TWI407227B - 具控制電路保護功能之平面顯示裝置 - Google Patents

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Description

具控制電路保護功能之平面顯示裝置
本發明係關於一種具控制電路保護功能之平面顯示裝置；具體而言，本發明係關於一種平面顯示裝置的結構，其中包含用來保護形成於基板上的薄膜電晶體陣列驅動電路的結構。
平面顯示器的種類繁多，除了現今廣泛使用的液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)以外，其中電子紙(Electronic Paper，ePaper)產品以能夠高度擬真墨水在紙張上顯像的狀況而受到矚目。電子紙係採用電泳顯示(Electrophoretic Display，EPD)及旋轉球顯示(Rotating Balls Display)等技術製成，其特點在於可以在不加電的情況下保留住原先顯示的畫面，以及能夠像紙一樣自由地彎曲。此外，電子紙還具有解析度高、色彩對比高、耗電量小、製造成本低等優點，因此日漸受到矚目。
在電子產品薄形化以及節省成本等需求的推動下，許多不同的製程技術逐漸被發展出來。例如GOA(Gate Driver on Array，內建閘極驅動電路)技術是以直接將薄膜電晶體陣列的閘極驅動電路整合於玻璃基板上，而替代外接的的驅動晶片的方式來達到節省空間及成本的目標。
電泳顯示面板一般的設置方式係直接將電泳顯示面板與玻璃基板相貼合。在這種情況下，若將GOA等相似的技術應用於電子紙的製程，往往會使形成於玻璃基板上的GOA電路因缺乏覆蓋而外露。圖1為習知平面顯示器之示意圖。如圖1所示，由於基板1與電泳顯示面板2係直接相貼合而設置，而基板1上的閘極驅動電路3則位於電泳顯示面板2之一側，此時閘極驅動電路3就會缺乏覆蓋而外露。外露的閘極驅動電路3可能會而遭遇水氣侵蝕、外力刮傷或靜電破壞等損害。此外，當GOA等相似的技術應用於液晶顯示器的製程時，一般係使用濾光片(color filter)來覆蓋形成於玻璃基板上的GOA電路，因此往往會為了覆蓋GOA電路而使用較大面積的濾光片，增加額外的成本。
本發明之目的在於提供一種具控制電路保護功能之平面顯示裝置，對形成於玻璃基板上的薄膜電晶體陣列驅動電路加以覆蓋保護，防止其中的薄膜電晶體因為外露而受損，改善上述先前技術中的問題。
本發明具控制電路保護功能之平面顯示裝置包含基板、電極陣列控制電路、驅動電路、顯示面板及保護單元。基板具有第一表面；電極陣列控制電路形成於第一表面上；驅動電路形成於第一表面上而位於電極陣列控制電路之一側，與電極陣列控制電路連接並進而驅動之；顯示面板平行設置於電極陣列控制電路上，其中包含多個顯示粒子，這些顯示粒子的作動係藉由電極陣列控制電路來控制；保護單元形成於顯示面板之一側，覆蓋於驅動電路上。
本發明提供一種具控制電路保護功能之平面顯示裝置。在圖2所示的實施例中，此平面顯示裝置包含基板10、電極陣列控制電路20、驅動電路30、電泳顯示面板40及保護單元。基板10具有第一表面11。在較佳實施例中，基板10可採用玻璃、聚合物或其他材質。電極陣列控制電路20形成於第一表面11上。在較佳實施例中，電極陣列控制電路20為整合於基板10上的薄膜電晶體(Thin-film transistor，TFT)所組成的薄膜電晶體陣列。驅動電路30形成於電極陣列控制電路20一側的第一表面11上，連接電極陣列控制電路20並加以驅動。在本實施例中，驅動電路30係為對電極陣列控制電路20中的薄膜電晶體之閘極提供驅動的掃描驅動單元。
在本實施例中，係採用GOA技術將驅動電路30整合於基板10，以驅動由a-Si(非矽晶)薄膜電晶體所組成的電極陣列控制電路20；然而，在不同實施例中，以GOA技術整合於基板的驅動電路亦可用來驅動由p-Si(多晶矽)薄膜電晶體所組成的電極陣列控制電路，其中p-Si薄膜電晶體可以採LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低溫多晶矽)等技術加以形成。此外，在其他實施例中，可採用其他方式將驅動電路整合於基板上。
如圖2所示，電泳顯示面板40平行設置於電極陣列控制電路20上，分為第一區域41及第二區域42，其中自電泳顯示面板40的一側延伸出的第一區域41覆蓋於驅動電路30上，以作為保護單元。保護單元可使驅動電路30不至於因為缺乏覆蓋而外露，以防止驅動電路30遭受水氣侵蝕、外力刮傷或靜電破壞等損害；第二區域42則覆蓋於電極陣列控制電路20上，以形成顯示區域。
如圖2所示，電泳顯示面板40包含平行設置的電極層43、粒子層44及底層45。粒子層44夾於電極層43及底層45之間，其中包含多個顯示粒子441。電泳顯示面板40在第二區域42內的每個畫素在電極陣列控制電路20中有一個對應的薄膜電晶體21，薄膜電晶體21以電連接或其他方式連接畫素電極50。在本實施例中，畫素電極50設置於電極陣列控制電路20及電泳顯示面板40之間。電泳顯示面板40的顯示效果係藉由顯示粒子441的作動來完成，而顯示粒子441的作動係藉由畫素電極50與電極層43之間的電場變化來控制。底層45將粒子層44中的顯示粒子441密封於粒子層44中，並具有朝向電極陣列控制電路20的第二表面451。在本實施例中，底層45係採用熱塑性的彈性材質；然而在不同實施例中亦可採用其他材質。此外，在其他實施例中，可以在第二表面451上形成一黏合層，使基板10與電泳顯示面板40相黏合。
在使用電泳顯示面板之一部份作為保護單元的實施例中，形成為保護單元的部分電泳顯示面板40可能會因為底下的驅動電路30作動的關係而顯示不必要的影像。圖3為圖2所示平面顯示裝置加上外框的一實施例之示意圖。如圖3所示，當第一區域41作為保護單元時，可以將外框70設置於電泳顯示面板40的顯示面46上以遮蓋第一區域41，進而避免保護單元41中的顯示粒子441對外顯示影像；相對地，在第二區域42中而未被外框70所遮蓋的顯示粒子441則可對外顯示影像。
圖4A為本發明顯示裝置的第二實施例之示意圖。如圖4A所示，此平面顯示裝置包含基板10、電極陣列控制電路20、驅動電路30、電泳顯示面板40及保護單元60。基板10具有第一表面11。電極陣列控制電路20形成於第一表面11上。驅動電路30形成於電極陣列控制電路20一側的第一表面11上，連接電極陣列控制電路20並加以驅動。在本實施例中，電極陣列控制電路20及驅動電路30上設有平坦層90；然而，在不同實施例中，可選擇不設置平坦層或以其他結構來覆蓋電極陣列控制電路及驅動電路。
在本實施例中，係採用GOA技術將驅動電路30整合於基板10，以驅動由a-Si(非矽晶)薄膜電晶體所組成的電極陣列控制電路20；然而，在不同實施例中，以GOA技術整合於基板的驅動電路亦可用來驅動由p-Si(多晶矽)薄膜電晶體所組成的電極陣列控制電路，其中p-Si薄膜電晶體可以採LPTS等技術加以形成。此外，在其他實施例中，可採用其他方式將驅動電路整合於基板上。
如圖4A所示，電泳顯示面板40平行設置於電極陣列控制電路20上，包含平行設置的電極層43、粒子層44及底層45。粒子層44夾於電極層43及底層45之間，其中包含多個顯示粒子441。底層45將粒子層44中的顯示粒子441密封於粒子層44中，並具有朝向電極陣列控制電路20的第二表面451。在本實施例中，畫素電極50設置於電極陣列控制電路20和電泳顯示面板40之間。
如圖4A所示，當驅動電路30於第一表面11形成以後，可於電泳顯示面板40之一側形成覆蓋於驅動電路30上的保護單元60，使驅動電路30不至於因為缺乏覆蓋而外露。在本實施例中，保護單元60係採塗布的方式形成於驅動電路30，以防止驅動電路30遭受水氣侵蝕、外力刮傷或靜電破壞等損害，其材質採紫外線光硬化樹脂(UV)材質；然而，在不同實施例中，可採用其他方式或製程形成保護單元，並可採用熱熔膠或其他非導電材質作為保護單元的材質。使用非導電材質作為驅動電路的保護單元，除了不需要增加額外的電泳顯示面板的成本以外，也因為形成於驅動電路上的保護單元易於移除，使得驅動電路的維修更為便利。
在圖4B所示的實施例中，驅動電路30上方設有電極100，此時可於電泳顯示面板40之一側形成覆蓋於電極100上的保護單元60，使得電極100不至於因為缺乏覆蓋而外露。
如圖4A及圖4B的實施例中所示，本發明具控制電路保護功能之平面顯示裝置係使用電泳顯示面板；然而在其他實施例中，可使用液晶顯示面板。如圖5A所示，此平面顯示裝置包含基板10、電極陣列控制電路20、驅動電路30、顯示單元80及保護單元60。基板10具有第一表面11。電極陣列控制電路20形成於第一表面11上。驅動電路30形成於電極陣列控制電路20一側的第一表面11上，連接電極陣列控制電路20並加以驅動。
如圖5A所示，顯示單元80平行設置於電極陣列控制電路20上，包含平行設置的上基板81、濾光片82、電極層83及液晶層84。上基板81具有第二表面811，第二表面811朝向基板10之第一表面11。濾光片82設置於第二表面811上。電極層83夾於濾光片82及液晶層84之間。液晶層84與電極陣列控制電路20相對，其中包含多個液晶分子841。基板10與上基板81之端部間並設有封膠85，以將液晶分子841封於基板10與上基板81之間。顯示單元80的每個畫素在電極陣列控制電路20中有一個對應的薄膜電晶體21，薄膜電晶體21以電連接或其他方式連接畫素電極50。畫素電極50設置於電極陣列控制電路20和顯示單元80之間。平面顯示裝置的顯示效果係藉由液晶分子841的作動來達成，而液晶分子841的作動係藉由畫素電極50與電極層83之間的電場變化來控制。
如圖5A所示，當驅動電路30於第一表面11形成以後，可於顯示單元80之一側形成覆蓋於驅動電路30上的保護單元60，使驅動電路30不至於因為缺乏覆蓋而外露。保護單元60之位置較佳係設於封膠85的外側。在本實施例中，保護單元60係採塗布的方式形成於驅動電路30，以防止驅動電路30遭受水氣侵蝕、外力刮傷或靜電破壞等損害，其材質採紫外線光硬化樹脂(UV)材質；然而，在不同實施例中，可採用其他方式或製程形成保護單元，並可採用熱熔膠或其他非導電材質作為保護單元的材質。
在圖5B所示的實施例中，驅動電路30上方設有電極100，此時可於顯示單元80之一側形成覆蓋於電極100上的保護單元60，使得電極100不至於因為缺乏覆蓋而外露。
不同於一般液晶顯示中使用濾光片來覆蓋形成於玻璃基板上的GOA電路的做法，使用非導電材質作為驅動電路的保護單元，除了不需要增加額外的液晶顯示面板的成本以外，也因為形成於驅動電路上的保護單元易於移除，使得驅動電路的維修更為便利。此外，還有可避免驅動電路與其他元件發生短路等優點。
圖6A為本發明平面顯示裝置之保護單元的一實施例之示意圖。如圖6A所示，驅動電路30中包含掃描驅動單元31及數據驅動單元32，其中掃描驅動單元31對電極陣列控制電路中的薄膜電晶體的閘極提供掃描訊號，而數據驅動單元32對電極陣列控制電路中的薄膜電晶體的源極提供數據訊號。此時由於數據驅動單元32提供之數據訊號對於雜訊的影響較為敏感，因此數據驅動單元32係以非導電材質所形成的保護單元60覆蓋；相對地，掃描驅動單元31係以電泳顯示面板40之一側延伸所形成的保護單元41覆蓋，並以外框70遮蓋於其上。
然而，在不同的實施例中，如圖6B所示，可以使用電泳顯示面板40之不同側所分別延伸形成的第一保護單元411及第二保護單元412來分別覆蓋電極陣列控制電路中的掃描驅動單元31及數據驅動單元32。此外，在其他實施例中，如圖6C所示，亦可於電泳顯示面板40之側邊設置非導電材質的第一保護單元61及第二保護單元62來分別覆蓋電極陣列控制電路中的掃描驅動單元31及數據驅動單元32。除了搭配電泳顯示面板使用以外，此種保護單元的設置方式亦可用在使用液晶顯示面板的實施例中。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。
10．．．基板
11．．．第一表面
20．．．電極陣列控制電路
21‧‧‧薄膜電晶體
30‧‧‧驅動電路
40‧‧‧電泳顯示面板
41‧‧‧第一區域
411‧‧‧第一保護單元
412‧‧‧第二保護單元
42‧‧‧第二區域
43‧‧‧電極層
44‧‧‧粒子層
441‧‧‧顯示粒子
45‧‧‧底層
451‧‧‧第二表面
46‧‧‧顯示面
50‧‧‧畫素電極
60‧‧‧保護單元
61‧‧‧第一保護單元
62‧‧‧第二保護單元
70‧‧‧外框
80‧‧‧顯示單元
81‧‧‧上基板
811‧‧‧第二表面
82‧‧‧濾光片
83‧‧‧電極層
84‧‧‧液晶層
841‧‧‧液晶分子
85．．．封膠
90．．．平坦層
100．．．電極
圖1為習知平面顯示裝置之示意圖；
圖2為本發明平面顯示裝置的第一實施例之示意圖；
圖3為圖2所示平面顯示裝置加上外框的一實施例之示意圖；
圖4A為本發明平面顯示裝置的第二實施例之示意圖；
圖4B為本發明平面顯示裝置的第三實施例之示意圖；
圖5A為本發明平面顯示裝置的第四實施例之示意圖；
圖5B為本發明平面顯示裝置的第五實施例之示意圖；
圖6A為本發明平面顯示裝置之保護單元的一實施例之示意圖；
圖6B為本發明平面顯示裝置之保護單元的另一實施例之示意圖；
圖6C為本發明平面顯示裝置之保護單元的又一實施例之示意圖。
10‧‧‧基板
11‧‧‧第一表面
20‧‧‧電極陣列控制電路
21‧‧‧薄膜電晶體
30‧‧‧驅動電路
40‧‧‧電泳顯示面板
41‧‧‧第一區域
42‧‧‧第二區域
43‧‧‧電極層
44‧‧‧粒子層
441‧‧‧顯示粒子
45‧‧‧底層
451‧‧‧第二表面
50‧‧‧畫素電極

Claims (23)

  1. 一種電泳顯示裝置，包含：一基板，具有一第一表面，一電極陣列控制電路，形成於該第一表面上；至少一驅動電路，形成於該第一表面上該電極陣列控制電路之一側，該驅動電路連接並驅動該電極陣列控制電路；一電泳顯示面板，平行設置於該電極陣列控制電路上，該電泳顯示面板包含平行設置的一電極層、一粒子層及一底層，該粒子層夾於該電極層及該底層之間，且包含複數個顯示粒子，該底層具有一第二表面，該第二表面朝向該電極陣列控制電路，其中該電極陣列控制電路控制該些顯示粒子的作動；以及至少一保護單元，形成於該電泳顯示面板之一側，覆蓋該驅動電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳顯示面板具有一第一區域及一第二區域，該第一區域覆蓋於該電極陣列控制電路上，該第二區域則自該第一區域的一側延伸而出，並覆蓋於該驅動電路上以形成為該保護單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電泳顯示裝置，其中更包含一外框設置於該電泳顯示面板之一顯示面，該外框遮蓋該保護單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中該保護單元為一非導電材質層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電泳顯示裝置，其中該非導電材質層的材質為紫外線光硬化樹脂。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電泳顯示裝置，其中該非導電材質層的材質為熱熔膠。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中該電極陣列控制電路為一薄膜電晶體陣列。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電泳顯示裝置，其中該薄膜電晶體陣列包含複數個薄膜電晶體，該驅動電路對該些薄膜電晶體的閘極提供電壓。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電泳顯示裝置，其中該薄膜電晶體陣列包含複數個薄膜電晶體，該驅動電路包含至少一掃描驅動件及至少一數據驅動件，該掃描驅動件對該些薄膜電晶體的閘極提供電壓，該數據驅動件對該些薄膜電晶體的源極提供電壓。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳顯示面板具有一第一區域及一第二區域，該第一區域覆蓋於該薄膜電晶體陣列上，該第二區域則自該第一區域的一側延伸而出，並覆蓋該掃描驅動件，該保護單元則為一非導電材質層，覆蓋該數據驅動件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電泳顯示裝置，其中更包含一外框，該外框設置於該電泳顯示面板之一顯示面並遮蓋該保護單元。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳顯示面板更包含至少一黏合層形成於該電泳顯示面板的該第二表面上，該黏合層使該基板與該電泳顯示面板相黏合。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中更包含一畫素電極設置於該電極陣列控制電路上，並電連接該電極陣列控制電路，使得該畫素電極與該電極層之間的一電場控制該些顯示粒子之作動。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示裝置，其中更包含一電極設置於該驅動電路上，該保護單元覆蓋該電極。
  15. 一種顯示裝置，包含：一基板，具有一第一表面，一電極陣列控制電路，形成於該第一表面上；至少一驅動電路，形成於該第一表面上該電極陣列控制電路之一側，該驅動電路連接並驅動該電極陣列控制電路；一顯示單元，平行設置於該電極陣列控制電路上；以及至少一保護單元，形成於該顯示單元之一側，該保護單元為一非導電材質層，覆蓋該驅動電路。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該顯示單元包含平行設置的一上基板、一濾光片、一電極層及一液晶層，該上基板具有一第二表面朝向該基板之該第一表面，該濾光片設置於該第二表面，該電極層夾於該濾光片及該液晶層之間，該液晶層相對於該電極陣列控制電路，且包含複數個液晶分子，其中該電極陣列控制電路控制該些液晶分子的作動。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中更包含一畫素電極設置於該電極陣列控制電路上，並電連接該電極陣列控制電路，使得該畫素電極與該電極層之間的一電場控制該些液晶分子之作動。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中更包含一電極設置於該驅動電路上，該保護單元覆蓋該電極。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該非導電材質層的材質為紫外線光硬化樹脂。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該非導電材質層的材質為熱熔膠。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該電極陣列控制電路為一薄膜電晶體陣列。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中該薄膜電晶體陣列包含複數個薄膜電晶體，該驅動電路對該些薄膜電晶體的閘極提供電壓。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中該薄膜電晶體陣列包含複數個薄膜電晶體，該驅動電路包含至少一掃描驅動件及至少一數據驅動件，該掃描驅動件對該些薄膜電晶體的閘極提供電壓，該數據驅動件對該些薄膜電晶體的源極提供電壓。
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