TWI530742B - 顯示面板 - Google Patents
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Description
本揭露內容是有關於一種顯示面板,且特別是有關於一種具有良好顯示品質的顯示面板。
液晶顯示器已被廣泛地應用在各式電子產品,如手機、筆記型電腦(notebook)及平板電腦(Tablet PC)等,而且隨著大尺寸平面顯示器市場的快速發展,具有輕量化與薄型化特性的液晶顯示器更是扮演著相當重要的角色,進而逐漸取代陰極射線管(CRT)顯示器成為市場主流。
垂直配向(vertical alignment)液晶顯示面板係為目前平面顯示器的主流產品之一。然而,垂直配向液晶顯示面板較易產生因漏光而影響顯示品質的問題。因此,如何提供一種具有良好顯示品質之垂直配向液晶顯示面板,乃為相關業者努力之課題之一。
本揭露內容係有關於一種顯示面板。實施例之顯示面板中,位於非顯示區內的聚團物不具有特定配向方向,使該區的液晶不會朝向特定方向傾倒,使得非顯示區的透光性降低,因而可以改善顯示面板之漏光的現象,進而提高顯示影像的品質。
根據本揭露內容之一實施例,係提出一種顯示面板。顯示面板包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、複數個薄膜電晶體、複數條金屬走線、一保護層、一第一配向層以及複數個聚團物(agglomerate)。第一基板具有至少一顯示區以及一非顯示區,非顯示區位於顯示區之外。第二基板相對第一基板設置,液晶層位於第一基板與第二基板之間。薄膜電晶體和金屬走線位於第一基板上,保護層至少覆蓋部分金屬走線。第一配向層位於保護層上,且暴露保護層之一第一表面。聚團物至少位於部分之第一表面上。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧液晶層
140‧‧‧薄膜電晶體
150、ML‧‧‧金屬走線
160‧‧‧第一保護層
161‧‧‧第二保護層
160s‧‧‧第一表面
170‧‧‧第一配向層
180、180a、180b、180c、180d‧‧‧聚團物
190、290‧‧‧電極層
270‧‧‧第二配向層
290s‧‧‧第二表面
291‧‧‧間隔元件
293‧‧‧遮光層
293a‧‧‧透光區
293b‧‧‧遮光區
295‧‧‧框膠
297‧‧‧彩色濾光層
299‧‧‧面板上驅動元件
310‧‧‧奈米溝道
320‧‧‧次微米突起結構
1B-1B’、4-4’‧‧‧剖面線
A‧‧‧顯示區
B‧‧‧非顯示區
D1、D2‧‧‧延伸方向
DL‧‧‧資料線
P‧‧‧畫素區域
SL‧‧‧掃描線
第1A圖繪示本揭露內容一實施例之顯示面板之俯視示意圖。
第1B圖繪示沿第1A圖之剖面線1B-1B’之剖面示意圖。
第2圖繪示本揭露內容一實施例之顯示面板之簡化爆炸圖。
第3圖繪示如第2圖所示之非顯示區中的金屬走線之局部立體圖。
第4圖繪示本揭露內容另一實施例之顯示面板沿第1A圖之剖面線4-4’之剖面示意圖。
根據本揭露內容之實施例,顯示面板中,位於非顯示區內的聚團物不具有特定配向方向,使該區的液晶不會朝向特
定方向傾倒,使得非顯示區的透光性降低,因而可以改善顯示面板之漏光的現象,進而提高顯示影像的品質。以下係參照所附圖式詳細敘述本揭露內容之實施例。圖式中相同的標號係用以標示相同或類似之部分。需注意的是,圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容,實施例所提出的細部結構僅為舉例說明之用,並非對本揭露內容欲保護之範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些結構加以修飾或變化。
第1A圖繪示本揭露內容一實施例之顯示面板100之俯視示意圖,第1B圖繪示沿第1A圖之剖面線1B-1B’之剖面示意圖。請參照第1A圖~第1B圖,顯示面板100包括一第一基板110、一第二基板120、一液晶層130、複數個薄膜電晶體140、複數條金屬走線150、至少一保護層(例如一第一保護層160和一第二保護層161)、一第一配向層170以及複數個聚團物(agglomerate)180。第一基板110具有至少一顯示區A以及一非顯示區B,非顯示區B位於顯示區A之外。第二基板120相對第一基板110設置,液晶層130位於第一基板110與第二基板120之間。薄膜電晶體140和金屬走線150位於第一基板110上,第一保護層160和第二保護層161至少覆蓋部分金屬走線150。第一保護層160設置於第二保護層161上,且第一保護層160覆蓋薄膜電晶體140與金屬走線150。第一配向層170位於第一保護層160上,且第一配向層170部分地覆蓋第一保護層160以暴露第一保護層160之一第一表面160s。聚團物180至少位於部分之此第一表面160s上。於另一實施例中,第一保護層160係部分覆蓋第二保護層161以暴露第二保護層161之一部份表面,且聚團物
180至少位於第二保護層161暴露之此部分表面上(未繪示)。於再一實施例中,第一保護層160係部分覆蓋第二保護層161以暴露第二保護層161之一部份表面(未繪示),且聚團物180至少位於第一保護層160上且位於第二保護層161暴露之此部分表面上。
顯示區A表示顯示面板100用於顯示影像的區域,非顯示區B表示不用於顯示影像的區域。一實施例中,如第1A圖所示,非顯示區B環繞顯示區A。實施例中,顯示區A例如是畫素區域中用於顯示畫面的區域,非顯示區B例如是扇出走線區(fan out),然而不限於此,非顯示區B可以包括不用來顯示影像的任何區域。
實施例中,第一保護層160係直接接觸薄膜電晶體140以及金屬走線150之至少其中之一。如第1B圖所示,本實施例中,第一保護層160直接接觸薄膜電晶體140以及金屬走線150。
實施例中,第一保護層160與第二保護層161分別獨立地包括一無機介電材料,例如包括氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)和/或氮氧化矽(SiOxNy)。如第1B圖所示,第一保護層160之暴露於第一配向層170之外的第一表面160s係對應非顯示區B。
實施例中,非顯示區B內的聚團物180並不具有特定的排列方式與配向方向,換言之,聚團物180係不規則地排列於第一基板110之上(above)。顯示區A內的聚團物180則具有特定的配向方向以引導液晶朝特定方向傾倒。同為聚團物180,但可根據製程中的照光固化步驟與是否施加電場的不同,而於不同區域產生具有不同功能的聚團物180。因非顯示區B內的聚團物
180不具有特定配向方向,使該區的液晶不會朝向特定方向傾倒,故而使該區形成暗區,使得非顯示區B的透光性降低,因而可以達到改善顯示面板100之漏光的現象。
實施例中,聚團物180直接接觸液晶層130中的液晶分子。需注意的是,圖式中的聚團物180之尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製,僅用以清楚說明實施例之內容,因此並非作為限縮本揭露內容之保護範圍之用。
實施例中,聚團物180的形成方式可以有很多種。舉例來說,一實施例中,可以在形成液晶層130或形成第一配向層170時,在其中添加紫外光硬化型(UV curable)單體,接著從第一基板110側或第二基板120側照射紫外光,以形成聚團物180於第一基板110(也就是第一保護層160之暴露於第一配向層170之外的至少部分之第一表面160s)上或第一配向層170上。以紫外光硬化型單體照光聚合而形成的聚團物180之材質為高分子聚合物(polymer),不同區域中的反應情形不同。
一實施例中,以顯示面板100為奈米突起構造垂直配向液晶顯示面板(nano-protrusion vertical aligned liquid crystal display panel)為例,聚團物180和第一配向層170表面的配向奈米突起結構可以採用相同的單體原料而形成。舉例來說,在持續提供外加電場的狀況下對顯示區A內的單體進行聚合反應,以形成配向奈米突起結構;在未外加電場的狀況下對非顯示區B內的單體進行聚合反應,以形成不具特定引導方向之配向功能且呈不規則排列的聚團物180。如此一來,顯示區A內的配向奈米突起結構可以幫助液晶分子具有特定方向之配向,而非顯示區B內的
大量聚團物180因不具有特定方向之配向因而可以使非顯示區B的液晶呈各方向傾倒而形成良好的暗區,降低顯示面板100漏光的可能性,進而增進顯示面板100的對比與顯示品質。
以上所述分區的配向奈米突起結構以及聚團物180的形成,可以經由多種方式製作。舉例來說,可以經由電極的圖案化設計,使得對應非顯示區B的基板上不具有電極部分,而讓單體進行紫外光聚合反應時不會受到電場的影響;或者,也可以在持續提供電場並進行紫外光照射時,利用搭配圖案化光罩遮蔽非顯示區B,使得非顯示區B內的單體在受到外加電場時不進行紫外光聚合反應,電場移除後再進行紫外光聚合反應。
如第1B圖所示,實施例中,顯示面板100更可包括複數個間隔元件291,間隔元件291位於第一基板110與第二基板120之間,且用於提供一間隙以設置液晶層130。多個間隔元件291可以具有不同高度,以提供面板受按壓時,能夠有不同高度的間隔元件291作為緩衝。
實施例中,如第1B圖所示,顯示面板100可包括一電極層190形成於至少部分的第一基板110之上,電極層190例如是一圖案化的電極層。如第1B圖所示,顯示面板100更可包括另一電極層290位於第二基板120上,並且,顯示面板100更可包括一第二配向層270位於電極層290上,且第二配向層270暴露電極層290之一第二表面290s,聚團物180更可位於至少部分之第二表面290s上,也就是電極層290之暴露的第二表面290s上。實施例中,第二基板120上的電極層290可以是圖案化的透光電極層或全面式的透光電極層,電極層材料例如是ITO或IZO
等。
實施例中,第一配向層170和第二配向層270例如是聚醯亞胺(polyimide,PI)膜。
實施例中,如第1B圖所示,顯示面板100更可包括一框膠295。框膠295位於第一基板110與第二基板120之間,且位於非顯示區B的外圍區域。
如第1A~1B圖所示,實施例中,第一配向層170並未完全覆蓋框膠295內的區域。相對於當第一配向層170完全覆蓋於第一基板110之上,於此情形下框膠295完全與第一配向層170黏合,但框膠295與第一配向層170之間的接著力不佳,因此容易產生膜層剝離(peeling)的問題。根據本揭露內容之實施例,由於第一配向層170係部分覆蓋於第一基板110之上,至少部分的框膠295可以黏合於第一基板110之上的具有較佳黏著性之材質,因此可以減少顯示面板100的膜層剝離之問題。
此情況下,聚團物180也位於第一保護層160之暴露於第一配向層170之外的第一表面160s上,而使得此區域的液晶分子也可傾向朝向各種方向傾倒,進而使得該區域的透光度降低,形成良好暗區,進而達到改善漏光現象以及提高顯示區域之顯示影像的對比及品質之效果。
實施例中,如第1B圖所示,顯示面板100更可包括一彩色濾光層297位於第一基板110上。另一實施例中,彩色濾光層亦可設置於第二基板120上(未繪示)。
第2圖繪示本揭露內容一實施例之顯示面板100之簡化爆炸圖。需注意的是,第2圖中的部分元件係省略或簡化以
利清楚說明實施例之內容,圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製,因此並非作為限縮本揭露內容之保護範圍之用。於此實施例中,係以框膠295緊鄰(或切齊)基板110/120側邊的設計為例,於另一實施例中,框膠295亦可不用緊鄰基板110/120側邊,或是於另一實施例中,框膠295僅緊鄰基板110之其中三側邊,另一側邊則沒有緊鄰基板110側邊。
實施例中,顯示面板100更包括至少一資料線DL以及至少一掃描線SL。顯示區A中具有複數個畫素P,資料線DL和掃描線SL係相交以定義畫素區域P。非顯示區B中更設有複數條金屬走線ML,其中部分之該複數條金屬走線ML係與掃描線SL為同層金屬或於同一道製程中形成,部分之該複數條金屬走線ML係與資料線DL為同層金屬或於同一道製程中形成,請同時參照第1B圖及第2圖,部分金屬走線ML可位於第二保護層161下,其餘金屬走線ML可位於第一保護層160下。然而,金屬走線ML也可具有不同於第1~2圖所示的配置方式,端視設計需求。
請同時參照第1B圖及第2圖,顯示面板100更可包括一遮光層293。實施例中,遮光層293例如是黑矩陣(black matrix,BM),黑矩陣位於第二基板120上。實施例中,非顯示區B內可包括面板上驅動元件(driver on panel)299,面板上驅動元件299例如是閘極線驅動電路(gate on panel,GOP)或資料線驅動電路。閘極線驅動電路或資料線驅動電路可同時存在或分別單獨設置於面板上。圖上僅示意繪出一組閘極驅動電路,亦可有多組閘極驅動電路或多組資料線驅動電路,端視設計需求。
第3圖繪示如第2圖所示之非顯示區B中的金屬走線ML之局部立體圖。
一實施例中,如第3圖所示,顯示面板100更可具有複數個奈米溝道(nanogroove)310。奈米溝道310位於非顯示區B中之金屬走線ML的至少其中之一條的一側。如第3圖所示,奈米溝道310位於金屬走線ML之至少一斜面(inclined surface)上。實施例中,奈米溝道310亦可以形成於非顯示區B中之至少一金屬走線ML的兩側之斜面上。實施例中,奈米溝道310可以形成於非顯示區B中具有配向層的區域以及不具有配向層的區域。實施例中,如第3圖所示,奈米溝道310的延伸方向D1和金屬走線ML的延伸方向D2係相交且具有一個角度。一實施例中,該角度例如是大約90°。
一般來說,非顯示區B中的金屬走線ML可能會容易反光及透光。根據本揭露內容之實施例,奈米溝道310位於金屬走線ML的一側,特別是位於金屬走線ML的斜面上,而能夠降低金屬走線ML的對光線的反射,進而可以降低該區域的亮度,形成良好暗區,以及達到改善漏光現象的效果。於其他實施例中,金屬走線ML可有其他的配置圖案,而不限於直線形狀之金屬走線。
一實施例中,如第3圖所示,顯示面板100更可包括複數個次微米突起結構(submicron protrusion)320,次微米突起結構320位於非顯示區B中。次微米突起結構320係沿金屬走線ML之至少其中一條的延伸方向D2排列。換句話說,多個次微米突起結構320沿著金屬走線ML的延伸方向D2成長。一實施例
中,次微米突起結構320可以平行於金屬走線ML的邊緣而配置。另一實施例中,次微米突起結構320也可以形成於金屬走線ML的斜面上。次微米突起結構320具有大約小於1微米(μm)之尺寸。實施例中,次微米突起結構320位於非顯示區B中不具有配向層的區域,次微米突起結構320可位於第一保護層160暴露出之第一表面160s上之區域。
非顯示區B中,特別是在不具有配向層的區域中,次微米突起結構320沿著金屬走線ML的延伸方向D2配置,使得金屬走線ML的邊緣較不平滑整齊,而能夠降低金屬走線ML的對光線的反射。如此一來,可以降低該區域的亮度,形成良好暗區,進而達到改善漏光現象的效果。
第4圖繪示本揭露內容另一實施例之顯示面板沿第1A圖之剖面線4-4’之剖面示意圖。一實施例中,如第4圖所示,遮光層293位於第二基板120上,且遮光層293之至少一部份對應於非顯示區B。遮光層293具有一透光區293a與一遮光區293b,多個聚團物形成於對應於透光區293a處以及對應於遮光區293b處。遮光層293之透光區293a係用以令聚團物180之照光硬化的反應更完全。實施例中,聚團物形成於第一基板110之上,且聚團物亦可形成於第二基板120之上,因此第一基板110之上和第二基板120之上的表面粗糙度係由聚團物所形成。不同的粗糙度所對應之地貌形狀對於液晶傾倒的影響力不同,具有較大粗糙度之地貌形狀對液晶影響越大。至於粗糙度對於液晶傾倒的影響與作用方式,則視各個區域內的聚團物之特性有所不同,也需視操作電壓影響之區域範圍而定。粗糙度之大小調整可利用灰階
光罩或是利用遮罩分別控制顯示區A與非顯示區B的照光程度與時間。
如第4圖所示,實施例中,對應於透光區293a的聚團物180a產生一第一表面粗糙度,對應於遮光區293b的聚團物180c產生一第二表面粗糙度,第一表面粗糙度大於第二表面粗糙度。一實施例中,此第一表面粗糙度和此第二表面粗糙度可以表示第一基板110之上和第二基板120之上的表面粗糙度。
如第4圖所示,對應於顯示區A的聚團物180b產生一第三表面粗糙度。實施例中,第一表面粗糙度大於第三表面粗糙度,第三表面粗糙度大於第二表面粗糙度。一實施例中,此第一表面粗糙度、此第二表面粗糙度和此第三表面粗糙度表示第二基板120之上的表面粗糙度。
如第4圖所示,對應於鄰近框膠295的聚團物180d產生一第四表面粗糙度,第四表面粗糙度大於第三表面粗糙度。一實施例中,此第三表面粗糙度和此第四表面粗糙度表示第一基板110之上的表面粗糙度。
上述實施例中,第一表面粗糙度、第二表面粗糙度、第三表面粗糙度和第四表面粗糙度可以是方均根粗糙度、平均粗糙度、或最大粗糙度之至少其中之一。一實施例中,第一表面粗糙度、第二表面粗糙度、第三表面粗糙度和第四表面粗糙度例如是以平均粗糙度表示。
以下係就實施例作進一步說明。以下係列出顯示面板100之數個不同區域之粗糙度的量測結果,以說明本揭露內容之顯示面板100的特性。然而以下之實施例僅為例示說明之用,
而不應被解釋為本揭露內容實施之限制。各區域之粗糙度的量測結果如表1,其中量測的粗糙度包括方均根粗糙度(Rq)、平均粗糙度(Ra)及最大粗糙度(Rmax)。表1所列之各種粗糙度係以原子力顯微鏡(AFM,機台型號:VEECO Dimension-icon)於選定的區域中之一5x5平方微米的面積內量測而得。
由表1的結果可得知,對應於透光區293a的聚團物產生的平均粗糙度(Ra=20.7奈米)大於對應於遮光區293b的聚團物產生的平均粗糙度(Ra=14.1奈米)。再者,對應於顯示區A的聚團物產生的平均粗糙度(Ra=15.8奈米)及大於對應於遮光區293b的聚團物產生的平均粗糙度(Ra=14.1奈米)。換言之,透光區293a的平均粗糙度(第一平均粗糙度)最大,顯示區A的平均粗糙度(第三平均粗糙度)次之,而遮光區293b的平均粗糙度(第二平均粗糙度)較前述兩區域都小。
此外,對應於非顯示區B之透光區293a的聚團物產生的方均根粗糙度(Rq=27.3奈米)及最大粗糙度(Rmax=270奈米)均分別大於對應於非顯示區B之遮光區293b的聚團物產生的方均根粗糙度(Rq=18.7奈米)及最大粗糙度(Rmax=168奈米)。再者,對應於顯示區A的聚團物產生的方均根粗糙度(Rq=20.6奈米)最大粗糙度(Rmax=172奈米)均分別大於對應於遮光區293b的聚團物產生的方均根粗糙度(Rq=18.7奈米)及最大粗糙度(Rmax=168奈米)。因此,於非顯示區B中,因於操作下並非顯示區A中施加畫素操作電壓,故而利用遮光區293a區之聚團物所形成之地貌之粗糙度來增加對液晶之影響力,使液晶於透光區293a中呈現不朝特定方向傾倒之暗紋進而降低漏光。而遮光區293b區中因其為遮光區,故而其聚團物所形成之地貌之粗糙度可小於透光區293a之粗糙度。而顯示區A因其於顯示時,有施加畫素操作電壓之原因,粗糙度大小可次於非顯示區B中之透光區293a之粗糙度。故而透光區293a的粗糙度(第一方均根粗糙度、第一最大粗糙度)最大,顯示區A的粗糙度(第三方均根粗糙度、第三最大粗糙度)次之,而遮光區293b的粗糙度(第二方均根粗糙度、第二最大粗糙度)較前述兩區域都小。鄰近框膠295之第四表面粗糙度,可調整照射框膠295固化時之光照射角度,使得該第四表面可受到較多照射光之影響,故而該第四表面照光時間較其他區域來得長,故而第四表面之粗糙度較其他區域大。
綜上所述,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明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,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧液晶層
140‧‧‧薄膜電晶體
150‧‧‧金屬走線
160‧‧‧第一保護層
161‧‧‧第二保護層
160s‧‧‧第一表面
170‧‧‧第一配向層
180‧‧‧聚團物
190、290‧‧‧電極層
270‧‧‧第二配向層
290s‧‧‧第二表面
291‧‧‧間隔元件
293‧‧‧遮光層
295‧‧‧框膠
297‧‧‧彩色濾光層
A‧‧‧顯示區
B‧‧‧非顯示區
Claims (11)
- 一顯示面板,包括:一第一基板,其中該第一基板具有至少一顯示區以及一非顯示區,該非顯示區位於該顯示區之外;一第二基板,相對該第一基板設置;一液晶層,位於該第一基板與該第二基板之間;複數個薄膜電晶體,位於該第一基板上;複數條金屬走線,位於該第一基板上;一保護層,至少覆蓋部分該些金屬走線;一第一配向層,位於該保護層上;以及複數個聚團物(agglomerate),位於該第一基板上;以及一遮光層,位於該第二基板上並對應於該非顯示區,該遮光層具有一透光區與一遮光區,對應於該透光區的該些聚團物所產生的一第一表面平均粗糙度係大於對應於該遮光區的該些聚團物所產生的一第二表面平均粗糙度。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中該保護層係直接接觸該些薄膜電晶體以及該些金屬走線之至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中該保護層包括一無機介電材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中該保護層 具有一第一表面,該第一表面係對應該非顯示區。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,更包括複數個間隔元件,位於該第一基板與該第二基板之間且用於提供一間隙以設置該液晶層。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,更包括:一電極層位於該第二基板上;以及一第二配向層位於該電極層上,且暴露該電極層之一第二表面;其中該些聚團物更位於至少部分之該第二表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中該顯示面板更具有複數個奈米溝道(nanogroove),該些奈米溝道位於該非顯示區中之該些金屬走線的至少其中之一側。
- 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板,其中該些奈米溝道位於該些金屬走線之至少一斜面(inclined surface)上。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,更包括複數個次微米突起結構(submicron protrusion)位於該非顯示區中,其中該些次微米突起結構係沿該些金屬走線之至少其中之一延伸方向排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,其中對應於該透光區的該些聚團物所產生的該第一表面平均粗糙度係大於對應於該顯示區的該些聚團物所產生的一第三表面平均粗糙度,且該第三表面平均粗糙度係大於對應於該遮光區的該些聚團物所產生的該第二表面平均粗糙度。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板,更包括:一框膠,位於該第一基板與該第二基板之間,且位於該非顯示區的外圍區域,其中對應於鄰近該框膠的該些聚團物所產生的一第四表面平均粗糙度係大於對應於該顯示區的該些聚團物所產生的一第三表面平均粗糙度。
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