主動元件陣列基板與顯示器的制作方法

專利名稱：主動元件陣列基板與顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種主動元件陣列基板及顯示器，尤其涉及一種使得顯示器具有理想顯示輝度的主動元件陣列基板。
背景技術：
隨著科技的進步，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性的薄膜晶體管液晶顯不器(thin film transistor liquid crystal display,TFT LCD)已逐漸取代陰極射線管(cathode ray tube, CRT)顯示器而成為市場的主流。在薄膜晶體管液晶顯示器中，由于液晶顯示面板(liquid crystal panel)并不具有發光的功能,因此,在液晶顯示面板下方必須配置一用以提供光源的背光模組(back light module)，以使薄膜晶體管液晶顯示器具有顯示的功能。常見的薄膜晶體管液晶顯示器中，顯示面板是由主動元件陣列基板、對向基板以及液晶層所組成，其中液晶層配置于主動元件陣列基板與對向基板之間。主動元件陣列基板包括多個由薄膜晶體管所構成的主動元件，用以驅動液晶分子而進行顯示。一般而言，為了維持良好的電性特性，主動元件至少有一部分由不透光的導電材料，例如金屬，制作而成，所以背光模組所提供的光源無法穿過主動元件而進行顯示。如此一來，背光模組所提供的光線將無法有效率地都成為顯示光線，而造成薄膜晶體管液晶顯示器的顯示輝度不足或是背光模組的光線利用率不高等缺點。為了提高薄膜晶體管液晶顯示器的輝度，部分制造者會將主動元件的配置面積縮小，或是提高背光模組所提供的出光輝度。可是前者的方式將使主動元件的性能受到影響，而后者的方式又會使得背光模組的耗電量增加。無論何種解決方式都無法真正的解決因為不透光的元件而造成光線無法有效利用的問題。

發明內容
本發明提供一種主動元件陣列基板，有助于將光線折曲至可以進行顯示的路徑上而提高顯示器的光線利用效率。本發明提供一種顯示器，不需改變主動元件的尺寸設計就可以具有理想的顯示輝度。本發明提出一種主動元件陣列基板，其具有多個光線折曲結構，并包括基板以及主動元件陣列。主動元件陣列配置于基板上，并包括多個主動元件，其中光線折曲結構對應于主動元件，且主動元件與光線折曲結構分別位于基板的相對兩側。由基板朝向主動元件陣列照射的光線通過光線折曲結構轉而朝向主動元件周邊行進并射出基板。本發明另提出一種顯示器，包括前述的主動元件陣列基板、對向基板、顯示介質層以及背光模組。主動元件陣列基板與對向基板相對而設，顯示介質層位于主動元件陣列基板與對向基板之間。背光模組配置于主動元件陣列基板遠離對向基板的一側。基于上述，本發明在基板遠離主動元件的一側設置多個光線折曲結構，以使光線藉由光線折曲結構的作用折曲至可以穿過基板的行進路徑上。藉此，本發明的主動元件陣列基板以及具有此主動元件陣列基板的顯示器可以將背光模組提供的光線有效地用于顯示，以提升顯示器的輝度。為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。


圖1顯示為一種顯示器的示意圖。圖2顯示為本發明第一實施例的主動元件陣列基板。圖3顯示為本發明第二實施例的主動元件陣列基板。圖4顯示為本發明第三實施例的主動元件陣列基板。圖5顯示為本發明第四實施例的主動元件陣列基板。圖6顯示為本發明第五實施例的主動元件陣列基板。圖7顯示為本發明第六實施例的主動元件陣列基板。附圖標記100 :顯示器110、200、300、400、500、600、700 :主動元件陣列基板120:對向基板130 :顯示介質層140 :背光模組202、302、402、502、602、702 :光線折曲結構210、310、410 :基板212、312、442、542、642、742 :弧形部214、314、444、544、644、744 :平坦部220 :主動元件陣列222 :主動元件230,330 :平坦層232、332、452、552 :平坦表面430>530 :承載薄膜440、540、640、740 :第一材料層450,550,650,750 :第二材料層L :光線Tl T12 :厚度
具體實施例方式圖1顯示為一種顯示器的示意圖。請參照圖1，顯示器100包括主動元件陣列基板110、對向基板120、顯示介質層130以及背光模組140。主動元件陣列基板110與對向基板120相對而設，而顯示介質層130配置于主動元件陣列基板110與對向基板120之間以構成顯示面板。背光模組140位在主動元件基板110遠離對向基板120的一側，用以提供顯示面板所需的面光源。在此，顯示介質層130的材質可以是液晶材料或是其他無法自行發光的顯示材料。也就是說，顯示器100需以背光模組140提供顯示光線。在顯示器100的設計中，主動元件陣列基板110 —般都具有薄膜晶體管等主動元件以實現主動驅動的設計，其中薄膜晶體管等元件多采用不透光的金屬材質制作其柵極、源極以及漏極等構件。因此，背光模組140所提供的一部分光線會被這些不透光的構件所遮蔽而無法有效地成為顯示光線。這也就是顯示器100在以往的設計中往往無法具有理想輝度以及理想光線利用效率的主要原因之一。因此，本發明提出一種光線折曲結構對應設置于主動元件以改善上述的問題，并且在此提出數種實施例以說明本發明的精神。值得一提的是，以下所描述的數個實施例僅是舉例說明之用，并非用以限定本發明。圖2顯示為本發明第一實施例的主動元件陣列基板。請參照圖2，本實施例的主動元件陣列基板200可以應用于圖1所顯示的顯示器100中以取代原有設計的主動元件陣列基板110。具體而言，主動元件陣列基板200具有多個光線折曲結構202，并包括基板210以及主動元件陣列220。主動元件陣列220配置于基板210上，并包括多個主動元件222。并且，光線折曲結構202對應于主動元件222，且主動元件222與光線折曲結構202分別位于基板210的相對兩側。一般來說，相鄰兩個主動元件222之間是主動元件陣列基板200可以透光的位置，一般稱為顯示區或是顯示開口區，而主動元件222所在位置則是不透光的位置，也可稱為非顯示區或是不透光區等。為了避免主動元件222的遮蔽作用而影響主動元件陣列基板200的透光率，在本實施例中，基板210遠離主動元件陣列220的一側例如具有多個弧形部212以及多個平坦部214。此外，主動元件陣列基板200還包括設置于基板210遠離主動元件陣列220的一側的平坦層230。具體而言，弧形部212對應于主動元件222，而各平坦部214位于相鄰兩個弧形部212之間。也就是說，以圖2所顯示的方向來看，基板210對應于主動元件222正下方處都設置有弧形部212，而基板210對應于主動元件222之間的顯示區處都設置有平坦部214。另外，平坦層230直接地形成于這些弧形部212以及這些平坦部214上，亦即平坦層230在本實施例中接觸于這些弧形部212以及這些平坦部214。基板210的厚度并非均勻一致的，其中基板210對應弧形部212的厚度不同于基板210對應平坦部214的厚度。同時，平坦層230與基板210的折射率在本實施例中并非相同。因此，本實施例可以通過平坦層230與基板210的弧形部212來構成所需要的光線折曲結構202。以本實施例而言，平坦層230的折射率例如大于基板210的折射率。并且，基板210在弧形部212的厚度Tl例如大于基板210在平坦部214的厚度T2。此時，主動元件陣列基板200應用于圖1的顯示器100時，背光模組140所提供的光線L可以經由光線折曲結構202的作用朝向主動元件222周邊行進而射出基板210。也就是說，光線L不會因主動元件222的不透光性質而無法射出基板210。如此一來，主動元件陣列基板200的透光率可以大幅地提升，而使顯示器100具有理想的光利用效率。換言之，在不增加背光模組140的出光效能的條件下，采用本實施例的主動元件陣列基板200即可提高顯示器100的顯示輝度，不需縮減主動元件222的尺寸或是提高背光模組140的出光效能。因此，本實施例不需改變元件設計或是增加電能損耗就可以有效地提升顯示器100的顯示輝度。
—般來說，主動元件陣列基板200對光線L所發生的折射作用可以受到許多因素而影響。這些因素至少包括了光線折曲結構202的尺寸與結構設計、基板210的厚度、基板210的折射率、主動元件222的尺寸以及平坦層230的厚度等，其中基板210的厚度Tl與厚度T2之間的差異例如小于基板210的厚度T2。在一實施方式中，基板210的折射率為1.5、平坦層230的折射率為1.67、并且主動元件222的寬度與光線折曲結構202的寬度皆為30 μ m時，基板210的厚度Tl與厚度T2的差異可以小于30 μ m以使光線L受到折射作用而由基板210可透光的位置(未設置有主動元件222的位置)射出基板210。如此一來，在相同的光源強度下，主動元件陣列基板200可以具有理想的光穿透度。因此，主動元件陣列基板200應用于顯不器100時,不需增加光源強度就有助于提聞顯不器100的顯不売度。不過，上述數值范圍僅為舉例說明，并非用以限定本發明。在其他的實施例中，為了使光線L的偏折角度符合需求，光線折曲結構202可以具有其他的尺寸設計。此外，在本實施例中，平坦層230遠離基板210 —側具有平坦表面232，以使主動元件陣列基板200便于與其他元件組裝在一起或是便于在平坦表面232上貼附偏光片等其他的元件。圖3顯示為本發明第二實施例的主動元件陣列基板。請參照圖3，主動元件陣列基板300具有多個光線折曲結構302，并包括基板310、主動元件陣列220以及平坦層330。主動元件陣列220配置于基板310上，并包括多個主動元件222。并且，光線折曲結構302對應于主動元件222，且主動元件222與光線折曲結構302分別位于基板310的相對兩側。基板310也具有對應于主動元件222的多個弧形部312以及位于弧形部312之間的平坦部214。此外，平坦層330直接配置于基板310遠離主動元件陣列220的一側，也就是平坦層330接觸于弧形部312以及平坦部314。同時，平坦層330遠離主動元件陣列220的一側具有平坦表面332。基板310的弧形部312與覆蓋其上的平坦層330構成光線折曲結構302。本實施例中平坦層320的折射率例如是小于基板310的折射率。所以，為了達到所需的折射效果，基板310在弧形部312的厚度T3小于基板310在平坦部314的厚度T4，并且基板310在弧形部312的厚度T3與基板310在平坦部314的厚度T4之間的差異可以小于基板310的厚度T4。也就是說，基板310在對應于光線折曲結構302的部分具有內凹的結構設計。如此一來，光線L由折射率小的平坦層330進入折射率大的基板310時，會朝向主動元件222的邊緣偏折而可以穿過基板310。舉例而言，基板310的折射率為1.5、平坦層330的折射率為1.33并且光線折曲結構302的寬度與主動元件222的寬度皆等于30 μ m時，基板310在弧形部312的厚度T3與基板310在平坦部314的厚度T4差異可以大于30 μ m以讓光線L射出基板310而不被主動元件222所遮擋。主動元件陣列基板300應用于圖1的顯示器100時，背光模組140所提供的光線L可以受到光線折曲結構302的作用而朝向主動元件222的周邊行進并射出基板310。因此，主動元件陣列基板300的設計有助于提高顯示器100的光線利用效率，其可以將背光模組140所提供的光線L大部分地作為顯示光線之用，而提升顯示器100的顯示輝度。圖4顯示為本發明第三實施例的主動元件陣列基板。請參照圖4，主動元件陣列基板400包括基板410、多個主動元件222所構成的主動元件陣列220、承載薄膜430、第一材料層440以及第二材料層450。另外，主動元件陣列基板400具有由第一材料層440與第二材料層450所構成的多個光線折曲結構402。光線折曲結構402對應設置于主動元件222的下方并且光線折曲結構402與主動元件222分別位在基板410的相對兩側。值得一提的是，本實施例的基板410可以具有均勻一致的厚度，同時第二材料層450遠離承載薄膜430的一側具有平坦表面452。在本實施例中，承載薄膜430配置于基板410遠離主動元件陣列220的一側，且第一材料層440與第二材料層450依序堆疊于承載薄膜430上。此外,第一材料層440具有多個弧形部442以及多個平坦部444。弧形部442對應于主動元件222，而各平坦部444位于相鄰兩個弧形部442之間。具體而言，光線折曲結構402由弧形部442以及覆蓋于弧形部442上的部分第二材料層450所構成。此外，本實施例的承載薄膜430位于基板410與第一材料層440之間，且第一材料層440的折射率大于第二材料層450的折射率，其中第一材料層440與第二材料層450的材質例如是不同結構型態的分子聚合物或是高分子錯合物，也可以是不同型態的液晶材料。此時，為了實現所需的光線折曲效果，第一材料層440在弧形部442的厚度T5小于第一材料層440在平坦部444的厚度T6。當主動元件陣列基板400應用于圖1所顯示的顯示器100時，背光模組140所提供的光線L在光線折曲結構402的作用下將被折曲以朝向主動元件222的周邊行進并射出基板410。也就是說，光線L不會被主動元件222遮蔽，而可使顯示器100具有理想的光線利用效率以及顯示輝度。圖5顯示為本發明第四實施例的主動元件陣列基板。請參照圖5，主動元件陣列基板500包括基板410、多個主動元件222所構成的主動元件陣列220、承載薄膜530、第一材料層540以及第二材料層550。另外，主動元件陣列基板500具有由第一材料層540與第二材料層550所構成的多個光線折曲結構502。光線折曲結構502對應設置于主動元件222的下方并且光線折曲結構502與主動元件222分別位在基板410的相對兩側。與前述實施例相似地，基板410具有均勻一致的厚度。此外，第二材料層550遠離承載薄膜530的一側具有平坦表面552。在本實施例中，承載薄膜530配置于基板410遠離主動元件陣列220的一側，且第一材料層540與第二材料層550依序堆疊于承載薄膜530上。此外，第一材料層540具有多個弧形部542以及多個平坦部544。弧形部542對應于主動元件222，而各平坦部544位于相鄰兩個弧形部542之間。具體而言，光線折曲結構502由弧形部542以及覆蓋于弧形部542上的部分第二材料層550所構成。此外,本實施例的第一材料層540與第二材料層位于基板410與承載薄膜530之間，且第一材料層540的折射率大于第二材料層550的折射率。因此，為了實現所需的光線折曲效果，第一材料層540在弧形部542的厚度T7小于第一材料層540在平坦部544的厚度T8。當主動元件陣列基板500應用于圖1所顯示的顯示器100時，背光模組140所提供的光線L在光線折曲結構502的作用下將被折曲以朝向主動元件222的周邊行進并射出基板410。也就是說，光線L不會被主動元件222遮蔽，而可使顯示器100具有理想的光線利用效率以及顯示輝度。圖6顯示為本發明第五實施例的主動元件陣列基板。請參照圖6，主動元件陣列基板600所具有的構件與圖4所顯示的主動元件陣基板400類似，且兩者的主要差異在于，本實施例中第一材料層640的折射率小于第二材料層650的折射率。因此，為了實現所需要的光線折曲性質，本實施例的第一材料層640在弧形部642的厚度T9大于第一材料層640在平坦部644的厚度TlO。同時，弧形部642與覆蓋其上的第二材料層650共同構成光線折曲結構602。整體而言，主動元件陣列基板600應用于圖1的顯示器100時，光線折曲結構602有助于提高背光模組140的光線利用率也使顯示器100具有理想的顯示輝度。圖7顯示為本發明第六實施例的主動元件陣列基板。請參照圖7，主動元件陣列基板700所具有的構件與圖5所顯示的主動元件陣基板500類似，且兩者的主要差異在于，本實施例中第一材料層740的折射率小于第二材料層750的折射率。因此，為了實現所需要的光線折曲性質，本實施例的第一材料層740在弧形部742的厚度Tll大于第一材料層740在平坦部744的厚度T12。同時，弧形部742與覆蓋其上的第二材料層750共同構成光線折曲結構702。整體而言，主動元件陣列基板700應用于圖1的顯示器100時，光線折曲結構702有助于提高背光模組140的光線利用率也使顯示器100具有理想的顯示輝度。在一實施例中，光線折曲結構402、502、602、702的尺寸相關于主動元件222的尺寸設計、基板410的厚度、第一材料層440、540、640、740的折射率大小以及第二材料層450、550,650,75的折射率大小。藉由上述參數的調整與設計可以讓光線折曲結構402、502、602,702具有理想的光線折曲效果以實現提高光線利用率的作用。綜上所述，本發明利用光線折曲結構的設計讓原本被主動元件遮蔽的光線朝向主動元件的周邊射出而成為可利用的顯示光線。因此，本發明的主動元件陣列基板應用于顯示器中有助于提高顯示器的顯示輝度也有助于提高顯示器的光線利用率，藉以達到節能以及聞顯不品質的效果。雖然本發明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域的普通技術人員，當可作些許更動與潤飾，而不脫離本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種主動元件陣列基板，具有多個光線折曲結構，該主動元件陣列基板包括:一基板；以及一主動元件陣列，配置于該基板上，并包括多個主動元件，該些光線折曲結構對應于該些主動元件，且該些主動元件與該些光線折曲結構分別位于該基板的相對兩側，其中由該基板朝向該主動元件陣列照射的一光線通過該些光線折曲結構轉而朝向該些主動元件周邊行進并射出該基板。
2.根據權利要求1所述的主動元件陣列基板，其中該基板遠離該主動元件陣列的一側具有多個平坦部以及多個弧形部，該些弧形部對應于該些主動元件，而各該平坦部位于相鄰兩個弧形部之間。
3.根據權利要求2所述的主動元件陣列基板，其中還包括一平坦層，覆蓋于該些平坦部以及該些弧形部，其中覆蓋于該些弧形部的部分該平坦層與該些弧形部構成該些光線折曲結構。
4.根據權利要求3所述的主動元件陣列基板，其中該平坦層的折射率大于該基板的折射率，且該基板在該些弧形部的厚度大于該基板在該些平坦部的厚度。
5.根據權利要求3所述的主動元件陣列基板，其中該平坦層的折射率小于該基板的折射率，且該基板在該些弧形部的厚度小于該基板在該些平坦部的厚度。
6.根據權利要求3所述的主動元件陣列基板，其中該平坦層遠離該基板的一側具有一平坦表面。
7.根據權利要求1所述的主動元件陣列基板，其中還包括一承載薄膜、一第一材料層以及一第二材料層，該承載薄膜配置于該基板遠離該主動元件陣列的一側，且該第一材料層與該第二材料層依序堆疊于該承載薄膜上，其中該第一材料層具有多個平坦部以及多個弧形部，該些弧形部對應于該些主動元件，而各該平坦部位于相鄰兩個弧形部之間，并且該些光線折曲結構由該些弧形部以及覆蓋于該弧形部上的部分該第二材料層所構成。
8.根據權利要求7所述的主動元件陣列基板，其中該承載薄膜位于該基板與該第一材料層之間，且該第一材料層的折射率大于該第二材料層的折射率時，該第一材料層在該些弧形部的厚度小于該第一材料層在該些平坦部的厚度。
9.根據權利要求7所述的主動元件陣列基板，其中該第一材料層與該第二材料層位于該基板與該承載薄膜之間，且該第一材料層的折射率大于該第二材料層的折射率時，該第一材料層在該些弧形部的厚度小于該第一材料層在該些平坦部的厚度。
10.根據權利要求7所述的主動元件陣列基板，其中該承載薄膜位于該基板與該第一材料層之間，且該第一材料層的折射率小于該第二材料層的折射率時，該第一材料層在該些弧形部的厚度大于該第一材料層在該些平坦部的厚度。
11.根據權利要求7所述的主動元件陣列基板，其中該第一材料層與該第二材料層位于該基板與該承載薄膜之間，且該第一材料層的折射率小于該第二材料層的折射率時，該第一材料層在該些弧形部的厚度大于該第一材料層在該些平坦部的厚度。
12.根據權利要求7所述的主動元件陣列基板，其中該第二材料層遠離該承載薄膜的一側具有一平坦表面。
13.一種顯不器,包括:根據權利要求1所述的主動元件陣列基板；一對向基板，與該主動兀件陣列基板相對而設；一顯示介質層，配置于該主動元件陣列基板與該對向基板之間；以及一背光模組，配置于該主動元 件陣列基板遠離該對向基板的一側。
全文摘要
一種主動元件陣列基板及顯示器。主動元件陣列基板具有多個光線折曲結構，并包括基板以及主動元件陣列。主動元件陣列配置于基板上，并包括多個主動元件，其中光線折曲結構對應于主動元件，且主動元件與光線折曲結構分別位于基板的相對兩側。由基板朝向主動元件陣列照射的光線通過光線折曲結構轉而朝向主動元件周邊行進并射出基板。
文檔編號H01L27/02GK103076693SQ20111032947
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者王伯賢, 陳炫仰 申請人:東莞萬士達液晶顯示器有限公司, 勝華科技股份有限公司