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TWI553386B - 顯示面板 - Google Patents

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TWI553386B
TWI553386B TW103139167A TW103139167A TWI553386B TW I553386 B TWI553386 B TW I553386B TW 103139167 A TW103139167 A TW 103139167A TW 103139167 A TW103139167 A TW 103139167A TW I553386 B TWI553386 B TW I553386B
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trench
display panel
substrate
layer
display area
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TW103139167A
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李冠鋒
蔣國璋
黃鵬丞
劉桂伶
Original Assignee
群創光電股份有限公司
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Description

顯示面板
本發明係有關於顯示面板，特別有關於顯示面板的阻水氣結構。
目前平面顯示器最主要的元件是液晶顯示面板，液晶顯示面板通常包含兩片玻璃基板、液晶層和框膠，這兩片玻璃基板互相隔開一定距離，液晶層注入於這兩片玻璃基板之間的空間內，並且在液晶顯示面板的外圍會形成框膠，框膠將液晶層密封在液晶顯示面板內。
液晶顯示面板的這兩片玻璃基板分別為彩色濾光片(color filter；CF)基板和薄膜電晶體(thin-film transistor；TFT)基板，在彩色濾光片基板上形成有彩色濾光片層，在薄膜電晶體基板上則形成有複數個薄膜電晶體(TFTs)，以及複數條掃瞄線(scan lines)和複數條資料線(data lines)，掃瞄線和資料線電性連接至薄膜電晶體。薄膜電晶體基板上的薄膜電晶體、掃瞄線和資料線是由多層的金屬層、介電層和半導體層形成，並且這些薄膜電晶體、掃瞄線和資料線具有不平整的表面，因此在薄膜電晶體基板上方通常還會形成平坦層，以全面性地覆蓋這些薄膜電晶體、掃瞄線和資料線。
在薄膜電晶體基板上方的平坦層通常是由有機 材料製成，有機材料阻擋水氣的能力不佳，因此外界的水氣可能會從平坦層進入顯示面板內部，對顯示面板造成不良的影響。
本揭示提供具有阻水氣結構的顯示面板，在顯示區外圍的區域內，於平坦層內形成溝槽，此溝槽可作為阻水氣結構，阻擋外界水氣進入顯示面板的顯示區。
在本揭示的一些實施例中，提供顯示面板，其包含：第一基板，其包含顯示區及非顯示區；框膠設置於第一基板上且位於非顯示區；以及平坦層設置於第一基板上，平坦層於非顯示區具有第一溝槽，第一溝槽具有底面及鄰接底面的側面，且底面的粗糙度大於側面的粗糙度。
100‧‧‧顯示面板
100A‧‧‧顯示區
100B‧‧‧非顯示區
101‧‧‧第一基板
102‧‧‧框膠
103‧‧‧第二基板
104‧‧‧平坦層
105‧‧‧顯示介質層
106、106F、106D、106D-1、106-1‧‧‧第一溝槽
106D-2、106-2‧‧‧第二溝槽
106B‧‧‧底面
106S‧‧‧側面
107‧‧‧金屬層
107R‧‧‧粗糙結構
108‧‧‧透明導電層
110‧‧‧配向層
110BT、110ST‧‧‧厚度
112‧‧‧間隙條
WB、WT‧‧‧寬度
為了讓本揭示之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式作詳細說明如下：第1A圖顯示依據本揭示的一些實施例，顯示面板的平面示意圖。
第1B圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第1A圖的剖面線B-B’，顯示面板的局部剖面示意圖。
第1C圖顯示依據本揭示的一些實施例，第1B圖的框線區域C之顯示面板的局部放大剖面示意圖。
第2A圖顯示薄膜電晶體上的平坦層吸收水氣後，薄膜電 晶體的電流-電壓特性曲線圖。
第2B圖顯示依據本揭示的一些實施例，顯示面板的平坦層於非顯示區具有溝槽，其薄膜電晶體的電流-電壓特性曲線圖。
第3A圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板的平面示意圖。
第3B圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第3A圖的剖面線3-3’，顯示面板的局部剖面示意圖。
第4A圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板的平面示意圖。
第4B圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第4A圖的剖面線4-4’，顯示面板的局部剖面示意圖。
第5、6和7圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板的平面示意圖。
以下詳述本揭示之顯示面板的阻水氣結構的一些實施例，然而，可以理解的是，本揭示提供的發明概念可以在各種廣泛的背景中實施，在此所討論的特定實施例僅用於說明本揭示的一些實施例之製造與使用的特定方式，並非用於限定本揭示的範圍。
此外，為了讓本揭示之實施例的特徵能夠清楚地在圖式中呈現和方便說明，圖式中的各元件尺寸可能不按規格比例繪製，而採用放大或縮小的方式繪製。
參閱第1A圖，其係顯示依據本揭示的一些實施 例，顯示面板100的平面示意圖。顯示面板100可劃分為顯示區100A和非顯示區100B，其中非顯示區100B圍繞顯示區100A，框膠(sealant)102設置於非顯示區100B上，並且圍繞顯示區100A。同時，參閱第1B圖，其係顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第1A圖的剖面線B-B’，顯示面板100的局部剖面示意圖。如第1B圖所示，顯示面板100包含第一基板101，以及相對於第一基板101設置的第二基板103，顯示介質層105夾設在第一基板101與第二基板103之間，設置在非顯示區100B的框膠102將顯示介質層105密封在第一基板101與第二基板103所夾置的空間內。
在一些實施例中，顯示面板100例如為液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)，第一基板101可以是薄膜電晶體(TFT)基板，第二基板103可以是彩色濾光片(CF)基板，並且顯示介質層105可以是液晶層(liquid crystal layer)。在一些實施例中，框膠102可採用塗佈製程施加於第一基板101上的非顯示區100B；在另一些實施例中，框膠102也可採用塗佈製程施加於第二基板103上的非顯示區100B。
如第1B圖所示，第一基板101可包含顯示區100A和非顯示區100B，在一些實施例中，第一基板101可以是薄膜電晶體(TFT)基板，在第一基板101的顯示區100A上形成有複數個薄膜電晶體，這些薄膜電晶體排列成陣列(Array)形式(圖上未繪示)。此外，在第一基板101的顯示區100A上還形成有複數條的掃瞄線和複數條的資料線，這些掃瞄線和資料線的方向互相垂直，並且掃瞄線和資料線電性連接至 薄膜電晶體。另外，在第一基板101上方還形成有平坦層104，平坦層104全面性地覆蓋薄膜電晶體、掃瞄線和資料線。在一些實施例中，平坦層104可以由有機高分子材料，例如以壓克力為基礎的材料製成。
依據本揭示的一些實施例，平坦層104於非顯示區100B具有第一溝槽106形成於其中，如第1A圖所示，在一些實施例中，第一溝槽106可以是連續地圍繞顯示區100A的溝槽，並且第一溝槽106位於顯示區100A與框膠102之間。此外，如第1B圖所示，第一溝槽106係貫穿平坦層104形成。因此，當外界的水氣進入非顯示區100B的平坦層104時，位於非顯示區100B的第一溝槽106可以有效地阻擋水氣經由平坦層104繼續滲透進入顯示區100A。
由於平坦層104同時也覆蓋在顯示區100A的薄膜電晶體上方，若平坦層在非顯示區不具有溝槽來阻擋水氣，則外界水氣會經由非顯示區的平坦層滲透進入顯示區，並且水氣會經由平坦層滲透至薄膜電晶體的元件層中，使得薄膜電晶體的元件層在不施加電壓的情況下也會有電子累積在其中，進而導致薄膜電晶體發生漏電流現象，讓薄膜電晶體失效，對顯示面板造成不良的影響。第2A圖係顯示薄膜電晶體上方的平坦層吸收水氣後，薄膜電晶體的電流-電壓特性曲線圖。如第2A圖所示，在顯示面板的非顯示區的平坦層不具有溝槽的例子中，經過高溫高濕24小時的測試後，薄膜電晶體上方的平坦層會吸收水氣，其電性測試結果顯示薄膜電晶體在不施加電壓(0V)的情況下仍有電流產生，這表示薄膜 電晶體發生漏電流現象。另外，如第2A圖所示，在顯示面板的非顯示區的平坦層不具有溝槽的此例子中，經過高溫高濕24小時後，薄膜電晶體上方的平坦層會吸收水氣，對此薄膜電晶體進行負偏壓測試，其電性測試結果顯示薄膜電晶體在施加負偏壓(-10V~-2V)的情況下仍有電流產生，這表示此薄膜電晶體無法被正常關閉。
依據本揭示所提供的實施例，在平坦層104內且於非顯示區100B形成的第一溝槽106可以有效地阻擋水氣經由非顯示區100B的平坦層104繼續滲透進入顯示區100A，因此，本揭示之實施例的顯示面板可以避免薄膜電晶體因為水氣滲入而失效，進而提高了顯示面板的可靠度。第2B圖係顯示依據本揭示的一些實施例，顯示面板100的平坦層104於非顯示區100B具有第一溝槽106，其薄膜電晶體的電流-電壓特性曲線圖。如第2B圖所示，在顯示面板100的非顯示區100B的平坦層104具有第一溝槽106的實施例中，經過高溫高濕24小時的測試後，第一溝槽106可以有效地阻擋水氣經由非顯示區100B的平坦層104繼續滲透進入顯示區100A，因此薄膜電晶體上方的平坦層104不會吸收到水氣，其電性測試結果顯示此薄膜電晶體在不施加電壓(0V)的情況下沒有電流產生，這表示依據本揭示的實施例，顯示面板的薄膜電晶體不會發生漏電流現象。另外，如第2B圖所示，經過高溫高濕24小時後，對此薄膜電晶體進行負偏壓測試，其電性測試結果顯示薄膜電晶體在施加負偏壓(-10V~-2V)的情況下沒有電流產生，這表示依據本揭示的實施例，顯示面板 的薄膜電晶體可以被正常關閉。
在一些實施例中，平坦層104的材料為有機材料，其中可以是具感光性的高分子材料，平坦層104內的第一溝槽106可以經由曝光與顯影製程形成。參閱第1C圖，其係顯示依據本揭示的一些實施例，第1B圖的框線區域C之顯示面板100的局部放大剖面示意圖。如第1C圖所示，經由曝光與顯影製程在平坦層104內形成第一溝槽106之後，第一基板101上的金屬層107的一部份表面可經由第一溝槽106暴露出來。依據本揭示的一些實施例，形成第一溝槽106的顯影製程可進一步蝕刻金屬層107暴露出來的表面，讓金屬層107暴露出來的表面產生粗糙結構107R，其中金屬層107經由第一溝槽106暴露出來的表面之粗糙度大於金屬層107位於平坦層104下方的表面之粗糙度。
在一些實施例中，於平坦層104的第一溝槽106形成之後，在第一基板101上方還會形成透明導電層108，透明導電層108可作為顯示面板100的儲存電容之上、下電極。透明導電層108的材料例如為銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)，透明導電層108可包含一層或兩層的銦錫氧化物(ITO)層，可經由沈積製程形成透明導電層108。透明導電層108係順應性地形成在平坦層104上，並且透明導電層108也會順應性地形成在溝槽106的底面106B和鄰接底面106B之側面106S上，其中形成在溝槽106底面106B上的透明導電層108係順應金屬層107的粗糙結構107R沈積形成，因此覆蓋於溝槽106底面106B上的透明導電層108也同樣具有不平整 的粗糙表面。另外，形成在溝槽106底面106B上的透明導電層108還可具有保護下方金屬層107的作用。其中，金屬層107為非顯示區100B上的導電線路，可電性連接掃瞄線、資料線、畫素電極或公共電極等，用以傳導訊號。
在一些實施例中，於第一基板101上方還會形成配向層110，配向層110的材料例如為聚亞醯胺(polyimide；PI)，可經由塗佈製程在平坦層104上形成配向層110，並且配向層110還會覆蓋於溝槽106的底面106B與側面106S上，其中覆蓋於溝槽106底面106B處的配向層110具有厚度110BT，而位於溝槽106側面106S處的配向層110則具有厚度110ST，並且配向層110位於底面106B處的厚度110BT大於側面106S處的厚度110ST。另外，由於溝槽106底面106B上的透明導電層108具有不平整的粗糙表面，因此覆蓋於溝槽106底面106B上的配向層110也同樣會具有不平整的粗糙表面。整體而言，平坦層104於非顯示區100B具有的溝槽106之底面106B的粗糙度會大於溝槽106之側面106S的粗糙度。
由於溝槽106之底面106B的粗糙度大於側面106S的粗糙度，因此，來自框膠102和顯示介質層105的雜質粒子可以經由表面較平滑的溝槽106之側面106S進入溝槽106，並且被表面較粗糙的溝槽106之底面106B吸附，使得顯示面板100內的雜質粒子被侷限在溝槽106內，避免顯示面板100因為雜質粒子而發生畫面閃爍(flicker)、影像殘留(image sticking)等現象，進而提升了顯示面板100的影像顯示 品質。
在一些實施例中，如第1A圖所示，溝槽106的總長度小於框膠102的周長，並且溝槽106的總長度大於顯示區100A的周長，其中顯示區100A的周長係定義為顯示面板100的全部畫素區(pixels)所排列成的陣列之最外圍的周長。另外，參閱第1A圖，在一些實施例中，顯示面板100的非顯示區100B的寬度WB範圍可約為1mm至3mm，而溝槽106的寬度WT範圍可約為3μm至20μm。
第3A圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板100的平面示意圖，第3B圖顯示依據本揭示的另一些實施例，沿著第3A圖的剖面線3-3’，顯示面板100的局部剖面示意圖。如第3A和3B圖所示，顯示面板100還可以具有間隙條(spacer bar)112設置在第一基板101與第二基板103之間，此間隙條112係對應於第一溝槽106的位置而設置，並且間隙條112與平坦層104的頂部表面接觸，使得間隙條112對頂於第一溝槽106。在一些實施例中，間隙條112可形成於第二基板103側，並且間隙條112與形成在第一基板101側的第一溝槽106對頂設置並覆蓋第一溝槽106的開口。在一些實施例中，如第3A圖所示，間隙條112係環繞顯示面板100的周邊設置於顯示區100A與框膠102之間，並且間隙條112對頂於第一溝槽106上。經由間隙條112的設置，可以在顯示面板100受到按壓時，避免顯示介質層105的材料例如液晶材料衝擊框膠102而造成對顯示面板100的破壞，特別是當顯示面板100與觸控面板結合成為觸控顯示裝置時，間 隙條112的設置更可以避免顯示面板100受到按壓動作的破壞。其中，間隙條112的材料可同於間隙子(photo spacer)或黑色光阻(black matrix)等介電材料。
第4A圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板100的平面示意圖，第4B圖顯示依據本揭示的另一些實施例，沿著第4A圖的剖面線4-4’，顯示面板100的局部剖面示意圖。在第4A和4B圖的實施例中，平坦層104內的第一溝槽106F係設置於框膠102下方，溝槽106F貫穿平坦層104形成，並且框膠102的一部份材料可填充於溝槽106F內，藉此可避免外界水氣經由平坦層104進入顯示區100A，同時還可以增加框膠102與第一基板101之間的附著力。
在一些實施例中，除了第1A圖所示之位於框膠102與顯示區100A之間的第一溝槽106之外，在平坦層104內還可以額外形成如第4A和4B圖所示之位於框膠102下方的第一溝槽106F。此外，在一些實施例中，如第4A圖所示，位於框膠102下方的第一溝槽106F可以具有與框膠102一致的平面環形結構。在另一些實施例中，位於框膠102下方的第一溝槽106F可以是分佈在框膠102所在區域內的複數個開口(未繪示)，這些開口的平面形狀可以是圓形、方形、長條形或任何其他合適的形狀。
第5圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板100的平面示意圖，在第5圖的實施例中，第一溝槽106D位於框膠102與顯示區100A之間，並且第一溝槽106D是由複數個貫穿平坦層104的開口所組成，這些開口的設置方式 使得第一溝槽106D具有複數個不連續的部分圍繞顯示區100A。由於第一溝槽106D的這些不連續的部分為貫穿平坦層104的開口，並且第一溝槽106D的這些不連續的部分係圍繞顯示區100A而設置，因此第一溝槽106D可以阻擋外界水氣經由平坦層104滲透進入顯示區100A。
第6圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板100的平面示意圖，在第6圖的實施例中，於框膠102與顯示區100A之間具有第一溝槽106D-1和第二溝槽106D-2，第一溝槽106D-1和第二溝槽106D-2都分別具有複數個貫穿平坦層104的開口，這些開口的設置方式使第一溝槽106D-1和第二溝槽106D-2都分別具有複數個不連續的部分圍繞顯示區100A，其中第一溝槽106D-1相較於第二溝槽106D-2更靠近顯示區100A，並且第二溝槽106D-2的這些不連續的部分的位置與第一溝槽106D-1的這些不連續的部分的位置互相錯開，而非對齊排列，這使得外界水氣無法同時穿過第一溝槽106D-1和第二溝槽106D-2滲透進入顯示區100A，可以有效地阻擋外界水氣。
第7圖顯示依據本揭示的另一些實施例，顯示面板100的平面示意圖，在第7圖的實施例中，於框膠102與顯示區100A之間具有第一溝槽106-1和第二溝槽106-2，這兩個溝槽106-1和106-2都貫穿平坦層104而形成，並且這兩個溝槽106-1和106-2都具有連續圍繞顯示區100A的平面環形結構，經由兩個環形的溝槽106-1和106-2的設置，可以更有效地阻擋外界水氣滲透進入顯示區100A。
依據本揭示的一些實施例，在顯示面板的第一基板上，於顯示區外圍的非顯示區內形成貫穿平坦層的溝槽，此溝槽可以作為顯示面板的阻水氣結構，阻擋外界水氣經由非顯示區的平坦層滲透進入顯示區，藉此可以避免形成於第一基板上的薄膜電晶體受到水氣的影響而失效，進而提升了顯示面板的可靠度。
此外，本揭示也可以應用在顯示面板的第二基板上，於顯示區外圍的非顯示區內，在第二基板上的另一平坦層內形成貫穿平坦層的溝槽作為阻水氣結構，藉此阻擋外界水氣經由第二基板上非顯示區的平坦層滲透進入顯示區。
雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
100‧‧‧顯示面板
100A‧‧‧顯示區
100B‧‧‧非顯示區
101‧‧‧第一基板
102‧‧‧框膠
103‧‧‧第二基板
104‧‧‧平坦層
105‧‧‧顯示介質層
106‧‧‧第一溝槽

Claims (14)

  1. 一種顯示面板，包括：一第一基板，包含一顯示區及一非顯示區；一框膠，設置於該第一基板上，且位於該非顯示區；以及一平坦層，設置於該第一基板上，且該平坦層於該非顯示區具有一第一溝槽，其中該第一溝槽在該框膠下方，且部分的一金屬層位於該第一溝槽內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一溝槽係貫穿該平坦層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一第二基板，相對該第一基板設置；以及一間隙條，位於該第二基板與該第一基板之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，其中該間隙條係位於該平坦層上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，其中該第一基板為薄膜電晶體基板，且該第二基板為彩色濾光片基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一溝槽的總長度小於該框膠的周長。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該第一溝槽的總長度大於該顯示區的周長。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括一配向層設置於該第一基板之上，該配向層形成於該平坦層之上且 覆蓋於該第一溝槽的該底面與該側面上，其中該配向層位於該第一溝槽的該底面處的厚度大於該配向層位於該第一溝槽的該側面處的厚度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一溝槽為一連續圍繞該顯示區的溝槽。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一溝槽包含複數個不連續的部分圍繞該顯示區。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中該平坦層更包括一第二溝槽，該第二溝槽位於該第一溝槽與該顯示區之間，其中該第二溝槽的位置與該第一溝槽的該些不連續的部分的位置錯開。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該框膠填充該第一溝槽。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該金屬層設置於該第一基板上，且該金屬層經由該第一溝槽暴露出來的一表面之粗糙度大於該金屬層位於該平坦層下方的一表面之粗糙度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示面板，更包括一透明導電層設置於該第一基板上，且該透明導電層順應性地形成於該金屬層經由該第一溝槽暴露出來的該表面上。
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