TWI589958B

TWI589958B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI589958B
Application number: TW105108780A
Authority: TW
Inventors: 陳建宏; 曾宇志
Original assignee: 群創光電股份有限公司
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-07-01
Also published as: US20170276990A1; TW201734588A

Description

顯示裝置

本揭露係關於一種顯示裝置，尤指一種間隔單元位置經特殊設計之顯示裝置。

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。

於一般的液晶顯示裝置中，係透過將兩基板間夾置一液晶層，藉由控制液晶分子的倒向，而呈現亮暗態。為了固定兩基板的間距，多半於兩基板間設置間隔單元。然而，間隔單元係為一凸起的結構，對於此凸起結構會影響到附近液晶分子的倒向，而影響到顯示裝置的穿透率。

有鑑於此，為了達到更佳的顯示品質，目前亟需發展一種顯示裝置，其可降低間隔單元凸起結構對顯示裝置穿透率的影響，進而提升顯示裝置的穿透率。

本揭露之主要目的係在提供一種顯示裝置，藉由控制顯示面板中間隔單元之位置，而可提升可視區的液晶光學表現。

本揭露之顯示裝置，包括：一第一基板；一掃描線，設置於該第一基板上；一第一薄膜電晶體單元，與該掃描線電性連接；一第二基板，與該第一基板相對設置；一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板間；以及一間隔單元，設置於該第一基板與該第二基板間且與該第一薄膜電晶體單元部分重疊。

於一般的顯示裝置中，間隔單元通常不設置在可視區上，而是設置在非可視區上。即便如此，因間隔單元是一個凸起的結構，此結構仍會影響到附近顯示介質(如：液晶分子)的光學表現，而容易於此結構附近區域產生暗紋，影響到顯示裝置之穿透率。因此，於本揭露之顯示裝置中，透過使間隔單元與第一薄膜電晶體單元部分重疊，而可使間隔單元對顯示介質的影響力降到最低，進而提升顯示裝置之穿透率。

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧薄膜電晶體元件層

121‧‧‧掃描線

122‧‧‧主動層

123‧‧‧資料線

124‧‧‧第一部份

125‧‧‧第二部份

13‧‧‧透明導電電極

131‧‧‧主幹電極

131a,131b‧‧‧側邊

21‧‧‧第二基板

22‧‧‧彩色濾光層

3‧‧‧顯示介質層

4‧‧‧間隔單元

C1‧‧‧電極中心線

C2‧‧‧間隔單元中心線

D‧‧‧距離

P1,P2‧‧‧端點

R1‧‧‧中央部

R2,R3‧‧‧狹縫部

TFT1‧‧‧第一薄膜電晶體單元

TFT2‧‧‧第二薄膜電晶體單元

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

W3‧‧‧畫素寬度

圖1為本揭露一較佳實施例之顯示裝置之剖面示意圖。

圖2為本揭露另一較佳實施例之顯示裝置之剖面示意圖。

圖3為本揭露一較佳實施例之顯示裝置之上視圖。

圖4A至圖4F為本揭露一較佳實施例之顯示裝置中間隔單元具有不同設置位置之示意圖。

圖5為圖4A至圖4E之顯示裝置之穿透率模擬結果圖。

圖6為本揭露另一較佳實施例之顯示裝置之上視圖。

圖7為本揭露再一較佳實施例之顯示裝置之上視圖。

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”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。

圖1及圖2分別為本揭露兩個較佳實施例之顯示裝置之剖面示意圖。如圖1所示，本實施例之顯示裝置包括：一第一基板11；一第二基板21，與第一基板11相對設置；一顯示介質層3，設置於第一基板11與第二基板21間；以及一間隔單元4，設置於第一基板11與第二基板21間，以固定第一基板11與第二基板21彼此之間的間距。於本實施例中，第一基板11及第二基板21可使用例如玻璃、塑膠、可撓性材質等基材材料所製成；顯示介質層3可為一液晶層；而間隔單元4可以一光阻材料製作。

再者，第一基板11及第二基板21上方可設置有不同元件。舉例來說，第一基板11上可形成一薄膜電晶體元件層12，可構成一薄膜電晶體基板；而第二基板21上可形成一彩色濾光層22，可構成一彩色濾光片基板。然而，本揭露並不僅限於此；第二基板21上的彩色濾光層22也可選擇設於第一基板11上，此時，第一基板11及其上方的元件，可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)。

圖1及圖2之不同點在於，於圖1中，間隔單元4係先形成於第二基板21上，而後再將第一基板11與第二基板21，故間隔單元4呈現一倒梯形；而於圖2中，間隔單元4則是先形成於第一基板11，故間隔單元4呈現一正梯形。於本揭露之其他實施例中，間隔單元4也可為一圓柱狀結構。然而，本揭露並不僅限於此，只要最後所得的顯示裝置中，間隔單元4係設置於第一基板11與第二基板21間並固定第一基板11與第二基板21間的距離即可。

接下來，將詳細描述第一基板11上方的元件與間隔單元4之相對關係。於本揭露中，間隔單元4與第一基板11上方的元件的關係，係以間隔單元4投影至第一基板11的外型來定義；換言之，如圖1及圖2所示，間隔單元4投影至第一基板11情形係如虛線所表示。

如圖1及圖3所示，本揭露一較佳實施例之顯示裝置包括：一第一基板11；一掃描線121，設置於第一基板11上；一第一薄膜電晶體單元TFT1，與掃描線121電性連接；一第二基板21，與第一基板11相對設置；一顯示介質層3，設置於第一基板11與第二基板21間；以及一間隔單元4，設置於第一基板11與第二基板21間且與第一薄膜電晶體單元TFT1部分重疊。

此外，本實施例之顯示裝置更包括一透明導電電極13及複數資料線123，其中透明導電電極13係設置於掃描線121上及兩相鄰資料線123間。其中，掃描線121與透明導電電極13之相對位置並無特別限制，例如，掃描線121 與可位於透明導電電極13之一側或位於透明導電電極13之中央。較佳為，掃描線121係穿過透明導電電極13之一中央部R1，如圖3所示。

當掃描線121係穿過透明導電電極13之中央部R1時，透明導電電極13可更包括兩狹縫部R2,R3，而中央部R1係位於兩狹縫部R2,R3間。於本實施例一較佳實施態樣中，中央部R1係位於透明導電電極13之正中央，故中央部R1兩側之狹縫部R2,R3面積係為相同；然而，於本揭露之其他實施例中，中央部R1可不需位於透明導電電極13之正中央，也可位於透明導電電極13之其他位置，例如透明導電電極13之三分之一、四分之一、或其他處。

此外，於本實施例之顯示裝置中，第一薄膜電晶體單元TFT1係與中央部R1部分重疊。其中，第一薄膜電晶體單元TFT1包括一開關電極，該開關電極包括一主動層122、一第一部份124及一第二部份125，且間隔單元4係與開關電極之第一部份124及第二部份125其中一者部分重疊。於本實施例中，間隔單元4與第一薄膜電晶體單元TFT1之第二部份125部分重疊。在此，第一部份124可以是源極或汲極，若第一部份124定義為源極，則第二部份125定義為汲極，反之亦可。

當本實施例之顯示裝置為一小畫素單元的顯示裝置中，在畫素單元尺寸縮小的情形下，間隔單元4除了與第一薄膜電晶體單元TFT1外，更可與相鄰的畫素單元之薄膜電晶體單元部分重疊，特別是與相鄰的畫素單元之薄膜電晶體單元之開關電極部分重疊。在此，所謂之「小畫素單元」係指畫素單元(更具體而言，兩相鄰資料線123之中心線)沿掃描線121之長度方向上之畫素寬度W3係介於10μm至100μm之間。

更詳細而言，如圖3所示，本實施例之顯示裝置可更包括一第二薄膜電晶體單元TFT2，與掃描線121電性連接且與第一薄膜電晶體單元TFT1相鄰，其中間隔單元4更與第二薄膜電晶體單元TFT2部分重疊。特別是，於本實施例中，間隔單元4與第二薄膜電晶體單元TFT2之第一部份124部分重疊。在此，為清楚表示，圖3中之第二薄膜電晶體單元TFT2並非完整的薄膜電晶體單元，僅以其第一部份124作為表示。

此外，如圖3所示，透明導電電極13更包括一主幹電極131，該主幹電極131之長度方向係與資料線123之長度方向實質上相同；其中，間隔單元4沿掃描線121之長度方向上具有一第一寬度W1，主幹電極131沿掃描線121之長度方向上具有一第二寬度W2，且第一寬度W1與第二寬度W2之比例係介於5：1至5：4之間。再者，兩相鄰資料線123於掃描線121之長度方向上具有一畫素寬度W3，且第一寬度W1與畫素寬度W3之比例係大於0且小於1/4。

如前所述，即便本實施例之間隔單元4是一個凸起的結構，此結構會影響到附近顯示介質(如：液晶分子)的光學表現，而影響到顯示裝置的穿透率；但透過將間隔單元4設計成與第一薄膜電晶體單元TFT1部分重疊，而可使間隔單元4對顯示介質的影響力降到最低，進而提升顯示裝置之穿透率。

圖4A至圖4E為本揭露一較佳實施例之顯示裝置中間隔單元具有不同設置位置之示意圖，其僅顯示圖3中虛線圈所示之區域。如圖3及圖4A所示，透明導電電極13之主幹電極131具有一電極中心線C1，其與資料線123延伸方向實質上相同；而間隔單元4也具有一間隔單元中心線C2，其與資料線123延伸方向實質上相同；其中，主幹電極131之電極中心線C1與間隔單元4之間隔單元中心線C2重合。如圖3及圖4B所示，透明導電電極13之主幹電極131具有一側邊131a，該側邊131a係與第一薄膜電晶體單元TFT1相鄰且其長度方向係與資料線123延伸方向實質上相同；其中，主幹電極131之側邊131a之延伸線與間隔單元4之間隔單元中心線C2重合。如圖3及圖4C所示，主幹電極131之側邊131a之延伸線係與間隔單元4之直徑1/4處重和。如圖3及圖4D所示，間隔單元4具有一端點P，該端點P係為與第一薄膜電晶體單元TFT1最為遠離之一點；其中，主幹電極 131之側邊131a的延伸線與間隔單元4之端點P重合。如圖3及圖4E所示，主幹電極131之側邊131a的延伸線與間隔單元4之端點P係相距一距離D。

如圖3所示，在此，係模擬畫素寬度W3為12um、間隔單元4之第一寬度W1為4um、主幹電極131之第二寬度W2為3um之單一畫素單元，於圖4A至圖4E之情形下之穿透率結果，其中距離D為5μm。結果如圖5所示，其中X軸之1至5分別代表圖4A至圖4E之情形。

如圖5所示，當間隔單元4往左移動，穿透率呈現下降的趨勢。因此，為了保有適當的穿透率，主幹電極131與間隔單元4之相對位置較佳係為圖4A至圖4D的情形，即主幹電極131與間隔單元4之相對位置係介於主幹電極131之側邊131a的延伸線與間隔單元4之端點P重合至主幹電極131之電極中心線C1與間隔單元4之間隔單元中心線C2重合之間；且更佳為主幹電極131之電極中心線C1與間隔單元4之間隔單元中心線C2重合，如圖4A所示。

在此，圖4A至圖4D係顯示間隔單元4朝第一薄膜電晶體單元TFT1方向移動之情形；然而，本揭露並不僅限於此，間隔單元4亦可朝第二薄膜電晶體單元TFT2方向移動。舉例而言，圖4F顯示主幹電極131之另一側邊131b的延伸線與間隔單元4之另一端點P2重合之情形。

於前述實施例中，如圖3至圖4F所示，均為小畫素單元的顯示裝置之情形。然而，本揭露並不僅限於此。圖6為本揭露另一較佳實施例之顯示裝置之示意圖，其與圖3之不同點在於，圖6之畫素寬度W3較圖3之畫素寬度W3要寬。此時，間隔單元4僅與第一薄膜電晶體單元TFT1部分重疊，而不會與相鄰的畫素單元中的第一薄膜電晶體單元部分重疊。

再者，於前述實施例中，如圖3至圖4F及圖6所示，均顯示間隔單元4所設置的位置係與第一薄膜電晶體單元TFT1及透明導電電極13在同一畫素單元中；然而，於本揭露之其他實施例中，第一薄膜電晶體單元TFT1及透明導電電極13所在的畫素單元，可與間隔單元4所對應之畫素單元為相鄰畫素單元，只要間隔單元4與第一薄膜電晶體單元TFT1有部分重疊之情形即可，如圖7所示。

於本揭露之前述實施例中，間隔單元4係具有圓形之外型；然而，於本揭露之其他實施例中，間隔單元4之外型並不僅限於此，可為其他形狀，如橢圓形、方形等。此外，第一基板11下方可設置一背光模組(圖未示)，而形成一顯示裝置。

此外，本揭露前述實施例所製得之顯示裝置，亦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。