TWM544117U

TWM544117U - 畫素結構以及顯示面板

Info

Publication number: TWM544117U
Application number: TW106200434U
Authority: TW
Inventors: 莊鎵榮; 方翼銘
Original assignee: 凌巨科技股份有限公司
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2017-06-21

Description

畫素結構以及顯示面板

本新型創作是有關於一種畫素結構以及顯示面板，且特別是有關於一種改善漏光的畫素結構以及顯示面板。

近年來具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性的薄膜電晶體液晶顯示面板(TFT-LCD panel)已逐漸成為市場主流，其中又以高解析度的薄膜電晶體液晶顯示面板備受關注。顯示面板的解析度越高，代表畫素結構的密度越高。在傳統薄膜電晶體的設計下，薄膜電晶體附近的電場會影響液晶分子轉動，而導致薄膜電晶體附近產生漏光，且漏光問題會隨著畫素結構的密度越高而越顯著。一般會藉由增加遮光層的遮蔽面積去屏蔽薄膜電晶體附近的漏光。然而，遮光層的遮蔽面積越大，畫素結構的開口率越小。因此，如何在不大幅影響開口率的情況下，改善漏光問題，便成為此領域研發人員欲解決的議題之一。

本新型創作提供一種畫素結構，其可在不影響開口率的情況下，改善漏光問題。

本新型創作還提供一種顯示面板，其具有良好的顯示品質。

本新型創作的一種畫素結構配置於基板上。畫素結構包括第一訊號線、第二訊號線、主動元件、第一電極以及第二電極。第二訊號線與第一訊號線相交。主動元件電性連接於第一訊號線與第二訊號線，其中主動元件包括閘極、通道層、源極以及汲極。閘極電性連接於第一訊號線。通道層重疊於閘極。源極電性連接於第二訊號線。源極與汲極重疊於通道層且彼此相對，以於通道層定義出位於源極與汲極之間的通道區。第一電極電性連接於汲極。第二電極電性絕緣且重疊於第一電極，其中第二電極具有多個條狀開口以及開孔。條狀開口與第一電極重疊。開孔與主動元件重疊且具有第一邊以及第二邊。第一邊以及源極位於閘極的同一側。第二邊以及汲極位於閘極的同一側。開孔曝露出通道區。第一邊以及第二邊分別位於閘極上方。第一邊與第一訊號線遠離閘極的側邊之間的第一距離以及第二邊與閘極遠離第一訊號線的側邊之間的第二距離分別大於或等於3微米。

本新型創作的一種顯示面板包括多個上述的畫素結構、對向基板以及顯示介質。畫素結構配置於基板上。對向基板與基板相對，且畫素結構位於基板與對向基板之間。顯示介質配置於畫素結構與對向基板之間。

在本新型創作的畫素結構以及顯示面板的一實施例中，第一距離以及第二距離分別小於或等於10微米。

在本新型創作的畫素結構以及顯示面板的一實施例中，源極與汲極之間具有溝渠，且開孔曝露出溝渠。

在本新型創作的畫素結構以及顯示面板的一實施例中，第一訊號線沿第一方向延伸。第二訊號線沿第二方向延伸。第二方向與第一方向相交，且各條狀開口的延伸方向不垂直且不平行於第一方向以及第二方向。

在本新型創作的顯示面板的一實施例中，顯示面板更包括黑矩陣層。黑矩陣層配置於對向基板上且位於顯示介質與對向基板之間，其中黑矩陣層遮蔽各畫素結構的第一訊號線、第二訊號線以及主動元件，且黑矩陣層具有多個透光孔。透光孔分別曝露出其中一第一電極。

在本新型創作的顯示面板的一實施例中，顯示面板更包括多個彩色濾光圖案。彩色濾光圖案配置於對向基板上且位於顯示介質與對向基板之間，其中彩色濾光圖案分別配置在其中一透光孔中。

基於上述，在本新型創作的畫素結構的實施例中，可在不改變閘極的面積下，使第二電極延伸至閘極以及第一訊號線的上方。藉由控制第一距離以及第二距離的大小，以降低主動元件附近的電場大小。主動元件附近的電場越小，液晶分子的旋轉角度越小，也就是漏光程度越低。因此，本新型創作的畫素結構可在不大幅影響開口率的情況下，改善漏光問題，且應用上述的畫素結構的顯示面板可具有良好的顯示品質(如高開口率及高對比度等)。

為讓本新型創作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‧‧‧畫素結構

110‧‧‧第一訊號線

120‧‧‧第二訊號線

130‧‧‧主動元件

140‧‧‧第一電極

150‧‧‧第二電極

160‧‧‧第一絕緣層

170‧‧‧第二絕緣層

200‧‧‧對向基板

300‧‧‧顯示介質

A‧‧‧通道區

BM‧‧‧黑矩陣層

CF‧‧‧彩色濾光圖案

CH‧‧‧通道層

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

DE‧‧‧汲極

GE‧‧‧閘極

GI‧‧‧閘絕緣層

O1‧‧‧條狀開口

O2‧‧‧開孔

O3‧‧‧透光孔

S1‧‧‧第一邊

S2‧‧‧第二邊

S110、SGE‧‧‧側邊

SE‧‧‧源極

SUB‧‧‧基板

TH‧‧‧貫孔

X1‧‧‧第一方向

X2‧‧‧第二方向

I-I’‧‧‧剖線

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種顯示面板的剖面示意圖。

圖2及圖3分別是圖1中畫素結構的上視示意圖。

圖4是圖1中顯示面板的上視示意圖。

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種顯示面板的剖面示意圖。圖2及圖3分別是圖1中畫素結構的上視示意圖，其中圖2省略圖1中位於第一電極之上的膜層，以清楚表示主動元件與第一電極的相對配置關係。圖4是圖1中顯示面板的上視示意圖，其中圖1所示的剖面對應圖4中剖線I-I’的剖面，惟圖4省略圖1中對向基板以及彩色濾光圖案，以清楚表示黑矩陣層、第一電極以及第二電極的相對配置關係。

請參照圖1至圖4，顯示面板10包括多個畫素結構100(圖1至圖4示意性繪示出一個畫素結構100)、對向基板200以及顯示介質300。畫素結構100配置於基板SUB上且可排列成二維陣列。各畫素結構100包括第一訊號線110、第二訊號線120、主動元件130、第一電極140以及第二電極150。

第二訊號線120與第一訊號線110相交。具體地，第一訊號線110沿第一方向X1延伸，且第二訊號線120沿與第一方向X1相交的第二方向X2延伸。第二方向X2與第一方向X1可相互垂直，但不以此為限。第一訊號線110可為掃描線，且第二訊號線120可為資料線，但不以此為限。

主動元件130電性連接於第一訊號線110與第二訊號線120，其中主動元件130包括閘極GE、通道層CH、源極SE以及汲極DE。此外，主動元件130可進一步包括閘絕緣層GI。

閘極GE電性連接於第一訊號線110。舉例而言，閘極GE連接於第一訊號線110面向第一電極140的一側。閘絕緣層GI配置於閘極GE、第一訊號線110以及被閘極GE與第一訊號線110暴露出來的基板SUB上。通道層CH配置於閘絕緣層GI上且重疊於閘極GE。源極SE電性連接於第二訊號線120。舉例而言，源極SE可連接於第二訊號線120面向第一電極140的一側。

源極SE與汲極DE重疊於通道層CH且彼此相對，以於通道層CH定義出位於源極SE與汲極DE之間的通道區A。舉例而言，源極SE與汲極DE可分別為梳狀電極，且源極SE與汲極DE之間的曲折溝渠(zigzag trench)於通道層CH定義出曲折的通道區A。然而，源極SE、汲極DE以及通道區A的形狀可依需求改變，而不限於圖2所繪示者。在一實施例中，源極SE與汲極DE 可分別為條狀電極，且源極SE與汲極DE之間可具有直條狀的溝渠，而定義出直條狀的通道區A。

第一電極140電性連接於汲極DE。第二電極150電性絕緣且重疊於第一電極140。具體地，畫素結構100可進一步包括第一絕緣層160以及第二絕緣層170。第一絕緣層160覆蓋主動元件130且具有貫孔TH。貫孔TH暴露出汲極DE的部分區域，且第一電極140透過貫孔TH而與汲極DE電性連接。第二絕緣層170配置在第一電極140以及被第一電極140暴露出來的第一絕緣層160上，且第二電極150配置在第二絕緣層170上，以透過第二絕緣層170而電性絕緣於第一電極140。

第一電極140與第二電極150可皆為透光電極，如金屬氧化物製作而成的電極，以具有理想的光穿透率。然而，第一電極140與第二電極150的材質不以此為限。

第二電極150具有多個條狀開口O1以及開孔O2。條狀開口O1與第一電極140重疊。在本實施例中，各條狀開口O1的延伸方向不垂直且不平行於第一方向X1以及第二方向X2。然而，各條狀開口O1的延伸方向可依需求改變，而不限於圖3所繪示者。在一實施例中，條狀開口O1的延伸方向可分別平行或垂直於第一方向X1或第二方向X2。

開孔O2與主動元件130重疊。此外，開孔O2暴露出由源極SE與汲極DE之間的溝渠所定義出的通道區A，亦即通道區A未被第二電極150遮蔽，以讓主動元件130正常運作。

開孔O2具有第一邊S1以及第二邊S2。第一邊S1以及源極SE位於閘極GE的同一側。第二邊S2以及汲極DE位於閘極GE的同一側。此外，第一邊S1以及第二邊S2分別延伸至閘極GE以及第一訊號線110上方。第一邊S1與第一訊號線110遠離閘極GE的側邊S110之間的第一距離D1以及第二邊S2與閘極GE遠離第一訊號線110的側邊SGE之間的第二距離D2分別大於或等於3微米。第一距離D1為第一邊S1於基板SUB上的正投影與側邊S110於基板SUB上的正投影之間的最短距離。此外，第二距離D2為第二邊S2於基板SUB上的正投影與側邊SGE於基板SUB上的正投影之間的最短距離。在本實施例中，第一距離D1以及第二距離D2分別小於或等於10微米，以使開孔O2暴露出通道區A。然而，第一距離D1以及第二距離D2的上限值可依據通道區A的形狀及面積而有所不同。

對向基板200與基板SUB相對，且畫素結構100位於基板SUB與對向基板200之間。顯示介質300配置於畫素結構100與對向基板200之間。舉例而言，顯示介質300為液晶層且包括多個液晶分子。

依據不同的需求，顯示面板10還可包括其他膜層。舉例而言，顯示面板10可進一步包括黑矩陣層(Black Matrix)BM，以遮蔽顯示面板10中不欲被看到的元件。黑矩陣層BM配置於對向基板200上且位於顯示介質300與對向基板200之間。黑矩陣層BM例如遮蔽各畫素結構100的第一訊號線110、第二訊號線 120以及主動元件130，且黑矩陣層BM具有多個透光孔O3(圖4示意性繪示出一個透光孔O3)。透光孔O3分別曝露出其中一第一電極140。

此外，顯示面板10還可包括多個彩色濾光圖案CF(圖1示意性繪示出一個彩色濾光圖案CF)，以提供彩色的顯示畫面。彩色濾光圖案CF配置於對向基板200上且位於顯示介質300與對向基板200之間，其中彩色濾光圖案CF分別配置在其中一透光孔O3中。

當閘極GE採用遮光的導電材質(如金屬)時，增加閘極GE面積會降低開口率。因此，在本實施例中，調整第一距離D1以及第二距離D2的大小的方法例如是：在不改變閘極GE的面積下，使第二電極150延伸至閘極GE以及第一訊號線110的上方。如此，便可在不影響開口率的情況下，控制第一距離D1以及第二距離D2的大小，以降低主動元件130附近的電場大小。由於主動元件130附近的電場越小，液晶分子的旋轉角度越小，也就是漏光程度越低。因此，畫素結構100可在不影響開口率的情況下，改善漏光問題。一般而言，液晶分子的旋轉角度大於45度時，會有顯著的漏光。在一實驗例中，當第一距離D1以及第二距離D2分別為4微米時，液晶分子的旋轉角度可在5度以下。也就是說，控制第一距離D1以及第二距離D2的大小確實可有效地改善漏光。由於改善漏光問題有助於提升顯示畫面的對比度，因此顯示面板10可具有良好的顯示品質(如高開口率及高對比度等)。在一實施例中，搭配黑矩陣層BM的設置，甚至能夠根除漏光問題。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。