TWI757992B

TWI757992B - 畫素結構

Info

Publication number: TWI757992B
Application number: TW109141948A
Authority: TW
Inventors: 林晉安; 田堃正; 吳汧柔
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-03-11
Also published as: TW202223515A; CN113270035A

Abstract

一種畫素結構包括第一訊號線、第二訊號線、主動元件、畫素電極、共用電極及吸光層。第一訊號線及第二訊號線交錯設置。主動元件電性連接至第一訊號線及第二訊號線。畫素電極電性連接至主動元件。共用電極與畫素電極部分地重疊。共用電極具有背向基底的第一表面、朝向基底的第二表面及連接第一表面與第二表面的側壁。吸光層的材料包括一半導體材料。吸光層包括第一吸光圖案。第一吸光圖案遮蔽共用電極的第一表面及共用電極的側壁。此外，另一種畫素結構也被提出。

Description

畫素結構

本發明是有關於一種畫素結構。

隨著顯示科技的發展，顯示面板已普遍應用在各種場合。一般而言，顯示面板包括畫素陣列基板、對向基板和設置於畫素陣列基板與對向基板之間的顯示介質。畫素陣列基板具有多個畫素結構。在一固定面積內，畫素結構的數量越多，顯示面板的解析度越高。每一畫素結構可包括主動元件、畫素電極、訊號線及共用電極，其中至少有訊號線及/或共用電極會反射光線。當顯示面板顯示暗態畫面時，背光模組發出的光線可能透過訊號線及/或共用電極反射作用而穿出顯示面板的畫素區，進而造成暗態畫面的漏光問題。

本發明提供一種畫素陣列基板，能改善暗態畫面的漏光問題。

本發明提供另一種畫素陣列基板，也能改善暗態畫面的漏光問題。

本發明一實施例的畫素結構包括第一訊號線、第二訊號線、主動元件、畫素電極、共用電極及吸光層。第一訊號線及第二訊號線交錯設置。主動元件電性連接至第一訊號線及第二訊號線。畫素電極電性連接至主動元件。共用電極與畫素電極部分地重疊。共用電極具有背向基底的第一表面、朝向基底的第二表面及連接第一表面與第二表面的側壁。吸光層的材料包括一半導體材料。吸光層包括第一吸光圖案，遮蔽共用電極的第一表面及共用電極的側壁。

本發明一實施例的畫素結構包括第一訊號線、第二訊號線、主動元件、畫素電極及吸光層。第一訊號線及第二訊號線交錯設置。第一訊號線具有相對的第一側壁及第二側壁。主動元件電性連接至第一訊號線及第二訊號線。畫素電極電性連接至主動元件。吸光層的材料包括一半導體材料。吸光層包括第一吸光圖案。在畫素結構的俯視圖中，第一訊號線的第一側壁位於畫素電極與第一訊號線的第二側壁之間。第一吸光圖案重疊於第一訊號線，且遮蔽第一訊號線的第一側壁及第二側壁。

現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。再者，“電性連接”或“耦合”可以是二元件間存在其它元件。

本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、“近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

圖1為本發明一實施例之顯示裝置10的剖面示意圖。

請參照圖1，顯示裝置10包括畫素陣列基板100、對向基板200及顯示介質300，其中畫素陣列基板100與對向基板200相對設置，且顯示介質300設置於畫素陣列基板100與對向基板200之間。畫素陣列基板100、對向基板200及顯示介質300可組成一顯示面板C。

舉例而言，在本實施例中，顯示介質300可以是液晶，顯示裝置10更包括第一偏光片400、第二偏光片500及背光模組BLU，第一偏光片400及第二偏光片500分別設置於顯示面板C的上下兩側，且第二偏光片500、顯示面板C及第一偏光片400在背光模組BLU所發出之光束L的傳遞路徑上依序設置。

圖2為本發明一實施例之畫素陣列基板100的俯視示意圖。圖3為本發明一實施例之畫素陣列基板100的剖面示意圖。圖3對應圖2的剖線I-I’。

請參照圖2及圖3，畫素陣列基板100包括基底110。舉例而言，在本實施例中，基底110的材質可以是玻璃、石英、有機聚合物或其它可適用的材料。

畫素陣列基板100更包括多個畫素結構SPX，設置於基底110上。圖2繪出一個畫素結構SPX為示例，本領域具有通常知識者知曉畫素陣列基板100包括陣列排列的多個畫素結構SPX，本領域具有通常知識者根據本說明書的內容及圖式應能實現畫素陣列基板100，於此便不再重複繪示多個畫素結構SPX。

請參照圖2及圖3，畫素結構SPX包括第一訊號線DL及第二訊號線SL。在本實施例中，第一訊號線DL又可稱資料線，且第二訊號線SL又可稱掃描線。第一訊號線DL與第二訊號線SL交錯設置，且分別形成於不同的兩膜層。舉例而言，在本實施例中，第二訊號線SL可選擇性地形成於第一金屬層，且第一訊號線DL可選擇性地形成於第二金屬層，第一金屬層與第二金屬層之間設有第一絕緣層130，但本發明不以此為限。

畫素結構SPX更包括主動元件T及畫素電極170，主動元件T電性連接至第一訊號線DL及第二訊號線SL，且畫素電極170電性連接至主動元件T。具體而言，在本實施例中，主動元件T可包括一薄膜電晶體，薄膜電晶體具有第一端Ta、第二端Tb、控制端Tc及半導體圖案Td，其中第一端Ta及第二端Tb分別與半導體圖案Td的不同兩區電性連接；薄膜電晶體的第一端Ta電性連接至第一訊號線DL，薄膜電晶體的控制端Tc電性連接至第二訊號線SL，薄膜電晶體的第二端Tb電性連接至畫素電極170。

請參照圖3，在本實施例中，畫素陣列基板100更包括一第二絕緣層160，設置於第一訊號線DL所屬的第二金屬層及薄膜電晶體之半導體圖案Td所屬的膜層上。在本實施例中，畫素電極170例如可設置於第二絕緣層160的上方，但本發明不以此為限。

請參照圖2，舉例而言，在本實施例中，畫素電極170具有多個分支部174-1、174-2，多個分支部174-1或174-2彼此平行且在一延伸方向y上延伸。更進一步地說，在本實施例中，畫素電極170更具有一主幹部172，主幹部172將畫素電極170所在一畫素區劃分為兩個配向區（domains），多個分支部174-1及多個分支部174-2分別設置於所述兩個配向區，但本發明不以此為限。

請參照圖1及圖2，畫素陣列基板100之畫素結構SPX的上下兩側分別設有第一偏光片400及第二偏光片500，第一偏光片400的穿透軸TA1與第二偏光片500的穿透軸TA2實質上垂直，且多個分支部174-1的延伸方向y與第一偏光片400的穿透軸TA1及第二偏光片500的穿透軸TA2交錯。舉例而言，多個分支部174-1的延伸方向y與第一偏光片400的穿透軸TA1夾有角度θ1，角度θ1實質上可為45 ^o；多個分支部174-1的延伸方向y與第二偏光片500的穿透軸TA2夾有角度θ2，角度θ2實質上可為45 ^o；但本發明不以此為限。

請參照圖2及圖3，畫素結構SPX更包括共用電極120，與畫素電極170部分地重疊。舉例而言，在本實施例中，共用電極120可選擇性地屬於第一金屬層，畫素陣列基板100更包括與薄膜電晶體之第二端Tb直接連接且屬於同一第二金屬層的導電圖案152（繪於圖2），共用電極120包括主幹部122及分支部124，其中共用電極120的主幹部122重疊於導電圖案152，共用電極120的分支部124由主幹部122向外延伸且與畫素電極170的邊緣170a重疊。

請參照圖2及圖3，共用電極120具有背向基底110的第一表面124a（標示於圖3）、朝向基底110的第二表面124b（標示於圖3）以及連接第一表面124a與第二表面124b的側壁124c（標示於圖3）。畫素結構SPX更包括吸光層140。吸光層140可設置於第一絕緣層130上。吸光層140包括第一吸光圖案142。第一吸光圖案142遮蔽共用電極120的第一表面124a及共用電極120的側壁124c。

具體而言，在本實施例中，第一吸光圖案142可共形地設置在第一絕緣層130上，且遮蔽共用電極120之分支部124的第一表面124a及側壁124c。在本實施例中，第一吸光圖案142可不遮蔽共用電極120的主幹部122（標示於圖2），但本發明不以此為限。

吸光層140的材料包括一半導體材料。舉例而言，在本實施例中，所述半導體材料可以是非晶矽（amorphous silicon）。所述非晶矽的膜厚可選擇性地落在1800埃（Å）～2000埃（Å）的範圍。對於具有波長500nm的光束而言，膜厚落在1800埃～2000埃的非晶矽可吸收所述光束的90%以上。也就是說，在本實施例中，對於具有波長500nm的光束而言，吸光層140可吸收所述光束的90%以上。然而，本發明不限於此，在其它實施例中，吸光層140的材料也可包括其它種類的半導體材料；半導體材料的膜厚也不限於上述範圍；吸光層140能吸收之光束的波長及/或百分比也不限於上述。

舉例而言，在本實施例中，吸光層140的半導體材料與薄膜電晶體之半導體圖案Td的材料可相同。也就是說，在本實施例中，吸光層140與薄膜電晶體之半導體圖案Td可一起製作，畫素陣列基板100可不因吸光層140的形成而多出額外的製程及/或成本。

請參照圖1、圖2及圖3，值得一提的是，來自於背光模組BLU的光束L在通過畫素電極170所在的畫素區時，至少部分的光束L可被吸光層140吸收，而不易被共用電極120的側壁124c反射。顯示裝置10顯示暗態畫面時，背光模組BLU發出的光束L不易透過共用電極120之側壁124c的反射作用而穿出畫素區。藉此，顯示裝置10的暗態漏光問題可獲得改善，且顯示裝置10的對比可明顯提升。

請參照圖2，在本實施例中，第二訊號線SL在一方向x上延伸，第一吸光圖案142在方向x上的寬度b1大於共用電極120在方向x上的寬度a。舉例而言，在本實施例中，2μm ≤b1-a≤5μm；藉此，不但第一吸光圖案142能充分發揮吸光的作用、改善顯示裝置10的漏光問題，還能將顯示面板C的穿透率損失控制在一可接受範圍（例如但不限於：5%以下）。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重述。

圖4為本發明一實施例之畫素陣列基板100A的俯視示意圖。圖5為本發明一實施例之畫素陣列基板100A的剖面示意圖。圖5對應圖4的剖線II-II’。

圖4及圖5的畫素陣列基板100A與圖2及圖3的畫素陣列基板100類似，兩者的差異在於：圖4及圖5之畫素陣列基板100A的第一吸光圖案142與圖2及圖3之畫素陣列基板100的第一吸光圖案142不同。

請參照圖4及圖5，具體而言，在本實施例中，第一吸光圖案142除了重疊於共用電極120的分支部124外，更重疊於第一訊號線DL的一部分DLa；第一訊號線DL的一部分DLa設置於第一吸光圖案142上，且第一吸光圖案142與第一訊號線DL的一部分DLa及共用電極120重疊。

更進一步地說，在本實施例中，第一訊號線DL的一部分DLa與共用電極120具有一間隙g，且第一吸光圖案142更重疊於間隙g。第二訊號線SL在一方向x上延伸，第一吸光圖案142在方向x上的寬度b2大於第一訊號線DL在方向x上之寬度c與共用電極120在方向x上之寬度a的和。

值得一提的是，在本實施例中，透過吸光層140的吸光作用，除了可使背光模組BLU的光束L不易被共用電極120的側壁124c反射，還可使背光模組BLU的光束L不易被第一訊號線DL的側壁DLas反射。藉此，暗態畫面的漏光問題可獲得更進一步地改善。

另外，在本實施例中，第一吸光圖案142在方向x上的寬度為b2，共用電極120在方向x上的寬度為a，第一訊號線DL在方向x上的寬度為c，第一訊號線DL與共用電極120之間具有間隙g，間隙g在方向x上具有寬度d，且2μm ≤b2-(2a+c+2d)≤5μm。藉此，不但第一吸光圖案142能充分發揮吸光的作用、改善暗態畫面的漏光問題，還能將穿透率損失控制在一可接受範圍（例如但不限於：5%以下）。

圖6為本發明一實施例之畫素陣列基板100B的俯視示意圖。圖7為本發明一實施例之畫素陣列基板100B的剖面示意圖。圖7對應圖6的剖線III-III’。

圖6及圖7的畫素陣列基板100B與圖2及圖3的畫素陣列基板100類似，兩者的差異在於：圖6及圖7的畫素陣列基板100B的吸光層140與圖2及圖3的畫素陣列基板100的吸光層140不同。

請參照圖6及圖7，在本實施例中，吸光層140除了包括第一吸光圖案142外更包括第二吸光圖案144。第一訊號線DL具第一部DL-1及第二部DL-2；在畫素結構SPX的俯視圖中，第一訊號線DL的第一部DL-1位於畫素電極170與第一訊號線DL的第二部DL-2之間。第一訊號線DL的第一部DL-1具有第一側壁DL-1s，第一訊號線DL的第二部DL-2具有相對於第一側壁DL-1s的第二側壁DL-2s。在本實施例中，第一吸光圖案142除了重疊於共用電極120的分支部124外，還重疊於第一訊號線DL的第一部DL-1及其第一側壁DL-1s。另外，第二吸光圖案144則重疊於第一訊號線DL的第二部DL-2及其第二側壁DL-2s，且第二吸光圖案144與第一吸光圖案142於結構上分離。

在本實施例中，第二訊號線SL在方向x上延伸，第一吸光圖案142在方向x上的寬度為b3，共用電極120在方向x上的寬度為a，第一訊號線DL在方向x上的寬度為c，第一訊號線DL的第一部DL-1（即，第一訊號線DL之與第一吸光圖案142重疊的區域）在方向x上的具有寬度e，且2μm ≤[b3-(a+d+e)]≤5μm。藉此，不但第一吸光圖案142能充分發揮吸光的作用、改善暗態畫面的漏光問題，還能將穿透率損失控制在一可接受範圍。

圖8為本發明一實施例之畫素陣列基板100C的俯視示意圖。圖9為本發明一實施例之畫素陣列基板100C的剖面示意圖。圖9對應圖8的剖線IV-IV’。

圖8及圖9的畫素陣列基板100C與圖2及圖3的畫素陣列基板100類似，兩者的差異在於：圖8及圖9的第一吸光圖案142及共用電極120與圖2及圖3的第一吸光圖案142及共用電極120不同。

請參照圖8及圖9，具體而言，在本實施例中，共用電極120可包括主幹部122而不包括分支部124；在畫素結構SPX的俯視圖中，第一訊號線DL的第一側壁DL-1s位於畫素電極170與第一訊號線DL的第二側壁DL-2s之間，第一吸光圖案142重疊於第一訊號線DL且遮蔽第一訊號線DL的第一側壁DL-1s及第二側壁DL-2s。

在本實施例中，第二訊號線SL在方向x上延伸，第一吸光圖案142在方向x上的寬度b4大於第一訊號線DL在方向x上的寬度c。舉例而言，在本實施例中，2μm ≤b4-c ≤ 8μm。藉此，不但第一吸光圖案142能充分發揮吸光的作用、改善暗態畫面的漏光問題，還能將穿透率損失控制在一可接受範圍。

10:顯示裝置

100、100A、100B、100C:畫素陣列基板

110:基底

120:共用電極

122:主幹部

124:分支部

124a:第一表面

124b:第二表面

124c:側壁

130:第一絕緣層

140:吸光層

142:第一吸光圖案

144:第二吸光圖案

152:導電圖案

160:第二絕緣層

170:畫素電極

170a:邊緣

172:主幹部

174-1、174-2:分支部

200:對向基板

300:顯示介質

400:第一偏光片

500:第二偏光片

a、b1、b2、b3、b4、c、d、e:寬度

BLU:背光模組

C:顯示面板

DL:第一訊號線

DLa:一部分

DLas:側壁

DL-1:第一部

DL-1s:第一側壁

DL-2:第二部

DL-2s:第二側壁

g:間隙

L:光束

SPX:畫素結構

SL:第二訊號線

T:主動元件

Ta:第一端

Tb:第二端

Tc:控制端

Td:半導體圖案

TA1、TA2:穿透軸

x:方向

y:延伸方向

I-I’、II-II’、III-III’、IV-IV’:剖線

θ1、θ2:角度

圖1為本發明一實施例之顯示裝置10的剖面示意圖。圖2為本發明一實施例之畫素陣列基板100的俯視示意圖。圖3為本發明一實施例之畫素陣列基板100的剖面示意圖。圖4為本發明一實施例之畫素陣列基板100A的俯視示意圖。圖5為本發明一實施例之畫素陣列基板100A的剖面示意圖。圖6為本發明一實施例之畫素陣列基板100B的俯視示意圖。圖7為本發明一實施例之畫素陣列基板100B的剖面示意圖。圖8為本發明一實施例之畫素陣列基板100C的俯視示意圖。圖9為本發明一實施例之畫素陣列基板100C的剖面示意圖。

100:畫素陣列基板