显示面板与显示装置的制作方法

本发明关于一种可改善暗态漏光的显示面板与显示装置。

背景技术：

随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如移动电话、可携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏幕等等。

目前显示装置的制造者在提升垂直配向(verticalalignment,va)型液晶显示面板的广视角技术上，已跨入利用光配向(photo-alignment)技术来控制液晶分子的配向方向，藉此提高液晶显示面板的光学性能与良率。光配向技术会在面板的各像素内形成多领域(multi-domain)的配向，使得像素内的液晶分子会倾倒于例如四个不同方向。

于现有技术中，垂直配向(va)型液晶显示面板的像素电极一般都是米字型的结构，并包含主干电极与分支电极的组合，藉由分支电极与其间距的设计可控制液晶分子倾倒的方向性。

技术实现要素：

相较于现有技术的液晶显示面板与显示装置而言，本发明的目的为提供一种新型的液晶显示面板与显示装置。本发明的显示面板与显示装置可减少暗态漏光，进而增加显示面板与显示装置的对比。

为达上述目的，依据本发明的一种显示面板，具有多个像素，各像素分别包含多个次像素。显示面板包括一第一基板、一第二基板、一显示介质层、一第一金属层、一第一绝缘层、一第二金属层、一第二绝缘层、一像素电极层以及一间隔层。显示介质层设置于第一基板与第二基板之间。第一金属层设置于第一基板上，以形成一信号线路及一栅极。第一绝缘层设置于第一金属层上。第二金属层设置于第一绝缘层上，以形成一数据线路、一源极及一漏极。第二绝缘层设置于第二金属层上。间隔层为一 图案化层，并设置于第二绝缘层与像素电极层之间；其中，像素电极层覆盖于在间隔层与第二绝缘层上，且一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000微米之间。

在一实施例中，间隔层具有一主干及多个分支，所述分支分别连接于主干的两侧，且主干沿一方向的最大宽度介于1微米与20微米之间。

在一实施例中，各所述分支的最短宽度介于1微米与10微米之间，且两相邻所述分支的最小间距介于1微米与10微米之间。

在一实施例中，各所述分支与主干之间形成一角度，角度大于等于1度且小于等于44度，或大于等于46度且小于等于89度。

在一实施例中，显示面板还包括一凸起层，设置于第一基板之上，且间隔层叠设于凸起层。

在一实施例中，间隔层沿一方向的最大宽度大于凸起层沿该方向的最大宽度。

在一实施例中，显示面板还包括一薄膜晶体管，其具有栅极、源极、漏极及一通道层，栅极设置于第一绝缘层上，通道层与栅极相对而设，源极与漏极分别与通道层接触，且凸起层与栅极、源极、漏极、第二绝缘层、间隔层或像素电极层为同一工艺形成。

在一实施例中，间隔层具有一主干及多个分支，所述分支分别连接于主干的两侧，且凸起层设置于第二绝缘层与主干之间，或设置于间隔层的边缘处，并位于第二绝缘层与部分所述分支之间。

为达上述目的，依据本发明的一种显示装置，具有多个像素，各像素分别包含多个次像素。显示装置包括一显示面板以及一背光模组。显示面板具有一第一基板、一第二基板、一显示介质层、一第一金属层、一第一绝缘层、一第二金属层、一第二绝缘层、一像素电极层以及一间隔层，显示介质层设置于第一基板与第二基板之间，第一金属层设置于第一基板上，以形成一信号线路及一栅极，第一绝缘层设置于第一金属层上，第二金属层设置于第一绝缘层上，以形成一数据线路、一源极及一漏极，第二绝缘层设置于第二金属层上，间隔层为一图案化层，并设置于第二绝缘层与像素电极层之间，像素电极层覆盖于间隔层与第二绝缘层上，且一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000微米之间。背光模组与显示面板相对而设。

承上所述，因依据本发明的显示面板与显示装置中，第一金属层设置于第一基板上，以形成信号线路及栅极，第一绝缘层设置于第一金属层上，第二金属层设置于第 一绝缘层上，以形成数据线路、源极及漏极，第二绝缘层设置于第二金属层上，而间隔层为一图案化层，并设置于第二绝缘层与像素电极层之间。另外，像素电极层覆盖于在间隔层与第二绝缘层上，且一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000微米之间。藉此，由于在不同尺寸的显示面板下，本发明限定一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000微米之间，因此，可使一个次像素的间隔层的周长较少(例如与本发明提出的对比实施例少约20％的周长)，进而使显示面板与显示装置可减少暗态漏光现象而增加其对比。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种显示面板的示意图。

图2a为图1的显示面板中，一个次像素结构的示意图。

图2b及图2c分别为图2a中，沿直线a-a与直线b-b的剖视示意图。

图3a为本发明较佳实施例的显示面板中，另一实施态样的次像素结构的局部示意图。

图3b为图3a中，沿直线c-c的剖视示意图。

图3c为本发明又一实施态样的次像素结构的局部示意图。

图4为本发明较佳实施例的一种显示装置的示意图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的显示面板与显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图1及图2a至图2c所示，其中，图1为本发明较佳实施例的一种显示面板1的示意图，图2a为图1的显示面板1中，一个次像素结构p的示意图，而图2b及图2c分别为图2a中，沿直线a-a与直线b-b的剖视示意图。

显示面板1具有多个像素，各像素分别包含多个次像素(图未显示)。于此，一个次像素对应一个次像素结构p，且一个次像素与滤光层的一个滤光部(例如红色滤光部r、绿色滤光部g或蓝色滤光部b)对应。另外，于图2a中，只显示次像素结构p的一间隔层15、一像素电极层16、一薄膜晶体管t、一扫描线sl(第一金属层m1)与一数据线dl(第二金属层m2)，未显示其它膜层及基板。此外，为了帮助了解本发明，于以下图示中显示一第一方向x、一第二方向y及一第三方向z，第一方向x、第二方向y及第三方向z实质上两两相互垂直。其中，第一方向x与显示面 板1的扫描线sl的延伸方向实质上平行，第二方向y与显示面板1的数据线dl的延伸方向实质上平行，且第三方向z为垂直第一方向x与第二方向y的另一方向。

请参照图1并配合图2a至图2c所示，显示面板1包括一第一基板11、一第二基板12及一显示介质层13。另外，显示面板1还包括一第一金属层m1、一第一绝缘层g1、一第二金属层m2、一第二绝缘层14、一间隔层15、一像素电极层16、一第一配向层p1及一第二配向层p2。

第一基板11与第二基板12相对而设。第一基板11或第二基板12为可透光材质所制成，其材料例如是玻璃、石英或类似物、塑胶、橡胶、玻璃纤维或其他高分子材料。在本实施例中，第一基板11与第二基板12的材质皆以可透光的玻璃为例。另外，显示面板1还可包括一薄膜晶体管(tft)阵列及一彩色滤光(cf)阵列(图未显示)，薄膜晶体管阵列设置于第一基板11面向第二基板12的一侧，而彩色滤光阵列可设置于第二基板12面向第一基板11的一侧，或设置于第一基板11面向第二基板12的一侧。于此，是以薄膜晶体管阵列设置于第一基板11上(可称为薄膜晶体管基板)，且彩色滤光阵列设置于第二基板12上(可称为彩色滤光基板)为例。不过，当彩色滤光阵列的一滤光层(例如具有红色、绿色及蓝色滤光部)设置于第一基板11时，可使第一基板11成为一coa(colorfilteronarray)基板；或者当彩色滤光阵列的一黑色矩阵层(blackmatrix)设置于第一基板11时，可使第一基板11成为一boa(bmonarray)基板，本发明均不限定。

显示介质层13设置于第一基板11与第二基板12之间，并位于薄膜晶体管阵列与彩色滤光阵列之间。于此，显示介质层13为一液晶层，并夹置于第一配向层p1与第二配向层p2之间。其中，薄膜晶体管阵列、彩色滤光阵列及显示介质层13可形成一像素阵列，而像素阵列可包含至少一次像素结构p。于此，以多个次像素结构p，并配置成由行(column)与列(row)构成的矩阵状(未显示)为例。此外，显示面板1还具有多个扫描线sl与多个数据线dl，所述扫描线sl与所述数据线dl为交错设置而定义出所述次像素结构p的区域。

第二绝缘层14设置于第二金属层m2上，而间隔层15为一图案化层，并设置于第二绝缘层14与像素电极层16之间。如图2a所示，本实施例的间隔层15具有一第一主干(俗称trunk)151、一第二主干152及多个分支(俗称jag)153，第一主干151与第二主干152交错设置，且位于次像素结构p的中间部分，而所述分支153分 别连接于第一主干151与第二主干152的两侧，以形成一米字状结构。

像素电极层16覆盖于在间隔层15与第二绝缘层14上，且第一配向层p1设置于像素电极层16上，而第二配向层p2设置于第二基板12面向第一基板11的一侧。换言之，如图2a及图2b所示，本实施例的第二绝缘层14为一平坦化层，而间隔层15为一米字型的图案化结构层，且设置于第二绝缘层14上。另外，次像素结构p的像素电极层16为整面电极(非图案化)，并整面覆盖于间隔层15上，使像素电极层16形成一立体电极，之后再覆盖第一配向层p1在像素电极层16上。

第二绝缘层14的材料可包含例如有机或无机绝缘材料。另外，像素电极层16为可透光的电极层，其材料例如可为铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、铝锌氧化物(azo)、镉锡氧化物(cto)、氧化锡(sno2)、或氧化锌(zno)等透明导电材料。另外，间隔层15为可透光的材料，并例如为透明电极(例如ito)或绝缘材料(例如氧化硅(siox)或氮化硅(sinx))，或其他透光材料制成，于此并不限定。此外，第一配向层p1及第二配向层p2的材料例如但不限于为聚亚酰胺(polyimide,pi)。

相较于不具有间隔层15，且像素电极为米字型结构的va型液晶显示面板而言，本实施例的次像素结构p中，整面的像素电极层16可加强次像素被驱动时的电场强度，藉此相对于聚合物稳定垂直排列(psva)液晶，可使液晶的phi(ψ)角更接近45度、theta(θ)角更接近90度，进而可使液晶的效率更佳。

请再参照图2a至图2c所示，次像素结构p还可包括一薄膜晶体管t，且第二绝缘层14覆盖于薄膜晶体管t上。薄膜晶体管t设置于基板11上，并具有一栅极g、一源极s、一漏极d及一通道层w。栅极g设置于第一基板11上，并与通道层w相对而设。栅极g的材质为金属(例如为铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。部分用以传输驱动信号的导线，可以使用与栅极g同层且同一工艺的结构(即第一金属层m1)，彼此电性相连，例如扫描线sl。换言之，第一金属层m1设置于第一基板11上，以形成信号线路(即扫描线sl)及栅极g。

通道层w相对栅极g位置设置于第一绝缘层g1上。在实施上，通道层w为一半导体层，并例如但不限于为多晶硅(polysilicon)材料制造。通道层w的材料例如但不限于包含一氧化物半导体。前述的氧化物半导体包括氧化物，且氧化物包括铟、镓、锌及锡其中之一，例如为氧化铟镓锌(indiumgalliumzincoxide,igzo)。源极 s与漏极d分别设置于通道层w上，且源极s和漏极d分别与通道层w接触，在薄膜晶体管t的通道层w未导通时，两者电性分离。源极s与漏极d的材质可为金属(例如铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。此外，部分用以传输驱动信号的导线，可以使用与源极s与漏极d同层且同一工艺的结构(即第二金属层m2)，例如数据线dl。换言之，第二金属层m设置于第一绝缘层g1上，以形成数据线路(即数据线dl)、源极s及漏极d。

值得一提的是，在本实施例中，源极s与漏极d是直接设置于通道层w上而不需一蚀刻终止(etchstop)层。不过，在其它的实施例中，薄膜晶体管t的源极s与漏极d亦可设置于蚀刻终止层上，且源极s与漏极d的一端分别自蚀刻终止层的开口与通道层w接触。其中，蚀刻终止层可为有机材质例如为有机硅氧化合物，或单层无机材质例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质组合的多层结构。

当显示面板1的所述扫描线sl接收一扫描信号时可分别使各扫描线sl对应的薄膜晶体管t导通，并将对应每一行次像素结构p的一数据信号藉由所述数据线dl藉由源极s、漏极d及一通孔h传送至对应的所述像素电极，使显示面板1可显示像面。在本实施例中，灰阶电压可由各数据线dl传送至各次像素结构p的像素电极层16，使像素电极层16与设置于像素电极层16及第二基板12之间的另一电极(未绘示)形成一电场，以驱使显示介质层13对应的液晶分子旋转，进而可调制光线而使显示面板1显示影像。

于此，先提出一对比实施例的显示面板，本对比实施例的显示面板与上述显示面板1的结构类似(图未绘制，但可参照上述图1、图2a至图2c的图示)。

与上述较佳实施例的显示面板1相同的是，对比实施例的该显示面板一样包括第一基板、第二基板及显示介质层。另外，对比实施例的该显示面板还包括第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层、间隔层、像素电极层、第一配向层及第二配向层。

第一基板与第二基板相对而设，而显示介质层设置于第一基板与第二基板之间；第二绝缘层设置于第二金属层上，而间隔层与为一图案化层，并设置于第二绝缘层与像素电极层之间；间隔层具有一第一主干、一第二主干及多个分支，第一主干与第二主干交错设置，且位于显示面板的次像素结构的中间部分，而所述分支分别连接于第 一主干与第二主干的两侧，以形成一米字状结构；像素电极层覆盖于在间隔层与第二绝缘层上，且第一配向层设置于像素电极层上，而第二配向层设置于第二基板面向第一基板的一侧；间隔层为一米字型的图案化结构层，且设置于第二绝缘层上；次像素结构的像素电极层为整面电极(非图案化)，并整面覆盖于间隔层上，使像素电极层形成一立体电极，之后再覆盖第一配向层在像素电极层上。此外，于该对比实施例的显示面板中，一个次像素的该间隔层的周长介于600微米至32500微米之间。此外，对比实施例的该显示面板的元件的其他技术内容可参照上述，不再多作说明。

因此，相较于不具间隔层且像素电极为米字型结构的va型液晶显示面板而言，于该比较施例的次像素结构中，整面的像素电极层亦可加强次像素被驱动时的电场强度，藉此相对于聚合物稳定垂直排列(psva)液晶，可使液晶的phi(ψ)角更接近45度、theta(θ)角更接近90度，进而可使液晶的效率更佳。

以下，请再参照图1、图2a至图2c所示，由于一个次像素的整面的像素电极层16覆盖于图案化结构的间隔层15上，因此覆盖于间隔层15的像素电极层16与未覆盖间隔层15的像素电极层16之间的交界处会有断差而产生坡度，此坡度较原先不具有间隔层15且像素电极为米字型结构的va型的产品大，使得液晶分子的预倾角变大(例如由19.98度变成35.84度)，造成暗态漏光较严重。暗态漏光区域一般会出现在以下的位置：第一、图案化的间隔层15的轮廓部份(即覆盖于间隔层15的像素电极层16与未覆盖间隔层15的像素电极层16之间的交界处)；第二、若第一主干151(或第二主干152)与分支153之间的夹角为45度时，间隔层15的轮廓部份漏光程度更为严重(因为45度方位的陡坡使液晶倾倒方向造成最大的相位差，使漏光程度更严重)。

因此，相较于上述对比实施例而言，在图1、图2a至图2c的实施例中，可通过减少一个次像素的间隔层15的周长(例如比对比实施例减少20％的周长)来减少间隔层15的轮廓长度，进而减少显示面板1的暗态漏光。

因应市面上不同尺寸与不同解析度的显示面板，相较于上述对比实施例而言，本发明限定：在不同尺寸的显示面板下，一个次像素结构p的间隔层15的周长需介于500微米至30000微米之间(500μm≦周长≦30000μm)，而此限定可通过以下的技艺来达成：第1、由于暗态漏光主要出现在分支153的轮廓，故减少分支153的周长就可有效减少漏光轮廓的比例。因此，在同一次像素尺寸下，将间隔层15的分支153 的宽度与间距变大，藉此可降低间隔层15的周长。举例而言，如图2a所示，在各该些分支153的最短宽度d1与两相邻该些分支153的最小间距d2相同(d1＝d2)的情况下，增加两相邻所述分支153的间距d2(或宽度d1)可减少分支153的轮廓比例。于此，在不同的次像素尺寸下，本发明是限定显示面板1的间隔层15的各该些分支153的最短宽度d1介于1微米与10微米之间，且两相邻所述分支153的最小间距d2介于1微米与10微米之间，藉此来减少分支153的轮廓比例，进而减少间隔层15的周长。

第2、在同一次像素尺寸下，增加第一主干151(或第二主干152)的面积(例如宽度)也可降低分支153的轮廓，以降低暗态漏光的产生；于此，是限定显示面板1的间隔层15的第一主干151沿第一方向x的最大宽度d3介于1微米与20微米之间，藉此亦可减少分支153的轮廓比例，进而减少间隔层15的周长。

此外，本实施例通过另一限定来改善漏光现象：各所述分支153与主干151、152之间形成的角度θ非45度。换言之，图2a的角度θ不等于45度，须大于等于1度且小于等于44度，或者大于等于46度且小于等于89度。由于各所述分支153与主干151、152之间的夹角并非45度，故不会有45度方位的陡坡而使液晶倾倒方向有最大的相位差，因此也可改善漏光现象。

另外，由于图2a与图2b的次像素结构p被施加电压而产生电场时，覆盖于间隔层15的像素电极层16与未覆盖间隔层15的像素电极层16之间的交界处的电位线斜率较psva型平缓，导致其稳态暗纹的稳定性不佳，使得在后续的固化(curing)工艺后容易使暗纹的纹理(texture)不完整。

为了改善这个问题，请参照图3a至图3c所示，其中，图3a为本发明较佳实施例的显示面板1中，另一实施态样的次像素结构pa的局部示意图，图3b为图3a中，沿直线c-c的剖视示意图，而图3c为本发明又一实施态样的次像素结构pb的局部示意图。为了清楚说明特征，相对于图2a与图2b而言，图3a及图3b只显示局部的次像素结构pa，而且也没有显示位于第一主干151下的第二金属层m2。

如图3a及图3b所示，次像素结构pa与次像素结构p主要的不同在于，显示面板1的次像素结构pa还包括一凸起层17，凸起层17设置于第一基板11之上，且间隔层15叠设于凸起层17。本实施例的凸起层17是位于第二绝缘层14与间隔层15之间，使得间隔层15层叠于凸起层17上。其中，凸起层17可设置于第二绝缘层14 与第一主干151或第二主干152之间，或设置于间隔层15的边缘处，并位于第二绝缘层14与部分所述分支153之间。如图3a所示，本实施例的凸起层17是设置于第二绝缘层14与第一主干151之间。如图3b所示，本实施例的间隔层15沿第一方向x的最大宽度d4是大于凸起层17沿第一方向x的最大宽度d5，藉此，可使工艺变异的情况下，间隔层15仍可以完全覆盖在凸起层17上。特别一提的是，凸起层17可与薄膜晶体管t的栅极g、源极s、漏极d、第二绝缘层14、间隔层15或像素电极层16使用同一工艺形成，如此，就可不必多出一个光罩而增加制造成本。

另外，如图3c所示，次像素结构pb与次像素结构pa主要的不同在于，次像素结构pb的凸起层17设置于间隔层15的边缘处，并位于第二绝缘层14与部分所述分支153之间。不过，在不同的实施例中，也可将凸起层17设置于第二绝缘层14与第一主干151或第二主干152之间，与间隔层15的边缘处，并位于第二绝缘层14与部分所述分支153之间，本发明亦不限制。

此外，次像素结构pa、pb的其他技术特征可参照次像素结构p的相同元件，不再多作说明。

因此，于次像素结构pa中，在间隔层15的米字型结构的第一主干151(也可在第二主干152)下增加凸起层17，或在次像素结构pb中，于间隔层15的边缘处的底部(第二绝缘层14与部分该些分支153之间)增加凸起层17，如图3b所示，可使间隔层15与像素电极层16形成至少两层的阶梯状结构，其目的是增强电场梯度来加强此处液晶的控制力，使得在后续的固化工艺后可明显降低暗纹稳定性不佳的风险。

另外，请参照图4所示，其为本发明较佳实施例的一种显示装置2的示意图。

显示装置2包括一显示面板3以及一背光模组4(backlightmodule)，显示面板3与背光模组4相对设置。其中，显示面板3具有上述显示面板1及其变化态样的所有特征，于此不再多作说明。当背光模组4发出的光线e穿过显示面板3时，可通过显示面板3的各(次)像素显示色彩而形成影像。

综上所述，因依据本发明的显示面板与显示装置中，第一金属层设置于第一基板上，以形成信号线路及栅极，第一绝缘层设置于第一金属层上，第二金属层设置于第一绝缘层上，以形成数据线路、源极及漏极，第二绝缘层设置于第二金属层上，而间隔层为一图案化层，并设置于第二绝缘层与像素电极层之间。另外，像素电极层覆盖于在间隔层与第二绝缘层上，且一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000 微米之间。藉此，由于在不同尺寸的显示面板下，本发明限定一个次像素的间隔层的周长介于500微米至30000微米之间，因此，可使一个次像素之间隔层的周长较少(例如与本发明提出的对比实施例少约20％的周长)，进而使显示面板与显示装置可减少暗态漏光现象而增加其对比。

以上所述仅为举例性，而非限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求范围中。