TWI410704B - 修補顯示面板畫素結構之方法及其顯示面板 - Google Patents

Description

修補顯示面板畫素結構之方法及其顯示面板

本發明是有關於一種修補顯示面板畫素結構之方法及其顯示面板，且特別是有關於一種雷射修補後之畫素結構及其修補方法。

液晶顯示裝置由於具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等傳統陰極射線管(cathode ray tube，簡稱CRT)所製造之顯示裝置無法達到的優點，與其他平板式顯示裝置如電漿顯示裝置及電致發光(electro-luminance)顯示裝置，成為近年來顯示裝置研究的主要課題，更被視為顯示裝置發展的主流。

液晶顯示面板主要是由薄膜電晶體陣列基板、彩色濾光片基板、液晶層和相關之驅動電路所構成，其中薄膜電晶體陣列基板是由多個以陣列排列的畫素結構所組成。當液晶顯示面板組裝完成後，接著會利用框架組合液晶顯示面板、光學膜片與背光模組，形成可顯示畫面之液晶顯示裝置。其後，便可對所形成之液晶顯示裝置進行測試，確認液晶顯示裝置之畫面是否具有顯示不良之亮點。

圖1係習知修補亮點後的畫素結構之上視示意圖。習知的畫素結構50包括下基板10、掃描線12、共同電極14、通道層16、 資料線18、汲極電極20與畫素電極28。

掃描線12與共同電極14均由第一導電層所形成，設置於下基板10上。其中，各掃描線12與共同電極14均可橫向延伸而跨越複數個次畫素區域(未標示)。各掃描線12具有複數個閘極電極(未標示)部分，分別對應各次畫素區域。共同電極14對應於各次畫素區域之三邊而設置，且不連接亦不跨越掃描線12。掃描線12與共同電極14上可全面覆蓋一層閘極絕緣層(圖未示)，而通道層16則設置於閘極絕緣層上方，對應於掃描線12之各閘極電極部分。資料線18與汲極電極20均由第二導電層所形成，設置於掃描線12、共同電極14與通道層16之上。資料線18可縱向延伸而跨越掃描線12。各資料線18具有複數個源極電極(未標示)部分，源極電極部分與汲極電極20均接觸通道層16，以形成薄膜電晶體之結構。通道層16、資料線18與汲極電極20上可覆蓋一層具有接觸孔26之保護層。各次畫素區域中均設置有一個接觸孔26，用以暴露出汲極電極20。畫素電極28由透明導電層所形成，透過接觸孔26連接而汲極電極20，與上基板之共同電極層(未標示)搭配而控制液晶材料。此外，畫素電極28會部分重疊於掃描線12，以供後續可能之亮點修補步驟進行熔接。

當圖1中的薄膜電晶體發生故障而產生亮點時，進行亮點修補之流程必須先拆除液晶顯示裝置之框架(未繪示)與背光模組(未 繪示)，將液晶顯示面板翻面，再從下基板10的那一側進行修補。如圖1所示，首先，利用第一次雷射穿過下基板10而燒斷汲極電極20，形成雷射切割軌跡24，使得畫素電極28不再電連接至通道層16；然後，第二次雷射穿過下基板10而加熱畫素電極28與掃描線12之重疊處，使畫素電極28與掃描線12彼此熔接，形成熔接區22而達到電連接之功效。其中，畫素電極28與掃描線12之重疊處是鄰近於下個畫素結構50之薄膜電晶體之汲極26，而遠離本畫素結構50之薄膜電晶體之汲極26。經過修補後的畫素結構50將不再具有亮度調整的作用，而持續顯示為暗點。之後，再重新利用框架組合液晶顯示面板、光學膜片與背光模組，形成液晶顯示裝置。

由此可知，習知亮點修補之流程過於繁複，液晶顯示裝置之拆卸與重新組裝均耗費相當之時間與成本。如何簡化亮點修補之流程仍為顯示裝置領域之一課題。

本發明的目的就是在提供一種畫素結構及其修補方法，可有效簡化亮點修補之流程，並減少亮點修補之成本與時間。

本發明提出一種修補顯示面板畫素結構之方法。首先，提供第一基板。第一基板上定義有畫素區域，且畫素區域內包括共同 電極、汲極電極與畫素電極。其中，畫素電極與共同電極彼此電性絕緣，且畫素電極與共同電極之重疊部分形成重疊區域。之後，提供與第一基板相對應之第二基板，且第二基板定義有相對應於畫素區域之面積。接著，設置液晶材料於第一基板與第二基板之間，以形成顯示面板。然後，對畫素區域進行雷射修補製程。其中，雷射修補製程之雷射軌跡通過所述重疊區域與汲極電極，以連接畫素電極與共同電極，並且切斷汲極電極，使汲極電極形成彼此電性絕緣之第一部分與第二部分。

本發明另提供一種顯示面板，包括：第一基板、與所述第一基板相對應設置之第二基板，以及設置於所述第一基板與所述第二基板之間的液晶材料。第一基板上定義有畫素區域，且第一基板於所述畫素區域內包括：共同電極、設置於共同電極上方之介電層、設置於介電層上方之畫素電極，以及設置於所述介電層與畫素電極之間的汲極電極。介電層具有雷射開口，且所述雷射開口可貫穿介電層。畫素電極與共同電極部分重疊而定義出重疊區域，且畫素電極與共同電極於所述重疊區域中透過雷射開口而彼此連接。汲極電極包含第一部分與第二部分。第一部分鄰近於重疊區域，電性連接畫素電極。第二部分鄰近於第一部分與重疊區域。其中，雷射開口更包括設置於第一部分與第二部分之間，使第一部分與第二部分彼此電性絕緣。第二基板定義有相對應於畫素區域之面積，且液晶材料、第一基板與第二基板可形成顯示面 板。

在本發明的較佳實施例中，上述之重疊區域與汲極電極之間距實質上小於等於10微米。在本發明的另一較佳實施例中，上述雷射修補製程之雷射係穿透第一基板而進行。

本發明因採用畫素電極與共同電極形成重疊區域之結構，且所述重疊區域鄰近汲極電極，因此雷射修補製程之一道雷射軌跡即可通過重疊區域與汲極電極，以連接畫素電極與共同電極，並且切斷汲極電極，完成亮點修補之流程。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

下文依本發明修補顯示面板畫素結構之方法及其顯示面板，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而方法流程步驟描述非用以限制其執行之順序，任何由方法步驟重新組合之執行流程，所產生具有均等功效的方法，皆為本發明所涵蓋的範圍。其中圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。

請參照圖2至圖6，圖2至圖6為本發明一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖，同時也是顯示面板之結構示意圖。其中，圖3與圖4僅繪示出一個畫素區域作為表示，但實際結構不限於此。圖5為圖4沿雷射軌跡124於修補前所得的剖面示意圖，而圖6為圖4於修補後沿剖面線A-A’與剖面線B-B’所得的剖面示意圖。圖式中相同的元件或部位沿用相同的符號來表示。為了清楚顯示出本發明之布局結構，圖4以透視方式繪示，然而實際上畫素結構之各材料層並不侷限為透明材料。於本實施例中，修補顯示面板畫素結構之方法可穿透彩色濾光片基板而進行，而無須拆卸顯示裝置，但本發明不限於此。

如圖2所示，首先提供薄膜電晶體陣列基板162、彩色濾光片基板164與液晶材料166。彩色濾光片基板164與薄膜電晶體陣列基板162相對應而設置，液晶材料166則設置於薄膜電晶體陣列基板162與彩色濾光片基板164之間，隨後將偏光片168貼附於薄膜電晶體陣列基板162與彩色濾光片基板164之表面，以形成顯示面板170。顯示面板170中可定義有一個或複數個畫素區域，而各畫素區域內可進一步定義出一個或複數個次畫素區域。形成顯示面板170之後，接著會利用框架176與框架178組合顯示面板170、背光模組172與光學膜片174，形成可顯示畫面之液晶顯示裝置160。背光模組172設置於顯示面板170下方，鄰近薄膜電晶體陣列基板162之一側。光學膜片174設置於背光模組172 與顯示面板170之間，例如可包含增光片或擴散片，但不限於此。框架176與框架178可分別為前框與後框兩部分，用以容納顯示面板170。更具體地說，框架176與框架178可將顯示面板170、背光模組172與光學膜片174固定於其中，且框架176可具有開口，以暴露出顯示面板170之顯示區。

其後，便可對所形成之液晶顯示裝置160進行測試，確認液晶顯示裝置160之畫面是否具有顯示不良之亮點。當液晶顯示裝置160產生不良之亮點時，便可利用雷射裝置直接從彩色濾光片基板164之一側提供雷射182，亦即直接穿過彩色濾光片基板164進行亮點修補。

如圖3所示，以俯視觀之，彩色濾光片基板164具有黑色矩陣184，以定義出相對應於畫素區域100之面積。黑色矩陣184可暴露出各畫素結構之顯示區域180，並且遮蔽位於顯示區域180以外之部分，避免側邊漏光。亦即，從黑色矩陣184所定義出的面積可以對應而得知雷射182預定之作用位置，故可以準確地利用雷射182穿過彩色濾光片基板164進行修補，形成雷射切割軌跡124。

如圖4與圖5所示，對應於彩色濾光片基板164之顯示區域180，薄膜電晶體陣列基板162上可定義有畫素區域100，且畫素 區域100內包括掃描線112、共同電極114、閘極絕緣層132、通道層116、資料線118、汲極電極120、保護層134與畫素電極128。掃描線112與共同電極114均由第一導電層所形成，設置於下基板110上。其中，各掃描線112與共同電極114均可橫向延伸而跨越複數個畫素區域100。掃描線112具有複數個閘極電極(未標示)部分，分別對應各畫素區域100。

共同電極114設置於各畫素區域100之三邊而呈現U型，不連接亦不跨越掃描線112。掃描線112與共同電極114上可全面覆蓋閘極絕緣層132，而通道層116則設置於閘極絕緣層132上方，對應於掃描線112之各閘極電極部分。此外，通道層116亦可對應設置於部分之共同電極114與其他部分之掃描線112上方，作為電容結構的介電層之用。

資料線118與汲極電極120均由第二導電層所形成，設置於掃描線112、共同電極114與通道層116之上。資料線118可縱向延伸而跨越掃描線112。各資料線118具有複數個源極(未標示)電極部分，源極電極部分與汲極電極120均接觸通道層116，以形成薄膜電晶體之結構。通道層116、資料線118與汲極電極120上可覆蓋一層具有接觸孔126之保護層134。各畫素區域100中均設置有一個接觸孔126，用以暴露出汲極電極120。

畫素電極128，由導電層所形成，例如：透明導電層或其它合適的材料，透過接觸孔126連接而汲極電極120，與彩色濾光片基板164之共同電極層(未繪示)搭配而控制液晶材料166。在進行亮點修補步驟之前，畫素電極128與共同電極114可藉由閘極絕緣層132與保護層134而彼此電性絕緣。於本發明中，畫素電極128與共同電極114會部分重疊，且其重疊的部分形成重疊區域186。為使雷射修製程具有較佳成效，重疊區域186較佳鄰近於汲極電極120。以8.4吋之面板製程為例，本發明之重疊區域186與汲極電極120之間距較佳係約小於等於10微米(micrometer)，更加係約小於等於5微米。

對畫素區域100進行雷射修補製程時，雷射修補製程之雷射軌跡124會通過重疊區域186與汲極電極120。更具體地說，本實施例僅利用一道連續之雷射軌跡124即可通過重疊區域186與汲極電極120。

如圖6所示，通過重疊區域186之雷射軌跡124可以連接畫素電極128與共同電極114，而通過汲極電極120之雷射軌跡124可以切斷汲極電極120，使汲極電極120形成彼此電性絕緣之第一部分120a與第二部分120b，完成亮點修補步驟。

根據本發明之研究，本發明可迅速確實地完成亮點修補之流 程，不需進行框架176之拆卸步驟，也不需重新利用框架176組合顯示面板170、光學膜片174與背光模組172。本發明可以直接對已形成之顯示裝置160進行修補，具有製程簡易、快速與有效等優點，可以大幅降低修補流程之時間與成本。

根據本發明之顯示面板與修補方法，本發明不需侷限於組裝框架之後才進行修補製程，亦不需侷限於穿透彩色濾光片基板而進行修補製程。請參照圖7，圖7為本發明另一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖。其中，本實施例可具有與前述實施例相同之顯示面板170，同樣可利用雷射軌跡124會通過重疊區域186與汲極電極120，完成亮點修補步驟，其相似處不再贅述。

如圖7所示，本實施例與前述實施例之主要差別之一在於，本實施例在組裝框架之前就可以進行修補製程。在形成顯示面板170之後，本發明可先對顯示面板170進行一道面板測試(cell test)，例如搭配外加光源來測試顯示面板170之結構是否正常。如於組裝框架之前就發現不良亮點之存在，本發明亦可利用前述之修補方法直接對顯示面板170進行。此時，由於顯示面板170尚未被容納於框架中，因此可利用雷射裝置直接從彩色濾光片基板164之一側提供雷射182，亦即直接穿過彩色濾光片基板164進行亮點修補，或者是亦可從薄膜電晶體陣列基板162之一側提供雷射182，亦即直接穿過薄膜電晶體陣列基板162進行亮點修補。或 者是，雷射裝置可同時從彩色濾光片基板164之一側與從薄膜電晶體陣列基板162之一側提供雷射182。

另一方面，本發明之顯示裝置結構與畫素結構均不需受前述實施例所侷限，例如於其他實施例中，畫素結構之掃描線、共同電極、閘極絕緣層、通道層、資料線、汲極電極、保護層與畫素電極的形狀或位置均可視產品需求或製程條件而調整。請參照圖8，圖8為本發明又一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖。如圖8所示，薄膜電晶體陣列基板之下基板210上可定義有畫素區域200，且畫素區域200內包括掃描線212、共同電極214、通道層216、資料線218、汲極電極220、接觸孔226與畫素電極228。

本實施例與前述實施例之主要差別之一在於，本實施例之共同電極214可圍繞於畫素區域200而呈現環型。由於共同電極214之形狀調整，顯示區域280與黑色矩陣(圖未示)之形狀也會隨之改變。而從黑色矩陣所定義出的面積仍可對應而得雷射切割軌跡224之預定位置，故本實施例之修補至成同樣可從薄膜電晶體陣列基板或彩色濾光片基板之一側提供雷射。

再者，上述實施例中的液晶材料，亦可由液態顯示介質材料來取代，例如：電泳材料、電濕潤材料、或其它合適的材料。或 者是其它固態材料，例如：自發光材料。此時，此畫素結構經由上述修補方法，就可由亮點變成暗點，即可修補畫素結構完畢。

綜上所述，本發明因採用畫素電極與共同電極形成重疊區域之結構，且所述重疊區域鄰近汲極電極，因此具有下列優點：

(1)由於本發明可僅利用一道雷射軌跡通過重疊區域與汲極電極，既可連接畫素電極與共同電極，且可切斷汲極電極，因此不需分別進行汲極電極之分割步驟以及畫素電極與掃描線之焊接步驟，進而有效簡化修補步驟。

(2)由於本發明可於畫素之顯示區域周圍、位於薄膜電晶體旁之位置一併完成分割步驟與焊接步驟，因此可從彩色濾光片基板之一側對已形成之顯示裝置提供雷射，精確地進行修補，不需進行框架之拆卸步驟，也不需重新利用框架組合顯示裝置，大幅降低修補流程之時間與成本。

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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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、110、210‧‧‧下基板

12、112、212‧‧‧掃描線

14、114、214‧‧‧共同電極

16、116、216‧‧‧通道層

18、118、218‧‧‧資料線

20、120、220‧‧‧汲極電極

22‧‧‧熔接區

24、124、224‧‧‧雷射切割軌跡

26、126‧‧‧接觸孔

28、128、228‧‧‧畫素電極

50‧‧‧畫素結構

100、200‧‧‧畫素區域

120a‧‧‧第一部分

120b‧‧‧第二部分

132‧‧‧閘極絕緣層

134‧‧‧保護層

160‧‧‧液晶顯示裝置

162‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

164‧‧‧彩色濾光片基板

166‧‧‧液晶材料

168‧‧‧偏光片

170‧‧‧顯示面板

172‧‧‧背光模組

174‧‧‧光學膜片

176、178‧‧‧框架

180、280‧‧‧顯示區域

182‧‧‧雷射

184‧‧‧黑色矩陣

186‧‧‧重疊區域

圖1繪示為習知修補亮點後的畫素結構之上視示意圖。

圖2至圖6為本發明一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖。

圖7為本發明另一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖。

圖8為本發明又一較佳實施例修補顯示面板畫素結構之方法示意圖。

110‧‧‧下基板

112‧‧‧掃描線

114‧‧‧共同電極

116‧‧‧通道層

118‧‧‧資料線

120‧‧‧汲極電極

124‧‧‧雷射切割軌跡

126‧‧‧接觸孔

128‧‧‧畫素電極

100‧‧‧畫素區域

120a‧‧‧第一部分

120b‧‧‧第二部分

180‧‧‧顯示區域

182‧‧‧雷射

186‧‧‧重疊區域

Claims (15)

1. 一種修補顯示面板畫素結構之方法，包括：提供第一基板，所述第一基板上定義有畫素區域，且所述畫素區域內包括共同電極、汲極電極與畫素電極，其中所述畫素電極與所述共同電極彼此電性絕緣，且所述畫素電極與所述共同電極之重疊部分形成重疊區域；提供與所述第一基板相對應之第二基板，且所述第二基板定義有相對應於所述畫素區域之面積；設置液晶材料於所述第一基板與所述第二基板之間，以形成顯示面板；以及對所述畫素區域進行雷射修補製程，其中所述雷射修補製程之雷射軌跡通過所述重疊區域與所述汲極電極，以連接所述畫素電極與所述共同電極，並且切斷所述汲極電極，使所述汲極電極形成彼此電性絕緣之第一部分與第二部分。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述重疊區域與所述汲極電極之間距小於等於10微米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述共同電極設置於所述畫素區域之三邊而呈現U型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述共同電極圍繞於所述畫素區域而呈現環型。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述雷射修補製程之雷射係穿透所述第二基板而到達所述第一基板。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述雷射修補製程之雷射係穿透所述第一基板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，於所述雷射修補製程之前另包括：提供框架，並利用所述框架容納所述顯示面板。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，於所述雷射修補製程之後另包括：提供框架，利用所述框架容納所述顯示面板。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述重疊區域鄰近於所述汲極電極。
10. 一種顯示面板，包括：第一基板，所述第一基板上定義有畫素區域，且所述第一基板於所述畫素區域內包括：共同電極；介電層，設置於所述共同電極上方，所述介電層具有雷射開口，且所述雷射開口貫穿所述介電層；畫素電極，設置於所述介電層上方，其中所述畫素電極與所述共同電極部分重疊而定義出重疊區域，且所述畫素電極與所述共同電極於所述重疊區域中透過所述雷射開口而彼此連接；汲極電極，設置於所述介電層上方且位於畫素電極之下，所述汲極電極包含： 第一部分，鄰近於所述重疊區域，電性連接所述畫素電極；以及第二部分，鄰近於所述第一部分與所述重疊區域，其中所述雷射開口更包括設置於所述第一部分與所述第二部分之間，使所述第一部分與所述第二部分彼此電性絕緣；與所述第一基板相對應設置之第二基板，且所述第二基板定義有相對應於所述畫素區域之面積；以及液晶材料設置於所述第一基板與所述第二基板之間，以形成顯示面板。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中所述重疊區域與所述第一部分之間距小於等於10微米，且所述重疊區域與所述第二部分之間距小於等於10微米。
12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中所述共同電極設置於所述畫素區域之三邊而呈現U型。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，其中所述共同電極圍繞於所述畫素區域而呈現環型。
14. 如申請專利範圍第10項所述之顯示面板，更包含框架，其中所述框架容納所述顯示面板。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中所述重疊區域鄰近於所述汲極電極。