TWI544272B - 顯示裝置 - Google Patents

Description

顯示裝置

本發明係關於一種顯示裝置，且特別係關於一種可觀察損壞位置的顯示裝置。

典型的電泳顯示裝置包含電泳層以及薄膜電晶體陣列基板。電泳層係設置於薄膜電晶體陣列基板上，在使用時，薄膜電晶體陣列基板可產生電場，以控制電泳層中的微膠囊之白色帶電粒子與黑色帶電粒子移動，從而顯示畫面。

薄膜電晶體陣列基板包含複數顯示畫素以及複數虛擬畫素(dummy pixel)，這些虛擬畫素圍繞顯示畫素，且讓顯示元件層的外環狀區域呈現相同顏色，而在視覺上形成外框。

一般來說，當薄膜電晶體陣列基板的線路損壞時，可從玻璃基板的背面觀察微膠囊的顏色，並藉由顏色的異常來判斷是哪一條線路損壞。然而，為了讓顯示元件層的整個外環狀區域形成連續的外框圖案，製造者會在該外環狀區域下方佈滿金屬電極，以控制整個外環狀區域的微膠囊。在這樣的結構下，當薄膜電晶體陣列基板的線路損壞時，由於金屬電極係位於顯示元件層與玻璃基板之間，故無法從玻璃基板背面觀 看到顯示元件層中的微膠囊，而無法得知哪條線路損壞。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種可觀察損壞位置的顯示裝置。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種顯示裝置包含一透光基板、複數虛擬畫素、一周邊線路層以及一顯示元件層。虛擬畫素係設置於透光基板上。每一虛擬畫素包含一虛擬圖案控制層。周邊線路層係設置於透光基板上，用以施加同極性的電壓給虛擬圖案控制層。顯示元件層覆蓋透光基板以及虛擬畫素。周邊線路層與虛擬圖案控制層相隔一間隙，此間隙允許光從顯示元件層反射至透光基板。

於本發明之一或多個實施方式中，虛擬畫素包含至少一電性連接結構，連接虛擬圖案控制層與周邊線路層並穿過間隙。

於本發明之一或多個實施方式中，周邊線路層與虛擬圖案控制層係沿著一第一方向排列，且電性連接結構之數量為複數個，此些電性連接結構係沿著一第二方向排列，第一方向與第二方向實質上垂直。

於本發明之一或多個實施方式中，相鄰兩電性連接結構在第二方向上相隔一間距，此間距小於或等於20微米。

於本發明之一或多個實施方式中，電性連接結構包含相連接的一第一導體以及至少一第二導體。第一導體的長度方向係實質上平行於第一方向。第二導體的長度方向係實質 上平行於第二方向。

於本發明之一或多個實施方式中，電性連接結構為L形結構。

於本發明之一或多個實施方式中，電性連接結構為T形結構。

於本發明之一或多個實施方式中，電性連接結構露出部份之間隙。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示元件層之一部分係位於間隙上方並該電性連接結構的電場控制。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示裝置還包含複數顯示畫素，設置於透光基板上，並被顯示元件層覆蓋。此些虛擬畫素共同圍繞此些顯示畫素，至少兩顯示畫素係被施加不同極性的電壓。

於本發明之一或多個實施方式中，虛擬畫素之至少一者包含一薄膜電晶體，薄膜電晶體與虛擬圖案控制層係絕緣的，其中位於虛擬畫素上方的顯示元件層之一部分係受虛擬圖案控制層的電場控制。

於上述實施方式中，由於位於虛擬畫素旁的周邊線路層與虛擬圖案控制層相隔一間隙，且此間隙允許光從顯示元件層反射至透光基板，因此，檢測人員可從透光基板的背面觀看到間隙上方的顯示元件層，從而可由透光基板的背面觀察顯示元件層中微膠囊的顏色，並藉由顏色的不同或異常來判斷損壞位置。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、 解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

10、10a、10b、10c‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

20‧‧‧顯示元件層

21‧‧‧微膠囊

22‧‧‧淺色帶電粒子

23‧‧‧深色帶電粒子

100‧‧‧透光基板

200、200a、200b、200c‧‧‧虛擬畫素

210‧‧‧虛擬圖案控制層

212‧‧‧畫素電極

220、220b‧‧‧電性連接結構

221‧‧‧第一導體

222‧‧‧第二導體

230‧‧‧薄膜電晶體

240‧‧‧第一絕緣層

250‧‧‧中間導電層

260‧‧‧第二絕緣層

270‧‧‧底部導電層

300‧‧‧周邊線路層

400‧‧‧顯示畫素

410‧‧‧顯示圖案控制層

412‧‧‧畫素電極

430‧‧‧薄膜電晶體

440‧‧‧第一絕緣層

450‧‧‧中間導電層

460‧‧‧第二絕緣層

470‧‧‧底部導電層

500‧‧‧資料線

600‧‧‧掃描線

A1‧‧‧第一方向

A2‧‧‧第二方向

d‧‧‧間距

G‧‧‧間隙

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之顯示裝置的剖面示意圖；第2圖繪示依據本發明一實施方式之薄膜電晶體陣列基板的局部俯視示意圖；第3圖繪示第2圖之薄膜電晶體陣列基板沿著3-3線的剖面示意圖；第4圖繪示第2圖之薄膜電晶體陣列基板沿著4-4線的剖面示意圖；第5圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板的局部俯視示意圖；第6圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板的局部俯視示意圖；以及第7圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板的局部俯視示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然 而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之顯示裝置的剖面示意圖。如第1圖所示，顯示裝置包含薄膜電晶體陣列基板10以及顯示元件層20。顯示元件層20係設置於薄膜電晶體陣列基板10上，而受薄膜電晶體陣列基板10驅動以顯示畫面。舉例來說，顯示元件層20可為電泳層，其包含複數微膠囊21。每一微膠囊21包含複數淺色帶電粒子22以及複數深色帶電粒子23。淺色帶電粒子22與深色帶電粒子23所帶的電荷相異，且可受薄膜電晶體陣列基板10的電場吸引或排斥，而移動至特定位置，以顯示圖案。

第2圖繪示依據本發明一實施方式之薄膜電晶體陣列基板10的局部俯視示意圖。如第2圖所示，薄膜電晶體陣列基板10包含透光基板100、複數虛擬畫素200、周邊線路層300以及複數顯示畫素400、複數資料線500以及複數掃描線600。虛擬畫素200、周邊線路層300與顯示畫素400係設置於透光基板100上，其中此些虛擬畫素200係位於此些顯示畫素400與周邊線路層300之間，此些虛擬畫素200共同圍繞此些顯示畫素400，而周邊線路層300圍繞此些虛擬畫素200。換句話說，虛擬畫素200共同形成環狀圖案，並圍繞所有顯示畫素400。周邊線路層300亦形成環狀圖案，並圍繞所有虛擬畫素200。複數資料線500以及複數掃描線600係用以驅動顯示畫素 400顯示畫面。顯示畫素400之至少兩者係被施加不同極性的電壓，以使其上方的顯示元件層20之微膠囊21(如第1圖所示)呈現不同顏色，以顯示出所需的圖案。

如第2圖所示，每一虛擬畫素200包含虛擬圖案控制層210。虛擬圖案控制層210係電性連接於周邊線路層300。周邊線路層300係用以施加同極性的電壓給所有虛擬畫素200的虛擬圖案控制層210，使得所有虛擬圖案控制層210上方的顯示元件層20之微膠囊21(可參閱第1圖)能夠呈現相同顏色，從而形成連續的外框圖案。

如第2圖所示，周邊線路層300與所有虛擬畫素200的虛擬圖案控制層210相隔一間隙G。顯示元件層20(可參閱第1圖)覆蓋透光基板100、虛擬畫素200以及顯示畫素400，而部份之顯示元件層20係位於間隙G上方。此間隙G允許光從顯示元件層20反射至透光基板100。如此一來，檢測人員可從透光基板100的背面(亦即，背對虛擬畫素200、周邊線路層300與顯示畫素400的表面)觀看到間隙G上方的顯示元件層20，從而由透光基板100的背面觀察間隙G上方之顯示元件層20中微膠囊21的顏色，並藉由顏色的不同或異常來判斷損壞位置。

於部份實施方式中，如第2圖所示，虛擬畫素200包含電性連接結構220。電性連接結構220穿過間隙G並連接虛擬圖案控制層210與周邊線路層300，藉此，周邊線路層300可透過電性連接結構220施加電壓給虛擬圖案控制層210，以控制所有虛擬畫素200上方的顯示元件層20之微膠囊21(可參閱第1圖)能夠呈現相同顏色，從而形成連續的外框圖案。

為了允許光通過間隙G而從顯示元件層20反射至透光基板100，電性連接結構220露出部份之間隙G。如此一來，即便電性連接結構220穿過間隙G以電性連接虛擬圖案控制層210與周邊線路層300，檢測人員仍可從透光基板100的背面觀察間隙G上方之微膠囊21的顏色，並藉由顏色的不同或異常來判斷損壞位置。

此外，由於電性連接結構220穿過間隙G，而部份顯示元件層20係位於間隙G上方，故當周邊線路層300施加電壓給電性連接結構220時，位於間隙G上方的部份顯示元件層20可受電性連接結構220的電場控制，且由於電性連接結構220與虛擬圖案控制層210所受的電壓相同，故位於間隙G上方的部份顯示元件層20與位於虛擬圖案控制層210上方的部份顯示元件層20可呈現相同顏色，而共同形成連續的外框圖案。

於部份實施方式中，如第2圖所示，虛擬畫素200上方的部份顯示元件層20(可參閱第1圖)係受虛擬圖案控制層210的電場控制。虛擬畫素200可包含薄膜電晶體230。虛擬圖案控制層210包含畫素電極212。薄膜電晶體230係連接資料線500與掃描線600，但薄膜電晶體230與虛擬圖案控制層210係絕緣的。由於在虛擬畫素200中，虛擬圖案控制層210的畫素電極212與薄膜電晶體230係絕緣的，而不會受到薄膜電晶體230所控制。相反地，虛擬圖案控制層210係電性連接周邊線路層300，而受到周邊線路層300所控制。因此，周邊線路層300可透過虛擬圖案控制層210，控制虛擬畫素200上方的部份顯示元件層20。

在檢測顯示裝置時，檢測人員可在透光基板100邊緣做記號，當檢測人員觀察到某一條資料線500故障，而導致其連接的多個顯示畫素400上方的顯示元件層20顯示異常時，檢測人員需判斷這些顯示畫素400係對應至哪一個記號。然而，由於顯示畫素400與透光基板100邊緣仍相隔了虛擬畫素200，故難以準確判斷異常的顯示畫素400係對應至哪一個記號。因此，於部份實施方式中，檢測人員可先切斷虛擬畫素200的電性連接結構220，使得虛擬畫素200與周邊線路層300絕緣。接著，檢測人員可以雷射熔接的方式導通畫素電極212與薄膜電晶體230，故此時，資料線500可透過薄膜電晶體230控制虛擬圖案控制層210(例如提供顯示訊號給虛擬圖案控制層210)。因此，當資料線500異常時，虛擬圖案控制層210上方的顯示元件層20亦可呈異常顯示，從而利於檢測人員判斷異常顯示的顯示元件層20係對應至透光基板100邊緣的哪一個記號，以幫助判斷哪條資料線500故障。

舉例來說，形成薄膜電晶體230之閘極、源極與汲極的導電層係位於虛擬圖案控制層210的下方，且此導電層與虛擬圖案控制層210係被絕緣材料所隔開而絕緣的。當欲導通畫素電極212與薄膜電晶體230時，使用者可以雷射熔接的方式打穿畫素電極212下方的絕緣材料，而使形成薄膜電晶體230之閘極的導電層電性連接於畫素電極212。如此一來，薄膜電晶體230即可控制虛擬圖案控制層210，使得資料線500的訊號能夠提供給畫素電極212。

於部份實施方式中，如第2圖所示，顯示畫素400 可包含顯示圖案控制層410與薄膜電晶體430。顯示圖案控制層410可包含畫素電極412。薄膜電晶體430係電性連接於資料線500與掃描線600。形成薄膜電晶體430之閘極的導電層係電性連接於顯示圖案控制層410的畫素電極412，故薄膜電晶體430可控制顯示圖案控制層410。

進一步來說，可參閱第3圖，本圖繪示第2圖之薄膜電晶體陣列基板10沿著3-3線的剖面示意圖。如第3圖所示，顯示畫素400還包含第一絕緣層440、中間導電層450、第二絕緣層460以及底部導電層470。底部導電層470、第二絕緣層460、中間導電層450、第一絕緣層440與顯示圖案控制層410係依序層疊於透光基板100上。中間導電層450係位於底部導電層470與顯示圖案控制層410之間，且底部導電層470電性連接顯示圖案控制層410。中間導電層450的電位可視為基準電位，其與底部導電層470及顯示圖案控制層410的電位不同，使得中間導電層450與底部導電層470可產生一電容於兩者之間，且中間導電層450與顯示圖案控制層410可產生另一電容於兩者之間。底部導電層470包含閘極電極，且底部導電層470連接掃描線600(可參閱第2圖)。中間導電層450包含汲極電極與源極電極，且中間導電層450連接資料線500(可參閱第2圖)。底部導電層470與中間導電層450之間還可包含半導體層(未示於本圖中)，半導體層、底部導電層470的閘極電極、與中間導電層450的汲極電極及源極電極可共同形成薄膜電晶體430(可參閱第2圖)。顯示圖案控制層410部份地貫穿第一絕緣層440與第二絕緣層460而電性連接底部導電層470。因此，顯 示圖案控制層410的畫素電極412(可參閱第2圖)係電性連接於底部導電層470的閘極電極，從而可受薄膜電晶體430控制。

第4圖繪示第2圖之薄膜電晶體陣列基板10沿著4-4線的剖面示意圖。如第4圖所示，虛擬畫素200還包含第一絕緣層240、中間導電層250、第二絕緣層260以及底部導電層270。底部導電層270、第二絕緣層260、中間導電層250、第一絕緣層240與虛擬圖案控制層210係依序層疊於透光基板100上。底部導電層270包含閘極電極，且底部導電層270連接掃描線600(可參閱第2圖)。中間導電層250包含汲極電極與源極電極，且中間導電層250連接資料線500(可參閱第2圖)。底部導電層270與中間導電層250之間還可包含半導體層(未示於本圖中)，半導體層、底部導電層270的閘極電極、與中間導電層250的汲極電極及源極電極可共同形成薄膜電晶體230(可參閱第2圖)。第一絕緣層240完全隔開虛擬圖案控制層210與中間導電層250與底部導電層270，使得虛擬圖案控制層210與薄膜電晶體230相絕緣。因此，虛擬圖案控制層210不受薄膜電晶體230控制，而係受到周邊線路層300(可參閱第2圖)控制。於部份實施方式中，當檢測人員欲進行檢測時，如第2及4圖所示，可先切開電性連接結構220，使虛擬圖案控制層210與周邊線路層300絕緣，再以雷射熔接的方式，將虛擬圖案控制層210電性連接底部導電層270，而使虛擬圖案控制層210與底部導電層270的閘極電極電性連接，使得虛擬圖案控制層210可受薄膜電晶體230控制，而接收資料線500的訊號。

於部份實施方式中，虛擬圖案控制層210、中間 導電層250與底部導電層270之材料均為金屬，但本發明並不以此為限。相似地，於部份實施方式中，顯示圖案控制層410、中間導電層450與底部導電層270之材料均為金屬，但本發明並不以此為限。於部份實施方式中，電性連接結構220的材料為金屬，但本發明並不以此為限。

第5圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板10a的局部俯視示意圖。如第5圖所示，本實施方式與第2圖所示薄膜電晶體陣列基板10的主要差異在於：在虛擬畫素200a中，電性連接結構220的數量為複數個(如兩個)，以提供強度更高的電場給上方的顯示元件層20(可參閱第1圖)。進一步來說，若虛擬畫素200a的尺寸較大，使得相鄰兩虛擬畫素200a的電性連接結構220的間距過大時，電性連接結構220的電場強度可能不足以控制間隙G上方的所有微膠囊21(可參閱第1圖)。然而，當單一虛擬畫素200a包含複數個電性連接結構220時，且這些電性連接結構220均穿過間隙G時，這些電性連接結構220可提高間隙G中的電場強度，從而利於控制間隙G上方的微膠囊21。

具體來說，周邊線路層300與虛擬圖案控制層210係沿著第一方向A1排列。多個電性連接結構220係沿著第二方向A2排列，其中第一方向A1與第二方向A2實質上垂直。藉由上述排列方式，這些電性連接結構220在第二方向A2上所產生的側向電場，可使間隙G在第二方向A2上的電場強度較為均勻。

於部份實施方式中，相鄰兩電性連接結構220在 第二方向A2上相隔一間距d。間距d小於或等於20微米。藉此尺寸設計，相鄰兩電性連接結構220在第二方向A2上所提供的側向電場會能夠有較高的強度，而較有效控制間隙G上方的微膠囊21。

於本實施方式中，這些電性連接結構220均為條狀結構，這些條狀結構的長度方向係實質上相平行的，且均實質上平行於第一方向A1。另外，這些條狀結構係實質上沿著第二方向A2所排列的。舉例來說，這些電性連接結構220可為實質上平行排列的金屬條狀物，這些金屬條狀物可提供強度足夠的電場控制間隙G上方的微膠囊21，且檢測人員還可從這些金屬條狀物之間的縫隙觀察微膠囊21的顯示是否異常。

第6圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板10b的局部俯視示意圖。如第6圖所示，本實施方式與前述薄膜電晶體陣列基板10a的主要差異在於：虛擬畫素200b之電性連接結構220b與前述電性連接結構220的形狀不同。進一步來說，電性連接結構220b包含第一導體221與第二導體222。第一導體221與第二導體222係相連接的。第一導體221的長度方向係實質上平行於第一方向A1。第二導體222的長度方向係實質上平行於第二方向A2。

當電性連接結構220b被施加電壓時，第一導體221可在第二方向A2上提供側向電場，而第二導體222可在第一方向A1上提供側向電場。如此一來，電性連接結構220b可使間隙G中的電場強度更為均勻，以利控制間隙G上方的微膠囊21(可參閱第1圖)。

於本實施方式中，如第6圖所示，第二導體222可設置於周邊線路層300上，而非位於間隙G中。因此，第二導體222可在不遮蔽間隙G的情況下，增加且均勻化間隙G中的電場強度。

於本實施方式中，如第6圖所示，電性連接結構220b為L形結構。具體來說，第一導體221與第二導體222均為條狀結構。第二導體222係連接於第一導體221的末端，且兩者的長度方向相垂直，而共同構成L形結構。舉例來說，第一導體221與第二導體222均可為金屬條狀物，但本發明並不以此為限。

第7圖繪示依據本發明另一實施方式之薄膜電晶體陣列基板10c的局部俯視示意圖。如第7圖所示，本實施方式與前述薄膜電晶體陣列基板10b的主要差異在於：虛擬畫素200c之電性連接結構220c與前述電性連接結構220b的形狀不同。進一步來說，電性連接結構220c為T形結構。具體來說，電性連接結構220c可包含第一導體221與兩個第二導體222。其中一第二導體222係垂直地連接於第一導體221的上側，另一第二導體222係垂直地連接於第一導體221的下側，藉此，第一導體221與這兩個第二導體222可共同形成T形結構。

藉由上述設計，此T形的電性連接結構220c可利用兩個第二導體222增加在第一方向A1上的側向電場強度，從而進一步地均勻化間隙G中的電場強度，以利控制間隙G上方的微膠囊21(可參閱第1圖)。

於本實施方式中，如第7圖所示，兩個第二導體 222均係設置於周邊線路層300上，而非位於間隙G中。因此，這兩個第二導體222可在不遮蔽間隙G的情況下，增加且均勻化間隙G中的電場強度。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。

10‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

100‧‧‧透光基板

200‧‧‧虛擬畫素

210‧‧‧虛擬圖案控制層

212‧‧‧畫素電極

220‧‧‧電性連接結構

230‧‧‧薄膜電晶體

300‧‧‧周邊線路層

400‧‧‧顯示畫素

410‧‧‧顯示圖案控制層

412‧‧‧畫素電極

430‧‧‧薄膜電晶體

500‧‧‧資料線

600‧‧‧掃描線

A1‧‧‧第一方向

A2‧‧‧第二方向

G‧‧‧間隙

Claims (11)

1. 一種顯示裝置，包含：一透光基板；複數顯示畫素，設置於該透光基板上；複數虛擬畫素，設置於該透光基板上，每一該些虛擬畫素包含一虛擬圖案控制層；一周邊線路層，設置於該透光基板上，用以施加同極性的電壓給該些虛擬圖案控制層，該些虛擬畫素係位於該些顯示畫素與該周邊線路層之間；以及一顯示元件層，覆蓋該透光基板以及該些虛擬畫素；其中該周邊線路層與該些虛擬圖案控制層相隔一間隙，該間隙允許光從該顯示元件層反射至該透光基板。
2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該些虛擬畫素之一者包含至少一電性連接結構，穿過該間隙並連接該虛擬圖案控制層與該周邊線路層。
3. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該周邊線路層與該些虛擬圖案控制層係沿著一第一方向排列，且該至少一電性連接結構之數量為複數個，該些電性連接結構係沿著一第二方向排列，該第一方向與該第二方向實質上垂直。
4. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該些電性連接結構之相鄰兩者在該第二方向上相隔一間距，該間距小於或等於20微米。
5. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該些電性連接結構之一者包含相連接的一第一導體以及至少一第二導體，該第一導體的長度方向係實質上平行於該第一方向，該第二導體的長度方向係實質上平行於該第二方向。
6. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該電性連接結構為L形結構。
7. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該電性連接結構為T形結構。
8. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該電性連接結構露出部份之該間隙。
9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該顯示元件層之一部分係位於該間隙上方並受該電性連接結構的電場控制。
10. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該些顯示畫素被該顯示元件層覆蓋，該些虛擬畫素共同圍繞該些顯示畫素，該些顯示畫素之至少兩者係被施加不同極性的電壓。
11. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該些虛擬畫素之至少一者包含一薄膜電晶體，該薄膜電晶體與該虛擬 圖案控制層係絕緣的，其中位於該虛擬畫素上方的該顯示元件層之一部分係受該虛擬圖案控制層的電場控制。