小於或等於該第一資料線的寬度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示介質層的厚度與該第一資料線的寬度的比值小於0.21。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一資料線的寬度大於14微米。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 一共用電極，位於該第二基板上，其中該共用電極與該遮蔽電極電性連接至相同的電壓。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中部分該平坦層填入該第一開口以及該第二開口中。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 一間隙物，位於該第一基板與該第二基板之間，且重疊於該第一主動元件。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一資料線包括相連的一第一部分以及一第二部分，該第二部分重疊於該間隙，且該第二部分的寬度大於該第一部分的寬度。
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