TWI409559B - 液晶顯示面板 - Google Patents

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TWI409559B
TWI409559B TW099128894A TW99128894A TWI409559B TW I409559 B TWI409559 B TW I409559B TW 099128894 A TW099128894 A TW 099128894A TW 99128894 A TW99128894 A TW 99128894A TW I409559 B TWI409559 B TW I409559B
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Rong Chang Hsu
Bo Sin Lin
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Chunghwa Picture Tubes Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells

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Description

液晶顯示面板
本發明係與液晶顯示器(TFT-LCD)中之修補結構有關，特別是關於一種具有高開口率(Aperture rate)之液晶顯示面板的修補結構及其修補方法。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)因具有低幅射性以及輕薄短小之優點，故於使用上日漸廣泛，成為目前在市場上之主流顯示器。
由於液晶本身不發光，使得液晶顯示器需使用背光模組作為光源，該光源穿透液晶顯示器之各層，例如偏光片、彩色濾光片(color filter)等等材質，真正顯示的亮度大約只有原發光光源之百分之十左右。也因為顯示亮度的不足，若提高背光模組亮度時，雖可讓面板亮度增加，卻也升高了背光模組之功率消耗。因此，現有技術有提出增加顯示面板上之畫素(pixel)的開口率，來提升面板亮度。
為獲得較高開口率，2007年4月1日公告之台灣專利公開號第200712713號揭示一種將作為儲存電容(Capacitor storage,Cs)之共用電極(Common electrode)配置於訊號線之下的主動元件陣列基板，用以提高畫素的開口率。請參閱第1圖，第1圖係現有技術中之一高開口畫素設計之示意圖，用以說明共用電極設置於訊號線之下的畫素結構。該畫素結構100具有多條訊號線102，以及多條與該些訊號線垂直的掃描線104。一薄膜電晶體110電性連接於該訊號線102及該掃描線104之間，用以做為開關(Switch)之用。該薄膜電晶體110之一汲極端116透過一接觸孔(Contact hole) 117電性連接於一透明的畫素電極106。一儲存電容電極120設置於該些訊號線102以及該些汲極端116之下，以提高該畫素結構100之開口率。另外，儲存電容電極120與該些訊號線102以及該些汲極端116之間設有一絕緣層(未圖示)。
然而，雖然此設計增加了開口率，但在製作過程中如果形成一些缺陷，使得儲存電容電極120和訊號線102發生短路或斷路的情況，這將造成畫面上的異常。請參閱第2圖，第2圖係繪示習知修補第1圖之畫素結構之示意圖。傳統上，當儲存電容電極120和訊號線102發生短路時(如第2圖之圓圈所示)，解決此問題的對策係將左右相鄰兩畫素結構100的儲存電容電極120利用雷射切割(laser cutting)截斷(如第2圖虛線所示)。但是在此處做雷射切割之修補可能會使畫素電極106和儲存電容電極120短路而造成相鄰兩畫素結構100皆有形成不良點的風險。
另外，當儲存電容電極120和訊號線102發生斷路時(如第2圖之交叉所示)，係將左右相鄰兩畫素結構100的儲存電容電極120利用雷射切割(laser cutting)截斷(如第2圖虛線所示)，再將儲存電容電極120和訊號線102做短路熔接(如第2圖之橢圓所示)。但是同樣地會有畫素電極106和儲存電容電極120短路的風險。
因此，共用電極設置於訊號線之下的畫素結構無法利用雷射切割在儲存電容電極上做立即的修補動作，使得該顯示面板就只能報廢，導致成本上的浪費。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種高開口率的液晶顯示面板的修補結構，以解決前述的問題。
本發明之另一目的在於提供一種高開口率之液晶顯示面板的修補結構之修補方法，其可在本發明液晶顯示面板之畫素結構進行雷射修補，而無須將該面板丟棄。
為達上述之目的，本發明提供了一種液晶顯示面板的修補結構，該液晶顯示面板的修補結構具有一基板、複數條掃描、複數條訊號線、複數個薄膜電晶體、複數個薄膜電晶體以及複數條共用配線。其中該些掃描線設置於該基板上。該些訊號線與該些掃描線交錯配置而彼此隔開而定義出複數個畫素區域。該些薄膜電晶體分別設置於該些畫素區域內，且每一該薄膜電晶體電性連接至對應之該掃描線與訊號線。該些畫素電極分別設置於該些畫素區域內，且每一畫素電極電性連接至對應之該薄膜電晶體。
此外，該些共用配線與該些掃描線平行，且該些共用配線與該些掃描線交替設置於該基板上。每一該共用配線具有平行於該些訊號線之複數條分支及複數個缺口，其中該些分支分別與該些訊號線重疊而彼此隔開，且每一該分支、對應之該訊號線及該畫素電極係配置成使對應之該缺口暴露出，用以提供外部工具從該缺口切斷該共用配線，藉以斷開該共用配線及該分支。
在本發明較佳實施例中，該些薄膜電晶體還具有複數個汲極電極，其中每一該汲極電極之一端電性連接於該薄膜電晶體，且該汲極電極之另一端設置於該些共用配線上並透過一接觸孔電性連接至對應之該畫素電極。在本發明另一較佳實施例中，每一該汲極電極之另一端還具有一延伸部用以覆蓋部分該缺口。
在本發明較佳實施例中，該汲極電極與該訊號線係相同金屬材質，並且該共用配線與該掃描線係相同金屬材質。另外，該些分支分別設置於該些訊號線下方。
為達上述之另一目的，本發明提供使用較佳實施例所述之液晶顯示面板的修補結構之修補方法，用於當損壞的該訊號線與對應之該分支發生短路之情況，該方法包含：
進行一切割製程，從該分支所相鄰一第一缺口及一第二缺口分別切斷對應之該共用配線，其中該第一缺口對應損壞的該訊號線，且該第一缺口及該第二缺口分別位於該訊號線之兩側；以及進行一融接製程，將對應該第 二缺口之該薄膜電晶體與該掃描線接通。在此較佳實施例中，該切割製程係使用雷射切割、該融接製程係使用雷射融接。
本發明還提供使用較佳實施例所述之液晶顯示面板的修補結構之修補方法，用於當損壞的該訊號線發生斷路的情況，該方法包含：
進行一切割製程，從該損壞的訊號線所對應之該分支所相鄰之一第一缺口及一第二缺口分別切斷對應之該共用配線，其中該第一缺口對應損壞的該訊號線，且該第一缺口及該第二缺口分別位於該訊號線之兩側；以及進行一融接製程，將該損壞的訊號線之斷路處之兩端分別融接於該分支，並將對應該第二缺口之該薄膜電晶體與該掃描線接通。在此較佳實施例中，該切割製程係使用雷射切割、該融接製程係使用雷射融接。
根據本發明之液晶顯示面板的修補結構之及其修補方法，其利用缺口設計，解決了習知無法在高開口率之畫素結構進行修補的問題，也降低了不良品報廢的成本。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明之較佳實施例將與所附圖示與下面之說明加以詳細的描述，在不同圖示中，相同的參考標號表示相同或相似的元件。第3圖繪示本發明較佳實施例之液晶顯示面板的修補結構之俯視圖。請參考第3圖，本較佳實施例之液晶顯示面板200的修補結構以兩個相鄰畫素結構來做說明，其包括一基板210、複數條掃描線220、複數條訊號線230、複數個薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)240、複數個畫素電極(Pixel electrode)250、以及 複數條共用配線260。
該些掃描線220係平行設置於該基板210上，並且該些訊號線230與該些掃描線220交錯配置而彼此隔開而定義出複數個畫素區域210a。此外，該些畫素區域210a呈陣列方式排列。在此較佳實施例中，該基板210可以是玻璃基板、石英基板或其他透明基板。另外，該隔開係以設置一絕緣層(未圖示)於該些訊號線230與該些掃描線220方式實施。
該些薄膜電晶體240(以參考標號240(1)及240(2)表示)分別設置於這些畫素區域210a內，且每一該薄膜電晶體240電性連接至對應之該掃描線220與訊號線230。在此較佳實施例中，該些薄膜電晶體240係分別設置於對應之該掃描線220上。該些畫素電極250分別設置於該些畫素區域210a內，且每一畫素電極250電性連接至對應之該薄膜電晶體240。此外，畫素電極250的材質可以是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZC)或是其他透明導體材質。
該些共用配線260與該些掃描線220實質上平行，且該些共用配線260與該些掃描線220交替設置於該基板210上。更進一步地說，每一該共用配線260係位於平行排列之該些畫素區域210a內，並與該些訊號線230交錯配置而彼此隔開。同樣地，該隔開相交係以設置一絕緣層(未圖示)於共用配線260與該些訊號線230之間方式實施。
該些薄膜電晶體240還具有複數個源極電極244、複數個汲極電極246及複數個半導體層248。其中，每一該汲極電極246之一端電性連接於該源極電極244，即透過該半導體層248電性連接於該源極電極244。此外，該汲極電極246之另一端設置於該些共用配線260上，並透過一接觸孔 (Contact hole)246a電性連接至對應之該畫素電極250。
於此較佳實施例中，每一該共用配線260具有平行於該些訊號線230之複數條分支262及複數個缺口262a。其中，該些分支262分別與該些訊號線230重疊而彼此隔開。具體而言，該些分支262分別設置於該些訊號線230下方，並該隔開方式相交係以設置一絕緣層(未圖示)於些分支262與該些訊號線230之間方式實施。此外，為了讓畫素電極250在沒有掃描線220驅動薄膜電晶體240時，仍能依據資料訊號顯示灰階，故畫素電極250在該些共用配線260以及該些分支262有部分重疊處會形成儲存電容，用以儲存資料訊號。
另一方面，每一該分支262以及所對應之該訊號線230與該畫素電極250係配置成使對應之該缺口262a暴露出，如第3圖所示。該缺口262a係用以提供外部工具沿著虛線(如第5圖所示)從該缺口262a切斷該共用配線260，藉以斷開該共用配線260及該分支262。該虛線處的共用配線260未與畫素電極250重疊，因此可以防止切割後該畫素電極250與該共用配線260產生短路所造成的電氣干擾。
需注意的是，該共用配線260以及分支262係與該掃描線220在一第一光罩製程所形成，因此具有相同金屬材質。另外，該源極電極244以及該汲極電極246係與該訊號線230一同在一第二光罩製程所形成，因此具有相同金屬材質。此外，該缺口262a之形狀並不限於是矩型，該缺口之形狀可依需求在該第一及第二光罩製程設計，無須額外形成該缺口262a。另需注意的是，該缺口262a具有上述之絕緣層，並非是空洞的結構。
第4A圖繪示本發明較佳實施例之黑色矩陣示意圖。請參考第4A圖，更進一步地說，本較佳實施例之液晶顯示面板200還具有一預定厚度之液晶層及一上基板(未圖示)，該上基板上具有黑色矩陣(Black Matrix)用以遮蔽該基板210上之不透光金屬線(例如該些掃描線220、訊號線230、薄膜電晶體240以及共用配線260)，並暴露出透光的該畫素電極250，以增加對比度。由於該缺口262a僅具有上述之絕緣層，因此背光光源將會從該缺口262a洩漏出部分光線而影響畫面的對比度。因此，此較佳實施例之該黑色矩陣之遮蔽區域邊緣410(以虛線表示之)還需配合該缺口262a延伸出一額外遮蔽區域410a以覆蓋從該缺口262a穿透該液晶層之洩露出的光線。
第4B圖繪示本發明另一較佳實施例之液晶顯示面板的修補結構之俯視圖。請參考第4B圖，在各個上述薄膜電晶體240中，每一該汲極電極246之另一端還具有一延伸部247用以覆蓋部分該缺口262a。該延伸部247的設計目的在於防止部分背光光源從該缺口262a露出，可以減少位於上基板(未圖示)之黑色矩陣的遮蔽面積以增加開口率。其中該黑色矩陣之遮蔽區域邊緣410(以虛線表示之)。
綜上所述，本發明之液晶顯示面板的修補結構係利用一缺口設計，並且該缺口並未被畫素電極、共用配線之分支以及訊號線所覆蓋。藉著該缺口可將該共用配線切斷而不會造成短路問題。因此解決了習知技術對於高開口之液晶顯示面板無法修補的缺點。
以下將詳細說明使用本發明較佳實施例之液晶顯示面板200的修補結構之修補方法。請參考第5圖所示，第5圖為本發明較佳實施例之修補方法示意圖。本發明較佳實施例之液晶顯示面板200於陣列(Array)檢測階段後，可得知一損壞的訊號線230的位置。此較佳實施例的修補方法用於當損壞的該訊號線230與對應之該分支262發生短路的情況。該修補方法包含：進行一切割製程，根據該損壞的訊號線230之短路處310，從該分支262所相鄰之一第一缺口262a(1)及一第二缺口262a(2)沿著虛線分別切斷對應之該共用配線260，其中該第一缺口262a(1)對應損壞的該訊號線230，且該第一缺口262a(1)及該第二缺口262a(2)分別位於該訊號線230之兩側；以及進行一融接製程，將對應該第二缺口262a(2)之該薄膜電晶體240(2)與該掃描線220接通。
更進一步地說，該損壞的訊號線230之訊號雖然可在該第一缺口262a(1)對應之該畫素區域210a(1)正常顯示，但訊號經由短路處310傳送到該分支262進而影響到該共用配線260。因此需從兩個該第一缺口262a(1)及該第二262a(2)分別切斷該共用配線260，以截斷該訊號對整條共用配線260的影響。此外，該切割製程係可使用雷射(laser)沿著虛線切割實施。
另外，對應該第二缺口262a(2)之該薄膜電晶體240(2)與該掃描線220接通之實施方式可在該汲極電極246(2)之一TFT與掃描線接通處320與底層之該掃描線220形成短路。使得由該掃描線220之驅動訊號透過該TFT與掃描線接通處320傳輸到該畫素電極250(2)，並使得對應該第二缺口262a(2)之該畫素區域210a(2)形成暗點做修補，進而增加面板的品味。此外，該融接製程係可使用雷射融接方式實施。
請參考第6圖所示，第6圖為本發明較佳實施例之修補方法示意圖。本發明較佳實施例之液晶顯示面板200於陣列(Array)檢測階段後，可得知一損壞的訊號線230的位置。此較佳實施例的修補方法用於當損壞的該訊號線230發生斷路的情況。該修補方法包含：進行一切割製程，根據該損壞的訊號線230之斷路處315所對應之該分支262，從該分支262所相鄰之該一第一缺口262a(1)及一第二缺口262a(2)沿著虛線分別切斷對應之該共用配線260，其中該第一缺口262a(1)對應損壞的該訊號線230，且該第一缺口262a(1)及該第二缺口262a(2)分別位於該訊號線230之兩側；以及進行一融接製程，將該損壞的訊號線230之斷路處315之兩端分別融接於該分支262，如圖中的熔接點316、317，並將對應該第二缺口262a(2)之該薄膜電晶體240(2)與該掃描線220接通。
更進一步地說，該融接製程將該損壞的訊號線230在兩融接點316、317分別融接於該分支262上，使得該損壞的訊號線230之訊號可經由該融接點316傳送到該分支262，然後再經由融接點317再傳到原本之訊號線230以進行修補，使得該第一缺口262a(1)對應之該畫素區域210a(1)可以正常顯示。然而該訊號亦會影響到該共用配線260，因此需從該第一缺口262a(1)及該第二缺口262a(2)分別切斷該共用配線260，以截斷該訊號對整條共用配線260的影響。此外，該融接製程係可使用雷射融接方式實施，該切割製程係可使用雷射(laser)沿著虛線切割實施。
同樣地，對應該第二缺口262a(2)之該薄膜電晶體240(2)與該掃描線220接通之實施方式可在該汲極電極246(2)之一TFT與掃描線接通處320與底層之該掃描線220形成短路。使得由該掃描線220之驅動訊號透過該TFT與掃描線接通處320傳輸到該畫素電極250(2)，並使得對應該第二缺口262a(2)之該畫素區域210a(2)形成暗點做修補，進而增加面板的品味。
綜上所述，本發明之修補方式係利用上述較佳實施例之缺口設計。由於該缺口並未被畫素電極、共用配線之分支以及訊號線所覆蓋，因此可藉著該缺口將該共用配線切斷而不會造成短路問題。此外，也利用融接製程將對應損壞的訊號線之該薄膜電晶體與該掃描線接通，用以形成暗點而減少對面板顯示的影響。藉此修補方法解決了高開口率畫素設計之液晶顯示面板無法修補所造成成本提高的問題。
雖然本發明已用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．．．畫素結構
102．．．訊號線
104．．．掃描線
106．．．畫素電極
110．．．薄膜電晶體
116．．．汲極端
117‧‧‧接觸孔
120‧‧‧儲存電容電極
200‧‧‧液晶顯示面板
210‧‧‧基板
210a、240(1)、240(2)‧‧‧畫素區域
220‧‧‧掃描線
230‧‧‧訊號線
240、240(1)、240(2)‧‧‧薄膜電晶體
244、244(1)、244(2)‧‧‧源極電極
246、246(1)、246(2)‧‧‧汲極電極
246a‧‧‧接觸孔
247‧‧‧延伸部
248、248(1)、248(2)‧‧‧半導體層
250、250(1)、250(2)‧‧‧畫素電極
260‧‧‧共用配線
262‧‧‧分支
262a‧‧‧缺口
262a(1)‧‧‧第一缺口
262a(2)‧‧‧第二缺口
310‧‧‧短路處
320‧‧‧TFT與掃描線接通處
315‧‧‧斷路處
316、317‧‧‧融接點
410‧‧‧遮蔽區域邊緣
410a‧‧‧額外遮蔽區域
第1圖係繪示現有技術中之一高開口畫素設計之示意圖。
第2圖係繪示習知修補第1圖之畫素結構之示意圖。
第3圖係繪示本發明較佳實施例之液晶顯示面板的修補結構之俯視圖。
第4A圖係繪示本發明較佳實施例之黑色矩陣示意圖。
第4B圖係繪示本發明另一較佳實施例之液晶顯示面板的修補結構之俯視圖。
第5圖係繪示本發明較佳實施例之修補方法示意圖。
第6圖係繪示本發明較佳實施例之修補方法示意圖。
200‧‧‧液晶顯示面板
210‧‧‧基板
210a‧‧‧畫素區域
220‧‧‧掃描線
230‧‧‧訊號線
240(1)、240(2)‧‧‧薄膜電晶體
244(1)、244(2)‧‧‧源極電極
246、246(1)、246(2)‧‧‧汲極電極
246a‧‧‧接觸孔
248(1)、248(2)‧‧‧半導體層
250‧‧‧畫素電極
260‧‧‧共用配線
262‧‧‧分支
262a‧‧‧缺口

Claims (4)

  1. 一種液晶顯示面板的修補結構，包含：一基板；複數條掃描線，設置於該基板上；複數條訊號線，與該些掃描線交錯配置而彼此隔開而定義出複數個畫素區域；複數個薄膜電晶體，分別設置於該些畫素區域內，且每一該薄膜電晶體電性連接至對應之該掃描線與訊號線；複數個畫素電極，分別設置於該些畫素區域內，且每一畫素電極電性連接至對應之該薄膜電晶體；以及複數條共用配線，與該些掃描線平行，且與該些掃描線交替設置於該基板上，每一該共用配線具有平行於該些訊號線之複數條分支及複數個缺口，其中該些分支分別與該些訊號線重疊而彼此隔開，且每一該分支、對應之該訊號線及該畫素電極係配置成使對應之該缺口暴露出，其中該些薄膜電晶體還具有複數個汲極電極，其中每一該汲極電極之一端電性連接於該薄膜電晶體，且該汲極電極之另一端設置於該些共用配線上並透過一接觸孔電性連接至對應之該畫素電極，每一該汲極電極之另一端還具有一延伸部用以覆蓋部分該缺口。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示面板的修補結構，其中該汲極電極與該訊號線係相同金屬材質。
  3. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示面板的修補結構，其中該共用配線與該掃描線係相同金屬材質。
  4. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示面板的修補結構，其中該些分支分別設置於該些訊號線下方。
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