TWI712027B - 顯示面板 - Google Patents

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TWI712027B
TWI712027B TW108110922A TW108110922A TWI712027B TW I712027 B TWI712027 B TW I712027B TW 108110922 A TW108110922 A TW 108110922A TW 108110922 A TW108110922 A TW 108110922A TW I712027 B TWI712027 B TW I712027B
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呂紹平
郭家瑋
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友達光電股份有限公司
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Abstract

一種顯示面板包括第一基板、第二基板、多個畫素結構、 感測結構、顯示介質層、第一控制結構、第二控制結構以及多個彩色濾光圖案。多個畫素結構分別設置於顯示面板的多個畫素區中。感測結構包括第一光感測器與第二光感測器。第一光感測器包括位於多個畫素區的其中一者中的第一感測主動元件，且第二光感測器包括位於多個畫素區的另一者中的第二感測主動元件。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間，且包括重疊第一感測主動元件的第一調變部分與重疊第二感測主動元件的第二調變部分。第一控制結構設置於第一基板與顯示介質層之間，且位於第一調變部分的周邊。第二控制結構設置於第二基板與顯示介質層之間，且位於第二調變部分的周邊。多個彩色濾光圖案設置於多個畫素區中。第一感測主動元件與第二感測主動元件分別重疊於多個彩色濾光圖案中的第一彩色濾光圖案與第二彩色濾光圖案。

Description

顯示面板
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種具有感測功能的顯示面板。
近幾年來，觸控功能逐漸成為許多生活應用不可或缺的一部分，尤其是搭載觸控顯示面板的行動裝置，例如智慧型手機、平板電腦，更是隨處可見。依據顯示面板與觸控技術的整合方式，觸控顯示技術的種類可分為外貼式(out-cell)、外嵌式(on-cell)及內嵌式(in-cell)，其中內嵌式觸控技術具有易薄型化的優勢，因此在近幾年逐漸成為觸控顯示面板的主流。
進一步而言，內嵌式觸控的感測技術依據不同的架構及驅動方式又可區分為自容式(self-capacitance)、互容式(mutual-capacitance)以及光學式，其中光學式觸控感測技術在大尺寸觸控顯示面板的應用因具有成本優勢而受市場青睞。由於光學式觸控顯示面板需將光感測器整合於內嵌式觸控顯示面板內，使得顯示畫素的開口率明顯降低。因此，在不犧牲感測靈敏度與穩定性的前提下，如何縮減光感測器所需的配置空間已成為 相關廠商的重要課題之一。
本發明提供一種具有光感測器的顯示面板，其感測靈敏度高且穩定性佳。
本發明的顯示面板，具有多個畫素區，且包括第一基板、第二基板、多個畫素結構、感測結構、顯示介質層、第一控制結構、第二控制結構以及多個彩色濾光圖案。第二基板與第一基板對向設置。多個畫素結構設置於第一基板上，且分別位於多個畫素區中。感測結構設置於第一基板上，且包括第一光感測器與第二光感測器。第一光感測器包括位於多個畫素區的其中一者中的第一感測主動元件。第二光感測器包括位於多個畫素區的另一者中的第二感測主動元件。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間，且包括重疊多個畫素結構的顯示部分、重疊第一感測主動元件的第一調變部分與重疊第二感測主動元件的第二調變部分。第一控制結構設置於第一基板與顯示介質層之間，且位於第一調變部分的周邊。第二控制結構設置於第二基板與顯示介質層之間，且位於第二調變部分的周邊。多個彩色濾光圖案設置於多個畫素區中。第一感測主動元件重疊於多個彩色濾光圖案中的第一彩色濾光圖案，且第二感測主動元件重疊於多個彩色濾光圖案中的第二彩色濾光圖案。
本發明的顯示面板，具有多個畫素區，且包括第一基板、 第二基板、多個畫素結構、光感測器、顯示介質層、第一控制結構、第二控制結構以及多個彩色濾光圖案。第二基板與第一基板對向設置。多個畫素結構設置於第一基板上，且分別位於多個畫素區中。光感測器設置於第一基板上，且具有位於多個畫素區的其中一者中的感測主動元件與位於多個畫素區的另一者中的補償主動元件。感測主動元件電性連接於補償主動元件。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間，且包括重疊多個畫素結構的顯示部分、重疊感測主動元件的第一調變部分與重疊補償主動元件的第二調變部分。第一控制結構設置於第一基板與顯示介質層之間，且位於第一調變部分的周邊。第二控制結構設置於第二基板與顯示介質層之間，且位於第二調變部分的周邊。多個彩色濾光圖案，設置於多個畫素區中。感測主動元件重疊於多個彩色濾光圖案中的第一彩色濾光圖案，且補償主動元件重疊於多個彩色濾光圖案中的第二彩色濾光圖案。
本發明的顯示面板，具有多個畫素區，且包括第一基板、第二基板、多個畫素結構、光感測器、顯示介質層、控制結構以及多個彩色濾光圖案。第二基板與第一基板對向設置。多個畫素結構設置於第一基板上，且分別位於多個畫素區中。光感測器設置於第一基板上，且具有位於多個畫素區的其中一者中的感測主動元件。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間，且包括重疊多個畫素結構的顯示部分與重疊感測主動元件的調變部分。控 制結構包括第一控制電極、第二控制電極、第三控制電極以及第四控制電極。第一控制電極與第二控制電極設置於第一基板與顯示介質層之間。第三控制電極與第四控制電極設置於第二基板與顯示介質層之間。調變部分位於第一控制電極與第二控制電極之間，且調變部分位於第三控制電極與第四控制電極之間。多個彩色濾光圖案設置於多個畫素區中，且調變部分重疊於多個彩色濾光圖案的其中一者。
基於上述，本發明一實施例的顯示面板具有分設於兩畫素區且用以感測光束的兩個主動元件，這兩個主動元件例如是兩個感測主動元件、或感測主動元件與補償主動元件的組合，且透過兩控制結構來分別驅動顯示介質層重疊這兩個主動元件的兩調變部分，其中一調變部分用以提供聚光性，而另一調變部分用以提供散光性。據此，可各自調節這兩個主動元件所接收到的兩光束強度，有助於提升感測電路的訊噪比(signal to noise ratio，SNR)以及增加感測結構的設計裕度。另外，在本發明另一實施例的顯示面板中，透過第一基板與第二基板上的控制結構來驅動顯示介質層重疊感測主動元件的調變部分，讓通過此調變部分的光束發散且無法被感測主動元件接收到而使感測主動元件失能，如此，有助於增加光感測器的操作靈活度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10~13:顯示面板
100:第一基板
110:閘絕緣層
115:第一絕緣層
151~154:第一控制電極~第四控制電極
200:第二基板
210、211、212、213:彩色濾光圖案、第一彩色濾光圖案、第二彩色濾光圖案、第三彩色濾光圖案
215:第二絕緣層
220:遮光圖案層
220a:開口
300:顯示介質層
301:第一調變部分
302:第二調變部分
303:顯示部分
350:凸起結構
C1:電容器
CE:共用電極
CH1~CH3:第一通道~第三通道
CS、CS1、CS2:控制結構、第一控制結構、第二控制結構
CT1~CT4:第一補償主動元件~第四補償主動元件
D:汲極
DL:資料線
DT:顯示主動元件
G:閘極
GL:掃描線
L1~L3:長度
LC:液晶分子
LT1、LT2:光束
PC1~PC3:第一畫素串~第三畫素串
PE:畫素電極
PX:畫素結構
S:源極
SC:半導體圖案
SGL:感測掃描線
SL:感測走線
SL1:第一訊號線
SL2:第二訊號線
SR、SR1、SR2:光感測器、第一光感測器、第二光感測器
SS:感測結構
ST、ST1、ST2:感測主動元件、第一感測主動元件、第二感測主動元件
SW:開關主動元件
W1~W3:寬度
圖1是本發明之第一實施例的顯示面板的上視示意圖。
圖2是本發明之第一實施例的顯示面板的剖面示意圖。
圖3是本發明之第一實施例的感測結構的等效電路圖。
圖4是圖2的第一感測主動元件的上視示意圖。
圖5是圖2的第二感測主動元件的上視示意圖。
圖6是圖1的顯示主動元件的上視示意圖。
圖7是本發明之第二實施例的感測結構的等效電路圖。
圖8是本發明之第二實施例的顯示面板的剖面示意圖。
圖9與圖10是本發明之第三實施例的顯示面板的剖面示意圖。
圖11是本發明之第四實施例的顯示面板的剖面示意圖。
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範 圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。
此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
在本發明中，為了便於理解，電晶體的源極與汲極的位置於圖中的標示為示範例，並不用以限定本發明。這是因為電晶體的源極與汲極會隨著電流的流向改變，或是電晶體為NMOS電 晶體或PMOS電晶體而有所不同。
現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1是本發明之第一實施例的顯示面板的上視示意圖。圖2是本發明之第一實施例的顯示面板的剖面示意圖。圖3是本發明之第一實施例的感測結構的等效電路圖。圖4是圖2的第一感測主動元件的上視示意圖。圖5是圖2的第二感測主動元件的上視示意圖。圖6是圖1的顯示主動元件的上視示意圖。需說明的是，為清楚呈現起見，圖1省略了圖2的第二基板200、第一感測主動元件ST1、第二感測主動元件ST2、第一控制結構CS1、第二控制結構CS2、凸起結構350、閘絕緣層110、第一絕緣層115以及第二絕緣層215之繪示，圖4與圖5省略了圖2的閘極G、閘絕緣層110、第一絕緣層115以及第二絕緣層215之繪示。
請參照圖1及圖2，顯示面板10包括第一基板100、第二基板200與顯示介質層300。第一基板100與第二基板200對向設置，且顯示介質層300夾設於第一基板100與第二基板200之間。舉例來說，顯示介質層300可包含多個液晶分子LC，亦即，顯示面板10可以是液晶顯示面板。然而，在一些實施例中，顯示介質層300也可包含電泳式電子墨水(electrophoretic ink)，亦即，顯示面板也可以是電子紙顯示面板。在本實施例中，第一基板100 與第二基板200例如是透明基板，而透明基板的材質可包括玻璃、石英、有機聚合物、或是其他可適用的材料。
進一步而言，顯示面板10更包括多條資料線DL、多條掃描線GL以及多個畫素結構PX。多條資料線DL與多條掃描線GL設置於第一基板100上，且多條資料線DL相交於多條掃描線GL以定義出顯示面板10的多個畫素區PA。多個畫素結構PX分別位於這些畫素區PA中，且各自具有彼此電性連接的顯示主動元件DT與畫素電極PE，其中顯示主動元件DT電性連接於對應的一條掃描線GL與對應的一條資料線DL。
另一方面，顯示面板10更包括多個彩色濾光圖案210與遮光圖案層220。設置在第二基板200上的遮光圖案層220具有相應於多個畫素區PA的多個開口220a，且多個彩色濾光圖案210設置於遮光圖案層220的這些開口220a內，並分別與多個畫素結構PX相重疊。在本實施例中，彩色濾光圖案210可選擇性地設置於第二基板200與顯示介質層300之間，但本發明不以此為限。在一些實施例中，彩色濾光圖案210也可設置在第一基板100與顯示介質層300之間。
在本實施例中，多個畫素結構PX在方向D1上可排成多個第一畫素串PC1、多個第二畫素串PC2與多個第三畫素串PC3，而多個彩色濾光圖案210包括重疊於這些第一畫素串PC1的多個第一彩色濾光圖案211、重疊於這些第二畫素串PC2的多個第二 彩色濾光圖案212以及重疊於這些第三畫素串PC3的多個第三彩色濾光圖案213。舉例來說，第一彩色濾光圖案211的色彩可為紅色，第二彩色濾光圖案212的色彩可為綠色與藍色的其中一者，而第三彩色濾光圖案213的色彩則為綠色與藍色的另一者，但本發明不以此為限。在本實施例中，具有相同色彩的多個彩色濾光圖案210係以條狀排列(stripe arrangement)的方式設置於第二基板200上(如圖1所示)，但本發明不以此為限。在其他實施例中，具有相同色彩的多個彩色濾光圖案210也可以馬賽克排列(mosaic arrangement)的方式設置於第二基板200上。
為了用以感測外部光源(例如光學觸控筆)所發出的光束，顯示面板10更包括多條感測掃描線SGL、多條感測走線SL與感測結構SS，其中感測掃描線SGL與感測走線SL可分別平行於掃描線GL與資料線DL，且感測結構SS電性連接於這些感測掃描線SGL與這些感測走線SL。在本實施例中，感測結構SS可分設於多個畫素區PA；也就是說，每一畫素區PA的局部區域都設有感測結構SS的不同部分。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，感測結構SS也可僅分設於多個畫素區PA的一部分。
請參照圖2及圖3，感測結構SS包括彼此電性獨立的第一光感測器SR1與第二光感測器SR2。第一光感測器SR1與第二光感測器SR2分別具有位於不同畫素串的第一感測主動元件ST1與第二感測主動元件ST2。在本實施例中，第一感測主動元件ST1 在第一基板100的法線方向上重疊於第一彩色濾光圖案211，而第二感測主動元件ST2在第一基板100的法線方向上重疊於第二彩色濾光圖案212或第三彩色濾光圖案213。換句話說，第一感測主動元件ST1係設置在第一畫素串PC1的所占區域內，而第二感測主動元件ST2係設置在第二畫素串PC2或第三畫素串PC3的所占區域內。需說明的是，在本實施例中，光感測器的數量係以兩個為例以進行示範性的說明，本發明並不以圖式揭示內容為限。
舉例來說，為了不增加額外的製作成本，第一感測主動元件ST1、第二感測主動元件ST2與顯示主動元件DT可於同一製程中形成，且形成的方法可包括以下步驟：於第一基板100上依序形成閘極G、閘絕緣層110、半導體圖案SC、源極S、汲極D以及絕緣層120，其中源極S與汲極D分別與半導體圖案SC的不同兩區電性連接。特別說明的是，在本實施例中，主動元件(即第一感測主動元件ST1、第二感測主動元件ST2或顯示主動元件DT)的閘極G係設置在半導體圖案SC與第一基板100之間，也就是說，本實施例的主動元件為底部閘極型薄膜電晶體(bottom-gate TFT)。據此，第一感測主動元件ST1與第二感測主動元件ST2的兩半導體圖案SC可被自第二基板200入射並通過顯示介質層300的外部光束照射而產生光電流(photocurrent)。另一方面，由於遮光圖案層220在第一基板100的法線方向上重疊於顯示主動元件DT，可有效阻斷自第二基板200入射的外部光束直 接照射顯示主動元件DT的半導體圖案SC，有助於確保顯示主動元件DT的操作電性。
在本實施例中，半導體圖案SC、閘絕緣層110、閘極G、源極S以及汲極D分別可由任何所屬技術領域中具有通常知識者所周知的用於顯示面板的任一半導體圖案、任一閘絕緣層、任一閘極、任一源極以及任一汲極來實現，且半導體圖案SC、閘絕緣層110、閘極G、源極S以及汲極D分別可藉由任何所屬技術領域中具有通常知識者所周知的任一方法來形成。另一方面，本實施例的主動元件例如是非晶矽薄膜電晶體(Amorphous Silicon TFT，a-Si TFT)。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，主動元件也可以是低溫多晶矽薄膜電晶體(Low Temperature Poly-Silicon Thin Film Transistor，LTPS TFT)、微晶矽薄膜電晶體(micro-Si TFT)或金屬氧化物電晶體(Metal Oxide Transistor)。
請參照圖2，顯示面板10更包括第一控制結構CS1與第二控制結構CS2，其中第一控制結構CS1設置於第一基板100與顯示介質層300之間，第二控制結構CS2設置於第二基板100與顯示介質層300之間。在本實施例中，第一控制結構CS1與閘絕緣層110之間可設有第一絕緣層115，而第二控制結構CS2與彩色濾光圖案210(或遮光圖案層220)之間可設有第二絕緣層215，但本發明不以此為限。另一方面，顯示介質層300包括重疊於第一感測主動元件ST1的第一調變部分301、重疊於第二感測主動 元件ST2的第二調變部分302以及重疊於多個畫素結構PX的顯示部分303(如圖10所示)，其中第一控制結構CS1位於第一調變部分301的周邊，第二控制結構CS2位於第二調變部分302的周邊。特別一提的是，第一控制結構CS1適於驅動第一調變部分301使第一調變部分301具有聚光特性，而第二控制結構CS2適於驅動第二調變部分302使第二調變部分302具有散光特性。
舉例而言，第一控制結構CS1可包括第一控制電極151與第二控制電極152，且顯示介質層300的第一調變部分301位於第一控制電極151與第二控制電極152之間；相似地，第二控制結構CS2可包括第三控制電極153與第四控制電極154，且顯示介質層300的第二調變部分302位於第三控制電極153與第四控制電極154之間。在本實施例中，顯示介質層300的多個液晶分子LC例如是正型液晶分子，也就是說，液晶分子LC的光軸(長軸)會傾向於電場方向排列。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，顯示介質層300的多個液晶分子LC也可以是負型液晶分子。
具體而言，當顯示面板10的感測結構SS被致能時，第一控制電極151與第二控制電極152之間因具有一電位差而在第一感測主動元件ST1的上方形成一電場分布，此電場分布驅使顯示介質層300的第一調變部分301的多個液晶分子LC傾向於電力線(如圖2中的虛線所示)的延伸方向排列而形成具有聚光功能 的第一液晶透鏡；也就是說，第一液晶透鏡可類比成凸透鏡，且此凸透鏡具有朝向第二基板200的凸面。另一方面，第三控制電極153與第四控制電極154之間因具有另一電位差而在第二感測主動元件ST2的上方形成另一電場分布，此電場分布驅使顯示介質層300的第二調變部分302的多個液晶分子LC傾向於電力線(如圖2中的虛線所示)的延伸方向排列而形成具有散光功能的第二液晶透鏡；也就是說，第二液晶透鏡可類比成凹透鏡，且此凹透鏡具有朝向第二基板200的凹面。
進一步而言，如圖2所示，自第二基板200遠離第一基板100的一側入射的外部光束的一部分光束LT1在通過第一彩色濾光圖案211後形成紅色光束，而另一部分光束LT2在通過第二彩色濾光圖案212後形成綠色光束(或藍色光束)，其中紅色光束在通過具有聚光特性的第一調變部分301後照射第一感測主動元件ST1的半導體圖案SC被源極S與汲極D所暴露出的部分以產生第一光電流，而綠色光束(或藍色光束)在通過具有散光特性的第二調變部分302後照射第二感測主動元件ST2的半導體圖案SC被源極S與汲極D所暴露出的部分以產生第二光電流。也就是說，感測主動元件在外部光束照射下所形成的光電流大小可藉由顯示介質層300的調變部分在電場驅動下所形成的液晶透鏡來控制。
舉例來說，當照射第一感測主動元件ST1的光束(例如 紅色光束)強度較弱時，可透過具有聚光特性的第一調變部分301來增加照射半導體圖案SC的光束強度，以提高第一光電流的輸出；相反地，當照射第二感測主動元件ST2的光束(例如綠色光束或藍色光束)強度較強時，可透過具有散光特性的第二調變部分302來減少照射半導體圖案SC的光束強度，以降低第二光電流的輸出。換句話說，第一感測主動元件ST1與第二感測主動元件ST2所接收到的外部光束強度可各自調節，使第一感測主動元件ST1與第二感測主動元件ST2所產生的光電流大小相匹配，如此有助於提升感測電路的訊噪比(signal to noise ratio，SNR)。
從另一觀點來說，用於吸收光子並產生光電流的半導體材料對於不同波長的光具有不同的量子效率(quantum efficiency)，因此，感測主動元件的通道尺寸需對應待測光束的波長而調整，以使不同波長的光在照射通道後能產生相匹配的光電流。換句話說，利用液晶透鏡的聚光特性來增加照射在半導體圖案SC上的光強度，可有效縮減感測主動元件所需的配置空間，且有助於增加感測結構的設計裕度。
請參照圖4、圖5及圖6，在本實施例中，第一感測主動元件ST1、第二感測主動元件ST2與顯示主動元件DT分別具有第一通道CH1、第二通道CH2與第三通道CH3，其中第一通道CH1的寬度W1與長度L1的比值大於第二通道CH2的寬度W2與長度L2的比值，且第二通道CH2的寬度W2與長度L2的比值大於第 三通道CH3的寬度W3與長度L3的比值。在一些實施例中，第一通道CH1的長寬比W1/L1與第三通道CH3的長寬比W3/L3的比值可介於6至9之間，且第二通道CH2的長寬比W2/L2與第三通道CH3的長寬比W3/L3的比值可介於1.5至2.25之間。在另一些實施例中，第二通道CH2的長寬比W2/L2與第三通道CH3的長寬比W3/L3的比值可介於4至6之間。
進一步而言，由圖2可知，顯示面板10還可選擇性地包括多個凸起結構350。這些凸起結構350的一部分設置於第一控制結構CS1與第一絕緣層115之間，而另一部分則設置於第二控制結構CS2與第二絕緣層215之間。特別說明的是，這些凸起結構350的設置可讓多個液晶分子LC在控制結構的驅動下形成更多樣化的排列分布，以提供不同程度的聚光效果或散光效果。
另一方面，由圖3可知，光感測器(例如第一光感測器SR1與第二光感測器SR2)還可具有開關主動元件SW、第一補償主動元件CT1、第二補償主動元件CT2、第三補償主動元件CT3以及電容器C1，其中開關主動元件SW電性連接於對應的一條感測走線SL與對應的一條感測掃描線SGL，且感測主動元件(例如第一感測主動元件ST1與第二感測主動元件ST2)電性連接於第一補償主動元件CT1、第二補償主動元件CT2、第三補償主動元件CT3以及電容器C1。
值得一提的是，第一補償主動元件CT1、第二補償主動 元件CT2與第三補償主動元件CT3可分別重疊於具有不同色彩(例如紅色、藍色與綠色)的三個彩色濾光圖案210，且第一補償主動元件CT1所重疊的彩色濾光圖案210的色彩與感測主動元件(例如第一感測主動元件ST1或第二感測主動元件ST2)所重疊的彩色濾光圖案210的色彩相同。在本實施例中，顯示面板10還可選擇性地包括第一訊號線SL1與第二訊號線SL2，其中第一補償主動元件CT1與第一訊號線SL1電性連接，且第二訊號線SL2電性連接於第二補償主動元件CT2、第三補償主動元件CT3與電容器C1。舉例來說，第一訊號線SL1與第二訊號線SL2可分別用以傳遞感測信號與電壓信號。
圖7是本發明之第二實施例的感測結構的等效電路圖。圖8是本發明之第二實施例的顯示面板的剖面示意圖。請參照圖7及圖8，本實施例的顯示面板11與前述實施例的顯示面板10的主要差異在於：顯示面板11的第二控制結構CS2的配置處不同。在本實施例中，光感測器SR的感測主動元件ST與第一補償主動元件CT1於第一基板100的法線方向上分別重疊於兩個第一彩色濾光圖案211，且第二補償主動元件CT2於第一基板100的法線方向上重疊於第二彩色濾光圖案212，其中第一彩色濾光圖案211的色彩為綠色與藍色的其中一者，第二彩色濾光圖案212的色彩為綠色與藍色的另一者。
在本實施例中，顯示介質層300的第一調變部分301與 第二調變部分302係分別重疊於感測主動元件ST與第二補償主動元件CT2。也就是說，第一調變部分301位於第一彩色濾光圖案211與感測主動元件ST之間，第二調變部分302位於第二彩色濾光圖案212與第二補償主動元件CT2之間。特別說明的是，當待測光束的波長範圍涵蓋藍光與綠光的波長時，由於藍色的彩色濾光圖案210無法完全吸收綠光中近藍光波長的部分(或綠色的彩色濾光圖案210無法完全吸收藍光中近綠光波長的部分)，造成第二補償主動元件CT2產生較大的光電流而影響電容器C1的充電時間，致使感測主動元件ST所產生的光電流大小失真。因此，可透過具有散光特性的第二調變部分302(例如多個液晶分子LC在電場驅動下所形成的液晶透鏡)來減少照射第二補償主動元件CT2的光束強度，進而有效抑制其光電流的產生。據此，可針對感測主動元件ST所產生的光電流進行更為精準的數值量測。
圖9與圖10是本發明之第三實施例的顯示面板的剖面示意圖。請參照圖9及圖10，本實施例的顯示面板12與前述實施例的顯示面板10的主要差異在於：顯示面板12的控制結構CS的控制電極數量不同。在本實施例中，控制結構CS包括第一控制電極151、第二控制電極152、第三控制電極153與第四控制電極154，其中第一控制電極151與第二控制電極152位於第一基板100與顯示介質層300之間，第三控制電極153與第四控制電極154位於第二基板200與顯示介質層300之間。舉例來說，第三控制電 極153與第四控制電極154於第一基板100上的兩垂直投影位於第一控制電極151與第二控制電極152於第一基板100上的兩垂直投影之間，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一控制電極151與第三控制電極153於第一基板100的法線方向上也可相互對齊，第二控制電極152與第四控制電極154於第一基板100的法線方向上也可相互對齊。
請參照圖9，當第一感測主動元件ST1上方的第一調變部分301需提供聚光效果時，其對應的控制結構CS的第一控制電極151與第二控制電極152之間具有一電位差，且第三控制電極153與第四控制電極154可具有浮置電位(floating potential)。當第二感測主動元件ST2上方的第二調變部分302需提供散光效果時，其對應的控制結構CS的第三控制電極153與第四控制電極154之間具有另一電位差，且第一控制電極151與第二控制電極152可具有浮置電位(floating potential)。
請參照圖10，當第一感測主動元件ST1與第一彩色濾光圖案211之間的第一調變部分301需提供更進一步的散光效果時，其對應的控制結構CS的第三控制電極153與第四控制電極154可具有第一電位，第一控制電極151與第二控制電極152可具有第二電位，且第一電位不同於第二電位。此時，多數的電力線大致上由第一基板100延伸自第二基板200，且多個液晶分子LC傾向於沿著電力線的延伸方向排列(如圖10中的虛線所示)。由 於外部光束LT1在通過第一調變部分301後發散，使照射在第一感測主動元件ST1上的光強度明顯降低，進而抑制光電流的生成。換句話說，此時的第一調變部分301可使第一感測主動元件ST1不被致能而呈現關閉的狀態，如此可增加光感測器的操作靈活度。
進一步而言，顯示面板12更包括共用電極CE，其中顯示介質層300的顯示部分303夾設於畫素電極PE與共用電極CE之間。特別說明的是，在本實施例中，第一控制電極151、第二控制電極152與畫素電極PE的材質可相同，第三控制電極153、第四控制電極154與共用電極CE的材質可相同；也就是說，第一控制電極151、第二控制電極152與畫素電極PE可屬於同一膜層，第三控制電極153、第四控制電極154與共用電極CE可屬於同一膜層，但本發明不以此為限。
需說明的是，本實施例的顯示介質層300重疊於畫素電極PE的顯示部分303的多個液晶分子LC的排列方式以及顯示主動元件DT的結構關係也適用於本發明所揭露的其他實施例。
圖11是本發明之第四實施例的顯示面板的剖面示意圖。請參照圖11，請參照圖11，本實施例的顯示面板13與前述實施例的顯示面板12的主要差異在於：顯示面板13不具有凸起結構350(如圖9所示)。為了簡化製造流程，本實施例的控制結構CS的第一控制電極151與第二控制電極152可直接設置在第一絕緣 層115上，而第三控制電極153與第四控制電極154可直接設置在第二絕緣層215上。
綜上所述，本發明一實施例的顯示面板具有分設於兩畫素區且用以感測光束的兩個主動元件，這兩個主動元件例如是兩個感測主動元件、或感測主動元件與補償主動元件的組合，且透過兩控制結構來分別驅動顯示介質層重疊這兩個主動元件的兩調變部分，其中一調變部分用以提供聚光性，而另一調變部分用以提供散光性。據此，可各自調節這兩個主動元件所接收到的兩光束強度，有助於提升感測電路的訊噪比(signal to noise ratio，SNR)以及增加感測結構的設計裕度。另外，在本發明另一實施例的顯示面板中，透過第一基板與第二基板上的控制結構來驅動顯示介質層重疊感測主動元件的調變部分，讓通過此調變部分的光束發散且無法被感測主動元件接收到，致使感測主動元件不被致能，如此，有助於增加光感測器的操作靈活度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:顯示面板
100:第一基板
110:閘絕緣層
115:第一絕緣層
151~154:第一控制電極~第四控制電極
200:第二基板
211、212:第一彩色濾光圖案、第二彩色濾光圖案
215:第二絕緣層
220:遮光圖案層
300:顯示介質層
301:第一調變部分
302:第二調變部分
350:凸起結構
CS1、CS2:第一控制結構、第二控制結構
D:汲極
G:閘極
LC:液晶分子
LT1、LT2:光束
S:源極
SC:半導體圖案
SR1、SR2:第一光感測器、第二光感測器
SS:感測結構
ST1、ST2:第一感測主動元件、第二感測主動元件

Claims (20)

  1. 一種顯示面板，具有多個畫素區，該顯示面板包括： 第一基板； 第二基板，與該第一基板對向設置； 多個畫素結構，設置於該第一基板上，且分別位於該些畫素區中； 感測結構，設置於該第一基板上，該感測結構包括第一光感測器與第二光感測器，該第一光感測器包括位於該些畫素區的其中一者中的第一感測主動元件，且該第二光感測器包括位於該些畫素區的另一者中的第二感測主動元件； 顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間且包括重疊該些畫素結構的顯示部分、重疊該第一感測主動元件的第一調變部分與重疊該第二感測主動元件的第二調變部分； 第一控制結構，設置於該第一基板與該顯示介質層之間，且位於該第一調變部分的周邊； 第二控制結構，設置於該第二基板與該顯示介質層之間，且位於該第二調變部分的周邊；以及 多個彩色濾光圖案，設置於該些畫素區中，其中該第一感測主動元件重疊於該些彩色濾光圖案中的第一彩色濾光圖案，且該第二感測主動元件重疊於該些彩色濾光圖案中的第二彩色濾光圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一彩色濾光圖案更重疊於該些畫素結構的其中一者，該第二彩色濾光圖案更重疊於該些畫素結構的其中另一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一彩色濾光圖案的色彩為紅色，該第二彩色濾光圖案的色彩為藍色或綠色。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一感測主動元件具有第一通道，該第二感測主動元件具有第二通道，且該第一通道的寬度與長度的比值大於該第二通道的寬度與長度的比值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該些彩色濾光圖案設置於該第二基板與該顯示介質層之間，且該第一調變部分位於該第一彩色濾光圖案與該第一感測主動元件之間，該第二調變部分位於該第二彩色濾光圖案與該第二感測主動元件之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一控制結構包括第一控制電極與第二控制電極，該第一控制電極與該第二控制電極設置於該第一基板上，且該第一調變部分位於該第一控制電極與該第二控制電極之間，該第二控制結構包括第三控制電極與第四控制電極，該第三控制電極與該第四控制電極設置於該第二基板上，且該第二調變部分位於該第三控制電極與該第四控制電極之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板，其中該顯示介質層包括多個正型液晶分子。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板，更包括多個凸起結構，其中該第一控制電極、該第二控制電極、該第三控制電極以及該第四控制電極分別設置在該些凸起結構上且位於該些凸起結構與該顯示介質層之間。
  9. 一種顯示面板，具有多個畫素區，該顯示面板包括： 第一基板； 第二基板，與該第一基板對向設置； 多個畫素結構，設置於該第一基板上，且分別位於該些畫素區中； 光感測器，設置於該第一基板上，該光感測器具有位於該些畫素區的其中一者中的感測主動元件與位於該些畫素區的另一者中的補償主動元件，且該感測主動元件電性連接於該補償主動元件； 顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間，且包括重疊該些畫素結構的顯示部分、重疊該感測主動元件的第一調變部分與重疊該補償主動元件的第二調變部分； 第一控制結構，設置於該第一基板與該顯示介質層之間，且位於該第一調變部分的周邊； 第二控制結構，設置於該第二基板與該顯示介質層之間，且位於該第二調變部分的周邊；以及 多個彩色濾光圖案，設置於該些畫素區中，其中該感測主動元件重疊於該些彩色濾光圖案中的第一彩色濾光圖案，且該補償主動元件重疊於該些彩色濾光圖案中的第二彩色濾光圖案。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板，其中該第一彩色濾光圖案更重疊於該些畫素結構的其中一者，該第二彩色濾光圖案更重疊於該些畫素結構的其中另一者。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板，其中該第一彩色濾光圖案的色彩為藍色與綠色的其中一者，該第二彩色濾光圖案的色彩為藍色與綠色的其中另一者。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板，其中該些彩色濾光圖案設置於該第二基板與該顯示介質層之間，且該第一調變部分位於該第一彩色濾光圖案與該感測主動元件之間，該第二調變部分位於該第二彩色濾光圖案與該補償主動元件之間。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板，其中該第一控制結構包括第一控制電極與第二控制電極，該第一控制電極與該第二控制電極設置於該第一基板上，且該第一調變部分位於該第一控制電極與該第二控制電極之間，該第二控制結構包括第三控制電極與第四控制電極，該第三控制電極與該第四控制電極設置於該第二基板上，且該第二調變部分位於該第三控制電極與該第四控制電極之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的顯示面板，其中該顯示介質層包括多個正型液晶分子。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的顯示面板，更包括多個凸起結構，其中該第一控制電極、該第二控制電極、該第三控制電極以及該第四控制電極分別設置在該些凸起結構上且位於該些凸起結構與該顯示介質層之間。
  16. 一種顯示面板，具有多個畫素區，該顯示面板包括： 第一基板； 第二基板，與該第一基板對向設置； 多個畫素結構，設置於該第一基板上，且分別位於該些畫素區中； 光感測器，設置於該第一基板上，該光感測器具有位於該些畫素區的其中一者中的感測主動元件； 顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間，且包括重疊該些畫素結構的顯示部分與重疊該感測主動元件的調變部分； 控制結構，包括第一控制電極、第二控制電極、第三控制電極以及第四控制電極，該第一控制電極與該第二控制電極設置於該第一基板與該顯示介質層之間，該第三控制電極與該第四控制電極設置於該第二基板與該顯示介質層之間，其中該調變部分位於該第一控制電極與該第二控制電極之間，且該調變部分位於該第三控制電極與該第四控制電極之間；以及 多個彩色濾光圖案，設置於該些畫素區中，其中該調變部分重疊於一該彩色濾光圖案。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的顯示面板，其中重疊該調變部分的一該彩色濾光圖案更重疊於一該畫素結構。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的顯示面板，其中該些彩色濾光圖案設置於該第二基板與該顯示介質層之間，且該調變部分位於一該彩色濾光圖案與該感測主動元件之間。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的顯示面板，更包括多個凸起結構，其中該第一控制電極、該第二控制電極、該第三控制電極以及該第四控制電極分別設置在該些凸起結構上且位於該些凸起結構與該顯示介質層之間。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的顯示面板，其中各該畫素結構具有畫素電極與共用電極，且該畫素電極、該第一控制電極與該第二控制電極屬於同一膜層，該共用電極、該第三控制電極與該第四控制電極屬於同一膜層。
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