TWI464491B - 顯示裝置 - Google Patents

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由兩種不同功能之面板所構成的顯示裝置。

現今的液晶顯示面板中，已提出了將彩色濾光膜直接整合於畫素陣列上(Color Filter on Array,COA)以及將黑矩陣製作於畫素陣列上(Black matrix on Array,BOA)的技術。這類技術係將整合有彩色濾光膜或是黑矩陣的畫素陣列基板與另一對向基板組立，並於兩基板間填入液晶分子，以形成液晶顯示面板。

另外，在液晶顯示面板中，位於主動區(或稱為顯示區)的黑矩陣、維持晶穴間隙用的間隙物以及位於周邊區用以遮蔽傳輸導線的遮光圖案可以採用相同材質以及相同的製程加以製作，藉以簡化整體製作流程。舉例而言，黑矩陣、間隙物以及遮光圖案等構件實質上可以利用感光性的材料以微影製程加以製作。

然而，位於周邊區的遮光圖案相對於黑矩陣與間隙物而言具有較大的面積。在同樣微影的製程中，位於周邊區的大面積遮光圖案的高度相對於黑矩陣以及間隙物的高度較不容易控制。特別是，以彩色濾光膜整合於畫素陣列(COA)的設計而言，位於周邊區的遮光圖案必須局部地重疊於整合有彩色濾光膜的畫素陣列(也就是重疊於主動區邊緣)上，以確實地遮蔽周邊區中的導線以及主動區邊緣處不必要的漏光。此時，遮光圖案的高度可能高於間隙物的高度，這不利於液晶顯示面板維持固定的晶穴間隙，而使液晶顯示面板的品質不甚理想。

本發明提供一種顯示裝置，將顯示面板與具有另一功能的面板整合在一起以提供多重功能並且使得顯示面板具有理想的品質。

本發明提出一種顯示裝置，包括一第一面板以及疊置於第一面板上的一第二面板。第一面板包括一第一主動區及圍繞第一主動區的一第一周邊區，並且第一面板包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質、一畫素陣列、一彩色濾光膜、一共用電極、一第一遮光層。第二面板包括一第二主動區及圍繞第二主動區的一第二周邊區，並包括一第三基板、一元件層以及一第二遮光層。在第一面板中，第二基板與第一基板上下相對，而顯示介質配置於第一與第二基板之間。畫素陣列配置於第一基板上並位於第一基板與顯示介質之間，用以驅動顯示介質。彩色濾光膜整合於畫素陣列中。共用電極配置於第二基板之上並位於顯示介質與第二基板之間。第一遮光層配置於第一基板與第二基板之間，並包括多個第一遮光圖案以及多個第二遮光圖案。第二遮光圖案位於第一主動區中構成一遮光矩陣，第一遮光圖案實質上抵頂於畫素陣列與共用電極之間，而第二遮光圖案的高度小於第一遮光圖案的高度。第二主動區的面積實質上小於第一主動區的面積，第二周邊區的面積實質上大於第一周邊區的面積。第三基板與第二基板相對，且元件層配置於第三基板與第二基板之間。第二遮光層配置於第二周邊區。

在本發明之一實施例中，上述第二遮光層投影在第一面板的面積範圍與第一主動區的邊緣重疊。

在本發明之一實施例中，上述第二遮光層包括圍繞第二主動區的一遮光環。

在本發明之一實施例中，上述畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極，掃描線與資料線相交，各主動元件連接於對應的掃描線與對應的資料線，各畫素電極透過其中一個主動元件連接至對應的掃描線與對應的資料線，且遮光矩陣位於掃描線、資料線以及主動元件上方。

在本發明之一實施例中，上述第一遮光層更包括多個不連續的第三遮光圖案，位於第一周邊區中，第三遮光圖案與第二遮光層重疊。

在本發明之一實施例中，上述第一遮光層更包括一第三遮光圖案，位於第一周邊區中。

在本發明之一實施例中，上述第一遮光層配置於第一基板上以使第二遮光圖案位於顯示介質與畫素陣列之間。

在本發明之一實施例中，上述第一遮光層配置於第二基板上以使第二遮光圖案位於顯示介質與共用電極之間。

在本發明之一實施例中，上述第二面板的元件層包括一觸控感測層或一視差屏障層。

在本發明之一實施例中，上述第二面板更包括一第四基板，與第三基板相對並位於元件層與第一面板的第二基板之間。

基於上述，本發明利用顯示用的第一面板與其他功能的第二面板疊置在一起以使顯示裝置在平面影像的顯示之外提供其他的功能，例如立體顯示功能或是觸控感測功能。本發明之顯示用的第一面板設計為將彩色濾光膜整合於主動元件陣列中(COA)的型態，而另一功能的第二面板上所設置的遮光層可以至少遮蔽第一面板周邊區以及第一面板之主動區邊緣。如此一來，第一面板在周邊區上不需以大面積的遮光層重疊於主動區就可以避免主動區邊緣的漏光，而有助於使顯示裝置中的第一面板具有理想的品質。

為讓本發明之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。

近年來，使用者對於顯示裝置之顯示品質的要求越來越高。除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，更要求顯示裝置能夠顯示出立體影像。此外，許多電子產品會將觸控式的設計與顯示面板整合，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，進而使螢幕可配置的面積擴大。

一般而言，要使顯示裝置能夠顯示立體影像，必須將顯示面板與視差屏障面板疊置在一起。另外，要使顯示裝置具有觸控功能，則顯示面板會與觸控面板疊置在一起。無論是顯示面板、視差屏障面板、或是觸控面板，都需要在面板的周邊區設置傳輸訊號用的導線。因此，這些面板的周邊區上都會設置有遮光用的圖案或是膜層以避免導線之外露而影響整體顯示裝置的美觀。另外，顯示面板更需要以遮光圖案來遮蔽主動區邊緣可能發生的不必要漏光以達到理想的顯示效果。

然而，COA型態的顯示面板中，大面積的遮光圖案重疊於整合有彩色濾光膜的畫素陣列，會有基於遮光圖案高度不易控制而產生的品質不佳問題。因此，以下提出數個實施例利用這些不同面板上的遮光圖案之配置以改善上述問題而使顯示裝置具有理想的品質。值得一提的是，以下揭露的數個實施例僅是舉例說明之用，並非用以侷限本發明的範圍。

圖1繪示為本發明一實施例的顯示裝置的上視圖。圖2為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第一實施例。請同時參照圖1，顯示裝置10包括一第一面板100以及疊置於第一面板100上的一第二面板200。第一面板100包括一第一主動區AA1及圍繞第一主動區AA1的一第一周邊區PA1，而第二面板200包括一第二主動區AA2及圍繞第二主動區AA2的一第二周邊區PA2。在此，由於第一面板100與第二面板200疊置在一起，圖1中所表示的第一動區AA1與第二主動區AA2係重疊在一起，而第一周邊區PA1與第二周邊區PA2係重疊在一起。另外，重疊在一起的第一周邊區PA1與第二周邊區PA2中有至少一部份面積或是全部面積例如是不透光的。

具體而言，請同時參照圖1與圖2，第一面板100包括一第一基板110、一第二基板120、一顯示介質130、一畫素陣列140、一彩色濾光膜150、一共用電極160以及一第一遮光層170。第二基板120與第一基板110上下相對，而顯示介質130配置於第一與第二基板110、120之間。畫素陣列140配置於第一基板110與顯示介質130之間，而共用電極160配置於顯示介質130與第二基板120之間。畫素陣列140與共用電極160用以驅動顯示介質130。彩色濾光膜150整合於畫素陣列140中，而第一遮光層170配置於第一基板110與第二基板120之間。

在本實施例中，第一面板100可以視為顯示影像之用的顯示面板，而顯示介質130可以是液晶層，以使第一面板100構成為COA設計的液晶顯示面板，其中第一面板100的第一主動區AA1例如可以定義為整合有彩色濾光膜150之畫素陣列140所在區域。當然，顯示介質130也可以由其他的顯示材料所構成，諸如電泳材料、電濕潤材料、有機發光材料等。此外，彩色濾光膜150可以包括有紅色濾光圖案R、綠色濾光圖案G以及藍色濾光圖案B或是其他顏色的濾光圖案或是無色圖案。

第二面板200包括一第三基板210、一元件層220以及一第二遮光層230。第三基板210與第一面板100的第二基板120相對，且元件層220配置於第三基板210與第二基板120之間。第二遮光層230則配置於第二周邊區PA2，且第二遮光層230例如是圍繞第二主動區AA2的遮光環。在第二面板200中，元件層220所在位置例如定義出第二主動區AA2，而第二遮光層230所在位置定義出第二周邊區PA2。在此，元件層220可以包括觸控感測層或視差屏障層，以使顯示裝置10除了平面影像的顯示功能外還可以具有觸控感測的功能或是立體影像的顯示功能。當然，元件層220也可以是具有其他功能的構件。

另外，由圖2可知，第二主動區AA2的面積實質上小於第一主動區AA1的面積，而第二周邊區PA2的面積實質上大於第一周邊區PA1的面積。也就是說，第二遮光層230投影在第一面板100的面積範圍與第一主動區AA1的邊緣重疊，而可以局部地遮蔽第一主動區AA1的邊緣。如此一來，第一面板100中不需在第一周邊區PA1設置任何的遮光圖案就可以避免第一周邊區PA1中的構件外露之問題，且第一主動區AA1邊緣所發生的不必要漏光也可以透過第二遮光層230來遮擋而有助於提高顯示裝置10的顯示品質。

詳細而言，畫素陣列140包括多條掃描線SL、多條資料線DL、多個主動元件TFT以及多個畫素電極PE。掃描線SL與資料線DL相交，各主動元件TFT連接於對應的掃描線SL與對應的資料線DL，各畫素電極PE透過其中一個主動元件TFT連接至對應的掃描線SL與對應的資料線DL。具體而言，一條掃描線SL、一條資料線DL、一個主動元件TFT以及一個畫素電極PE可以構成一個畫素140A，而陣列排列的多個畫素140A即可構成本實施例的畫素陣列140。

一般而言，掃描線SL、資料線DL以及主動元件TFT所在位置為畫素陣列140中無法進行顯示的區域，所以這些元件所在位置往往需要被遮蔽以避免影像顯示品質受到不良的影響。因此，本實施例利用第一遮光層170構成遮光矩陣BM，令遮光矩陣BM設置於掃描線SL、資料線DL以及主動元件TFT上方，以使第一面板100具有理想的顯示效果。

另外，為了提供理想的顯示效果，第一面板100可以藉由適當的支撐元件使畫素陣列140與共用電極160之間維持一致的間隙。在本實施例中，第一遮光層170設置於畫素陣列140與共用電極160之間，所以可採用第一遮光層170來構成上述的支撐構件。

具體來說，第一遮光層170可以包括多個第一遮光圖案170A以及多個第二遮光圖案170B。第一遮光圖案170A與第二遮光圖案170B皆位於第一主動區AA1中，其中第一遮光圖案170A實質上抵頂於畫素陣列140與共用電極160之間，而第二遮光圖案170B則例如構成上述之遮光矩陣BM。如此一來，提供支撐作用的第一遮光圖案170A與提供遮光作用的第二遮光圖案170B由相同的第一遮光層170所構成。這兩種構件採用同一道製作流程加以製作可使第一面板100的製作流程更為簡化。

值得一提的是，本實施例的第二遮光元件170B用以提供遮光作用而不須支撐畫素陣列140與共用電極160之間的間隙，所以第二遮光圖案170B的高度可以小於第一遮光圖案170A的高度。另外，由圖2可知，本實施例第二面板200上的第二遮光層230可以遮蔽住第一主動區AA1的邊緣以及第一周邊區PA1。所以，第二遮光層230即可提供遮光作用以遮蔽第一主動區AA1邊緣可能發生的漏光以及遮蔽第一周邊區PA1中所設置的傳輸導線等構件。也因此，在本實施例中，第一遮光層170不須設置於第一周邊區PA1，即可讓顯示裝置10具有理想的顯示效果及外觀。

相較之下，習知液晶顯示面板需要在周邊區設置大面積的遮光圖案並且需要使大面積遮光圖案局部地重疊於整合有彩色濾光膜的畫素陣列邊緣，所以習知液晶顯示面板的遮光圖案在畫素陣列邊緣處可能發生異常高的高度而不利於維持液晶顯示面板之晶穴間隙。這樣的現象在本實施例是不容易發生的，所以顯示裝置10可以具有理想的品質。

上述實施例是使第二面板200具有單一基板(也就是第三基板210)，然而本發明不以此為限。在其他實施例中，第二面板200可以具有其他的結構設計。舉例而言，圖3繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第二實施例。請參照圖3，圖3所繪示的實施例實質上與圖2所繪示的實施例大致相同，因此兩圖式中相同的構件將以相同的元件符號標示。具體而言，第二實施例與第一實施例的主要差異在於第二實施例的第二面板200具有上下相對的兩個基板，也就是第三基板210與第四基板240。第四基板240與第三基板210相對並且第四基板240位於元件層230與第一面板100的第二基板120之間。

此外，圖4繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第三實施例。請參照圖4，圖4所繪示的實施例實質上與圖2所繪示的實施例大致相同，因此兩圖式中相同的構件將以相同的元件符號標示。具體而言，第三實施例與第一實施例的主要差異在於，第一面板100中的第一遮光層172更包括多個不連續的第三遮光圖案172C。第三遮光圖案172C位於第一周邊區PA1中，且第三遮光圖案172C與第二遮光層230重疊。在此，第一遮光圖案170A、第二遮光圖案170B與第三遮光圖案172C是由相同膜層所構成。由於位於第一周邊區PA1的第三遮光圖案172C並非連續且大面積的圖案設計，第三遮光圖案172C高度可以小於或是等於第一遮光圖案170A的高度，而不會大於第一遮光圖案170A的高度。所以，第三遮光圖案172C雖然重疊於第一主動區AA1，不會有習知設計的遮光圖案之高度不易控制而造成晶穴間隙無法維持一定的問題。換言之，本實施例的至少一部分第三遮光圖案172C可以重疊於第一主動區AA1之邊緣，而共用電極160與畫素陣列140之間仍可維持固定的間隙，且顯示裝置10仍可具有理想的品質。

圖5繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第四實施例。請參照圖5，圖5所繪示的實施例實質上與圖2所繪示的實施例大致相同，因此兩圖式中相同的構件將以相同的元件符號標示。具體而言，第四實施例與第一實施例的主要差異在於，第一面板100中的第一遮光層174更包括一連續的第三遮光圖案174C。第三遮光圖案174C位於第一周邊區PA1中，且第三遮光圖案174C可以與第二遮光層230重疊。另外，第三遮光圖案174C可以不重疊於第一主動區AA1的邊緣。

由於第二面板200中的第二遮光層230投影於第一面板100上的投影面積範圍與第一主動區AA1的邊緣重疊，第二遮光層230可以遮蔽住第一主動區AA1邊緣可能發生的不必要漏光。因此，第三遮光圖案174C不重疊於第一主動區AA1的邊緣，第一主動區AA1邊緣的漏光仍可被遮蔽而使顯示裝置10仍具有理想的顯示效果。

另外，第三遮光圖案174C相較於第一遮光圖案170A與第二遮光圖案170B雖具有較大的面積，第三遮光圖案174C並未疊置於整合有彩色濾光膜150的畫素陣列140上。所以，以圖面所繪示的方向而言，第三遮光圖案174C實質上配置於相對較低的水平位置上，即使第三遮光圖案174C構成的高度高於第一遮光圖案170A，仍不會影響共用電極160與畫素陣列140之間的間隙。所以，顯示裝置10的第一面板100仍具有理想的品質。

圖6繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第五實施例。請參照圖6，圖6所繪示的實施例實質上與圖2所繪示的實施例大致相同，因此兩圖式中相同的構件將以相同的元件符號標示。具體而言，第五實施例與第一實施例的主要差異在於，由第一遮光圖案176A與第二遮光圖案176B所構成的第一遮光層176例如是配置於第二基板120上，以使第二遮光圖案176B位於顯示介質130與共用電極160之間。同時，第一遮光圖案176A係抵頂於畫素陣列140與共用電極160之間。根據本實施例與第一實施例的設計，本發明不限定第一面板100中的第一遮光層(170、176)需設置於第一基板110或是第二基板120上。另外，圖6所繪示的第一遮光層176也可以進一步包括如圖4所繪示的第三遮光圖案172C或是包括如圖5所繪示的第三遮光圖案176C。此時，第一面板100的共用電極160與畫素陣列140之間仍可以維持理想的間隙而使顯示裝置10具有理想的品質。特別是，習知設計中晶穴間隙不易維持一定的問題可以獲得顯著的改善。

綜上所述，本發明利用顯示影像用的面板與另一功能的面板疊置在一起以構成多重功能的顯示裝置，並且兩個面板上都設置有遮光層來提供所需的遮光效果，特別是遮蔽周邊區的效果。當顯示影像用的面板具有COA設計時，可以利用另一面板上的遮光層來遮蔽周邊區以及主動區邊緣。所以，顯示影像用的面板中不須在周邊區以及主動區邊緣設置大面積且重疊於畫素陣列的遮光圖案，因而可以有效地避免遮光圖案與畫素陣列的重疊造成顯示面板之間隙不易控制的問題。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．顯示裝置

100．．．第一面板

110．．．第一基板

120．．．第二基板

130．．．顯示介質

140．．．畫素陣列

140A．．．畫素

150．．．彩色濾光膜

160．．．共用電極

170、172、174、176．．．第一遮光層

170A、176A．．．第一遮光圖案

170B、176B．．．第二遮光圖案

172C、174C．．．第三遮光圖案

200．．．第二面板

210．．．第三基板

220．．．元件層

230．．．第二遮光圖案

240．．．第四基板

AA1．．．第一主動區

AA2．．．第二主動區

B．．．藍色濾光圖案

BM．．．遮光矩陣

DL．．．資料線

G．．．綠色濾光圖案

I-I’．．．剖線

PA1．．．第一周邊區

PA2．．．第二周邊區

PE．．．畫素電極

R．．．紅色濾光圖案

SL．．．掃描線

TFT．．．主動元件

圖1繪示為本發明一實施例的顯示裝置的上視圖。

圖2為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第一實施例。

圖3繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第二實施例。

圖4繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第三實施例。

圖5繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第四實施例。

圖6繪示為圖1的顯示裝置沿剖線I-I’的剖面之第五實施例。

10．．．顯示裝置

100．．．第一面板

110．．．第一基板

120．．．第二基板

130．．．顯示介質

140．．．畫素陣列

140A．．．畫素

150．．．彩色濾光膜

160．．．共用電極

170．．．第一遮光層

170A．．．第一遮光圖案

170B．．．第二遮光圖案

200．．．第二面板

210．．．第三基板

220．．．元件層

230．．．第二遮光圖案

AA1．．．第一主動區

AA2．．．第二主動區

B．．．藍色濾光圖案

G．．．綠色濾光圖案

I-I’．．．剖線

PA1．．．第一周邊區

PA2．．．第二周邊區

PE．．．畫素電極

R．．．紅色濾光圖案

TFT．．．主動元件

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包括：一第一面板，具有一第一主動區及圍繞該第一主動區的一第一周邊區，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板上下相對；一顯示介質，配置於該第一基板與該第二基板之間；一畫素陣列，配置於該第一基板上並位於該第一基板與該顯示介質之間，用以驅動該顯示介質；一彩色濾光膜，整合於該畫素陣列中；一共用電極，配置於該第二基板上並位於該顯示介質與該第二基板之間；一第一遮光層，配置於該第一基板與該第二基板之間，該第一遮光層包括多個第一遮光圖案以及多個第二遮光圖案，該些第二遮光圖案位於該第一主動區中構成一遮光矩陣，其中該第一遮光圖案實質上抵頂於該畫素陣列與該共用電極之間，而該些第二遮光圖案的高度小於該第一遮光圖案的高度；以及一第二面板，疊置於該第一面板上，具有一第二主動區及圍繞該第二主動區的一第二周邊區，該第二主動區的面積實質上小於第一主動區的面積，該第二周邊區的面積實質上大於第一周邊區的面積，該第二面板包括：一第三基板，與該第二基板相對；一元件層，配置於該第三基板與該第二基板之間；以及一第二遮光層，配置於該第二周邊區。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二遮光層投影在該第一面板的面積範圍與該第一主動區的邊緣重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二遮光層包括圍繞該第二主動區的一遮光環。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極，該些掃描線與該些資料線相交，各該主動元件連接於對應的掃描線與對應的資料線，各該畫素電極透過其中一個主動元件連接至對應的掃描線與對應的資料線，且該遮光矩陣位於該些掃描線、該些資料線以及該些主動元件上方。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一遮光層更包括多個不連續的第三遮光圖案，位於該第一周邊區中，該些第三遮光圖案與該第二遮光層重疊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一遮光層更包括一第三遮光圖案，位於該第一周邊區中。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一遮光層配置於該第一基板上以使該些第二遮光圖案位於該顯示介質與該畫素陣列之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一遮光層配置於該第二基板上以使該些第二遮光圖案位於該顯示介質與該共用電極之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二面板的該元件層包括一觸控感測層或一視差屏障層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二面板更包括一第四基板，與該第三基板相對並位於該元件層與該第一面板的該第二基板之間。