TW201907206A - 顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板，包括第一基板、畫素單元、封裝材料、第一量測單元、第二量測單元、第二基板、液晶層、第一遮光圖案及第二遮光圖案。第一基板具有畫素區、圍繞畫素區的封裝區及位於畫素區與封裝區之間的周邊區。畫素單元配置於畫素區。封裝材料配置於封裝區。用以量測顯示面板之電壓保持率的第一、二量測單元配置於周邊區。第一、二遮光圖案分別配置於第一、二基板。第一量測單元的投影面積重疊於第一遮光圖案與第二遮光圖案至少其中一者。第二量測單元的投影面積實質上不重疊於第一遮光圖案及第二遮光圖案。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種顯示面板。

隨著顯示科技的蓬勃發展，消費大眾對於顯示面板的影像品質的要求越來越高。除了對顯示面板的解析度、色飽和度、反應時間等規格有所要求外，對顯示面板之對比的規格要求也日漸提高。因此，已有業者開發出一種聚合物穩定配向（Polymer-Stabilized Alignment；PSA）型液晶顯示面板，以提升液晶顯示面板的對比。

聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法包括下列步驟。首先，於液晶材料中混入光聚合性單體。接著，將已混入光聚合性單體的液晶材料填入顯示面板。然後，對液晶材料施加電壓，以使液晶分子產生預傾角；同時間，利用紫外（UV）光照射顯示面板，以完成聚合物的穩定且使液晶分子的預傾角固定。透過聚合物穩定配向技術，液晶顯示面板的暗態漏光可大幅度改善，且能提高反應時間及達到廣視角的目的。

然而，在上述顯示面板的製程中，用以使光聚合性單體聚合的紫外光可能會損傷液晶，造成液晶劣化、阻值降低。一般而言，需待一段測試時間（例如：60至90天）後，因液晶劣化而導致的顯示不良問題，例如：邊框異常（frame mura）、殘影（image sticking）等，才會顯現於顯示面板中。換言之，在習知技術中，無法即時監控顯示面板內之液晶分子的狀況，也無從預測顯示面板是否會出現相關之顯示不良問題。

本發明提供一種顯示面板，其液晶層之電壓保持率能被量測，以即時監控顯示面板之液晶層的狀況。

本發明的顯示面板包括第一基板、多個畫素單元、封裝材料、第一量測單元、第二量測單元、第二基板、液晶層、第一遮光圖案以及第二遮光圖案。第一基板具有畫素區、圍繞畫素區的封裝區以及位於畫素區與封裝區之間的周邊區。多個畫素單元配置於第一基板的畫素區。封裝材料配置於第一基板的封裝區。第一量測單元及第二量測單元配置於第一基板的周邊區且用以量測顯示面板的電壓保持率。第二基板配置於第一基板的對向。液晶層配置於由第一基板、封裝材料及第二基板所定義的空間。第一遮光圖案配置於第一基板上。第二遮光圖案配置於第二基板上。第一量測單元的投影面積重疊於第一遮光圖案與第二遮光圖案至少其中一者。第二量測單元的投影面積實質上不重疊於第一遮光圖案及第二遮光圖案。

基於上述，利用本發明一實施例之顯示面板的第一、二量測單元，能即時量測顯示面板之被遮光圖案遮蔽區域的第一電壓保持率以及未遮光圖案所遮蔽區域的第二電壓保持率。比較第一、二電壓保持率，便能即時判斷顯示面板之液晶層的劣化程度，進而預測或輔助判斷顯示面板是否易發生相關的顯示異常。

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。

圖1為本發明一實施例之顯示面板的上視示意圖。圖2為圖1之顯示面板的周邊區的局部R的放大示意圖。圖3為本發明一實施例之顯示面板的剖面示意圖。特別是，圖3的剖面對應圖2的剖線A-A’及圖1的剖線B-B’。

請參照圖1、圖2及圖3，顯示面板100包括第一基板110、多個畫素單元120、封裝材料130、第二基板140及液晶層150。第一基板110具有畫素區110a、圍繞畫素區110a的封裝區110b以及位於畫素區110a與封裝區110b之間的周邊區110c。在本實施例中，第一基板110還具有邊框（Boarder）區110d，邊框區110d位於封裝材料130與第一基板110的邊緣之間，但本發明不以此為限。畫素單元120配置於第一基板110的畫素區110a。封裝材料130配置於第一基板110的封裝區110c。第二基板140配置於第一基板110的對向。液晶層150配置於由第一基板110、封裝材料130及第二基板140所定義的空間。在本實施例中，第一基板110及/或第二基板140的材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料（例如：導電材料、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料）、或是其它可適用的材料。

封裝材料130也稱框膠（Sealant）。在本實施例中，可選擇性地利用液晶滴入（One Drop Filling，ODF）法，在第一基板110與封裝材料130所圍出的空間內滴入液晶，進而完成顯示面板100；此時，封裝材料130例如包括第一膠體以及混入第一膠體中的間隙物（spacer）。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，也可利用其他方式形成顯示面板100。舉例而言，在另一實施例中，也可利用真空注入法，於第一基板110、第二基板140與部分之封裝材料130所圍出的空間注入液晶，進而完成顯示面板100；此時，封裝材料130除了包括具有注入口之第一膠體及混入第一膠體中的間隙物外，還可包括用以封止注入口的第二膠體。

畫素單元120包括配置於第一基板110上的薄膜電晶體T以及與薄膜電晶體T電性連接的畫素電極122。在本實施例中，薄膜電晶體T包括閘極G、閘絕緣層GI、半導體層SE、源極S與汲極D，而畫素電極122與薄膜電晶體T的汲極D電性連接。舉例而言，在本實施例中，閘極G可配置於第一基板110上，閘絕緣層GI可覆蓋閘極G，半導體層SE可配置於閘絕緣層GI上，源極S與汲極D可配置於部分的半導體層SE上且分別與半導體層SE的不同兩區電性連接。在本實施例中，閘極G可位於半導體層SE的下方，而薄膜電晶體T可為底部閘極型（bottom gate TFT）薄膜電晶體。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，薄膜電晶體T也可為頂部閘極型薄膜電晶體（top gate TFT）或其他適當型式的薄膜電晶體。

在本實施例中，畫素單元120可選擇性地包括的共用電極124。共用電極124與畫素電極122之間的電位差能驅動液晶層150的液晶分子，進而使顯示面板100顯示畫面。舉例而言，在本實施例中，共用電極124與畫素電極122可配置於同一基板（即第一基板110）上，且共用電極124與畫素電極122重疊。詳言之，在本實施例中，第一絕緣層BP1覆蓋薄膜電晶體T，畫素電極122與共用電極124配置於第一絕緣層BP1上，而第二絕緣層BP2配置於畫素電極122與共用電極124之間。共用電極124與畫素電極122的一者（例如：畫素電極122）具有多個狹縫122a，共用電極124與畫素電極122的另一者（例如：共用電極124）與狹縫122a重疊。簡言之，本實施例的顯示面板100可為邊緣場切換（Fringe-Field Switching，FFS）模式的顯示面板。然而，本發明不限於此，在其它實施例中，畫素電極122及共用電極124也可選擇性地分別設置於第一基板110與第二基板140上，而顯示面板100也可以是扭轉向列（Twisted Nematic，TN）、超級扭轉向列（Super Twisted Nematic，STN）、垂直排列（Vertical Alignment，VA）、光學補償雙折射型（Optically Compensated Birefringence，OCB）等模式或其他適當模式的顯示面板。

值得注意的是，顯示面板100包括配置於周邊區110c的電壓保持率量測組V。舉例而言，在本實施例中，顯示面板100可包括四個電壓保持率量測組V，四個電壓保持率量測組V可分別配置於第一基板110的四個角落附近。然而，本發明不限於此，電壓保持率量測組V的設置數量及位置均可視實際的需求而定。每一電壓保持率量測組V包括彼此電性獨立的第一量測單元162及第二量測單元164。第一量測單元162及第二量測單元164用以量測顯示面板100之電壓保持率（Voltage Holding Ratio，VHR）。第一量測單元162及第二量測單元164配置於第一基板110的周邊區110c。第一量測單元162及第二量測單元164位於畫素單元120與封裝材料130之間且與液晶層150重疊。在本實施例中，顯示面板100還包括配向膜PI。配向膜PI覆蓋第一量測單元162及第二量測單元164，且位於液晶層150與第一量測單元162之間以及液晶層150與第二量測單元164之間。

顯示面板100還包括分別配置於第一基板110與第二基板140上的第一遮光圖案170與第二遮光圖案180。第一量測單元162位於第一遮光圖案170與第二遮光圖案180之間。第一量測單元162的投影面積重疊於第一遮光圖案170與第二遮光圖案180至少其中一者，而第二量測單元164的投影面積實質上不重疊於第一遮光圖案170及第二遮光圖案180。藉此，於顯示面板100的製程中，照射顯示面板100的光束（例如：UV光），不易照射到與第一量測單元162重疊的部分液晶層150，而易照射到與第二量測單元164重疊的部分液晶層150。利用第一量測單元162量測到的第一電壓保持率可視為對照組數據，而利用第二量測單元164量測到的第二電壓保持率可視為實驗組數據。比較第一電壓保持率與第二電壓保持率，便能即時判斷液晶層150劣化（例如：受光束照射而劣化）的程度，進而預測或輔助判斷顯示面板100是否易產生相關的顯示異常，例如：邊框異常（frame mura）、殘影（image sticking）等。

在本實施例中，第一量測單元162的投影面積可重疊於第一遮光圖案170與第二遮光圖案180。藉此，無論照射顯示面板100的光束來自顯示面板100上方或下方，與第一量測單元162重疊的部分液晶層150皆不易受到光束的照射，而利用第一量測單元162量測到的第一電壓保持率可做為液晶層150是否受到光束破壞的參考基準。然而，本發明不限於此，在另一實施例中，若照射顯示面板100的光束來自顯示面板100下方時（即沿著圖3所示之方向d1傳遞時），可選擇性地設置第一遮光圖案170而不設置第二遮光圖案180；在又一實施例中，若照射顯示面板100的光束來自顯示面板100上方時（即沿著圖3所示之方向d2傳遞時），可選擇性地設置第二遮光圖案180而不設置第一遮光圖案170。

在本實施例中，第一遮光圖案170的製程可整合於顯示面板的既有製程中。舉例而言，在本實施例中，第一遮光圖案170可選擇性地與薄膜電晶體T的源極S及/或汲極D形成於同一膜層。第一遮光圖案170的材質與源極S及/或汲極D的材質可相同。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一遮光圖案170也可選擇性地與顯示面板100的其他構件（例如：閘極G）形成於同一膜層，而第一遮光圖案170的材質也可與顯示面板100的其他構件（例如：閘極G）的材質相同。在本實施例中，第一遮光圖案170的材質可選擇性地為導電材料，例如：金屬、合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。此外，為了避免導電的第一遮光圖案170影響第一量測單元162及/或第二量測單元164的量測結果，第一遮光圖案170可選擇性地接地，但本發明不以此為限。

在本實施例中，第二遮光圖案180的製程也可整合於顯示面板的既有製程中。舉例而言，在本實施例中，顯示面板100還包括設置於畫素區110a且用以遮蔽畫素單元120間漏光的第三遮光圖案190（繪示於圖3），第二遮光圖案180可選擇性地與第三遮光圖案190形成於同一膜層，而第二遮光圖案180的材質與第三遮光圖案190的材質可相同，但本發明不以此為限。在本實施例中，第二遮光圖案180的材質可為絕緣遮光材料，例如：黑色樹脂。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第二遮光圖案180的材質也可為導電遮光材料，例如：低反射的金屬（例如：鉻等）。類似地，若第二遮光圖案180可導電，為避免第二遮光圖案180影響第一量測單元162及/或第二量測單元164的量測結果，第二遮光圖案180可選擇性地接地，但本發明不以此為限。

在本實施例中，第一量測單元162包括第一輸入電極162a及第一輸出電極162b。第一輸入電極162a及第一輸出電極162b彼此電性獨立且位於第一遮光圖案170與第二遮光圖案180之間。在本實施例中，第一輸入電極162a及第一輸出電極162b可配置於第二絕緣層BP2上。更進一步地說，第一輸入電極162a、第一輸出電極162b及畫素電極122可形成於同一膜層，而第一輸入電極162a、第一輸出電極162b及畫素電極122的材質可相同。換言之，第一輸入電極162a及第一輸出電極162b的製程可整合於顯示面板的既有製程中，而不需為了設置第一量測單元162額外製作光罩、增加成本。在本實施例中，第一輸入電極162a、第一輸出電極162b及畫素電極122的材質可為透明導電材料，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層，但本發明不以此為限。

在本實施例中，第二量測單元164包括第二輸入電極164a及第二輸出電極164b。第二輸入電極164a及第二輸出電極164b彼此電性獨立且與第一遮光圖案170及第二遮光圖案180錯開。第二輸入電極164a及第二輸出電極164b不重疊於第一遮光圖案170及第二遮光圖案180。在本實施例中，第二輸入電極164a及第二輸出電極164b可配置於第二絕緣層BP2上。更進一步地說，第二輸入電極164a、第二輸出電極164b及畫素電極122可形成於同一膜層，而第二輸入電極164a、第二輸出電極164b及畫素電極122的材質可相同。換言之，第二輸入電極164a及第二輸出電極164b的製程可整合於顯示面板的既有製程中，而不需為了設置第二量測單元164額外製作光罩、增加成本。在本實施例中，第二輸入電極164a及第二輸出電極164b的材質可為透明導電材料，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層，但本發明不以此為限。

請參照圖2及圖3，在本實施例中，第一輸入電極162a的形狀與第二輸入電極164a的形狀實質上相同，第一輸出電極162b的形狀與第二輸出電極164a的形狀實質上相同，第一輸入電極162a與第一輸出電極162b之間的距離D1實質上等於第二輸入電極164a與第二輸出電極164b之間的距離D2，且第一輸入電極162a、第二輸入電極164a、第一輸出電極162b及第二輸出電極164b的材料相同。換言之，在本實施例中，第一量測單元162本身與第二量測單元164本身的電阻及電容實質上相等。藉此，能更準確地判斷液晶層150受光束影響的程度。

請參照圖3，在本實施例中，顯示面板100還包括第一絕緣層BP1。第一絕緣層BP1配置於第一基板110上且覆蓋第一遮光圖案170。顯示面板100還包括屏蔽電極192。屏蔽電極192配置於第一絕緣層BP1上且位於第一量測單元162與第一遮光圖案170之間以及第二量測單元164與第一基板110之間。第二絕緣層BP2覆蓋屏蔽電極192。在本實施例中，屏蔽電極192可不具孔洞，而完全地遮蔽第一量測單元162與第二量測單元164。屏蔽電極192能防止第一基板110上的導電構件，例如：資料線（未繪示）之延伸到周邊區110c的部分、掃描線（未繪示）之延伸到周邊區110c的部分、閘極驅動電路（Gate on Array，GOA；未繪示）等，影響第一量測單元162與第二量測單元164的量測結果，而更精確地判斷液晶層150受光束影響的程度。在本實施例中，屏蔽電極192可接地，但本發明不以此為限。

在本實施例中，屏蔽電極192的製程可整合於顯示面板100的既有製程中。舉例而言，在本實施例中，屏蔽電極192與共用電極124可形成於同一膜層，而屏蔽電極192的材料與共用電極124的材料可相同。在本實施例中，屏蔽電極192可為透明電極，其材質例如是：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，若光束由顯示面板100的上方照射液晶層150，則屏蔽電極192不必需為透明電極，屏蔽電極192也可為不透明電極。

圖4示出本發明一實施例的顯示面板的電壓保持率的量測方法。請參照圖4，首先，提供前述的顯示面板100，顯示面板100具有配置於邊框區110d的接墊P，電壓保持率量測組V利用導線L與接墊P電性連接。接著，令示波器200的探針210與接墊P電性接觸。藉此，示波器200可讀取電壓保持率量測組V之第一量測單元162與第二量測單元164上的電訊號，以獲得電壓保持率的對照組數據及實驗組數據，進而判斷液晶層150劣化程度（或者說，液晶阻值的變化程度）。需說明的是，圖4以量測一片顯示面板（panel）100為示例。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，也可在顯示母板（sheet）未切割成多個顯示面板前，利用類似的方法量測顯示母板中的多個顯示面板。

圖5示出本發明另一實施例的顯示面板的電壓保持率的量測方法。請參照圖5，首先，提供前述的顯示面板100。接著，於顯示面板100上配置處理單元300（例如：IC），處理單元300透過導線L與電壓保持率量測組V電性連接。處理單元300能讀取電壓保持率量測組V之第一量測單元162與第二量測單元164上的電訊號，以獲得電壓保持率的對照組數據及實驗組數據，進而判斷液晶層150劣化程度。

綜上所述，本發明一實施例的顯示面板包括第一基板、畫素單元、封裝材料、第二基板及液晶層。第一基板具有畫素區、圍繞畫素區的封裝區以及位於畫素區與封裝區之間的周邊區。畫素單元配置於畫素區。封裝材料配置於封裝區。第二基板配置於第一基板的對向。液晶層配置於由第一基板、封裝材料及第二基板所定義的空間。特別是，顯示面板還包括設置於周邊區的第一、二量測單元。第一量測單元被遮光圖案所遮蔽，第二量測單元不被遮光圖案所遮蔽。利用第一量測單元所量測的第一電壓保持率可視為對照組數據，而利用第二量測單元所量測的第二電壓保持率可視為實驗組數據。比較第一電壓保持率與第二電壓保持率，便能即時判斷顯示面板之液晶層劣化的程度，進而預測或輔助判斷顯示面板是否易發生相關的顯示異常。

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。

100‧‧‧顯示面板

110‧‧‧第一基板

110a‧‧‧畫素區

110b‧‧‧封裝區

110c‧‧‧周邊區

110d‧‧‧邊框區

120‧‧‧畫素單元

122‧‧‧畫素電極

122a‧‧‧狹縫

124‧‧‧共用電極

130‧‧‧封裝材料

140‧‧‧第二基板

150‧‧‧液晶層

162‧‧‧第一量測單元

162a‧‧‧第一輸入電極

162b‧‧‧第一輸出電極

164‧‧‧第二量測單元

164a‧‧‧第二輸入電極

164b‧‧‧第二輸出電極

170‧‧‧第一遮光圖案

180‧‧‧第二遮光圖案

190‧‧‧第三遮光圖案

192‧‧‧屏蔽電極

200‧‧‧示波器

210‧‧‧探針

300‧‧‧處理單元

A-A’、B-B’‧‧‧剖線

BP1‧‧‧第一絕緣層

BP2‧‧‧第二絕緣層

D‧‧‧汲極

D1、D2‧‧‧距離

d1、d2‧‧‧方向

G‧‧‧閘極

GI‧‧‧閘絕緣層

L‧‧‧導線

P‧‧‧接墊

PI‧‧‧配向膜

R‧‧‧局部

SE‧‧‧半導體層

S‧‧‧源極

T‧‧‧薄膜電晶體

V‧‧‧電壓保持率量測組

圖1為本發明一實施例之顯示面板的上視示意圖。 圖2為圖1之顯示面板的周邊區的局部的放大示意圖。 圖3為本發明一實施例之顯示面板的剖面示意圖。 圖4示出本發明一實施例的顯示面板的電壓保持率的量測方法。 圖5示出本發明另一實施例的顯示面板的電壓保持率的量測方法。

Claims (10)

1. 一種顯示面板，包括： 一第一基板，具有一畫素區、圍繞該畫素區的一封裝區以及位於該畫素區與該封裝區之間的一周邊區； 多個畫素單元，配置於該第一基板的該畫素區； 一封裝材料，配置於該第一基板的該封裝區； 一第一量測單元及一第二量測單元，配置於該第一基板的該周邊區，用以量測該顯示面板的電壓保持率； 一第二基板，配置於該第一基板的對向； 一液晶層，配置於由該第一基板、該封裝材料及該第二基板所定義的一空間； 一第一遮光圖案，配置於該第一基板上；以及 一第二遮光圖案，配置於該第二基板上，其中該第一量測單元的投影面積重疊於該第一遮光圖案與該第二遮光圖案至少其中一者，而該第二量測單元的投影面積實質上不重疊於該第一遮光圖案及該第二遮光圖案。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一量測單元包括： 一第一輸入電極及一第一輸出電極，彼此電性獨立且位於該第一遮光圖案與該第二遮光圖案之間； 該第二量測單元包括： 一第二輸入電極及一第二輸出電極，彼此電性獨立且與該第一遮光圖案及該第二遮光圖案錯開。
3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示面板，其中該第一輸入電極的形狀與該第二輸入電極的形狀相同，該第一輸出電極的形狀與該第二輸出電極的形狀相同，且該第一輸入電極與該第一輸出電極之間的距離等於該第二輸入電極與該第二輸出電極之間的距離。
4. 如申請專利範圍第3項所述的顯示面板，其中該第一輸入電極、該第二輸入電極、該第一輸出電極及該第二輸出電極的材料相同。
5. 如申請專利範圍第2項所述的顯示面板，更包括： 一第一絕緣層，配置於該第一基板上且覆蓋該第一遮光圖案；以及 一屏蔽電極，配置於該第一絕緣層上且位於該第一量測單元與該第一遮光圖案之間以及該第二量測單元與該第一基板之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示面板，其中該屏蔽電極以及該第一遮光圖案接地。
7. 如申請專利範圍第5項所述的顯示面板，其中該顯示面板更包括： 一第二絕緣層，覆蓋該屏蔽電極，其中該第一輸入電極、該第一輸出電極、該第二輸入電極及該第二輸出電極配置於該第二絕緣層上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示面板，其中每一該畫素單元包括： 一薄膜電晶體，配置於該第一基板上； 一畫素電極，與該薄膜電晶體電性連接；以及 一共用電極，與該畫素電極重疊，其中該第二絕緣層位於該畫素電極與該共用電極之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示面板，其中該屏蔽電極的材料與該共用電極及該畫素電極之一者的材料與相同，該第一輸入電極、該第一輸出電極、該第二輸入電極及該第二輸出電極的材料與該共用電極及該畫素電極之另一者的材料相同。
10. 如申請專利範圍第8項所述的顯示面板，其中該薄膜電晶體具有一源極、一汲極以及一閘極，而該第一遮光圖案的材質與該源極、該汲極以及該閘極的至少一者的材質相同。