TWI479246B - 顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法 - Google Patents

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Description

顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法
本發明係關於一種顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法。
平面顯示裝置(flat display apparatus)以其耗電量低、發熱量少、重量輕以及非輻射性等優點，已經被使用於各式各樣的電子產品中，並且逐漸地取代傳統的陰極射線管(cathode ray tube,CRT)顯示裝置。
於平面顯示裝置的製造技術中，將掃描驅動電路的元件以薄膜電晶體製程製作於玻璃基板上(以下稱為顯示基板)，以節省掃描驅動IC的成本之技術係簡稱為GOP(Gate on panel)技術。於顯示基板的GOP製程中，常會因製程中的異物污染或是製程缺陷，而造成GOP電路(例如掃描驅動電路)的驅動元件或線路故障，因而造成對應的掃描線驅動缺陷，造成掃描線的亮線或側弱線。
請參照圖1A所示，現行的GOP技術所製造的大都為雙邊驅動型的顯示裝置，也就是說於顯示裝置1之一顯示區DA的左、右兩側分別具有一組GOP電路(掃描驅動電路)，以避免單邊驅動大尺寸顯示裝置時，掃描驅動電路會因為線路距離較遠，電阻值較高而造成驅動訊號減弱的現象。然而，雙邊驅動的顯示裝置1可能因某一側的GOP電路元件於製程中有異物污染或製程上的缺陷，造成顯示裝置1之該條掃描線的驅動缺陷，例如形成圖1A之亮線。
請參照圖1B所示，目前習知修復掃描線的驅動缺陷技術中，是在顯示基板的顯示區外，原GOP電路以外區域的其它位置製作備份的電路元件。例如圖1B左側係於GOP電路之上製作備份的驅動元件SR(例如為移動暫存器)。若顯示裝置的第i條掃描線發現驅動缺陷時，則如圖1B的右側所示，將第i級的驅動元件SRi 利用切斷(cutting)及焊接(welding)的方式，將掃描線訊號的輸送轉移至該備份的驅動元件SR，以將故障的第i級的驅動元件SRi 隔離，藉以修復故障的第i級的驅動元件SRi 所造成的掃描線驅動缺陷。
然而，上述之修復技術，需先猜測是左右側哪一邊的GOP電路故障，然後才進行修復的動作。一旦猜測錯誤，則會造成無法復原的傷害，進而需要報廢整個顯示面板。另外，所製作的備份驅動元件SR不但會壓縮原先的掃描驅動電路的使用面積，同時，也會造成修復級(即圖1B的第i級)的掃描線線路與其它的掃描線線路之負載不均的情況。
因此，如何提供一種顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法，可在不壓縮掃描驅動電路的使用面積及不造成掃描線負載不均的情況下修復掃描線的驅動缺陷，已成為重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可在不壓縮掃描驅動電路的使用面積及不造成掃描線負載不均的情況下修復掃描線的驅動缺陷之顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法。
為達上述目的，依據本發明之一種顯示基板包括複數電晶體、複數掃描線、至少一掃描驅動電路以及至少一備份線路。複數電晶體位於一顯示區內。複數掃描線與該等電晶體電性連接。掃描驅動電路位於顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接。備份線路位於顯示區外，並對應至少一掃描線設置，且於垂直顯示區的方向上，備份線路與掃描線具有至少兩個重疊部。
在一實施例中，當掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於顯示基板之顯示區外的相對兩側。
在一實施例中，備份線路藉由一絕緣層而與掃描線重疊。
在一實施例中，備份線路的俯視形狀包含U形、ㄇ形、多邊形、弧形、曲線或圓形。
在一實施例中，備份線路分別為一金屬層或一透明導電層。
為達上述目的，依據本發明之一種顯示裝置包括一顯示基板以及一對向基板。顯示基板包含複數電晶體、複數掃描線、至少一掃描驅動電路以及至少一備份線路。複數電晶體位於一顯示區內。複數掃描線與該等電晶體電性連接。掃描驅動電路位於顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接。備份線路位於顯示區外，並對應至少一掃描線設置，且於垂直顯示區的方向上，備份線路與掃描線具有至少兩個重疊部。對向基板與顯示基板相對而設。
在一實施例中，當掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於顯示基板之顯示區外的相對兩側。
在一實施例中，備份線路藉由一絕緣層而與掃描線重疊。
在一實施例中，該等備份線路的俯視形狀包含U形、ㄇ形、多邊形、弧形、曲線或圓形。
在一實施例中，備份線路為一金屬層或一透明導電層。
在一實施例中，該等驅動元件分別與該等電晶體之一閘極電性連接。
為達上述目的，依據本發明之一種掃描線故障修復方法，係用以修復一顯示裝置之一掃描線驅動缺陷，顯示裝置具有一顯示基板，顯示基板包含複數電晶體、複數掃描線、一掃描驅動電路及至少一備份線路，該等電晶體位於一顯示區內，該等掃描線與該等電晶體電性連接，掃描驅動電路位於顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接，備份線路位於顯示區外，並對應具有驅動缺陷之掃描線設置，且於垂直顯示區的方向上，備份線路與掃描線具有至少兩個重疊部，掃描線故障修復方法包括：找出缺陷的掃描線及其對應的備份線路；以及於垂直顯示區的方向上，且於備份線路與掃描線的該等重疊部之間，切斷掃描線。
在一實施例中，掃描線故障修復方法更包括：確認是否已修復掃描線。
在一實施例中，掃描線故障修復方法更包括：若掃描線尚未被修復，則將該等重疊部之備份線路與掃描線電性連接。
在一實施例中，掃描線故障修復方法更包括：當掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於顯示基板之顯示區外的相對兩側。
在一實施例中，當切斷掃描線之後，顯示裝置之掃描線驅動缺陷排除時，顯示基板係可藉由與掃描線相對側之另一掃描驅動電路驅動該等電晶體。
在一實施例中，掃描線故障修復方法更包括：切斷與掃描線相對側的另一掃描線。
承上所述，因本發明之顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法係藉由至少一備份線路對應至少一掃描線設置，且於垂直顯示區的方向上，備份線路與掃描線具有至少兩個重疊部。因此，當顯示裝置具有掃描線驅動電路的缺陷時，可藉由切斷位於備份線路與掃描線的該等重疊部之間的掃描線線段，以修復掃描線驅動缺陷。另外，若切斷備份線路與掃描線的該等重疊部之間後仍未修復該故障時，則可將上述之該等重疊部之備份線路與掃描線電性連接，並切斷與掃描線相對側的另一掃描線。因此，本發明可在不壓縮掃描驅動電路的使用面積及不造成掃描線負載不均的情況下修復掃描線的驅動缺陷。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖2A及圖2B所示，其分別為本發明較佳實施例之一種顯示裝置2的示意圖。為了清楚說明顯示裝置2，圖2B中未顯示對向基板4。
顯示裝置2包括一顯示基板3以及一對向基板4，顯示基板3與對向基板4係相對而設。其中，顯示裝置2係為一平面顯示裝置，例如可為一液晶顯示裝置或一有機發光顯示裝置，於此並不加以限定。另外，顯示基板3係可顯示影像畫面。
顯示基板3包括複數電晶體(圖未顯示)、複數掃描線SL1 ～SLM (圖2B只顯示SL1 、SL2 、SLi 、SLM-1 及SLM )、至少一掃描驅動電路以及至少一備份線路32(圖2B未顯示)。於此，係以兩掃描驅動電路31a、31b為例。掃描驅動電路31a、31b分別位於顯示基板3的相對兩側。掃描驅動電路31a、31b係以薄膜電晶體製程製作於顯示基板3上，又稱為GOP(Gate on Plane)電路，如此，可節省驅動IC的成本，進而可降低顯示裝置2的成本。
另外，該等電晶體位於顯示基板3之一顯示區DA內(圖未顯示)，且可呈陣列排列。該等電晶體可為薄膜電晶體，而該等掃描線SL1 ～SLM 可分別與該等電晶體電性連接。於此，掃描線SL1 ～SLM 係分別與該等電晶體之閘極電性連接，以接收掃描驅動電路31a、31b輸出之掃描訊號而依序導通該等電晶體。另外一提的是，顯示區DA係指顯示基板3能顯示影像畫面的區域，而光線係可穿過顯示區DA而到達觀看畫面的人。
掃描驅動電路31a、31b位於顯示區DA之外，故不會遮蔽住光線的穿透。掃描驅動電路31a、31b係分別具有複數驅動元件311，並經由該等掃描線SL1 ～SLM 而分別與位於顯示區DA內之該等電晶體電性連接。在本實施例中，兩掃描驅動電路31a、31b係分別位於顯示基板3之顯示區DA外的相對兩側，並使顯示裝置2成為一可雙邊驅動的顯示裝置。
另外，請再參照圖2B所示，顯示裝置2更可包括一時序控制電路21及一資料驅動電路22。資料驅動電路22係藉由複數資料線DL而分別與顯示基板3之畫素的畫素電極(圖未顯示)電性連接。
另外，時序控制電路21與資料驅動電路22電性連接。再者，時序控制電路21亦分別與相對兩側之掃描驅動電路31a、31b電性連接。其中，時序控制電路21係可傳送垂直時脈訊號及垂直同步訊號至掃描驅動電路31a、31b，並將自外部介面所接收的視訊訊號轉換成資料驅動電路22所用的資料訊號，並傳送資料訊號、水平時脈訊號及水平同步訊號至資料驅動電路22。另外，掃描驅動電路31a、31b係依據垂直時脈訊號及垂直同步訊號依序導通掃描線SL1 ～SLM 。當掃描線SL1 ～SLM 導通時，資料驅動電路22係將對應每一列畫素的資料訊號，藉由資料線DL將電壓訊號傳送至各畫素的畫素電極。
另外，請同時參照圖2B及圖2C所示，其中，圖2C為圖2B中圓形區域E的俯視放大示意圖。
備份線路32係位於顯示區DA外，且備份線路32係對應至少一掃描線設置。在本實施例中，係於顯示區DA外，相對兩側的每一條掃描線SL1 ～SLM 都分別對應有一備份線路32，而各個備份線路32係設置在各掃描線SL1 ～SLM 的上方，且二者中間隔有絕緣層I為例，也就是備份線路32係先與掃描線SL1 ～SLM 絕緣。其中，於顯示區DA的投影方向上，備份線路32與對應的掃描線具有至少兩個重疊部P1、P2。換言之，在本實施例中，如圖2C所示，於垂直顯示區DA的方向上(垂直顯示區DA的方向即為軸向Z之方向，也就是顯示區DA的俯視方向)，該等備份線路32與其對應的掃描線SL1 ～SLM 中係分別具有兩個重疊部P1、P2。另外，於顯示區DA的投影方向上，備份線路32俯視的形狀可例如包含U形、ㄇ形、多邊形、弧形、曲線或圓形。於此，係以U形為例。
另外，請參照圖3A及圖3B所示，其分別為圖2C之直線A-A與直線B-B的剖視示意圖。
如圖3A及圖3B所示，備份線路32係藉由絕緣層I使備份線路32分別與掃描線SL1 ～SLM 電性隔離，且於垂直顯示區DA的方向上(即軸向Z之方向)，備份線路32與掃描線SL1 ～SLM 具有至少兩個重疊部。備份線路32可分別為一金屬層或一透明導電層。其中，金屬層可為製造薄膜電晶體之汲極或源極所用的金屬層(即第二金屬層)，而透明導電層可為製作透明電極之材料，例如可為銦錫氧化物(indium-tin oxide,ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc oxide,IZO)、鋁鋅氧化物(aluminum-zinc oxide,AZO)、鎵鋅氧化物(GZO)或鋅氧化物(zinc oxide,ZnO)，於此，並不加以限制。此外，因備份線路32係利用原有顯示基板3之掃描驅動電路31a、31b與顯示區DA之間垂直顯示區DA的方向上(即軸向Z之方向)的空間，因此，並不會壓縮原有掃描驅動電路31a、31b之使用面積，並可與顯示基板3之薄膜電晶體製程共用光罩，故顯示裝置2的製造成本並不會增加。
請參照圖4、圖5A及圖5B所示，其中，圖4為另一態樣之備份線路32a與對應的掃描線SLi-1 ～SLi+1 的俯視示意圖，而圖5A及圖5B分別為圖4之直線C-C與直線D-D的剖視示意圖。
備份線路32a與圖2C之備份線路32主要的不同在於備份線路32a於垂直顯示區DA的方向上(即軸向Z之方向)的俯視形狀係為中空的四邊形。另外，備份線路32a係藉由絕緣層Ia使得備份線路32a與掃描線SLi-1 ～SLi+1 電性隔離，且備份線路32a於垂直顯示區DA的方向上(即軸向Z之方向)會與掃描線SLi-1 ～SLi+1 相重疊。
請參照圖2B至圖3B及圖6A所示，其中，圖6A為本發明之掃描線故障修復方法的流程示意圖。
本發明之掃描線故障修復方法係用以修復顯示裝置2之一掃描線驅動缺陷，掃描線驅動缺陷例如可為掃描線亮線或側弱線等缺陷。於此，係假設顯示裝置2具有掃描線SLi 的驅動缺陷。其中，顯示裝置2已於上述中詳述，於此不再贅述。
掃描線故障修復方法包括步驟S01至步驟S02。
步驟S01係為：如圖2B及圖2C所示，找出缺陷的掃描線SLi 及其對應的備份線路32。於此，係以找出掃描線SLi 及位於顯示區DA的左側中，與掃描線SLi 對應的備份線路32為例。
步驟S02係為：如圖2C及圖3B所示，於顯示區DA的垂直顯示區DA的方向上(即軸向Z之方向)，且於備份線路32與掃描線SLi 的該等重疊部P1、P2之間，切斷(cutting)掃描線SLi 。於此，係將步驟S01之備份線路32與掃描線SLi 的重疊部P1、P2之間當成切斷設備瞄準的區域，並藉由例如雷射的能量將圖3B之區域F中(圖3B中之區域F的大小只是舉例)，將絕緣層I及掃描線SLi 切斷，使掃描驅動電路31a之驅動元件311與位於顯示區DA內的電晶體斷開而不連接。
另外，請參照圖6B所示，掃描線故障修復方法更可包括步驟S03至步驟S05。
步驟S03係為：確認是否已修復掃描線SLi 。於此，經上一步驟S02後，若已修復驅動故障的掃描線SLi 時(即掃描線亮線或側弱線等缺陷已消失)，表示製程中有異物污染或製程上的缺陷者為左側的掃描驅動電路31a之驅動元件311。因此，如圖6C所示，時序控制電路21則可藉由位於顯示區DA右側的掃描驅動電路31b驅動顯示基板3，且顯示裝置2的掃描線SLi 故障修復工作已完成。
步驟S04係為：如圖2C及圖3A所示，若掃描線SLi 尚未被修復，則將該等重疊部P1、P2之備份線路32與掃描線SLi 電性連接。於此，當於步驟S02中切斷掃描線SLi 後，顯示裝置2之掃描線SLi 的驅動故障的情況仍然存在時，表示可確認掃描線SLi 的故障係由另一側之掃描驅動電路31b之驅動元件311所造成。因此，先復原剛才步驟S02的動作，亦即將掃描線SLi 被切斷的部分再連接起來。於此，如圖3A所示，係可於重疊部P1、P2之重疊區域G處將絕緣層I擊穿(例如雷射熱熔)，以將該等重疊部P1、P2之備份線路32與掃描線SLi 焊接起來，進而使備份線路32與掃描線SLi 電性連接，以將掃描線SLi 被切斷的部分再連接起來。
步驟S05係為：切斷與掃描線SLi 相對側的另一掃描線SLi 。於此，如圖6D所示，因已於步驟S03中確認，掃描線SLi 的驅動故障係由另一側之掃描驅動電路31b所造成，且步驟S02中左側之掃描線SLi 被切斷的部分已連接起來，故可將位於顯示區DA右側的掃描線SLi 切斷，且時序控制電路21可藉由位於顯示區DA左側的掃描驅動電路31a驅動顯示基板3，如此，即可完成顯示裝置2的掃描線SLi 驅動缺陷的修復工作。
因此，藉由上述之本發明的掃描線故障修復方法可修復具有驅動缺陷的掃描線SLi ，而且修復後的掃描線SLi 的線路與其它的掃描線線路相同，故並不會造成掃描驅動電路31a或掃描驅動電路31b驅動該等電晶體時負載不均的情況。
綜上所述，本發明之顯示基板、顯示裝置及掃描線故障修復方法係藉由至少一備份線路對應至少一掃描線設置，且於垂直顯示區的方向上，備份線路與掃描線具有至少兩個重疊部。因此，當顯示裝置具有掃描線驅動電路的缺陷時，可藉由切斷位於備份線路與掃描線的該等重疊部之間的掃描線線段，以修復掃描線驅動缺陷。另外，若切斷備份線路與掃描線的該等重疊部之間後仍未修復該故障時，則可將上述之該等重疊部之備份線路與掃描線電性連接，並切斷與掃描線相對側的另一掃描線。因此，本發明可在不壓縮掃描驅動電路的使用面積及不造成掃描線負載不均的情況下修復掃描線的驅動缺陷。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、2．．．顯示裝置
21．．．時序控制電路
22．．．資料驅動電路
3．．．顯示基板
31a、31b．．．掃描驅動電路
311、SR、SRi-1 、SRi 、SRi+1 ．．．驅動元件
32、32a‧‧‧備份線路
4‧‧‧對向基板
A-A、B-B、C-C、D-D‧‧‧直線
DA‧‧‧顯示區
DL‧‧‧資料線
E、F、G‧‧‧區域
GOP‧‧‧Gate on panel
I、Ia‧‧‧絕緣層
P1、P2‧‧‧重疊部
S01~S05‧‧‧步驟
SL1~SLM、SLi-1、SLi、SLi+1‧‧‧掃描線
X、Y、Z‧‧‧軸向
圖1A為一種顯示裝置之掃描線驅動故障的示意圖；
圖1B為習知修復一種掃描線驅動故障的示意圖；
圖2A及圖2B分別為本發明較佳實施例之一種顯示裝置的示意圖；
圖2C為圖2B中，區域E的俯視放大示意圖；
圖3A及圖3B分別為圖2C之直線A-A與直線B-B的剖視示意圖；
圖4為另一態樣之備份線路與對應的掃描線的俯視示意圖；
圖5A及圖5B分別為圖4之直線C-C與直線D-D的剖視示意圖；
圖6A及圖6B分別為本發明之掃描線故障修復方法的流程示意圖；以及
圖6C及圖6D分別為應用本發明之掃描線故障修復方法之顯示裝置的示意圖。
31a．．．掃描驅動電路
32．．．備份線路
A-A、B-B．．．直線
DA．．．顯示區
E．．．區域
P1、P2．．．重疊部
SLi-1 、SLi 、SLi+1 ．．．掃描線

Claims (17)

  1. 一種顯示基板，包括：複數電晶體，位於一顯示區內；複數掃描線，與該等電晶體電性連接；至少一掃描驅動電路，位於該顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接；以及複數備份線路，位於該顯示區外，並分別對應該等掃描線設置，該等備份線路係分隔設置，且於垂直該顯示區的方向上，該等備份線路的其中之一與對應之該掃描線具有至少兩個重疊部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示基板，其中當該掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於該顯示基板之該顯示區外的相對兩側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示基板，其中該等備份線路分別藉由一絕緣層而與該等掃描線重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示基板，其中該等備份線路的俯視形狀包含U形、ㄇ形、多邊形、弧形、曲線或圓形。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示基板，其中該等備份線路分別為一金屬層或一透明導電層。
  6. 一種顯示裝置，包括：一顯示基板，包含：複數電晶體，位於一顯示區內； 複數掃描線，與該等電晶體電性連接；至少一掃描驅動電路，位於該顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接；及複數備份線路，位於該顯示區外，並分別對應該等掃描線設置，該等備份線路係分隔設置，且於垂直該顯示區的方向上，該等備份線路的其中之一與對應之該掃描線具有至少兩個重疊部；以及一對向基板，與該顯示基板相對而設。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中當該掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於該顯示基板之該顯示區外的相對兩側。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該等備份線路分別藉由一絕緣層而與該等掃描線重疊。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該等備份線路的俯視形狀包含U形、ㄇ形、多邊形、弧形、曲線或圓形。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該等備份線路為一金屬層或一透明導電層。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該等驅動元件分別與該等電晶體之一閘極電性連接。
  12. 一種掃描線故障修復方法，係用以修復一顯示裝置之一掃描線驅動缺陷，該顯示裝置具有一顯示基板，該顯示基板包含複數電晶體、複數掃描線、一掃描驅動 電路及至少一備份線路，該等電晶體位於一顯示區內，該等掃描線與該等電晶體電性連接，該掃描驅動電路位於該顯示區外，並具有複數驅動元件經由該等掃描線與該等電晶體電性連接，該備份線路位於該顯示區外，並對應具有驅動缺陷之該掃描線設置，且於垂直該顯示區的方向上，該備份線路與該掃描線具有至少兩個重疊部，該掃描線故障修復方法包括：找出該缺陷的掃描線及其對應的備份線路；以及於垂直該顯示區的方向上，且於該備份線路與該掃描線的該等重疊部之間，切斷該掃描線。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之掃描線故障修復方法，更包括：確認是否已修復該掃描線。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之掃描線故障修復方法，更包括：若該掃描線尚未被修復，則將該等重疊部之該備份線路與該掃描線電性連接。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之掃描線故障修復方法，其中當該掃描驅動電路的數量為二時，該等掃描驅動電路分別位於該顯示基板之該顯示區外的相對兩側。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之掃描線故障修復方法，其中當切斷該掃描線之後，該顯示裝置之該掃描線驅動缺陷排除時，該顯示基板係可藉由與該掃描線相對側之另一掃描驅動電路驅動該等電晶體。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之掃描線故障修復方法，更包括：切斷與該掃描線相對側的另一掃描線。
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