TWI546598B - 液晶顯示面板及其製造方法 - Google Patents

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Description

液晶顯示面板及其製造方法
本發明是有關於一種液晶顯示面板及其製造方法，且特別是有關於於一種適用於聚合物穩定配向製程(polymer stabilized alignment)的液晶顯示面板及其製造方法。
眾所周知，液晶顯示面板上包括一彩色濾光基板(color filtering substrate)、一液晶層(liquid crystal layer)、與一薄膜電晶體基板(thin film transistor substrate，TFT substrate)。液晶層係介於彩色濾光基板與薄膜電晶體基板之間。
請參照第1圖，其所繪示為習知液晶顯示面板上薄膜電晶體基板示意圖。一般來說，液晶顯示面板的薄膜電晶體基板100包括一可視區域(虛線包圍的部份)110、與一不可視區域(虛線以外的區域)120。可視區域110中有一像素陣列(pixel array)，像素陣列中包括複數條閘極線(gate line，G1~Gn)。再者，薄膜電晶體基板100的邊緣包括多個閘輸入墊(input pad)131~13n，經由不可視區域120的佈線依序連接至相對應的閘輸入墊131~13n。再者，所有的閘輸入墊131~13n係經由軟排線(flexible cable)140連接至一閘控電路(gate driver)180，因此，閘控電路180所輸出的閘控信號即可傳遞至可視區域310像素陣列中的所有閘極線G1~Gn，用以開啟像素陣列中的像素(未繪示)。再者，薄膜電晶體基板100上還有其他輸入墊，例如薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)，彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)，用以提供共同電壓至薄膜電晶體基板以及彩色濾光基板。
雖然第1圖中未繪示，在此領域的技術人員也知道像素陣列中更包括複數條源極線(source line)連接至外部的源驅動電 路(source driver)，以接收資料信號。
在習知液晶顯示面板的製造過程中，需經過一聚合物穩定配向製程(polymer stabilized alignment，簡稱PSA製程)。經過聚合物穩定配向製程後，將使得液晶顯示面板中的液晶層內的液晶分子呈現特定方向的排列，使得液晶顯示面板具有高亮度(high brightness)、高對比率(high contrast ratio)、以及高反應時間(faster response time)等優點。
於PSA製程中必須同時提供所有的閘極線G1~Gn一特定電壓，並且提供熱能或者紫外線照射於液晶層，使得液晶分子呈現特定方向的排列。當然此特定電壓也可以同時提供至薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)。
請參照第2圖，其所繪示為習知PSA製程中液晶顯示面板示意圖。為了要在PSA製程中提供所有閘極線G1~Gn以及薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)一固定電壓，液晶顯示面板的薄膜電晶體基板100除了第1圖所示的一可視區域(虛線包圍的部份)110、與一不可視區域(虛線以外的區域)120之外，更包括一切割區域150。很明顯地，在切割區域150上利用佈線(layout trace)將部份或所有的閘輸入墊131~13n連接在一起。並且，薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)亦全部連接在一起。
因此，於PSA製程中，直接提供特定電壓於任一輸入墊，即可提供特定電壓至所有閘極線G1~Gn以其薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)。並且，同時提供熱能或者紫外線照射於液晶層， 使得液晶分子呈現特定方向的排列。
於PSA製程完成之後，即可利用雷射切割技術將切割區域150切除，使得所有的閘極線G1~Gn以及薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)之間不再有連接關係。之後，所有的閘輸入墊131~13n即可利用軟排線連接至閘控電路。
為了節省液晶顯示面板的製造成本，一種將閘控電路直接製作在薄膜電晶體基板上(Gate Driver On Array substrate，以下簡稱GOA基板)的技術已經漸漸成熟。由於閘控電路已經製作於薄膜電晶體基板上，因此面板製造商不需要再另行購買閘控電路以及軟排線。
請參照第3圖，其所繪示為習知液晶顯示面板上GOA基板示意圖。液晶顯示面板的GOA基板300包括一可視區域(虛線包圍的部份)310、與一不可視區域(虛線以外的區域)320。可視區域310中有一像素陣列，像素陣列中包括複數條閘極線G1~Gn。再者，GOA基板300的不可視區域320中更包括一閘控電路360。而閘控電路中360更包括一移位暫存器(shift register)365，而利用佈線依序連接至移位暫存器365的輸出端至相對應的閘極線G1~Gn。因此，移位暫存器365所輸出的閘控信號即可傳遞至可視區域310像素陣列中的所有閘極線G1~Gn用以開啟像素陣列中的像素(未繪示)。當然，GOA基板300還有其他輸入墊，例如薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)，彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)，用以提供共同電壓至薄膜電晶體基板以及彩色濾光基板。並且，像素陣列中也包括複數條源極線(未繪示)連接至外部的源驅動電路(未繪示)，以接收資料信號。
然而，習知的GOA基板300在進行PSA製程時會遭遇到困難。由於閘極線G1~Gn已經直接連接至閘控電路360中的移位暫存器365。因此，習知的GOA基板並無法利用第2圖的方式將所有閘極線G1~Gn連接至相同的輸入墊，並提供相同的特定電壓，之後於PSA製程結束後去除閘極線G1~Gn之間的連接關係。
當閘極線G1~Gn無法同時接收特定電壓的情況之下進行PSA製程，將會造成可視區域的像素陣列中產生木納現象(mura)，進而導致液晶顯示面板的良率大幅下降。
本發明的目的就是在液晶顯示面板的GOA基板中提供一開關電路。於液晶顯示面板進行PSA製程時，利用開關電路將特定電壓傳遞至GOA基板中所有的閘極線，使得PSA製程能夠順利完成，並且不會造成像素陣列中的木納現象。
本發明提出一種液晶顯示面板，包括：一閘控電路，位於一薄膜電晶體基板上，該閘控電路具有一移位暫存器，該移位暫存器具有複數個輸出端依序產生複數個閘控信號；一主動式陣列，位於該薄膜電晶體基板上，該主動式陣列具有複數條閘極線，該些閘極線連接至該移位暫存器的該些輸出端；以及一開關電路，位於該薄膜電晶體基板上，該開關電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端電性連接至該移位暫存器的該些輸出端其中之一，該開關單元的一控制端電性連接至一第一輸入墊，該開關單元的一第二端電性連接至一第二輸入墊。
本發明提出一種液晶顯示面板，包括：一閘控電路，位於一薄膜電晶體基板上，該閘控電路具有一移位暫存器，該移位 暫存器具有複數個輸出端依序產生複數個閘控信號；一主動式陣列，位於該薄膜電晶體基板上，該主動式陣列具有複數條閘極線該些閘極線連接至該移位暫存器的該些輸出端；以及一開關電路，位於該薄膜電晶體基板上，該開關電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端電性連接至該移位暫存器的該些輸出端其中之一，該開關單元的一第二端與一控制端相互連接並電性連接至一第一輸入墊。
本發明提出一種液晶顯示面板的製造方法，該液晶顯示面板中的一薄膜電晶體基板上具有一主動式陣列與一閘控電路，該閘控電路中的一移位暫存器具有複數個輸出端依序連接至該主動式陣列中的複數條閘極線，該製造方法包括下列步驟：於該薄膜電晶體基板上形成一開關電路，其中，該開關電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端電性連接至該移位暫存器的該些輸出端其中之一；於該薄膜電晶體基板上形成一第一輸入墊電性連接至該開關單元的一控制端；於該薄膜電晶體基板上形成一第二輸入墊電性連接至該開關單元的一第二端；提供一彩色濾光基板；執行一聚合物穩定配向製程，其中，該聚合物穩定配向製程係於該第一輸入墊提供一第一電壓，於該第二輸入墊提供一第二電壓，並於該彩色濾光基板與該薄膜電晶體基板之間注入一液晶層；以及於該聚合物穩定配向製程後，控制該第一輸入墊未電性連接該開關單元的該控制端以及控制該第二輸入墊未電性連接該開關單元的該第二端。
本發明提出一種液晶顯示面板的製造方法，該液晶顯示面板中的一薄膜電晶體基板上具有一主動式陣列與一閘控電路，該閘控電路中的一移位暫存器具有複數個輸出端依序連接至該主動式陣列中的複數條閘極線，該製造方法包括下列步 驟：於該薄膜電晶體基板上形成一開關電路，其中，該開關電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端電性連接至該移位暫存器的該些輸出端其中之一，該開關單元的一第二端與一控制端相互連接；於該薄膜電晶體基板上形成一第一輸入墊電性連接至該開關單元的該控制端；提供一彩色濾光基板；執行一聚合物穩定配向製程，其中，該聚合物穩定配向製程係於該第一輸入墊提供一第一電壓，並於該彩色濾光基板與該薄膜電晶體基板之間注入一液晶層；以及於該聚合物穩定配向製程後，控制該第一輸入墊未電性連接該開關單元的該控制端。
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。
請參照第4圖，其所繪示移位暫存器示意圖。GOA基板上的位移暫存器465包括多個移位單元。而第4圖中僅繪示三個移位單元來作說明。如圖所示，每個移位單元皆包括一第一電晶體T1、一第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4、與一下拉元件(pull down element)。再者，每個移位單元皆連接至一時脈信號CK與反相時脈信號XCK，並且每個移位單元需連接至前一級移位單元。
以移位單元n-1為例，第一電晶體T1閘極接收移位單元n-2中的Qn-2信號，第一電晶體汲極接收時脈信號CK。第二電晶體T2閘極連接至第一電晶體T1源極，第二電晶體T2汲極接收移位單元n-2中的STNn-2信號，第二電晶體T2的源極產生Qn-1信號並且連接至下拉單元n-1。第三電晶體T3閘極接收Qn-1信號，第三電晶體T3汲極接收反向時脈信號XCK、第三電晶體T3源極產生STNn-1信號至下拉元件n-1。第四電 晶體T4閘極接收Qn-1信號，第四電晶體T4汲極接收反向時脈信號XCK、第四電晶體T4源極產生gn-1閘控信號至下拉元件n-1。再者，下拉元件n-1連接至低壓源Vss。
一般來說，當前一級移位單元(例如移位單元n-2)，產生一gn-2閘控信號以及STNn-2信號時，於時脈信號CK高準位時將會使得後一級移位單元(例如移位單元n-1)的Qn-1信號動作。再者，於反向時脈信號XCK為高準位時，移位單元n-1即可輸出閘控信號gn-1以及STNn-1。而於gn-1閘控信號輸出之後，下拉元件n-1會將gn-1閘控信號保持在低電壓Vss。
同理，其他的移位單元也是相同的動作原理，因此所有的移位單元會逐級依序產生閘控信號。
請參照第5圖，其所繪示為本發明液晶顯示面板上GOA基板示意圖。液晶顯示面板的GOA基板400包括一可視區域(虛線包圍的部份)410、與一不可視區域(虛線以外的區域)420。可視區域410中有一像素陣列，像素陣列中包括複數條閘極線G1~Gn。再者，GOA基板400的不可視區域420中更包括一閘控電路460。而閘控電路中460更包括一移位暫存器465，而利用佈線依序將移位暫存器465的輸出端連接至相對應的閘極線G1~Gn以接收相對應移位單元輸出的閘控信號。因此，移位暫存器465所輸出的閘控信號即可傳遞至可視區域410像素陣列中的所有閘極線G1~Gn，用以開啟像素陣列中的像素(未繪示)。當然，GOA基板400還有其他輸入墊，例如薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)，彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)，用以提供共同電壓至薄膜電晶體基板以及彩色濾光基板。再者，像素陣列中也包括複數條源極線(未繪示)連接至外部的源驅動電路(未繪示)，以接收資料 信號。
根據本發明的實施例，GOA基板400的不可視區域420中更包括一開關電路450，連接於移位暫存器465輸出端與像素陣列中的所有閘極線G1~Gn之間。而開關電路450更包括n個開關單元(switching unit)，連接於相對應的閘極線G1~Gn上。而根據一控制信號來控制所有開關單元sw1~swn係為一開路狀態(open circuit state)或者一短路狀態(short circuit state)。再者，於PSA製程時利用控制信號將所有開關單元sw1~swn設定為短路狀態，使得特定電壓可傳遞至所有閘極線G1~Gn。因此，有效避免可視區域的像素陣列中產生木納現象(mura)。
以下詳細介紹開關電路450中開關單元sw1~swn的各種實施例，及其相係連接關係。再者，由於所有的開關單元sw1~swn皆相同，以下僅以部份的開關單元來解釋開關電路450的動作原理。
請參照第6圖，其所繪示為本發明開關電路的第一實施例。其中，閘控電路460中移位暫存器465的輸出端連接至相對應的閘極線Gn-2、Gn-1、Gn。再者，開關電路450中包括複數個開關單元swn-2、swn-1、swn，連接至相對應移位暫存器465的輸出端。
根據本發明的第一實施例，每個開關單元swn-2、swn-1、swn係為一薄膜電晶體(thin film transistor)。薄膜電晶體的汲極(drain)連接至相對應的移位暫存器465輸出端；薄膜電晶體的閘極(gate)即為開關元件的控制端並連接至第一輸入墊452；薄膜電晶體的源極(source)連接至第二輸入墊454。其中，第一輸入墊452以及第二輸入墊454位於GOA基板400的邊緣，可 利用一軟排線連接於第一輸入墊452以及第二輸入墊454並於PSA製程時提供電壓至第一輸入墊452以及第二輸入墊454。
因此，當液晶顯示面板於PSA製程時，於第一輸入墊上452提供一直流電壓作為控制信號(例如20V)，並且提供一特定電壓(例如接地電壓)於第二輸入墊454上。因此，於PSA製程時，控制信號會將所有開關單元設定於短路狀態，進而使得特定電壓傳遞至像素陣列中的所有閘極線G1~Gn。因此，可有效避免可視區域410的像素陣列中產生木納現象(mura)。
當然，在此領域的技術人員更可以利用GOA基板400的切割區域(未繪示)來進行佈線，使得液晶顯示面板於PSA製程時，特定電壓可同時提供至第二輸入墊454、薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)。而於PSA製程完成後，利用雷射切割技術將切區區域去除，使得第二輸入墊454、薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)之間不再有連接關係。
或者，本發明也可將第一輸入墊452與第二輸入墊454製作於切割區域，而於而於PSA製程完成後，利用雷射切割技術將切區區域去除，使得第一輸入墊452與第二輸入墊454和所有開關元件之間的導電線段全部切除，不再有連接關係。
請參照第7圖，其所繪示為本發明開關電路的第二實施例。其中，閘控電路460中移位暫存器465的輸出端連接至相對應的閘極線Gn-2、Gn-1、Gn。再者，開關電路450中包括複數個開關單元swn-2、swn-1、swn，連接至相對應的移位暫存器465的輸出端。
根據本發明的第二實施例，每個開關單元swn-2、swn-1、 swn係為一薄膜電晶體(thin film transistor)。薄膜電晶體的汲極(drain)連接至相對應的移位暫存器465輸出端；薄膜電晶體的閘極(gate)與源極(source)相互連接並連接至第三輸入墊456。其中，第三輸入墊456位於薄膜電晶體基板400的邊緣，可利用一軟排線連接於第三入墊456並於PSA製程時提供電壓至第一輸入墊456。
因此，當液晶顯示面板且於PSA製程時，於第三輸入墊上456提供一直流電壓同時作為控制信號以及特定電壓(例如20V)。因此，於PSA製程時，控制信號會設定所有開關單元處於短路狀態，進而使得特定電壓傳遞至像素陣列中的所有閘極線G1~Gn。因此，可有效避免可視區域410的像素陣列中產生木納現象(mura)。
當然，在此領域的技術人員更可以利用GOA基板400的切割區域(未繪示)來進行佈線，使得液晶顯示面板於PSA製程時，特定電壓可同時提供至第二輸入墊454、薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)。而於PSA製程完成後，利用雷射切割技術將切割區域去除，使得第二輸入墊454、薄膜電晶體基板共同電壓輸入墊(Vcom_A)以及彩色濾光基板共同電壓輸入墊(Vcom_CF)之間不再有連接關係。
或者，本發明也可將第一輸入墊424與第二輸入墊454製作於切割區域，而於而於PSA製程完成後，利用雷射切割技術將切區區域去除，使得第一輸入墊452與第二輸入墊454和所有開關元件之間的導電線段全部切除，不再有連接關係。
因此，本發明的優點在於提出一種液晶顯示面板，並於液晶顯示面板的GOA基板中提供一開關電路。於液晶顯示面板 進行PSA製程時，利用開關電路將特定電壓傳遞至GOA基板中所有的閘極線，使得PSA製程能夠順利完成，並且不會造成像素陣列中的木納現象。
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。
100‧‧‧薄膜電晶體基板
110‧‧‧可視區域
120‧‧‧不可視區域
131~13n‧‧‧閘輸入墊
140‧‧‧軟排線
150‧‧‧切割區域
180‧‧‧閘控電路
300‧‧‧薄膜電晶體基板
310‧‧‧可視區域
320‧‧‧不可視區域
360‧‧‧閘控電路
365‧‧‧移位暫存器
400‧‧‧薄膜電晶體基板
410‧‧‧可視區域
420‧‧‧不可視區域
450‧‧‧開關電路
452‧‧‧第一輸入墊
454‧‧‧第二輸入墊
456‧‧‧第三輸入墊
460‧‧‧閘控電路
465‧‧‧移位暫存器
第1圖所繪示為習知液晶顯示面板上薄膜電晶體基板示意圖。
第2圖所繪示為習知PSA製程中液晶顯示面板示意圖。
第3圖所繪示為習知液晶顯示面板上GOA基板示意圖。
第4圖所繪示移位暫存器示意圖。
第5圖所繪示為本發明液晶顯示面板上GOA基板示意圖。
第6圖所繪示為本發明開關電路的第一實施例。
第7圖所繪示為本發明開關電路的第二實施例。
400‧‧‧薄膜電晶體基板
410‧‧‧可視區域
420‧‧‧不可視區域
450‧‧‧開關電路
460‧‧‧閘控電路
465‧‧‧移位暫存器

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示面板，包括：一閘控電路，位於一薄膜電晶體基板上，該閘控電路具有一移位暫存器，該移位暫存器具有複數個輸出端依序產生複數個閘控信號；一主動式陣列，位於該薄膜電晶體基板上，該主動式陣列具有複數條閘極線，該些閘極線連接至該移位暫存器的該些輸出端；以及一開關電路，位於該薄膜電晶體基板上且連接於該移位暫存器的該些輸出端與該主動式陣列的該些閘極線之間，該開關電路包含一第一薄膜電晶體，該第一薄膜電晶體的一第一端電性連接至該移位暫存器的該些輸出端其中之一，該第一薄膜電晶體的一控制端電性連接至一第一輸入墊，該第一薄膜電晶體的一第二端電性連接至一第二輸入墊；其中，於一聚合物穩定配向製程時，於該第一輸入墊提供一第一電壓，於該第二輸入墊提供一第二電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，該第一輸入墊與該第一薄膜電晶體的該控制端之間係利用一第一導電線段達成電性連接；以及該第二輸入墊與該第一薄膜電晶體的該第二端之間係利用一第二導電線段達成電性連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中，該第一輸入墊與該第二輸入墊位於該液晶顯示面板的邊緣。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示面板，其中該液晶顯示面板更包括： 一彩色濾光基板；以及一液晶層，介於該彩色濾光基板與該薄膜電晶體基板之間；。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該第二輸入墊更電性連接至該彩色濾光基板或者該薄膜電晶體基板上的一共同電壓輸入墊。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中於該聚合物穩定配向製程時，更提供一熱能或者一光線於該液晶層，使得該液晶層內的液晶分子呈現特定方向的排列。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中，該第一電壓係為一正電壓，該第二電壓係為一接地電壓。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中，於該聚合物穩定配向製程後，切斷該第一線段與該第二線段，使得該第一輸入墊與該第一薄膜電晶體的該控制端之間未達成電性連接，該第二輸入墊與該第一薄膜電晶體的該第二端之間未達成電性連接。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，該第一薄膜電晶體的該第一端係為該第一薄膜電晶體的一汲極，該開關單元的該第二端係為該第一薄膜電晶體的一源極，該第一薄膜電晶體的該控制端係為第一薄膜電晶體的一閘極。
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